一種針對干法鋰電隔膜的熱處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于裡離子電池隔膜的制備領(lǐng)域，特別設(shè)及一種針對干法裡電隔膜的熱處 理方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)燃油汽車是目前大氣污染的主要排污來源之一，通過提高排放標(biāo)準(zhǔn)等手段只 能緩解污染程度，并不能從根本上杜絕污染源頭。新能源汽車產(chǎn)業(yè)歷來是汽車行業(yè)乃至各 國政府熱衷投資的行業(yè)，裡電池行業(yè)報告預(yù)測，2020年電動汽車產(chǎn)量達(dá)到1314萬輛，是2010 年的5.5倍。其中，插電式混合動力汽車產(chǎn)量會增長35倍達(dá)到140萬輛，純電動汽車產(chǎn)量會達(dá) 到75萬輛，增長75倍。
[0003] 裡電池具有開路電壓高、高能量比和容量大的特點，一直W來都是新能源汽車廠 商青睞的動力電池。由于電動汽車需要的是大功率電能，在實際使用過程中，往往使用上千 個電忍串聯(lián)成電池組W保證能量的供應(yīng)。根據(jù)相關(guān)的行業(yè)報告測算，一輛純電動汽車需要 40公斤~50公斤的正極材料和電解液，是單個手機電池耗用量的1萬倍左右。因此，電動汽 車行業(yè)的興起無疑給國內(nèi)的裡電池行業(yè)帶來數(shù)十倍的需求增長。
[0004] 隨著新能源/電動汽車的鵬起，裡離子電池被廣泛的應(yīng)用，作為裡離子電池中的一 個重要組件，其各項性能指標(biāo)被提出了更大更高的要求，其中性能的均一性便是其中的一 個重要的衡量指標(biāo)。在制備干法裡電隔膜的過程中，需要對擠出鑄片的基膜進(jìn)行退火處理， 傳統(tǒng)的工藝方法為將基膜收卷成卷狀，推入烘箱內(nèi)進(jìn)行一定溫度/時間下的熱處理，運種傳 統(tǒng)的熱處理方法的一大缺點在于漉底和漉面的基膜熱處理效果差異大，經(jīng)拉伸成隔膜后性 能差異大，影響了隔膜在長度方向的一致性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明采用漉筒對基膜進(jìn)行熱處理，消除了基膜長度方向的熱處理差異，經(jīng)拉伸 成隔膜后性能保持高度一致性。采用此方法的生產(chǎn)設(shè)備/工藝技術(shù)簡單易操作，能夠高效連 續(xù)地大規(guī)模生產(chǎn)。
[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種針對干法裡電隔膜的熱處理方法。
[0007] 本發(fā)明的上述技術(shù)目的可W通過W下技術(shù)方案實現(xiàn)：
[000引a、鑄片:將聚締控顆粒通過擠出機塑化形成聚丙締烙體，然后從模頭低溫擠出，冷 卻漉鑄片，得到片狀聚丙締基膜；
[0009] b、漉筒熱處理:將基膜拉出在漉筒進(jìn)行熱處理，其中漉筒數(shù)量為30根~100根之 間，并且漉筒的溫度由中部向兩邊呈遞減趨勢；
[0010] C、單向拉伸:將退火處理后的聚丙締基膜經(jīng)單向拉伸后即可得到裡電微孔隔膜。
[0011] 優(yōu)選地，所述a步驟中，擠出機工作溫度在100~300°C，模頭設(shè)定溫度在180~250 °C，冷卻漉溫度設(shè)定在30~120°C。更優(yōu)選地，擠出機工作溫度在180~210°C，模頭設(shè)定溫度 在180~205°C，冷卻漉溫度設(shè)定在50~100°C。
[0012] 優(yōu)選地，所述b步驟中，前后漉筒的溫度為30°C~160°C和160°C~30°C，并且拉伸 倍率為1.005~1.5倍。更優(yōu)選地，前后漉筒溫度設(shè)定在50°C~120°C和120°C~50°C，拉伸總 倍率設(shè)定為1.1~1.4倍。更優(yōu)選地，所述漉筒數(shù)量在優(yōu)選40根~60根。因為漉筒數(shù)量太少則 熱處理效果差，漉筒太多則影響生產(chǎn)效率。
[0013] 優(yōu)選地，所述C步驟中，單向拉伸的倍率設(shè)定為1.5~3.0。
[0014] 優(yōu)選地，所述聚丙締采用等規(guī)度> 90%的等規(guī)聚丙締，平均分子量為1 X 106~1 X 1〇7,烙融指數(shù)為1.0~10.Og/lOmin。更優(yōu)選地，采用等規(guī)度^95%的等規(guī)聚丙締，平均分子 量為2 X 1〇6~5 X 1〇6，烙融指數(shù)為1.5~5. Og/lOmin。
