制造隔膜的方法和隔膜、以及使用其的電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種制造用于電化學(xué)電池的隔膜的方法和通過所述方法制造的隔膜。 此外，本發(fā)明設(shè)及包含所述隔膜的電化學(xué)電池。
【背景技術(shù)】
[0002] 電化學(xué)電池的隔膜（separator)是指在電池中將陰極和陽極彼此隔開同時維持 離子電導(dǎo)性，由此使得能夠?qū)㈦姵爻潆?放電的中間膜。
[0003] 最近，隨著追求電化學(xué)電池的輕重量和小型化W改進電子設(shè)備的便攜性的趨勢， 需要用于電動車輛的大功率大容量電池。因此，用于電池的隔膜需具有減少的厚度和重量 W及在熱和高張力下的極好尺寸穩(wěn)定性W便改進大容量電池的生產(chǎn)率。此外，最近隔膜需 要不僅具有滲透率和耐熱收縮性，而且具有增加電池壽命（如循環(huán)特征）的特性，或改進電 池生產(chǎn)率（如注入電解質(zhì)）的特性。
[0004]在電池的制造中，卷繞方法花費大量時間且必須在高速下進行W改進電池的生產(chǎn) 率。為了防止因在高速卷繞期間隔膜破裂所致的方法失敗，已經(jīng)進行各種研究W產(chǎn)生具有 高抗張強度的隔膜。
[0005] 作為改進隔膜的抗張強度的眾所周知技術(shù)的一個實例，韓國專利公開第 10-0943235號公開一種其中分子量調(diào)節(jié)在特定高水平下的高密度聚乙締組成物用于制造 隔膜的基底膜，由此提供具有增強物理強度的隔膜的方法。但是，運一方法有基底膜的組分 限于特定材料的限制，并且還有所述方法無法應(yīng)用到各種基底膜的問題。此外，運一方法有 由于隔膜的烙融收縮率增加，盡管抗張強度增加，耐熱性退化的問題。
[0006] 因此，需要一種基于物理途徑可W增加隔膜的抗張強度W便應(yīng)用到各種基底膜， 而非如在相關(guān)技術(shù)中簡單地改變基底膜的化學(xué)組成來增加抗張強度的方法，并且需要發(fā)展 一種具有高抗張強度和低烙融收縮率W提供良好耐熱性的隔膜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]技術(shù)問題
[0008]本發(fā)明的一個方面是一種制造隔膜的方法，可W通過調(diào)節(jié)拉伸方法改進隔膜的抗 張強度同時減少烙融收縮率。
[0009]本發(fā)明的另一個方面是提供一種隔膜，通過改進抗張強度同時維持低烙融收縮率 使所述隔膜不僅具有良好卷繞可加工性而且具有良好熱穩(wěn)定性。
[0010] 本發(fā)明的另一個方面是提供一種電化學(xué)電池，所述電化學(xué)電池使用展示高抗張強 度和低烙融收縮率的隔膜W展示增強的尺寸穩(wěn)定性。
[0011] 技術(shù)解決方案
[0012] 本發(fā)明的例示性實施例通過在制造隔膜的方法中調(diào)節(jié)拉伸方法提供一種具有高 抗張強度和低烙融收縮率的隔膜。
[0013]確切地說，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種聚締控隔膜，其中根據(jù)TMA測量，隔 膜的橫向方向烙融收縮率化）與其加工方向烙融收縮率（a)的比率化/a)是I. 2或小于1. 2。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種制造聚締控隔膜的方法，其包含：使隔膜經(jīng)受 加工方向拉伸和橫向方向拉伸，并且使隔膜經(jīng)受橫向弛豫W從經(jīng)受橫向方向拉伸的隔膜移 出應(yīng)力，其中橫向方向拉伸包括一級橫向方向拉伸和二級橫向方向拉伸，進行橫向方向拉 伸W使得經(jīng)受二級橫向方向拉伸的隔膜的橫向?qū)挾仁?.IL或大于1.比，并且進行橫向弛 豫W使得經(jīng)受橫向弛豫的隔膜的橫向?qū)挾仁?. 9L到小于1. 3U其中L是經(jīng)受一級橫向方向 拉伸的隔膜的橫向?qū)挾取?br>[0015] 根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種包含陰極、陽極、隔膜W及電解質(zhì)的電化學(xué)電 池，其中隔膜是如本文所闡述的聚締控隔膜。
[0016] 有益效果
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例，隔膜具有高抗張強度和低烙融收縮率，由此在 使用隔膜中保證極好的卷繞可加工性同時展示極好的熱穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0018] 圖1是說明根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例依次制造隔膜的方法的圖。
【具體實施方式】
[0019] 在下文中將詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實施例。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易知的細(xì) 節(jié)描述將被省略。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例制造隔膜的方法將參看圖1更詳細(xì)地描述。圖1 是說明根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例依次制造隔膜的方法的圖。
