CN105355812A - 一种锂电隔膜的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锂电隔膜的制备方法，包括以下步骤：步骤1，将聚乙烯粉末与溶剂混合，得到含聚乙烯的混合物；步骤2，对步骤1中混合物进行加热，加热温度为100-200℃，形成聚乙烯熔融体，并将加热的聚乙烯熔融体流延至双向初步拉伸的尼龙改性膜表面；步骤3，对尼龙改性膜进行真空干燥；步骤4，在氧气环境下对尼龙改性膜进行等离子体电晕处理；步骤5，再次双向拉伸尼龙改性膜，得到成品。本发明工艺简单合理，成品率高，制备的隔膜具有破膜温度高、热收缩率小、闭孔温度低，吸液保液能力好，透过性和微孔均匀度好，安全性能好等特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种锂离子电池隔膜生产领域，尤其涉及一种锂电隔膜的制备方法。
背景技术
锂离子电池是重要的绿色能源电池，由于其质量轻、比容量大和安全性的特点，已在移动电源、笔记本电脑、手机、动力汽车等领域得到广泛的应用。锂离子电池一般由电池外壳(封装材料)、正极、负极、隔膜及电解液所组成，隔膜是重要的隔离电池内芯正、负极材料，在电池使用过程中锂离子可自由穿过隔膜实现电池的充放电，其质量的好坏直接关系电池的使用寿命和安全性能。
随着锂离子电池应用领域的飞速发展，市场对锂离子电池的性能提出了更加严格的要求，电池厂商对电池隔膜的要求也越来越高。通常锂离子电池的隔膜材料需具有良好的孔隙率、化学稳定性和热自闭孔效应等功能。而目前锂离子电池隔膜的技术和生产方法相对落后，难以实现综合性能优良的锂离子电池隔膜的制备生产，尤其是隔膜的透过性和微孔均匀度很难保证。
发明内容
发明目的：本发明为解决上述问题，提供了一种锂电隔膜的制备方法，该方法可使隔膜的孔隙一致性和均匀性得到改善，提高了隔膜的安全性和锂离子传输效率。
技术方案：一种锂电隔膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将聚乙烯粉末与溶剂混合，得到含聚乙烯的混合物；
步骤2，对步骤1中混合物进行加热，加热温度为100-200℃，形成聚乙烯熔融体，并将加热的聚乙烯熔融体流延至双向初步拉伸的尼龙改性膜表面；
步骤3，对尼龙改性膜进行真空干燥；
步骤4，在氧气环境下对尼龙改性膜进行等离子体电晕处理；
步骤5，再次双向拉伸尼龙改性膜，得到成品。
作为本发明的一种优选方案，步骤1中所述聚乙烯粉末与溶剂的质量比为1:2-6，所述溶剂为乙醇、甲苯、三氯乙烯、四氢萘、十氢萘、石油醚、矿物油形成的混合溶剂，所述乙醇在所述溶剂中的质量含量为2％-50％。
作为本发明的一种优选方案，步骤2中双向初步拉伸的尼龙膜纵、横向拉伸比为1.5-2.0。
作为本发明的一种优选方案，所述尼龙改性膜为尼龙与聚丙烯、聚乙烯中的一种或两种进行混合形成。
作为本发明的一种优选方案，步骤5中所述尼龙改性膜二次拉伸，纵、横向拉伸比为1.5-2.0。
作为本发明的一种优选方案，所述锂电隔膜的厚度为15-50μm。
作为本发明的一种优选方案，步骤3中真空干燥的温度为50-80℃，真空度为0.05MPa-0.09MPa。
有益效果：本发明与现有技术相比，其优点在于：本发明通过应用尼龙改性膜作为基材，可有效提高破膜温度，高温热收缩率小，在尼龙改性膜表面流延聚乙烯可有效降低隔膜的闭孔温度，对隔膜表面进行氧气环境下的等离子处理可有效提高隔膜的亲电解液性能，尼龙改性膜进行两次拉伸可有效改善隔膜的孔隙大小和均匀性，综合提高了隔膜的安全性和离子传输效率。本发明工艺简单合理，成品率高，制备的隔膜具有破膜温度高、热收缩率小、闭孔温度低，吸液、保液能力好，透过性和微孔均匀度好，安全性能好等特点。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明。
