CN117559075A - 一种锂离子电池高耐热隔膜及其制备方法 - Google Patents

一种锂离子电池高耐热隔膜及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN117559075A
CN117559075A CN202210936399.9A CN202210936399A CN117559075A CN 117559075 A CN117559075 A CN 117559075A CN 202210936399 A CN202210936399 A CN 202210936399A CN 117559075 A CN117559075 A CN 117559075A
Authority
CN
China
Prior art keywords
speed
driving roller
coating
roller
lithium ion
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
Application number
CN202210936399.9A
Other languages
English (en)
Inventor
周阳
魏明
翟萌萌
韩超
杨冬梅
杜敬然
刘杲珺
白耀宗
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sinoma Lithium Film Co Ltd
Original Assignee
Sinoma Lithium Film Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sinoma Lithium Film Co Ltd filed Critical Sinoma Lithium Film Co Ltd
Priority to CN202210936399.9A priority Critical patent/CN117559075A/zh
Publication of CN117559075A publication Critical patent/CN117559075A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/403Manufacturing processes of separators, membranes or diaphragms
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • H01M10/0525Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4235Safety or regulating additives or arrangements in electrodes, separators or electrolyte
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411Organic material
    • H01M50/414Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
    • H01M50/417Polyolefins
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/489Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy 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)
  • Cell Separators (AREA)

Abstract

本发明提供一种锂离子电池高耐热隔膜及其制备方法,基膜依次通过放卷、涂布、凝固、水洗、烘干、定型和收卷工序,凝固和水洗工序均通过多辊组进行传动,通过限制并控制各工序传动导辊的速度差,降低隔膜被拉伸产生的影响,不降低隔膜的孔隙率,获得高耐热的隔膜。

