CN109301130A - 一种具有耐高温锂离子电池隔膜的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电池隔膜加工技术领域且公开了一种具有耐高温锂离子电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：步骤1）将PVDF中混入聚丙烯睛混合搅拌均匀；步骤2）将增塑剂与聚烯烃树脂混合；步骤3）将制备得到的微孔膜材料，浸入萃取剂中，萃取出残余的成孔剂，由刮液辊刮除表面的萃取剂，得到湿基膜；步骤4）将制备得到的浆料涂布于湿基膜的一面或两面，并在萃取剂的沸点之上干燥、二次横拉、热定型、收卷，制备得到锂离子电池隔膜。本发明能大幅度提高电池的耐高温性能和安全性，较高的循环性能和导电率，对液体电解质的吸收性好，能减小电池内阻，增加电池的大倍率充放电性能，对于提高电池性能和降低电池成本具有重要的实际意义。

Description

一种具有耐高温锂离子电池隔膜的制备方法
技术领域
本发明具体涉及一种具有耐高温锂离子电池隔膜的制备方法，属于电池隔膜加工技术领域。
背景技术
在锂离子离子电池的结构中，隔膜处在电池正负极之间，具有阻隔电子通过，允许离子自由通过的作用。隔膜性能的优劣直接决定了电池的界面结构、内阻等指标，影响电池的容量、循环性能以及安全性能等特性。随着便携式电子产品和环保电动汽车的发展，研发安全性能好、循环效率高和循环寿命长的锂离子离子电池隔膜受到广泛的关注。
目前市场化的锂离子离子电池隔膜主要是聚烯烃微孔膜，存在着吸液率和保液率低等不足，电解液容易发生侧漏，电池的安全性存在隐患。
发明内容
本发明要解决的技术问题克服现有的缺陷，提供一种具有耐高温锂离子电池隔膜的制备方法，比普通电池隔膜更好的兼容性，能大幅度提高电池的耐高温性能和安全性，较高的循环性能和导电率，对液体电解质的吸收性好，能减小电池内阻，增加电池的大倍率充放电性能，对于提高电池性能和降低电池成本具有重要的实际意义，可以有效解决背景技术中的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
本发明提供一种具有耐高温锂离子电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1）将PVDF中混入聚丙烯睛混合搅拌均匀，然后再加入纳米二氧化硅或三氧化二铝制备聚合物电解质，将萃取剂和聚合物电解质搅拌，混合制备得到浆料，备用；
步骤2）将增塑剂与聚烯烃树脂混合，加热熔融形成均匀的混合物，然后降温发生固-液相或液-液相分离，压制成膜片，再将膜片加热至接近熔点温度，双向拉伸膜片使分子链取向一致，保温一定时间用易挥发物质将增塑剂从薄膜中萃取出来，从而制得相互贯通的亚微米尺寸的微孔膜材料；
步骤3）将制备得到的微孔膜材料，浸入萃取剂中，萃取出残余的成孔剂，由刮液辊刮除表面的萃取剂，得到湿基膜；
步骤4）将制备得到的浆料涂布于湿基膜的一面或两面，并在萃取剂的沸点之上干燥、二次横拉、热定型、收卷，制备得到锂离子电池隔膜。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤2）中的增塑剂为高沸点的液态烃或一些低分子量的物质。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤2）中的易挥发物质为二氯甲烷或三氯乙烯中的一种。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤1）中加入纳米二氧化硅或三氧化二铝时，需使用球磨机或超声波设备或分散剂减少团聚，提高纳米颗粒分散的均匀度。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤1）中混合搅拌方式为磁力搅拌、超声分散和加热分散中的一种。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤2）中的双向拉伸膜片的厚度为15-60um。
本发明所达到的有益效果是：比普通电池隔膜更好的兼容性，能大幅度提高电池的耐高温性能和安全性，较高的循环性能和导电率，对液体电解质的吸收性好，能减小电池内阻，增加电池的大倍率充放电性能，对于提高电池性能和降低电池成本具有重要的实际意义。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
本发明一种具有耐高温锂离子电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1）将PVDF中混入聚丙烯睛混合搅拌均匀，然后再加入纳米二氧化硅制备聚合物电解质，将萃取剂和聚合物电解质搅拌，混合制备得到浆料，备用；
步骤2）将增塑剂与聚烯烃树脂混合，加热熔融形成均匀的混合物，然后降温发生固-液相相分离，压制成膜片，再将膜片加热至接近熔点温度，双向拉伸膜片使分子链取向一致，保温一定时间用易挥发物质将增塑剂从薄膜中萃取出来，从而制得相互贯通的亚微米尺寸的微孔膜材料；
步骤3）将制备得到的微孔膜材料，浸入萃取剂中，萃取出残余的成孔剂，由刮液辊刮除表面的萃取剂，得到湿基膜；
步骤4）将制备得到的浆料涂布于湿基膜的一面，并在萃取剂的沸点之上干燥、二次横拉、热定型、收卷，制备得到锂离子电池隔膜。
进一步的，所述步骤2）中的增塑剂为高沸点的液态烃。
进一步的，所述步骤2）中的易挥发物质为三氯乙烯。
进一步的，所述步骤1）中加入纳米二氧化硅时，需使用球磨机减少团聚，提高纳米颗粒分散的均匀度。
进一步的，所述步骤1）中混合搅拌方式为加热分散。
进一步的，所述步骤2）中的双向拉伸膜片的厚度为15um。
实施例2：
本发明一种具有耐高温锂离子电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1）将PVDF中混入聚丙烯睛混合搅拌均匀，然后再加入三氧化二铝制备聚合物电解质，将萃取剂和聚合物电解质搅拌，混合制备得到浆料，备用；
步骤2）将增塑剂与聚烯烃树脂混合，加热熔融形成均匀的混合物，然后降温发生液-液相分离，压制成膜片，再将膜片加热至接近熔点温度，双向拉伸膜片使分子链取向一致，保温一定时间用易挥发物质将增塑剂从薄膜中萃取出来，从而制得相互贯通的亚微米尺寸的微孔膜材料；
步骤3）将制备得到的微孔膜材料，浸入萃取剂中，萃取出残余的成孔剂，由刮液辊刮除表面的萃取剂，得到湿基膜；
步骤4）将制备得到的浆料涂布于湿基膜的两面，并在萃取剂的沸点之上干燥、二次横拉、热定型、收卷，制备得到锂离子电池隔膜。
进一步的，所述步骤2）中的增塑剂为低分子量的物质。
进一步的，所述步骤2）中的易挥发物质为三氯乙烯。
进一步的，所述步骤1）中加入三氧化二铝时，需使用超声波设备减少团聚，提高纳米颗粒分散的均匀度。
进一步的，所述步骤1）中混合搅拌方式为超声分散。
进一步的，所述步骤2）中的双向拉伸膜片的厚度为40um。
实施例3：
本发明一种具有耐高温锂离子电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1）将PVDF中混入聚丙烯睛混合搅拌均匀，然后再加入纳米二氧化硅制备聚合物电解质，将萃取剂和聚合物电解质搅拌，混合制备得到浆料，备用；
步骤2）将增塑剂与聚烯烃树脂混合，加热熔融形成均匀的混合物，然后降温发生固-液相，压制成膜片，再将膜片加热至接近熔点温度，双向拉伸膜片使分子链取向一致，保温一定时间用易挥发物质将增塑剂从薄膜中萃取出来，从而制得相互贯通的亚微米尺寸的微孔膜材料；
步骤3）将制备得到的微孔膜材料，浸入萃取剂中，萃取出残余的成孔剂，由刮液辊刮除表面的萃取剂，得到湿基膜；
步骤4）将制备得到的浆料涂布于湿基膜的两面，并在萃取剂的沸点之上干燥、二次横拉、热定型、收卷，制备得到锂离子电池隔膜。
进一步的，所述步骤2）中的增塑剂为高沸点的液态烃。
进一步的，所述步骤2）中的易挥发物质为二氯甲烷。
进一步的，所述步骤1）中加入纳米二氧化硅，需使用球磨机减少团聚，提高纳米颗粒分散的均匀度。
进一步的，所述步骤1）中混合搅拌方式为磁力搅拌。
进一步的，所述步骤2）中的双向拉伸膜片的厚度为160um。
最后应说明的是：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，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (6)

