制造包含彈性材料的多孔隔膜的方法、通過該方法制造的多孔隔膜以及包括該隔膜的二 ...的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種制造多孔隔膜的方法,具體而言,制造包含彈性材料的多孔隔膜的方法、通過該方法制造的隔膜、以及包括所述隔膜的二次電池。根據(jù)本發(fā)明的一個方面,提供一種多孔隔膜,其中彈性材料以40:60至5:95的重量比均勻地分散于聚合物中,并且室溫下在低拉伸強(qiáng)度方向上的斷裂伸長率數(shù)值為250%以上。根據(jù)本發(fā)明的另一方面,提供制造多孔隔膜的方法,其包括:通過經(jīng)由擠出機(jī)擠出聚合物和彈性材料重量比為95:5至60:40的混合物而形成擠出板的步驟;通過對所述經(jīng)擠出板進(jìn)行退火和拉伸而形成膜的步驟;通過對所述經(jīng)拉伸的膜進(jìn)行熱固化而形成多孔隔膜的步驟。根據(jù)本發(fā)明,通過降低所述膜的熱收縮率并大大增加斷裂伸長率,從而提供具有改善的穩(wěn)定性的多孔隔膜。
【專利說明】制造包含彈性材料的多孔隔膜的方法、通過該方法制造的 多孔隔膜以及包括該隔膜的二次電池
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種制造多孔隔膜的方法,更具體而言,涉及制造包含彈性材料的多 孔隔膜的方法、通過該方法制造的多孔隔膜、以及包括該隔膜的二次電池。
[0002] 本申請要求于2012年9月25日在韓國提交的第10-2012-0106545號韓國專利申 請以及于2013年9月25日在韓國提交的第10-2013-0114158號韓國專利申請的優(yōu)先權(quán), 所述申請的說明書和附圖公開的所有內(nèi)容通過引證方式納入本文。
【背景技術(shù)】
[0003] 二次電池是一種化學(xué)電池,它可通過利用電化學(xué)反應(yīng)不斷重復(fù)充電與放電過程而 被半永久性地使用,它可分為鉛蓄電池、鎳-鎘電池、鎳-氫電池和鋰二次電池。其中,鋰二 次電池比其它電池具有更高的電壓和更好的能量密度特性,因此它在二次電池市場上處于 主導(dǎo)地位。同樣,根據(jù)電解質(zhì)的類型,鋰二次電池可分為使用液體電解質(zhì)的鋰離子二次電池 和使用固體電解質(zhì)的鋰離子聚合物二次電池。
[0004] 鋰二次電池包括陰極、陽極、電解質(zhì)和隔膜,其中隔膜起到將陰極和陽極分離的作 用,從而使陰極和陽極電絕緣并改善鋰離子的轉(zhuǎn)移或改善基于高孔隙率(porosity)的通 透度(permeability,透氣度)以增加離子電導(dǎo)率。作為普遍使用的隔膜的聚合物基體,主 要使用基于聚烯烴的聚合物諸如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等,它們有利于孔的形成、并具 有優(yōu)異的耐化學(xué)性、機(jī)械的和熱的性質(zhì)。
[0005] 用于鋰二次電池的隔膜要求這樣的特性,諸如極好的通透度、低的熱收縮、高的擊 穿強(qiáng)度等;然而,隨著高容量和高輸出電池的進(jìn)步,不斷地進(jìn)行著改善通透度的嘗試。為了 從聚烯烴制造多孔隔膜,已經(jīng)使用了濕法,該方法將聚烯烴和造孔劑在高溫下混合,擠出并 拉伸,隨后提取出造孔劑。然而,為了改善經(jīng)由濕法制造的隔膜的通透度,已經(jīng)使用了增加 造孔劑的量的方法,所述造孔劑例如稀釋劑、增塑劑等;然而,隨著造孔劑含量的增加,擠壓 成型的穩(wěn)定性大大降低,并且不得不改變包括擠出條件在內(nèi)的多種工藝條件,因此帶來了 困難,并且大量的造孔劑和溶劑引起了環(huán)境問題。
[0006] 同時,不同于使用溶劑的濕法,不使用該溶劑的干法使得能夠大量生產(chǎn)寬膜,并且 由于不需要溶劑,因此,與濕法相比,干法更加環(huán)境友好。然而,拉伸過程具有這樣的缺點(diǎn), 即由于膜向與其拉伸方向相反的方向收縮的趨勢,因此,發(fā)生短路的可能性較高。相應(yīng)地, 經(jīng)過拉伸過程的膜在機(jī)械性質(zhì)方面具有顯著的改善,所述機(jī)械性質(zhì)諸如在拉伸方向或較多 拉伸方向上的拉伸強(qiáng)度(tensile strength),但是在垂直于拉伸方向或較少拉伸方向的方 向上具有相對低的強(qiáng)度,如此以來,膜可能被撕下來,從而導(dǎo)致發(fā)生短路的現(xiàn)象。同樣,由于 過充電等或其它原因引起的溫度增加,導(dǎo)致分離膜過度收縮時,可能發(fā)生內(nèi)部短路。
