一种改性聚烯烃隔膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种改性聚烯烃隔膜及其制备方法，隔膜由基材和改性剂反应得到，所述改性剂为光引发剂。所述制备方法包括以下步骤：S1、将聚烯烃与石蜡油混合后进行密炼、挤出、冷却铸片、拉伸、萃取，制得基材；S2、将改性剂与溶剂混合，溶解，搅拌混合均匀，得到改性剂溶液；S3、将步骤S2步骤中制得的改性剂溶液与步骤S1制得的基材充分接触，干燥后即得到隔膜1；S4、将步骤S3制得的隔膜1进行光照处理，制得改性聚烯烃隔膜。本发明专利技术提供的改性聚烯烃隔膜，通过溶液涂覆法将改性剂分散到基材各部分以及通过光照实现基材的聚烯烃链之间的交联，从而改善传统隔膜的破膜温度较低的缺点，制备的隔膜具有较高的破膜温度。膜具有较高的破膜温度。膜具有较高的破膜温度。

【技术实现步骤摘要】
一种改性聚烯烃隔膜及其制备方法

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[0001]本专利技术涉及锂电池隔膜
，具体涉及一种改性聚烯烃隔膜及其制备方法。

技术介绍
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[0002]隔膜作为锂电池的一个重要组成部分，位于电池正极和负极之间，其可以隔断电池正、负极，防止电池内部短路，同时允许锂离子自由穿过，保证电池充放电。聚烯烃(比如PE)类隔膜因具有强度高、良好的耐酸碱和溶剂性能、电化学稳定性等优点成为了商业化的隔膜材料之一。聚烯烃类材料因为其具有低成本，高化学稳定性和良好的电化学稳定性等优点成为了商业化隔膜的重要原料。但聚烯烃材料熔点比较低，在电池异常过热时容易发生熔断破膜，致使电池内部短路，从而发生危险，严重威胁使用者的生命安全。因此提高破膜温度可以提升锂电池的安全性。
[0003]为了提高电池的安全性能，现有技术中采用的方法有：(1)特制高熔点树脂掺杂，比如日本旭化成提供了一种电池隔膜，包括聚烯烃多孔膜，所述聚烯烃多孔膜包括聚乙烯和聚丙烯树脂，所述隔膜的破膜温度可达到160℃，该电池隔膜具有比传统电池隔膜更高的破膜温度，提升了电池的安全性。但该专利为聚乙烯树脂和聚丙烯树脂混合制备的，其中聚丙烯树脂为特制树脂，且隔膜TMA破膜温度<170℃。(2)硅氧烷接枝聚乙烯改性交联，比如韩国LG化学专利CN 105576172 A，CN 111108627 A，CN 111108628 A以及中国溧阳月泉专利CN 111081949 A提供了提高破膜温度的交联隔膜的制备方法。通过在聚乙烯隔膜制备过程中加入引发剂，硅氧烷交联剂，催化剂，从而制备出硅氧烷交联的隔膜。但该方法在制备过程中会不可避免的产生凝胶点，造成隔膜膜面异常，同时交联过程收缩严重且不均一。

