[发明专利]一种聚乙烯隔膜及其制备方法

说明书

本发明涉及一种聚乙烯隔膜及其制备方法，属于电池隔膜技术领域。本发明的聚乙烯隔膜，主要由以下重量份数的原料制成：超高分子量聚乙烯20～35份，白油65～80份；所述超高分子量聚乙烯的重均分子量为50万～200万；所述白油在40℃的运动粘度为45～55mm²/s。本发明的聚乙烯隔膜，采用的白油与聚乙烯相容性好，能够促使制得的聚乙烯隔膜上的微孔结构均匀且圆孔多，提高了聚乙烯隔膜的抗拉强度，可以解决隔膜在电芯使用时出现的注液褶皱问题。依据GB/T 1040.3‑2006对本发明的聚乙烯隔膜进行强度测试时，纵向5％形变位置对应的纵向抗拉强度≥45MPa，横向5％形变位置对应的横向抗拉强度≥18MPa。

技术领域

本发明涉及一种聚乙烯隔膜及其制备方法，属于电池隔膜技术领域。

背景技术

聚乙烯隔膜在电池中的主要作用是隔离电池正负极，同时通过电解液导通锂离子。现有的聚乙烯隔膜在锂离子电池中应用时，电芯厂家普遍遇到的一个问题是注液褶皱问题。注液褶皱问题发生在电池注电解液之后，其表现为隔膜在横向或纵向出现树枝状的皱纹。注液褶皱问题对电池的循环性具有负面的影响，因为隔膜褶皱的存在影响了锂离子在隔膜中的导通效率，特别是褶皱比较明显的位置，极易形成电解液的贫液区，在循环过程中锂离子会在该位置不断聚集，最终形成锂枝晶，锂枝晶的存在会导致电池在使用中出现微短路问题，增加电池在使用中的安全风险。

为解决聚乙烯隔膜的注液褶皱问题，行业里采用各种不同的方法，电芯厂通常会通过调节电解液不同成分的比例或者调整电芯卷绕时的张力减少注液褶皱的褶皱程度，但上述方法并不能从根本上解决问题，要解决问题还是要从隔膜材料本身的特性进行考虑。

发明内容

本发明的目的是提供一种高强度的聚乙烯隔膜，可以减少在锂离子电池制备过程中产生的隔膜褶皱，从而提高电池的安全性能。

本发明还提供了一种上述聚乙烯隔膜的制备方法。

为了实现以上目的，本发明的聚乙烯隔膜所采用的技术方案是：

一种聚乙烯隔膜，主要由以下重量份数的原料制成：超高分子量聚乙烯20～35份，白油65～80份；所述超高分子量聚乙烯的重均分子量为50万～200万；所述白油在40℃的运动粘度为45～55mm²/s。

本发明的聚乙烯隔膜，采用40℃下运动粘度为45～55mm²/s的白油与聚乙烯相容性好，能够促使制得的聚乙烯隔膜上的微孔结构均匀且圆孔多，提高了聚乙烯隔膜的抗拉强度，可以减少在锂离子电池制备过程中注液产生的褶皱，根据GB/T 1040.3-2006对本发明的聚乙烯隔膜进行强度测试时，纵向5％形变位置对应的纵向抗拉强度≥45MPa，横向5％形变位置对应的横向抗拉强度≥18MPa。

所述超高分子量聚乙烯由第一超高分子量聚乙烯和第二超高分子量聚乙烯组成；所述第一超高分子量聚乙烯的重均分子量为55万～80万；所述第二超高分子量聚乙烯的重均分子量为120万～147万。采用两种分子量的聚乙烯，可以在满足加工性的同时提高分子量，增加长链结构的数量，从而为强度提高提供材料基础。

优选的，所述第一超高分子量聚乙烯和第二超高分子量聚乙烯的质量比为1:1～2。

优选的，所述原料还包括助剂；超高分子量聚乙烯和白油总质量与助剂质量之比为1000:1～5。

优选的，所述助剂包括抗氧剂和吸酸剂；所述抗氧剂和吸酸剂的质量比为2:0.001～0.003。

优选的，所述吸酸剂为硬脂酸钙、硬脂酸铝、硬脂酸钠中的至少一种。

优选的，所述抗氧剂由受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂组成；所述受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂的质量比为0.8～1.3:1。所述受阻酚类抗氧剂为抗氧剂1010。所述亚磷酸酯类抗氧剂为抗氧剂168。