拉伸率对聚乙烯隔膜性能的影响

王 欣，陈红辉，2，吴一帆，喻 鹏*

(1.湖南农业大学化学与材料科学学院，湖南 长沙 410128； 2.湖南中锂新材料有限公司，湖南 常德 415000 )

隔膜在锂离子电池中起到防止两极接触短路、吸收电解液，并提供离子通道的作用，决定了电池的界面结构、保液性能和内阻等，进而影响容量、循环性能、充放电电流密度和安全性等重要特性[1]。目前，锂离子电池隔膜的生产工艺主要有干法单向拉伸、干法双向拉伸和湿法工艺等[2]。双向拉伸聚乙烯(BOPE)薄膜是聚乙烯(PE)在半熔融状态下先后沿着纵向(MD)和横向(TD)拉伸形成的薄膜[3-4]。湿法生产的隔膜，微孔分散均匀、润湿性好、横向拉伸强度较高、穿刺强度大且不易撕裂，可以做成更薄的产品，提高电池的能量密度[5]，但工艺对设备及控制要求很高。在国内，湿法工艺由于配套的同步双向拉伸设备不多，加上受制于国外专利，发展较慢[6]。冯羽风等[7]从挤出温度、压延冷却温度和片材厚度等3个方面，考察挤出压延工艺对隔膜成孔性能和拉伸速率的影响，但有关拉伸率对隔膜性能的影响鲜有报道。

本文作者采用湿法双向拉伸工艺制备聚乙烯隔膜，在5.5%～7.0%设置不同纵向和横向拉伸率组合，探讨拉伸率对聚乙烯隔膜抗拉强度、透气性、热收缩性和孔径形貌等性能的影响，并进行电池性能测试，以确定最优的拉伸工艺，以期指导锂离子电池用高性能隔膜的生产。

1 实验

1.1 拉伸率工艺设置

现行生产参数的拉伸速率是纵向6.0%、横向5.5%。实验根据现行生产参数设定拉伸率，样品1、2、3、4的拉伸率分别设置为：纵向5.5%、横向5.0%，纵向6.0%、横向5.5%，纵向6.5%、横向6.0%，纵向7.0%、横向6.5%。……