本發(fā)明涉及電池隔膜制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鋰電池隔膜生產(chǎn)中的冷卻輥裝置。

背景技術(shù)：

鋰離子電池廣泛應(yīng)用于電子通訊、儲(chǔ)能及動(dòng)力電源等領(lǐng)域，主要由正極、負(fù)極、電解質(zhì)和電池隔膜構(gòu)成，鋰離子電池隔膜是鋰離子電池中一個(gè)關(guān)鍵組件，它是一種多孔的薄膜材料，其主要作用是使電池的正、負(fù)極分隔開來，防止兩極接觸而短路，此外還具有能使電解質(zhì)離子通過的功能，隔膜的性能決定了電池的界面結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻等，直接影響電池的容量、循環(huán)以及安全性能等特性，性能優(yōu)異的隔膜對(duì)提高電池的綜合性能具有重要的作用。

電池隔膜的性能主要用以下指標(biāo)來表征：隔斷性要求電池隔膜具有隔斷性和電子絕緣性，保證正負(fù)極的有效機(jī)械隔離；孔隙率要求隔膜具有一定的孔徑和孔隙率，保證低的電阻和高的離子遷移率，對(duì)鋰離子有很好的透過性；化學(xué)穩(wěn)定性和電穩(wěn)定性要求隔膜具備耐濕性和耐電解液腐蝕性；浸潤(rùn)性要求隔膜對(duì)電解液的浸潤(rùn)性好，并具有較好的吸液保濕能力和離子通透性；力學(xué)強(qiáng)度要求隔膜在厚度盡可能小的同時(shí)要保證足夠的力學(xué)性能和抗震性，包括穿刺強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度；安全性要求隔膜要具有熱穩(wěn)定性和自動(dòng)關(guān)斷保護(hù)性能，包括閉孔溫度和破膜溫度。

現(xiàn)有的聚烯烴隔膜制備工藝中尤其是濕法工藝(TIPS)，又稱相分離法或熱致相分離法，將高沸點(diǎn)小分子作為致孔劑添加到聚烯烴中，加熱熔融成均勻體系，然后降溫發(fā)生相分離，經(jīng)雙向拉伸后用有機(jī)溶劑萃取出小分子，可制備相互貫通的微孔膜材料，在熔融擠壓拉伸過程中通常采用單冷卻輥，成孔劑封閉不完全，易流出，導(dǎo)致微孔分布不均勻，并且使得高溫熔體兩個(gè)表面的冷卻程度不一致，從而引起基膜兩個(gè)表面的結(jié)構(gòu)差異；同時(shí)，由于要保證一定的生產(chǎn)線速度，難免對(duì)膜的冷卻不及時(shí)。

由于上述問題的存在，本發(fā)明人對(duì)現(xiàn)有的鋰電池隔膜生產(chǎn)中的鑄片冷卻技術(shù)進(jìn)行研究和改進(jìn)，以期設(shè)計(jì)出一種冷卻快速、均勻、 能控制孔結(jié)構(gòu)形成的冷卻輥裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明人進(jìn)行了銳意研究，采用如下技術(shù)方案：該冷卻輥裝置包括第一鑄片輥、第二鑄片輥和第三鑄片輥，所述第一鑄片輥與所述第二鑄片輥之間具有預(yù)定間距，且相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過擠出模頭流出的熔融狀態(tài)的成膜原料在所述第一鑄片輥與所述第二鑄片輥之間堆積形成儲(chǔ)膜，所述第一鑄片輥與所述第二鑄片輥相互配合，對(duì)所述儲(chǔ)膜的兩個(gè)表面同時(shí)進(jìn)行冷卻，利用第一鑄片輥上的調(diào)節(jié)部件調(diào)節(jié)第一鑄片輥與第二鑄片輥之間的間距，能夠按照不同生產(chǎn)要求形成不同厚度的厚片，再經(jīng)過第三鑄片輥進(jìn)一步對(duì)厚片進(jìn)行冷卻，以便于后續(xù)工藝進(jìn)行，從而完成本發(fā)明。

本發(fā)明目的在于提供以下方面：

第一方面，本發(fā)明提供一種制備三種微孔結(jié)構(gòu)鋰離子電池隔膜的冷卻輥裝置，其特征在于：該冷卻輥裝置包括第一鑄片輥1、第二鑄片輥2和第三鑄片輥3，其中，

所述第二鑄片輥2位于所述第一鑄片輥1和所述第三鑄片輥3之間；

所述第一鑄片輥1和第二鑄片輥2之間具有預(yù)定間距，

優(yōu)選地，

所述第一鑄片輥1和所述第二鑄片輥2的軸線位于同一水平面上。

第二方面，本發(fā)明還提供上述冷卻輥裝置，其特征在于，在所述第一鑄片輥1上設(shè)置有調(diào)節(jié)所述第一鑄片輥1與所述第二鑄片輥2間距的調(diào)節(jié)部件。

第三方面，本發(fā)明還提供上述冷卻輥裝置，其特征在于，所述第一鑄片輥1與第二鑄片輥2間距為180-580μm，優(yōu)選為230-530μm，更優(yōu)選為280-480μm。

第四方面，本發(fā)明還提供上述冷卻輥裝置，其特征在于，所述第一鑄片輥1與第二鑄片輥2的直徑比為1：1～6，優(yōu)選為1：2～5，更優(yōu)選為1：3～4。

第五方面，本發(fā)明還提供上述冷卻輥裝置，其特征在于，在所述第一鑄片輥1、第二鑄片輥2和第三鑄片輥3內(nèi)部均設(shè)置有用于降低第一鑄片輥1、第二鑄片輥2和第三鑄片輥3表面溫度的冷卻裝置， 優(yōu)選地，在所述冷卻裝置外表面開設(shè)有螺旋形狀的凹槽。

第六方面，本發(fā)明還提供上述冷卻輥裝置，其特征在于，所述第一鑄片輥1、第二鑄片輥2和第三鑄片輥3的表面溫度分別為5～40℃，優(yōu)選為10～35℃，更優(yōu)選為12～33℃。

第七方面，本發(fā)明還提供上述冷卻輥裝置，其特征在于，所述第一鑄片輥1和所述第二鑄片輥2相向轉(zhuǎn)動(dòng)，優(yōu)選地，所述第一鑄片輥1的輥筒線速度和所述第二鑄片輥2的輥筒線速度數(shù)值相等。

第八方面，本發(fā)明還提供上述冷卻輥裝置，其特征在于，所述第一鑄片輥1、第二鑄片輥2和第三鑄片輥3的表面是光滑的或者有紋路的。

第九方面，本發(fā)明還提供上述冷卻輥裝置，其特征在于，所述電池隔膜按照包括如下步驟的方法進(jìn)行制備：

1)，將聚乙烯或其組合物、成孔劑和任選的其它添加劑熔融混合，擠出流延膜；

2)，步驟1)擠出的流延膜流經(jīng)第一鑄片輥1和第二鑄片輥2之間的空隙，鑄成厚片；

3)，步驟2)得到的厚片依次經(jīng)預(yù)熱輥、拉伸輥和冷卻輥進(jìn)行縱向拉伸；

4)，步驟3)得到的薄膜兩側(cè)固定，依次經(jīng)第一預(yù)熱區(qū)、第一拉伸區(qū)和第一冷卻區(qū)進(jìn)行橫向拉伸；

5)，步驟4)得到的薄膜經(jīng)萃取劑處理，然后干燥；優(yōu)選地，所述干燥裝置包括多個(gè)成折線排布的傳送輥，在薄膜與傳送輥相接觸的位置設(shè)置有用于干燥的氣槍，優(yōu)選所述氣槍的噴氣方向優(yōu)選與所述傳送輥的表面相切或與薄膜的傳送方向相平行；

6)，步驟5)得到的薄膜兩側(cè)固定，依次經(jīng)第二預(yù)熱區(qū)、第二拉伸區(qū)和第二冷卻區(qū)進(jìn)行第二次橫向拉伸，得到具有三種微孔結(jié)構(gòu)的鋰離子電池隔膜。

第十方面，本發(fā)明還提供上述冷卻輥裝置用于制備三種微孔結(jié)構(gòu)鋰離子電池隔膜的用途，其特征在于，所述電池隔膜包括第一外層9、第二外層10和夾在二者之間的內(nèi)層11，所述第一外層9、第二外層10和內(nèi)層11具有不同的微孔結(jié)構(gòu)，優(yōu)選所述第一外層9的孔徑為20～100nm，第二外層10的孔徑為30～140nm，內(nèi)層11的孔徑為50～180nm。

本發(fā)明另一目的還在于提供一種實(shí)施上述制備方法所使用的裝置，其包括擠出裝置、冷卻輥裝置和干燥裝置，其中，

所述擠出裝置包括機(jī)筒、并列設(shè)置在所述機(jī)筒一端的兩個(gè)聚乙烯組合物進(jìn)料口和分別設(shè)置于所述機(jī)筒上距所述聚乙烯組合物進(jìn)料口為1/3和2/3機(jī)筒長(zhǎng)度處的兩個(gè)成孔劑進(jìn)料口，和/或

