CN106252562A - 电池用隔膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电池用隔膜及其制备方法，该隔膜包括基材层和涂布于基材层上的改性层，所述基材层为聚烯烃薄膜，所述改性层包括有按重量份计的如下各组分：2,6‑二叔丁基‑4‑甲基苯酚20‑40份、烷烃基石蜡油15‑20份、抗氧化剂10‑20份、表面活性剂5‑10份及粘合剂3‑8份。本发明的电池用隔膜具有良好的机械性能，且横向和纵向拉伸率都＜1%，能够较好地满足电池高端市场的需求；经验证发现，改性层中的烷烃基石蜡油对隔膜的机械性能改进明显，而且对改性层的密炼处理也能够进一步优化机械性能。

Description

电池用隔膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种电池用隔膜及其制备方法；属于电池制造技术领域。
背景技术
电池隔膜(battery separator)，是指在电池正极和负极之间的一层隔膜材料，是电池中非常关键的部分，对电池安全性和成本有直接影响，其主要作用是:隔离正、负极并使电池内的电子不能自由穿过，让电解液中的离子在正负极之间自由通过。电池隔膜的离子传导能力直接关系到电池的整体性能，其隔离正负极的作用使电池在过度充电或者温度升高的情况下能限制电流的升高，防止电池短路引起爆炸，具有微孔自闭保护作用，对电池使用者和设备起到安全保护的作用。
申请号为201380003088.6的发明专利公开一种电池用隔膜及电池用隔膜的制备方法，是在含有聚乙烯类树脂的多孔膜A上层合有含有耐热性树脂、和无机粒子或交联高分子粒子的多孔膜B的电池用隔膜，提供具有低卷曲性、且同时实现优异的耐热性树脂层的粘附性与小的不透气度上升幅度的电池用隔膜，提供适合电池的高容量化、优异的离子透过性和电池组装加工工序的高速加工性的电池用隔膜，特别是适合于锂离子二次电池用隔膜的电池用隔膜，但是该隔膜的机械性能有待改善。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种电池用隔膜及其制备方法。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
电池用隔膜，包括基材层和涂布于基材层上的改性层，所述基材层为聚烯烃薄膜，所述改性层包括有按重量份计的如下各组分：2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚20-40份、烷烃基石蜡油15-20份、抗氧化剂10-20份、表面活性剂5-10份及粘合剂3-8份。
优选地，前述聚烯烃薄膜为聚乙烯薄膜或聚丙烯薄膜。
更优选地，前述抗氧化剂选自三苯基亚磷酸酯、三(单壬基苯基)亚磷酸酯、三(2,4-二-叔丁基苯基)亚磷酸酯、三(2,4-二-叔丁基-5-甲基苯基)亚磷酸酯中的一种或多种。
再优选地，前述表面活性剂为非离子表面活性剂。
进一步优选地，前述粘合剂为羟丙甲纤维素、糊精、聚乙二醇及糖浆中的一种或多种。
此外，本发明还公开了如前所述的电池用隔膜的制备方法，包括如下步骤：
S1、将2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、烷烃基石蜡油、抗氧化剂、表面活性剂及粘合剂按重量份高速搅拌混合均匀，将混合料送入密炼机，升温至80-100℃密炼20-40min，得到改性层混合料；
S2、对基材层进行抛光清洁处理；
S3、将步骤S1得到的改性层混合料旋涂至基材层上，干燥后再卷曲分切即得电池用隔膜。
优选地，前述步骤S1中，搅拌转速为1200-1500rpm。
更优选地，前述步骤S3中，采用自然晾干的方式使隔膜干燥。
本发明的有益之处在于：本发明的电池用隔膜具有良好的机械性能，且横向和纵向拉伸率都＜1％，能够较好地满足电池高端市场的需求；经验证发现，改性层中的烷烃基石蜡油对隔膜的机械性能改进明显，而且对改性层的密炼处理也能够进一步优化机械性能。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作具体的介绍。
实施例1
本实施例的电池用隔膜包括基材层和涂布于基材层上的改性层。其中，基材层为聚烯烃薄膜，可选用聚乙烯薄膜或聚丙烯薄膜；改性层包括有按重量份计的如下各组分：2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚20份、烷烃基石蜡油15份、抗氧化剂10份、表面活性剂5份及粘合剂3份。
其中，抗氧化剂选自三苯基亚磷酸酯、三(单壬基苯基)亚磷酸酯、三(2,4-二-叔丁基苯基)亚磷酸酯、三(2,4-二-叔丁基-5-甲基苯基)亚磷酸酯中的一种或多种，表面活性剂为非离子表面活性剂，粘合剂为羟丙甲纤维素、糊精、聚乙二醇及糖浆中的一种或多种。
该电池用隔膜的制备方法包括如下步骤：
S1、将2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、烷烃基石蜡油、抗氧化剂、表面活性剂及粘合剂按重量份高速搅拌(转速为1200-1500rpm)混合均匀，将混合料送入密炼机，升温至80-100℃密炼20-40min，得到改性层混合料；
S2、对基材层进行抛光清洁处理；
S3、将步骤S1得到的改性层混合料旋涂至基材层上，自然晾干后再卷曲分切即得电池用隔膜。
实施例2
本实施例的电池用隔膜包括基材层和涂布于基材层上的改性层。其中，基材层为聚烯烃薄膜，可选用聚乙烯薄膜或聚丙烯薄膜；改性层包括有按重量份计的如下各组分：2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚30份、烷烃基石蜡油18份、抗氧化剂15份、表面活性剂8份及粘合剂5份。
该电池用隔膜的制备方法包括如下步骤：
S1、将2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、烷烃基石蜡油、抗氧化剂、表面活性剂及粘合剂按重量份高速搅拌(转速为1200-1500rpm)混合均匀，将混合料送入密炼机，升温至80-100℃密炼20-40min，得到改性层混合料；
