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一種用作鋰離子電池隔膜的無機復合微孔膜及其制備方法.pdf

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一種 用作 鋰離子電池 隔膜 無機 復合 微孔 及其 制備 方法
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摘要
申請專利號:

CN201210251253.7

申請日:

2012.07.19

公開號:

CN102738427B

公開日:

2015.01.28

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 專利權的保全IPC(主分類):H01M 2/16申請日:20120719授權公告日:20150128登記生效日:20180720|||授權|||實質審查的生效IPC(主分類):H01M 2/16申請日:20120719|||公開
IPC分類號: H01M2/16; B32B27/06; B32B27/30; B82Y30/00(2011.01)I; B32B37/10 主分類號: H01M2/16
申請人: 河南義騰新能源科技有限公司
發明人: 朱繼中; 朱曉; 李順陽; 靳磊; 朱磊; 曹俊梅; 邵發亮; 劉剛
地址: 472300 河南省三門峽市義馬市千秋路西段
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專利代理機構: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11369 代理人: 賀持緩
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201210251253.7

授權公告號:

|||102738427B||||||

法律狀態公告日:

2018.08.14|||2015.01.28|||2012.12.12|||2012.10.17

法律狀態類型:

專利權的保全及其解除|||授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明涉及一種用作鋰離子電池隔膜的無機復合微孔膜及其制備方法,本發明的無機復合微孔膜為共擠出的無機復合微孔膜,其包括一個中間層和兩個外層,其中,所述中間層主要由聚乙烯、或者乙烯與其他烯烴的共聚物或者聚乙烯與其他聚烯烴的混合物制成,所述兩個外層均主要由聚丙烯與納米無機顆粒的混合物制成,所述納米無機顆粒為氧化鋁、氧化鎂、氧化鈣和氧化硅中的至少一種。本發明的無機復合微孔膜具有良好的一體性,納米無機顆粒不會脫落,保證了無機復合微孔膜應用過程中電池性能的穩定性。本發明的制備方法為采用共擠出的方法,一次加工形成無機復合微孔膜的多層結構,簡化了生產過程,提高了生產效率,改善了無機復合微孔膜的性能。

權利要求書

1.一種用作鋰離子電池隔膜的無機復合微孔膜,其特征在于,所述無機復合微孔膜為共
擠出的無機復合微孔膜,其包括一個中間層和兩個外層,所述兩個外層分別位于所述中間層
的兩側,其中,所述中間層主要由聚乙烯、或者乙烯與其他烯烴的共聚物或者聚乙烯與其他
聚烯烴的混合物制成,所述兩個外層均主要由聚丙烯與納米無機顆粒的混合物制成,所述納
米無機顆粒為氧化鋁、氧化鎂、氧化鈣和氧化硅中的至少一種。
2.如權利要求1所述的用作鋰離子電池隔膜的無機復合微孔膜,其特征在于,所述納米
無機顆粒的粒徑為3~600納米,在任一個外層中所述納米無機顆粒占該外層的質量百分比為
40~70%,所述聚丙烯占該外層的質量百分比為30~60%。
3.如權利要求1或2所述的用作鋰離子電池隔膜的無機復合微孔膜,其特征在于,所述
任一個外層還含有分散劑,所述分散劑為聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙
烯、聚丙烯酸鈉的至少一種,所述分散劑占該外層的質量百分比為0~5%。
4.如權利要求1所述的用作鋰離子電池隔膜的無機復合微孔膜,其特征在于,所述乙烯
與其他烯烴的共聚物中,所述其他烯烴為1-丁烯、4-甲基-1-戊烯以及1-己烯中的至少一種,
且所述其他烯烴占所述乙烯與其他烯烴的共聚物的質量百分比為0~35%,所述聚乙烯與其他
聚烯烴的混合物中,所述聚烯烴為1-丁烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯的聚合物中的至少一種,
且所述聚烯烴占所述聚乙烯與其他聚烯烴的混合物的質量百分比為0~35%。
5.如權利要求1或4所述的用作鋰離子電池隔膜的無機復合微孔膜,其特征在于,所述
聚乙烯為高密度聚乙烯與低密度聚乙烯的混合物,且所述高密度聚乙烯的分子量為5×104~
5×105,熔點為130~135℃,所述低密度聚乙烯的分子量為3×103~1×104,熔點為125~130℃,
且所述低密度聚乙烯占所述高密度聚乙烯與低密度聚乙烯的混合物的質量百分比為10~30%。
6.如權利要求1所述的用作鋰離子電池隔膜的無機復合微孔膜,其特征在于,所述無機
復合微孔膜的厚度為25~60μm,孔隙率為35~70%,孔徑為50~100nm。
7.如權利要求6所述的用作鋰離子電池隔膜的無機復合微孔膜,其特征在于,所述任一
個外層與所述中間層的厚度比值在1:1.5~1:3,所述中間層占所述無機復合微孔膜的質量百分
比為50~78%。
8.一種用作鋰離子電池隔膜的無機復合微孔膜的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:
步驟一、通過擠出裝置的多層模頭共擠出無機復合聚烯烴多層前體,并將無機復合聚烯
烴多層前體冷卻,以得到片材,其中,所述片材包括一個中間層和兩個外層,所述兩個外層
分別位于所述中間層的兩側,其中,所述中間層主要由聚乙烯、或者乙烯與其他烯烴的共聚
物或者聚乙烯與其他聚烯烴的混合物制成,所述兩個外層均主要由聚丙烯與納米無機顆粒的
混合物制成,所述納米無機顆粒為氧化鋁、氧化鎂、氧化鈣和氧化硅中的至少一種;
步驟二、對所述步驟一得到的片材進行雙向拉伸,得到薄膜;
步驟三、將所述步驟二得到的薄膜熱定型,得到無機復合微孔膜。

