[发明专利]一种多层聚乙烯隔膜的制备方法

说明书

本发明涉及一种多层聚乙烯隔膜的制备方法，通过改进铸片夹辊的结构以及铸片夹辊与铸片辊的直径比，达到增加CAST夹辊的表面积来提高凝胶片材加工效率，保证隔膜双面微孔结构一致，得到厚度、透气度稳定性好的隔膜，达到提升产品指标稳定性、提高产品的良品率的目的。

技术领域

本发明属于锂/离子电池技术领域，具体涉及一种多层聚乙烯隔膜的制备方法。

背景技术

经过近二十年发展，锂离子电池已在体积比能量、质量比能量、质量比功率、循环寿命和充放电效率等方面优于传统二次电池，成为新能源产业。锂离子电池内部采用螺旋绕制结构，需用非常精细且渗透性强的隔膜材料隔离正、负极。作为四大关键材料之一，隔膜技术含量较高，成本约占锂离子电池成本的10％—20％，利润可达50％—60％。目前技术很多企业生产经常采用CAST圆柱形直面辊，由于生产需要圆柱形直面辊分为夹辊和铸片辊，由于直径差距较大所以导致产品接触的铸片夹辊表面积明显小于铸片辊表面积，铸片夹辊一面比铸片辊一面冷却速率慢，从而导致双面隔膜微孔结构的不一致，导致产品指标(厚度，透气度)不稳定，过程能力指数Cpk只能维持在1-1.3之间，产品的良品率不高。

因此，针对上述双面隔膜微孔结构情况，提供一种能够有效地控制隔膜双面微孔结构一致性来提升产品质量，从而提高企业利润。

发明内容

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种多层聚乙烯隔膜的制备方法，包括步骤：

(1)共混挤出：将超高分子量聚乙烯树脂、高密度聚乙烯树脂和石蜡油通过双螺杆同向挤出机熔融挤出得到190-250℃的熔体；

(2)铸片冷却：将所述熔体通过铸片工序制作得到20-50℃的凝胶片，其中，在所述铸片工序中，所述熔体经过铸片夹辊和铸片辊的挤压，所述铸片夹辊的辊面呈外凸的弧面，辊面中间直径大于辊面两端直径；

(3)异步双向拉伸：将所述凝胶片先纵向后横向拉伸，在温度50-130℃之间分别逐次拉伸5-15倍，得到5-60μm的拉伸膜；

(4)萃取：将所述拉伸膜通过萃取槽，利用萃取剂洗涤所述拉伸膜的微孔内的石蜡油，再干燥清除所述萃取剂，得到隔膜；

(5)热定型：将所述隔膜通过100-150℃热定型得到具备高透气性的多层微孔聚乙烯隔膜；

(6)收卷分切：将所述多层微孔聚乙烯隔膜通过收卷机卷绕，分切机分切得到成品。

作为本发明的一个优选的实施例，步骤(1)中所述超高分子量聚乙烯树脂重均分子量为1×10⁶-4×10⁶，所述高密度聚乙烯树脂重均分子量为5×10⁵-8×10⁵，所述超高分子量聚乙烯树脂与高密度聚乙烯树脂的质量比为5：95-5：5，所述石蜡油为液体或固体中的任意一种或者两种混合，所述石蜡油分子量为300-1500。

作为本发明的一个优选的实施例，步骤(1)中设超高分子量聚乙烯树脂、高密度聚乙烯树脂和石蜡油的总量为100％，所述石蜡油占总量的60-90％，所述超高分子量聚乙烯树脂与高密度聚乙烯树脂占总量的10-40％。

作为本发明的一个优选的实施例，步骤(1)中所述双螺杆同向挤出机的工作温度为150-250℃。

作为本发明的一个优选的实施例，步骤(2)中所述铸片工序的CAST辊面温度为10-60℃。

作为本发明的一个优选的实施例，步骤(2)中所述铸片夹辊的弧形半径为500000-10000000mm，所述铸片夹辊的长度为1000-2000mm。

作为本发明的一个优选的实施例，步骤(2)中所述铸片辊直径：铸片夹辊的直径为1.5-3.0。