实施例1
一种锂电隔膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将聚乙烯粉末与溶剂混合，得到含聚乙烯的混合物，其中所述聚乙烯粉末与溶剂的质量比为1:2，所述溶剂为乙醇、甲苯、三氯乙烯、四氢萘、十氢萘、石油醚、矿物油形成的混合溶剂，所述乙醇在所述溶剂中的质量含量为2％；
步骤2，对步骤1中混合物进行加热，加热温度为100-200℃，形成聚乙烯熔融体，并将加热的聚乙烯熔融体流延至双向初步拉伸的尼龙改性膜表面，其中所述尼龙改性膜为尼龙与聚丙烯进行混合形成，双向初步拉伸的尼龙膜纵横向拉伸比为1.5；
步骤3，对尼龙改性膜进行真空干燥，真空干燥的温度为50-80℃，真空度为0.05MPa-0.09MPa；
步骤4，在氧气环境下对尼龙改性膜进行等离子体电晕处理；
步骤5，再次双向拉伸尼龙改性膜，所述尼龙改性膜二次拉伸纵横向拉伸比为1.5，得到成品。
上述方法所制锂电隔膜的厚度为15μm。
实施例2
一种锂电隔膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将聚乙烯粉末与溶剂混合，得到含聚乙烯的混合物，其中所述聚乙烯粉末与溶剂的质量比为1:3，所述溶剂为乙醇、甲苯、三氯乙烯、四氢萘、十氢萘、石油醚、矿物油形成的混合溶剂，所述乙醇在所述溶剂中的质量含量为10％；
步骤2，对步骤1中混合物进行加热，加热温度为100-200℃，形成聚乙烯熔融体，并将加热的聚乙烯熔融体流延至双向初步拉伸的尼龙改性膜表面，其中所述尼龙改性膜为尼龙与聚乙烯进行混合形成，双向初步拉伸的尼龙膜纵横向拉伸比为2.0；
步骤3，对尼龙改性膜进行真空干燥，真空干燥的温度为50-80℃，真空度为0.05MPa-0.09MPa；
步骤4，在氧气环境下对尼龙改性膜进行等离子体电晕处理；
步骤5，再次双向拉伸尼龙改性膜，所述尼龙改性膜二次拉伸纵横向拉伸比为2.0，得到成品。
上述方法所制锂电隔膜的厚度为20μm。
实施例3
一种锂电隔膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将聚乙烯粉末与溶剂混合，得到含聚乙烯的混合物，其中所述聚乙烯粉末与溶剂的质量比为1:4，所述溶剂为乙醇、甲苯、三氯乙烯、四氢萘、十氢萘、石油醚、矿物油形成的混合溶剂，所述乙醇在所述溶剂中的质量含量为20％；
步骤2，对步骤1中混合物进行加热，加热温度为100-200℃，形成聚乙烯熔融体，并将加热的聚乙烯熔融体流延至双向初步拉伸的尼龙改性膜表面，其中所述尼龙改性膜为尼龙与聚丙烯和聚乙烯进行混合形成，双向初步拉伸的尼龙膜纵横向拉伸比为2.0；
步骤3，对尼龙改性膜进行真空干燥，真空干燥的温度为50-80℃，真空度为0.05MPa-0.09MPa；
步骤4，在氧气环境下对尼龙改性膜进行等离子体电晕处理；
步骤5，再次双向拉伸尼龙改性膜，所述尼龙改性膜二次拉伸纵横向拉伸比为1.5，得到成品。
上述方法所制锂电隔膜的厚度为30μm。
实施例4
一种锂电隔膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将聚乙烯粉末与溶剂混合，得到含聚乙烯的混合物，其中所述聚乙烯粉末与溶剂的质量比为1:5，所述溶剂为乙醇、甲苯、三氯乙烯、四氢萘、十氢萘、石油醚、矿物油形成的混合溶剂，所述乙醇在所述溶剂中的质量含量为30％；
步骤2，对步骤1中混合物进行加热，加热温度为100-200℃，形成聚乙烯熔融体，并将加热的聚乙烯熔融体流延至双向初步拉伸的尼龙改性膜表面，其中所述尼龙改性膜为尼龙与聚丙烯进行混合形成，双向初步拉伸的尼龙膜纵横向拉伸比为1.5；
步骤3，对尼龙改性膜进行真空干燥，真空干燥的温度为50-80℃，真空度为0.05MPa-0.09MPa；
