专利名称：多孔膜及其制造方法
技术领域：
本发明关于一种多孔膜及其制造方法，尤其涉及一种电池隔离膜的制造方法。
背景技术：
现行的锂离子电池的组成是由正极材料、负极材料、电解液以及隔离膜四大材料所组成，对于隔离膜的要求主要有以下几点电绝缘性、具有直通的孔洞可以提供离子透过、耐溶剂腐蚀、机械强度、高温尺寸安定性、耐高温熔破以及低温闭孔等特性；而单层结构的隔离膜对于耐高温熔破以及低温闭孔两者特性是无法兼得，所以必须使用多层结构的隔离膜来达到两者兼备的目的。在习知的技术制造多层隔离膜(或多孔膜)有以下两种方式(I)制程一步骤Sll :先个别押出聚丙烯(Polypropylene,简称PP)薄膜13与聚乙烯(polyethylene,简称PE)薄膜12 ;步骤S12 :堆叠PE膜12及PP膜13成PP/PE/PP多层膜14并进行热贴合；步骤S13 :热处理进行贴合后的PP/PE/PP多层膜14’ ；步骤S14 :对热 处理后的PP/PE/PP多层膜14’进行延伸处理即造孔得到多孔膜11。如图I和图2所示， 图I所示为现有技术中的多孔膜的制造方法的流程图；图2所示为与图I中的流程对应的多孔膜的结构变化图。(2)制程二 先个别押出PP与PE薄膜，PP与PE个别经过热处理与延伸造孔得到单层产品，再堆叠成PP/PE/PP结构经过热贴合得到多层结构的成品。但是这两种存在各自优缺点如下
优缺点制程一制程二
贴合的温度范围较广，可藉PP与PE的拉伸倍率与温度优点由提升温度增加剥离力。 可依照所需调整，所以产品
热收缩性值较佳。
PE的耐热性较差，当三层一 I3E的耐热性较差，如果要提起延伸时只能配合PE的操升剥离力必须提高温度，但
缺
… 作条件，导致操作范围较窄是高温会导致PE熔融堵住以至产品的热收缩性较差。孔洞，降低透气性质。因此，制造一种兼具良好剥离力与收缩性能的多孔膜是目前急需要解决的问题。
发明内容
因此，本发明的目的之一在于提供一种多孔膜的制造方法，利用工艺制程的改变达到多孔膜的剥离力与收缩性两者兼备的目的。为达上述目的，本发明提供一种多孔膜的制造方法，该方法包括以下步骤挤压形成第一薄膜；对该第一薄膜进行热处理以及第一延伸处理；挤压形成第二薄膜；对该第二薄膜进行热处理；将经过热处理以及第一延伸处理后的该第一薄膜以及进行热处理后的该第二薄膜叠加，并贴合形成叠加式薄膜；以及对该叠加式薄膜进行第二延伸处理形成该多孔膜。作为可选的技术方案，该挤压形成该第一薄膜或该挤压形成该第二薄膜的方法包括缝模法、T模法或吹模薄膜法。作为可选的技术方案，对该第一薄膜进行第一延伸处理包括先对该第一薄膜进行第一段延伸处理；再对该第一薄膜进行第二段延伸处理；其中，该第一段延伸处理的延伸倍率小于该第二段延伸处理的延伸倍率。
作为可选的技术方案，该第一段延伸处理的延伸溫度为10-40°C，延伸倍率为 20% -50% ;该第二段延伸处理的延伸溫度为90-120°C，延伸倍率为80% 120%。作为可选的技术方案，该第一薄膜的耐热性低于该第二薄膜的耐热性。作为可选的技术方案，对该叠加式薄膜进行第二延伸处理包括对该叠加式薄膜进行第三段延伸处理；再对该叠加式薄膜进行第四段延伸处理；再对该叠加式薄膜进行回缩处理；其中，且该第三段延伸处理的延伸倍率小于该第四段延伸处理的延伸倍率。作为可选的技术方案，该第三段延伸处理的延伸溫度为10-40°C，延伸倍率为 10% -30% ;该第四段延伸处理的延伸溫度为120-150°c，延伸倍率为100% 150% ;该回缩处理的溫度为120-150°C，延伸倍率为-5% -15%。作为可选的技术方案，该叠加式薄膜为三层薄膜。作为可选的技术方案，该三层薄膜为聚丙烯-聚乙烯-聚丙烯薄膜，且该第一薄膜为聚乙纟布月旲。作为可选的技术方案，该多孔膜的制造方法为干法制膜法。作为可选的技术方案，该多孔膜为电池隔离膜。本发明还提供一种多孔膜，该多孔膜为采用如上所述的制造方法制成的多孔膜。与现有技术相比，根据本发明的制造方法利用工艺制程的改变，使得制造出的多孔膜具有较高的剥离力与较低的收缩性。关于本发明的优点与精神可以藉由以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。
