可改善MD卷曲和TD边塌陷的锂离子电池隔膜的制备方法技术

本发明专利技术属于锂离子电池隔膜的领域，具体而言为一种可改善MD卷曲和TD边塌陷的锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，包含：一挤出步骤，将一混合物熔融挤出，以取得一液相体系；一冷却成型步骤，冷却所述液相体系，使其中包含的聚乙烯固化，以形成一聚乙烯薄片；一纵向拉伸步骤，纵向拉伸所述聚乙烯薄片；一冷却回缩步骤，将所述聚乙烯薄片冷却，使其回缩；一横向拉伸步骤，横向拉伸所述聚乙烯薄片；一萃取步骤，去除所述聚乙烯薄片中包含的填充剂，以取得一微孔聚乙烯隔膜；以及一热定型步骤，对所述微孔聚乙烯隔膜进行热定型。述微孔聚乙烯隔膜进行热定型。述微孔聚乙烯隔膜进行热定型。

【技术实现步骤摘要】
可改善MD卷曲和TD边塌陷的锂离子电池隔膜的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种锂离子电池隔膜的制备方法，尤指一种可改善MD弯曲率、以及TD边塌陷的锂离子电池隔膜的制备方法。

技术介绍

[0002]隔膜是锂离子电池的重要内层组件之一，其性能对电池的容量、循环效率、以及安全性能等特性有着重大影响。其中：由于微孔聚乙烯隔膜具有优良的化学稳定性、以及物理性能，因此其广泛地被应用于锂离子电池隔膜的领域中。另外，由于电动车技术的繁荣发展，其追求更高的续航力的同时，对于锂离子电池的电池容量的要求也越来越高，因此，当为了满足高电容量的要求，而使电池的体积增加时，会导致隔膜所需宽度渐增、以及为了提升加工效率，隔膜加工所需长度亦逐渐渐增，因此，如何在制备高宽度、与高长度的隔膜的同时，保持隔膜的质量，以避免影响电池的加工性能，是为锂离子电池产业中的一道难题。
[0003]于锂离子电池隔膜的制备工艺中，为了控制隔膜的厚度、使隔膜上的微孔结构分布均匀、以及满足隔膜的机械强度，其中是以湿法工艺作为制备隔膜的首选方法，具体而言，所述湿法工艺是利用T I PS方法(1981年由美国A.J.Castro提出)：首先，将聚烯烃在高温下与填充剂混合形成液相稳定体系；然后，在使液相稳定体系冷却，以使其中包含的聚烯烃形成固相、以及填充剂保持液相；接着，经过双向拉伸后形成薄膜，再使用溶剂提取其中的液相填充剂而形成孔隙。然而，以传统湿法工艺制备锂离子电池隔膜时，由于其隔膜原料中包含高分子量聚乙烯，因此当隔膜在连续经过纵向拉伸、与横向拉伸的过程中，会储存一定的张力，导致隔膜收卷成形后，张力无法释放，而导致隔膜弯曲变形，而影响电池成品制备的良率以及效率、使用安全性、与使用寿命。综上所述，提供一种膜面平整度高的电池隔膜的制备方法，以提升锂离子电池的循环性能、与安全性能，实为时势所需。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于：提供一种高膜面平整性的锂离子电池隔膜的制备方法。
[0005]为达成上述目的，本专利技术提供一种可改善MD卷曲和TD边塌陷的锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，包含：一挤出步骤：将一聚乙烯、与一填充剂混合，以形成一混合液，并将所述混合液熔融挤出，以形成一液相体系；一冷却成型步骤：将所述液相体系进行冷却，以使所述液相体系中的所述聚乙烯固化为一聚乙烯薄片；一纵向拉伸步骤：于90至138℃的温度条件下，对所述聚乙烯薄片进行纵向拉伸；一冷却回缩步骤：于所述纵向拉伸步骤后，以一冷却系统冷却所述聚乙烯薄片，以使所述聚乙烯薄片回缩；一横向拉伸步骤：于所述冷却回缩步骤后，于90至138℃的温度条件下，对所述聚乙烯薄片进行横向拉伸；一萃取步骤：于所述横向拉伸步骤后，对所述聚乙烯薄片进行萃取，以去除所述聚乙烯薄片中所包含的所述填充剂，以形成一微孔聚乙烯隔膜；以及一热定型步骤：于95至120℃的温度条件下，对所述微孔聚乙烯隔膜进行热定型。
[0006]更佳者，其中更包含：一冷却定型步骤，于所述热定型步骤后，将述微孔聚乙烯隔
膜冷却定型。
[0007]更佳者，其中更包含：一收卷步骤，于所述热定型步骤后，将所述微孔聚乙烯隔膜收卷成形。