技术实现思路
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[0004]本专利技术的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种改性聚烯烃隔膜及其制备方法。
[0005]实现本专利技术目的的技术方案是：一种改性聚烯烃隔膜，由基材和改性剂反应得到，所述基材的原料包括聚烯烃，基材厚度为0.5um
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20um；所述改性剂为光引发剂；改性聚烯烃隔膜的厚度为0.5um
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20um，TMA温度≥160℃，阻抗法破膜温度≥160℃，交联度≥10％。
[0006]优选的，所述聚烯烃为聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚己烯、乙烯
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丙烯共聚物、乙烯
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丁烯共聚物、乙烯
‑
己稀共聚物的一种或多种。
[0007]优选的，所述改性聚烯烃隔膜的透气值≤400s/100cc，孔隙率20％
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60％，孔径为在20nm
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80nm，针刺强度≥35gf/um，130℃热收缩率≤25％。
[0008]优选的，所述基材透气值≤400s/100cc，孔隙率20％
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60％，孔径为在20nm
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80nm，针刺强度≥35gf/um，130℃热收缩率≤25％，TMA破膜温度≤152℃，阻抗法破膜温度≤152℃，交联度≤0.5％。
[0009]优选的，所述光引发剂为二苯甲酮类光引发剂、硫杂蒽酮类光引发剂、蒽醌类光引发剂等中的一种或多种组合。
[0010]优选的，所述改性剂通过溶液状态转移到基材微孔内及基材表面。
[0011]此外，本专利技术还提供了改性聚烯烃隔膜的制备方法，包括以下步骤：
[0012]S1、将聚烯烃与石蜡油混合后进行密炼、挤出、冷却铸片、拉伸、萃取，制得基材；
[0013]S2、将改性剂与溶剂混合，溶解，搅拌混合均匀，得到改性剂溶液；
[0014]S3、将步骤S2步骤中制得的改性剂溶液与步骤S1制得的基材充分接触，干燥后即得到隔膜1；
[0015]S4、将步骤S3制得的隔膜1进行光照处理，制得改性聚烯烃隔膜。
[0016]优选的，所述步骤S2中，所述溶剂为甲醇、乙醇、二氯甲烷、丙酮、乙醚、石油醚、正己烷、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、甲基吡咯烷酮中的一种或多种组合。
[0017]优选的，所述步骤S3中，接触方式为涂覆。
[0018]优选的，所述步骤S4中，光照处理灯源为紫外光，波长100
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400nm，光照时间为0.1s
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600s。
[0019]本专利技术改性聚烯烃隔膜的有益效果是：
[0020]本专利技术的目的是提供一种具有高破膜温度的改性聚烯烃隔膜，该隔膜制备工艺包括传统湿法隔膜制备工艺制备基材，溶液涂覆法将改性剂分散到基材各部分以及通过光照实现基材的聚烯烃链之间的交联，从而改善传统隔膜的破膜温度较低的缺点，反应机理图如下。该方法具有工艺简单，可将改性剂带入隔膜微孔内部，制备的隔膜具有较高的破膜温度，可在线或离线制备，基本不对基材除破膜温度及凝胶含量的其他特性产生影响等优点。制备的隔膜与基材厚度相同，TMA破膜温度≥160℃，阻抗法破膜温度≥160℃，交联度≥10％，
[0021]附图说明：
[0022]图1为实施例1所制得的隔膜的SEM图；
[0023]图2为对比例1所制得的隔膜的SEM图；
[0024]图3为实施例5所制得的隔膜的SEM图；
[0025]图4为实施例1与对比例1所制得的隔膜的TMA破膜温度曲线图。
具体实施方式：
[0026]下面结合附图对本专利技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易被本领域人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0027]实施例1
[0028]一种改性聚烯烃隔膜，由基材和改性剂反应得到，所述基材的原料包括聚烯烃，基材厚度为8.6um，TMA破膜温度152℃，阻抗法破膜温度152℃，交联度0.4％，基材内含有微孔，孔隙率为34％；所述改性剂为光引发剂。制得的改性聚烯烃隔膜的TMA温度217℃，阻抗法破膜温度166℃，交联度55.2％。
[0029]所述聚烯烃为聚乙烯。所述基材透气值146s/100cc，孔径为45nm，单位厚度针刺强度45.9gf/um，130℃热收缩率MD 16％，TD 12.3％。
[0030]所述改性剂为2
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异丙基硫杂蒽酮。所述改性剂通过溶液状态转移到基材微孔内及基材表面。
[0031]此外，本专利技术还提供了改性聚烯烃隔膜的制备方法，包括以下步骤：
[0032]S1、将聚烯烃与石蜡油(质量比为3:1)混合后进行密炼，230℃混炼10min，挤出，冷却铸片，制得含油基片，所述含油基片经过双向拉伸(拉伸倍率为双向各7倍)，萃取，制得基材；
[0033]S2、将改性剂与溶剂混合，溶解，搅拌混合均匀，得到改性剂溶液；溶剂为二氯甲烷；
[0034]S3、将步骤S2步骤中制得的改性剂溶液与步骤S1制得的基材浸涂，以充分接触，干燥后即得到隔膜1；
[0035]S4、将步骤S3制得的隔膜1进行紫外光辐照，辐照时间为10s，制得改性聚烯烃隔膜。
[0036]实施例2...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性聚烯烃隔膜，其特征在于，由基材和改性剂反应得到，所述基材的原料包括聚烯烃，基材厚度为0.5um
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20um；所述改性剂为光引发剂；改性聚烯烃隔膜的厚度为0.5um
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20um，TMA温度≥160℃，阻抗法破膜温度≥160℃，交联度≥10％。2.根据权利要求1所述的改性聚烯烃隔膜，其特征在于，所述聚烯烃为聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚己烯、乙烯
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丙烯共聚物、乙烯
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丁烯共聚物、乙烯
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己稀共聚物的一种或多种。3.根据权利要求1所述的改性聚烯烃隔膜，其特征在于，所述改性聚烯烃隔膜的透气值≤400s/100cc，孔隙率20％
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60％，孔径为20nm
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80nm，针刺强度≥35gf/um，130℃热收缩率≤25％。4.根据权利要求1所述的改性聚烯烃隔膜，其特征在于，所述基材透气值≤400s/100cc，孔隙率20％
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60％，孔径为在20nm
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80nm，针刺强度≥35gf/um，130℃热收缩率≤25％，TMA破膜温度≤152℃，阻抗法破膜温度≤152℃，交联度≤0.5％。5.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李帅，李大伟，刘勇标，
申请(专利权)人：溧阳月泉电能源有限公司，
类型：发明
国别省市：