一種鋰離子電池隔膜材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋰電子電池隔膜生產(chǎn)領(lǐng)域，尤其涉及一種鋰離子電池隔膜材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰離子電池主要由正極材料、負(fù)極材料、電解液、隔膜、外封裝材料五大材料組成。其中隔膜材料作為鋰離子電池的重要組成部分之一，一直備受關(guān)注，隔膜是置于電池正負(fù)極之間的多微孔薄膜，其主要功能是分隔鋰電池正負(fù)極，避免短路，同時(shí)為鋰離子提供自由通道，實(shí)現(xiàn)閉合回路。另外，鋰離子電池隔膜是一種具有納米級(jí)微孔的高分子功能膜材料，要求其不與鋰電池體系內(nèi)電解液等其它相關(guān)材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而影響隔膜材料性能下降及電解液組成變化而導(dǎo)致電池性能下降，因此隔膜材料質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響到鋰電池的電流容量、循環(huán)壽命等關(guān)鍵性能指標(biāo)。
[0003]隨著鋰離子電池應(yīng)用領(lǐng)域的飛速發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)鋰離子電池的性能提出了更加嚴(yán)格的要求，電池廠商對(duì)電池隔膜的要求也越來(lái)越高。鋰電池隔膜需具備以下特性:1、厚度均勻適中且兼顧機(jī)械強(qiáng)度和電池內(nèi)阻；2、良好的透過(guò)性和微孔均勻度；3、較強(qiáng)的吸液保液能力；4、良好的化學(xué)穩(wěn)定性和電化學(xué)穩(wěn)定性以及熱穩(wěn)定性；5、較高的安全性能、良好的熱自閉孔效應(yīng)。而目前鋰離子電池隔膜的生產(chǎn)方法相對(duì)落后，難以實(shí)現(xiàn)高性能鋰離子電池隔膜的制備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:本發(fā)明為了解決上述問(wèn)題，提供了一種鋰離子電池隔膜材料的制備方法，該方法生產(chǎn)的隔膜材料綜合性能優(yōu)良，且具有更高的離子傳輸效率，提高了電池的容量和安全性。
[0005]技術(shù)方案:一種鋰離子電池隔膜材料的制備方法，包括以下步驟:
[0006]步驟1，將聚乙烯與環(huán)烯烴共聚物、聚苯胺進(jìn)行熔融共擠，熔融共擠溫度為150-250°C ；
[0007]步驟2，將步驟1生成的熔融共擠物冷卻、層壓壓片，冷卻溫度為10_50°C，層壓壓強(qiáng)是 5-30MPa ；
[0008]步驟3，進(jìn)行雙向同步拉伸，拉伸的縱橫比為3-5，形成拉伸膜；
[0009]步驟4，將拉伸膜浸泡于N-甲基吡咯烷酮溶劑中進(jìn)行超聲萃取，浸泡時(shí)間為10-50min ；
[0010]步驟5，將拉伸膜取出、除去溶劑、真空干燥；
[0011]步驟6，熱定型、除去應(yīng)力后得到隔膜半成品；
[0012]步驟7，等離子電暈處理，得到隔膜材料。
[0013]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，步驟1中所述聚苯胺為超細(xì)納米聚苯胺，粒徑在3-50nm之間，所述聚苯胺的質(zhì)量占熔融共擠物的1_5%。
[0014]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，步驟1中所述環(huán)烯烴共聚物的質(zhì)量占熔融共擠物的10-50%。
[0015]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，步驟3中的拉伸膜的厚度為15-60 μ m。
[0016]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，步驟5中通過(guò)化學(xué)品吸液棉除去拉伸膜表面溶劑，真空干燥溫度為50-80 °C，真空度為0.05MPa-0.08MPa，干燥時(shí)間為2_6h。
[0017]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，步驟6中熱定型溫度為100_130°C。
[0018]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，步驟7中等離子電暈處理的環(huán)境為空氣環(huán)境。
[0019]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述隔膜材料的厚度為10-50 μπι。