[0008]更佳者，所述冷却系统包含：一第一冷却装置，用于接收所述聚乙烯薄片，并于一第一冷却温度下，以一第一输送速率冷却所述聚乙烯薄片后将其输出；一第二冷却装置，是与所述第一冷却装置相对应地设置，以接收自所述第一冷却装置输入的所述聚乙烯薄片，并于一第二冷却温度下，以一第二输送速率冷却所述聚乙烯薄片后将其输出；以及一第三冷却装置，是与所述第二冷却装置相对应地设置，以接收自所述第二冷却装置输入的所述聚乙烯薄片，并于一第三冷却温度下，以一第三输送速率冷却所述聚乙烯薄片后将其输出，其中：所述第一冷却温度>所述第二冷却温度>所述第三冷却温度、以及所述第一输送速率>所述第二输送速率>所述第三输送速率。
[0009]更佳者，所述第一冷却温度为0至35℃、以及所述第一输送速率为每分钟冷却1至50m的所述聚乙烯薄片；所述第二冷却温度为0至35℃、以及所述第二输送速率为每分钟冷却1至50m的所述聚乙烯薄片；以及所述第三冷却温度为0至35℃、以及所述第三输送速率为每分钟冷却1至50m的所述聚乙烯薄片。
[0010]更佳者，所述第一冷却装置包含：一第一冷却辊，用于接收所述聚乙烯薄片，并将所述聚乙烯薄片于所述第一冷却温度下，以所述第一输送速率进行冷却后进行输出；以及一第一浮动辊，是与所述第一冷却辊相对应地设置，并可相对于所述第一冷却辊进行升降，以接收由所述第一冷却辊输入的所述聚乙烯薄片，并将所述聚乙烯薄片以所述第二输送速率进行输出；所述第二冷却装置包含：一第二冷却辊，用于接收由所述第一浮动辊输入的所述聚乙烯薄片，并将所述聚乙烯薄片于所述第二冷却温度下，以所述第二输送速率进行冷却后进行输出；以及一第二浮动辊，是与所述第二冷却辊相对应地设置，并可相对于所述第二冷却辊进行升降，以接收由所述第二冷却辊输入的所述聚乙烯薄片，并将所述聚乙烯薄片以所述第三输送速率进行输出；所述第三冷却装置包含：一第三冷却辊，用于接收由所述第二浮动辊输入的所述聚乙烯薄片，并将所述聚乙烯薄片于所述第三冷却温度下，以所述第三输送速率进行冷却后进行输出。
[0011]更佳者，所述第三冷却装置更包含：一第三浮动辊，是与所述第三冷却辊相对应地设置，并可相对于所述第三冷却辊进行升降，以接收由所述第三冷却辊输入的所述聚乙烯薄片，并将所述聚乙烯薄片以一第四输送速率进行输出。
[0012]更佳者，其中更包含：一冷却辊支撑架，其中：所述第一冷却辊、所述第二冷却辊、与所述第三冷却辊是相互间隔，且可转动地设置于所述冷却辊支撑架上，以可选择地相对于所述冷却辊支撑架转动；以及一浮动辊支撑架，其中：所述第一浮动辊、所述第二浮动辊、与所述第三浮动辊是相互间隔，且可移动地设置于所述浮动辊支撑架上，以可选择地相对于所述浮动辊支撑架移动。
[0013]更佳者，其中：所述冷却辊支撑架包含：一第一冷却辊支撑架，与所述第一冷却辊的至少一端连接，以支撑所述第一冷却辊、一第二冷却辊支撑架，与所述第二冷却辊的至少一端连接，以支撑所述第二冷却辊、以及一第三冷却辊支撑架，与所述第三冷却辊的至少一端连接，以支撑所述第三冷却辊；以及所述浮动辊支撑架包含：一第一浮动辊支撑架，与所述第一浮动辊的至少一端连接，以支撑所述第一浮动辊、一第二浮动辊支撑架，与所述第二
浮动辊的至少一端连接，以支撑所述第二浮动辊、以及一第三浮动辊支撑架，与所述第三浮动辊的至少一端连接，以支撑所述第三浮动辊。
[0014]更佳者，所述第一冷却辊包含：一第一穿设部，穿设于所述第一冷却辊相对应的两端，并于所述第一冷却辊的内部界定有一第一容置空间、一第一输入口，设置于所述第一冷却辊的一端，并与所述第一容置空间相连通，用以供一第一液体输入、以及一第一输出口，设置于所述第一冷却辊相对于所述第一输入口的一端，并与所述第一容置空间相连通，用以供所述第一液体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可改善MD卷曲和TD边塌陷的锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，包含：一挤出步骤：将一聚乙烯、与一填充剂混合，以形成一混合液，并将所述混合液熔融挤出，以形成一液相体系；一冷却成型步骤：将所述液相体系进行冷却，以使所述液相体系中的所述聚乙烯固化为一聚乙烯薄片；一纵向拉伸步骤：于90至138℃的温度条件下，对所述聚乙烯薄片进行纵向拉伸；一冷却回缩步骤：于所述纵向拉伸步骤后，以一冷却系统冷却所述聚乙烯薄片，以使所述聚乙烯薄片回缩；一横向拉伸步骤：于所述冷却回缩步骤后，于90至138℃的温度条件下，对所述聚乙烯薄片进行横向拉伸；一萃取步骤：于所述横向拉伸步骤后，对所述聚乙烯薄片进行萃取，以去除所述聚乙烯薄片中所包含的所述填充剂，以形成一微孔聚乙烯隔膜；以及一热定型步骤：于95至120℃的温度条件下，对所述微孔聚乙烯隔膜进行热定型。