CN116790157A - 一种基于聚乙烯和膨胀阻燃剂的阻燃保护膜及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于聚乙烯和膨胀阻燃剂的阻燃保护膜及其制备方法与应用，属于锂离子电池技术领域。解决了现有技术中，在电池电芯中直接加入商用阻燃剂通常会急剧恶化电池的综合性能，而改进适配的阻燃剂的合成工艺要求高、价格昂贵，难以得到商业化应用的技术问题。本发明的阻燃保护膜，由依次设置的第一聚乙烯薄膜、膨胀阻燃剂涂层和第二聚乙烯薄膜组成；膨胀阻燃剂涂层由聚磷酸铵、葡萄糖酸钙和氧化淀粉组成。该阻燃保护膜既将阻燃剂放置到了电芯内部，可在电芯起火的第一时间发挥阻燃功效，又隔绝了阻燃剂和电解质的接触，避免了电性能的恶化，具有生产效率高、阻燃性好、绿色环保、无有毒气体释放等优点。
Description
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种基于聚乙烯和膨胀阻燃剂的阻燃保护膜及其制备方法与应用，尤其涉及该阻燃保护膜在制备软包锂离子电池阻燃电芯中的应用。
背景技术
近年来我国新能源电池产业迎来了前所未有的发展机遇。根据工信部的数据，2022年全国锂离子电池产量达750GWh，同比增长超过130％，连续多年保持100％以上的增长率。为了不断提升锂电池行业的竞争力，锂离子电池行业应该加快技术创新和转型升级发展，不断提升先进产品供给能力。
锂电池较低的火安全性是影响其发展的一个因素。锂电池中的电解质、溶液、电极材料等均存在燃烧性，在过充电、撞击、高热等环境下可能发生热失控，导致冒烟、起火和爆炸。近年来，一系列安全问题也引起了社会面广泛的关注，尤其是短视频平台的兴起，电池起火导致的汽车自燃往往迅速传播，给新能源汽车的推广带来了负面影响。因此，安全才是电池行业能够持续发展的基石，承载着电池的安身立命之本。
针对锂电池的燃烧、爆炸等严重的火安全风险，学术界和工业界采取了多种措施以抑制锂电池的燃烧。工业生产中可以使用外部安全装置来克服这些问题，比如使用负温度系数热敏电阻作为过流断流器、用带有场效应晶体管的充电保护集成电路作为过充电/过放电断流器、在模组与电池包的空隙中加入阻燃材料，抑制电芯起火后的快速扩散和爆炸等(义夫正树，等.锂离子电池：科学与技术[M].北京：化学工业出版社)。然而从实际情况来看，锂电池的安全系数还是较小。从材料自身出发，研究者开发了系列热性能或/和电化学性能稳定的电解质、过充电抑制剂等物质。这样可以提升电池发生热失控的门槛，但不能降低热失控造成的后果。电芯中直接加入阻燃剂是一种较为直接的方法，可以在起火的第一时间发挥功效，阻止/延缓火势的扩大，争取宝贵的逃生时间。但是普通阻燃剂的化学特性通常会急剧恶化电池的综合性能。为了避免这一缺陷，研究人员需要开发针对性的阻燃剂，例如含磷氮的有机阻燃剂(Long,M.C.,Chem.Eng.J.,2022,432,134394)、磷氮烯等(C.W.Lee,Electrochem.Solid-State Lett.,2000,3,63)。但是特定阻燃剂的合成工艺要求高、价格昂贵，难以得到商业化应用。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种基于聚乙烯和膨胀阻燃剂的阻燃保护膜，该阻燃保护膜具有生产效率高、阻燃性好、绿色环保、无有毒气体释放等优点。
