[发明专利]一种聚丙烯微孔膜及其制备方法和应用

说明书

本申请公开了一种聚丙烯微孔膜及其制备方法和应用。本申请的聚丙烯微孔膜制备方法包括，依序对流延膜进行退火处理、拉伸处理和热定型处理；退火处理的温度为143℃‑146℃，退火处理时间为5h‑12h；拉伸处理包括在室温至110℃的温度下进行1.1‑1.4倍率的冷拉，以及在140℃‑155℃下进行1.9‑2.5倍率的热拉。本申请的制备方法，通过高温退火和低温拉伸，使获得的微孔膜孔小而致密，不仅具有更高的孔隙率，而且透气值降低，所制备的微孔膜作为电池隔膜使用时，能够改善电池内部自放电的问题，增加3C循环周期，提高电池使用寿命。

技术领域

本申请涉及锂离子电池隔膜领域，特别是涉及一种聚丙烯微孔膜及其制备方法和应用。

背景技术

锂离子动力电池因其具有能量高、电池电压高、工作温度范围宽、循环寿命长等优点，已广泛应用于移动电话、便携式计算机、摄像机、照相机等。大容量锂离子动力电池已在电动汽车中使用，这将成为21世纪电动汽车的主要动力电源之一，并且已经在人造卫星、航空航天和储能等方面得到应用。

在锂电池的结构中，隔膜是关键的内部组件之一，隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环性能以及安全性能等特性，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。

聚丙烯微孔膜具有耐高温、刚性好、高安全性等特点。挤出流延单向拉伸方法具有工艺过程简单、孔结构均匀、无环境污染等优势。因此，目前聚丙烯微孔膜，都采用挤出流延单向拉伸方法制备。但是，基于挤出流延拉伸的聚丙烯微孔膜制备方法存在如下缺陷：在拉伸时，如果采用低温拉伸，能够获得孔小而密的微孔膜，其平均孔径在15nm-30nm之间，但是，微孔膜的透气值会升高、孔隙率降低；因此，目前聚丙烯微孔膜普遍采用高温拉伸，然而高温拉伸得到的微孔膜的孔径较大，容易造成大孔缺陷，进而导致在电池使用时，造成 3C循环差、易产生自放电、安全性能差等问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种改进的聚丙烯微孔膜的制备方法，所制备的聚丙烯微孔膜及其应用。

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的制备方法，该制备方法包括依序对流延膜进行退火处理、拉伸处理和热定型处理；其中，退火处理的温度为 135℃-146℃，退火处理时间为5h-12h；拉伸处理包括在室温至110℃的温度下进行1.1-1.4倍率的冷拉，以及在140℃-155℃下进行1.9-2.5倍率的热拉。

需要说明的是，本申请的制备方法通过高温退火、低温拉伸，能够获得孔小而致密的微孔膜；与此同时，通过拉伸工艺的调整，增大热拉倍率，使微孔膜的孔隙率升高、透气值降低，改善了电池内部自放电的问题，也增加了3C循环周期，提高了电池使用寿命。

优选的，热定型处理的温度为150℃-165℃，定型倍率为0.7-1.0。

优选的，热定型温度为165℃。

需要说明的是，本申请的优选方案中，进一步的，通过热定型工艺的调整，升高热定型温度，从而降低微孔膜热收缩，提高微孔膜热稳定性，在提高力学性能、完善微孔膜孔结构的同时，也大大提高了微孔膜应用于电池中的安全性。特别是本申请的一种实现方式中，将热定型温度提升为165℃，能够提高微孔膜的力学性能，改善其安全性和热稳定性。

优选的，退火处理的温度为145℃-146℃。

需要说明的是，本申请的一种实现方式中，将退火温度提升至145℃-146℃，能够获得更厚的片晶，微孔膜结构规整，孔径更小，膜一致性也更好，微孔膜力学性能显著提高，并且，微孔膜的离子电导率和安全性能都有所提高。

优选的，冷拉的拉伸倍率为1.3-1.4。