1.一种具有耐高温锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1）将PVDF中混入聚丙烯睛混合搅拌均匀，然后再加入纳米二氧化硅或三氧化二铝制备聚合物电解质，将萃取剂和聚合物电解质搅拌，混合制备得到浆料，备用；
步骤2）将增塑剂与聚烯烃树脂混合，加热熔融形成均匀的混合物，然后降温发生固-液相或液-液相分离，压制成膜片，再将膜片加热至接近熔点温度，双向拉伸膜片使分子链取向一致，保温一定时间用易挥发物质将增塑剂从薄膜中萃取出来，从而制得相互贯通的亚微米尺寸的微孔膜材料；
步骤3）将制备得到的微孔膜材料，浸入萃取剂中，萃取出残余的成孔剂，由刮液辊刮除表面的萃取剂，得到湿基膜；
步骤4）将制备得到的浆料涂布于湿基膜的一面或两面，并在萃取剂的沸点之上干燥、二次横拉、热定型、收卷，制备得到锂离子电池隔膜。
2.如权利要求1所述的一种具有耐高温锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于：所述步骤2）中的增塑剂为高沸点的液态烃或一些低分子量的物质。
3.如利要求1所述的一种具有耐高温锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于：所述步骤2）中的易挥发物质为二氯甲烷或三氯乙烯中的一种。
4.如权利要求1所述的一种具有耐高温锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于：所述步骤1）中加入纳米二氧化硅或三氧化二铝时，需使用球磨机或超声波设备或分散剂减少团聚，提高纳米颗粒分散的均匀度。
5.如权利要求1所述的一种具有耐高温锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于：所述步骤1）中混合搅拌方式为磁力搅拌、超声分散和加热分散中的一种。
6.如权利要求1所述的一种具有耐高温锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于：所述步骤2）中的双向拉伸膜片的厚度为15-60um。
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