专利名称：性能改进的断路隔膜的制作方法
技术领域：
本发明涉及适用于锂电池的改进的电池隔膜系统。一方面，本发明的配方(A)提供空气渗透率极高的微孔隔膜，其渗透率小于20秒/10立方厘米，优选小于10秒/10立方厘米对消费应用的性能更佳(阻抗最低)，同时还涉及本品的生产方法。另一方面，本发明(配方B)提供断路温度(shutdown temperature)低的微孔隔膜(低于110℃)，其熔体完整性(melt integrity)超过165℃，优选超过200℃，已达到HEV(混合动力汽车)应用的安全性要求。
本发明的隔膜若进行表面修饰，如以等离子辐照的亲水性处理、以表面活性剂浸渍、表面接枝、等等，则可应用于碱性电池化学。除了电池，本发明制造的产品还能用于各种技术领域。它们将应用于，空气过滤、水纯化(从水中分离微生物和病毒的过滤器)和体积排阻。
配方(A)的单层隔膜具有极高的空气渗透率、恰当的断路行为、良好的耐刺穿性、高熔体完整性、极小的收缩性和低制造成本，优于消费型锂离子电池的市售隔膜。
在用于消费应用中，迫切需要具有上述特性的隔膜，其能在约135℃下断路，并能在高于165℃的温度下保持电极隔离。
配方(B)的单层隔膜具有低断路温度和高熔体完整性，较之市售的多层和单层断路隔膜有显著优势。现有技术中，断路隔膜采用熔化温度不同的两或三层膜层压在一起。它们通常使用层压(或以其他方式贴附)至一或两个负载层的微孔高密度聚乙烯(HDPE)断路层。这些负载层通常由微孔或无纺的聚丙烯衬底制成。因此，断路温度将受到HDPE内层熔点即135℃的支配，而熔体完整性则基于多孔聚丙烯层的熔点(165℃)。由HDPE制造的市售单层隔膜有熔体完整性的问题，因其在超过135℃时即熔化。
较之当前HEV使用的镍金属混合电池，锂离子电池的能量密度要高出两到三倍。由于锂离子电池的这种高能量密度，汽车制造商迫切希望把HEV中当前使用的镍金属混合电池组替换成高能量密度的锂离子电池组。
迄今，从安全性考虑，首先是锂离子电池的热失控特性，是阻碍锂离子电池用于HEV应用的主要障碍。锂离子电池中热失控的发生可能是由于系统故障或意外事件，导致电池的内部温度达到100℃以上。不加以控制的话，将持续升高至着火点并爆炸。
HEV中所用锂离子电池迫切需要能防止这种热失控的隔膜。其断路温度应该在约95-110℃。除了低断路温度，隔膜本身必须在升高的温度下保持其完整性，从而不会失效并使得电池电极短路。在本应用中，隔膜还应具有超过165℃的熔体完整性，并优选超过200℃。
现有技术中，为了处理断路和熔体完整性二者的问题，隔膜系统通常与一或两个负载层结合。HDPE微孔层主要用作断路层。但是HDPE在约135℃时会熔化。美国专利No.5,922,492教导制造一种电池隔膜，其含有纯聚合物的、非填充的微孔聚烯烃膜，通常以聚乙烯为基础，所述聚烯烃膜层压至通常是聚丙烯负载层的聚烯烃无纺纤维。该结合达到了锂离子电池需要的断路要求。
上述现有技术的隔膜没有提供更高温度的结构完整性，用以在高温下保持电极隔离。但是，惰性填料制造的隔膜不需要利用负载层，即能在高温下维持其结构完整性，从而在这些状况下保持电极隔离。
美国专利Nos.5,565,281、5,922,492、6,096,213和6,180,280均讨论了不同微孔聚合物层的层压以达到不同的性能，如断路行为和耐刺穿性。但用两层结合在一起很贵并且难以制造。
美国专利No.6,562,519介绍了一种单层微孔薄膜。但其使用交联方法改进熔体完整性，不含任何填料。交联步骤通常使用链中有双键的聚合物作为交联剂，并且交联的完成通常使用热、紫外线和电子束轰击。这些步骤通常昂贵，方法耗时间，并且困难。因此，这不适用于低成本的隔膜生产。
