(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010239468.1
(22)申请日 2020.03.30
(71)申请人 安徽捷诚包装制品有限公司
地址 237000 安徽省六安市承接产业转移
集中示范园区
(72)发明人 王跃杰 葛振宗 孙自权
(74)专利代理机构 合肥正则元起专利代理事务
所(普通合伙) 34160
代理人 杨润
(51)Int.Cl.
H01M 2/16(2006.01)
H01M 2/14(2006.01)
B29B 7/00(2006.01)
B29C 55/28(2006.01)
B29C 48/08(2019.01)
B29C 65/02(2006.01)B29C 65/78(2006.01)B29C 37/00(2006.01)B29C 55/14(2006.01)C08L 23/06(2006.01)C08L 23/08(2006.01)C08L 75/04(2006.01)C08K 13/06(2006.01)C08K 3/34(2006.01)C08J 7/02(2006.01)C08J 5/18(2006.01)C08J 7/12(2006.01)C08L 27/18(2006.01) (54)发明名称
(57)摘要
本发明公开了一种PE与PTFE复合隔膜及其
制备方法，所述复合隔膜包括PE膜和PTFE膜，所
述PE膜包括以下重量份原料组成：低密度聚乙烯
80-100份、茂金属线型低密度聚乙烯25-30份、热
塑性聚氨酯弹性体20-26份、钙锌稳定剂1.2-1.8
份、抗氧剂0.8-1.4份、改性碳化硅8-12份、硅酸
聚合粉2-4份、滑石粉2-4份、改性云母粉1-3份，
本发明通过将PE膜和PTFE膜进行复合形成复合
隔膜，使复合型隔膜既具有聚乙烯隔膜的化学稳
定性和热稳定性，同时具有聚四氟乙烯隔膜的耐
化学腐蚀性，提高复合膜的整体性能以适应在锂
电池产业中的应用。权利要求书3页 说明书10页 附图5页CN 111430645 A 2020.07.17
C N 111430645
A
1.一种PE与PTFE复合隔膜，所述复合隔膜包括PE膜和PTFE膜，所述复合隔膜为PE膜/ PTFE膜/PE膜或者PTFE膜/PE膜/PTFE膜的层叠式结构，其特征在于，所述PE膜包括以下重量份原料组成：低密度聚乙烯80-100份、茂金属线型低密度聚乙烯25-30份、热塑性聚氨酯弹性体20-26份、钙锌稳定剂1.2-1.8份、抗氧剂0.8-1.4份、改性碳化硅8-12份、硅酸聚合粉2-4份、滑石粉2-4份、改性云母粉1-3份；
所述PE膜的制备方法包括以下步骤：
S11：称取滑石粉和改性云母粉，投入至搅拌机中，搅拌混合获得混合物A；
S12：称取改性碳化硅和硅酸聚合粉，投入至混合物A中，继续搅拌混合获得混合物B；
S13：称取热塑性聚氨酯弹性体，投入至混合物B中，继续搅拌混合获得混合物C；
S14：称取低密度聚乙烯和茂金属线型低密度聚乙烯，投入至混合机中，搅拌混合出料，获得混合物D；
S15：将混合物C、混合物D、钙锌稳定剂、抗氧剂投入至密炼机中，密炼处理出料，获得混合物E，将混合物E送入吹膜机中吹膜获得PE膜；
所述PTFE膜的制备方法包括以下步骤：
S21：将PTFE树脂与润滑剂置于高温混料机中混合并熟化，得到熔融料H；
S22：将S21得到的熔融料H经挤出机设备挤出成型得到膜料G；
S23：将S22得到的膜料G在180-350℃温度下先经过纵向拉伸制备成基膜，然后在横向拉伸机上拉伸形成双向拉伸的PTFE膜。
2.一种根据权利要求1所述的PE与PTFE复合隔膜的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：
S31：将PE膜浸润在改性溶液中，浸润温度为40-90℃，浸润时间为15-50min，改性溶液为石油醚、汽油、煤油中的任意一种或多种混合溶液，将浸润后的PE膜取出后，真空干燥备用；
S32：将充分清洗的PTFE膜浸渍于亲水改性液进行亲水改性，浸渍改性30～90min后，将PTFE膜取出，用去离子水清洗，真空干燥备用；
