微孔膜以及该膜的制造方法和使用方法技术

本发明专利技术涉及适合用作电池隔膜的微孔聚合物膜。本发明专利技术还涉及该膜的制造方法，含有该膜作为电池隔膜的电池，该电池的制造方法，以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多层微孔聚合物膜。本专利技术还涉及该膜的制造方法、含有该膜作为电池隔膜的电池、该电池的制造方法、以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和二次锂电池、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、生产率和性能。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(或“热收缩”)可以改善电池对内部短路的防御性。这样的内部短路涉及特别是在电池隔膜边缘附近的尺寸稳定性的丧失。假设膜的宽度在高于膜的关闭温度(shutdown-temperature)的温度下缩小，阳极和阴极就可能接触。特别是在棱柱形和圆柱形电池的情况下，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的阳极-阴极的接触。虽然热收缩性能通常在约105°C下判定，但所述微孔膜的关闭温度一般在 130°C 140°C的范围内。所以，在130°C下的热收缩性能可能是鉴定膜在关闭条件下具有更好性能的更好的指标。但是已发现，通常不能仅凭膜在105°C下的热收缩性能来判断 130°C下的热收缩性能。换句话说，在105°C下显示良好的热收缩性能的隔膜在130°C下未必具有可接受的特性。因此，仍需要在130°C下具有更大的耐热收缩性的电池隔膜。
技术实现思路
在方案之一中，本专利技术的实施方式提供一种多层微孔膜，所述多层微孔膜含有Mw > 1. OXlO6的聚乙烯，所述膜在至少一个平面方向上的130°C下的热收缩率< 9.5%，且标准化透气度< 300秒/100cm720ym。特定的膜包括(a)第一和第三层，分别含有基于第一层的重量为Iwt. % 20wt. %的Mw> 1. OX IO6的聚乙烯，和基于第一层的重量为 80wt. % 99wt. %的Mw彡1.0X IO6的聚乙烯；(b)位于第一和第三层之间的第二层，所述第二层含有5wt. % 40wt. %的咖> 1.0\106的聚丙烯、大于0衬.％且为IOwt. %以下的 Mw > 1. OXlO6的聚乙烯、和60wt. % 95wt. %的]\^彡1. OXlO6的聚乙烯，上述重量百分数均基于第二层的重量，其中，所述膜的总聚丙烯含量大于Owt. %且为IOwt. %以下、标准化透气度为300秒/100cm720ym以下且130°C下的TD热收缩率为5%以下。在其他的方案中，本专利技术的实施方式提供一种微孔膜的制造方法，所述方法包括如下步骤(a)步骤在MD或TD的至少一个方向上拉伸多层挤出物，该挤出物至少包括第一和第二层，第一层含有第一聚烯烃和至少第一稀释剂，所述第二层含有第二聚烯烃和至少第二稀释剂，所述第二聚烯烃含有基于第二聚烯烃的重量在lwt. % 40wt. %范围内的聚丙烯，所述聚丙烯的Mw > 1.0 X IO6且ΔΗπι> 110J/g;(b)步骤从拉伸挤出物中除去第一和第二稀释剂的至少一部分来制造干燥膜，所述干燥膜具有沿TD的第一宽度；(c)步骤 在TD上将所述膜以约1. 1 约1. 8范围内的第二放大倍数从所述第一宽度拉伸至大于第一宽度的第二宽度；及(d)步骤使所述第二宽度缩小至第三宽度，所述第三宽度在从所述第一宽度至所述第一宽度的约1. 1倍 约1. 6倍的范围内。