CN103904280A - 一种锂离子电池用隔离膜及其制造方法 - Google Patents

一种锂离子电池用隔离膜及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种锂离子电池用隔离膜及其制造方法，所述隔离膜包括阻隔层和支撑层，所述阻隔层和支撑层之间设有黏合层。所述制造方法包括以下步骤：1）膜A放卷，输送至打孔设备位置进行打孔操作，其中，膜A包括支撑层和离型膜层，支撑层和离型膜层之间设有黏合层；2）打孔后的膜输送至分层轧辊中，通过分层轧辊将外层的离型膜层离型，形成膜B；3）膜B输送至贴合滚轮，通过贴合滚轮在膜B的黏合层外贴合阻隔层；4）阻隔层贴合后通过热压合轮进行热压操作，最后得到成品隔离膜。其隔离膜的收缩特性以及横向抗拉强度得到有效改善。

Description

一种锂离子电池用隔离膜及其制造方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其是涉及一种锂离子电池用隔离膜及其制造方法。
背景技术
高容量的锂离子电池应用在电动(EV)或油电混合车(HEV)上，为了达到快充快放的特性，在隔离膜的选择上对于其孔隙率及耐热性质有严苛的要求。
目前，锂离子电池用隔离膜利用聚乙烯、聚丙烯等泛用树脂制成，其存在耐热性不佳的问题。随着高功率的锂电池发展，安全性的考虑而日趋重要。其中在不丧失薄膜基本特性下，提升薄膜高温的热稳定性，是各家厂商极力争取的目标。
锂离子电池用隔离膜的制备过程中，不能够避免的就是必须将薄膜进行延伸，而延伸后的隔离膜产品，存在收缩较大问题；隔离膜的横向抗拉强度不高，一直无法得到有效改善。
发明内容
针对现有技术不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种锂离子电池用隔离膜及其制造方法，其隔离膜的收缩特性以及横向抗拉强度得到有效改善。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种锂离子电池用隔离膜，包括阻隔层和支撑层，所述阻隔层和支撑层之间设有黏合层。
所述阻隔层为阻隔层Ⅰ和阻隔层Ⅱ两层，所述阻隔层Ⅰ和阻隔层Ⅱ分别设在支撑层的两侧。
所述阻隔层的表面设有一组孔，阻隔层厚度在8-100μ，表面孔径在0.1-1μ。
所述支撑层的表面设有一组孔，支撑层厚度在8-100μ，表面孔径在0.001mm–300mm。
所述支撑层材质为涤纶或聚酰胺纤维。
所述黏合层的厚度在0.1-100μ。
所述黏合层材质为硅胶或亚克力胶。
所述黏合层的耐温性在80-130℃。
一种上述所述锂离子电池用隔离膜的制造方法，所述制造方法包括以下步骤：
1）膜A放卷，输送至打孔设备位置进行打孔操作，其中，膜A包括支撑层和离型膜层，支撑层和离型膜层之间设有黏合层；
2）打孔后的膜输送至分层轧辊中，通过分层轧辊将外层的离型膜层离型，形成膜B；
3）膜B输送至贴合滚轮，通过贴合滚轮在膜B的黏合层外贴合阻隔层；
4）阻隔层贴合后通过热压合轮进行热压操作，最后得到成品隔离膜。
其中，在所述步骤1）和步骤2）之间的膜通过一组蓄布架。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：通过黏合层避免阻隔层和支撑层两层之间因为融点不同而产生黏着力不同而容易剥离的问题；支撑层选择高耐热性质的基材，提升隔离膜的热稳定性；在确保隔离膜一般必须特性下，其隔离膜的横向抗拉强度提升79%，隔离膜在130℃、90分钟的高温收缩测试中仅为10%，使隔离膜的收缩特性以及横向抗拉强度得到有效改善。
附图说明
下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明隔离膜结构示意图。
图2为本发明隔离膜制造方法流程示意图。
图3为图2中膜A结构示意图。
图4为图2中膜B结构示意图。
图5为图4的俯视图。
图中：1.放卷机构Ⅰ、2.导轮Ⅰ、3.打孔设备、4.导轮Ⅱ、5.蓄布架、6.收卷机构Ⅰ、7.分层轧辊、8.放卷机构Ⅱ、9.贴合滚轮、10.热压合轮、11.收卷机构Ⅱ、12.离型膜层Ⅰ、13.黏合层Ⅰ、14.支撑层、15.黏合层Ⅱ、16.离型膜层Ⅱ、17.打孔后膜层、18.阻隔层Ⅰ、19.阻隔层Ⅱ。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
如图1所示，该锂离子电池用隔离膜，包括阻隔层和支撑层，在阻隔层和支撑层之间设有黏合层。
至少有三层，其五层较佳。阻隔层为两层，分别为阻隔层Ⅰ18和阻隔层Ⅱ19，阻隔层Ⅰ18和阻隔层Ⅱ19分别设在支撑层14的两侧，阻隔层Ⅰ18与支撑层14之间设有黏合层Ⅰ13，阻隔层Ⅱ19与支撑层14之间设有黏合层Ⅱ15，形成五层的隔离膜C。
