吹膜法單向拉伸生產(chǎn)pp、pe復(fù)合結(jié)構(gòu)隔膜的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋰電池隔膜領(lǐng)域，具體涉及的是吹膜法單向拉伸生產(chǎn)PP、PE復(fù)合結(jié)構(gòu)隔膜的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰離子動(dòng)力電池在電動(dòng)工具、備用電源、電動(dòng)自行車、輕型電動(dòng)車等大型設(shè)備上的應(yīng)用日益受到關(guān)注，而這些設(shè)備要求電池具備大容量、高效率等條件。鋰離子動(dòng)力電池能否滿足高安全、高效率、長壽命的基本要求，是眾多專家學(xué)者探討的重要課題。
[0003]吹膜法單向拉伸PP、PE復(fù)合結(jié)構(gòu)安全隔膜制品，廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，這種隔膜制品具有高的離子電導(dǎo)率，以降低電池內(nèi)阻；電子導(dǎo)電性低，保證電極間有效的隔離；內(nèi)部短路時(shí)能提供更好的保護(hù);而且電解質(zhì)層的厚度小;過度充電時(shí)可提供足夠的安全性，有較好的力學(xué)性能及熱穩(wěn)定性。聚乙烯、聚丙烯膜由于特殊的結(jié)構(gòu)與性能，在吹膜法單向拉伸PP、PE復(fù)合結(jié)構(gòu)安全隔膜制品中離子電池隔膜占重要的地位。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的以上問題，提供吹膜法單向拉伸生產(chǎn)PP、PE復(fù)合結(jié)構(gòu)隔膜的制備方法，制得的隔膜具有良好的機(jī)械強(qiáng)度、為鋰電池提供更好的安全保護(hù)。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]吹膜法單向拉伸生產(chǎn)PP、PE復(fù)合結(jié)構(gòu)隔膜的制備方法，包括以下步驟:
[0007]步驟1)基膜生產(chǎn)；在PP材料中加入PE材料，使用擠出機(jī)向一個(gè)復(fù)合機(jī)頭同時(shí)供給材料，混合共擠成膜，采用共擠吹膜機(jī)將薄膜合成多層結(jié)構(gòu)基膜；
[0008]步驟2)熱處理；將基膜放置在烘箱內(nèi)進(jìn)行熱處理，使材料達(dá)到彈性指標(biāo)范圍在50%-90%的高彈性狀態(tài)；
[0009]步驟3)冷拉伸;將高彈性的基膜冷拉伸形成銀紋缺陷；
[0010]步驟4)熱拉伸；將冷拉伸后的基膜進(jìn)行熱拉伸形成微孔結(jié)構(gòu)，當(dāng)孔徑80%集中在32-36nm時(shí)停止熱拉伸；
[0011 ]步驟5)定型;將步驟4得到的基膜定型制成微孔膜。
[0012]作為優(yōu)化的，所述步驟1中的PP和PE的質(zhì)量比為7:3。
[0013]作為優(yōu)化的，所述步驟2的熱處理溫度為110-130°C，時(shí)間為5-24小時(shí)。
[0014]作為優(yōu)化的，所述步驟3的冷拉伸的處理?xiàng)l件為溫度20-50°C，拉伸速度為2-20m/min，拉伸比為0.2-1.5。
[0015]作為優(yōu)化的，所述步驟4的熱拉伸的處理?xiàng)l件為溫度100_125°C、拉伸速度為2-20m/min、拉伸比為0.5-3。
[0016]作為優(yōu)化的，所述步驟4的微孔結(jié)構(gòu)的孔徑為20-50nm。
[0017]作為優(yōu)化的，所述步驟5的定型條件為溫度90-140°C，定型速度2-20m/min，定型比為0.5-2.5。
[0018]本發(fā)明的有益效果是:
[0019]本發(fā)明制備的微孔膜，利用PE低自閉溫度和PP高膜破碎溫度的特性，最終制得的膜閉孔溫度在128—133°C，膜破碎溫度在168—180°C，PE微孔膜在120—130°C之間熔化，其早期關(guān)閉特點(diǎn)使得易于抑制與微孔關(guān)閉的相關(guān)溫度的升高，滿足鋰離子電池的使用特性。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面將結(jié)合實(shí)施例，來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0021]實(shí)施例1
[0022]取200kg的PP和200kg的PE作為原材料
[0023]步驟1)通過多臺(tái)擠出機(jī)分別式PP、PE熔融塑化后進(jìn)入同一個(gè)口模中，溫度設(shè)定在180°C，采用吹膜的方法制成基膜；
[0024]步驟2)吹膜好的基膜進(jìn)行熱處理，烘箱溫度設(shè)定110°C，時(shí)間設(shè)定在5小時(shí)，使材料達(dá)到高彈性體，達(dá)到拉伸成孔的要求，基膜彈性達(dá)到70% ;
[0025]步驟3)在20°C，拉伸速度為2m/min，拉伸比為0.2的拉伸條件下拉伸形成銀紋缺陷；
[0026]步驟4)在100°C，拉伸速度為2m/min，拉伸比為0.5的拉伸條件下拉伸形成微孔結(jié)構(gòu)，微孔的孔徑為30nm;
[0027]步驟5)在溫度為90°C，定型速度為2m/min，定型比為1.5倍的條件下制成微孔膜產(chǎn)品Ο
[0028]實(shí)施2
[0029]取200kg的ΡΡ和200kg的ΡΕ作為原料
[0030]步驟1)通過擠出機(jī)將PP、PE熔融塑化后進(jìn)入同一個(gè)口模中，溫度為200°C，采用吹膜的方法制成基膜；
