本申请披露包括聚合物共混物的微孔膜，所述聚合物共混物包括至少两种聚合物和增容剂。所述膜也可包括至少一种乙烯／α－烯烃互聚物和两种可为均聚物的不同的聚烯烃。所述乙烯／α－烯烃互聚物是包括至少一个硬嵌段和至少一个软嵌段的嵌段共聚物。在一些实施方式中，所述乙烯／α－烯烃互聚物可用作所述的两种聚烯烃之间的增容剂，所述的两种聚烯烃否则可能会不相容。也描述了制备所述聚合物共混物的方法和由所述聚合物共混物制备的微孔膜。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电池隔板，包括孔隙度为30-80％，平均孔尺寸为0.02-2.0微米，和由本专利技术的微孔膜制备的微孔聚烯烃膜片。 该隔板可为单层或者多层膜片。所有的隔板都应该具有足够的机械强度来承受电池制造和电池使用的严格性。此外，该隔板应该具有足够的热稳定性和关闭能力(shutdown capability)。热稳定性是指膜片在与热失控相关的异常条件下基本上保持它的物理尺寸的能力(例如在升高的温度下可容忍的收缩，和能够避免负极和正极在升高的温度下的物理接触)。关闭能力是指膜由于热失控而基本上关闭它的孔，借此使负极和正极之间的电解质离子导电电流关闭的能力。关闭应该发生在低于130℃的温度，并且关闭应该急剧地发生(例如响应关闭的温度范围是窄的，约4-5℃)。微孔膜片优选具有小于约130℃的关闭温度。 本专利技术的微孔膜也可用于美国专利6,586,138中所述的电池隔板中，将该专利文献通过参考并入本申请。独立式的电池隔板具有包括提供总的流体渗透性的通道的微孔聚合物网。该聚合物网优选包括UHMWPE，形成凝胶的聚合物物质和如上所述的增容剂的共混物。由形成凝胶的聚合物物质所形成的结构或图案和UHMWPE聚合物网的可湿性导致获得在整个锂离子电池中的电解质均匀分布所需的时间减少。在第一实施方式中，形成凝胶的聚合物物质是UHMWPE网表面上的涂层。在第二实施方式中，将形成凝胶的聚合物物质添加到UHMWPE网中，同时保持整个流体的渗透性。两个实施方式都产生混合的电解质体系，在该体系中凝胶和液体电解质同时存在。 本专利技术也可用于制备隔板的方法，所述方法包括以下步骤提供无纺的平片材，提供微孔膜，提供包括溶剂、可溶胀聚合物和润湿剂的粘合剂溶液，用所述粘合剂溶液涂覆所述片材或所述膜或者所述片材和所述膜，将所述无纺的平片材和所述膜层压到一起，和由此形成隔板，如美国专利7,087,343中所述，将所述文献通过参考并入本申请。 本专利技术也提供具有两个粘结在一起的部分的微孔电池隔板，如美国专利6,921,608中所述，将所述文献通过参考并入本申请。每个部分都由非共挤出的层构成，并且由本专利技术的相同的微孔膜制成。为了获得比现有技术的隔板(即给定厚度的单个多层隔板)大的刺穿强度，本专利技术将所述的两个部分粘结在一起，所述的两个部分当合并时在尺寸上具有与现有技术的隔板相同的厚度。本专利技术优选由崩塌气泡技术即吹塑膜技术制备，在该技术中将单个熔融聚合物(或聚合物的共混物)挤出通过环形模头，从所述模头出来的气泡具有第一部分和第二部分(每个部分大概代表该气泡的圆周的一半)，然后该气泡崩塌到它自身上，并在微孔形成之前粘结(优选通过退火和拉伸进行)。当气泡从所述模头出来时，它基本上是沿纵向取向。因此，当气泡崩塌到它自身上并粘结时，所述第一部分和第二部分基本上沿相同的方向取向(取向的部分之间的角度偏差(angular bias)小于15°)，即，在所述第一部分和第二部分之间没有显著的角度偏差(如美国专利5,667,911中所述)。