CN109473613A - 一种复合型非织造电池隔膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种复合型非织造电池隔膜及其制备方法，所述电池隔膜是以短纤维湿法层、粗旦长丝层、超细纤维层和细旦长丝层构成的复合非织造材料为基材，经辐射接枝羧基和/或磺酸基官能团形成的复合隔膜，所述短纤维湿法层由纤维细度为0.5~0.8D的PE/PP皮芯型双组分纤维和纤维细度为1.6~2D的聚丙烯纤维构成，所述粗旦长丝层由纤维细度为6~8D的聚丙烯长丝构成，所述超细纤维层是由细度为200~6000nm的聚丙烯纤维构成，所述细旦长丝层是由纤维细度为1.2~2.0D的聚丙烯长丝构成。本发明提供的复合型非织造电池隔膜孔径可控，孔隙率大，厚度低，可以起到有效的隔离作用，阻隔正负极的电解液，同时允许相应的离子通过，且能够避免压点塑化成膜的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种电池隔膜技术领域，具体涉及一种复合型非织造电池隔膜及其制备方法。
背景技术
随着全球能源危机日益加剧，以及环境问题的凸显，可再生能源取代化石燃料逐渐成为趋势。可再生能源的储存和使用离不开化学电源的发展，在各种类型的化学电源体系中，锂离子电池因其具有的高电压、高比能量、长寿命等优点而成为最受青睐的二次电池。目前我国正致力于加强锂离子电池在能源储存系统以及新能源汽车等大型动力电池领域的应用，在2012年国家通过了《节能与新能源汽车产业发展规(2012~2020 年)》，制定了由传统动力汽车向电驱动汽车转型的最终战略目标，其中锂离子电池是该领域储能系统的最佳设备，因此锂离子电池在国内市场前景巨大。
作为锂电池的关键材料的隔膜，在其中扮演着隔绝电子的作用，阻止正负极直接接触，允许电解液中锂离子自由通过，同时，隔膜对于保障电池的安全运行也起至关重要的作用。在特殊情况下，如事故、刺穿、电池滥用等，发生隔膜局部破损从而造成正负极的直接接触，从而引发剧烈的电池反应造成电池的起火爆炸。因此，为了提高锂离子电池的安全性，保证电池的安全平稳运行，隔膜必须满足以下几个条件：（1）化学稳定性：不与电解质、电极材料发生反应；（2）浸润性：与电解质易于浸润且不伸长、不收缩；（3）热稳定性：耐受高温，具有较高的熔断隔离性；（4）机械强度：拉伸强度好，以保证自动卷绕时的强度和宽度不变；（5）孔隙率：较高的孔隙率以满足离子导电的需求。
由于隔膜性能的优劣直接影响着电池内阻、放电容量、循环使用寿命以及电池使用的安全性能，故锂电池制造对隔膜材料产品的一致性要求极高，除了厚度、表面密度、力学性能这些基本要求之外，对隔膜微孔的尺寸和分布的均一性也都有很高的要求。但是现有的隔膜制造过程中普遍存在着如下问题：（1）安全性不足，塑料膜制品容易受力而撕裂，进而短路；（2）吸液率不足：现有的隔膜制造过程中孔隙率难以控制，不能根据实际情况实现对孔径的控制，阻力大，不能起到有效的阻隔正负极电解液通过和允许相应的离子通过的作用；（3）电池隔膜的强度差。
非织造材料是以纤维为主的三维网状多孔纤维立体结构，其空隙小，孔隙率大，有利于液体的吸附和保持，同时有利于微小粒子的通过，受到了工业界和学术界的关注。但是单一结构的非织造材料很难实现多功能的复合，因此现在需要一种能够解决上述问题的全新的复合型非织造电池隔膜。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种安全、稳定、高吸液率的复合型非织造电池隔膜及其制备方法。
一种复合型非织造电池隔膜，所述电池隔膜是以短纤维湿法层、粗旦长丝层、超细纤维层和细旦长丝层构成的复合非织造材料为基材，经辐射接枝羧基和/或磺酸基官能团形成的复合隔膜，所述短纤维湿法层由纤维细度为0.5~0.8旦尼尔的PE/PP皮芯型双组分纤维和纤维细度为1.6~2旦尼尔的聚丙烯纤维构成，所述粗旦长丝层由纤维细度为6~8旦尼尔的聚丙烯长丝构成，所述超细纤维层是由细度为200~6000nm的聚丙烯纤维构成，所述细旦长丝层是由纤维细度为1.2~2.0旦尼尔的聚丙烯长丝构成。
上述的复合型非织造电池隔膜，其中，所述短纤维湿法层中PE/PP皮芯型双组分纤维的质量分数为60~75%、长度为6~16mm，聚丙烯纤维的质量分数为25~40%、长度为6~16mm，所述短纤维湿法层的厚度为0.05~0.06mm。
上述的复合型非织造电池隔膜，其中，所述粗旦长丝层的克重为20~50g/m2，厚度为0.04~0.06mm。
上述的复合型非织造电池隔膜，其中，所述超细纤维层的克重为2~3g/m2，厚度为0.05~0.08nm，孔隙率为82~88%。
上述的复合型非织造电池隔膜，其中，所述细旦长丝层的克重为3~5g/m2，厚度为0.04~0.06mm。
上述的复合型非织造电池隔膜，其中，所述复合隔膜的面密度为25~60g/m2，厚度为0.05~0.1mm，吸液容量为250~350%，吸液速率为60~150s/mm，平均孔径为16-32µm，孔隙率为82-88%。
上述的复合型非织造电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：
（1）短纤维湿法层的制备：将0.8~5重量份的聚丙烯酰胺、0.3~5重量份的十二烷基硫酸钠与1000重量份的水配制成溶液，并将PE/PP皮芯型双组分纤维和聚丙烯纤维与30~45倍重量份的溶液打浆，制备成浆料，采用湿法非织造成网工艺制成短纤维湿法网，干燥，成型，得短纤维湿法层；
（2）粗旦长丝层的制备：将纤维细度为6~8旦尼尔的聚丙烯长丝铺网，即得粗旦长丝层；
（3）超细纤维层的制备：将细度为200~6000nm的聚丙烯纤维铺网，即得超细纤维层；
（4）细旦长丝层的制备：将纤维细度为1.2~2.0旦尼尔的聚丙烯长丝铺网，即得细旦长丝层；
（5）在线复合：将上述制得的短纤维湿法层、粗旦长丝层、超细纤维层和细旦长丝层按照自下而上的顺序送入到热轧复合机内进行热复合制成电池隔膜基材，所述热轧复合机由2根光辊组成，所述光辊的温度为135~155℃，两根光辊线压力为110~150N/m，光辊直径为450~550mm；
（6）辐射接枝：将步骤（5）中制得的电池隔膜基材进行电子束辐射，所述电子束辐射电压为0.35~0.85MV，束流为15~35mA，辐射时间为25~35s，将辐射后的电池隔膜基材在一定的温度和压力下进行接枝反应，所述接枝反应温度为85~90℃，反应压力为0.1~0.25Mpa，反应时间为45~60min；
（7）水洗：对辐射接枝后的电池隔膜基材进行碱洗15~25分钟，然后再进行水洗；
（8）烘干：将水洗后的电池隔膜基材烘干，即得。
上述的复合型非织造电池隔膜的制备方法，其中，所述步骤（1）短纤维湿法层的制备过程中的干燥为六加热区干燥，每个所述加热区的温度和风速为：一加热区温度为115~125℃、风速为0.8~1.8m/s，二加热区温度125~130℃、风速为1.6~2.5m/s，三加热区温度130~140℃、风速为2.6~3.2m/s，四加热区温度140~150℃、风速为2.8~3.5m/s，五加热区温度140~150℃、风速为2.8~3.5m/s，六加热区温度140~150℃、风速为2.8~3.5m/s；所述步骤（8）中烘干方式为3区滚筒式烘干，烘干温度为1区85~90℃、2区100~105℃、3区为85~90℃。
