CN105932198B - 一种电动汽车锂电池隔膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电动汽车锂电池隔膜及其制备方法，该锂电池隔膜为一种聚烯烃隔膜，A/B/A结构，通过三层共挤、双向拉伸工艺制备。A层由聚丙烯、钛酸钾晶须、偶联剂、扩链剂组成。B层由聚乙烯、偶氮二异丁腈、过氧化二异丙苯组成。本发明提供的锂电池隔膜可用于电动汽车等大功率锂电池，具有亲液性、透气性好，具有优异的耐热性，可以提高大功率锂电池的安全性。本发明提供的方法环保，便于大规模生产，有利于降低锂电池隔膜的成本。
Description
技术领域
本发明属于锂电池隔膜技术领域，更具体地，涉及一种电动汽车锂电池隔膜及其制备方法。
背景技术
锂离子电池与传统的可充电电池相比较具有高比能量、快速充放电、充放电循环寿命长、无记忆效应、、自放电率低、安全性能好且对环境污染小等特性，所以自世纪年代初以来，锂离子电池就成为新型电源技术研究的热点。锂离子电池被广泛应用到笔记本电脑、手机、摄像机、照相机等电子产品的领域和电动汽车、航空航天及潜艇等领域。隔膜是锂离子电池重要组成部分之一，作用主要分为两个方面：（1）隔绝电池负极片，防止电池正负极接触发生短路；（2）提供锂离子传输的通道。隔膜不参与任何电池反应，但作为锂离子电池的重要组成部分，它的性能决定了电池的容量、内阻和界面接触面积等，能够直接影响锂离子电池的安全性和工作性能，具有优良性能的电池隔膜是提高锂离子电池的综合性能必要条件。
随着环保、低碳理念逐渐深入人心，以及节能减排政策的推出，电动汽车越来越受到人们青睐，这也对电动汽车用动力锂电池提出了更高的要求。大功率动力锂电池在放电过程中, 电池局部温度达到100 ℃左右就可以引起负极固体电解质界面(SEI)保护膜分解并释放热量, 使电池进一步升温引发有机电解液等物质的分解和隔膜的融化, 导致正负极直接反应甚至***。电池使用过程中遭受穿刺或撞击也可导致电池电压瞬时下降。电流剧增产生巨大的热量导致温度迅速升高,使电池隔膜经受高温状态。此外, 电池过充导致金属锂在负极表面沉积形成锂枝晶也会导致对隔膜的穿刺, 动力电池在动态条件下的运行会加剧这一行为,因此,动力锂电池的安全运行需要隔膜具有更高的强度、更好的热尺寸稳定性和热化学稳定性。然而,提高锂离子电池比能量和大功率放电能力需要进一步提高隔膜的孔隙率并降低厚度,以获得较小的离子电阻,这些改变会降低膜的强度和抗冲击能力,进一步降低动力锂电池的安全性,因此,开发新的隔膜材料以平衡甚至同时提高隔膜的性能和安全性是动力锂电池对隔膜的新需求。
锂离子电池隔膜的种类非常多，其中聚烯烃微孔膜是非常重要的一类。由于聚烯烃材料具有相对廉价、优异的力学性能、化学稳定性等特点，是一个相对可靠的锂电池隔膜材料。然而,聚烯烃隔膜的透气性和亲液较差,无法完全满足电池快速充放电的要求,而且影响电池的循环使用寿命。聚烯烃材料隔膜的另一个更重要问题在于其大功率放电的安全性,这种材料在高温下尺寸变形比较明显,而且熔点一般低于170℃,当电池局部发热达到这个温度时,隔膜就会迅速融化使正负极迅速接触,出现短路行为。为了提高聚烯烃微孔膜的透气性、亲液性及安全性，人们进行了大量的研究。Gao Kun在《PE-g-MMA polymerelectrolyte membrance for lithium polymer battery》一文中公开了一种采用电子束辐照PE接枝MMA的方法，提高了聚乙烯薄膜的亲液性。浙江大学石俊黎在《锂离子电池用聚烯烃隔膜的改性》一文中提到用等离子改性PE，使PE发生交联反应从而提高聚烯烃薄膜的耐热性进而提高其使用安全性。但采用高能粒子进行反应耗能较大，同时高能粒子在引发反应的同时也会引起聚烯烃分子链的断裂，造成隔膜的老化，降低使用寿命。此外还有大量关于锂电池用聚烯烃隔膜的研究，如表面涂布改性提高聚烯烃隔膜亲液性、涂覆改性提高聚烯烃隔膜安全性，但这些方法工艺复杂，环保性差，难以兼顾透气性、亲液性及安全性，且成本较高，推广应用困难。
发明内容
本发明的主要目的在于提供电动汽车用锂电池隔膜及其制备方法，制备的锂电池隔膜透气性好、亲液性及耐热性优异，成本低适于工业化大规模生产。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：