图I所示为现有技术中的多孔膜的制造方法的流程图；图2所示为与图I中的流程对应的多孔膜的结构变化图；图3所示为根据本发明的多孔膜的制造方法的流程图；图4所示为与图3中的流程对应的多孔膜的结构变化图。
具体实施例方式请参见图3和图4，图3所示为根据本发明的多孔膜的制造方法的流程图，图4所示为与图3中的流程对应的多孔膜的结构变化图。本发明提供一种多孔膜1，多孔膜I为采用如下所述的制造方法制成的多孔膜，本实施方式中，多孔膜I例如为电池隔离膜，但并不以此为限。多孔膜多用聚烯烃类化合物制造，例如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚甲基戊烯，它们的混合物及它们的共聚物。聚丙烯和聚乙烯及其混合物和它们的共聚物是优选的聚烯烃类。这些薄膜可通过干法或湿法制造。一般常用的多层式薄膜是三层式薄膜，例如聚丙烯/ 聚乙烯/聚丙烯(PP/PE/PP)结构，另外还有5层式薄膜，如PP/PE/PP/PE/PP或PE/PP/PE/ PP/PE结构。本实施方式中是以多孔膜I为三层薄膜为例，且三层薄膜例如为聚丙烯-聚乙烯-聚丙烯薄膜。如图3所示，本发明提供一种多孔膜I的制造方法，其中这种多孔膜的制造方法例如可为干法制膜法，当然也并不以此为限。制造多孔膜时，在干法中，将各种基体成分进行挤塑，以便形成一种无孔的薄膜。再将各薄膜叠 加用于结合，叠加是按所希望的终端产品的构造进行。然后使经过叠加的各薄膜接合或贴合。此后，将接合在一起的叠加式薄膜经受退火处理以及经延伸处理形成微孔，此处延伸会在各基体成分中结晶区和非结晶区的界面处引起空隙形成。延伸处理例如通过使用例如拉幅机架的装置将薄膜沿横向及/或纵向进行拉伸。其中，干法的拉伸为单轴向拉伸，而且为保证孔洞的形成，拉伸温度要高于聚合物的玻璃化温度而低于聚合物的结晶温度。具体的，本发明的多孔膜I的制造方法包括以下步骤 步骤SI :挤压形成第一薄膜2，其中，挤压形成第一薄膜2的方法例如可为缝模法、 T模法或吹模薄膜法，吹制薄膜法是将一种管状型坯挤塑，而在缝模或T模法中，将平的型坯挤塑；步骤S2 :对第一薄膜2进行热处理以及第一延伸处理；步骤S3 :挤压形成第二薄膜3，其中，挤压形成第二薄膜3的方法例如可为缝模法、 T模法或吹模薄膜法，而且对于本实施方式而言，较佳地，第一薄膜的耐热性低于第二薄膜的耐热性，例如第一薄膜2为PE膜，第二薄膜3为PP膜；步骤S4 :对第二薄膜3进行热处理；步骤S5 :将经过热处理以及第一延伸处理后的第一薄膜即PE膜2”(其中第一薄膜2’ (即PE膜2’ )为经热处理后的第一薄膜)以及进行热处理后的第二薄膜3’ (即PP 膜3’ )叠加，并贴合形成叠加式薄膜4，例如通过压送辊在加热和加压力下进行贴合，其中叠加式薄膜4为多层结构，一般以三层薄膜为例，例如为聚丙烯-聚乙烯-聚丙烯膜，但并不以此为限；步骤S6 :对叠加式薄膜4进行第二延伸处理形成多孔膜I。其中，第一薄膜的挤出成型以及单独对第一薄膜进行的热处理以及延伸处理与第二薄膜的挤出成型以及单独对第二薄膜进行的热处理是分离的，所以两者可以分开进行。 即在进行第一薄膜以及第二薄膜的贴合前，对第一薄膜的制造及其它处理与第二薄膜的制造及其它处理是可以于不同的机台上同时进行的。而且，为使延伸效果更好且不易回缩，对第一薄膜进行第一延伸处理包括先对第一薄膜进行第一段延伸处理，再对第一薄膜进行第二段延伸处理。其中，第一段延伸处理的延伸倍率小于第二段延伸处理的延伸倍率，而且在进行延伸处理时，第一段延伸处理的温度也小于第二段延伸处理的温度。具体的，第一段延伸处理的延伸溫度例如为10-40°C且优选为25°C，延伸倍率例如为20% -50%，优选40% ;第二段延伸处理的延伸溫度例如为 90-120°C且优选100°C，延伸倍率例如为80% 120%且优选100%。