一种电池隔膜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种电池隔膜的制备方法，本发明专利技术所采用的步骤是：利用离子发生器产生离子，离子经离子加速器扩散加速后，高速穿透薄膜后制备成多孔隔膜。本发明专利技术具有适用薄膜材质的范围广泛，孔曲折率低，成孔孔径可调节，一次性投资少，成本大幅下降、更易实现自动化等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及

技术介绍
隔膜是电池的一项最重要的使用主要是在狭小空间内的电池正.负级板分隔开来，防止两极接触造成短路。除此以外，隔膜还应具有能使电解质中离子通过的能力。隔膜通俗点的描述就是一层多孔的塑料薄膜，是锂电材料中技术壁垒最高的一种高附加值材料，约占锂电池成本的20% -30%。隔膜价格居高不下的主要原因是一些制作隔膜的关键技术被日本和美国所垄断，国产隔膜特别是高端隔膜的指标还未达到国外产品的水平。隔膜技术难点在于造孔的工程技术以及基体材料。其中造孔的工程技术包括隔膜造孔工艺、 生产设备以及产品稳定性。基体材料包括聚丙烯、聚乙烯材料和添加剂。全球制造电池隔膜的公司主要有日本的旭化成，东然、日东以及美国的ENTEK，celgard等。隔膜的制备方法分为干法和湿法两类干法是将聚烯烃树脂熔融、挤压、吹膜制成结晶性聚合物薄膜，经过结晶化处理、退火后，得到高度取向的多层结构，在高温下进一步拉伸，将结晶界面进行剥离，形成多孔结构，可以增加薄膜的孔径。干法有单向拉伸和双向拉伸两种方式。湿法又称相分离法或热致相分离法，将液态烃或一些小分子物质与聚烯烃树脂混合，加热熔融后，形成均勻的混合物，然后降温进行相分离，压制得膜片，再将膜片加热至接近熔点温度，进行双向拉伸使分子链取向，最后保温一定时间，用易挥发物质洗脱残留的溶剂，可制备出相互贯通的微孔膜材料。干法拉伸工艺较简单，且无污染，是锂离子电池隔膜制备的常用方法，但该工艺存在孔径及孔隙率较难控制，拉伸比较小，只有约1 3，同时低温拉伸时容易导致隔膜穿孔， 产品不能做得很薄。干法工艺主要以PP为主要原料，而湿法工艺主要以PE为主要原料。因此以干法工艺制备的隔膜通常闭孔温度较高，同时熔断温度也很高，而一湿法工艺制备的 PE隔膜闭孔温度较低，熔断温度也较低。无论是采用干法拉伸工艺还是湿法工艺，均只是在薄膜成膜过程中成孔，必然会受到多种条件的限制而导致成孔效果不理想、成本高企、性能不高等缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于解决现有的技术难题，提供一种电池用多孔隔膜的新制备方法。为达上述目的，本专利技术采用的技术方案如下一种电池隔膜的制造方法其步骤是利用离子发生器产生离子，离子经离子加速器扩散加速后，高速穿透薄膜后制备成多孔隔膜。离子发生器中用来产生离子的工质，可根据所需成孔大小等要求来选用，因为不同的工质电离后的离子半径不同，所形成的穿孔孔径大小各异。另外，根据薄膜成孔率，薄膜接触面积的大小来选择不同的离子浓度。离子产生的办法有多种，比如激光烧蚀、射频激励型、高压放电等。离子加速器可采用多种形式的离子加速器，目的是为了将离子加速到很高的速度后，像“子弹”一样高速穿破薄膜后成孔。离子加速器最常见的为采用直流高压的加速方式。因为采用了以现有工艺不同的成孔工艺，本专利技术具有适用薄膜材质的范围广泛， 孔曲折率低，成孔孔径可调节，一次性投资少，成本大幅下降、更易实现自动化等优点。具体实施例方式下面实施例是对本专利技术的进一步解释和说明，对本专利技术不构成任何限制。整个装置置于一个真空环境内，薄膜与离子发生器之间有个加速扩散通道，离子加速部分置于其中。离子发生器内通入微量的氩气(Ar)，射频离子发生器工作，将氩气电离成离子状态，离子加速器的阴极置于离子发生器的出口处，阳极平板则置于薄膜的另一边， 在直流高压的作用下，带负电的Ar离子不断加速，奔向着阳极平板及薄膜方向，Ar离子虽然质量极小，但在高速的情况下，将克服薄膜对其的阻隔，刺穿了薄膜到达阳极，从而在薄膜上成孔。在这一过程中，Ar负离子的浓度和速度对成孔效果有着决定性的影响。若Ar离子浓度过高，薄膜将不能成孔，而呈现薄膜块状破坏的情况，浓度过低则成孔率过低；若Ar 离子速度过低，不能击穿薄膜而只是停留在薄膜表面，则无法形成多孔膜。权利要求1.，其步骤是离子发生器产生离子，经离子加速器扩散加速后，高速穿透薄膜后制备成多空隔膜。2.如权利要求1所述的电池隔膜的制备方法，其特征在于在离子发生器内加入能产生离子的工质，产生低浓度的离子。3.如权利要求1所述的电池隔膜的制备方法，其特征在于离子加速器对离子进行扩散和加速，以使离子达到能穿透薄膜的速度。4.如权利要求1所述的电池隔膜的制备方法，其特征在于可根据所要形成薄膜孔径的大小，选择不同的工质生产不同的离子后制备不同孔径的多孔膜。全文摘要本专利技术公开了，本专利技术所采用的步骤是利用离子发生器产生离子，离子经离子加速器扩散加速后，高速穿透薄膜后制备成多孔隔膜。本专利技术具有适用薄膜材质的范围广泛，孔曲折率低，成孔孔径可调节，一次性投资少，成本大幅下降、更易实现自动化等优点。文档编号H01M2/18GK102306729SQ20111023599公开日2012年1月4日 申请日期2011年8月16日 优先权日2011年8月16日专利技术者韦翔 申请人:韦翔本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种电池隔膜的制备方法，其步骤是：离子发生器产生离子，经离子加速器扩散加速后，高速穿透薄膜后制备成多空隔膜。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韦翔，
申请(专利权)人：韦翔，
类型：发明
国别省市：45