[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第61/177,060号及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第61/164,824号及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第61/164,817号及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第61/164,833号及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第61/164,827号及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第61/220,094号及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作为在锂离子二次电池等中的电池隔膜的应用。

背景技术

微孔膜作为一次及二次电池的隔膜有用。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二次电池的隔膜时，膜的特性显著影响电池的性能。特别是，微孔性聚烯烃膜的透过度及关闭温度显著影响电池的性能。

为了改善电池安全限度，期望电池隔膜具有与熔化温度相比较低的关闭温度。通常而言，含有聚乙烯的微孔性聚烯烃膜的关闭温度比较高为约132℃～140℃。

已经使用超高分子量聚烯烃(以下称作“UHMWPO”)制备具有高强度及高透过度的微孔膜。例如日本特开昭60-242035号公报公开了一种通过下述工序制备的UHMWPO膜，所述工序包括：将凝胶状片材成型，所述凝胶状片材是通过将含有平均分子量≥7×10⁵的UHMWPO及溶剂的溶液挤出而制备的；从凝胶状片材中除去溶剂；然后拉伸凝胶状片材。为了由高浓度UHMWPO溶液制备微孔膜，日本特开平03-064334号公报公开了一种具有特定分子量分布的聚烯烃微孔膜。

日本特开昭JP60-023954号公报、日本特开平03-201360号公报及日本特开平05-025305号公报公开了一种含有支链低密度聚乙烯(LDPE)及/或直链低密度聚乙烯(LLDPE)的电池隔膜。认为所述膜具有比较低的关闭温度。进而，为了降低关闭温度，日本特开平11-269289号公报公开了一种微孔膜，所述微孔膜含有2～80重量％的、熔融峰为95℃～125℃的实质上直链状的乙烯-α-烯烃共聚物。虽然关闭温度已经有所改善，但因使用比较低的熔融峰的聚乙烯，可以导致更低的透气度，特别是在膜制备、电池制备或电池使用时在聚乙烯的熔融峰以上的温度下。日本特开2002-338730号公报公开了通过使用熔融峰比较高例如在125℃～132℃范围内的聚乙烯，可以部分克服所述透过度的丧失。

虽然已经有所改善，但仍期待具有比较低的关闭温度及比较高的透气度的膜。

发明内容

在实施方式之一中，本发明涉及一种含有聚烯烃的微孔膜，所述聚烯烃的熔融峰温度在115.0℃～130.0℃的范围内且重均分子量在5.0×10³～4.0×10⁵的范围内。选择性地膜的透气度≤5.0×10²秒/100cm³/20μm且关闭温度≤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)将稀释剂及聚合物的混合物挤出的步骤，所述聚合物包含(i)熔融峰温度在115.0℃～130.0℃的范围内且重均分子量为5.0×10³～4.0×10⁵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，形成微孔膜的步骤。

在另一个实施方式中，本发明涉及一种通过上述步骤制备的微孔膜。

在另一个实施方式中，本发明涉及一种电池，所述电池包括电解质、阳极、阴极及位于阳极与阴极之间的隔膜，其中，所述隔膜包含上述任一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