CN105355815A - 一种锂离子电池高耐热高浸润隔膜的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锂离子电池高耐热高浸润隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将尼龙与降冰片烯-阿尔法烯烃共聚物共混、熔融挤出，制得基膜材料，熔融共挤温度为260-320℃；步骤2，对基膜材料进行冷却、层压压片，制得基膜；步骤3，对基膜表面涂覆含氟涂料；步骤4，对步骤3处理后的基膜进行双向拉伸，纵、横向拉伸比为3-6；步骤5，在气体氛围下进行等离子体处理，制得隔膜成品。本发明工艺简单合理，成品率高，制备的隔膜具有较高的安全性能及良好的热自闭孔功能，良好的化学稳定性和电化学稳定性以及热稳定性，同时吸液、保液能力强，能有效提高电池的容量。

Description

一种锂离子电池高耐热高浸润隔膜的制备方法
技术领域
本发明涉及一种锂离子电池隔膜生产领域，尤其涉及一种锂离子电池高耐热高浸润隔膜的制备方法。
背景技术
锂离子电池是一种高效的二次电池，由于其高的比能量密度和循环使用寿命，已在移动电子产品、储能设备和动力汽车等领域得到广泛的应用。锂离子电池电芯主要由正极材料、负极材料、电解液和隔膜所组成，由于隔膜材料是电池电芯材料最重要的组成部分之一，其作用主要是隔离电池正负极，避免电池短路和实现锂离子在正负极间自由移动的多孔膜。
锂离子电池在使用过程中，由于锂离子在正负极间来回移动将导致电解液温度的升高，温度的升高将提高电池电芯中电解液溶解隔膜材料的可能性，进而影响电池的安全性和使用寿命，因而对电池隔膜材料的性能要求非常高。通常隔膜材料需满足孔隙度均匀、机械强度高、吸液能力强、良好低温闭孔温度和高温破膜温度等性能，但目前，锂离子电池隔膜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，尤其是高耐热、高浸润性能的隔膜材料的生产。
发明内容
发明目的：本发明为解决上述问题，提供了一种锂离子电池高耐热高浸润隔膜材料的制备方法，该方法生产的锂离子电池隔膜在吸液能力和安全性均明显改善，提高电池容量。
技术方案：一种锂离子电池高耐热高浸润隔膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将尼龙与降冰片烯-阿尔法烯烃共聚物共混、熔融挤出，制得基膜材料，熔融共挤温度为260-320℃；
步骤2，对基膜材料进行冷却、层压压片，制得基膜；
步骤3，对基膜表面涂覆含氟涂料；
步骤4，对步骤3处理后的基膜进行双向拉伸，纵、横向拉伸比为3-6；
步骤5，在气体氛围下进行等离子体处理，制得隔膜成品。
作为本发明的一种优选方案，所述降冰片烯-阿尔法烯烃共聚物在基膜材料中的含量为5-50％。
作为本发明的一种优选方案，步骤2中的层压压力为1MPa-30MPa。
作为本发明的一种优选方案，所述含氟涂料为聚四氟乙烯涂料、聚全氟丙烯涂料、聚偏二氟乙烯涂料、氟烯烃-乙烯基醚共聚物涂料中的一种或两种以上组合。
作为本发明的一种优选方案，步骤5中等离子体处理的气体氛围为氮气、氧气、氢气、氩气、空气中的一种。
作为本发明的一种优选方案，所述隔膜的厚度为10-80μm。
有益效果：本发明与现有技术相比，其优点在于：首先，通过尼龙与降冰片烯-阿尔法烯烃共聚物拉伸成的隔膜可有效改善隔膜的闭孔温度；其次在其表面涂覆含氟涂料可提高隔膜耐电解液能力；同时，等离子处理使隔膜的吸液能力也有明显改善，在电池中应用此隔膜材料可有效提高电池的安全性和电池容量。本发明工艺简单合理，成品率高，制备的隔膜具有较高的安全性能、良好的热自闭孔功能，良好的化学稳定性和电化学稳定性以及热稳定性，同时吸液保液能力强，能有效提高电池的容量。
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
一种锂离子电池高耐热高浸润隔膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将尼龙与降冰片烯-阿尔法烯烃共聚物共混、熔融挤出，制得基膜材料，熔融共挤温度为260℃，所述降冰片烯-阿尔法烯烃共聚物在基膜材料中的含量为5％；
步骤2，对基膜材料进行冷却、层压压片，制得基膜，其中层压压力为1MPa-30MPa；
步骤3，对基膜表面涂覆含氟涂料，所述含氟涂料为聚四氟乙烯涂料；
步骤4，对步骤3处理后的基膜进行双向拉伸，纵、横向拉伸比为3-6；
步骤5，在氮气气体氛围下进行等离子体处理，制得隔膜成品，所述隔膜的厚度为10-80μm。
实施例2
一种锂离子电池高耐热高浸润隔膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将尼龙与降冰片烯-阿尔法烯烃共聚物共混、熔融挤出，制得基膜材料，熔融共挤温度为280℃，所述降冰片烯-阿尔法烯烃共聚物在基膜材料中的含量为10％；
步骤2，对基膜材料进行冷却、层压压片，制得基膜，其中层压压力为1MPa-30MPa；
步骤3，对基膜表面涂覆含氟涂料，所述含氟涂料为聚全氟丙烯涂料和聚偏二氟乙烯涂料；
步骤4，对步骤3处理后的基膜进行双向拉伸，纵、横向拉伸比为3-6；
步骤5，在氧气气体氛围下进行等离子体处理，制得隔膜成品，所述隔膜的厚度为10-80μm。
实施例2
一种锂离子电池高耐热高浸润隔膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将尼龙与降冰片烯-阿尔法烯烃共聚物共混、熔融挤出，制得基膜材料，熔融共挤温度为300℃，所述降冰片烯-阿尔法烯烃共聚物在基膜材料中的含量为20％；
步骤2，对基膜材料进行冷却、层压压片，制得基膜，其中层压压力为1MPa-30MPa；
步骤3，对基膜表面涂覆含氟涂料，所述含氟涂料为氟烯烃-乙烯基醚共聚物涂料；
步骤4，对步骤3处理后的基膜进行双向拉伸，纵、横向拉伸比为3-6；
步骤5，在氢气气体氛围下进行等离子体处理，制得隔膜成品，所述隔膜的厚度为10-80μm。
实施例4
一种锂离子电池高耐热高浸润隔膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将尼龙与降冰片烯-阿尔法烯烃共聚物共混、熔融挤出，制得基膜材料，熔融共挤温度为310℃，所述降冰片烯-阿尔法烯烃共聚物在基膜材料中的含量为30％；
步骤2，对基膜材料进行冷却、层压压片，制得基膜，其中层压压力为1MPa-30MPa；
步骤3，对基膜表面涂覆含氟涂料，所述含氟涂料为聚四氟乙烯涂料、聚全氟丙烯涂料、聚偏二氟乙烯涂料、氟烯烃-乙烯基醚共聚物涂料按1:1:1:1进行混合的混合物；
步骤4，对步骤3处理后的基膜进行双向拉伸，纵、横向拉伸比为3-6；
步骤5，在氩气气体氛围下进行等离子体处理，制得隔膜成品，所述隔膜的厚度为10-80μm。
实施例5
一种锂离子电池高耐热高浸润隔膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将尼龙与降冰片烯-阿尔法烯烃共聚物共混、熔融挤出，制得基膜材料，熔融共挤温度为320℃，所述降冰片烯-阿尔法烯烃共聚物在基膜材料中的含量为50％；
步骤2，对基膜材料进行冷却、层压压片，制得基膜，其中层压压力为1MPa-30MPa；
步骤3，对基膜表面涂覆含氟涂料，所述含氟涂料为聚偏二氟乙烯涂料和氟烯烃-乙烯基醚共聚物涂料；
步骤4，对步骤3处理后的基膜进行双向拉伸，纵、横向拉伸比为3-6；
步骤5，在空气气体氛围下进行等离子体处理，制得隔膜成品，所述隔膜的厚度为10-80μm。
对实施例1-5生产的锂离子电池高耐热高浸润隔膜进行测试：其闭孔温度在130-150℃，吸液率大于300％。可见本发明生产的隔膜闭孔温度低、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 (6)

