微孔膜、该膜的生产方法、以及该膜作为电池隔膜的应用技术

本发明专利技术涉及具有高熔化温度和实用的电解质亲合性的微孔膜。本发明专利技术还涉及这种膜的生产，以及该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】
本专利技术涉及具有高熔化温度和对锂离子聚合物电池的聚合物电解质有实用的亲合性的微孔膜。本专利技术还涉及这种膜的生产以及该膜作为电池隔膜的应用。
技术介绍
微孔膜适用作一次和二次电池中的电池隔膜(“BSF”)。所述电池包括锂离子二次电池、锂离子聚合物二次电池、镍-氢电池、镍-镉电池、镍-锌电池、银-锌电池等。微孔聚合物膜可作为电池隔膜(“BSF”)用于例如锂离子电池。所述膜在增高的电池温度下具有增大的聚合物迁移率，这导致透气度的显著降低。该效果有利于BSF，因为在增高温度下透气度的降低导致电池电化学活性的下降，于是减小在充电过度、迅速放电 或其它高温电池条件下电池失效的风险。由于即使在电化学活性下降时电池内部温度也会 继续升高(例如从温度过调量)，因而希望增大膜在增高温度下的热稳定性以进一步减小电池失效的风险。这可通过在膜的聚合物内包含高熔点物质(例如聚丙烯)而实现。聚乙烯和聚丙烯熔点之间的温度差异及其物理不相容性给含两种聚合物的膜的生产造成困难，特别是当所述膜是薄膜时。其中的电解质是凝胶电解质或聚合物电解质，例如，电解质包含于聚合物介质中的锂离子电池(“锂离子聚合物电池”)通常应用这种BSF，它含有与含电解质的聚合物介质相容(例如对其具有亲合性)的聚合物。锂离子聚合物电池的BSF与常用于例如圆柱形和棱柱形锂离子电池的BSF相比通常具有小得多的厚度。
技术实现思路
因此，希望生产一种较薄的聚合物膜，该膜对用作聚合物电池中的电解质介质的聚合物有亲合性，并且在增高温度下具有尺寸稳定性。在实施方式之一中，本专利技术涉及一种膜，它含有至少I. O重量％的聚乙烯和4. O重量％ 20. O重量％的Mw彡5. OX 105、且AHm彡80. OJ/g的聚丙烯，所述重量百分数基于膜内聚合物的重量；其中，所述膜是微孔膜且其厚度< 12. Ομπι。在另一个实施方式中，本专利技术涉及一种生产微孔膜的方法，它包括如下步骤步骤(I)，将稀释剂和聚合物的混合物挤出，该聚合物含有A1量的聚乙烯和A2量的聚丙烯，其中，A1彡I. O重量％,例如,在80. O重量％ 96. O重量％的范围内，且A2在4. O重量％ 20. O重量％的范围内，所述重量百分数都基于聚合物-稀释剂混合物中的聚合物重量；步骤(2)，将上述挤出物在至少一个平面方向上拉伸；以及步骤(3)，从拉伸挤出物中除去稀释剂的至少一部分。本专利技术的膜兼具改良的熔化温度和足够的电解质亲合力。具体实施例方式已观察到含有聚乙烯、厚度彡12. Oym的微孔膜通常具有< 145. (TC的熔化温度。还观察到当聚乙烯与聚丙烯组合时，这些膜具有增大的熔化温度，但对聚合物电解质的亲合力降低。本专利技术至少部分地基于该发现，即，当所述膜含有> I. O重量％的聚乙烯(基于膜的重量)和4.0重量％ 20. O重量％ (基于该膜的重量)的重均分子量(“Mw”)彡5. OX 105、且熔化热(“ AHm”)彡80. OJ/g的聚丙烯混合物时，所述重量百分数基于膜的重量，可克服上述难点。这些膜具有改良的熔化温度，又有足够的电解质亲合力，因而适用作锂离子聚合物电池的BSF。就本说明书和所附的权利要求来说，术语“聚合物”表示含很多高分子的组合物，该高分子含有来自一种或更多种单体的重复单元。所述高分子可以具有不同的尺寸、分子结构、原子含量等。术语“聚合物”包括例如共聚物、三元共聚物等的高分子。“聚乙烯”表示含有>50% (数量)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% (数量)的重复单元是乙烯单元的聚乙烯共聚物。