聚烯烃隔膜及其制造方法技术

提供一种聚烯烃隔膜、制造所述聚烯烃隔膜的方法和包含所述聚烯烃隔膜的二次电池。所述聚烯烃隔膜包含：聚烯烃多孔基材，所述聚烯烃多孔基材包含多个原纤维和由所述多个原纤维彼此交叠而形成的孔；和涂层，所述涂层包围所述聚烯烃多孔基材中所包含的所述多个原纤维的外侧并包含交联聚合物，其中相对于所述聚烯烃多孔基材，具有所述涂层的所述聚烯烃隔膜的透气度变化率为20％以下并且基重变化率为4％以下。以下。以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】聚烯烃隔膜及其制造方法


[0001]本公开内容涉及一种聚烯烃隔膜及其制造方法。
[0002]本申请要求于2019年3月22日在韩国提交的韩国专利申请10
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2019
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0033188号的优先权，通过引用将其公开内容并入本文中。

技术介绍

[0003]近来，储能技术已受到越来越多的关注。随着储能技术的应用已经扩展到移动电话、便携式摄像机和笔记本电脑的能量并且甚至扩展到电动车辆的能量，对电化学装置的研究和开发的努力被越来越多地实施。在这种情况下，电化学装置成为最受关注的焦点。在此类电化学装置中，对可再充电二次电池的开发成为焦点。
[0004]在市售的二次电池中，1990年代初期开发的锂二次电池备受关注，因为与使用水性电解质的常规电池如Ni
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MH、Ni
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Cd和硫酸
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铅电池相比，它们具有更高的工作电压和明显更高的能量密度。
[0005]此类锂二次电池包含正极、负极、电解质和隔膜。特别地，要求隔膜具有将正极和负极彼此隔开的绝缘性能以及在高孔隙率的基础上提高锂离子透过性的高离子传导性。
[0006]这样的隔膜可通过将聚烯烃与稀释剂混炼，实施挤出并拉伸以形成膜，并使用溶剂等提取稀释剂从而形成孔来得到。
[0007]另一方面，为了将锂二次电池应用于电动车辆(EV)，需要对安全性和成本进行创新性改进。
[0008]在作为典型的聚烯烃隔膜的聚乙烯(PE)隔膜的情况下，其熔点(T
m/>)低，由此在电池误用的环境下电池温度升高到高于聚乙烯的熔点时，可能会因熔断(melt
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down)现象而引起着火和爆炸。为了增强隔膜的安全性，已经尝试通过混合熔点与聚乙烯相比相对更高的聚丙烯(PP)而使用PE/PP/PE三层隔膜，来代替聚乙烯单层隔膜。这种PE/PP/PE三层隔膜的优点在于，与聚乙烯单层隔膜相比，它能够提高熔断温度，但与单层湿式聚乙烯隔膜相比，它的局限性在于需要更复杂的制造工序。