說明書

一種用作鋰離子電池隔膜的無機復合微孔膜及其制備方法

技術領域

本發明涉及電池隔膜生產領域,尤其涉及一種用作鋰離子電池隔膜的無機復合微孔膜
及其制備方法。

背景技術

電池隔膜是指在電池正極和負極之間一層隔膜材料,是電池中非常關鍵的部分,對電
池安全性和成本有直接影響。電池隔膜的主要作用是:隔離正、負級并使電池內的電子不
能自由穿過,讓電解質液中的離子在正負極之間自由通過。因此,電池隔膜的離子傳導能
力直接關系到電池的整體性能。電池隔膜隔離了電池的正負極。由于電池隔膜具有微孔自
閉保護作用,當電池在過度充電或者溫度升高時,電池隔膜可以限制電流的升高,防止電
池短路引起爆炸,對電池使用者和設備起到安全保護的作用

現有技術中,用作鋰離子電池隔膜的無機復合微孔膜的所普遍采用的生產方法為,配
制含有無機材料的聚合物溶液,將該聚合物溶液涂覆于多孔基材的表面。在上述生產方法
中,涂覆的方式又可以分為噴涂、刮涂、浸漬、浸涂以及轉移等。該生產方法過程復雜、
生產效率低下的缺點;并且,在電池使用過程中,電池反復充放電會導致無機材料極易從
多孔基材表面脫落,當電池溫度升高時,電池膈膜就不能夠起到很好的隔離電池正負極的
作用,不能有效保證電池的安全性能,影響了電池性能的穩定性。

發明內容

針對上述技術問題,本發明設計開發了一種用作鋰離子電池隔膜的無機復合微孔膜及
其制備方法。本發明的用作鋰離子電池隔膜的無機復合微孔膜具有良好的一體性,納米無
機顆粒不會脫落,保證了無機復合微孔膜應用過程中電池性能的穩定性。本發明的制備方
法為采用共擠出的方法實現了對本發明的無機復合微孔膜的生產,一次加工形成無機復合
微孔膜的多層結構,簡化了生產過程,提高了生產效率,改善了無機復合微孔膜的性能。

本發明的技術方案為:

一種用作鋰離子電池隔膜的無機復合微孔膜,所述無機復合微孔膜為共擠出的無機復
合微孔膜,其包括一個中間層和兩個外層,所述兩個外層分別位于所述中間層的兩側,其
中,所述中間層主要由聚乙烯、或者乙烯與其他烯烴的共聚物或者聚乙烯與其他聚烯烴的
混合物制成,所述兩個外層均主要由聚丙烯與納米無機顆粒的混合物制成,所述納米無機
顆粒為氧化鋁、氧化鎂、氧化鈣和氧化硅中的至少一種。

