[发明专利]一种锂离子电池用聚乙烯隔膜及其制备方法

说明书

本发明涉及一种锂离子电池用聚乙烯隔膜及其制备方法。该锂离子电池用聚乙烯隔膜包括以下重量份的组分：混合聚乙烯50份、纳米无机氧化物1‑5份；混合聚乙烯包括超高分子量聚乙烯和特高分子量聚乙烯；纳米无机氧化物的粒径为1‑20nm。本发明提供的锂离子电池用聚乙烯隔膜，主要是控制纳米无机氧化物的粒径和加入量来对制备隔膜的混合聚乙烯进行改性，其可在湿法制膜过程中杂糅至以超高分子量聚乙烯为主体的分子链中，促进分子链的解缠和打开，起到对树脂基体的增韧作用，并且在拉伸制膜过程中促进均匀开孔。隔膜性能检测结果表明，该聚乙烯隔膜在3‑16μm水平下，可实现高强度、高孔隙率的兼顾，实现了隔膜综合性能的全面提升。

技术领域

本发明属于锂离子电池隔膜领域，具体涉及一种锂离子电池用聚乙烯隔膜及其制备方法。

背景技术

在锂电池结构系统中，隔膜是关键的内层组件之一，隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等参数，从而影响电池的容量、循环及安全性能，优异的隔膜产品对提高锂离子电池的综合性能具有重要作用。目前，各电池厂家均在努力提升电池的能量密度和放电功率，以期满足电动汽车等产业对电池的更高需求。

高镍电池是具备较高能量密度的电池品种之一，其是以高镍三元材料(NCM/NCA，Ni的摩尔分数≥0.6)为正极，搭配硅碳负极材料制成。高镍电池对隔膜性能具有较高的要求，为满足高放电功率和安全性的要求，往往要求隔膜在较薄厚度下，具有更高的孔隙率和强度。

公布号为CN106252563A的专利申请公开了一种锂离子电池隔膜及其制备方法，其是以超高分子量聚乙烯、特高分子量聚乙烯、高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、聚丙烯和助剂来制备具有良好界面结构、厚度较小、内阻低的隔膜产品。如何在进一步降低隔膜厚度的基础上，提高孔隙率和力学强度，对提升高镍电池的能量密度和放电功率具有重要作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锂离子电池用聚乙烯隔膜，从而解决现有聚乙烯隔膜在较低厚度下，强度和孔隙率低的问题。

本发明还提供了上述锂离子电池用聚乙烯隔膜的制备方法。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种锂离子电池用聚乙烯隔膜，包括以下重量份的组分：混合聚乙烯50份、纳米无机氧化物1-5份；混合聚乙烯包括超高分子量聚乙烯和特高分子量聚乙烯；纳米无机氧化物的粒径为1-20nm。

本发明提供的锂离子电池用聚乙烯隔膜，主要是控制纳米无机氧化物的粒径和加入量来对制备隔膜的混合聚乙烯进行改性，其可在湿法制膜过程中杂糅至以超高分子量聚乙烯为主体的分子链中，促进分子链的解缠和打开，起到对树脂基体的增韧作用，并且在拉伸制膜过程中促进均匀开孔。隔膜性能检测结果表明，该聚乙烯隔膜在厚度为3-16μm水平下，可实现高强度、高孔隙率的兼顾，对透气性能也有一定的程度的改善，实现了隔膜综合性能的全面提升。

从成本以及对隔膜强度、耐热性等方面整体出发，优选的，所述纳米无机氧化物为氧化铝、氧化锆、二氧化硅中的至少一种。为进一步优化上述纳米无机氧化物对隔膜各项性能的改善效果，优选的，所述纳米无机氧化物的粒径为3-6nm。

超高分子量聚乙烯、特高分子量聚乙烯均为市售常规商品，可通过市售常规渠道获得，为进一步优化聚乙烯隔膜制品的稳定性，优选的，超高分子量聚乙烯和特高分子量聚乙烯的质量比为(60-90):(10-40)；超高分子量聚乙烯的重均分子量为120-150万，特高分子量聚乙烯的重均分子量为70-80万。