[發(fā)明專利]孔徑均一的PP/PE/PP三層共擠隔膜的制備工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911358976.5
• 申請(qǐng)日: 2019-12-25
• 公開（公告）號(hào): CN111180636B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡偉;吳磊;何祥燕;李汪洋;楊建軍;張建安;陳曼;劉久逸;吳慶云;吳明元;彭盼盼;張德順;郭浩;孫曉華;王若愚;朱江森;吳愛(ài)平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 界首市天鴻新材料股份有限公司
• 主分類號(hào): H01M50/417
• 分類號(hào): H01M50/417;H01M50/491;H01M50/457;H01M50/403;H01M10/0525
• 代理公司: 合肥中博知信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34142
• 代理人: 張加寬

本發(fā)明公開了一種孔徑均一的PP/PE/PP三層共擠隔膜的制備工藝，涉及電池隔膜技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明以等規(guī)均聚聚丙烯、線性低密度聚乙烯和微孔調(diào)控劑作為原料，制備得到PP/PE/PP鋰電池動(dòng)力隔膜；所采用的制備方法簡(jiǎn)便易操作，工藝操作條件溫和且可控性強(qiáng)；所制隔膜的厚度為20?30μm，平均孔徑在25?35nm，孔隙率在50％以上，孔徑分布在70％以上，因此所制隔膜具有均一的微孔結(jié)構(gòu)和透氣率高的顯著特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及電池隔膜技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種孔徑均一的PP/PE/PP三層共擠隔膜的制備工藝，該項(xiàng)目為新能源汽車暨智能網(wǎng)聯(lián)汽車創(chuàng)新工程項(xiàng)目。

背景技術(shù)：

在鋰離子電池中，隔膜主要用于鋰離子的傳導(dǎo)，并將電池內(nèi)部的正負(fù)極相互隔開，以防止電池自我放電及兩極短路等問(wèn)題，起到一定的安全保護(hù)作用。鋰離子電池隔膜的技術(shù)性能指標(biāo)包括隔膜厚度、孔隙率、透過(guò)率、孔徑大小及分布、內(nèi)阻、機(jī)械強(qiáng)度、閉孔溫度、熱收縮變形溫度等。

作為鋰離子電池隔膜材料，本身具有微孔結(jié)構(gòu)，容許吸納電解液。為了保證電池中一致的電極/電解液界面性質(zhì)和均一的電流密度，微孔在整個(gè)隔膜材料中的分布應(yīng)當(dāng)均勻且孔徑大小適宜。孔徑的大小與分布的均一性對(duì)電池性能有直接的影響，孔徑太大，容易使正負(fù)極直接接觸或易被鋰枝晶刺穿而造成短路；孔徑太小，則會(huì)增加電阻；微孔分布不均，工作時(shí)會(huì)形成局部電流過(guò)大，影響電池的性能。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種新型PP/PE/PP三層共擠隔膜的制備工藝，所涉及的制備原料易得，工藝操作條件溫和且可控性強(qiáng)，所制隔膜的微孔分布均勻且孔徑大小適中，從而保證隔膜的高效運(yùn)作。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種孔徑均一的PP/PE/PP三層共擠隔膜的制備工藝，所涉及的制備原料易得，工藝操作條件溫和且可控性強(qiáng)，所制隔膜的微孔分布均勻且孔徑大小適中。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題采用以下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

孔徑均一的PP/PE/PP三層共擠隔膜的制備工藝，利用雙螺桿擠出機(jī)將由等規(guī)均聚聚丙烯和微孔調(diào)控劑組成的混合料I熔融擠出，同時(shí)利用另一雙螺桿擠出機(jī)將由線性低密度聚乙烯和微孔調(diào)控劑組成的混合料II熔融擠出，再將熔融物料輸送至共擠模頭；共擠模頭的入口分配器將PP料熔融物分成兩個(gè)PP層作為表層，將PE料熔融物作為中間層，在共擠模頭的出口處匯合，經(jīng)90-100℃流延輥牽伸、冷卻得到PP/PE/PP三層共擠膜，PP/PE/PP三層共擠膜依次進(jìn)行高溫拉伸、熱回縮、熱定型處理，即得PP/PE/PP鋰電池動(dòng)力隔膜。

所述微孔調(diào)控劑為聚乳酸。

聚乳酸是以乳酸為原料聚合得到的聚合物，可以生物降解，是理想的綠色高分子材料。本發(fā)明將聚乳酸作為微孔調(diào)控劑，通過(guò)聚乳酸的添加在后續(xù)的拉伸處理時(shí)促進(jìn)片晶之間的連接鏈拉開，推動(dòng)片晶變形并分離以形成微孔，從而起到調(diào)控微孔的作用，而將聚乳酸作為微孔調(diào)控劑來(lái)協(xié)同等規(guī)均聚聚丙烯和線性低密度聚乙烯制備PP/PE/PP三層共擠隔膜以控制隔膜微孔尺寸和分布的應(yīng)用不屬于本領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)和公知常識(shí)。

所述微孔調(diào)控劑的用量為等規(guī)均聚聚丙烯質(zhì)量的1-10％。

所述微孔調(diào)控劑的用量為線性低密度聚乙烯質(zhì)量的1-10％。

所述混合料I的雙螺桿擠出機(jī)的各區(qū)溫度為I區(qū)165-175℃、II區(qū)175-185℃、III區(qū)175-185℃、IV區(qū)190-200℃、V區(qū)190-200℃、機(jī)頭200℃。

所述混合料II的雙螺桿擠出機(jī)的各區(qū)溫度為I區(qū)150-160℃、II區(qū)160-170℃、III區(qū)170-180℃、IV區(qū)170-180℃、V區(qū)180-190℃、機(jī)頭190℃。

所述牽伸速度在50-100m/min。

所述高溫拉伸溫度為110-120℃，拉伸倍率為1.5-3倍。