專利名稱：爆裂傾向降低的電池隔板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電池隔板，尤其是爆裂傾向降低的電池隔板及其制造方法。
微孔膜電池隔板用于各種電池，尤其是可再充電的電池，如鋰電池。這樣的電池隔板允許電解質(zhì)穿過電池隔板，而同時防止相反極性的電極之間的任何接觸。通常，微孔膜包括一層或多層微孔薄膜。
在鋰電池、尤其是二級鋰電池中，會存在過熱問題并引起電池的熱擊穿。因此開發(fā)了關(guān)停隔板(shutdown separator)，包括單層關(guān)停隔板和多層隔板以防止熱擊穿。參見例如美國專利4，650，730和美國專利4，731，304。關(guān)停(shutdown)電池隔板具有微孔膜，它在顯著低于能夠引起鋰電池中熱擊穿的溫度的溫度下關(guān)閉其孔。多層關(guān)停隔板在本領(lǐng)域中是已知的，并已公開在例如US專利5，565，281和5，691，077、日本專利申請JP7-304110A和JP8-250097A，以及UK專利公開GB2，298，817中。多層關(guān)停隔板通常包括一個或多個關(guān)停層和至少一個強度層。關(guān)停層在低于強度層熔點的溫度(關(guān)停溫度)下能夠熔化并填充孔穴。結(jié)果，當在關(guān)停溫度下消除關(guān)停層中的微孔時，強度層基本上保持它們的尺寸穩(wěn)定性，因而在短路情形下保持隔板的完整性并防止電極之間的離子流動。
微孔關(guān)停隔板應(yīng)該薄，目的是最大程度地減少其占據(jù)電池的空間并降低電解質(zhì)電阻。然而關(guān)停隔板還必須具有足夠的強度以抵抗刺穿。本領(lǐng)域已知的薄的電池隔板常常遇到的一個問題是它們?nèi)菀妆?，即由于擊穿而破裂。這在處理隔板中，尤其在電池隔板制造過程中產(chǎn)生了諸多困難。破裂的隔板不僅無法有效地防止電極的直接接觸而且無法有效地防止熱擊穿。因此，本領(lǐng)域非常需要開發(fā)耐爆裂性電池隔板。
本發(fā)明提供了用于制備電池隔板的耐爆裂性微孔膜。微孔膜是通過包括以下步驟的方法制造的通過吹膜擠出方法在至少1.5的吹脹比下制備膜前體，將膜前體退火處理，將得到的退火的膜前體拉伸形成微孔膜。
通常，在吹膜擠出方法中，聚合物膜前體顯示出其中薄片按行排列的晶體行結(jié)構(gòu)，這些薄片的長軸垂直于取出方向(機器方向或MD)。這樣的晶體結(jié)構(gòu)在隨后的退火和拉伸步驟中對于微孔的形成是重要的。雖然一般相信，吹塑膜在橫向的膨脹將分裂這樣的晶體結(jié)構(gòu)和干擾隨后的拉伸步驟中的微孔形成，但是現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，即使當由于吹脹比的提高，擠塑薄膜前體在橫向(TD)上高度取向，所獲得的膜前體仍然適合于隨后的退火和拉伸操作并能夠形成微孔。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當在擠出方法中所使用的吹脹比是至少1.5時，微孔膜顯示出改進的耐爆裂性。隨著吹脹比的增大，吹塑膜在橫向(TD)即垂直于機器方向(MD)的方向上越來越取向。結(jié)果，吹塑膜橫向上的拉伸強度增加。根據(jù)本發(fā)明，用于電池隔板的微孔膜前體通常在機器方向上顯著取向。因此，隨著吹脹比的增大，甚至在橫向上沒有額外拉伸步驟的情況下，在橫向和機器方向上拉伸強度之間的差異仍然減少了。結(jié)果，所獲得的微孔膜不太容易爆裂。
本發(fā)明的微孔膜顯示出顯著改進的耐爆裂性，同時仍然具有電池隔板所需的其它機械性能。
