[发明专利]微孔膜及其制备方法

说明书

                   背景技术

(a)发明领域

本发明涉及一种微孔膜及其制备方法，且更具体地说，涉及一种通过用高能离子粒在真空下对一种聚合物膜进行辐照而制备一种具有亲水/疏水性能并具有均匀尺寸微孔的微孔膜的方法。    

(b)相关技术的描述

目前，有多种用于锂电池中的隔板的微孔膜。制备这种微孔膜的常规方法可分为湿法和干法。这些方法中使用填料或蜡一制得一种基质膜(precursor film)，若带有溶剂就是湿法，不带有溶剂就是干法。然后通过在该基质膜上形成微孔就得到微孔膜。

形成微孔膜有多种方法，例如在冷拉伸和热拉伸方法中，对基质膜进行一个拉伸工艺，而在提取法中，将低分子量粒子从经双轴拉伸(或者，双轴拉伸工艺可在提取法之后实施)的基质膜中提取出来从而在基质膜上形成微孔。而且，在拉伸之后，可对基质膜进行电晕放电，或者用高能离子束辐照后，可对基质膜进行蚀刻(例如采用径迹蚀刻法)而得到微孔膜。将使用冷或热拉伸工艺的方法称为干法。US3679538，3801692，3843761，4238459和5013439公开了干法，而US3471597和3880966公开了用于得到带有微孔的基质膜的电晕放电方法。

干法的优点在于，它不使用对环境有害的溶剂，且因此该方法被称作为清洁方法并广泛地用在工业中。然而，由干法制得的微孔膜具有较小尺寸的孔，且难于调整和增大孔的形状和大小。而且，在拉伸过程中存在一个缺点，即随拉伸比增大难于保持孔的形状。

制备用于锂电池的隔板的微孔膜的常规方法使用聚烯烃树脂，因为它们的成本低且化学和物理性能好。然而，由于聚烯烃树脂的疏水性，所以电解质对所述隔板具有低的润湿性。目前，已开展许多研究以使聚烯烃树脂膜具有亲水性能。根据Hoechst Celenese描述的方法是用表面活性剂处理聚烯烃树脂膜的表面，和由US3231530，3853601，3951815，4039440和4340482所述的其它方法是引入了具有亲水性能的单体或用化学物质处理聚烯烃膜。然而，由于同时发生化学反应，聚合物的分子量降低且聚烯烃膜的结构均匀性变差。而且，由于所涉及方法的复杂性，因而难于大批量生产具有亲水性的聚烯烃膜。

US4346142，5085775和5294346也介绍了将亲水性能引入至聚烯烃膜的其它方法。这些方法使用具有亲水性的丙烯酸单体和聚环氧乙烷聚合物，通过使用电晕或等离子体方法将它们接枝到聚合物膜的表面上。JP-A-831399(待审查的日本公告申请)公开了一种使用等离子体方法或溅射蚀刻方法通过氧气和四氟化碳气体使聚烯烃膜表面具有亲水和疏水性能的方法。然而，由于等离子体的独特性能，即能量分布范围宽和高度的环境敏感性，所以难以得到均匀的孔隙率。而且，得到具有极佳物理性能的聚烯烃膜的困难在于，由于所述方法引起的附带反应使膜表面的受损，因而膜的机械性能降低。

发明综述

基于上述原因，本发明的目的是提供一种通过用高能离子粒在真空下对一种聚合物膜进行辐照而制备一种具有亲水/疏水性能并具有均匀尺寸微孔的微孔膜的方法。

本发明的另一目的是提供一种制备具有高孔密度的微孔膜的方法。

本发明的再一个目的在于提供一种制备具有亲水性能的微孔膜的简单方法。

本发明的进一个目的是一种制备具有亲水性能和极佳物理特性的微孔膜的方法。

本发明的又一个目的是提供由上述方法制得的微孔膜。

根据本发明的上述方法，可通过对用常规方法制得的微孔膜进行离子粒辐照而制得一种具有极佳物理特性的微孔膜。发明的详细描述

本发明将详述于下。

本发明通过使用离子束辐照，利用了降低亲水性溶剂在聚合物表面的接触角和增加它们之间粘结力的原理。基质膜的制备

通过使用具有T-模头或管形模头的挤出机由选自于聚丙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和低密度线型聚乙烯的聚烯烃(因为它们的成本低而且反应性低)制得一聚合物膜。虽然挤出工艺可在常规的挤出温度下实施，但更优选在所述聚合物膜熔点+10℃至聚合物熔点+100℃的温度下实施。在该温度范围之外挤出聚合物可能导致聚合物降解从而降低了其物理性能。

通过使用流延辊在10～150℃下以5～120米/分拉伸挤出后的聚合物而得到基质膜，拉伸比为10～400且冻结温度为10～120℃。退火