一種鋰離子電池用隔膜的制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種鋰離子電池用隔膜的制備方法，先將聚乙烯、聚碳酸酯、順丁烯二酸酐樹脂、甲基丙烯酸羥乙酯、二氧化鈦、聚乳酸、聚環內酯和增塑劑攪拌混合均勻，得到物料一，然后轉入反應釜中，加熱攪拌反應后出料，得到物料二，然后于雙螺桿擠出機中進行擠出成膜，得到基材薄膜；將羥丙甲纖維素、聚乙二醇、白炭黑和氧化鋯加入到溶劑中，混合均勻，得到混合液；最后將基材薄膜浸入混合液中，加熱保持一段時間后取出，然后在鼓風干燥箱中加熱干燥后，自然冷卻至室溫，得到鋰離子電池用隔膜。本發明提供的方法制備得到的鋰離子電池用隔膜具有良好的機械性能與電學性能，能夠廣泛應用于鋰離子電池中滿足更高的使用要求。
【專利說明】
一種鋰離子電池用隔膜的制備方法
技術領域
[0001] 本發明屬于鋰離子電池領域，具體涉及一種鋰離子電池用隔膜的制備方法。
【背景技術】
[0002] 在鋰離子電池中，隔膜的作用主要有兩個方面：一方面起到分隔正、負極，防止短 路的作用；另一方面，隔膜能夠讓鋰離子通過，形成充放電回路。隔膜性能的優劣直接影響 著電池內阻、放電容量、循環使用壽命以及安全性能。隔膜越薄，孔隙率越高，電池內阻越 小，高倍率放電性能越好，性能優異的隔膜對提高電池的綜合性能具有重要的作用。
[0003]鋰離子電池對隔膜的要求。1.具有電子絕緣性，保證正負極的機械隔離;2.有一 定的孔徑和孔隙率，保證低的電阻和高的離子電導率，對鋰離子有很好的透過性;3.耐電 解液腐蝕，電化學穩定性好;4.對電解液的浸潤性好并具有足夠的吸液保濕能力;4.具有 足夠的力學性能，包括穿刺強度、拉伸強度等;5.空間穩定性和平整性好;6.熱穩定性和 自動關斷保護性能好。
[0004]鋰離子電池對隔膜采用的基體材料是聚烯烴材料，其具有優異的力學性能、化學 穩定性和相對廉價的特點。隔膜基體材料主要包括聚丙烯、聚乙烯材料和添加劑。隔膜所采 用基體材料對隔膜力學性能以及與電解液的浸潤度有直接的聯系。盡管近年來有研究用聚 偏氟乙烯、纖維素復合膜等材料制備鋰離子電池隔膜，但至今商品化的電池隔膜材料仍主 要采用聚乙烯、聚丙烯微孔膜。現有的隔膜存在機械強度提高困難、電學性能不能滿足使用 要求的狀況，因此需要開發一種隔膜，能夠保證優良機械性能的基礎上滿足使用的電學性 能要求。
[0005]
【發明內容】
[0006] 本發明的目的在于為了克服以上現有技術的不足而提供一種鋰離子電池用隔膜 的制備方法，提升隔膜的機械性能與電學性能。
[0007] 本發明的技術方案如下： 一種鋰離子電池用隔膜的制備方法，包括以下步驟： 步驟一，取以重量份計的聚乙烯40-50份、聚碳酸酯3-7份、順丁烯二酸酐樹脂2-5份、甲 基丙烯酸羥乙酯5-8份、二氧化鈦5-10份、聚乳酸1-2份、聚環內酯1-3份和增塑劑3-5份，于 混合攪拌機中攪拌混合均勻，得到物料一； 步驟二，將物料一轉入反應釜中，在50-60°C條件下攪拌60-90分鐘，出料，得到物料二； 步驟三，將物料二于雙螺桿擠出機中進行擠出成膜，得到基材薄膜； 步驟四，將以重量份計的羥丙甲纖維素3-5份、聚乙二醇1-2份、白炭黑10-15份和氧化 鋯8-12份，加入到80-90份溶劑中，混合均勻，得到混合液； 步驟五，將步驟三得到的基材薄膜浸入步驟四的混合液中，加熱至70-80°C，保持30-40 分鐘，將薄膜取出，然后在鼓風干燥箱中升溫至l〇〇-ll〇°C，保持90-120分鐘，自然冷卻至室 溫，得到鋰離子電池用隔膜。
[0008] 所述的鋰離子電池用隔膜的制備方法，步驟一中增塑劑為甲酰胺。
