CN114899550A - 一种纵向高屈服强度干法单拉隔膜的制备方法 - Google Patents
一种纵向高屈服强度干法单拉隔膜的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114899550A CN114899550A CN202210180521.4A CN202210180521A CN114899550A CN 114899550 A CN114899550 A CN 114899550A CN 202210180521 A CN202210180521 A CN 202210180521A CN 114899550 A CN114899550 A CN 114899550A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- temperature
- diaphragm
- yield
- low
- stretching
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000010622 cold drawing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 8
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims 12
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 5
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 238000004513 sizing Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K lithium iron phosphate Chemical compound [Li+].[Fe+2].[O-]P([O-])([O-])=O GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/403—Manufacturing processes of separators, membranes or diaphragms
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/489—Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
- H01M50/494—Tensile strength
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)
Abstract
本发明适用于锂离子电池干法单拉隔膜领域，提供了一种纵向高屈服强度干法单拉隔膜的制备方法，所述纵向高屈服强度干法单拉隔膜的制备方法包括如下步骤：1)在低温环境下对隔膜进行拉伸工序，在拉伸工序低温拉伸过程中，通过隔膜以S形运动方式经过多条冷拉辊筒，其低温拉伸温度为70～130℃；2)在高温环境中对拉伸后的隔膜进行定型，在拉伸工序高温定型阶段，隔膜以S型方式经过多条热定型辊筒，其高温定型温度为150～170℃。本发明生产设备/工艺技术成熟，通过对隔膜拉伸工序优化，运用几字形冷拉速比，以及锯齿形定型速比，提高微孔的分布及数量；所制备的干法单向拉伸隔膜，其纵向屈服强度≥60MPa。
Description
技术领域
本发明属于锂离子电池干法单拉隔膜领域，尤其涉及一种纵向高屈服强度干法单拉隔膜的制备方法。
背景技术
干法单拉锂电隔膜在磷酸铁锂动力锂离子电池应用场景中，存在着一些苛刻的使用场景。如电池挤压，电池跌落，电池碰撞等情况。目前的普通干法单拉隔膜一般采用单辊单速比低温拉伸，之后采用恒速比定型，孔的数量较少，分布均匀度较一般。本发明涉及一种纵向高屈服强度干法单拉隔膜的制备方法，通过运用多辊几字形冷拉速比，以及锯齿形定型速比，形成更多的微孔结构，进而提高隔膜的纵向屈服强度。纵向高屈服强度的隔膜能对电池的完整度以及正负极的保护起到更好的作用，减少短路甚至起火的风险，对提高电池的安全性能有着重要的影响。
目前的隔膜的纵向屈服强度不足，内部的电池容易发生碰撞及挤压造成的短路。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种纵向高屈服强度干法单拉隔膜的制备方法，旨在解决目前的隔膜的纵向屈服强度不足，内部的电池容易发生碰撞及挤压造成的短路的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种纵向高屈服强度干法单拉隔膜的制备方法，所述纵向高屈服强度干法单拉隔膜的制备方法包括如下步骤：
1)在低温环境下对隔膜进行拉伸工序，在拉伸工序低温拉伸过程中，通过隔膜以S形运动方式经过多条冷拉辊筒，其低温拉伸温度为70～130℃；
2)在高温环境中对拉伸后的隔膜进行定型，在拉伸工序高温定型阶段，隔膜以S型方式经过多条热定型辊筒，其高温定型温度为150～170℃。
优选地，在步骤1)中，在此隔膜的行进方向上的第X、X+1、X+2、X+3个冷拉辊筒，其速度为VX、VX+1、VX+2、VX+3，其速比分别设定为KX、KX+1、KX+2、KX+3；