本发明的目的之二是提供一种基于聚乙烯和膨胀阻燃剂的阻燃保护膜的制备方法，该阻燃保护膜的制备方法和设备与现有软包电池的产线兼容，不需额外购买新设备和产线改造即可进行生产，具有经济性。
本发明的目的之三是提供一种基于聚乙烯和膨胀阻燃剂的阻燃保护膜在制备阻燃电芯中的应用及制备的阻燃电芯，该阻燃电芯具有薄膜-膨胀阻燃剂涂层-薄膜的“三明治”结构，既将阻燃剂放置到了电芯内部，可在电芯起火的第一时间发挥阻燃功效，又隔绝了阻燃剂和电解质的接触，避免了电性能的恶化。
本发明实现上述目的采取的技术方案如下。
本发明的基于聚乙烯和膨胀阻燃剂的阻燃保护膜，由依次设置的第一聚乙烯薄膜、膨胀阻燃剂涂层和第二聚乙烯薄膜组成；
所述膨胀阻燃剂涂层由质量比为100:60-40:5-10的聚磷酸铵、葡萄糖酸钙和氧化淀粉组成。
优选的是，所述基于聚乙烯和膨胀阻燃剂的阻燃保护膜的厚度为50-70μm。
本发明的基于聚乙烯和膨胀阻燃剂的阻燃保护膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、按配比称取聚磷酸铵、葡萄糖酸钙和氧化淀粉，并加入纯净水，搅拌均匀，得到阻燃浆料；
所述纯净水的添加量为聚磷酸铵、葡萄糖酸钙和氧化淀粉总质量的30-50％；
步骤二、在第一聚乙烯薄膜的上表面涂布阻燃浆料，干燥，形成膨胀阻燃剂涂层，收卷，再将第二聚乙烯薄膜覆盖在膨胀阻燃剂涂层的上表面上，经辊压，得到基于聚乙烯和膨胀阻燃剂的阻燃保护膜。
优选的是，所述步骤一中，搅拌速度为120-480rpm。
优选的是，所述步骤一中，加入纯净水后，搅拌时间为10-30min。
优选的是，所述步骤二中，辊压前，第一聚乙烯薄膜的厚度为12-15μm，第二聚乙烯薄膜的厚度为12-15μm，膨胀阻燃剂涂层的厚度为70-90μm。
优选的是，所述步骤二中，第一聚乙烯薄膜的上表面涂布阻燃浆料时，第一聚乙烯薄膜的左右两侧留余4-6mm。
优选的是，所述步骤二中，第二聚乙烯薄膜和第一聚乙烯薄膜对齐。
优选的是，所述步骤二中，辊压采用热压成型，主辊温度为90±2℃。
本发明还提供上述基于聚乙烯和膨胀阻燃剂的阻燃保护膜在制备阻燃电芯中的应用，步骤为：将基于聚乙烯和膨胀阻燃剂的阻燃保护膜烘干至水分值为150ppm以下，在电芯叠片完成后的干电芯外缠绕烘干的基于聚乙烯和膨胀阻燃剂的阻燃保护膜。
优选的是，所述烘干为真空干燥，真空度为50-200Pa，烘干温度为70-90℃。
优选的是，缠绕厚度为缠绕至阻燃电芯所允许的最大厚度。
优选的是，缠绕圈数为4-6圈。
本发明还提供上述基于聚乙烯和膨胀阻燃剂的阻燃保护膜制备的阻燃电芯。
本发明的原理为：在软包锂电池工艺中，电极片和隔膜通过“Z”形折叠完成叠片，组成电芯的主体，然后包裹铝塑膜、注液、密封等。电极片叠片完成后，厚度上往往还有余量，本发明利用这部分余量继续缠绕阻燃保护膜以提高锂电池的阻燃性能。从而将阻燃措施引入电芯内部，因此在电芯发生失火时，阻燃剂可以迅速发挥功效，避免或延缓火势的扩大。本发明的阻燃保护膜采用聚乙烯薄膜-高效膨胀阻燃剂-聚乙烯薄膜的叠加结构。其中，膨胀型阻燃剂是一种环保的绿色阻燃剂，不含卤素，符合无卤阻燃的发展方向。含膨胀型阻燃剂的基材在燃烧时表面会生成炭质泡沫层，起到隔热、隔氧、抑烟、防滴等功效，具有优良的阻燃性能，且低烟、低毒、无腐蚀性气体产生。本发明的膨胀阻燃剂采用聚磷酸铵、葡萄糖酸钙和氧化淀粉复配组成。