1、鋰離子電池用聚烯烴微孔膜的拉伸工藝及表面涂覆改性研究隔膜作為鋰離子電池的重要組成部分, 是決定電池的性能, 特別是安全性的關鍵因素之一。聚烯姓:材料，包括聚丙烯（PPP和聚乙烯（PEE由于其優良的成膜性和化學穩定性, 被廣泛應用于隔膜生產中。但由于國外對其生產技術的封鎖, 使得隔膜研發的難度較大。雖然最近幾年國內的隔膜產品已經有了較大的進步, 但是大多集中在中低端市場, 在隔膜的制備工藝及涂覆改性方面, 缺乏關鍵核心技術的突破, 難以同國外產品形成有力的競爭。因此 , 急需在鋰離子電池用聚烯烴隔膜的制備工藝及涂覆改性方面, 開展相關的應用基礎研究, 為隔膜的高性能化工藝改進提供基礎理論和技術支

2、撐。1. 多孔性是對隔膜的最基本要求之一, 而聚丙烯的晶型對其后續拉伸過程孔的形成具有決定作用，如何得到高B晶含量的聚丙烯，是制備具有合適孔徑分布的微孔膜的關鍵。一般通過加入一定的成核劑來調節聚丙烯的晶型和結晶度。本文首先從理論計算結合實驗分析的角度, 優選了最佳的成核添加劑, 并確定了其加工溫度范圍,為下一步制備適合拉伸成膜的聚丙烯粒料提供工藝指導: 采用等溫和非等溫動力學方程，結合差式掃描熱分析（DSC技術，分析了納米碳酸鈣、N,N-二環己基-2,6- 萘二酰胺（TMB） 、鄰苯二甲酸和苯甲酸鈉4 種成核劑應用于等規聚丙烯的加工溫度范圍和成核劑效率。結果表明,在127c下,TMB改性的聚丙

3、烯結晶速度最快并且結晶度最大，此 時得到的聚丙烯中B晶含量最高。2.以等規聚丙烯為原料，TMB為添加劑制備聚 丙烯微孔膜,討論了 TMB勺添加量、拉伸溫度和拉伸倍率對聚丙烯微孔膜平均孔徑、孔徑分布、孔隙率的影響。結果表明,當TM哈量為0.5%時，B晶含量最高為63.9%,而高的B品的含量使聚丙烯晶體中的缺陷增多, 更容易得到孔隙率高的微孔膜。當拉伸倍率一定時,拉伸溫度的升高使得聚丙烯微孔膜的平均孔徑變大, 透氣性增大。當拉伸溫度一定時, 拉伸倍率增大, 聚丙烯微孔膜平均孔徑和孔隙率呈現先增大后降低的趨勢。因此通過調整聚丙烯微孔膜的拉伸溫度和拉伸倍率, 可以得到不同孔隙率和平均孔徑的微孔膜。3.

4、使用等規聚丙烯為原料，TMB和Al2O3為混合添 加劑，制備聚丙烯微孔膜,討論了 Al2O3的添力口量、拉伸 溫度和拉伸倍率對聚丙烯微孔膜平均孔徑、孔徑分布、孔隙率等的影響, 并對比了分別采用單、雙組份添加劑時的成膜工藝。結果表明, 在同樣的拉伸溫度和倍率下 , 雙組分添加成膜的孔隙率較高, 膜的平均孔徑較大。Al2O3的加入可以增加聚丙烯中a晶含量，使其整 體結晶度下降。當Al2O3含量為聚丙烯質量的0.4%時, 得到的微孔膜的孔隙率最大。當拉伸倍率一定時, 升高拉伸溫度聚丙烯微孔膜的平均孔徑變大, 透氣性增大。 當拉伸溫度一定時, 拉伸倍率增大, 聚丙烯微孔膜平均孔徑和孔隙率呈現先增大后降

5、低的趨勢。對比市售PP以及最優條件下單、雙組份添加成膜（0.5T和0.5T-0.4A1 ）, 自制膜在0.1C倍率下循環100次后，容量保持率分別為89.54%?口 87.25%,高于市 售PP膜（86%。4.以商用濕法PE膜為基膜,制備了 Al2O3/PTFE雜化層表面涂覆改性的復合微孔膜,討論了 Al2O3含量對膜的透氣性、熱收縮率、孔徑分布和孔隙率等的影響, 并測試了復合膜的基本物理及電性能。結果表明,Al2O3/PTFE雜化層可以有效提高 PE膜的親液和耐高溫性能。當Al2O3的質量為47%寸，復合微孔膜的孔隙率最大為44.8%,吸液率最高達到199.1%;并且復合膜的熱收縮性有很大提高。以石墨 /復合微孔膜/鋰片組裝成扣式半電池, 電池在 0.1C 和 0.5C 倍率下循環 100次后 , 容量保持率分別為:88.4% 和 75.9%。尤其是在0.5C 倍率下 , 容量保持率高于PE膜（62.4%）。5.以商用PP膜為基膜,采用丁苯橡膠作為粘結劑，制備了硫酸鋼表面涂覆改性的微孔膜, 討論了丁苯橡膠的含量對膜的剝離強度、透氣性、孔隙率等方面的影響 , 并測試了復合膜的基本物理性能和電化學性能。結果表明, 當丁苯橡膠加入量為BaSO4/sub無機顆粒質量的5%寸，復合膜的孔隙率最高為54.2%;