Description

一种锂离子电池高耐热隔膜及其制备方法
技术领域
本发明属于锂电池隔膜技术领域,具体涉及一种锂离子电池高耐热隔膜及其制备方法。
背景技术
隔膜是锂离子电池中四大关键材料之一,它直接影响着电池的性能和安全,外观及性能优异的隔膜对提高锂离子电池的综合性能具有重要影响。
常规的聚烯烃隔膜,存在热稳定性能差问题,通常会在聚烯烃隔膜表面涂布单层或双层无机填料,在一定程度上可以改善聚烯烃隔膜热收缩率大,易变形的问题。但陶瓷涂覆隔膜面密度高,且温度超过聚烯烃熔点后,非连续项的无机涂层难以保证隔膜的完整性,因此越来越多的隔膜产品选用耐热高分子材料做涂层以解决隔膜热收缩问题。
但是目前生产的耐热高分子涂覆隔膜在制造过程中仍存在一些问题,例如由于高分子材料多数在有机溶剂中溶解度高,需后期生产中经过凝固、水洗等工艺去除有机溶剂,完成涂层的成孔。
基膜在成型工艺中已经完成热定型,在涂覆阶段,需要避免被拉伸,防止已经成型的圆形孔转变为椭圆形孔,长轴方向与被拉伸方向一致,甚至张力增大时,短轴方向纤丝结构距离不断减小,孔被闭合,纤维断裂,造成微观损伤,影响隔膜的孔隙率、热收缩性能,甚至装配电池后的电化学性能和安全性能。
现阶段油性涂覆隔膜生产工艺,凝固水洗槽都由多辊组进行传动,凝固槽内液体一般由有机溶剂与水的混合液组成,水洗槽内一般由水和少量涂层中置换的有机溶剂组成,水洗槽内的溶液溢流至凝固槽,通过浓度计控制凝固槽内维持固定的有机溶剂与水的配比,排出一定量的过高浓度混合液体。
凝固槽和水洗槽由于存在有机溶剂,薄膜与传动辊润滑较好,容易产生滑移,需要调节增加张力,以便将涂覆膜传递至下一工序。过高的张力会拉伸隔膜,且影响涂层厚度。不同固含量的涂层,性能也不一样,能够接受的张力最大值也不一样。阶段性的涂层与传动导辊相接触,统一速度传动的导辊,不可避免的导致了隔膜的拉伸,影响了隔膜热稳定性,降低了锂离子电池的安全性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锂离子电池高耐热隔膜及其制备方法。本发明的锂离子电池隔膜变形程度小,热收缩率低。
第一方面,本发明提供一种锂离子电池高耐热隔膜的制备方法,基膜依次通过放卷、涂布、凝固、水洗、烘干、定型和收卷工序,凝固和水洗工序均通过多辊组进行传动,所述多辊组包括下传动辊、上传动辊和过渡传动辊,在制备过程中满足:
1.05V0≥V21>V23>V22≥V1≥V0
V23≥V31>V33>V32≥V4≥V5≥V0
V21+V22≥2V23
其中:
V0为放卷及收卷工序传动辊的速度;
V1为涂布工序传动辊速度;
V21为凝固工序下传动辊速度,V22为凝固工序上传动辊速度,V23为凝固工序过渡传动辊速度;
V31为水洗工序下传动辊速度,V32为水洗工序上传动辊速度,V33为水洗工序过渡传动辊速度;
V4为烘干工序传动辊速度;
V5为定型工序传动辊速度。
第二方面,本发明提供一种所述的方法制备的隔膜,所述隔膜在MD/TD方向上热收缩率满足:130℃/h,MD≤1.5%,TD≤1%。
本发明通过限制并控制各工序传动导辊的速度差,降低隔膜被拉伸产生的影响,不降低隔膜的孔隙率,获得高耐热的隔膜。具体是通过控制放卷工序、涂布工序、凝固工序、水洗工序、烘干工序、定型工序和收卷工序之间的各辊之间的速度及速度差,从而保证隔膜稳定传输,避免由于产生较大张力而引起隔膜的短轴方向纤丝结构距离不断减小,孔被闭合,纤维断裂,造成微观损伤,降低凝固工序、水洗工序中不同浓度混合液导致槽内传动辊在传输膜时产生的滑移现象的发生。
附图说明
图1为本发明锂离子电池高耐热隔膜的制备方法的工艺流程图;
图2为凝固工序所用凝固槽的结构示意图;
图3为水洗工序所用水洗槽的结构示意图;
图4为烘干工序所用烘干箱的结构示意图;
图5为定型工序定型烘箱的结构示意图。
其中,附图标记:
1-凝固槽;2-涂覆膜;3-凝固槽下传动辊;4-凝固槽上传动辊;5-凝固槽过渡辊;6-水洗槽;7-水洗槽下传动辊;8-水洗槽上传动辊;9-水洗槽过渡辊。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明进行进一步说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,该领域的技术熟练人员可以根据上述本发明内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。
本发明的第一方面提供一种锂离子电池高耐热隔膜的制备方法,基膜依次通过放卷、涂布、凝固、水洗、烘干、定型和收卷工序,凝固和水洗工序均通过多辊组进行传动,所述多辊组包括下传动辊、上传动辊和过渡传动辊,在制备过程中满足:
1.05V0≥V21>V23>V22≥V1≥V0
V23≥V31>V33>V32≥V4≥V5≥V0
V21+V22≥2V23
其中:
V0为放卷及收卷工序传动辊的速度;
V1为涂布工序传动辊速度;
V21为凝固工序下传动辊速度,V22为凝固工序上传动辊速度,V23为凝固工序过渡传动辊速度;
V31为水洗工序下传动辊速度,V32为水洗工序上传动辊速度,V33为水洗工序过渡传动辊速度;
V4为烘干工序传动辊速度;
V5为定型工序传动辊速度。
图1为本发明锂离子电池高耐热隔膜的制备方法的工艺流程图,图2为凝固工序所用凝固槽的结构示意图;图3为水洗工序所用水洗槽的结构示意图;图4为烘干工序所用烘干箱的结构示意图;图5为定型工序定型烘箱的结构示意图。请参考图1至图5,在进行隔膜制备时,首先将基膜通过放卷装置放卷,然后基膜经过涂布装置进行涂覆涂层得到涂覆膜2,涂覆膜2进入凝固槽1进行预凝固,如图2所示,凝固槽1内含有凝固槽下传动辊3、凝固槽上传动辊4和凝固槽过渡辊5三个传动区,凝固槽1内装有用于预凝固涂层的溶液用于置换出涂层中的有机溶剂,凝固槽下传动辊3浸于该溶液中,凝固槽下传动辊3和凝固槽上传动辊4均有多个且交错设置,涂覆膜2先经凝固槽下传动辊3后被向上传至凝固槽上传动辊4,然后再被向下传至凝固槽下传动辊3、再被向上传至凝固槽上传动辊4,如此依次传动,最后被凝固槽过渡辊5传送至水洗槽6。如图3所示,水洗槽6内含有水洗槽下传动辊7、水洗槽上传动辊8和水洗槽过渡辊9三个传动区,水洗槽6内装有水用于清洗残留的有机溶剂,水洗槽下传动辊7浸于水中,水洗槽下传动辊7和水洗槽上传动辊8均有多个且交错设置,涂覆膜2先经水洗槽下传动辊7后被向上传至水洗槽上传动辊8,然后再被向下传至水洗槽下传动辊7、再被向上传至水洗槽上传动辊8,如此依次传动,最后被水洗槽过渡辊9传送至烘干工序的烘干烘箱,烘干工序结束后再被传送至定型工序的定型烘箱,定型工序接受后的得到成品隔膜,然后收卷。
本发明中所述基膜为聚烯烃基膜,如聚乙烯基膜、聚丙烯基膜、聚乙烯和聚丙烯的混合基膜或多层膜中的一种,优选为聚乙烯基膜。
对所述基膜的来源不做限定,可以根据现有方法自行制备获得,也可以市售购买获得,例如聚烯烃基膜可以采用湿法或干法工艺单向或双向拉伸制备。
本发明中对所述基膜的厚度没有特别限定,只要其适合用作锂电池的隔膜即可。一般而言,厚度为20μm以下,例如可以为4~20μm,例如4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20μm。
本发明中所述涂布工序涂覆的涂层包括耐热高分子材料和耐热无机材料,所述涂层厚度为1~6μm。
对耐热高分子材料没有特别限定,可以为本领域已知的熔点高于基膜的高分子材料,基膜原料一般为聚烯烃,耐热高分子材料例如可以为聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚砜、聚醚砜、聚芳砜等,优选芳香族聚酰胺,特别优选对位芳香族聚酰胺。
对耐热无机填料没有特别限定,可以为氧化铝、勃姆石、氧化镁、氧化钙、氧化钡、氧化锌、二氧化硅、二氧化钛、二氧化锆、氢氧化镁、氢氧化铝中的至少一种,优选氧化铝。
本发明中,所述氧化铝的粒径D99≤1μm,D50≤500nm。
所述对位芳香族聚酰胺由对位芳香族聚酰胺原液提供,优选的,对位芳香族聚酰胺原液中对位芳香族聚酰胺的重量百分比为2±1%;优选地,对位芳香族聚酰胺原液的比浓对数粘度2±1dL/g,优选为2±0.5dL/g。可以自行制备获得,也可以市售购买获得,例如购自中蓝晨光化工有限公司、山东聚芳新材料股份有限公司、上海会博新材料科技有限公司、烟台泰和新材料股份有限公司等。
