一种锂电池隔膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种锂电池隔膜及其制备方法，所述锂电池隔膜的制备包括如下步骤：步骤1，聚烯烃和白油体系中加入的成核剂；成核剂添加比例在50

【技术实现步骤摘要】
一种锂电池隔膜及其制备方法


[0001]本专利技术属于锂电池隔膜生产
，具体涉及一种锂电池隔膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]现有技术在流延片生产中，流延片的一面与金属冷却辊充分接触快速冷却，另一面使用了背冷辊或风冷、液冷的方式加强流延片的冷却。但非金属辊的传热系数与主冷却辊金属材质相差甚远，或者背冷辊仅以线接触的形式与流延片高温面接触，进而造成隔膜的两个表面性能存在一定的差异，进而影响在电池中的使用表现。
[0003]产生差异的重要原因在于隔膜在流延片生产过程中，只有一面与金属冷却辊充分接触，冷却速度快，聚烯烃与白油组分快速分相，且聚烯烃结晶度低，而另一面与金属辊面接触时间短或仅靠非金属介质冷却，高温熔体冷却时间延长，造成结晶偏高的问题。同时因为冷却速度不一致，造成分相速度不一致，进一步加剧了两面性能的差异；尤其是两面的摩擦系数较低或两面的摩擦系数差异较大。

