本发明属于锂离子电池材料技术领域，具体涉及一种干法双向拉伸锂电池隔膜的制备方法。
背景技术：
近几年在国家大力倡导低碳环保的大背景下，我国的新能源行业蓬勃发展，而锂电池作为新能源行业中的新宠更是受到了高度的关注，我国目前已成为世界上最大的锂电池生产基地，第二大锂电池生产国和出口国。锂电产品已经占到全球30％-40％的份额，作为锂电池的重要核心部件，锂电池隔膜是锂离子电池材料中技术壁垒最高的一种高附加值材料，占锂电池成本的30％以上。
隔膜的主要作用是分隔正、负极以防止两极接触而短路，同时使电解质离子自由通过。作为锂离子电池中不可缺少的重要组件之一，其性能决定了电池的界面结构、电解液浸润性等重要参数，直接影响电池的容量、充放电循环以及安全性能，对提高电池的综合性能具有重要的作用。
目前，锂离子电池隔膜主要采用聚烯烃微孔膜，其重要性能参数有孔径分布、孔隙率、透气率、抗穿刺强度、厚度均一性等。制备聚烯烃锂离子电池隔膜的主要工艺有干法和湿法两大类，干法工艺包括单向拉伸工艺和双向拉伸工艺两种。其中，干法双向拉伸工艺因具有工序简单、无需溶剂、生产效率高等优点，具有广阔的市场。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种干法双向拉伸锂电池隔膜的制备方法，具体采用如下技术方案来实现。
一种干法双向拉伸锂电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：
a、将聚丙烯和β晶型成核剂，抗氧剂，增塑剂通过双螺杆挤出机高温共混挤出，流延得到铸片；
b、将所述铸片经过双向拉伸设备纵横方向同步拉伸后进行热定型处理，形成双向拉伸锂电池微孔隔膜；
c、通过扫描电镜表征锂电池微孔隔膜的特性。
所述聚丙烯为均聚聚丙烯，分子量为35-60万，具有宽分子量分布，分子量分布mw/mn≥6，熔融指数在2.4-3.5g/10min，等规度≥98％。
所述的β晶型成核剂为芳酰胺类β晶型成核剂或稀土类β晶型成核剂，熔点大于350℃，β晶含量≥80％。
所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168或抗氧剂264中的一种或多种。
所述增塑剂为液体石蜡，其运动粘度为9-25mm2/s。
以重量份计，包括以下组份，100份聚丙烯，0.1-0.3份抗氧化剂，0.1-0.4份β晶型成核剂，0.05-0.1份增塑剂。
所述双螺杆挤出机挤出时螺杆各段温度为170-190℃、190-210℃、200-220℃、200-220℃、190-210℃，模口温度为185-210℃，螺杆转速为120-180rpm。
所述流延过程缓慢冷却至室温，流延辊的温度为110-130℃，所述铸片的厚度为0.25-0.5mm。
所述双向同步拉伸的流延方向的拉伸总倍率为30-64倍，拉伸温度为110-140℃，拉伸速率为0.5-2mm/s。
所述热定型的温度为130-145℃，热定型的时间为5-30min。
所述双向拉伸后的微孔膜的膜厚为20-50μm，微孔直径为50-500nm。
所述锂电池微孔隔膜的透气率为150-400s/100ml。
本发明的有益效果：
1.生产工序简单，而且对环境不产生污染。
2.制得的微孔尺寸、分布均匀，透气性好。各项性能指标满足锂电池隔膜性能的要求。
3.添加β晶型成核剂，通过诱导β结晶获得高β晶型含量的β晶型聚丙烯，明显改善结晶速度和结晶温度和提高β晶型转化率之功效，赋予制品良好的抗冲击性、耐热变形性和高气孔率，使孔径分布更均匀。
