一种电池隔膜，包括多层式薄膜，上述薄膜的各单个层通过加热和加压接合在一起，同时具有一个剥离强度为大于或等于每英寸４０克（１．６ｇ／ｍｍ）和一个厚度为≤２５微米。用于制造电池隔膜的方法包括以下步骤：挤塑并卷起一个第一母体薄膜，挤塑并卷起一个第二母体薄膜，将第一和第二母体薄膜解卷，将第一和第二薄膜叠加以便形成一种整个叠加式母体，将整个叠加式母体薄膜层压，将多个层压的整个叠加式母体薄膜叠加起来，及使叠加的多个层压的整个叠加式母体薄膜形成微孔。
【技术实现步骤摘要】
电池隔膜及其制造方法 专利
一种微孔层压式膜作为一种电池隔膜，尤其是在各种锂二次电池中是有用的，并且它的制造方法在本文中公开。 专利技术背景利用微孔多层式膜作为电池隔膜是已知的。例如，见美国专利No.5,480,745；No.5,691,047；No.5,667,911；No.5,691,077；及No.5,952,120。美国专利No.5,480,745公开了通过共挤塑多层式母体或是通过在152℃下热焊各预成型的母体层形成多层式薄膜。多层式母体用无论哪种技术形成，然后都通过退火和拉伸形成微孔。没有提到叠加各母体用于形成微孔的步骤。美国专利No.5,691,047公开了通过共挤塑多层式母体或是通过在加热(120-140℃)和加压(1-3kg/cm2)下将3个或多个母体层结合形成多层式薄膜。在加热和加压下，以0.5-8m/min(1.6-26.2ft/min)的速度所形成的母体，具有一个剥离强度是在3-60g/15mm(0.2-4g/mm)的范围内。在一些例子中，一种34μ隔膜具有一个剥离强度为1g/mm，及另一种为约0.5g/mm。多层式母体用无论哪种技术形成，都是然后通过退火和拉伸形成微孔。没有提到叠加各母体用于形成微孔的步骤。美国专利No.5,667,911公开了通过将交叉铺放的微孔薄膜结合(通过加热或加压或通过胶粘剂)形成多层式薄膜，来形成一种多层式微孔薄膜。各微孔薄膜利用加热(110℃-140℃)和加压(300-450psi)和在15-50ft/min(4.6-15.2m/min)的线速度下层压在一起。美国专利No，5,691,077公开了通过利用加热和加压(压延)，或用胶粘剂，或用模型焊接，使若干微孔薄膜结合，以便形成一种多层式微孔薄膜，形成多层式薄膜。压延在125℃-130℃下停留时间为2-10分钟-->进行。将四(4)个叠加式多层微孔母体在一个压送辊之间压延。美国专利No.5,952,120公开了通过挤塑若干无孔母体，将若干无孔母体接合在一起，将接合在一起的无孔母体退火，及将接合在一起的无孔母体拉伸，以便形成一种多层式微孔薄膜，形成多层式薄膜。至少四(4)个三层母体同时通过焊接、退火和拉伸步骤。焊接是在128℃(在125℃-135℃温度范围内)以一个30ft/min(9.1m/min)的线速度于压送辊之间进行，以便产生一种剥离强度为5.7g/in(0.2g/mm)，及在128℃-130℃下以一个40ft/min(12.2m/min)的线速度于压送辊之间进行，以便产生一种剥离强度为30g/in(1.2g/mm)。尽管上述各方法已经生产出了市场上可以生存的多层式微孔薄膜适合于用作电池隔膜，但对隔膜制造者和电池制造者这两部分有一个希望是这类薄膜必须具有较大的层间粘着力(亦即使各单个层相互剥离的阻力，上述阻力用剥离强度量度)。上述的一种方法是将多层式薄膜共挤塑。从共挤塑，可以得到一种无限大的剥离强度，因为各聚合物在各层之间的界面处挤塑期间粘合在一起。然而，当各单个层挤塑并且随后接合(或层压)在一起时，剥离强度受到了限制(如上所述)。因此，有必要改良通过将各母体层压在一起制得的多层式微孔薄膜的剥离强度。 专利技术概述一种电池隔膜包括一种多层式薄膜，上述薄膜的各单个层通过加热和加压接合在一起，上述多层式薄膜具有一剥离强度为大于或等于每英寸40克(1.6g/mm)和一个厚度为≤25微米。用于制造电池隔膜的方法包括以下步骤：挤塑和卷起一第一母体薄膜，挤塑和卷起一第二母体薄膜，将上述第一和第二母体薄膜解卷，将第一和第二母体薄膜叠加起来以便形成一个整体叠加式母体，层压上述整体叠加式母体，卷起经过层压的整体叠加式母体薄膜，将多个经过层压的整体叠加式母体薄膜叠加起来，及使叠加的多个经过层压的整体叠加式母体薄膜形成微孔。 对专利技术的详细说明电池隔膜是指一种供在电化学电池和电容器中使用的薄膜或膜。电-->化学电池包括一次(不可再充电的)电池和二次(可再充电的)电池，如基于锂化学的电池。这些薄膜用聚烯烃类化合物制造，例如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚甲基戊烯，它们的混合物及它们的共聚物。聚丙烯(包括等规立构的和无规立构的)和聚乙烯(包括LDPE(低密度聚乙烯)，LLDPE(线性低密度聚乙烯)，HDPE(高密度聚乙烯)，和UHMWPE(超高分子量聚乙烯))及其混合物和它们的共聚物是优选的聚烯烃类，上述聚烯烃类用来制造供这些应用的市售薄膜。