美国专利No.4,650,730教导了如何贴附两或三层微孔料片以实现断路行为，从而制造断路隔膜的方法。该三层方法遭到了可预料的、与两层方法同样的缺点。
本发明采用公知的方法和易得的材料，并对其进行下文描述的公知处理。
UHMWPE有上佳的耐化学性、高抗拉强度、高熔体完整性(其没有熔体指数)和优异的成孔特性，适于电池隔膜应用。
电池隔膜的制造中还应用了惰性填料，主要是为了达到更好的孔结构，产生额外的弯曲并提高空隙度。但是，填料也能增加其他性能如结构完整性(高度耐刺穿性)、减少收缩、改善热稳定性、和阻燃，且其在高温下能保持电极隔离。填充的聚合料片是如同在美国专利Nos.3,351,495、4,287,276、和美国专利No.6,372,379(为本作者)所描述的那些，其中，电解液通过隔膜的微孔通道。
LMWPE、LDPE和LLDPE在现有技术中已知作为断路聚合物。它们的熔化温度比HDPE低，并已用作UHMWPE或HDPE的添加剂，以降低膜状隔膜的断路温度。
本发明利用了广泛用于制造铅酸的隔膜和在某些碱性电池中用于制造锂离子电池隔膜的普遍采用的现有技术方法。现有技术的方法开始于在高温高压下，将聚合物和填料(即，TiO2或二氧化硅)与增塑剂油混合，并使其挤出通过衣架型料片模具，随后压延料片，然后以溶剂萃取清除油剂和热定形，产生微孔料片。
本发明制造配方(A)的方法在溶剂萃取后，加入了拉伸和热定形步骤。对于配方(B)，拉伸步骤在压延后加入，继之以溶剂萃取和热定形薄膜。
发明内容
根据前述的背景技术，本发明的主要目的是提供意在用于锂离子电池中、具有改进性能的微孔电池隔膜。
本发明的另一个目的是提供在空气渗透率(阻抗最低)、韧性、挠性、和机械强度方面性能改进的电池隔膜，且其对电解液有耐化学性。
本发明的另一个目的是为安全特征改进、具有低断路行为和高熔体完整性的锂离子电池制造电池隔膜。
本发明的另一个目的是提供微孔膜，其在对于螺旋卷绕式电池在绕管上卷绕时、或者在对于棱柱形电池用封接机封接时，具有提高的容积和一致的外观，从而改善了电解液保持及毛细作用，并且易于组装。
本发明的最后目的是提供具有上述特性的电池隔膜，其易于以相对较低的成本大量生产。
(A)微孔电池隔膜由平均分子量不低于1×106的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、和惰性填料如氧化钛或在锂电池环境下稳定的其他适用填料构成。(B)微孔电池隔膜由平均分子量不低于1×106的UHMWPE、平均分子量不超过4500、优选低于1100的断路低分子量聚乙烯(LMWPE)、以及惰性填料构成。
利用湿法工艺，配方(A)始于将聚合物和填料(TiO2)与增塑剂(油)混合，并使其挤出通过料片模具，压延料片，随后溶剂萃取，之后干燥拉伸/热定形。配方(B)根据同样的操作，除了拉伸步骤是在压延后施行，随后溶剂萃取和热定形微孔料片。
本发明利用了惰性填料，其增加了高温下的结构完整性，当对电池进行破坏试验时提高了耐刺穿性，降低了隔膜的阻抗，提高了孔隙率，降低了收缩性，保持了电极在高温下因安全原因而需的隔离。TiO2填料也用作加工助剂，使配方中能加入大量低分子量聚合物，以实现所需的低断路温度。
根据发明的第一方面，电池隔膜是微孔膜的形式，厚度在5和175μm之间，孔隙率在30％和95％之间，以及空气渗透率在1秒/10立方厘米和100秒/10立方厘米之间。
根据发明的第二方面，隔膜由最低平均分子量1×106的超高分子量聚烯烃，以及平均粒径在0.001μm和10μm之间的TiO2微粒填料来制造。
根据发明的第三方面，微孔膜由4％和95％之间的超高分子量聚乙烯以及1wt％和96wt％之间的TiO2构成。
根据发明的第四方面，电池隔膜的断路温度为135℃加减10℃。