S33：将上述S31中干燥备用的PE膜与S32中干燥备用PTFE膜通过辊压复合装置进行复合，将PE膜或PTFE膜方别卷收在第一给料辊(3)、第二给料辊(5)和第三给料辊(71)上，第二给料辊(5)上的膜种类与第一和第三给料辊上膜的种类不同，第一给料辊(3)上的PE膜或PTFE膜依次通过第一导向辊(6)和第二导向辊(8)的导向作用下进入辊压机构(9)中，第二给料辊(5)上的PTFE膜或PE膜通过第二导向辊(8)的导向作用进入辊压机构(9)中，第三给料辊(71)上的PE膜或PTFE膜进入辊压机构(9)中，第一电机(20)工作带动主动链轮(21)转动，主动链轮(21)通过链条(22)带动从动链轮(18)转动，从而带动转动辊(12)进行转动对复合膜进行输送，转动调节螺栓(15)带动上压辊(16)沿滑轨(13)向下移动，对三层复合膜进行辊压，经过辊压机构(9)初步辊压后的复合膜进入到复合辊压箱体(23)内，气缸(31)带动连接架(32)向下移动，通过复合压辊(33)将复合膜压紧在复合辊压台(26)上，复合压辊(33)外部和复合辊压台(26)上设置的防护垫(34)对复合膜起到保护的作用，电加热器(25)工作对复合辊压台(26)进行加热，第二电机(27)工作带动螺杆(28)转动，通过丝杆传动原理带动滑动座(30)沿着导向杆(29)往复移动，实现对复合辊压台(26)上的复合膜进行往复辊压，电加热器(25)对复合辊压台(26)的加热提高膜的复合效果，在对复合膜辊压复合过 程中，风机(38)工作向复合辊压箱体(23)内进行吹风，空气过滤器(39)对吹入复合辊压箱体(23)内的空气进行过滤，有效确保吹入复合辊压箱体(23)内空气的洁净度，从而避免空气中的灰尘杂物对膜的复合产生影响，吹入复合辊压箱体(23)内的空气在电加热网(41)的作用下进行加热，加热后的空气吹入到
复合膜上表面，对复合膜上表面进行吹风加热，在提高复合效果的同时对复合膜进行吹风干燥，辊压成型后的复合膜收卷在收料辊(37)上，第三电机(36)工作带动收料辊(37)转动对复合膜进行自动收卷；
S34：将上述S33中的PE与PTFE的复合膜取出，在密闭洁净的恒温干燥箱中干燥，干燥后裁剪成成品，获得PE与PTFE复合隔膜。
3.根据权利要求2所述的一种PE与PTFE复合隔膜的制备方法，其特征在于，所述辊压复合装置包括机架(1)、辊压机构(9)、复合辊压箱体(23)、复合辊压台(26)和滑动座(30)；所述机架(1)左侧固定连接有第一支架(2)、第二支架(4)和第三支架(7)，所述机架(1)右侧固定连接有第五支架(35)，所述第五支架(35)上转动连接有收料辊(37)，所述第一支架(2)上转动连接有第一给料辊(3)，所述第二支架(4)上转动连接有第二给料辊(5)和第一导向辊(6)，所述第二支架(4)位于所述第一支架(2)和第三支架(7)之间，所述第三支架(7)上转动连接有第三给料辊(71)和第二导向辊(8)；
所述辊压机构(9)包括第四支架(10)、连接轴承(11)、转动辊(12)、压辊座(14)和电机安装板(19)；所述第四支架(10)固定连接在所述机架(1)上，所述第四支架(10)对称设置有两组，所述第四支架(10)上部设置有滑轨(13)，所述压辊座(14)上下滑动连接在所述滑轨(13)上，所述压辊座(14)上转动连接有上压辊(16)，所述压辊座(14)上端转动连接有调节螺栓(15)，所述调节螺栓(15)与所述第四支架(10)螺纹连接，所述连接轴承(11)固定连接在所述第四支架(10)上，所述转动辊(12)两端均设置有连接轴(17)，所
述转动辊(12)位于两组所述第四支架(10)之间且位于所述上压辊(16)下方，所述连接轴(17)固定连接在所述连接轴承(11)内圈，一端所述连接轴承(11)上固定连接有从动链轮(18)，所述电机安装板(19)固定连接在所述机架(1)上，所述电机安装板(19)上固定安装有第一电机(20)，所述第一电机(20)输出端连接有主动链轮(21)，所述主动链轮(21)上啮合连接有链条(22)，所述链条(22)与所述从动链轮(18)啮合连接；
所述复合辊压箱体(23)固定安装在所述机架(1)上，所述复合辊压台(26)连接在所述机架(1)上且位于所述复合辊压箱体(23)内，所述复合辊压台(26)下方设置有电加热器(25)，所述滑动座(30)水平滑动连接在所述复合辊压箱体(23)内，所述滑动座(30)下端安装有竖直向下的气缸(31)，所述气缸(31)上设置有气缸伸缩杆，所述气缸伸缩杆上连接有连接架(32)，所述连接架(32)上转动连接有复合压辊(33)。
4.根据权利要求3所述的一种PE与PTFE复合隔膜的制备方法，其特征在于，所述复合辊压箱体(23)侧壁上固定安装有第二电机(27)，所述第二电机(27)输出端连接有螺杆(28)，所述螺杆(28)伸入到所述复合辊压箱体(23)内且转动连接在所述复合辊压箱体(23)侧壁上，所述复合辊压箱体(23)内固定连接有导向杆(29)，所述导向杆(29)与所述螺杆(28)相平行，所述滑动座(30)与所述螺杆(28)螺纹连接且滑动连接在所述导向杆(29)上。
