[发明专利]微孔膜、这些膜的制备方法以及这些膜作为电池隔膜的用途

说明书

相关专利申请的交叉引用

本专利申请要求2010年1月27日提交的U.S.S.N.61/298,756的优先权，并且要求2010年1月27日提交的U.S.S.N.61/298,752、2009年6月19日提交的U.S.S.N.61/218,720、2010年5月20日提交的U.S.S.N.61/346,675和2010年6月4日提交的U.S.S.N.61/351,380的权益和优先权，将其全部内容作为参照引入本说明书中。

技术领域

本发明涉及具有高熔化温度、高透气度和高戳穿强度的微孔膜。本发明还涉及此类膜的制备和此类膜作为电池隔膜的用途。

背景技术

微孔膜可用作一次电池和二次电池的电池隔膜(“BSF”)。此类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。

期望电池隔膜具有相对较低的热收缩率，尤其在高温下，从而防止内部短路。已使用聚烯烃制备了105℃下热收缩率在约1.0％至10.0％范围内的微孔膜。例如，JP60-242035A公开了通过下述方法制备的膜，所述方法包括：通过挤出含溶剂和重均分子量≥7.0×10⁵的聚烯烃的溶液而制得的凝胶状片材，将所得凝胶状片材进行成型，从所述凝胶状片材中除去溶剂，然后拉伸所述凝胶状片材。

还期望微孔膜具有相对较高的透气度、戳穿强度(pin puncture strength)和熔化温度。例如日本专利申请JP59-196706A和JP61-227804A公开了使用聚甲基戊烯(PMP)来提高膜的熔化温度，以改进电池的安全性。然而，这些膜具有相对较高的关闭温度(Shutdown Temperature)。日本专利申请JP07-060084A和JP3634397B公开了包含聚乙烯和聚甲基戊烯的微孔膜，所述膜通过将聚乙烯和聚甲基戊烯与溶剂或第3聚合物混合而制得。据说所述膜具有相对较低的关闭温度和相对较高的熔化温度。此外，美国专利No.6,096,213公开了一种不使用任何溶剂或第3聚合物而制备包含聚乙烯和聚甲基戊烯的膜的方法。日本专利申请JP2004-161899A公开了一种微孔膜，所述微孔膜包含聚乙烯和聚甲基戊烯，且具有相对较高的透气度和低的105℃下热收缩率，且具有相对较高的透气性和低的105℃下热收缩率。日本专利申请JP2005-145999公开了一种包含聚甲基戊烯和α-烯烃共聚物的微孔膜。尽管聚甲基戊烯已用于改进微孔膜的性能，但是仍期望进一步的改进。

发明内容

在实施方案之一中，本发明涉及包含聚甲基戊烯、聚丙烯和聚乙烯的膜，所述膜为微孔膜，且具有180.0℃以上的熔化温度、75.0秒/100cm³/μm以下的标准化透气度和0.90×10²mN/μm以上的戳穿强度。

在另一个实施方案中，本发明涉及一种微孔膜的制备方法，包括：

(1)步骤，挤出稀释剂和聚合物的混合物，所述聚合物包含A₁量的聚甲基戊烯、A₂量的聚丙烯和A₃量的聚乙烯，其中，5.0重量％≤A₁＜25.0重量％，5.0重量％≤A₂＜25.0重量％，并且A₃≤90.0重量％，所述重量百分比基于聚合物-稀释剂混合物中聚合物的重量；

(2)步骤，在至少一个平面方向拉伸挤出物；以及

(3)步骤，从所述经拉伸的挤出物中去除所述稀释剂的至少一部分。

在另一个实施方案中，本发明涉及一种电池，包含阳极、阴极和电解质以及位于所述阳极和所述阴极之间的电池隔膜，所述电池隔膜包含(i)基于所述电池隔膜重量为5.0重量％以上聚甲基戊烯、(ii)聚丙烯和(iii)聚乙烯，所述膜具有180.0℃以上的熔化温度、75.0秒/100cm³/μm以下的标准化透气度和0.90×10²mN/μm以上的戳穿强度。

具体实施方式