本发明提供一种电动汽车锂电池隔膜，具有A/B/A结构其中A层由以下成分制备：
聚丙烯 94-98重量份
钛酸钾晶须 1-4重量份
偶联剂 0.5-1重量份
扩链剂 0.5-1重量份
B层由以下成分制备：
聚乙烯 94-97重量份
偶氮二异丁腈 2-4重量份
过氧化二异丙苯 1-2重量份
优选的，所述聚丙烯为全同聚丙烯，熔融指数为2.5-3.5g/10min ，测试温度230℃,负荷3.8Kg。
优选的，所述钛酸钾晶须为六钛酸钾晶须，直径为2.5-3.5微米。
优选的，所述偶联剂为钛酸酯偶联剂中的一种。
优选的，所述扩链剂为过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯中的一种。
优选的，所述聚乙烯为LDPE，熔融指数为1.0-3.5g/min，测试温度230℃,负荷3.8Kg。
优选的，所述锂电池隔膜各层厚度比例为30%/40%/30%。
相应的，本发明还提供一种电动汽车锂电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：（1）向1-4重量份钛酸钾晶须中加入0.5-1重量份偶联剂，搅拌，得到活化钛酸钾晶须；将所述的活化钛酸钾晶须、94-98重量份聚丙烯和0.5-1重量份扩链剂混合均匀，得到A层混合物。
（2）将所述的94-97重量份聚乙烯、2-4重量份偶氮二异丁腈、1-2重量份过氧化二异丙苯混合均匀，得到B层混合物。
（3）将A层混合物、B层混合物分别加入对应挤出机，通过三层共挤、双向拉伸制得电动汽车锂电池隔膜。
所述的挤出机温度为A层：一区120-145℃，二区150-155℃，三区160-170℃，四区180-190℃，五区190-200℃，过滤器190-200℃；
B层：一区160-175℃，二区175-185℃，三区185-195℃，四区210-220℃，五区220-250℃，过滤器250-260℃；
模头温度为250-260℃；
铸片温度为110-135℃；
纵拉各段温度依次为125、140、150、160℃，拉伸比3-4；
横拉各段温度依次为140、150、165、175℃，拉伸比3-4。
有益效果：
本发明提供一种电动汽车锂电池隔膜及其制备方法，与现有技术相比，本发明以六钛酸钾晶须作为成核剂，诱发聚丙烯结晶，由于六钛酸钾晶须成各向同性，聚丙烯晶体较规整，提高隔膜的耐热性；在双向拉伸后微孔呈圆形，孔径均匀，降低充放电过程中的电阻。聚丙烯中采用扩链剂进行扩链反应，在聚丙烯分子链上接上极性基团，提高了聚丙烯的亲液性。在中间B层，采用聚乙烯微发泡工艺，使聚乙烯成多孔结构，经双向拉伸提高了聚乙烯的强度及孔隙率。因此，本发明制备的电动汽车锂电池隔膜，透气性好，亲液性佳，具有优异的耐热性，适于大规模生产。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
本发明提供一种电动汽车锂电池隔膜，具有A/B/A结构，由以下成分制备：
A层：
聚丙烯 94-98重量份
钛酸钾晶须 1-4重量份
偶联剂 0.5-1重量份
扩链剂 0.5-1重量份
B层：
聚乙烯 94-97重量份
偶氮二异丁腈 2-4重量份
过氧化二异丙苯 1-2重量份
所述聚丙烯为全同聚丙烯，在进行成型过程中，聚丙烯在六钛酸钾晶须作用下形成β相全同聚丙烯，结构规整，提高了材料耐热性。所述聚丙烯优选的熔融指数为2.5-3.5g/10min ，测试温度230℃,负荷3.8Kg。
所述钛酸钾晶须具有高强度、高模量、高韧性、耐磨耗、耐高温、耐酸碱、抗腐蚀、红外线反射性良好、易于表面处理、易与聚合物复合、无毒等诸多优良的理化性能。本发明采用的钛酸钾晶须优选的为六钛酸钾晶须，直径为2.5-3.5微米，更优选为3微米，主要起到β晶成核剂的作用，可以提高隔膜的耐热性。
所述偶联剂优选为钛酸酯偶联剂，利用钛酸酯偶联剂处理的钛酸钾晶须与聚丙烯有很好的相容性。本发明的偶联剂更优选为异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、单烷氧基不饱和脂肪酸钛酸酯中的一种。
