制造隔膜的方法和隔膜、以及使用其的电池的制作方法

制造隔膜的方法和隔膜、以及使用其的电池的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种制造用于电化学电池的隔膜的方法和通过所述方法制造的隔膜。 此外，本发明设及包含所述隔膜的电化学电池。
【背景技术】
[0002] 电化学电池的隔膜（separator)是指在电池中将阴极和阳极彼此隔开同时维持 离子电导性，由此使得能够将电池充电/放电的中间膜。
[0003] 最近，随着追求电化学电池的轻重量和小型化W改进电子设备的便携性的趋势， 需要用于电动车辆的大功率大容量电池。因此，用于电池的隔膜需具有减少的厚度和重量 W及在热和高张力下的极好尺寸稳定性W便改进大容量电池的生产率。此外，最近隔膜需 要不仅具有渗透率和耐热收缩性，而且具有增加电池寿命（如循环特征）的特性，或改进电 池生产率（如注入电解质）的特性。
[0004]在电池的制造中，卷绕方法花费大量时间且必须在高速下进行W改进电池的生产 率。为了防止因在高速卷绕期间隔膜破裂所致的方法失败，已经进行各种研究W产生具有 高抗张强度的隔膜。
[0005] 作为改进隔膜的抗张强度的众所周知技术的一个实例，韩国专利公开第 10-0943235号公开一种其中分子量调节在特定高水平下的高密度聚乙締组成物用于制造 隔膜的基底膜，由此提供具有增强物理强度的隔膜的方法。但是，运一方法有基底膜的组分 限于特定材料的限制，并且还有所述方法无法应用到各种基底膜的问题。此外，运一方法有 由于隔膜的烙融收缩率增加，尽管抗张强度增加，耐热性退化的问题。
[0006] 因此，需要一种基于物理途径可W增加隔膜的抗张强度W便应用到各种基底膜， 而非如在相关技术中简单地改变基底膜的化学组成来增加抗张强度的方法，并且需要发展 一种具有高抗张强度和低烙融收缩率W提供良好耐热性的隔膜。