優選的是,所述的用作鋰離子電池隔膜的無機復合微孔膜中,所述納米無機顆粒的粒
徑為3~600納米,在任一個外層中所述納米無機顆粒占該外層的質量百分比為40~70%,
所述聚丙烯占該外層的質量百分比為30~60%。

優選的是,所述的用作鋰離子電池隔膜的無機復合微孔膜中,所述任一個外層還含有
分散劑,所述分散劑為聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯、聚丙烯酸鈉、
聚丙烯中的至少一種,所述分散劑占該外層的質量百分比為0~5%。

優選的是,所述的用作鋰離子電池隔膜的無機復合微孔膜中,所述乙烯與其他烯烴的
共聚物中,所述其他烯烴為1-丁烯、4-甲基-1-戊烯以及1-己烯中的至少一種,且所述其他
烯烴占所述乙烯與其他烯烴的共聚物的質量百分比為0~35%,所述聚乙烯與其他聚烯烴的
混合物中,所述聚烯烴為1-丁烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯的聚合物中的至少一種,且所述
聚烯烴占所述聚乙烯與其他聚烯烴的混合物的質量百分比為0~35%。

優選的是,所述的用作鋰離子電池隔膜的無機復合微孔膜中,所述聚乙烯為高密度聚
乙烯與低密度聚乙烯的混合物,且所述高密度聚乙烯的分子量為5×104~5×105,熔點為
130~135℃,所述低密度聚乙烯的分子量為3×103~1×104,熔點為125~130℃,且所述低
密度聚乙烯占所述高密度聚乙烯與低密度聚乙烯的混合物的質量百分比為10~30%。

優選的是,所述的用作鋰離子電池隔膜的無機復合微孔膜中,所述無機復合微孔膜的
厚度為25~60μm,孔隙率為35~70%,孔徑為50~100nm。

優選的是,所述的用作鋰離子電池隔膜的無機復合微孔膜中,所述任一個外層與所述
中間層的厚度比值在1:1.5~1:3,所述中間層占所述無機復合微孔膜的質量百分比為
50~78%。

一種用作鋰離子電池隔膜的無機復合微孔膜的制備方法,包括以下步驟:

步驟一、通過擠出裝置的多層模頭共擠出無機復合聚烯烴多層前體,并將無機復合聚
烯烴多層前體冷卻,以得到片材,其中,所述片材包括一個中間層和兩個外層,所述兩個
外層分別位于所述中間層的兩側,其中,所述中間層主要由聚乙烯、或者乙烯與其他烯烴
的共聚物或者聚乙烯與其他聚烯烴的混合物制成,所述兩個外層均主要由聚丙烯與納米無
機顆粒的混合物制成,所述納米無機顆粒為氧化鋁、氧化鎂、氧化鈣和氧化硅中的至少一
種;

步驟二、對所述步驟一得到的片材進行雙向拉伸,得到薄膜;

步驟三、將所述步驟二得到的薄膜熱定型,得到無機復合微孔膜。

本發明具有以下有益效果:

(1)本發明所述的無機復合微孔膜具有良好的一體性,無機材料不會脫落,保證了
無機復合微孔膜應用過程中電池性能的穩定性。

(2)本發明所述的無機復合微孔膜的中間層采用了聚乙烯、或者乙烯與其他烯烴的
共聚物或者聚乙烯與其他聚烯烴的混合物,上述聚合物具有閉孔溫度低的特點,本發明的
無機復合微孔膜的閉孔溫度為130~140℃。

(3)由于本發明的無機復合微孔膜的外層具有納米級的無機顆粒,使得無機復合微
孔膜具有良好的耐高溫性能,最高可耐400℃左右的高溫(即破膜溫度可以達到400℃),
從而保證了電池的安全性。無機復合微孔膜的應用過程中,當電池溫度升高時,首先中間
層先閉孔,阻止離子的通過;當溫度繼續升高時,即使中間層和外層的聚合物開始慢慢熔
融,但納米級的無機顆粒仍然會將電池正負極隔離開,防止電池正負極直接接觸,避免電
池情況的惡化。