[0007] 相應(yīng)地,對于多孔隔膜仍有這樣的需求,即其中經(jīng)拉伸的膜在拉伸方向上以及與 拉伸方向相反的方向上均具有改善的強(qiáng)度。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008] 摶術(shù)問是頁
[0009] 本發(fā)明旨在提供一種在電池的組裝過程期間或已組裝的電池中,大大降低膜容易 被撕掉的特性的多孔隔膜,以及制造該多孔隔膜的方法。
[0010] 摶術(shù)方案
[0011] 為了實(shí)現(xiàn)該目的,本發(fā)明一方面提供包含含量比為基于重量比的約40:60至約 5:95的彈性材料和聚合物樹脂的混合物的多孔隔膜,在所述混合物中,所述彈性材料均勻 地分散于所述聚合物中,并且室溫下在低拉伸強(qiáng)度方向上的斷裂伸長率的數(shù)值為大于或等 于約250%。
[0012] 本發(fā)明另一方面提供制造多孔隔膜的方法,該包括:通過經(jīng)由擠出機(jī)擠出重量比 為95:5至60:40的聚合物樹脂和彈性材料的混合物而形成擠出板(sheet)的步驟;通過對 所述擠出板進(jìn)行退火并拉伸而形成膜的步驟;以及通過對所述經(jīng)拉伸的膜進(jìn)行熱固化而形 成多孔隔膜的步驟。
[0013] 有益效果
[0014] 根據(jù)本發(fā)明,可以提供降低了膜的熱收縮率并大大增加了斷裂伸長率而具有改善 的穩(wěn)定性的多孔隔膜。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015] 圖1是說明按照示例性實(shí)施方案多孔隔膜的制造工藝的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 下文將參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案。在說明之前,應(yīng)理解,說明書和 權(quán)利要求中所用的術(shù)語不應(yīng)解釋為局限于常規(guī)和字典中的含義,而應(yīng)在允許發(fā)明人為進(jìn)行 最佳說明而對術(shù)語作適當(dāng)定義的原則基礎(chǔ)上,基于與發(fā)明技術(shù)構(gòu)思相應(yīng)的含義和概念來解 釋。因此,在此提出的本說明書只是僅用作例證目的的優(yōu)選實(shí)施例,不意圖限定本發(fā)明的范 圍,因此,應(yīng)理解,在不背離本發(fā)明精神和范圍的情況下,可以得到其它等效方案和修改方 案。
[0017] 本文所用術(shù)語"通透度(permeability) "是指,100cc的空氣穿過多孔基體的時間 段,作為其單位在本說明書中采用秒/l〇〇cc。術(shù)語"通透度"可與術(shù)語"透過率"可交換地 使用,通常根據(jù)Gurley值等來標(biāo)示。
[0018] 本文所用術(shù)語"擊穿強(qiáng)度(puncture strength) "是指,隔膜對抗來自外部的危險、 例如對外部物體的擊穿的抵抗力,并且作為其單位采用"克(g)"。術(shù)語"擊穿強(qiáng)度"可與術(shù) 語"貫穿強(qiáng)度"或"爆破強(qiáng)度"等可交換地使用,并且通常而言,更高的數(shù)值降低由隔膜引起 的內(nèi)部短路的風(fēng)險。
[0019] 本文所用術(shù)語"斷裂伸長率(elongation at break)"是指,隔膜在室溫下被拉伸 斷裂為止,拉伸后的長度和初始長度之間的比率,作為其單位采用" % 該斷裂伸長率可通 過拉伸試驗(yàn)測量。
[0020] 本發(fā)明一方面的多孔隔膜中,彈性材料均勻地分散在聚合物樹脂中。
