[发明专利]一种干法双向拉伸锂电池隔膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种干法双向拉伸锂电池微孔隔膜的制备方法，包括以下步骤；将均聚聚丙烯和β晶型成核剂通过双螺杆挤出机高温共混挤出，流延得到铸片；所述流延铸片的温度为110‑130℃，铸片的厚度为0.25‑0.5mm。热定型的温度为130‑145℃，时间为5‑30min。本发明将铸片经过双向同步拉伸后再进行热定型处理，形成带有微孔结构的隔膜。所述双向同步拉伸的总拉伸倍率为30‑64倍，拉伸温度为110‑140℃，拉伸速率为0.5‑2mm/s。双向同步拉伸后的微孔膜的膜厚为20‑50μm，微孔孔径为50‑500nm。本发明生产工序简单，对环境不产生污染，制得的微孔尺寸、分布均匀，透气性好。

技术领域

本发明属于锂离子电池材料技术领域，具体涉及一种干法双向拉伸锂电池隔膜的制备方法。

背景技术

近几年在国家大力倡导低碳环保的大背景下，我国的新能源行业蓬勃发展，而锂电池作为新能源行业中的新宠更是受到了高度的关注，我国目前已成为世界上最大的锂电池生产基地，第二大锂电池生产国和出口国。锂电产品已经占到全球30％-40％的份额，作为锂电池的重要核心部件，锂电池隔膜是锂离子电池材料中技术壁垒最高的一种高附加值材料，占锂电池成本的30％以上。

隔膜的主要作用是分隔正、负极以防止两极接触而短路，同时使电解质离子自由通过。作为锂离子电池中不可缺少的重要组件之一，其性能决定了电池的界面结构、电解液浸润性等重要参数，直接影响电池的容量、充放电循环以及安全性能，对提高电池的综合性能具有重要的作用。

目前，锂离子电池隔膜主要采用聚烯烃微孔膜，其重要性能参数有孔径分布、孔隙率、透气率、抗穿刺强度、厚度均一性等。制备聚烯烃锂离子电池隔膜的主要工艺有干法和湿法两大类，干法工艺包括单向拉伸工艺和双向拉伸工艺两种。其中，干法双向拉伸工艺因具有工序简单、无需溶剂、生产效率高等优点，具有广阔的市场。

发明内容

本发明的目的在于提供一种干法双向拉伸锂电池隔膜的制备方法，具体采用如下技术方案来实现。

一种干法双向拉伸锂电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：

a、将聚丙烯和β晶型成核剂，抗氧剂，增塑剂通过双螺杆挤出机高温共混挤出，流延得到铸片；

b、将所述铸片经过双向拉伸设备纵横方向同步拉伸后进行热定型处理，形成双向拉伸锂电池微孔隔膜；

c、通过扫描电镜表征锂电池微孔隔膜的特性。

所述聚丙烯为均聚聚丙烯，分子量为35-60万，具有宽分子量分布，分子量分布Mw/Mn≥6，熔融指数在2.4-3.5g/10min，等规度≥98％。

所述的β晶型成核剂为芳酰胺类β晶型成核剂或稀土类β晶型成核剂，熔点大于350℃，β晶含量≥80％。

所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168或抗氧剂264中的一种或多种。

所述增塑剂为液体石蜡，其运动粘度为9-25mm2/s。

以重量份计，包括以下组份，100份聚丙烯，0.1-0.3份抗氧化剂，0.1-0.4份β晶型成核剂，0.05-0.1份增塑剂。

所述双螺杆挤出机挤出时螺杆各段温度为170-190℃、190-210℃、200-220℃、200-220℃、190-210℃，模口温度为185-210℃，螺杆转速为120-180rpm。

所述流延过程缓慢冷却至室温，流延辊的温度为110-130℃，所述铸片的厚度为0.25-0.5mm。

所述双向同步拉伸的流延方向的拉伸总倍率为30-64倍，拉伸温度为110-140℃，拉伸速率为0.5-2mm/s。

所述热定型的温度为130-145℃，热定型的时间为5-30min。