(3)本發明所述的無機復合微孔膜具有較高的機械強度,縱向拉伸強度為
150~250MPa,橫向拉伸強度為50~80MPa。

(4)本發明的制備方法實現了對本發明的無機復合微孔膜的生產,通過共擠出的方
式,改善了納米無機顆粒與微孔膜的結合強度,使得其不易脫落。并且本發明的制備方法
還簡化了無機復合微孔膜的生產過程。

具體實施方式

本發明提供一種用作鋰離子電池隔膜的無機復合微孔膜,所述無機復合微孔膜為共擠
出的無機復合微孔膜,其包括一個中間層和兩個外層,所述兩個外層分別位于所述中間層
的兩側,其中,所述中間層主要由聚乙烯、或者乙烯與其他烯烴的共聚物或者聚乙烯與其
他聚烯烴的混合物制成,所述兩個外層均主要由聚丙烯與納米無機顆粒的混合物制成,所
述納米無機顆粒為氧化鋁、氧化鎂、氧化鈣和氧化硅中的至少一種。

所述的用作鋰離子電池隔膜的無機復合微孔膜中,所述納米無機顆粒的粒徑為3~600
納米,在任一個外層中所述納米無機顆粒占該外層的質量百分比為40~70%,所述聚丙烯
占該外層的質量百分比為30~60%。

無機復合微孔膜的外層的納米無機顆粒具有兩個作用,其一在于可以使得本發明的微
孔膜獲得良好的耐高溫性能。微孔膜的應用過程中,當電池溫度升高時,首先中間層先閉
孔,阻止離子的通過;當溫度繼續升高時,即使中間層和外層的聚合物開始慢慢熔融,但
納米級的無機顆粒仍然會將電池正負極隔離開,防止電池正負極直接接觸,避免電池情況
的惡化。本發明的無機微孔膜最高可耐400℃的高溫。由于納米無機顆粒可以起到隔離電
池正負極的作用,因此,納米無機顆粒的粒徑越小,其可以起到的隔離效果就越好。

納米無機顆粒的另一個作用在于,在共擠出的過程中,納米無機顆粒可以起到增加拉
伸形成的孔隙率和孔徑的目的。孔隙率過大,或者孔徑過大,都會導致微孔膜的機械強度
降低;孔隙率過小,或者孔徑過小,又會影響離子的通過率。

因此,本發明中的納米無機顆粒的粒徑可以是3~600nm,但以40~200nm最佳。納米
無機材料的添加量可以占到外層質量的40~70%。

所述的用作鋰離子電池隔膜的無機復合微孔膜中,所述任一個外層還含有分散劑,所
述分散劑為聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯、聚丙烯酸鈉、聚丙烯中
的至少一種,所述分散劑占該外層的質量百分比為0~5%。

為保證納米無機顆粒在聚丙烯基體之間具有良好的分散性,也就是納米無機顆粒可以
相對均勻的分散,從而保證無機復合微孔膜在各處具有均勻一致的結構和性能,還需要添
加使用分散劑。分散劑為聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯、聚丙烯酸
鈉、聚丙烯中的至少一種,分散劑占該外層的質量百分比為0.1%-5%。

所述的用作鋰離子電池隔膜的無機復合微孔膜中,所述乙烯與其他烯烴的共聚物中,
所述其他烯烴為1-丁烯、4-甲基-1-戊烯以及1-己烯中的至少一種,且所述其他烯烴占所述
乙烯與其他烯烴的共聚物的質量百分比為0~35%,所述聚乙烯與其他聚烯烴的混合物中,
所述聚烯烴為1-丁烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯的聚合物中的至少一種,且所述聚烯烴占所
述聚乙烯與其他聚烯烴的混合物的質量百分比為0~35%。

所述的用作鋰離子電池隔膜的無機復合微孔膜中,所述聚乙烯為高密度聚乙烯與低密
度聚乙烯的混合物,且所述高密度聚乙烯的分子量為5×104~5×105,熔點為130~135℃,
所述低密度聚乙烯的分子量為3×103~1×104,熔點為125~130℃,且所述低密度聚乙烯
占所述高密度聚乙烯與低密度聚乙烯的混合物的質量百分比為10~30%。

