一种锂离子电池隔膜的制备方法以及制备装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种锂离子电池隔膜的制备方法以及制备装置，包括基膜，所述基膜原料包括分散剂、胶层主体材料、增稠剂、粘结剂、锂化材料和溶剂；其中，所分散剂包括聚合物、脂肪醇类、聚乙二醇烷基芳基醚磺酸钠、烷基酚聚乙烯醚、聚氧乙烯烷基酚基醚或聚丙烯酸钠中的任意一种或至少两种的组合，所述胶层主体材料为极性物质；所述胶层主体材料包括聚偏氟乙烯。该锂离子电池隔膜的制备方法，提高锂离子电池隔膜热交换稳定性，并且可在锂离子电池隔膜的制备方法双向异步拉伸，拉伸过程中弹性薄膜进行辅助加热，以使拉伸后的弹性薄膜进行少许加热固化，避免其弹性收缩幅度过大，缩减拉伸效果。缩减拉伸效果。缩减拉伸效果。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池隔膜的制备方法以及制备装置


[0001]本专利技术涉及锂电池隔膜加工
，具体为一种锂离子电池隔膜的制备方法以及制备装置。

技术介绍

[0002]锂电池的结构中，隔膜是关键的内层组件之一。隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用， 隔膜的主要作用是使电池的正、负极分隔开来，防止两极接触而短路，此外还具有能使电解质离子通过的功能，隔膜材质是不导电的，其物理化学性质对电池的性能有很大的影响，电池的种类不同，采用的隔膜也不同，对于锂电池系列，由于电解液为有机溶剂体系，因而需要有耐有机溶剂的隔膜材料，一般采用高强度薄膜化的聚烯烃多孔膜；现有
内，运用在电池上的隔膜大多数仍然是聚乙烯或者聚丙烯的微孔聚烯烃薄膜，由于电池内部温度升高可能会引起隔膜收缩或者软化的前提是在电池处于非正常工作状态或者外界温度高于，120摄氏度时处于这种环境下将直接导致电池内部短路，从而可能引发起火或者爆炸等安全事故，并且现有的拉伸装置在拉伸薄膜过程中，薄膜由于自身弹性会进行收缩，进而影响拉伸效果，因此，亟需一种锂离子电池隔膜的制备方法以及拉伸以及双向异步拉伸装置解决上述问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种锂离子电池隔膜的制备方法以及制备装置，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种锂离子电池隔膜的制备方法，包括：基膜，所述基膜原料包括分散剂、胶层主体材料、增稠剂、粘结剂、锂化材料和溶剂；其中，所分散剂包括聚合物、脂肪醇类、聚乙二醇烷基芳基醚磺酸钠、烷基酚聚乙烯醚、聚氧乙烯烷基酚基醚或聚丙烯酸钠中的任意一种或至少两种的组合，所述胶层主体材料为极性物质；所述胶层主体材料包括聚偏氟乙烯；所述增稠剂包括聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮或羧甲基纤维素钠中的任意一种或至少两种的组合；所述粘结剂包括聚丙烯腈、环氧树脂、聚丙烯酸甲酯、丁苯橡胶或黄原胶中的任意一种或至少两种的组合；所述锂化材料包含9
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69份预锂化活性物质、3
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9份溶剂、0.5
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1.5份粘结剂和0.5
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1.5份导电剂，其中，所述的预锂化活性物质为二氧化锂、一氧化锂、硫化锂、氮化锂、亚锰酸锂中的一种或多种，溶剂为乙酸乙酯、碳酸二甲酯和碳酸二乙酯，所述的粘结剂为丙烯酸酯和羧甲基纤维素钠，所述导电剂为石墨烯；
所述溶剂包括N
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甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、三乙基磷酸酯或二甲基亚砜中的任意一种或至少两种的组合；所述基膜中分散剂、胶层主体材料、增稠剂、粘结剂、锂化材料和溶剂的重量份数为0.5份、1
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4份、3份、1.5份、1.5份和2.5
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90份；改性层，附着在所述基膜的一侧或两侧，所述改性层包括：氧化铝粉末(2nm
‑
4nm级)和聚锂4
‑
苯乙烯。