具体涂覆过程中,将耐热高分子材料溶解于有机化合物溶剂中,同时再溶剂中加入耐热无机材料,所述有机化合物溶剂可以为本领域已知的可以溶解耐热高分子的有机化合物溶剂,例如可以为N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基乙酰胺(DMAC)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、丙酮、二氯甲烷中的至少一种,优选N-甲基吡咯烷酮(NMP)。
本发明中对所述涂层的厚度没有特别限定,只要其适合用作锂电池的隔膜即可。例如可以为1-6μm,例如1、2、3、4、5、6μm。
本发明的第二方面提供一种所述的方法制备的隔膜,所述隔膜在MD/TD方向上热收缩率满足:130℃/h,MD≤1.5%,TD≤1%。
下面结合实施例对本发明作进一步说明,但本发明的范围并不局限于这些实施例。
芳纶原液购自中蓝晨光化工设计院有限公司,牌号为T3(对位芳香族聚酰胺原液,聚合物含量为3重量%,对位芳香族聚酰胺原液的比浓对数粘度2dL/g,溶剂为NMP);陶瓷粉(D50=400nm),购自苏州锦艺新材料科技有限公司。
芳纶浆料的制备方法为:将陶瓷粉(5重量份)投入到芳纶原液(95重量份)中高速分散,分散后的混合液经过滤(400#过滤网),得到芳纶浆料。
凝固槽内液体由NMP和水组成,NMP的体积浓度为40%。
基膜为厚度为15μm的聚乙烯基膜。
实施例及对比例数值见表1。
实施例1
基膜经V0的生产车速放卷,进入隔膜涂覆单元,利用T型窄缝式涂布机构将芳纶浆料涂覆到基膜的一面上,涂布工序设置车速为V1
然后进入凝固工序,所得涂覆膜经过凝固浴中预凝固,涂层中的芳纶逐步析出成为三维网络结构,涂层中的NMP溶于凝固浴中被缓慢置换出来。此时设置凝固槽中下传动导辊速度为V21,上传动导辊速度为V22,过渡辊速度为V23
经凝固槽预凝固的涂覆膜进入水洗工序中,清洗残留的NMP,此时设置凝固槽中下传动导辊速度为V31,上传动导辊速度为V32,过渡辊速度为V33
水洗后的芳纶涂覆隔膜进入烘干工序,传动辊速度设置为V4,烘箱温度设置为85℃。
烘干后的芳纶涂覆隔膜进入热处理工序,传动辊速度设置为V5,烘箱温度设置为120℃。
最后进行涂覆膜收卷,车速设置为V0
各工序辊线速度具体数值见表1。
实施例2
基膜经V0的生产车速放卷,进入隔膜涂覆单元,利用T型窄缝式涂布机构将芳纶浆料涂覆到基膜的一面上,涂布工序设置车速为V1
然后进入凝固工序,所得涂覆膜经过凝固浴中预凝固,涂层中的芳纶逐步析出成为三维网络结构,涂层中的NMP溶于凝固浴中被缓慢置换出来。此时设置凝固槽中下传动导辊速度为V21,上传动导辊速度为V22,过渡辊速度为V23
经凝固槽预凝固的涂覆膜进入水洗工序中,清洗残留的NMP,此时设置凝固槽中下传动导辊速度为V31,上传动导辊速度为V32,过渡辊速度为V33
水洗后的芳纶涂覆隔膜进入烘干工序,传动辊速度设置为V4,烘箱温度设置为85℃。
烘干后的芳纶涂覆隔膜进入热处理工序,传动辊速度设置为V5,烘箱温度设置为120℃。
最后进行涂覆膜收卷,车速设置为V0
各工序辊线速度具体数值见表1。
实施例3
基膜经V0的生产车速放卷,进入隔膜涂覆单元,利用T型窄缝式涂布机构将芳纶浆料涂覆到基膜的一面上,涂布工序设置车速为V1;
然后进入凝固工序,所得涂覆膜经过凝固浴中预凝固,涂层中的芳纶逐步析出成为三维网络结构,涂层中的NMP溶于凝固浴中被缓慢置换出来。此时设置凝固槽中下传动导辊速度为V21,上传动导辊速度为V22,过渡辊速度为V23
经凝固槽预凝固的涂覆膜进入水洗工序中,清洗残留的NMP,此时设置凝固槽中下传动导辊速度为V31,上传动导辊速度为V32,过渡辊速度为V33
水洗后的芳纶涂覆隔膜进入烘干工序,传动辊速度设置为V4,烘箱温度设置为85℃。
烘干后的芳纶涂覆隔膜进入热处理工序,传动辊速度设置为V5,烘箱温度设置为120℃。
最后进行涂覆膜收卷,车速设置为V0