“聚丙烯”表示含有大于50% (数量)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% (数量)的重复单元是丙烯单元的聚丙烯共聚物。术语“全同立构聚丙烯”表示聚丙烯的全同立构五元组分率为如下值的聚丙烯彡约50. Omol %的mmmm五元组,优选彡96. Omol %的mmmm五元组(基于全同立构聚丙烯的总摩尔数)。“微孔膜”是一种具有微孔的薄膜，其中，膜的微孔量的彡90.0% (体积基准)是平均直径在O. Olym 10. Oym范围内的孔。至于从挤出物生产的膜，机械方向(“MD”)定义为从模具生产挤出物的方向。横向(“TD”)定义为既与MD垂直、又与挤出物的厚度方向垂直的方向。MD和TD可表示膜的平面方向，而本文中的术语“平面的”表示当膜是平展的时，基本位于该膜的平面内的方向。 微孔膜的组成在一个或更多个实施方式中，本专利技术涉及含聚乙烯和聚丙烯的膜，该膜是微孔膜且具有< 12.0μπι的厚度。在实施方式之一中，所述微孔膜含有一定量(A1)的聚乙烯和一定量(A2)的聚丙烯，该聚丙烯的Mw彡5. OX 105、且Λ Hm彡80. OJ/g。AjP A2可以用基于膜内聚合物的重量的重量百分数表示。例如，所述重量百分数可基于膜内聚乙烯和聚丙烯的总重量，例如，A^A2 = 100重量％。在其它实施方式中，所述重量百分数可基于膜的重量，例如，可能是当所述膜基本含有(或者仅含)聚乙烯和聚丙烯的情况。例如，在一个或更多个实施方式中，A1在80. O重量％ 96. O重量％的范围内，且A2在4. O重量％ 20. O重量％的范围内，基于A1和A2的总重量的A1和A2的重量百分数等于100重量％。A1选择性地在84. 5重量％ 95. 5重量％的范围内，例如，在94. 75重量％ 95. 25重量％的范围内。A2选择性地在4. 5重量％ 15. 5重量％的范围内，例如，在4. 75重量％ 5. 25重量％的范围内。现在将更详细地描述聚乙烯和聚丙烯的选定的实施方式，但是该描述并不排除属于本专利技术更宽范围的其它实施方式。聚乙烯在特定的实施方式中，聚乙烯(“PE”)可包含聚乙烯的混合物或反应器掺和物，例如两种或多种聚乙烯类(如下文所述的“PE1”、“PE2”、“PE3”等)的混合物。例如，PE可以包含⑴第一 PE(PEl)和/或第二 ΡΕ(ΡΕ2)和(ii)第三PE(PE3)的掺和物。PEl在实施方式之一中，第一 PE( “PE1”)例如可以是这样的PE，S卩，Mw < I. OX IO6,如在约I. OXlO5 约O. 90X IO6的范围内；MWD ( 50. 0，如在约2. O 约20. O的范围内；且末端不饱和度的量< O. 20每I. OX IO4个碳原子。任选地，PEl的Mw在约4. OX IO5 约6. OX IO5的范围内，且分子量分布(“MWD”，定义为Mw除以数均分子量)为约3. O 约10. O。PEl的末端不饱和度的量选择性地< O. 14每I. OX IO4个碳原子，或者< O. 12每I. OX IO4个碳原子，例如在O. 05 O. 14每I. OX IO4个碳原子的范围内(例如低于测量的检测限)。PE2在实施方式之一中，第二 PE( “PE2”)例如可以是这样的PE，S卩，Mw < I. OXlO6,如在约2. OX IO5 约O. 9 X IO6的范围内；MWD彡50. 0，如在约2 约50的范围内；且末端不饱和度的量> O. 20每I. OX IO4个碳原子。任选地，PE2的末端不饱和度的量&g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：菊池慎太郎，松田洋一，山田一博，
申请(专利权)人：东丽电池隔膜株式会社，
类型：
国别省市：