步骤4，在氧气环境下对尼龙改性膜进行等离子体电晕处理；
步骤5，再次双向拉伸尼龙改性膜，所述尼龙改性膜二次拉伸纵横向拉伸比为2.0，得到成品。
上述方法所制锂电隔膜的厚度为40μm。
实施例5
一种锂电隔膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将聚乙烯粉末与溶剂混合，得到含聚乙烯的混合物，其中所述聚乙烯粉末与溶剂的质量比为1:6，所述溶剂为乙醇、甲苯、三氯乙烯、四氢萘、十氢萘、石油醚、矿物油形成的混合溶剂，所述乙醇在所述溶剂中的质量含量为50％；
步骤2，对步骤1中混合物进行加热，加热温度为100-200℃，形成聚乙烯熔融体，并将加热的聚乙烯熔融体流延至双向初步拉伸的尼龙改性膜表面，其中所述尼龙改性膜为尼龙与聚乙烯进行混合形成，双向初步拉伸的尼龙膜纵横向拉伸比为1.8；
步骤3，对尼龙改性膜进行真空干燥，真空干燥的温度为50-80℃，真空度为0.05MPa-0.09MPa；
步骤4，在氧气环境下对尼龙改性膜进行等离子体电晕处理；
步骤5，再次双向拉伸尼龙改性膜，所述尼龙改性膜二次拉伸纵横向拉伸比为1.8，得到成品。
上述方法所制锂电隔膜的厚度为50μm。
对实施例1-5生产的锂电隔膜进行测试：其闭孔温度为130-150℃，破膜温度都在300℃以上，孔隙率达到70％，吸液率为280％以上。可见本发明生产的隔膜材料闭孔温度低、破膜温度高，高温热收率低及吸液率高，安全性能好，电池应用的容量大。
对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种锂电隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，将聚乙烯粉末与溶剂混合，得到含聚乙烯的混合物；
步骤2，对步骤1中混合物进行加热，加热温度为100-200℃，形成聚乙烯熔融体，并将加热的聚乙烯熔融体流延至双向初步拉伸的尼龙改性膜表面；
步骤3，对尼龙改性膜进行真空干燥；
步骤4，在氧气环境下对尼龙改性膜进行等离子体电晕处理；
步骤5，再次双向拉伸尼龙改性膜，得到成品。
2.根据权利要求1所述的锂电隔膜的制备方法，其特征在于，步骤1中所述聚乙烯粉末与溶剂的质量比为1:2-6，所述溶剂为乙醇、甲苯、三氯乙烯、四氢萘、十氢萘、石油醚、矿物油形成的混合溶剂，所述乙醇在所述溶剂中的质量含量为2％-50％。
3.根据权利要求1所述的锂电隔膜的制备方法，其特征在于，步骤2中双向初步拉伸的尼龙膜纵横向拉伸比为1.5-2.0。
4.根据权利要求1所述的锂电隔膜的制备方法，其特征在于，所述尼龙改性膜为尼龙与聚丙烯、聚乙烯中的一种或两种进行混合形成。
5.根据权利要求1所述的锂电隔膜的制备方法，其特征在于，步骤5中所述尼龙改性膜二次拉伸纵、横向拉伸比为1.5-2.0。
6.根据权利要求1所述的锂电隔膜的制备方法，其特征在于，所述锂电隔膜的厚度为15-50μm。
7.根据权利要求1所述的锂电隔膜的制备方法，其特征在于，步骤3中真空干燥的温度为50-80℃，真空度为0.05MPa-0.09MPa。
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| CN116278282B (zh) * | 2023-04-06 | 2023-08-08 | 临沂千源包装印刷有限公司 | 一种耐热性的聚乙烯-尼龙复合膜的制备方法 |
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| CN105355812B (zh) | 2018-06-19 |
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