【发明内容】

[0007]技术问题
[0008]本发明的一个方面是一种制造隔膜的方法，可W通过调节拉伸方法改进隔膜的抗 张强度同时减少烙融收缩率。
[0009]本发明的另一个方面是提供一种隔膜，通过改进抗张强度同时维持低烙融收缩率 使所述隔膜不仅具有良好卷绕可加工性而且具有良好热稳定性。
[0010] 本发明的另一个方面是提供一种电化学电池，所述电化学电池使用展示高抗张强 度和低烙融收缩率的隔膜W展示增强的尺寸稳定性。
[0011] 技术解决方案
[0012] 本发明的例示性实施例通过在制造隔膜的方法中调节拉伸方法提供一种具有高 抗张强度和低烙融收缩率的隔膜。
[0013]确切地说，根据本发明的一个方面，提供一种聚締控隔膜，其中根据TMA测量，隔 膜的横向方向烙融收缩率化）与其加工方向烙融收缩率（a)的比率化/a)是I. 2或小于1. 2。
[0014] 根据本发明的另一个方面，提供一种制造聚締控隔膜的方法，其包含：使隔膜经受 加工方向拉伸和横向方向拉伸，并且使隔膜经受横向弛豫W从经受横向方向拉伸的隔膜移 出应力，其中横向方向拉伸包括一级横向方向拉伸和二级横向方向拉伸，进行横向方向拉 伸W使得经受二级横向方向拉伸的隔膜的横向宽度是1.IL或大于1.比，并且进行横向弛 豫W使得经受横向弛豫的隔膜的横向宽度是0. 9L到小于1. 3U其中L是经受一级横向方向 拉伸的隔膜的横向宽度。
[0015] 根据本发明的另一个方面，提供一种包含阴极、阳极、隔膜W及电解质的电化学电 池，其中隔膜是如本文所阐述的聚締控隔膜。
[0016] 有益效果
[0017] 根据本发明的一个示例性实施例，隔膜具有高抗张强度和低烙融收缩率，由此在 使用隔膜中保证极好的卷绕可加工性同时展示极好的热稳定性。
【附图说明】
[0018] 图1是说明根据本发明的一个示例性实施例依次制造隔膜的方法的图。
【具体实施方式】
[0019] 在下文中将详细描述本发明的示例性实施例。所属领域的技术人员显而易知的细 节描述将被省略。
[0020] 根据本发明的一个示例性实施例制造隔膜的方法将参看图1更详细地描述。图1 是说明根据本发明的一个示例性实施例依次制造隔膜的方法的图。
[0021] 参看图1，根据示例性实施例的制造隔膜的方法包含：将基底膜组成物和稀释 剂引入到挤压机中，随后挤压；将具有凝胶相的挤压产物铸造成薄片；使薄片在加工方向 (MD)上经受MD拉伸；使薄片在横向方向（TD)上经受一次一级TD拉伸；从经受一级横向方 向拉伸的薄片萃取稀释剂，随后干燥薄片；通过二级横向方向拉伸和横向弛豫使干燥薄片 经受热定型。所述方法可能还包含卷绕经受热定型的薄片。根据示例性实施例的制造隔膜 的方法可W通过调节拉伸方法提供具有高抗张强度和低烙融收缩率的隔膜。 阳0。] 挤床巧镑推方法
[0023] 使包含聚締控树脂和稀释剂的组成物依次经受烙融捏合、挤压W及冷却W形成固 化薄片。可W使用所属领域中众所周知的任何方法作为烙融捏合包含聚締控树脂和稀释剂 的组成物的方法。
[0024] 确切地说，聚締控树脂和稀释剂可W在100°C到250°C的溫度下烙融捏合，并且在 150°C到250°C的溫度下在双螺杆挤压机中经受挤压，随后使用压延漉在20°C到80°C下冷 却或使用从气刀喷射的冷气强制冷却W使膜结晶，由此形成固化薄片。从气刀喷射的冷气 的溫度可W是-20°C到80°C。
[00巧]聚締控树脂可W包含至少一种或两种由W下所构成的族群中选出的物质：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、线性低密度聚乙締、聚丙 締、高结晶度聚丙締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/摩尔到9X10 5克/摩尔，例如3X10 5克/摩尔到6X10 5克/摩尔。超 高分子量聚乙締的粘度平均分子量可W是9XIO5克/摩尔或大于9X10 5克/摩尔，尤其 9X105克/摩尔到5X10 6克/摩尔。举例来说，高密度聚乙締可W单独使用，超高分子量 聚乙締可W单独使用，或高密度聚乙締和超高分子量聚乙締两种可W组合使用。更确切 地说，W聚合物树脂的重量计，超高分子量聚乙締可W30重量％或小于30重量％的量使 用。举例来说，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 /摩尔到9X1〇5克/摩尔的高密度聚乙締和30重量％或小于30重量％的粘度平均分子 量是9X1〇5克/摩尔或大于9X10 5克/摩尔的超高分子量聚乙締的聚合物树脂。聚合物 树脂在制造高强度隔膜中是有利的。此外，当使用两种类别的聚合物树脂时，运些树脂可 W使用至少一种由亨舍尔混合器、班布里混合器W及行星混合器所构成的族群中选出的混 合器混合。除聚締控树脂W外的树脂的实例可W包含（但不限于）聚酷胺任olyamide， PA)、聚对苯二甲酸下二醋（Polybut}denetere地thalate，PBT)、聚对苯二甲酸乙二醋 (Polyethyleneterephthalate，PET)、聚氯S氣乙締(PolychlorotrifIuoroethylene, PCT阳）、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)、聚讽任olysulfone，PSF〇W及聚酸酷亚胺（Polyetherimide，PEI)。 运些树脂可W单独或W其两种W上的组合形式使用。
[0026] 此外，包含聚締控树脂和稀释剂的组成物可W还包含无机材料。无机材料的实例 可W包含（但不限于）氧化侣、碳酸巧、二氧化娃、硫酸领W及滑石，并且运些无机材料可W 单独或W其两种W上的混合物形式使用。
[0027] 稀释剂不特别受限制并且可W是任何可W在挤压溫度下与聚締控树脂（或聚締 控树脂和除聚締控树脂外的树脂的混合物）形成单相的有机化合物。稀释剂的实例可W包 含（但不限于）脂肪族或环状控，如壬烧（nonan)、癸烧（decane)、十氨化糞（decalin)、流 体石蜡如液体石蜡化iquid paraffin, LP)(或石蜡油）W及固体石蜡；邻苯二甲酸醋，如 邻苯二甲酸二下醋（dibut}d地thalate)、邻苯二甲酸二辛醋（dioct}d地thalate) ;Ci〇至Ij 〔2。脂肪酸，如栋桐酸（palmitic acid)、硬脂酸（stearic acid)、油酸（oleic acid)、亚麻 油酸（1：[11016；[03(31(1)^及次亚麻油酸（1；[]1〇16]1；[。3(31(1)拟及(：1。到〔2。脂肪醇，如栋桐 醇、硬脂酸醇W及油醇。运些化合物可W单独或W其两种W上的组合形式使用。
[0028] 举例来说，稀释剂可W是流体石蜡。因为液体石蜡对人类无害，具有高沸点和低含 量的挥发性组分，液体石蜡在湿法中适用作稀释剂。W包含聚締控树脂和稀释剂的组成物 的总重量计，稀释剂可W20重量％到90重量％，尤其30重量％到90重量％的量存在。 阳0巧] 物伸方法（MD物伸巧一级TD物伸）
[0030] 接着，拉伸固化薄片。在根据本发明的示例性实施例制造隔膜的方法中，因为在萃 取稀释剂之前进行拉伸方法，由于稀释剂软化聚締控，拉伸方法可W较容易地进行，由此改 进生产率。此外，薄片的厚度通过拉伸降低，由此允许在拉伸之后从薄片容易移除稀释剂。
[0031] 确切地说，固化薄片可W在加工方向