典型地，本發(fā)明的微孔膜是由聚烯烴，優(yōu)選聚乙烯、聚丙烯、或其共聚物、三元共聚物和衍生物制成的。吹脹比是至少大約1.5，優(yōu)選至少大約2.0，更優(yōu)選至少大約2.5。微孔膜的TD拉伸強度與MD拉伸強度之比是大約0.1-大約1.0，優(yōu)選大約0.12-大約1.0，更優(yōu)選大約0.5-大約1.0。通常，由ASTM-D726(B)方法測得，膜具有的Gurley值為大約5秒-大約100秒，優(yōu)選大約10秒-大約60秒，關(guān)停溫度為大約80℃-大約160℃，優(yōu)選大約90℃-大約130℃，更優(yōu)選大約100℃-大約120℃。膜橫向上的抗撕強度是至少大約40kgf/cm2，優(yōu)選至少大約50kgf/cm2，更優(yōu)選至少大約60kgf/cm2，進一步更優(yōu)選至少大約70kgf/cm2，最優(yōu)選至少大約80kgf/cm2(根據(jù)ASTM D-1004方法測得)。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，提供了具有一個或多個微孔關(guān)停層的多層關(guān)停電池隔板，每個關(guān)停層夾在兩個微孔強度層之間。本發(fā)明的微孔膜是作為多層電池隔板中至少一個微孔層來使用的。
在本發(fā)明的多層關(guān)停隔板中，隔板的不同層能夠分別制備，隨后層壓在一起形成多層隔板。可以任選地提供交叉簾布層(cross-plied)隔板，其中微孔膜被層壓以使一層的軸相對于另一層的軸發(fā)生角度的偏斜(優(yōu)選成直角)。通常，交叉簾布層的微孔膜隔板顯示出提高的強度和耐刺穿性能。
另外，關(guān)停電池隔板的多層能夠通過共擠出方法制造，其中所有的層一起擠出，隨后退火并拉伸形成多層隔板。
本發(fā)明的電池隔板表現(xiàn)出顯著提高的耐爆裂特性，因此使得在隔板生產(chǎn)過程中以及在使用隔板制造鋰電池的過程中更容易處理隔板。然而，在聚合物樹脂中沒有添加額外的組分來制造電池隔板。另外，在吹膜擠出方法中擠出膜前體時實現(xiàn)了橫向上的取向。不需要單獨的步驟。因此，本發(fā)明提供了具有顯著改進的機械性能而無需附加材料和復雜步驟的電池隔板。
本發(fā)明的前述和其它優(yōu)點和特征以及實現(xiàn)它們的方式在考慮了下面的本發(fā)明的詳述及用于說明優(yōu)選和舉例性實施方案的所附實施例之后，將變得更加清楚。
本發(fā)明的電池隔板包括具有改進的耐爆裂性的微孔膜。
此處使用的術(shù)語“微孔”是指通常薄膜微孔的平均孔徑為約0.005-約10微米，優(yōu)選約0.01-約5微米，最優(yōu)選約0.05-約2微米，根據(jù)ASTM-D 726(B)方法測得的Gurley值為約5秒-約100秒，優(yōu)選約10秒-約60秒。
本發(fā)明的微孔膜是通過包括以下步驟的方法制備的a)通過吹膜擠出以至少1.5的吹脹比制備膜前體；b)將膜前體退火；和c)將得到的退火的膜前體拉伸形成微孔膜。包括吹膜擠出、退火和拉伸步驟的制造用于電池隔板的微孔膜的方法公開于例如美國專利5，565，281和5，691，077中，將其引入本文供參考。在這些方法中，膜前體一般通過以大約1的吹脹比操作的吹膜擠出方法擠出。即，在擠出的管狀膜中沒有徑向膨脹。然后將膜前體退火，并在機器方向上單軸拉伸形成微孔膜。然而，本發(fā)明方法中的區(qū)別在于，吹膜擠出步驟中的吹脹比必須是至少約1.5，優(yōu)選至少約2.0?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，當擠出過程中的吹脹比提高到至少1.5時，所獲得的微孔膜的耐爆裂性能大大改進。盡管不希望受任何理論的束縛，仍然相信這是因為在TD方向上的拉伸強度提高了，微孔膜在TD方向和MD方向上的機械性能變得更加各向同性。然而，在本發(fā)明中使用的擠出方法中的吹脹比通常不應(yīng)太高，例如高于20。當吹脹比太高時，在吹膜擠出過程中形成的管狀膜的穩(wěn)定性降低。
