CN116373193A

CN116373193A - 隔离膜的生产工艺

Info

Publication number: CN116373193A
Application number: CN202310164266.9A
Authority: CN
Inventors: 邱长泉; 杜薛林; 刘万锋; 张文彬; 彭涛; 张涛; 张峰; 杨渠成; 程跃
Original assignee: Wuxi Enjie New Material Technology Co ltd
Current assignee: Wuxi Enjie New Material Technology Co ltd
Priority date: 2023-02-24
Filing date: 2023-02-24
Publication date: 2023-07-04
Anticipated expiration: 2043-02-24
Also published as: CN116373193B

Abstract

本申请实施例提供一种隔离膜的生产工艺，属于电池技术领域。该生产工艺的包括：将超高分子量聚乙烯、低分子量聚乙烯、抗氧化剂和枝接材料进行共混处理得到混合料；其中，枝接材料包括枝接在一起的马来酸酐类物质和环糊精类物质；将混合料与造孔剂在冲压机中以设定压力、设定温度和设定时间热压成型得到隔离膜。其中，在热压成型工艺下，采用超高分子量聚乙烯和低分子量聚乙烯配合，并以超高分子量聚乙烯为主，同时添加马来酸酐类物质和环糊精类物质枝接的枝接材料，能够使得隔离膜兼具较好的浸润性和耐热性。

Description

隔离膜的生产工艺

技术领域

本申请涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种隔离膜的生产工艺。

背景技术

锂离子电池具有能量密度高、工作时间长、对环境影响较小等特点而被广泛应用在各种设备电源上，被认为是目前具有发展前景的储能技术之一，随着对锂离子电池的需求增加，间接带动了其上游产业的需求增长。其中隔离膜作为锂电池四大关键材料之一，其作用主要是通过阻隔并连接锂电池的正负极离子，防止正负极发生短路；同时，当锂电池过热时，隔离膜可通过其闭孔效果来阻断电池中的正负极传导。总之，隔离膜的性能优劣决定着锂电池的内阻，进而影响电池的寿命、容量等重要特性，因此，对隔离膜性能的重点关注是当下隔离膜行业的重中之重。

常规锂隔离膜一般主要以聚乙烯材料为主体，经由铸片、拉伸、萃取、定型、收卷等一系列工序制成。然而，由于聚乙烯材料本身的疏水性使得其对电解液的浸润性较差，从而严重影响电池循环性能。同时，隔离膜本身的耐热性也较差，在电池过充或者过放条件下，电池内部温度过高，起屏障作用的隔离膜会因而发生横纵向收缩，进而导致电池短路，电池失效或爆炸。

为了弥补以上缺点，在一些技术方案中，采用涂布技术，对隔离膜表面进行陶瓷涂层涂覆，这种方式不仅增加了额外的加工工序和生产成本，同时在涂覆过程中，可能会产生膜面漏涂、厚度偏高等缺点。在另一些技术方案中，通过辐照接枝、紫外光照射接枝等方式，在聚烯烃表面引入活性官能团从而增加产品的浸润性，该方法主要改善浸润性，且工序繁琐、价格昂贵，无法进行大规模的工业化使用。

发明内容

本申请的目的在于提供一种隔离膜的生产工艺，能有效改善隔离膜的浸润性和耐热性，另外，和涂覆陶瓷涂层方式相比不存在漏涂和厚度偏高的问题，和辐照接枝、紫外光照射接枝方式相比工艺简单、成本更低。

本申请的实施例是这样实现的：

本申请实施例提供一种隔离膜的生产工艺，包括：将超高分子量聚乙烯、低分子量聚乙烯、抗氧化剂和枝接材料进行共混处理得到混合料；其中，枝接材料包括枝接在一起的马来酸酐类物质和环糊精类物质；将混合料与造孔剂在冲压机中以设定压力、设定温度和设定时间热压成型得到隔离膜。

