[发明专利]一种高强度、高热稳定性的聚4-甲基-1-戊烯微孔膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高强度、高热稳定性的聚（4‑甲基‑1‑戊烯）微孔膜及其制备方法。该隔膜由聚（4‑甲基‑1‑戊烯）、抗氧剂和稀释剂组成。其中，聚（4‑甲基‑1‑戊烯）树脂：25～50份；抗氧剂：0.05～1份；稀释剂：50～75份；通过混炼熔融、挤出成型、双向拉伸、萃取干燥、热处理定型等工序制得聚（4‑甲基‑1‑戊烯）微孔膜，本发明的优点在于，相比于聚烯烃隔膜，具有高耐热性、高机械强度及高吸液保液率等优点。用本发明所制备的聚（4‑甲基‑1‑戊烯）微孔膜在105℃/1h时MD方向上热收缩率不大于3.0，TD方向上的热收缩率不大于2.0，MD拉伸强度大于200MPa，TD拉伸强度大于170MPa，透气率范围150±50 sec/100mL。

技术领域

本发明涉及锂离子隔膜材料，具体为一种高强度、高热稳定性的聚(4-甲基-1-戊烯)微孔膜及其制备方法,本发明属于锂离子二次电池制造技术领域。

背景技术

目前，以热致相分离法制备的锂离子电池的隔膜以PE(聚乙烯)为主，其具有良好的化学稳定性和优异的物理性能，但是，商品化的PE隔膜熔点在150℃以下，高温下，热收缩性能差，在锂离子电池使用的过程中，由于一些原因，造成隔膜被刺穿而穿孔，或者因内部或外部的作用下电池温度升高，隔膜发生热收缩或者融化，锂电池正负极直接接触，从而造成锂电池短路甚至爆炸，致使锂电池的安全使用受到局限。

从锂离子电池使用的安全性考虑，隔膜企业纷纷开始研发高强度、高热稳定性的锂电池隔膜，从而保证锂电池能在较高温度下的安全使用。

聚(4-甲基-1-戊烯)(以下简称TPX)，TPX是其商品名，TPX具有耐高温、维卡软化点195℃左右、熔点高达240℃、较高的机械强度、高温下耐蠕变性等优良特性，耐环境和耐化学性能好，受到了锂电池行业的注意。

发明内容

本发明旨在克服上述缺点，提供一种高强度、高热稳定性的TPX微孔膜及其制备方法。

本发明的目的是通过以下技术措施实现的：

一种高强度、高热稳定性的TPX微孔膜，由聚(4-甲基-1-戊烯)树脂以及稀释剂和抗氧剂组成，其重量份数为：

聚(4-甲基-1-戊烯)树脂：25～50份；

抗氧剂：0.05～1份；

稀释剂：50～75份。

所述TPX分子量为1×10⁴～1×10⁷；

所述TPX结晶度为30-60％；

所述抗氧剂为受阻酚、抗氧剂168、抗氧剂1010、抗氧剂CA、胺类抗氧剂或有机硫化物的一种或两种以上的混合物；

所述稀释剂为十氢萘、矿物油、石蜡油中的至少一种；

一种高强度、高热稳定性TPX微孔膜的制备方法，包括如下步骤：

(1)将TPX粒料、抗氧剂及稀释剂按一定的重量比加入到挤出机，挤出机工作温度为200～350℃；挤出机螺杆转速为50～300rpm/min；输出压力为10～60MPa，；塑化混炼得到混合物I；

(2)步骤(1)所述混合物I经过计量泵和过滤器过滤后输送到模头并挤出，模头温度240～400℃；然后通过冷却辊将熔体冷却制得前驱体膜，冷却辊工作温度为20～90℃；

(3)将前驱体膜进行双向拉伸，双向拉伸倍率为3～15×5～20；

(4)在室温下利用清洗剂对前驱体膜萃取除去稀释剂并干燥，所述清洗剂为醇或卤代烷烃；

(5)将步骤(4)中干燥后的膜经过热处理定型，定型温度为80～140℃，定型时间1～5分钟。