根据发明的第五方面，电池隔膜的熔体完整性最低为不低于165℃。
根据发明的第六方面，电池隔膜的耐刺穿性超过300克/25μm。
根据发明的第七方面，电池隔膜在纵向和横向，热收缩量不超过10％。
根据发明的第八方面，电池隔膜用于非水电解液电池。
根据发明的第九方面，电池隔膜以润湿剂处理，或者以亲水接枝剂处理，以用于水性电解液电池。
根据发明的第十方面，电池隔膜的平均孔径在0.01μm和1μm之间。
根据发明的第十一方面，制造电池隔膜的步骤是制备平均分子量不低于1×106的4wt％-99wt％超高分子量聚乙烯和平均粒径为0.001μm-10μm的1％-96％TiO2微粒填料的干混合物。随后该干混合物在挤出机内与40wt％-90wt％的增塑剂混合，从而形成溶液。然后以料片模具挤出该溶液，产生挤出膜，然后在30℃和120℃之间压延。萃取法去除增塑剂。然后在110℃和130℃之间，于横向、纵向、或两个方向以不低于2的拉伸率拉伸薄膜。最终薄膜在110℃和130℃之间热定形。
根据发明的第十二方面，电池隔膜的孔隙率在30wt％和95wt％之间，空气渗透率在5秒/10立方厘米和200秒/10立方厘米之间。其由最低平均分子量为1×106的超高分子量聚烯烃、平均分子量在700和4500之间的低分子量聚乙烯、和平均粒径为0.001μm-10μm的TiO2微粒填料制造而成。
根据发明的第十三方面，电池隔膜含有1wt％和90wt％之间的超高分子量聚乙烯，1wt％和90wt％之间的低分子量聚乙烯，以及1wt％和90wt％之间的TiO2。
根据发明的第十四方面，电池隔膜的断路温度在95℃和135℃之间。
根据发明的第十五方面，电池隔膜的熔体完整性不低于165℃。
根据发明的第十六方面，电池隔膜的耐刺穿性超过300克/25μm。
根据发明的第十七方面，电池隔膜用于非水电解液电池。
根据发明的第十八方面，电池隔膜的表面以润湿剂处理，以用于水性电解液电池。
根据发明的第十九方面，制造电池隔膜的方法包括的步骤是制备平均分子量不低于1×106的1wt％-90wt％超高分子量聚乙烯、平均分子量在700和4500之间的1wt％-90wt％低分子量聚乙烯、以及平均粒径不超过0.2μm的1wt％-96wt％TiO2微粒填料的干混合物。然后干混合物在挤出机中与40wt％-90wt％的增塑剂混合，以料片模具挤出溶液，结果产生挤出薄膜。之后挤出薄膜在30℃和120℃之间压延。压延后薄膜在横向、纵向、或两个方向以不低于2的拉伸率在80℃和120℃之间拉伸。最终以萃取法去除增塑剂，薄膜在70℃和100℃之间热定形。
根据发明的第二十方面，包括本文描述的电池隔膜。
根据发明的最后一个方面，一种微孔滤器使用了本文描述的微孔膜。
附图简述参照描述优选实施方式的下文内容及附图，可更好地理解本发明的上述和其他特征，其中
图1所示为微孔膜性能的图表。
具体实施例方式
定义在以下描述中会用到下面的定义，除了在权利要求中出现的定义之外，其将优先于从任何其他来源得到的任何其他定义。
拉伸率拉伸后材料的尺寸与拉伸前尺寸的比。举例，如果材料的尺寸在拉伸前宽度为12”(横向)，拉伸后为24”，那么横向拉伸率将为2。
孔隙率空气在微孔膜中的百分比。
空气渗透率测定量的空气通过隔膜需要的时间，单位为秒/立方厘米，根据ASTM-D726(B)以4120型Gurley透气度测定仪测定。
超高分子量聚烯烃分子量大于500,000并小于10,000,000的聚烯烃。
低分子量聚乙烯分子量小于4000的聚乙烯。
断路温度隔膜的阻抗升高至初始值100倍时的温度。初始值是隔膜首次装入电池时的数值。
熔体完整性低于此温度时，隔膜能保持其作为电池隔膜的足够结构强度的温度。
