微孔膜及该膜的制备方法及应用技术

本发明专利技术涉及一种含有聚烯烃的微孔膜、该膜作为电池隔膜的应用及该微孔膜的制备方法。特别是涉及一种关闭温度在120.0℃～130.0℃的范围内且最大固态热收缩率≤30.0％的微孔膜。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种含有聚烯烃的热稳定的微孔膜、该膜作为电池隔膜的应用及该微孔膜的制造方法。
技术介绍
微孔膜可以用作电池隔膜及电解电容器隔膜等隔膜。锂离子电池含有阳极、阴极、 作为电解质溶液的非质子极性有机溶剂，作为电解质的锂盐及位于阳极和阴极之间的电池隔膜。普通的电池隔膜之一是含有聚烯烃的电池隔膜，例如微孔膜或无纺布膜。由于聚烯烃不溶于有机溶剂、且不与电解质或电极反应，所以含有例如聚乙烯及/或聚丙烯的聚烯烃的电池隔膜较理想。近年来，已经开发了通过使用超高分子量聚烯烃而具有高强度和高模量的微孔膜。例如，JP60-242035A公开了通过成型凝胶状片材制备膜，所述凝胶状片材由含有溶剂和平均分子量> 7X IO5的聚烯烃的溶液挤出得到。然后拉伸凝胶状片材，除去溶剂从而制备膜。JP03-064334A公开了一种具有特定的聚烯烃分子量分布的微孔膜，来由高度浓缩的聚烯烃溶液制备微孔膜。对于用作电池隔膜的微孔膜来说，期望在高温下微孔膜的孔自动关闭，所述高温可能在过度充电或短路条件下遇到。这种特性称作“关闭”，起因于熔化的聚合物将膜的微孔关闭。期望该关闭在低于膜失去结构完整性的温度(“熔化”温度)下发生。提高关闭温度与熔化温度的差异、及在关闭温度以上的温度下膜孔关闭的速度(关闭速度)，改善电池的安全限度。优选关闭温度< 130°C。在 JP60-023954A、JP03-201360A 及 JP05-025305A 中公开了使用支链低密度聚乙烯(LDPE)(及/或)直链低密度聚乙烯(LLDPE)来降低膜的关闭温度。JPll-26i^89A公开了一种具有改善(降低)了的关闭温度的聚乙烯微孔膜。 所述膜含有20 98重量％的重均分子量彡5X IO5的聚乙烯、2 80重量％的熔点为 95°C 125°C的乙烯-α-烯烃共聚物，且所述乙烯-α-烯烃共聚物实质上为线状结构。 JP2002-338730A公开了一种聚乙烯微孔膜，所述聚乙烯微孔膜含有粘度平均分子量在 IXlO5 4Χ IO6的范围内的高密度聚乙烯(HDPE)及熔点在125°C 132°C的范围内的聚乙烯(PE)。PE可以为乙烯-α-烯烃共聚物，所述α-烯烃为具有4个以上碳的烯烃。W02007/060990及W02007/060991公开了使用单活性中心催化剂制备的含有聚乙烯的微孔膜。参考文献公开了热收缩率得到改善的膜，即，高温下膜在平面方向上的收缩有减小的趋势的膜。由于锂离子电池中的电极间距很小(毫米的几分之一)，隔膜热收缩率可以导致电极直接接触(短路)。参考文献也公开了关闭温度得到改善的膜，但均没有公开关闭温度彡130°C的膜。虽然电池隔膜的关闭性能已经有所改善，但依然需要进一步改善。特别期待制备具有关闭温度< 130°C、且热收缩率低的电池隔膜。
技术实现思路
在实施方式之一中，本专利技术涉及一种含有聚合物的微孔膜，所述微孔膜的关闭温度< 130. 0°C、且最大固态热收缩率< 30.0%。在另一个实施方式中，本专利技术涉及一种微孔膜，所述微孔膜通过下述步骤制备(a)将聚合物和稀释剂的混合物挤出，形成片材的步骤；(b)拉伸片材的步骤；(c)从拉伸片材中除去至少一部分稀释剂，形成微孔片材的步骤；(d)拉伸微孔片材的步骤；接着，(e)将经拉伸的微孔片材暴露在高温下，制备关闭温度彡130. 0°C、且最大固态热收缩率< 30. 0%的微孔膜的步骤。在另一个实施方式中，本专利技术涉及一种含有聚烯烃的微孔膜，所述微孔膜的关闭温度在120.0°C 130. 0°C的范围内、最大固态热收缩率彡30.0%、关闭速度彡10000. 0秒 /100cm7°C且戳穿强度彡5. 0N/25 μ m。