一種鋰離子電池高吸液性隔膜材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋰離子電池隔膜生產(chǎn)領(lǐng)域，尤其涉及一種鋰離子電池高吸液性隔膜材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰離子電池主要由正極材料、負(fù)極材料、電解液、隔膜、外封裝材料五大材料組成。其中隔膜材料作為鋰離子電池的重要組成部分之一，一直備受關(guān)注，隔膜是置于電池正負(fù)極之間的多微孔薄膜，其主要功能是分隔鋰電池正負(fù)極，避免短路，同時(shí)為鋰離子提供自由通道，實(shí)現(xiàn)閉合回路。另外，鋰離子電池隔膜是一種具有納米級微孔的高分子功能膜材料，要求其不與鋰電池體系內(nèi)電解液等其它相關(guān)材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而影響隔膜材料性能下降及電解液組成變化而導(dǎo)致電池性能下降，因此隔膜材料質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響到鋰電池的電流容量、循環(huán)壽命等關(guān)鍵性能指標(biāo)。
[0003]隨著鋰離子電池應(yīng)用領(lǐng)域的飛速發(fā)展，市場對鋰離子電池的性能提出了更加嚴(yán)格的要求，電池廠商對電池隔膜的要求也越來越高。鋰電池隔膜需具備以下特性:1、厚度均勻適中且兼顧機(jī)械強(qiáng)度和電池內(nèi)阻;2、良好的透過性和微孔均勻度;3、較強(qiáng)的吸液保液能力；
4、良好的化學(xué)穩(wěn)定性和電化學(xué)穩(wěn)定性以及熱穩(wěn)定性;5、較高的安全性能、良好的熱自閉孔效應(yīng)。而目前鋰離子電池隔膜的技術(shù)和生產(chǎn)方法相對落后，難以實(shí)現(xiàn)綜合性能優(yōu)良的鋰離子電池隔膜的生產(chǎn)制備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:本發(fā)明為解決上述問題，提供了一種鋰離子電池高吸液性隔膜材料的制備方法，該方法生產(chǎn)的高吸液性隔膜材料可提高電池容量，使應(yīng)用鋰離子電池的相關(guān)產(chǎn)品使用壽命得到進(jìn)一步提高。
[0005]技術(shù)方案:一種鋰離子電池高吸液性隔膜材料的制備方法，包括以下步驟:
[0006]步驟I，將尼龍粉體、乙烯-醋酸乙烯共聚物粉體與納米陶瓷粉體進(jìn)行均勻混合，熔融共擠，冷卻、剪切成粒料，熔融共擠溫度為260_320°C ；
[0007]步驟2，將粒料通過塑化機(jī)加熱擠出、冷卻成型，再通過電暈處理得到尼龍膜；
[0008]步驟3，將步驟2制得的尼龍膜浸泡在濃度為3-35%的酸溶液中處理I_5min;
[0009]步驟4，將步驟3處理的尼龍膜進(jìn)行真空干燥；
[0010]步驟5，對干燥后的尼龍膜進(jìn)行遠(yuǎn)程過氧化氫低溫等離子體處理，制得隔膜材料成品O
[0011]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，步驟I中所述尼龍粉體、乙烯-醋酸乙烯共聚物粉體、納米陶瓷粉體混合比例為85: (5-13): (10-2)。
[0012]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，納米陶瓷粉體的粒徑為10-100nm。
[0013]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，納米陶瓷粉體材料為納米三氧化二鋁、納米二氧化硅、納米二氧化鈦、納米氧化鈣中的一種或兩種以上組合。
[0014]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，步驟3中所述酸溶液為鹽酸、硫酸、硝酸、磷酸中的一種或兩種以上組合。
[0015]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，步驟4中真空干燥溫度為50_80°C，真空度為0.05MPa-0.08MPao