耐刺穿性以克/微米测定的压力，低于此压力时隔膜不会被刺穿。
热收缩量加热时，与参考温度比较，以下式计算的百分率ts＝100×(d1-d2)/d1其中ts为热收缩量，d1为收缩前尺寸，d2为收缩后尺寸。
热定形(动词)暴露在足以稳定聚合物取向的高温下。同义词为“退火”。
纵向挤出期间，制造隔膜的材料流过料片模具的方向。
横向与纵向呈直角。
单轴拉伸或在纵向或在横向拉伸，但不是两个方向都拉伸。
双轴拉伸在横向或纵向双向拉伸。
膨胀拉伸(inflation stretching)在吹塑薄膜的情况下，当其离开挤出机后，从两个方向拉伸该膜。
优选实施方式所提出的隔膜的制造方法广泛地由如下构成形成一种或数种聚烯烃聚合物、适用于聚烯烃的增塑剂(油)和微粒填料的均质混合物，从而制造微孔膜，每种成分在下文描述。
现有技术中制造这些料片的具体方法是公知的。作为非限定性示例，下列参考文件使用了相似的湿法技术，美国专利Nos.3,351,495；4,287,276与来自同一发明人的6,372,379。本发明在这些方法中加入了一个附加拉伸步骤。
至于制造膜的优选方法，混合物的成分为对于配方(A)，平均分子量不低于1×106的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)和惰性填料如二氧化钛或在锂电池环境下稳定的其他填料。对于配方(B)，平均分子量不低于1×106的UHMWPE，平均分子量不超过4500的断路低分子量聚乙烯(LMWPE)，和在锂电池环境下稳定的惰性填料。填料增加了结构完整性，降低收缩性，并在高温下隔离正极和负极板。
本发明提供了两种不同的制造微孔聚烯烃膜的配方，(A)用于锂离子电池，具有为消费型应用设计的最大性能，而(B)是为HEV应用的低温断路隔膜。配方(A)的干混合物由4-95重量百分比的超高分子量聚乙烯和1-96重量百分比的TiO2填料构成。配方(B)的干混合物由1-90重量百分比的超高分子量聚乙烯、1-90重量百分比的低分子量聚乙烯、和1-90重量百分比的TiO2填料构成。
基于混合物的总重量，目的膜的另一种形式可包含低于10重量百分比的碳黑。
本发明对配方(A)和(B)均还提供了制造微孔聚烯烃膜的方法，其由下述几个通用步骤构成(a)制备上述干混合物，和(b)将上述干混合物与30-90重量百分比的合适增塑剂(增塑剂)通过衣架型料片模具而挤出，和(c)在80-110℃下压延含有填料的凝胶状挤出物，从而制造具有更均质表面的更薄的膜。对于配方(A)，该方法继续包括(d)以溶剂萃取法去除增塑剂，(e)115-130℃下，横向(TD)拉伸和热定形所萃取的材料。对于配方(B)，该方法继续包括(d)115-130℃下，横向(TD)拉伸凝胶样料片材料，(e)用溶剂萃取法去除增塑剂，和((f)70-100℃下热定形薄膜。
本发明所用的超高分子量聚乙烯的平均分子量必须至少为1,000,000。低分子量聚乙烯的平均分子量必须为700-4,500，并优选在700-1100之间。增塑剂为现有技术所公知，并且通常为脂族烃或环烃。沸点接近或高于聚烯烃的液体石蜡和矿物油是优选的增塑剂。
填料可选自在电解液中稳定的各种惰性金属氧化物。由于锂离子电池的湿度敏感性，用于形成微孔膜的填料的吸湿性必须很低甚或没有，因此填料可选自湿含量低的二氧化钛、氧化铝、氢氧化镁或氢氧化钙或其混合物。优选的填料为TiO2。填料粒子的尺寸在直径上范围从平均约0.001微米至约10微米。
其他次要添加剂，如现有技术中因各种原因如增加表面积或一般外观而最常用的碳黑，也能加入到配方中。由碳黑和高密度或低密度聚乙烯的混合物制造的市售碳黑更佳。