技术实现思路

[0009]技术问题
[0010]本公开内容旨在解决现有技术的问题，因此本公开内容旨在提供一种具有改善的高温稳定性的聚烯烃隔膜及其制造方法。
[0011]技术方案
[0012]在本公开内容的一个方面，提供一种根据如下实施方式中任一项所述的聚烯烃隔膜。
[0013]根据本公开内容的第一实施方式，提供一种聚烯烃隔膜，包含：
[0014]聚烯烃多孔基材，所述聚烯烃多孔基材包含多个原纤维和由所述多个原纤维彼此交叠而形成的孔；和
[0015]涂层，所述涂层包围所述聚烯烃多孔基材中含有的所述原纤维的外侧并包含交联聚合物，
[0016]其中与所述聚烯烃多孔基材相比，具有所述涂层的所述聚烯烃隔膜显示20％以下的透气度变化和4％以下的基重变化。
[0017]根据本公开内容的第二实施方式，提供如第一实施方式所限定的聚烯烃隔膜，其中所述交联聚合物为通过交联剂和光引发剂的UV固化而得到的产物。
[0018]根据本公开内容的第三实施方式，提供如第一或第二实施方式所限定的聚烯烃隔膜，其中与所述聚烯烃多孔基材相比，具有所述涂层的所述聚烯烃隔膜显示3％～20％的透气度变化和0.5％～4％的基重变化。
[0019]在本公开内容的另一个方面，提供一种如下实施方式中任一项所限定的制造聚烯烃隔膜的方法。
[0020]根据本公开内容的第四实施方式，提供一种制造聚烯烃隔膜的方法，包括如下步骤：
[0021]准备含有交联剂、光引发剂和溶剂的可光固化组合物；
[0022]将包含多个原纤维的聚烯烃多孔基材浸渍在所述可光固化组合物中并在室温下进行干燥，使得所述可光固化组合物涂布在所述聚烯烃多孔基材的所述多个原纤维的表面上；和
[0023]将涂布有所述可光固化组合物的所述多孔基材的一或两个表面进行UV固化以形成涂层，
[0024]其中与所述聚烯烃多孔基材相比，具有所述涂层的所述聚烯烃隔膜显示20％以下的透气度变化和4％以下的基重变化。
[0025]根据本公开内容的第五实施方式，提供一种制造聚烯烃隔膜的方法，包括如下步骤：
[0026]将聚烯烃和稀释剂引入挤出机中并在其中将它们混合，并进行挤出以制备聚烯烃组合物；
[0027]使所述挤出的聚烯烃组合物通过模具和冷铸辊以将它成形为片状；
[0028]将所述成形的片拉伸；
[0029]从所述拉伸的片中提取所述稀释剂；
[0030]将提取了所述稀释剂的所述片浸入含有交联剂、光固化引发剂和溶剂的可光固化组合物中，并在室温下进行干燥，使得所述可光固化组合物涂布在所述拉伸的片的所述原纤维的表面上；和
[0031]将涂布有所述可光固化组合物的所述片热固定，
[0032]所述方法还包括在所述热固定步骤之前或之后将所述涂布的片的一或两个表面进行UV固化，从而形成涂层的步骤，
[0033]其中与所述聚烯烃多孔基材相比，具有所述涂层的所述聚烯烃隔膜显示20％以下的透气度变化和4％以下的基重变化。
[0034]根据本公开内容的第六实施方式，提供如第四或第五实施方式所限定的制造聚烯烃隔膜的方法，其中所述交联剂为多官能(甲基)丙烯酸酯单体。
[0035]根据本公开内容的第七实施方式，提供如第四至第六实施方式中任一项所限定的
制造聚烯烃隔膜的方法，其中所述交联剂为具有2～5个碳
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碳双键基团的(甲基)丙烯酸酯单体。
[0036]根据本公开内容的第八实施方式，提供如第四至第六项实施方式中任一项所限定的制造聚烯烃隔膜的方法，其中所述交联剂包含三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、二烷二醇二(甲基)丙烯酸酯、磷酸双(甲基)丙烯酰氧基乙基酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷EO加成三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷PO加成三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、2,2,2
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三(甲基)丙烯酰氧基甲基乙基琥珀酸、乙氧基化异氰脲酸三(甲基)丙烯酸酯、三(2
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(甲基)丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯、甘油EO加成三(甲基)丙烯酸酯、甘油PO加成三(甲基)丙烯酸酯、磷酸三(甲基)丙烯酰氧基乙基酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷EO加成三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二(三羟甲基丙烷)四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇EO加成四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯或它们中的两种以上。
[0037]根据本公开内容的第九实施方式，提供如第四至第八实施方式中任一项所限定的制造聚烯烃隔膜的方法，其中所述光引发剂包含苯偶姻甲醚、2,4,6
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种聚烯烃隔膜，包含：聚烯烃多孔基材，所述聚烯烃多孔基材包含多个原纤维和由所述多个原纤维彼此交叠而形成的孔；和涂层，所述涂层包围所述聚烯烃多孔基材中含有的所述原纤维的外侧并包含交联聚合物，其中与所述聚烯烃多孔基材相比，具有所述涂层的所述聚烯烃隔膜显示20％以下的透气度变化和4％以下的基重变化。2.根据权利要求1所述的聚烯烃隔膜，其中所述交联聚合物是通过交联剂和光引发剂的UV固化而得到的产物。3.根据权利要求1所述的聚烯烃隔膜，其中与所述聚烯烃多孔基材相比，具有所述涂层的所述聚烯烃隔膜显示3％～20％的透气度变化和0.5％～4％的基重变化。4.一种制造聚烯烃隔膜的方法，包括如下步骤：准备含有交联剂、光引发剂和溶剂的可光固化组合物；将包含多个原纤维的聚烯烃多孔基材浸渍在所述可光固化组合物中并在室温下进行干燥，使得所述可光固化组合物涂布在所述聚烯烃多孔基材的所述多个原纤维的表面上；和将涂布有所述可光固化组合物的所述多孔基材的一或两个表面进行UV固化以形成涂层，其中与所述聚烯烃多孔基材相比，具有所述涂层的所述聚烯烃隔膜显示20％以下的透气度变化和4％以下的基重变化。5.一种制造聚烯烃隔膜的方法，包括如下步骤：将聚烯烃和稀释剂引入挤出机中并在其中将它们混合，并进行挤出以制备聚烯烃组合物；使所述挤出的聚烯烃组合物通过模具和冷铸辊以将它成形为片状；将所述成形的片拉伸；从所述拉伸的片中提取所述稀释剂；将提取了所述稀释剂的所述片浸入含有交联剂、光固化引发剂和溶剂的可光固化组合物中，并在室温下进行干燥，使得所述可光固化组合物涂布在所述拉伸的片的所述原纤维的表面上；并且将涂布有所述可光固化组合物的所述片热固定，所述方法还包括在所述热固定步骤之前或之后将所述涂布的片的一或两个表面进行UV固化，从而形成涂层的步骤，其中与所述聚烯烃多孔基材相比，具有所述涂层的所述聚烯烃隔膜显示20％以下的透气度变化和4％以下的基重变化。6.根据权利要求4或5所述的制造聚烯烃隔膜的方法，其中所述交联剂为多官能(甲基)丙烯酸酯单体。7.根据权利要求6所述的制造聚烯烃隔膜的方法，其中所述交联剂为具有2～5个碳
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碳双键基团的(甲基)丙烯酸酯单体。8.根据权利要求4或5所述的制造聚烯烃隔膜的方法，其中所述交联剂包含三乙二醇二
(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、二烷二醇二(甲基)丙烯酸酯、磷酸双(甲基)丙烯酰氧基乙基酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷EO...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩诚宰，李柱成，裵元植，柳飞悟，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：