各工序辊线速度具体数值见表1。
实施例4
基膜经V0的生产车速放卷,进入隔膜涂覆单元,利用T型窄缝式涂布机构将芳纶浆料涂覆到基膜的一面上,涂布工序设置车速为V1;
然后进入凝固工序,所得涂覆膜经过凝固浴中预凝固,涂层中的芳纶逐步析出成为三维网络结构,涂层中的NMP溶于凝固浴中被缓慢置换出来。此时设置凝固槽中下传动导辊速度为V21,上传动导辊速度为V22,过渡辊速度为V23
经凝固槽预凝固的涂覆膜进入水洗工序中,清洗残留的NMP,此时设置凝固槽中下传动导辊速度为V31,上传动导辊速度为V32,过渡辊速度为V33
水洗后的芳纶涂覆隔膜进入烘干工序,传动辊速度设置为V4,烘箱温度设置为85℃。
烘干后的芳纶涂覆隔膜进入热处理工序,传动辊速度设置为V5,烘箱温度设置为120℃。
最后进行涂覆膜收卷,车速设置为V0
各工序辊线速度具体数值见表1。
实施例5
基膜经V0的生产车速放卷,进入隔膜涂覆单元,利用T型窄缝式涂布机构将芳纶浆料涂覆到基膜的一面上,涂布工序设置车速为V1;
然后进入凝固工序,所得涂覆膜经过凝固浴中预凝固,涂层中的芳纶逐步析出成为三维网络结构,涂层中的NMP溶于凝固浴中被缓慢置换出来。此时设置凝固槽中下传动导辊速度为V21,上传动导辊速度为V22,过渡辊速度为V23
经凝固槽预凝固的涂覆膜进入水洗工序中,清洗残留的NMP,此时设置凝固槽中下传动导辊速度为V31,上传动导辊速度为V32,过渡辊速度为V33
水洗后的芳纶涂覆隔膜进入烘干工序,传动辊速度设置为V4,烘箱温度设置为85℃。
烘干后的芳纶涂覆隔膜进入热处理工序,传动辊速度设置为V5,烘箱温度设置为120℃。
最后进行涂覆膜收卷,车速设置为V0
各工序辊线速度具体数值见表1。
实施例6
基膜经V0的生产车速放卷,进入隔膜涂覆单元,利用T型窄缝式涂布机构将芳纶浆料涂覆到基膜的一面上,涂布工序设置车速为V1;
然后进入凝固工序,所得涂覆膜经过凝固浴中预凝固,涂层中的芳纶逐步析出成为三维网络结构,涂层中的NMP溶于凝固浴中被缓慢置换出来。此时设置凝固槽中下传动导辊速度为V21,上传动导辊速度为V22,过渡辊速度为V23
经凝固槽预凝固的涂覆膜进入水洗工序中,清洗残留的NMP,此时设置凝固槽中下传动导辊速度为V31,上传动导辊速度为V32,过渡辊速度为V33
水洗后的芳纶涂覆隔膜进入烘干工序,传动辊速度设置为V4,烘箱温度设置为85℃。
烘干后的芳纶涂覆隔膜进入热处理工序,传动辊速度设置为V5,烘箱温度设置为120℃。
最后进行涂覆膜收卷,车速设置为V0
各工序辊线速度具体数值见表1。
对比例1
基膜经V0的生产车速放卷,进入隔膜涂覆单元,利用T型窄缝式涂布机构将芳纶浆料涂覆到基膜的一面上,涂布工序设置车速为V1
然后进入凝固工序,所得涂覆膜经过凝固浴中预凝固,涂层中的芳纶逐步析出成为三维网络结构,涂层中的NMP溶于凝固浴中被缓慢置换出来。此时设置凝固槽中下传动导辊速度为V21,上传动导辊速度为V22,过渡辊速度为V23
经凝固槽预凝固的涂覆膜进入水洗工序中,清洗残留的NMP,此时设置凝固槽中下传动导辊速度为V31,上传动导辊速度为V32,过渡辊速度为V33
水洗后的芳纶涂覆隔膜进入烘干工序,传动辊速度设置为V4,烘箱温度设置为85℃。
烘干后的芳纶涂覆隔膜进入热处理工序,传动辊速度设置为V5,烘箱温度设置为120℃。
最后进行涂覆膜收卷,车速设置为V0
各工序辊线速度具体数值见表1。
对比例2
基膜经V0的生产车速放卷,进入隔膜涂覆单元,利用T型窄缝式涂布机构将芳纶浆料涂覆到基膜的一面上,涂布工序设置车速为V1
然后进入凝固工序,所得涂覆膜经过凝固浴中预凝固,涂层中的芳纶逐步析出成为三维网络结构,涂层中的NMP溶于凝固浴中被缓慢置换出来。此时设置凝固槽中下传动导辊速度为V21,上传动导辊速度为V22,过渡辊速度为V23
经凝固槽预凝固的涂覆膜进入水洗工序中,清洗残留的NMP,此时设置凝固槽中下传动导辊速度为V31,上传动导辊速度为V32,过渡辊速度为V33
水洗后的芳纶涂覆隔膜进入烘干工序,传动辊速度设置为V4,烘箱温度设置为85℃。
烘干后的芳纶涂覆隔膜进入热处理工序,传动辊速度设置为V5,烘箱温度设置为120℃。
