[发明专利]一种电池隔膜及其制备方法

说明书

本发明提供了一种电池隔膜，所述电池隔膜包括：由聚烯烃树脂和无机纳米颗粒形成的多孔膜。本发明提供的电池隔膜由聚烯烃树脂及无机纳米颗粒构成。本发明提供了一种上述技术方案所述电池隔膜的制备方法，包括：将聚烯烃树脂、无机纳米颗粒和增塑剂混合后经双螺杆挤出机混炼挤出、流延形成铸片，再经双向拉伸、萃取干燥及热定型制备得到电池隔膜。本发明提供的电池隔膜能够有效提高隔膜的热稳定性，为锂电池提供高安全性。

技术领域

本发明属于多孔膜材料技术领域，尤其涉及一种电池隔膜及其制备方法。

背景技术

锂离子电池作为目前使用最广的储能电源，其安全性一直受到行业的广泛关注。电池内部热失控是导致电池燃烧甚至爆炸，影响电池安全性的主要因素。锂电池四大关键材料中，隔膜热稳定性最低，是电池固有热安全的关键材料，而闭孔温度和破膜温度是保障隔膜安全性能的两个关键参数。通常，电池厂家希望隔膜有较低的闭孔温度和较高的破膜温度，即安全温度窗口越大越好。

由于聚乙烯本身熔点低，所以聚乙烯微孔膜通常具有较低的闭孔温度，能够在较低温度下实现闭孔来阻断锂离子的传递，阻止能量的进一步释放。然而，聚乙烯微孔膜的破膜温度较低(155℃)，随着电池内部温度的进一步升高，聚乙烯电池隔膜会发生熔断，从而有导致电池正负极接触而短路的风险。

为了同时实现低闭孔和高破膜温度，通常采用两种方式：一是将聚乙烯微孔膜和聚丙烯微孔膜进行复合，利用聚丙烯高破膜温度(165℃)和聚乙烯低闭孔温度，从而实现安全窗口的扩大，然而两层或者三层复合膜会额外增加隔膜的厚度，不利于电池隔膜的轻薄化；二是将聚乙烯和聚丙烯、聚甲基戊烯等高热稳定性聚合物进行共混挤出然后拉伸成膜，从而制备聚乙烯复合膜，同样满足低闭孔温度和高破膜温度的大的安全窗口，然而，高热稳定性聚合物的加入会影响隔膜的透气性和电解质的亲和性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电池隔膜及其制备方法，本发明提供的电池隔膜具有较高的破膜温度。

本发明提供了一种电池隔膜，所述电池隔膜包括：由聚烯烃树脂和无机纳米颗粒形成的多孔膜。

优选的，所述无机纳米颗粒为经过疏水改性的无机氧化物。

优选的，所述无机纳米颗粒在电池隔膜中的质量含量为5～20％。

优选的，所述聚烯烃树脂选自聚乙烯、聚丙烯和聚4-甲基-1-戊烯中的一种或几种。

优选的，所述聚烯烃树脂的重均分子量为30～150万。

本发明提供了一种上述技术方案所述的电池隔膜的制备方法，包括：

将聚烯烃树脂、无机纳米颗粒和增塑剂混合挤出，得到挤出物；

将所述挤出物经流延固化，得到铸片；

将所述铸片进行拉伸后萃取干燥和热定型，得到电池隔膜。

优选的，所述聚烯烃树脂和无机纳米颗粒的总质量在挤出物中的质量含量为20～40％。

优选的，所述增塑剂选自石蜡油和/或十氢萘。

优选的，所述流延固化过程中流延的温度为20～80℃。

优选的，所述拉伸的拉伸面倍率为30～120倍。

本发明提供的电池隔膜是由聚烯烃树脂和无机纳米颗粒混合而成的微多孔膜，为了提高电池隔膜的破膜温度及改善无机纳米颗粒在增塑剂中的分散性，选用经疏水基团改性的无机纳米颗粒；并且发现，含有经疏水高分子链改性过后的无机纳米颗粒的微多孔膜破膜温度高达180℃，同时，无机纳米颗粒能够均匀的分散在电池隔膜中；本发明通过内添加无机纳米颗粒方式提高隔膜破膜温度，同时改善隔膜“掉粉”问题；通过无机纳米颗粒的加入改善隔膜电解质浸润性。

附图说明