附图说明
图1为实施例1制备的锂电池微孔隔膜的扫描电镜照片。
具体实施方式
为了能更好地满足锂电池隔膜领域市场的各项要求，本发明提出一种锂电池隔膜的制备方法，解决目前锂电池隔膜制造工艺复杂、成本高、一致性差的问题。
以下实施例中，聚丙烯均选用牌号为f401的均聚聚丙烯。
本发明提供了一种锂电池微孔膜的制备方法，包括以下步骤：
实施例1
将均聚聚丙烯和型号为wbg的稀土类β晶型成核剂通过双螺杆挤出机共混，经过挤出后造粒，制得β晶型成核剂含量为0.2wt％的母料，母料经双螺杆挤出机挤出流延制得铸片。流延时双螺杆挤出机从喂料口到模口温度分别设定为170℃、190℃、210℃、200℃和190℃。熔体经115℃流延辊后形成铸片，铸片厚度为0.35mm。
采用薄膜双向拉伸设备对铸片实施双向同步拉伸，拉伸前铸片均裁成120×120mm2的尺寸。双向同步拉伸的倍率为6*6倍，拉伸温度为125℃，拉伸速率为1mm/s。
将拉伸后得到的微孔隔膜进行热定型处理，热定型温度130℃，热定型时间为30min，最终获得双向拉伸锂电池微孔隔膜。
对所述锂电池微孔隔膜的孔隙率、透气率和力学性能进行测试，结果见表2，表2为锂电池微孔隔膜的性能测试结果。
实施例2
将均聚聚丙烯和型号为tmb-5芳香酰胺类β晶型成核剂通过双螺杆挤出机共混，经过挤出后造粒，制得β晶型成核剂含量为0.3wt％的母料，母料经双螺杆挤出机挤出流延制得铸片。流延时双螺杆挤出机从喂料口到模口温度分别设定为170℃、190℃、210℃、200℃和190℃。熔体经125℃流延辊后形成铸片，铸片厚度为0.38mm。
采用薄膜双向拉伸设备对铸片实施双向同步拉伸，拉伸前铸片均裁成120×120mm2的尺寸。双向同步的拉伸倍率为5*7倍，拉伸温度为130℃，拉伸速率为2mm/s。
将拉伸后得到的微孔隔膜进行热定型处理，热定型温度135℃，热定型时间为20min，最终获得双向拉伸锂电池微孔隔膜。
实施例3
将均聚聚丙烯和型号为njstarnu-100芳香酰胺类β晶型成核剂通过双螺杆挤出机共混，经过挤出后造粒，制得β晶型成核剂含量为0.25wt％的母料，母料经双螺杆挤出机挤出流延制得铸片。流延时双螺杆挤出机从喂料口到膜口温度分别设定为170℃、190℃、210℃、200℃和190℃。熔体经120℃流延辊后形成铸片，铸片厚度为0.4mm。
采用薄膜双向拉伸设备对铸片实施双向同步拉伸，拉伸前铸片均裁成120×120mm2的尺寸。双向同步的拉伸倍率为7*7倍，拉伸温度为135℃，拉伸速率为2mm/s。
将拉伸后得到的微孔隔膜进行热定型处理，热定型温度140℃，热定型时间为15min，最终获得双向拉伸锂电池微孔隔膜。
实施例4
将均聚聚丙烯和型号为rcmb-100芳香酰胺类β晶型成核剂通过双螺杆挤出机共混，经过挤出后造粒，制得β晶型成核剂含量为0.2wt％的母料，母料经双螺杆挤出机挤出流延制得铸片。流延时双螺杆挤出机从喂料口到模口温度分别设定为170℃、190℃、210℃、200℃和190℃。熔体经126℃流延辊后形成铸片，铸片厚度为0.41mm。
采用薄膜双向拉伸设备对铸片实施双向同步拉伸，拉伸前铸片均裁成120×120mm2的尺寸。双向同步拉伸倍率为6*7倍，拉伸温度为135℃，拉伸速率为1.5mm/s。
将拉伸后得到的微孔隔膜进行热定型处理，热定型温度140℃，热定型时间为8min，最终获得双向拉伸锂电池微孔隔膜。
本发明的用于干法双向拉伸锂电池隔膜的聚丙烯树脂性能指标如下表1。
表1锂电池隔膜的聚丙烯树脂性能指标
表2锂电池微孔隔膜的性能测试结果