聚磷酸铵受热后分解释放磷酸类物质和惰性气体；葡萄糖酸钙受热后高度膨胀，形成炭层；氧化淀粉也可形成炭层，同时起粘结剂的作用使阻燃剂和聚乙烯膜牢固结合。且氧化淀粉水溶性较好，可以缩短溶解时间，降低操作难度和减少搅拌工序的能耗；粘度适中，可以添加更多葡萄糖酸钙，增加阻燃过程的成炭能力；浆料中含水量低，减少涂布后干燥过程的能量消耗。而两层聚乙烯薄膜可以隔断阻燃剂和电解质的接触，避免其对电性能的影响。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、本发明的阻燃保护膜采用聚磷酸铵、葡萄糖酸钙、氧化淀粉复配作为膨胀阻燃剂，其中葡萄糖酸钙受热后具有高膨胀性，可与聚磷酸铵高效协同。同时氧化淀粉既作为炭源参与协效阻燃，又作为粘结剂促进阻燃浆料在聚乙烯薄膜上的均匀涂布和稳定粘合。
2、本发明的阻燃保护膜采用氧化淀粉作为粘结剂，可以避免羧甲基纤维素钠等粘结剂少量添加就导致粘度大幅上升的弊端，从而可以添加更多葡萄糖酸钙，大幅提升阻燃剂整体的成炭能力，具有更好的阻燃性。
3、本发明的阻燃保护膜采用水溶性好的氧化淀粉，使阻燃浆料制备所需时间减少，可大幅提升生产效率；同时体系粘度稳定，可取消涂布前的粘度调节工序；浆料含水量低，可以降低涂布-干燥过程中的热量需求；浆料中粘结剂含量高，最终涂层在聚乙烯膜上的牢固度高，缠绕过程中无掉渣。
4、本发明的阻燃保护膜利用聚乙烯薄膜-膨胀阻燃剂涂层-聚乙烯薄膜的结构，既将膨胀阻燃剂设置到了阻燃电芯内部，可在阻燃电芯起火的第一时间发挥阻燃功效；又隔绝了膨胀阻燃剂和电解质的接触，避免了电性能的恶化。经垂直燃烧测试，本发明的阻燃保护膜无法被引燃，具有优异的阻燃性能。
5、本发明的阻燃保护膜的制备方法和设备与现有软包电池产线兼容，不需额外购买新设备和产线改造即可进行生产，具有经济性。
6、本发明制备的阻燃电芯在接触火焰时迅速形成大体积的膨胀炭层，阻碍热量的传递，难以被引燃。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例1和对比例2组装的电池在25℃，1C倍率下的充放电循环曲线。两者在1500圈循环后，依旧保持93％以上的容量保持率，说明阻燃隔膜的引入不影响电池的综合电性能。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
本发明的基于聚乙烯和膨胀阻燃剂的阻燃保护膜，由依次设置的第一聚乙烯薄膜、膨胀阻燃剂涂层和第二聚乙烯薄膜组成，通常从下至上依次设置，但不限于此；膨胀阻燃剂涂层由质量比为100:60-40:5-10的聚磷酸铵、葡萄糖酸钙和氧化淀粉组成。
上述技术方案中，基于聚乙烯和膨胀阻燃剂的阻燃保护膜的厚度优选为50-70μm。
本发明的基于聚乙烯和膨胀阻燃剂的阻燃保护膜经辊压制备。
本发明的基于聚乙烯和膨胀阻燃剂的阻燃保护膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、按配比称取聚磷酸铵、葡萄糖酸钙和氧化淀粉，再加入纯净水，搅拌形成均一的粘稠浆料，得到阻燃浆料；
步骤二、在第一聚乙烯薄膜的上表面涂布阻燃浆料，经干燥，形成膨胀阻燃剂涂层，收卷，再将第二聚乙烯薄膜覆盖在膨胀阻燃剂涂层的上表面上，经辊压，得到基于聚乙烯和膨胀阻燃剂的阻燃保护膜。
上述技术方案，步骤一中，称取聚磷酸铵、葡萄糖酸钙和氧化淀粉后，优选以120-480rpm的搅拌速度，逐级别加速，搅拌均匀。搅拌设备通常为搅拌桶。
