[发明专利]一种锂电池微孔隔膜及其制备方法

说明书

本发明提供了一种锂电池微孔隔膜的制备方法，包括以下步骤：A)将含有β晶型成核剂的聚丙烯经过挤出、流延得到铸片；B)将所述铸片经过双向异步拉伸后进行热定型处理，得到锂电池微孔隔膜；所述双向异步拉伸的流延方向的拉伸倍率为4～6倍，拉伸温度为80～110℃，拉伸速率为4～10mm/s；所述双向异步拉伸的横向拉伸为受限拉伸，拉伸倍率为2～3.5倍，拉伸温度为120～140℃，拉伸速率为0.5～2mm/s。本发明在对含有β晶型成核剂的聚丙烯铸片拉伸时，选用特定的拉伸参数实现铸片的双向异步拉伸。铸片纵向(即铸片流延方向)拉伸时，球晶破碎生成微纤，同时产生微缺陷，横向拉伸时将这些微缺陷扩大。

技术领域

本发明属于锂电池技术领域，具体涉及一种锂电池微孔隔膜及其制备方法。

背景技术

隔膜是锂离子电池(锂电池)材料中技术壁垒最高的一种高附加值材料，成本约占锂电池的15％-30％。隔膜的作用是分隔正、负极以防止短路，同时使电解质离子自由通过。隔膜透气性由膜的孔径大小、孔径分布、孔隙率等决定，一定程度上直接影响电池内阻，即透气性越好，电池内阻越小。因此，提高隔膜透气性可有效地减小电池内阻。

目前在制备聚烯烃锂电池隔膜的工艺中，大多采用双向拉伸工艺。其中，干法双向拉伸工艺的原理是：向聚丙烯(PP)基体中加入β晶型成核剂，流延时会生成β球晶。β球晶晶片排列疏松，不具有完整的球晶结构，拉伸时会转变为更加致密和稳定的α晶，同时产生孔洞。干法双向拉伸工艺的优点是无需溶剂，成本低廉；隔膜两个方向力学性能均衡；基体采用PP，热稳定性能优于湿法聚乙烯(PE)隔膜。该工艺有望成为未来制备锂电池隔膜的主流方法，但该工艺制得隔膜的透气性和透气均匀性较差，阻碍了其在动力电池等高端产品的应用。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种锂电池微孔隔膜及其制备方法，本发明提供锂电池微孔隔膜具有良好的透气性和力学强度。

本发明提供了一种锂电池微孔隔膜的制备方法，包括以下步骤：

A)将含有β晶型成核剂的聚丙烯经过挤出、流延得到铸片；

B)将所述铸片经过双向异步拉伸后进行热定型处理，得到锂电池微孔隔膜；

所述双向异步拉伸的流延方向的拉伸倍率为4～6倍，拉伸温度为80～110℃，拉伸速率为4～10mm/s；

所述双向异步拉伸的横向拉伸为受限拉伸，拉伸倍率为2～3.5倍，拉伸温度为120～140℃，拉伸速率为0.5～2mm/s。

优选的，所述聚丙烯为均聚聚丙烯。

优选的，所述β晶型成核剂选自稀土类β晶型成核剂或庚二酸类β晶型成核剂。

优选的，所述含有β晶型成核剂的聚丙烯中，β晶型成核剂的含量为0.5wt％～1wt％。

优选的，步骤A)中，所述挤出采用单螺杆挤出机挤出，所述单螺杆挤出机挤出时螺杆各段温度为170-180℃、190-210℃、200-230℃、220-240℃，口模温度为235-245℃。

优选的，所述流延的温度为110～135℃，所述铸片的厚度为200～400μm。

优选的，所述热定型的温度为130～155℃，热定型的时间为3～10min。

优选的，所述含有β晶型成核剂的聚丙烯按照如下方法制备；

将聚丙烯和β晶型成核剂经过挤出、水冷和切粒，得到含β晶型成核剂的聚丙烯。

本发明还提供了一种上述制备得到的锂电池微孔隔膜，所述锂电池微孔隔膜的Gurley数为90～200s/100ml。

优选的，所述锂电池微孔隔膜的微孔直径为30～400nm。