[發(fā)明專利]一種聚烯烴微孔膜的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611090422.8
• 申請日: 2016-12-01
• 公開（公告）號: CN106626457B
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李澤濤;劉孟權(quán);陳勇;陳良
• 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: B29D7/01
• 分類號: B29D7/01;H01M50/417;H01M50/403
• 代理公司: 北京超凡志成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11371
• 代理人: 逯恒

本發(fā)明提供了一種聚烯烴微孔膜的制備方法，包括：將聚丙烯顆粒置于擠出機中，塑化形成后得到聚丙烯熔體，然后將聚丙烯熔體依次經(jīng)模頭擠出、冷卻輥鑄片，得到聚丙烯基膜；將所述聚丙烯基膜退火處理，然后依次進行冷態(tài)拉伸、熱態(tài)拉伸、自然回縮、高溫定型，冷卻后得到聚烯烴微孔膜。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用擠出流延的方式制備聚丙烯流延膜，經(jīng)過干法單向拉伸后制得聚丙烯微孔膜，通過對定型回縮段的拉伸工藝進行優(yōu)化，降低微孔膜分層后產(chǎn)生的撕裂。本發(fā)明能夠高效連續(xù)地大規(guī)模生產(chǎn)，保證產(chǎn)品熱穩(wěn)定性，提高產(chǎn)品抗撕裂強度，降低產(chǎn)品分層后產(chǎn)生的撕裂報廢，并且提升微孔膜橫向上的透氣均一性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰電池隔膜技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種聚烯烴微孔膜的制備方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)燃油汽車是目前大氣污染的主要排污來源之一，通過提高排放標準等手段只能緩解污染程度，并不能從根本上杜絕污染源頭。新能源汽車產(chǎn)業(yè)歷來是汽車行業(yè)乃至各國政府熱衷投資的行業(yè)，鋰電池行業(yè)報告預(yù)測，2020年電動汽車產(chǎn)量達到1314萬輛，是2010年的5.5倍。其中，插電式混合動力汽車產(chǎn)量會增長35倍達到140萬輛，純電動汽車產(chǎn)量會達到75萬輛，增長75倍。

鋰電池具有開路電壓高、高能量比和容量大的特點，一直以來都是新能源汽車廠商青睞的動力電池。由于電動汽車需要的是大功率電能，在實際使用過程中，往往使用上千個電芯串聯(lián)成電池組以保證能量的供應(yīng)。根據(jù)相關(guān)的行業(yè)報告測算，一輛純電動汽車需要40～50公斤的正極材料和電解液，是單個手機電池耗用量的1萬倍左右。因此，電動汽車行業(yè)的興起無疑給國內(nèi)的鋰電池行業(yè)帶來數(shù)十倍的需求增長。

在鋰電池行業(yè)快速發(fā)展的同時，作為鋰電池四大材料之一的隔膜也受到刺激發(fā)展。隔膜的產(chǎn)能與品質(zhì)成為隔膜廠商的重要關(guān)注點。鋰離子隔膜生產(chǎn)主要采用的方法有：(1)熱致相分離法(濕法)：在高溫下將聚合物溶于高沸點、低揮發(fā)性的溶劑中形成均相液，然后降溫冷卻，導(dǎo)致溶液產(chǎn)生液-固相分離或液-液相分離，再選用揮發(fā)性試劑將高沸點溶劑萃取出來，經(jīng)過干燥獲得一定形狀結(jié)構(gòu)的高分子微孔膜。(2)熔紡拉伸法(干法)：其中雙向拉伸，是將塑料薄膜加熱到一定溫度，利用聚丙烯不同相態(tài)間密度的差異，在拉伸過程中發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變形成微孔，采用物理方法進行雙向拉伸，使分子鏈產(chǎn)生較大空隙。

但是，現(xiàn)有技術(shù)中的熔紡拉伸法，在制備電池隔膜過程中，電池隔膜經(jīng)過分層后會出現(xiàn)較大比例的撕裂報廢，嚴重影響整線的綜合收得率，提升了制造成本，制約著隔膜行業(yè)的健康發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于提供一種聚烯烴微孔膜的制備方法，該聚烯烴微孔膜具有良好的熱穩(wěn)定性、抗撕裂強度和橫向上的透氣均一性。

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種聚烯烴微孔膜的制備方法，包括以下步驟：將聚丙烯顆粒置于擠出機中，塑化成型后得到聚丙烯熔體，然后將聚丙烯熔體依次經(jīng)模頭擠出、冷卻輥鑄片，得到聚丙烯基膜；將所述聚丙烯基膜退火處理，然后依次進行冷態(tài)拉伸、熱態(tài)拉伸、自然回縮、高溫定型，冷卻后得到聚烯烴微孔膜，所述冷態(tài)拉伸的溫度為30～100℃，冷態(tài)拉伸倍率為1.0～1.5，熱態(tài)拉伸的溫度為120～160℃，熱態(tài)拉伸倍率為1.0～4.0，回縮倍率為0.5～1，高溫定型的溫度為100～160℃，高溫定型的時間為1～5min。

優(yōu)選的，所述聚丙烯為等規(guī)度≥90％的等規(guī)聚丙烯。

優(yōu)選的，所述聚丙烯的平均分子量為1×10⁵～1×10⁷。

優(yōu)選的，所述聚丙烯的熔融指數(shù)為1.0～15.0g/10min。

優(yōu)選的，所述擠出機的工作溫度為200～300℃。

優(yōu)選的，所述擠出機的模頭溫度為180～250℃。

優(yōu)選的，所述擠出機的冷卻輥溫度為30～120℃。

優(yōu)選的，退火處理的溫度為100～160℃，退火處理的時間為5～12h。