CN109802074A - 一种锂电池隔膜改性处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种锂电池隔膜改性处理方法，包括，检验挑选隔膜外观、热收缩、拉伸强度、透气度、孔隙率、穿刺强度等物化参数合格的隔膜；打开包装，取出用卷筒固定好的隔膜，卷筒两端用泡沫固定架进行固定卷筒，控制隔膜最低端到地面距离，防止隔膜接着地面；提前打开烤箱温度开关，调节到60℃‑70℃之间，提前30min预热烤箱，并打开烤箱内部循环风开关；将隔膜放入烤箱中，烘烤60‑120min，然后取出，放入常温静置到室温，打包装箱即可正常使用，隔膜通过热处理后，其孔隙率、热收缩，拉伸强度、透气值一致性较好，进而做出来的电池容量分布一致性变好，自放电降低，同时，隔膜的穿刺强度和拉伸强度得到提高，最后可以改善电池的安全性能，提高电池合格率。

Description

一种锂电池隔膜改性处理方法

技术领域

本发明涉及锂电池生产方法，具体是涉及一种锂电池隔膜改性处理方法。

背景技术

锂电池的结构中，隔膜是关键的内层组件之一。隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性，性能优异的隔膜对提 高电池的综合性能具有重要的作用。隔膜通俗点的描述就是一层多孔的塑料薄膜，是 锂电材料中技术壁垒最高的一种高附加值材料，约占锂电池成本的8％-15％。

电池隔膜的发展是随着锂离子电池的需求不断变化而发展的,从体积上看,锂离子电池正在朝着小和大两个截然不同的方向发展。高性能锂离子二次电池对隔膜的性 能要求也是越来越高。随着车用动力电池的需求发展,将形成一个快速的产业增长, 对隔膜需求量也将大幅提高。未来二次电池隔膜的发展方向,主要集中在提高电池隔 膜的强度、稳定性和孔隙率等方面，并且期望能简化膜的制备工艺,研究开发出适合 大规模自动化制膜的工艺。随着聚合物改性、合成技术和生产工艺的不断进步,必将 有更新的技术来改进聚合物隔膜的性能。目前,电池隔膜的研究重点是开发制造工艺 简单、制造成本低的途径,这对于提高电池性能和降低电池成本具有重要的实际意义, 最终要使产品的孔径尺寸适当、孔隙率高、机械强度能满足要求。

隔膜是锂离子电池的重要组成部分,近年来,对隔膜改性处理的研究日益受到关注,如掺杂、表面涂覆等。这些措施虽然对隔膜的性能有所改善,但工艺过程复杂,增 加了制造成本,并不适于现阶段产业化的要求。

发明内容

本发明是针对现有技术中的问题，现提供一种锂电池隔膜改性处理方法，该方法不仅工艺过程简单，改性成本相对较低，而且机械强度和穿刺强度得到提高,减轻了 自身损伤和高温收缩而导致电池内部短路的问题，电池安全及自放电性能好，且其处 理过的隔膜电池容量一致性较好，进而提高电池合格率。

本发明提供了一种锂电池隔膜改性处理方法，其特征在于，

步骤1：选择外观、热收缩、拉伸强度、透气度、孔隙率、穿刺强度等物化参数合 格批次的隔膜；

步骤2：打开包装，取出用卷筒固定好的隔膜，卷筒两端用泡沫固定架进行固定卷筒，控制隔膜最低端到地面距离，防止隔膜接着地面；

步骤3：提前打开烤箱温度开关，调节到60℃-70℃之间，提前30min预热烤箱， 并打开烤箱内部循环风开关；

步骤4：将检验挑选隔膜外观、热收缩一致性较好的隔膜，放入已提前预热后的烤箱中，烘烤60-120min，然后取出，放入常温静置到室温，打包装箱即可正常使用。

作为实施例的一种优选，所述步骤2中隔膜最低端到地面距离为100mm-200mm。

作为实施例的一种优选，所述烤箱为真空烤箱。

作为实施例的一种优选，所述步骤3中烤箱温度调节为65°。

作为实施例的一种优选，所述烤箱内部上下左右四周设有网格，网格为大小为直径为3mm-5mm的圆通孔。

本发明一种锂电池隔膜改性处理方法有益效果是：隔膜通过热处理后，电池容量分布一致性变好，自放电降低，同时，隔膜的穿刺强度和拉伸强度得到提高，最后可 以改善电池的安全性能，提高电池合格率。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。 但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不 违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描 述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括 一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