崩塌和粘结在相同的步骤中通过使气泡的熔融的(或者接近熔融的)聚合物结合在一起而进行。通过使气泡崩塌到它自身上并粘结，以等于现有技术的隔板的厚度获得了增加的刺穿强度。该膜的厚度优选为小于约1.5mils，Gurley数为小于约50sec/10cc，和刺穿强度为大于约400g/mil。 如EP275027(将其通过参考并入本申请)中所述，膜片也可包括支撑层。用于复合膜片的合适的支撑层已经广泛地描述于现有技术中。说明性的支撑材料包括有机聚合物材料例如聚砜，聚醚砜，氯化的聚氯乙烯，苯乙烯/丙烯腈共聚物，聚对苯二甲酸丁二醇酯，纤维素酯，和可以制备为具有高的孔隙度和受控的孔尺寸分布的其它聚合物。也可将多孔的无机材料操作为支撑物。优选地，在与能识别的层紧密接触的表面上，聚合物中的孔的尺寸为1纳米至1,000纳米(在它们最宽的尺寸上)。 本专利技术也可用作锂聚合物电池的隔板，如美国专利6,881,515中所述，将该专利文献通过参考并入本申请。所述隔板包括膜片和涂层。所述膜片具有第一表面，第二表面，和从所述第一表面延伸至第二表面的多个微孔。所述涂层覆盖所述膜片，但是不填充所述的多个微孔。所述涂层包括重量比为1∶0.5至1∶3的形成凝胶的聚合物和增塑剂。 本专利技术也可提供耐撕裂微孔膜片用于制备电池隔板，如美国专利6,602,593中所述，将该专利文献通过参考并入本申请。所述微孔膜片通过一种方法制备，所述方法包括以下步骤通过吹塑膜挤出方法以至少1.5的吹胀比制备膜前体，使所述膜前体退火，和拉伸得到的退火的膜前体，形成所述微孔膜片。 本专利技术也涉及用于锂电池，尤其是，高能可再充电的锂电池的隔板和相应的电池，如美国专利6,432,586中所述，将所述专利文献通过参考并入本申请。所述隔板包括至少一个陶瓷复合层和至少一个聚合物微孔层。所述陶瓷复合层包括无机粒子和基质材料的混合物。使所述陶瓷复合层至少适应于阻碍枝晶长大和防止电短路。使所述聚合物层至少适应于在热失控的情况下阻碍负极和正极之间的离子流动。 本专利技术也涉及亲水性聚烯烃制品，其包括聚烯烃制品，所述聚烯烃制品具有含有表面活性剂和乙烯乙烯基醇(EVOH)共聚物的涂层，如美国专利6,287,730中所述，将该专利文献通过参考并入本申请，其中所述聚烯烃制品包括本专利技术的微孔膜。 本专利技术的微孔膜也可用于包括两个夹着内部微孔关闭层的微孔强度层的电池隔板中任一层，如美国专利6,180,280中所述，将所述专利文献通过参考并入本申请。通过相转化方法形成所述微孔内部层，而强度层通过拉伸方法制备。优选地，三层隔板的厚度为不大于约2mils，和更优选不大于约1mil。优选地，所述三层隔板的关闭温度为低于约124℃，更优选为约80℃至约120℃，甚至更优选为约95℃至约115℃。也提供制备所述三层关闭隔板的方法。优选的方法包括以下步骤(a)挤出无孔的强度层前体；(b)将所述无孔的层前体退火并拉伸，形成微孔强度层；(c)通过相转化方法形成微孔内部层，所述相转化方法包括从包括聚合物和可萃取出来的物质的组合物挤出无孔关闭层前体，从所述前体萃取所述可萃取出来的物质，形成微孔结构，和任选地，拉伸所述膜从而使所述微孔膜取向；和(d)将所述前体粘结到三层电池隔板中，其中所述第一和第三层是强度层，和第二层是所述的由相转化方法制备的微孔膜。 本专利技术也涉及制备用于厚度为约0.3mil至约0.5mil的电池隔板中的微孔聚烯烃膜的方法，包括以下步骤挤出坯料；使所述批料崩塌到它自身上，形成包括两个层的平的片材；使所述平的片材退火；拉伸所述平的片材；和将所述平的片材卷起来，并且所述的两个层之间的粘着力为小于8克每英寸，如美国专利6,132,654中所述，将所述专利文献通过参考并入本申请。 