[发明专利]改进的隔板、电池、系统、车辆和相关方法

说明书

提供了改进的电池隔板、基膜或膜，和/或制造或使用这种隔板、薄膜或膜的方法。推荐的发明性的隔板、基膜或膜由干法工艺制成，具有改善的强度、高孔隙率、高充电容量和高孔隙率，在可充电电池中，可提供优异的充电倍率和/或充电容量性能。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年1月29日提交的美国临时专利申请序列号No.15/009,888的优先权和权益，在此通过引用全部并入本文。

发明领域

根据至少选定的实施方式，本发明或申请涉及新型或改进的电池隔板、基膜或膜、电池、电池单元、装置、系统和/或车辆，和/或制造和/或使用这种隔板、薄膜或膜、电池、电池单元、装置、系统和/或车辆的方法等。根据至少某些实施方式，本发明或应用涉及双轴取向多孔膜、包括双轴取向多孔膜的复合材料、双轴取向微孔膜、双轴取向大孔膜、电池隔板、平板膜和/或具有改进的充电容量的液体保留介质，和/或相关方法，和/或制造方法、使用方法等。根据至少某些选定的实施方式，可能优选的本发明的干法工艺隔板可为双轴拉伸并且具有10μm和25μm之间的优选厚度范围，其具有改进的强度、高孔隙率和出乎意料和/或令人惊讶的高充电容量，例如，高达10C倍率的充电容量。此外，可能优选的本发明的隔板或膜的高充电容量和高孔隙率可在可再充电和/或二次锂电池(例如锂离子电池)中提供优异的充电倍率和/或充电容量性能，用于高功率和/或高能量应用，例如仅作为示例，电动车辆或混合动力电动车辆。根据至少某些特定实施方式，本发明涉及用于二次锂电池的改进微孔电池隔板，在二次锂电池中或用于二次锂电池的具有增强的或高充电倍率和/或增强的或高充电容量的改进的微孔电池隔板，和/或相关的制造、使用方法等。

发明背景

多孔聚合物膜可以通过各种方法制备。有几种方法是已知的，并且可能对所得的膜所具有的特性具有显著影响。参见，例如，Kesting，Robert E.所著的“SyntheticPolymeric Membranes，A structural perspective”第二版，约翰威立出版社，纽约，(1985)。制备多孔聚合物膜的三种众所周知的方法包括干拉伸(也称为干法和/或法)、湿法和颗粒拉伸法。

干法包括至少三个步骤：挤出、退火和拉伸。在挤出的聚合物前体的拉伸过程中形成孔。这种拉伸可以为单向，或者机器方向(MD)。参见，例如，Kesting的著作，同上，第290-297页，在此引用作为参考。湿法，也称为相转化，涉及聚合物树脂与加工油或增塑剂和/或其它添加剂的混合，然后，挤出混合物并除去加工油或增塑剂。在湿法过程中，当加工油被除去时形成孔。参见，例如，Kesting的著作，同上，第237-286页，在此引入作为参考。在颗粒拉伸过程中，将聚合物原料与颗粒混合，并挤出混合物。当拉伸期间聚合物和颗粒之间的界面由于拉伸力而破裂时形成孔。参见例如美国专利No.6,057,061和No.6,080,507，其通过引用并入本文。

这些工艺中的每一种都是独特且明显不同的，每种工艺所形成的膜是与其他膜物理上不同且可区别的。区别特征可包括孔的形状和大小。例如，由于机器方向拉伸，源自干法的那些膜可具有狭缝形孔，而源自某些湿法的膜可具有更圆的孔，有时由于增塑剂而具有类似花边的外观。最后，颗粒拉伸膜可能具有看起来更像椭圆形的孔。在这些工艺的每一种中，机械强度的特征在于机器方向(MD)和横向(TD)的拉伸强度。美国专利No.8,795,565描述了干法膜沿MD和TD轴都进行的拉伸。双轴拉伸的膜可以具有改善的机械强度，这可以指示膜在电池内的强度分布。此外，寻求具有平衡的MD强度与TD强度比的膜已被证明是有利的。