一种具有低热收缩率的聚烯烃复合微孔膜及制备方法技术

技术编号:12482183 阅读:77 留言:0更新日期:2015-12-10 19:13
本发明专利技术公开一种具有低热收缩率的聚烯烃复合微孔膜及制备方法。它是以高密度聚乙烯(HDPE)微孔膜和超高分子量聚乙烯(UHMWPE)微孔膜复合而成,具有较低的热收缩率,从而提高了锂离子电池的安全性能和使用性能。本发明专利技术制备的低热收缩率的聚烯烃复合微孔膜具有很低的热收缩率,其中机器方向热收缩率≤2.5%,垂直机器方向热收缩率≤1%,这大大提高了后续生产锂离子电池的安全性能和使用性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及裡离子电池微孔膜的研究领域,尤其是设及一种具有低热收缩率的聚 締控复合微孔膜及制备方法。所制造的聚締控复合微孔膜可用于电池、电容器、水处理、空 气过滤及生物医用等领域。 技术背景 环境的恶化和能源的危机已引起全世界的广泛关注。W新能源汽车行业和储能产 业为代表的新能源产业得到了世界各国的倾力扶持。其中,裡离子电池作为新能源产业的 重要部件,其重要性不言而喻。 裡离子电池因具有能量密度高、循环寿命长、无记忆效应且对环境友好等优点,已 经获得越来越广泛的应用。作为裡离子电池关键组件之一的裡离子电池微孔膜对电池的能 量密度、功率密度、循环寿命和安全性有着直接的影响。绝大部分微孔膜是采用聚締控材料 为原料,使用干法工艺(单向拉伸和双向拉伸)和湿法工艺(热致相分离法)及静电纺丝 工艺技术。其中,湿法工艺是指聚締控在高溫下溶于高沸点、低挥发性的稀释剂中,形成均 相溶液,然后降溫冷却进行相分离,得到连续相的聚合物和分散相的稀释剂的两相结构,经 过双向拉伸后再采用可挥发性萃取剂提取聚締控中的稀释剂形成孔隙,从而获得相应结构 形状的微孔膜。与其它方法对比,湿法工艺能够生产更薄的微孔膜,且其厚度均匀,物理性 能优异。 聚締控微孔膜在拉伸过程中其分子链沿拉伸方向取向,取向的高分子链为不稳定 的高能量构象,在一定的溫度条件下,取向的高分子链趋向于能量更低的无规线团构象,宏 观表现为热收缩。如果微孔膜在拉伸方向热收缩率太大,容易导致电忍变形,造成正负极直 接接触,引起电池内部短路,而且在电忍干燥烘烤过程中微孔膜的微观结构如孔径大小会 发生变化,微孔膜的透气、孔隙率都将改变,从而严重影响裡离子电池使用过程中的安全性 和其它电池性能(如内阻)。因此降低裡离子电池微孔膜热收缩率对提高裡离子电池安全 性和使用性能具有重要的意义,近年逐渐成为裡离子电池隔膜制备商和裡离子电池制备商 关注的重点。 现有技术涂覆复合膜的生产方法所制备的复合膜的热收缩率明显优于未改性的 基膜的热收缩率,但方法需要购买涂覆设备且需要增加涂覆生产工序,大大提高了裡离子 电池微孔膜的生产成本。
技术实现思路
为克服上述缺点,本专利技术公开一种具有低热收缩率的聚締控复合微孔膜及制备方 法。它是W高密度聚乙締(皿阳)微孔膜和超高分子量聚乙締扣HMWP巧微孔膜复合而成, 具有较低的热收缩率,从而提高了裡离子电池的安全性能和使用性能。 具有低热收缩率的聚締控微孔膜,包括A/B/AS层复合微孔膜。所述的A层为皿PE 微孔膜,所述的B层为UHMWPE微孔膜,A层、B层通过热致相分离法制备,所述的A/B/AS层 复合微孔膜通过共挤、双向拉伸形成。 本专利技术的方法采用如下技术方案实现: (1)将A层所用的聚合物皿PE树脂与稀释剂在1#双螺杆挤出机内共混,将B层所 用的聚合物UHMWPE树脂与稀释剂在2#双螺杆挤出机内共混,然后再经过各自的计量累输 送到S层共挤出模头中,形成A/B/AS层复合共挤出膜片,最后将得到的复合膜片在流延 漉上进行急冷,发生快速相分离,形成均匀厚片; (2)将步骤(1)得到均匀厚片经过双向拉伸后成薄片; (3)将步骤(2)得到的薄片用易挥发性溶剂萃取后干燥处理; (4)将步骤(3)得到的薄片进行横向二次拉伸热定型处理,即得到具有低热收缩 率的聚締控复合微孔膜。 