[发明专利]一种粘结性能改善的聚烯烃微孔膜及其制备方法和应用

说明书

本申请公开了一种粘结性能改善的聚烯烃微孔膜及其制备方法和应用。本申请的聚烯烃微孔膜包括基膜和涂覆于基膜两个表面的聚偏氟乙烯涂层；基膜由上表层、中间层和下表层组成，中间层为聚丙烯通过微纳层叠技术形成的多层结构，或者聚丙烯层和聚乙烯层通过微纳层叠技术形成的多层结构；上表层和下表层均为聚丙烯层。本申请的聚烯烃微孔膜，基膜多层结构具有更好的安全性，微纳层叠技术形成的中间层，在提高隔膜力学性能的同时，可将隔膜做到更薄，能满足薄型化高安全隔膜需求。聚偏氟乙烯涂层使聚烯烃微孔膜与电池正负极间具有更好的粘结性，使制备的电池一体性更好，还能改善隔膜电解液浸润性和吸液性；有助于提高电池的循环性能。

技术领域

本申请涉及锂离子电池隔膜领域，特别是涉及一种粘结性能改善的聚烯烃微孔膜及其制备方法和应用。

背景技术

锂电池隔膜是锂电池中最重要的材料之一，制备安全、环保、低成本的微孔膜是生产过程中的难点。锂电池隔膜需要在安全性、功能性、成本等方面进行平衡，这是未来锂电池隔膜的发展方向和研究重点。

目前，锂电池隔膜的制造方法有湿法和干法两种。为了提高锂电池隔膜的性能，会在隔膜表面涂布功能涂层进行改性，以满足特定需求。湿法制备的锂电池隔膜，一般是在其表面进行陶瓷涂布提高锂电池隔膜的耐温性。干法制备分为干法单拉工艺和干法双拉工艺，干法单拉工艺为现在的主流工艺。干法制备的锂电池隔膜，一般是单层或双层聚丙烯结构，或者聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层复合结构。

锂电池隔膜的结构与性能对锂电池的安全性至关重要：

1、单层锂电池隔膜容易有少量缺陷，生产制备过程控制难度高；

2、锂电池隔膜越薄，强度越低，需要提高强度来保证安全；

3、湿法锂电池隔膜制备工艺不够环保，成本较高；

4、锂电池隔膜在电池短路升温的初期，如果能够及时断路，进一步停止或者阻止短路，能够极大地提高锂电池的安全性，而现有的锂电池隔膜很难做到。

总的来说，现有的锂电池隔膜制备方法，无论是湿法工艺还是干法工艺，都存在一定的缺陷和不足，难以同时满足制备安全、环保、低成本的生产需求；所制备的锂电池隔膜也难以在安全性、功能性、隔膜成本等方面取得平衡。另外，随着锂离子电池的广泛应用，对于电池隔膜也提出了更高的要求，例如要求电池隔膜与极片之间具有更好的粘合性等。随着电池隔膜薄型化的使用需求，以上各项性能越来越难以调和。

发明内容

本申请的目的是提供一种粘结性能改善的聚烯烃微孔膜及其制备方法和应用。

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粘结性能改善的聚烯烃微孔膜，包括基膜和涂覆于基膜两个表面的聚偏氟乙烯涂层；基膜由上表层、中间层和下表层组成，中间层为聚丙烯通过微纳层叠技术形成的多层结构，或者聚丙烯层和聚乙烯层通过微纳层叠技术形成的多层结构；上表层和下表层均为聚丙烯层。

需要说明的是，本申请的粘结性能改善的聚烯烃微孔膜，一方面基膜设计成多层结构，弥补了单层隔膜存在的缺陷，避免了安全隐患；另一方面通过微纳层叠技术，解决了干法膜直通孔较多的问题，并提高了拉伸强度、穿刺强度等力学性能；此外，聚偏氟乙烯涂层使复合隔膜与电池正负极之间具有更好的粘结性，使得制备出的电池一体性更加好，并且还能改善隔膜电解液浸润性和吸液性能；有助于提高电池的循环性能。

优选的，中间层为微纳层叠技术形成的4-32层层叠的复合结构。

需要说明的是，本申请的基膜中，其中间层采用微纳层叠技术形成，制备过程环保安全，产品性价比高；并且，随着微纳层层叠的层数增加，抗穿刺、抗撕裂等力学性能提高，缺陷数量也会降低。

优选的，基膜采用的聚丙烯为等规度大于96％、熔融指数为0.3-5g/10min的聚丙烯。