[发明专利]一种动力锂离子电池隔膜的制备方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备方法，尤其涉及一种动力锂离子电池隔膜的制备方法。 

背景技术

可充电锂离子二次电池具有高比能量、长循环寿命、无记忆效应的特性，又具有安全、可靠且能快速充放电等优点，因而成为近年来新型电源技术研究的热点。由于锂离子电池是绿色环保型无污染的二次电池，符合当今各国能源环保方面大的发展需求，在各行各业的使用量正在迅速增加。目前二次锂离子电池除广泛用于日常熟知的手机、笔记本电脑以及MP3等数码电子产品外，近年在电动车、电动自行车等一些大功率电池方面也已经开始使用。从2001年起，全球锂离子电池产量以每年40％的速度在迅速递增。 

隔膜是锂离子电池的重要组成部分，其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。但是，以往的制备工艺会导致锂离子电池隔膜成孔不均匀且膜厚不均匀，从而影响锂离子电池的质量。 

中国专利号为200810042043.0的发明专利公布了一种锂离子电池隔膜的方法。该锂离子电池隔膜的方法步骤如下： 

一、将分子量为700万~100万的超高分子聚乙烯、聚降冰片烯交联剂、抗氧剂和矿物油按一定比例配比加入搅拌机内以40～300rpm的速度将原材料充分进行搅拌，其中，矿物油与抗氧剂的质量比为1500~1600∶1，矿物油与超高分子聚乙烯的质量比为4~8∶1，交联剂与矿物油的质量比为1∶30~35；

二、将由步骤一搅拌后的混合物投入双螺杆挤出机以100～250℃加热连续挤出，形成基片；

三、用2～20米/分钟的速度使从双螺杆挤出机挤出的基片通过温度范围为5～40℃的冷却成型机进行冷却成型；

四、通过双向拉伸设备以2～20米/分钟的速度对基片进行横、纵双向同时拉伸，使基片拉伸成隔膜，拉伸成型的隔膜厚度达到30～100μm，隔膜针刺强度为300～600gf；

五、将宽度为1500～2500毫米的隔膜通过萃取槽萃取出隔膜中的矿物油；

六、在100～160℃的温度下对隔膜进行1～3分钟的热处理；

七、卷曲锂电池隔膜进行分切包装。

上述方法解决了传统技术中隔膜厚度不够均匀且成本较高的问题，但是还存在着下述缺陷： 

第一，上述方法中是采用一条龙的加工工艺，这样会增加加工设备的数量和成本；

第二，上述方法中步骤一中使用的聚降冰片烯交联剂，增加了制作成本；

第三，上述方法萃取隔膜中的矿物油后，隔膜上残存的萃取剂不能保证充分的挥发，导致隔膜质量下降；同时隔膜存在形状容易出现隔膜偏差较大的问题；

第四，上述方法中各项参数的参考范围的限定比较苛刻，对原材料和生产工艺的要求都较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种动力锂离子电池隔膜的制备方法，以解决现有技术中生产锂离子电池隔膜的设备使用量大、设备成本较高和制得的锂离子电池隔膜次品发生率、生产要求较高的缺陷。 

为了达到上述目的，本发明提供一种动力锂离子电池隔膜的制备方法，包括以下步骤： 

一、将超高分子聚乙烯、抗氧剂和矿物油按一定比例配比加入搅拌机内将原材料充分进行搅拌；

二、由步骤一搅拌后的混合物经过分流进入第一加工线和第二加工线同时进行分别加工；

进入第一加工线的混合物的加工：

（1）将进入第一加工线的混合物投入双螺杆挤出机加热连续挤出，形成基片；

（2）从双螺杆挤出机挤出的基片经过一组冷却辊组进行冷却成型；

（3）通过双向拉伸设备对冷却成型的基片进行横、纵双向同时拉伸，使基片拉伸成隔膜；

（4）使用烷烃类萃取剂，将隔膜通过萃取槽萃取出隔膜中的矿物油；

（5）将萃取后的隔膜通过横向拉伸设备，对隔膜进行定型、拉伸、纠偏，并确保隔膜上的残余萃取液的挥发；

（6）对隔膜进行热处理；

（7）对热处理后的成品隔膜进行收卷；

进入第二加工线的混合物的加工：

（1）将进入第二加工线的混合物投入双螺杆挤出机加热连续挤出，形成基片；

（2）从双螺杆挤出机挤出的基片经过一组冷却辊组进行冷却成型；

（3）通过双向拉伸设备对冷却成型的基片进行横、纵双向同时拉伸，使基片拉伸成隔膜；

（4）使用烷烃类萃取剂，将隔膜通过萃取槽萃取出隔膜中的矿物油；

（5）将萃取后的隔膜通过横向拉伸设备，对隔膜进行定型、拉伸、纠偏，并确保隔膜上的残余萃取液的挥发；