多层微孔膜制造技术

本发明专利技术涉及包括第1和第2层的微孔膜，第1层含有20.0重量％以上的聚甲基戊烯，且第2层含有增容剂。本发明专利技术还涉及上述膜的制备方法和上述膜作为电池隔膜的应用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的实施方式涉及包括第I和第2层的微孔膜，第I层含有20. 0重量％以上的聚甲基戊烯，且第2层含有增容剂。本专利技术还涉及所述膜的制造方法和所述膜作为电池 隔膜的应用。
技术介绍
微孔膜例如可用作锂离子电池中的电池隔膜(“BSF”)。可用作驱动电动车和混合电动车等的电池等大容量电池可通过增大BSF的熔化温度和戳穿强度得以改善，而不会显著降低多孔性、透过性和热稳定性(热收缩率)等其它重要的膜特性。增大的强度是重要的，这是因为它减小由BSF故障引起的内部短路的危险性。含有(i)聚甲基戊烯和聚乙烯以及(ii)聚甲基戊烯和聚丙烯的单层BSF的熔化温度彡200°C，但是这些膜与含有聚乙烯和/或聚丙烯的BSF相比具有更低的戳穿强度。
技术实现思路
在实施方式之一中，本专利技术涉及一种膜，该膜包括(a)第I层，含有基于第I层的重量为20. 0重量％以上的聚甲基戊烯；以及(b)第2层，(i)含有增容剂和(ii)具有与第I层的组成实质上不同的组成，其中，所述膜为微孔性且具有尺寸稳定性。在另一个实施方式中，本专利技术涉及一种微孔膜的制造方法，包括步骤(a)，形成含有第I稀释剂和第I聚合物共混物的第I混合物，第I聚合物混合共混物含有基于第I聚合物的重量为20. 0重量％以上的聚甲基戊烯；步骤(b)，形成含有第2稀释剂和第2聚合物共混物的第2混合物，第2聚合物共混物含有增容剂；步骤(C)，形成含有第3稀释剂和第3聚合物共混物的第3混合物，第3聚合物共混物含有基于第3聚合物的重量为20. 0重量％以上的聚甲基戊烯；步骤(d)，制造具有含第I混合物的第I层、含第3混合物的第3层和含第2混合物的第2层的片材，第2层位于第I和第3层之间；以及步骤(e)，从所述片材中除去第I、第2和第3稀释剂的至少一部分。本专利技术还涉及通过这种方法制造的膜。在又一个实施方式中，本专利技术涉及一种电池，它包括阳极、阴极、电解质和至少一层位于阳极与阴极之间的隔膜，该隔膜包括第I层，该层含有基于第I层的重量为20. 0重量％以上的聚甲基戊烯；以及含有增容剂的第2层，其中，所述隔膜为微孔性且尺寸稳定的膜。具体实施例方式含有20. 0重量％以上的聚甲基戊烯和60. 0重量％以下的聚乙烯(基于膜的重量)的微孔膜具有较高的熔化温度和较低的热收缩率，但是具有较低的强度。含有100重量％聚乙烯或者聚乙烯和聚丙烯的混合物的微孔膜具有更高的强度，但是具有更低的熔化温度和更高的热收缩率。已发现下述多层膜可能表现出层离等尺寸不稳定性，所述多层膜包括含有20. 0重量％以上的聚甲基戊烯和60. 0重量％以上的聚乙烯(基于第I层的重 量)的第I层，以及含有聚乙烯的第2层。本专利技术部分地基于具有第I层和第2层的多层微孔膜的发现，其中，第I层含有聚甲基戊烯，且第2层含有与第I层的聚甲基戊烯相容的物质(例如增容剂)。已发现这种膜与第2层中不含增容剂的膜相比具有改良的尺寸稳定性(例如更耐层离)。在本说明书和所附的权利要求书中，术语“聚合物”，是指包含多个大分子的组合物，该大分子含有来自一种或多种单体的重复单元。所述大分子可具有不同的尺寸、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50.0%以上(个数基准)来自乙烯的重复单元的聚烯烃，优选是聚乙烯均聚物和/或至少85% (个数基准)的重复单元是乙烯单元的聚乙烯共聚物。“聚丙烯”是指含有50.0%以上(个数基准)来自丙烯的重复单元的聚烯烃，优选是聚丙烯均聚物和/或至少85% (个数基准)的重复单元是丙烯单元的聚丙烯共聚物。