少,電池 內(nèi)難以產(chǎn)生耐氧化性能變差的部分,電池性能良好。如果存在一定程度的聚丙烯濃度較高 的部分,則容易改善耐氧化性。鑒于這些結(jié)果可以判斷,適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)化PP/PE分布對(duì)于改善 聚烯烴微多孔膜的耐氧化性而言是必需的。
[0100] 如上所述,本發(fā)明的聚烯烴微多孔膜在第一微多孔層中,在面內(nèi)方向上具有均勻 的PP分布,因此耐氧化性優(yōu)異。再者,聚丙烯的含有率較少,小于5重量百分比時(shí),可以抑 制因聚丙烯導(dǎo)致的物性降低,透過性、強(qiáng)度以及電解液吸收性優(yōu)異,故優(yōu)選。因此,用作鋰離 子電池用隔膜時(shí),可以分別實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的電池生產(chǎn)性、安全性、電池循環(huán)特性。
[0101] (2)透氣度(秒 /100cm3/20μL?) 將本發(fā)明的聚烯烴微多孔膜的膜厚換算為20μπι時(shí)的透氣度(Gurley值)上限優(yōu)選 為700秒/100cm3,更優(yōu)選為600秒/100cm3,進(jìn)一步優(yōu)選為550秒/100cm3。將本發(fā)明的 聚烯烴微多孔膜的膜厚換算為20μm時(shí)的透氣度下限優(yōu)選為20秒/100cm3,更優(yōu)選為100 秒/100cm3。若透氣度為該范圍,則在將聚烯烴微多孔膜用作電池隔膜時(shí)電池容量較大,電 池的循環(huán)特性也較良好,電池內(nèi)部溫度上升時(shí)可以充分地進(jìn)行關(guān)閉,另一方面,在用于電池 的情況下,充放電時(shí)電阻值難以升高,平均電化學(xué)穩(wěn)定性良好。另外,透氣度是依據(jù)JISP 8117測定,并將膜厚換算為20μm而求得的數(shù)值。
[0102] ⑶空孔率(% ) 本發(fā)明的聚烯烴微多孔膜的空孔率優(yōu)選為25~80%,更優(yōu)選為30~50%。如果空孔 率在上述范圍內(nèi),則將聚烯烴微多孔膜用作電池隔膜時(shí)的透過性和強(qiáng)度適當(dāng),可以抑制電 極短路??湛茁适歉鶕?jù)稱重法測定的數(shù)值。 空孔率(% ) = 100X(w2 -wl)/w2wl:微多孔膜的實(shí)際重量 w2:具有相同大小及厚度的、(相同聚合物的)同等非多孔性膜的重量
[0103] (4)穿刺強(qiáng)度(mN/20ym) 穿刺強(qiáng)度是使用直徑為lmm(〇. 5_R)的針,以2mm/sec的速度對(duì)聚稀經(jīng)微多孔膜進(jìn)行 穿刺,測定穿刺時(shí)的最大載荷值,并將膜厚換算為20μm而求出的數(shù)值。將本發(fā)明的聚烯烴 微多孔膜的膜厚換算為20μm時(shí)的穿刺強(qiáng)度優(yōu)選為2,OOOmN以上,更優(yōu)選為4,OOOmN以上, 進(jìn)一步優(yōu)選為5,OOOrnN以上。如果穿刺強(qiáng)度為2, 000mN/20μm以上,則在將聚烯烴微多孔 膜作為電池用隔膜組入到電池中時(shí),可以有效地抑制電極短路。
[0104] (5)拉伸斷裂強(qiáng)度(kPa) 本發(fā)明的聚烯烴微多孔膜的拉伸斷裂強(qiáng)度在MD方向以及TD方向的任一方向上均為 60,OOOkPa以上,更優(yōu)選為80,OOOkPa以上,進(jìn)一步優(yōu)選為100,OOOkPa以上。由于拉伸斷裂 強(qiáng)度在60,OOOkPa以上,從而容易防止電池制造時(shí)破膜。拉伸斷裂強(qiáng)度是使用寬10mm的長 方形試片,依據(jù)ASTMD882測定的數(shù)值。
[0105] (6)拉伸斷裂伸長率(% ) 本發(fā)明的聚烯烴微多孔膜的拉伸斷裂伸長率在MD方向以及TD方向的任一方向上均優(yōu) 選為80%以上,更優(yōu)選為100%以上。借此,容易防止電池制造時(shí)破膜。拉伸斷裂伸長率是 使用寬l〇mm的長方形試片,依據(jù)ASTMD882測定的數(shù)值。
[0106] (7)熱收縮率(% ) 本發(fā)明的聚烯烴微多孔膜在l〇5°C的溫度下曝露8小時(shí)后,在MD方向以及TD方向上 熱收縮率均優(yōu)選為10 %以下,更優(yōu)選為8 %以下,進(jìn)一步優(yōu)選為6 %以下。如果熱收縮率為 10%以下,則在將聚烯烴微多孔膜用作鋰電池用隔膜時(shí),在發(fā)熱時(shí)隔膜端部會(huì)收縮,電極發(fā) 生短路的可能性降低。