上述技术方案，步骤一中，纯净水的添加量优选为聚磷酸铵、葡萄糖酸钙和氧化淀粉总质量的30-50％。
上述技术方案，步骤一中，加入纯净水后，搅拌时间优选为10-30min。
上述技术方案，步骤二中，第一聚乙烯薄膜和第二聚乙烯薄膜的厚度均优选控制在12-15μm，宽度根据阻燃电芯的宽度进行相匹配的裁剪。第一聚乙烯薄膜的上表面涂布阻燃浆料时，第一聚乙烯薄膜的两侧优选留余4-6mm。第一聚乙烯薄膜的上表面涂布阻燃浆料，烘干收卷后，膨胀阻燃剂涂层厚度为70-90μm。第二聚乙烯薄膜和第一聚乙烯薄膜对齐。涂布设备通常采用涂布机，如负极涂布机。干燥设备优选为烘干机。
上述技术方案，步骤二中，辊压优选采用热压成型，主辊温度为90±2℃。
本发明的基于聚乙烯和膨胀阻燃剂的阻燃保护膜能够在制备阻燃电芯中应用，应用步骤如下：将基于聚乙烯和膨胀阻燃剂的阻燃保护膜烘干至水分值为150ppm以下，待电芯叠片完成后，在干电芯外缠绕烘干的基于聚乙烯和膨胀阻燃剂的阻燃保护膜。
上述技术方案，烘干为真空干燥，设备优选为真空箱，真空度为50-200Pa，温度70-90℃，重复充氮气-抽真空循环，直至基于聚乙烯和膨胀阻燃剂的阻燃保护膜的水分值降低到150ppm以下。
上述技术方案，缠绕厚度为至缠绕阻燃电芯所允许的最大厚度，通常为4-6圈。
本发明的基于聚乙烯和膨胀阻燃剂的阻燃保护膜制备的阻燃电芯，应用到软包锂电池中的方法，按照本领域技术人员熟知流程参照现有技术进行操作即可，没有特殊限制。
在本发明中所使用的术语，一般具有本领域普通技术人员通常理解的含义，除非另有说明。为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合实施例对本发明作进一步的详细介绍。
在以下实施例中，未详细描述的各种过程和方法是本领域中公知的常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂、装置、仪器、设备等，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
在以下实施例和对比例中，采用镍钴锰三元正极(Ni65产品)和石墨负极体系组装基础的常规电芯。其中正极由主材(三元镍钴锰材料)、导电剂(Super li、CNT)、粘结剂(PVDF)与氮甲基吡咯烷酮混合成浆料，经涂布在铝箔上后模切得到正极片；负极由主材(石墨)、导电剂(CNT)、粘结剂(羧甲基纤维素钠、SBR)和水混合成浆料，经涂布在铜箔上后模切得到负极片；再由叠片机将正极片、负极片和隔膜经“Z”形叠片形成干电芯。然后实施例在干电芯外围继续缠绕阻燃隔膜。最后经焊接极耳、封装铝塑膜、注液、化成等常规工序后得到成品电芯。
另外，值得说明的是，以下实施例和对比例中物料的份数均为质量份，测试数据依据GB/T 31486-2015《电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法》和GB 38031-2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》标准得到。薄膜阻燃性评价参考ASTM D4804标准执行。
实施例1