所述冷卻輥裝置包括間距為180～580μm的第一鑄片輥和第二鑄片輥，所述第一鑄片輥與第二鑄片輥的直徑比為1：(1～6)，所述第一鑄片輥和第二鑄片輥相向轉(zhuǎn)動(dòng)，優(yōu)選地，所述第一鑄片輥的輥筒線速度和所述第二鑄片輥的輥筒線速度數(shù)值相等，和/或

所述干燥裝置包括多個(gè)成折線排布的傳送輥，在薄膜與傳送輥相接觸的位置設(shè)置有用于干燥的氣槍，優(yōu)選所述氣槍的噴氣方向與所述傳送輥的表面相切。

以下詳述本發(fā)明。

電池隔膜的多項(xiàng)性能指標(biāo)間是相互關(guān)聯(lián)的，如：厚度較小的隔膜往往拉伸強(qiáng)度和穿刺強(qiáng)度較低，在電池安裝過程中容易破損；機(jī)械強(qiáng)度較高的隔膜采用的聚烯烴材料一般熔點(diǎn)較高，因此閉孔溫度較高，安全性差。雖然可以通過改變隔膜的生產(chǎn)原料或生產(chǎn)條件來明顯提高某一個(gè)性能指標(biāo)，但想要兼顧多項(xiàng)性能、得到各項(xiàng)指標(biāo)均較好的電池隔膜仍具有很大難度。

在本發(fā)明中，鑄片過程是指熔融狀態(tài)的成膜原料離開擠出機(jī)模頭后，迅速貼附在低溫的鑄片輥表面上，由于熔融狀態(tài)的成膜原料和鑄片輥能夠快速進(jìn)行熱交換，成膜原料被迅速冷卻，當(dāng)它脫離鑄片輥表面后形成固體厚片的過程。

鑄片過程得到的厚片的形狀、尺寸等外觀狀況決定了鋰電池隔膜的表觀品質(zhì)。

本發(fā)明中物料是指熔融狀態(tài)的成膜原料，所述熔融狀態(tài)的成膜原料是指經(jīng)過擠出機(jī)模頭流延出來的由聚乙烯或其組合物、成孔劑和任選的添加劑組成的熔融狀態(tài)的混合物。

根據(jù)本發(fā)明的第一～九方面，提供一種制備三種微孔結(jié)構(gòu)鋰離子電池隔膜的冷卻輥裝置，其特征在于，所述冷卻輥裝置包括第一鑄片輥、第二鑄片輥和第三鑄片輥。

本發(fā)明中，所述第一鑄片輥、第二鑄片輥和第三鑄片輥的結(jié)構(gòu)和工作原理基本相同，統(tǒng)稱為鑄片輥，在描述三個(gè)鑄片輥的共有技術(shù)特征時(shí)，本發(fā)明使用“鑄片輥”代替“第一鑄片輥、第二鑄片輥和第三鑄片輥”。

所述鑄片輥包括內(nèi)部中空的圓柱形的輥筒、分別設(shè)置于輥筒兩端的端面、設(shè)置于所述端面上的輥軸和設(shè)置于輥筒內(nèi)部的冷卻裝 置。

在本發(fā)明中，所述輥筒由熱導(dǎo)率高的金屬材料制成，優(yōu)選地，由碳鋼制成，碳鋼的強(qiáng)度大、硬度較高，耐磨性好，延長(zhǎng)了鑄片輥的使用壽命，更優(yōu)選地，還可以在輥筒表面設(shè)置具有抗腐蝕、抗粘性和耐磨性等特殊性能的保護(hù)層，如陶瓷層等，從而增強(qiáng)輥筒的抗腐蝕性、抗粘性和耐磨性等特殊性能。

在本發(fā)明中，所述鑄片輥的表面是光滑的或者有紋路的，優(yōu)選地，當(dāng)鑄片輥的表面是有紋路的時(shí)，其表面粗糙度為0.005～0.2。

當(dāng)鑄片輥表面是有紋路的時(shí)，制得的鋰離子電池隔膜表面也相應(yīng)地具有一定粗糙度，從而增加了鋰離子電池隔膜的吸液性。

在本發(fā)明中，所述分別設(shè)置于輥筒兩端的端面與輥筒固定連接，在所述端面上，所述輥軸周圍分別開設(shè)有一個(gè)或多個(gè)通孔，使輥筒內(nèi)部形成與外界連通的空腔。

在本發(fā)明中，所述輥軸與輥筒同軸。

在本發(fā)明中，設(shè)置于輥筒內(nèi)部的冷卻裝置具有圓柱形外形，且與輥筒同軸，優(yōu)選地，在所述冷卻裝置外表面開設(shè)有螺旋形狀的凹槽，所述螺旋形狀的凹槽的起始端與輥筒一端端面上設(shè)置的通孔連通，凹槽的末端與輥筒另一端端面上設(shè)置的通孔連通，更優(yōu)選地，所述螺旋形狀的凹槽為一條或多條，所述一條或多條螺旋形狀的凹槽能夠使鑄片輥表面溫度均勻，即，輥筒表面沿著軸向的各點(diǎn)的溫度保持一致，從而保證了熔融狀態(tài)的成膜原料冷卻的均勻性。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述冷卻裝置還包括用于監(jiān)測(cè)鑄片輥中冷卻介質(zhì)溫度并將溫度數(shù)據(jù)傳送給冷機(jī)的溫度傳感器。

在本發(fā)明一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，冷卻介質(zhì)通過輥筒一端端面上的通孔流入輥筒內(nèi)部，并沿冷卻裝置外表面開設(shè)的螺旋形狀的凹槽對(duì)輥筒表面進(jìn)行冷卻，進(jìn)而對(duì)熔融狀態(tài)的成膜原料進(jìn)行均勻的冷卻，再通過輥筒另一端端面上的通孔流出輥筒，循環(huán)流入冷機(jī)中。

在本發(fā)明一個(gè)更為優(yōu)選的實(shí)施方式中，在鑄片輥的兩個(gè)端面上分別設(shè)置有與冷卻裝置外表面螺旋形狀的凹槽數(shù)量相匹配的多個(gè)通孔，即，多個(gè)進(jìn)液口和出液口，從而增加了冷卻介質(zhì)在輥筒內(nèi)部的循環(huán)量，能夠?qū)θ廴趹B(tài)的成膜原料進(jìn)行快速冷卻。

在本發(fā)明一種更為優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述冷卻介質(zhì)由外部循環(huán)冷卻設(shè)備提供，優(yōu)選地，所述外部循環(huán)冷卻設(shè)備包括循環(huán)泵和冷機(jī)。

在本發(fā)明中，所述循環(huán)泵用于為冷卻介質(zhì)由輥筒內(nèi)部至冷機(jī)之 間的循環(huán)提供動(dòng)力。

循環(huán)泵能夠?qū)⑤佂矁?nèi)部的冷卻介質(zhì)從出液口吸出，并送至冷機(jī)制冷系統(tǒng)的換熱器中進(jìn)行再次冷卻，然后再由進(jìn)液口送回至輥筒內(nèi)部，使冷卻介質(zhì)不斷循環(huán)流動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了冷卻介質(zhì)的內(nèi)外循環(huán)，保證了鑄片輥對(duì)熔融成膜原料的連續(xù)冷卻作用。

在本發(fā)明中，所述冷機(jī)用于將在輥筒內(nèi)實(shí)施完冷卻作用的冷卻介質(zhì)進(jìn)行再次冷卻，其通過旋轉(zhuǎn)接頭、軟管等部件與鑄片輥連接。

在本發(fā)明中，所述旋轉(zhuǎn)接頭是一種能夠360°旋轉(zhuǎn)，并能使冷卻介質(zhì)通過的密閉旋轉(zhuǎn)連接器。

在本發(fā)明中，所述冷機(jī)可以是氨壓縮機(jī)、氟里昂壓縮機(jī)或溴化鋰制冷機(jī)組，可以根據(jù)具體的制備工藝選擇適當(dāng)?shù)睦錂C(jī)。

在本發(fā)明中，由冷機(jī)輸出的冷卻介質(zhì)的溫度為15-23℃，優(yōu)選為18-22℃，更優(yōu)選為19-21℃，鑄片輥表面的溫度略高于由冷機(jī)輸出的冷卻介質(zhì)的溫度。

在本發(fā)明中，所述循環(huán)泵和冷機(jī)的運(yùn)行與停止是控制鑄片輥表面溫度的關(guān)鍵，二者根據(jù)冷卻裝置中溫度傳感器傳送回來的數(shù)據(jù)是否達(dá)到設(shè)定溫度而自動(dòng)啟動(dòng)或停止。

在本發(fā)明中，所述鑄片輥上還設(shè)置有傳動(dòng)系統(tǒng)，優(yōu)選地，所述傳動(dòng)系統(tǒng)包括位移驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)和回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)。

在本發(fā)明中，所述位移驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)用于調(diào)節(jié)鑄片輥輥軸的位置，能夠方便地進(jìn)行車間的日常操作工作，如能夠方便、及時(shí)地清除堆積在鑄片輥之間的由擠出機(jī)模頭流出來的廢料，優(yōu)選地，鑄片輥前后移動(dòng)及上下升降受限位開關(guān)的控制，從而保證鑄片輥移動(dòng)的精確性。

