一种聚烯烃微孔隔膜及其制备方法技术

本发明专利技术属于锂电池制备技术领域，具体涉及一种锂离子动力电池用聚烯烃微孔隔膜及其制备方法。本发明专利技术一种聚烯烃微孔隔膜，向聚烯烃树脂中加入了β晶型成核剂和抗氧化剂，其中β晶型成核剂含量占聚烯烃树脂的质量百分比为0.001～5.0%，抗氧化剂为的含量占聚烯烃树脂的质量百分比为0.001～1%。采用本发明专利技术提供的改性后的聚烯烃树脂制备多孔隔膜，隔膜易成孔，且成孔均匀，孔径小（平均孔径0.01～0.1μm），孔隙率高（35%～80%），透气性好，隔膜强度高。

Polyolefin microporous membrane and preparation method thereof

The invention belongs to the technical field of preparation of lithium batteries, in particular to a polyolefin microporous separator for a lithium ion power battery and a preparation method thereof. The invention relates to a polyolefin microporous membrane to polyolefin resin is added in the beta crystal nucleating agent and antioxidants, including beta crystal nucleating agent content percentage of polyolefin resin is 0.001 ~ 5%, the content of antioxidants as percentage of polyolefin resin is 0.001 ~ 1%. The invention provides modified polyolefin resin prepared porous diaphragm, diaphragm easily into the hole, and the hole is uniform, small pore size (mean diameter of 0.01 ~ 0.1 M), high porosity (35% ~ 80%), good air permeability, high strength diaphragm.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锂电池制备
，具体涉及一种锂离子动力电池用聚烯烃微孔隔 膜及其制备方法。
技术介绍
在锂电池的结构中，隔膜是关键的内层组件之一。隔膜的性能决定了电池的界面 结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性，性能优异的隔膜对提高电 池的综合性能具有重要的作用。现有的隔膜材料通常采用聚丙烯(PP)薄膜和聚乙烯(PE)薄膜，但是目前聚丙烯 和聚乙烯薄膜的制备比较困难。常用的聚丙烯和聚乙烯薄膜的制备方法主要有湿法和干 法两种。目前大多采用干法生产隔膜，干法即熔融拉伸法(MSCS)，是将聚烯烃树脂熔融，挤 压、吹制成结晶性高分子薄膜，经过结晶化热处理、退火后，得到高度取向的多层结构，在高 温下进一步拉伸，将结晶界面进行剥离，形成多孔结构。干法的优点是工艺简单且生产过程 中无污染，缺点是不能很好地控制孔径及孔隙率。通常情况下直接利用聚烯烃原料制备的 微孔膜孔隙率较低，孔径均勻性差，透气性不好，往往难以在电池中应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种锂离子动力电池用聚烯烃微孔隔膜。为了解决聚烯烃微孔膜强度低、透气性低、孔隙率低、孔一致性差的问题，本专利技术 的技术方案在于采用一种聚烯烃微孔隔膜，其特征是向聚烯烃树脂中加入了 β晶型成核 剂和抗氧化剂，其中β晶型成核剂含量占聚烯烃树脂的质量百分比为0.001 5.0%，抗氧 化剂含量占聚烯烃树脂的质量百分比为0. 001 1%。所述聚烯烃树脂为超高分子量聚烯烃和高密度聚烯烃的混合物，其中超高分子量 聚烯烃占聚烯烃树脂的质量百分比为5% 45%。所述的聚烯烃为聚乙烯、聚丙烯或其混合物。所述的β晶型成核剂为纳米β晶型成核剂，选自酰胺类化合物、有机磷酸盐、硬 脂酸盐、苯甲酸、滑石粉、白垩，石膏、粘土、云母等其中的任何一种或几种的混合物。所述的硬脂酸盐为硬脂酸钙、硬脂酸钾、硬脂酸钠。所述的有机磷酸盐为ΝΑ-21。所述的抗氧化剂为选自二丁基羟基甲苯，丁基羟基茴香醚中的一种。添加β晶型成核剂后，聚烯烃的结晶度提高，使拉伸过程中成孔率提高，孔的分 布更加均勻，从而使电池极板上的充放电电流分布更加的均勻，提高电池的综合性能；另一 方面，聚烯烃的结晶度提高，隔膜分子链的排列更加规整，使隔膜的强度也有所改善。添加抗氧化剂后，制得的锂离子电池隔膜在有机电解液中的化学稳定性增加，对 强氧化物质不活泼，同时隔膜的机械强度不会衰减且不产生杂质。本专利技术的另一个目的在于，提供一种聚烯烃微孔隔膜的制备方法。