[发明专利]高力学强度聚合物薄膜、其制造方法和应用

说明书

本申请涉及一种高力学强度聚合物薄膜、其制造方法和应用，该高力学强度聚合物薄膜包括质量百分比为95％～99％的聚酯和1％～5％的助剂，聚酯的数均分子量为13000Da～20000Da，且分子量小于5000Da的聚酯的分子数量占聚酯的分子数量总量的0.5％～5％，聚酯的分子量分布指数为1.6～2.4。本申请通过控制聚合物薄膜原料的数均分子量、其比例和分子量分布指数能够提高聚合物薄膜MD方向的力学强度，降低破膜率，进而以该聚合物薄膜为支撑膜能够制造出高力学强度的复合集流体，促进复合集流体在电池中的应用。

技术领域

本发明涉及聚合物薄膜制造技术领域，特别是涉及一种高力学强度聚合物薄膜、其制造方法和应用。

背景技术

采用物理气相沉积(PVD)的方法在高分子聚合物薄膜上沉积金属材料可以制得复合集流体，高分子聚合物薄膜例如可以采用聚丙烯薄膜、聚乙烯薄膜或聚酯薄膜等。与传统的集流体相比，复合集流体质量轻、成本低以及内部绝缘性好，因此，将复合集流体应用于电池中，电池的能量密度和安全性会得到很大提升，尤其是在手机、笔记本电脑、无人机、电动汽车等消费电池或动力电池方面。

复合集流体常用的聚合物基膜为聚酯薄膜，传统的聚酯薄膜多为包装用聚酯薄膜，当包装用聚酯薄膜用于复合集流体时，存在力学性能差的问题，尤其是纵向MD的力学性能较差，主要表现在MD方向弹性模量及拉伸强度相对较低(弹性模量一般低于5000MPa，拉伸强度一般小于250MPa)。将该聚酯薄膜在PVD系统环境中沉积金属材料时，由于PVD系统环境中卷绕系统张力大，金属原子的轰击以及聚酯薄膜膜面温度的升高，聚酯薄膜易发生断膜。此外，电池涉及到的涂布及产品复合成型等工艺对复合集流体的基膜也提出了较高的要求。

发明内容

基于此，有必要提供一种高力学强度聚合物薄膜、其制造方法和应用，以提高聚酯薄膜MD方向的力学强度，进而提高复合集流体的力学强度，促进复合集流体在锂二次电池中的应用。

本申请是这样实现的：

第一方面，本申请提供一种高力学强度聚合物薄膜，所述聚合物薄膜包括质量百分比为95％～99％的聚酯和1％～5％的助剂，所述聚酯的数均分子量为13000Da～20000Da，且分子量小于5000Da的所述聚酯的分子数量占所述聚酯的分子数量总量的0.5％～5％，所述聚酯的分子量分布指数为1.6～2.4。

在其中一些实施例中，所述聚合物薄膜的制造方法包括以下步骤：依次进行的第一纵向拉伸处理、横向拉伸处理和第二纵向拉伸处理；

可选地，所述第一纵向拉伸的工艺条件包括：第一纵向拉伸倍率(3.0～4.0)：1，第一纵向拉伸温度80℃～120℃；

可选地，所述横向拉伸的工艺条件包括：横向拉伸倍率(3.0～4.0)：1，横向拉伸温度90℃～140℃；

可选地，所述第二纵向拉伸的工艺条件包括：第二纵向拉伸倍率(1.1～1.3)：1，第二纵向拉伸温度80℃～120℃。

在其中一些实施例中，所述聚酯包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚2，6-萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸1，4-环己烷二甲醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1，4-环己烷二甲醇酯、聚2，6-萘二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚2，6-萘二甲酸丁二酯、聚2，5-呋喃二甲酸丁二醇酯、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯以及它们的衍生物中的一种或多种。

在其中一些实施例中，所述助剂包括爽滑剂、抗氧化剂、抗静电剂和成核剂中的一种或多种；

可选地，所述爽滑剂包括碳酸钙、滑石粉、硅藻土、丙烯酸酯、硅氧烷、二氧化钛、高岭土和二氧化硅中的一种或多种；

可选地，所述抗氧化剂包括膦酸酯和亚磷酸双酚A中的一种或多种；

可选地，所述抗静电剂包括导电纤维、聚乙二醇、丙三醇、聚醚酯、聚甘油、石墨和炭黑中的一种或多种；