在本發(fā)明中，所述回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)用于調(diào)節(jié)鑄片輥的轉(zhuǎn)速，優(yōu)選地，所述回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)包括變頻器，使鑄片輥達(dá)到設(shè)定的轉(zhuǎn)速，保證其能夠穩(wěn)定勻速地運(yùn)轉(zhuǎn)。

在本發(fā)明一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述傳動(dòng)系統(tǒng)中的所有子系統(tǒng)都設(shè)置于鑄片輥的同一側(cè)，并且它們可以隨著鑄片輥一起移動(dòng)或回轉(zhuǎn)。

在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述鑄片輥的表面溫度為5℃～40℃，優(yōu)選為10℃～35℃，更優(yōu)選為12℃～33℃，當(dāng)鑄片輥表面的溫度低于5℃時(shí)，輥筒表面可能結(jié)露水，影響鋰電池隔膜的正常生產(chǎn)；當(dāng)鑄片輥表面溫度高于40℃時(shí)，則不能起到快速冷卻的作用。

在本發(fā)明中，所述第一鑄片輥、所述第二鑄片輥和所述第三鑄 片輥的表面溫度可以相同，也可以不同，當(dāng)所述第一鑄片輥、第二鑄片輥和第三鑄片輥的表面溫度有差異時(shí)，流延膜兩側(cè)表面的微孔結(jié)構(gòu)的孔徑大小不同，孔徑分布也不同。

在本發(fā)明中，所述第二鑄片輥位于第一鑄片輥和第三鑄片輥之間，優(yōu)選地，所述第二鑄片輥靠近所述第一鑄片輥，更優(yōu)選地，所述第一鑄片輥與第二鑄片輥之間具有預(yù)定間距。

所述第一鑄片輥與第二鑄片輥間距優(yōu)選為180-580μm，優(yōu)選為230-530μm，更優(yōu)選為280-480μm。

所述第一鑄片輥和所述第二鑄片輥的軸線位于同一水平面上。

在本發(fā)明中，所述第一鑄片輥上還設(shè)置有用于調(diào)節(jié)所述第一鑄片輥1與所述第二鑄片輥之間間距的調(diào)節(jié)部件，本發(fā)明對(duì)所用調(diào)節(jié)部件不做特別限定，以能夠?qū)崿F(xiàn)第一鑄片輥與第二鑄片輥之間間距的微小調(diào)節(jié)為優(yōu)選，如液壓油缸和油壓氣缸等。

當(dāng)所述調(diào)節(jié)部件為液壓油缸時(shí)，所述第一鑄片輥的微小位移是由一個(gè)封閉的液壓系統(tǒng)通過液壓油缸執(zhí)行的，可以通過手動(dòng)調(diào)節(jié)液壓油缸的搖把實(shí)現(xiàn)第一鑄片輥位移的調(diào)節(jié)。

所述調(diào)節(jié)部件的調(diào)節(jié)方式優(yōu)選為前后調(diào)節(jié)，從而熔融狀態(tài)的成膜原料經(jīng)過第一鑄片輥與第二鑄片輥之間的間隙，避免了鑄片制得的厚片厚度不均勻，同時(shí)也可避免因工藝中各種設(shè)備的機(jī)械振蕩而對(duì)厚片產(chǎn)生的不利影響，從而使最后得到的鋰電池隔膜厚度均勻，并且使鋰離子電池隔膜的厚度能更好的配合不同工作參數(shù)要求的鋰電池。

在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述第一鑄片輥與第二鑄片輥的直徑比為1：(1～6)，優(yōu)選為1：(2～5)，更優(yōu)選為1：(3～4)；所述第一鑄片輥1與第三鑄片輥3的直徑比為1：(1～4)，優(yōu)選為1：(2～3)。

在本發(fā)明的一個(gè)更優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述第一鑄片輥的直徑為300-600mm，第二鑄片輥的直徑為500-900mm，第三鑄片輥的直徑為400-600mm。

所述第三鑄片輥的輥筒最高點(diǎn)高于第二鑄片輥的輥筒最高點(diǎn)，有利于制得的厚片在拉伸冷卻過程中晶格的規(guī)則排布，并且能夠使得厚片在傳輸過程中充分冷卻。

在本發(fā)明中，所述第一鑄片輥和第二鑄片輥相向轉(zhuǎn)動(dòng)，優(yōu)選地，所述第一鑄片輥的輥筒線速度和所述第二鑄片輥的輥筒線速度數(shù)值相等，即：所述第一鑄片輥與第二鑄片輥相向同步轉(zhuǎn)動(dòng)。

在本發(fā)明中，第三鑄片輥與第二鑄片輥轉(zhuǎn)向相反，從而使得厚片向后續(xù)工藝方向延伸。

所述第三鑄片輥的轉(zhuǎn)速略大于所述第一鑄片輥或所述第二鑄片輥的轉(zhuǎn)速，從而在第三鑄片輥與第一鑄片輥或第二鑄片輥之間產(chǎn)生拉伸比，實(shí)現(xiàn)對(duì)厚片的第一次拉伸。

優(yōu)選地，所述第一鑄片輥的轉(zhuǎn)速為1-6m/min，優(yōu)選為2-5m/min，更優(yōu)選為3-4m/min；第二鑄片輥的轉(zhuǎn)速為1-6m/min，優(yōu)選為2-5m/min，更優(yōu)選為3-4m/min；第三鑄片輥的轉(zhuǎn)速為2-7m/min，優(yōu)選為3-6m/min，更優(yōu)選為4-8m/min。

所述第二鑄片輥的轉(zhuǎn)速制約了鋰離子電池隔膜的生產(chǎn)速度和產(chǎn)品質(zhì)量，通過控制第二鑄片輥的轉(zhuǎn)速來配合后續(xù)的拉伸、萃取和收卷等工藝，從而控制了鋰電池隔膜的質(zhì)量。

在本發(fā)明中，所述第一鑄片輥和所述第二鑄片輥能夠?qū)α餮幽さ膬蓚€(gè)表面同時(shí)進(jìn)行冷卻，而第三鑄片輥對(duì)流延膜進(jìn)行單面冷卻。

在本發(fā)明中，熔融狀態(tài)的成膜原料在第一鑄片輥、第二鑄片輥和第三鑄片輥的作用下被制為厚片，而且在所述鑄片輥快速冷卻作用下制得厚片的結(jié)晶度低，避免了晶球形成，有利于后續(xù)加工工藝中的拉伸取向，同時(shí)也可使聚乙烯或其組合物與成孔劑產(chǎn)生熱致性相分離，而厚片表面的快速冷卻則使已產(chǎn)生相分離的大部分成孔劑被鎖在厚片內(nèi)部，使成孔劑不容易流走和滲出，從而保證了微孔結(jié)構(gòu)的良好定型。

經(jīng)過擠出機(jī)模頭流出的熔融狀態(tài)的成膜原料，其溫度為220-240℃，首先迅速貼附到第二鑄片輥表面上，并在第二鑄片輥與第一鑄片輥之間的空隙堆積形成儲(chǔ)膜，從而能夠連續(xù)不間斷地進(jìn)行鑄片，從而保證了鑄片制得厚片厚度的穩(wěn)定均勻。

本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，從擠出機(jī)流出的熔融狀態(tài)的成膜原料在高壓靜電場(chǎng)中因靜電感應(yīng)而帶上靜電荷。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，在所述第二鑄片輥表面與擠出機(jī)的擠出模頭之間設(shè)置極性相反的微電極，一方面微電極可以中和從擠出機(jī)流出的熔融狀態(tài)的成膜原料所帶的靜電，避免在厚片中夾帶空氣，另一方面，微電極也使得第二鑄片輥表面與熔融狀態(tài)的成膜原料帶有極性相反的電荷，在異性電荷相互吸引的作用下，熔融狀態(tài)的成膜原料能更加快速地吸附在第二鑄片輥表面上，從而急速冷卻成形。

在本發(fā)明中，可以根據(jù)產(chǎn)品需要調(diào)節(jié)第一鑄片輥與第二鑄片輥 之間的間距，從而控制制得的厚片的厚度。

在本發(fā)明中，所述間距具體是指第一鑄片輥輥筒與第二鑄片輥輥筒之間最小的距離；所述第一鑄片輥與第二鑄片輥間距優(yōu)選為180-580μm，優(yōu)選為230-530μm，更優(yōu)選為280-480μm。

本發(fā)明中所述厚片的厚度為200～600μm，優(yōu)選為250-550μm，更優(yōu)選為300-500μm，最終得到的鋰電池隔膜厚度為5～25μm，優(yōu)選為8～22μm，更優(yōu)選為10～18μm。

在本發(fā)明中，通過所述鑄片輥內(nèi)部設(shè)置的冷卻裝置來控制鑄片輥表面的溫度從而實(shí)現(xiàn)對(duì)熔融狀態(tài)的成膜原料和流延膜的快速均勻冷卻。

從擠出機(jī)模頭擠出的熔融狀態(tài)的成膜原料的溫度為220-240℃，經(jīng)過第一鑄片輥和第二鑄片輥后，其成為流延膜，所述流延膜的溫度降為120-180℃，優(yōu)選為100-160℃，更優(yōu)選為90-140℃；經(jīng)過第三鑄片輥后流延膜的溫度進(jìn)一步降為70-80℃，優(yōu)選為50-60℃，更優(yōu)選為30-40℃。