作为一种优选方式,步骤(1)所述的皿阳树脂的平均分子量在IXlO4~5X105 之间,更优选为IXIO5~3X10 5。 作为一种优选方式,步骤(1)所述的UHMWPE树脂的平均分子量在5X1〇5~IX10 7 之间,更优选为IXIO6~5XlO6。 作为一种优选方式,步骤(1)所述的聚合物树脂与稀释剂在挤出机内得到的共混 物中聚合物树脂与稀释剂的重量比为1:1~1:8。 作为一种优选方式,所述的挤出机的挤出溫度为160~260°C,计量累输出压力为 8化ar~3(K)bar,流延漉的溫度为10~60°C,双向拉伸倍率为(2~12)X(3~15),萃取 溫度为10~60°C,横向二次拉伸倍率为1~2倍,热定型溫度为100~160°C。 作为一种优选方式,所述的稀释剂选用在高溫下与聚締控树脂具有良好相容性且 高沸点、难挥发的溶剂,可为碳氨化合物,如十氨化糞、石蜡油,或为醋类化合物,如己二酸 二异下醋、S乙酸甘油醋、邻苯二甲酸二异下醋、邻苯二甲酸二辛脂等中的一种或两种W上 的混合物。 作为一种优选方式,所述的萃取剂选用低沸点、易挥发的溶剂,如己烧、庚烧、癸 烧、二氯甲烧、=氯甲烧、丙酬一种或两种W上的混合物。 本专利技术还公开了一种根据上述制备方法制备的聚締控复合微孔膜。 本专利技术具有W下的优点和效果: 本专利技术制备的低热收缩率的聚締控复合微孔膜具有很低的热收缩率,其中机器方 向热收缩率《2. 5%,垂直机器方向热收缩率《1%,运大大提高了后续生产裡离子电池的 安全性能和使用性能。【附图说明】 阳02引图1为本专利技术实施例1制备的具有低热收缩率的聚締控复合微孔膜的SEM图。【具体实施方式】 下面结合实施例对本专利技术作进一步的详细说明,但是所述实施方式并不用于限定 本专利技术。 实施例1 通过1#双螺杆挤出机将20wt%的皿阳(重均分子量为2XIO5)与SOwt%的邻苯 二甲酸二异下醋在190°C的挤出溫度下得到共混烙融体A,通过2#双螺杆挤出机将15wt% 的UHMWPE(重均分子量为4XIO6)与85wt%的邻苯二甲酸二异下醋在250°C的挤出溫度下 得到共混烙融体B;共混烙融体A与B经过各自的计量累输送至S层共挤出模头中形成A/ B/AS层复合共挤出膜片,最后将得到的复合膜片在15°C的流延漉上进行急冷,发生快速 相分离,形成均匀厚片;将厚片进行双向拉伸,拉伸倍率为纵向X横向=6X9倍,然后在 30°C的庚烧溶剂内萃取后进行干燥处理,最后在14(TC的横向拉伸烘箱内进行1. 3倍率的 低拉伸热定型处理,得到具有低热收缩率的聚締控复合微孔膜,图1为本实施例所制备的 具有低热收缩率的聚締控复合微孔膜的SEM图。产品性能见表1。 实施例2当前第1页1 2 本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种低热收缩率的聚烯烃微孔膜,其特征在于,包括A/B/A三层复合微孔膜,所述的A层为HDPE微孔膜,所述的B层为UHMWPE微孔膜,所述的A层和B层通过热致相分离法制备,所述的A/B/A三层复合微孔膜通过共挤、双向拉伸形成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:李旦高东波陈良
申请(专利权)人:深圳市星源材质科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:广东;44

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