[0021] 所述彈性材料和所述聚合物樹脂之間的含量比為基于重量比的約40:60至約 5:95,或約30:70至約10:90。當(dāng)所述彈性材料在所述含量范圍內(nèi)分散于所述聚合物樹脂中 時,室溫下在抗拉強(qiáng)度低的方向上斷裂伸長率的數(shù)值可為約250%或更高或者約300%或 更高。
[0022] 例如,所述聚合物樹脂是,存在于二次電池的陰極和陽極之間而維持絕緣狀態(tài),由 此防止短路的隔膜的原材料顆粒,并且作為非限制性實(shí)例,所述聚合物樹脂可以是基于聚 烯烴的聚合物樹脂。例如,所述基于聚烯烴的聚合物樹脂例如可以是選自高密度聚乙烯、線 性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、或超高分子量聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯和聚戊烯等中的一 種以上或其兩種以上的組合物,但不局限于此。
[0023] 在本發(fā)明中,通常而言,所述彈性材料是指具有彈性性質(zhì)的材料,其在應(yīng)力下能夠 被拉伸至其原始長度的兩倍,當(dāng)移除所施加的應(yīng)力時能夠迅速恢復(fù)其原始長度。
[0024] 所述彈性材料可包括彈性體、天然橡膠或合成橡膠,但不限于此。作為非限制性 實(shí)例,所述彈性體可包括聚烯經(jīng)-彈性體(polyolefin elastomer, Ρ0Ε)、苯乙烯嵌段共聚 物(styrenic block copolymer,SBC)、氯乙烯彈性體(vinyl chloride elastomer)、氯化 聚乙烯彈性體(chlorinated polyethylene elastomer,CPE)、聚氨酯彈性體(urethane elastomer,TPU)、聚酯彈性體(polyester elastomer,TPEE)、聚醜胺彈性體(polyamide elastomer,TPAE)、氟化彈性體(fluorinated elastomer)和娃酮彈性體(silicone elastomer)〇
[0025] 其中,所述聚烯烴彈性體(POE)可為下列任何一種聚合物:烯烴,例如,乙烯、丙 烯、丁烯、戊烯、己烯、庚烯和辛烷、或兩種或更多種的聚合物,例如,共聚物、三聚物或其混 合物,或與此共聚的彈性體;或接枝共聚物,其中一種單體選自乙烯、丙烯、丁烯、戊烯、己 烯、庚烯和辛烷,該接枝共聚物具有主鏈結(jié)構(gòu)并且不同種類的單體以分枝形式嫁接于其上。 根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方案,所述聚烯烴彈性體可以是共聚物、三聚物、嵌段共聚物或包括 位于主鏈上的聚丙烯的接枝共聚物聚丙烯。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方案,所述聚烯烴彈性體的熔化溫度(Tm)為90°C至 165°C。當(dāng)熔化溫度為90°C或更低時,耐熱性降低,使得它不適合用作電化學(xué)器件的隔膜。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方案,所述多孔隔膜是單軸拉伸的,例如,在加工方向 (machine direction, MD)上,或者是雙軸拉伸的。
[0028] 在此,單軸拉伸是指在一個方向上拉伸膜,雙軸拉伸是指在大致相互垂直的兩個 方向上拉伸膜。進(jìn)行該拉伸過程是為了在隔膜上形成孔并賦予強(qiáng)度而進(jìn)行的。
[0029] 然而,所述已拉伸的隔膜具有向與其拉伸方向相反的方向收縮的趨勢。具體而言, 由電池內(nèi)部或外部因素而引起的溫度增加時,隔膜可能進(jìn)一步收縮,這可引起電池等的短 路。由于這種原因,在單軸拉伸的情況下,隔膜可具有比置于隔膜兩邊的兩個電極更長的長 度,如此以來,當(dāng)考慮到拉伸方向或隨之發(fā)生的收縮方向時,剩余的隔膜延伸超過兩個電極 的邊緣。與此相似地,在雙軸拉伸的情況下,隔膜可具有比兩個電極在更多拉伸方向或隨之 發(fā)生的收縮方向上更長的長度。
[0030] 本發(fā)明的另一方面提供包括陰極、陽極以及插入在所述陰極和所述陽極之間的上 述隔膜的二次電池。具體而言,所述二次電池可包括鋰二次電池,所述鋰二次電池例如包括 金屬鋰二次電池、鋰離子二次電池、鋰聚合物二次電池或鋰離子聚合物二次電池。