技术实现思路

[0004]针对现有问题的不足，本专利技术的目的是提供一种锂电池隔膜及其制备方法；通过改善隔膜生产配方，配合现有湿法隔膜生产工艺流程的改善达到隔膜两面一致性的改善目的。
[0005]本专利技术解决其技术问题采用的技术方案是：
[0006]一种锂电池隔膜的制备方法，包括如下步骤：
[0007]步骤1，聚烯烃和白油体系中加入的成核剂；成核剂添加比例在50
‑
5000ppm之间，优选在500
‑
5000ppm之间；
[0008]步骤2，混合了成核剂的原料体系，经过双螺杆高温分散混合塑化后，经口模挤出制备流延片，流延片的一面与冷却辊接触，冷却辊温度在10℃
‑
50℃之间；流延片的另一面使用其它方式冷却成型，如风冷、水冷、油冷、金属辊有限接触冷却等方式；冷却后的流延片，经过有机溶剂初步萃取洗涤、干燥；
[0009]对流延片进行测试：经过萃取、干燥后测试其两面的结晶度，两面结晶度差异＜5％；
[0010]步骤3，将步骤2所得流延片经过拉伸、萃取和定型工艺，得到两面性能一致的隔膜。
[0011]两面静摩擦系数差异＜20％，且至少一面的静摩擦摩擦系数≥1。
[0012]上述制备方法通过配方整体改变基体结晶性能，缩小了两面结晶度的差异，同时通过工艺改善消除配方可能带来的缺陷，最终达到隔膜两面性能一致的效果
[0013]本专利技术步骤2中，流延片中成核剂的含量低于100ppm，需要初步萃取洗涤的原因在于：流延片成型的过程中，所需成核剂功能发挥的成核功能已经实现，且少量成核剂等助剂已经迁移至流延片的表面，如果不进行清洗，会对生产线产生一定的污染；经过萃洗后，流
延片得到清洁，不会污染后续的生产加工环节，且有效缓解了后续萃取的工作压力。
[0014]作为本申请的优选技术方案，所述步骤2中，有机溶剂为二氯甲烷。
[0015]优选的，萃取时间≥30s。
[0016]作为本申请的优选技术方案，所述成核剂选自且不限于以下成分：
[0017](1R,2S)
‑
rel
‑
1,2
‑
环己烷二甲酸钙盐、硬脂酸(SA)及其硬脂酸盐、山梨醇及其衍生物；蒙脱土、TMP系列芳基磷酸盐类成核剂、有机磷酸盐类成核剂；聚4
‑
甲氧基
‑
4'
‑
丙烯酰氧苯甲酸苯酯(PMAPAB)聚合物液晶成核剂等等。
[0018]优选的，所述硬脂酸盐选自硬脂酸锌(ZnSt2)或硬脂酸钙(CaSt2)。
[0019]优选的，所述山梨醇及其衍生物选自对二甲基二亚苄基山梨醇(MDBS)、二苄叉山梨醇(DBS)、二(对
‑
乙基二亚苄叉)山梨醇(EDBS)、二对氯苄叉山梨醇(CDBS)、山糖梨醇成核剂(TM
‑
3)中的任一种或多种。
[0020]优选的，所述蒙脱土为有机蒙脱土。
[0021]优选的，所述有机磷酸盐类成核剂选自NA
‑
10、NA
‑
11、NA
‑
21中的任一种或多种。
[0022]更优选的，所述成核剂为二甲基二亚苄基山梨醇、硬脂酸钙按照重量份5：2配比使用。
[0023]本专利技术还保护前述锂电池隔膜的制备方法制备得到的锂电池隔膜。
[0024]有益效果
[0025]本专利技术提供的一种锂电池隔膜及其制备方法，与现有技术相比，具有以下有益效果：第一，通过添加成核剂明显改善了隔膜的两面差异；第二，通过初步萃取避免了成核剂对后续工序的污染。
[0026]添加成核剂后，流延片两面的结晶度均得到了提高，且非接触主冷却辊的一面的结晶进一步细化，其摩擦系数与另一面基本一致，且提高了摩擦力。
具体实施方式
[0027]以下结合实施例对本专利技术做进一步详细说明。所用试剂或者仪器设备未注明生产厂商的，均视为可以通过市场购买的常规产品。
[0028]对比例1
[0029]采用超高分子量聚乙烯粉末(GUR4032，泰科纳塞拉尼斯)14重量份，石蜡油(68#，浙江正信)86重量份，相对于该超高分子量聚乙烯与石蜡油的合计100重量份，加入抗氧化剂(Irg1010(汽巴精化))0.2重量份、抗氧化剂(P168(汽巴精化)0.1重量份，将它们按顺序进行混合。首先使用高速混合器将超高分子量聚乙烯粉末与抗氧化剂均匀混合，混合的均匀度通过红外检测助剂的含量来确定。将混合抗氧化剂之后的超高分子量聚乙烯物料与石蜡油一起投入双螺杆挤出机进行混练，最终制成混合物熔体凝胶。
[0030]使用T型模头，将该凝胶挤出，挤出熔体温度控制在220℃，然后在表面温度为10℃的恒温金属对辊上快速冷却，并轧制成片材，片材厚度为1.5mm。
[0031]该片材经过萃取后，进行DSC分析，得到片材两侧的结晶度差异。取样时，取表面0.1mm及其以下的表皮样品进行分析。分析结果显示两侧结晶度之差为5.1％。
[0032]将处理后的片材进行拉伸。该组合物熔体熔点以下1℃左右进行快速拉伸，其中纵向(MD)、横向(TD)均同时进行10倍率的拉伸。拉伸时需控制温度场的均匀性，拉伸区域温度
场不同点之间的温差小于0.5℃。拉伸后的隔膜厚度变薄，非张紧状态下易起皱，因此需要在隔膜拉伸强度1％以下的作用力下张紧，并牵引入萃取，将隔膜中的石蜡油萃取出。然后经过40℃的恒温热风将隔膜中残留的二氯甲烷带出，再经过130℃的热定型处理，最终得到一种隔膜。
[0033]依据GB
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T 10006
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1988塑料和薄片摩擦系数测定方法测试所得隔膜的摩擦系数，将隔膜分为A面和B面，静摩擦系数略高的为A面；A面与A面的静摩擦系数为1.6，动摩擦系数为0.5；B面与B面的静摩擦系数为0.9，动摩擦系数为0.4。两面静摩擦系数差异较大，且＞20％。
[0034]对比例2
[0035]采本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂电池隔膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，聚烯烃和白油体系中加入的成核剂；成核剂添加比例在50
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5000ppm之间；步骤2，混合了成核剂的原料体系，经过双螺杆高温分散混合塑化后，经口模挤出制备流延片，流延片的一面与冷却辊接触，冷却辊温度在10℃
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50℃之间；流延片的另一面使用其它方式冷却成型；冷却后的流延片，经过有机溶剂初步萃取洗涤、干燥；步骤3，将步骤2所得流延片经过拉伸、萃取和定型工艺，得到两面性能一致的隔膜。2.根据权利要求1所述的锂电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，其他冷却方式选自风冷、水冷、油冷、金属辊有限接触冷却中的任一种。3.根据权利要求1所述的锂电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，有机溶剂为二氯甲烷。4.根据权利要求1所述的锂电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述成核剂选自以下成分中的任一种或多种的混合：(1R,2S)
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rel
‑
1,2
‑
环己烷二甲酸钙盐、硬脂酸及其硬...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛山，刘志刚，董秋春，马源，史新明，刘杲珺，甘珊珊，
申请(专利权)人：中材锂膜有限公司，
类型：发明
国别省市：