[发明专利]一种锂离子电池隔膜的制备方法

说明书

本发明提供的锂离子电池隔膜的制备方法，包括将萃取剂和聚合物电解质搅拌混合得浆料；将聚烯烃与成孔剂混合经挤出、冷却进行相分离，得到含有微孔的基膜本体；将基膜本体拉伸9‑100倍面积比率，后在萃取剂中萃取，得到湿基膜；将制浆料涂布于湿基膜上，并经干燥、二次横拉、热定型、收卷，制备得到锂离子电池隔膜。本发明提锂离子电池隔膜的的制备方法，制备基膜与涂布同时进行，将间歇操作变为流水化操作，提高生产效率，并省去了收卷、放卷过程。涂布时使用的浆料溶剂为制备基膜过程中的萃取剂，萃取得到的湿基膜不需干燥，聚合物电解质浆料与湿基膜结合力更强，提高了涂层与基膜的粘结性能。萃取剂和浆料溶剂使用同一再生系统，降低了基建成本。

技术领域

本发明涉及锂离子电池领域，尤其涉及一种锂离子电池隔膜的制备方法。

背景技术

锂电池结构中，隔膜是其关键的内部组件之一，隔膜的主要作用是使电池的正、负极分隔开来，防止两极接触而导致短路现象的发生，此外还起到电解质离子通道的作用。因此，隔膜的性能决定了锂电池的界面结构、内阻大小，并直接影响电池的容量、循环次数以及安全性能等特性。

由于锂电池结构中的电解液为有机体系，因此需要耐有机溶剂的隔膜材料，目前，一般使用高强度薄膜化的聚烯烃多孔膜。聚烯烃多孔膜的生产工艺可分为干法(熔融拉伸法，MSCS)和湿法(热致相分离法，TIPS)两种。其中，湿法的基本原理是首先将聚合物溶于成孔剂中，然后降温冷却进行相分离，以除去大部分成孔剂，再用易挥发性萃取剂萃取出成孔剂，最后通过干燥法除去萃取剂，从而得到具有一定孔隙率的高分子微孔膜。

随着锂电池应用范围不断扩大，从数码到电动汽车、电动工具等各个方面。对锂电池隔膜的要求也不断提高，传统的聚烯烃多孔膜无法同时满足电性能和安全性的要求。因此很多锂电池隔膜制造厂家和研究机构都提出用涂布的方式来提高电池的安全性。

涂布可分为水性涂布和油性涂布两种工艺，水性涂布是利用胶水、润湿剂、分散剂等，将浆料微球在水溶液中制备成分散液，然后在高分子微孔膜(下称基膜)表面涂布。由于待涂布的聚合物电解质以球形存在，因此制备的涂层在高分子微孔膜上的附着力有限，对电池电性能提升不大。

油性溶剂常采用丙酮、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)作为浆料溶剂，因油性溶剂可以溶解，所以涂布形成的涂层能很好的与基材膜结合，电性能较好。但因油性溶剂存在环境问题，并对人体健康产生影响，溶剂回收和治理又会引起成本的增加。

另外，现有技术中基膜与涂布分开操作，程序复杂，且不能连续进行，降低了生产效率。

发明内容

本发明针对现有技术存在的缺陷，提供一种基膜制备与涂布工艺同时进行的锂离子电池隔膜的制备方法，该制备方法生产工艺简单、成本低、效率高。

本发明提供的锂离子电池隔膜的制备方法，包括如下步骤：

将萃取剂和聚合物电解质搅拌、混合制备得到浆料，备用；

将聚烯烃与成孔剂混合、挤出、冷却，进行相分离，得到含有微孔的片材；

将制备的所述片材沿一个和/或两个方向拉伸，拉伸倍数在9-100倍面积比率，得到基膜本体；

将制备得到的所述基膜本体，浸入萃取剂中，萃取出残余的成孔剂，由刮液辊刮除表面的萃取剂，得到湿基膜；

将制备得到的所述浆料涂布于所述湿基膜的一面或两面，并在所述萃取剂的沸点之上干燥、二次横拉、热定型、收卷，制备得到所述锂离子电池隔膜。

在一个优选实施例中，所述制备方法，包括如下步骤：

将聚合物电解质和萃取剂按照重量比1：2-1：4常温混合搅拌，制备得到浆料，备用；