一种双层微孔膜的制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种双层微孔膜的制备方法及其应用，将单层膜片沿纵向对称轴切割，一分为二形成两张半单层膜片，以切割前单层膜片的两侧边作为半单层膜片的边侧，以切割时形成的新边作为半单层膜片的中间侧，在进行多层膜片叠加时按照半单层膜片的边侧与另一张半单层膜片的中间侧相贴合的方式组合成双层膜片组，将双层膜片组进行叠加复合成多层复合层，再将多层复合层进行后续拉伸处理、分层剥离，得双层微孔膜。本发明专利技术不仅消除了多层复合膜的横向微孔分布的不均匀性，还保证了成品双层微孔膜的横向平整度，有效降低了双层聚合物隔膜成品制备过程中的波浪堕膜问题。制备过程中的波浪堕膜问题。制备过程中的波浪堕膜问题。

【技术实现步骤摘要】
一种双层微孔膜的制备方法及其应用


[0001]本专利技术属于锂电池隔膜
，具体涉及一种双层微孔膜的制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]电池隔膜是锂离子电池中阻隔正负极、防止短路的关键材料。干法拉伸隔膜是目前隔膜市场的主流工艺方法之一。干法拉伸和较其它工艺相比，具有安全性高、制备过程环保无污染等优点。
[0003]随着近年来隔膜技术的不断提升，隔膜物理性能良率得到良好的改善。隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响到电池的容量、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。聚丙烯微孔膜具有耐高温、刚性好、高安全性等特点。
[0004]在安全性能上，双层隔膜比单层隔膜的更具有优越性，例如常见的PP\PP双层隔膜，其由两个单层隔膜复合而成。目前，这类双层隔膜的制备通常包括：将聚烯烃原料通入到挤出系统，通过模头挤出得到的挤出膜片，将挤出膜片经退火处理后得到单层膜片。将若干个单层膜片进行叠加形成多层复合层，再将该复合层进行冷拉、热拉、热定型等工艺得到多层复合基膜。目前聚丙烯微孔膜，普遍采用干法拉伸工艺制备。聚丙烯微孔膜的其中一个技术难点就是造孔。
[0005]研究显示，聚丙烯微孔膜的成孔原理主要是，挤出时在拉伸应力下形成片晶结构，在后续的退火、拉伸过程中，利用结晶成长、拉伸成孔。为了提高成孔的均匀性，通常会在聚丙烯原材料中添加部分成核添加剂或晶型改性剂；或者，优化退火和拉伸条件，改善结晶情况，从而起到改善微孔的作用。
[0006]虽然，现有的研究显示，可以通过高温退火使基膜取向片晶更完善；但是，片晶排列不均匀问题一直是客观存在。进一步地，在挤出膜片的横向结晶度分布上，由于是单向纵向流延成膜片，形成单取向片晶膜片，不论通过任何的工艺变更，挤出融体在流延过程中都存在从两边部向中间颈缩的问题，造成其横向结晶度排布呈弧型分布，在此因素下，最终制备到的聚丙烯微孔膜的微孔密度的分布同样呈弧型分布，从而使隔膜的横向微孔分布不均匀，造成隔膜在电池上的应用存在极大的性能差异。因此，如何解决聚丙烯微孔膜的微孔分布均匀性问题是本领域的研究重点和难点。
[0007]此外，干法拉伸工艺在制备聚丙烯微孔膜过程中还存在波浪堕膜问题，成品横向不够平整。