称取聚磷酸铵100份、葡萄糖酸钙60份、氧化淀粉5份于搅拌桶中，加入粉末总质量份数30％的纯净水，启动搅拌，搅拌速度从120rpm逐级提速到480rpm；10分钟后形成均一的浆料；将制备好的浆料通过涂布机涂覆到聚乙烯薄膜上，通过工艺调节，控制其中：聚乙烯薄膜左右两侧的留白宽度为5±1mm，经烘干机干燥，收卷后涂层的厚度为73μm；辊压时将一层聚乙烯薄膜热压到上述涂覆后聚乙烯薄膜上方，主辊温度为90±2℃。调节工艺，控制压实后的阻燃保护膜总厚度为54μm。
将实施例1得到的阻燃保护膜进行垂直燃烧测试，阻燃保护膜无法被引燃，说明其具有良好的阻燃性。
将实施例1得到的阻燃保护膜干燥后(水分值为150ppm以下)缠绕在叠片后的极片组外部，形成阻燃电芯，按照常规电池制作流程完成后续工序，组装成电池用以电性能测试。循环性能测试结果如图1所示。从图1可以看出，常温循环1500圈后，容量保持率为93.7％，电芯容量为59.9Ah，能量密度258.1Wh/kg。
实施例2
称取聚磷酸铵100份、葡萄糖酸钙50份、氧化淀粉7份于搅拌桶中，加入粉末总质量份数40％的纯净水，启动搅拌，搅拌速度从120rpm逐级提速到480rpm；20分钟后形成均一的浆料；将制备好的浆料通过涂布机涂覆到聚乙烯薄膜上，通过工艺调节，控制其中：聚乙烯薄膜左右两侧的留白宽度为5±1mm，经烘干机干燥，收卷后涂层的厚度为81μm；辊压时将一层聚乙烯薄膜热压到上述涂覆后聚乙烯薄膜上方，主辊温度为90±2℃。调节工艺，控制压实后的阻燃保护膜总厚度为61μm。
将实施例2得到的阻燃保护膜进行垂直燃烧测试，阻燃保护膜无法被引燃，说明其具有良好的阻燃性。
将实施例2得到的阻燃保护膜干燥后(水分值为150ppm以下)缠绕在叠片后的干电芯外部，形成阻燃电芯，按照常规电池制作流程完成后续工序，组装成电池用以电性能测试。测试结果为：常温循环1500圈后，容量保持率为93.1％，电芯容量为59.6Ah，能量密度257.7Wh/kg。
实施例3
称取聚磷酸铵100份、葡萄糖酸钙40份、氧化淀粉10份于搅拌桶中，加入粉末总质量份数50％的纯净水，启动搅拌，搅拌速度从120rpm逐级提速到480rpm；30分钟后形成均一的浆料；将制备好的浆料通过涂布机涂覆到聚乙烯薄膜上，通过工艺调节，控制其中：聚乙烯薄膜左右两侧的留白宽度为5±1mm，经烘干机干燥，收卷后涂层的厚度为87μm；辊压时将一层聚乙烯薄膜热压到上述涂覆后聚乙烯薄膜上方，主辊温度为90±2℃。调节工艺，控制压实后的阻燃保护膜总厚度为65μm。
将实施例3得到的阻燃保护膜进行垂直燃烧测试，阻燃保护膜无法被引燃，说明其具有良好的阻燃性。
将实施例3得到的阻燃保护膜干燥后(水分值为150ppm以下)缠绕在叠片后的干电芯外部，形成阻燃电芯，按照常规电池制作流程完成后续工序，组装成电池用以电性能测试。测试结果为：常温循环1500圈后，容量保持率为94.1％，电芯容量为59.3Ah，能量密度257.1Wh/kg。
对比例1
将两层厚度为12μm的聚乙烯薄膜热压到一起，主辊温度为90±2℃，得到待测薄膜。
将对比例1得到的待测薄膜进行垂直燃烧测试，待测薄膜直接被引燃，快速燃烧，无法自熄，燃烧殆尽。说明普通聚乙烯薄膜不具有阻燃性。
对比例2
按实施例1的方法组装电池，仅叠片完成的干电芯，不额外缠绕任何薄膜，对组装成的电池进行电性能测试，常温循环1500圈后，容量保持率为93.5％。电芯容量为60.9Ah，能量密度265.1Wh/kg。与实施例1的循环性能测试对比结果如图1所示。