[0020]有益效果:本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)在于:本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單合理，成品率高，生產(chǎn)的隔膜材料綜合性能優(yōu)良，且具有均勻的孔隙大小和分布，隔膜微孔中可儲(chǔ)存電解液，提高了鋰離子在電解液中的傳輸效率，降低鋰枝晶的生成概率，以其作為隔膜可有效改善鋰離子電池容量。
【具體實(shí)施方式】
[0021 ] 下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】，進(jìn)一步闡明本發(fā)明。
[0022]實(shí)施例1
[0023]一種鋰離子電池隔膜材料的制備方法，包括以下步驟:
[0024]步驟1，將聚乙烯與環(huán)烯烴共聚物、聚苯胺進(jìn)行熔融共擠，熔融共擠溫度為150-250°C ；
[0025]步驟2，將步驟1生成的熔融共擠物冷卻、層壓壓片，冷卻溫度為10_50°C，層壓壓強(qiáng)是 5-30MPa ；
[0026]步驟3，進(jìn)行雙向同步拉伸，拉伸的縱橫比為3-5，形成拉伸膜；
[0027]步驟4，將拉伸膜浸泡于N-甲基吡咯烷酮溶劑中進(jìn)行超聲萃取，浸泡時(shí)間為10-50min ；
[0028]步驟5，將拉伸膜取出、除去溶劑、真空干燥；
[0029]步驟6，熱定型、除去應(yīng)力后得到隔膜半成品；
[0030]步驟7，等離子電暈處理，得到隔膜材料。
[0031]實(shí)施例2
[0032]一種鋰離子電池隔膜材料的制備方法，包括以下步驟:
[0033]步驟1，將聚乙烯與環(huán)烯烴共聚物、聚苯胺進(jìn)行熔融共擠，熔融共擠溫度為150-250°C，其中步驟1中所述聚苯胺為超細(xì)納米聚苯胺，粒徑在3-50nm之間，所述聚苯胺的質(zhì)量占熔融共擠物的1%，步驟1中所述環(huán)烯烴共聚物的質(zhì)量占熔融共擠物的10% ；
[0034]步驟2，將步驟1生成的熔融共擠物冷卻、層壓壓片，冷卻溫度為10_50°C，層壓壓強(qiáng)是 5-30MPa ；
[0035]步驟3，進(jìn)行雙向同步拉伸，拉伸的縱橫比為3-5，形成拉伸膜；
[0036]步驟4，將拉伸膜浸泡于N-甲基吡咯烷酮溶劑中進(jìn)行超聲萃取，浸泡時(shí)間為10-50min ；
[0037]步驟5，將拉伸膜取出、除去溶劑、真空干燥；
[0038]步驟6，熱定型、除去應(yīng)力后得到隔膜半成品；
[0039]步驟7，等離子電暈處理，得到隔膜材料。
[0040]實(shí)施例3
[0041]一種鋰離子電池隔膜材料的制備方法，包括以下步驟:
[0042]步驟1，將聚乙烯與環(huán)烯烴共聚物、聚苯胺進(jìn)行熔融共擠，熔融共擠溫度為150-250°C，其中步驟1中所述聚苯胺為超細(xì)納米聚苯胺，粒徑在3-50nm之間，所述聚苯胺的質(zhì)量占熔融共擠物的5%，步驟1中所述環(huán)烯烴共聚物的質(zhì)量占熔融共擠物的50% ；
[0043]步驟2，將步驟1生成的熔融共擠物冷卻、層壓壓片，冷卻溫度為10_50°C，層壓壓強(qiáng)是 5-30MPa ；
[0044]步驟3，進(jìn)行雙向同步拉伸，拉伸的縱橫比為3-5，形成拉伸膜，拉伸膜厚度為15-60 μm ;
[0045]步驟4，將拉伸膜浸泡于N-甲基吡咯烷酮溶劑中進(jìn)行超聲萃取，浸泡時(shí)間為10-50min ；
[0046]步驟5，將拉伸膜取出，通過(guò)化學(xué)品吸液棉除去拉伸膜表面溶劑，進(jìn)行真空干燥，其中真空干燥溫度為50-80°C，真空度為0.05MPa-0.08MPa，干燥時(shí)間為2_6h ；
[0047]步驟6，熱定型、除去應(yīng)力后得到隔膜半成品，其中熱定型溫度為100_130°C ;
[0048]步驟7，等離子電暈處理，得到隔膜材料。
[0049]實(shí)施例4
[0050]一種鋰離子電池隔膜材料的制備方法，包括以下步驟:
[0051]步驟1，將聚乙烯與環(huán)烯烴共聚物、聚苯胺進(jìn)行熔融共擠，熔融共擠溫度為150-250°C，其中步驟1中所述聚苯胺為超細(xì)納米聚苯胺，粒徑在3-50nm之間，所述聚苯胺的質(zhì)量占熔融共擠物的3%，步驟1中所述環(huán)烯烴共聚物的質(zhì)量占熔融共擠物的35% ；
[0052]步驟2，將步驟1生成的熔融共擠物冷卻、層壓壓片，冷卻溫度為10_50°C，層壓壓強(qiáng)是 5-30MPa ；
[0053]步驟3，進(jìn)行雙向同步拉伸，拉伸的縱橫比為3-5，形成拉伸膜，拉伸膜厚度為15-60 μm ;
[0054]步驟4，將拉伸膜浸泡于N-甲基吡咯烷酮溶劑中進(jìn)行超聲萃取，浸泡時(shí)間為10-50min ；