同样地，为使延伸效果更好且不易回缩，对叠加式薄膜4进行第二延伸处理包括 对叠加式薄膜4进行第三段延伸处理，再对叠加式薄膜4进行第四段延伸处理，再对叠加式薄膜4进行回缩处理。其中，且该第三段延伸处理的延伸倍率小于该第四段延伸处理的延伸倍率，而且在进行延伸处理时，第三段延伸处理的温度也小于第四段延伸处理的温度。 具体的第三段延伸处理的延伸溫度例如为10-40°C且优选为25°C，延伸倍率为10% -30% 且优选20% ;第四段延伸处理的延伸溫度例如为120-150°C且优选130°C，延伸倍率例如为 100% 150%且优选120% ;回缩处理的溫度例如为120-150°C且优选130°C，延伸倍率例如为-5% -15%且优选-10%。另外，在薄膜的制造过程中，一般在挤出薄膜的同时会对薄膜进行卷起的动作，因此步骤SI中还包括卷起第一薄膜，步骤S3中还包括卷起第二薄膜，对应地，在执行步骤S2 前还包括对第一薄膜解卷，在执行步骤S4前还包括对第二薄膜解卷。为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举实施例作详细说明如下比较例I (采用现有技术中的制程一的方法制造)薄膜挤出使用聚丙烯，其熔体流动速率(MFR) =1.9，重均分子量(Mw) = 400000,经由押出机(或挤出机)将塑料熔化以模具间隔(Die gap) = 3. 0mm,模具温度(Die Temp.) = 210° 条件下进行聚丙烯薄膜挤出，收卷厚度控制在15 μ m ;聚乙烯，MFR = I. 9,密度=O. 96g/ cm2,经由押出机将塑料熔化以Die gap = 3. 0mm, Die Temp. = 190°条件下进行聚乙烯薄膜挤出，收卷厚度控制在17 μ m。热贴合将PP与PE薄膜堆叠成PP/PE/PP的结构，将贴合机台上的加热滚轮轮面温度加热至128°C,在夹轮压力3kg/cm与机速6m/min下进行贴合。热处理贴合后的多层膜(PP/PE/PP)在125°C的烘箱内给予5%的张力下，以120秒的时间进行热处理。延伸将热处理后的多层膜先进行第一段延伸(温度25°C、延伸倍率40 % )，再进行第二段延伸(温度100°c、延伸倍率100% )之后接着进行回缩(温度110°C、延伸倍率-10% ) 形成多孔膜。比较例2 (采用现有技术中的制程二的方法制造)薄膜挤出使用聚丙烯，熔体流动速率(MFR) = 1.9,重均分子量(Mw) = 400000,经由押出机将塑料熔化以模具间隔(Die gap) =3. 0mm,模具温度(Die Temp.) = 210°条件下进行聚丙烯薄膜挤出，收卷厚度控制在15 μ m;聚乙烯，MFR= I. 9，密度=O. 96g/cm2，经由押出机、将塑料熔化以Die gap = 3. Omm, Die Temp. = 190°条件下进行聚乙烯薄膜挤出，收卷厚度控制在17 μ m。热处理将PE膜在125°C的烘箱内给予5%的张力下，以120秒的时间进行热处理；PP膜在140°C的烘箱内给予5%的张力下，以300秒的时间进行热处理。延伸将热处理后的PE膜先进行第一段延伸(温度25°C、延伸倍率40% )，再进行第二段延伸(温度100°C、延伸倍率100% );热处理后的PP膜先进行第一段延伸(温度25°C、 延伸倍率20% )，再进行第二段延伸(温度130°C、延伸倍率120% )之后接着进行回缩(温度130°C、延伸倍率-10% )。热贴合将延伸后的PP与PE薄膜堆叠成PP/PE/PP的结构，将加热滚轮轮面温度加热至 128°C,在夹轮压力3kg/cm与6m/min的机速下进行贴合形成多孔膜。实施例I薄膜挤出使用聚丙烯，MFR = I. 9，Mw = 400000，经由押出机将塑料熔化以模具间隔(Die gap) =3. 0mm,模具温度(Die Temp.) = 210°条件下进行聚丙烯薄膜挤出，收卷厚度控制在15 μ m ;聚乙烯，MFR = I. 9,密度=O. 96g/cm2,经由押出机将塑料熔化以Die gap =