从图1可以看出，添加阻燃保护膜后(实施例1)，电池的循环容量保持率相比空白组(对比例2)无明显的降低。
但是对比例2的电芯在接触火焰后，迅速被引燃，剧烈燃烧；相比之下，实施例1的电芯在接触火焰时迅速形成大体积的膨胀炭层，阻碍热量的传递，难以被引燃。
对比例3
称取聚磷酸铵100份、氧化淀粉5份于搅拌桶中，加入粉末总质量份数30％的纯净水，启动搅拌，搅拌速度从120rpm逐渐提速到480rpm；10分钟后形成均一的浆料；将制备好的浆料通过涂布机涂覆到聚乙烯薄膜上，通过工艺调节，控制其中：聚乙烯薄膜左右两侧的留白宽度为5±1mm，经烘干机干燥，收卷后涂层的厚度为71μm；辊压时将一层聚乙烯薄膜热压到上述涂覆后聚乙烯薄膜上方，主辊温度为90±2℃。调节工艺，控制压实后的阻燃保护膜总厚度为52μm。
将对比例3得到的阻燃保护膜进行垂直燃烧测试，阻燃保护膜被点燃后出现熔滴，表面形成薄炭层，无法有效抑制燃烧，说明其阻燃性不够。
对比例4
称取葡萄糖酸钙60份、氧化淀粉5份于搅拌桶中，加入粉末总质量份数30％的纯净水，启动搅拌，搅拌速度从120rpm逐级提速到480rpm；7分钟后形成均一的浆料；将制备好的浆料通过涂布机涂覆到聚乙烯薄膜上，通过工艺调节，控制其中：聚乙烯薄膜左右两侧的留白宽度为5±1mm，经烘干机干燥，收卷后涂层的厚度为68μm；辊压时将一层聚乙烯薄膜热压到上述涂覆后聚乙烯薄膜上方，主辊温度为90±2℃。调节工艺，控制压实后的阻燃保护膜总厚度为51μm。
将对比例4得到的阻燃保护膜进行垂直燃烧测试，阻燃保护膜迅速膨胀形成大体积的泡沫层，但是泡沫层松散，在火焰的冲击下形成碎片，无法有效阻隔样品和空气的接触，最终燃烧殆尽，说明其阻燃性不够。
对比例5
称取聚磷酸铵100份、葡萄糖酸钙60份于搅拌桶中，加入粉末总质量份数30％的纯净水，启动搅拌，搅拌速度从120rpm逐级提速到480rpm；10分钟后形成均一的浆料；将制备好的浆料通过涂布机涂覆到聚乙烯薄膜上，通过工艺调节，控制其中：聚乙烯薄膜左右两侧的留白宽度为5±1mm，经烘干机干燥后涂层表面出现脱落、剥离等，收卷时涂层大规模掉落，无法形成稳定的膨胀阻燃剂涂层。说明无氧化淀粉的粘结作用，薄膜表面无法形成稳定均一的膨胀阻燃剂涂层。
对比例6
称取聚磷酸铵100份、葡萄糖酸钙60份、羧甲基纤维素钠1份于搅拌桶中，加入粉末总质量份数80％的纯净水，启动搅拌，搅拌速度从120rpm逐级提速到480rpm；480分钟后形成均一的浆料；将制备好的浆料通过涂布机涂覆到聚乙烯薄膜上，通过工艺调节，控制其中：聚乙烯薄膜左右两侧的留白宽度为5±1mm，经烘干机干燥，收卷后涂层的厚度为73μm；辊压时将一层聚乙烯薄膜热压到上述涂覆后聚乙烯薄膜上方，主辊温度为90±2℃。调节工艺，控制压实后的阻燃保护膜总厚度为54μm。
将对比例6得到的阻燃保护膜进行垂直燃烧测试，阻燃保护膜无法被引燃，说明其具有良好的阻燃性。
但是，采用锂电池负极常用的粘结剂羧甲基纤维素钠后，由于其粘度极大，阻燃浆料混合时所需的水量大增，从粉末总质量的30％提升至粉末总质量的80％，增加涂布后干燥工艺的能耗；同时，羧甲基纤维素钠添加时需要精确称量，稍过量可能导致浆料粘度过高无法涂布；最重要的是，换用羧甲基纤维素钠后，搅拌时间从10分钟大幅提升至480分钟，导致能耗成本大幅增加。综上，采用氧化淀粉可大幅提升生产效率。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施例的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有实施例予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.基于聚乙烯和膨胀阻燃剂的阻燃保护膜，其特征在于，由依次设置的第一聚乙烯薄膜、膨胀阻燃剂涂层和第二聚乙烯薄膜组成；