最后进行涂覆膜收卷,车速设置为V0
各工序辊线速度具体数值见表1。
对比例3
基膜经V0的生产车速放卷,进入隔膜涂覆单元,利用T型窄缝式涂布机构将芳纶浆料涂覆到基膜的一面上,涂布工序设置车速为V1
然后进入凝固工序,所得涂覆膜经过凝固浴中预凝固,涂层中的芳纶逐步析出成为三维网络结构,涂层中的NMP溶于凝固浴中被缓慢置换出来。此时设置凝固槽中下传动导辊速度为V21,上传动导辊速度为V22,过渡辊速度为V23
经凝固槽预凝固的涂覆膜进入水洗工序中,清洗残留的NMP,此时设置凝固槽中下传动导辊速度为V31,上传动导辊速度为V32,过渡辊速度为V33
水洗后的芳纶涂覆隔膜进入烘干工序,传动辊速度设置为V4,烘箱温度设置为85℃。
烘干后的芳纶涂覆隔膜进入热处理工序,传动辊速度设置为V5,烘箱温度设置为120℃。
最后进行涂覆膜收卷,车速设置为V0
各工序辊线速度具体数值见表1。
对实施例和对比例制备得到答复涂覆膜进行性能测试:
孔隙率测试
隔膜内部孔穴的体积占隔膜总体积的百分比。采用GBT36363-2018规定的方法进行测试。
热收缩测试
按照GB/T12027-2004规定的方法进行测试。
具体结果见表1。
表1
通过表1可以看出:经过实施例1-6制备得到的一种高耐热隔膜与对比例1-3得到的没有通过严格控制各工序辊组的速度及速度差得到的隔膜相比,孔隙率明显升高,热收缩率也明显降低。
当然,本发明还可有其它多种实施例,在不背离本发明精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种锂离子电池高耐热隔膜的制备方法,基膜依次通过放卷、涂布、凝固、水洗、烘干、定型和收卷工序,凝固和水洗工序均通过多辊组进行传动,所述多辊组包括下传动辊、上传动辊和过渡传动辊,其特征在于,在制备过程中满足:
1.05V0≥V21>V23>V22≥V1≥V0
V23≥V31>V33>V32≥V4≥V5≥V0
V21+V22≥2V23
其中:
V0为放卷及收卷工序传动辊的速度;
V1为涂布工序传动辊速度;
V21为凝固工序下传动辊速度,V22为凝固工序上传动辊速度,V23为凝固工序过渡传动辊速度;
V31为水洗工序下传动辊速度,V32为水洗工序上传动辊速度,V33为水洗工序过渡传动辊速度;
V4为烘干工序传动辊速度;
V5为定型工序传动辊速度。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池高耐热隔膜的制备方法,其特征在于,所述基膜为聚乙烯基膜、聚丙烯基膜、聚乙烯和聚丙烯的混合基膜或多层膜中的一种,优选为聚乙烯基膜。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池高耐热隔膜的制备方法,其特征在于,所述基膜的厚度小于等于20μm。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池高耐热隔膜的制备方法,其特征在于,所述涂布工序涂覆的涂层包括耐热高分子材料和耐热无机材料,所述涂层厚度为1~6μm。
5.根据权利要求4所述的锂离子电池高耐热隔膜的制备方法,其特征在于,所述耐热高分子材料为熔点高于基膜的高分子材料。
6.根据权利要求5所述的锂离子电池高耐热隔膜的制备方法,其特征在于,所述高分子材料为聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚砜、聚醚砜、聚芳砜中的一种,优选为芳香族聚酰胺,更优选为对位芳香族聚酰胺。
7.根据权利要求6所述的锂离子电池高耐热隔膜的制备方法,其特征在于,所述对位芳香族聚酰胺由对位芳香族聚酰胺原液提供,所述原液中对位芳香族聚酰胺的重量百分比为2±1%;优选地,对位芳香族聚酰胺原液的比浓对数粘度为2±1dL/g,优选为2±0.5dL/g。
8.根据权利要求4所述的锂离子电池高耐热隔膜的制备方法,其特征在于,所述耐热无机填料为氧化铝、勃姆石、氧化镁、氧化钙、氧化钡、氧化锌、二氧化硅、二氧化钛、二氧化锆、氢氧化镁和氢氧化铝中的至少一种,优选氧化铝。
