[发明专利]一种湿法共混锂离子电池隔膜及其制备方法

说明书

本发明提供一种湿法共混锂离子电池隔膜及其制备方法，所述制备方法至少包括：首先将高分子量聚乙烯、具有极性基团的脂肪族高聚物、增容剂以及增塑剂共混形成均相共混物；然后将所述均相共混物依次经过铸片、纵向拉伸、横向拉伸、萃取、热定型以及收卷工艺，得到湿法共混锂离子电池隔膜。本发明通过原位共混的方法，将具有极性基团的脂肪族高聚物加入到高分子量聚乙烯中，通过增容剂作用使两种物质在塑化阶段形成稳定的均相体系。本发明获得的隔膜的表面和内部的多孔结构均被大量电解质浸润，大大提升整体的亲电解质性能。另外，本发明的制备工艺简单，效率高，可适用于大规模工业化生产。

技术领域

本发明属于锂离子电池隔膜领域，特别是涉及一种湿法共混锂离子电池隔膜及其制备方法。

背景技术

锂离子电池隔膜是锂离子电池的四大关键核心材料之一，在锂离子电池中，它的作用主要包括两方面：一、使电池的正、负极材料分隔开来，防止两极直接接触而短路；二、隔膜多孔结构能够保有大量的电解质，保证锂离子在隔膜内部快速传导。按照成型方法区分，锂离子电池隔膜分为湿法、干法隔膜，涉及主要材料为聚乙烯和聚丙烯材质。单组份聚乙烯湿法隔膜因具有强度高、孔隙率大等优点成为锂离子电池隔膜尤其是动力锂离子电池的首选。然而单组份湿法聚乙烯隔膜在电池应用中存在一定缺陷，聚乙烯是一种非极性聚合物，与极性的电解质小分子极性相差较大，两者间相互作用弱，不利于长时间保有大量电解质，在长循环过程中容易产生局部“缺液”，大大影响电池的性能。为了改善聚乙烯膜的保液性能，现有技术中，主要通过陶瓷、聚合物涂敷的方法改变隔膜的表面化学特性，但是陶瓷、聚合物材料易从隔膜表面剥离，隔膜内部化学特性没有得到根本的改善。

因此，提供一种能同时提升隔膜表面和内部保液性能的锂离子电池隔膜及其制备方法，是本领域技术人员需要解决的课题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种湿法共混锂离子电池隔膜及其制备方法，用于解决现有技术中隔膜内部保液性能差的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种湿法共混锂离子电池隔膜的制备方法，所述制备方法至少包括：

1)将高分子量聚乙烯、具有极性基团的脂肪族高聚物、增容剂以及增塑剂共混形成均相共混物；

2)利用挤出工艺将所述均相共混物挤出后，经过铸片工艺形成固态厚片；

3)将所述带固态厚片依次进行纵向拉伸和横向拉伸，形成薄膜；

4)利用萃取工艺将所述增塑剂从所述薄膜中萃取出来，获得微孔膜；

5)将所述微孔膜依次经过热定型、收卷工艺，得到湿法共混锂离子电池隔膜。

作为本发明湿法共混锂离子电池隔膜的制备方法的一种可选的方案，所述高分子量聚乙烯占所述均相共混物的质量百分数介于20％-35％之间，所述增塑剂占所述均相共混物的质量百分数介于65％-80％之间，所述具有极性基团的脂肪族高聚物的添加量为高分子量聚乙烯的0.5wt％～10wt％，所述增容剂的添加量为所述具有极性基团的脂肪族高聚物的0.1wt％～1wt％。

作为本发明湿法共混锂离子电池隔膜的制备方法的一种可选的方案，所述高分子量聚乙烯的数均分子量介于40万g/mol～150万g/mol之间，所述具有极性基团的脂肪族高聚物的数均分子量介于40万g/mol-80万g/mol之间。

作为本发明湿法共混锂离子电池隔膜的制备方法的一种可选的方案，所述具有极性基团的脂肪族高聚物包括聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、乙烯-乙烯胺共聚物及乙烯-磺酸乙烯共聚物中的一种或几种，所述脂肪族高聚物所具有的极性基团包括羟基、羧基、氨基及磺酸基中的一种或几种。

作为本发明湿法共混锂离子电池隔膜的制备方法的一种可选的方案，所述增容剂包括十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、脂肪族羧酸盐、脂肪族醇及脂肪族胺中的一种或几种。