利用现有技术，可将常规的稳定剂或抗氧化剂用于本发明的组合物，以防止聚烯烃成分的热降解和氧化降解。稳定剂的代表为4，4-硫代双(6-叔丁基间甲酚)(“Santonox”)、和2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚(“Ionol”)。
因此，微孔电池隔膜的制造方法包括采用现有技术的方法混合聚烯烃、填料物质、和增塑剂的组合物，并将所述的组合物成形为片状。对于配方(A)，该方法继续包括采用适当溶剂从所述料片萃取增塑剂，并随后以拉幅法或其他方法干燥拉伸/热定形料片。对于配方(B)，该方法继续包括以拉幅或其他方法拉伸料片，采用适当的溶剂从所述料片中萃取增塑剂，并随后为了热稳定性而干燥和热定形薄膜。
对于配方(A)和(B)二者，拉幅法均是拉伸的优选方法，但是，拉伸料片的方法不特定限于拉幅法。拉伸可以膨胀方式单轴、双轴或结合进行。拉伸优选在115-130℃的温度下进行。
以通常采用的溶剂萃取法将增塑剂从料片中去除。萃取溶剂的实例包括挥发性溶剂如戊烷、己烷、庚烷和癸烷，氯代烃如二氯甲烷和四氯化碳。
对于配方(B)，干燥和热定形在轻度张力下于烘箱中完成。热定形在70-100℃的温度范围内进行。
对于碱性电池应用，可以采用不同的表面处理方法。最通常的办法是使用适当的润湿剂涂敷本发明的微孔料片。涂敷方法和润湿剂类型在现有技术中是公知的，不需对此详加讨论。
该法制造的微孔料片应是小于3mil的薄膜，并优选小于1mil(25微米)。本发明微孔膜的孔隙率为30-90％，并且空气渗透率为1-200Gurley秒(秒/10立方厘米)，优选1-50Gurley秒。
对于配方(A)，本发明的微孔料片还具有130-140℃的断路温度，和超过165℃、优选超过200℃的熔体完整性。
对于配方(B)，本发明的微孔料片还具有范围为95-110℃的断路温度，优选100±5℃，并且熔体完整性超过165℃，优选超过200℃。断路行为和熔体完整性由下述方法测定。
下述试验方法用于测定(1)厚度厚度(mil)-用精密千分尺确定。
(2)％孔隙率测定膜的密度与起始物质的密度，以其比值计算百分率。
(3)空气渗透率根据ASTM-D726(B)采用Gurley透气度测定仪测定-Gurley是在12.2英寸水压下，10立方厘米空气通过一平方英寸的产品所需的以秒计的时间。
(4)断路和熔体完整性在许多现有技术专利中，为了确定断路行为，空气渗透率被用作断路行为的确定因素。但是，因其没有模拟电池环境，其空气渗透率不是精确的测定。并且在很多情况下，使用该方法宣称是断路隔膜的隔膜，在真正的电池环境下不会断路。为了模拟电池环境，发明人利用了Spotnitz等开发的方法，用kapton胶带和两个镍电极制造电池，将隔膜浸在锂离子电解液中，所述电解液为1M三氟甲磺酰亚胺锂(HQ-115，3M Co.)溶于1∶1体积的碳酸亚丙酯和三乙二醇二甲醚溶液中。然后隔膜放置在两个电极之间，制造电池组件。电池组件放置于两个受热压盘之间的Carver压力机内，给予压力(小于50磅)，温度按照每分钟10℃的速率升高，每增加10℃测定电池阻抗。断路温度TSD(℃)定义为阻抗首次上升到其初始值100倍时的温度。
(5)平均孔径进行压汞分析法。样品用Poremaster 60压汞仪分析。
(6)刺穿试验用配备3mm直径圆柱针的IMADA Digital Force Gauge ModelDPD-110R测定。针速为1/8每秒，记录峰穿透力。
本发明将参照下列实施例更为详尽地说明，但是本发明不能以任何方式解释为受这些实施例的限制。
实施例1制备由17重量份分子量1×106的UHMW聚乙烯、和3重量份平均粒度小于0.2微米的TiO2组成的干混合物。向制成的100重量份干混合物加入0.1重量份抗氧化剂。将25重量份所得混合物装入双螺杆挤出机中。将干混合物在挤出机内熔融混练，同时从一或两个进料口装入75重量份液体石蜡从而制成溶液。
