[发明专利]一种制备高比能电池隔膜的生产工艺

说明书

一种制备高比能电池隔膜的生产工艺，将UHMWPE、超高分子石蜡油、抗氧化剂、自主设计改造的异向双螺杆高强度混炼挤出机进行混炼均匀，再通过各个环节的工艺控制，利用相分离的化学反应进行各环节的数据把握，最终制备出物理性能、化学性能一致性的高端锂离子电池湿法隔膜。本发明的设备技术、生产工艺控制技术，能制备出稳定的、批量的合格产品，具有广阔的应用前景，将为高端锂离子湿法隔膜的国产化带来巨大的变革、为中国发展新能源动力汽车产业化做出贡献。

技术领域

本发明属于隔膜原材料配方及过程控制制备工艺，具体为一种制备高比能电池隔膜的生产工艺。

背景技术

目前国内锂离子隔膜的厂家在生产锂离子电池隔膜的过程中，隔膜的原材料、材料配方、生产工艺控制，完全依赖进口设备的设计原理和提供的参数进行隔膜生产。

目前湿法锂离子电池高端隔膜技术一直被日本、韩国等国家垄断，国内高端新能源动力电池隔膜≥70%依赖进口，由于国外高端技术的垄断及国内技术的创新不足，导致国内锂离子电池隔膜生产厂家制备的隔膜产品只能适用于3C数码类、玩具类等中低端电池行业，并无法进入高端市场。进口锂离子电池隔膜的成本高、采购周期长，从而也大大的限制了我国新能源汽车产业的发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备高比能电池隔膜的生产工艺，解决背景技术中的缺点。将制备锂离子电池湿法隔膜从原料选型、原料配方、过程中控制及萃取成孔等四个方面进行实施，最终制备出高端锂离子电池湿法隔膜产品，新制备的产品应用于动力电池配套组件，冲击国外进口隔膜价格市场，降低锂离子动力电池成本，为加速发展中国新能源动力汽车产业做出贡献。

本发明采用以下技术方案实现：

一种制备高比能电池隔膜的生产设备，包括挤出机、齿轮泵、过滤器、流延机组、MDO纵拉机、TDO1横拉机、萃取及干燥装置、TDO2横拉机、收卷机、双流道交叉模头，所述挤出机后端设置有齿轮泵，所述齿轮泵后端设置有过滤器，所述过滤器后端设置有双流道交叉模头，所述双流道交叉模头后端设置有流延机组，所述流延机组后端设置有MDO纵拉机后端设置有TDO1横拉机，所述TDO1横拉机后端设置有萃取及干燥装置，所述萃取及干燥装置后端设置有TDO2横拉机，所述TDO2横拉机后端设置有收卷机。

一种制备高比能电池隔膜的生产工艺，包括以下步骤：

第一步：混炼熔融：利用计量下料器对原料进行配比，原料按照重量份的百分比：超高分子聚乙烯：超高分子石蜡油：抗氧化剂=1:1:1，将称量后的原料直接进入高强度混炼挤出机内进行混炼、熔融；其中高强度混炼挤出机内各混炼区域温度设定在：190℃-245℃，确保流体温度不超过各原料的碳化温度、闪点温度，让纳米级直径的石蜡油与超高分子聚乙烯完全相溶；

第二步：挤出片材：将混炼熔融后的物料经过齿轮泵计量和过滤器过滤后，利用金属软管连接输送至双流道交叉模头，所述金属软管上连接有温度检测传感器，所述温度检测传感器与控制系统连接，所述控制系统接收温度检测传感器的信号，并控制双流道交叉模头内的加热器温度高于混炼熔融后的物料温度2℃，所述双流道交叉模头的温度分为左、中、右三个区域来分别控制，所述双流道交叉模头中间温度区域低于左温度区域和右温度区域2℃；

第三步：片材冷却：将双流道交叉模头挤出片材后垂直落至流延机组，所述流延机组内的冷却辊的冷却方式采用纯水冷冻进行冷却，冷却温度设定在20℃-40℃范围内，冷却后离开流延辊的片材温度应该确定在：50℃±10℃；

第四步：纵向拉伸：将冷却后的片材输送至MDO纵拉机进行纵向拉伸，所述MDO纵拉机内预热温度控制在结晶点温度下10℃-20℃，拉伸温度控制在结晶温度下10℃-30℃，冷却温度设定为：20℃-50℃，纵向拉伸倍数控制工艺参数：6-7倍；片材厚度控制在0.3mm±0.1mm；