高浸潤(rùn)性鋰離子電池隔膜的原料及隔膜的加工方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種高浸潤(rùn)性鋰離子電池隔膜的原料由聚烯烴樹(shù)脂和馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯制成。本發(fā)明還公開(kāi)了利用該原料加工高浸潤(rùn)性鋰離子電池隔膜的方法，包括如下步驟：步驟1：將聚烯烴樹(shù)脂、馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯與其它添加劑通過(guò)攪拌混料機(jī)攪拌均勻，得到混合物Ⅰ；步驟2：將混合物Ⅰ加入到擠出流延系統(tǒng)中進(jìn)行鑄片，制備前驅(qū)體膜；步驟3：將所得前驅(qū)體體膜放入恒溫烘箱中進(jìn)行退火處理；步驟4：將退火后的前驅(qū)體膜進(jìn)行縱向拉伸，制備出具有微孔結(jié)構(gòu)的隔膜。本發(fā)明制備的隔膜浸潤(rùn)性高、成本低，加工工序簡(jiǎn)單。
【專利說(shuō)明】高浸潤(rùn)性鋰離子電池隔膜的原料及隔膜的加工方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鋰離子電池，尤其是涉及一種加工的隔膜浸潤(rùn)性高、成本低的高浸潤(rùn) 性鋰離子電池隔膜的原料及一種加工工序簡(jiǎn)單的隔膜的加工方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 由于鋰離子電池具有單體電壓高、比能量高和自放電小等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用 于數(shù)碼產(chǎn)品、電動(dòng)工具和電動(dòng)汽車等領(lǐng)域。鋰離子電池的隔膜絕大部分是采用聚烯烴材料 為原料，通過(guò)單向或雙向拉伸制備而成。然而由于聚烯烴材料具有的疏水性使得其對(duì)極性 的電解液浸潤(rùn)性很差，嚴(yán)重影響電解液吸液率、保液率及電池循環(huán)性等電化學(xué)及電池性能。 因此提高聚烯烴隔膜對(duì)電解液的浸潤(rùn)性具有重要的意義。目前提高隔膜對(duì)電解液的浸潤(rùn)性 的方法就是在隔膜表面涂覆陶瓷以提高隔膜的浸潤(rùn)性和耐熱性。然而該方法的加工設(shè)備價(jià) 格高且原料成本也較高，同時(shí)工序較為復(fù)雜，在一定程度上限制了其大規(guī)模使用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為克服上述缺點(diǎn)，提供一種加工的隔膜浸潤(rùn)性高、成本低的高浸潤(rùn)性鋰離子電池 隔膜的原料，本發(fā)明的另一目的是提供一種加工工序簡(jiǎn)單的隔膜的加工方法。
[0004] 本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)的，一種高浸潤(rùn)性鋰離子電池隔膜的原料 法，由聚烯烴樹(shù)脂和馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯制成。
[0005] 作為一種優(yōu)選方式，所述馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯的接枝率為0. 1% -10%。
[0006] 作為一種優(yōu)選方式，還包括抗氧劑。
[0007] 作為一種優(yōu)選方式，還包括增塑劑。
[0008] 本發(fā)明還公開(kāi)了一種高浸潤(rùn)性鋰離子電池隔膜的加工方法，包括如下步驟：
[0009] 步驟1 :將聚烯烴樹(shù)脂、馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯與其它添加劑通過(guò)攪拌混料機(jī)攪拌 均勻，得到混合物I ;
[0010] 步驟2 :將混合物I加入到擠出流延系統(tǒng)中進(jìn)行鑄片，制備前驅(qū)體膜；
[0011] 步驟3 :將所得前驅(qū)體體膜放入恒溫烘箱中進(jìn)行退火處理；
[0012] 步驟4 :將退火后的前驅(qū)體膜進(jìn)行縱向拉伸，制備出具有微孔結(jié)構(gòu)的隔膜。
[0013] 作為一種優(yōu)選方式，所述步驟1中攪拌混料機(jī)的攪拌速度為500-6000rpm，攪拌時(shí) 間為 10-40min。
