CN105470434A - 吹膜法单向拉伸生产pp、pe复合结构隔膜的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了吹膜法单向拉伸生产PP、PE复合结构隔膜的制备方法，包括以下步骤：基膜生产→热处理→冷拉伸→热拉伸→定型。本发明制备的微孔膜，利用PE低自闭温度和PP高膜破碎温度的特性，最终制得的膜闭孔温度在128-133℃，膜破碎温度在168-180℃，PE微孔膜在120-130℃之间熔化，其早期关闭特点使得易于抑制与微孔关闭的相关温度的升高，满足锂离子电池的使用特性。

Description

吹膜法单向拉伸生产PP、PE复合结构隔膜的制备方法
技术领域
本发明涉及锂电池隔膜领域，具体涉及的是吹膜法单向拉伸生产PP、PE复合结构隔膜的制备方法。
背景技术
锂离子动力电池在电动工具、备用电源、电动自行车、轻型电动车等大型设备上的应用日益受到关注，而这些设备要求电池具备大容量、高效率等条件。锂离子动力电池能否满足高安全、高效率、长寿命的基本要求，是众多专家学者探讨的重要课题。
吹膜法单向拉伸PP、PE复合结构安全隔膜制品，广泛应用于工业生产，这种隔膜制品具有高的离子电导率，以降低电池内阻；电子导电性低，保证电极间有效的隔离；内部短路时能提供更好的保护；而且电解质层的厚度小；过度充电时可提供足够的安全性，有较好的力学性能及热稳定性。聚乙烯、聚丙烯膜由于特殊的结构与性能，在吹膜法单向拉伸PP、PE复合结构安全隔膜制品中离子电池隔膜占重要的地位。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供吹膜法单向拉伸生产PP、PE复合结构隔膜的制备方法，制得的隔膜具有良好的机械强度、为锂电池提供更好的安全保护。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
吹膜法单向拉伸生产PP、PE复合结构隔膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1)基膜生产；在PP材料中加入PE材料，使用挤出机向一个复合机头同时供给材料，混合共挤成膜，采用共挤吹膜机将薄膜合成多层结构基膜；
步骤2)热处理；将基膜放置在烘箱内进行热处理，使材料达到弹性指标范围在50％-90％的高弹性状态；
步骤3)冷拉伸；将高弹性的基膜冷拉伸形成银纹缺陷；
步骤4)热拉伸；将冷拉伸后的基膜进行热拉伸形成微孔结构，当孔径80％集中在32-36nm时停止热拉伸；
步骤5)定型；将步骤4得到的基膜定型制成微孔膜。
作为优化的，所述步骤1中的PP和PE的质量比为7:3。
作为优化的，所述步骤2的热处理温度为110-130℃，时间为5-24小时。
作为优化的，所述步骤3的冷拉伸的处理条件为温度20-50℃，拉伸速度为2-20m/min，拉伸比为0.2-1.5。
作为优化的，所述步骤4的热拉伸的处理条件为温度100-125℃、拉伸速度为2-20m/min、拉伸比为0.5-3。
作为优化的，所述步骤4的微孔结构的孔径为20-50nm。
作为优化的，所述步骤5的定型条件为温度90-140℃，定型速度2-20m/min，定型比为0.5-2.5。
本发明的有益效果是:
本发明制备的微孔膜，利用PE低自闭温度和PP高膜破碎温度的特性，最终制得的膜闭孔温度在128—133℃，膜破碎温度在168—180℃，PE微孔膜在120—130℃之间熔化，其早期关闭特点使得易于抑制与微孔关闭的相关温度的升高，满足锂离子电池的使用特性。
具体实施方式
下面将结合实施例，来详细说明本发明。
实施例1
取200㎏的PP和200㎏的PE作为原材料
步骤1)通过多台挤出机分别式PP、PE熔融塑化后进入同一个口模中，温度设定在180℃，采用吹膜的方法制成基膜；
