[发明专利]聚丙烯微孔膜及其制备方法

说明书

技术领域

本申请涉及电池隔膜领域，特别是涉及一种聚丙烯微孔膜及其制备方法，以及该聚丙烯微孔膜的应用。

背景技术

聚烯烃微孔膜材料是重要的新型功能材料，被广泛应用于污水净化、电池隔膜材料、生物医用分离等方面。应用于电池隔膜材料时，其决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性，性能优异的电池隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。

聚烯烃微孔膜的制备方法主要有分为湿法相分离和干法熔融拉伸，当采用干法拉伸时，聚烯烃微孔膜的微观均匀性是指在厚薄均匀的条件下，通过扫描电镜照片观察到的片晶排列状况、孔的大小以及分布形态。微观均匀性最终反应在锂电池隔膜的横、纵向拉伸强度、穿刺强度、孔隙率以及热收缩等性能的均一性上面，并且锂电池隔膜性能的均一性会影响电池的合格率、安全性和寿命；同时，控制产品微观均匀性，提高产品性能均一性，提高产品成品率，是隔膜制造商最为关心的问题。

目前，一旦工艺确认之后，成品率主要依靠设备的精密性，但一方面精密设备成本较高，另一方面仍然不能从前端解决均匀性的问题，从而最终造成产能浪费。因此，有必要从源头寻找方法来调控锂电池隔膜的性能均一性。

发明内容

本申请的目的是提供一种片晶排列良好、微孔大小和分布均匀的聚丙烯微孔膜，以及该聚丙烯微孔膜的制备方法和应用。

为了实现上述目的，本申请采用了以下技术方案：

本申请的一方面公开了一种聚丙烯微孔膜，该聚丙烯微孔膜由重量分数80%~90%的第一组分，和重量分数10%~20%的第二组分组成；第一组分为重均分子量2×10⁵~5×10⁵的聚丙烯，第二组分为重均分子量5×10⁴~1×10⁵的聚丙烯。

进一步的，第一组分中含有小于第一组分重量分数8%的分子量低于1×10⁴的低分子量级分，和小于第一组分重量分数8%的分子量大于8×10⁵的高分子量级分。

进一步的，第一组分的重均分子量与数均分子量之比为M_w/M_n，且3≤M_w/M_n≤8；第一组分的粘均分子量为M_v，且100000≤M_v≤1000000。

进一步的，第二组分中含有小于第二组分重量分数5%的分子量低于1×10⁴的低分子量级分，和小于第二组分重量分数5%的分子量大于1×10⁵的高分子量级分。

进一步的，第二组分的重均分子量与数均分子量之比为M_w′/M_n′，且1≤M_w′/M_n′≤10；第二组分的粘均分子量为M_v′，且50000≤M_v′≤500000。

本申请的聚丙烯微孔膜中，第一组分为均聚物，第二组分为均聚物和共聚物中的一种或两种，其中，共聚物包括无规共聚物、嵌段共聚物、交替共聚物和接枝共聚物中的至少一种。

本申请的另一方面公开了一种制备本申请的聚丙烯微孔膜的制备方法，该制备方法包括将第一组分和第二组分混合作为聚丙烯原料，将聚丙烯原料熔融挤出成基膜，然后将基膜干法拉伸成聚丙烯微孔膜。并且，优选的制备方法中所采用的第一组分为均聚物，第二组分为均聚物和共聚物中的一种或两种，其中，共聚物包括无规共聚物、嵌段共聚物、交替共聚物和接枝共聚物中的至少一种。

本申请的制备方法中，熔融挤出基膜的牵伸比为10~100，优选的牵伸比为50~80；将基膜干法拉伸成微孔膜的步骤包括退火、拉伸和热定型；退火的温度为100℃~150℃，优选的温度为120℃~140℃，退火的时间为20min～1h，优选的时间为30min~40min；拉伸的拉伸倍率为60%~150%。

本申请还公开了本申请的聚丙烯微孔膜在电池隔膜中的应用。

本申请的再一方面还公开了一种电池隔膜，该电池隔膜中包含有本申请的聚丙烯微孔膜。需要说明的是，本申请公开的电池隔膜可以是单层或多层，当电池隔膜为单层时，则该层即本申请的聚丙烯微孔膜；当电池隔膜为多层时，其中至少一层为本申请的聚丙烯微孔膜。

由于采用以上技术方案，本申请的有益效果在于：