微孔膜、这些膜的制备方法以及这些膜作为电池隔膜的用途技术

本发明专利技术涉及具有高熔化温度、高透气度和高戳穿强度的微孔膜。本发明专利技术还涉及此类膜的制备和此类膜作为电池隔膜的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有高熔化温度、高透气度和高戳穿强度的微孔膜。本专利技术还涉及此类膜的制备和此类膜作为电池隔膜的用途。
技术介绍
微孔膜可用作一次电池和二次电池的电池隔膜(“BSF”)。此类电池包括锂离子二次电池、锂-聚合物二次电池、镍-氢电池、镍-镉电池、镍-锌电池、银-锌电池等。期望电池隔膜具有相对较低的热收缩率，尤其在高温下，从而防止内部短路。已使用聚烯烃制备了 105°C下热收缩率在约1.0%至10. 0%范围内的微孔膜。例如，JP60-242035A公开了通过下述方法制备的膜，所述方法包括通过挤出含溶剂和重均分子量> 7. O X IO5的聚烯烃的溶液而制得的凝胶状片材，将所得凝胶状片材进行成型，从所述凝胶状片材中除去溶剂，然后拉伸所述凝胶状片材。还期望微孔膜具有相对较高的透气度、戳穿强度(pin puncture strength)和熔化温度。例如日本专利申请JP59-196706A和JP61-227804A公开了使用聚甲基戊烯(PMP)来提高膜的熔化温度，以改进电池的安全性。然而，这些膜具有相对较高的关闭温度(Shutdown Temperature)。日本专利申请 JP07-060084A 和 JP3634397B 公开了包含聚乙烯和聚甲基戊烯的微孔膜，所述膜通过将聚乙烯和聚甲基戊烯与溶剂或第3聚合物混合而制得。据说所述膜具有相对较低的关闭温度和相对较高的熔化温度。此外，美国专利No. 6，096，213公开了一种不使用任何溶剂或第3聚合物而制备包含聚乙烯和聚甲基戊烯的膜的方法。日本专利申请JP2004-161899A公开了一种微孔膜，所述微孔膜包含聚乙烯和聚甲基戊烯，且具有相对较高的透气度和低的105°C下热收缩率，且具有相对较高的透气性和低的105°C下热收缩率。日本专利申请JP2005-145999公开了一种包含聚甲基戊烯和α_烯烃共聚物的微孔膜。尽管聚甲基戊烯已用于改进微孔膜的性能，但是仍期望进一步的改进。
技术实现思路
在实施方案之一中，本专利技术涉及包含聚甲基戊烯、聚丙烯和聚乙烯的膜，所述膜为微孔膜，且具有180. (TC以上的熔化温度、75. O秒/IOOcm3Z^m以下的标准化透气度和O.90Χ IO2HiN/μ m以上的戳穿强度。在另一个实施方案中，本专利技术涉及一种微孔膜的制备方法，包括(I)步骤，挤出稀释剂和聚合物的混合物，所述聚合物包含A1量的聚甲基戊烯、A2量的聚丙烯和A3量的聚乙烯，其中，5. O重量％ < A1 < 25. O重量％，5. O重量％ < A2 < 25. O重量％，并且A3 ( 90. O重量％，所述重量百分比基于聚合物-稀释剂混合物中聚合物的重量;(2)步骤，在至少一个平面方向拉伸挤出物；以及(3)步骤，从所述经拉伸的挤出物中去除所述稀释剂的至少一部分。在另一个实施方案中，本专利技术涉及一种电池，包含阳极、阴极和电解质以及位于所述阳极和所述阴极之间的电池隔膜，所述电池隔膜包含(i)基于所述电池隔膜重量为5.0重量％以上聚甲基戊烯、(ii)聚丙烯和(iii)聚乙烯，所述膜具有180. (TC以上的熔化温度、75. O秒/lOOcmVu m以下的标准化透气度和O. 90 X IO2HiN/μ m以上的戳穿强度。具体实施例方式已观察到提高微孔膜中聚甲基戊烯的量会造成膜的熔化温度升高以及膜强度和透气度的不期望的降低。在实施方案之一中，本专利技术部分基于熔化温度相对较高且强度和透气性改进的微孔膜的发现。此类膜包含聚甲基戊烯、聚丙烯和聚乙烯。