[发明专利]一种锂电池隔膜的干法单拉生产工艺

说明书

本发明涉及锂电池隔膜技术领域，提供一种锂电池隔膜的干法单拉生产工艺，解决现有技术生产出的锂电池隔膜孔径分布不均匀的问题，包括以下步骤：(1)备料：选择聚丙烯、乙烯‑丙烯共聚物作为原料，分别进行预干燥，然后装入高速混合机内，搅拌至均匀；(2)熔融挤出：混合均匀后的原料投入挤出机，塑化成均匀的熔体从狭缝口模中挤出；(3)流延成膜：熔体经流延后形成聚丙烯基膜，牵引收卷；(4)退火处理：将收卷的聚丙烯基膜放入烘箱中进行退火处理；(5)单向拉伸：将退火处理后的聚丙烯基膜进行冷拉伸、热拉伸；(6)热定型：将单向拉伸后的聚丙烯基膜进行热定型，冷却收卷后即得到锂电池隔膜。

技术领域

本发明涉及锂电池隔膜技术领域，尤其涉及一种锂电池隔膜的干法单拉生产工艺。

背景技术

锂电池隔膜是锂电池的重要组成部分，起着分隔正负极，防止电池内部短路，允许电解质离子自由通过，完成电化学充放电过程的作用。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、循环性能以及安全性能等特性，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。

目前锂电池隔膜的制备工艺分为三类：干法单向拉伸、干法双向拉伸和湿法拉伸。湿法拉伸制备隔膜的投资大、成本高，生产周期相对较长，生产流程复杂，并且在生产过程中使用有机溶剂，容易造成环境污染。干法双向拉伸的设备较为复杂，且需要成孔剂协助，成孔的孔径难以控制，产品受热时易出现双向收缩。干法单向拉伸制备隔膜的工艺流程和设备相对简单，制备过程中不使用有机溶剂，十分环保。为提高锂电池隔膜的性能，国内外企业研发人员和学者做了大量的工作，例如中国专利号：201510998677.3公开了一种成孔均匀的干法单向拉伸隔膜及其制备方法，采用此方法的生产设备/工艺技术简单、成熟，经过挤出、流延、退火处理、单向拉伸等环节，能够高效连续地大规模生产，无需单独采用热处理烘箱进行长时间的退火处理，所制备的各种规格干法单向拉伸隔膜的成本较低，透气极差≤70s。隔膜的最终性能取决于制备方法和工艺条件，对制备方法和工艺条件进行改进，有望制备出性能优异的聚烯烃微孔隔膜。干法单向拉伸制备聚烯烃微孔膜在进行拉伸过程中，片晶易滑移，微孔膜的骨架发生严重变形造成孔径分布不均匀。本发明通过改变原料组分和工艺条件，采用干法单拉制备一种综合性能优异的锂电池隔膜。

发明内容

因此，针对以上内容，本发明提供一种锂电池隔膜的干法单拉生产工艺，解决现有技术生产出的锂电池隔膜孔径分布不均匀的问题。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种锂电池隔膜的干法单拉生产工艺，包括以下步骤：

步骤一、备料：选择聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物作为原料，分别进行预干燥，然后装入高速混合机内，搅拌至均匀，所述聚丙烯的质量分数为96.5～99.2％，所述乙烯-丙烯共聚物的质量分数为0.8～3.5％；

步骤二、熔融挤出：将混合均匀后的原料投入挤出机，塑化成均匀的熔体从狭缝口模中挤出，所述挤出机中各区间的挤出温度分别是155～165℃、180～190℃、195～210℃、210～220℃，口模温度为195～205℃；

步骤三、流延成膜：步骤二得到的熔体经流延后形成聚丙烯基膜，牵引收卷；

步骤四、退火处理：将收卷的聚丙烯基膜放入烘箱中进行退火处理，退火处理温度为100～140℃，处理时间为3～8h；

步骤五、单向拉伸：将退火处理后的聚丙烯基膜先后进行20～50℃低温下冷拉伸、105～130℃高温下热拉伸；

步骤六、热定型：将步骤五单向拉伸后的聚丙烯基膜进行热定型，冷却收卷后即得到锂电池隔膜。

进一步的改进是：所述聚丙烯采用等规指数≥95％的等规聚丙烯，熔体流动速率为1.2～5g/10min。