定型及收卷:將萃取抽孔完成后的鋰離子電池隔膜通過干燥牽引導向至TD02橫拉機8進行熱定型工序，熱定型工序中溫度設定比原材料的熔點溫度低10°C_20°C，隔膜拉伸倍率為1.1倍-1.15倍;將熱定型送入到收卷機9中進行收卷成膜，即得到一種高比能電池隔膜。
[0017]本發(fā)明中，所述超高分子石蠟油為高粘度超高分子石蠟油。
[0018]本發(fā)明中，所述計量下料器的精度控制在±0.lkg/H的范圍內。
[0019]本發(fā)明中，所述超高分子量聚乙烯為UHMWPE。
[0020]實施例1:
按照原材料的配比設定擠出設備的精密下料斗和石蠟油高壓送入栗的參數，準備好1份HDPE、50#、60#石錯油各1份、Ant1xidants 1份;將原材料利用擠出機組1進行入料、混煉、熔融，利用齒輪栗2的計量、過濾器3的過濾設備，擠出機組1采用傳統(tǒng)雙螺桿混煉剪切方式，然后經過模頭擠出，流延系統(tǒng)進行鑄片；鑄片進入MD0設備進行縱向拉伸，分別為預熱、拉伸、冷卻三個區(qū)域;MD0拉伸完成的片材導入TD01，進行橫向拉伸，才橫拉過程中完成橫向拉伸造孔、初定型、冷卻，制備出含油的鋰離子電池隔膜;將含有石蠟油的鋰離子電池隔膜輸送至萃取抽孔，萃取溶劑采用二氯甲烷(MC)，萃取完成后進行干燥;干燥完成的鋰離子電池隔膜產品進入TD02進行熱定型，最后合格鋰離子電池隔膜制備完成，進行收卷下線；以上濕法鋰離子電池隔膜的制備采用國內普遍的工藝進行生產，原材料配方、設備結構、各工藝段的控制均為市場上能采購的成套鋰離子電池隔膜生產線，最終制備的產品經過高倍率電鏡掃描后的電鏡圖參見圖2。
[0021]實施例2
按照原材料的配比設定擠出設備的精密下料斗和石蠟油高壓送入栗的參數，準備好1份UHMWPE、超高分子量石錯油各1份、Ant1xidants 1份;將上述的原材料利用擠出機組1進行入料、混煉、熔融，利用齒輪栗2的計量、過濾器3的過濾設備，擠出機組1采用同步剪切和反剪切的混煉剪切方式，然后經過雙流道交叉模頭擠出，流延系統(tǒng)進行鑄片；(計量栗體、過濾器本體、輸送軟管的部分全部增加溫度傳感器、溫度探頭、壓力探頭，擠出機組溫度設定范圍如下，第一段:液、固混合段160°C 土 5°C、第二段:熔融混煉段220°C 土 5°C螺桿組態(tài)增加45°剪切、推進、反旋，熔融段設計為自動排氣結構的螺桿組態(tài)。第三段:壓力穩(wěn)定、送出段溫度230°C 土 5°C，擠出機頭壓力:0.2Mpa);鑄片進入MDO設備進行縱向拉伸，分別為預熱、拉伸、冷卻三個區(qū)域，預熱溫度、拉伸溫度設備在UHMWPE材料的結晶溫度的+5°C，冷卻區(qū)域溫度:UHMWPE材料的結晶溫度的-70°C+5°C，制備出厚度0.3mm的縱向片材;MD0拉伸合格片材進入TD01拉伸設備，片材在TD01爐內進行拉伸造孔、油膜熱定型;TD01拉伸成型的含油隔膜進入萃取抽出設備，此工段需要控制萃取設備的環(huán)境溫度、濕度、負壓工藝控制范圍:溫度12°C±2°C，濕度:2 85%，制備過程中完成抽出隔膜成孔，成孔后進行干燥;干燥的鋰離子電池隔膜輸送至TD02熱定型裝置，熱定型設備分三個區(qū)域進行，第一區(qū)/第二區(qū)加熱至隔膜原材料熔點溫度_5°C，第三區(qū)加熱至隔膜原材料熔點溫度_10°C，最終制備出合格的鋰離子電池隔膜產品進行收卷下機；以上濕法鋰離子電池隔膜的制備采用自主研發(fā)的生產工藝和材料配比進行生產，原材料配方、設備結構、各工藝段的控制均為自主設計、控制，最終制備的產品經過高倍率電鏡掃描后的電鏡圖參見圖3，物理性能檢測參數如下:
一種高比能電池隔膜的厚度采用ASTM D5947-96測定，測定值為20±0.5μπι; 一種高比能電池隔膜的孔隙率采用ASTM D2873測定，測定值為44%;
一種高比能電池隔膜的透氣性采用ASTM D726測定，測定值為185sec/100cc;
一種高比能電池隔膜的拉伸強度TD采用ASTM D882測定，測定值為1790kgf/cm3;
一種高比能電池隔膜的拉伸強度MD采用ASTM D882測定，測定值為1950kgf/cm3;
一種高比能電池隔膜的穿側強度采用ASTM D3763測定，測定值為789gf;
一種高比能電池隔膜的孔徑采用貝士德孔徑分析儀測定，測定值為2 98.5%/43nm。
[0022]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征及本發(fā)明的優(yōu)點，本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內，本發(fā)明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【主權項】