这些薄膜可以通过CELGARD法(也通称为干法、亦即，挤塑-退火-伸长)或是通过一种溶剂提取法(也通称为湿法或转相法或TIPS(热感应分离法))或通过颗粒物拉伸法制造。这些薄膜当中的某些，亦即用干法制造的那些薄膜常常是多层式薄膜。多层式薄膜是优选的，因为它们具有停工能力(亦即，万一短路时可以使离子的流动停止)。一种常用的多层式薄膜是三层式薄膜。一种流行的三层式薄膜具有一种聚丙烯(PP)/聚乙烯(PE)/聚丙烯(PP)结构，另一种结构是PE/PP/PE。另一种隔膜是一种5层式薄膜，所述5层式薄膜具有一种PP/PE/PP/PE/PP或一种PE/PP/PE/PP/PE结构。这类隔膜具有一种厚度小于3密耳(75微米，μ)。优选的是，厚度是在0.5-1.5密耳(12-38μ)范围内(厚度是用一个精密测微计跨过薄膜的宽度30次测量结果的平均值，上述精密测微计具有一个0.25英寸直径在八(8)psi下接触样品的模圆)。最优选的是，厚度是在0.5-1.0密耳(12-25μ)范围内。粘合力(通过剥离强度测得的层间粘合力-用一种ChatillonTCD-20剥离力试验机，Digital Gram Gangt DFG-2型和GF6凸轮式Grips，样品-1英寸(2.54cm)×6-8英寸(15.24-20.32cm)，用透明带使各外层与中间层脱壳1英寸(2.54cm)，并将一个外层和中间层安放在夹紧装置中)大于40克/英寸(1.6g/mm)，优选的是大于50g/in(2.0g/mm)，而最优选的是大于60g/in(2.4g/mm)。其它的薄膜性能是：Gurley＜30秒(Gurley-ASTM-D726(B)-通过Gurley Densometer(比如4120型)测得的对气流的阻力，在12.2英寸水柱压力下10cc空气通过1平方英寸产品所需的时间(秒)，10个样品取平均值)。单位重量在0.5-2.0mg/cm2范围内(单位重量是3次称重的平均值-从跨过样品的宽度/平方英尺样-->品在精度为0.0001g的精密天平上称重)。收缩率(％)小于或等于5.0％(收缩率是从跨过薄膜的宽度取3个10cm样品的平均值，将上述3个样品进行测量，于90℃空气中暴露60分钟并重新测量，取平均值报告)，击穿强度≥360克(击穿强度是从跨过样品宽度进行10次测量的平均值。使用一种Mitech Stevens LFRA构造分析仪。针状物直径为1.65mm，具有一个0.5mm的半圆。下降本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电池隔膜，其包括：多层式微孔薄膜，上述薄膜的各层通过加热和加压接合在一起，具有一个剥离强度为大于每英寸４０克（１．６ｇ／ｃｍ）和具有一厚度为≤２５微米。
【技术特征摘要】
US 2003-8-7 10/636,1151.一种电池隔膜，其包括：多层式微孔薄膜，上述薄膜的各层通过加热和加压接合在一起，具有一个剥离强度为大于每英寸40克(1.6g/cm)和具有一厚度为≤25微米。 2.如权利要求1所述的电池隔膜，其中，上述多层式微孔薄膜是一三层式薄膜。3.如权利要求2所述的电池隔膜，其中，上述三层式薄膜具有一聚丙烯-聚乙烯-聚丙烯结构。4.如权利要求1所述的电池隔膜，其中，上述薄膜具有一厚度为小于或等于20微米。5.如权利要求1所述的电池隔膜，其中，上述薄膜具有一厚度为小于或等于15微米。6.一种电池隔膜，其包括：多层式微孔薄膜，上述薄膜的各层通过加热和加压接合在一起，具有一个剥离强度为大于每英寸40克(1.6g/mm)，其中，至少一层基本上是聚丙烯，另一层基本上是聚乙烯，及薄膜具有一厚度为小于或等于15微米。7.一种制造电池隔膜的方法，其包括以下步骤：挤塑和卷起第一母体薄膜；挤塑和卷起第二母体薄膜；将第一和第二母体薄膜解卷；将第一和第二母体叠加起来，以便形成整个叠加式母体；将整个叠加式母体层压；将经过层压的整个叠加式母体薄膜卷起；将多个经过层压的整个叠加式母体薄膜叠加起来；及使上述多个经过层压的整个叠加式母体薄膜形成微孔。8.如权利要求7所述的方法，其中，挤塑第一或第二母体还包括用-->一缝模，T模或一种吹塑薄膜模挤塑。9.如权利要求7所述的方法，其中，整个叠加式母体是一3层母体。10.如权利要求9所述的方法，其中，三层母体是一聚丙烯-聚乙烯-聚丙烯母体。11.如权利要求7所述的方法，其中，层压是在大于100ft/min(30.5m/min)的速度下进行。12.如权利要求11所述的方法，其中，层压是在大于125ft/min(38.1m/min)的速度下进行。13.如权利要求12所述的方法，其中，层压是在大于150ft/min(45.7m/min)的速度下...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗纳德W考尔，
申请(专利权)人：思凯德公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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