[发明专利]一种硬弹性聚丙烯膜的制备方法、硬弹性聚丙烯膜及应用

说明书

本申请公开了一种硬弹性聚丙烯膜的制备方法、硬弹性聚丙烯膜及应用。本申请制备方法包括在退火处理时，按以下两种升温方式之一或组合升温，并按以下两种降温方式之一或组合降温；升温方式一，1‑5℃/min速度升温；升温方式二，升温至70‑100℃后保温，然后每升5‑20℃保温一段时间；降温方式一，1‑5℃/min速度降温；降温方式二，每降温5‑20℃保温一段时间，直至降温到70‑100℃并保温，然后由70‑100℃降至室温。本申请采用缓慢或梯度升温，并缓慢或梯度降温，能更好保持流延膜初始结晶，保持退火后结构一致稳定性，使制备的硬弹性聚丙烯膜有良好片晶结构及取向，为制备孔结构均匀聚丙烯微孔膜奠定了基础。

技术领域

本申请涉及电池隔膜生产技术领域，特别是涉及一种硬弹性聚丙烯膜的制备方法、硬弹性聚丙烯膜及应用。

背景技术

锂电池隔膜作为电池中的关键材料，既起到隔离正负电极的作用，同时又保留了锂离子传输的通道。聚烯烃材料，例如聚乙烯、聚丙烯等，作为经典的聚合物材料，因其优异的耐化学稳定性、可加工性等性能，常被用来制备锂电池隔膜。目前，聚烯烃类的隔膜按工艺可分为湿法膜和干法膜。湿法膜以聚乙烯为代表，采用的机理是热致相分离，工艺复杂且由于生产过程中溶剂的使用，对环境具有破坏性。干法膜以聚丙烯为代表，分为单向拉伸和双向拉伸工艺，其中单向拉伸聚丙烯膜因其工艺相对简单，成孔均匀且对环境无污染而受到广泛的关注。

干法单拉聚丙烯隔膜是先通过熔融挤出聚丙烯熔体，并结合流延工艺制备具有规整片晶结构的硬弹性聚丙稀前驱体膜，然后对前驱体膜进行热处理或退火处理，再进行冷、热拉伸使片晶分离，从而造孔。后续的拉伸过程是基于硬弹性聚丙烯膜具有良好的片晶结构及片晶取向而言的，因此制备优异的硬弹性聚丙烯膜尤其重要。

退火处理是调节硬弹性膜性能好坏的关键因素，通常会选择合适的退火温度，例如140-160℃，对流延膜进行烘烤，由此完善初始片晶结构并使片晶具有一定的择优取向。理论上，经过退火处理即可获得良好的片晶结构和片晶取向的硬弹性聚丙烯膜，从而拉伸获得孔径大小和分布均匀的聚烯烃微孔膜。

但是，实践生产中发现，在退火处理时仍然有部分片晶不完善，始终伴随着不完善晶体的熔融重结晶，即便提高退火处理的温度、延长退火时间，也难以解决该问题；并且，在退火处理时，流延膜的初始结晶会遭到严重的破坏，不利于控制退火处理烘烤后的结构一致性和稳定性；这些都会影响最终拉伸所得的聚烯烃微孔膜的性能。

发明内容

本申请的目的是提供一种改进的硬弹性聚丙烯膜的制备方法，所制备的硬弹性聚丙烯膜及其应用。

为了实现上述目的，本申请采用了以下技术方案：

本申请的一方面公开了一种硬弹性聚丙烯膜的制备方法，括在进行退火处理时，将前驱体膜置于加热装置中，按照以下升温方式升温至退火温度，进行退火处理，退火处理后按照以下降温方式降温至室温，在室温下冷却，即完成整个退火步骤；

本申请的升温方式为以下两种方式中的一种或两者的结合，

升温方式一，以1-5℃/min的速度升温至退火温度；

升温方式二，在升温至70-100℃以后保温一段时间，然后每升温5-20℃保温一段时间，直至升温到退火温度；

本申请的降温方式为以下两种方式中的一种或两者的结合，

降温方式一，以1-5℃/min的速度从退火温度降温至室温；

降温方式二，从退火温度降温，每降温5-20℃保温一段时间，直至降温到70-100℃并保温一段时间，然后直接由70-100℃降温至室温。

本申请中，硬弹性聚丙烯膜是指流延膜经过退火处理形成的薄膜，在硬弹性聚丙烯膜的基础上，进一步拉伸、定型，即获得用于制备电池隔膜的聚丙烯微孔膜。