此處使用的術(shù)語“吹膜方法”或“吹膜擠出”是指聚合物擠出方法，其中聚合物熔體從環(huán)形模擠出成管狀膜(或型坯)，該管狀膜牽引離開模，然后使用夾輥等來夾膜或壓平。當形成管狀膜時，將流體如空氣連續(xù)吹到管狀膜上。因此，在管狀膜內(nèi)部及模和夾輥之間夾帶空氣泡。還有，隨著管狀膜被牽引離開模，在膜外表面周圍吹空氣以便從外部穩(wěn)定和驟冷管狀膜。本領(lǐng)域已知的許多常規(guī)吹膜方法能夠在做適當?shù)母淖兒笥糜诒景l(fā)明中以達到本發(fā)明的吹脹比要求。
在此處所使用的術(shù)語“吹脹比”是指吹脹管狀膜的最大直徑與模直徑之比。
適合制造電池隔板的任何成膜聚合物可用于制備本發(fā)明的微孔膜。這樣的聚合物的實例包括，但不限于基于例如聚烯烴、聚砜、聚氯乙烯、聚氟乙烯、聚四氟乙烯-聚苯乙烯共聚物、聚酰胺、聚苯醚-聚苯乙烯共聚物、聚碳酸酯等的聚合物、共聚物和三元共聚物。典型地，應(yīng)選擇聚合物使得由其制得的電池隔板、微孔膜顯示出高度導電性并在電池環(huán)境中很穩(wěn)定。
優(yōu)選地，選擇聚合物應(yīng)該使得微孔膜表現(xiàn)出關(guān)停性能。關(guān)停電池隔板在本領(lǐng)域是眾所周知的。關(guān)停隔板在一定溫度下，典型地在比能夠引起鋰電池中熱擊穿的溫度更低的溫度下關(guān)閉其微孔。通常使用聚烯烴，它包括但不限于聚乙烯、聚丙烯、或基本上由聚丙烯和/或聚乙烯或其共聚物組成的混合物。聚乙烯如低密度聚乙烯(LDPE)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)和高密度聚乙烯(HDPE)都能用作聚合物。聚烯烴可具有約100，000-約5，000，000的分子量。
優(yōu)選包括基本上所有聚丙烯和/或聚乙烯或其共聚物的聚合物組合物用于本發(fā)明中。術(shù)語“基本上所有”意指用于擠出的聚合物樹脂含有至少80％，優(yōu)選至少90％，更優(yōu)選至少95％(重量)的聚丙烯和/或聚乙烯或其共聚物。聚合物樹脂組合物可以任選地包括本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的抗氧化劑、添加劑、穩(wěn)定劑和加工助劑?？梢约尤胩盍?。然而，根據(jù)本發(fā)明的方法使用如下所述的退火步驟以便有利于微孔的形成。退火步驟使得沒有必要在聚合物組合物中包括填料。
聚合物組合物通過吹膜擠出方法擠出。吹膜擠出在本領(lǐng)域中通常是公知的。使用吹脹比為1的擠出用于制造電池隔板的無孔前體層的吹膜擠出方法公開于(非限制性舉例)美國專利5，691，077中，將它引入本文供參考。在本發(fā)明中的吹膜擠出不同于需要至少約1.5的吹脹比的方法。其它常規(guī)的吹膜方法也可以用于本發(fā)明中，只要通過對這樣的方法的適當改動達到至少1.5的吹脹比。在改動中可能需要少數(shù)程度的實驗，這是本領(lǐng)域中技術(shù)人員在獲悉本發(fā)明公開內(nèi)容之后力所能及的。吹膜擠出步驟中的吹脹比通常必須是至少約1.5，優(yōu)選至少2.0，更優(yōu)選至少2.5。然而，吹脹比不應(yīng)太高，例如，超過20。當吹脹比太高時，擠出的管狀膜的穩(wěn)定性可能下降。
