[發(fā)明專利]一種硬彈性聚丙烯膜的制備方法、硬彈性聚丙烯膜及應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911419358.7
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111098533B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 米策;陳官茂;劉建金;陳巧;姚坤
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢中興創(chuàng)新材料技術(shù)有限公司
• 主分類號: B29C71/02
• 分類號: B29C71/02;H01M50/417;H01M50/403;H01M50/491;B29C48/00;B29C48/08;B29L7/00;B29K23/00
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44281
• 代理人: 李小焦;彭愿潔

本申請公開了一種硬彈性聚丙烯膜的制備方法、硬彈性聚丙烯膜及應(yīng)用。本申請制備方法包括在退火處理時，按以下兩種升溫方式之一或組合升溫，并按以下兩種降溫方式之一或組合降溫；升溫方式一，1?5℃/min速度升溫；升溫方式二，升溫至70?100℃后保溫，然后每升5?20℃保溫一段時間；降溫方式一，1?5℃/min速度降溫；降溫方式二，每降溫5?20℃保溫一段時間，直至降溫到70?100℃并保溫，然后由70?100℃降至室溫。本申請采用緩慢或梯度升溫，并緩慢或梯度降溫，能更好保持流延膜初始結(jié)晶，保持退火后結(jié)構(gòu)一致穩(wěn)定性，使制備的硬彈性聚丙烯膜有良好片晶結(jié)構(gòu)及取向，為制備孔結(jié)構(gòu)均勻聚丙烯微孔膜奠定了基礎(chǔ)。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及電池隔膜生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種硬彈性聚丙烯膜的制備方法、硬彈性聚丙烯膜及應(yīng)用。

背景技術(shù)

鋰電池隔膜作為電池中的關(guān)鍵材料，既起到隔離正負電極的作用，同時又保留了鋰離子傳輸?shù)耐ǖ馈＞巯N材料，例如聚乙烯、聚丙烯等，作為經(jīng)典的聚合物材料，因其優(yōu)異的耐化學(xué)穩(wěn)定性、可加工性等性能，常被用來制備鋰電池隔膜。目前，聚烯烴類的隔膜按工藝可分為濕法膜和干法膜。濕法膜以聚乙烯為代表，采用的機理是熱致相分離，工藝復(fù)雜且由于生產(chǎn)過程中溶劑的使用，對環(huán)境具有破壞性。干法膜以聚丙烯為代表，分為單向拉伸和雙向拉伸工藝，其中單向拉伸聚丙烯膜因其工藝相對簡單，成孔均勻且對環(huán)境無污染而受到廣泛的關(guān)注。

干法單拉聚丙烯隔膜是先通過熔融擠出聚丙烯熔體，并結(jié)合流延工藝制備具有規(guī)整片晶結(jié)構(gòu)的硬彈性聚丙稀前驅(qū)體膜，然后對前驅(qū)體膜進行熱處理或退火處理，再進行冷、熱拉伸使片晶分離，從而造孔。后續(xù)的拉伸過程是基于硬彈性聚丙烯膜具有良好的片晶結(jié)構(gòu)及片晶取向而言的，因此制備優(yōu)異的硬彈性聚丙烯膜尤其重要。

退火處理是調(diào)節(jié)硬彈性膜性能好壞的關(guān)鍵因素，通常會選擇合適的退火溫度，例如140-160℃，對流延膜進行烘烤，由此完善初始片晶結(jié)構(gòu)并使片晶具有一定的擇優(yōu)取向。理論上，經(jīng)過退火處理即可獲得良好的片晶結(jié)構(gòu)和片晶取向的硬彈性聚丙烯膜，從而拉伸獲得孔徑大小和分布均勻的聚烯烴微孔膜。

但是，實踐生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，在退火處理時仍然有部分片晶不完善，始終伴隨著不完善晶體的熔融重結(jié)晶，即便提高退火處理的溫度、延長退火時間，也難以解決該問題；并且，在退火處理時，流延膜的初始結(jié)晶會遭到嚴重的破壞，不利于控制退火處理烘烤后的結(jié)構(gòu)一致性和穩(wěn)定性；這些都會影響最終拉伸所得的聚烯烴微孔膜的性能。

發(fā)明內(nèi)容

本申請的目的是提供一種改進的硬彈性聚丙烯膜的制備方法，所制備的硬彈性聚丙烯膜及其應(yīng)用。

為了實現(xiàn)上述目的，本申請采用了以下技術(shù)方案：

本申請的一方面公開了一種硬彈性聚丙烯膜的制備方法，括在進行退火處理時，將前驅(qū)體膜置于加熱裝置中，按照以下升溫方式升溫至退火溫度，進行退火處理，退火處理后按照以下降溫方式降溫至室溫，在室溫下冷卻，即完成整個退火步驟；

本申請的升溫方式為以下兩種方式中的一種或兩者的結(jié)合，

升溫方式一，以1-5℃/min的速度升溫至退火溫度；

升溫方式二，在升溫至70-100℃以后保溫一段時間，然后每升溫5-20℃保溫一段時間，直至升溫到退火溫度；

本申請的降溫方式為以下兩種方式中的一種或兩者的結(jié)合，

降溫方式一，以1-5℃/min的速度從退火溫度降溫至室溫；

降溫方式二，從退火溫度降溫，每降溫5-20℃保溫一段時間，直至降溫到70-100℃并保溫一段時間，然后直接由70-100℃降溫至室溫。

本申請中，硬彈性聚丙烯膜是指流延膜經(jīng)過退火處理形成的薄膜，在硬彈性聚丙烯膜的基礎(chǔ)上，進一步拉伸、定型，即獲得用于制備電池隔膜的聚丙烯微孔膜。