多層復合鋰離子微孔膜的制造工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種多層復合鋰離子微孔膜的制造工藝。
【背景技術】
[0002]目前世界上常用的電池有:一次性的堿性鋅錳電池、可充電的鎳電池、鉛酸蓄電池、鋰離子電池等4種。其中鋰離子電池由于其高效、安全、工作電壓高、能量密度大、長循環壽命、無記憶效應、無污染等優點已逐步成為各類電子產品的主要電源。
[0003]中國雖然是世界上最重要的鋰離子電池生產國之一，但鋰離子電池產品的質量處于中、低端水平。鋰離子微孔膜嚴重依賴進口，據數據顯示，2013年我國從日、美、韓等國家進口鋰離子微孔膜的金額為3.2億美元。鋰離子微孔膜的研發尤其是產業化方面，我國仍遠遠落后于世界先進水平。
[0004]微孔膜是鋰離子電池的重要組成部分，微孔膜的優劣直接影響了電池的內阻、容量、循環性能等特性。以往的鋰離子微孔膜多是單層膜，這種微孔膜的強度和透氣性較差導致目前鋰離子電池的循環性能差、電池壽命短，因此如何提高微孔膜的性能是目前急需解決的技術問題。
【發明內容】
[0005]本發明旨在解決上述所提及的技術問題，提供一種多層復合鋰離子微孔膜的制造工藝。
[0006]本發明是通過以下的技術方案實現的:多層復合鋰離子微孔膜的制造工藝，其特征在于依次包括以下步驟:成片步驟，擠出機按照中間層為聚乙烯材料，上下兩層為聚丙烯材料的方式三層共擠出成型，得到相接觸的聚乙烯材料和聚丙烯材料形成的三層熔體；流延步驟，三層熔體通過流延設備的作用快速冷卻定型成三層薄膜；熱處理步驟，設置熱風設備持續對加熱爐中的三層薄膜吹熱風；拉伸步驟，用拉伸設備拉伸三層薄膜；熱定型步驟，控制溫度在125-135°C的下使得三層薄膜停留20-30秒；分切步驟，利用風刀在真空箱中處理多層薄膜至所需形狀；收膜步驟，在收膜輥軸上卷曲多層薄膜。
[0007]優選的，成片步驟中的擠出機在熔體出口處設置擠出模頭，擠出模頭靠近流延設備，擠出模頭和流延設備間的距離小于7_。
[0008]優選的，成片步驟中擠出機的溫度為210-230°C，拉伸倍率是200-250倍。
[0009]優選的，流延設備和拉伸設備都設置有勻速轉動的輥軸和驅動輥軸轉動的電機，所述延設備和拉伸設備中的輥軸至少由一個電機驅動。
[0010]優選的，熱處理步驟中熱風設備持續作用復合薄膜的時間為5-7小時，溫度為120-130°C。
[0011]優選的，拉伸步驟依次包括冷拉伸步驟和熱拉伸步驟；冷拉伸步驟中輥軸的溫度為40-50°C，拉伸比為15-25% ;熱拉伸步驟中輥軸的溫度為115-125°C，拉伸比為110-120%。
[0012]優選的，聚丙烯材料采用重均分子量和數均分子量的比值大于3.8的聚丙烯材料。
[0013]有益效果是:本發明的一種多層復合鋰離子微孔膜的制造工藝，這種工藝與現有工藝相比，增大了拉伸倍率，減小了擠出摸頭的流延設備間的距離，使三層薄膜成膜后強度和平衡性更好。聚丙烯材料采用重均分子量和數均分子量的比值大于3.8的聚丙烯材料，這種超高分子量成份的緩和時間長，溫度依存性小，且超高分子量成份分散均勻，在拉伸過程中，塑脂溫度、拉伸溫度、拉伸倍率等參數的變化對其影響小，從而使得微孔膜強度增加、透氣性和平衡性加強。
【具體實施方式】
[0014]本實施例的一種多層復合鋰離子微孔膜的制造工藝，其特征在于依次包括以下步驟:成片步驟，擠出機按照中間層為聚乙烯材料，上下兩層為聚丙烯材料的方式三層共擠出成型，得到相接觸的聚乙烯材料和聚丙烯材料形成的三層熔體；流延步驟，三層熔體通過流延設備的作用快速冷卻定型成三層薄膜；熱處理步驟，設置熱風設備持續對加熱爐中的三層薄膜吹熱風；拉伸步驟，用拉伸設備拉伸三層薄膜；熱定型步驟，控制溫度在125-135Γ的下使得三層薄膜停留20-30秒；分切步驟，利用風刀在真空箱中處理多層薄膜至所需形狀；收膜步驟，在收膜輥軸上卷曲多層薄膜。
[0015]優選的，成片步驟中的擠出機在熔體出口處設置擠出模頭，擠出模頭靠近流延設備，擠出模頭和流延設備間的距離小于7_。
[0016]優選的，成片步驟中擠出機的溫度為210-230°C，拉伸倍率是200-250倍。