3.0mm, Die Temp. = 190度条件下进行聚乙烯薄膜挤出，收卷厚度控制在17 μ m。热处理将PE膜在125°C的烘箱内给予5%的张力下，以120秒的时间进行热处理；PP膜在140°C的烘箱内给予5%的张力下，以300秒的时间进行热处理。PE层延伸将热处理后的PE膜先进行第一段延伸处理(温度25°C、延伸倍率40% )，再进行第二段延伸处理(温度100°C、延伸倍率100% )。热贴合将热处理后的PP与延伸后PE薄膜堆叠成PP/PE/PP的结构，将加热滚轮轮面温度加热至128°C,在夹轮压力3kg/cm与6m/min的机速下进行贴合。多层膜延伸
将贴合后的多层膜先进行第一段延伸(温度25°C、延伸倍率20 % )，再进行第二段延伸(1301^120% )之后接着进行回缩(温度130°C、延伸倍率-10% )形成多孔膜。
权利要求
1.一种多孔膜的制造方法，其特征在于该制造方法包括以下步骤 挤压形成第一薄膜； 对该第一薄膜进行热处理以及第一延伸处理； 挤压形成第二薄膜； 对该第二薄膜进行热处理； 将经过热处理以及第一延伸处理后的该第一薄膜以及进行热处理后的该第二薄膜叠力口，并贴合形成叠加式薄膜；以及 对该叠加式薄膜进行第二延伸处理形成该多孔膜。
2.如权利要求I所述的多孔膜的制造方法，其特征在于该第一薄膜的耐热性低于该第二薄膜的耐热性。
3.如权利要求I所述的多孔膜的制造方法，其特征在于该挤压形成该第一薄膜或该挤压形成该第二薄膜的方法包括缝模法、T模法或吹模薄膜法。
4.如权利要求I所述的多孔膜的制造方法，其特征在于对该第一薄膜进行第一延伸处理包括 先对该第一薄膜进行第一段延伸处理； 再对该第一薄膜进行第二段延伸处理； 其中，该第一段延伸处理的延伸倍率小于该第二段延伸处理的延伸倍率。
5.如权利要求4所述的多孔膜的制造方法，其特征在于该第一段延伸处理的延伸溫度为10-40°C，延伸倍率为20% -50% ;该第二段延伸处理的延伸溫度为90-120°C，延伸倍率为 80% 120%。
6.如权利要求I所述的多孔膜的制造方法，其特征在于对该叠加式薄膜进行第二延伸处理包括 对该叠加式薄膜进行第三段延伸处理； 再对该叠加式薄膜进行第四段延伸处理； 再对该叠加式薄膜进行回缩处理； 其中，且该第三段延伸处理的延伸倍率小于该第四段延伸处理的延伸倍率。
7.如权利要求6所述的多孔膜的制造方法，其特征在于该第三段延伸处理的延伸溫度为10-40°C，延伸倍率为10% -30%;该第四段延伸处理的延伸溫度为120-150°C，延伸倍率为100% 150% ;该回缩处理的溫度为120-150°C，延伸倍率为-5% -15%。
8.如权利要求I所述的多孔膜的制造方法，其特征在于该叠加式薄膜为三层薄膜。
9.如权利要求8所述的多孔膜的制造方法，其特征在于该三层薄膜为聚丙烯-聚乙烯-聚丙烯薄膜，且该第一薄膜为聚乙烯膜。
10.如权利要求I所述的多孔膜的制造方法，其特征在于该多孔膜的制造方法为干法制膜法。
11.如权利要求I所述的多孔膜的制造方法，其特征在于该多孔膜为电池隔离膜。
12.—种多孔膜，其特征在于该多孔膜为采用如权利要求1-11中任意一项所述的制造方法制成的多孔膜。
全文摘要
本发明揭露一种多孔膜及其制造方法，该制造方法包括以下步骤挤压形成第一薄膜；对该第一薄膜进行热处理以及延伸处理；挤压形成第二薄膜；对该第二薄膜进行热处理；将经过热处理以及延伸处理后的第一薄膜以及进行热处理后的第二薄膜叠加，并贴合形成叠加式薄膜；以及对该叠加式薄膜进行延伸处理形成该多孔膜。本发明利用工艺制程的改变，使得制造出的多孔膜具有较高的剥离力与较低的收缩性。
文档编号H01M2/18GK102700222SQ20121013236
公开日2012年10月3日 申请日期2012年5月2日 优先权日2012年5月2日
发明者陈信维 申请人:达尼特材料科技(芜湖)有限公司