其中，KX＝VX/VX-1，KX+1＝VX+1/VX，KX+2＝VX+2/VX+1，KX+3＝VX+3/VX+2，X是大于等于1的正整数。
优选地，在步骤2)中，在此隔膜的行进方向上的第Y、Y+1、Y+2、Y+3个定型辊筒，其速度为VY、VY+1、VY+2、VY+3，其速比分别设定为KY、KY+1、KY+2、KY+3；
其中，KY＝VY/VY-1，KY+1＝VY+1/VY，KY+2＝VY+2/VY+1，KY+3＝VY+3/VY+2，Y是大于等于1的正整数。
优选地，在步骤1)和步骤2)中，当KX＝KX+3，则KX+1＝KX+2，且KX+1-KX的绝对值不小于0.050；
当KY＝KY+2、则KY+1＝KY+3，且KY+1-KY的绝对值不小于0.015。
优选地，在步骤1)和步骤2)中，低温拉伸区辊筒的直径不小于100mm，高温定型区辊筒的直径不小于250mm。
优选地，在步骤1)中，低温拉伸温度处于60～120℃之间，低温拉伸总速比为1.10～1.50，且每个辊筒的速比KX均不小于1.001。
优选地，在步骤2)中，高温定型温度处于145～175℃之间，高温定型区总速比为0.60～0.95，且每个辊筒的速比KX均不大于0.999。
优选地，在步骤1)和步骤2)中，第一根低温拉伸区域的辊筒，其转速处于5.0m/min～8.0m/min；最后一根高温定型区域的辊筒，其转速处于9.0m/min～20.0m/min。
优选地，在步骤1)和步骤2)中，低温拉伸区域的辊筒数量不小于4根，高温定型区域的辊筒数量不小于10根。
优选地，隔膜厚度在6um～32um，纵向屈服强度不小于60MPa。
本发明实施例提供的一种纵向高屈服强度干法单拉隔膜的制备方法，具有以下有益效果：
1.本发明生产设备/工艺技术成熟，通过对隔膜拉伸工序优化，运用几字形冷拉速比，以及锯齿形定型速比，提高微孔的分布及数量；
2.所制备的干法单向拉伸隔膜，其纵向屈服强度≥60MPa。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种纵向高屈服强度干法单拉隔膜的制备方法中隔膜在低温拉伸过程的行走方式示意图；
图2为本发明实施例提供的一种纵向高屈服强度干法单拉隔膜的制备方法中隔膜在高温定型过程的行走方式示意图；
图3为本发明实施例提供的一种纵向高屈服强度干法单拉隔膜的制备方法中低温拉伸过程的几字形速比分布示意图；
图4为本发明实施例提供的一种纵向高屈服强度干法单拉隔膜的制备方法中高温定型过程的锯齿形速比分布示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
如图1所示，在本发明实施例中，对低温拉伸区域采用4根钢辊，辊直径为150mm，膜与辊筒的包角为210°，其速比分别为K1、K2、K3、K4。
如图2所示，在本发明实施例中，对高温定型区域采用10根钢辊，辊直径为300mm，膜与辊筒的包角为210°，其速比分别为K21、K22、K23、K24、K25、K26、K27、K28、K29、K30。
实施例1：
在隔膜拉伸过程中，低温拉伸区的第一根辊的速度为5.0m/min，低温拉伸区的温度为90℃，速比K1＝1.005、K2＝1.065、K3＝1.065、K4＝1.005，低温拉伸区总速比为1.146；高温定型区的温度为158℃，速比K21＝0.970、K22＝0.990、K23＝0.970、K24＝0.990、K25＝0.970、K26＝0.990、K27＝0.970、K28＝0.990、K29＝0.970、K30＝0.990，高温定型区总速比为0.817。
实施例2：
在隔膜拉伸过程中，低温拉伸区的第一根辊的速度为6.0m/min，低温拉伸区的温度为95℃，速比K1＝1.010、K2＝1.072、K3＝1.072、K4＝1.010，低温拉伸区总速比为1.172；高温定型区的温度为159℃，速比K21＝0.965、K22＝0.995、K23＝0.965、K24＝0.995、K25＝0.965、K26＝0.995、K27＝0.965、K28＝0.995、K29＝0.965、K30＝0.995，高温定型区总速比为0.816。
实施例3：
在隔膜拉伸过程中，低温拉伸区的第一根辊的速度为7.3m/min，低温拉伸区的温度为86℃，速比K1＝1.008、K2＝1.067、K3＝1.067、K4＝1.008，低温拉伸区总速比为1.157；高温定型区的温度为161℃，速比K21＝0.972、K22＝0.998、K23＝0.972、K24＝0.998、K25＝0.972、K26＝0.998、K27＝0.972、K28＝0.998、K29＝0.972、K30＝0.998，高温定型区总速比为0.859。
表1 实施例样品性能参数
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种纵向高屈服强度干法单拉隔膜的制备方法，其特征在于，所述纵向高屈服强度干法单拉隔膜的制备方法包括如下步骤：
1)在低温环境下对隔膜进行拉伸工序，在拉伸工序低温拉伸过程中，通过隔膜以S形运动方式经过多条冷拉辊筒，其低温拉伸温度为70～130℃；
2)在高温环境中对拉伸后的隔膜进行定型，在拉伸工序高温定型阶段，隔膜以S型方式经过多条热定型辊筒，其高温定型温度为150～170℃。
