[发明专利]锂电池用三层共挤隔膜及其拉伸工艺

说明书

本发明公开了锂电池用三层共挤隔膜及其拉伸工艺，拉伸工艺，包括以下步骤：S1，PP料和PE料分别在真空状态下熔融，并输送至三层共挤模头挤出，在流延辊上形成三层复合料，将三层复合料使用气流骤冷至20‑40℃，便于传输，三层复合料中间层为PE料形成的PE层，两侧为PP料形成的PP层，三层复合料的厚度为80‑100um，所述气流的湿度为90‑100％；S2，将三层复合料加热至80‑90℃，然后纵向拉伸1.0‑1.5倍，形成一级拉伸膜；S3，将一级拉伸膜冷却至50‑70℃，纵向拉伸2‑3倍，使一级拉伸膜的表面形成微孔结构，收卷后，得到厚度为25‑35um的三层共挤隔膜，本发明克服了现有技术的不足，满足了工厂的连续化生产需求，生产效率高，生产的隔膜穿刺强度和孔隙率高，且孔径分布范围窄。

技术领域

本发明涉及电池隔膜技术领域，具体属于锂电池用三层共挤隔膜及其拉伸工艺。

背景技术

近年来，锂离子电池技术发展迅速，隔膜作为电池中的核心材料之一，决定着锂离子电池的性能，因此隔膜材料及制备技术急需被深入研究。目前，商业化的锂电池隔膜以聚烯烙隔膜为主，制备工艺正从干法向湿法过渡，但是近几年已经发展出了不同材料体系，不同制备工艺的隔膜。

隔膜作为锂电池的关键材料，在电池中扮演着电子隔绝的作用，阻止正负极直接接触，允许电解液中锂离子自由通过，同时，隔膜对于保障电池的安全运行也起至关重要的作用。在特殊情况下，如事故、刺穿、电池滥用等，发生隔膜局部破损从而造成正负极的直接接触，从而引发剧烈的电池反应造成电池的起火爆炸。

因此，为了提高锂离子电池的安全性，保证电池的安全平稳运行，涂布在线认为隔膜必须满足以下几个条件︰(1)化学稳定性∶不与电解质、电极材料发生反应；(2)浸润性︰与电解质易于浸润且不伸长、不收缩；(3)热稳定性︰耐受高温，具有较高的熔断隔离性；(4)机械强度:拉伸强度好，以保证自动卷绕时的强度和宽度不变；(5)孔隙率∶较高的孔隙率以满足离子导电的需求。

当前，市场上商业化的锂电池隔膜主要是以聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)为主的微孔聚烯烃隔膜，这类隔膜凭借着较低的成本、良好的机械性能、优异的化学稳定性和电化学稳定性等优点而被广泛地应用在锂电池隔膜中。实际应用中又包括了单层PP或PE隔膜，双层PE/PP复合隔膜，双层PP/PP复合隔膜，以及三层PP/PE/PP复合隔膜。其中三层PP/PE/PP复合隔膜由于力学性能和耐腐蚀性能优异，被广泛用于电池隔膜，但是三层PP/PE/PP复合隔膜加工难度大，形成的微孔结构均一性差，闭孔温度控制难度大，给其应用带来了一定的困难。

发明内容

本发明的目的是提供锂电池用三层共挤隔膜及其拉伸工艺，克服了现有技术的不足，生产的隔膜穿刺强度和孔隙率高，且孔径分布范围窄。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案如下：

锂电池用三层共挤隔膜的拉伸工艺，包括以下步骤：

S1，PP料和PE料分别在真空状态下熔融，并输送至三层共挤模头挤出，在流延辊上形成三层复合料，将三层复合料使用气流骤冷至20-40℃，便于传输，三层复合料中间层为PE料形成的PE层，两侧为PP料形成的PP层，三层复合料的厚度为80-100um，所述气流的湿度为90-100％；

S2，将三层复合料加热至80-90℃，然后纵向拉伸1.0-1.5倍，形成一级拉伸膜；

S3，将一级拉伸膜冷却至50-70℃，纵向拉伸2-3倍，使一级拉伸膜的表面形成微孔结构，收卷后，得到厚度为25-35um的三层共挤隔膜。

三层共挤隔膜表面的孔径为20-40nm，孔隙率为45-63％。

优选地，所述的PP料包括均聚聚丙烯和3-乙基-3-羟甲基氧杂环丁烷。

优选地，均聚聚丙烯和3-乙基-3-羟甲基氧杂环丁烷的质量比为60:1-3。