1.一種制備高比能電池隔膜的生產設備，包括擠出機、齒輪栗、過濾器、流延機組、MDO縱拉機、TD01橫拉機、萃取及干燥裝置、TD02橫拉機、收卷機、雙流道交叉模頭，其特征在于，所述擠出機后端設置有齒輪栗，所述齒輪栗后端設置有過濾器，所述過濾器后端設置有雙流道交叉模頭，所述雙流道交叉模頭后端設置有流延機組，所述流延機組后端設置有MD0縱拉機后端設置有TD01橫拉機，所述TD01橫拉機后端設置有萃取及干燥裝置，所述萃取及干燥裝置后端設置有TD02橫拉機，所述TD02橫拉機后端設置有收卷機。2.—種制備高比能電池隔膜的生產工藝，其特征在于，包括以下步驟: 第一步:混煉熔融:利用計量下料器對原料進行配比，原料按照重量份的百分比:超高分子聚乙烯:超高分子石蠟油:抗氧化劑=1: 1: 1，將稱量后的原料直接進入高強度混煉擠出機內進行混煉、熔融;其中高強度混煉擠出機內各混煉區(qū)域溫度設定在:190°C_245°C，確保流體溫度不超過各原料的碳化溫度、閃點溫度，讓納米級直徑的石蠟油與超高分子聚乙烯完全相溶； 第二步:擠出片材:將混煉熔融后的物料經過齒輪栗計量和過濾器過濾后，利用金屬軟管連接輸送至雙流道交叉模頭，所述金屬軟管上連接有溫度檢測傳感器，所述溫度檢測傳感器與控制系統(tǒng)連接，所述控制系統(tǒng)接收溫度檢測傳感器的信號，并控制雙流道交叉模頭內的加熱器溫度高于混煉熔融后的物料溫度2°C，所述雙流道交叉模頭的溫度分為左、中、右三個區(qū)域來分別控制，所述雙流道交叉模頭中間溫度區(qū)域低于左溫度區(qū)域和右溫度區(qū)域2°C； 第三步:片材冷卻:將雙流道交叉模頭擠出片材后垂直落至流延機組，所述流延機組內的冷卻輥的冷卻方式采用純水冷凍進行冷卻，冷卻溫度設定在20°C_40°C范圍內，冷卻后離開流延輥的片材溫度應該確定在:50°C 土 10°C; 第四步:縱向拉伸:將冷卻后的片材輸送至MD0縱拉機進行縱向拉伸，所述MD0縱拉機內預熱溫度控制在結晶點溫度下10°C_20°C，拉伸溫度控制在結晶溫度下10°C_30°C，冷卻溫度設定為:20°C_50°C，縱向拉伸倍數控制工藝參數:6-7倍;片材厚度控制在0.3mm±0.1mm； 第五步:橫向拉伸:將經過縱向拉伸后的片材進入TD01橫拉機中，所述TD01橫拉機的預熱區(qū)、拉伸區(qū)在MD0縱拉機輥輪設定范圍的基礎上上升2°C_10°C，薄膜定型區(qū)溫度控制在<100°C;所述TD01橫拉機內拉伸區(qū)域的風口采用片口的形式出風，冷卻區(qū)域采用平口的形式出風，TD01橫拉機內的拉伸比例控制在MD0縱拉機內縱拉倍數的0.8倍； 第六步:萃取抽孔:將橫向拉伸后的片材薄膜牽引進入萃取及干燥裝置中，微孔抽出的環(huán)境溫度控制在:10°C 土 2°C，負壓狀態(tài):-15Kpa~-30Kpa，萃取溶劑二氯甲烷采用內置循環(huán)結構，薄膜從萃取每格萃取溶劑出來后采用反向刮液結構進行石蠟油的抽出，隔膜萃取完成后進行水洗工序，軟水溫度控制在:25°C ± 1°C，水洗完成后隔膜微孔成型，然后進行干燥處理； 第七步:熱定型及收卷:將萃取抽孔完成后的鋰離子電池隔膜通過干燥牽引導向至TD02橫拉機進行熱定型工序，熱定型工序中溫度設定比原材料的熔點溫度低10°C_20°C，隔膜拉伸倍率為1.1倍-1.15倍;將熱定型送入到收卷機中進行收卷成膜，即得到一種高比能電池隔膜。3.根據權利要求2所述的一種制備高比能電池隔膜的生產工藝，其特征在于，所述超高分子石蠟油為高粘度超高分子石蠟油。4.根據權利要求2所述的一種制備高比能電池隔膜的生產工藝，其特征在于，所述計量下料器的精度控制在±0.lkg/H的范圍內。5.根據權利要求2所述的一種制備高比能電池隔膜的生產工藝，其特征在于，所述超高分子量聚乙烯為UHMWPE。6.根據權利要求2所述的一種制備高比能電池隔膜的生產工藝，其特征在于，所述萃取及干燥裝置連接有恒壓風機裝置和恒濕控制裝置。
【專利摘要】一種制備高比能電池隔膜的生產工藝，將UHMWPE、超高分子石蠟油、Antioxidants、自主設計改造的異向雙螺桿高強度混煉擠出機進行混煉均勻，再通過各個環(huán)節(jié)的工藝控制，利用相分離的化學反應進行各環(huán)節(jié)的數據把握，最終制備出物理性能、化學性能一致性的高端鋰離子電池濕法隔膜。本發(fā)明的設備技術、生產工藝控制技術，能制備出穩(wěn)定的、批量的合格產品，具有廣闊的應用前景，將為高端鋰離子濕法隔膜的國產化帶來巨大的變革、為中國發(fā)展新能源動力汽車產業(yè)化做出貢獻。
【IPC分類】H01M10/0525, H01M2/14
【公開號】CN105489816
【申請?zhí)枴緾N201610050000
【發(fā)明人】舒均國, 高保清
【申請人】湖南中鋰新材料有限公司
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2016年1月26日