5.根据权利要求3所述的一种PE与PTFE复合隔膜的制备方法，其特征在于，所述连接架(32)上转动连
接有至少两组复合压辊(33)，所述复合压辊(33)外周套设有防护垫(34)，所述复合辊压台(26)上端铺设有所述防护垫(34)。
6.根据权利要求3所述的一种PE与PTFE复合隔膜的制备方法，其特征在于，所述复合辊压箱体(23)上设置有风机(38)，所述风机(38)出风口设置有连接管(40)，所述连接管(40)伸入到所述复合辊压箱体(23)内，所述复合辊压箱体(23)内设置有电加热网(41)，所述电加热网(41)位于所述连接管(40)下方。
7.根据权利要求6所述的一种PE与PTFE复合隔膜的制备方法，其特征在于，所述复合辊压箱体(23)上安装有空气过滤器(39)，所述空气过滤器(39)进气口与所述风机(38)出风口相连，所述空气过滤器(39)出风口与所述连接管(40)相连。
8.根据权利要求3所述的一种PE与PTFE复合隔膜的制备方法，其特征在于，所述复合辊压箱体(23)前后端侧壁上均设置有观察视窗(24)，所述观察视窗(24)出密封设置有透明钢化玻璃。
9.根据权利要求3所述的一种PE与PTFE复合隔膜的制备方法，其特征在于，所述第五支架(35)上固定安装有第三电机(36)，所述第三电机(36)与所述收料辊(37)相连。
一种PE与PTFE复合隔膜及其制备方法技术领域
[0001]本发明涉及复合膜加工技术领域，具体涉及一种PE与PTFE复合隔膜及其制备方法。
背景技术
[0002]锂电池结构中，隔膜是关键的内层组件之一。在锂离子电池充放电循环时，电池隔膜能够阻止电池正负极接触，防止电池短路，同时多孔结构又能保证锂离子的快速通过。隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。但是现有的隔膜通常为聚烯烃或聚乙烯隔膜，因具有价格低廉、化学稳定性和热稳定性良好等特性广泛用于锂离子电池隔膜，但由于此类隔膜材料与电解液有机溶剂间亲和性不佳，因而电解液保持能力较差，对电池的使用性能造成一定影响。聚四氟乙烯膜虽然具有较高的热稳定性和良好的耐化学腐蚀性，但由于PTFE的高对称结构，其表面能过低，使得该聚合物具有很强的疏液性，阻碍了其在锂电池隔膜产业中的应用。
[0003]公开号为：CN108305980A的专利公开了一种锂离子电池复合隔膜及其制备方法，与本申请文相比，无法解决本申请提出的：现有的隔膜通常为聚烯烃或聚乙烯隔膜，因具有价格低廉、化学稳定性和热稳定性良好等特性广泛用于锂离子电池隔膜，但由于此类隔膜材料与电解液有机溶剂间亲和性不佳，因而电解液保持能力较差，对电池的使用性能造成一定影响。聚四氟乙烯膜虽然具有较高的热稳定性和良好的耐化学腐蚀性，但由于PTFE的高对称结构，其表面能过低，使得该聚合物具有很强的疏液性，阻碍了其在锂电池隔膜产业中的应用。
发明内容
[0004]本发明的目的在于提供一种PE与PTFE复合隔膜及其制备方法，通过将PE膜和PTFE 膜进行复合形成复合隔膜，使复合型隔膜既具有聚乙烯隔膜的文学稳定性和热稳定性，同时具有聚四氟乙烯隔膜的耐化学腐蚀性，提高复合膜的整体性能以适应在锂电池产业中的应用。
[0005]本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
[0006]一种PE与PTFE复合隔膜，所述复合隔膜包括PE膜和PTFE膜，所述复合隔膜为PE膜/PTFE膜/PE膜或者PTFE膜/PE膜/PTFE膜的层叠式结构，所述PE膜包括以下重量份原料组成：低密度聚乙烯80-100份、茂金属线型低密度聚乙烯25-30份、热塑性聚氨酯弹性体20-26份、钙锌稳定剂1.2-1.8份、抗氧剂0.8-1.4份、改性碳化硅8-12份、硅酸聚合粉2-4份、滑石粉2-4份、改性云母粉1-3份；
[0007]所述PE膜的制备方法包括以下步骤：
[0008]S11：称取滑石粉和改性云母粉，投入至搅拌机中，搅拌混合获得混合物A；
[0009]S12：称取改性碳化硅和硅酸聚合粉，投入至混合物A中，继续搅拌混合获得混合物
说 明 书
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