在一些可能的实施方案中，热压成型中，设定压力为40MPa～80MPa。

在一些可能的实施方案中，热压成型中，设定压力为50MPa～70MPa。

在一些可能的实施方案中，热压成型中，设定温度为160℃～210℃。

在一些可能的实施方案中，热压成型中，设定温度为160℃～170℃。

在一些可能的实施方案中，热压成型中，设定时间为5min～20min。

在一些可能的实施方案中，热压成型中，设定时间为5min～10min。

在一些可能的实施方案中，共混处理中，混料转速为30rpm～90rpm，混料时间为10min～20min。

在一些可能的实施方案中，混合料与造孔剂的质量之比为25～35:100。

在一些可能的实施方案中，超高分子量聚乙烯的质量大于低分子量聚乙烯的质量。

在一些可能的实施方案中，低分子量聚乙烯与超高分子量聚乙烯的质量比为10～25:100。

在一些可能的实施方案中，枝接材料与超高分子量聚乙烯的质量比为≤7.5:100。

在一些可能的实施方案中，枝接材料与超高分子量聚乙烯的质量比为2.5～5:100。

在一些可能的实施方案中，抗氧化剂与超高分子量聚乙烯的质量比≤1.25:100。

在一些可能的实施方案中，抗氧化剂与超高分子量聚乙烯的质量比为0.25～1.25:100。

本申请实施例提供的隔离膜的生产工艺，有益效果包括：

采用超高分子量聚乙烯和低分子量聚乙烯配合，并添加马来酸酐类物质和环糊精类物质枝接的枝接材料，热压成型过程中超高分子量聚乙烯和低分子量聚乙烯通过枝接材料连接；其中，枝接材料能够提高超高分子量聚乙烯和低分子量聚乙烯相界面层的黏结力，促进相分散，使形态结构稳定化，其能借助聚合物分子间的键合力降低两相组分间的界面张力，增加共混体系的均匀性，减小相分离，方便有效地改善隔离膜的浸润性和耐热性。

生产工艺中，在设定的条件下进行热压成型，热压成型所具备的优势是：所需要的操作空间不用很大，对原材料利用率高，基本投资与生产成本都比较低制品的表面质量好，光洁度较好，尺寸精度较高。

同双螺杆挤出工艺相比，热压工艺能够获得加工精度更高、表面平整度更好的产品，并且只要通过不同规格的模具即可获得不同规格的制品，其模具更换过程简易便捷，生产调试时间也较为简单，利于操作。

具体实施方式

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

需要说明的是，本申请中的“和/或”，如“特征1和/或特征2”，均是指可以单独地为“特征1”、单独地为“特征2”、“特征1”加“特征2”，该三种情况。

另外，在本申请的描述中，除非另有说明，“一种或多种”中的“多种”的含义是指两种及两种以上；“数值a～数值b”的范围包括两端值“a”和“b”，“数值a～数值b+计量单位”中的“计量单位”代表“数值a”和“数值b”二者的“计量单位”。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

下面对本申请实施例的隔离膜的生产工艺进行具体说明。

超高分子量聚乙烯简称UHMWPE，其可以按照常规定义理解，也就是指分子量150万以上的无支链的线性聚乙烯。本申请中，作为示例，超高分子量聚乙烯的分子量为1.5*10⁶～10*10⁶。

低分子量聚乙烯简称HDPE，其可以按照常规定义理解，也就是指分子量为500～5000的蜡状聚乙烯。本申请中，作为示例，低分子量聚乙烯密度在0.935g/cm³～0.97g/cm³。

抗氧化剂的种类不限，可以根据常规的种类进行选择。本申请中，作为示例，抗氧化剂包括抗氧化剂168、抗氧化剂252和抗氧化剂1010中的一种或多种。

枝接材料中，马来酸酐类物质是指马来酸酐(简称MAH)及其衍生物以及聚马来酸酐(简称PMAH)及其衍生物中的一种或多种，环糊精类物质是指α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精以及三者的衍生物中的一种或多种。

在一些可能的实施方案中，枝接材料中的马来酸酐类物质为聚马来酸酐。聚马来酸酐由马来酸酐聚合而成，可选地，聚马来酸酐分子量为2100～5000，例如为2100、2500、3000、3500、4000、4500和5000中的任意一者点值或者任意两者之间的范围值；聚马来酸酐的密度为1.19g/cm³～1.2g/cm³。

在一些可能的实施方案中，枝接材料中的环糊精类物质为β-环糊精。β-环糊精简称β-CD，其密度约为1.6g/cm³。β-环糊精和选择α-环糊精、γ-环糊精相比，具有生产难度低、价格较低廉的优势，更有利于工业化量产。