进而，在其他的实施方式中，本专利技术提供了一种电池，所述电池包含阳极、阴极、电解质和多层微孔膜，所述多层微孔膜含有Mw > 1.0X IO6且ΔΗπι> 112J/g的聚丙烯，所述膜在至少一个平面方向上的130°C热收缩率<9.5%，且标准化透气度< 400秒/IOOcm3，其中，所述多层微孔膜至少将阳极与阴极隔开。上述的电池系统可用于多种用途，例如驱动电动车或混合电动车。附图说明图1是表示圆柱形锂离子二次电池的截面透视图，所述电池含有本专利技术的电极组件。图2是表示图1的电池的截面图。图3是表示图2的A部分的放大截面图。具体实施例方式本专利技术涉及具有改良了的热收缩性、即在高温下具有更好的尺寸稳定性的微孔膜的发现。所述热收缩性的改良不但在较低温度(例如< 110°c，它属于常规锂离子电池的操作温度范围)下，而且在较高温度(例如彡125°c，或彡135°C，例如在锂离子电池的常规电池隔膜的关闭温度附近)下也能观察到。多层微孔膜的结构和组成在实施方式之一中，所述微孔膜包含第一和第二层。第一层含有第一层材料，第二层含有独立选择的第二层材料。第一和第二层材料例如可以是独立选择的聚烯烃。例如， 从与沿着膜的长度和宽度的平面轴几乎垂直的轴方向上方观察时，膜具有平坦的顶层及与该顶层平行或几乎平行的平坦的底层。在其他的实施方式中，所述多层微孔膜包括三个以上的层，例如为具有第一和第三层、以及位于第一和第三层之间的第二层的膜。虽然第三层可以含有独立选择的第三层材料，但这不是必须的。所述多层微孔膜具有三个以上的层时， 至少一层含有第一微孔性层材料，且至少一层含有第二微孔性层材料。在实施方式之一中， 第一和第三层由实质相同的聚合物或聚合物的混合物制造(且通常含有上述物质)(例如两者均由第一层材料制造)。在实施方式之一中，所述多层微孔膜包含三层，其中第一和第三层(也称作“表” 层或“皮”层)构成膜的外层，第二层是位于第一和第三层之间的中间层(或“芯”层)。在一个相关的实施方式中，所述多层微孔膜可以包括附加层，即，除了两层皮层和所述芯层之外的其它层。例如，所述膜可以在第一层与第三层之间含有附加芯层。该膜可以是有涂层的膜，即，在第一和第三层上具有或涂覆一层或多层附加层。通常，膜的第二层的厚度是膜总厚度的5% 15%，且膜的第一和第三层具有相同的厚度，第一和第三层的厚度分别在膜总厚度的42. 5% 47. 5%的范围内。任选地，芯层可与皮层的一层或多层平面接触，例如以A/B/A的形式配置，且层间以面对面方式层叠。当膜含有聚烯烃时，可将膜称作“聚烯烃膜”。虽然该膜可以只含有聚烯烃，但不是必须的，含有聚烯烃和不是聚烯烃的物质的聚烯烃膜也属于本专利技术的范围。合适的聚烯烃可通过各种适当的方法制造，例如可通过在铬催化剂、齐格勒-纳塔催化剂存在下的聚合，或者通过一种或多种单中心聚合催化剂聚合进行制造。以下更详细地说明第一和第二层材料。在实施方式之一中，第一层含有聚乙烯。本说明书中使用的术语“聚乙烯”表示含有来自乙烯的重复单元的聚烯烃均聚物或共聚物。所述聚乙烯没有特殊限定，可以举出聚乙烯均聚物和/或至少85% (以数量为基准)的重复单元来自乙烯的共聚物。聚乙烯可以是单独的聚乙烯类的混合物或反应器掺和物，例如两种或多种聚乙烯类的混合物。在实施方式之一中，聚乙烯包括重均分子量(“Mw”)( 1.0X106的第一聚乙烯和Mw > 1.0X106 的第二聚乙烯。第三层材料含有Mw ( 1.0X106的第一聚乙烯和Mw > 1.0X106的第二聚乙烯。第二层材料含有聚丙烯。本说明书中使用的术语“聚丙烯”表示含有来自丙烯的重复单元的聚烯烃均聚物或共聚物。所述聚丙烯没有特殊限定，可以举出聚丙烯均聚物和/ 或至少85本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：石原毅，宫冈聪，河野公一，
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：