CN101552328A - 一种多微孔电池复合隔膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多微孔电池复合隔膜及其制备方法，该隔膜为多层隔膜复合而成，其上的微孔结构由激光打孔而成，所述多层隔膜为一层PE膜复合在两层PP膜中间，所述微孔结构由激光打孔装置进行激光打孔而成，微孔的直径为0.05－0.4微米，分布均一，空隙率大于40％，这一结构可以实现多层均匀的多微孔电池隔膜材料，从而保证电池的安全性能，以及质量的稳定和一致性。
Description
技术领域
本发明属于电池隔膜材料领域，涉及一种多微孔电池复合隔膜及其制备方法。
背景技术
作为电池隔膜材料，本身具有微孔结构，容许吸纳电解液；为了保证电池中一致的电极/电解液界面性质和均一的电流密度，微孔在整个隔膜材料中的分布应当均匀。孔径的大小与分布的均一性对电池性能有直接的影响：孔径太大，容易使正负极直接接触或易被锂枝晶刺穿而造成短路；孔径太小则会增大电阻。微孔分布不匀，工作时会形成局部电流过大，影响电池的性能。特别对于多层复合膜，通过传统工艺很难使微孔孔径及分布达到均一性。
目前，在已知技术中，与本发明技术效果相近似的技术材料有：CN00106839.3、CN02143764.5、CN200610057432.1、CN200320113286.1，它主要是用普通工艺制作的多层微孔隔膜的微孔分布不均匀，以及孔隙率不能达到要求，通过这个技术我们可以实现微孔分布十分均匀，但是它的缺点是增加设备和生产制造工序。
综上所述，现有技术中存在如下技术问题：(1)传统工艺很难使微孔孔径及分布达到均一性；在解决该问题中衍生出的另一问题(2)设备增加，工序繁复。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多微孔电池复合隔膜及其制备方法，多层复合膜的微孔孔径及分布达到均一性，同时设备简单，方法易行。
主要的技术方案是通过多层复合以及特殊的打孔技术，实现多层均匀的多微孔电池隔膜材料，从而保证电池的安全性能，以及质量的稳定和一致性。
具体技术方案如下：
一种多微孔电池复合隔膜，该隔膜为多层隔膜复合而成，其上的微孔结构由激光打孔而成。
所述多层隔膜为一层PE膜复合在两层PP膜中间。
微孔结构由激光打孔装置进行激光打孔而成，微孔的直径为0.05-0.4微米，分布均一，空隙率大于40％。
单层PE，PP膜的厚度为10微米左右。
一种多微孔电池复合隔膜的制备方法，采用如下步骤；
(1)制备单层PP、PE隔膜；
(2)将PE膜复合在两层PP膜中间，即得到复合膜；
(3)复合膜通过激光打孔得到多微孔电池复合隔膜。
步骤(1)中的单层隔膜由扁平膜进行拉伸和定型制得。
所述扁平膜的制备步骤为：将PP、PE塑料粒子通过挤出机机筒加热和螺杆挤出，得到温度在120～240℃的扁平熔体，通过辊压，同时进行冷却，冷却温度在0～60℃，冷却时间在20秒～5分钟，得到扁平膜。
步骤(1)中通过电脑控制全自动双向拉伸机，将较厚的扁平膜进行双向拉伸，在通过热定型，制得单层PP、PE隔膜。
步骤(2)中，在PP膜一侧涂上黏合剂，通过薄膜辊压机，将PE膜复合在PP膜中间，通过加热烘干，即得到复合膜。
复合膜通过激光打孔装置进行打孔，调整激光光束直径、发光频率以及光源与复合膜之间的相对位移速度，保证微孔分布均一，微孔直径在0.05～0.4微米之间，空隙率达到40％以上。
隔膜宽度大于1米，生产速度可调，隔膜的厚度为10微米左右，厚度公差5％。
与目前现有技术相比，本发明可以实现多层均匀的多微孔电池隔膜材料，从而保证电池的安全性能，以及质量的稳定和一致性。
附图说明
图1为单层隔膜生产方法流程图；
图2为三层微孔隔膜生产方法流程图；
图3为三层隔膜截面示意图；
图4为隔膜微孔排列示意图；
图中：1.PP膜，2.PE膜
具体实施方式
下面根据附图对本发明进行详细描述，其为本发明多种实施方式中的一种优选实施例。
(1)先分别将PP、PE塑料粒子通过挤出机机筒加热和螺杆挤出，得到温度在120～240℃的扁平熔体，通过辊压，同时进行冷却，冷却温度在0～60℃，冷却时间在20秒～5分钟，得到较厚的扁平膜。
(2)通过电脑控制全自动双向拉伸机，将较厚的扁平膜进行双向拉伸，在通过热定型，先制得单层PP、PE隔膜，隔膜宽度达到1米以上，生产速度可调，保证隔膜的厚度可以达到10微米左右，厚度公差在5％以内。
(3)在PP膜一侧涂上一定量的黏合剂，通过薄膜辊压机，将PE膜复合在PP膜中间，通过加热烘干，即得到复合膜，见图3。
(4)复合膜通过激光打孔装置，调整激光光束直径、发光频率以及光源与复合膜之间的相对位移速度，保证微孔分布均一，微孔直径在0.05～0.4微米之间，空隙率达到40％以上，见图4。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1、一种多微孔电池复合隔膜，其特征在于，该隔膜为多层隔膜复合而成，其上的微孔结构由激光打孔而成。
2、如权利要求1所述的多微孔电池复合隔膜，其特征在于，所述多层隔膜为一层PE膜复合在两层PP膜中间。
3、如权利要求1或2所述的多微孔电池复合隔膜，其特征在于，微孔结构由激光打孔装置进行激光打孔而成，微孔的直径为0.05-0.4微米，分布均一，空隙率大于40％。
4、如权利要求2所述的多微孔电池复合隔膜，其特征在于，单层PE，PP膜的厚度约为10微米。
5、一种多微孔电池复合隔膜的制备方法，其特征在于，采用如下步骤：
(1)制备单层PP、PE隔膜；
(2)将PE膜复合在两层PP膜中间，即得到复合膜；
(3)复合膜通过激光打孔得到多微孔电池复合隔膜。
6、如权利要求5所述的多微孔电池复合隔膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中的单层隔膜由扁平膜进行拉伸和定型制得。
7、如权利要求6所述的多微孔电池复合隔膜的制备方法，其特征在于，所述扁平膜的制备步骤为：将PP、PE塑料粒子通过挤出机机筒加热和螺杆挤出，得到温度在120～240℃的扁平熔体，通过辊压，同时进行冷却，冷却温度为0～60℃，冷却时间为20秒～5分钟，得到扁平膜。
8、如权利要求5或6所述的多微孔电池复合隔膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中通过电脑控制全自动双向拉伸机，将较厚的扁平膜进行双向拉伸，在通过热定型，制得单层PP、PE隔膜。
9、如权利要求5所述的多微孔电池复合隔膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，在PP膜一侧涂上黏合剂，通过薄膜辊压机，将PE膜复合在PP膜中间，通过加热烘干，即得到复合膜。
10、如权利要求5所述的多微孔电池复合隔膜的制备方法，其特征在于，复合膜通过激光打孔装置进行打孔，调整激光光束直径、发光频率以及光源与复合膜之间的相对位移速度，确保微孔分布均一，微孔直径为0.05～0.4微米，空隙率大于40％。
11、如权利要求8所述的多微孔电池复合隔膜的制备方法，其特征在于，隔膜宽度大于1米，生产速度可调，隔膜的厚度为10微米左右，厚度公差5％。
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