2.依据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中更包含：一冷却定型步骤，于所述热定型步骤后，将述微孔聚乙烯隔膜冷却定型。3.依据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中更包含：一收卷步骤，于所述热定型步骤后，将所述微孔聚乙烯隔膜收卷成形。4.依据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述冷却系统包含：一第一冷却装置，用于接收所述聚乙烯薄片，并于一第一冷却温度下，以一第一输送速率冷却所述聚乙烯薄片后将其输出；一第二冷却装置，是与所述第一冷却装置相对应地设置，以接收自所述第一冷却装置输入的所述聚乙烯薄片，并于一第二冷却温度下，以一第二输送速率冷却所述聚乙烯薄片后将其输出；以及一第三冷却装置，是与所述第二冷却装置相对应地设置，以接收自所述第二冷却装置输入的所述聚乙烯薄片，并于一第三冷却温度下，以一第三输送速率冷却所述聚乙烯薄片后将其输出，其中：所述第一冷却温度>所述第二冷却温度>所述第三冷却温度、以及所述第一输送速率>所述第二输送速率>所述第三输送速率。5.依据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述第一冷却温度为0至35℃、以及所述第一输送速率为每分钟冷却1至50m的所述聚乙烯薄片；所述第二冷却温度为0至35℃、以及所述第二输送速率为每分钟冷却1至50m的所述聚乙烯薄片；以及所述第三冷却温度为0至35℃、以及所述第三输送速率为每分钟冷却1至50m的所述聚乙烯薄片。6.依据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述第一冷却装置包含：一第一冷却辊，用于接收所述聚乙烯薄片，并将所述聚乙烯薄片于所述第一冷却温度下，以所述第一输送速率进行冷却后进行输出；以及一第一浮动辊，是与所述第一冷却辊相对应地设置，并可相对于所述第一冷却辊进行
升降，以接收由所述第一冷却辊输入的所述聚乙烯薄片，并将所述聚乙烯薄片以所述第二输送速率进行输出；所述第二冷却装置包含：一第二冷却辊，用于接收由所述第一浮动辊输入的所述聚乙烯薄片，并将所述聚乙烯薄片于所述第二冷却温度下，以所述第二输送速率进行冷却后进行输出；以及一第二浮动辊，是与所述第二冷却辊相对应地设置，并可相对于所述第二冷却辊进行升降，以接收由所述第二冷却辊输入的所述聚乙烯薄片，并将所述聚乙烯薄片以所述第三输送速率进行输出；所述第三冷却装置包含：一第三冷却辊，用于接收由所述第二浮动辊输入的所述聚乙烯薄片，并将所述聚乙烯薄片于所述第三冷却温度下，以所述第三输送速率进行冷却后进行输出。7.依据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第三冷却装置更包含：一第三浮动辊，是与所述第三冷却辊相对应地设置，并可相对于所述第三冷却辊进行升降，以接收由所述第三冷却辊输入的所述聚乙烯薄片，并将所述聚乙烯薄片以一第四输送速率进行输出。8.依据权利要求7所述的方法，其特征在于，其中更包含：一冷却辊支撑架，其中：所述第一冷却辊、所述第二冷却辊、与所述第三冷却辊是相互间隔，且可转动地设置于所述冷却辊支撑架上，以可选择地相对于所述冷却辊支撑架转动；以及一浮动辊支撑架，其中：所述第一浮动辊、所述第二浮动辊、与所述第三浮动辊是相互间隔，且可移动地设置于所述浮动辊支撑架上，以可选择地相对于所述浮动辊支撑架移动。9.依据权利要求8所述的方法，其特征在于，其中：所述冷却辊支撑架包含：一第一冷却辊支撑架，与所述第一冷却辊的至少一端连接，以支撑所述第一冷却辊、一第二冷却辊支撑架，与所述第二冷却辊的至少一端连接，以支撑所述第二冷却辊、以及一第三冷却辊支撑架，...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄志，周凡，苏晓明，崔如玉，程跃，
申请(专利权)人：上海恩捷新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：