上述的复合型非织造电池隔膜的制备方法，其中，所述聚丙烯长丝是以熔融指数为35~55g/10min的聚丙烯切片为原料，采用纺粘非织造布的生产工艺加工，依次经过螺杆挤出机加热熔融、过滤装置、计量泵、纺丝模头、冷却牵伸及分丝制得，其中，所述步骤（2）中纤维细度为6~8旦尼尔的聚丙烯长丝的制备过程中纺丝模头温度为180~210℃、冷却风温5~8℃、牵伸风压0.04~0.06Mpa，所述步骤（4）中纤维细度为1.2~2.0旦尼尔的聚丙烯长丝的制备过程中纺丝模头温度为230~260℃，冷切风温15~23℃，牵伸风压0.1~0.2Mpa。
上述的复合型非织造电池隔膜的制备方法，其中，所述细度为200~6000nm的聚丙烯纤维是以熔融指数为1450~1800g/10min的聚丙烯作为原料，采用熔喷非织造布的生产工艺加工，依次经过螺杆挤出机加热熔融、过滤装置、计量泵、纺丝模头、热风牵伸制成，其中，纺丝模头温度为230~250℃，热风温度250~300℃。
本发明的有益效果如下：
（1）本发明提供的复合型非织造电池隔膜中的短纤维湿法层以较细的PE/PP皮芯型双组分纤维和较粗的聚丙烯纤维组成，利用细的PE/PP皮芯型双组分纤维的低熔点特性，可以获得很好的固结强度，进而提高电池隔膜基材的力学性能；
（2）本发明提供的复合型非织造电池隔膜制备方法中是利用光辊对短纤维湿法层、粗旦长丝层、超细纤维层和细旦长丝层进行一次在线复合成型，避免了多次固结带来的压点塑化成膜的问题，很好的保持了其孔隙率和材料的纤维状结构，本发明的孔隙率最高可以达到88%。
（3）本发明提供的复合型非织造电池隔膜采用化学改性的方法，非织造电池隔膜基材经辐射接枝制成含羧基和磺基的电池隔膜，具有永久的亲水性，且辐射接枝显著的提高了接枝率；
（4）本发明提供的复合型非织造电池隔膜制备过程中，在轧光时，可以通过改变压辊的压力，来调节产品的厚度和孔径的大小，进而能够实现孔径可控；
（5）本发明提供的复合型非织造电池隔膜所用的粗旦长丝层纤维较粗，空隙大，可以容纳更多的电解液，同时粗旦长丝具有较高的强力，能够给电池隔膜提供强力支撑；超细纤维层由200nm~6000nm的聚丙烯纤维组成，具有独特的三维立体网站结构，空隙小，孔隙率大，可以起到有效的隔离作用，阻隔正负极的电解液，同时允许相应的离子通过。
本发明提供的复合型非织造电池隔膜孔径可控，可以通过调整短纤维湿法层的聚丙烯纤维的细度和光辊压力来调整隔膜的孔径大小，孔隙率大，厚度低，可以起到有效的隔离作用，阻隔正负极的电解液，同时允许相应的离子通过，且采用一次性在线复合成型工艺能够避免常规非织造复合材料的多次固结带来的压点塑化成膜的问题，很好的保持了其孔隙率和材料的纤维状结构。
附图说明
图1是本发明提供的复合型非织造电池隔膜的短纤维湿法层的结构示意图；
图2是本发明提供的复合型非织造电池隔膜的粗旦长丝层的结构示意图；
图3是本发明提供的复合型非织造电池隔膜的超细纤维层的结构示意图；
图4是本发明提供的复合型非织造电池隔膜的细旦长丝层的结构示意图；
图5是本发明提供的复合型非织造电池隔膜的电池隔膜基材的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
一种复合型非织造电池隔膜，所述电池隔膜是以短纤维湿法层、粗旦长丝层、超细纤维层和细旦长丝层构成的复合非织造材料为基材，经辐射接枝羧基和/或磺酸基官能团形成的复合隔膜，其中，所述短纤维湿法层由纤维细度为0.5~0.8旦尼尔的PE/PP皮芯型双组分纤维（购买自江南高纤股份有限公司）和纤维细度为1.6~2旦尼尔的聚丙烯纤维构成，所述短纤维湿法层中PE/PP皮芯型双组分纤维的质量分数为60~75%、长度为6~16mm，聚丙烯纤维的质量分数为25~40%、长度为6~16mm，所述短纤维湿法层的厚度为0.05~0.06mm；所述粗旦长丝层由纤维细度为6~8旦尼尔的聚丙烯长丝构成，所述粗旦长丝层的克重为20~50g/m2，厚度为0.04~0.06mm，所述超细纤维层是由细度为200~6000nm的聚丙烯纤维构成，所述超细纤维层的克重为2~3g/m2，厚度为0.05~0.08nm，孔隙率为82~88%；所述细旦长丝层是由纤维细度为1.2~2.0旦尼尔的聚丙烯长丝构成，所述细旦长丝层的克重为3~5g/m2，厚度为0.04~0.06mm。
因为聚丙烯纤维本身具有的化学稳定性非常优良，是良好的电池隔膜材料，但是聚丙烯纤维的形态结构因为选用的加工方式的差异而千差万别；
进一步的，本发明基于对湿法非织造成型过程中，聚丙烯纤维的长度是影响成网均匀性的关键参数的认识，优选的短纤维湿法层所用聚丙烯短纤为长度在6~16mm的聚丙烯短切纤维；而超细纤维所用聚丙烯纤维为基于熔喷非织造技术利用高熔融指数的聚丙烯切片为原料直接形成的由超细聚丙烯纤维通过自粘合形成的聚丙烯超细非织造材料；
进一步的，基于对聚丙烯长丝纺粘成型机理中气流牵伸和冷切作用对聚丙烯纤维细度影响作用规律的认识，优选了低温冷切（5~8℃）、低压牵伸（0.04~0.06Mpa）的粗旦聚丙烯长丝纤维层的纺粘成型工艺，和细旦聚丙烯长丝纤维层的高温冷切（15~23℃）、高压牵伸（0.1~0.2Mpa）纺粘成型工艺。
上述复合型非织造电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：
（1）短纤维湿法层的制备：将0.8~5重量份的聚丙烯酰胺、0.3~5重量份的十二烷基硫酸钠与1000重量份的水配制成溶液，并将PE/PP皮芯型双组分纤维和聚丙烯纤维与30~45倍重量份的溶液置入打浆机中打浆，制备成浆料，采用湿法非织造成网工艺制成短纤维湿法网，干燥，成型，得短纤维湿法层，优选的，所述短纤维湿法层的干燥为六加热区干燥，每个所述加热区的温度和风速为：一加热区温度为115~125℃、风速为0.8~1.8m/s，二加热区温度125~130℃、风速为1.6~2.5m/s，三加热区温度130~140℃、风速为2.6~3.2m/s，四加热区温度140~150℃、风速为2.8~3.5m/s，五加热区温度140~150℃、风速为2.8~3.5m/s，六加热区温度140~150℃、风速为2.8~3.5m/s；
（2）粗旦长丝层的制备：采用熔融指数为35~55 g/10min的聚丙烯切片作为原料，按照纺粘非织造布的生产工艺加工，依次经过螺杆挤出机加热熔融、过滤装置、计量泵、纺丝模头、冷却牵伸、分丝形成6~8旦尼尔的聚丙烯长丝，铺网形成粗旦长丝层；优选的纺丝模头温度为180~210℃，冷却风温5~8℃，牵伸风压0.04~0.06Mpa；
（3）超细纤维层的制备：采用熔融指数为1450~1800 g/10min的聚丙烯作为原料，按照熔喷非织造布的生产工艺加工，依次经过螺杆挤出机加热熔融、过滤装置、计量泵、模头、热风牵伸形成细度为200~6000nm的聚丙烯纤维，铺网形成超细纤维层；优选的纺丝模头温度为230~250℃，热风温度250~300℃；