9.根据权利要求8所述的锂离子电池高耐热隔膜的制备方法,其特征在于,所述氧化铝的粒径D99≤1μm,D50≤500nm。
10.权利要求1~9中任一项所述的方法制备的隔膜,其特征在于,所述隔膜在MD/TD方向上热收缩率满足:130℃/h,MD≤1.5%,TD≤1%。
CN202210936399.9A 2022-08-05 2022-08-05 一种锂离子电池高耐热隔膜及其制备方法 Pending CN117559075A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210936399.9A CN117559075A (zh) 2022-08-05 2022-08-05 一种锂离子电池高耐热隔膜及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210936399.9A CN117559075A (zh) 2022-08-05 2022-08-05 一种锂离子电池高耐热隔膜及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117559075A true CN117559075A (zh) 2024-02-13

Family

ID=89821057

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210936399.9A Pending CN117559075A (zh) 2022-08-05 2022-08-05 一种锂离子电池高耐热隔膜及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117559075A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2390586C2 (ru) Армированный полотном сепаратор и способ его непрерывного изготовления
US11603443B2 (en) Composite porous membrane and preparation method therefor and use thereof
JP4757311B2 (ja) 編物により補強された複合中空繊維膜
TWI720088B (zh) 電池用隔膜及其製備方法以及電池用隔膜捲繞體的製備方法
TW201641555A (zh) 複合膜之製造方法
KR102624962B1 (ko) 복합막의 제조 방법
CN107008165B (zh) 多孔膜的制造方法
JP6627967B2 (ja) ポリオレフィン微多孔膜、電池用セパレータおよびそれらの製造方法
US10790492B2 (en) Microporous polyolefin membrane, separator for battery, and production processes therefor
JP2019022893A (ja) 中空状多孔質膜及びその製造方法
JP6221949B2 (ja) 多孔質中空糸膜膜の製造方法及び孔質中空糸膜膜
JPH0235064B2 (zh)
TWI717431B (zh) 電池用隔膜及其製備方法以及電池用隔膜的捲繞體
CN117559075A (zh) 一种锂离子电池高耐热隔膜及其制备方法
JP2012069339A (ja) 電池用セパレーター
KR20150140455A (ko) 기체분리용 이중층 중공사막 및 그 제조방법
JP5914789B1 (ja) ポリオレフィン微多孔膜、電池用セパレータおよびその製造方法
WO2013180272A1 (ja) 中空状多孔質膜
JP7444623B2 (ja) 多孔質フィルター、およびその製造方法
CN114243222B (zh) 截面结构一致性高的隔膜及其制备方法
JP2008006327A (ja) 中空糸多孔質膜および製膜組成物

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