S2、对基材层进行抛光清洁处理；
S3、将步骤S1得到的改性层混合料旋涂至基材层上，自然晾干后再卷曲分切即得电池用隔膜。
实施例3
本实施例的电池用隔膜包括基材层和涂布于基材层上的改性层。其中，基材层为聚烯烃薄膜，可选用聚乙烯薄膜或聚丙烯薄膜；改性层包括有按重量份计的如下各组分：2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚40份、烷烃基石蜡油20份、抗氧化剂20份、表面活性剂10份及粘合剂8份。
该电池用隔膜的制备方法包括如下步骤：
S1、将2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、烷烃基石蜡油、抗氧化剂、表面活性剂及粘合剂按重量份高速搅拌(转速为1200-1500rpm)混合均匀，将混合料送入密炼机，升温至80-100℃密炼20-40min，得到改性层混合料；
S2、对基材层进行抛光清洁处理；
S3、将步骤S1得到的改性层混合料旋涂至基材层上，自然晾干后再卷曲分切即得电池用隔膜。
对比例1
本实施例的电池用隔膜包括基材层和涂布于基材层上的改性层。其中，基材层为聚烯烃薄膜，可选用聚乙烯薄膜或聚丙烯薄膜；改性层包括有按重量份计的如下各组分：2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚30份、抗氧化剂15份、表面活性剂8份及粘合剂5份。
该电池用隔膜的制备方法包括如下步骤：
S1、将2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、抗氧化剂、表面活性剂及粘合剂按重量份高速搅拌(转速为1200-1500rpm)混合均匀，将混合料送入密炼机，升温至80-100℃密炼20-40min，得到改性层混合料；
S2、对基材层进行抛光清洁处理；
S3、将步骤S1得到的改性层混合料旋涂至基材层上，自然晾干后再卷曲分切即得电池用隔膜。
对比例2
本实施例的电池用隔膜包括基材层和涂布于基材层上的改性层。其中，基材层为聚烯烃薄膜，可选用聚乙烯薄膜或聚丙烯薄膜；改性层包括有按重量份计的如下各组分：2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚30份、抗氧化剂15份、表面活性剂8份及粘合剂5份。
该电池用隔膜的制备方法包括如下步骤：
S1、将2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、抗氧化剂、表面活性剂及粘合剂按重量份高速搅拌(转速为1200-1500rpm)混合均匀，得到改性层混合料；
S2、对基材层进行抛光清洁处理；
S3、将步骤S1得到的改性层混合料旋涂至基材层上，自然晾干后再卷曲分切即得电池用隔膜。
性能检测
(1)、拉伸强度：将5毫米宽、d毫米厚的多孔膜在拉力机上以5毫米/秒进行拉伸，记录断裂前拉力计显示的最大拉力Fmax(牛)，按下面公式计算：拉伸强度(兆帕)＝Fmax/(5×d)；
(2)、横向热收缩率：将横向长度为L0的电池隔膜自然状态放置在90℃的烘箱中保持1小时，然后测定横向长度L1，则横向收缩率纵向热收缩率的测试方法相同，不再赘述。
测试结果见表1：
实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2
纵向拉伸强度(Mpa) 260 252 248 201 185
横向拉伸强度(Mpa) 250 240 260 180 160
90℃*1h收缩率(纵向)(％) 0.6 1 0.8 2 2
90℃*1h收缩率(横向)(％) 0 0 0 1 1
表1实施例1-3及对比例1-2的机械性能测试比较
由表1可见，本发明的电池用隔膜具有良好的机械性能，且横向和纵向拉伸率都＜1％，能够较好地满足电池高端市场的需求；经验证发现，改性层中的烷烃基石蜡油对隔膜的机械性能改进明显，而且对改性层的密炼处理也能够进一步优化机械性能。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.电池用隔膜，其特征在于，包括基材层和涂布于基材层上的改性层，所述基材层为聚烯烃薄膜，所述改性层包括有按重量份计的如下各组分：2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚20-40份、烷烃基石蜡油15-20份、抗氧化剂10-20份、表面活性剂5-10份及粘合剂3-8份。
2.根据权利要求1所述的电池用隔膜，其特征在于，所述聚烯烃薄膜为聚乙烯薄膜或聚丙烯薄膜。
3.根据权利要求1所述的电池用隔膜，其特征在于，所述抗氧化剂选自三苯基亚磷酸酯、三（单壬基苯基）亚磷酸酯、三（2,4-二-叔丁基苯基）亚磷酸酯、三（2,4-二-叔丁基-5-甲基苯基）亚磷酸酯中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的电池用隔膜，其特征在于，所述表面活性剂为非离子表面活性剂。
5.根据权利要求1所述的电池用隔膜，其特征在于，所述粘合剂为羟丙甲纤维素、糊精、聚乙二醇及糖浆中的一种或多种。
6.如权利要求1所述的电池用隔膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、烷烃基石蜡油、抗氧化剂、表面活性剂及粘合剂按重量份高速搅拌混合均匀，将混合料送入密炼机，升温至80-100℃密炼20-40min，得到改性层混合料；
S2、对基材层进行抛光清洁处理；
S3、将步骤S1得到的改性层混合料旋涂至基材层上，干燥后再卷曲分切即得电池用隔膜。
7.根据权利要求6所述的电池用隔膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，搅拌转速为1200-1500rpm。
8.根据权利要求6所述的电池用隔膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，采用自然晾干的方式使隔膜干燥。
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