鋰離子電池用pe膜與ptfe膜的復(fù)合隔膜改性的方法
【專利摘要】一種鋰離子電池用PE與PTFE膜的復(fù)合隔膜改性的方法，其特征在于該方法的操作步驟如下：1）將PE膜在改性溶液中浸潤(rùn)；2）將步驟1）浸潤(rùn)后的PE膜取出，并與PTFE膜通過(guò)多輥復(fù)合裝置復(fù)合；3）將步驟2）PE膜與PTFE膜的復(fù)合膜取出，在密閉潔凈的恒溫干燥箱中干燥；4）將步驟3）干燥后的PE膜與PTFE膜的復(fù)合膜放置于多輥拉伸裝置上進(jìn)行拉伸；5）將步驟4）拉伸后的PE膜與PTFE膜的復(fù)合膜放置于萃取裝置中萃取；6）將步驟5）萃取完成之后的PE膜與PTFE膜的復(fù)合膜放置于恒溫鼓風(fēng)干燥裝置中進(jìn)行鼓風(fēng)干燥，最后裁剪成成品，即制得改性的PE膜與PTFE膜復(fù)合的鋰離子電池用隔膜。本發(fā)明適宜于鋰離子電池用PE膜與PTFE膜的復(fù)合隔膜應(yīng)用。
【專利說(shuō)明】鋰離子電池用PE膜與PTFE膜的復(fù)合隔膜改性的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋰離子電池用PE膜與PTFE膜的復(fù)合隔膜，特別是涉及一種鋰離子電池用PE膜與PTFE膜的復(fù)合隔膜改性的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]鋰離子電池常用的隔膜為PE膜，但是由于PE膜本身的化學(xué)物理性質(zhì)的因素，以其作為鋰離子電池用隔膜，其安全性無(wú)法保證，尤其是在大功率鋰離子電池領(lǐng)域，由PE膜作為鋰離子電池的隔膜，其閉孔溫度較低，當(dāng)溫度稍有上升，就會(huì)擾亂離子流，這種現(xiàn)象會(huì)影響電池的正常工作，如果閉孔溫度太高，就會(huì)造成鋰離子電池起火爆炸等嚴(yán)重事故。因此鋰離子電池隔膜還應(yīng)該具有耐溫性能，即隔膜在閉孔之后應(yīng)該能一直維持閉孔狀態(tài)而不變形直到某個(gè)更高的溫度。同時(shí)鋰離子電池隔膜還有一個(gè)膜破溫度，如果隔膜破裂，正負(fù)電極就會(huì)直接接觸而爆炸，這也是非常危險(xiǎn)的，所以鋰離子電池隔膜應(yīng)該有足夠的耐熱性能，使隔膜在其熔融溫度以上盡量保持其形狀，以維持閉孔狀況到一個(gè)盡可能高的溫度。
[0003]通常為達(dá)到提高鋰離子電池用隔膜的耐溫性的目的，且將PE膜與耐高溫的PTFE膜復(fù)合，以形成鋰離子電池用復(fù)合隔膜。但是由于PTFE本身的分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)所決定，該鋰離子電池用復(fù)合隔膜的浸潤(rùn)性將會(huì)受到很大影響，由PE膜與耐高溫的PTFE膜復(fù)合后制備的鋰離子電池用隔膜電池組其電池容量和電池效率將會(huì)受到很大影響。
[0004]為此需通過(guò)對(duì)PE膜與PTFE膜復(fù)合的鋰離子電池用隔膜進(jìn)行改性。然而，常規(guī)的化學(xué)改性方法易于破壞產(chǎn)品本身的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，而且容易因?yàn)槭褂酶鞣N化學(xué)物質(zhì)而引起的環(huán)境污染問(wèn)題。具體的改性方法包括等離子體處理、表面活性劑處理、親水性聚合物涂敷及接枝改性等。等離子處理可在表面產(chǎn)生極性基團(tuán)，有效改善微孔膜的浸潤(rùn)性，但是，高能等離子體處理易造成聚合物孔結(jié)構(gòu)破壞，昂貴的設(shè)備也限制了其大規(guī)模應(yīng)用。表面活性劑處理利用其兩親性，將疏水端吸附于非極性表面，將親水端與極性介質(zhì)接觸，可提高疏水微孔膜的浸潤(rùn)性，但是，表面活性劑吸附量少，效果不明顯，而且疏水相互作用為弱相互作用，不穩(wěn)定。親水性聚合物涂覆存在結(jié)合力不強(qiáng)，易造成微孔堵塞的缺陷。接枝改性則需隔絕氧氣，并在高溫或高能引發(fā)下進(jìn)行，設(shè)備要求高，也易造成堵孔。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是要提供一種鋰離子電池用PE膜與PTFE膜的復(fù)合隔膜改性的方法，以提高PE膜與PTFE膜的復(fù)合隔膜對(duì)電解液的浸潤(rùn)性。
[0006]為了達(dá)到上述的目的本發(fā)明的解決方案是:本發(fā)明的鋰離子電池用PE膜與PTFE膜的復(fù)合隔膜改性的方法的操作步驟如下:
I)將PE膜浸潤(rùn)在改性溶液中，浸潤(rùn)溫度為35-85°C，浸潤(rùn)時(shí)間為10-60min，使PE膜獲得充分的浸潤(rùn)效果，并浸潤(rùn)后的PE膜中的改性溶液的含量為總吸附量的10 - 55%，改性溶液為石蠟油、石油醚、汽油、航空煤油中的任意一種或其混合溶液，其混合溶液中，按重量份數(shù)計(jì)，石蠟油15-20份，石油醚25-32份，汽油25-40份，航空煤油35-50份；2)將上述步驟I)浸潤(rùn)后的PE膜取出，并與PTFE膜通過(guò)多輥復(fù)合裝置復(fù)合，復(fù)合環(huán)境溫度為65-125°C，復(fù)合壓力為0.05 一 20MPa，復(fù)合輥的轉(zhuǎn)速為0.l-10m/min ；
