[發明專利]具有抗靜電性能的電池隔膜

無效

• 申請號: 200810091661.4
• 申請日: 2005-04-21
• 公開（公告）號: CN101257107A
• 公開（公告）日: 2008-09-03
• 發明（設計）人: 張正銘;K·V·恩谷彥
• 申請（專利權）人: 思凱德公司
• 主分類號: H01M2/16
• 分類號: H01M2/16;C08J5/22
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 任宗華

本申請是申請日為2005年4月21日、發明名稱為“具有抗靜電性能的電池隔膜”的中國專利申請CN200510065688.2的分案申請。

技術領域

本發明涉及具有抗靜電性能的電池隔膜。

背景技術

用作電池(例如充電鋰電池)隔膜的微孔聚烯烴薄膜上的靜電荷常會引起種種問題。首先，在隔膜的制造過程中，靜電荷會將沾染物移向或吸引到薄膜上。這些沾染物會在薄膜上形成瑕疵如斑點，針孔等。而且，在多層薄膜層合過程中，沾染物會被夾在層間，這又會使薄膜產生缺陷。第二，在電池制造過程中，薄膜上的靜電荷會將沾染物吸入陽極/隔膜/陰極結構(凝膠卷筒形或棱柱形)中，從而會使電池發生故障。這些故障中最值得注意的是會引起內電路短路。就電池的制造來說，制造電池所處的干燥(即低濕度)環境中所產生的靜電荷，會引起很嚴重的問題。因此，應當避免采用帶靜電荷的微孔聚烯烴膜作為電池隔膜。

過去，通過在聚烯烴薄膜中加入吸濕劑或者在聚烯烴薄膜上施加吸濕劑的方法而使靜電荷散失。雖然這類吸濕劑具有良好的散失靜電荷的作用，但它們不能應用在電池如充電鋰電池的隔膜中，因為這種電池必須避免水分。或者，通過在薄膜中添加碳而使靜電荷散失。然而，由于碳是導體，會引起陽極與陰極之間短路，因而也應避免使用。

通過向隔膜添加半導體材料(P型導體(電子導體)或N型導體(空穴導體))或極化子(電子跳躍)材料來降低靜電荷是可能的。P型導體(電子導體)或N型導體(空穴導體)材料的實例包括(但不受此限制)氧化物、Fe₂O₃、SiO₂、GaAs、氮化物、GeO、Ge、Si、P、B。極化子(電子跳躍)材料是能攜帶極化子的極性介質，其實例是離子晶體(如NaCl、KCl、RuCl等)。

此外，在由多層薄膜制成的電池隔膜中采用導電材料(如碳)也是可能的。其中多層薄膜是三層薄膜，導電材料添加在三層的兩外層中，而中心層作為絕緣層。

最后，不是所有的抗靜電劑都可簡便地添加至形成為薄膜的樹脂中，或涂敷在微孔薄膜上的，這是因為那些抗靜電劑會對薄膜的微孔性質產生不利的影響的。

因此，需要一種既具有良好的抗靜電性能又具有良好的微孔性能的電池隔膜。

發明內容

一種電池隔膜，該電池隔膜包含具有0.1-50重量％的包括聚醚酯酰胺單體的嵌段共聚物的微孔聚烯烴薄膜。在這種電池隔膜中，聚烯烴選自聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚甲基戊烯以及它們的混合物和它們的共聚物。優選的聚烯烴是聚乙烯、聚乙烯的混合物和聚乙烯的共聚物，或聚丙烯、聚丙烯的混合物和聚丙烯的共聚物，并含有低于或等于5重量％的嵌段共聚物。在本發明電池隔膜中，微孔薄膜可具有任何厚度，孔隙率為10-90％，孔徑為0.005微米-1.5微米。

具體實施方式

一種電池隔膜，該電池隔膜包含具有包括聚醚酯酰胺單體的嵌段共聚物的微孔聚烯烴薄膜。這種隔膜的細節將在下面加以詳細說明。

微孔聚烯烴薄膜(也稱為微孔膜)是眾所周知的。該薄膜可購自：Celgard?Inc.of?Charlotte，North?Carotina，USA膜，單層和三層膜)；Tonen?Chemical?Co.of?Tokyo，Japan；Asohi?Kasei?of?Tokyo，Japan(HIPORE^TM)以及Ube?Industries?of?Tokyo，Japan(U-PORE^TM)。這類膜可通過“干拉伸”(或Celgard)法或“濕”(或反相)法制得，或通過微粒拉伸法制得。

聚烯烴薄膜選自(但不受此限制)聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚甲基戊烯，它們的混合物以及它們的共聚物。優選的聚烯烴是聚乙烯、聚乙烯的混合物和聚乙烯的共聚物。更優選的聚烯烴是聚丙烯、聚丙烯的混合物和聚丙烯的共聚物。

用作本發明電池隔膜的微孔薄膜可具有任何厚度。通常，許多隔膜的厚度不大于200微米。對于個人用電子器件的電池來說，厚度不大于80微米的隔膜與厚度不大于50微米的隔膜有同樣好的效果。盡管厚度為25微米或25微米以下的隔膜是優選的。

上述微孔膜的孔隙率通常為10％-90％，優選的孔隙率為20％-80％。這些膜的孔徑為0。005微米-1.5微米，而0.01微米-1.0微米是優選的。