[发明专利]一种多层聚烯烃微孔隔膜及其制备方法

说明书

本发明提供了一种多层聚烯烃微孔隔膜的制备方法，包括以下步骤：A)采用3台挤出流延机分别将聚丙烯和无机复合聚乙烯熔融挤出，经过多层口模流延得到多层复合流延膜；其中，聚丙烯位于外层，无机复合聚乙烯位于中间层；B)将多层复合流延膜在125℃热处理0.5h，得到多层热处理膜；C)在‑20℃，对多层热处理膜进行冷拉伸，拉伸比为50％，得到具有初始孔核的热处理膜；D)将具有初始孔核的热处理膜在125℃进行热拉伸，拉伸比为90％；E)将步骤D)得到的微孔膜在125℃定型20min，得到多层聚烯烃微孔隔膜。制备的微孔隔膜孔径均匀，耐热性和稳定性均良好。

技术领域

本发明涉及隔离膜生产技术领域，尤其涉及一种多层聚烯烃微孔隔膜及其制备方法。

背景技术

隔离膜是锂离子电池的核心部件，大约占整个锂电池成本的18％-30％。其性能的好坏对锂电池的整体性能起着至关重要的作用，也是制约锂电池发展的关键技术之一。随着电子产品的发展和应用领域的扩大，人们对锂电池性能的要求也越来越高。为了满足锂电池的发展要求，隔离膜应具有较高的力学强度、优异的热稳定性、较好的微孔分布及较低的制造成本等。

目前，锂离子电池隔离膜主要是聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等结晶型聚烯烃材料，但是这两种聚烯烃隔膜都存在缺点和不足，聚乙烯隔离膜有较低的闭孔温度而破孔温度却不高，而聚丙烯隔离膜虽破孔温度较高但是闭孔温度也较聚乙烯隔离膜高，这在锂离子电池隔膜应用中都存在安全性问题。多层聚烯烃微孔膜同时具有闭孔温度低和破孔温度高的性质，能够满足锂离子电池隔膜应用中的不足。

热致相分离法(湿法)是制备多层聚烯烃微孔膜的常用方法之一。将聚烯烃树脂和长链烷烃溶剂混合成均一溶液在多层共挤模头挤出，后经双向拉伸成薄膜，再抽提溶剂干燥得到多层微孔膜。制膜过程复杂且需要使用大量有机溶剂，成本较高，不符合环保理念。

熔融拉伸法(干法)制备多层聚烯烃微孔膜，无需使用有机溶剂，可添加无机填料制备多层聚烯烃微孔膜。但是无机填料会影响隔膜的平整度，对隔膜绕卷和装配过程有不利影响。专利CN102956859A公开了不添加无机填料，一步热拉制备多层聚烯烃微孔膜的技术，用高密度聚乙烯和聚丙烯树脂通过三层共挤出，流延和熔体拉伸得到PP/PE/PP三层聚烯烃基膜，将所得基膜在130℃下拉伸100％得到三层聚烯烃复合微孔膜。但制备得到的复合微孔膜高温尺寸稳定性较差。

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多层聚烯烃微孔隔膜及其制备方法，制备的微孔隔膜孔径均匀，耐热性良好。

本发明提供了一种多层聚烯烃微孔隔膜的制备方法，包括以下步骤：

A)采用3台挤出流延机分别将聚丙烯和无机复合聚乙烯熔融挤出，经过多层口模流延得到多层复合流延膜；其中，聚丙烯位于外层，无机复合聚乙烯位于中间层；

B)将多层复合流延膜在125℃热处理0.5h，得到多层热处理膜；

C)在-20℃，对多层热处理膜进行冷拉伸，拉伸比为50％，得到具有初始孔核的热处理膜；

D)将具有初始孔核的热处理膜在125℃进行热拉伸，拉伸比为90％；

E)将步骤D)得到的微孔膜在125℃定型20min，得到多层聚烯烃微孔隔膜。

首先采用3台挤出流延机分别将聚丙烯和无机复合聚乙烯熔融挤出，经过多层口模流延得到多层复合流延膜，该多层复合流延膜为3层结构，上下两层为聚丙烯，中间层为无机复合聚乙烯。

其中，所述无机复合聚乙烯为无机纳米颗粒和聚乙烯熔融共混制备得到，所述无机纳米颗粒优选为硫酸镁、二氧化钛、氧化铝、氧化镁、氧化钙和氧化硅中的一种或多种。所述无机纳米颗粒的粒径优选为2～800nm。

所述聚乙烯优选为高密度聚乙烯，熔融指数优选为0.2～2g/10min。