（4）细旦长丝层的制备：采用熔融指数为35~55 g/10min的聚丙烯切片作为原料，按照纺粘非织造布的生产工艺加工，依次经过螺杆挤出机加热熔融、过滤装置、计量泵、纺丝模头、冷却牵伸、分丝形成纤维细度为1.2~2.0旦尼尔的聚丙烯长丝，然后铺网后形成细旦长丝层；优选的纺丝模头温度为230~260℃，冷切风温15~23℃，牵伸风压0.1~0.2Mpa；
（5）在线复合：将上述制得的短纤维湿法层、粗旦长丝层、超细纤维层和细旦长丝层按照自下而上的顺序送入到热轧复合机内进行热复合制成电池隔膜基材，所述热轧复合机由2根光辊组成，所述光辊的温度为135~155℃，两根光辊线压力为110~150N/m，光辊直径为450~550mm；
（6）辐射接枝：将步骤（5）中制得的电池隔膜基材进行电子束辐射，所述电子束辐射电压为0.35~0.85MV，束流为15~35mA，辐射时间为25~35s，将辐射后的电池隔膜基材在一定的温度和压力下进行接枝反应，所述接枝反应温度为85~90℃，反应压力为0.1~0.25Mpa，反应时间为45~60min；
（7）水洗：对辐射接枝后的电池隔膜基材进行碱洗15~25分钟，然后再进行水洗；
（8）烘干：将水洗后的电池隔膜基材烘干，即得，其中，烘干方式为3区滚筒式烘干，烘干温度为1区85~90℃、2区100~105℃、3区为85~90℃。
采用上述原料和制备方法制得的复合型非织造电池隔膜的面密度为25~60g/m2，厚度为0.05~0.1mm，吸液容量为250~350%，吸液速率为60~150s/mm，平均孔径为16-32µm，孔隙率为82-88%。
实施例2
如图1-5所示，一种复合型非织造电池隔膜，所述电池隔膜是以短纤维湿法层、粗旦长丝层、超细纤维层和细旦长丝层构成的复合非织造材料为基材，经辐射接枝羧基和/或磺酸基官能团形成的复合隔膜，其中，所述短纤维湿法层由纤维细度为0.6旦尼尔的PE/PP皮芯型双组分纤维和纤维细度为1.8旦尼尔的聚丙烯纤维构成，所述短纤维湿法层中PE/PP皮芯型双组分纤维的质量分数为68%、长度为11mm，聚丙烯纤维的质量分数为32%、长度为11mm，所述短纤维湿法层的厚度为0.055mm；所述粗旦长丝层由纤维细度为7旦尼尔的聚丙烯长丝构成，所述粗旦长丝层的克重为35g/m2，厚度为0.055mm，所述超细纤维层是由细度为3100nm的聚丙烯纤维构成，所述超细纤维层的克重为2.5g/m2，厚度为0.065nm，空隙率为85%；所述细旦长丝层是由纤维细度为1.6旦尼尔的聚丙烯长丝构成，所述细旦长丝层的克重为4g/m2，厚度为0.05mm。
上述复合型非织造电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：
（1）短纤维湿法层的制备：将2.9重量份的聚丙烯酰胺、2.6重量份的十二烷基硫酸钠与1000重量份的水配制成溶液，并将PE/PP皮芯型双组分纤维和聚丙烯纤维与37倍重量份的溶液置入打浆机中打浆，制备成浆料，采用湿法非织造成网工艺制成短纤维湿法网，干燥，成型，得短纤维湿法层，优选的，所述短纤维湿法层的干燥为六加热区干燥，每个所述加热区的温度和风速为：一加热区温度为120℃、风速为1.3m/s，二加热区温度127.5℃、风速为2.0m/s，三加热区温度135℃、风速为2.9m/s，四加热区温度145℃、风速为3.1m/s，五加热区温度145℃、风速为3.1m/s，六加热区温度145℃、风速为3.1m/s；
（2）粗旦长丝层的制备：采用熔融指数为45g/10min的聚丙烯切片作为原料，按照纺粘非织造布的生产工艺加工，依次经过螺杆挤出机加热熔融、过滤装置、计量泵、纺丝模头、冷却牵伸、分丝形成7旦尼尔的聚丙烯长丝，然后铺网后形成粗旦长丝层；优选的纺丝模头温度为195℃，冷却风温6.5℃，牵伸风压0.05Mpa；
（3）超细纤维层的制备：采用熔融指数为1625 g/10min的聚丙烯作为原料，按照熔喷非织造布的生产工艺加工，依次经过螺杆挤出机加热熔融、过滤装置、计量泵、模头、热风牵伸形成细度为3100nm的聚丙烯纤维，铺网形成超细纤维层；优选的纺丝模头温度为240℃，热风温度275℃；
（4）细旦长丝层的制备：采用熔融指数为45 g/10min的聚丙烯切片作为原料，按照纺粘非织造布的生产工艺加工，依次经过螺杆挤出机加热熔融、过滤装置、计量泵、纺丝模头、冷却牵伸、分丝形成纤维细度为1.6旦尼尔的聚丙烯长丝，然后铺网后形成细旦长丝层；优选的纺丝模头温度为245℃，冷切风温19℃，牵伸风压0.15Mpa；
（5）在线复合：将上述制得的短纤维湿法层、粗旦长丝层、超细纤维层和细旦长丝层按照自下而上的顺序送入到热轧复合机内进行热复合制成电池隔膜基材，所述热轧复合机由2根光辊组成，所述光辊的温度为145℃，两根光辊线压力为130N/m，光辊直径为500mm；
（6）辐射接枝：将步骤（5）中制得的电池隔膜基材进行电子束辐射，所述电子束辐射电压为0.60MV，束流为25mA，辐射时间为30s，将辐射后的电池隔膜基材在一定的温度和压力下进行接枝反应，所述接枝反应温度为87℃，反应压力为0.1Mpa，反应时间为52.5min；
（7）水洗：对辐射接枝后的电池隔膜基材进行碱洗20分钟，然后再进行水洗；
（8）烘干：将水洗后的电池隔膜基材烘干，即得，其中，烘干方式为3区滚筒式烘干，烘干温度为1区87.5℃、2区102.5℃、3区为87.5℃。
采用上述原料和制备方法制得的复合型非织造电池隔膜的面密度为42g/m2，厚度为0.07mm，吸液容量为300%，吸液速率为105s/mm，平均孔径为26.65µm，孔隙率为88.35%。
实施例3
一种复合型非织造电池隔膜，所述电池隔膜是以短纤维湿法层、粗旦长丝层、超细纤维层和细旦长丝层构成的复合非织造材料为基材，经辐射接枝羧基和/或磺酸基官能团形成的复合隔膜，其中，所述短纤维湿法层由纤维细度为0.8旦尼尔的PE/PP皮芯型双组分纤维和纤维细度为1.7旦尼尔的聚丙烯纤维构成，所述短纤维湿法层中PE/PP皮芯型双组分纤维的质量分数为70%、长度为8mm，聚丙烯纤维的质量分数为30%、长度为8mm，所述短纤维湿法层的厚度为0.053mm；所述粗旦长丝层由纤维细度为6旦尼尔的聚丙烯长丝构成，所述粗旦长丝层的克重为25g/m2，厚度为0.046mm，所述超细纤维层是由细度为800nm的聚丙烯纤维构成，所述超细纤维层的克重为2.2g/m2，厚度为0.062nm，空隙率为84%；所述细旦长丝层是由纤维细度为1.4旦尼尔的聚丙烯长丝构成，所述细旦长丝层的克重为3.9g/m2，厚度为0.043mm。
上述复合型非织造电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：