所述扩链剂优选为过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯中的一种，在交联反应过程中具有半衰期小优点。本发明采用的过氧化二异丙苯更优选为过氧化苯甲酰。
所述聚乙烯为LDPE，在锂电池隔膜中起到闭孔作用，当电池内部温度过高，能够快速闭合锂电池隔膜的微孔，防止短路产生危险。本发明优选的聚一下熔融指数为1.0-3.5g/min，测试温度230℃,负荷3.8Kg。
所述的偶氮二异丁腈在挤出成型过程中是聚乙烯形成微发泡结构，后续拉伸时闭合的气泡发生破裂形成蜂窝状结构，提高了隔膜的孔隙率。本发明优选的是偶氮二异丁腈。
所述的过氧化二异丙苯在聚乙烯微发泡过程中增强了熔体的强度，并可以避免在后续拉伸过程中锂电池隔膜中间聚乙烯发泡层的撕裂。本发明优选的是过氧化二异丙苯。
所述锂电池隔膜A层主要用以保证隔膜的耐热性，B层用以保证隔膜的闭孔性，各层厚度要严格控制，本发明优选的各层厚度比例为30%/40%/30%。
相应的，本发明还提供一种电动汽车锂电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：（1）向1-4重量份钛酸钾晶须中加入0.5-1重量份偶联剂，搅拌，得到活化钛酸钾晶须；将所述的活化钛酸钾晶须、94-98重量份聚丙烯和0.5-1重量份扩链剂混合均匀，得到A层混合物。
（2）将所述的94-97重量份聚乙烯、2-4重量份偶氮二异丁腈、1-2重量份过氧化二异丙苯混合均匀，得到B层混合物。
（3）将A层混合物、B层混合物分别加入对应挤出机，通过三层共挤、双向拉伸制得电动汽车锂电池隔膜。
所述的挤出机温度为A层：一区120-145℃，二区150-155℃，三区160-170℃，四区180-190℃，五区190-200℃，过滤器190-200℃；
B层：一区160-175℃，二区175-185℃，三区185-195℃，四区210-220℃，五区220-250℃，过滤器250-260℃；
模头温度为250-260℃；
铸片温度为110-135℃；
纵拉各段温度依次为125、140、150、160℃，拉伸比3-4；
横拉各段温度依次为140、150、165、175℃，拉伸比3-4。
在拉伸步骤中，纵向和横向的拉伸比要一致，使拉伸后微孔呈圆形，孔径均匀，并可以提高聚丙烯的结晶度。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
本发明下述实施例中所使用的聚丙烯由中国石化集团公司提供。
本发明下述实施例中所使用的钛酸钾晶须来自上海峰竺贸易有限公司。
本发明下述实施例中所使用的偶联剂、过氧化二异丙苯、偶氮二异丁腈来自美国联碳公司。
本发明下述实施例中所使用的扩链剂，来自上海森迪化工。
本发明下述实施例中所使用的聚乙烯须来自于德国巴斯夫。
为了便于比较，所有实施例制的的锂电池隔膜厚度为20微米。
实施例1
按照下文所述质量份数比称取各种原料
A层：
聚丙烯 98重量份
钛酸钾晶须 1重量份
偶联剂异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯 0.5重量份
扩链剂过氧化苯甲酰 0.5重量份
B层：
聚乙烯 97重量份
偶氮二异丁腈 2重量份
过氧化二异丙苯 1重量份
所述的一种电动汽车锂电池隔膜制备方法如下：
（1）向1重量份钛酸钾晶须中加入0.5重量份偶联剂，搅拌，得到活化钛酸钾晶须；将所述的活化钛酸钾晶须、98重量份聚丙烯和0.5重量份扩链剂混合均匀，得到A层混合物。
（2）将所述的97重量份聚乙烯、2重量份偶氮二异丁腈、1重量份过氧化二异丙苯混合均匀，得到B层混合物。
（3）将A层混合物、B层混合物分别加入对应挤出机，通过三层共挤、双向拉伸制得电动汽车锂电池隔膜。
所述的挤出机温度为A层：一区120℃，二区150℃，三区160℃，四区180℃，五区190℃，过滤器190℃；
B层：一区160℃，二区175℃，三区185℃，四区210℃，五区220℃，过滤器250℃；
模头温度为250℃；
铸片温度为110℃；
纵拉各段温度依次为125、140、150、160℃，拉伸比3.3；
