[发明专利]一种耐高温聚萘酯微孔隔膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐高温聚萘酯微孔隔膜及其制备方法。所述的隔膜由以下重量百分比的组分制成：聚萘二甲酸乙二醇酯35～64.9％、超高分子量聚乙烯0～20％、成孔剂35～44.6％、抗氧化剂0.1～0.5％；其中：所述聚萘二甲酸乙二醇酯的平均分子量为2×10⁴～3.5×10⁴，熔点为250～270℃，玻璃化转变温度为110～130℃，特性粘度为0.8～1.2dL/g；所述超高分子量聚乙烯的平均分子量为1.5×10⁶～2.5×10⁶。本发明通过选取具有特定分子量、玻璃化转变温度和特性粘度参数的聚萘二甲酸乙二醇酯树脂与超高分子量聚乙烯、成孔剂和抗氧化剂进行组配，使制得的聚萘酯微孔隔膜的耐高温性能和机械强度得到明显提高。

技术领域

本发明涉及一种电池隔膜，具体涉及一种耐高温聚萘酯微孔隔膜及其制备方法。

背景技术

锂离子电池隔膜是指在电池正极和负极之间一层隔膜材料，是电池中非常关键的部分，它的主要作用是隔离正、负极并使电池内的电子不能自由穿过，让电解质液中的离子在正负极之间自由通过。目前，在用作锂离子电池隔膜的材料中，聚乙烯或聚丙烯占主导地位。这类材料不仅来源广泛、价格便宜，还具有化学惰性，和绝大多数极性电解质都不起化学反应并且不相容，但其缺点是耐热性差，在150℃以上热收缩率超过15％以上，极易造成电极极片外露而短路。即使是耐热性较好的聚丙烯制成的薄膜，其长期使用温度通常不超过120℃，超过该温度后，聚合物薄膜易发生熔体塌缩，从而导致电池内部正负极接触而造成短路，进一步可能会导致灾难性的结果。

随着锂离子电池工业的发展，电池体积越来越小，能量和功率密度越来越高，这就要求组成电池的聚合物隔膜材料具有更好的耐热性。与聚烯烃类材料相比，聚酯材料同样具有优异的电绝缘性、耐电解液腐蚀性和电化学稳定性，此外还具有更高的力学性能和热稳定性能。现有技术中，已有采用聚酯作为锂电池隔膜材料的相关报道，如公开号为CN102969470A的发明专利，公开了一种聚酯类锂离子电池隔膜及其制备方法，它是先将无机填充粒子与聚酯(包括聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN))制备成聚酯母料；再将所得母料与多孔性聚酯薄膜的原料按计量份混和，通过双向拉伸工艺制成聚酯基膜；再用有机溶剂处理所得的聚酯基膜，使所述无机填充粒子发生相分离析出基膜，以得到所述的聚酯类锂离子电池隔膜。该发明采用聚酯材料作为基体，聚酯材料具有更高的力学性能和尺寸稳定性；以SiO₂、CaCO₃等作为填充粒子，通过调整无机填充颗粒的大小、形状及其重量百分含量，以实现对隔膜孔的形状和孔隙率的调节，虽然所得多孔性聚酯薄膜具有较高的拉伸强度和耐穿刺强度，但从其说明书中给出的数据来看，其机械性能等还不够理想；另一方面，该发明采用在聚酯类树脂中加入无机填料成孔的方法制备聚酯微孔隔膜，而无机填料的加入使得本身粘度就大的熔体粘度变得更大，这会增加加工难度，导致混合不均匀，并致使所得隔膜品质不均一以及由此所致的针孔形成。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种收缩率低、拉伸强度和熔破温度更高的耐高温聚萘酯微孔隔膜及其制备方法。

本发明所述的耐高温聚萘酯微孔隔膜，它由以下重量百分比的组分制成：

聚萘二甲酸乙二醇酯35～64.9％、超高分子量聚乙烯0～20％、成孔剂35～44.5％、抗氧化剂0.1～0.5％；其中：

所述聚萘二甲酸乙二醇酯的平均分子量为2×10⁴～3.5×10⁴，熔点为250～270℃，玻璃化转变温度为110～130℃，特性粘度为0.8～1.2dL/g；

所述超高分子量聚乙烯的平均分子量为1.5×10⁶～2.5×10⁶。