[0009] 所述的鋰離子電池用隔膜的制備方法，步驟一中攪拌混合的轉速為120-150轉/分 鐘，攪拌時間15-20分鐘。
[0010]所述的鋰離子電池用隔膜的制備方法，步驟二中攪拌的速度為80-100轉/分鐘。 [0011]所述的鋰離子電池用隔膜的制備方法，步驟三中擠出成膜的擠出溫度為180-200 r。
[0012]所述的鋰離子電池用隔膜的制備方法，步驟四中的溶劑為N，N-二甲基丙烯酰胺。 [0013] 所述的鋰離子電池用隔膜的制備方法，步驟四中聚乙二醇為聚乙二醇600。
[0014] 本發明提供的方法制備得到的鋰離子電池用隔膜具有良好的機械性能與電學性 能，能夠廣泛應用于鋰離子電池中滿足更高的使用要求。
[0015]
【具體實施方式】： 實施例1 一種鋰離子電池用隔膜的制備方法，包括以下步驟： 步驟一，取以重量份計的聚乙烯40份、聚碳酸酯3份、順丁烯二酸酐樹脂2份、甲基丙烯 酸羥乙酯5份、二氧化鈦5份、聚乳酸1份、聚環內酯1份和甲酰胺3份，于混合攪拌機中攪拌混 合均勻，攪拌混合的轉速為120轉/分鐘，攪拌時間15分鐘，得到物料一； 步驟二，將物料一轉入反應釜中，在50°C條件下攪拌60分鐘，攪拌的速度為80轉/分鐘， 出料，得到物料二； 步驟三，將物料二于雙螺桿擠出機中進行擠出成膜，擠出溫度為180-200 °C，得到基材 薄膜； 步驟四，將以重量份計的羥丙甲纖維素3份、聚乙二醇600 1份、白炭黑10份和氧化鋯8 份，加入到80份N，N-二甲基丙烯酰胺中，混合均勻，得到混合液； 步驟五，將步驟三得到的基材薄膜浸入步驟四的混合液中，加熱至70°C，保持30分鐘， 將薄膜取出，然后在鼓風干燥箱中升溫至100 °C，保持90分鐘，自然冷卻至室溫，得到鋰離子 電池用隔膜。
[0016] 實施例2 一種鋰離子電池用隔膜的制備方法，包括以下步驟： 步驟一，取以重量份計的聚乙烯42份、聚碳酸酯4份、順丁烯二酸酐樹脂3份、甲基丙烯 酸羥乙酯6份、二氧化鈦7份、聚乳酸1份、聚環內酯2份和甲酰胺4份，于混合攪拌機中攪拌混 合均勻，攪拌混合的轉速為130轉/分鐘，攪拌時間16分鐘，得到物料一； 步驟二，將物料一轉入反應釜中，在55°C條件下攪拌70分鐘，攪拌的速度為85轉/分鐘， 出料，得到物料二； 步驟三，將物料二于雙螺桿擠出機中進行擠出成膜，擠出溫度為180-200 °C，得到基材 薄膜； 步驟四，將以重量份計的羥丙甲纖維素4份、聚乙二醇600 2份、白炭黑12份和氧化鋯10 份，加入到85份N，N-二甲基丙烯酰胺中，混合均勻，得到混合液； 步驟五，將步驟三得到的基材薄膜浸入步驟四的混合液中，加熱至73°C，保持35分鐘， 將薄膜取出，然后在鼓風干燥箱中升溫至l〇5°C，保持96分鐘，自然冷卻至室溫，得到鋰離子 電池用隔膜。
[0017] 實施例3 一種鋰離子電池用隔膜的制備方法，包括以下步驟： 步驟一，取以重量份計的聚乙烯48份、聚碳酸酯5份、順丁烯二酸酐樹脂4份、甲基丙烯 酸羥乙酯7份、二氧化鈦8份、聚乳酸2份、聚環內酯3份和甲酰胺4份，于混合攪拌機中攪拌混 合均勻，攪拌混合的轉速為150轉/分鐘，攪拌時間18分鐘，得到物料一； 步驟二，將物料一轉入反應釜中，在58°C條件下攪拌85分鐘，攪拌的速度為100轉/分 鐘，出料，得到物料二； 步驟三，將物料二于雙螺桿擠出機中進行擠出成膜，擠出溫度為180-200 °C，得到基材 薄膜； 步驟四，將以重量份計的羥丙甲纖維素4份、聚乙二醇600 2份、白炭黑13份和氧化鋯11 份，加入到90份N，N-二甲基丙烯酰胺中，混合均勻，得到混合液； 步驟五，將步驟三得到的基材薄膜浸入步驟四的混合液中，加熱至78°C，保持40分鐘， 將薄膜取出，然后在鼓風干燥箱中升溫至ll〇°C，保持110分鐘，自然冷卻至室溫，得到鋰離 子電池用隔膜。
