一种锂离子电池隔膜基材及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种锂离子电池隔膜基材的制备方法，包括：S1、将天丝短切纤维用磨浆设备进行磨浆处理，得到浆料1；S2、浆料1经过筛分

A lithium ion battery diaphragm substrate and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池隔膜基材及其制备方法


[0001]本专利技术涉及电池隔膜制造
，具体涉及一种锂离子电池隔膜基材及其制备方法。

技术介绍

[0002]发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路，是应对气候变化、推动绿色发展的战略举措。然而，近年来电动汽车自燃事故频发，电池产品的安全性变得越来越重要。隔膜破损是电池热失控的直接原因。聚烯烃微孔膜具有优异的力学性能、化学稳定性和相对均匀的孔隙结构，是目前市场主流隔膜。然而，聚烯烃微孔膜耐热温度低且厚度方向的屈服强度，在热和应力的作用下隔膜孔隙容易封闭堵塞，降低电池使用寿命，增加安全风险。
[0003]无纺布隔膜孔径大、孔隙率高，选用耐热性较好的纤维可赋予隔膜优异的耐热性和抗压性。专利号为CN108598337B的专利提出采用双层一次成形和热压工艺将超细主干纤维、热塑性粘结纤维和纳米纤维制备得到具有支撑层和致密层的基材，然而热塑性粘结纤维在热压过程中会向纳米纤维之间的孔隙中迁移，造成局部孔隙封闭，影响离子传输性能，从而极大的增加隔膜离子阻抗。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种锂离子电池隔膜基材及其制备方法，通过将原纤化纤维沉积在聚酯纤维无纺布上的抄造方式，可以避免聚酯纤维向原纤化纤维孔隙中迁移，从而可以提高基材的离子传输性，并降低隔膜离子的阻抗。
[0005]为实现上述技术方案，本专利技术提供了一种锂离子电池隔膜基材的制备方法，具体包括如下步骤：
[0006]S1、将天丝短切纤维控制在1<br/>‑
30％的浓度，用第一组磨浆设备进行磨浆处理，得到打浆度为40
‑
65
°
SR的浆料1；
[0007]S2、浆料1经过筛分
‑
磨浆循环系统，通过最后一台筛分设备筛网的浆料为最大直径小于2.5μm的天丝原纤化纤维；
[0008]S3、将步骤S2得到的天丝原纤化纤维以浓度0.1％
‑
0.3％经敞开流浆箱上浆，并沿敞开式流浆箱外斜板沉积在聚酯纤维无纺布上，经真空脱水和压榨后得到湿纸页，经烘缸干燥后得到干纸页；
[0009]S4、将干纸页经过软压光处理得到锂离子电池隔膜基材。
[0010]优选的，所述步骤S2中筛分
‑
磨浆循环系统的操作步骤为：
[0011]S21、将浆料1的浓度稀释至0.01
‑
0.05％进行筛分处理，通过一组筛分设备进行筛网筛分，被一组筛分设备筛网截留的浆料混合在一起得到浆料2，通过最后一台筛分设备300目筛网的浆料为原纤化纤维；
[0012]S22、将浆料2稀释至1
‑
30％的浓度，用第二组磨浆设备磨浆处理至70
‑
95
°
SR得到
浆料3；
[0013]S23、将浆料3与浆料1混合形成闭合的筛分
‑
磨浆循环系统，重复步骤S21
‑
S23，直至浆料全部通过最后一台筛分设备的300目筛网，得到浆料为最大直径小于2.5μm的天丝原纤化纤维。
[0014]优选的，所述磨浆设备为盘磨机、锥形磨浆机、圆柱形磨浆机或者槽式打浆机中的一种或者多种。
[0015]优选的，所述筛分设备为是由多台筛网目数依次增大的振动筛或者过滤器串联而成。
[0016]优选的，所述筛分设备的筛网目数为100
‑
300目，第一台筛分设备筛网目数为100目，最后一台筛分设备筛网目数为300目，前一台筛分设备筛网目数小于后一台筛分设备筛网目数。
[0017]优选的，所述步骤S4中软压光压力为80N/mm，温度小于100℃。
[0018]本专利技术还提供了一种锂离子电池隔膜基材，由本专利技术提供的方法制得，所述锂离子电池隔膜基材包括聚酯纤维无纺布和原纤化纤维层，其中，所述聚酯纤维无纺布厚度在10
‑
18μm之间，所述原纤化纤维层厚度在2
‑