横拉各段温度依次为140、150、165、175℃，拉伸比3.3。
实施例2
按照下文所述质量份数比称取各种原料
A层：
聚丙烯 94重量份
钛酸钾晶须 4重量份
偶联剂异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯 1重量份
扩链剂过氧化苯甲酰 1重量份
B层：
聚乙烯 94重量份
偶氮二异丁腈 4重量份
过氧化二异丙苯 2重量份
所述的一种电动汽车锂电池隔膜制备方法如下：
（1）向4重量份钛酸钾晶须中加入1重量份偶联剂，搅拌，得到活化钛酸钾晶须；将所述的活化钛酸钾晶须、94重量份聚丙烯和1重量份扩链剂混合均匀，得到A层混合物。
（2）将所述的94重量份聚乙烯、4重量份偶氮二异丁腈、2重量份过氧化二异丙苯混合均匀，得到B层混合物。
（3）将A层混合物、B层混合物分别加入对应挤出机，通过三层共挤、双向拉伸制得电动汽车锂电池隔膜。
所述的挤出机温度为A层：一区145℃，二区155℃，三区170℃，四区190℃，五区200℃，过滤器200℃；
B层：一区175℃，二区185℃，三区195℃，四区220℃，五区250℃，过滤器260℃；
模头温度为260℃；
铸片温度为135℃；
纵拉各段温度依次为125、140、150、160℃，拉伸比4；
横拉各段温度依次为140、150、165、175℃，拉伸比4。
实施例3
按照下文所述质量份数比称取各种原料
A层：
聚丙烯 96重量份
钛酸钾晶须 2.5重量份
偶联剂异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯 0.75重量份
扩链剂过氧化苯甲酰 0.75重量份
B层：
聚乙烯 95重量份
偶氮二异丁腈 3.5重量份
过氧化二异丙苯 1.5重量份
所述的一种电动汽车锂电池隔膜制备方法如下：
（1）向2.5重量份钛酸钾晶须中加入0.75重量份偶联剂，搅拌，得到活化钛酸钾晶须；将所述的活化钛酸钾晶须、96重量份聚丙烯和0.75重量份扩链剂混合均匀，得到A层混合物。
（2）将所述的95重量份聚乙烯、3.5重量份偶氮二异丁腈、1.5重量份过氧化二异丙苯混合均匀，得到B层混合物。
（3）将A层混合物、B层混合物分别加入对应挤出机，通过三层共挤、双向拉伸制得电动汽车锂电池隔膜。
所述的挤出机温度为A层：一区130℃，二区152℃，三区165℃，四区185℃，五区195℃，过滤器195℃；
B层：一区170℃，二区180℃，三区190℃，四区215℃，五区240℃，过滤器255℃；
模头温度为255℃；
铸片温度为125℃；
纵拉各段温度依次为125、140、150、160℃，拉伸比3；
横拉各段温度依次为140、150、165、175℃，拉伸比3。
实施例4
按照下文所述质量份数比称取各种原料
A层：
聚丙烯 99重量份
钛酸钾晶须 0 重量份
偶联剂异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯 0重量份
扩链剂过氧化苯甲酰 1重量份
B层：
聚乙烯 97重量份
偶氮二异丁腈 2重量份
过氧化二异丙苯 1重量份
所述的一种电动汽车锂电池隔膜制备方法如下：
（1）99重量份聚丙烯和1重量份扩链剂混合均匀，得到A层混合物。
（2）将所述的97重量份聚乙烯、2重量份偶氮二异丁腈、1重量份过氧化二异丙苯混合均匀，得到B层混合物。
（3）将A层混合物、B层混合物分别加入对应挤出机，通过三层共挤、双向拉伸制得电动汽车锂电池隔膜。
所述的挤出机温度为A层：一区120℃，二区150℃，三区160℃，四区180℃，五区190℃，过滤器190℃；
B层：一区160℃，二区175℃，三区185℃，四区210℃，五区220℃，过滤器250℃；
模头温度为250℃；
铸片温度为110℃；
纵拉各段温度依次为125、140、150、160℃，拉伸比3.3；
横拉各段温度依次为140、150、165、175℃，拉伸比3.3。
实施例5
按照下文所述质量份数比称取各种原料
A层：
聚丙烯 97.5重量份
钛酸钾晶须 2 重量份
偶联剂异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯 0重量份
