本发明专利技术涉及一种适合用作电池隔膜的微孔性聚合物膜。本发明专利技术还涉及该膜的制备方法、含有该膜作为电池隔膜的电池、该电池的制造方法及该电池的使用方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种适合用作电池隔膜的微孔性聚合物膜。本专利技术还涉及该膜的制备方法、含有该膜作为电池隔膜的电池、该电池的制备方法及该电池的使用方法。
技术介绍
微孔膜可用作电池中的电池隔膜，所述电池例如为一次及二次锂电池、锂聚合物电池、镍-氢电池、镍-镉电池、镍-锌电池、银-锌二次电池等。将微孔聚烯烃膜用作电池隔膜、特别是锂离子电池隔膜时，膜的特征显著影响电池的特性、生产率及性能。因此，期望微孔膜特别是在高温下具有耐热收缩性。耐热收缩性可以改善电池对内部短路的防御性， 如果没有耐热收缩性，则在高温下隔膜收缩从电池电极的端部脱离，因此有可能引起内部短路。欧洲专利申请公开号EP1905586 (2008年2月2号公开)中公开了一种作为电池隔膜有用的多层聚合物膜。举例的其中一个膜在105°C下的横向热收缩率为2%。日本专利文献JP2000198866(2000年7月18日公开)中公开了一种热收缩值为 10%的多层电池隔膜。所述膜具有含有α-烯烃/ 一氧化碳共聚物及无机物(交联硅粉末)的层。另外，PCT公开W02007-049568(2007年5月3号公开)中公开了一种机械方向热收缩值为4%及横向热收缩值为3%的多层电池隔膜。该文献中的膜具有含有耐热性聚合物或无机填料的芯层。美国专利公开2007/0218271中公开了一种机械方向及横向方向热收缩值为4% 以下的单层微孔膜。该文献中的膜由高密度聚乙烯制成，所述高密度聚乙烯的重均分子量为2X IO5 4X 105、且含有5重量％以下的分子量为1 X IO4以下的分子及5重量％以下的分子量为IXlO6以上的分子。日本专利申请公开号JP2001-192467中公开了一种横向热收缩值低至1. 8%、但具有相对较低的透气度(Gurley值为684秒)的单层微孔膜。同样地，日本专利申请公开号JP2001-172420公开了一种横向热收缩值低至1. 1 %、但Gurley值高于800的单层微孔膜。虽然已经得到改善，但依然需要耐热收缩性得到提高的电池隔膜。
技术实现思路
在实施方式之一中，本专利技术涉及一种微孔膜的制备方法，包括(a)在MD或TD的至少一个方向上拉伸挤出物，所述挤出物含有稀释剂及Mw > 1. 0 X IO6的聚烯烃，然后从拉伸挤出物中除去至少一部分稀释剂，形成膜，所述膜具有沿着 MD的第1长度及沿着TD的第1宽度；(b)在MD上将上述膜以约1. 1 约1. 5范围内的伸长倍数从上述第1长度拉伸至大于上述第1长度的第2长度，并在TD上将上述膜以约1. 1 约1. 3范围内的伸长倍数从上述第1宽度拉伸至大于上述第1宽度的第2宽度；然后(c)将上述第2宽度缩小至第3宽度，上述第3宽度在从第1宽度至上述第1宽度的约1.1倍的范围内。在另外的实施方式中，本专利技术涉及一种单层微孔膜，所述单层微孔膜含有Mw > 1.0X106的聚烯烃，所述膜的标准化透气度< 4. OX IO2秒/100cm720 μ m、且在至少一个平面方向上的130°C下的热收缩率< 15%。进而在另一个实施方式中，本专利技术涉及一种电池，所述电池包含负极、正极、电解质及含有Mw > 1.0X106的聚烯烃的单层微孔膜，所述膜的标准化透气度彡4. OX IO2秒 /100cm720ym、且在至少一个平面方向上的130°C下的热收缩率< 15%，所述微孔膜至少将负极与正极隔开。上述电池例如可以为一次锂离子电池或二次锂离子电池。上述电池可以用作电荷源或接收器，例如用作电动车或混合电动车的电源。