在本發(fā)明中，在流延膜的延伸方向上，在鑄片輥和縱向拉伸工藝區(qū)域之間還設(shè)置有牽引輥。

所述牽引輥將經(jīng)過鑄片輥冷卻固化的厚片牽引至拉伸區(qū)域用來配合后續(xù)的生產(chǎn)工藝，所述牽引輥的數(shù)量為一個(gè)或多個(gè)，優(yōu)選為三個(gè)。

在本發(fā)明一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述第一鑄片輥與牽引輥的直徑比4：(1～3)，優(yōu)選為3：(1～2)，優(yōu)選地，所述牽引輥的直徑為160-220mm。

在本發(fā)明另一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，可以根據(jù)具體的工藝條件，適當(dāng)控制各輥的轉(zhuǎn)速，從而生產(chǎn)大量符合市場(chǎng)需求的高質(zhì)量鋰電池隔膜產(chǎn)品，優(yōu)選地，所述牽引輥的轉(zhuǎn)速是第二鑄片輥轉(zhuǎn)速的110～130％，優(yōu)選為110％、120％或130％，更優(yōu)選為120％。

本發(fā)明提供的制備三種微孔結(jié)構(gòu)鋰離子電池隔膜的冷卻輥裝置，按照以下鋰離子電池隔膜的制備工藝使用，所述制備工藝包括以下步驟：

步驟1)，擠出：將上述聚乙烯或其組合物、成孔劑和任選的添加劑熔融混合，擠出流延膜。

在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述聚乙烯組合物優(yōu)選高分子聚乙烯和超高分子聚乙烯按重量比(88～92):(8～12)，優(yōu)選為(89～91):(9～11)，更優(yōu)選為90:10組成的組合物，所述高分子聚 乙烯的數(shù)均分子量為10萬～60萬，優(yōu)選為20萬～50萬，更優(yōu)選為30萬～40萬，所述超高分子聚乙烯的數(shù)均分子量為120萬～150萬，優(yōu)選為130萬～140萬。

在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述成孔劑包括有機(jī)成孔劑和無機(jī)成孔劑，其中，所述有機(jī)成孔劑為高沸點(diǎn)小分子有機(jī)物，優(yōu)選地，所述高沸點(diǎn)小分子有機(jī)物為沸點(diǎn)高于200℃，且數(shù)均分子量小于500的液態(tài)有機(jī)物，優(yōu)選為礦物油、C6-15烷烴、C8-15脂族羧酸、C1-4烷酯、C2-6鹵代烷烴中的一種或多種，其中，

所述礦物油優(yōu)選為白油，所述C6-15烷烴選自庚烷、萘烷、癸烷、十一烷和十二烷，所述C8-15脂族羧酸選自癸酸、十一碳酸和十二碳酸，所述C1-4烷酯選自癸酸甲酯、癸酸乙酯、癸酸丙酯、癸酸正丁酯、十一碳酸甲酯、十一碳酸乙酯、十一碳酸丙酯、十一碳酸正丁酯、十二碳酸甲酯、十二碳酸乙酯、十二碳酸丙酯、十二碳酸正丁酯，所述C2-6鹵代烷烴選自二氯乙烷、二氯丙烷、氟氯乙烷和氟氯丙烷，

所述有機(jī)成孔劑進(jìn)一步優(yōu)選為礦物油，更優(yōu)選為白油。

所述無機(jī)成孔劑為水溶性無機(jī)納米顆粒，優(yōu)選地，所述水溶性無機(jī)納米顆粒為粒徑為1～200nm，優(yōu)選為3～100nm，更優(yōu)選為5～20nm的水溶性納米硫酸鹽、水溶性納米硝酸鹽、水溶性納米鹽酸鹽中的一種或多種，其中，

所述水溶性納米硫酸鹽選自納米硫酸鈉、納米硫酸鉀和納米硫酸銨等，所述水溶性納米硝酸鹽選自納米硝酸鈉、納米硝酸鉀、納米硝酸銨、納米硝酸鎂和納米硝酸銅等，所述水溶性納米鹽酸鹽選自納米氯化鈉、納米氯化鉀、納米氯化銨、納米氯化鎂、納米氯化鈣和納米氯化銅等。

相比于有機(jī)成孔劑，所述固態(tài)顆粒狀的無機(jī)成孔劑具有更大的粒徑和固定的形態(tài)，因而具有更強(qiáng)的占位作用，可在電池隔膜內(nèi)形成孔徑更大的微孔結(jié)構(gòu)，可更好地控制形成微孔的大小、形狀與分布，且有利于提高電池隔膜的孔隙率和透氣度，如：可通過選擇不同粒徑的無機(jī)成孔劑來制得微孔孔徑不同的電池隔膜。

以高分子聚乙烯和超高分子聚乙烯的重量之和為100重量份計(jì)，所述成孔劑的加入量為20～70重量份，優(yōu)選為30～60重量份，更優(yōu)選為50重量份，其中，所述有機(jī)成孔劑與所述無機(jī)成孔劑的重量比為(30～60):(1～10)，優(yōu)選為(35～55):(2～8)，更優(yōu)選為(40～50):(4～6)。

在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述熔融混合并擠出的過程在擠出機(jī)或擠出裝置中進(jìn)行，所述擠出機(jī)或擠出裝置包括機(jī)筒、并列設(shè)置在所述機(jī)筒一端的兩個(gè)聚乙烯組合物進(jìn)料口和分別設(shè)置于所述機(jī)筒上距所述聚乙烯組合物進(jìn)料口為1/3和2/3機(jī)筒長(zhǎng)度處的兩個(gè)成孔劑進(jìn)料口。

將聚乙烯或其組合物、無機(jī)成孔劑和任選的添加劑預(yù)先混合均勻后經(jīng)聚乙烯或其組合物進(jìn)料口投入擠出機(jī)，優(yōu)選將無機(jī)成孔劑與高分子聚乙烯預(yù)先混合均勻，將任選的添加劑與超高分子聚乙烯預(yù)先混合均勻，經(jīng)兩個(gè)不同的聚乙烯或其組合物進(jìn)料口投入擠出機(jī)，然后加熱熔融，在擠出機(jī)內(nèi)部熔融的聚乙烯或其組合物的擠出方向上加入有機(jī)成孔劑，所述有機(jī)成孔劑優(yōu)選分批從兩個(gè)不同的成孔劑進(jìn)料口分別加入擠出機(jī)，熔融并混合均勻后擠出流延膜，采用上述優(yōu)選的方式加入所述無機(jī)成孔劑和有機(jī)成孔劑，可避免聚乙烯或其組合物和成孔劑出現(xiàn)相分離而導(dǎo)致混合不均并伴有擠出機(jī)內(nèi)壓力波動(dòng)，使得聚乙烯或其組合物與成孔劑充分混合均勻，成孔劑均勻分布于聚乙烯或其組合物中，有利于后續(xù)步驟中制備得到微孔的孔徑和分布更均勻的電池隔膜。

在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，任選地加入以下重量配比的添加劑，

在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述聚乙烯或其組合物、成孔劑和任選的添加劑可以先混合，再加熱至熔融狀態(tài)，也可以先分別加熱熔融，再將熔融的上述物質(zhì)混合在一起，本發(fā)明優(yōu)選先將所述聚乙烯或其組合物、成孔劑和任選的添加劑分別混合均勻，再加入擠出機(jī)中加熱至熔融狀態(tài)并攪拌混合，混合均勻，且操作簡(jiǎn)便，能耗低。

在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，擠出溫度和擠出速率直接影響步驟2)中制得厚片的性狀和厚度，且決定最終制備出隔膜的各項(xiàng)理化性質(zhì)。擠出溫度越高，流延膜的流動(dòng)性越好，分子混亂程度越高，制得隔膜的結(jié)晶性越差；擠出溫度越低，流延膜的流動(dòng)性越差，分子混亂程度越低，分子取向度越高，制得隔膜的結(jié)晶性越好，本發(fā)明中擠出溫度為150～250℃，優(yōu)選為170～240℃。擠出速率過快， 流延膜在第一鑄片輥3和第二鑄片輥4之間堆積過多，可能造成局部冷卻變硬而影響鑄片進(jìn)行；擠出速率過慢，可能造成制得的厚片厚度不均或過薄，本發(fā)明中擠出速率為800～2000g/min，優(yōu)選為1000～1500g/min。

其中，所述熔融混合并擠出的過程在擠出機(jī)中進(jìn)行，采用分批方式將所述成孔劑加入至聚烯烴和任選的添加劑混合物中，可避免聚烯烴和成孔劑出現(xiàn)相分離而導(dǎo)致混合不均并伴有擠出機(jī)內(nèi)壓力波動(dòng)，使得聚烯烴與成孔劑充分混合均勻，成孔劑均勻分布于聚烯烴混合物中，有利于后續(xù)步驟中制備得到微孔的孔徑和分布更均勻的鋰電池隔膜。

步驟2)，鑄片：步驟1)擠出的流延膜流經(jīng)第一鑄片輥和第二鑄片輥之間的空隙，鑄成厚片。

所述冷卻輥裝置包括間距為180～580μm的第一鑄片輥和第二鑄片輥，所述第一鑄片輥與第二鑄片輥的直徑比為1：(1～6)，所述第一鑄片輥和第二鑄片輥相向轉(zhuǎn)動(dòng)，優(yōu)選地，所述第一鑄片輥的輥筒線速度和所述第二鑄片輥的輥筒線速度數(shù)值相等。