（1）短纤维湿法层的制备：将5重量份的聚丙烯酰胺、1重量份的十二烷基硫酸钠与1000重量份的水配制成溶液，并将PE/PP皮芯型双组分纤维和聚丙烯纤维与42倍重量份的溶液置入打浆机中打浆，制备成浆料，采用湿法非织造成网工艺制成短纤维湿法网，干燥，成型，得短纤维湿法层，优选的，所述短纤维湿法层的干燥为六加热区干燥，每个所述加热区的温度和风速为：一加热区温度为115℃、风速为1.2m/s，二加热区温度130℃、风速为2.5m/s，三加热区温度138℃、风速为3.0m/s，四加热区温度142℃、风速为3.5m/s，五加热区温度148℃、风速为3.3m/s，六加热区温度150℃、风速为3.5m/s；
（2）粗旦长丝层的制备：采用熔融指数为38 g/10min的聚丙烯切片作为原料，按照纺粘非织造布的生产工艺加工，依次经过螺杆挤出机加热熔融、过滤装置、计量泵、纺丝模头、冷却牵伸、分丝形成6旦尼尔的聚丙烯长丝，铺网后形成粗旦长丝层；优选的纺丝模头温度为210℃，冷却风温5.5℃，牵伸风压0.049Mpa；
（3）超细纤维层的制备：采用熔融指数为1800 g/10min的聚丙烯作为原料，按照熔喷非织造布的生产工艺加工，依次经过螺杆挤出机加热熔融、过滤装置、计量泵、模头、热风牵伸形成细度为800nm的聚丙烯纤维，铺网形成超细纤维层；优选的纺丝模头温度为250℃，热风温度280℃；
（4）细旦长丝层的制备：采用熔融指数为38g/10min的聚丙烯切片作为原料，按照纺粘非织造布的生产工艺加工，依次经过螺杆挤出机加热熔融、过滤装置、计量泵、纺丝模头、冷却牵伸、分丝形成纤维细度为1.4旦尼尔的聚丙烯长丝，铺网后形成细旦长丝层；优选的纺丝模头温度为250℃，冷切风温16℃，牵伸风压0.17Mpa；
（5）在线复合：将上述制得的短纤维湿法层、粗旦长丝层、超细纤维层和细旦长丝层按照自下而上的顺序送入到热轧复合机内进行热复合制成电池隔膜基材，所述热轧复合机由2根光辊组成，所述光辊的温度为135℃，两根光辊线压力为140N/m，光辊直径为480mm；
（6）辐射接枝：将步骤（5）中制得的电池隔膜基材进行电子束辐射，所述电子束辐射电压为0.65MV，束流为19mA，辐射时间为30s，将辐射后的电池隔膜基材在一定的温度和压力下进行接枝反应，所述接枝反应温度为89℃，反应压力为0.22Mpa，反应时间为55min；
（7）水洗：对辐射接枝后的电池隔膜基材进行碱洗15分钟，然后再进行水洗；
（8）烘干：将水洗后的电池隔膜基材烘干，即得，其中，烘干方式为3区滚筒式烘干，烘干温度为1区88℃、2区100℃、3区为88℃。
采用上述原料和制备方法制得的复合型非织造电池隔膜的面密度为35g/m2，厚度为0.07mm，吸液容量为250%，吸液速率为70s/mm，平均孔径为23.58µm，孔隙率为86.98%。
实施例4
一种复合型非织造电池隔膜，所述电池隔膜是以短纤维湿法层、粗旦长丝层、超细纤维层和细旦长丝层构成的复合非织造材料为基材，经辐射接枝羧基和/或磺酸基官能团形成的复合隔膜，其中，所述短纤维湿法层由纤维细度为0.5旦尼尔的PE/PP皮芯型双组分纤维和纤维细度为1.9旦尼尔的聚丙烯纤维构成，所述短纤维湿法层中PE/PP皮芯型双组分纤维的质量分数为60%、长度为14mm，聚丙烯纤维的质量分数为40%、长度为12mm，所述短纤维湿法层的厚度为0.056mm；所述粗旦长丝层由纤维细度为8旦尼尔的聚丙烯长丝构成，所述粗旦长丝层的克重为45g/m2，厚度为0.06mm，所述超细纤维层是由细度为200nm的聚丙烯纤维构成，所述超细纤维层的克重为2.7g/m2，厚度为0.08nm，空隙率为83%；所述细旦长丝层是由纤维细度为1.7旦尼尔的聚丙烯长丝构成，所述细旦长丝层的克重为3.6g/m2，厚度为0.046mm。
上述复合型非织造电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：
（1）短纤维湿法层的制备：将2重量份的聚丙烯酰胺、3.5重量份的十二烷基硫酸钠与1000重量份的水配制成溶液，并将PE/PP皮芯型双组分纤维和聚丙烯纤维与45倍重量份的溶液置入打浆机中打浆，制备成浆料，采用湿法非织造成网工艺制成短纤维湿法网，干燥，成型，得短纤维湿法层，优选的，所述短纤维湿法层的干燥为六加热区干燥，每个所述加热区的温度和风速为：一加热区温度为118℃、风速为1.8m/s，二加热区温度125℃、风速为1.6m/s，三加热区温度134℃、风速为3.2m/s，四加热区温度144℃、风速为3.3m/s，五加热区温度144℃、风速为3.5m/s，六加热区温度145℃、风速为3m/s；
（2）粗旦长丝层的制备：采用熔融指数为54g/10min的聚丙烯切片作为原料，按照纺粘非织造布的生产工艺加工，依次经过螺杆挤出机加热熔融、过滤装置、计量泵、纺丝模头、冷却牵伸、分丝形成8旦尼尔的聚丙烯长丝，铺网形成粗旦长丝层；优选的纺丝模头温度为200℃，冷却风温7℃，牵伸风压0.06Mpa；
（3）超细纤维层的制备：采用熔融指数为1600 g/10min的聚丙烯作为原料，按照熔喷非织造布的生产工艺加工，依次经过螺杆挤出机加热熔融、过滤装置、计量泵、模头、热风牵伸形成细度为200nm的聚丙烯纤维，铺网形成超细纤维层；优选的纺丝模头温度为230℃，热风温度260℃；
（4）细旦长丝层的制备：采用熔融指数为50 g/10min的聚丙烯切片作为原料，按照纺粘非织造布的生产工艺加工，依次经过螺杆挤出机加热熔融、过滤装置、计量泵、纺丝模头、冷却牵伸、分丝形成纤维细度为1.7旦尼尔的聚丙烯长丝，然后铺网后形成细旦长丝层；优选的纺丝模头温度为235℃，冷切风温17℃，牵伸风压0.13Mpa；
（5）在线复合：将上述制得的短纤维湿法层、粗旦长丝层、超细纤维层和细旦长丝层按照自下而上的顺序送入到热轧复合机内进行热复合制成电池隔膜基材，所述热轧复合机由2根光辊组成，所述光辊的温度为145℃，两根光辊线压力为115N/m，光辊直径为450mm；
（6）辐射接枝：将步骤（5）中制得的电池隔膜基材进行电子束辐射，所述电子束辐射电压为0.45MV，束流为30mA，辐射时间为25s，将辐射后的电池隔膜基材在一定的温度和压力下进行接枝反应，所述接枝反应温度为87℃，反应压力为0.14Mpa，反应时间为47min；
（7）水洗：对辐射接枝后的电池隔膜基材进行碱洗19分钟，然后再进行水洗；
（8）烘干：将水洗后的电池隔膜基材烘干，即得，其中，烘干方式为3区滚筒式烘干，烘干温度为1区85℃、2区104℃、3区为89℃。
采用上述原料和制备方法制得的复合型非织造电池隔膜的面密度为32g/m2，厚度为0.06mm，吸液容量为256%，吸液速率为150s/mm，平均孔径为20.66µm，孔隙率为85.75%。
实施例5
一种复合型非织造电池隔膜，所述电池隔膜是以短纤维湿法层、粗旦长丝层、超细纤维层和细旦长丝层构成的复合非织造材料为基材，经辐射接枝羧基和/或磺酸基官能团形成的复合隔膜，其中，所述短纤维湿法层由纤维细度为0.7旦尼尔的PE/PP皮芯型双组分纤维和纤维细度为2旦尼尔的聚丙烯纤维构成，所述短纤维湿法层中PE/PP皮芯型双组分纤维的质量分数为70%、长度为12mm，聚丙烯纤维的质量分数为30%、长度为6mm，所述短纤维湿法层的厚度为0.05mm；所述粗旦长丝层由纤维细度为6旦尼尔的聚丙烯长丝构成，所述粗旦长丝层的克重为20g/m2，厚度为0.044mm，所述超细纤维层是由细度为2000nm的聚丙烯纤维构成，所述超细纤维层的克重为2g/m2，厚度为0.07nm，空隙率为82%；所述细旦长丝层是由纤维细度为1.8旦尼尔的聚丙烯长丝构成，所述细旦长丝层的克重为4.4g/m2，厚度为0.04mm。