聚烯烃微孔隔膜的制备方法，具体步骤如下所述(1)将超高分子量聚烯烃树脂加入混炼机中，在200 260°C下将其熔融并搅拌均勻；(2)将上述熔融液冷却5 30分钟，冷却到150 170°C，加入高密度聚烯烃树脂、β 晶型成核剂及抗氧化剂，在150 260°C下熔融并搅拌均勻；(3)在100 280°C下将熔融液由挤出机挤出，然后经冷却辊于40 150°C下冷却得原 始平膜，冷却时间为0. 1 10分钟；(4)将原始平膜在40 120°C温度下进行双向同时拉伸，拉伸比为1:5；(5)将拉伸后的薄膜在100 150°C下热定型0.1 10分钟，收卷得到微孔隔膜。本专利技术的有益效果是采用本专利技术提供的改性后的聚烯烃制备微孔隔膜，隔膜易 成孔，且成孔均勻，孔径小(平均孔径0.01 0. 1 μ m)，孔隙率高(35% 80%)，透气性好， 隔膜强度高。具体实施例方式实施例1 本实施例一种聚烯烃微孔隔膜，聚烯烃树脂中加入其质量百分比为 0. 001%的苯甲酸，0. 001%的二丁基羟基甲苯；聚烯烃树脂中，超高分子量聚烯烃的质量百 分比为5%，余量为高密度聚烯烃。具体制备方法为(1)将超高分子量聚乙烯树脂加入混炼机中，在200°C下将其熔融并搅拌均勻；(2)将上述熔融液冷却10分钟，冷却到150°C，加入高密度聚乙烯树脂、苯甲酸、二丁基 羟基甲苯，在150°C下熔融并搅拌均勻；(3)在100°C下将熔融液由挤出机挤出，然后经冷却辊于40°C下冷却得原始平膜，冷却 时间为1分钟；(4)将原始平膜在40°C温度下进行双向同时拉伸，拉伸比为1:5；(5)将拉伸后的薄膜在100°C下热定型1分钟，收卷得到微孔隔膜。实施例2 本实施例一种聚烯烃微孔隔膜，聚烯烃树脂中加入其质量百分比为 0. 06%的粘土、石膏、云母的混合物，其中粘土、石膏、云母的质量比为1:1:1 ;0.01%的二 丁基羟基甲苯；聚烯烃树脂中，超高分子量聚烯烃的质量百分比为20%，余量为高密度聚烯 烃。具体制备方法为(1)将超高分子量聚丙烯树脂加入混炼机中，在220°c下将其熔融并搅拌均勻；(2)将上述熔融液冷却20分钟，冷却到155°C，加入高密度聚丙烯树脂，粘土、石膏、云 母的混合物，二丁基羟基甲苯，在170°C下熔融并搅拌均勻；(3)在150°C下将熔融液由挤出机挤出，然后经冷却辊于70°C下冷却得原始平膜，冷却 时间为3分钟；(4)将原始平膜在60°C温度下进行双向同时拉伸拉，伸比为1:5；(5)将拉伸后的薄膜在110°C下热定型2分钟，收卷得到微孔隔膜。实施例3 本实施例一种聚烯烃微孔隔膜，聚烯烃树脂中加入其质量百分比为m 的白垩和硬脂酸钙的混合物，其中白垩和硬脂酸钙的质量比为1:1 ;0. 05%的丁基羟基茴香 醚；聚烯烃树脂中，超高分子量聚烯烃的质量百分比为35%，余量为高密度聚烯烃。具体制备方法为(1)将超高分子量聚乙烯树脂加入混炼机中，在250°C下将其熔融并搅拌均勻；(2)将上述熔融液冷却25分钟，冷却到160°C，加入高密度聚丙烯树脂、白垩和硬脂酸 钙的混合物、丁基羟基茴香醚，在200°C下熔融并搅拌均勻；(3)在200°C下将熔融液由挤出机挤出，然后经冷却辊于100°C下冷却得原始平膜，冷 却时间为5分钟；(4)将原始平膜在80°C温度下进行双向同时拉伸，伸比为15 ；(5)将拉伸后的薄膜在150°C下热定型6分钟，收卷得到微孔隔膜。实施例4 本实施例一种聚烯烃微孔隔膜，聚烯烃树脂中加入其质量百分比为5% 的滑石粉和NA-21的混合物，其中滑石粉和NA-21的质量比为1 1 ;1%的二丁基羟基甲苯； 聚烯烃树脂中，超高分子量聚烯烃的质量百分比为45%，余量为高密度聚烯烃。具体制备方法为(1)将超高分子量聚丙烯树脂加入混炼机中，在260°C下将其熔融并搅拌均勻；(2)将上述熔融液冷却30分钟，冷却到170°C，加入高密度聚乙烯树脂、滑石粉和NA-21 的混合物、二丁基羟基甲苯，在260°C下熔融并搅拌均勻；(3)在观01下将熔融液由挤出机挤出，然后经冷却辊于150°C下冷却得原始平膜，冷 却时间为8分钟；(4)将原始平膜在120°C温度下进行双向同时拉伸，伸比为1:5；(5)将拉伸后的薄膜在150°C下热定型10分钟，收卷得到微孔隔膜。表1本专利技术实施例1 4所制得聚烯烃微孔膜孔隙率、孔径检测权利要求1.一种聚烯烃微孔隔膜，其特征在于，包括聚烯烃树脂，向聚烯烃树脂中加入β晶型 成核剂和抗氧化剂，其中β晶型成核剂含量占聚烯烃树脂的质量百分比为0.001 5.0%， 抗氧化剂占聚烯烃树脂的质量百分比为0.001 1%。2.根据权利要求1所述的聚烯烃微孔隔膜，其特征在于，所述的聚烯烃树脂为超高分 子量聚烯本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种聚烯烃微孔隔膜，其特征在于，包括聚烯烃树脂，向聚烯烃树脂中加入β晶型成核剂和抗氧化剂，其中β晶型成核剂含量占聚烯烃树脂的质量百分比为０．００１～５．０％，抗氧化剂占聚烯烃树脂的质量百分比为０．００１～１％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱晓，靳磊，李顺阳，吴志庭，蒋占伟，黄元强，陈娜，万新水，
申请(专利权)人：河南义腾新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：41