在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，如圖1所示，所述第一鑄片輥和第二鑄片輥相向旋轉(zhuǎn)，從擠出機(jī)模頭擠出的流延膜在第一鑄片輥和第二鑄片輥之間形成堆積，然后經(jīng)過二者之間的縫隙進(jìn)行擠壓、冷卻，鑄成厚片，降低了擠出速率不均及擠出機(jī)機(jī)械震蕩等因素對(duì)厚片性狀的影響，從而制備出厚度均勻、性狀穩(wěn)定的厚片。

在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述第一鑄片輥3和第二鑄片輥4的表面溫度為5～40℃，優(yōu)選為10～35℃，更優(yōu)選為12～33℃，擠出的流延膜流經(jīng)第一鑄片輥和第二鑄片輥之間的縫隙時(shí)雙面冷卻成型，鑄成厚片，同時(shí)，均勻分布在其內(nèi)部的成孔劑與聚乙烯或其組合物發(fā)生熱致性相分離，雙面冷卻的厚片將成孔劑封閉在其內(nèi)部，與傳統(tǒng)工藝中單面冷卻的厚片相比，成孔劑更不易滲出，有利于制得微孔的孔徑、分布更加均勻的電池隔膜。

在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，任選將所述第一鑄片輥或第二鑄片輥的表面處理成不光滑平面，可制備出單面或雙面粗糙的電池隔膜，提高了隔膜表面對(duì)其它物質(zhì)(如：涂層、膜等等)的粘合能力，為研發(fā)新型電池隔膜奠定了基礎(chǔ)。

在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述厚片的厚度直接影響最終制得隔膜的厚度，一般來說，厚片越厚，制得的隔膜越厚，可通 過調(diào)節(jié)第一鑄片輥和第二鑄片輥之間的空隙寬度來調(diào)節(jié)厚片的厚度，本發(fā)明中所述厚片的厚度為200～600μm，優(yōu)選為250～550μm，更優(yōu)選為300～500μm。

步驟3)，縱向拉伸：步驟2)得到的厚片依次經(jīng)預(yù)熱輥、拉伸輥和冷卻輥進(jìn)行縱向拉伸。

在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述厚片首先經(jīng)預(yù)熱輥以較低溫度預(yù)熱，軟化厚片，為拉伸做準(zhǔn)備，防止厚片因突然高溫加熱而導(dǎo)致性狀驟變；然后，所述厚片經(jīng)多個(gè)轉(zhuǎn)速逐漸升高的拉伸輥在高溫下進(jìn)行縱向拉伸；最后，經(jīng)冷卻輥低溫冷卻定型，得到性狀固定的薄膜。經(jīng)縱向拉伸后，薄膜與厚片相比在縱向上拉長(zhǎng)，厚度變薄，且縱向機(jī)械強(qiáng)度得到提高，同時(shí)，其內(nèi)部成孔劑占位的微孔縱向拉長(zhǎng)成細(xì)長(zhǎng)狀。

在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述預(yù)熱輥的溫度為40～130℃，優(yōu)選為50～120℃，更優(yōu)選為60～110℃，預(yù)熱厚片，為拉伸做準(zhǔn)備；

所述拉伸輥的溫度為70～150℃，優(yōu)選為80～140℃，更優(yōu)選為90～130℃，在保證厚片良好拉伸性能的同時(shí)使得成孔劑占位的微孔達(dá)到合適的孔徑；

所述冷卻輥的溫度為3～50℃，優(yōu)選為5～45℃，更優(yōu)選為8～40℃，使得高溫拉伸后的薄膜迅速冷卻定型，保持縱向拉伸后的長(zhǎng)度、厚度和孔徑。

在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述多個(gè)拉伸輥的轉(zhuǎn)速在2～40m/min范圍內(nèi)梯度升高，使得拉伸均勻，通過調(diào)節(jié)拉伸輥的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)薄膜的縱向拉伸程度，得到不同的延伸比。

所述縱向拉伸的延伸比為3～10，優(yōu)選為3.5～9.5，更優(yōu)選為4～9，得到具有合適厚度、孔徑和縱向機(jī)械強(qiáng)度的薄膜。

步驟4)，第一次橫向拉伸：步驟3)得到的薄膜兩側(cè)固定，依次經(jīng)第一預(yù)熱區(qū)、第一拉伸區(qū)和第一冷卻區(qū)進(jìn)行橫向拉伸。

在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，將所述薄膜兩側(cè)分別用夾具固定，首先經(jīng)過第一預(yù)熱區(qū)進(jìn)行預(yù)熱，軟化薄膜，為拉伸做準(zhǔn)備；然后，經(jīng)第一拉伸區(qū)在高溫下進(jìn)行橫向拉伸，對(duì)稱的夾具間距離逐漸增大；最后，經(jīng)第一冷卻區(qū)低溫冷卻定型，得到性狀固定的薄膜。經(jīng)第一次橫向拉伸后，薄膜在橫向上拉長(zhǎng)，厚度變薄，且橫向機(jī)械強(qiáng)度得到提高，同時(shí)，其內(nèi)部成孔劑占位的微孔橫向拉長(zhǎng)成類似圓形。

在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述第一預(yù)熱區(qū)的溫度為60～150℃，優(yōu)選為70～140℃，更優(yōu)選為75～135℃，預(yù)熱薄膜，為拉伸做準(zhǔn)備；

所述第一拉伸區(qū)的溫度為80～150℃，優(yōu)選為85～145℃，更優(yōu)選為90～140℃，在保證薄膜良好拉伸性能的同時(shí)使得成孔劑占位的微孔達(dá)到合適的孔徑；

所述第一冷卻區(qū)的溫度為60～150℃，優(yōu)選為70～140℃，更優(yōu)選為75～135℃，使得高溫拉伸后的薄膜迅速冷卻定型，保持第一次橫向拉伸后的長(zhǎng)度、厚度和孔徑。

在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述薄膜在縱向上勻速移動(dòng)，通過調(diào)節(jié)橫向夾具間的距離來調(diào)節(jié)薄膜的橫向拉伸程度，得到不同的延伸比。

所述第一次橫向拉伸的延伸比為3～11，優(yōu)選為3.5～10.5，更優(yōu)選為4～10，得到具有合適厚度、孔徑和橫向機(jī)械強(qiáng)度的薄膜。

步驟5)，萃?。翰襟E4)得到的薄膜依次經(jīng)萃取劑處理，然后干燥。

在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述萃取劑優(yōu)選包括第一萃取劑和第二萃取劑，步驟4)得到的薄膜依次經(jīng)第一萃取劑和第二萃取劑浸泡處理。

在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，優(yōu)選分兩次對(duì)成孔劑進(jìn)行萃取，先用第一萃取劑萃取出成孔劑中的有機(jī)成孔劑組分，再用水萃取出成孔劑中的無機(jī)成孔劑組分。用第一萃取劑和第二萃取劑浸泡薄膜時(shí)，均勻分布在薄膜內(nèi)部的成孔劑被溶解萃出，在原來被成孔劑占據(jù)的位置形成微孔結(jié)構(gòu)，微孔的分布及孔徑是否均勻與造孔劑在薄膜內(nèi)分布是否均勻分散直接相關(guān)；所述第一萃取劑為對(duì)成孔劑中的有機(jī)成孔劑組分溶解性好，而不溶解薄膜中的聚乙烯或其組合物和添加劑的試劑，本發(fā)明優(yōu)選地選用二氯甲烷與磷酸酯組成的混合物，所述磷酸酯優(yōu)選為磷酸三甲酯和磷酸三乙酯中的一種或幾種，其中，二氯甲烷與磷酸酯的重量比為10:1～40:1，優(yōu)選為15:1～30:1，所述有機(jī)萃取劑對(duì)有機(jī)成孔劑萃取效果優(yōu)于單純的二氯甲烷，萃取更完全，成孔劑殘留少；所述第二萃取劑為對(duì)成孔劑中的無機(jī)成孔劑組分溶解性好，而不溶解薄膜中的聚乙烯或其組合物和添加劑的試劑，本發(fā)明優(yōu)選地選用水，更優(yōu)選為高純水。

在干燥裝置中進(jìn)行干燥。所述干燥裝置包括多個(gè)成折線排布的傳送輥。在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，在薄膜與傳送輥相接觸 的位置設(shè)置有用于干燥的氣槍，優(yōu)選所述氣槍的噴氣方向與所述傳送輥的表面相切。

采用氣槍對(duì)萃取后的薄膜進(jìn)行干燥，以除去薄膜表面殘留的萃取劑，防止出現(xiàn)漬跡，所述氣槍干燥效果良好，且有效避免了薄膜表面水波紋的產(chǎn)生，同時(shí)，通過合理調(diào)整氣槍與薄膜的位置，使得氣槍對(duì)薄膜的垂直沖擊力明顯減小，顯著改善了最終制得電池隔膜外觀褶皺、荷葉邊等不良現(xiàn)象。

