制造聚烯烃隔膜的方法以及电化学电池技术

本发明专利技术涉及一种制造聚烯烃隔膜的方法和电化学电池，所述制造隔膜的方法，其中通过从其对应的制造步骤之中控制隔膜伸长步骤来增强抗张强度并且降低熔融诱导的收缩。另外，本发明专利技术涉及一种由于升高的抗张强度而具有极好可卷绕性以及极好热稳定性同时维持低熔融诱导的收缩率的隔膜。此外，本发明专利技术涉及一种通过使用具有高抗张强度和低熔融诱导的收缩率的隔膜而具有增强稳定性的电化学电池。

【技术实现步骤摘要】
制造聚烯烃隔膜的方法以及电化学电池本专利技术是2014年01月29日所提出的申请号为201480006846.4、专利技术名称为《制造隔膜的方法和隔膜、以及使用其的电池》的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种制造聚烯烃隔膜的方法以及电化学电池。
技术介绍
电化学电池的隔膜(separator)是指在电池中将阴极和阳极彼此隔开同时维持离子电导性，由此使得能够将电池充电/放电的中间膜。最近，随着追求电化学电池的轻重量和小型化以改进电子设备的便携性的趋势，需要用于电动车辆的大功率大容量电池。因此，用于电池的隔膜需具有减少的厚度和重量以及在热和高张力下的极好尺寸稳定性以便改进大容量电池的生产率。此外，最近隔膜需要不仅具有渗透率和耐热收缩性，而且具有增加电池寿命(如循环特征)的特性，或改进电池生产率(如注入电解质)的特性。在电池的制造中，卷绕方法花费大量时间且必须在高速下进行以改进电池的生产率。为了防止因在高速卷绕期间隔膜破裂所致的方法失败，已经进行各种研究以产生具有高抗张强度的隔膜。作为改进隔膜的抗张强度的众所周知技术的一个实例，韩国专利公开第10-0943235号公开一种其中分子量调节在特定高水平下的高密度聚乙烯组成物用于制造隔膜的基底膜，由此提供具有增强物理强度的隔膜的方法。但是，这一方法有基底膜的组分限于特定材料的限制，并且还有所述方法无法应用到各种基底膜的问题。此外，这一方法有由于隔膜的熔融收缩率增加，尽管抗张强度增加，耐热性退化的问题。因此，需要一种基于物理途径可以增加隔膜的抗张强度以便应用到各种基底膜，而非如在相关技术中简单地改变基底膜的化学组成来增加抗张强度的方法，并且需要发展一种具有高抗张强度和低熔融收缩率以提供良好耐热性的隔膜。
技术实现思路
技术问题本专利技术的一个方面是一种制造隔膜的方法，可以通过调节拉伸方法改进隔膜的抗张强度同时减少熔融收缩率。本专利技术的另一个方面是提供一种隔膜，通过改进抗张强度同时维持低熔融收缩率使所述隔膜不仅具有良好卷绕可加工性而且具有良好热稳定性。本专利技术的另一个方面是提供一种电化学电池，所述电化学电池使用展示高抗张强度和低熔融收缩率的隔膜以展示增强的尺寸稳定性。技术解决方案本专利技术的例示性实施例通过在制造隔膜的方法中调节拉伸方法提供一种具有高抗张强度和低熔融收缩率的隔膜。确切地说，根据本专利技术的一个方面，提供一种聚烯烃隔膜，其中根据TMA测量，隔膜的横向方向熔融收缩率(b)与其加工方向熔融收缩率(a)的比率(b/a)是1.2或小于1.2。根据本专利技术的另一个方面，提供一种制造聚烯烃隔膜的方法，其包含：使隔膜经受加工方向拉伸和横向方向拉伸，并且使隔膜经受横向弛豫以从经受横向方向拉伸的隔膜移出应力，其中横向方向拉伸包括一级横向方向拉伸和二级横向方向拉伸，进行横向方向拉伸以使得经受二级横向方向拉伸的隔膜的横向宽度是1.1L或大于1.1L，并且进行横向弛豫以使得经受横向弛豫的隔膜的横向宽度是0.9L到小于1.3L，其中L是经受一级横向方向拉伸的隔膜的横向宽度。根据本专利技术的另一个方面，提供一种包含阴极、阳极、隔膜以及电解质的电化学电池，其中隔膜是如本文所阐述的聚烯烃隔膜。有益效果根据本专利技术的一个示例性实施例，隔膜具有高抗张强度和低熔融收缩率，由此在使用隔膜中保证极好的卷绕可加工性同时展示极好的热稳定性。附图说明图1是说明根据本专利技术的一个示例性实施例依次制造隔膜的方法的图。具体实施方式在下文中将详细描述本专利技术的示例性实施例。所属领域的技术人员显而易知的细节描述将被省略。根据本专利技术的一个示例性实施例制造隔膜的方法将参看图1更详细地描述。图1是说明根据本专利技术的一个示例性实施例依次制造隔膜的方法的图。参看图1，根据示例性实施例的制造隔膜的方法包含：将基底膜组成物和稀释剂引入到挤压机中，随后挤压；将具有凝胶相的挤压产物铸造成薄片；使薄片在加工方向(MD)上经受MD拉伸；使薄片在横向方向(TD)上经受一次一级TD拉伸；从经受一级横向方向拉伸的薄片萃取稀释剂，随后干燥薄片；通过二级横向方向拉伸和横向弛豫使干燥薄片经受热定型。所述方法可能还包含卷绕经受热定型的薄片。根据示例性实施例的制造隔膜的方法可以通过调节拉伸方法提供具有高抗张强度和低熔融收缩率的隔膜。