扩链剂过氧化苯甲酰 0.5重量份
B层：
聚乙烯 97重量份
偶氮二异丁腈 2重量份
过氧化二异丙苯 1重量份
所述的一种电动汽车锂电池隔膜制备方法如下：
（1）将97.5重量份聚丙烯、2重量份钛酸钾晶须和0.5重量份扩链剂混合均匀，得到A层混合物。
（2）将所述的97重量份聚乙烯、2重量份偶氮二异丁腈、1重量份过氧化二异丙苯混合均匀，得到B层混合物。
（3）将A层混合物、B层混合物分别加入对应挤出机，通过三层共挤、双向拉伸制得电动汽车锂电池隔膜。
所述的挤出机温度为A层：一区120℃，二区150℃，三区160℃，四区180℃，五区190℃，过滤器190℃；
B层：一区160℃，二区175℃，三区185℃，四区210℃，五区220℃，过滤器250℃；
模头温度为250℃；
铸片温度为110℃；
纵拉各段温度依次为125、140、150、160℃，拉伸比3.3；
横拉各段温度依次为140、150、165、175℃，拉伸比3.3。
实施例6
按照下文所述质量份数比称取各种原料
A层：
聚丙烯 97.5重量份
钛酸钾晶须 2 重量份
偶联剂异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯 0.5重量份
扩链剂过氧化苯甲酰 0重量份
B层：
聚乙烯 97重量份
偶氮二异丁腈 2重量份
过氧化二异丙苯 1重量份
所述的一种电动汽车锂电池隔膜制备方法如下：
（1）向2重量份钛酸钾晶须中加入0.5重量份偶联剂，搅拌，得到活化钛酸钾晶须；将所述的活化钛酸钾晶须和97.5重量份聚丙烯混合均匀，得到A层混合物。
（2）将所述的97重量份聚乙烯、2重量份偶氮二异丁腈、1重量份过氧化二异丙苯混合均匀，得到B层混合物。
（3）将A层混合物、B层混合物分别加入对应挤出机，通过三层共挤、双向拉伸制得电动汽车锂电池隔膜。
所述的挤出机温度为A层：一区120℃，二区150℃，三区160℃，四区180℃，五区190℃，过滤器190℃；
B层：一区160℃，二区175℃，三区185℃，四区210℃，五区220℃，过滤器250℃；
模头温度为250℃；
铸片温度为110℃；
纵拉各段温度依次为125、140、150、160℃，拉伸比3.3；
横拉各段温度依次为140、150、165、175℃，拉伸比3.3。
实施例7
聚丙烯 98重量份
钛酸钾晶须 1重量份
偶联剂异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯 0.5重量份
扩链剂过氧化苯甲酰 0.5重量份
B层：
聚乙烯 99重量份
偶氮二异丁腈 0重量份
过氧化二异丙苯 1重量份
所述的一种电动汽车锂电池隔膜制备方法如下：
（1）向1重量份钛酸钾晶须中加入0.5重量份偶联剂，搅拌，得到活化钛酸钾晶须；将所述的活化钛酸钾晶须、98重量份聚丙烯和0.5重量份扩链剂混合均匀，得到A层混合物。
（2）将所述的99重量份聚乙烯、1重量份过氧化二异丙苯混合均匀，得到B层混合物。
（3）将A层混合物、B层混合物分别加入对应挤出机，通过三层共挤、双向拉伸制得电动汽车锂电池隔膜。
所述的挤出机温度为A层：一区120℃，二区150℃，三区160℃，四区180℃，五区190℃，过滤器190℃；
B层：一区160℃，二区175℃，三区185℃，四区210℃，五区220℃，过滤器250℃；
模头温度为250℃；
铸片温度为110℃；
纵拉各段温度依次为125、140、150、160℃，拉伸比3.3；
横拉各段温度依次为140、150、165、175℃，拉伸比3.3。
分别对本发明实施例1-3的锂电池隔膜进行检测，并与厚度为20um的Celgard®商用三层PP/PE/PP 锂电池隔膜做对比，结果如表1所示。
表1 本发明实施例1-3制备的电动汽车锂电池隔膜性能测试结果
实施例4-7测试结果如表2
从实施例1-3对应的测试结果可以看出，本发明制备的电动汽车锂电池隔膜各项指标均好于目前商用三层PP/PE/PP 锂电池隔膜，具有较好的亲液性、透气性、耐热性，用于电动汽车锂电池时具有较好的安全性。