[0015] 本發(fā)明制備的干法裡電微孔隔膜，厚度為12μπι~60μπι。各項性能指標(biāo)均與傳統(tǒng)烘 箱熱處理方式制備的微孔隔膜差異無幾，但長度方向的各項性能保持高度一致性。
[0016] 本發(fā)明具有W下優(yōu)點：
[0017] (1)本發(fā)明生產(chǎn)設(shè)備/工藝技術(shù)簡單易操作，能夠高效連續(xù)地大規(guī)模生產(chǎn)。
[0018] (2)所制備的干法裡電微孔隔膜各項性能指標(biāo)均與傳統(tǒng)烘箱熱處理方式制備的微 孔隔膜差異無幾，但長度方向的各項性能保持高度一致性。
【附圖說明】
[0019] 圖1漉筒熱處理示意圖
[0020] 圖2長度方向透氣率一致性比對
【具體實施方式】
[0021] W下結(jié)合具體的實施例和附圖來對本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)一步說明，但是本發(fā)明的保護(hù) 范圍并不僅僅局限于實施例所描述的內(nèi)容。
[0022] 制備高吸液率/高保液率干法單向拉伸隔膜步驟如下：
[0023] a、鑄片:將聚締控顆粒通過擠出機塑化形成聚丙締烙體，然后從模頭低溫擠出，冷 卻漉鑄片，得到片狀聚丙締基膜，收成卷狀，長度不限，可根據(jù)需求選定。
[0024] b、漉筒熱處理:將成卷的基膜依次通過有一定溫度和拉伸倍率的漉筒進(jìn)行熱處 理，并且漉筒的溫度由中部向兩邊呈遞減趨勢，如圖1所示，然后收成卷狀。
[0025] C、單向拉伸:將退火處理后的聚丙締基膜經(jīng)單向拉伸后即可得到裡電微孔隔膜。 [00%]所述聚丙締采用等規(guī)度> 90%的等規(guī)聚丙締，平均分子量為1 X 106~1 X 107,烙融 指數(shù)為1.0~10.Og/lOmin，作為優(yōu)選，采用等規(guī)度^95%的等規(guī)聚丙締，平均分子量為2X 1〇6~5X106,烙融指數(shù)為 1.5 ~5.0g/10min。
[0027] 所述a步驟中，擠出機工作溫度在100~300°C，模頭設(shè)定溫度在180~250°C，冷卻 漉溫度設(shè)定在30~120°C，作為優(yōu)選，擠出機工作溫度在180~210°C，模頭設(shè)定溫度在180~ 205°C，冷卻漉溫度設(shè)定在50~100°C.
[0028] 所述b步驟中，前后漉筒溫度設(shè)定在30°C~160°C和160°C~30°C，拉伸總倍率設(shè)定 為1.005~1.5,漉筒數(shù)量在30根~100根之間，優(yōu)選40根~60根，漉筒數(shù)量太少則熱處理效 果差，漉筒太多則影響生產(chǎn)效率。
[0029] 所述C步驟中，單向拉伸的倍率設(shè)定為1.5~3.0。
[0030] W下結(jié)合具體實施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。
[0031] 實施例中，采用等規(guī)度為98%的等規(guī)聚丙締，平均分子量為3.5X106,烙融指數(shù)為 3.3g/10min，其他條件見上述技術(shù)方案，不同之處將在具體實施例中闡述。
[0032] 實施例1
[0033] 將聚丙締顆粒通過擠出機塑化形成聚丙締烙體，然后從模頭擠出，經(jīng)急冷漉鑄片 成23.加的片材聚丙締基膜，收成卷狀，長度在1000m，擠出機工作溫度為203°C，模頭設(shè)定溫 度為200°C，冷卻漉設(shè)定溫度為88°C;將基膜依次通過50條漉筒進(jìn)行熱處理，如圖1所示，各 漉筒的溫度和拉伸倍率設(shè)定如表1所示;將熱處理后的聚締控基膜經(jīng)2.0倍率的單向拉伸后 即可得到厚度為20U、孔隙率為42%的裡電微孔隔膜。
[0034] 實施例2
[0035] 將聚丙締顆粒通過擠出機塑化形成聚丙締烙體，然后從模頭擠出，經(jīng)急冷漉鑄片 成19U的片材聚丙締基膜，收成卷狀，長度在1500m，擠出機工作溫度為208°C，模頭設(shè)定溫度 為205°C，冷卻漉設(shè)定溫度為80°C;將基膜依次通過50條漉筒進(jìn)行熱處理，如圖1所示，各漉 筒的溫度和拉伸倍率設(shè)定如表1所示;將熱處理后的聚締控基膜經(jīng)1.95倍率的單向拉伸后 即可得到厚度為16U、孔隙率為42%的裡電微孔隔膜。
[0036] 表1熱處理階段各漉筒溫度/拉伸倍率設(shè)定
[0037]

