[发明专利]一种小孔径锂电池隔膜及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种小孔径锂电池隔膜及其制备方法和应用。一种小孔径锂电池隔膜的制备方法，包括如下步骤：A、将树脂和成膜溶剂混合，熔融挤出，冷却形成片材；B、在100～130℃下使所述片材经过纵向拉伸和一次横向拉伸，制成薄膜；C、对所述薄膜进行萃取，形成微孔膜；D、使所述微孔膜经过二次横向拉伸及热定型，制成所述隔膜；其中，所述二次横向拉伸的拉伸比为0.6～1.1，所述热定型的温度为115～130℃。本发明的小孔径锂电池隔膜的孔径较小且较为均匀。

技术领域

本发明属于锂电池隔膜领域，涉及一种小孔径锂电池隔膜及其制备方法、以及其在涂布膜及涂布膜制备中的应用。

背景技术

锂电池的主要组成结构为正负极、隔膜、有机电解液和电池外壳。在这些结构之中，隔膜是关键的内层组件之一。隔膜主要起两个作用。第一个作用是作为绝缘层，绝缘层的存在能有效的防止因正负电极相接触而导致的锂电池内部的短路。第二个作用是作为半透层，半透层可以阻止体积较大的分子通过，允许小体积的带电离子通过，这样可以提高正负电极附近的浓度差，有利于离子的扩散，从而提高锂电池的存储效率。

目前各大锂电隔膜制造商生产的微孔隔膜平均孔径普遍≥30nm，且孔径分布宽，均匀性也较为一般。孔径大会导致电池自放电现象严重，且吸液保液率差。孔径大小不均匀，低温充电时更易产生负极局部析锂现象，导致电池容量衰减加重。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种小孔径锂电池隔膜及其制备方法，该隔膜的孔径较小且较为均匀。本发明还提供一种基于该小孔径锂电池隔膜的紫外光固化高耐热隔膜及其制备方法。

根据本发明的第一个方面，一种小孔径锂电池隔膜的制备方法，包括如下步骤：

A、将树脂和成膜溶剂混合，熔融挤出，冷却形成片材；

B、在100～130℃下使所述片材经过纵向拉伸和一次横向拉伸，制成薄膜；

C、对所述薄膜进行萃取，形成微孔膜；

D、使所述微孔膜经过二次横向拉伸及热定型，制成所述隔膜；

其中，所述二次横向拉伸的拉伸比为0.6～1.1，所述热定型的温度为115～130℃。

在一优选的实施例中，所述二次横向拉伸的拉伸比为0.6～1.0。

在一优选的实施例中，所述热定型的温度为120～128℃。

在一优选的实施例中，步骤B中，所述一次横向拉伸在120～130℃下进行。

在一优选的实施例中，所述树脂包括粘均分子量30万至100万的高密度聚乙烯，所述一次横向拉伸在122～127℃下进行，所述二次横向拉伸的拉伸比为0.6～0.8，所述热定型的温度为124～126℃。

在一具体且优选的实施例中，所述制备方法具体实施如下：将重量百分比为20～50％的树脂和50～80％的成膜溶剂混合，在150～250℃下熔融挤出，以20～100℃/s的冷却速度冷却成片材；依次使所述片材在100～130℃经过纵向拉伸，在120～130℃经过一次横向拉伸，制成薄膜；使所述薄膜通过萃取溶剂进行萃取，形成微孔膜，烘干；使烘干后的所述微孔膜在115～130℃下经过二次横向拉伸和热定型，所述二次横向拉绳的拉伸比为0.6～1.1。采用20～100℃/s的冷却速度，通过快速冷却从而抑制片材结晶度的上升，使其更容易成为适于拉伸的片材，有利于形成小孔径的微孔。一般而言如果冷却速度慢，即材料结晶时间长，则会形成比较大的结晶，因此片材的微观上的枝装结构也更粗更大。与此相对如果冷却速度快，及结晶材料结晶时间断，则会形成比较小的结晶，因此片材的高级结构变得致密，均匀。

根据本发明的第二个方面，一种小孔径锂电池隔膜，所述小孔径锂电池隔膜的平均孔径小于30nm，最大孔径与平均孔径的差值小于5nm，透气度大于140s。