聚合物和任何添加劑通常在擠出機中熔化并在熔化狀態(tài)下通過環(huán)形擠出(或共擠出)模擠出成管狀膜。環(huán)形模可以具有大約0.5-大約50英寸的直徑和大約0.030-大約0.140英寸的模隙。本領(lǐng)域中已知，內(nèi)部的空氣或其它流體如惰性氣體可通過擠出機上的入口引入到管狀膜的內(nèi)部。產(chǎn)生風環(huán)的形狀能夠用于在擠出的管狀膜的外部周圍引導空氣，并對管狀膜的外表面提供氣壓。內(nèi)部空氣和外部空氣都使管狀膜在距離模口的預定距離處固化。另外，內(nèi)部空氣施加的壓力引起管狀膜徑向膨脹至預定的吹脹比。能夠使用一個或多個風環(huán)。風環(huán)在本領(lǐng)域中一般是公知的，公開于例如美國專利4，118，453中，將它引入本文供參考。風環(huán)還起到確定管狀膜形狀的作用。優(yōu)選使用一個或多個雙唇式風環(huán)。在徑向膨脹和冷卻之后，管狀膜用夾膜構(gòu)件如夾輥等夾膜并壓平。
熟練的技術(shù)人員知道，對于給定的聚合物樹脂，許多因素決定了擠出塑膜前體的吹脹比，包括例如，模口縫隙、擠出機產(chǎn)量速度、膜脫離(或牽引)速度、膜前體所需的厚度、冷卻環(huán)形狀，和由內(nèi)部空氣施加的壓力以及從冷卻環(huán)吹的空氣或流體施加的壓力，還有空氣的溫度。實際的工藝參數(shù)能夠由本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易地設(shè)定以達到所需的吹脹比，而無需過多的實驗。
擠出之后，無孔膜在進一步拉伸之前進行退火。本領(lǐng)域一般知道，退火是一種加熱工藝，它改進膜前體中的晶體結(jié)構(gòu)并在拉伸步驟中有利于微孔的形成。退火可以通過任何常規(guī)方法進行。例如，膜前體可以與加熱的輥或加熱的金屬板接觸，或可以在空氣或惰性氣體中加熱。另外，膜前體可以纏繞在芯材上，以卷材的形式在氣相中加熱。隔離片如聚對苯二甲酸乙二醇酯膜、氟樹脂膜以及涂有例如硅氧烷樹脂的紙張或塑料膜可用于防止卷材形式的薄膜的粘連。退火通常可以在大約100℃-大約145℃的溫度下進行大約5分鐘-大約30分鐘的時間。
退火的膜前體然后被拉伸(或“取向”)，使得在膜前體的結(jié)構(gòu)中形成微孔。退火的膜前體通常在機器方向上，也任選地在橫向上單軸拉伸。拉伸在本領(lǐng)域一般是已知的，公開于例如美國專利5，565，281和美國專利5，691，077中，將它們引入本文供參考。拉伸可包括幾個步驟，例如，冷拉步驟，熱拉步驟，和松弛或熱處理步驟。松弛或熱處理步驟用來減少隔板內(nèi)部的內(nèi)應(yīng)力，并可通過用負拉伸比或在各熱過程基本上沒有拉伸張力來完成。拉伸可以是在裝有拉伸機的烘箱中進行的連續(xù)過程。溫度和拉伸比能夠由熟練的技術(shù)人員無需過多的實驗進行設(shè)定。在拉伸之后，可將微孔膜卷繞并縱切成所需寬度。
典型地，在吹脹比為1的常規(guī)管狀膜擠出方法中，甚至在退火步驟之前，因為在吹膜擠出過程中熱歷史和線速度的差異，膜前體發(fā)生部分取向。因為在管狀膜前體中沒有徑向膨脹，取向僅僅發(fā)生在機器方向上。聚合物膜前體顯示出其中薄片在取出方向上按行排列的晶體行結(jié)構(gòu)。在本領(lǐng)域中一般認為，這樣的晶體結(jié)構(gòu)對于在隨后的退火和拉伸步驟中形成所需微孔是重要的。迄今本領(lǐng)域中還認為，吹膜在橫向上的膨脹將會在隨后的拉伸步驟中干擾微孔的形成。然而，在本發(fā)明中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，雖然由于吹脹比的提高，擠出薄膜前體在TD方向上大大膨脹，但是所獲得的膜前體仍然適合于隨后的退火和拉伸操作，而且仍然可以形成合適的微孔。