挤压和铸造方法使包含聚烯烃树脂和稀释剂的组成物依次经受熔融捏合、挤压以及冷却以形成固化薄片。可以使用所属领域中众所周知的任何方法作为熔融捏合包含聚烯烃树脂和稀释剂的组成物的方法。确切地说，聚烯烃树脂和稀释剂可以在100℃到250℃的温度下熔融捏合，并且在150℃到250℃的温度下在双螺杆挤压机中经受挤压，随后使用压延辊在20℃到80℃下冷却或使用从气刀喷射的冷气强制冷却以使膜结晶，由此形成固化薄片。从气刀喷射的冷气的温度可以是-20℃到80℃。聚烯烃树脂可以包含至少一种或两种由以下所构成的族群中选出的物质：超高分子量聚乙烯、高分子量聚乙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、聚丙烯、高结晶度聚丙烯以及聚乙烯-丙烯共聚物。高密度聚乙烯的粘度平均分子量(Mv)可以是1×105克/摩尔到9×105克/摩尔，例如3×105克/摩尔到6×105克/摩尔。超高分子量聚乙烯的粘度平均分子量可以是9×105克/摩尔或大于9×105克/摩尔，尤其9×105克/摩尔到5×106克/摩尔。举例来说，高密度聚乙烯可以单独使用，超高分子量聚乙烯可以单独使用，或高密度聚乙烯和超高分子量聚乙烯两种可以组合使用。更确切地说，以聚合物树脂的重量计，超高分子量聚乙烯可以30重量％或小于30重量％的量使用。举例来说，可以使用包含70重量％或大于70重量％的粘度平均分子量是1×105克/摩尔到9×105克/摩尔的高密度聚乙烯和30重量％或小于30重量％的粘度平均分子量是9×105克/摩尔或大于9×105克/摩尔的超高分子量聚乙烯的聚合物树脂。聚合物树脂在制造高强度隔膜中是有利的。此外，当使用两种类别的聚合物树脂时，这些树脂可以使用至少一种由亨舍尔混合器、班布里混合器以及行星混合器所构成的族群中选出的混合器混合。除聚烯烃树脂以外的树脂的实例可以包含(但不限于)聚酰胺(Polyamide，PA)、聚对苯二甲酸丁二酯(Polybutyleneterephthalate，PBT)、聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethyleneterephthalate，PET)、聚氯三氟乙烯(Polychlorotrifluoroethylene，PCTFE)、聚甲醛(Polyoxymethylene，POM)、聚氟乙烯(Polyvinylfluoride，PVF)、聚偏二氟乙烯(Polyvinylidenefluoride，PVdF)、聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)、聚芳酯(Polyarylate，PAR)、聚砜(Polysulfone，PSF)以及聚醚酰亚胺(Polyetherimide，PEI)。这些树脂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制造聚烯烃隔膜的方法，包括：/n使隔膜经受加工方向拉伸以及横向方向拉伸；以及/n使所述隔膜经受横向弛豫以从经受所述横向方向拉伸的所述隔膜移出应力，/n其中所述横向方向拉伸包括一级横向方向拉伸以及二级横向方向拉伸，进行所述横向方向拉伸以使得经受所述二级横向方向拉伸的所述隔膜的横向宽度是1.1L或大于1.1L，以及进行所述横向弛豫以使得经受所述横向弛豫的所述隔膜的横向宽度是0.9L到小于1.3L，其中L是经受所述一级横向方向拉伸的所述隔膜的横向宽度，/n其中所述隔膜的一级横向方向拉伸因子与加工方向拉伸因子的比率是1.1到1.8，/n其中所述一级横向方向拉伸中的拉伸温度高于所述加工方向拉伸中的拉伸温度。/n

【技术特征摘要】
20130131 KR 10-2013-00108171.一种制造聚烯烃隔膜的方法，包括：
使隔膜经受加工方向拉伸以及横向方向拉伸；以及
使所述隔膜经受横向弛豫以从经受所述横向方向拉伸的所述隔膜移出应力，
其中所述横向方向拉伸包括一级横向方向拉伸以及二级横向方向拉伸，进行所述横向方向拉伸以使得经受所述二级横向方向拉伸的所述隔膜的横向宽度是1.1L或大于1.1L，以及进行所述横向弛豫以使得经受所述横向弛豫的所述隔膜的横向宽度是0.9L到小于1.3L，其中L是经受所述一级横向方向拉伸的所述隔膜的横向宽度，
其中所述隔膜的一级横向方向拉伸因子与加工方向拉伸因子的比率是1.1到1.8，
其中所述一级横向方向拉伸中的拉伸温度高于所述加工方向拉伸中的拉伸温度。


2.根据权利要求1所述的制造聚烯烃隔膜的方法，其中经受所述加...

【专利技术属性】
技术研发人员：李相镐，金箕旭，李正承，张锭洙，郑准镐，赵宰贤，
申请(专利权)人：三星SDI株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR