[發明專利]一種聚乙烯基膜、鋰電池隔膜漿料及其制備的鋰電池隔膜

在審

• 申請號: 202011556765.5
• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN112701417A
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 袁海朝;徐鋒;候丹丹;馬文獻
• 申請（專利權）人: 河北金力新能源科技股份有限公司
• 主分類號: H01M50/403
• 分類號: H01M50/403;H01M50/417;H01M50/437;H01M50/44;H01M50/446;H01M10/052
• 代理公司: 天津創智睿誠知識產權代理有限公司 12251
• 代理人: 李薇

本發明公開了一種聚乙烯基膜、鋰電池隔膜漿料及其制備的鋰電池隔膜，其中聚乙烯基膜的原料配方包括超高分子量聚乙烯、玻璃纖維、硅烷偶聯劑、成孔劑和抗氧化劑。在配方中添加玻璃纖維和硅烷偶聯劑以增加聚乙烯基膜的機械強度。鋰電池隔膜漿料的原料配方包括粉料、粘結劑、潤濕劑、分散劑、增稠劑、助劑和去離子水；所述助劑為聚酰胺和氫化苯乙烯?丁二烯?苯乙烯三嵌段共聚物(SEBS?g?MA)的共混結合物。配方中含有聚酰胺和氫化苯乙烯?丁二烯?苯乙烯三嵌段共聚物(SEBS?g?MA)的共混結合物，可以提高隔膜的耐熱性和低韌性。應用上述聚乙烯基膜和鋰電池隔膜漿料涂覆制備的鋰電池隔膜，具有較好的機械強度、耐熱性和較高的韌性。

技術領域

本發明涉及鋰電池隔膜技術領域，特別是涉及一種聚乙烯基膜、鋰電池隔膜漿料及其制備的鋰電池隔膜。

背景技術

鋰離子電池廣泛應用于電子通訊、儲能及動力電源等領域，主要由正極、負極、電解質和電池隔膜構成，其中，電池隔膜是不導電的，位于正極和負極之間，防止正、負極二者因接觸而短路。聚烯烴隔膜的制備方法一般有兩種，濕法和干法，由于濕法得到的產品各項性能優異，因此大多使用濕法進行制備。

機械強度是隔膜一項重要的參數，特別是在高溫下的機械強度直接影響著其在電池中的使用安全和使用壽命的長短。現有鋰電池隔膜的機械強度較低，存在著潛在的爆炸危險。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術中現有鋰電池隔膜的機械強度較低的技術缺陷，而提供一種聚乙烯基膜，在配方中添加玻璃纖維和硅烷偶聯劑以增加聚乙烯基膜的機械強度。

本發明的另一個目的，是提供一種鋰電池隔膜漿料，其配方中含有聚酰胺和氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SEBS-g-MA)的共混結合物，可以提高隔膜的耐熱性和韌性。

為實現本發明的目的所采用的技術方案是：

一種聚乙烯基膜的制備方法，包括以下步驟：

步驟1：將超高分子量聚乙烯、玻璃纖維(直徑為0.5-3μm，長度為20-60μm，購買源：江陰萬千化學有限公司)、硅烷偶聯劑、成孔劑和抗氧化劑加熱攪拌得混合物，然后將所述混合物加熱共混形成均相共混物；

其中，所述超高分子量聚乙烯、玻璃纖維、硅烷偶聯劑、成孔劑和抗氧化劑的質量比為(20-30)：(1-5)：(0.5-2.0)：(60-80)：(0.5-2.0)；

所述超高分子量聚乙烯的重均分子量為50-150萬；

所述成孔劑為石蠟油、固體石蠟、鄰苯二甲酸酯、鄰苯二甲酸二辛酯和鄰苯二甲酸二丁酯中的一種或者幾種的混合物；

所述抗氧化劑為2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、季戊四醇-四-[3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙烯酸酯]和十八烷-3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙烯酸酯中的一種或任意比例的混合。

加熱攪拌時攪拌罐混合溫度為60-100℃；采用雙螺桿擠出機進行加熱共混，所述雙螺桿擠出機的螺桿轉速為30rpm-150rpm，擠出溫度為150-230℃。

步驟2：將步驟1所述的均相共混物經鑄片工藝冷卻定型得鑄片；

其中，鑄片工藝的溫度為10℃-50℃，鑄片工藝中冷卻定型輥的速度為2-10m/min。

步驟3：將步驟2所得鑄片依次進行縱向拉伸、一次橫向拉伸、萃取、二次橫向拉伸、熱定型以及收卷工藝，得聚乙烯基膜。

其中，所述縱向拉伸的溫度為95℃-125℃，縱向拉伸的倍率為6-10倍；

所述一次橫向拉伸的溫度為105℃-130℃，一次橫向拉伸的倍率為6-10倍；

所述萃取的溫度為20℃-55℃；