[0055]步驟5，將拉伸膜取出，通過(guò)化學(xué)品吸液棉除去拉伸膜表面溶劑，進(jìn)行真空干燥，其中真空干燥溫度為50-80°C，真空度為0.05MPa-0.08MPa，干燥時(shí)間為2_6h ；
[0056]步驟6，熱定型、除去應(yīng)力后得到隔膜半成品；
[0057]步驟7，等離子電暈處理，得到隔膜材料，其中等離子電暈處理的環(huán)境為空氣環(huán)境，隔膜材料的厚度為10-50 μπι。
[0058]對(duì)實(shí)施例1-4生產(chǎn)的鋰離子電池隔膜材料進(jìn)行測(cè)試:其閉孔溫度在110_130°C，孔隙分布均勻，孔隙率在60% -70%，吸液率大于280%?？梢?jiàn)本發(fā)明生產(chǎn)的隔膜材料具有閉孔溫度低及吸液率高，安全性能好，電池應(yīng)用的容量大。
[0059]對(duì)實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鋰離子電池隔膜材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1，將聚乙烯與環(huán)烯烴共聚物、聚苯胺進(jìn)行熔融共擠，熔融共擠溫度為150-250°c ; 步驟2，將步驟1生成的熔融共擠物冷卻、層壓壓片，冷卻溫度為10-50°C，層壓壓強(qiáng)是5-30MPa ； 步驟3，進(jìn)行雙向同步拉伸，拉伸的縱橫比為3-5，形成拉伸膜； 步驟4，將拉伸膜浸泡于N-甲基吡咯烷酮溶劑中進(jìn)行超聲萃取，浸泡時(shí)間為10_50min ； 步驟5，將拉伸膜取出、除去溶劑、真空干燥； 步驟6，熱定型、除去應(yīng)力后得到隔膜半成品； 步驟7，等離子電暈處理，得到隔膜材料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池隔膜材料的制備方法，其特征在于，步驟1中所述聚苯胺為超細(xì)納米聚苯胺，粒徑在3-50nm之間，所述聚苯胺的質(zhì)量占熔融共擠物的1_5%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池隔膜材料的制備方法，其特征在于，步驟1中所述環(huán)烯烴共聚物的質(zhì)量占熔融共擠物的10-50%。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池隔膜材料的制備方法，其特征在于，步驟3中的拉伸膜的厚度為15-60 μ m。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池隔膜材料的制備方法，其特征在于，步驟5中通過(guò)化學(xué)品吸液棉除去拉伸膜表面溶劑，真空干燥溫度為50-80 °C，真空度為0.05MPa-0.08MPa，干燥時(shí)間為 2_6h。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池隔膜材料的制備方法，其特征在于，步驟6中熱定型溫度為100-130°C。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池隔膜材料的制備方法，其特征在于，步驟7中等離子電暈處理的環(huán)境為空氣環(huán)境。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池隔膜材料的制備方法，其特征在于，所述隔膜材料的厚度為10-50 μ m。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種鋰離子電池隔膜材料的制備方法，包括以下步驟：1)將聚乙烯與環(huán)烯烴共聚物、聚苯胺形成熔融共擠物；2)冷卻、層壓壓片；3)雙向同步拉伸縱橫比為3-5；4)將拉伸膜浸泡于N-甲基吡咯烷酮溶劑中進(jìn)行超聲萃?。?)取出、除去溶劑、真空干燥；6)熱定型、除去應(yīng)力后得到隔膜半成品；7)等離子電暈處理，得到隔膜材料。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單合理，成品率高，生產(chǎn)的隔膜材料具有均勻的孔隙大小和分布，隔膜微孔中可儲(chǔ)存電解液，提高了鋰離子在電解液中的傳輸效率，降低鋰枝晶的生成概率，以其作為隔膜可有效改善鋰離子電池容量。
【IPC分類】H01M10/0525, H01M2/16, H01M2/14
【公開(kāi)號(hào)】CN105355816
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510923367
【發(fā)明人】章結(jié)兵, 謝鳳秀
【申請(qǐng)人】蘇州鋰盾儲(chǔ)能材料技術(shù)有限公司
【公開(kāi)日】2016年2月24日
【申請(qǐng)日】2015年12月14日