CN103224644A - 一种大动力多孔态聚合物锂能电芯隔离膜处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种大动力多孔态聚合物锂能电芯隔离膜处理方法。本方法将电芯隔离膜在加热的隔离膜处理浆料中进行浸泡处理，隔离膜处理浆料由以下组分按重量比计进行配制：乙酸乙脂85～90%，丙酮6～8%，增塑剂3～5%，粘接剂1～2.5%。本发明通过运用独特的隔离膜处理技术对隔离膜进行处理，生产出的大动力多孔态聚合物锂能电芯除拥有液态锂离子电池的优势外，还具备高倍率放电性能好、单体电池之间一致性高、极片膨胀小、自放电率低、放电平台持续时间长、安全性能更好、循环寿命更长等优点。提高了正、负极材料和电解液的相容性及界面稳定性，从而使产品获得了优异的充放电性能和使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及大动力多孔态聚合物锂能电芯的生产工艺,特别涉及一种大动力多孔态聚合物锂能电芯隔离膜处理方法。
背景技术
电芯是大动力多孔态聚合物锂能电池的核心部件，隔离膜是构成电芯的其中一个部件，在传统的锂电生产行业中，电芯中的隔离膜一般都不经过处理，从厂家购回直接用于电芯生产,属于液态电解质的电芯。多年来，采用这种未处理的隔离膜生产的电芯一直存在其界面不稳定，孔隙不均匀、离子通道不顺畅、电芯内阻较大；电芯在充放电过程中热胀大、同时活性物质长期浸泡在电解质中造成活性物质极易脱落致循环寿命短；锂枝晶长期积累易刺穿隔膜，造成电芯自放电率高、安全性不稳定；放电倍率小。直至技术人员找出电芯之所以存在上述技术问题的原因，解决其技术问题的关键之一在于必须采取对电芯隔离膜进行处理的技术方案，但是在处理浆料的配制以及处理工艺的制定上存在一定难度，因此是我们不断研发和摸索的课题
发明内容
鉴于上述现有技术存在的问题，本发明的目的是研发一种大动力多孔态聚合物锂能电芯隔离膜处理方法。经过本方法进行特殊处理的电芯隔离膜进行再造孔，增强了隔离膜穿刺强度、改善了隔离膜的孔隙分布均匀性、提高了隔离膜的保液能力，保液能力强；其离子通道通畅,电芯在充放电过程中形成的锂枝晶储存在隔离膜重新处理后形成的孔中，不易刺穿隔离膜，电芯自放电率低；隔离膜与正负极间界面更加良好，使电芯内阻小，高功率充放电过程中温度低，安全性能良好。
本发明采取的技术方案是：一种大动力多孔态聚合物锂能电芯隔离膜处理方法，其特征在于，将电芯隔离膜在隔离膜处理浆料中进行浸泡处理后烘干，所述的隔离膜处理浆料由以下组分按重量比计进行配制：乙酸乙脂85～90%，丙酮6～8%，增塑剂3～5%，粘接剂1～2.5%。
本发明的隔离膜处理浆料中各组分材料主要作用如下：
丙酮：稀释浆料；
乙酸乙脂：作溶剂；
增塑剂：有助于浆料成膜、占孔；
粘接剂：起粘接和凝胶引发剂的作用。
本发明所述的隔离膜处理浆料配制步骤如下：
（一）.按重量比例在搅拌桶中加入增塑剂后，开启冷热水系统，同时进行搅拌，搅拌频率为10～15Hz；
（二）.当浆料温度升至38～40℃时，停止搅拌，按重量比例加入粘接剂后，再进行搅拌，同时将搅拌频率调至20～25Hz，搅拌30～35 min；
（三）. 按重量比例加入丙酮后进行搅拌，搅拌频率为20～25Hz，搅拌25～30 min；
（四）. 按重量比例加入乙酸乙脂，加料速度控制在40～45Kg/小时，加料搅拌频率为10～15Hz；
（五）.将搅拌频率调至40～45Hz，浆料温度控制在40±3℃范围内，搅拌90～100min，停止搅拌；
（六）.测试隔离膜处理浆料固体含量在5.0～7.0%，即可出料待生产。
本发明所述的电芯隔离膜在隔离膜处理浆料中进行浸泡处理后烘干的步骤如下：
a.将配制好的隔离膜处理浆料转入隔离膜处理设备的三个料槽中，将对应每个料槽的烘箱分别进行加热，三个烘箱的加热温度为65±3℃/65±3℃/70±3℃；
b.将待处理的电芯隔离膜装在放料轴上，电芯隔离膜分别依次经过三个料槽中隔离膜处理浆料的浸泡处理，并控制电芯隔离膜的运行速度为2～3m／min；
c.浸泡处理后的电芯隔离膜分别经三个烘箱烘干后完成收卷。