2.根据权利要求1所述的纵向高屈服强度干法单拉隔膜的制备方法，其特征在于，在步骤1)中，在此隔膜的行进方向上的第X、X+1、X+2、X+3个冷拉辊筒，其速度为VX、VX+1、VX+2、VX+3，其速比分别设定为KX、KX+1、KX+2、KX+3；
其中，KX＝VX/VX-1，KX+1＝VX+1/VX，KX+2＝VX+2/VX+1，KX+3＝VX+3/VX+2，X是大于等于1的正整数。
3.根据权利要求1所述的纵向高屈服强度干法单拉隔膜的制备方法，其特征在于，在步骤2)中，在此隔膜的行进方向上的第Y、Y+1、Y+2、Y+3个定型辊筒，其速度为VY、VY+1、VY+2、VY+3，其速比分别设定为KY、KY+1、KY+2、KY+3；
其中，KY＝VY/VY-1，KY+1＝VY+1/VY，KY+2＝VY+2/VY+1，KY+3＝VY+3/VY+2，Y是大于等于1的正整数。
4.根据权利要求1所述的纵向高屈服强度干法单拉隔膜的制备方法，其特征在于，在步骤1)和步骤2)中，当KX＝KX+3，则KX+1＝KX+2，且KX+1-KX的绝对值不小于0.050；
当KY＝KY+2、则KY+1＝KY+3，且KY+1-KY的绝对值不小于0.015。
5.根据权利要求1所述的纵向高屈服强度干法单拉隔膜的制备方法，其特征在于，在步骤1)和步骤2)中，低温拉伸区辊筒的直径不小于100mm，高温定型区辊筒的直径不小于250mm。
6.根据权利要求1所述的纵向高屈服强度干法单拉隔膜的制备方法，其特征在于，在步骤1)中，低温拉伸温度处于60～120℃之间，低温拉伸总速比为1.10～1.50，且每个辊筒的速比KX均不小于1.001。
7.根据权利要求1所述的纵向高屈服强度干法单拉隔膜的制备方法，其特征在于，在步骤2)中，高温定型温度处于145～175℃之间，高温定型区总速比为0.60～0.95，且每个辊筒的速比KX均不大于0.999。
8.根据权利要求1所述的纵向高屈服强度干法单拉隔膜的制备方法，其特征在于，在步骤1)和步骤2)中，第一根低温拉伸区域的辊筒，其转速处于5.0m/min～8.0m/min；最后一根高温定型区域的辊筒，其转速处于9.0m/min～20.0m/min。
9.根据权利要求1所述的纵向高屈服强度干法单拉隔膜的制备方法，其特征在于，在步骤1)和步骤2)中，低温拉伸区域的辊筒数量不小于4根，高温定型区域的辊筒数量不小于10根。
10.根据权利要求1所述的纵向高屈服强度干法单拉隔膜的制备方法，其特征在于，隔膜厚度在6um～32um，纵向屈服强度不小于60MPa。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210180521.4A CN114899550A (zh) | 2022-02-26 | 2022-02-26 | 一种纵向高屈服强度干法单拉隔膜的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210180521.4A CN114899550A (zh) | 2022-02-26 | 2022-02-26 | 一种纵向高屈服强度干法单拉隔膜的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114899550A true CN114899550A (zh) | 2022-08-12 |
Family
ID=82715491
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210180521.4A Pending CN114899550A (zh) | 2022-02-26 | 2022-02-26 | 一种纵向高屈服强度干法单拉隔膜的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114899550A (zh) |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102001186A (zh) * | 2010-10-13 | 2011-04-06 | 深圳市星源材质科技股份有限公司 | 聚烯烃微孔膜的形成方法及其应用 |
| CN102241832A (zh) * | 2011-05-14 | 2011-11-16 | 中材科技股份有限公司 | 聚烯烃薄膜及其制备方法 |
| KR20130082493A (ko) * | 2013-07-04 | 2013-07-19 | 에스케이이노베이션 주식회사 | 고온 강도 및 투과도가 우수한 폴리에틸렌 미세다공막 |
| CN105479765A (zh) * | 2015-11-03 | 2016-04-13 | 深圳市星源材质科技股份有限公司 | 一种高吸液率/高保液率干法单向拉伸隔膜的制备方法 |
| CN105500724A (zh) * | 2015-12-18 | 2016-04-20 | 江苏安瑞达新材料有限公司 | 一种动力锂电池隔膜的制备方法 |
| CN105591056A (zh) * | 2015-12-28 | 2016-05-18 | 深圳市星源材质科技股份有限公司 | 一种成孔均匀的干法单向拉伸隔膜及其制备方法 |
| CN106626457A (zh) * | 2016-12-01 | 2017-05-10 | 深圳市星源材质科技股份有限公司 | 一种聚烯烃微孔膜的制备方法 |