上述复合型非织造电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：
（1）短纤维湿法层的制备：将1重量份的聚丙烯酰胺、4重量份的十二烷基硫酸钠与1000重量份的水配制成溶液，并将PE/PP皮芯型双组分纤维和聚丙烯纤维与35倍重量份的溶液置入打浆机中打浆，制备成浆料，采用湿法非织造成网工艺制成短纤维湿法网，干燥，成型，得短纤维湿法层，优选的，所述短纤维湿法层的干燥为六加热区干燥，每个所述加热区的温度和风速为：一加热区温度为121℃、风速为1.7m/s，二加热区温度126℃、风速为1.8m/s，三加热区温度132℃、风速为3.1m/s，四加热区温度142℃、风速为3.4m/s，五加热区温度146℃、风速为3.4m/s，六加热区温度150℃、风速为2.8m/s；
（2）粗旦长丝层的制备：采用熔融指数为35g/10min的聚丙烯切片作为原料，按照纺粘非织造布的生产工艺加工，依次经过螺杆挤出机加热熔融、过滤装置、计量泵、纺丝模头、冷却牵伸、分丝形成6旦尼尔的聚丙烯长丝，铺网形成粗旦长丝层；优选的纺丝模头温度为205℃，冷却风温5℃，牵伸风压0.04Mpa；
（3）超细纤维层的制备：采用熔融指数为1650 g/10min的聚丙烯作为原料，按照熔喷非织造布的生产工艺加工，依次经过螺杆挤出机加热熔融、过滤装置、计量泵、模头、热风牵伸形成细度为2000nm的聚丙烯纤维，铺网形成超细纤维层；优选的纺丝模头温度为238℃，热风温度255℃；
（4）细旦长丝层的制备：采用熔融指数为55 g/10min的聚丙烯切片作为原料，按照纺粘非织造布的生产工艺加工，依次经过螺杆挤出机加热熔融、过滤装置、计量泵、纺丝模头、冷却牵伸、分丝形成纤维细度为1.8旦尼尔的聚丙烯长丝，铺网形成细旦长丝层；优选的纺丝模头温度为230℃，冷切风温20℃，牵伸风压0.16Mpa；
（5）在线复合：将上述制得的短纤维湿法层、粗旦长丝层、超细纤维层和细旦长丝层按照自下而上的顺序送入到热轧复合机内进行热复合制成电池隔膜基材，所述热轧复合机由2根光辊组成，所述光辊的温度为152℃，两根光辊线压力为110N/m，光辊直径为490mm；
（6）辐射接枝：将步骤（5）中制得的电池隔膜基材进行电子束辐射，所述电子束辐射电压为0.75MV，束流为15mA，辐射时间为29s，将辐射后的电池隔膜基材在一定的温度和压力下进行接枝反应，所述接枝反应温度为88℃，反应压力为0.18Mpa，反应时间为57min；
（7）水洗：对辐射接枝后的电池隔膜基材进行碱洗21分钟，然后再进行水洗；
（8）烘干：将水洗后的电池隔膜基材烘干，即得，其中，烘干方式为3区滚筒式烘干，烘干温度为1区85℃、2区105℃、3区为85℃。
采用上述原料和制备方法制得的复合型非织造电池隔膜的面密度为25g/m2，厚度为0.05mm，吸液容量为271%，吸液速率为60s/mm，平均孔径为29.49µm，孔隙率为82.65%。
实施例6
一种复合型非织造电池隔膜，所述电池隔膜是以短纤维湿法层、粗旦长丝层、超细纤维层和细旦长丝层构成的复合非织造材料为基材，经辐射接枝羧基和/或磺酸基官能团形成的复合隔膜，其中，所述短纤维湿法层由纤维细度为0.5旦尼尔的PE/PP皮芯型双组分纤维和纤维细度为1.6旦尼尔的聚丙烯纤维构成，所述短纤维湿法层中PE/PP皮芯型双组分纤维的质量分数为72%、长度为13mm，聚丙烯纤维的质量分数为28%、长度为14mm，所述短纤维湿法层的厚度为0.058mm；所述粗旦长丝层由纤维细度为7旦尼尔的聚丙烯长丝构成，所述粗旦长丝层的克重为30g/m2，厚度为0.048mm，所述超细纤维层是由细度为1000nm的聚丙烯纤维构成，所述超细纤维层的克重为2.9g/m2，厚度为0.055nm，空隙率为82%；所述细旦长丝层是由纤维细度为1.5旦尼尔的聚丙烯长丝构成，所述细旦长丝层的克重为3g/m2，厚度为0.052mm。
上述复合型非织造电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：
（1）短纤维湿法层的制备：将3.6重量份的聚丙烯酰胺、1.9重量份的十二烷基硫酸钠与1000重量份的水配制成溶液，并将PE/PP皮芯型双组分纤维和聚丙烯纤维与30倍重量份的溶液置入打浆机中打浆，制备成浆料，采用湿法非织造成网工艺制成短纤维湿法网，干燥，成型，得短纤维湿法层，优选的，所述短纤维湿法层的干燥为六加热区干燥，每个所述加热区的温度和风速为：一加热区温度为119℃、风速为1.6m/s，二加热区温度127℃、风速为1.7m/s，三加热区温度130℃、风速为3m/s，四加热区温度140℃、风速为3.5m/s，五加热区温度140℃、风速为3.3m/s，六加热区温度140℃、风速为3.4m/s；
（2）粗旦长丝层的制备：采用熔融指数为45 g/10min的聚丙烯切片作为原料，按照纺粘非织造布的生产工艺加工，依次经过螺杆挤出机加热熔融、过滤装置、计量泵、纺丝模头、冷却牵伸、分丝形成7旦尼尔的聚丙烯长丝，铺网形成粗旦长丝层；优选的纺丝模头温度为190℃，冷却风温6℃，牵伸风压0.045Mpa；
（3）超细纤维层的制备：采用熔融指数为1700 g/10min的聚丙烯作为原料，按照熔喷非织造布的生产工艺加工，依次经过螺杆挤出机加热熔融、过滤装置、计量泵、模头、热风牵伸形成细度为1000nm的聚丙烯纤维，铺网形成超细纤维层；优选的纺丝模头温度为235℃，热风温度250℃；
（4）细旦长丝层的制备：采用熔融指数为40 g/10min的聚丙烯切片作为原料，按照纺粘非织造布的生产工艺加工，依次经过螺杆挤出机加热熔融、过滤装置、计量泵、纺丝模头、冷却牵伸、分丝形成纤维细度为1.5旦尼尔的聚丙烯长丝，铺网形成细旦长丝层；优选的纺丝模头温度为240℃，冷切风温18℃，牵伸风压0.14Mpa；
（5）在线复合：将上述制得的短纤维湿法层、粗旦长丝层、超细纤维层和细旦长丝层按照自下而上的顺序送入到热轧复合机内进行热复合制成电池隔膜基材，所述热轧复合机由2根光辊组成，所述光辊的温度为155℃，两根光辊线压力为120N/m，光辊直径为460mm；
（6）辐射接枝：将步骤（5）中制得的电池隔膜基材进行电子束辐射，所述电子束辐射电压为0.35MV，束流为23mA，辐射时间为31s，将辐射后的电池隔膜基材在一定的温度和压力下进行接枝反应，所述接枝反应温度为86℃，反应压力为0.23Mpa，反应时间为45min；
（7）水洗：对辐射接枝后的电池隔膜基材进行碱洗17分钟，然后再进行水洗；
（8）烘干：将水洗后的电池隔膜基材烘干，即得，其中，烘干方式为3区滚筒式烘干，烘干温度为1区89℃、2区101℃、3区为90℃。