以聚马来酸酐和β-环糊精枝接形成PMAH-β-CD枝接材料为例，其生产工艺示例性地如下：

将称量好的聚马来酸酐、二甲基甲酰胺(简称DMF)、β-环糊精加入高速配料搅拌罐中，形成均一的混合溶液，在60℃～80℃(例如70℃)的恒温条件下进行机械搅拌(搅拌转速为100rpm～140rpm，例如为120rpm)，搅拌时间持续1h～3h(例如2h)，最后冷却至室温。在所获得的混合溶液中注入二氯甲烷获得沉淀，注入丙酮溶液，在60℃～80℃(例如70℃)条件下干燥，待丙酮挥发后，得到PMAH-β-CD枝接材料。

可选地，马来酸酐类物质和DMF溶剂的质量体积比为15g～20g:100mL。

可选地，环糊精类物质和DMF溶剂的质量体积比为5g～10g:100mL。

上述生产工艺的反应原理如下：

其中，聚马来酸酐和β-环糊精发生自由基反应，高温下分解出初级自由基，随后从β-环糊精分子上夺取氢质子发生终止，从而形成β-环糊精大分子自由基，该大分子自由基可以与聚马来酸酐的双键进行加成，从而使聚马来酸酐接枝到β-环糊精分子链上形成接枝产物。

可选地，枝接材料中，环糊精类物质的接枝度为3.0～3.7，其接枝度例如但不限于为3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6和3.7中的任意一者点值或者任意两者之间的范围值。研究发现，若接枝度过低(例如低于3.0)，表示接枝过程中产生的活性自由基较少，极性基团的分子造成高分子链段过长，不利于满足产品良好相容性效果；而若接枝度过高(例如高于3.7)，一般需要添加过量的马来酸酐类物质才能达到，而此过程中由于链转移和链终止反应的加快，会伴随产生副反应(交联反应)，消耗了自由基，使得自由基没有显著提高，也不利于产品相容性。

在热压成型制备隔离膜的过程中，PMAH-β-CD主链上因链引发产生活性基团，这一部分活性基团打开UHMWPE、HDPE末端的Π键产生UHMWPE、HDPE大分子自由基，还有一部分初级自由基激活PMAH-β-CD单体产生PMAH-β-CD自由基，大部分UHMWPE、HDPE自由基与PMAH-β-CD自由基反应形成UHMWPE/HDPE-g-PMAH-β-CD。

在本申请实施例提供的隔离膜的生产工艺中，采用超高分子量聚乙烯和低分子量聚乙烯配合，并添加马来酸酐类物质和环糊精类物质枝接的枝接材料，热压成型过程中超高分子量聚乙烯和低分子量聚乙烯通过枝接材料连接；其中，枝接材料能够提高超高分子量聚乙烯和低分子量聚乙烯相界面层的黏结力，促进相分散，使形态结构稳定化，其能借助聚合物分子间的键合力降低两相组分间的界面张力，增加共混体系的均匀性，减小相分离，方便有效地改善隔离膜的浸润性和耐热性。

生产工艺中，在设定的条件下进行热压成型，热压成型所具备的优势是：所需要的操作空间不用很大，对原材料利用率高，基本投资与生产成本都比较低制品的表面质量好，光洁度较好，尺寸精度较高；同双螺杆挤出工艺相比，热压工艺能够获得加工精度更高、表面平整度更好的产品，并且只要通过不同规格的模具即可获得不同规格的制品，其模具更换过程简易便捷，生产调试时间也较为简单，利于操作；而若要通过挤出机制得不同规格的产品，则需要更换不同规格的挤出机模头(更换时间较长且过程繁琐)或者经过较长时间的调试，才能进行产品更替。同时，挤出机所制产品隔膜表面可能会因为挤出过程中的不确定因素(螺杆剪切力过大造成的湍流或熔体流动不稳定时熔体破裂)从而导致产品表面粗糙度增加，这会造成最终制的隔膜产品应用时，电芯制作过程中，隔膜造成电芯拔针不良，增加了电芯短路率。而热压工艺因其精度较高的产品模具，工艺过程稳定的工艺参数(压力、时间、温度)保证了产品生产过程中的可控性、稳定性。

例如，参考双螺杆挤出机，其目标制得厚度约9μm的基膜产品时，根据挤出机内混料塑化的不稳定性，实际厚度波动范围处于9μm±1μm左右；但热压工艺条件下目标制得同样规格的产品时，因其冲压模具的精度极高，热压板表面光洁度Ra可达到0.4μm～0.8μm，致使其厚度波动可以控制到9μm±0.3μm。同时，热压设备的温度控制也较好，挤出机各区温度一般由电加热或电磁阀调节控制，其主要通过冷却水的流量大小控制设备温度，受环境和设备内材料的影响较大，热稳定性差，设备真实控制范围一般在目标温度±2℃～3℃；而热压设备则使用循环导热油加热&冷却的方式，其热稳定性好，温度控制可达到目标温度±1℃～1.5℃。