[0107] 熱收縮率是將聚烯烴微多孔膜在105°C下曝露8小時(shí),分別對(duì)此時(shí)MD方向以及TD 方向的熱收縮率各測定3次,分別計(jì)算平均值而求得的數(shù)值。熱收縮率用以下公式表示。 熱收縮率(% ) = 100X(加熱前的長度一加熱后的長度)/加熱前的長度
[0108] (8)關(guān)閉溫度 本發(fā)明的聚烯烴微多孔膜的關(guān)閉溫度為132°C以下,更優(yōu)選為128°C以下,進(jìn)一步優(yōu)選 為126°C以下。另外,關(guān)閉溫度根據(jù)國際公開第2007/052663號(hào)所公開的方法進(jìn)行測定。依 據(jù)該方法,將聚烯烴微多孔膜曝露于30°C的氣體環(huán)境中,按5°C/分鐘的速度升溫,在此期 間測定膜的透氣度。聚烯烴微多孔膜的關(guān)閉溫度定義為,聚烯烴微多孔膜的透氣度(Gurley值)首次超過100, 〇〇〇秒/l〇〇cm3時(shí)的溫度。使用透氣度儀(旭精工株式會(huì)社制,EG0-1T), 依據(jù)JISP8117測定聚烯烴微多孔膜的透氣度。
[0109] (9)電解液注液性 本發(fā)明的聚烯烴微多孔膜的電解液注液性為20秒以下。更優(yōu)選為10秒以下,尤其優(yōu) 選為5秒以下。根據(jù)碳酸丙烯酯的滲透時(shí)間,評(píng)估電解液注液性。將50mmX50mm的樣品放 置在玻璃板上,從距離樣品約2cm的上方滴注0. 5ml碳酸丙烯酯,從滴注結(jié)束開始計(jì)量時(shí) 間。在滴注剛結(jié)束時(shí),由于表面張力,碳酸丙烯酯在膜上涌起,但隨著時(shí)間的流逝,滴注的碳 酸丙烯酯逐漸滲透。在膜上的碳酸丙烯酯全部透過時(shí)停止計(jì)量時(shí)間,記做滲透時(shí)間。將滲 透時(shí)間為20秒以下設(shè)為良好,大于20秒且在50秒以下設(shè)為稍稍良好,超過50秒的設(shè)為不 適當(dāng)。
[0110] (10)平均電化學(xué)穩(wěn)定性(泄漏電流值)(mAh) 為了測定電化學(xué)穩(wěn)定性,將具有70mm長度(MD)以及60mm寬度(TD)的膜配置在面積 和膜相同的負(fù)極與正極之間。負(fù)極為天然石墨制,正極為LiCoOjij。在碳酸乙烯酯(EC)和 碳酸二甲酯(DMC) (3/7,V/V)的混合物中,將LiPF6制成1M溶液,使之溶解,從而配制電解 質(zhì)。使電解質(zhì)含浸于負(fù)極與正極之間的區(qū)域的膜中,完成電池制作。
[0111] 接著,將電池曝露于60°C的溫度下28天,同時(shí)曝露于4. 3V的外加電壓中。將"電 化學(xué)穩(wěn)定性"這一術(shù)語定義為28天內(nèi)在電壓源和電池之間流動(dòng)的累計(jì)電流(mAh)。在同一 條件下對(duì)3個(gè)電池測定電化學(xué)穩(wěn)定性(由3個(gè)相同條件的膜試樣制作3個(gè)相同條件的電 池)。平均電化學(xué)穩(wěn)定性(泄漏電流值)是指所測定的3個(gè)電池電化學(xué)穩(wěn)定性的平均(算 術(shù)平均)值。
[0112] 電化學(xué)穩(wěn)定性是指將膜用作在保管或使用期間會(huì)曝露于相對(duì)較高溫度下的電池 內(nèi)的隔膜時(shí),與膜的耐氧化性相關(guān)聯(lián)的膜特性。電化學(xué)穩(wěn)定性以mAh為單位,一般期望其為 更低值(表示高溫下保管或者過充電期間綜合充電損失更少)。為了使電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力 電動(dòng)汽車運(yùn)行而啟動(dòng)動(dòng)力機(jī)構(gòu)或者向該動(dòng)力機(jī)構(gòu)供電而使用的電池等汽車用電池以及電 動(dòng)工具用電池用于相對(duì)較高輸出、大容量的用途,因此,即便是電池用隔膜的電化學(xué)不穩(wěn)定 性導(dǎo)致的自放電損失等電池容量較小的損失,也會(huì)發(fā)生嚴(yán)重問題。本發(fā)明的聚烯烴微多孔 膜的平均電化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)選為45.OmAh以下,尤其優(yōu)選為35.OmAh以下。"大容量"電池這 一術(shù)語通常是指可以供應(yīng)例如2.OAh~3. 6Ah等1安培小時(shí)(lAh)以上的電池。
