聚烯烃类微多孔膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种聚烯烃类微多孔膜及其制备方法，所述聚烯烃类微多孔膜可用作锂离子二次电池用隔膜，根据本发明专利技术的聚烯烃类微多孔膜，其特征在于，其至少层叠一层以上，其由最大孔径为0.1μm以下的聚乙烯层构成，整体微多孔膜的厚度为5~40μm，孔隙率为30~60%，穿刺强度为0.22N/μm以上，品质因数为20gf/（sec/100cc）以上。本发明专利技术的聚烯烃类微多孔膜具有优异的机械强度、渗透率和热收缩特性，因此，适用于高容量/高输出电池的隔膜。

Polyolefin microporous membrane and preparation method thereof

The invention relates to a polyolefin microporous membrane and a preparation method thereof, wherein the polyolefin microporous membrane can be used as a separator for lithium ion secondary battery two, according to the invention of polyolefin microporous membrane, which is characterized in that at least a laminated layer above, the maximum pore diameter of 0.1 mu of polyethylene m the following layers, the overall thickness of the microporous membrane was 5~40 m, the porosity is 30~60%, more than 0.22N/ puncture strength m, quality factor 20gf/ (sec/100cc) above. The polyolefin microporous membrane of the invention has excellent mechanical strength, permeability and heat shrinkage characteristics, and therefore, is suitable for high capacity / high output battery separator.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，所述聚烯烃类微多孔膜可用作电池用隔膜，提供一种在可制备微多孔膜的湿法工序中，通过改善热定型工序而制得的微多孔膜及其制备方法。
技术介绍
聚烯烃类微多孔膜(microporous film)由于其化学稳定性和优异的物理性能广泛应用于各种电池用隔膜(battery separator)、分离用过滤器及微过滤用隔膜(membrane)等。其中，用于二次电池的隔膜，随着对电池的安全性的要求，需要其具有最高等级的品质。近来，随着二次电池的闻 容量、闻输出的趋势，对于提闻隔I旲的闻强度、闻渗透率、热稳定性和充放电时二次电池的电安全性的提高隔膜特性的要求在增加。锂二次电池要求高的机械强度，以提高电池制备过程和使用中的安全性，并且要求高的渗透率，以提高容量及输出。此外，还要求高的热稳定性。例如，如果隔膜的热稳定性降低，则会发生由于电池内温度升高而引起的隔膜的破损或因变形而导致电极间短路，从而增加电池过热或火灾的危险性。此外，二次电池的应用范围扩展到混合动力汽车等，因此确保对过充电的电池的安全性成为重要事项，并且要求隔膜具有能够耐受过充电引起的电性压力。高强度可以抵挡在电池制备过程中可能发生的隔膜破损和在电池的充放电过程中在电极上生成的枝状晶体等导致的隔膜破损，因此在防止电极间短路方面是必需的。此夕卜，在高温下如果隔膜的强度降低，还会因膜的破损而导致短路。这样就会发生电极间短路引起的发热/着火/爆炸等。为了提高锂二次电池的容量和功率，需要具有高渗透率。在要求锂二次电池的高容量化和高输出化的趋势中，对高渗透率的隔膜的要求在增加。电池的热稳定性受关闭温度、熔断温度及热收缩率等的影响。其中，载高温下，的横向热收缩率对电池的热稳定性产生的影响大。如果横向收缩率变大，当电池内部变成高温时，在收缩过程中电极的边缘部分会沿横向暴露，从而发生电极间的短路，由此会发生发热/着火/爆炸等。即使隔膜的熔断温度高，但如果横向热收缩率大，则在隔膜升温的过程中，电极的边缘部分会暴露，从而会发生电极间的短路。对于二次电池的稳定性，又一重要要素是电池的过充电特性。过充电特性是指在电池的充电过程中，在以使用电压以上的电压实施过充电时，对电解液的漏液、爆炸、着火等现象的稳定性。在混合动力汽车等高容量/高输出电池的应用范围扩大的现状下，对电池稳定性来说，其为重要的要求特性之一。为了提高二次电池的过充电特性，隔膜上不利于存在所需大小以上的过大气孔。通常，大气孔有助于电池的寿命和输出提升，但达到一定大小以上，则不会进一步提高寿命和输出，而是不利于过充电特性等电池的稳定性。此外，气孔在其形成过程中只能具有分布。对于这种分布，如果在隔膜内形成过大的气孔，则这些气孔对于在电池充电过程中所施加的电气压力的抵抗力向弱的部分作用，因此这些气孔会阻碍电池的过充电特性。韩国公开专利2006-0103932号(专利文献I)中，涉及一种隔膜，为了使该隔膜具有高的耐电压性能和优异的关闭性能，其气孔的孔径分布窄。但是，气孔大小太大时，会发生实际电池中发生的过充电特性降低等电池安全性问题。如上所述，通过现有技术无法实现用于提高高容量/高输出的二次电池的性能和安全性所需的高强度、高渗透率、低横向热收缩率，无法制备在具有高渗透率和低横向热收缩率的同时，还具有一定大小以下的气孔的隔膜。现有技术文献专利文献(专利文献I)韩国公开专利2006-0103932号