[0018] 實施例4 一種鋰離子電池用隔膜的制備方法，包括以下步驟： 步驟一，取以重量份計的聚乙烯50份、聚碳酸酯7份、順丁烯二酸酐樹脂5份、甲基丙烯 酸羥乙酯8份、二氧化鈦10份、聚乳酸2份、聚環內酯3份和甲酰胺5份，于混合攪拌機中攪拌 混合均勻，攪拌混合的轉速為150轉/分鐘，攪拌時間20分鐘，得到物料一； 步驟二，將物料一轉入反應釜中，在60°C條件下攪拌90分鐘，攪拌的速度為100轉/分 鐘，出料，得到物料二； 步驟三，將物料二于雙螺桿擠出機中進行擠出成膜，擠出溫度為200°C，得到基材薄膜； 步驟四，將以重量份計的羥丙甲纖維素5份、聚乙二醇600 2份、白炭黑15份和氧化鋯12 份，加入到90份N，N-二甲基丙烯酰胺中，混合均勻，得到混合液； 步驟五，將步驟三得到的基材薄膜浸入步驟四的混合液中，加熱至80°C，保持40分鐘， 將薄膜取出，然后在鼓風干燥箱中升溫至ll〇°C，保持120分鐘，自然冷卻至室溫，得到鋰離 子電池用隔膜。
[0019] 對以上實施例制備得到的鋰離子電池用隔膜進行性能測試，結果如下：
從以上結果可以看出，本發明提供的方法制備得到的鋰離子電池用隔膜具有良好的機 械性能與電學性能，能夠廣泛應用于鋰離子電池中滿足更高的使用要求。
【主權項】
1. 一種鋰離子電池用隔膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟一，取以重量份計的聚乙烯40-50份、聚碳酸酯3-7份、順丁烯二酸酐樹脂2-5份、甲 基丙烯酸羥乙酯5-8份、二氧化鈦5-10份、聚乳酸1-2份、聚環內酯1-3份和增塑劑3-5份，于 混合攪拌機中攪拌混合均勻，得到物料一； 步驟二，將物料一轉入反應釜中，在50-60°C條件下攪拌60-90分鐘，出料，得到物料二； 步驟三，將物料二于雙螺桿擠出機中進行擠出成膜，得到基材薄膜； 步驟四，將以重量份計的羥丙甲纖維素3-5份、聚乙二醇1-2份、白炭黑10-15份和氧化 鋯8-12份，加入到80-90份溶劑中，混合均勻，得到混合液； 步驟五，將步驟三得到的基材薄膜浸入步驟四的混合液中，加熱至70-80°C，保持30-40 分鐘，將薄膜取出，然后在鼓風干燥箱中升溫至l〇〇-ll〇°C，保持90-120分鐘，自然冷卻至室 溫，得到鋰離子電池用隔膜。2. 根據權利要求1所述的鋰離子電池用隔膜的制備方法，其特征在于，步驟一中增塑劑 為甲酰胺。3. 根據權利要求1所述的鋰離子電池用隔膜的制備方法，其特征在于，步驟一中攪拌混 合的轉速為120-150轉/分鐘，攪拌時間15-20分鐘。4. 根據權利要求1所述的鋰離子電池用隔膜的制備方法，其特征在于，步驟二中攪拌的 速度為80-100轉/分鐘。5. 根據權利要求1所述的鋰離子電池用隔膜的制備方法，其特征在于，步驟三中擠出成 膜的擠出溫度為180_200°C。6. 根據權利要求1所述的鋰離子電池用隔膜的制備方法，其特征在于，步驟四中的溶劑 為N，N-二甲基丙烯酰胺。7. 根據權利要求1所述的鋰離子電池用隔膜的制備方法，其特征在于，步驟四中聚乙二 醇為聚乙二醇600。
【文檔編號】H01M2/16GK105845874SQ201610363502
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年5月26日
【發明人】周江, 王正飛, 楊同興, 馬驍
【申請人】江蘇深蘇電子科技有限公司