步驟6)，第二次橫向拉伸：步驟5)得到的薄膜兩側(cè)固定，依次經(jīng)第二預(yù)熱區(qū)、第二拉伸區(qū)和第二冷卻區(qū)進(jìn)行第二次橫向拉伸，得到具有三種微孔結(jié)構(gòu)的電池隔膜。

在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，將所述薄膜的兩側(cè)用夾具固定，首先經(jīng)過第二預(yù)熱區(qū)進(jìn)行預(yù)熱，軟化薄膜，為拉伸做準(zhǔn)備；然后，經(jīng)第二拉伸區(qū)在高溫下進(jìn)行小幅橫向拉伸，對(duì)稱的夾具間距離逐漸增大；最后，經(jīng)第二冷卻區(qū)低溫冷卻定型，得到性狀固定的三種微孔結(jié)構(gòu)的電池隔膜。第二次橫向拉伸與第一次橫向拉伸相比，拉伸程度明顯降低，經(jīng)第二次橫向拉伸后，具有微孔結(jié)構(gòu)的薄膜在橫向上小幅拉長(zhǎng)或保持不變，通過加熱-冷卻過程使其機(jī)械強(qiáng)度、透氣度、熱收縮性能進(jìn)一步提高，同時(shí)，其內(nèi)部的微孔橫向拉長(zhǎng)，孔徑增大，得到具有良好性狀的三種微孔結(jié)構(gòu)的電池隔膜。

在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述第二預(yù)熱區(qū)的溫度為70～160℃，優(yōu)選為80～150℃，更優(yōu)選為90～140℃，預(yù)熱薄膜，為拉伸做準(zhǔn)備；

所述第二拉伸區(qū)的溫度為100～155℃，優(yōu)選為105～150℃，更優(yōu)選為110～145℃，在保證薄膜良好拉伸性能的同時(shí)使得微孔達(dá)到合適的孔徑；

所述第二冷卻區(qū)的溫度為60～130℃，優(yōu)選為65～135℃，更優(yōu)選為70～130℃，使得高溫拉伸后的薄膜迅速冷卻定型，保持第二次橫向拉伸后的長(zhǎng)度、厚度和孔徑。

在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述薄膜在縱向上勻速移動(dòng)，通過調(diào)節(jié)橫向夾具間的距離來調(diào)節(jié)薄膜的橫向拉伸程度，得到不同的延伸比。

所述第二次橫向拉伸的延伸比為0.5～5，優(yōu)選為0.7～4，更優(yōu)選為0.8～3，得到具有合適厚度、孔徑、機(jī)械強(qiáng)度和熱收縮性能的三種微孔結(jié)構(gòu)的電池隔膜。

根據(jù)本發(fā)明，提供采用如上述方法制備的三種微孔結(jié)構(gòu)的電池 隔膜，其特征在于，如圖4所示，該隔膜包括第一外層、第二外層和夾在二者之間的內(nèi)層，所述第一外層、第二外層和內(nèi)層具有不同的微孔結(jié)構(gòu)。

在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述第一外層的孔徑為20～100nm，第二外層的孔徑為30～140nm，內(nèi)層的孔徑為50～180nm。

在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述隔膜的性能如下：

厚度為5～25μm，優(yōu)選為8～22μm，更優(yōu)選為10～18μm；

孔隙率為40～90％，優(yōu)選為42～80％，更優(yōu)選為44～75％；

通氣度為200～400sec，優(yōu)選為220～380sec，更優(yōu)選為250～350sec；

縱向拉伸強(qiáng)度為1800～2200kgf/cm2，優(yōu)選為1850～2150kgf/cm2，更優(yōu)選為1900～2100kgf/cm2；

橫向拉伸強(qiáng)度為1800～2500kgf/cm2，優(yōu)選為1900～2450kgf/cm2，更優(yōu)選為2000～2400kgf/cm2；

穿刺強(qiáng)度為600～1000gf，優(yōu)選為640～950gf，更優(yōu)選為660～900gf；

縱向延伸率為160～220％，優(yōu)選為170～210％，更優(yōu)選為180～200％；

橫向延伸率為150～210％，優(yōu)選為160～200％，更優(yōu)選為170～195％；

縱向熱收縮率不大于3％，優(yōu)選不大于2.8％，更優(yōu)選不大于2.5％；

橫向熱收縮率不大于1％，優(yōu)選不大于0.5％，更優(yōu)選不大于0.1％；

閉孔溫度為120～150℃，優(yōu)選為130～148℃，更優(yōu)選為138～142℃；

破膜溫度為160～180℃，優(yōu)選為163～175℃，更優(yōu)選為166～172℃。

采用本發(fā)明提供的方法制得的電池隔膜在厚度較低的同時(shí)具有較高的拉伸強(qiáng)度和穿刺強(qiáng)度，可用于制備體積更小的電池，且在電池裝配過程中能承受更強(qiáng)的機(jī)械力，不易破損；另外，孔隙率及通氣度高，用其制得的電池內(nèi)阻低，電容量相對(duì)提高；且熱收縮率低，降低了在電池的使用過程中因隔膜受熱收縮而造成電池?cái)嗦返葐栴}；同時(shí)，具有較低的閉孔溫度和較高的破膜溫度，安全性高。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供上述的冷卻輥裝置用于制備三種微孔結(jié)構(gòu)電池隔膜的用途，其特征在于，所述電池隔膜包括第一外層、第二外層和夾在二者之間的內(nèi)層，所述第一外層、第二外層和內(nèi)層具有不同的微孔結(jié)構(gòu)，優(yōu)選所述第一外層的孔徑為20～100nm，第二外層的孔徑為30～140nm，內(nèi)層的孔徑為50～180nm。

根據(jù)本發(fā)明，如上所述三種微孔結(jié)構(gòu)電池隔膜的制備方法所使用的裝置包括擠出裝置、冷卻輥裝置和干燥裝置。

所述擠出裝置包括機(jī)筒、并列設(shè)置在所述機(jī)筒一端的兩個(gè)聚乙烯組合物進(jìn)料口和分別設(shè)置于所述機(jī)筒上距所述聚乙烯組合物進(jìn)料口為1/3和2/3機(jī)筒長(zhǎng)度處的兩個(gè)成孔劑進(jìn)料口。

所述冷卻輥裝置包括間距為180～580μm的第一鑄片輥和第二鑄片輥，所述第一鑄片輥與第二鑄片輥的直徑比為1：(1～6)，所述第一鑄片輥和第二鑄片輥相向轉(zhuǎn)動(dòng)，優(yōu)選地，所述第一鑄片輥的輥筒線速度和所述第二鑄片輥4的輥筒線速度數(shù)值相等。

所述干燥裝置包括多個(gè)成折線排布的傳送輥，在薄膜與傳送輥相接觸的位置設(shè)置有用于干燥的氣槍，優(yōu)選所述氣槍的噴氣方向與所述傳送輥的表面相切。

綜上可見，根據(jù)本發(fā)明提供的冷卻輥裝置以及用其制備的三種微孔結(jié)構(gòu)電池隔膜包括如下有益效果：

(1)本發(fā)明提供的鋰電池隔膜生產(chǎn)中的冷卻輥裝置經(jīng)過第一鑄片輥與第二鑄片輥可以對(duì)流延膜進(jìn)行雙面冷卻，以保證均勻快速的冷卻效果；

(2)本發(fā)明提供的鋰電池隔膜生產(chǎn)中的鑄片冷卻輥裝置通過調(diào)節(jié)第一鑄片輥與第二鑄片輥之間的間距可以控制流延膜的厚度從而制得厚度均勻的厚片；

(3)本發(fā)明中第一鑄片輥、第二鑄片輥與第三鑄片輥的表面溫度基本相同，使得流延膜能夠均勻的冷卻，而不會(huì)由于較大溫差而影響隔膜的表面結(jié)構(gòu)和性能；

(4)本發(fā)明提供的鋰電池隔膜生產(chǎn)中的冷卻輥裝置通過第三鑄片輥可以進(jìn)一步對(duì)流延膜進(jìn)行冷卻并能將成孔劑穩(wěn)定的封閉在厚片內(nèi)部，有利于微孔結(jié)構(gòu)的定型；

(5)采用本發(fā)明提供的鋰電池隔膜生產(chǎn)中的冷卻輥裝置生產(chǎn)的鋰電池隔膜具有三層結(jié)構(gòu)，且每層的微孔形狀、孔徑均不同，微孔分布均勻，孔隙率高；并且兼顧多項(xiàng)理化性質(zhì)，綜合性能好，在達(dá)到較低厚度的同時(shí)具備高穿刺強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度，可應(yīng)用于較小的 電池且在安裝過程中不易破損；同時(shí)具有良好的透氣度和孔隙率，內(nèi)阻小，提高電池的容量和循環(huán)性能；另外，還具有較低的閉孔溫度和破膜溫度，安全性高。

附圖說明

圖1示出根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的擠出裝置示意圖；

圖2示出根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式的鋰電池隔膜生產(chǎn)中的冷卻輥裝置的示意圖；

圖3示出根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式的鑄片輥的端面圖；

圖4示出根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式的鑄片輥內(nèi)冷卻裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5示出根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的干燥裝置示意圖；

圖6示出傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝中的干燥方式示意圖；

圖7示出根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的三種微孔結(jié)構(gòu)的電池隔膜側(cè)截面示意圖。

