后交联橡胶、聚烯烃复合材料纳米微多孔隔膜及其制造方法

摘要

本发明涉及采用后交联橡胶改性聚烯烃的锂离子电池用复合材料纳米微多孔隔膜及其制造方法，微多孔隔膜至少包括一层化学凝胶含量20％以上的纳米微多孔膜A层，其微观结构设计为聚烯烃纳米微纤基体中均匀弥散经过后交联处理的橡胶材料，形成橡、塑复合材料纳米微多孔隔膜，具备高强度、热关断、耐高温、良好的吸液溶胀及压缩弹性，可应用于高安全性、长循环寿命的锂离子动力电池。

主权项

后交联橡胶、聚烯烃复合材料纳米微多孔隔膜，其特征在于，复合材料纳米微多孔隔膜至少包括一层化学凝胶含量20%以上的纳米微多孔膜A层，其微观结构为聚烯烃纳米微纤基体中均匀弥散经过后交联处理的橡胶材料，形成橡、塑复合材料纳米微多孔隔膜；橡胶、聚烯烃塑料原料的橡/塑比为(20：80)至(60：40)；复合材料纳米微多孔隔膜是单层A，或为A/B双层复合隔膜，另外一层纳米微多孔隔膜B采用聚烯烃塑料为主体，所采用的橡胶、聚烯烃塑料原料中橡胶含量小于20%；复合材料纳米微多孔隔膜的橡胶原料采用与聚烯烃相容良好的未硫化液体橡胶或室温下呈蜡状固体的低结晶度橡胶，所述橡胶原料的重均分子量介于30000‑80000、60℃下的动力粘度在50‑1500Pa.S、化学凝胶含量小于10%，橡胶原料包括：易辐照交联的乙丙橡胶EPM、三元乙丙橡胶EPDM、乙烯‑丙烯酸酯橡胶、聚异戊二烯橡胶IR、顺丁橡胶BR、丙烯氰含量在20%以下的丁腈橡胶NBR、苯乙烯含量在20%以下的丁苯橡胶SBR中的一种或两种以上的组合物；复合材料纳米微多孔隔膜的聚烯烃塑料原料选用：乙烯、丙烯、丁烯的均聚物，所述乙烯、丙烯、丁烯的均聚物包括高密度聚乙烯HDPE，聚丙烯PP、聚丁烯PB、线性低密度聚乙烯LLDPE；或乙烯、丙烯和丁烯中的一种与α烯烃的共聚物；其中，高密度聚乙烯HDPE的重均分子量为50万以上；复合材料纳米微多孔隔膜制造中采用的高温相容剂选用石蜡油、对苯二甲酸二辛酯DTOP、癸二酸二辛酯DOS、邻苯二甲酸二异壬酯DINP、邻苯二甲酸二异癸酯DIDP中的一种或两种以上的组合物；复合材料纳米微多孔隔膜同时具备以下特性：(1)总厚度在10‑36微米范围内，平均孔径小于150纳米，孔隙率介于35‑70%，Gurley值介于50‑500S/100CC；(2)吸液溶胀及压缩弹性：在30℃温度下，隔膜于自由状态下吸收DMC液体l小时后厚度增大为吸液前的(1. 05‑1. 30)倍，吸液后的隔膜在厚度方向施加0.35MPa静态压缩应力并保持5分钟后，隔膜在厚度方向的压缩变形量大于压缩前厚度值的5%、小于25%，压力释放5分钟后测试隔膜的厚度恢复为压缩前的85%以上；(3)隔膜的纵向拉伸强度介于50‑200MPa、弹性模量大于800MPa、纵向断裂伸长率大于30%；横向拉伸强度介于30‑150MPa、弹性模量大于300MPa、横向断裂伸长率大于50%，针刺强度大于300gf/20微米；(4)热关断及耐高温性能：在厚度方向施加0.35MPa静态压缩应力，从90‑200℃对隔膜以l℃/min速率加热，隔膜热关断温度不高于145℃；到200℃并保持5分钟后冷却至室温，隔膜物理形态保持完整，其在纵向和横向的热收缩率均小于10%，Gurley值大于2000S/100CC。