步骤2)吹膜好的基膜进行热处理，烘箱温度设定110℃，时间设定在5小时，使材料达到高弹性体，达到拉伸成孔的要求，基膜弹性达到70％；
步骤3)在20℃，拉伸速度为2m/min,拉伸比为0.2的拉伸条件下拉伸形成银纹缺陷；
步骤4)在100℃，拉伸速度为2m/min，拉伸比为0.5的拉伸条件下拉伸形成微孔结构，微孔的孔径为30nm；
步骤5)在温度为90℃，定型速度为2m/min，定型比为1.5倍的条件下制成微孔膜产品。
实施2
取200㎏的PP和200㎏的PE作为原料
步骤1)通过挤出机将PP、PE熔融塑化后进入同一个口模中，温度为200℃，采用吹膜的方法制成基膜；
步骤2)吹膜好的基膜进行热处理，烘箱温度设定120℃，时间设定在15小时，使材料达到高弹性体，达到拉伸成孔的要求，基膜弹性达到70％；
步骤3)将热处理后的基膜进行冷拉伸，在35℃，拉伸速度为10m/min，拉伸比为0.8的拉伸条件下拉伸形成银纹缺陷；
步骤4)在110℃、拉伸速度为10m/min的条件下拉伸形成微孔结构，微孔结构的孔径在35nm；
步骤5)在温度120℃、定型速度为10m/min、定型比为1倍的条件下制成微孔膜。
实施例3
取200㎏的PP和200㎏的PE作为原料
步骤1)通过挤出机将PP、PE熔融塑化后进入同一个口模中，温度为250℃，采用吹膜的方法制成基膜；
步骤2)吹膜好的基膜进行热处理，烘箱温度设定130℃，时间设定在24小时，使材料达到高弹性体，达到拉伸成孔的要求，基膜弹性达到70％；
步骤3)将热处理后的基膜进行冷拉伸，在50℃，拉伸速度为20m/min，拉伸比为1.5的拉伸条件下拉伸形成银纹缺陷；
步骤4)在125℃、拉伸速度为20m/min的条件下拉伸形成微孔结构，微孔结构的孔径在45nm；
步骤5)在温度140℃、定型速度为20m/min、定型比为2.5倍的条件下制成微孔膜。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.吹膜法单向拉伸生产PP、PE复合结构隔膜的制备方法，其特征在于,包括以下步骤：
步骤1)基膜生产；在PP材料中加入PE材料，使用挤出机向一个复合机头同时供给材料，混合共挤成膜，采用共挤吹膜机将薄膜合成多层结构基膜；
步骤2)热处理；将基膜放置在烘箱内进行热处理，使材料达到弹性指标范围在50％-90％的高弹性状态；
步骤3)冷拉伸；将高弹性的基膜冷拉伸形成银纹缺陷；
步骤4)热拉伸；将冷拉伸后的基膜进行热拉伸形成微孔结构，当孔径80％集中在32-36nm时停止热拉伸；
步骤5)定型；将步骤4得到的基膜定型制成微孔膜。
2.根据权利要求1所述的吹膜法单向拉伸生产PP、PE复合结构隔膜的制备方法，其特征在于：所述步骤1中的PP和PE的质量比为7:3。
3.根据权利要求1所述的吹膜法单向拉伸生产PP、PE复合结构隔膜的制备方法，其特征在于：所述步骤2的热处理温度为110-130℃，时间为5-24小时。
4.根据权利要求1所述的吹膜法单向拉伸生产PP、PE复合结构隔膜的制备方法，其特征在于：所述步骤3的冷拉伸的处理条件为温度20-50℃，拉伸速度为2-20m/min，拉伸比为0.2-1.5。
5.根据权利要求1所述的吹膜法单向拉伸生产PP、PE复合结构隔膜的制备方法，其特征在于：所述步骤4的热拉伸的处理条件为温度100-125℃、拉伸速度为2-20m/min、拉伸比为0.5-3。
6.根据权利要求1所述的吹膜法单向拉伸生产PP、PE复合结构隔膜的制备方法，其特征在于：所述步骤4的微孔结构的孔径为20-50nm。
7.根据权利要求1所述的吹膜法单向拉伸生产PP、PE复合结构隔膜的制备方法，其特征在于：所述步骤5的定型条件为温度90-140℃，定型速度2-20m/min，定型比为0.5-2.5。
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