本發明的中間層主要由聚乙烯、或者乙烯與其他烯烴的共聚物或者聚乙烯與其他聚烯
烴的混合物制成,其原因在于上述聚合物的熔點較低,可以提供較低的閉孔溫度。聚乙烯
為高密度聚乙烯和低密度聚乙烯的混合物,且高密度聚乙烯的分子量為5×104~5×105,熔
點為130~135℃,低密度聚乙烯的分子量為3×103~1×104,熔點為125~130℃,且低密度
聚乙烯占所述高密度聚乙烯與低密度聚乙烯的混合物的質量百分比為10~30%。當低密度
聚乙烯與高密度聚乙烯的混合物中,低密度聚乙烯的比例在10~30%之間時,可以保證微
孔膜具有較好的機械強度,以滿足電池隔膜的強度需要,本發明的微孔膜的縱橫向拉伸強
度為150~250MPa,橫向拉伸強度為50~80MPa。利用低密度聚乙烯可以進一步降低閉孔
溫度,使得本發明的無機復合微孔膜的閉孔溫度在130~140℃。

所述的用作鋰離子電池隔膜的無機復合微孔膜中,所述無機復合微孔膜的厚度為
25~60μm,孔隙率為35~70%,孔徑為50~100nm。

所述的用作鋰離子電池隔膜的無機復合微孔膜中,所述任一個外層與所述中間層的厚
度比值在1:1.5~1:3,所述中間層占所述無機復合微孔膜的質量百分比為50~78%。

無機復合微孔膜需要具有合適的厚度,厚度過大,則增加了離子通過微孔膜的路徑的
長度,增加了離子通過的難度,影響電池的性能;厚度過小,不利于加工。孔隙率過大,
或者孔徑過大,則影響無機復合微孔膜的機械強度;孔隙率過小,則影響離子在單位時間
內通過率。

本發明中還提供了一種用作鋰離子電池隔膜的無機復合微孔膜的制備方法。

一種用作鋰離子電池隔膜的無機復合微孔膜的制備方法,包括以下步驟:

步驟一、通過擠出裝置的多層模頭共擠出無機復合聚烯烴多層前體,并將無機復合聚
烯烴多層前體冷卻,以得到片材,其中,所述片材包括一個中間層和兩個外層,所述兩個
外層分別位于所述中間層的兩側,其中,所述中間層主要由聚乙烯、或者乙烯與其他烯烴
的共聚物或者聚乙烯與其他聚烯烴的混合物制成,所述兩個外層均主要由聚丙烯與納米無
機顆粒的混合物制成,所述納米無機顆粒為氧化鋁、氧化鎂、氧化鈣和氧化硅中的至少一
種;

步驟二、對所述步驟一得到的片材進行雙向拉伸,得到薄膜;

步驟三、將所述步驟二得到的薄膜熱定型,得到無機復合微孔膜。

本發明提供以下實施例,以便對本發明進行進一步的說明。

實施例一

中間層采用聚乙烯,聚乙烯為高密度聚乙烯和低密度聚乙烯的混合物,其中,高密度
聚乙烯的分子量為5×104,熔點為130℃,低密度聚乙烯的分子量為3×103,熔點為126℃,
且低密度聚乙烯的質量百分比為10%。

外層溶液中包括有聚丙烯、納米無機顆粒和分散劑。其中,納米無機顆粒為氧化鋁,
粒徑為500nm,納米無機顆粒占該外層溶液的質量百分比為40%,聚丙烯占該外層的質量
百分比為59%。分散劑為聚乙二醇,添加比例為外層溶液總質量的1%。

將中間層溶液和外層溶液在擠出裝置中通過三層模頭進行共擠出,擠出的前體用冷卻
輥冷卻得到厚度較厚的片材,其中,冷卻溫度為40℃,冷卻時間為1分鐘;對片材進行
雙向拉伸,拉伸溫度120℃,拉伸比為1:9,得到薄膜;對經過拉伸的薄膜在100℃下自然
回縮,回縮時間為1分鐘;經回縮處理后的薄膜在170℃條件下熱定型10分鐘,之后經
過電暈處理,電暈處理為10000V/m2,處理時間為0.1秒,然后收卷,得到可以用作鋰離
子電池膈膜的無機復合微孔膜。

