一种多层隔膜的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种多层隔膜的制备方法，多层隔膜为n层隔膜，n≥2，将m层隔膜进行分层得到r个n层隔膜，r≥1，m≥r

【技术实现步骤摘要】
一种多层隔膜的制备方法


[0001]本专利技术属于电池隔膜领域，涉及一种多层隔膜的制备方法。

技术介绍

[0002]现有技术的干法流延膜在生产过程中，如图1所示，当生产线速度较高的时候，由于空气卷入原因，使铸片与流延辊6的贴附线4变宽，甚至贴附线4由直线变成曲线(如图5所示)，导致产品厚度严重变差，无法达到品质需求，制约了产线的生产速度。
[0003]为解决上述问题，如图1、4所示，现有技术(如专利CN208946495U公开了一种薄膜流延风刀装置及薄膜流延设备)采用吹风刀16在铸片与流延辊6的贴附线位置15进行吹风，使铸片能够与流延辊6在贴附线位置15紧密贴附，该方法虽然使贴附线位置15状况改善，但是离开贴附线位置15的风会吹到熔体帘1上，引起熔体帘1的抖动，同样导致产品厚度较差，即便调整吹风刀16角度，虽有改善，但效果不明显，因此在行业内没有推广使用。
[0004]除此之外，在隔膜总厚度相同的情况下，由多层(2
‑
4)复合隔膜组成的产品，由于层间微孔错位、微孔曲折度更高、隔膜内部缺陷相对分散的原因，其穿刺强度大于单层隔膜产品(包含单层和多层共挤产品)，比如双层20μm(10+10μm)隔膜的强度大于单层20μm的隔膜强度。因此，在储能及动力等安全性要求更高的锂离子电池生产中，往往选用由多层复合干法锂离子电池隔膜组成的产品。所述干法隔膜的生产过程为：流延(1层隔膜)
→
复合(2
‑
4层流延膜复合为1组)
→
多工位放卷(2
>‑
8组复合膜)
→
在线退火
→
多层拉伸(4
‑
32层)
→
分层(根据厚度需求分层为1或2或3或4层)
→
分切。
[0005]因为在复合和拉伸生产过程中，不涉及化学反应及胶粘剂等的使用，仅为物理过程，因此拉伸之后，隔膜的层与层之间(4
‑
32层)，提供剥离力的为分子间作用力(氢键力和范德华力)；因为分子间作用力较小，加之层与层之间剥离力基本相同，因此在分为多层隔膜过程中，很容易造成非指定界面之间的分离，产生气泡。
[0006]产生气泡的位置进入电池中之后，造成局部厚度增大，使得电池变形、性能不均匀，严重时产生气泡的位置破裂，电池发生短路甚至爆炸。因此在隔膜生产过程中，会将气泡作为缺陷处理，造成产品大量不合格。
[0007]为改善这一情况，如图1、2所示，在生产2层隔膜9时，现有技术大多采用将流延膜粗糙度更高的非贴辊面2与非贴辊面2相对应的方法，提高非指定界面10之间的有效接触面积，进而提高非指定界面10之间的剥离力；由于指定界面11为相对的贴辊面3与贴辊面3，有效接触面积较小，因此指定界面11之间的剥离力相对较小。然而由于非贴辊面2与贴辊面3的粗糙度差异并不是特别显著，因此非指定界面10之间的剥离力并没有明显高于指定界面11之间的剥离力，剥离时非指定界面10处仍然不可避免地会产生较多气泡；此外，当目标隔膜的层数大于2层时(如图3所示)，该方法就无法使用。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是解决现有技术存在的问题，提供一种多层隔膜的制备方法。
[0009]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0010]一种多层隔膜的制备方法，多层隔膜为n层隔膜，n≥2，将m层隔膜进行分层得到r个n层隔膜，r≥1，m≥r
×
n，m层隔膜由m个单层隔膜复合而成，各单层隔膜的一个表面为贴辊面，另一个表面为非贴辊面，贴辊面经过电晕处理或者未经过电晕处理，非贴辊面经过电晕处理或者未经过电晕处理，未经过电晕处理的贴辊面记为A，经过电晕处理的贴辊面记为A*，未经过电晕处理的非贴辊面记为B，经过电晕处理的非贴辊面记为B*；
[0011]m层隔膜中待分离的相对面为A和A，非待分离的相对面为B*和B*，或者为B*和A*，或者为A*和A*。
[0012]本专利技术要解决的技术问题之一是现有技术在将复合膜分为多层隔膜过程中，很容易造成非指定界面(即非待分离的相对面)之间的分离，产生气泡；本专利技术通过提高非指定界面之间的剥离力，使其明显高于指定界面(即待分离的相对面)之间的剥离力予以解决，具体地，本专利技术控制指定界面均为未经过电晕处理的贴辊面，使得二者之间的剥离力最小；同时，本专利技术控制非指定界面均为经过电晕处理的表面，使得二者之间的剥离力明显高于指定界面之间的剥离力；在分层时，仅会发生指定界面之间的分离，并不会造成非指定界面之间的分离，避免了在非指定界面之间产生气泡。