[0031] 適合本發(fā)明的陰極和陽極可通過本領(lǐng)域已知的工藝和/或方法而容易地生產(chǎn)。
[0032] 陰極是通過本領(lǐng)域已知的傳統(tǒng)方法來將陰極活性材料粘合于陰極集電器的方 式生產(chǎn)的。在此情況下,所述陰極活性材料可以是通常用于電化學(xué)器件陰極中的典型的 陰極活性材料,作為非限制性實(shí)例,包括LiCo02、LiNi02、LiMn02、LiMn 204、Li (NiaCobMr〇 02(0〈a〈l,0〈b〈l,a+b+c = l)、LiNi1_γCoγ02、LiCo 1_γMnγ02、LiNi卜γMn γ02(在此,0彡Y〈l)、 Li (NiaCobMnc) 04 (0〈a〈2, 0〈b〈2, a+b+c = 2)、LiMn2_zNiz04、LiMn 2_zCoz04 (在此,0〈Z〈2)、 LiC〇P04、LiFeP04和它們的混合物等。同樣,作為陰極集電器,可使用由鋁、鎳或其組合制成 的箔。
[0033] 陽極是通過本領(lǐng)域已知的傳統(tǒng)方法以將陽極活性材料粘合于陽極集電器的 方式生產(chǎn)的。在此情況下,所述陽極活性材料可以是,例如,包含非石墨化碳的碳、 基于石墨的碳等;復(fù)合金屬氧化物包括LixFe203(0彡X彡1)、Li xW02 (0彡X彡1)、 SnxMei_xMe' y0z(Me:Mn,F(xiàn)e,Pb,Ge ;Me' :A1,B,P,Si,周期表中 1、2 和 3 族的元素,鹵素; 0〈x < 1 ; 1 < y < 3 ; 1 < z < 8);金屬鋰;合金鋰;硅基合金;錫基合金;氧化物,包括SnO、 Sn02、PbO、Pb02、Pb203、Pb 304、Sb203、Sb20 4、Sb205、GeO、Ge02、Bi20 3、Bi204、Bi205 等;導(dǎo)電聚合 物,包括聚乙炔等;Li-Co-Ni-基材料;等等。同時,作為陽極集電器,可以使用不銹鋼、鎳、 銅、鈦或它們的合金等。
[0034] 同樣,可被插入于電極和隔膜之間的電解質(zhì)可以是如由A+B-組成的結(jié)構(gòu)的鹽溶解 或離解在有機(jī)溶劑中的電解質(zhì),其中,A+包括如Li+、Na+、K+的堿金屬陽離子或它們的組合, B-包括如 PF6' BF4' C1' Γ、C104' AsF6' CH3C02' CF3S03' N (CF3S02) 2' C (CF2S02) 勺陰離 子或它們的組合,所述有機(jī)溶劑由碳酸亞丙酯(PC)、碳酸亞乙酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)、 碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二丙酯(DPC)、二甲基亞砜、乙腈、二甲氧基乙烷、二乙氧基乙烷、四 氫呋喃、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、碳酸甲乙酯(EMC)、伽馬丁內(nèi)酯(γ-丁內(nèi)酯)或它們 的混合物組合而成。
[0035] 基于制造工藝和所要求的終產(chǎn)品的物理性質(zhì),電解質(zhì)的注入可在電池制造工藝的 適當(dāng)步驟中進(jìn)行。作為將本發(fā)明的隔膜應(yīng)用于電池的過程,除了卷曲(winding)過程以外, 可以適用隔膜和電極的分層/堆疊(lamination, stack)過程和折疊(folding)過程。
[0036] 圖1是說明按照示例性實(shí)施方案制造多孔隔膜的過程的流程圖。參考圖1,根據(jù)本 發(fā)明的另一方面,制造多孔隔膜的方法包括(S1)形成擠出板的步驟,(S2)形成膜的步驟, 和(S3)形成多孔隔膜的步驟。
[0037] 在步驟S1中,根據(jù)預(yù)期的隔膜選擇聚合物和彈性材料的類型,將它們混合,將該 混合物擠出以形成擠出板。
[0038] 對聚合物和彈性材料的說明與前面對所描述的多孔隔膜的說明相同。
