[发明专利]一种耐收缩电池隔膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电池隔膜，具体涉及一种耐收缩电池隔膜及其制备方法。

背景技术

电池在充放电过程中会产生大量的热量，存在因隔膜熔断或因隔膜收缩 存导致电池短路引起爆炸的危险。热收缩率是与电池隔膜安全性密切相关的 重要参数之一。电池隔膜在充放电过程中产生的热量会使隔膜受热收缩，当 热收缩率导致隔膜宽度减少时，可能会因阴极、阳极与隔膜之间的空间狭窄 而导致电池内部短路。这种情况在圆柱形或圆筒形电池情况下更容易发生。

为提高电池隔膜高温时使用的稳定性，现有技术报道通过添加聚-4-甲基 -1-戊烯可以改善电池隔膜的高温破膜温度和热收缩率，同时还可以减小聚乙 烯隔膜在溶剂萃取过程中收缩程度。目前公开的采用聚-4-甲基-1-戊烯来改善 聚乙烯隔膜性能的加料方式主要有两种，一种是将聚-4-甲基-1-戊烯与聚乙烯 熔融塑化，然后将共混熔体加工成膜的方式，如公开号为CN102267229A的 发明专利、文献《热致相分离法制备聚乙烯/聚(4-甲基-1-戊烯)共混微孔膜》 等；另一种是将聚-4-甲基-1-戊烯与聚乙烯分别用两台挤出机熔融塑化后，然 后将聚-4-甲基-1-戊烯熔体与聚乙烯熔体共混后挤出成膜的方式，如公开号为 CN102956858A的发明专利。

由于聚-4-甲基-1-戊烯的熔点较高(通常大于200℃)，而聚乙烯的熔点较 低(通常为130℃左右)，上述第一种直接将聚-4-甲基-1-戊烯与聚乙烯同时熔 融的方法，因在较高的加工温度下长时间混炼，容易造成聚乙烯分子链的降 解，从而造成最终膜性能的下降；而第二种用两台挤出机分别熔融聚-4-甲基 -1-戊烯和聚乙烯的方法则需要两台挤出设备，生产成本较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种耐收缩电池隔膜及其制备方法。本 发明所述方法成本低、效率高，制得的电池隔膜收缩率较高、拉伸强度较高。

本发明所述的耐收缩电池隔膜，该隔膜材料包括聚乙烯混合物和聚-4-甲 基-1-戊烯，以隔膜的质量百分含量为基准，所述聚乙烯混合物的含量为 75-90％，聚-4-甲基-1-戊烯的含量为10-25％；其中：

所述聚乙烯混合物按质量百分比计由40-85％的超高分子量聚乙烯、 0-40％的高密度聚乙烯和0-20％的线性低密度聚乙烯组成，所述超高分子量聚 乙烯的重均分子量为1×10⁶-4×10⁶，所述高密度聚乙烯的重均分子量为 3×10⁴-6×10⁵，所述线性低密度聚乙烯的重均分子量为1×10⁴-6×10⁴；

所述聚-4-甲基-1-戊烯的熔融指数为9-50g/10min。

上述技术方案中，优选选用重均分子量为1×10⁶-2.5×10⁶的超高分子量聚 乙烯、重均分子量为8×10⁴-6×10⁵的高密度聚乙烯以及重均分子量为1× 10⁴-4.5×10⁴的线性低密度聚乙烯。

上述技术方案中，所述聚-4-甲基-1-戊烯的熔点为215-230℃，优选聚-4- 甲基-1-戊烯的熔融指数为9-30g/10min。

本发明还提供上述耐收缩电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：

1)取聚乙烯混合物和抗氧剂混合均匀，得到混合物A，备用；

2)设置双螺杆挤出机料筒上温控1区的温度为170-230℃，温控2区至温 控4区的温度均为210-300℃，温控5区至温控8区的温度均为180-230℃； 将聚-4-甲基-1-戊烯、抗氧剂和溶剂从料筒上的加料口加入到双螺杆挤出机中 进行混炼，当上述经混炼的物料进入到温控5区时，将混合物A从温控5区 上的侧加料口加入，与之前经混炼的物料一同进行混炼，得到混合均匀的熔 体；

3)所得熔体经铸片、拉伸、萃取、干燥、热定型工序，得到耐收缩电池 隔膜。

上述制备方法的步骤1)中，所述抗氧剂的加入量通常为聚乙烯混合物和 聚-4-甲基-1-戊烯总质量的0.05-0.5％，优选为0.1-0.5％。

上述制备方法的步骤2)中，所述抗氧剂的加入量为聚乙烯混合物和聚-4- 甲基-1-戊烯总质量的0.05-0.5％，优选为0.1-0.5％。