[0013]电晕处理(又称电火花处理)是将2～100kV、2～10kHz的高压高频施加于放电电极上.以产生大量的等离子气体臭氧，其与高分子材料表面分子直接或间接作用，使高分子材料表面分子链上产生羰基和含氮基团等极性基团，表面张力明显提高，而强烈的离子冲击会使塑料分子的化学键断裂而降解，增加表面粗糙度和表面积；这些作用协同的结果导致高分子材料表面的黏附性明显改善，实现高分子材料表面预处理的目的。
[0014]电晕处理提高剥离力的原因在于：薄膜表面经过电晕处理之后，粗糙度和表面积增加，对应的表面能也会明显提高；粗糙度和表面积的增加，使得两层隔膜之间相互贴合时，有效接触面积增加，在单位面积剥离力不变的前提下，由于接触面积的增加，总体剥离力会提高。在一定范围内，电晕功率越大，膜表面粗糙度越大，表面能越大(达因值越大)。
[0015]作为优选的技术方案：
[0016]如上所述的一种多层隔膜的制备方法，n层隔膜的膜面黑点数为0个/1000m2，气泡报废占比为0％。
[0017]如上所述的一种多层隔膜的制备方法，n＝2，m层隔膜具有周期性结构(即由相同单元周期性重复排列而形成的结构)，各循环单元由相邻的上下两个单层隔膜组成，上单层隔膜的上表面为A，上单层隔膜的下表面为B*，下单层隔膜的上表面为B*，下单层隔膜的下表面为A。
[0018]如上所述的一种多层隔膜的制备方法，n＝3时，m层隔膜具有周期性结构，各循环单元由自上而下依次排列的单层隔膜I、单层隔膜II和单层隔膜III组成，单层隔膜I的上表面为A，单层隔膜I的下表面为B*，单层隔膜II的上表面为A*，单层隔膜II的下表面为B*，单层隔膜III的上表面为B*，单层隔膜III的下表面为A。
[0019]如上所述的一种多层隔膜的制备方法，n＝4，m层隔膜具有周期性结构，各循环单元由自上而下依次排列的单层隔膜I、单层隔膜II、单层隔膜III和单层隔膜IV组成，单层隔膜I的上表面为A，单层隔膜I的下表面为B*，单层隔膜II的上表面为A*，单层隔膜II的下表面为B*，单层隔膜III的上表面为B*，单层隔膜III的下表面为A*，单层隔膜IV的上表面为
B*，单层隔膜IV的下表面为A；
[0020]或者，单层隔膜I的上表面为A，单层隔膜I的下表面为B*，单层隔膜II的上表面为B*，单层隔膜II的下表面为A*，单层隔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多层隔膜的制备方法，多层隔膜为n层隔膜，n≥2，将m层隔膜进行分层得到r个n层隔膜，r≥1，m≥r
×
n，m层隔膜由m个单层隔膜复合而成，各单层隔膜的一个表面为贴辊面，另一个表面为非贴辊面，其特征在于，贴辊面经过电晕处理或者未经过电晕处理，非贴辊面经过电晕处理或者未经过电晕处理，未经过电晕处理的贴辊面记为A，经过电晕处理的贴辊面记为A*，未经过电晕处理的非贴辊面记为B，经过电晕处理的非贴辊面记为B*；m层隔膜中待分离的相对面为A和A，非待分离的相对面为B*和B*，或者为B*和A*，或者为A*和A*。2.根据权利要求1所述的一种多层隔膜的制备方法，其特征在于，n层隔膜的膜面黑点数为0个/1000m2，气泡报废占比为0％。3.根据权利要求1所述的一种多层隔膜的制备方法，其特征在于，n＝2，m层隔膜具有周期性结构，各循环单元由相邻的上下两个单层隔膜组成，上单层隔膜的上表面为A，上单层隔膜的下表面为B*，下单层隔膜的上表面为B*，下单层隔膜的下表面为A。4.根据权利要求1所述的一种多层隔膜的制备方法，其特征在于，n＝3时，m层隔膜具有周期性结构，各循环单元由自上而下依次排列的单层隔膜I、单层隔膜II和单层隔膜III组成，单层隔膜I的上表面为A，单层隔膜I的下表面为B*，单层隔膜II的上表面为A*，单层隔膜II的下表面为B*，单层隔膜III的上表面为B*，单层隔膜III的下表面为A。5.根据权利要求1所述的一种多层隔膜的制备方法，其特征在于，n＝4，m层隔膜具有周期性结构，各循环单元由自上而下依次排列的单层隔膜I、单层隔膜II、单层隔膜III和单层隔膜IV组成，单层隔膜I的上表面为A，单层隔膜I的下表面为B*，单层隔膜II的上表面为A*，单层隔膜II的下表面为B*，单层隔膜III的上表面为B*，单层隔膜III的下表面为A*，单层隔膜IV的上表面为B*，单层隔膜IV的下表面为A；或者，...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵靖，刘水怀，陈冠华，潘镇虎，唐凯，程文涛，
申请(专利权)人：康辉南通新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：