1.一种锂离子电池高耐热高浸润隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，将尼龙与降冰片烯-阿尔法烯烃共聚物共混、熔融挤出，制得基膜材料，熔融共挤温度为260-320℃；
步骤2，对基膜材料进行冷却、层压压片，制得基膜；
步骤3，对基膜表面涂覆含氟涂料；
步骤4，对步骤3处理后的基膜进行双向拉伸，纵、横向拉伸比为3-6；
步骤5，在气体氛围下进行等离子体处理，制得隔膜成品。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池高耐热高浸润隔膜的制备方法，其特征在于，所述降冰片烯-阿尔法烯烃共聚物在基膜材料中的含量为5-50％。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池高耐热高浸润隔膜的制备方法，其特征在于，步骤2中的层压压力为1MPa-30MPa。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池高耐热高浸润隔膜的制备方法，其特征在于，所述含氟涂料为聚四氟乙烯涂料、聚全氟丙烯涂料、聚偏二氟乙烯涂料、氟烯烃-乙烯基醚共聚物涂料中的一种或两种以上组合。
5.根据权利要求1所述的锂离子电池高耐热高浸润隔膜的制备方法，其特征在于，步骤5中等离子体处理的气体氛围为氮气、氧气、氢气、氩气、空气中的一种。
6.根据权利要求1所述的锂离子电池高耐热高浸润隔膜的制备方法，其特征在于，所述隔膜的厚度为10-80μm。
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