[0039] 在所述示例性彈性材料中,如聚烯烴彈性體的彈性體通常具有低熔化溫度Tm。 當(dāng)過量的彈性材料與所述的聚合物混合時,所形成的隔膜的熱收縮率可能會增加。相 反,當(dāng)使用非常小量的彈性材料時,不可能實(shí)現(xiàn)期望的延伸率,并且改善應(yīng)力-應(yīng)變 (stress-strain, S-S)曲線上的高屈服應(yīng)變是困難的。
[0040] 由于這些原因,聚合物和彈性材料之間的混合比優(yōu)選以約95:5至約60:40,或約 90:10至約70:30的重量比混合。
[0041] 將聚合物和彈性材料的混合物通過擠出機(jī)擠出。所述擠出機(jī)不限于具體類型的擠 出機(jī),可以是本領(lǐng)域普遍使用的擠出機(jī),作為非限制性實(shí)例,配有T-模頭或管狀模頭的擠 出機(jī)。擠出過程可在常規(guī)擠出溫度下進(jìn)行,但優(yōu)選在"所述聚合物的熔點(diǎn)+約l〇°C的溫度" 至"所述聚合物的熔點(diǎn)+約100°c的溫度"范圍內(nèi)。如果混合物的擠壓工藝是在超過或低于 該范圍的溫度下進(jìn)行的,可能會發(fā)生聚合物的熱降解反應(yīng),由此難以成形,并且所制造膜的 物理性質(zhì)變差,從而是不優(yōu)選的。據(jù)此,形成通過擠出工藝擠出的板。
[0042] 在步驟S2中,在步驟S1中所形成的擠出板進(jìn)行退火和拉伸工藝。
[0043] 退火工藝可使用將擠出板與加熱了的金屬板接觸的方法,一邊在位于烘箱內(nèi)部或 在外部從滾筒卷出擠出板一邊在爐中進(jìn)行加熱的方法,或通過紫外線輻射加熱擠出板的方 法,或者在將擠出板與另外的膜雙重纏繞在滾筒上,并在烘箱中加熱滾筒的方法。然而,在 這點(diǎn)上,本發(fā)明不局限于此。
[0044] 在此,退火溫度可設(shè)定為低于所用聚合物的熔點(diǎn)的溫度范圍內(nèi),例如,從低于所述 熔點(diǎn)至聚合物的熔點(diǎn),并且可一邊階梯式改變溫度一邊進(jìn)行退火。另外,在進(jìn)行退火時,可 在基于擠出板的長度的約0%至約20%的范圍內(nèi)進(jìn)行拉伸,優(yōu)選在約0%至約10%的范圍 內(nèi),以增加膜的彈性回復(fù)率。如果退火溫度設(shè)定為聚合物的熔點(diǎn)以上,本發(fā)明中所用的聚合 物的結(jié)構(gòu)熔化并破裂,冷卻時,形成非定向的結(jié)構(gòu)。相應(yīng)地,在拉伸工藝中,膜中不會產(chǎn)生相 互連接的孔。優(yōu)選地,退火時間為約30秒或更長。如果退火時間少于30秒,將不能滿足擠 出板的退火,導(dǎo)致彈性回復(fù)率增加較少。
[0045] 所述拉伸工藝通過本領(lǐng)域所用的一般拉伸方法進(jìn)行。該拉伸方法可包括使用本領(lǐng) 域所用一般拉伸機(jī)的低溫拉伸和/或高溫拉伸等。作為非限制性實(shí)例,所述拉伸機(jī)可包括 連續(xù)的雙軸拉伸機(jī)。已拉伸的膜例如具有改善了的機(jī)械強(qiáng)度。
[0046] 所述拉伸工藝以加工方向(MD)(或縱向)和/或橫向(TD)(或垂直方向)進(jìn)行。 通過在所有或任一方向上進(jìn)行拉伸過程,可增加相應(yīng)方向上的抗拉強(qiáng)度。必要時,在拉伸過 程中,本發(fā)明的隔膜可獨(dú)立地(例如,單軸拉伸)或同時或按順序(例如,雙軸拉伸)進(jìn)行 縱向(MD)拉伸和/或橫向(TD)拉伸。
[0047] 在步驟S3中,通過對步驟S2中的經(jīng)拉伸的膜進(jìn)行熱處理來熱固定。經(jīng)過熱固定, 形成多孔隔膜。
[0048] 為了獲得具有最終期望的通透度的隔膜,對經(jīng)拉伸的膜進(jìn)行熱固定。具體而言,為 了降低最終膜的收縮率,將通過之前的步驟拉伸-松弛了的膜進(jìn)行熱定形以消除剩余的應(yīng) 力。
[0049] 熱固定通過在低于于所用聚合物的熔點(diǎn)的溫度下,將膜置于張力狀態(tài)下固定預(yù)設(shè) 的時間,并對其施加熱量,由此強(qiáng)制消除膜收縮的趨勢而去除剩余的應(yīng)力。在熱固定過程 中,高溫對降低收縮率是有利的,但是當(dāng)溫度過高時,部分膜會熔化,由此導(dǎo)致所形成的孔 堵塞而降低通透度。熱固定溫度可以是,例如,但不限于,"聚合物的熔點(diǎn)減去約80°C的溫 度"至"聚合物的熔點(diǎn)減去約5°C的溫度"范圍。