采用上述原料和制备方法制得的复合型非织造电池隔膜的面密度为28g/m2，厚度为0.09mm，吸液容量为265%，吸液速率为88s/mm，平均孔径为32.57µm，孔隙率为83.54%。
实施例7
一种复合型非织造电池隔膜，所述电池隔膜是以短纤维湿法层、粗旦长丝层、超细纤维层和细旦长丝层构成的复合非织造材料为基材，经辐射接枝羧基和/或磺酸基官能团形成的复合隔膜，其中，所述短纤维湿法层由纤维细度为0.6旦尼尔的PE/PP皮芯型双组分纤维和纤维细度为1.7旦尼尔的聚丙烯纤维构成，所述短纤维湿法层中PE/PP皮芯型双组分纤维的质量分数为75%、长度为16mm，聚丙烯纤维的质量分数为25%、长度为16mm，所述短纤维湿法层的厚度为0.054mm；所述粗旦长丝层由纤维细度为8旦尼尔的聚丙烯长丝构成，所述粗旦长丝层的克重为50g/m2，厚度为0.04mm，所述超细纤维层是由细度为4000nm的聚丙烯纤维构成，所述超细纤维层的克重为3g/m2，厚度为0.075nm，空隙率为84%；所述细旦长丝层是由纤维细度为1.9旦尼尔的聚丙烯长丝构成，所述细旦长丝层的克重为4.2g/m2，厚度为0.049mm。
上述复合型非织造电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：
（1）短纤维湿法层的制备：将0.8重量份的聚丙烯酰胺、4.5重量份的十二烷基硫酸钠与1000重量份的水配制成溶液，并将PE/PP皮芯型双组分纤维和聚丙烯纤维与38倍重量份的溶液置入打浆机中打浆，制备成浆料，采用湿法非织造成网工艺制成短纤维湿法网，干燥，成型，得短纤维湿法层，优选的，所述短纤维湿法层的干燥为六加热区干燥，每个所述加热区的温度和风速为：一加热区温度为123℃、风速为1.2m/s，二加热区温度128℃、风速为1.9m/s，三加热区温度136℃、风速为2.9m/s，四加热区温度140℃、风速为3m/s，五加热区温度145℃、风速为3.2m/s，六加热区温度148℃、风速为2.9m/s；
（2）粗旦长丝层的制备：采用熔融指数为51g/10min的聚丙烯切片作为原料，按照纺粘非织造布的生产工艺加工，依次经过螺杆挤出机加热熔融、过滤装置、计量泵、纺丝模头、冷却牵伸、分丝形成8旦尼尔的聚丙烯长丝，铺网形成粗旦长丝层；优选的纺丝模头温度为190℃，冷却风温8℃，牵伸风压0.06Mpa；
（3）超细纤维层的制备：采用熔融指数为1450 g/10min的聚丙烯作为原料，按照熔喷非织造布的生产工艺加工，依次经过螺杆挤出机加热熔融、过滤装置、计量泵、模头、热风牵伸形成细度为4000nm的聚丙烯纤维，铺网形成超细纤维层；优选的纺丝模头温度为243℃，热风温度270℃；
（4）细旦长丝层的制备：采用熔融指数为44 g/10min的聚丙烯切片作为原料，按照纺粘非织造布的生产工艺加工，依次经过螺杆挤出机加热熔融、过滤装置、计量泵、纺丝模头、冷却牵伸、分丝形成纤维细度为1.9旦尼尔的聚丙烯长丝，铺网形成细旦长丝层；优选的纺丝模头温度为255℃，冷切风温15℃，牵伸风压0.18Mpa；
（5）在线复合：将上述制得的短纤维湿法层、粗旦长丝层、超细纤维层和细旦长丝层按照自下而上的顺序送入到热轧复合机内进行热复合制成电池隔膜基材，所述热轧复合机由2根光辊组成，所述光辊的温度为150℃，两根光辊线压力为125N/m，光辊直径为520mm；
（6）辐射接枝：将步骤（5）中制得的电池隔膜基材进行电子束辐射，所述电子束辐射电压为0.55MV，束流为27mA，辐射时间为27s，将辐射后的电池隔膜基材在一定的温度和压力下进行接枝反应，所述接枝反应温度为85℃，反应压力为0.11Mpa，反应时间为52min；
（7）水洗：对辐射接枝后的电池隔膜基材进行碱洗23分钟，然后再进行水洗；
（8）烘干：将水洗后的电池隔膜基材烘干，即得，其中，烘干方式为3区滚筒式烘干，烘干温度为1区87℃、2区102℃、3区为86℃。
采用上述原料和制备方法制得的复合型非织造电池隔膜的面密度为44g/m2，厚度为0.08mm，吸液容量为298%，吸液速率为90s/mm，平均孔径为31.98µm，孔隙率为87.12%。
实施例8
一种复合型非织造电池隔膜，所述电池隔膜是以短纤维湿法层、粗旦长丝层、超细纤维层和细旦长丝层构成的复合非织造材料为基材，经辐射接枝羧基和/或磺酸基官能团形成的复合隔膜，其中，所述短纤维湿法层由纤维细度为0.7旦尼尔的PE/PP皮芯型双组分纤维和纤维细度为1.8旦尼尔的聚丙烯纤维构成，所述短纤维湿法层中PE/PP皮芯型双组分纤维的质量分数为65%、长度为10mm，聚丙烯纤维的质量分数为35%、长度为12mm，所述短纤维湿法层的厚度为0.056mm；所述粗旦长丝层由纤维细度为6旦尼尔的聚丙烯长丝构成，所述粗旦长丝层的克重为40g/m2，厚度为0.052mm，所述超细纤维层是由细度为5000nm的聚丙烯纤维构成，所述超细纤维层的克重为2.6g/m2，厚度为0.05nm，空隙率为87%；所述细旦长丝层是由纤维细度为2.0旦尼尔的聚丙烯长丝构成，所述细旦长丝层的克重为3.2g/m2，厚度为0.055mm。
上述复合型非织造电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：
（1）短纤维湿法层的制备：将4.4重量份的聚丙烯酰胺、1.1重量份的十二烷基硫酸钠与1000重量份的水配制成溶液，并将PE/PP皮芯型双组分纤维和聚丙烯纤维与35倍重量份的溶液置入打浆机中打浆，制备成浆料，采用湿法非织造成网工艺制成短纤维湿法网，干燥，成型，得短纤维湿法层，优选的，所述短纤维湿法层的干燥为六加热区干燥，每个所述加热区的温度和风速为：一加热区温度为122℃、风速为1.5m/s，二加热区温度129℃、风速为2.1m/s，三加热区温度138℃、风速为2.7m/s，四加热区温度140℃、风速为2.9m/s，五加热区温度146℃、风速为3.1m/s，六加热区温度146℃、风速为3.3m/s；
（2）粗旦长丝层的制备：采用熔融指数为55 g/10min的聚丙烯切片作为原料，按照纺粘非织造布的生产工艺加工，依次经过螺杆挤出机加热熔融、过滤装置、计量泵、纺丝模头、冷却牵伸、分丝形成6旦尼尔的聚丙烯长丝，然后铺网后形成粗旦长丝层；优选的纺丝模头温度为180℃，冷却风温7.5℃，牵伸风压0.055Mpa；
（3）超细纤维层的制备：采用熔融指数为1550 g/10min的聚丙烯作为原料，按照熔喷非织造布的生产工艺加工，依次经过螺杆挤出机加热熔融、过滤装置、计量泵、模头、热风牵伸形成细度为5000nm的聚丙烯纤维，铺网形成超细纤维层；优选的纺丝模头温度为245℃，热风温度285℃；
（4）细旦长丝层的制备：采用熔融指数为42 g/10min的聚丙烯切片作为原料，按照纺粘非织造布的生产工艺加工，依次经过螺杆挤出机加热熔融、过滤装置、计量泵、纺丝模头、冷却牵伸、分丝形成纤维细度为2.0旦尼尔的聚丙烯长丝，然后铺网后形成细旦长丝层；优选的纺丝模头温度为240℃，冷切风温21℃，牵伸风压0.2Mpa；
（5）在线复合：将上述制得的短纤维湿法层、粗旦长丝层、超细纤维层和细旦长丝层按照自下而上的顺序送入到热轧复合机内进行热复合制成电池隔膜基材，所述热轧复合机由2根光辊组成，所述光辊的温度为138℃，两根光辊线压力为145N/m，光辊直径为470mm；