[0113] (11)膜厚 在用作例如電池用隔膜時(shí),本發(fā)明的聚烯烴微多孔膜的膜厚優(yōu)選為5~50μπι,更優(yōu) 選為5~35μm,進(jìn)一步優(yōu)選為10~25μm。膜厚的測定方法可以是接觸式厚度測定方 法,也可以是非接觸式厚度測定方法。例如,可以使用接觸式厚度計(jì),于縱向間隔1.0cm,對(duì) 10. 〇cm的寬度進(jìn)行測定,接著,計(jì)算出平均值,從而獲得膜厚。作為接觸式厚度計(jì),較為適宜 的是例如株式會(huì)社Mitutoyo制LITEMATIC等厚度計(jì)。
[0114] 本發(fā)明的聚烯烴微多孔膜由3層以上微多孔層構(gòu)成時(shí),優(yōu)選兩表層的厚度之和 T(A)與配置于兩表層間的各層厚度的合計(jì)T(B)滿足式1的關(guān)系。 60 ^T(A) /(T(A)+T(B))X100.....(式 1) 通過滿足式1的關(guān)系,可以獲得更低關(guān)閉溫度方面優(yōu)異的聚烯烴微多孔膜。更優(yōu)選滿 足式2的關(guān)系。 60 ^T(A) /(T(A)+T(B))X100 < 90.....(式 2) 通過滿足式2的關(guān)系,可以獲得強(qiáng)度及透過性的均衡性優(yōu)異,低關(guān)閉溫度方面更加優(yōu) 異的聚烯烴微多孔膜。 此外,進(jìn)一步優(yōu)選滿足式3的關(guān)系。 60 ^T(A) /(T(A)+T(B))X100 < 85.....(式 3)
[0115] (12)外觀 通過目測/多點(diǎn)膜厚測定對(duì)膜的外觀進(jìn)行評(píng)估。對(duì)于目測厚度變動(dòng)較小者,設(shè)為"良 好"。在多點(diǎn)膜厚測定中,"良好"相當(dāng)于膜厚變動(dòng)小于5微米的情況。 (13)熔點(diǎn) 依據(jù)JISK7122,按照以下步驟測定樹脂的熔點(diǎn)。即,將樹脂樣品靜置于差示掃描量 熱儀(PerkinElmer,Inc.制,DSC-System7型)的樣品架內(nèi),在氮?dú)猸h(huán)境中以230°C熱處理 10分鐘,以l〇°C/分鐘冷卻至40°C后,在40°C下保持2分鐘,然后以10°C/分鐘的速度加 熱至230°C。將達(dá)到最大吸熱量時(shí)的溫度(峰值溫度)設(shè)為熔點(diǎn)。
[0116] [4]電池等 如上所述,本發(fā)明的聚烯烴微多孔膜耐氧化性及電解液注液性優(yōu)異,作為電池反復(fù)充 放電后也不容易發(fā)黑等,透過性及強(qiáng)度均衡性優(yōu)異,因此尤其適宜用作電池用隔膜。
[0117] 由本發(fā)明的聚烯烴微多孔膜構(gòu)成的隔膜可以用于電池及雙電層電容器。使用該隔 膜的電池/電容器種類并無特別限制,但尤其適用于鋰二次電池/鋰離子電容器的用途。在 使用由本發(fā)明的聚烯烴微多孔膜構(gòu)成的隔膜的鋰二次電池/電容器中,使用眾所周知的電 極及電解液即可。此外,使用由本發(fā)明的聚烯烴微多孔膜構(gòu)成的隔膜的鋰二次電池/電容 器結(jié)構(gòu)可以為眾所周知的結(jié)構(gòu)。 實(shí)施例
[0118] 根據(jù)以下實(shí)施例,進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明,但本發(fā)明并不限定于這些示例。另外, 聚烯烴微多孔膜的各項(xiàng)物性按照上述方法得出。
[0119] 實(shí)施例1 (1)第一聚烯烴溶液的配制 通過干混配制第一聚烯烴組合物,相對(duì)于第一聚烯烴組合物的總重量,包含(a)Mw為 2.0X106的HDPE(Mw/Mn:8,熔點(diǎn):136°C)20重量百分比、(b)Mw為2.5X105的HDPE(Mw/Mn: 8. 6,末端乙烯基濃度為0. 1個(gè)/每10000個(gè)碳原子,熔點(diǎn):134°C)57重量百分比、(c)Mw為 1.8X104的HDPE(Mw/Mn:2.6,熔點(diǎn):123°C)20重量百分比、以及(d)Mw為9.7X104的聚丙 烯(Mw/Mn:2. 6,熔點(diǎn):155°C)3重量百分比。相對(duì)于第一聚烯烴組合物每100重量份,干混 0.2重量份四[亞甲基-3-(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基)-丙酸酯]甲烷作為抗氧化劑,配 制第一聚烯烴樹脂。
[0120] 將25重量份的第一聚烯烴樹脂供應(yīng)到強(qiáng)混煉雙螺桿擠出機(jī)中,從側(cè)面進(jìn)料器將 75重量份的液體石蠟(40°C、50cSt)供應(yīng)到雙螺桿擠出機(jī)中。以210°C、200rpm進(jìn)行熔融混 煉,配制第一聚烯烴溶液。