将上述溶液从衣架型模具中挤出，形成约5mil厚的料片形状。用随后三辊筒压延机热压该凝胶片，并冷却，制得2-3mil厚的凝胶片。凝胶片中的液体石蜡用己烷萃取并干燥。干燥的微孔料片随后在125℃下横向拉伸200％，并还在125℃下热定形，制得厚度小于25μm的微孔膜。
实施例2除了使用18重量份UHMW聚乙烯和添加2重量份TiO2的干混合物外，重复实施例1相同的操作，得到微孔膜。
实施例3除了使用19重量份UHMW聚乙烯和添加1重量份TiO2的干混合物外，重复实施例1相同的操作，得到微孔膜。
实施例4除了使用20重量份的UHMW聚乙烯，并且不加填料外，重复实施例1相同的操作，得到微孔膜。
实施例5制备由8重量份分子量为3×106的UHMW聚乙烯、10重量份平均分子量1000的LMW聚乙烯和2重量份平均粒度小于.2微米的TiO2组成的干混合物。向上述制得的100重量份干混合物中加入.5重量份抗氧化剂。将所得混合物25重量份装入双螺杆挤出机中。将混合物在挤出机中熔融混练，同时从进料口装入75重量份液体石蜡而制得干混合物的溶液。
将上述干混合物的溶液从衣架型模具中挤出，形成约5mil厚的料片。随后用三辊筒压延机压制凝胶片，并冷却，制得3mil厚的凝胶片。凝胶片在110℃下横向拉伸300％。拉伸料片中的液体石蜡用己烷萃取，干燥并在70℃下热定形，产生厚度小于25μm的微孔膜。
实施例6除了采用8重量份UHMW聚乙烯、9重量份LMW聚乙烯和添加6重量份TiO2的干混合物外，重复实施例5的相同操作，得到微孔膜。
实施例7除了采用4重量份UHMW聚乙烯、5重量份LMW聚乙烯和添加3重量份TiO2的干混合物外，重复实施例5的相同操作，得到微孔膜。
实施例8除了采用4重量份UHMW聚乙烯、4重量份LMW聚乙烯和添加3重量份TiO2的干混合物外，重复实施例5的相同操作，得到微孔膜。
实施例9除了采用1重量份UHMW聚乙烯和添加6重量份TiO2的干混合物外，没有抗氧化剂，重复实施例5的相同操作，得到微孔膜。
按前述方法测定的上述微孔膜(实施例1-9)的性能，如图1中显现的表1所示。
上述实施例中，各成份的相对量可直接从重量份转换为重量百分比。例如，实施例1中，17重量份UHMWPE(分子量＝1×106)和3重量份TiO2，等同于85％UHMWPE和15％TiO2；实施例2中，18重量份UHMWPE(分子量＝1×106)和2重量份TiO2，等同于90％UHMWPE和10％TiO2；实施例3中，19重量份UHMWPE(分子量＝1×106)和1重量份TiO2，等同于95％UHMWPE和5％TiO2；实施例5中，8重量份UHMWPE(分子量＝3×106)、10重量份低分子量聚乙烯和2重量份TiO2，大致等同于40％UHMWPE、50％低分子量聚乙烯和10％TiO2；实施例6中，8重量份UHMWPE(分子量＝3×106)、9重量份低分子量聚乙烯和2重量份TiO2，大致等同于42％UHMWPE、47％低分子量聚乙烯和11％TiO2；实施例7中，4重量份UHMWPE(分子量＝3×106)、5重量份低分子量聚乙烯和6重量份TiO2，大致等同于27％UHMWPE、33％低分子量聚乙烯和40％TiO2；实施例8中，4重量份UHMWPE(分子量＝3×106)、4重量份低分子量聚乙烯和6重量份TiO2，大致等同于29％UHMWPE、29％低分子量聚乙烯和42％TiO2；实施例9中，1重量份UHMWPE(分子量＝3×106)、0重量份低分子量聚乙烯和6重量份TiO2，大致等同于14％UHMWPE、0％低分子量聚乙烯和86％TiO2，(注意实施例4仅用作对照，不包含在权利要求内)在其他实施方式中，可以高密度聚乙烯、或者两或三种超高分子量聚乙烯(分子量不同)和高密度聚乙烯的混合物、或者其他聚烯烃、聚烯烃共聚物或其衍生物代替超高分子量聚乙烯，并可以其它合适和性能提高的稳定金属氧化物填料代替TiO2填料。
