[发明专利]摩擦系数小的隔膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子二次电池，尤其是涉及一种通过在聚合物加工成型前加入润滑剂，并经过原料混合、熔融、流延铸片、热处理及拉伸的过程制得摩擦系数小的隔膜的方法。

背景技术

随着用电器具的快速发展，人们对提供动力的锂电池的性能要求也越来越苛刻，对锂电池的安全性能要求尤其高。其中在锂电池卷绕的过程中发现，由于隔膜与卷针之间的摩擦力较大，经常出现卷芯很难从卷针上拔下的情况，而且拔下后的卷芯很容易出现隔膜撕裂、卷芯端面不齐、卷芯螺旋等现象，此类问题严重影响了锂电池的性能，并且在后期的使用过程中有可能发生内短路现象，存在一定的安全隐患。

隔膜与卷针之间摩擦力较大是造成将卷芯拔针困难的主要原因之一，表面粗糙的隔膜，测得其与卷针之间的摩擦系数偏大。然而，表面粗糙度不够的隔膜，由于隔膜表面相对光滑，将卷芯拔下的过程中，又会使得卷芯内部层与层之间发生错位而导致卷芯端面不齐、螺旋等缺陷。为了能够解决上述问题，在隔膜的选择过程中，需要对隔膜表面的摩擦系数进行一定范围的限定。

隔膜制成的过程中，原料(主要为聚烯烃类)在熔融后通常具有较大的粘度，在加工过程中，粘度较大的聚合物熔体流经流道、模头等，必定会与加工机械表面产生较大的摩擦，而有些摩擦对聚合物的加工成型是非常不利的，这些摩擦降低了熔体流动性的同时，还使得加工成型后的隔膜表面变得比较粗糙。

发明内容

为克服上述缺点，本发明提供一种通过在聚合物加工成型前加入润滑剂，并经过原料混合、熔融、流延铸片、热处理及拉伸的过程，制得摩擦系数小的隔膜的方法。

本发明的目的是通过以下技术措施实现的，一种摩擦系数小的隔膜的制备方法，包括如下步骤：

(1)将聚烯烃树脂、润滑剂及其他添加剂通过搅拌混料机搅拌均匀，得到混合物；

(2)将混合物加入到流延挤出装置中进行铸片，制备得流延基膜；

(3)将制备好的流延基膜放入恒温烘箱中进行热处理；

(4)热处理完成后，将热处理基膜进行纵向拉伸，制备得具有微孔结构且性能合格的微孔隔膜。

作为一种优选方式，步骤(1)中润滑剂为硬脂酸钙、乙撑双硬脂酰胺、硬脂酰胺、高沸点石蜡、微晶石蜡、PP蜡、PE蜡中的一种或多种的组合。

作为一种优选方式，步骤(1)中润滑剂为硬脂酸钙和PP蜡两种加工助剂的混合物，硬脂酸钙的用量为0.1-1.0phr，PP蜡的用量为0.1-1.0phr，搅拌混料机的搅拌速度为500-6000rpm，搅拌时间为5-30min。

作为一种优选方式，步骤(2)中挤出机温度为90-230℃，模头温度为190-240℃，流延辊温度为30-105℃，流延基膜的厚度为10-30μm。

作为一种优选方式，步骤(3)中烘箱热处理的温度为100℃-160℃，热处理时间为100-500min。

作为一种优选方式，步骤(4)中的拉伸过程温度为30-150℃，拉伸比例为0.5-3.5。

作为一种优选方式，制备的微孔隔膜MD方向和TD方向的静摩擦系数均为0.15-0.45。

作为一种优选方式，所述基材为聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)的复合膜、聚酰亚胺或无纺布中的一种。

作为一种优选方式，制备的微孔隔膜的厚度在10-60μm之间，孔隙率在30％-60％之间，平均孔径大小在0.01μm-2μm之间。

本发明提供了一种摩擦系数小的隔膜的制备方法，所得隔膜摩擦系数在一个合适的范围内(静摩擦系数在0.15-0.45范围内)，用该种隔膜制成卷芯，卷芯从卷针上拔下的过程较为容易，不易出现卷芯端面不齐等现象，为锂电池的生产加工提供了便利条件。

附图说明

图1对比例隔膜MD方向摩擦系数测定曲线图；

图2对比例隔膜TD方向摩擦系数测定曲线图；

图3实施例隔膜MD方向摩擦系数测定曲线图；

图4实施例隔膜TD方向摩擦系数测定曲线图；

图5隔膜摩擦系数测试装置结构示意图。

具体实施方式

下面对本发明作进一步详细说明。

一种摩擦系数小的隔膜的制备方法，包括如下步骤：

(1)将聚烯烃树脂、润滑剂及其他添加剂通过搅拌混料机搅拌均匀，得到混合物；

(2)将混合物加入到流延挤出装置中进行铸片，制备得流延基膜；

(3)将制备好的流延基膜放入恒温烘箱中进行热处理；