[0041] 由表2可知，本發(fā)明漉筒熱處理方法與傳統(tǒng)的烘箱熱處理相比，具有孔隙率高，拉 伸強度高等顯著進(jìn)步，能提高隔膜對電解液的吸液率/保液率W及電池的安全性。另外，由 圖2可知，本發(fā)明漉筒熱處理方法與傳統(tǒng)的烘箱熱處理相比，在隔膜的縱向一致性上提高顯 著，能在很大程度上提高電池的一致性。
[0042] W上是對本發(fā)明進(jìn)行了具體的闡述，用于幫助理解本發(fā)明，但本發(fā)明的實施方式 并不受上述實施例的限制，任何未背離本發(fā)明原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化， 均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種針對干法鋰電隔膜的熱處理方法，其特征在于，包括以下步驟： a、 鑄片:將聚烯烴顆粒通過擠出機塑化形成聚丙烯熔體，然后從模頭低溫擠出，冷卻輥 鑄片，得到片狀聚丙烯基膜； b、 輥筒熱處理:將基膜拉出在輥筒進(jìn)行熱處理，其中輥筒數(shù)量為30根~100根之間，并 且輥筒的溫度由中部向兩邊呈遞減趨勢； c、 單向拉伸:將退火處理后的聚丙烯基膜經(jīng)單向拉伸后即可得到鋰電微孔隔膜。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述熱處理方法，其特征在于，所述a步驟中，擠出機工作溫度在100 ~300°C，模頭設(shè)定溫度在180~250°C，冷卻輥溫度設(shè)定在30~120°C。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述熱處理方法，其特征在于，擠出機工作溫度在180~210°C，模頭 設(shè)定溫度在180~205°C，冷卻輥溫度設(shè)定在50~100°C。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述熱處理方法，其特征在于，所述b步驟中，將成卷的基膜拉出通過 前后輥筒的溫度為30°C~160°C和160°C~30°C，并且拉伸倍率為1.005~1.5倍。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述熱處理方法，其特征在于，所述b步驟中，通過前后輥筒的溫度優(yōu) 選為50°C~120°C和120°C~50°C，拉伸總倍率設(shè)定為1.1~1.4倍。6. 根據(jù)權(quán)利要求1-4任一權(quán)利要求所述熱處理方法，其特征在于，所述輥筒數(shù)量在優(yōu)選 40根~60根。7. 根據(jù)權(quán)利要求1-4任一權(quán)利要求所述熱處理方法，其特征在于，所述c步驟中，單向拉 伸的倍率設(shè)定為1.5~3.0。8. 根據(jù)權(quán)利要求1-4任一權(quán)利要求所述熱處理方法，其特征在于，所述聚丙烯采用等規(guī) 度2 90%的等規(guī)聚丙烯，平均分子量為1\106~1\107，熔融指數(shù)為1.0~10.(^/101^11。9. 根據(jù)權(quán)利要求8任一權(quán)利要求所述熱處理方法，其特征在于，采用等規(guī)度2 95%的等 規(guī)聚丙烯，平均分子量為2X106~5X106,熔融指數(shù)為1.5~5.0g/10min。10. 根據(jù)權(quán)利要求1-5任一權(quán)利要求所述熱處理方法，其特征在于，本方法制備的干法 鋰電微孔隔膜的厚度為12μηι~60μηι。
【專利摘要】在制備干法鋰電隔膜的過程中，需要對擠出鑄片的基膜進(jìn)行退火處理，傳統(tǒng)的工藝方法為將基膜收卷成卷狀，推入烘箱內(nèi)進(jìn)行一定溫度/時間下的熱處理，這種傳統(tǒng)的熱處理方法的一大缺點在于輥底和輥面的基膜熱處理效果差異大，經(jīng)拉伸成隔膜后性能差異大，影響了隔膜在長度方向的一致性。本發(fā)明提供了一種針對干法鋰電隔膜的熱處理方法，采用輥筒對基膜進(jìn)行熱處理，消除了基膜長度方向的熱處理差異，經(jīng)拉伸成隔膜后性能保持高度一致性。采用此方法的生產(chǎn)設(shè)備/工藝技術(shù)簡單易操作，能夠高效連續(xù)地大規(guī)模生產(chǎn)。
【IPC分類】B29K23/00, B29C55/04, B29C71/02, H01M2/14
【公開號】CN105489813
【申請?zhí)枴緾N201510737504
【發(fā)明人】顏鴻彬, 王玉捷, 劉孟權(quán), 陳良
【申請人】深圳市星源材質(zhì)科技股份有限公司
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2015年11月3日