一種針對干法鋰電隔膜的熱處理方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于裡離子電池隔膜的制備領域，特別設及一種針對干法裡電隔膜的熱處 理方法。
【背景技術】
[0002] 傳統燃油汽車是目前大氣污染的主要排污來源之一，通過提高排放標準等手段只 能緩解污染程度，并不能從根本上杜絕污染源頭。新能源汽車產業歷來是汽車行業乃至各 國政府熱衷投資的行業，裡電池行業報告預測，2020年電動汽車產量達到1314萬輛，是2010 年的5.5倍。其中，插電式混合動力汽車產量會增長35倍達到140萬輛，純電動汽車產量會達 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 個電忍串聯成電池組W保證能量的供應。根據相關的行業報告測算，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 車行業的興起無疑給國內的裡電池行業帶來數十倍的需求增長。
[0004] 隨著新能源/電動汽車的鵬起，裡離子電池被廣泛的應用，作為裡離子電池中的一 個重要組件，其各項性能指標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。在制備干法裡電隔膜的過程中，需要對擠出鑄片的基膜進行退火處理， 傳統的工藝方法為將基膜收卷成卷狀，推入烘箱內進行一定溫度/時間下的熱處理，運種傳 統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。
【發明內容】
[0005] 本發明采用漉筒對基膜進行熱處理，消除了基膜長度方向的熱處理差異，經拉伸 成隔膜后性能保持高度一致性。采用此方法的生產設備/工藝技術簡單易操作，能夠高效連 續地大規模生產。
[0006] 本發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] 本發明的上述技術目的可W通過W下技術方案實現：
[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行熱處理，其中漉筒數量為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單向拉伸后即可得到裡電微孔隔膜。
[0011] 優選地，所述a步驟中，擠出機工作溫度在100~300°C，模頭設定溫度在180~250 °C，冷卻漉溫度設定在30~120°C。更優選地，擠出機工作溫度在180~210°C，模頭設定溫度 在180~205°C，冷卻漉溫度設定在50~100°C。
[0012] 優選地，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。更優選地，前后漉筒溫度設定在50°C~120°C和120°C~50°C，拉伸總 倍率設定為1.1~1.4倍。更優選地，所述漉筒數量在優選40根~60根。因為漉筒數量太少則 熱處理效果差，漉筒太多則影響生產效率。
[0013] 優選地，所述C步驟中，單向拉伸的倍率設定為1.5~3.0。
[0014] 優選地，所述聚丙締采用等規度> 90%的等規聚丙締，平均分子量為1 X 106~1 X 1〇7,烙融指數為1.0~10.Og/lOmin。更優選地，采用等規度^95%的等規聚丙締，平均分子 量為2 X 1〇6~5 X 1〇6，烙融指數為1.5~5. Og/lOmin。
[0015] 本發明制備的干法裡電微孔隔膜，厚度為12μπι~60μπι。各項性能指標均與傳統烘 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] 本發明具有W下優點：
[0017] (1)本發明生產設備/工藝技術簡單易操作，能夠高效連續地大規模生產。
[0018] (2)所制備的干法裡電微孔隔膜各項性能指標均與傳統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下結合具體的實施例和附圖來對本發明的內容進一步說明，但是本發明的保護 范圍并不僅僅局限于實施例所描述的內容。
[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度> 90%的等規聚丙締，平均分子量為1 X 106~1 X 107,烙融 指數為1.0~10.Og/lOmin，作為優選，采用等規度^95%的等規聚丙締，平均分子量為2X 1〇6~5X106,烙融指數為 1.5 ~5.0g/10min。
[0027] 所述a步驟中，擠出機工作溫度在100~300°C，模頭設定溫度在180~250°C，冷卻 漉溫度設定在30~120°C，作為優選，擠出機工作溫度在180~210°C，模頭設定溫度在180~ 205°C，冷卻漉溫度設定在50~100°C.
[0028] 所述b步驟中，前后漉筒溫度設定在30°C~160°C和160°C~30°C，拉伸總倍率設定 為1.005~1.5,漉筒數量在30根~100根之間，優選40根~60根，漉筒數量太少則熱處理效 果差，漉筒太多則影響生產效率。
[0029] 所述C步驟中，單向拉伸的倍率設定為1.5~3.0。
[0030] W下結合具體實施例進一步說明本發明。
[0031] 實施例中，采用等規度為98%的等規聚丙締，平均分子量為3.5X106,烙融指數為 3.3g/10min，其他條件見上述技術方案，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，模頭設定溫 度為200°C，冷卻漉設定溫度為88°C;將基膜依次通過50條漉筒進行熱處理，如圖1所示，各 漉筒的溫度和拉伸倍率設定如表1所示;將熱處理后的聚締控基膜經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，模頭設定溫度 為205°C，冷卻漉設定溫度為80°C;將基膜依次通過50條漉筒進行熱處理，如圖1所示，各漉 筒的溫度和拉伸倍率設定如表1所示;將熱處理后的聚締控基膜經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/拉伸倍率設定
[0037]
[0041] 由表2可知，本發明漉筒熱處理方法與傳統的烘箱熱處理相比，具有孔隙率高，拉 伸強度高等顯著進步，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，本發明漉筒熱處理方法與傳統的烘箱熱處理相比，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上是對本發明進行了具體的闡述，用于幫助理解本發明，但本發明的實施方式 并不受上述實施例的限制，任何未背離本發明原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化， 均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
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行熱處理，其中輥筒數量為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單向拉伸后即可得到鋰電微孔隔膜。2. 根據權利要求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，模頭設定溫度在180~250°C，冷卻輥溫度設定在30~120°C。3. 根據權利要求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 設定溫度在180~205°C，冷卻輥溫度設定在50~100°C。4. 根據權利要求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. 根據權利要求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 選為50°C~120°C和120°C~50°C，拉伸總倍率設定為1.1~1.4倍。6. 根據權利要求1-4任一權利要求所述熱處理方法，其特征在于，所述輥筒數量在優選 40根~60根。7. 根據權利要求1-4任一權利要求所述熱處理方法，其特征在于，所述c步驟中，單向拉 伸的倍率設定為1.5~3.0。8. 根據權利要求1-4任一權利要求所述熱處理方法，其特征在于，所述聚丙烯采用等規 度2 90%的等規聚丙烯，平均分子量為1\106~1\107，熔融指數為1.0~10.(^/101^11。9. 根據權利要求8任一權利要求所述熱處理方法，其特征在于，采用等規度2 95%的等 規聚丙烯，平均分子量為2X106~5X106,熔融指數為1.5~5.0g/10min。10. 根據權利要求1-5任一權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行退火處理，傳統的工藝方法為將基膜收卷成卷狀，推入烘箱內進行一定溫度/時間下的熱處理，這種傳統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，采用輥筒對基膜進行熱處理，消除了基膜長度方向的熱處理差異，經拉伸成隔膜后性能保持高度一致性。采用此方法的生產設備/工藝技術簡單易操作，能夠高效連續地大規模生產。
【IPC分類】B29K23/00, B29C55/04, B29C71/02, H01M2/14
【公開號】CN105489813
【申請號】CN201510737504
【發明人】顏鴻彬, 王玉捷, 劉孟權, 陳良
【申請人】深圳市星源材質科技股份有限公司
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2015年11月3日