附圖標(biāo)號(hào)說明：

1-第一鑄片輥

2-第二鑄片輥

3-第三鑄片輥

4-進(jìn)液口或出液口

5-擠出機(jī)模頭

6-傳送輥

7-氣槍

8-水槍

9-第一外層

10-第二外層

11-內(nèi)層

12-牽引輥

13-螺旋形狀的凹槽

14-聚乙烯組合物進(jìn)料口

15-成孔劑進(jìn)料口

具體實(shí)施方式

下面通過對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，本發(fā)明的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將隨著這些說明而變得更為清楚、明確。

在這里專用的詞“示例性”意為“用作例子、實(shí)施例或說明性”。這里作為“示例性”所說明的任何實(shí)施例不必解釋為優(yōu)于或好于其它實(shí)施例。盡管在附圖中示出了實(shí)施例的各種方面，但是除非特別指出，不必按比例繪制附圖。

根據(jù)本發(fā)明，制備三種微孔結(jié)構(gòu)電池隔膜的制備方法使用特定的裝置，該裝置包括擠出裝置、冷卻輥裝置和干燥裝置，具體如下：

擠出裝置

如圖1所示，所述擠出裝置包括聚乙烯組合物進(jìn)料口14和成孔劑進(jìn)料口15。

在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述擠出裝置優(yōu)選包括兩個(gè)聚乙烯組合物進(jìn)料口14和兩個(gè)成孔劑進(jìn)料口15。

所述擠出裝置還包括機(jī)筒，所述兩個(gè)聚乙烯組合物進(jìn)料口14并列設(shè)置于所述機(jī)筒的一端，所述兩個(gè)成孔劑進(jìn)料口15分別設(shè)置于所述機(jī)筒上距所述聚乙烯組合物進(jìn)料口1為1/3和2/3機(jī)筒長(zhǎng)度處。

在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，聚乙烯或其組合物、無機(jī)成孔劑和任選的添加劑預(yù)先混合均勻后經(jīng)所述兩個(gè)聚乙烯組合物進(jìn)料口14加入所述擠出裝置，優(yōu)選將無機(jī)成孔劑與高分子聚乙烯預(yù)先混合均勻，將任選的添加劑與超高分子聚乙烯預(yù)先混合均勻，上述兩種混合物分別經(jīng)所述兩個(gè)聚乙烯組合物進(jìn)料口14加入所述擠出裝置，更易混合均勻。

上述混合物在所述擠出裝置內(nèi)加熱至熔融狀態(tài)并沿所述機(jī)筒擠出，在擠出方向上經(jīng)所述兩個(gè)成孔劑進(jìn)料口15加入有機(jī)成孔劑，熔融并混合均勻后擠出流延膜，可避免聚乙烯組合物和成孔劑出現(xiàn)相分離而導(dǎo)致混合不均并伴有擠出機(jī)內(nèi)壓力波動(dòng)，使得聚乙烯組合物與成孔劑充分混合均勻，成孔劑均勻分布于聚乙烯組合物混合物中，有利于后續(xù)步驟中制備得到微孔的孔徑和分布更均勻的電池隔膜。

冷卻輥裝置

如圖2所示，所述冷卻輥裝置包括軸線位于同一水平面上的第一鑄片輥1和第二鑄片輥2，所述第一鑄片輥1與第二鑄片輥2之間的間距為180-580μm，優(yōu)選為230-530μm，更優(yōu)選為280-480μm。

在本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式中，如圖2所示，第二鑄片輥2位于第一鑄片輥1與第三鑄片輥3之間，第三鑄片輥第一鑄片輥1與第二鑄片輥2相互靠近，并形成空隙，且所述的兩個(gè)鑄片輥的軸線在同一水平面上，第三鑄片輥3輥筒的最高處高于第二鑄片輥2輥筒最高處，其中，第二鑄片輥2的直徑大于第一鑄片輥1的直徑。

擠出的熔融狀態(tài)的成膜原料首先吸附于第二鑄片輥2的表面，并在第一鑄片輥1和第二鑄片輥2之間的空隙堆積形成儲(chǔ)膜，所述儲(chǔ)膜兩側(cè)分別被第一鑄片輥1和第二鑄片輥2進(jìn)行急速冷卻，并在第一鑄片輥1和第二鑄片輥2相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的擠壓作用下形成流延膜，即厚片，降低了擠出速率不均、擠出機(jī)機(jī)械震蕩等因素對(duì)厚片性狀的影響，從而制備出厚度均勻、性狀穩(wěn)定的厚片，制得的厚片經(jīng)過第三鑄片輥3被首次拉伸和單面冷卻。

經(jīng)過第三鑄片輥3的厚片再被牽引輥12牽引至后續(xù)工藝中，優(yōu)選地，所述牽引輥12為多個(gè)，更優(yōu)選為3個(gè)。

在根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施方式中，如圖3所示，所述鑄片輥兩端的端面上開設(shè)有通孔，用作進(jìn)液口或出液口4，所述進(jìn)液口或出液4與鑄片輥內(nèi)部設(shè)置的冷卻裝置連通，優(yōu)選地，所述進(jìn)液口或出液4與所述冷卻裝置外表面開設(shè)的螺旋形狀的凹槽13連通，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)鑄片輥表面溫度的控制。

在根據(jù)本發(fā)明的又一種實(shí)施方式中，如圖4所示，在鑄片輥內(nèi)部設(shè)置有冷卻裝置，在所述冷卻裝置外表面開設(shè)有螺旋形狀的凹槽13，優(yōu)選地，開設(shè)多條螺旋形狀的凹槽，用于冷卻介質(zhì)在鑄片輥內(nèi)部的流通。

在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述第一鑄片輥3和第二鑄片輥4相向旋轉(zhuǎn)，從擠出機(jī)模頭5擠出的流延膜在第一鑄片輥3和第二鑄片輥4之間形成堆積，然后經(jīng)過二者之間的空隙擠壓、冷卻，鑄成厚片，降低了擠出速率不均、擠出機(jī)機(jī)械震蕩等因素對(duì)厚片性狀的影響，從而制備出厚度均勻、性狀穩(wěn)定的厚片。

在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述第一鑄片輥3與第二鑄片輥4的直徑比為1：(1～6)，優(yōu)選為1：(2～5)，更優(yōu)選為1：(3～4)，優(yōu)選所述第一鑄片輥3的直徑為300-600mm，第二鑄片輥4的直徑為500-900mm。

在所述第一鑄片輥3和第二鑄片輥4的內(nèi)部設(shè)置有冷卻裝置，用于控制第一鑄片輥3和第二鑄片輥4表面的溫度，從而對(duì)擠出的流延膜進(jìn)行冷卻，優(yōu)選所述第一鑄片輥3和第二鑄片輥4的溫度為 5～40℃，優(yōu)選為10～35℃，更優(yōu)選為12～33℃，擠出的流延膜流經(jīng)第一鑄片輥3和第二鑄片輥4之間的空隙時(shí)雙面冷卻成型，鑄成厚片，同時(shí)，均勻分布在其內(nèi)部的成孔劑與聚乙烯組合物發(fā)生熱致性相分離，雙面冷卻的厚片將成孔劑封閉在其內(nèi)部，與傳統(tǒng)工藝中單面冷卻的厚片相比，成孔劑更不易滲出，有利于制得微孔的孔徑、分布更加均勻的電池隔膜。

在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，任選將所述第一鑄片輥3或第二鑄片輥4的表面處理成不光滑平面，可制備出單面或雙面粗糙的電池隔膜，提高了隔膜表面對(duì)其它物質(zhì)(如：涂層、膜等等)的粘合能力，為研發(fā)新型電池隔膜奠定了基礎(chǔ)。

干燥裝置

如圖5所示，所述干燥裝置包括多個(gè)成折線排布的傳送輥6，在薄膜與傳送輥6相接觸的位置設(shè)置有用于干燥的氣槍7。

在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述氣槍7的噴氣方向與所述傳送輥6的表面相切。

在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，萃取后的薄膜經(jīng)多個(gè)傳送輥6沿折線前進(jìn)，在薄膜與每個(gè)傳送輥6相接觸的位置設(shè)置有用于干燥的氣槍7，以除去薄膜表面殘留的萃取劑，防止出現(xiàn)漬跡，所述氣槍7的噴氣方向與傳送輥的表面相切，即與薄膜的傳送方向相平行，干燥效果良好，且有效避免了薄膜表面水波紋的產(chǎn)生，同時(shí)，氣槍7對(duì)薄膜的垂直沖擊力明顯減小，顯著改善了最終制得電池隔膜外觀褶皺、荷葉邊等不良現(xiàn)象。

與本發(fā)明上述內(nèi)容不同，而在傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝中，如圖6所示，萃取后的薄膜沿直線傳送，且采用水槍8和氣槍7混合進(jìn)行干燥，制得的薄膜表面極易出現(xiàn)水波紋，導(dǎo)致最終制得的電池隔膜厚度不均或不平，且水槍8和氣槍7均以一定角度直接噴射在薄膜的表面，沖擊力大，電池隔膜外觀褶皺、荷葉邊等現(xiàn)象嚴(yán)重，影響電池隔膜的使用及收卷。