“聚甲基戊烯”是指含有50.0%以上(个数基准)来自甲基戊烯的重复单元的聚烯烃，优选是聚甲基戊烯均聚物和/或至少85% (个数基准)的重复单元是甲基戊烯单元的聚甲基戊烯共聚物。“微孔膜”是一种有孔薄膜，其中，膜的孔体积的90. Ovol %以上(体积基准)的平均直径在0. 01 ii m 10. 0 ii m的范围内。关于由挤出物制造的膜，机械方向(“MD”)被定义为从模具中制造挤出物的方向。横向(“TD”)被定义为垂直于挤出物的MD和厚度方向的方向。在实施方式之一中，本专利技术涉及具有至少两层并且具有较高的强度、熔化温度和热稳定性的、尺寸稳定性的微孔膜。一个或多个实施方式的膜由于第I层中存在20. 0重量％以上的聚甲基戊烯而具有较高的熔化温度和较低的热收缩率，由于第2层中存在聚乙烯而具有较高的强度。这样的膜不易层离，一般认为是由于第2层中存在有效量的增容剂。以下将更详细地描述选定的实施方式，但是该描述并不意味着排除本专利技术的更宽范围内的其它实施方式。层的构成成分在实施方式之一中，所述第I层含有基于第I层的重量为20. 0重量％以上的聚甲基戊烯，且所述第2层含有聚合物和与聚甲基戊烯相容的物质。聚甲基戊烯在实施方式之一中，聚甲基戊烯(“PMP”)包括至少80.0% (个数基准)的重复单元是甲基戊烯的单元的聚合物或共聚物。希望的PMP的熔化温度(Tm) > 200. (TC，例如在200. (TC 250. (TC、例如210. (TC 240. (TC或约220. (TC 约230. (TC的范围内。已发现当膜含有Tm > 240. (TC、尤其> 250. (TC的PMP时，该膜暴露于高于170. (TC的温度时更难以制造机械强度不丧失的膜。虽然不希望被任何理论或模型约束，但是一般认为如果PE的Tm和PMP的Tm之间的差异大，则会导致难以制造PMP和PE的均匀混合物。还发现当膜含有Tm < 200. (TC的PMP时，更难以制造具有较高熔化温度的膜。PMP的Tm可通过与下文关于聚丙烯的说明相同的差示扫描量热法测定。在实施方式之一中，PMP的熔体流动速率(按照ASTM D 1238测定的“MFR” ；260. 0°C /5. 0kg) ^ 80. Odg/min,例如在约 0. 5dg/min 60. Odg/min,约 ldg/min 约 30dg/min的范围内，例如在10dg/min 40dg/min范围内。当PMP的MFR > 80. Odg/min时，可能更难以制造具有较高熔化温度的膜。在一个或多个实施方式中，PMP的Mw在I. OX IO4 4.0X106范围内。PMP的Mw可通过与下文关于聚丙烯的说明相同的凝胶渗透色谱法测定，例如按照 “Macromolecules, Vol. 38, pp. 7181 7183 (2005) ” 中列举的方法。 PMP可按照例如使用齐格勒-纳塔催化剂体系(例如含钛或者钛和镁的催化剂体系)或“单中心催化剂”的聚合法制造。在实施方式之一中，PMP是通过使用4-甲基-I-戊烯等甲基-I-戊烯单体，或者甲基-I-戊烯与一种或多种a -烯烃等的共聚单体进行配位聚合而制造的。所述a-烯烃任选是I-丁烯、I-戊烯、3-甲基-I-丁烯、I-己烯、4-甲基-I-戊烯、I-庚烯、I-辛烯、I-壬烯和I-癸烯中的一种或多种。还可以使用环戊烯、4-甲基环戊烯、降冰片烯、三环-3-癸烯等环状共聚单体。在实施方式之一中，所述共聚单体是I-己烯。PMP中的共聚单体含量一般为20. Omol. %以下。为了制造Tm ( 250. (TC，例本文档来自技高网...

【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：