技术实现思路

[0008]本专利技术旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种双层微孔膜的制备方法及其应用，能够消除双层聚丙烯微孔膜成品横向微孔分布的不均匀性，同时改善双层聚丙烯微孔膜成品横向平整性。
[0009]根据本专利技术的一个方面，提出了一种双层微孔膜的制备方法，包括以下步骤：
[0010]S1：将聚烯烃原料通入到挤出系统，通过模头挤出的熔体在激冷辊上纵向流延，得到单取向挤出膜片，所述单取向挤出膜片经退火处理得到单层膜片；
[0011]S2：将所述单层膜片沿纵向对称轴切割，一分为二形成两张半单层膜片，以切割前单层膜片的两侧边作为所述半单层膜片的边侧，以切割时形成的新边作为所述半单层膜片的中间侧，在进行多层膜片叠加时按照半单层膜片的边侧与另一张半单层膜片的中间侧相贴合的方式组合成双层膜片组；
[0012]S3：将所述双层膜片组进行叠加复合成多层复合层，再将所述多层复合层进行后续拉伸处理、分层剥离，即得所述双层微孔膜。
[0013]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S1中，所述聚烯烃原料为聚乙烯或聚丙烯。
[0014]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S1中，在挤出时，熔体流动指数为0.05
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30g/10min，密度为0.85
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0.97g/cm3，塑化温度为150
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250℃，模口温度为170
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240℃。
[0015]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S1中，所述激冷辊的温度为60
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90℃。
[0016]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S1中，通过控制模口狭缝口的间隙与目标膜片厚度的倍率得到不同结晶度的单取向挤出膜片，所述模口的间隙与目标膜片厚度的倍率范围为80
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160。小于80结晶度过小，不利于后续拉伸成孔，大于160形成片晶过多，造成后续拉伸孔径过大。
[0017]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S1中，所述退火在恒温烘箱中进行，所述恒温烘箱的温度为90
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150℃。进一步地，对于原料为聚乙烯的膜片，恒温烘箱的温度为90
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125℃。进一步地，退火的时间为300
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1440min。
[0018]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S3中，所述拉伸处理包括冷拉、热拉和热定型。
[0019]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S3中，所述冷拉的温度为20
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50℃，冷拉倍率为1.1
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1.2。小于1.1会拉出银纹缺陷效果不佳，大于1.2会造成银纹断裂，最后造成孔径过大。
[0020]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S3中，所述热拉的温度为90
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145℃，热拉倍率为2.3
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3.5。
[0021]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S3中，所述热定型的温度为145
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155℃，回缩率为20％
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35％。
[0022]本专利技术还提供所述的制备方法制得的所述双层微孔膜在锂离子电池中的应用。
[0023]根据本专利技术的一种优选的实施方式，至少具有以下有益效果：
[0024]本专利技术在制备过程中根据挤出膜片挤出时形成的结晶度呈弧形排布规律，对单层膜片在进行对称分割后在进行多层复合时按两半个单层膜片的边侧与中间侧相贴合的方式进行组合再叠加，两张半单层膜片在贴合后其结晶分布密度得到互补，进而使得后续拉伸成孔后形成的微孔密度互补，同时两张半单层膜片的横向波浪也得到互补，该方法不仅消除了多层复合膜的横向微孔分布的不均匀性，还保证了成品双层微孔膜的横向平整度，有效降低了双层聚合物隔膜成品制备过程中的波浪堕膜问题。
附图说明
[0025]下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步的说明，其中：
[0026]图1为本专利技术实施例1单层膜片裁切前后示意图；
[0027]图2为本专利技术实施例1制得的双层聚丙烯微孔膜的SEM图；
[0028]图3为本专利技术对比例1制得的双层聚丙烯微孔膜的SEM图；
[0029]图4为本专利技术实施例1制得的双层聚丙烯微孔膜的实物图；
[0030]图5为本专利技术对比例1制得的双层聚丙烯微孔膜的实物图。
具体实施方式
[0031]以下将结合实施例对本专利技术的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本专利技术的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本专利技术的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本专利技术保护的范围。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双层微孔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将聚烯烃原料通入到挤出系统，通过模头挤出的熔体在激冷辊上纵向流延，得到单取向挤出膜片，所述单取向挤出膜片经退火处理得到单层膜片；S2：将所述单层膜片沿纵向对称轴切割，一分为二形成两张半单层膜片，以切割前单层膜片的两侧边作为所述半单层膜片的边侧，以切割时形成的新边作为所述半单层膜片的中间侧，在进行多层膜片叠加时按照半单层膜片的边侧与另一张半单层膜片的中间侧相贴合的方式组合成双层膜片组；S3：将所述双层膜片组进行叠加复合成多层复合层，再将所述多层复合层进行后续拉伸处理、分层剥离，即得所述双层微孔膜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述聚烯烃原料为聚丙烯或聚乙烯。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，在挤出时，熔体流动指数为0.05
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30g/10min，密度为0.85
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0.97g/cm3，塑化温度为150
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250℃，模口温度为170
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240℃。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：李大星，彭海生，
申请(专利权)人：佛山市盈博莱科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：