[發(fā)明專利]調(diào)控聚烯烴微孔膜形成的方法和鋰電池隔膜的形成方法

有效

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• 申請日: 2009-08-28
• 公開（公告）號: CN101645498A
• 公開（公告）日: 2010-02-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳秀峰;陳勇;高東波;李華強(qiáng);楊梅
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市星源材質(zhì)科技股份有限公司
• 主分類號: H01M2/16
• 分類號: H01M2/16
• 代理公司: 深圳中一專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 張全文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及聚烯烴基膜制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種調(diào)控聚烯烴微孔膜形 成的方法以及鋰電池隔膜的形成方法。

背景技術(shù)

聚烯烴基膜能夠形成微孔結(jié)構(gòu)，常用作鋰離子電池的隔膜，對于鋰離子電 池來說，不同的應(yīng)用領(lǐng)域要求鋰離子電池側(cè)重于不同的電學(xué)性能，如高倍率放 電、存儲容量大及循環(huán)性好等。對不同電學(xué)性能要求的鋰離子電池，其對隔膜 的要求也各異。這便要求隔膜也應(yīng)相應(yīng)的進(jìn)行定制化生產(chǎn)。

目前聚烯烴微孔膜主要采用采用熱致相分離法和拉伸法兩種方法生產(chǎn)。熱 致相分離法由于在制膜過程中采用有機(jī)溶劑萃取方法，設(shè)備投資大、成本高， 同時(shí)還給環(huán)境保護(hù)及安全生產(chǎn)都將帶來較大壓力。而拉伸法的基本原理是將聚 烯烴熔融擠出后的基膜經(jīng)過單向或雙向拉伸便得到微孔膜，投資小、成本較低， 而且整個(gè)過程無污染物排放。

拉伸法制備微孔膜主要有兩種實(shí)施方法：一種是利用聚烯烴晶型轉(zhuǎn)變時(shí)密 度發(fā)生改變及晶區(qū)缺陷產(chǎn)生微孔。這種方法制得的微孔膜存在孔徑小、孔徑分 布不均、孔隙率低、透氣差等缺陷，目前還較少用作鋰電池隔膜。另一種是將 聚烯烴熔體擠出經(jīng)過熱處理得到具有硬彈性特性的基膜，基膜再經(jīng)過拉伸和熱 定型即制得微孔膜。目前利用這種方法已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)鋰離子電池隔膜。

如上所述，為滿足鋰離子電池在不同電學(xué)性能上的要求，使得隔膜也要求 相應(yīng)的進(jìn)行定制化生產(chǎn)。雖然拉伸法制備微孔膜具有綠色環(huán)保、成本低等眾多 優(yōu)點(diǎn)，但其存在工藝復(fù)雜、孔徑及其分布難以控制，無法滿足隔膜的定制化生 產(chǎn)，因而阻止了這類隔膜的廣泛應(yīng)用。目前，要利用拉伸法來制備孔徑和孔隙 率完全可控對于隔膜制造商而言還具有相當(dāng)大的難度，因此如何尋找一種可實(shí) 現(xiàn)孔徑和孔隙率完全可控的隔膜監(jiān)測方法和生產(chǎn)方法具有非常重要的意義，同 時(shí)也是擴(kuò)大鋰離子電池應(yīng)用領(lǐng)域的關(guān)鍵所在。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，有必要提供一種調(diào)控聚烯烴微孔膜形成的方法及鋰電池隔膜的 形成方法，該方法實(shí)施容易、能有效的對孔徑及孔隙率進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)聚烯烴 基膜以及鋰電池隔膜的定制化生產(chǎn)。

一種調(diào)控聚烯烴微孔膜形成的方法，其包括如下步驟：

調(diào)節(jié)聚烯烴基膜熱處理?xiàng)l件，在熱處理過程中產(chǎn)生聚烯烴基膜的亞穩(wěn)相；

利用差式掃描量熱儀監(jiān)測各個(gè)熱處理過程中產(chǎn)生的聚烯烴基膜亞穩(wěn)相；及

監(jiān)測各個(gè)聚烯烴基膜亞穩(wěn)相形成的微孔的性能，根據(jù)監(jiān)測到的聚烯烴基膜 亞穩(wěn)相與微孔性能來調(diào)控聚烯烴基微孔膜的形成。

以及，一種鋰電池隔膜的形成方法，其包括如下步驟：

對聚烯烴基膜進(jìn)行熱處理，根據(jù)上述的調(diào)控聚烯烴微孔膜形成的方法來調(diào) 控聚烯烴基膜的微孔形成，獲得具備所需微孔性能的前驅(qū)體；

將熱處理的前驅(qū)體進(jìn)行拉伸處理，使得前驅(qū)體經(jīng)拉伸后轉(zhuǎn)化成呈現(xiàn)微孔膜 的伸直鏈晶相；及

對拉伸后的前驅(qū)體進(jìn)行熱定型，得到微孔受控的鋰電池隔膜。

在上述方法中，通過差式掃描量熱儀來監(jiān)測聚烯烴基膜亞穩(wěn)相，同時(shí)監(jiān)測 各個(gè)聚烯烴基膜亞穩(wěn)相對應(yīng)形成的微孔性能，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果來調(diào)控聚烯烴基膜 的形成，該方法主要是借助于差式掃描量熱儀分析手段，監(jiān)測亞穩(wěn)相的形成及 其性能對最后的微孔形成的影響，得到形成不同微孔性能的聚烯烴基膜所對應(yīng) 的聚烯烴基膜亞穩(wěn)相結(jié)構(gòu)，從而能夠通過調(diào)節(jié)熱處理?xiàng)l件來調(diào)控聚烯烴基膜的 微孔形成，以進(jìn)一步獲得所需微孔性能的鋰電池隔膜。

附圖說明

下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中：

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的調(diào)控聚烯烴微孔膜形成的方法流程圖；

圖2是典型的聚烯烴基膜的差式掃描量熱儀譜圖(以下簡稱DSC圖)；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例的調(diào)控聚烯烴微孔膜形成的方法中熱處理后的一種聚 烯烴基膜亞穩(wěn)相的DSC圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例的調(diào)控聚烯烴微孔膜形成的方法中熱處理后的另一種 聚烯烴基膜亞穩(wěn)相的DSC圖；

圖5是本發(fā)明實(shí)施例的鋰電池隔膜的形成方法流程圖；

圖6是本發(fā)明實(shí)施例的方法獲得的聚烯烴微孔膜的DSC圖；及

圖7是本發(fā)明實(shí)施例的方法獲得的聚烯烴微孔膜的掃描電鏡圖(以下簡稱 SEM圖)。

具體實(shí)施方式