[发明专利]聚烯烃微多孔膜及聚烯烃微多孔膜的制备方法

说明书

本发明要解决的技术问题是，提供一种透气度分布均匀性高且不会使膜厚分布变差的薄型微多孔膜，提供一种兼顾了热稳定性和穿刺强度的高强度薄型微多孔膜，以及提供一种穿刺强度、热稳定性和长度方向的拉伸模量全都满足的高强度薄型微多孔膜，并且提供它们的制备方法及使用它们的非水电解液二次电池。聚烯烃微多孔膜的膜厚为0.1μm以上且5μm以下，基重换算穿刺强度为60gf/g/m²以上，且长度方向的120℃热收缩为20％以下。

技术领域

本发明涉及聚烯烃微多孔膜、聚烯烃微多孔膜的制备方法、蓄电设备隔膜的制备方法等。

背景技术

聚烯烃微多孔膜用于电池隔膜、电容器隔膜、燃料电池材料、精密过滤膜等，尤其作为锂离子二次电池隔膜使用。

近年来，锂离子二次电池不仅应用于手机、笔记本型个人电脑等小型电子设备，而且还被尝试用于电动汽车、小型电动自行车等电动车辆，因此要求进一步提高电池寿命。为了提高电池寿命，聚烯烃微多孔膜也被要求具备各种特性，根据所要求的特性，提出了单层型或多层型聚烯烃微多孔膜的制备方法(专利文献1～7)。

专利文献1提出了这样的方法：通过共挤出和拉伸、提取及热固定，形成第一微多孔膜/包含聚烯烃和无机填料的易剥离层/第二微多孔膜这样的三层结构的层压体，之后从易剥离层剥离两个微多孔膜。该方法由于只需进行一次挤出工序，因此有利于生产率，同时由于微多孔膜与剥离层的相邻面上不形成皮层，因此可提高电池的循环特性。但是，该方法由于来自易剥离层的成分可能会成为微多孔膜表层的杂质，且最终要废弃易剥离层，因此从环境以及生产成本的角度来看仍有改进的余地。

专利文献2提出了这样的方法：挤出并压扁聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)的管状原料(型坯)以形成双层型片材，将多组双层型片材叠置形成层压体(例如，将8组叠置就是16层型层压体)后，拉伸开孔，之后，从层压体剥离各层，重新层叠得到多层型(例如，PP/PE/PP这种三层结构)多孔膜。由该方法得到的三层型多孔膜，当表层的破坏强度和熔点比中间层更高时，电池内短路时对通过离子的阻断效果优异，且剥离强度好。但是，该方法由于在拉伸工序前需要进行层压工序，因此可能会随着生产工序多导致生产速度下降，另外对于所得到的多孔膜的膜厚分布和孔的形状分布也有改善的余地。

专利文献3提出了这样的方法：将树脂原料和增塑剂挤出得到原卷后，将多个原卷叠置、拉伸，从得到的多层膜分离出多个膜。该方法中，在从多层膜剥离多个膜前或剥离之后，要进行以多孔化为目的的增塑剂提取工序。但是，该方法由于在拉伸和开孔工序前要进行多个原卷的叠置，可能会导致生产工序数量增加或生产速度下降，且得到的多孔膜的薄膜厚度不均率(膜厚均匀性)和剥离强度未进行充分研究。

专利文献4提出了这样的方法：熔融挤出聚烯烃、增塑剂和二氧化硅以制成片材，从片材中提取增塑剂和二氧化硅，形成多孔性片，将多个多孔性片叠置之后进行拉伸。该方法虽然抑制了多孔性层压体的针孔数量，但并没研究从多孔性层压体如何剥离单层膜。

专利文献5提出了将微多孔膜的长度方向的拉伸模量控制在200～2000N/mm²。其声称如果在200N/mm²以下，则电池的卷绕性变差，如果在2000N/mm²以上，则充放电循环时不能伴随电极膨胀而变形，在电池内会发生膜破裂，因此上述范围内是最优选的。但是，其没有提及热收缩率或强度，另外在拉伸模量的控制中将厚度和基重的调整作为一个方法进行表述，对制备方法并无详细说明。