[发明专利]一种五层共挤隔膜及其制备方法

说明书

本发明涉及锂离子电池隔膜制造的技术领域，具体涉及一种五层共挤隔膜及其制备方法，五层共挤隔膜包括核心层、支撑层和表层，核心层的上下表面均设有支撑层，两个支撑层远离核心层的一面均设有表层，核心层、支撑层和表层的厚度比为1‑5:1‑5:1‑5。五层共挤隔膜通过五层共挤模头挤出成型，五层共挤隔膜相比于三层共挤隔膜，相当于增设了过渡层，在制造时即便中间层与外层的挤出量差异大，但增设了过渡层后使得相邻层的挤出量差异小，五层共挤模头在挤出中间层树脂的粘度与外层树脂的粘度相差很大的树脂材料时，通过过渡层的存在，就会大大减少层间表面紊流，得到厚度更为均匀的隔膜。隔膜厚度控制更精确，发生卷曲和褶皱的概率降低。

技术领域

本发明涉及锂离子电池隔膜制造的技术领域，具体涉及一种五层共挤隔膜及其制备方法。

背景技术

随着磷酸铁锂电池凭借其安全及成本优势在动力电池的应用份额增加，配套的干法隔膜需求出现明显上升趋势。未来，动力电池叠加储能的市场规模还会进一步扩大，拥有成本优势的干法隔膜出货量将实现逐年大幅增长，市场占有率也有望进一步提升。目前干法隔膜已经步入到薄型化、多层化的创新时代。隔膜厚度越小表示锂离子通过的距离越短，所制成的电池内阻越小，倍率性能和循环性能就越好，且较薄的隔膜可以给电极活性物质提供更大的空间，电池比容量更高，符合动力电池高能量密度、高倍率等要求。

在锂电池隔膜实现国产化过程中，随着技术进步，动力型干法隔膜厚度从最初的32μm，变成25μm、24μm、22μm。2018年主流干法隔膜厚度降低到20μm，同时隔膜厚度向18μm、16μm规模化应用进发。2020年-2021年，随着隔膜制造技术水平的发展，干法隔膜厚度从14μm向12μm过渡。毫无疑问，薄型化和多层化是干法隔膜发展的必然趋势，隔膜产品厚度也将会从12μm逐步向10μm、9μm甚至更小厚度的方向演进。

在常规干法制造下的隔膜变薄后，其机械强度会降低，容易被击穿导致电池短路，隔膜产品的稳定性、安全性将受到挑战，所以必须在隔膜厚度降低的同时满足机械强度。随着多层共挤隔膜技术的发展，很好的解决了隔膜变薄后机械强度降低的问题。多层共挤阻隔隔膜是指采用2台以上的挤出机，将不同功能的树脂原料，如：聚乙烯、聚丙烯等共聚物，分布熔融挤出，通过各自的流道在多层共挤模头处汇合，再经过吹胀成型或铸片成型后冷却复合在一起，制得三层以上共挤基膜，再对基膜进行拉伸造孔工艺，得到需要的多层隔膜产品。这种将不同树脂优点进行集合与设计，得到兼顾多种材料的优点的产品，同时多层共挤机械性能高。多层共挤阻隔薄膜技术为多层共挤一次成型工艺，无需传统的复合，涂覆等后加工工艺，可有效降低原料费用和生产工序，不仅能够节约生产成本，而且在薄膜厚度控制上能够达到减薄可行性，多层共挤复合膜能够充分利用各种不同性能的塑料原料，根据需要进行复合，可得到优良的性能，阻隔性好、强度和耐穿刺性高、粘结性强、有良好的防滑性等等。国产三层共挤干法隔膜技术成熟，目前三层共挤隔膜也成为国产干法隔膜的扩产主流，目前12μm三层共挤隔膜已经批量供应市场。

随着隔膜厚度的进一步减薄，三层共挤隔膜的机械强度已无法满足要求，且在传统的三层共挤工艺中，在加工层间比例差较大的配方时，常会因相邻层的挤出量差异过大导致层间压力差过大，进而导致层间滑移的产生。同时由于挤出量差异过大，导致层间比例失调，导致层状结构不对称，产品容易发生卷曲从而产生褶皱等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种五层共挤隔膜及其制备方法，以解决上述背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种五层共挤隔膜，包括核心层、支撑层和表层，所述核心层的上下表面均设有所述支撑层，两个所述支撑层远离所述核心层的一面均设有所述表层，所述核心层、所述支撑层和所述表层的厚度比为1-5:1-5:1-5，所述核心层、所述支撑层和所述表层的原料为聚乙烯、尼龙和聚丙烯中的一种。

进一步地，所述核心层、所述支撑层和所述表层的厚度比为5:2:1。