[发明专利]一种耐高温微孔膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐高温微孔膜的制备方法，尤其是一种适用作锂电池隔膜的耐高温微孔膜的制备方法。

背景技术

用作锂电池的微孔膜的熔融破裂温度是锂离子电池限制温度升高及防治短路性能的重要参数。熔融破裂温度是指将微孔膜加热，当温度超过其熔点使微孔膜发生破裂时的温度。微孔膜的熔融破裂温度越高，微孔膜的耐温性越好，电池的安全性越好。

目前提高隔膜耐温性的技术主要有以下两种改进方案，一种是添加无机混合物，另一种是在隔膜基材上涂布陶瓷。第一种改进方案中，添加二氧化钛、三氧化二铝等无机材料，虽然这些材料的耐温性良好，但是无机材料和聚乙烯的混合性很差，且这些无机材料粒径小，无法和聚乙烯形成很好的混合效果，影响到产品物理性能，如拉伸和穿刺，且无法获得一致性良好的产品。第二种改进方案中，在隔膜基材上涂布陶瓷，一方面陶瓷涂布会大大增加隔膜的成本，另一方面陶瓷粉末易堵住隔膜的微孔，从而造成隔膜透气值上升，影响到电池的诸多性能。以上方案都存在混合性差的问题，而且混合性差会造成隔膜易产生针孔，而隔膜针孔直接会造成电池的内短路，是电池安全的最大隐患。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种耐高温微孔膜的制备方法，其耐温性好，熔融破裂温度较高，更符合锂电池使用的要求。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种耐高温微孔膜的制备方法，该制备方法依次包括以下步骤：

    A、将由重量百分比为20～55%的树脂混合物和45～80%的成膜溶剂组成的原料混合；

B、将步骤A混合的原料熔融挤出、冷却形成片材；

C、将步骤B的片材纵向和横向拉伸制成薄膜；

D、将步骤C制得的薄膜通过萃取溶剂，萃取出成膜溶剂形成微孔膜；

E、将步骤D形成的微孔膜热定型；

其中，以重量百分比计，所述树脂混合物由2～10%的耐高温树脂、5～15%的聚丙烯以及75～93%的聚乙烯组成，所述耐高温树脂的熔点大于170℃，分子量大于10⁶的聚乙烯占聚乙烯总重量的10～30%。

优选地，所述耐高温树脂为聚酯、聚酰胺、聚甲基戊烯、聚酰亚胺中的一种或几种的混合物；所述成膜溶剂为石蜡油、固体石蜡、大豆油、花生油、橄榄油、邻苯二甲酸酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯和甘油酯中的一种或几种的混合物。

优选地，所述聚乙烯的平均分子量为2.5×10⁵～1.5×10⁶。

优选地，所述聚丙烯的平均分子量为2×10⁴～10⁶,所述聚丙烯的熔点大于145℃。

优选地，所述步骤A中，将聚丙烯、耐高温树脂和占聚乙烯总重量50～70%的聚乙烯在高速分散中混合为a料，将剩余的聚乙烯与占成膜溶剂总重量50～70%的成膜溶剂混合为b料，将a料加入b料中混合为c料，将c料与剩余的成膜溶剂加入到挤出机中进一步混合分散。

优选地，所述步骤C中，对片材进行多次纵向拉伸后横向拉伸，多次纵向拉伸的拉伸倍率依次增大。

更优选地，纵向拉伸倍率和横向拉伸倍率均大于四倍，且总拉伸倍率为25～45倍，拉伸温度为90～125℃，最好是在100～120℃之间，拉伸温度低于90℃，则可能导致薄膜断裂或是拉伸不均匀，拉伸温度高于120℃，拉伸很易完成，但由于分子链取向不够，则微孔膜机械性能会受到影响，同时也可能造成拉伸和厚度不均。如果纵向拉伸倍率、横向拉伸倍率低于4倍，总拉伸倍率低于25倍，则薄膜的机械性能较低且纵向和横向的均匀性差。如果总拉伸倍率高于45倍，则在拉伸过程可能会发生断裂，且最终微孔膜的收缩率会提高。

优选地，所述步骤E中，热定型后的微孔膜在收卷前将所述微孔膜放置在密闭的烘箱中，向烘箱中吹热风对所述微孔膜进行纵向热处理以消除微孔膜的热应力。