5μm之间，所述原纤化纤维层由100％天丝原纤化纤维组成，所述天丝原纤化纤维最大直径小于2.5μm。
[0019]优选的，所述聚酯纤维无纺布纵向抗张强度大于500N/m。
[0020]本专利技术提供的一种锂离子电池隔膜基材和装置的有益效果在于：
[0021](1)本专利技术通过将原纤化纤维沉积在聚酯纤维无纺布上的抄造方式，可以避免聚酯纤维向原纤化纤维孔隙中迁移，从而可以提高基材的离子传输性，并降低隔膜离子的阻抗；
[0022](2)本专利技术使用原纤化纤维的最大直径小于2.5μm，有利于保证基材厚度均匀一致性；
[0023](3)本专利技术的隔膜基材在200℃下不收缩，300℃下仍具有一定的热风强度；
[0024](4)本专利技术中通过对原纤化纤维进行筛分
‑
磨浆处理，可使原纤化纤维的最大直径小于2.5μm，而且通过筛分处理将直径大于2.5μm的主干纤维分离出去，第二组磨浆设备仅对直径大于2.5μm的主干纤维进行磨浆，可节省磨浆能耗，同时减少微原纤比例，降低隔膜离子阻抗。
附图说明
[0025]图1为本专利技术的工艺流程示意图。
[0026]图2为本专利技术中天丝原纤化纤维的制备流程图。
具体实施方式
[0027]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本专利技术的保护范围。
[0028]实施例1
[0029]一种锂离子电池隔膜基材，通过如下方法制备得到：
[0030](1)将天丝短切纤维(长度4mm，直径12μm)控制在4％的浓度，用三台盘磨机磨浆设备进行磨浆处理，磨浆功率180kw，得到打浆度为40
°
SR的浆料1；
[0031](2)将浆料1的浓度稀释至0.03％筛分处理，依次通过三台筛分机，三台筛分机筛网依次为100目、200目和300目，被三台筛分机筛网截留的浆料混合在一起得到浆料2；然后将浆料2稀释至20％的浓度，用三台盘磨机磨浆处理，磨浆功率180kw，得到打浆度为95
°
SR的浆料3；然后将浆料3与浆料1混合形成闭合的筛分
‑
磨浆循环系统，直至所有浆料全部通过300目的筛网，得到浆料为最大直径小于2.5μm的天丝原纤化纤维；
[0032](3)控制天丝原纤化纤维浆料浓度为0.1％，经敞开流浆箱上浆，并沿敞开式流浆箱外斜板沉积在厚度为10μm的聚酯纤维无纺布上，经真空脱水和压榨后得到湿纸页，湿纸页经烘缸干燥后得到干纸页；
[0033](4)干纸页经过软压光处理得到锂离子电池隔膜基材，其中软压光压力为80N/mm，温度小于100℃。
[0034]实施例2
[0035]一种锂离子电池隔膜基材，通过如下方法制备得到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池隔膜基材的制备方法，其特征在于具体包括如下步骤：S1、将天丝短切纤维控制在1
‑
30％的浓度，用第一组磨浆设备进行磨浆处理，得到打浆度为40
‑
65
°
SR的浆料1；S2、浆料1经过筛分
‑
磨浆循环系统，通过最后一台筛分设备筛网的浆料为最大直径小于2.5μm的天丝原纤化纤维；S3、将步骤S2得到的天丝原纤化纤维以浓度0.1％
‑
0.3％经敞开流浆箱上浆，并沿敞开式流浆箱外斜板沉积在聚酯纤维无纺布上，经真空脱水和压榨后得到湿纸页，经烘缸干燥后得到干纸页；S4、将干纸页经过软压光处理得到锂离子电池隔膜基材。2.如权利要求1所述的锂离子电池隔膜基材的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中筛分
‑
磨浆循环系统的操作步骤为：S21、将浆料1的浓度稀释至0.01
‑
0.05％进行筛分处理，通过一组筛分设备进行筛网筛分，被一组筛分设备筛网截留的浆料混合在一起得到浆料2，通过最后一台筛分设备300目筛网的浆料为原纤化纤维；S22、将浆料2稀释至1
‑
30％的浓度，用第二组磨浆设备磨浆处理至70
‑
95
°
SR得到浆料3；S23、将浆料3与浆料1混合形成闭合的筛分
‑
磨浆循环系统，重复步骤S...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪洋，云娜，曾林浩，黄志环，黄晶晶，翁心慧，高海彬，刘华涛，吴佳曼，
申请(专利权)人：广东轻工职业技术学院，
类型：发明
国别省市：