以下将本实施方式称作“第1实施方式”。在另一个实施方式中，本专利技术涉及一种含有聚烯烃的微孔膜，所述微孔膜的关闭温度在120.0°C 130. 0°C的范围内、最大固态热收缩率彡30.0%、透气度在50.0秒 /100cm720ym 500. 0秒/100cm720 μ m的范围内且戳穿强度彡5. 0N/25 μ m。以下将本实施方式称作“第2实施方式”。在另一个实施方式中，本专利技术涉及一种微孔膜的制备方法，所述制备方法包括(a)将聚合物和稀释剂的混合物挤出的步骤；(b)拉伸挤出物的步骤；(c)从拉伸挤出物中除去至少一部分稀释剂的步骤；(d)将除去了稀释剂的挤出物拉伸的步骤；及(e)将经拉伸、且除去了稀释剂的挤出物暴露在高温下的步骤。在实施方式之一中，通过上述方法制备的微孔膜的关闭温度< 130. 0°C、且最大固态热收缩率< 30.0%。在另一个实施方式中，本专利技术涉及一种微孔膜的制备方法，所述方法包括步骤(1)将稀释剂与㈧第1聚乙烯、⑶第2聚乙烯及(C)第3聚乙烯的混合物挤出；步骤O)在第1平面方向上以4倍以上的第1放大倍数拉伸挤出物、且在第2平面方向上以4倍以上的第2放大倍数拉伸挤出物，所述第2平面方向实质上与第1平面方向垂直，第1及第2放大倍数的结果为面积放大倍数在20倍 60倍的范围内；5步骤(3)从拉伸挤出物中除去至少一部分稀释剂；步骤⑷一边将除去了稀释剂的挤出物暴露在116°C 125°C范围内的温度下， 一边在至少一个方向上以1. 5倍 2. 5倍范围内的第3放大倍数拉伸除去了稀释剂的挤出物；及步骤(5)—边将经拉伸、且除去了稀释剂的挤出物暴露在116°C 125°C的范围内的温度下，一边在步骤的拉伸方向上将经拉伸、且除去了稀释剂的挤出物的尺寸降低到第4放大倍数，所述第4放大倍数在1. 2倍 1. 5倍的范围内。在实施方式之一中，通过上述方法制备的微孔膜的关闭温度在120°C 130°C的范围内，最大固态热收缩率 (30. 0%，关闭速度彡 10000. 0 秒/100cm7°C、且戳穿强度> 5. 0N/25 μ m。在另一个实施方式中，本专利技术涉及一种微孔膜的制备方法，所述方法包括步骤(1)将稀释剂与㈧第1聚乙烯、⑶第2聚乙烯及(C)第3聚乙烯的混合物挤出，并冷却挤出物；步骤O)—边将挤出物暴露在20°C 90°C的范围内的温度下，一边在至少一个方向上拉伸挤出物；步骤(3)—边将拉伸挤出物暴露在110°C 125°C范围内的温度下，一边将拉伸挤出物在至少一个方向上拉伸，步骤( 及(3)的拉伸导致面积放大倍数在20倍 60倍的范围内；步骤从拉伸挤出物中除去至少一部分稀释剂；步骤(5)—边将除去了稀释剂的挤出物暴露在116°C 125°C范围内的温度下， 一边在至少一个方向上以1. 5倍 2. 5倍的第1放大倍数拉伸除去了稀释剂的挤出物；然后，步骤(6a)—边将经拉伸、且除去了稀释剂的挤出物暴露在116°C 125°C范围内的下，一边在步骤(5)的拉伸方向上将经拉伸、且除去了稀释剂的挤出物的尺寸减小至第2 放大倍数，所述第2放大倍数在1. 2倍 1. 5倍的范围内，或步骤(6b)将经拉伸、且除去了稀释剂的挤出物暴露在116°C 125°C范围内的温度下，而第1放大倍数没有实质变化。在实施方式之一中，通过上述方法制备的微孔膜的关闭温度在120.0°C 130. 0°C的范围内、最大固态热收缩率< 30. 0%、关闭速度彡100本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种含有聚烯烃的微孔膜，其中，所述微孔膜的关闭温度≤１３０．０℃、且最大固态热收缩率≤３０．０％。

【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：石原毅，宫冈聪，河野公一，D·J·克劳瑟，P·布兰特，
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