[發(fā)明專利]微孔膜、該膜的制備方法及該膜作為電池隔膜的應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080012221.0
• 申請日: 2010-03-05
• 公開（公告）號: CN102355939A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發(fā)明（設計）人: 石原毅;宮岡聰;河野公一;D·J·克勞瑟;P·布蘭特
• 申請（專利權）人: 東麗東燃機能膜合同會社
• 主分類號: B01D71/26
• 分類號: B01D71/26
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 楊宏軍

本申請要求2009年5月11日申請的美國臨時專利申請第61/177,060號及2009年6月25日申請的EP?09163698.5號；2009年3月30日申請的美國臨時專利申請第61/164,824號及2009年5月25日申請的EP?09160964.4號；2009年3月30日申請的美國臨時專利申請第61/164,817號及2009年5月25日申請的EP?09160965.1號；2009年3月30日申請的美國臨時專利申請第61/164,833號及2009年5月25日申請的EP?09160966.9；2009年3月30日申請的美國臨時專利申請第61/164,827號及2009年5月25日申請的EP091609677號；2009年6月24日申請的美國臨時專利申請第61/220,094號及2009年8月19日申請的EP091681940號的優(yōu)先權，分別將其全部內容作為參照引入本說明書中。

技術領域

本發(fā)明涉及一種含有聚烯烴、且透氣度、關閉溫度及關閉速度的均衡性良好的微孔膜。本發(fā)明還涉及該膜的制備方法、及該膜在鋰離子二次電池等中作為電池隔膜的應用。

背景技術

微孔膜可以用作電池中的電池隔膜，所述電池例如為鋰一次電池及二次電池、鋰聚合物電池、鎳-氫電池、鎳-鎘電池、鎳-鋅電池、銀-鋅電池等。將微孔膜用于電池隔膜、特別是鋰離子電池隔膜時，膜的性質顯著影響電池的特性、生產率及性能。因此，微孔膜應具有適當的透過度、機械特性、耐熱性、尺寸穩(wěn)定性、關閉特性、熔化特性等。為了提高電池的安全性，期望所述電池具有比較低的關閉溫度、較快的關閉速度及比較高的熔化溫度，特別是對于在操作條件下暴露在高溫下的電池而言更是如此。

已經開始使用具有低分子量及/或低熔解溫度的聚乙烯制備關閉溫度比較低的微孔膜。雖然膜的關閉特性得到了提高，但使用上述聚乙烯時，有可能導致透氣度降低及熱收縮率增大。

例如，日本特開2002-128943號中公開了一種關閉溫度為130℃且熱收縮值為8.0％以上的微孔膜。其它文獻中公開了關閉速度比較快的微孔膜。例如，國際公開第96-027633號及日本特開11-269289號中公開了用于評價膜的關閉速度的、溫度與阻抗(或透過度)之間的關系的使用方法。

雖然已經有所改善，但仍期待具有比較低的關閉溫度及比較快的關閉速度的微孔膜。

發(fā)明內容

在實施方式之一中，本發(fā)明涉及一種含有聚烯烴共聚物的微孔膜，所述膜的關閉溫度≤130.5℃且關閉活化能(shut?down?activation?energy)E2(如下定義)≥3.50×10³J/mol。

在另一個實施方式中，本發(fā)明涉及一種含有聚烯烴共聚物(乙烯/α-烯烴共聚物等)的微孔膜，所述聚烯烴共聚物的熔點(“Tm”)≤130.0℃、重均分子量(“Mw”)≤9.0×10⁵(例如Mw≤5.0×10⁵)、分子量分布(MWD被定義為Mw/Mn)≤10.0、且共聚物含量在約1.0～5.0摩爾％的范圍內。

在另一個實施方式中，本發(fā)明涉及一種微孔膜的制備方法，包括如下步驟：

(1)將稀釋劑與聚合物的混合物擠出的步驟，所述聚合物含有聚烯烴共聚物，所述聚烯烴共聚物的Tm≤130.0℃、Mw≤9.0×10⁵、MWD≤10.0且共聚單體的含量在1.0摩爾％～5.0摩爾％的范圍內；

(2)在至少一個平面方向上拉伸擠出物的步驟；及

(3)從拉伸擠出物中除去至少一部分稀釋劑，形成微孔膜的步驟。

在另一個實施方式中，本發(fā)明涉及通過上述步驟制備的微孔膜。

進而，在另一個實施方式中，本發(fā)明涉及一種電池，所述電池包括陽極、陰極、電解質及位于陽極與陰極之間的至少一個電池隔膜，所述電池隔膜含有上述任一種實施方式的微孔膜。電池例如可以為鋰離子一次電池或二次電池。電池可以用作例如電鋸或鉆機等電動工具、電動車或混合電動車等用的電源。

附圖說明

[圖1]為以溫度為函數的、含有聚乙烯的微孔膜的透氣度曲線圖，所述微孔膜的關閉溫度為130.67℃且熔化溫度為148.89℃。

[圖2A]為對于含有聚烯烴共聚物的2個微孔膜，以溫度的倒數(開爾文的倒數)為函數的、透氣度(Gurley值)的變化的自然對數的曲線圖(深色的長方形的點及深色的菱形的點)。

[圖2B]為圖2A的放大圖，含有適用各個膜的最初7個數據點。使這些數據點符合式：得到E2的值。