其中，阻隔层为多孔膜，阻隔层厚度在8-100μ，表面孔径在0.1-1μ；其孔隙用于隔绝电池正负极并提供离子导通功能。阻隔层结构可以为单层或多层复合。阻隔层材料可为PET/PP/PE/PVDF/PI/POM/TPX等结晶或非晶高分子材料。
支撑层14上使用机械或镭射技术打有一组孔，支撑层厚度在8-100μ，表面孔径在0.001mm–300mm。支撑层结构可以为单层或多层复合。支撑层材料可以为PET/PP/PE/PVDF/PI/POM/TPX等材料，选用涤纶或聚酰胺纤维较佳，用以增加隔离膜的双向的机械强度以及耐热性质。
黏合层的厚度在0.1-100μ，黏合层材质为硅胶或亚克力胶，黏合层的耐温性在80-130℃，其中在
Figure BDA0000483236190000041
较佳，通过黏合层避免阻隔层和支撑层两层之间因为融点不同而产生黏着力不同而容易剥离的问题。
如图2至图5所示，为锂离子电池用隔离膜的制造方法工艺流程，该制造方法包括以下步骤：
首先，对放卷机构Ⅰ1上的膜A进行放卷操作，其中，膜A包括支撑层14和离型膜层，支撑层和离型膜层之间设有黏合层，离型膜层为两层，设在支撑层两侧的最外层，分别为离型膜层Ⅰ12和离型膜层Ⅱ16，形成五层膜结构；
通过导轮Ⅰ2将放卷后的膜A输送至打孔设备3位置，进行打孔操作，其中，打孔设备3可选择机械/镭射打孔设备；
打孔后的膜通过导轮Ⅱ4输送至一组蓄布架5，通过蓄布架5后输送至分层轧辊7中，通过分层轧辊7将外层的离型膜层Ⅰ12和离型膜层Ⅱ16进行离型操作，形成膜B，分离后的离型膜层利用收卷机构Ⅰ6收卷；
膜B输送至贴合滚轮9，通过贴合滚轮9在膜B的黏合层Ⅰ13外贴合阻隔层Ⅰ18、黏合层Ⅱ15外贴合阻隔层Ⅱ19；
阻隔层Ⅰ18和阻隔层Ⅱ19贴合后通过热压合轮10进行热压操作，得到成品隔离膜C，最后通过收卷机构Ⅱ11进行收卷。
实施例1，采用上述制造方法，其中，膜A包含五层结构，离型膜层Ⅰ和离型膜层Ⅱ材质为涤纶，厚度为50μ；黏合层Ⅰ和黏合层Ⅱ材质为亚克力胶，厚度为3μ；支撑层材质为涤纶，厚度为3.5μ。
膜Α结构打孔的圆孔直径为2-6mm，离型膜层离型后形成打孔后膜层17，在与阻隔层Ⅰ和阻隔层Ⅱ贴合，形成隔离膜C。其中，阻隔层Ⅰ和阻隔层Ⅱ为聚丙烯树脂多孔膜，厚度为14μ，表面孔洞直径<1μ。
实施例1中的隔离膜C与现有隔离膜性能测试结果对比，见表1。
表1为隔离膜性能测试对比表
Figure BDA0000483236190000061
通过表1对比数据可知，在确保隔离膜一般必须特性下，其隔离膜的横向抗拉强度提升79%，隔离膜在130℃、90分钟的高温收缩测试中仅为10%，使隔离膜的收缩特性以及横向抗拉强度得到有效改善。
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非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种锂离子电池用隔离膜，其特征在于：包括阻隔层和支撑层，所述阻隔层和支撑层之间设有黏合层。
2.如权利要求1所述锂离子电池用隔离膜，其特征在于：所述阻隔层为阻隔层Ⅰ和阻隔层Ⅱ两层，所述阻隔层Ⅰ和阻隔层Ⅱ分别设在支撑层的两侧。
3.如权利要求1所述锂离子电池用隔离膜，其特征在于：所述阻隔层的表面设有一组孔，阻隔层厚度在8-100μ，表面孔径在0.1-1μ。
4.如权利要求1所述锂离子电池用隔离膜，其特征在于：所述支撑层的表面设有一组孔，支撑层厚度在8-100μ，表面孔径在0.001mm–300mm。
5.如权利要求1所述锂离子电池用隔离膜，其特征在于：所述支撑层材质为涤纶或聚酰胺纤维。
6.如权利要求1所述锂离子电池用隔离膜，其特征在于：所述黏合层的厚度在0.1-100μ。
7.如权利要求1所述锂离子电池用隔离膜，其特征在于：所述黏合层材质为硅胶或亚克力胶。
8.如权利要求1所述锂离子电池用隔离膜，其特征在于：所述黏合层的耐温性在80-130℃。
9.一种如权利要求1所述锂离子电池用隔离膜的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括以下步骤：
1）膜A放卷，输送至打孔设备位置进行打孔操作，其中，膜A包括支撑层和离型膜层，支撑层和离型膜层之间设有黏合层；
2）打孔后的膜输送至分层轧辊中，通过分层轧辊将外层的离型膜层离型，形成膜B；
3）膜B输送至贴合滚轮，通过贴合滚轮在膜B的黏合层外贴合阻隔层；
4）阻隔层贴合后通过热压合轮进行热压操作，最后得到成品隔离膜。
10.如权利要求9所述制造方法，其特征在于：所述步骤1）和步骤2）之间的膜通过一组蓄布架。
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