一种有机/无机杂化微孔隔膜及其应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112350025A(43)申请公布日2021.02.09(21)申请号201910733839.9H01M10/0525(2010.01)(22)申请日2019.08.09(71)申请人江苏厚生新能源科技有限公司地址213200江苏省常州市金坛区尧塘街道尧汤路8号(72)发明人匡旭张翰林陈朝晖(74)专利代理机构常州佰业腾飞专利代理事务所(普通合伙)32231代理人陈丽萍(51)Int.Cl.H01M50/403(2021.01)H01M50/417(2021.01)H01M50/431(2021.01)H01M50/44(2021.01)H01M50/446(2021.01)权利要求书1页说明书6页(54)发明名称一种有机/无机杂化微孔隔膜及其应用(57)摘要本发明涉及一种有机/无机杂化微孔隔膜及其应用，采用超高分子量聚乙烯作为主有机相，辅以少量其他聚乙烯为加工助剂，以具有一维纤维状结构的无机材料作为改性剂，通过对无机材料进行活化、然后将活化的无机材料分散在白油中形成造孔液添加到聚烯烃的熔体中，进行熔融共混，经过双向拉伸及定型处理最后形成有机无机杂化微孔结构的隔膜；本发明的有机/无机杂化微孔隔膜中的无机结构提供了更好的耐高温作用及支撑保形作用，杜绝了电池内部高温、隔膜融化坍塌形成短路的问题，当隔膜发生闭孔后，电池电量大大降低，此时汽车等交通运载工具运行速度随之下降，有利于司乘人员及时发现问题，避免恶性事故的发生，保证安全。CN112350025ACN112350025A权利要求书1/1页1.一种有机/无机杂化微孔隔膜，其特征在于，包括如下重量百分数的聚烯烃75-95wt％、一维纤维状结构无机材料5-25wt％；所述聚烯烃由如下重量百分数的超高分子量聚乙烯65-90wt％、聚乙烯10-35wt％组成，所述超高分子量聚乙烯的相对分子质量大于200万，其分子量分布为10-30；所述有机/无机杂化微孔隔膜的制备方法，包括如下步骤：(1)一维纤维状结构无机材料的活化：配置活化液，将一维纤维状结构无机材料在80-100rpm的搅拌速度下进行活化液的喷淋，并控制温度不高于40℃下持续搅拌5-10min，然后加热到60-80℃，在30-70rpm的搅拌速度下使乙醇挥发，制得活化的一维纤维状结构无机材料；(2)造孔液制备：将步骤(1)制得的活化一维纤维状结构无机材料和白油在搅拌速度30-80rpm、搅拌温度40-60℃下搅拌5-30min，制得5-60wt％固含量的造孔液；(3)有机/无机杂化隔膜铸片制备：将聚烯烃投入双螺杆挤出机中，同时将造孔液以柱塞泵从双螺杆挤出机的注油口注入，共混形成均一的熔体，冷却后制得有机/无机杂化隔膜铸片；(4)有机/无机杂化微孔隔膜制备：将所述铸片进行双向拉伸处理，然后去除白油，最后定型处理，制得有机/无机杂化微孔隔膜。2.根据权利要求1所述的一种有机/无机杂化微孔隔膜，其特征在于，所述一维纤维状结构无机材料为玻璃纤维、硫酸钙晶须、碳酸钙晶须、硅灰石、硅酸铝纤维中的一种或几种，所述一维纤维状结构无机材料平均直径为1-8μm，平均长径比为10-200。3.根据权利要求2所述的一种有机/无机杂化微孔隔膜，其特征在于，所述一维纤维状结构无机材料为硫酸钙晶须。4.根据权利要求1所述的一种有机/无机杂化微孔隔膜，其特征在于，所述聚乙烯为另一种分子量分布的超高分子量聚乙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯中的一种；所述另一种分子量分布的超高分子量聚乙烯的相对分子质量为100万，其分子量分布为20-80。5.根据权利要求1所述的一种有机/无机杂化微孔隔膜，其特征在于，步骤(1)中所述活化液包括酞酸酯偶联剂、表面活性剂、乳化剂和乙醇；所述酞酸酯偶联剂、表面活性剂的用量均为一维纤维状结构无机材料重量的0.3-1.5wt％，乳化剂的用量为一维纤维状结构无机材料重量的5-25wt％，乙醇的用量为一维纤维状结构无机材料重量的3-8wt％。6.根据权利要求1所述的一种有机/无机杂化微孔隔膜，其特征在于，步骤(3)中所述双螺杆挤出机的挤出温度160-230℃，双螺杆挤出机的螺杆转速60-110rpm。7.根据权利要求1所述的一种有机/无机杂化微孔隔膜，其特征在于，步骤(4)中所述双向拉伸处理是先进行纵向拉伸：拉伸倍率4-9倍、拉伸温度90-120℃，再进行横向拉伸：拉伸倍率为7-12倍、拉伸温度110-140℃。8.根据权利要求1所述的一种有机/无机杂化微孔隔膜，其特征在于，步骤(4)中所述去除白油的过程是将经过双向拉伸后的膜置于二氯甲烷中进行白油的萃取。9.根据权利要求1所述的一种有机/无机杂化微孔隔膜，其特征在于，步骤(4)中所述定型处理是在70