[0021] 參看圖1，根據(jù)示例性實施例的制造隔膜的方法包含：將基底膜組成物和稀釋 劑引入到擠壓機中，隨后擠壓；將具有凝膠相的擠壓產(chǎn)物鑄造成薄片；使薄片在加工方向 (MD)上經(jīng)受MD拉伸；使薄片在橫向方向（TD)上經(jīng)受一次一級TD拉伸；從經(jīng)受一級橫向方 向拉伸的薄片萃取稀釋劑，隨后干燥薄片；通過二級橫向方向拉伸和橫向弛豫使干燥薄片 經(jīng)受熱定型。所述方法可能還包含卷繞經(jīng)受熱定型的薄片。根據(jù)示例性實施例的制造隔膜 的方法可W通過調(diào)節(jié)拉伸方法提供具有高抗張強度和低烙融收縮率的隔膜。 陽0。] 擠床巧鎊推方法
[0023] 使包含聚締控樹脂和稀釋劑的組成物依次經(jīng)受烙融捏合、擠壓W及冷卻W形成固 化薄片?？蒞使用所屬領(lǐng)域中眾所周知的任何方法作為烙融捏合包含聚締控樹脂和稀釋劑 的組成物的方法。
[0024] 確切地說，聚締控樹脂和稀釋劑可W在100°C到250°C的溫度下烙融捏合，并且在 150°C到250°C的溫度下在雙螺桿擠壓機中經(jīng)受擠壓，隨后使用壓延漉在20°C到80°C下冷 卻或使用從氣刀噴射的冷氣強制冷卻W使膜結(jié)晶，由此形成固化薄片。從氣刀噴射的冷氣 的溫度可W是-20°C到80°C。
[00巧]聚締控樹脂可W包含至少一種或兩種由W下所構(gòu)成的族群中選出的物質(zhì)：超高 分子量聚乙締、高分子量聚乙締、高密度聚乙締、低密度聚乙締、線性低密度聚乙締、聚丙 締、高結(jié)晶度聚丙締W及聚乙締-丙締共聚物。高密度聚乙締的粘度平均分子量（Mv)可 W是IX1〇5克/摩爾到9X10 5克/摩爾，例如3X10 5克/摩爾到6X10 5克/摩爾。超 高分子量聚乙締的粘度平均分子量可W是9XIO5克/摩爾或大于9X10 5克/摩爾，尤其 9X105克/摩爾到5X10 6克/摩爾。舉例來說，高密度聚乙締可W單獨使用，超高分子量 聚乙締可W單獨使用，或高密度聚乙締和超高分子量聚乙締兩種可W組合使用。更確切 地說，W聚合物樹脂的重量計，超高分子量聚乙締可W30重量％或小于30重量％的量使 用。舉例來說，可W使用包含70重量％或大于70重量％的粘度平均分子量是IX1〇5克 /摩爾到9X1〇5克/摩爾的高密度聚乙締和30重量％或小于30重量％的粘度平均分子 量是9X1〇5克/摩爾或大于9X10 5克/摩爾的超高分子量聚乙締的聚合物樹脂。聚合物 樹脂在制造高強度隔膜中是有利的。此外，當(dāng)使用兩種類別的聚合物樹脂時，運些樹脂可 W使用至少一種由亨舍爾混合器、班布里混合器W及行星混合器所構(gòu)成的族群中選出的混 合器混合。除聚締控樹脂W外的樹脂的實例可W包含（但不限于）聚酷胺任olyamide， PA)、聚對苯二甲酸下二醋（Polybut}denetere地thalate，PBT)、聚對苯二甲酸乙二醋 (Polyethyleneterephthalate，PET)、聚氯S氣乙締(PolychlorotrifIuoroethylene, PCT陽）、聚甲醒（Polyoxymethylene，P0M)、聚氣乙締（Polyvin}dfluoride,PVF)、聚偏 二氣乙締（P〇lyvin}didenefluoride,PVdF)、聚碳酸醋（Polycarbonate,PC)、聚芳醋 (POlya巧late,PAR)、聚諷任olysulfone，PSF〇W及聚酸酷亞胺（Polyetherimide，PEI)。 運些樹脂可W單獨或W其兩種W上的組合形式使用。
[0026] 此外，包含聚締控樹脂和稀釋劑的組成物可W還包含無機材料。無機材料的實例 可W包含（但不限于）氧化侶、碳酸巧、二氧化娃、硫酸領(lǐng)W及滑石，并且運些無機材料可W 單獨或W其兩種W上的混合物形式使用。
[0027] 稀釋劑不特別受限制并且可W是任何可W在擠壓溫度下與聚締控樹脂（或聚締 控樹脂和除聚締控樹脂外的樹脂的混合物）形成單相的有機化合物。稀釋劑的實例可W包 含（但不限于）脂肪族或環(huán)狀控，如壬燒（nonan)、癸燒（decane)、十氨化糞（decalin)、流 體石蠟如液體石蠟化iquid paraffin, LP)(或石蠟油）W及固體石蠟；鄰苯二甲酸醋，如 鄰苯二甲酸二下醋（dibut}d地thalate)、鄰苯二甲酸二辛醋（dioct}d地thalate) ;Ci〇至Ij 〔2。脂肪酸，如棟桐酸（palmitic acid)、硬脂酸（stearic acid)、油酸（oleic acid)、亞麻 油酸（1：[11016；[03(31(1)^及次亞麻油酸（1；[]1〇16]1；[。3(31(1)擬及(：1。到〔2。脂肪醇，如棟桐 醇、硬脂酸醇W及油醇。運些化合物可W單獨或W其兩種W上的組合形式使用。
[0028] 舉例來說，稀釋劑可W是流體石蠟。因為液體石蠟對人類無害，具有高沸點和低含 量的揮發(fā)性組分，液體石蠟在濕法中適用作稀釋劑。W包含聚締控樹脂和稀釋劑的組成物 的總重量計，稀釋劑可W20重量％到90重量％，尤其30重量％到90重量％的量存在。 陽0巧] 物伸方法（MD物伸巧一級TD物伸）
[0030] 接著，拉伸固化薄片。在根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例制造隔膜的方法中，因為在萃 取稀釋劑之前進行拉伸方法，由于稀釋劑軟化聚締控，拉伸方法可W較容易地進行，由此改 進生產(chǎn)率。此外，薄片的厚度通過拉伸降低，由此允許在拉伸之后從薄片容易移除稀釋劑。
[0031] 確切地說，固化薄片可W在加工方向