（6）辐射接枝：将步骤（5）中制得的电池隔膜基材进行电子束辐射，所述电子束辐射电压为0.85MV，束流为31mA，辐射时间为35s，将辐射后的电池隔膜基材在一定的温度和压力下进行接枝反应，所述接枝反应温度为86℃，反应压力为0.23Mpa，反应时间为59min；
（7）水洗：对辐射接枝后的电池隔膜基材进行碱洗19分钟，然后再进行水洗；
（8）烘干：将水洗后的电池隔膜基材烘干，即得，其中，烘干方式为3区滚筒式烘干，烘干温度为1区89℃、2区103℃、3区为87℃。
采用上述原料和制备方法制得的复合型非织造电池隔膜的面密度为55g/m2，厚度为0.1mm，吸液容量为274%，吸液速率为95s/mm，平均孔径为19.22µm，孔隙率为87.64%。
实施例9
一种复合型非织造电池隔膜，所述电池隔膜是以短纤维湿法层、粗旦长丝层、超细纤维层和细旦长丝层构成的复合非织造材料为基材，经辐射接枝羧基和/或磺酸基官能团形成的复合隔膜，其中，所述短纤维湿法层由纤维细度为0.8旦尼尔的PE/PP皮芯型双组分纤维和纤维细度为2旦尼尔的聚丙烯纤维构成，所述短纤维湿法层中PE/PP皮芯型双组分纤维的质量分数为62%、长度为6mm，聚丙烯纤维的质量分数为38%、长度为10mm，所述短纤维湿法层的厚度为0.06mm；所述粗旦长丝层由纤维细度为7旦尼尔的聚丙烯长丝构成，所述粗旦长丝层的克重为35g/m2，厚度为0.058mm，所述超细纤维层是由细度为6000nm的聚丙烯纤维构成，所述超细纤维层的克重为2.4g/m2，厚度为0.065nm，空隙率为83%；所述细旦长丝层是由纤维细度为1.3旦尼尔的聚丙烯长丝构成，所述细旦长丝层的克重为5g/m2，厚度为0.058mm。
上述复合型非织造电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：
（1）短纤维湿法层的制备：将5重量份的聚丙烯酰胺、5重量份的十二烷基硫酸钠与1000重量份的水配制成溶液，并将PE/PP皮芯型双组分纤维和聚丙烯纤维与42倍重量份的溶液置入打浆机中打浆，制备成浆料，采用湿法非织造成网工艺制成短纤维湿法网，干燥，成型，得短纤维湿法层，优选的，所述短纤维湿法层的干燥为六加热区干燥，每个所述加热区的温度和风速为：一加热区温度为125℃、风速为0.8m/s，二加热区温度130℃、风速为2.2m/s，三加热区温度140℃、风速为2.6m/s，四加热区温度140℃、风速为2.8m/s，五加热区温度144℃、风速为2.8m/s，六加热区温度146℃、风速为3.2m/s；
（2）粗旦长丝层的制备：采用熔融指数为41 g/10min的聚丙烯切片作为原料，按照纺粘非织造布的生产工艺加工，依次经过螺杆挤出机加热熔融、过滤装置、计量泵、纺丝模头、冷却牵伸、分丝形成7旦尼尔的聚丙烯长丝，铺网形成粗旦长丝层；优选的纺丝模头温度为200℃，冷却风温6℃，牵伸风压0.045Mpa；
（3）超细纤维层的制备：采用熔融指数为1750 g/10min的聚丙烯作为原料，按照熔喷非织造布的生产工艺加工，依次经过螺杆挤出机加热熔融、过滤装置、计量泵、模头、热风牵伸形成细度为6000nm的聚丙烯纤维，铺网形成超细纤维层；优选的纺丝模头温度为248℃，热风温度290℃；
（4）细旦长丝层的制备：采用熔融指数为35g/10min的聚丙烯切片作为原料，按照纺粘非织造布的生产工艺加工，依次经过螺杆挤出机加热熔融、过滤装置、计量泵、纺丝模头、冷却牵伸、分丝形成纤维细度为1.3旦尼尔的聚丙烯长丝，铺网形成细旦长丝层；优选的纺丝模头温度为260℃，冷切风温23℃，牵伸风压0.1Mpa；
（5）在线复合：将上述制得的短纤维湿法层、粗旦长丝层、超细纤维层和细旦长丝层按照自下而上的顺序送入到热轧复合机内进行热复合制成电池隔膜基材，所述热轧复合机由2根光辊组成，所述光辊的温度为148℃，两根光辊线压力为150N/m，光辊直径为540mm；
（6）辐射接枝：将步骤（5）中制得的电池隔膜基材进行电子束辐射，所述电子束辐射电压为0.55MV，束流为20mA，辐射时间为33s，将辐射后的电池隔膜基材在一定的温度和压力下进行接枝反应，所述接枝反应温度为88℃，反应压力为0.22Mpa，反应时间为50min；
（7）水洗：对辐射接枝后的电池隔膜基材进行碱洗25分钟，然后再进行水洗；
（8）烘干：将水洗后的电池隔膜基材烘干，即得，其中，烘干方式为3区滚筒式烘干，烘干温度为1区88℃、2区103℃、3区为87℃。
采用上述原料和制备方法制得的复合型非织造电池隔膜的面密度为60g/m2，厚度为0.09mm，吸液容量为350%，吸液速率为65s/mm，平均孔径为16.45µm，孔隙率为85.10%。
实施例10
一种复合型非织造电池隔膜，所述电池隔膜是以短纤维湿法层、粗旦长丝层、超细纤维层和细旦长丝层构成的复合非织造材料为基材，经辐射接枝羧基和/或磺酸基官能团形成的复合隔膜，其中，所述短纤维湿法层由纤维细度为0.6旦尼尔的PE/PP皮芯型双组分纤维和纤维细度为1.9旦尼尔的聚丙烯纤维构成，所述短纤维湿法层中PE/PP皮芯型双组分纤维的质量分数为67%、长度为8mm，聚丙烯纤维的质量分数为33%、长度为14mm，所述短纤维湿法层的厚度为0.052mm；所述粗旦长丝层由纤维细度为8旦尼尔的聚丙烯长丝构成，所述粗旦长丝层的克重为40g/m2，厚度为0.05mm，所述超细纤维层是由细度为3000nm的聚丙烯纤维构成，所述超细纤维层的克重为2.2g/m2，厚度为0.06nm，空隙率为88%；所述细旦长丝层是由纤维细度为1.2旦尼尔的聚丙烯长丝构成，所述细旦长丝层的克重为3.4g/m2，厚度为0.06mm。
上述复合型非织造电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：
（1）短纤维湿法层的制备：将4.6重量份的聚丙烯酰胺、0.3重量份的十二烷基硫酸钠与1000重量份的水配制成溶液，并将PE/PP皮芯型双组分纤维和聚丙烯纤维与40倍重量份的溶液置入打浆机中打浆，制备成浆料，采用湿法非织造成网工艺制成短纤维湿法网，干燥，成型，得短纤维湿法层，优选的，所述短纤维湿法层的干燥为六加热区干燥，每个所述加热区的温度和风速为：一加热区温度为124℃、风速为0.9m/s，二加热区温度127℃、风速为2.3m/s，三加热区温度135℃、风速为2.8m/s，四加热区温度144℃、风速为3.2m/s，五加热区温度148℃、风速为3m/s，六加热区温度148℃、风速为3.1m/s；
（2）粗旦长丝层的制备：采用熔融指数为48 g/10min的聚丙烯切片作为原料，按照纺粘非织造布的生产工艺加工，依次经过螺杆挤出机加热熔融、过滤装置、计量泵、纺丝模头、冷却牵伸、分丝形成8旦尼尔的聚丙烯长丝，铺网形成粗旦长丝层；优选的纺丝模头温度为185℃，冷却风温7℃，牵伸风压0.055Mpa；