在其它实施方案中，本专利技术部分基于下述发现当聚丙烯为分子量和结晶度相对较高的等规聚丙烯时，膜强度可以进一步得到改进。在其它实施方案中，本专利技术部分基于下述发现当在下文限定的混合条件下混合膜中的聚甲基戊烯、聚丙烯和聚乙烯时，可以提高膜产率，所述条件例如可以在由混合聚合物的挤出物制备膜时使用。为了本说明书和所附权利要求书的目的，术语“聚合物”是指包含多种大分子的组合物，所述大分子含有源自一种或多种单体的重复单元。所述大分子可具有不同的大小、分子结构、原子含量等。术语“聚合物”包括共聚物、三元共聚物等大分子。“聚乙烯”是指含有50%以上(个数基准)源自乙烯的重复单元的聚烯烃，优选聚乙烯均聚物和/或聚乙烯共聚合物，所述聚乙烯共聚合物中至少85% (个数基准)的重复单元为乙烯单元。“聚丙烯”表示含有50%以上(个数基准)源自丙烯的重复单元的聚烯烃，优选聚丙烯均聚物和/或聚丙烯共聚合物，所述聚丙烯共聚合物中至少85% (个数基准)的重复单元为丙烯单元。术语“等规聚丙烯”表示这样的聚丙烯其具有大约50. Omol. %_iim五单元组以上、优选96. Omol. %_iim五单元组以上(基于等规聚丙烯的总摩尔数)的间规五单元组分率(me so pentad fraction)。“聚甲基戍烯”表示含有50. 0%以上(个数基准)源自甲基戍烯的重复单元的聚烯烃，优选聚甲基戊烯均聚物和/或聚甲基戊烯共聚物，所述聚甲基戊烯共聚物中至少85% (个数基准)的重复单元是甲基戊烯单元。“微孔膜”是具有孔的薄膜，其中所述膜的孔体积的90.0%以上(体积基准)处于平均直径在Ο.ΟΙμπι至ΙΟ.Ομπι范围内的孔中。关于由挤出物制备的膜，纵向(machine direction) (“MD”)被定义为从模具制造挤出物的方向。横向(“TD”)被定义为垂直于MD和挤出物的厚度方向的方向。微孔膜的组成在实施方案之一中，本专利技术涉及包含聚甲基戊烯、聚丙烯和聚乙烯的微孔膜，所述膜为微孔膜且具有180. (TC以上的熔化温度、75. O秒/IOOcmVym以下的标准化透气度和0.90Χ102πιΝ/μπι以上的戳穿强度。在实施方案之一中，所述微孔膜包含聚甲基戊烯、聚丙烯和聚乙烯，其中聚甲基戊烯的量在5. O重量%≤聚甲基戊烯< 25. O重量％范围内，聚丙烯的量在5. O重量%≤聚丙烯≤ 25. O重量％范围内，聚乙烯的量在50. O重量％<聚乙烯≤90. O重量％范围内，所述重量百分比基于膜的重量。任选地，所述微孔膜以如下组成包含各成分10. O重量%≤聚甲基戊烯≤25. O重量％、10. O重量％≤聚丙烯≤25. O重量％和50. O重量%≤聚乙烯≤ 80. O重量％。在任意前述实施方案中，所述膜可以具有下述一个或多个特征(i)膜中聚甲基戊烯的量(重量％) ≥膜中聚丙烯的量(重量％)，所述重量百分比基于膜的重量；(ii)聚甲基戊烯和聚丙烯以25. O重量％以上的总量存在于膜中，例如在25. O重量％至35. O重量％的范围内，所述重量百分比基于膜的重量；(iii)聚甲基戊烯的Tm为200. (TC以上，例如在210°C至240°C的范围内，例如在223. (TC至230. (TC的范围内，并且MFR为80. Odg/min以下，例如在10dg/min至40dg/min范围内，例如在22. Odg/min至28. Odg/min范围内；(iv)聚丙烯为等规聚丙烯，其具有的重均分子量(“Mw”)≥6. O X 105，例如在大约O. 8 X IO6至大约3. OX IO6范围内，例如在大约O. 9X IO6至大约2. OX IO6范围本文档来自技高网...

【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，P·布朗特，
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：