[0014] 作為一種優(yōu)選方式，所述步驟2中擠出機(jī)的溫度為180-240°C，模頭溫度為 185-235°C，流延輥溫度為30-120°C，制備的前驅(qū)體膜厚度為10-40μπι。
[0015] 作為一種優(yōu)選方式，所述步驟3烘箱的溫度為100-155°C，退火時(shí)間為10-300分 鐘。
[0016] 作為一種優(yōu)選方式，所述步驟4中拉伸溫度為100-155°C，拉伸倍率為0. 5-3. 0。
[0017] 本高浸潤(rùn)性鋰離子電池隔膜可應(yīng)用于制備鋰離子電池的隔膜，尤其用于鋰離子動(dòng) 力電池隔膜，有利于提高其快速充放電的使用安全性能及綜合性能。
[0018] 本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果：
[0019] 通過(guò)本原料加工的隔膜浸潤(rùn)性高、成本較低，本方法具有工序簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。

【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0021] 一種高浸潤(rùn)性鋰離子電池隔膜的原料法，主要由聚烯烴樹(shù)脂和馬來(lái)酸酐接枝聚丙 烯制成。其中馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯的接枝率優(yōu)選為0. 1% -10%。
[0022] 在此原料中還可加入抗氧劑和/或增塑劑。
[0023] -種利用上述原料加工高浸潤(rùn)性鋰離子電池隔膜的方法，包括如下步驟：
[0024] 步驟1 :將聚烯烴樹(shù)脂、馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯與其它添加劑通過(guò)攪拌混料機(jī)攪拌 均勻，得到混合物I ;其中，攪拌混料機(jī)的攪拌速度為500-6000rpm，攪拌時(shí)間為10-40min。
[0025] 步驟2 :將混合物I加入到擠出流延系統(tǒng)中進(jìn)行鑄片，制備前驅(qū)體膜；其中，擠出 機(jī)的溫度為180_240°C，模頭溫度為185-235°C，流延輥溫度為30-120°C，制備的前驅(qū)體膜 厚度為10-40 μ m。
[0026] 步驟3 :將所得前驅(qū)體體膜放入恒溫烘箱中進(jìn)行退火處理；其中，烘箱的溫度為 100-155°C，退火時(shí)間為10-300分鐘。
[0027] 步驟4 :將退火后的前驅(qū)體膜進(jìn)行縱向拉伸，制備出具有微孔結(jié)構(gòu)的隔膜；其中， 拉伸溫度為l〇〇_155°C，拉伸倍率為0. 5-3. 0。。
[0028] 下面結(jié)合具體實(shí)施例和對(duì)比例對(duì)上述方案做進(jìn)一步說(shuō)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例是 用于說(shuō)明本發(fā)明，并不限于限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例中采用的實(shí)施條件可以根據(jù)具體情 況做進(jìn)一步調(diào)整，未注明的實(shí)施條件通常為常規(guī)實(shí)驗(yàn)中的條件。
[0029] 以下實(shí)施例中，聚丙烯樹(shù)脂采用一種薄膜級(jí)高等規(guī)聚丙烯，熔融指數(shù)為 3. 0g/10min(2. 16kg)，等規(guī)度為98%，密度0. 91g/cm3。制備流延膜時(shí)的其它助劑，抗氧劑 1010的添加量為0. 2%，鄰苯二甲酸二辛酯的添加量為2%。
[0030] 實(shí)施例1
[0031] 準(zhǔn)確稱量聚丙烯：100kg，抗氧劑1010 :0.2kg，馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯（接枝率 0. 9%) :30kg。通過(guò)流延系統(tǒng)鑄片制備前驅(qū)體膜A，擠出機(jī)溫度：230°C，模頭溫度：215°C， 流延輥溫度：90攝氏度，模頭開(kāi)度：2. 0mm，流延膜厚度：18. 5um，收卷長(zhǎng)度：1000m。
[0032] 將前驅(qū)體膜A放入恒溫烘箱進(jìn)行熱處理，熱處理溫度：130°C，熱處理時(shí)間：15小 時(shí)。
[0033] 將經(jīng)過(guò)熱處理的前驅(qū)體膜A，進(jìn)行拉伸，制備得到鋰離子電池隔膜，拉伸比率： 2. 2,拉伸溫度120°C，定型溫度140°C。
[0034] 實(shí)施例2