[0050] 上述步驟只是舉例來描述制造具有最佳物理性質(zhì)的多孔隔膜的方法,所述步驟中 的部分可以省略,或取決于期望的最終的理化性質(zhì)而添加另外的工藝,在各個步驟中的部 分順序可以改變。
[0051] 可在期望的孔隙率和/或通透性范圍內(nèi)在隔膜上產(chǎn)生孔,例如,大于或等于35% 的孔隙率和/或穿過15 μ m厚度時小于或等于300秒/100cc的通透度(permeability)。
[0052] 下文將詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施方案。然而,本發(fā)明的實(shí)施方案可采取多種其它形 式,本發(fā)明的范圍不應(yīng)解釋為局限于下面的實(shí)施例。提供本發(fā)明的實(shí)施方案以更充分地向 本發(fā)明所屬領(lǐng)域技術(shù)人員解釋本發(fā)明。
[0053] 實(shí)施例
[0054] [實(shí)施例1]
[0055] 將30g的蓖麻油作為表面活性劑加入到1. 8kg的聚丙烯(JPP,F(xiàn)Y6H)和0. 2kg 的聚丙烯彈性體(LG Chem.,Lucene LC100,Tm:96°C)的樹脂混合物中,在雙螺桿擠出機(jī) 中混合并造粒。通過在配有T-模頭的單螺桿擠出機(jī)中熔化所述小球(pellet)并澆鑄 (casting)在冷卻滾筒上來制造膜。為了穩(wěn)定所制造的膜的晶體結(jié)構(gòu),將膜在約110°C的爐 中保持60分鐘,通過使用滾筒拉伸機(jī)在90°C以五倍于其原始長度的拉伸率在MD (Machine direction)上單軸拉伸膜來生產(chǎn)多孔膜,之后,通過使用133°C的滾筒引起多孔膜在MD上 熱收縮20%來進(jìn)行熱固定,由此獲得具有微孔的20 μ m厚的隔膜。
[0056] [實(shí)施例2]
[0057] 除了使用1. 6kg的聚丙烯(JPP, FY6H)和0· 4kg的聚丙烯彈性體(LGChem.,Lucene LC100, Tm: 96 °C )而代替1. 8kg的聚丙烯(JPP,F(xiàn)Y6H)和0· 2kg的聚丙烯彈性體(LG Chem.,Lucene LC100, Tm:96°C )之外,通過使用與實(shí)施例1相同的方法制造并獲得隔膜。
[0058] 比較實(shí)施例
[0059] 除了使用2. 0kg的聚丙烯(JPP, FY6H)代替1. 8kg的聚丙烯(JPP, FY6H)和0. 2kg 聚丙烯彈性體(LG Chem.,Lucene LC100,Tm:96°C )之外,通過使用與實(shí)施例1相同的方法 制造獲得隔膜。
[0060] 比較試騎
[0061] [表 1]
[0062] 斷裂伸長率的比較試驗(yàn)結(jié)果
[0063] I斷裂伸長率(%) 實(shí)施例1 320 實(shí)施例2 3T5 比較實(shí)施例1 ~?20
[0064] 在20°C ±2的溫度和65±2%的相對濕度的條件下,使用實(shí)施例1和2以及比較 實(shí)施例1中獲得的5cmX 5cm大小的隔膜樣本來測量了斷裂伸長率。如表1所示,實(shí)施例1 和2中制造的隔膜呈現(xiàn)出大于或等于300%的斷裂伸長率。相反,發(fā)現(xiàn)不含聚丙烯彈性體的 比較實(shí)施例1中制造的隔膜具有120%的斷裂伸長率,遠(yuǎn)低于實(shí)施例1和2。
【權(quán)利要求】