在其他实施方式中，本专利技术涉及一种单层微孔膜，所述单层微孔膜含有Mw > 1.0X106的聚烯烃，并对其施行如下(a) (c)拉伸(a)在第1平面方向上从第1尺寸向第2尺寸拉伸，上述第2尺寸在从约(1.1倍第1尺寸)至约(1.5倍第1尺寸)的范围内； (b)在第2平面方向上从第3尺寸向第4尺寸拉伸，基于上述第1及第2平面方向规定平面角度为60° 120°范围，上述第4尺寸在(1.1倍第3尺寸)至(1.3倍第3尺寸)的范围内；及(c)在第2方向上从第4尺寸向第5尺寸拉伸，所述第5尺寸⑴小于第4尺寸、 且(ii)在从第3尺寸至(1.1倍第3尺寸)的范围内。任选地，上述膜可以为第1方向为机械方向且所述第2方向为横向的挤出膜。任选地，拉伸膜的标准化透气度< 4. OX IO2秒 /IOOcm3Z^Oym且在至少一个平面方向上的130°C下的热收缩率< 15%。任选地，将膜暴露在聚烯烃的最低熔融峰以下的温度下进行拉伸，例如在从(a)比聚烯烃的最低晶体色散温度低30°C至(b)聚烯烃最低熔融峰的范围内，例如在70.0°C 约135°C的范围内，例如，当膜含有聚乙烯或聚乙烯与聚丙烯的混合物时，在约80. 0°C 约132°C的范围内的温度下进行拉伸。附图说明图1为表示具有本专利技术的电极组件的圆筒型二次锂离子电池的一个例子的截面立体图。图2为表示图1中电池的截面图。图3为表示图2中A部分的放大截面图。具体实施例方式在实施方式之一中，本专利技术涉及一种在高温下的耐热收缩性被改善的微孔膜。在另一个实施方式中，本专利技术涉及一种微孔膜，所述微孔膜中高温下的耐热收缩性、高孔隙率等重要特性与适当的机械强度、透过度及耐压缩性之间具有良好的均衡性。所述膜在常压下可以透过液体(例如水或极性电解质)，因此，可以用作电池隔膜。电池失效模式中，随着用作电池隔膜的膜的高温软化，结果特别是在膜边缘附近丧失尺寸稳定性。假定膜宽度在高于膜的关闭温度(shutdown temperature)(—般远高于 105°C)下缩小，则负极、正极及隔膜间的空间变窄，有可能导致电池中的内部短路。特别是在为棱柱形及圆筒型电池的情况下上述现象常有发生，即使膜宽度稍有变化也有可能导致在电池边缘或其附近发生负极与正极的接触。本专利技术涉及例如热收缩特性被改善的、在高温下具有更优异的尺寸稳定性的微孔膜的发现。不仅在较低的温度(在现有的锂离子电池的操作温度范围内，例如低于约 IlO0C )下能够观察到热收缩特性的改善，在相对较高的温度(例如高于125°C或高于 135°C，例如高于锂离子电池的现有电池隔膜的关闭温度)下也观察到热收缩特性的改善。由于电池隔膜有可能在105°C下不充分软化、且热收缩不充分，所以在105°C下的膜的热收缩性能不一定是表示内部电池短路的可靠指标。相反，熔融状态下的膜的最大TD 热收缩率是在高于膜的关闭温度下进行测量的，因此可以作为上述类型的内部短路的更好的指标。熔融状态下的TD热收缩率通常不能仅根据105°C下膜的热收缩性能进行预测。「11微孔膜的组成和结构在实施方式之一中，上述微孔膜含有重均分子量(“Mw”)> 1.0X IO6的聚烯烃。 上述聚烯烃可以含有例如(a)重均分子量(“Mw”)( 1.0X106的第1聚乙烯(也称作“第 1聚乙烯”)，及(b)Mw> 1. OX IO6的聚丙烯或(C)Mw > 1.0X IO6的第2聚乙烯中的至少一种。在实施方式之一中，上述微孔膜为单层膜，即，不与附加的层进行层叠或共挤出。由挤出物制备的膜，可以实质上或完全由含有聚乙烯、或聚乙烯及聚丙烯的单层膜组成。本说明书和提出本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种单层微孔膜，所述单层微孔膜含有Ｍｗ＞１．０×１０６的聚烯烃，所述膜的标准化透气度≤４．０×１０２秒／１００ｃｍ３／２０μｍ，且在至少一个平面方向上的１３０℃下的热收缩率≤１５％。
【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：泷田耕太郎，
申请(专利权)人：东丽东燃机能膜合同会社，
类型：发明
国别省市：JP
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