[0031 ]步驟2)吹膜好的基膜進(jìn)行熱處理，烘箱溫度設(shè)定120°C，時(shí)間設(shè)定在15小時(shí)，使材料達(dá)到高彈性體，達(dá)到拉伸成孔的要求，基膜彈性達(dá)到70% ;
[0032]步驟3)將熱處理后的基膜進(jìn)行冷拉伸，在35°C，拉伸速度為10m/min，拉伸比為0.8的拉伸條件下拉伸形成銀紋缺陷；
[0033]步驟4)在110°C、拉伸速度為10m/min的條件下拉伸形成微孔結(jié)構(gòu)，微孔結(jié)構(gòu)的孔徑在35nm;
[0034]步驟5)在溫度120°C、定型速度為10m/min、定型比為1倍的條件下制成微孔膜。
[0035]實(shí)施例3
[0036]取200kg的PP和200kg的PE作為原料
[0037]步驟1)通過擠出機(jī)將PP、PE熔融塑化后進(jìn)入同一個(gè)口模中，溫度為250°C，采用吹膜的方法制成基膜；
[0038]步驟2)吹膜好的基膜進(jìn)行熱處理，烘箱溫度設(shè)定130°C，時(shí)間設(shè)定在24小時(shí)，使材料達(dá)到高彈性體，達(dá)到拉伸成孔的要求，基膜彈性達(dá)到70% ;
[0039]步驟3)將熱處理后的基膜進(jìn)行冷拉伸，在50°C，拉伸速度為20m/min，拉伸比為1.5的拉伸條件下拉伸形成銀紋缺陷；
[0040]步驟4)在125°C、拉伸速度為20m/min的條件下拉伸形成微孔結(jié)構(gòu)，微孔結(jié)構(gòu)的孔徑在45nm;
[0041 ]步驟5)在溫度140°(3、定型速度為20111/1]1；[11、定型比為2.5倍的條件下制成微孔膜。
[0042]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.吹膜法單向拉伸生產(chǎn)PP、PE復(fù)合結(jié)構(gòu)隔膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1)基膜生產(chǎn);在PP材料中加入PE材料，使用擠出機(jī)向一個(gè)復(fù)合機(jī)頭同時(shí)供給材料，混合共擠成膜，采用共擠吹膜機(jī)將薄膜合成多層結(jié)構(gòu)基膜； 步驟2)熱處理;將基膜放置在烘箱內(nèi)進(jìn)行熱處理，使材料達(dá)到彈性指標(biāo)范圍在50%-90%的尚彈性狀態(tài)； 步驟3)冷拉伸;將高彈性的基膜冷拉伸形成銀紋缺陷； 步驟4)熱拉伸；將冷拉伸后的基膜進(jìn)行熱拉伸形成微孔結(jié)構(gòu)，當(dāng)孔徑80%集中在32-36nm時(shí)停止熱拉伸； 步驟5)定型;將步驟4得到的基膜定型制成微孔膜。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吹膜法單向拉伸生產(chǎn)PP、PE復(fù)合結(jié)構(gòu)隔膜的制備方法，其特征在于:所述步驟1中的PP和PE的質(zhì)量比為7:3。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吹膜法單向拉伸生產(chǎn)PP、PE復(fù)合結(jié)構(gòu)隔膜的制備方法，其特征在于:所述步驟2的熱處理溫度為110-130°C，時(shí)間為5-24小時(shí)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吹膜法單向拉伸生產(chǎn)PP、PE復(fù)合結(jié)構(gòu)隔膜的制備方法，其特征在于:所述步驟3的冷拉伸的處理?xiàng)l件為溫度20-50°C，拉伸速度為2-20m/min，拉伸比為0.2~1.5。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吹膜法單向拉伸生產(chǎn)PP、PE復(fù)合結(jié)構(gòu)隔膜的制備方法，其特征在于:所述步驟4的熱拉伸的處理?xiàng)l件為溫度100-125°C、拉伸速度為2-20m/min、拉伸比為0.5_3。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吹膜法單向拉伸生產(chǎn)PP、PE復(fù)合結(jié)構(gòu)隔膜的制備方法，其特征在于:所述步驟4的微孔結(jié)構(gòu)的孔徑為20-50nm。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吹膜法單向拉伸生產(chǎn)PP、PE復(fù)合結(jié)構(gòu)隔膜的制備方法，其特征在于:所述步驟5的定型條件為溫度90-140°C，定型速度2-20m/min，定型比為0.5-2.5。
【專利摘要】本發(fā)明公開了吹膜法單向拉伸生產(chǎn)PP、PE復(fù)合結(jié)構(gòu)隔膜的制備方法，包括以下步驟：基膜生產(chǎn)→熱處理→冷拉伸→熱拉伸→定型。本發(fā)明制備的微孔膜，利用PE低自閉溫度和PP高膜破碎溫度的特性，最終制得的膜閉孔溫度在128-133℃，膜破碎溫度在168-180℃，PE微孔膜在120-130℃之間熔化，其早期關(guān)閉特點(diǎn)使得易于抑制與微孔關(guān)閉的相關(guān)溫度的升高，滿足鋰離子電池的使用特性。
【IPC分類】H01M2/14, H01M10/0525
【公開號(hào)】CN105470434
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510956694
【發(fā)明人】范建國, 孫衛(wèi)建
【申請(qǐng)人】江門市龍世紀(jì)科技股份有限公司
【公開日】2016年4月6日
【申請(qǐng)日】2015年12月17日