1. 一種多孔隔膜,其含有含量比為基于重量比的40:60至5:95的彈性材料和聚合物樹 脂的混合物,其中, 在所述混合物中,所述彈性材料均勻地分散于所述聚合物樹脂中,并且室溫下在低拉 伸強(qiáng)度方向上的斷裂伸長率數(shù)值為大于或等于250%。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔隔膜,其特征在于, 所述聚合物樹脂是基于聚烯烴的聚合物。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的多孔隔膜,其特征在于, 所述基于聚烯烴的聚合物樹脂選自聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯和聚戊烯中的一種或其兩 種以上的組合物。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔隔膜,其特征在于, 所述彈性材料是彈性體、天然橡膠或合成橡膠。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的多孔隔膜,其特征在于, 所述彈性體是聚烯烴彈性體(POE)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的多孔隔膜,其特征在于, 所述聚烯烴彈性體選自乙烯、丙烯、丁烯、戊烯、己烯、庚烯和辛烷,或其中兩種或更多 種的共聚物,或與其共聚的彈性體。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔隔膜,其特征在于, 所述多孔隔膜是單軸拉伸或雙軸拉伸的。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的多孔隔膜,其特征在于, 所述單軸拉伸是在加工方向(MD)上進(jìn)行的。
9. 一種二次電池,其包含陰極、陽極和插入所述陰極和所述陽極之間的權(quán)利要求1至8 中任一項(xiàng)所述的多孔隔膜。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的二次電池,其特征在于, 所述二次電池是鋰二次電池。
11. 一種制造多孔隔膜的方法,該方法包括: 以95:5至60:40的重量比混合聚合物樹脂和彈性材料而制備混合物,并通過經(jīng)由擠出 機(jī)擠出所述混合物而形成擠出板的步驟; 通過對擠出板進(jìn)行退火并拉伸而形成膜的步驟;以及 通過對經(jīng)拉伸的膜進(jìn)行熱固化而形成多孔隔膜的步驟。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的制造多孔隔膜的方法,其特征在于, 所述聚合物樹脂是基于聚烯烴的聚合物。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法,其特征在于, 所述基于聚烯烴的聚合物樹脂選自聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯和聚戊烯中的一種或其兩 種以上的組合物。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的制造多孔隔膜的方法,其特征在于, 所述彈性材料是彈性體、天然橡膠或合成橡膠。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的制造多孔隔膜的方法,其特征在于, 所述彈性體是聚烯烴彈性體(POE)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的制造多孔隔膜的方法,其特征在于, 所述聚烯烴彈性體選自乙烯、丙烯、丁烯、戊烯、庚烯和辛烷中的一種或其兩種以上的 共聚物,或與其共聚的彈性體。
17. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的制造多孔隔膜的方法,其特征在于, 所述擠出板的拉伸包括單軸或雙軸拉伸。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的制造多孔隔膜的方法,其特征在于, 所述單軸拉伸是在加工方向(MD)上進(jìn)行的。
【文檔編號】H01M2/16GK104272500SQ201380022185
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2013年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月25日
【發(fā)明者】李柱成, 辛秉鎮(zhèn), 成東昱, 金鐘勛 申請人:株式會社Lg化學(xué)