在無機復合微孔膜中,任一外層與中間層的厚度比值為1:1.5,中間層占無機復合微
孔膜的質量百分比為50%。

實施例二

中間層采用聚乙烯,聚乙烯為高密度聚乙烯和低密度聚乙烯的混合物,其中,高密度
聚乙烯的分子量為5×105,熔點為135℃,低密度聚乙烯的分子量為1×104,熔點為130℃,
且低密度聚乙烯的質量百分比為30%。

外層溶液中包括有聚丙烯、納米無機顆粒和分散劑。其中,納米無機顆粒為氧化鎂,
粒徑為40nm,納米無機顆粒占該外層溶液的質量百分比為65%,聚丙烯占該外層的質量
百分比為30%。分散劑為聚乙烯醇,添加比例為外層溶液總質量的5%。

將中間層溶液和外層溶液在擠出裝置中通過三層模頭進行共擠出,擠出的前體用冷卻
輥冷卻得到厚度較厚的片材,其中,冷卻溫度為100℃,冷卻時間為2分鐘;對片材進行
雙向拉伸,拉伸溫度100℃,拉伸比為1:8,得到薄膜;對經過拉伸的薄膜在100℃下自然
回縮,回縮時間為1分鐘;經回縮處理后的薄膜在150℃條件下熱定型10分鐘,之后經
過電暈處理,電暈處理為9000V/m2,處理時間為0.1秒,然后收卷,得到可以用作鋰離子
電池膈膜的無機復合微孔膜。

在無機復合微孔膜中,任一外層與中間層的厚度比值為1:1.7,中間層占無機復合微
孔膜的質量百分比為60%。

實施例三

中間層采用乙烯、1-丁烯以及4-甲基-1-戊烯的共聚物,其中,1-丁烯以及4-甲基-1-
戊烯占到共聚物總質量的15%。

外層溶液中包括有聚丙烯、納米無機顆粒和分散劑。其中,納米無機顆粒為氧化硅,
粒徑為100nm,納米無機顆粒占該外層溶液的質量百分比為50%,聚丙烯占該外層的質量
百分比為48%。分散劑為聚乙烯吡咯烷酮,添加比例為外層溶液總質量的2%。

將中間層溶液和外層溶液在擠出裝置中通過三層模頭進行共擠出,擠出的前體用冷卻
輥冷卻得到厚度較厚的片材,其中,冷卻溫度為20℃,冷卻時間為0.5分鐘;對片材進行
雙向拉伸,拉伸溫度150℃,拉伸比為1:8,得到薄膜;對經過拉伸的薄膜在50℃下自然
回縮,回縮時間為0.5分鐘;經回縮處理后的薄膜在170℃條件下熱定型10分鐘,之后經
過電暈處理,電暈處理為10000V/m2,處理時間為0.1秒,然后收卷,得到可以用作鋰離
子電池膈膜的無機復合微孔膜。

在無機復合微孔膜中,任一外層與中間層的厚度比值為1:2.5,中間層占無機復合微
孔膜的質量百分比為65%。

實施例四

中間層采用乙烯與4-甲基-1-戊烯以及1-己烯的共聚物,其中,4-甲基-1-戊烯以及1-
己烯分別占到共聚物總質量的15%和20%。

外層溶液中包括有聚丙烯、納米無機顆粒和分散劑。其中,納米無機顆粒為氧化鈣,
粒徑為200nm,納米無機顆粒占該外層溶液的質量百分比為60%,聚丙烯占該外層的質量
百分比為35%。分散劑為聚氧化乙烯,添加比例為外層溶液總質量的5%。

將中間層溶液和外層溶液在擠出裝置中通過三層模頭進行共擠出,擠出的前體用冷卻
輥冷卻得到厚度較厚的片材,其中,冷卻溫度為40℃,冷卻時間為1分鐘;對片材進行
雙向拉伸,拉伸溫度130℃,拉伸比為1:8,得到薄膜;對經過拉伸的薄膜在100℃下自然
回縮,回縮時間為1分鐘;經回縮處理后的薄膜在150℃條件下熱定型10分鐘,之后經
過電暈處理,電暈處理為10000V/m2,處理時間為0.1秒,然后收卷,得到可以用作鋰離
子電池膈膜的無機復合微孔膜。