[0017]優選的，流延設備和拉伸設備都設置有勻速轉動的輥軸和驅動輥軸轉動的電機，所述延設備和拉伸設備中的輥軸至少由一個電機驅動。
[0018]優選的，熱處理步驟中熱風設備持續作用復合薄膜的時間為5-7小時，溫度為120-130°C。
[0019]優選的，拉伸步驟依次包括冷拉伸步驟和熱拉伸步驟；冷拉伸步驟中輥軸的溫度為40-50°C，拉伸比為15-25% ;熱拉伸步驟中輥軸的溫度為115-125°C，拉伸比為110-120%。
[0020]優選的，聚丙烯材料采用重均分子量和數均分子量的比值大于3.8的聚丙烯材料。
[0021]通過上述多層復合鋰離子微孔膜的制造工藝克服了以下技術難點:選擇聚乙烯原料和聚丙烯原料的三層復合材料在高倍率拉伸下能夠得到理想的片晶結構；三層復合材料在溫度過高時不會因為聚丙烯薄膜易形成球晶而產生裂紋，溫度過低時不會因為聚丙烯薄膜表面摩擦力大而產生細皺紋；因此產品質量好、產量提升，熱松弛度低，透氣性好。
[0022]以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而并非對其進行限制，凡未脫離本發明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應涵蓋在本發明技術方案的范圍內。
【主權項】
1.多層復合鋰離子微孔膜的制造工藝，其特征在于依次包括以下步驟:成片步驟，擠出機按照中間層為聚乙烯材料，上下兩層為聚丙烯材料的方式三層共擠出成型，得到相接觸的聚乙烯材料和聚丙烯材料形成的三層熔體；流延步驟，三層熔體通過流延設備的作用快速冷卻定型成三層薄膜；熱處理步驟，設置熱風設備持續對加熱爐中的三層薄膜吹熱風；拉伸步驟，用拉伸設備拉伸三層薄膜；熱定型步驟，控制溫度在125-135°c的下使得三層薄膜停留20-30秒；分切步驟，利用風刀在真空箱中處理多層薄膜至所需形狀；收膜步驟，在收膜輥軸上卷曲多層薄膜。2.根據權利要求1所述的多層復合鋰離子微孔膜的制造工藝，其特征在于，所述成片步驟中的擠出機在熔體出口處設置擠出模頭，擠出模頭靠近流延設備，所述擠出模頭和流延設備間的距離小于7mm。3.根據權利要求1所述的多層復合鋰離子微孔膜的制造工藝，其特征在于，所述成片步驟中擠出機的溫度為210-230°C，拉伸倍率是200-250倍。4.根據權利要求1所述的多層復合鋰離子微孔膜的制造工藝，其特征在于，所述流延設備和拉伸設備都設置有勻速轉動的輥軸和驅動輥軸轉動的電機，所述延設備和拉伸設備中的輥軸至少由一個電機驅動。5.根據權利要求1所述的多層復合鋰離子微孔膜的制造工藝，其特征在于，所述熱處理步驟中熱風設備持續作用復合薄膜的時間為5-7小時，溫度為120-130°C。6.根據權利要求4所述的多層復合鋰離子微孔膜的制造工藝，其特征在于，所述拉伸步驟依次包括冷拉伸步驟和熱拉伸步驟；冷拉伸步驟中輥軸的溫度為40-50°C，拉伸比為15-25% ;熱拉伸步驟中輥軸的溫度為115-125°C，拉伸比為110-120%。7.根據權利要求1所述的多層復合鋰離子微孔膜的制造工藝，其特征在于，所述聚丙烯材料采用重均分子量和數均分子量的比值大于3.8的聚丙烯材料。
【專利摘要】本發明公開了一種多層復合鋰離子微孔膜的制造工藝，其特征在于依次包括以下步驟：成片步驟、流延步驟、熱處理步驟、拉伸步驟、熱定型步驟、分切步驟和收膜步驟。這種工藝與現有工藝相比，增大了拉伸倍率，減小了擠出摸頭的流延設備間的距離，使三層薄膜成膜后強度和平衡性更好。聚丙烯材料采用重均分子量和數均分子量的比值大于3.8的聚丙烯材料，這種超高分子量成份的緩和時間長，溫度依存性小，且超高分子量成份分散均勻，在拉伸過程中，塑脂溫度、拉伸溫度、拉伸倍率等參數的變化對其影響小，從而使得微孔膜強度增加、透氣性和平衡性加強。
【IPC分類】H01M2/14
【公開號】CN105390641
【申請號】CN201510711585
【發明人】文斌森
【申請人】江門市蓬江區華龍包裝材料有限公司
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年10月28日