本专利技术的一些代表性的实施方式如下 1.一种微孔膜，其包括含有聚合物共混物的至少一个层，所述聚合物共混物包括 (i)第一聚合物； (ii)第二聚合物；和 (iii)有效量的聚合物增容剂。 2.实施方式1的膜，其中(iii)包括 (iii)乙烯/α-烯烃互聚物，其中所述第一聚合物，第二聚合物和乙烯/α-烯烃互聚物是不同的，并且其中所述乙烯/α-烯烃互聚物具有一种本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种微孔膜，其包括至少一个包括聚合物共混物的层，所述聚合物共混物包括： （ｉ）第一聚合物； （ｉｉ）第二聚合物；和， （ｉｉｉ）有效量的聚合物增容剂，所述聚合物增容剂包括具有一种或者多种以下特征的乙烯／α－烯烃互聚物： （ａ）Ｍ↓［ ｗ］／Ｍ↓［ｎ］为约１．７至约３．５，至少一个熔点Ｔ↓［ｍ］，以摄氏度计，和密度ｄ，以克／立方厘米计，其中所述Ｔｍ和ｄ的数值对应于以下关系： Ｔ↓［ｍ］＞－２００２．９＋４５３８．５（ｄ）－２４２２．２（ｄ）↑［２］，或 （ｂ）Ｍ↓［ｗ ］／Ｍ↓［ｎ］为约１．７至约３．５，其特征在于熔解热ΔＨ，以Ｊ／ｇ计，和以摄氏度计的Δ量，ΔＴ，定义为在最高ＤＳＣ峰和最高ＣＲＹＳＴＡＦ峰之间的温差，其中所述ΔＴ和ΔＨ的数值具有以下关系： 对于ΔＨ大于０且至多１３０Ｊ／ｇ，ΔＴ＞－０．１ ２９９（ΔＨ）＋６２．８１， 对于ΔＨ大于１３０Ｊ／ｇ，ΔＴ≥４８℃， 其中所述ＣＲＹＳＴＡＦ峰使用至少５％的累积聚合物确定，以及如果少于５％的聚合物具有可识别的ＣＲＹＳＴＡＦ峰，则ＣＲＹＳＴＡＦ温度为３０℃；或 （ｃ）特征在于用乙烯 ／α－烯烃互聚物的压塑膜测量的在３００％应变和１个循环时的弹性回复率Ｒｅ，以百分率计，以及具有密度ｄ，以克／立方厘米计，其中当所述乙烯／α－烯烃互聚物基本不含交联相时所述Ｒｅ和ｄ的数值满足以下关系： Ｒｅ＞１４８１－１６２９（ｄ）；或 （ｄ）具有当使用ＴＲＥＦ分级时在４０℃和１３０℃之间洗脱的分子级分，其特征在于所述级分的共聚单体摩尔含量比与之相当的无规乙烯互聚物在相同温度之间洗脱的级分的共聚单体摩尔含量高至少５％，其中所述与之相当的无规乙烯互聚物具有相同的共聚单体，并且其熔体指数、密度和共聚单体摩尔含量（基于整个聚合物）与所述乙烯／α－烯烃互聚物的这些性质相差±１０％以内；或 （ｅ）２５℃的储能模量Ｇ’（２５℃），和在１００℃的储能模量Ｇ’（１００℃），其中所述Ｇ’（２５℃）与Ｇ’（１００℃）的比率为约 １∶１至约９∶１；或 （ｆ）至少一种当使用ＴＲＥＦ分级时在４０℃和１３０℃之间洗脱的分子级分，其特征在于所述级分的嵌段指数为至少０．５且至多约１，以及分子量分布Ｍ↓［ｗ］／Ｍ↓［ｎ］大于约１．３；或 （ｇ）平均嵌段指数大于０且至多约１． ０，以及分子量分布Ｍ↓［ｗ］／Ｍ↓［ｎ］大于约１．３；或 （ｈ）Ｍ↓［ｗ］／Ｍ↓［ｎ］为约１．７至约３．５，且具有至少一个熔点...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：爱德华谢弗，拉詹帕特尔，安登塞默卡斯，迈克尔马兰加，戴维莫尔，桑德拉温克勒，
申请(专利权)人：陶氏环球技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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