研究发现，在热压成型中，合适的设定压力、设定温度和设定时间有利于更好地改善隔离膜的浸润性和耐热性，以下将作出一些示例。

在一些可能的实施方案中，热压成型中，设定压力为40MPa～80MPa。可选地，设定压力为50MPa～70MPa。

作为示例，热压成型中，设定压力例如但不限于为40MPa、50MPa、60MPa、70MPa和80MPa中的任意一者点值或者任意两者之间的范围值。

研究发现，在热压成型中，若设定压力过低，则材料塑化程度不足，材料相容性不足，导致产品熔融共混不均，影响产品性能，同时，产品表面易产生花斑型缺陷，材料易分层；若设定压力过高，则材料在挤压过程中会易产生滑移，材料因压力过大，材料熔胀过渡，导致材料表面形成流痕型缺陷(堆积料)。

在一些可能的实施方案中，热压成型中，设定温度为160℃～210℃。可选地，热压成型中，设定温度为160℃～170℃。

作为示例，热压成型中，设定压力例如但不限于为160℃、170℃、180℃、190℃、200℃和210℃中的任意一者点值或者任意两者之间的范围值。

研究发现，在热压成型中，若设定温度过低，则材料易产生分层，材料表面易产生花斑型缺陷，材料相互并未完全相容，进而影响浸润性、透气性；若设定温度过高，则材料表面易产生褶皱、气泡，同时材料的力学性能也会随之下降。

在一些可能的实施方案中，热压成型中，设定时间为5min～20min。可选地，热压成型中，设定时间为5min～10min。

作为示例，热压成型中，设定压力例如但不限于为5min、10min、15min和20min中的任意一者点值或者任意两者之间的范围值。

研究发现，在热压成型中，若设定时间过短，材料断面易产生分层，材料未完全相容，影响浸润性、透气性；若设定时间过长，则流体松弛时间过长，材料表面内部皆易产生气泡，材料力学性能也随之下降。

在一些可能的实施方案中，共混处理中，采用高混机高混，以使得共混充分。

作为示例，混料转速为30rpm～90rpm，例如但不限于为30rpm、40rpm、50rpm、60rpm、70rpm、80rpm和90rpm中的任意一者点值或者任意两者之间的范围值；混料时间为10min～20min，例如但不限于为10min、11min、12min、13min、14min、15min、16min、17min、18min、19min和20min中的任意一者点值或者任意两者之间的范围值。

基于热压成型的制备工艺，以合适配比的混合料与造孔剂进行混合，有利于更好地成型得到隔离膜。

基于此，可选地，混合料与造孔剂的质量之比为25～35:100，例如但不限于为25:100、26:100、27:100、28:100、29:100、30:100、31:100、32:100、33:100、34:100和35:100中的任意一者点值或者任意两者之间的范围值。

本申请中，造孔剂的种类不限，例如为合成矿物油，包括50#白油、58#白油和68#白油中的一种或多种。

在热压成型后，可以按照常规工艺方式依次进行冷却和裁切。作为示例，热压成型得到薄膜制品后，通过延伸料板将高温下的薄膜制品通过降温装置，以对模具中的薄膜制品进行冷却；而后送至后段裁切结构中进行裁切，将位于热压模具和延伸料板出料侧的膜切断，从而得到隔离膜。

其中，降温装置对薄膜制品的冷却速度和冷却方式可以根据需要选择，冷却速度可选地为以15m/min～55m/min的速度通过降温装置，该冷却速度例如为15m/min、25m/min、35m/min、45m/min和55m/min中的任意一者点值或者任意两者之间的范围值。冷却方式例如为间接冷却：冷却水冷却。在生产过程中，降温装置内感应温度超过控制器的设定值，控制器就会打开电磁阀接通进水管，直到温度回到设定值。

基于热压成型的制备工艺，混合料的原料组分之间满足特定的用量比例，有利于更好地改善隔离膜的浸润性和耐热性，以下将做出一些示例。

在一些可能的实施方案中，超高分子量聚乙烯的质量大于低分子量聚乙烯的质量；可选地，低分子量聚乙烯与超高分子量聚乙烯的质量比为10～25:100；二者的质量比例如但不限于为10:100、15:100、20:100和25:100中的任意一者点值或者任意两者之间的范围值。