所述膨胀阻燃剂涂层由质量比为100:60-40:5-10的聚磷酸铵、葡萄糖酸钙和氧化淀粉组成。
2.根据权利要求1所述的基于聚乙烯和膨胀阻燃剂的阻燃保护膜，其特征在于，所述基于聚乙烯和膨胀阻燃剂的阻燃保护膜的厚度为50-70μm。
3.权利要求1或2所述的基于聚乙烯和膨胀阻燃剂的阻燃保护膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、按配比称取聚磷酸铵、葡萄糖酸钙和氧化淀粉，并加入纯净水，搅拌均匀，得到阻燃浆料；
所述纯净水的添加量为聚磷酸铵、葡萄糖酸钙和氧化淀粉总质量的30-50％；
步骤二、在第一聚乙烯薄膜的上表面涂布阻燃浆料，干燥后，形成膨胀阻燃剂涂层，收卷，并将第二聚乙烯薄膜覆盖在膨胀阻燃剂涂层的上表面上，经辊压，得到基于聚乙烯和膨胀阻燃剂的阻燃保护膜。
4.根据权利要求3所述的基于聚乙烯和膨胀阻燃剂的阻燃保护膜的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，
搅拌速度为120-480rpm；
加入纯净水后，搅拌时间为10-30min。
5.根据权利要求3所述的基于聚乙烯和膨胀阻燃剂的阻燃保护膜的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，
辊压前，第一聚乙烯薄膜和第二聚乙烯薄膜的厚度分别为12-15μm，膨胀阻燃剂涂层的厚度为70-90μm；
第一聚乙烯薄膜的上表面涂布阻燃浆料时，第一聚乙烯薄膜的两侧留余4-6mm；
第二聚乙烯薄膜和第一聚乙烯薄膜对齐。
6.根据权利要求3所述的基于聚乙烯和膨胀阻燃剂的阻燃保护膜的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，辊压采用热压成型，主辊温度为90±2℃。
7.权利要求1或2所述的基于聚乙烯和膨胀阻燃剂的阻燃保护膜或权利要求3-6任何一项所述的基于聚乙烯和膨胀阻燃剂的阻燃保护膜的制备方法制备的基于聚乙烯和膨胀阻燃剂的阻燃保护膜在制备阻燃电芯中的应用，其特征在于，将基于聚乙烯和膨胀阻燃剂的阻燃保护膜烘干至水分值为150ppm以下，在电芯叠片完成后的干电芯外缠绕烘干的基于聚乙烯和膨胀阻燃剂的阻燃保护膜。
8.根据权利要求7所述的基于聚乙烯和膨胀阻燃剂的阻燃保护膜在制备阻燃电芯中的应用，其特征在于，烘干为真空干燥，真空度为50-200Pa，烘干温度为70-90℃；缠绕厚度为缠绕至阻燃电芯所允许的最大厚度。
9.根据权利要求7所述的基于聚乙烯和膨胀阻燃剂的阻燃保护膜在制备阻燃电芯中的应用，其特征在于，缠绕4-6圈。
10.权利要求1或2所述的基于聚乙烯和膨胀阻燃剂的阻燃保护膜或权利要求3-6任何一项所述的基于聚乙烯和膨胀阻燃剂的阻燃保护膜的制备方法制备的基于聚乙烯和膨胀阻燃剂的阻燃保护膜制备的阻燃电芯。
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