一种锂电池隔膜改性处理方法，具体步骤为：

步骤1：选择外观、热收缩、拉伸强度、透气度、孔隙率、穿刺强度等物化参数合 格批次的隔膜；

步骤2：打开包装，取出用卷筒固定好的隔膜，卷筒两端用泡沫固定架进行固定卷筒，控制隔膜最低端到地面距离，防止隔膜接着地面；

步骤3：提前打开烤箱温度开关，调节到65℃，提前30min预热烤箱，并打开烤 箱内部循环风开关；

步骤4：将检验外观、热收缩、拉伸强度、透气度、孔隙率、穿刺强度等物化参数 合格批次的隔膜，放入已提前预热后的烤箱中，烘烤100min，然后取出，放入常温静 置到室温，打包装箱即可正常使用。

其中，在步骤2中隔膜最低端到地面距离为100mm-200mm，本实施例中，隔膜最低端到地面距离为150mm，在隔膜和地面之间设置一定的距离，可以避免隔膜与地面接触， 影响隔膜质量，同时，也可以更好的将隔膜进行加热。

其中，烤箱为真空烤箱，烤箱内部上下左右四周设有网格，网格为大小为直径为3mm-5mm的圆通孔，本实施例中，圆通孔直径为4mm，通过烤箱内部的网格，可以使隔 膜能够得到均匀的循环热风，提高热烘烤的一致性。

表一为湿法隔膜16μm物理性能改善前的检测数据，表二维湿法隔膜16μm物理 性能改善后的检测数据。

表一：湿法隔膜16μm物理性能改善前

表二：湿法隔膜16μm物理性能改善后

在进行热处理后，隔膜的表面形貌变化不大,但由于聚乙烯本身性质的原因,热处理会导致隔膜收缩,细微的孔径变小,孔隙率下降,也会使单位体积的聚乙烯含量 增加,机械强度和穿刺强度得到高。

热处理前后隔膜的穿刺强度变化不大,但热处理后的一致性得到提高。这是因为隔膜在热处理后的孔隙率降低,使结构变得均匀所致。

通过热处理，可以减少自放电，这主要是因为隔膜经热处理后,会导致结构收缩、细微的孔径变小及孔隙率下降。这些因素均对正极活性材料的颗粒或离子穿过隔膜起 到很好的阻碍作用，进而减少自放电

热处理能使隔膜的结构变得更均匀,提高了穿刺强度,特别是降低了锂枝晶对隔膜的损伤,避免了微短路的发生,因此隔膜热处理能改善电池的过充安全性能。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合 不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本 发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种锂电池隔膜改性处理方法，其特征在于，

步骤1：选择隔膜外观、热收缩、拉伸强度、透气度、孔隙率、穿刺强度等物化参数合格批次的隔膜；

步骤2：打开包装，取出用卷筒固定好的隔膜，卷筒两端用泡沫固定架进行固定卷筒，控制隔膜最低端到地面距离，防止隔膜接着地面；

步骤3：提前打开烤箱温度开关，调节到60℃-70℃之间，提前30min预热烤箱，并打开烤箱内部循环风开关；

步骤4：将检验外观、热收缩、拉伸强度、透气度、孔隙率、穿刺强度等物化参数合格批次的隔膜，放入已提前预热后的烤箱中，烘烤60-120min，然后取出，放入常温静置到室温，打包装箱即可正常使用。

2.根据权利要求1所述的锂电池隔膜改性处理方法，其特征在于：所述步骤2中隔膜最低端到地面距离为100mm-200mm。

3.根据权利要求1所述的锂电池隔膜改性处理方法，其特征在于：所述烤箱为真空烤箱。

4.根据权利要求3所述的锂电池隔膜改性处理方法，其特征在于：所述步骤3中烤箱温度调节为65°。

5.根据权利要求4所述的锂电池隔膜改性处理方法，其特征在于：所述烤箱内部上下左右四周设有网格，网格为大小为直径为3mm-5mm的圆通孔。