3)將上述步驟2)PE膜與PTFE膜的復(fù)合膜取出，在密閉潔凈的恒溫干燥箱中干燥，起始干燥溫度為35 — 65°C,以0.5°C /min升溫速度，升至65 — 125°C,恒溫干燥，恒溫干燥時(shí)間為 10-3000min ；
4)將上述步驟3)干燥后的PE膜與PTFE膜的復(fù)合膜放置于多輥拉伸裝置上進(jìn)行拉伸，拉伸溫度為35-95 °C，拉伸比1: 1.2-1: 5;
5)將上述步驟4)拉伸后的PE膜與PTFE膜的復(fù)合膜放置于萃取裝置中萃取，萃取環(huán)境溫度為25-45°C，萃取時(shí)間為5-90min，萃取劑為乙醇、丙酮、聚三氯乙烯、氮氮二甲基甲酰胺、氮氮二甲基乙酰胺中的任意一種或其混合溶液，其混合溶液按重量份數(shù)計(jì)乙醇5-15份，丙酮18-32份，聚三氯乙烯21-40份，氮氮二甲基甲酰胺25-49份，氮氮二甲基乙酰胺30 — 50 份；
6)將上述步驟5)萃取完成之后的PE膜與PTFE膜的復(fù)合膜放置于恒溫鼓風(fēng)干燥裝置中進(jìn)行鼓風(fēng)干燥，鼓風(fēng)干燥溫度45-100°C，鼓風(fēng)風(fēng)速為100-1500rpm，鼓風(fēng)干燥處理時(shí)間為25-125min，最后裁剪成成品，即制得改性的PE膜與PTFE膜復(fù)合的鋰離子電池用隔膜。
[0007]本發(fā)明的鋰離子電池用PE膜與PTFE膜的復(fù)合隔膜改性的方法且采用物理改性的方法，主要通過(guò)PE膜的浸潤(rùn)、浸潤(rùn)后的PE膜與PTFE膜的復(fù)合、干燥、拉伸、萃取、鼓風(fēng)干燥及裁剪，最后制得改性的PE膜與PTFE膜復(fù)合的鋰離子電池用隔膜，且改變了隔膜的物理結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到降低產(chǎn)品內(nèi)阻，提高庫(kù)倫效率的目的。
[0008]改性前后的比較結(jié)果見表一。
[0009]表一

【權(quán)利要求】
1.一種鋰離子電池用PE膜與PTFE膜的復(fù)合隔膜改性的方法，其特征在于該方法的操作步驟如下: 1)將PE膜浸潤(rùn)在改性溶液中，浸潤(rùn)溫度為35-85°C，浸潤(rùn)時(shí)間為10-60min，使PE膜獲得充分的浸潤(rùn)效果，并浸潤(rùn)后的PE膜中的改性溶液的含量為總吸附量的10 - 55%，改性溶液為石蠟油、石油醚、汽油、航空煤油中的任意一種或其混合溶液，其混合溶液中，按重量份數(shù)計(jì)，石蠟油15-20份，石油醚25-32份，汽油25-40份，航空煤油35-50份； 2)將上述步驟I)浸潤(rùn)后的PE膜取出，并與PTFE膜通過(guò)多輥復(fù)合裝置復(fù)合，復(fù)合環(huán)境溫度為65-125°C，復(fù)合壓力為0.05 一 20MPa，復(fù)合輥的轉(zhuǎn)速為0.l-10m/min ； 3)將上述步驟2)PE膜與PTFE膜的復(fù)合膜取出，在密閉潔凈的恒溫干燥箱中干燥，起始干燥溫度為35 — 65°C,以0.5°C /min升溫速度，升至65 — 125°C,恒溫干燥，恒溫干燥時(shí)間為 10-3000min ； 4)將上述步驟3)干燥后的PE膜與PTFE膜的復(fù)合膜放置于多輥拉伸裝置上進(jìn)行拉伸，拉伸溫度為35-95°C，拉伸比1: 1.2-1: 5 ； 5)將上述步驟4)拉伸后的PE膜與PTFE膜的復(fù)合膜放置于萃取裝置中萃取，萃取環(huán)境溫度為25-45°C，萃取時(shí)間為5-90min，萃取劑為乙醇、丙酮、聚三氯乙烯、氮氮二甲基甲酰胺、氮氮二甲基乙酰胺中的任意一種或其混合溶液，其混合溶液按重量份數(shù)計(jì)乙醇5-15份，丙酮18-32份，聚三氯乙烯21-40份，氮氮二甲基甲酰胺25-49份，氮氮二甲基乙酰胺.30 — 50 份； 6)將上述步驟5)萃取完成之后的PE膜與PTFE膜的復(fù)合膜放置于恒溫鼓風(fēng)干燥裝置中進(jìn)行鼓風(fēng)干燥，鼓風(fēng)干燥溫度45-100°C，鼓風(fēng)風(fēng)速為100-1500rpm，鼓風(fēng)干燥處理時(shí)間為.25-125min，最后裁剪成成品，即制得改性的PE膜與PTFE膜復(fù)合的鋰離子電池用隔膜。
【文檔編號(hào)】C08L23/06GK104183807SQ201410412698
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年8月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月21日
【發(fā)明者】黃磊, 黃斌香, 顧榴俊, 茅惠東, 鐘正平, 龐敏, 侯成成, 陸妹華 申請(qǐng)人:上海市凌橋環(huán)保設(shè)備廠有限公司, 上海金由氟材料有限公司