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题为此，本专利技术人为了解决上述现有技术中存在的问题，经过广泛研究，开发出一种高容量/高输出电池用隔膜，以提高锂二次电池的安全性，所述隔膜具有高强度(穿刺强度)、高渗透率和低横向热收缩率，并且气孔的大小不大。解决技术问题的技术手段本专利技术提供一种聚烯烃类微多孔膜，其至少层叠一层以上，其特征在于，其包括聚乙烯层，所述聚乙烯层通过泡点法测定的最大孔径为0.Ιμπι以下，整体微多孔膜的厚度为5 40 μ m,孔隙率为30 60%，穿刺强度为0.22N/ μ m以上，下述式I所示的品质因数为20gf/(sec/100cc)以上。品质因数(Q) =S/ (PXHS) S:穿刺强度(gf)P:气体渗透率(Gurley, sec/100cc)HS:在130°C下I个小时的横向收缩率所述微多孔膜的气体渗透率为340sec/ (IOOcc X 20 μ m)以下。所述微多孔膜的穿刺强度为0.28N/ μ m以上。所述微多孔膜的品质因素为25以上。所述微多孔膜的品质因素为30以上。所述微多孔膜的品质因素为40以上。本专利技术还提供一种湿法制备聚烯烃类微多孔膜的制备方法，其特征在于，在实施提取工序之前进行以下工序，其中包括:对聚烯烃树脂和稀释剂进行混炼和挤出的工序、片材(sheet)成型工序、拉伸工序等；在提取工序之后进行以下工序，其中包括:实施三个步骤以上的热处理工序，以及实施两次以上的热拉伸步骤；在两次以上的热拉伸步骤之间包括一次以上的热弛豫(穹苕哥)步骤。所述制备方法中，热处理工序中的最初拉伸步骤在下实施，并且所述制备方法包括在 的温度下进行进一步拉伸的步骤。专利技术的效果本专利技术的聚烯烃类微多孔膜具有高的穿刺强度和渗透性能，并且热稳定性优异，对热处理工序进行优化，所述热处理工序在聚烯烃类微多孔膜的制备方法中能够制备物理性质和品质因数优异的微多孔膜的湿式工序中，去除稀释剂后实施，从而能够提供一种机械强度、渗透率和热收缩特性优异的聚烯烃类微多孔膜。具体实施例方式本专利技术提供一种聚烯烃类微多孔膜，其至少层叠一层以上，其特征在于，其包括聚乙烯层，所述聚乙烯层通过泡点法测定的最大孔径为0.Ιμπι以下，整体微多孔膜的厚度为5 40 μ m,孔隙率为30 60%，穿刺强度为0.22N/ μ m以上，下述式I所示的品质因数为20gf/(sec/100cc)以上。品质因数(Q)=S/ (PXHS)S:穿刺强度(gf)P:气体渗透率(Gurley, sec/100cc)HS:在130°C下I个小时的横向收缩率本专利技术的聚烯烃类微多孔膜的气体渗透率为340sec/ (IOOcc X 20 μ m)以下。本专利技术的聚烯烃类微多孔膜能够提供高品质因数，根据本专利技术的实施例的一个实施方式，品质因数可以为25以上。根据另一个实施方式，所述微多孔膜的品质因数可以为30以上。根据再一实施方式，所述微多孔膜的品质因数可以为40以上。本专利技术的聚烯烃微 多孔膜的品质因数虽然不受大的限制，但可以在2(Γ300的范围内。此外，本专利技术提供一种湿法制备聚烯烃类微多孔膜的制备方法，其特征在于，在实施提取工序之前进行下述工序，其中包括:对聚烯烃树脂和稀释剂进行混炼和挤出的工序、片材成型工序、拉伸工序等；在提取工序之后进行以下工序，其中包括:实施二个步骤以上的热处理工序，以及实施两次以上的热拉伸步骤；在两次以上的热拉伸步骤之间包括一次以上的热弛豫步骤。此外，本专利技术提供一种聚烯烃类微多孔膜的制备方法，其热处理工序中的最初拉伸步骤在 下实施，并且包括在的温度下进行进一步拉伸的步骤。下面，对本专利技术进一步详细地进行说明。本专利技术的聚烯烃类微多孔膜为单层或多层，其中至少一层由聚乙烯层构成。为了实现高穿刺强度和渗透性，其中的一层以上必须由聚乙烯构成，优选聚乙烯单层。本专利技术的聚烯烃本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚烯烃类微多孔膜，其至少层叠一层以上，其特征在于，其包括聚乙烯层，所述聚乙烯层通过泡点法测定的最大孔径为0.1μm以下，整体微多孔膜的厚度为5~40μm，孔隙率为30~60%，穿刺强度为0.22N/μm以上，下述式1所示的品质因数为20gf/（sec/100cc）以上，[式1]品质因数（Q）=S/（P×HS）S：穿刺强度（gf）P：气体渗透率（Gurley，sec/100cc）HS：在130℃下1个小时的横向收缩率。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：姜贵权，禹映准，金亨珉，李章源，郑尚倍，郑仁和，
申请(专利权)人：SK新技术株式会社，
类型：发明
国别省市：