[发明专利]微孔膜以及该膜的制造方法和使用方法

说明书

本申请要求2009年5月4日申请的美国临时专利申请第61/175,159号、和2009年6月29日申请的欧洲专利申请第09162567.3号的优先权，将其全部内容引入本说明书中作为参考。

技术领域

本发明涉及一种适合用作电池隔膜的多层微孔聚合物膜。本发明还涉及该膜的制造方法、含有该膜作为电池隔膜的电池、该电池的制造方法、以及该电池的使用方法。

背景技术

微孔膜可用作电池中的电池隔膜，所述电池例如为一次和二次锂电池、锂聚合物电池、镍-氢电池、镍-镉电池、镍-锌电池、银-锌二次电池等。将微孔聚烯烃膜用作电池隔膜、特别是锂离子电池隔膜时，膜的特征显著影响电池的特性、生产率和性能。因此，期望微孔膜特别是在高温下具有耐热收缩性。耐热收缩性(或“热收缩”)可以改善电池对内部短路的防御性。

这样的内部短路涉及特别是在电池隔膜边缘附近的尺寸稳定性的丧失。假设膜的宽度在高于膜的关闭温度(shutdown-temperature)的温度下缩小，阳极和阴极就可能接触。特别是在棱柱形和圆柱形电池的情况下，上述现象常有发生，即使膜宽度稍有变化也有可能导致在电池边缘或其附近的阳极-阴极的接触。

虽然热收缩性能通常在约105℃下判定，但所述微孔膜的关闭温度一般在130℃～140℃的范围内。所以，在130℃下的热收缩性能可能是鉴定膜在关闭条件下具有更好性能的更好的指标。但是已发现，通常不能仅凭膜在105℃下的热收缩性能来判断130℃下的热收缩性能。换句话说，在105℃下显示良好的热收缩性能的隔膜在130℃下未必具有可接受的特性。因此，仍需要在130℃下具有更大的耐热收缩性的电池隔膜。

发明内容

在方案之一中，本发明的实施方式提供一种多层微孔膜，所述多层微孔膜含有Mw＞1.0×10⁶的聚乙烯，所述膜在至少一个平面方向上的130℃下的热收缩率≤9.5％，且标准化透气度≤300秒/100cm³/20μm。特定的膜包括：(a)第一和第三层，分别含有基于第一层的重量为1wt.％～20wt.％的Mw＞1.0×10⁶的聚乙烯，和基于第一层的重量为80wt.％～99wt.％的Mw≤1.0×10⁶的聚乙烯；(b)位于第一和第三层之间的第二层，所述第二层含有5wt.％～40wt.％的Mw＞1.0×10⁶的聚丙烯、大于0wt.％且为10wt.％以下的Mw＞1.0×10⁶的聚乙烯、和60wt.％～95wt.％的Mw≤1.0×10⁶的聚乙烯，上述重量百分数均基于第二层的重量，其中，所述膜的总聚丙烯含量大于0wt.％且为10wt.％以下、标准化透气度为300秒/100cm³/20μm以下且130℃下的TD热收缩率为5％以下。

在其他的方案中，本发明的实施方式提供一种微孔膜的制造方法，所述方法包括如下步骤：(a)步骤：在MD或TD的至少一个方向上拉伸多层挤出物，该挤出物至少包括第一和第二层，第一层含有第一聚烯烃和至少第一稀释剂，所述第二层含有第二聚烯烃和至少第二稀释剂，所述第二聚烯烃含有基于第二聚烯烃的重量在1wt.％～40wt.％范围内的聚丙烯，所述聚丙烯的Mw＞1.0×10⁶且ΔHm≥110J/g；(b)步骤：从拉伸挤出物中除去第一和第二稀释剂的至少一部分来制造干燥膜，所述干燥膜具有沿TD的第一宽度；(c)步骤：在TD上将所述膜以约1.1～约1.8范围内的第二放大倍数从所述第一宽度拉伸至大于第一宽度的第二宽度；及(d)步骤：使所述第二宽度缩小至第三宽度，所述第三宽度在从所述第一宽度至所述第一宽度的约1.1倍～约1.6倍的范围内。

进而，在其他的实施方式中，本发明提供了一种电池，所述电池包含阳极、阴极、电解质和多层微孔膜，所述多层微孔膜含有Mw＞1.0×10⁶且ΔHm≥112J/g的聚丙烯，所述膜在至少一个平面方向上的130℃热收缩率≤9.5％，且标准化透气度≤400秒/100cm³，其中，所述多层微孔膜至少将阳极与阴极隔开。上述的电池系统可用于多种用途，例如驱动电动车或混合电动车。

附图说明

图1是表示圆柱形锂离子二次电池的截面透视图，所述电池含有本发明的电极组件。

图2是表示图1的电池的截面图。

图3是表示图2的A部分的放大截面图。

具体实施方式