从表2中实施例4-8测试结果可以看出，钛酸钾晶须有助于提高锂电池隔膜的高温软化完整温度、穿刺强度及透气率；偶联剂可以促进钛酸钾晶须与聚丙烯的相容性，进而提高锂电池隔膜的高温软化完整温度及穿刺强度；扩链剂的加入可以改善聚丙烯的亲液性；聚乙烯发泡后有助于提高锂电池隔膜的孔隙率、透气率及穿刺强度。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (3)
1.一种电动汽车锂电池隔膜，具有A/B/A结构，其特征在于A层由以下成分制备：聚丙烯94-98重量份；钛酸钾晶须1-4重量份；偶联剂0.5-1重量份；扩链剂0.5-1重量份；B层由以下成分制备：聚乙烯94-97重量份；偶氮二异丁腈2-4重量份；过氧化二异丙苯1-2重量份；
所述聚丙烯为全同聚丙烯，熔融指数为2.5-3.5g/10min，测试温度230℃，负荷3.8Kg；
所述钛酸钾晶须为六钛酸钾晶须，直径为2.5-3.5微米；
所述偶联剂为钛酸酯偶联剂中的一种；
所述扩链剂为过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯中的一种；
所述聚乙烯为LDPE，熔融指数为1.0-3.5g/min，测试温度230℃，负荷3.8Kg；
所述A/B/A结构，各层厚度比例为30％/40％/30％。
2.一种电动汽车锂电池隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)向1-4重量份钛酸钾晶须中加入0.5-1重量份偶联剂，搅拌，得到活化钛酸钾晶须；将所述的活化钛酸钾晶须、94-98重量份聚丙烯和0.5-1重量份扩链剂混合均匀，得到A层混合物；(2)将94-97重量份聚乙烯、2-4重量份偶氮二异丁腈、1-2重量份过氧化二异丙苯混合均匀，得到B层混合物；(3)将A层混合物、B层混合物分别加入对应挤出机，通过A/B/A三层共挤、双向拉伸制得电动汽车锂电池隔膜；
所述的挤出机温度为A层：一区120-145℃，二区150-155℃，三区160-170℃，四区180-190℃，五区190-200℃，过滤器190-200℃；
B层：一区160-175℃，二区175-185℃，三区185-195℃，四区210-220℃，五区220-250℃，过滤器250-260℃；
模头温度为250-260℃；
铸片温度为110-135℃。
3.根据权利要求2所述的电动汽车锂电池隔膜制备方法，其特征在于：纵拉与横拉的拉伸比一致。
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Citations (5)
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| CN103328552A (zh) * | 2011-01-25 | 2013-09-25 | 东丽电池隔膜株式会社 | 微多孔膜、其制造方法及使用该微多孔膜的电池隔膜 |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101000952A (zh) * | 2006-11-02 | 2007-07-18 | 许贵斌 | 一种锂离子电池用聚烯微多孔隔膜及其制造方法 |
| CN101286554A (zh) * | 2008-05-23 | 2008-10-15 | 佛山塑料集团股份有限公司 | 一种强度较高的锂离子电池薄膜及其制造方法 |
| CN102064299A (zh) * | 2010-12-25 | 2011-05-18 | 佛山塑料集团股份有限公司 | 一种锂离子电池用聚烯烃多层多孔隔膜及其制备方法 |
| CN103328552A (zh) * | 2011-01-25 | 2013-09-25 | 东丽电池隔膜株式会社 | 微多孔膜、其制造方法及使用该微多孔膜的电池隔膜 |
| CN102280605A (zh) * | 2011-04-18 | 2011-12-14 | 成都中科来方能源科技有限公司 | 具有热胀融合关闭效应的锂离子电池隔膜及其制备方法 |
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