在一些可能的实施方案中，枝接材料与超高分子量聚乙烯的质量比为≤7.5:100；可选地，二者的质量比为2.5～5:100；二者的质量比例如但不限于为2.5:100、3:100、3.5:100、4:100、4.5:100、5:100、5.5:100、6:100、6.5:100、7:100和7.5:100中的任意一者点值或者任意两者之间的范围值。

在一些可能的实施方案中，抗氧化剂与超高分子量聚乙烯的质量比≤1.25:100；可选地，二者的质量比为0.25～1.25:100；二者的质量比例如但不限于为0.25:100、0.5:100、0.75:100、1:100和1.25:100中的任意一者点值或者任意两者之间的范围值。

以下结合实施例对本申请的特征和性能作进一步的详细描述。

一、制备枝接材料

将称量好的PMAH、DMF、β-环糊精加入高速配料搅拌罐中，形成均一的混合溶液，在70℃的恒温条件下进行机械搅拌(搅拌转速为120rpm)，搅拌时间持续2h，最后冷却至室温。在所获得的混合溶液中注入二氯甲烷获得沉淀，注入丙酮溶液，在70℃条件下干燥，待丙酮挥发后，得到PMAH-β-CD枝接材料。

其中，PMAH分子量为2100～3000，密度为1.19g/cm³～1.2g/cm³；PMAH和DMF溶剂的质量体积比为15g～20g:100mL。β-环糊精的密度为1.6g/cm³，接枝度为3.0～3.7；β-环糊精和DMF溶剂的质量体积比为5g～10g:100mL。

二、制备隔离膜

实施例1

一种隔离膜的生产工艺，其包括：

(1)将2kg的PMAH-β-CD、0.5kg的抗氧化剂、40kg的UHMWPE、10kg的HDPE倒入高速混合机中，经由高混机高混，高混机转速为50rpm，混合时间10min，待高混机温度上升至60℃，即为混合完全，得到混合料。

备注：

①UHMWPE型号：HD6070EA；分子量：50000；厂家：杨子石化。

②HDPE型号：5000S；分子量：500000；厂家：扬子石化。

③抗氧剂型号：1010抗氧剂；密度：1.15kg/m³；灰分：≤0.1％；熔点：

110℃～125℃；厂家：巴斯夫。

(2)将混合料、矿物油以3:7的质量比注入模具腔体中，使之充满整个腔体，然后设定冲压机的压力50MPa，温度设定为160℃，热压时间为5min，将模具中的混合料挤压成隔离膜薄片。

备注：

矿物油：26#白油，物性：闪点190℃、运动粘度28cst粘度指数28，厂家：中石化。

(3)薄膜在热压模具中热压成型后，通过延伸料板将高温下的薄膜通过降温装置，以对模具中的薄膜制品进行冷却；而后送至后段裁切结构中进行裁切，将位于热压模具和延伸料板出料侧的膜切断，得到隔离膜厚度为9μm的隔离膜。

