[发明专利]一种孔径均一的锂电池隔膜及其制备方法

说明书

本发明属于锂电池隔膜技术领域，具体涉及一种孔径均一的锂电池隔膜及其之制备方法，所述的锂电池隔膜包括芯层及设置在芯层两侧的表层构成，所述的芯层包括聚乙烯91～96.5％，环氧树脂2.5～6％，线性高密度聚乙烯1～3％；所述的百分含量为重量百分数；所述的表层包括聚丙烯98.5～99.5％、聚丙烯共聚物0.5～1.5％；所述的百分含量为重量百分数；本发明通过在芯层的聚乙烯组成中加入少量的线性高密度聚乙烯、环氧树脂，在表层的聚丙烯组成中加入少量的聚丙烯共聚物，在流延形成铸片的结晶过程中，能够加速晶体的成型速率以及提高晶体的完整性，从而使其在经历纵向拉伸以及横向拉伸成孔的过程中得到孔径均匀，孔径大小一致性好的锂电池隔膜。

技术领域

本发明属于锂电池隔膜技术领域，具体涉及一种孔径均一的锂电池隔膜及其之制备方法。

背景技术

锂电池隔膜是锂电池的关键内层组件之一，其主要作用是使锂电池的正、负极分隔开来，防止两极发生接触而短路；虽然锂电池隔膜的材质是不导电的，但是具有能使电解质离子通过的功能；隔膜的性能决定了锂电池的界面结构、内阻等，直接影响锂电池的容量、循环以及安全性能等特性。在过充/过放或其它极端条件下，锂电池内部温度会急速上升，当锂电池内部温度接近隔膜成孔材料熔点时，成孔材料会软化并发生闭孔行为，从而阻断离子传输形成断路，起到安全保护的作用。

目前市场化的隔膜材料主要是以聚乙烯、聚丙烯为主的聚烯烃类隔膜，其中，聚乙烯产品主要是由湿法工艺制得，聚丙烯产品主要是以干法工艺制得；对于单层材质的隔膜来说，由于闭孔温度和熔化温度相同，隔膜发生闭孔的同时由于温度急剧升高，极易导致破膜，从而引起锂电池正负极直接接触，造成短路和爆炸。为此，现有的锂电池隔膜产品除了有单层聚丙烯、单层聚乙烯外，还有聚丙烯+陶瓷涂覆、聚乙烯+陶瓷涂覆，双层聚丙烯/聚乙烯、双层聚丙烯/聚丙烯和三层聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯等；其中尤以美国Celgard公司开发的聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层复合隔膜优点突出而受到国内外的广泛关注，将聚乙烯柔软、韧性好、闭孔温度和熔断温度较低的特性和聚丙烯力学性能高、闭孔温度和熔断温度较高的特性整合在一张锂电池隔膜中，使得锂电池隔膜具有较低的闭孔温度和较高的熔断温度，增加了锂电池的安全性能。在具体的结构中，内层的聚乙烯提供高速关闭能力，在130℃左右时熔化形成隔膜闭孔，使锂电池内部断路，外层熔点较高的聚丙烯(熔点160℃左右)则保持隔膜的完整性，大大提高了锂电池的安全性。但是，这种形成微孔膜后再复合的非原位复合技术制备得到的多层膜厚度较大；同时为了不损坏锂电池隔膜的微孔结构，热复合的温度较低，聚乙烯/聚丙烯的粘结不充分，导致锂电池隔膜在温度升高的工作条件下会发生分层行为；对于非层状的复合技术，Tang haolin等人(J Power Sources2013，241，203)采用PVDF-HFP(偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物)与ePTFE(膨体聚四氟乙烯)多孔网络复合，制备的PVDF-HFP/ePTFE复合隔膜闭孔温度为～150℃，由于ePTFE形成了连续的网状结构，其熔化温度(破膜温度)达到～350℃。但是，这种以多孔网络为基体的复合技术成本过高，不能满足大规模工业生产的需要。

采用多层共挤的方法制造超薄薄膜具有效率高、成本低的优势，但是对于孔结构指标要求极高的锂电池隔膜而言，由于各组分在相近的温度熔融流动性、结晶以及晶体转变成孔性质的差异，多层共挤呈现一定的技术复杂性。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种孔径均一的锂电池隔膜。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种孔径均一的锂电池隔膜，所述的锂电池隔膜包括芯层及设置在芯层两侧的表层构成，所述的芯层包括聚乙烯91～96.5％，环氧树脂2.5～6％，线性高密度聚乙烯1～3％；所述的百分含量为重量百分数；

所述的表层包括聚丙烯98.5～99.5％、聚丙烯共聚物0.5～1.5％；所述的百分含量为重量百分数。