[发明专利]一种聚乙烯基膜、锂电池隔膜浆料及其制备的锂电池隔膜

说明书

本发明公开了一种聚乙烯基膜、锂电池隔膜浆料及其制备的锂电池隔膜，其中聚乙烯基膜的原料配方包括超高分子量聚乙烯、玻璃纤维、硅烷偶联剂、成孔剂和抗氧化剂。在配方中添加玻璃纤维和硅烷偶联剂以增加聚乙烯基膜的机械强度。锂电池隔膜浆料的原料配方包括粉料、粘结剂、润湿剂、分散剂、增稠剂、助剂和去离子水；所述助剂为聚酰胺和氢化苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯三嵌段共聚物(SEBS‑g‑MA)的共混结合物。配方中含有聚酰胺和氢化苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯三嵌段共聚物(SEBS‑g‑MA)的共混结合物，可以提高隔膜的耐热性和低韧性。应用上述聚乙烯基膜和锂电池隔膜浆料涂覆制备的锂电池隔膜，具有较好的机械强度、耐热性和较高的韧性。

技术领域

本发明涉及锂电池隔膜技术领域，特别是涉及一种聚乙烯基膜、锂电池隔膜浆料及其制备的锂电池隔膜。

背景技术

锂离子电池广泛应用于电子通讯、储能及动力电源等领域，主要由正极、负极、电解质和电池隔膜构成，其中，电池隔膜是不导电的，位于正极和负极之间，防止正、负极二者因接触而短路。聚烯烃隔膜的制备方法一般有两种，湿法和干法，由于湿法得到的产品各项性能优异，因此大多使用湿法进行制备。

机械强度是隔膜一项重要的参数，特别是在高温下的机械强度直接影响着其在电池中的使用安全和使用寿命的长短。现有锂电池隔膜的机械强度较低，存在着潜在的爆炸危险。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中现有锂电池隔膜的机械强度较低的技术缺陷，而提供一种聚乙烯基膜，在配方中添加玻璃纤维和硅烷偶联剂以增加聚乙烯基膜的机械强度。

本发明的另一个目的，是提供一种锂电池隔膜浆料，其配方中含有聚酰胺和氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SEBS-g-MA)的共混结合物，可以提高隔膜的耐热性和韧性。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种聚乙烯基膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：将超高分子量聚乙烯、玻璃纤维(直径为0.5-3μm，长度为20-60μm，购买源：江阴万千化学有限公司)、硅烷偶联剂、成孔剂和抗氧化剂加热搅拌得混合物，然后将所述混合物加热共混形成均相共混物；

其中，所述超高分子量聚乙烯、玻璃纤维、硅烷偶联剂、成孔剂和抗氧化剂的质量比为(20-30)：(1-5)：(0.5-2.0)：(60-80)：(0.5-2.0)；

所述超高分子量聚乙烯的重均分子量为50-150万；

所述成孔剂为石蜡油、固体石蜡、邻苯二甲酸酯、邻苯二甲酸二辛酯和邻苯二甲酸二丁酯中的一种或者几种的混合物；

所述抗氧化剂为2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、季戊四醇-四-[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙烯酸酯]和十八烷-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙烯酸酯中的一种或任意比例的混合。

加热搅拌时搅拌罐混合温度为60-100℃；采用双螺杆挤出机进行加热共混，所述双螺杆挤出机的螺杆转速为30rpm-150rpm，挤出温度为150-230℃。

步骤2：将步骤1所述的均相共混物经铸片工艺冷却定型得铸片；

其中，铸片工艺的温度为10℃-50℃，铸片工艺中冷却定型辊的速度为2-10m/min。

步骤3：将步骤2所得铸片依次进行纵向拉伸、一次横向拉伸、萃取、二次横向拉伸、热定型以及收卷工艺，得聚乙烯基膜。

其中，所述纵向拉伸的温度为95℃-125℃，纵向拉伸的倍率为6-10倍；

所述一次横向拉伸的温度为105℃-130℃，一次横向拉伸的倍率为6-10倍；

所述萃取的温度为20℃-55℃；