本发明所产生的有益效果是：本发明通过运用独特的隔离膜处理技术对隔离膜进行处理，生产出的大动力多孔态聚合物锂能电芯除拥有液态锂离子电池的优势外，还具备高倍率放电性能好、单体电池之间一致性高、极片膨胀小、自放电率低、放电平台持续时间长、安全性能更好、循环寿命更长等优点。提高了正、负极材料和电解液的相容性及界面稳定性，从而使产品获得了优异的充放电性能和使用寿命。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明：
丙酮：选自北京燕山化工，要求纯度在99.5%以上；
乙酸乙脂：选自北京西陇化工，要求纯度在99.5%以上；
增塑剂：选自北京西陇化工，要求纯度在99.5%以上，密度在1.044～1.048；
粘接剂：选自美国Arkema公司生产的2801粘接剂，熔点在140～144℃范围内。
实施例：乙酸乙脂87.1Kg，丙酮6.7Kg，增塑剂4.2Kg，粘接剂2 Kg。
隔离膜处理浆料配制步骤如下：在搅拌桶中加入4.2Kg增塑剂，开启冷热水系统，按12Hz的频率进行搅拌；待温度升至38℃时，停止搅拌，加入2Kg粘接剂，将搅拌频率调至22Hz，搅拌32 min；然后加入6.7Kg丙酮后进行搅拌，搅拌频率为22Hz，搅拌27 min，待溶液澄清透明即可；加入87.1Kg乙酸乙脂，加料速度控制在42Kg/小时，加料搅拌频率为12Hz；当所有物料加入后，将搅拌频率调至42Hz，浆料温度控制在40℃，搅拌95min，停止搅拌；最后测试隔离膜处理浆料固体含量在6.0%，即可出料待生产。
电芯隔离膜在隔离膜处理浆料中进行浸泡处理后烘干的步骤如下：
a.将配制好的隔离膜处理浆料转入隔离膜处理设备的三个料槽中，将对应每个料槽的烘箱分别进行加热，三个烘箱的加热温度为65℃/65℃/70℃；
b.将待处理的电芯隔离膜装在放料轴上，电芯隔离膜分别依次经过三个料槽中隔离膜处理浆料的浸泡处理，并控制电芯隔离膜的运行速度为2.5m／min；
c.浸泡处理后的电芯隔离膜分别经三个烘箱烘干后完成收卷。
隔离膜经第一料槽中的隔离膜处理浆料浸泡处理后进入第一烘箱，烘干温度为65℃；再经第二料槽的隔离膜处理浆料浸泡处理后进入第二烘箱，烘干温度为65℃；最后经第三料槽的隔离膜处理浆料浸泡处理后进入第三烘箱，烘干温度为70℃。
本发明采用的搅拌桶和隔离膜处理设备均为业内公知设备，其中隔离膜处理设备采用设备厂家为东莞市厚街伟铂机械厂、型号为600型隔离膜处理机。
Claims (3)
1.一种大动力多孔态聚合物锂能电芯隔离膜处理方法，其特征在于，将电芯隔离膜在隔离膜处理浆料中进行浸泡处理后烘干，所述的隔离膜处理浆料由以下组分按重量比计进行配制：乙酸乙脂85～90%，丙酮6～8%，增塑剂3～5%，粘接剂1～2.5%。
2.根据权利要求1所述的一种大动力多孔态聚合物锂能电芯隔离膜处理方法，其特征在于，所述的隔离膜处理浆料配制步骤如下：
（一）.按重量比例在搅拌桶中加入增塑剂后，开启冷热水系统，同时进行搅拌，搅拌频率为10～15Hz；
（二）.当浆料温度升至38～40℃时，停止搅拌，按重量比例加入粘接剂后，再进行搅拌，同时将搅拌频率调至20～25Hz，搅拌30～35 min；
（三）. 按重量比例加入丙酮后进行搅拌，搅拌频率为20～25Hz，搅拌25～30 min；
（四）. 按重量比例加入乙酸乙脂，加料速度控制在40～45Kg/小时，加料搅拌频率为10～15Hz；
（五）.将搅拌频率调至40～45Hz，浆料温度控制在40±3℃范围内，搅拌90～100min，停止搅拌；
（六）.测试隔离膜处理浆料固体含量在5.0～7.0%，即可出料待生产。
3.根据权利要求2所述的一种大动力多孔态聚合物锂能电芯隔离膜处理方法，其特征在于，所述的电芯隔离膜在隔离膜处理浆料中进行浸泡处理后烘干的步骤如下：
a.将配制好的隔离膜处理浆料转入隔离膜处理设备的三个料槽中，将对应每个料槽的烘箱分别进行加热，三个烘箱的加热温度为65±3℃/65±3℃/70±3℃；
b.将待处理的电芯隔离膜装在放料轴上，电芯隔离膜分别依次经过三个料槽中隔离膜处理浆料的浸泡处理，并控制电芯隔离膜的运行速度为2～3m／min；
c.浸泡处理后的电芯隔离膜分别经三个烘箱烘干后完成收卷。
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