典型地，根據(jù)本發(fā)明，單層微孔膜的厚度為小于約2密耳，優(yōu)選小于約1.5密耳，更優(yōu)選小于約1.25密耳，最優(yōu)選小于約1密耳。通常，微孔膜上微孔的平均孔徑為大約0.005-大約10微米，優(yōu)選大約0.01-大約5微米，最優(yōu)選大約0.05-大約2微米。本發(fā)明微孔膜的微孔率也由ASTM-D726(B)方法測得的Gurley值表示，該值為大約5秒-大約100秒，優(yōu)選大約10秒-大約60秒，20秒-大約40秒。典型地，當根據(jù)本發(fā)明制造關(guān)停隔板時，關(guān)停溫度是大約80℃-大約160℃，優(yōu)選大約90℃-大約130℃，更優(yōu)選大約100℃-大約120℃。
所得到的微孔膜在機器方向和橫向上的拉伸強度可以隨著用于制備膜的不同聚合物材料和吹膜擠出過程中的吹脹比而變化。例如，在由聚乙烯制成的本發(fā)明的微孔膜中，在MD方向上的拉伸強度通常是50kpsi-約100kpsi，優(yōu)選約60kpsi-約80kpsi(由ASTM-D638測得)。在橫向上的拉伸強度通常是至少15kpsi，優(yōu)選至少30kpsi(由ASTM-D638測得)。拉伸強度比(TD拉伸強度MD拉伸強度)是至少大約0.10，優(yōu)選至少大約0.12，更優(yōu)選至少大約0.25，最優(yōu)選至少大約0.5。然而，通常拉伸強度比不高于大約1.2，優(yōu)選不高于大約1.0。
在由聚丙烯制成的本發(fā)明的微孔膜中，在MD方向上的拉伸強度通常是80kpsi-大約150kpsi，優(yōu)選大約100kpsi-大約130kpsi。在橫向上的拉伸強度通常是至少25kpsi，優(yōu)選至少50kpsi。拉伸強度比(TD拉伸強度MD拉伸強度)是大約0.10-大約1.2，優(yōu)選大約0.12-大約1.0，更優(yōu)選大約0.25-大約1，最優(yōu)選大約0.5-大約1.0。
微孔膜的耐爆裂性能是用橫向上的抗撕強度(TD平均強度)來表征的，它是至少大約40kgf/cm2，優(yōu)選至少大約50kgf/cm2，更優(yōu)選至少大約60kgf/cm2，進一步更優(yōu)選至少大約70kgf/cm2，最優(yōu)選至少大約80kgf/cm2(根據(jù)ASTM D-1004方法測得)。
微孔膜的刺穿強度是至少大約270gm，優(yōu)選至少大約300gm，更優(yōu)選至少大約400gm。
在優(yōu)選的實施方案中，提供了多層關(guān)停隔板，它具有至少一個關(guān)停層和至少一個強度層。典型地，關(guān)停層由聚乙烯構(gòu)成，如高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)、或者基本上由HDPE、LDPE、LLDPE或其混合物組成的共混物。例舉性的聚乙烯是商業(yè)上可從Fina Oil and Chemical Company，Dallas TX得到的FinaHDPE 7208樹脂。強度層可以由例如聚烯烴如聚丙烯或基本上包含聚丙烯或聚丙烯共聚物的共混物構(gòu)成。例舉性的聚丙烯是商業(yè)上可從FinaOil and Chemieal Company，Dallas TX得到的Fina PP 3271樹脂。
根據(jù)本發(fā)明的該實施方案的多層關(guān)停隔板包括至少一個根據(jù)本發(fā)明制備的耐爆裂的微孔膜層。例如，為了提供雙層關(guān)停隔板，本發(fā)明的一個耐爆裂的微孔膜層能夠?qū)訅翰⑴c另一層微孔膜結(jié)合。一層可以是關(guān)停層，另一層可以是強度層。優(yōu)選兩層均是根據(jù)本發(fā)明制備的耐爆裂的微孔膜。層壓和結(jié)合的方法在本領(lǐng)域一般是公知的，公開于例如美國專利5，565，281中，將它引入本文供參考。在本發(fā)明中使用的適宜的結(jié)合方法包括壓延、用粘合劑粘合和熔合。粘合劑的施用可以包括空氣霧化；凹版印刷/絲網(wǎng)印刷；液壓噴霧；和超聲波噴霧。必須選擇粘合劑的選擇和粘合劑施用速率以使隔板的孔隙度不受有害影響。熔合技術(shù)包括熱熔合和超聲熔合。應(yīng)選擇任一種熔合操作所用的能量的量和熔合模式，使得隔板的孔隙度不受有害影響。優(yōu)選結(jié)合是在比內(nèi)部關(guān)停層的熔點低至少1℃的溫度下，優(yōu)選在比關(guān)停層的熔點低至少5℃的溫度下，在輥隙閉合的條件下通過壓延來進行。