实施例2

一种隔离膜的生产工艺，其与实施例1的不同之处在于：抗氧化剂的用量为0.1kg。

实施例3

一种隔离膜的生产工艺，其与实施例1的不同之处在于：PMAH-β-CD的用量为1kg。

实施例4

一种隔离膜的生产工艺，其与实施例1的不同之处在于：PMAH-β-CD的用量为3kg。

实施例5

一种隔离膜的生产工艺，其与实施例1的不同之处在于：冲压机温度设定为170℃。

实施例6

一种隔离膜的生产工艺，其与实施例1的不同之处在于：冲压机温度设定为210℃。

实施例7

一种隔离膜的生产工艺，其与实施例1的不同之处在于：冲压机压力设定为40MPa。

实施例8

一种隔离膜的生产工艺，其与实施例1的不同之处在于：冲压机压力设定为70MPa。

实施例9

一种隔离膜的生产工艺，其与实施例1的不同之处在于：冲压机压力设定为80MPa。

实施例10

一种隔离膜的生产工艺，其与实施例1的不同之处在于：冲压机的热压时间是10min。

实施例11

一种隔离膜的生产工艺，其与实施例1的不同之处在于：冲压机的热压时间是20min。

实施例12

一种隔离膜的生产工艺，其与实施例1的不同之处在于：冲压机温度设定为110℃。

实施例13

一种隔离膜的生产工艺，其与实施例1的不同之处在于：冲压机温度设定240℃。

实施例14

一种隔离膜的生产工艺，其与实施例1的不同之处在于：冲压机压力设定10MPa。

实施例15

一种隔离膜的生产工艺，其与实施例1的不同之处在于：冲压机压力设定120MPa。

实施例16

一种隔离膜的生产工艺，其与实施例1的不同之处在于：冲压机的热压时间是1min。

实施例17

一种隔离膜的生产工艺，其与实施例1的不同之处在于：冲压机的热压时间是30min。

对比例1

一种隔离膜的生产工艺，其采用涂布技术，对湿法工艺的隔离膜表面进行陶瓷涂层涂覆。

湿法工艺流程如下：将液态烃或一些小分子物质与聚烯烃树脂混合，加热熔融后，形成均匀的混合物，然后经过铸片拉伸压制得膜片，再经由双向拉伸使得分子链获得取向，经由固液相分离，获得成孔后的聚烯烃薄膜，最后将膜片通过热定型区域，制备出微孔膜材料。

基膜规格为厚度为9μm，涂层厚度为2μm，涂层浆料由：PVDF、氧化铝、勃母石、聚乙二醇、丁苯乳胶液、纯水构成，浆料固含量在25％，将隔膜通过涂布机，同时将无机浆料通过印刷涂布在隔膜上，经过烤箱烘烤以后，获得覆盖无机涂层的隔膜。

对比例2

一种隔离膜的生产工艺，其采用涂布技术，对干法工艺的隔离膜表面进行陶瓷涂层涂覆。

干法工艺流程如下：将高分子聚合物、添加助剂等原料混合形成均匀熔体，挤出时在拉伸应力下形成片晶结构，热处理片晶结构获得硬弹性的聚合物薄膜，之后在一定的温度下拉伸形成狭缝状微孔，经过热定型后制的微孔膜。

规格为厚度为9μm，涂层厚度为2μm，涂层浆料由：PVDF、氧化铝、勃母石、聚乙二醇、丁苯乳胶液、纯水构成，浆料固含量在25％，将隔膜通过涂布机，同时将无机浆料通过印刷涂布在隔膜上，经过烤箱烘烤以后，获得覆盖无机涂层的隔膜。

二、对各实施例和对比例的隔离膜的性能进行检测

【隔离膜接触角的测定】

使用仪器：JC2000C1静滴接触角/界面张力测量仪，微量注射器。

试剂：去离子水。

测试方法：(1)开机。将仪器插上电源，打开电脑，双击桌面上的JC2000C1应用程序进入主界面。点击界面右上角的活动图像按钮，这时可以看到摄像头拍摄的载物台上的图像。(2)调焦。将进样器或微量注射器固定在载物台上方，调整摄像头焦距到0.7倍(测小液滴接触角时通常调到2倍～2.5倍)，然后旋转摄像头底座后面的旋钮调节摄像头到载物台的距离，使得图像最清晰。(3)加入样品。可以通过旋转载物台右边的采样旋钮抽取液体，也可以用微量注射器压出液体。测接触角一般用0.6g～1.0g的样品量最佳。这时可以从活动图像中看到进样器下端出现一个清晰的小液滴。(4)接样。旋转载物台底座的旋钮使得载物台慢慢上升，触碰悬挂在进样器下端的液滴后下降，使液滴留在固体平面上。(5)冻结图像。点击界面右上角的冻结图像按钮将画面固定，再点击File菜单中的Saveas将图像保存在文件夹中。接样后要在20s(最好10s)内冻结图像。(6)量角法。点击量角法按钮，进入量角法主界面，按开始键，打开之前保存的图像。这时图像上出现一个由两直线交叉45度组成的测量尺，利用键盘上的Z、X、Q、A键即左、右、上、下键调节测量尺的位置：首先使测量尺与液滴边缘相切，然后下移测量尺使交叉点到液滴顶端，再利用键盘上<和>键即左旋和右旋键旋转测量尺，使其与液滴左端相交，即得到接触角的数值。另外，也可以使测量尺与液滴右端相交，此时应用180°减去所见的数值方为正确的接触角数据，最后求两者的平均值。