[0005]包括以下步骤：步骤一：基膜原料制备、将基膜原料按照配方混合处理后输送至挤出系统；步骤二：流延、将预混合处理的原料在挤出系统中经熔融塑化后从模头挤出熔体,熔体经流延后形成特定结晶结构的基膜；步骤三：热处理、将基膜经热处理后得到硬弹性薄膜；步骤四：改性层涂料制备、改性层涂料原料按配方放入体积比为5：95的水和N
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二甲基乙酰胺混合溶剂中，经过分散制成涂抹浆料；步骤五：改性涂覆、基膜两面涂覆涂抹浆料，涂抹后在室内干燥环境下静置10分钟使溶剂自然蒸发，更改外部环境，在70
‑
90摄氏度真空环境下干燥24小时后得到薄膜；步骤六：双向异步拉伸、将弹性薄膜分别使用双向异步拉伸进行冷拉伸和热拉伸后形成纳米微孔膜；步骤七：分切、将纳米微孔膜根据客户的规格要求裁切为成品膜。
[0006]根据上述步骤六所述，现提供一种锂离子电池隔膜的制备装置，用于进行双向异步拉伸，包括：底座；横向拉伸机构，设置在所述底座的前侧；保护罩，安装在所述横向拉伸机构的顶部；控制终端，内嵌在所述保护罩的外壁；纵向拉伸机，设置在所述底座的顶端后侧，所述纵向拉伸机和控制终端电性连接；收卷机，设置在所述横向拉伸机构的前侧，所述收卷机和控制终端电性连接。
[0007]优选的，所述横向拉伸机构包括：横向拉伸机构外壳、限位压辊、升降模块、热辅助组件、可调节安装架、环形输送模块、双轴移动模块、拉伸夹持单元和张紧输送模块；横向拉伸机构外壳沿前后方向设置在所述底座的前，所述保护罩安装在所述横向拉伸机构外壳的顶部；限位压辊设置在所述横向拉伸机构外壳的顶端后侧中部；所述升降模块的数量为两个，两个所述升降模块分别设置在横向拉伸机构外壳的顶端开口处前后两侧，所述升降模块和控制终端电性连接；所述热辅助组件的数量为两个，两个所述热辅助组件分别设置前后两个升降模块的顶端；可调节安装架沿前后方向设置在所述保护罩的内腔顶端；所述环形输送模块的数量为两个，两个所述环形输送模块分别沿前后方向设置可调节安装架的左右两侧，所述环形输送模块和控制终端电性连接；所述双轴移动模块的数量为两组，每组所述双轴移动模块的数量为三个，两组所述双轴移动模块分别间隙设置在左右两个环形输送模块的外侧，所述双轴移动模块和控制终端电性连接；所述拉伸夹持单元的数量为两组，每组所述拉伸夹持单元的数量为三个，两组所述拉伸夹持单元分别设置在两组双轴移动模块的移动端；张紧输送模块设置在所述横向拉伸机构外壳的顶端前侧，所述张紧输送模块和
控制终端电性连接。
[0008]优选的，所述热辅助组件包括：热辅助组件外壳、限位槽、环形座、齿条、热风喷头、内齿轮环和从动齿轮杆；热辅助组件外壳安装在所述升降模块的升降端；所述限位槽的数量为若干个，若干个所述限位槽沿周向间隔开设在热辅助组件外壳的内腔顶端；环形座通过支架设置在所述热辅助组件外壳的内腔；所述齿条的数量为若干个，若干个所述齿条沿周向间隔插接在环形座的顶部；所述热风喷头的数量为若干个，若干个所述热风喷头沿周向间隔设置在若干个齿条的顶端内侧，所述热风喷头的顶端由限位槽的内腔延伸出热辅助组件外壳的上表面，所述热风喷头和控制终端电性连接；内齿轮环通过轴承转动连接在所述环形座的内侧；所述从动齿轮杆的数量为若干个，若干个所述从动齿轮杆沿周向间隔通过销轴转动连接在热辅助组件外壳的内壁顶端，若干个所述从动齿轮杆的外壁底端与内齿轮环内侧啮合，若干个所述从动齿轮杆的外壁顶端分别与若干个齿条啮合。
[0009]优选的，所述热辅助组件还包括：转动盘、环形限位槽、半环形齿条、底架、万向联轴器、第一电机、导轨架、限位滑块和齿轮；转动盘设置在所述内齿轮环的底端；环形限位槽开设在所述转动盘的底端；半环形齿条设置在所述转动盘的下表面且位于环形限位槽的内侧；底架安装在所述热辅助组件外壳的内腔右侧；万向联轴器一端通过销轴转动连接在所述底架的顶端；第一电机设置在所述底架的底端，所述第一电机的输出端与万向联轴器的轴心固定连接，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，包括基膜和改性层，所述基膜原料包括分散剂、胶层主体材料、增稠剂、粘结剂、锂化材料和溶剂，所述改性层附着在所述基膜的一侧或两侧，所述改性层包括：氧化铝粉末和聚锂4
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苯乙烯；具体步骤如下：步骤一：基膜原料制备、将基膜原料按照配方混合处理后输送至挤出系统；步骤二：流延、将预混合处理的原料在挤出系统中经熔融塑化后从模头挤出熔体,熔体经流延后形成特定结晶结构的基膜；步骤三：热处理、将基膜经热处理后得到硬弹性薄膜；步骤四：改性层涂料制备、改性层涂料原料按配方放入体积比为5：95的水和N
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二甲基乙酰胺混合溶剂中，经过分散制成涂抹浆料；步骤五：改性涂覆、基膜两面涂覆涂抹浆料，涂抹后在室内干燥环境下静置10分钟使溶剂自然蒸发，更改外部环境，在70
