[發(fā)明專利]高強度高延伸的鋰電池隔膜及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010035879.9
• 申請日: 2020-01-14
• 公開（公告）號: CN111200094B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發(fā)明（設計）人: 張葉青;翁星星;金騁;鄧磊;趙蒙晰
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇厚生新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M50/446
• 分類號: H01M50/446;H01M50/417;H01M50/403;H01M50/414;H01M10/052
• 代理公司: 常州市權(quán)航專利代理有限公司 32280
• 代理人: 趙慧

本發(fā)明屬于鋰電池隔膜技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高強度高延伸的鋰電池隔膜及其制備方法。本高強度高延伸的鋰電池隔膜包括以下原料：聚乙烯、含有柔性鏈高分子的乙烯醋酸乙烯酯、助劑、抗氧化劑和增塑劑；其中所述柔性鏈高分子包括：通過在原料中加入含有柔性鏈高分子的乙烯醋酸乙烯酯，與聚乙烯、助劑、抗氧化劑、增塑劑等組分混合使用，在一定程度上提高了聚乙烯的熔融加工性，改善了鋰電池隔膜類似脆性斷裂的情況。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋰電池隔膜技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高強度高延伸的鋰電池隔膜及其制備方法。

背景技術(shù)

在鋰電行業(yè)，隔膜的拉伸強度能夠反映材料在靜拉伸條件下的極限承載能力，即斷裂載荷。對于隔膜來說，高的拉伸強度能夠保證隔膜可以承受相當?shù)耐饨鐟Χ粫l(fā)生因斷裂所致的電芯短路。低的延展率，導致隔膜在受外力碰撞或沖擊時易應力集中，造成受力后形變較小，缺乏緩沖余地而導致隔膜直接被破壞。隔膜在制備過程中對于力學性能的控制具有一定的難度。

目前生產(chǎn)中主要存在一些相互影響和制約的因素，使得制備高強度高延伸率的隔膜較為困難，隔膜的高拉伸強度與高延伸率無法同時滿足，而過高拉伸強度的隔膜往往伴隨著較小的延伸率。常規(guī)的濕法鋰電池隔膜，原材料通常采用單一高分子量聚乙烯，或兩種聚乙烯混合使用，隔膜的拉伸應變曲線沒有明顯幾大拉伸過程階段；說明隔膜拉伸應變過程較復雜，無出現(xiàn)屈服點，并且更類似于脆性斷裂，導致隔膜雖有較高的強度，但是不能同時獲得較大的延展率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種高強度高延伸的鋰電池隔膜及其制備方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種鋰電池隔膜，包括以下原料：聚乙烯、含有柔性鏈高分子的乙烯醋酸乙烯酯、助劑、抗氧化劑和增塑劑；其中所述柔性鏈高分子的分子通式為：

進一步，所述乙烯醋酸乙烯酯還含有極性官能團；所述極性官能團包括：烷烴、烯烴、醚類、硝基化合物、二甲胺、脂類、酮類、醛類、硫醇、胺類、酰胺、醇類、酚類、羧酸類中的一種或幾種。

進一步，所述乙烯醋酸乙烯酯的分子量為200-2000g/mol，其中的醋酸乙酯含量占比為3-30％。

進一步，所述聚乙烯包括高密度聚乙烯和/或超高分子量聚乙烯；其中高密度聚乙烯的質(zhì)量占為85-100％。

進一步，所述超高分子量聚乙烯包括以下特征：每1000個碳中甲基的個數(shù)為5-15個；分子量150萬-500萬；以及分子量分布為Mz/Mw＝1.5-4.0。

進一步，所述高密度聚乙烯包括以下特征：每1000個碳中甲基的個數(shù)為10-20個；分子量30萬-150萬；以及分子量分布為Mz/Mw＝1.5-4.0。

進一步，所述助劑包括白油，其分子量為200-350，其含量占比聚乙烯含量為55-75％。

進一步，所述抗氧化劑包括抗氧化劑1010、抗氧化劑168中的至少一種；所述抗氧化劑的含量為100-1500ppm。

進一步，所述增塑劑包括硬脂酸鈣；所述增塑劑的含量為100-1500ppm。

又一方面，本發(fā)明還提供了一種鋰電池隔膜的制備方法，包括：制備預混合物，即含有柔性鏈高分子的乙烯醋酸乙烯酯、聚乙烯、抗氧化劑和增塑劑通過高速混合機攪拌均勻；雙螺桿擠出，即將助劑通過注射系統(tǒng)注射入擠出系統(tǒng)，與預混合物進行塑化混合；流延成型；縱向拉伸；一次橫向拉伸；萃取洗油；二次橫向拉伸；以及收卷，得到所述鋰電池隔膜。

本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明的高強度高延伸的鋰電池隔膜及其制備方法，通過在原料中加入含有柔性鏈高分子的乙烯醋酸乙烯酯，與聚乙烯、助劑、抗氧化劑、增塑劑等組分混合使用，在一定程度上提高了聚乙烯的熔融加工性，改善了鋰電池隔膜類似脆性斷裂的情況。