在根據(jù)本發(fā)明的又一種實(shí)施方式中，如圖7所示，所述三種微孔結(jié)構(gòu)的電池隔膜包括第一外層9、第二外層10和夾在二者之間的內(nèi)層11，所述第一外層9、第二外層10和內(nèi)層11具有不同的微孔結(jié)構(gòu)。

所述第一外層9的孔徑為20～100nm，第二外層10的孔徑為30～140nm，內(nèi)層11的孔徑為50～180nm。

實(shí)施例

實(shí)施例1

用于制備具有三種微孔結(jié)構(gòu)的鋰離子電池隔膜的聚乙烯組合物包括以下重量配比的組分：

其中，

高分子聚乙烯的數(shù)均分子量為50萬，

超高分子聚乙烯的數(shù)均分子量為140萬，

白油的平均分子量為200，

所述納米氯化鎂的粒徑為50～70nm。

將上述組合物按照以下方法制成鋰離子電池隔膜：

步驟1)，擠出：將高分子聚乙烯和納米氯化鎂熔融混合，由第一進(jìn)料口加入擠出機(jī)，將超高分子聚乙烯、4,4-硫代雙(6-叔丁基間甲酚)、2，4-二羥基二苯甲酮、十八烷基季銨鈉和吐溫80由第二進(jìn)料口加入擠出機(jī)，將白油由第一成孔劑進(jìn)料口和第二成孔劑進(jìn)料口加入擠出機(jī)，在擠出溫度為210～240℃，擠出速率為1200g/min的條件下將上述組合物擠出，形成流延膜；

步驟2)，鑄片：步驟1)擠出形成的流延膜流經(jīng)第一鑄片輥(表面光滑，表面溫度為20℃)和第二鑄片輥(表面光滑，表面溫度為20℃)之間的縫隙，鑄成厚度為400μm的厚片；

步驟3)，縱向拉伸：步驟2)得到的厚片依次經(jīng)預(yù)熱輥(表面溫度為80℃)、拉伸輥(每級(jí)的延伸比為6，表面溫度為110℃)和冷卻輥(表面溫度為20℃)進(jìn)行縱向拉伸；

步驟4)，第一次橫向拉伸：步驟3)得到的薄膜在寬度方向上的兩側(cè)分別固定于夾持機(jī)構(gòu)上，在依次經(jīng)第一預(yù)熱區(qū)(表面溫度為100℃)、第一拉伸區(qū)(每級(jí)的延伸比為7，表面溫度為115℃)和第 一冷卻區(qū)(表面溫度為95℃)時(shí)，在所述夾持機(jī)構(gòu)的作用下進(jìn)行橫向拉伸；

步驟5)，萃?。翰襟E4)得到的薄膜經(jīng)第一萃取劑(二氯甲烷與磷酸三甲酯按重量比22:1組成的混合物)和第二萃取劑(高純水)浸泡6h，然后用氣槍干燥，得到薄膜；

步驟6)，第二次橫向拉伸：步驟5)得到的薄膜在寬度方向上的兩側(cè)分別固定于夾持機(jī)構(gòu)上，依次經(jīng)第二預(yù)熱區(qū)(表面溫度為115℃)、第二拉伸區(qū)(每級(jí)的延伸比為1.2，表面溫度為125℃)和第二冷卻區(qū)(表面溫度為95℃)進(jìn)行第二次橫向拉伸，得到厚度為16.2μm具有三種微孔結(jié)構(gòu)的電池隔膜。

實(shí)施例2

用于制備鋰離子電池隔膜的組合物包括以下重量配比的組分：

其中，

高分子聚乙烯的數(shù)均分子量為30萬。

超高分子聚乙烯為的數(shù)均分子量為130萬。

白油的平均分子量為180；

納米氯化鎂的粒徑為60～90nm。

將上述組合物按照以下方法制備鋰離子電池隔膜：

步驟1)，擠出：將高分子聚乙烯和納米氯化鎂熔融混合，由第一進(jìn)料口加入擠出機(jī)，將超高分子聚乙烯、3,5-二叔丁基-4-羥基甲苯、4-苯甲酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、十八烷基季銨鈉和月桂酸由第二進(jìn)料口加入擠出機(jī)，將白油由第一成孔劑進(jìn)料口和第二成孔劑進(jìn)料口分別加入擠出機(jī)，在擠出溫度為210～240℃，擠出速率為1200g/min的條件下將上述組合物擠出，形成流延膜；

步驟2)，鑄片：步驟1)擠出形成的流延膜流經(jīng)第一鑄片輥(表面粗糙度為0.1，表面溫度為20℃)和第二鑄片輥(表面粗糙度為 0.2，表面溫度為20℃)之間的縫隙，鑄成厚度為400μm的厚片；

步驟3)，縱向拉伸：步驟2)得到的厚片依次經(jīng)預(yù)熱輥(表面溫度為80℃)、拉伸輥(每級(jí)的延伸比為6，表面溫度為110℃)和冷卻輥(表面溫度為20℃)進(jìn)行縱向拉伸；

步驟4)，第一次橫向拉伸：步驟3)得到的薄膜在寬度方向上的兩側(cè)分別固定于夾持機(jī)構(gòu)上，在依次經(jīng)第一預(yù)熱區(qū)(表面溫度為100℃)、第一拉伸區(qū)(每級(jí)的延伸比為7，表面溫度為115℃)和第一冷卻區(qū)(表面溫度為95℃)時(shí)，在所述夾持機(jī)構(gòu)的作用下進(jìn)行橫向拉伸，得到薄膜；

步驟5)，萃?。翰襟E4)得到的薄膜經(jīng)第一萃取劑(二氯甲烷與磷酸三甲酯按重量比22:1組成的混合物)和第二萃取劑(高純水)浸泡6h，然后用氣槍干燥，得到薄膜；

步驟6)，第二次橫向拉伸：步驟5)得到的薄膜在寬度方向上的兩側(cè)分別固定于夾持機(jī)構(gòu)上，依次經(jīng)第二預(yù)熱區(qū)(表面溫度為115℃)、第二拉伸區(qū)(每級(jí)的延伸比為1.2，表面溫度為125℃)和第二冷卻區(qū)(表面溫度為95℃)進(jìn)行第二次橫向拉伸，得到厚度為16.2μm具有三種微孔結(jié)構(gòu)的電池隔膜。

對(duì)比例

對(duì)比例1

采用專利CN201210454073.9中實(shí)施例6所述電池隔膜的制備方法，即：將數(shù)均分子量為80萬g/mol的聚乙烯加熱至180℃熔融，以54kg/h投料速率加至雙螺桿擠出機(jī)中。將白油加熱至95℃，與2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚混合攪拌3h，將混合物分兩次注入雙螺桿擠出機(jī)中。擠出機(jī)內(nèi)部的溫度為200℃，擠出溫度為190℃，擠出物料經(jīng)15℃冷卻輥與可調(diào)輥之間的空隙擠壓鑄成厚度為1.4mm的厚片。聚乙烯與白油的質(zhì)量比為1:2.4，2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚的質(zhì)量為白油質(zhì)量的1.0％。

將上述得到的厚片依次進(jìn)行縱向拉伸和第一次橫向拉伸，縱向拉伸的溫度為100℃，拉伸倍率為5.78，第一次橫向拉伸的溫度為120℃，拉伸倍率為4.41，經(jīng)二氯甲烷萃取后，得到中間隔膜。

將上述得到的中間隔膜進(jìn)行第二次橫向拉伸，第二次橫向拉伸的溫度為132℃，拉伸倍率為1.6，收卷分切，50℃時(shí)效處理18h，得到電池隔膜。

實(shí)驗(yàn)例

對(duì)實(shí)施例和對(duì)比例制得的電池隔膜進(jìn)行如下測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見表1：

(1)測(cè)量電池隔膜的厚度；

(2)采用電子掃描顯微鏡觀察電池隔膜的微孔結(jié)構(gòu)，并測(cè)量孔徑；

(3)采用壓泵儀測(cè)定電池隔膜的孔隙率；

(4)采用通氣度測(cè)試儀測(cè)定電池隔膜的通氣度；

(5)采用拉力測(cè)試儀測(cè)定電池隔膜的縱向拉伸強(qiáng)度和橫向拉伸強(qiáng)度；

(6)采用電子拉力機(jī)測(cè)定電池隔膜的穿刺強(qiáng)度、縱向延伸率和橫向延伸率；

(7)采用電池隔膜熱收縮率測(cè)試儀測(cè)定電池隔膜的縱向熱收縮率和橫向熱收縮率；

(8)采用電池隔膜閉孔溫度及破膜溫度測(cè)試儀測(cè)定電池隔膜的閉孔溫度和破膜溫度。

表1.電池隔膜測(cè)試結(jié)果

通過以上實(shí)施例、對(duì)比例和實(shí)驗(yàn)例得知，利用本發(fā)明提供的冷卻輥裝置可以制備出性能優(yōu)良的具有三種微孔結(jié)構(gòu)的電池隔膜。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語(yǔ)“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于本發(fā)明工作狀態(tài)下的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

以上結(jié)合具體實(shí)施方式和范例性實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，不過這些說明并不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，在不偏離本發(fā)明精神和范圍的情況下，可以對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案及其實(shí)施方式進(jìn)行多種等價(jià)替換、修飾或改進(jìn)，這些均落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。本發(fā)明的保護(hù)范圍以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。