[0035] 準(zhǔn)確稱量聚丙烯：98kg，抗氧劑1010 :0.2kg，馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯（接枝率 1. 5% ) :10kg。通過(guò)流延系統(tǒng)鑄片制備前驅(qū)體膜B，擠出機(jī)溫度：230°C，模頭溫度：215°C， 流延輥溫度：90攝氏度，模頭開(kāi)度：2. 0mm，流延膜厚度：18. 5um，收卷長(zhǎng)度：1000m。
[0036] 將前驅(qū)體膜B放入恒溫烘箱進(jìn)行熱處理，熱處理溫度：130°C，熱處理時(shí)間：15小 時(shí)。
[0037] 將經(jīng)過(guò)熱處理的前驅(qū)體膜B，進(jìn)行拉伸，制備得到鋰離子電池隔膜，拉伸比率： 2. 2,拉伸溫度120°C，定型溫度140°C。
[0038] 對(duì)比例1
[0039] 使用聚丙烯樹(shù)脂，通過(guò)流延系統(tǒng)鑄片制備前驅(qū)體膜D，擠出機(jī)溫度：230°C，模頭 溫度：215°C，流延輥溫度：90攝氏度，模頭開(kāi)度：2. 0mm，流延膜厚度：18. 5um，收卷長(zhǎng)度： 1000m。
[0040] 將前驅(qū)體膜D放入恒溫烘箱進(jìn)行熱處理，熱處理溫度：130°C，熱處理時(shí)間：15小 時(shí)。
[0041] 將經(jīng)過(guò)熱處理的前驅(qū)體膜D，進(jìn)行拉伸，制備得到鋰離子電池隔膜，拉伸比率： 2. 2,拉伸溫度120°C，定型溫度140°C。
[0042] 各實(shí)施例和對(duì)比例對(duì)電解液的接觸角情況如表1所示，其中電解液為： EC:EMC:DMC = 1:1:1。
[0043] 表 1
[0044]

【權(quán)利要求】
1. 一種高浸潤(rùn)性鋰離子電池隔膜的原料，其特征在于：由聚烯烴樹(shù)脂和馬來(lái)酸酐接枝 聚丙細(xì)制成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的原料，其特征在于：所述馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯的接枝率為 0? 1% -10%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的原料，其特征在于：還包括抗氧劑。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的原料，其特征在于：還包括增塑劑。
5. -種高浸潤(rùn)性鋰離子電池隔膜的加工方法，其特征在于包括如下步驟： 步驟1 :將聚烯烴樹(shù)脂、馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯與其它添加劑通過(guò)攪拌混料機(jī)攪拌均勻， 得到混合物I; 步驟2 :將混合物I加入到擠出流延系統(tǒng)中進(jìn)行鑄片，制備前驅(qū)體膜； 步驟3 :將所得前驅(qū)體體膜放入恒溫烘箱中進(jìn)行退火處理； 步驟4 :將退火后的前驅(qū)體膜進(jìn)行縱向拉伸，制備出具有微孔結(jié)構(gòu)的隔膜。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于：所述步驟1中攪拌混料機(jī)的攪拌速度為 500-6000rpm，攪拌時(shí)間為 10-40min。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于：所述步驟2中擠出機(jī)的溫度為 180-240 °C，模頭溫度為185-235 °C，流延輥溫度為30-120 °C，制備的前驅(qū)體膜厚度為 10-40 u m。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于：所述步驟3烘箱的溫度為100-155°C，退 火時(shí)間為10-300分鐘。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于：所述步驟4中拉伸溫度為100-155°C，拉 伸倍率為0.5-3. 0。
【文檔編號(hào)】H01M2/14GK104403195SQ201410670346
【公開(kāi)日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月20日
【發(fā)明者】黃恩德, 蔣坤, 陳良 申請(qǐng)人:深圳市星源材質(zhì)科技股份有限公司