尽管本发明已参照其具体实施方式
作出详细描述，但是很显然本领域的技术人员能从中做出各种改变和修改，而不离开其精神和范围。
权利要求书(按照条约第19条的修改)1.一种电池隔膜，其包括厚度为5至175μm、孔隙率在30％和95％之间的微孔膜，所述微孔膜由85重量％和95重量％之间的最低平均分子量为1×106的UHMW聚乙烯、以及5重量％和15重量％之间的平均粒径在0.001μm和1μm之间的TiO2微粒填料构成。
2.一种电池隔膜，其包括厚度为5至175μm、孔隙率在30％和95％之间的微孔膜，所述微孔膜由85重量％和95重量％之间的最低平均分子量为1×106的UHMW聚乙烯、以及5重量％和15重量％之间的平均粒径在0.001μm和1μm之间的TiO2微粒填料组成。
3.根据权利要求1或2所述的电池隔膜，其具有1秒/10立方厘米和100秒/10立方厘米之间的空气渗透率。
4.根据权利要求1、2或3所述的电池隔膜，其具有不低于200℃的熔体完整性。
5.根据权利要求1、2或3所述的电池隔膜，其还具有约138℃的断路温度。
6.根据权利要求1、2或3所述的电池隔膜，其还具有超过300克/25μm的耐刺穿性。
7.根据权利要求1、2或3所述的电池隔膜，其在纵向和横向两个方向上还具有不超过10％的热收缩性。
8.根据权利要求1、2或3所述的膜，其中所述膜包括表面，所述表面以选自(a)润湿剂和(b)亲水接枝剂的物质进行处理。
9.根据权利要求1、2或3所述的电池隔膜，其中所述隔膜具有0.01μm和1μm之间的平均孔径。
权利要求
1.一种电池隔膜，其包括厚度为5至175μm、孔隙率在30％和95％之间的微孔膜，所述微孔膜由85重量％和95重量％之间的最低平均分子量为1×106的UHMW聚乙烯、以及5重量％和15重量％之间的平均粒径在0.001μm和1μm之间的TiO2微粒填料构成。
2.一种电池隔膜，其包括厚度为5至175μm、孔隙率在30％和95％之间的微孔膜，所述微孔膜由85重量％和95重量％之间的最低平均分子量为1×106的UHMW聚乙烯、以及5重量％和15重量％之间的平均粒径在0.001μm和1μm之间的TiO2微粒填料组成。
3.根据权利要求1或2或3所述的电池隔膜，其具有1秒/10立方厘米和100秒/10立方厘米之间的空气渗透率。
4.根据权利要求1、2或3所述的电池隔膜，其具有不低于200℃的熔体完整性。
5.根据权利要求1、2或3所述的电池隔膜，其还具有约138℃的断路温度。
6.根据权利要求1、2或3所述的电池隔膜，其还具有超过300克/25μm的耐刺穿性。
7.根据权利要求1、2或3所述的电池隔膜，其在纵向和横向两个方向上还具有不超过10％的热收缩性。
8.根据权利要求1、2或3所述的膜，其中所述膜包括表面，所述表面以选自(a)润湿剂和(b)亲水接枝剂的物质进行处理。
9.根据权利要求1、2或3所述的电池隔膜，其中所述隔膜具有0.01μm和1μm之间的平均孔径。
全文摘要
本发明涉及适用于锂电池的改进的隔膜系统。本发明提供具有极高空气渗透率、低断路温度和高完整性的微孔隔膜。该隔膜包含UHMV聚乙烯和氧化钛(TiO
文档编号H01M2/16GK1954447SQ200580015339
公开日2007年4月25日 申请日期2005年5月6日 优先权日2004年5月12日
发明者加林·萨米伊, 阿巴斯·萨米伊 申请人:加林·萨米伊, 阿巴斯·萨米伊