【隔离膜吸液率的测定】

参照QB/T 2303.11-2008《电池川浆层纸第11部分：吸液率的测定》或SJ/Tl0l71.7-l991《隔离膜吸碱率的测定》进行测定。

隔离膜的吸液率公式可通过如下公式计算:

x＝(m-m₀)/m₀*100％，m₀和m分别为隔离膜浸泡前的质量和隔离膜浸泡后的质量。

【隔离膜透气度的测定】

按照GB/T 36363-2018标准。

检测结果如表1所示。

表1

根据表1可知：

实施例1～12中提供的隔离膜，和对比例1～2相比，工艺更简单，而接触角更小、吸液率更高、透气度更高且热收缩率更低，表示本申请实施例提供的隔离膜具有更好的浸润性和耐热性。

根据实施例1和实施例5、实施例6、实施例12、实施例13可知，冲压机温度设定为160℃～210℃，优选为160～170℃隔离膜均能够保持较小接触角、较大的吸液率和较小的热收缩率。其中，实施例1的温度相对较低，隔离膜具有更好的浸润性和耐热性；实施例5温度相对较高，隔离膜具有更好的透气性；实施例6的温度更高，各性能较实施例1较接近但更弱；实施例12、实施例13分别为较低温度110℃、较高温度240℃，隔膜的各项性能都有所下降。

根据实施例1和实施例7、实施例8、实施例9、实施例14、实施例15可知，冲压机压力设定为40MPa～80MPa，优选为50MPa～70mpa，这个范围内，隔离膜均能够保持较小接触角、较大的吸液率和较小的热收缩率。实施例7压力相对实施例1较低，各项性能都较实施例1较弱；实施例8压力相对较高，隔离膜具有更差的透气性。实施例9压力更高，透气更差；实施例14和实施例15分别为压力较低、压力较高；致使隔膜的各项性能都下降很多。

根据实施例1和实施例10、实施例11、实施例16、实施例17可知，冲压机的热压时间是5min～20min，最优时间为5～10min,隔离膜均能够保持较小接触角、较大的吸液率和较小的热收缩率。其中，实施例1的时间相对较短，隔离膜具有更小的接触角和热收缩率。实施例10较实施例1时间增加(10min)，各项性能相对接近，实施例11较实施例1时间增加(20min)，透气性数据增加，热缩数据相对下降，实施例16、实施例17热压时间过短(1min)和过长(30min)，导致各性能都相对减弱。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims

1.一种隔离膜的生产工艺，其特征在于，包括：

将超高分子量聚乙烯、低分子量聚乙烯、抗氧化剂和枝接材料进行共混处理得到混合料；其中，所述枝接材料包括枝接在一起的马来酸酐类物质和环糊精类物质；

将所述混合料与造孔剂在冲压机中以设定压力、设定温度和设定时间热压成型得到隔离膜。

2.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，所述热压成型中，所述设定压力为40MPa～80MPa。

3.根据权利要求2所述的生产工艺，其特征在于，所述热压成型中，所述设定压力为50MPa～70MPa。

4.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，所述热压成型中，所述设定温度为160℃～210℃。

5.根据权利要求4所述的生产工艺，其特征在于，所述热压成型中，所述设定温度为160℃～170℃。

6.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，所述热压成型中，所述设定时间为5min～20min。

7.根据权利要求6所述的生产工艺，其特征在于，所述热压成型中，所述设定时间为5min～10min。

8.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，所述共混处理中，混料转速为30rpm～90rpm，混料时间为10min～20min。

9.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，所述混合料与所述造孔剂的质量之比为25～35:100。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的生产工艺，其特征在于，所述超高分子量聚乙烯的质量大于所述低分子量聚乙烯的质量。

11.根据权利要求10所述的生产工艺，其特征在于，所述低分子量聚乙烯与所述超高分子量聚乙烯的质量比为10～25:100。

12.根据权利要求1～8中任一项所述的生产工艺，其特征在于，所述枝接材料与所述超高分子量聚乙烯的质量比为≤7.5:100。

13.根据权利要求12所述的生产工艺，其特征在于，所述枝接材料与所述超高分子量聚乙烯的质量比为2.5～5:100。

14.根据权利要求1～8中任一项所述的生产工艺，其特征在于，所述抗氧化剂与所述超高分子量聚乙烯的质量比≤1.25:100。

15.根据权利要求14所述的生产工艺，其特征在于，所述抗氧化剂与所述超高分子量聚乙烯的质量比为0.25～1.25:100。