[發(fā)明專利]一種小孔徑鋰電池隔膜及其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210337772.9
• 申請(qǐng)日: 2022-03-31
• 公開（公告）號(hào): CN114678656A
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹鑫飛;汪星光;孫健;杜守松;虞少波;莊志
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州捷力新能源材料有限公司
• 主分類號(hào): H01M50/403
• 分類號(hào): H01M50/403;H01M50/417;H01M50/491;H01M50/449;H01M50/489;H01M10/42;H01M10/052;B29C48/00;B29C55/12;B29L7/00
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 32103
• 代理人: 李萍

本發(fā)明提供一種小孔徑鋰電池隔膜及其制備方法和應(yīng)用。一種小孔徑鋰電池隔膜的制備方法，包括如下步驟：A、將樹脂和成膜溶劑混合，熔融擠出，冷卻形成片材；B、在100～130℃下使所述片材經(jīng)過縱向拉伸和一次橫向拉伸，制成薄膜；C、對(duì)所述薄膜進(jìn)行萃取，形成微孔膜；D、使所述微孔膜經(jīng)過二次橫向拉伸及熱定型，制成所述隔膜；其中，所述二次橫向拉伸的拉伸比為0.6～1.1，所述熱定型的溫度為115～130℃。本發(fā)明的小孔徑鋰電池隔膜的孔徑較小且較為均勻。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋰電池隔膜領(lǐng)域，涉及一種小孔徑鋰電池隔膜及其制備方法、以及其在涂布膜及涂布膜制備中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

鋰電池的主要組成結(jié)構(gòu)為正負(fù)極、隔膜、有機(jī)電解液和電池外殼。在這些結(jié)構(gòu)之中，隔膜是關(guān)鍵的內(nèi)層組件之一。隔膜主要起兩個(gè)作用。第一個(gè)作用是作為絕緣層，絕緣層的存在能有效的防止因正負(fù)電極相接觸而導(dǎo)致的鋰電池內(nèi)部的短路。第二個(gè)作用是作為半透層，半透層可以阻止體積較大的分子通過，允許小體積的帶電離子通過，這樣可以提高正負(fù)電極附近的濃度差，有利于離子的擴(kuò)散，從而提高鋰電池的存儲(chǔ)效率。

目前各大鋰電隔膜制造商生產(chǎn)的微孔隔膜平均孔徑普遍≥30nm，且孔徑分布寬，均勻性也較為一般。孔徑大會(huì)導(dǎo)致電池自放電現(xiàn)象嚴(yán)重，且吸液保液率差。孔徑大小不均勻，低溫充電時(shí)更易產(chǎn)生負(fù)極局部析鋰現(xiàn)象，導(dǎo)致電池容量衰減加重。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供一種小孔徑鋰電池隔膜及其制備方法，該隔膜的孔徑較小且較為均勻。本發(fā)明還提供一種基于該小孔徑鋰電池隔膜的紫外光固化高耐熱隔膜及其制備方法。

根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，一種小孔徑鋰電池隔膜的制備方法，包括如下步驟：

A、將樹脂和成膜溶劑混合，熔融擠出，冷卻形成片材；

B、在100～130℃下使所述片材經(jīng)過縱向拉伸和一次橫向拉伸，制成薄膜；

C、對(duì)所述薄膜進(jìn)行萃取，形成微孔膜；

D、使所述微孔膜經(jīng)過二次橫向拉伸及熱定型，制成所述隔膜；

其中，所述二次橫向拉伸的拉伸比為0.6～1.1，所述熱定型的溫度為115～130℃。

在一優(yōu)選的實(shí)施例中，所述二次橫向拉伸的拉伸比為0.6～1.0。

在一優(yōu)選的實(shí)施例中，所述熱定型的溫度為120～128℃。

在一優(yōu)選的實(shí)施例中，步驟B中，所述一次橫向拉伸在120～130℃下進(jìn)行。

在一優(yōu)選的實(shí)施例中，所述樹脂包括粘均分子量30萬(wàn)至100萬(wàn)的高密度聚乙烯，所述一次橫向拉伸在122～127℃下進(jìn)行，所述二次橫向拉伸的拉伸比為0.6～0.8，所述熱定型的溫度為124～126℃。

在一具體且優(yōu)選的實(shí)施例中，所述制備方法具體實(shí)施如下：將重量百分比為20～50％的樹脂和50～80％的成膜溶劑混合，在150～250℃下熔融擠出，以20～100℃/s的冷卻速度冷卻成片材；依次使所述片材在100～130℃經(jīng)過縱向拉伸，在120～130℃經(jīng)過一次橫向拉伸，制成薄膜；使所述薄膜通過萃取溶劑進(jìn)行萃取，形成微孔膜，烘干；使烘干后的所述微孔膜在115～130℃下經(jīng)過二次橫向拉伸和熱定型，所述二次橫向拉繩的拉伸比為0.6～1.1。采用20～100℃/s的冷卻速度，通過快速冷卻從而抑制片材結(jié)晶度的上升，使其更容易成為適于拉伸的片材，有利于形成小孔徑的微孔。一般而言如果冷卻速度慢，即材料結(jié)晶時(shí)間長(zhǎng)，則會(huì)形成比較大的結(jié)晶，因此片材的微觀上的枝裝結(jié)構(gòu)也更粗更大。與此相對(duì)如果冷卻速度快，及結(jié)晶材料結(jié)晶時(shí)間斷，則會(huì)形成比較小的結(jié)晶，因此片材的高級(jí)結(jié)構(gòu)變得致密，均勻。

根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，一種小孔徑鋰電池隔膜，所述小孔徑鋰電池隔膜的平均孔徑小于30nm，最大孔徑與平均孔徑的差值小于5nm，透氣度大于140s。