（3）超细纤维层的制备：采用熔融指数为1500 g/10min的聚丙烯作为原料，按照熔喷非织造布的生产工艺加工，依次经过螺杆挤出机加热熔融、过滤装置、计量泵、模头、热风牵伸形成细度为3000nm的聚丙烯纤维，铺网形成超细纤维层；优选的纺丝模头温度为250℃，热风温度300℃；
（4）细旦长丝层的制备：采用熔融指数为46 g/10min的聚丙烯切片作为原料，按照纺粘非织造布的生产工艺加工，依次经过螺杆挤出机加热熔融、过滤装置、计量泵、纺丝模头、冷却牵伸、分丝形成纤维细度为1.2旦尼尔的聚丙烯长丝，铺网形成细旦长丝层；优选的纺丝模头温度为250℃，冷切风温22℃，牵伸风压0.12Mpa；
（5）在线复合：将上述制得的短纤维湿法层、粗旦长丝层、超细纤维层和细旦长丝层按照自下而上的顺序送入到热轧复合机内进行热复合制成电池隔膜基材，所述热轧复合机由2根光辊组成，所述光辊的温度为142℃，两根光辊线压力为135N/m，光辊直径为550mm；
（6）辐射接枝：将步骤（5）中制得的电池隔膜基材进行电子束辐射，所述电子束辐射电压为0.65MV，束流为35mA，辐射时间为35s，将辐射后的电池隔膜基材在一定的温度和压力下进行接枝反应，所述接枝反应温度为90℃，反应压力为0.25Mpa，反应时间为60min；
（7）水洗：对辐射接枝后的电池隔膜基材进行碱洗21分钟，然后再进行水洗；
（8）烘干：将水洗后的电池隔膜基材烘干，即得，其中，烘干方式为3区滚筒式烘干，烘干温度为1区90℃、2区102℃、3区为88℃。
采用上述原料和制备方法制得的复合型非织造电池隔膜的面密度为48g/m2，厚度为0.08mm，吸液容量为287%，吸液速率为78s/mm，平均孔径为23.12µm，孔隙率为88%。
Claims (10)
1.一种复合型非织造电池隔膜，其特征在于，所述电池隔膜是以短纤维湿法层、粗旦长丝层、超细纤维层和细旦长丝层构成的复合非织造材料为基材，经辐射接枝羧基和/或磺酸基官能团形成的复合隔膜，所述短纤维湿法层由纤维细度为0.5~0.8旦尼尔的PE/PP皮芯型双组分纤维和纤维细度为1.6~2旦尼尔的聚丙烯纤维构成，所述粗旦长丝层由纤维细度为6~8旦尼尔的聚丙烯长丝构成，所述超细纤维层是由细度为200~6000nm的聚丙烯纤维构成，所述细旦长丝层是由纤维细度为1.2~2.0旦尼尔的聚丙烯长丝构成。
2.如权利要求1所述的复合型非织造电池隔膜，其特征在于，所述短纤维湿法层中PE/PP皮芯型双组分纤维的质量分数为60~75%、长度为6~16mm，聚丙烯纤维的质量分数为25~40%、长度为6~16mm，所述短纤维湿法层的厚度为0.05~0.06mm。
3.如权利要求1所述的复合型非织造电池隔膜，其特征在于，所述粗旦长丝层的克重为20~50g/m2，厚度为0.04~0.06mm。
4.如权利要求1所述的复合型非织造电池隔膜，其特征在于，所述超细纤维层的克重为2~3g/m2，厚度为0.05~0.08nm，孔隙率为82~88%。
5.如权利要求1所述的复合型非织造电池隔膜，其特征在于，所述细旦长丝层的克重为3~5g/m2，厚度为0.04~0.06mm。
6.如权利要求1所述的复合型非织造电池隔膜，其特征在于，所述复合隔膜的面密度为25~60g/m2，厚度为0.05~0.1mm，吸液容量为250~350%，吸液速率为60~150s/mm，平均孔径为16-32µm，孔隙率为82-88%。
7.如权利要求1所述的复合型非织造电池隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）短纤维湿法层的制备：将0.8~5重量份的聚丙烯酰胺、0.3~5重量份的十二烷基硫酸钠与1000重量份的水配制成溶液，并将PE/PP皮芯型双组分纤维和聚丙烯纤维与30~45倍重量份的溶液打浆，制备成浆料，采用湿法非织造成网工艺制成短纤维湿法网，干燥，成型，得短纤维湿法层；
（2）粗旦长丝层的制备：将纤维细度为6~8旦尼尔的聚丙烯长丝铺网，即得粗旦长丝层；
（3）超细纤维层的制备：将细度为200~6000nm的聚丙烯纤维铺网，即得超细纤维层；
（4）细旦长丝层的制备：将纤维细度为1.2~2.0旦尼尔的聚丙烯长丝铺网，即得细旦长丝层；
（5）在线复合：将上述制得的短纤维湿法层、粗旦长丝层、超细纤维层和细旦长丝层按照自下而上的顺序送入到热轧复合机内进行热复合制成电池隔膜基材，所述热轧复合机由2根光辊组成，所述光辊的温度为135~155℃，两根光辊线压力为110~150N/m，光辊直径为450~550mm；
（6）辐射接枝：将步骤（5）中制得的电池隔膜基材进行电子束辐射，所述电子束辐射电压为0.35~0.85MV，束流为15~35mA，辐射时间为25~35s，将辐射后的电池隔膜基材在一定的温度和压力下进行接枝反应，所述接枝反应温度为85~90℃，反应压力为0.1~0.25Mpa，反应时间为45~60min；
（7）水洗：对辐射接枝后的电池隔膜基材进行碱洗15~25分钟，然后再进行水洗；
（8）烘干：将水洗后的电池隔膜基材烘干，即得。
8.如权利要求7所述的复合型非织造电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）短纤维湿法层的制备过程中的干燥为六加热区干燥，每个所述加热区的温度和风速为：一加热区温度为115~125℃、风速为0.8~1.8m/s，二加热区温度125~130℃、风速为1.6~2.5m/s，三加热区温度130~140℃、风速为2.6~3.2m/s，四加热区温度140~150℃、风速为2.8~3.5m/s，五加热区温度140~150℃、风速为2.8~3.5m/s，六加热区温度140~150℃、风速为2.8~3.5m/s；所述步骤（8）中烘干方式为3区滚筒式烘干，烘干温度为1区85~90℃、2区100~105℃、3区为85~90℃。
9.如权利要求7所述的复合型非织造电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述聚丙烯长丝是以熔融指数为35~55g/10min的聚丙烯切片为原料，采用纺粘非织造布的生产工艺加工，依次经过螺杆挤出机加热熔融、过滤装置、计量泵、纺丝模头、冷却牵伸及分丝制得，其中，所述步骤（2）中纤维细度为6~8旦尼尔的聚丙烯长丝的制备过程中纺丝模头温度为180~210℃、冷却风温5~8℃、牵伸风压0.04~0.06Mpa，所述步骤（4）中纤维细度为1.2~2.0旦尼尔的聚丙烯长丝的制备过程中纺丝模头温度为230~260℃，冷切风温15~23℃，牵伸风压0.1~0.2Mpa。
10.如权利要求7所述的复合型非织造电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述细度为200~6000nm的聚丙烯纤维是以熔融指数为1450~1800g/10min的聚丙烯作为原料，采用熔喷非织造布的生产工艺加工，依次经过螺杆挤出机加热熔融、过滤装置、计量泵、纺丝模头、热风牵伸制成，其中，纺丝模头温度为230~250℃，热风温度250~300℃。
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