[发明专利]聚烯烃微孔隔膜及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚烯烃微孔隔膜及其制作方法，属于薄膜制造领域。

背景技术

由于聚烯烃微孔薄膜的广泛用途及可观的经济效益，国内近年来对聚 烯烃微孔薄膜的研究逐渐升温。该种聚烯烃微孔薄膜可用于气体分离膜和 反渗透膜的底膜；也可用于透析、无菌包装等医学用途；工业水处理膜以 及锂离子电池隔膜。CN1272374C公开的“一种聚丙烯微孔膜及其制备方法” 是采用聚丙烯、单组分成核剂和油类为原料，经挤出平膜、退火、两阶段 单向拉伸、热定型和收卷制成聚丙烯微孔膜。但在微孔膜的制作过程中， 由于是采用两次单向拉伸的方法，其总伸长率30％～300％，因此所制得的 微孔膜孔形为狭长形，造成孔径难以控制。另外其横向无强度导致薄膜极 易撕裂，很难被工业化利用。而CN1233051C所公开的“一种锂电池隔膜 的生产方法”，虽然能分别通过纵向和横向的双向拉伸来解决孔径难以控制 的问题，但由于纵向拉伸和横向拉伸是采用相同拉伸倍数，易导致薄膜出 现贯穿的微孔，同时由于该方法未进行高温下预收缩的松弛处理，因此采 用该方法制成的隔膜热收缩率偏大，这些缺点使其作为锂离子电池隔膜使 用时易使锂离子电池发生短路。另外由于聚丙烯的非亲水性，该种薄膜作 为锂离子电池隔膜吸附电解液能力不佳，同时也由于离子导电率偏低从而 使锂离子电池内阻偏大，影响锂离子电池性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有微孔均匀、透气性和热收缩性能好、 且具有高离子导电率的聚烯烃微孔隔膜及其制作方法。

本发明为达到上述目的的技术方案是：一种聚烯烃微孔隔膜，其特征 在于：由聚烯烃微孔基膜和镀在聚烯烃微孔基膜上面或/和下面的氧化物层 构成，所述的聚烯烃微孔基膜按重量百分比由96.5％-99.995％的均聚聚丙 烯树脂和0.005％-3.5％的β晶型成核剂构成，该聚烯烃微孔基膜的平均孔 径在80-200纳米，孔隙率为30％-50％，透气率在 1.5-15ml.cm/cm².sec.atm，所述氧化物层的厚度在0.05-2微米，所述的氧 化物层为纳米氧化铝层或氧化硅层，且氧化铝或氧化硅的材料粒径在10- 150纳米。

其中，所述β晶型成核剂为稀土成核剂、二元羧酸盐成核剂和环己酰 胺成核剂中的其中之一或二种或三种混合。

所述的二元羧酸盐成核剂为庚二酸钙、庚二酸钡、辛二酸钙或庚二酸 钠。

本发明聚烯烃微孔隔膜的制备方法，其特征在于：

(1)、熔融和挤出：将96.5wt％-99.995wt％的均聚聚丙烯树脂和 0.005wt％-3.5wt％的β晶型成核剂充分混合后送入挤出机内，在180-280 ℃温度下经挤出机熔融挤出膜片，用低于140℃温度的铸片辊对膜片冷却；

(2)、拉伸：膜片在110℃-150℃的温度下，以1.4-5.5的纵拉伸倍数 下进行纵向拉伸，时间小于0.5s，再在1.1-4的横向拉伸倍数进行横向拉 伸，时间小于0.5s，且纵向拉伸倍数大于横向拉伸倍数；

(3)、松驰和热定型：膜片在110℃-180℃的温度下同时进行纵向和横 向预收缩的松驰，松弛时间在0.5-10min，然后再在130℃-200℃的温度 下进行热定型处理，热定型时间0.2-5s，制成聚烯烃微孔基膜；

(4)、镀层：在聚烯烃微孔基膜上或/和下面用磁控溅射镀氧化物层，该 氧化物层厚度控制在0.05-2微米，制成聚烯烃微孔隔膜，其中，磁控溅射 时的磁场强度为1000G，在惰性气体中，射频功率200-600W，溅射电压 -100--200v，沉积温度60-120℃，沉积时间2-10秒。

本发明采用上述技术方案后具有以下优点：

1、本发明在聚烯烃微孔基膜的表面镀有厚度在0.05-2微米的氧化物 层，在该氧化物层的作用下，氧化物使隔膜具有高离子导电率，本发明聚 烯烃微孔隔膜的离子导电率比普通聚烯烃微孔薄膜提高3-5倍，作为锂离 子电池隔膜能减小锂离子电池的内阻，从而能提高锂离子电池性能。