| CN110112350A (zh) * | 2019-05-20 | 2019-08-09 | 深圳市星源材质科技股份有限公司 | 隔膜及其制造方法以及电池 |
| CN111391267A (zh) * | 2020-03-25 | 2020-07-10 | 石狮申泰新材料科技有限公司 | 一种锂电池隔膜的干法单拉生产工艺 |
-
2022
- 2022-02-26 CN CN202210180521.4A patent/CN114899550A/zh active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102001186A (zh) * | 2010-10-13 | 2011-04-06 | 深圳市星源材质科技股份有限公司 | 聚烯烃微孔膜的形成方法及其应用 |
| CN102241832A (zh) * | 2011-05-14 | 2011-11-16 | 中材科技股份有限公司 | 聚烯烃薄膜及其制备方法 |
| KR20130082493A (ko) * | 2013-07-04 | 2013-07-19 | 에스케이이노베이션 주식회사 | 고온 강도 및 투과도가 우수한 폴리에틸렌 미세다공막 |
| CN105479765A (zh) * | 2015-11-03 | 2016-04-13 | 深圳市星源材质科技股份有限公司 | 一种高吸液率/高保液率干法单向拉伸隔膜的制备方法 |
| CN105500724A (zh) * | 2015-12-18 | 2016-04-20 | 江苏安瑞达新材料有限公司 | 一种动力锂电池隔膜的制备方法 |
| CN105591056A (zh) * | 2015-12-28 | 2016-05-18 | 深圳市星源材质科技股份有限公司 | 一种成孔均匀的干法单向拉伸隔膜及其制备方法 |
| CN106626457A (zh) * | 2016-12-01 | 2017-05-10 | 深圳市星源材质科技股份有限公司 | 一种聚烯烃微孔膜的制备方法 |
| CN110112350A (zh) * | 2019-05-20 | 2019-08-09 | 深圳市星源材质科技股份有限公司 | 隔膜及其制造方法以及电池 |
| CN111391267A (zh) * | 2020-03-25 | 2020-07-10 | 石狮申泰新材料科技有限公司 | 一种锂电池隔膜的干法单拉生产工艺 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN202464879U (zh) | 用于锂电池隔膜生产线的流延收卷改良装置 | |
| CN112397682B (zh) | 一种补锂的负极极片及其锂离子电池 | |
| CN102271791B (zh) | 制造微孔聚合物膜的方法和通过其制造的微孔聚合物膜 | |
| CN105655518B (zh) | 一种新型多孔锂电池隔膜的制备工艺 | |
| CN102956859A (zh) | 一种多层聚烯烃复合微孔膜的制备方法 | |
| CN110828751B (zh) | 一种多层微孔结构聚乙烯隔膜的制备方法 | |
| CN102847859B (zh) | 一种锂离子电池极片的碾压方法 | |
| CN110048055A (zh) | 一种锂离子二次电池隔膜的生产方法及系统 | |
| CN105591056B (zh) | 一种成孔均匀的干法单向拉伸隔膜及其制备方法 | |
| CN110165123A (zh) | 聚乙烯微孔膜及其制备方法和应用 | |
| CN114899550A (zh) | 一种纵向高屈服强度干法单拉隔膜的制备方法 | |
| CN108110220B (zh) | 一种高负载量高压实密度锂离子电池极片制备方法 | |
| CN107046117A (zh) | 一种用于锂离子电池隔膜或基膜的电晕处理装置及其应用 | |
| CN105479765B (zh) | 一种干法单向拉伸隔膜及其制备方法 | |
| CN211412577U (zh) | 一种涂膜舒展机构 | |
| CN107931005A (zh) | 一种双面同时挤压涂布机 | |
| CN106626457A (zh) | 一种聚烯烃微孔膜的制备方法 | |
| CN207542312U (zh) | 一种锂离子电池极耳展平装置 | |
| CN206574779U (zh) | 一种用于锂离子电池隔膜或基膜的电晕处理装置和系统 | |
| CN206461011U (zh) | 便于电芯卷材排气的锂电池 | |
| CN110406136A (zh) | 一种多层复合型锂离子电池隔膜的制备方法 | |
| CN202367948U (zh) | 热处理装置 | |
| CN112371461A (zh) | 用于锂电池生产的烘干系统及烘干方法 | |
| CN116752315A (zh) | 一种聚乙烯纳米纤维微孔膜及其加工方法和生产线 | |
| CN220052874U (zh) | 电池隔膜拉伸定型设备以及电池隔膜生产系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |