[发明专利]一种聚烯烃微多孔膜

说明书

本发明提供一种低尺寸变化率的聚烯烃微多孔膜及其制备方法，所述微多孔膜具有120℃下长度方向(MD)上热收缩率小于5％且幅宽方向(TD)上热收缩率小于6.5％、MD与TD的热收缩比大于0.8小于1.5、MD或TD方向上的热收缩内应力小于0.03N的特征。本申请通过对原料的分子量及含量，萃取前MD和TD方向上的拉伸倍率，分切前的两方向上的缓和热定形处理进行控制，从而解决了由高倍拉伸带来的高温下高收缩率的问题，从而获得了高温下低热收缩率的且膜面形状稳定的聚烯烃微多孔膜，扩大了其在锂离子电池尤其是动力电池中作为隔膜使用温度的限制，保障了在高温地区锂离子新能源汽车的使用安全。

技术领域

本发明涉及的聚烯烃微多孔膜具有低尺寸变化率和高孔隙率的特点，可广泛用于滤膜，吸附膜和透气膜，尤其涉及用于锂离子电池隔膜的聚烯烃微多孔膜及其制造方法。

背景技术

聚烯烃微多孔膜(隔膜)是一种内部含有大量微小贯通的细孔，以聚烯烃为骨架支撑大量细孔的三维立体结构。这些细孔可分为通孔，盲孔和闭孔。其中一般认为通孔可以有效的存储电解液和提供锂离子充放电时通往正负极的通道；闭孔对隔膜于锂电子电池性能改善无明显益处；盲孔虽然不能提供锂离子通道，但是可以用来存储电解液从而提高隔膜在电解液中的浸润性。

聚烯烃骨架在隔膜中起到支撑细孔结构、维持隔膜强度、隔离正负极等作用。但是在隔膜生产卷绕、电池组装、充放电过程中的拉伸、挤压、撞击以及受热收缩都对聚烯烃骨架产生一定的破坏。聚烯烃骨架在充放电(受热)前后，其结构的回弹形也影响着电池性能。这是因为倘若聚烯烃骨架回弹性差会使得电解液干涸，从而降低了电池的循环次数。

一般来说，提高长度(MD)方向或幅宽(TD)方向的拉伸倍率可提高MD或TD强度(聚烯烃骨架强度)。但是在极端条件(高温)或长时间的充放电过程中，其高倍拉伸率会带来高收缩率。相对应地，高收缩率带来聚烯烃骨架强度下降、细孔坍缩、膜面凹凸、尺寸变小等。这一系列的变化会给电池的使用安全造成威胁。

例如，专利文献1中提到通过控制聚烯烃隔膜的结晶度和富结分子体积分数，即使与耐热性多孔层复合也能得到具有优异的机械性能和闭孔温度，且有效防止电解液干涸的聚烯烃多孔膜。但是该文献专利并没有测定TD方向上的热收缩率，其在TD方向上的高拉伸倍率(大于MD方向)很有可能带来TD的高热收缩率，所以仅凭MD方向的热收缩率并不能反映其满足受热后的低尺寸变化率。

专利文献2中提到在当拉伸比(MD:TD)大于1.2时能够实现TD方向的低热收缩率并且MD与TD方向在65℃时的热收缩率大于2。但是这一比值说明其很可能在MD方向上具有高热收缩率。此外受热后膜面在MD与TD方向收缩比例差距较大使得膜面形状也无法维持。

专利文献3中提到通过缓和处理可以降低在萃取后TD拉伸后带来的收缩应力。这种方法可以降低TD方向上的热收缩率，但是在MD方向上并没有采取任何缓和措施，这意味着在MD方向上将具有高的热收缩率。

综上，目前还没有在MD和TD方向上同时满足高温低收缩率的聚烯烃微多孔膜。

专利文献1：公开号CN 102812076B

专利文献2：公开号CN101331178A

专利文献3：日本特许号2001-81221

发明内容

发明要解决的问题

本发明的目的是提供一种具有低热收缩率尤其是TD方向上的聚烯烃微多孔膜，用于解决在电池制造过程中隔膜收卷、热压复合、充放电异常和高温收缩造成电池短路的问题。

用于解决问题的方案