[0016]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，步驟5中遠(yuǎn)程過氧化氫低溫等離子體處理的條件為放電時(shí)間50-200s，放電功率為100-300W。
[0017]有益效果:本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)在于:本發(fā)明工藝簡單合理，成品率高，通過以尼龍、乙烯-醋酸乙烯共聚物和納米陶瓷粉體共混熔融吹塑形成的隔膜材料具有閉孔溫度低、破膜溫度高，高溫?zé)崾章实图拔郝矢叩忍攸c(diǎn)，提高了隔膜的性能和電池應(yīng)用的安全性和容量。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】，進(jìn)一步闡明本發(fā)明。
[0019]實(shí)施例1
[0020]—種鋰離子電池高吸液性隔膜材料的制備方法，包括以下步驟:
[0021]步驟I，將尼龍粉體、乙烯-醋酸乙烯共聚物粉體與納米陶瓷粉體進(jìn)行均勻混合，熔融共擠，冷卻、剪切成粒料，熔融共擠溫度為260°C，其中納米陶瓷粉體的粒徑為lO-lOOnm，所述尼龍粉體、乙烯-醋酸乙烯共聚物粉體、納米陶瓷粉體混合比例為85:5:10，納米陶瓷粉體材料為納米三氧化二招、納米二氧化娃、納米二氧化鈦和納米氧化媽的混合物；
[0022]步驟2，將粒料通過塑化機(jī)加熱擠出、冷卻成型，再通過電暈處理得到尼龍膜；
[0023]步驟3，將步驟2制得的尼龍膜浸泡在濃度為3-35%的酸溶液中處理l-5min，所述酸溶液為鹽酸、硫酸的混合物；
[0024]步驟4，將步驟3處理的尼龍膜進(jìn)行真空干燥，真空干燥溫度為50°C，真空度為
0.05MPa；
[0025]步驟5，對干燥后的尼龍膜進(jìn)行遠(yuǎn)程過氧化氫低溫等離子體處理，處理?xiàng)l件為放電時(shí)間50-200S，放電功率為100-300W，制得隔膜材料成品。
[0026]實(shí)施例2
[0027]—種鋰離子電池高吸液性隔膜材料的制備方法，包括以下步驟:
[0028]步驟I，將尼龍粉體、乙烯-醋酸乙烯共聚物粉體與納米陶瓷粉體進(jìn)行均勻混合，熔融共擠，冷卻、剪切成粒料，熔融共擠溫度為320°C，其中納米陶瓷粉體的粒徑為lO-lOOnm，所述尼龍粉體、乙烯-醋酸乙烯共聚物粉體、納米陶瓷粉體混合比例為85:13:2，納米陶瓷粉體材料為納米三氧化二鋁；
[0029]步驟2，將粒料通過塑化機(jī)加熱擠出、冷卻成型，再通過電暈處理得到尼龍膜；
[0030]步驟3，將步驟2制得的尼龍膜浸泡在濃度為3-35%的酸溶液中處理l-5min，所述酸溶液為硫酸；
[0031 ]步驟4，將步驟3處理的尼龍膜進(jìn)行真空干燥，真空干燥溫度為80°C，真空度為
0.08MPa；
[0032]步驟5，對干燥后的尼龍膜進(jìn)行遠(yuǎn)程過氧化氫低溫等離子體處理，處理?xiàng)l件為放電時(shí)間50-200S，放電功率為100-300W，制得隔膜材料成品。
[0033]實(shí)施例3
[0034]—種鋰離子電池高吸液性隔膜材料的制備方法，包括以下步驟:
[0035]步驟I，將尼龍粉體、乙烯-醋酸乙烯共聚物粉體與納米陶瓷粉體進(jìn)行均勻混合，熔融共擠，冷卻、剪切成粒料，熔融共擠溫度為280°C，其中納米陶瓷粉體的粒徑為lO-lOOnm，所述尼龍粉體、乙烯-醋酸乙烯共聚物粉體、納米陶瓷粉體混合比例為85:7:8，納米陶瓷粉體材料為納米二氧化娃和納米二氧化鈦；
[0036]步驟2，將粒料通過塑化機(jī)加熱擠出、冷卻成型，再通過電暈處理得到尼龍膜；
[0037]步驟3，將步驟2制得的尼龍膜浸泡在濃度為3-35%的酸溶液中處理l-5min，所述酸溶液為硝酸和磷酸；
[0038]步驟4，將步驟3處理的尼龍膜進(jìn)行真空干燥，真空干燥溫度為60°C，真空度為
0.06MPa；
[0039]步驟5，對干燥后的尼龍膜進(jìn)行遠(yuǎn)程過氧化氫低溫等離子體處理，處理?xiàng)l件為放電時(shí)間50-200S，放電功率為100-300W，制得隔膜材料成品。
[0040]實(shí)施例4
[0041]—種鋰離子電池高吸液性隔膜材料的制備方法，包括以下步驟:
[0042]步驟I，將尼龍粉體、乙烯-醋酸乙烯共聚物粉體與納米陶瓷粉體進(jìn)行均勻混合，熔融共擠，冷卻、剪切成粒料，熔融共擠溫度為300°C，其中納米陶瓷粉體的粒徑為lO-lOOnm，所述尼龍粉體、乙烯-醋酸乙烯共聚物粉體、納米陶瓷粉體混合比例為85:10:5，納米陶瓷粉體材料為納米氧化鈣；
[0043]步驟2，將粒料通過塑化機(jī)加熱擠出、冷卻成型，再通過電暈處理得到尼龍膜；
[0044]步驟3，將步驟2制得的尼龍膜浸泡在濃度為3-35%的酸溶液中處理l-5min，所述酸溶液為硫酸和硝酸；
[0045]步驟4，將步驟3處理的尼龍膜進(jìn)行真空干燥，真空干燥溫度為50_80°C，真空度為
0.05MPa-0.08MPa；
[0046]步驟5，對干燥后的尼龍膜進(jìn)行遠(yuǎn)程過氧化氫低溫等離子體處理，處理?xiàng)l件為放電時(shí)間50-200S，放電功率為100-300W，制得隔膜材料成品。
[0047]對實(shí)施例1-4生產(chǎn)的鋰離子電池高吸液性隔膜材料進(jìn)行測試:其閉孔溫度在95-120°C，破膜溫度都在330°C以上，膜熱收縮率小于3%，吸液率大于280%?？梢姳景l(fā)明生產(chǎn)的隔膜材料閉孔溫度低、破膜溫度高，高溫?zé)崾章实图拔郝矢?，安全性能好，電池?yīng)用的容量大。
[0048]對實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鋰離子電池高吸液性隔膜材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟I，將尼龍粉體、乙烯-醋酸乙烯共聚物粉體與納米陶瓷粉體進(jìn)行均勻混合，熔融共擠，冷卻、剪切成粒料，熔融共擠溫度為260-320°C ； 步驟2，將粒料通過塑化機(jī)加熱擠出、冷卻成型，再通過電暈處理得到尼龍膜； 步驟3，將步驟2制得的尼龍膜浸泡在濃度為3-35 %的酸溶液中處理l_5min; 步驟4，將步驟3處理的尼龍膜進(jìn)行真空干燥； 步驟5，對干燥后的尼龍膜進(jìn)行遠(yuǎn)程過氧化氫低溫等離子體處理，制得隔膜材料成品。2.根據(jù)權(quán)利要求1的鋰離子電池高吸液性隔膜材料的制備方法，其特征在于，步驟I中所述尼龍粉體、乙烯-醋酸乙烯共聚物粉體、納米陶瓷粉體混合比例為85: (5-13): (10-2)。3.根據(jù)權(quán)利要求1的鋰離子電池高吸液性隔膜材料的制備方法，其特征在于，納米陶瓷粉體的粒徑為I O-1OOnm。4.根據(jù)權(quán)利要求1的鋰離子電池高吸液性隔膜材料的制備方法，其特征在于，納米陶瓷粉體材料為納米三氧化二鋁、納米二氧化硅、納米二氧化鈦、納米氧化鈣中的一種或兩種以上組合。5.根據(jù)權(quán)利要求1的鋰離子電池高吸液性隔膜材料的制備方法，其特征在于，步驟3中所述酸溶液為鹽酸、硫酸、硝酸、磷酸中的一種或兩種以上組合。6.根據(jù)權(quán)利要求1的鋰離子電池高吸液性隔膜材料的制備方法，其特征在于，步驟4中真空干燥溫度為50-80°C，真空度為0.05MPa-0.08MPa。7.根據(jù)權(quán)利要求1的鋰離子電池高吸液性隔膜材料的制備方法，其特征在于，步驟5中遠(yuǎn)程過氧化氫低溫等離子體處理的條件為放電時(shí)間50-200S，放電功率為100-300W。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋰離子電池高吸液性隔膜材料的制備方法，該方法通過將尼龍粉體、乙烯-醋酸乙烯共聚物粉體與納米陶瓷粉體進(jìn)行均勻混合，熔融共擠，然后經(jīng)過制膜、酸處理、真空干燥、遠(yuǎn)程過氧化氫低溫等離子體處理等步驟，制備一種鋰離子電池高吸液性隔膜材料。本發(fā)明工藝簡單合理，成品率高，通過以尼龍、乙烯-醋酸乙烯共聚物和納米陶瓷粉體共混熔融吹塑形成的隔膜材料具有閉孔溫度低、破膜溫度高，高溫?zé)崾章实图拔郝矢叩忍攸c(diǎn)，提高了隔膜的性能和電池應(yīng)用的安全性和容量。
【IPC分類】H01M2/16, B82Y30/00, H01M10/0525, H01M2/14
【公開號】CN105514320
【申請?zhí)枴緾N201510922970
【發(fā)明人】章結(jié)兵, 謝鳳秀
【申請人】蘇州鋰盾儲能材料技術(shù)有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年12月14日