[发明专利]微孔膜、该膜的制备方法及该膜作为电池隔膜的应用

说明书

本申请要求2009年5月11日申请的美国临时申请61/177,060及2009年6月25日申请的EP 09163698.5；2009年3月30日申请的美国临时申请61/164,824及2009年5月25日申请的EP09160964.4；2009年3月30日申请的美国临时申请61/164,817及2009年5月25日申请的EP09160965.1；2009年3月30日申请的美国临时申请申请61/164,833及2009年5月25日申请的EP09160966.9；2009年3月30日申请的美国临时申请61/164,827及2009年5月25日申请的EP09160967.7；2009年6月24日申请的美国临时申请61/220,094及2009年8月19日申请的EP09168194.0的优先权，分别将其全部内容作为参照引入本说明书中。

技术领域

本发明涉及一种含有聚合物且透过度、关闭温度及戳穿强度的均衡性良好的微孔膜。本发明还涉及该膜的制备方法及该膜在锂离子二次电池等中作为电池隔膜的应用。

背景技术

微孔性聚烯烃膜作为一次及二次电池用隔膜有用。所述电池包括锂离子二次电池、锂-聚合物二次电池、镍-氢电池、镍-镉电池、镍-锌电池、银-锌电池等。将微孔性聚烯烃膜用作锂离子电池用隔膜时，膜的特性显著影响电池的性能。特别是，微孔膜的透过度、机械特性、关闭特性、熔化特性等通常影响生产率及安全性。

期望电池具有比较低的关闭温度及比较高的熔化温度，这通常可以改善电池的安全特性，特别是对于高容量电池在贮藏及/或使用时暴露在比较高的温度下。对于高电池容量期望高隔膜透过度。期望隔膜具有比较高的机械强度是因为经改善的隔膜强度可以改善电池装置及制作效率。

通常而言，只含有聚乙烯的微孔膜的熔化温度比较低、约为150℃且关闭温度约为140℃，而只含有聚丙烯的微孔膜的关闭温度比较高约为155℃且熔化温度为约165～约170℃。另外，已经提出了含有聚乙烯及聚丙烯的微孔膜。

日本专利公开JP 1999-269289A及JP2002-338730A公开了用于制备膜的聚合物的优化方案以改善膜的特性。参考文献公开了使用由单活性中心催化剂制备的聚乙烯来改善膜的关闭温度。参考文献中公开的膜的关闭温度比较低，但透气度也比较低。

日本专利公开JP2003-231772A公开了一种含有聚乙烯共聚物的微孔膜，所述聚乙烯共聚物的Mv为100,000～5,000,000。所述膜具有得到改善的透气度及强度，但膜的关闭温度＞137℃。日本专利公开JP2005-225919A也公开了一种含有由茂金属催化剂制备的聚乙烯的微孔性聚烯烃膜，以改善电池寿命。

PCT专利公开WO07/52663公开了一种含有聚烯烃组分的微孔膜，所述聚烯烃组分具有特定的熔融特性。微孔性聚烯烃膜透气度比较高但关闭温度也比较高。

虽然电池性能已经有所改善，但仍期待具有比较低的关闭温度及比较高的透气度及高强度的膜。

发明内容

在实施方式之一中，本发明涉及一种含有1.0重量％以上的第1聚烯烃的微孔膜，所述第1聚烯烃的如下述定义的T₈₀≤130.0℃、如下定义的T₂₅≥100.0℃、且T₈₀-T₂₅≤25.0℃。重量％基于膜的重量。选择性地，膜的关闭温度≤130.5℃。

在另一个实施方式中，本发明涉及一种微孔膜的制备方法，包括：

(1)将稀释剂和聚合物的混合物挤出的步骤，所述聚合物含有1.0重量％～20.0重量％的T₈₀≤130.0℃、T₂₅≥100.0℃且T₈₀-T₂₅≤25℃的第1聚乙烯；

(2)在至少一个平面方向上拉伸挤出物的步骤；及

(3)从拉伸挤出物中除去至少一部分稀释剂的步骤。

在另一个实施方式中，本发明涉及一种由上述工序制备的微孔膜。

在另一个实施方式中，本发明涉及一种电池，所述电池包含电解质、阳极、阴极及位于阳极与阴极之间的隔膜，其中，所述隔膜含有上述任一种实施方式所述的微孔膜。

在另一个实施方式中，本发明涉及上述电池作为电源的应用，例如用作电动车、混合电动车、电动工具、电脑、移动电话、消费性电子产品等的电源。

附图说明

图1表示聚烯烃的典型熔融分布(DSC)。