任選地，通過交叉簾布層的層壓微孔層以使一層相對于另一層有角度取向，能夠制造交叉簾布層的三層電池隔板。制造交叉簾布層微孔電池隔板的合適方法公開于例如美國專利5，667，911中，將它引入本文供參考。在結(jié)合之后，多層關(guān)停電池隔板能夠重繞以用于制造電池，特別是二級鋰電池，這在本領(lǐng)域是眾所周知的。另外，單個層前體可以層壓并結(jié)合在一起形成多層電池隔板前體，它隨后退火并拉伸形成多層隔板。
除雙層隔板以外的多層電池隔板(其中一層或多層是本發(fā)明的微孔膜)也能夠根據(jù)本發(fā)明以類似的方式制造。這些其它類型包括，例如，兩個強度層夾住一個關(guān)停層的三層隔板，和第一、第三和第五層是強度層、第二和第四層是關(guān)停層的五層隔板。
在另一個優(yōu)選的實施方案中，本發(fā)明的多層隔板可通過共擠出方法制備，其中隔板的兩層或多層，優(yōu)選所有的層同時共擠出成多層前體。利用制造電池隔板的吹膜擠出方法的共擠出方法一般是已知的，公開于例如US專利5，240，655和5，281，491中，將它們引入本文供參考。然而，用于制備本發(fā)明的多層前體的共擠出方法要求吹膜擠出中的吹脹比是至少約1.5，優(yōu)選至少約2.0，更優(yōu)選至少約2.5，最優(yōu)選至少約3.5。將共擠出的膜前體退火并拉伸形成多層電池隔板，能夠以如在例如US專利5，240，655中公開的常規(guī)方法來進行，將該專利引入本文供參考。
參照下面舉出的實施例進一步說明本發(fā)明。在下面的實施例中，Gurley由ASTM D-726(B)方法測得。這里所使用的Gurley是由GurleyDensometer(例如Model 4120)測定的對氣流的抵抗性。這里給出的Gurley值是使10cc空氣在12.2英寸水柱壓力下通過1平方英寸產(chǎn)品所需要的以秒計的時間。
沿MD和TD的拉伸強度用ASTM D-638方法測定?？顾簭姸扔肁STMD-1004測量。
電池隔板的厚度用在the Technical Association of the Pulp andPaper Industry的主持下所開發(fā)的T411 om-83方法測量。使用1/2英寸直徑的精密測微計，在七(7)psi下使圓形端(circular shoe)與樣品接觸來測定厚度。將橫過樣品寬度所取的十(10)個單個的測微計讀數(shù)進行平均。
微孔薄膜的孔隙度通過ASTM D-2873方法測量。
刺穿強度按如下測量沿拉伸產(chǎn)品的寬度進行十次測量并進行平均。使用Mitech Stevens LFRA Texture Analyzer。針的直徑為1.65mm，半徑為0.5mm。降落速率是2mm/sec，撓曲量是6mm。將膜緊密夾持在具有11.3mm中心孔的夾持裝置中。被針刺穿的膜的位移(以mm計)是與測試的膜所形成的阻力(以克力)對應(yīng)來記錄的。最大阻力是刺穿強度。
聚乙烯片狀產(chǎn)品是通過將高密度聚乙烯樹脂HDPE Hizex 5202B(購自Mitsui Petrochemical LTD，White Plains，M)擠出形成的。擠出機裝置的構(gòu)造如表1中所列。
Brampton 3″3層中試線(Pilot Line)表1擠出機構(gòu)造
在表2總結(jié)的條件下進行吹膜擠出。
表2擠出條件
擠出的膜分別在表3和表4總結(jié)的條件下退火和拉伸。
表3退火條件
表4拉伸條件