在無機復合微孔膜中,任一外層與中間層的厚度比值為1:2,中間層占無機復合微孔
膜的質量百分比為55%。

實施例五

中間層采用聚乙烯與聚1-己烯的混合物,其中,聚1-己烯占混合物總質量的10%。
聚乙烯為高密度聚乙烯和低密度聚乙烯的混合物,其中,高密度聚乙烯的分子量為5×105,
熔點為135℃,低密度聚乙烯的分子量為1×104,熔點為130℃,且低密度聚乙烯的質量百
分比為30%。

外層溶液中包括有聚丙烯和納米無機顆粒。其中,納米無機顆粒為氧化鋁、氧化鎂、
氧化鈣和氧化硅的混合顆粒,粒徑為300nm,納米無機顆粒占該外層溶液的質量百分比為
70%,聚丙烯占該外層的質量百分比為30%。

將中間層溶液和外層溶液在擠出裝置中通過三層模頭進行共擠出,擠出的前體用冷卻
輥冷卻得到厚度較厚的片材,其中,冷卻溫度為60℃,冷卻時間為1分鐘;對片材進行
雙向拉伸,拉伸溫度135℃,拉伸比為1:10,得到薄膜;對經過拉伸的薄膜在100℃下自
然回縮,回縮時間為1分鐘;經回縮處理后的薄膜在160℃條件下熱定型10分鐘,之后
經過電暈處理,電暈處理為6000V/m2,處理時間為0.1秒,然后收卷,得到可以用作鋰離
子電池膈膜的無機復合微孔膜。

在無機復合微孔膜中,任一外層與中間層的厚度比值為1:3,中間層占無機復合微孔
膜的質量百分比為70%。

實施例六

中間層采用聚乙烯與聚1-丁烯、聚4-甲基-1-戊烯、聚1-己烯的混合物,則聚1-丁烯、
聚4-甲基-1-戊烯、聚1-己烯分別占混合物總質量的10%、10%和15%。聚乙烯為高密度
聚乙烯和低密度聚乙烯的混合物,其中,高密度聚乙烯的分子量為5×105,熔點為135℃,
低密度聚乙烯的分子量為1×104,熔點為130℃,且低密度聚乙烯的質量百分比為30%。

外層溶液中包括有聚丙烯和納米無機顆粒。其中,納米無機顆粒為氧化鋁、氧化鎂、
氧化鈣和氧化硅的混合顆粒,粒徑為600nm,納米無機顆粒占該外層溶液的質量百分比的
40%,聚丙烯占該外層的質量百分比為60%。

將中間層溶液和外層溶液在擠出裝置中通過三層模頭進行共擠出,擠出的前體用冷卻
輥冷卻得到厚度較厚的片材,其中,冷卻溫度為40℃,冷卻時間為1分鐘;對片材進行
雙向拉伸,拉伸溫度122℃,拉伸比為1:9,得到薄膜;對經過拉伸的薄膜在100℃下自然
回縮,回縮時間為1分鐘;經回縮處理后的薄膜在170℃條件下熱定型10分鐘,之后經
過電暈處理,電暈處理為10000V/m2,處理時間為0.1秒,然后收卷,得到可以用作鋰離
子電池膈膜的無機復合微孔膜。

在無機復合微孔膜中,任一外層與中間層的厚度比值為1:3,中間層占無機復合微孔
膜的質量百分比為78%。

上述實施例所得到的無機復合微孔膜的性能見表1。

表1



盡管本發明的實施方案已公開如上,但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用,
它完全可以被適用于各種適合本發明的領域,對于熟悉本領域的人員而言,可容易地實現
另外的修改,因此在不背離權利要求及等同范圍所限定的一般概念下,本發明并不限于特
定的細節和這里示出與描述的圖例。

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本文標題:一種用作鋰離子電池隔膜的無機復合微孔膜及其制備方法.pdf
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