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90摄氏度真空环境下干燥24小时后得到薄膜；步骤六：双向异步拉伸、将弹性薄膜分别使用双向异步拉伸进行冷拉伸和热拉伸后形成纳米微孔膜；步骤七：分切、将纳米微孔膜根据客户的规格要求裁切为成品膜。2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于：其中，所分散剂包括聚合物、脂肪醇类、聚乙二醇烷基芳基醚磺酸钠、烷基酚聚乙烯醚、聚氧乙烯烷基酚基醚或聚丙烯酸钠中的任意一种或至少两种的组合，所述胶层主体材料为极性物质；所述胶层主体材料包括聚偏氟乙烯；所述增稠剂包括聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮或羧甲基纤维素钠中的任意一种或至少两种的组合；所述粘结剂包括聚丙烯腈、环氧树脂、聚丙烯酸甲酯、丁苯橡胶或黄原胶中的任意一种或至少两种的组合；所述锂化材料包含9
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69份预锂化活性物质、3
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9份溶剂、0.5
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1.5份粘结剂和0.5
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1.5份导电剂，其中，所述的预锂化活性物质为二氧化锂、一氧化锂、硫化锂、氮化锂、亚锰酸锂中的一种或多种，溶剂为乙酸乙酯、碳酸二甲酯和碳酸二乙酯，所述的粘结剂为丙烯酸酯和羧甲基纤维素钠，所述导电剂为石墨烯；所述溶剂包括N
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甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、三乙基磷酸酯或二甲基亚砜中的任意一种或至少两种的组合；所述基膜中分散剂、胶层主体材料、增稠剂、粘结剂、锂化材料和溶剂的重量份数为0.5份、1
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4份、3份、1.5份、1.5份和2.5
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90份。3.一种锂离子电池隔膜的制备装置其应用于如权利要求2所述的一种锂离子电池隔膜的制备方法中，其特征在于：应用于上述步骤六中，包括：底座（1）；横向拉伸机构（2），设置在所述底座（1）的前侧；保护罩（6），安装在所述横向拉伸机构（2）的顶部；控制终端（7），内嵌在所述保护罩（6）的外壁；纵向拉伸机（8），设置在所述底座（1）的顶端后侧，所述纵向拉伸机（8）和控制终端（7）
电性连接；收卷机（9），设置在所述横向拉伸机构（2）的前侧，所述收卷机（9）和控制终端（7）电性连接。4.根据权利要求3所述的一种锂离子电池隔膜的制备装置，其特征在于：所述横向拉伸机构（2）包括：横向拉伸机构外壳（21），沿前后方向设置在所述底座（1）的前，所述保护罩（6）安装在所述横向拉伸机构外壳（21）的顶部；限位压辊（22），设置在所述横向拉伸机构外壳（21）的顶端后侧中部；升降模块（23），所述升降模块（23）的数量为两个，两个所述升降模块（23）分别设置在横向拉伸机构外壳（21）的顶端开口处前后两侧，所述升降模块（23）和控制终端（7）电性连接；热辅助组件（3），所述热辅助组件（3）的数量为两个，两个所述热辅助组件（3）分别设置前后两个升降模块（23）的顶端；可调节安装架（24），沿前后方向设置在所述保护罩（6）的内腔顶端；环形输送模块（25），所述环形输送模块（25）的数量为两个，两个所述环形输送模块（25）分别沿前后方向设置可调节安装架（24）的左右两侧，所述环形输送模块（25）和控制终端（7）电性连接；双轴移动模块（26），所述双轴移动模块（26）的数量为两组，每组所述双轴移动模块（26）的数量为三个，两组所述双轴移动模块（26）分别间隙设置在左右两个环形输送模块（25）的外侧，所述双轴移动模块（26）和控制终端（7）电性连接；拉伸夹持单元（4），所述拉伸夹持单元（4）的数量为两组，每组所述拉伸夹持单元（4）的数量为三个，两组所述拉伸夹持单元（4）分别设置在两组双轴移动模块（26）的移动端；张紧输送模块（27），设置在所述横向拉伸机构外壳（21）的顶端前侧，所述张紧输送模块（27）和控制终端（7）电性连接。5.根据权利要求4所述的一种锂离子电池隔膜的制备装置，其特征在于：所述热...

【专利技术属性】
技术研发人员：钦文君，邓斌，程龙，
申请(专利权)人：泰州衡川新能源材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：