拉伸膜的基本性能示于表5中。
表5
在本說明書中提及的所有專利公開和專利申請表現(xiàn)出本發(fā)明所屬領(lǐng)域中技術(shù)人員的水平。所有專利公開和專利申請同等程度地引入本文供參考，好象每個單獨的專利公開或?qū)＠暾埵蔷唧w地和分別地指定引入本文供參考。
雖然前面的發(fā)明已經(jīng)通過以清楚理解為目的的說明和實施例進行了比較詳細的描述，但是，很顯然，在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)能夠作某些變化和改進。
權(quán)利要求
1．微孔膜，該微孔膜包括至少80重量％的選自聚丙烯、聚乙烯及其共聚物的聚合物，橫向上的抗撕強度為至少大約50kgf/cm2。
2．權(quán)利要求1的微孔膜，其中所述橫向上的抗撕強度是至少大約50kgf/cm2。
3．權(quán)利要求1的微孔膜，該微孔膜橫向上的拉伸強度與機器方向上的拉伸強度之比是至少大約0.120。
4．權(quán)利要求1的微孔膜，該微孔膜的Gurley值為小于約100秒。
5．權(quán)利要求1的微孔膜，其中所述聚合物是高密度聚乙烯。
6．微孔膜，該微孔膜包括至少大約80％的聚乙烯，并且橫向上的抗撕強度為至少大約50kgf/cm2，橫向上拉伸強度與機器方向上拉伸強度之比是至少約0.120，Gurley值低于大約100秒。
7．微孔膜，該微孔膜包括至少80重量％的選自聚丙烯、聚乙烯及其共聚物的聚合物，所述微孔膜是通過包括以下步驟的方法制備的通過吹膜方法以至少大約1.5的吹脹比擠出膜前體；將所述膜前體退火；和將得到的退火膜前體拉伸以形成所述微孔膜。
8．權(quán)利要求7的微孔膜，其中所述吹脹比是至少大約2.0。
9．權(quán)利要求8的微孔膜，其中膜前體包括至少80重量％的高密度聚乙烯。
10．權(quán)利要求7的微孔膜，其中所述微孔膜的橫向拉伸強度與機器方向拉伸強度之比為至少大約0.12。
11．權(quán)利要求7的微孔膜，其中所述拉伸步驟包括在機器方向上單軸拉伸退火膜前體。
12．包括根據(jù)權(quán)利要求1的微孔膜的多層關(guān)停隔板。
13．包括根據(jù)權(quán)利要求6的微孔膜的多層關(guān)停隔板。
14．包括根據(jù)權(quán)利要求7的微孔膜的多層關(guān)停隔板。
15．包括根據(jù)權(quán)利要求10的微孔膜的多層關(guān)停隔板。
16．制備適合用作電池隔板的微孔膜的方法，該方法包括以下步驟通過吹膜方法以至少1.5的吹脹比擠出膜前體；將所述膜前體退火；和將得到的退火膜前體拉伸以形成所述微孔膜。
17．權(quán)利要求16的方法，其中所述微孔膜包括至少大約80重量％的高密度聚乙烯。
18．權(quán)利要求16的方法，其中所述吹脹比是至少2.0。
19．權(quán)利要求16的方法，其中所述微孔膜具有低于大約100秒的Gurley值。
20．權(quán)利要求16的方法，其中所述微孔膜在橫向上的抗撕強度為至少大約50kgf/cm2，橫向上拉伸強度與機器方向上拉伸強度之比是至少大約0.120。
全文摘要
提供用于制備電池隔板的耐爆裂微孔膜。微孔膜的TD拉伸強度與MD拉伸強度之比為大約0.12—大約1.2,優(yōu)選大約0.5—大約1。微孔膜是通過包括以下步驟的方法制備的:通過吹膜擠出方法以至少1.5的吹脹比制備膜前體,將膜前體退火,并將得到的退火膜前體拉伸以形成微孔膜。
文檔編號B01D67/00GK1286502SQ0012643
公開日2001年3月7日 申請日期2000年8月29日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月30日
發(fā)明者R·W·卡拉翰, R·W·卡爾, K·J·哈萊森, 余大華 申請人:思凱德公司