电池隔板、锂电池及二次锂电池的制作方法

本公开或发明涉及新型或改进的膜层、膜或隔膜，包含这种膜的电池隔板，和/或相关方法。根据至少选定的实施方式，本公开或发明涉及新型或改进的多孔膜或隔膜，包含这种膜的电池隔板，和/或相关方法。根据至少某些实施方式，本公开内容或发明涉及新型或改进的微孔膜或隔膜、微层膜、包括一个或多个微层膜的多层膜，包含这种膜的电池隔膜，和/或相关方法。根据至少某些选定的实施方式，本公开或发明涉及具有一个或多个新型或改进的外层和/或内层的微孔膜或隔膜，具有外层和内层的微层膜、多层微孔膜或隔膜，其中一些所述层通过共挤出形成，并且所有这些层被层压在一起以形成新的、优化的或改进的膜或隔膜。在一些实施方式中，某些层包含均聚物、共聚物和/或聚合物共混物。本发明还涉及制造这种膜、隔膜或隔板的方法，和/或使用这种膜、隔膜或隔板的方法，例如作为锂电池隔板。根据至少选定的实施方式，本技术或发明涉及新型或改进的多层和/或微层多孔或微孔膜、隔膜、隔板、复合材料、电化学装置、电池，制造这种膜、隔板、复合材料、装置和/或电池的方法。根据至少某些选定的实施方式，本发明涉及新颖或改进的隔膜，其为多层，其中，所述多层结构的一层或多层在多层或微层共挤出模具中生产，使用一个或多个挤出机给模具喂料。所述改进的膜、隔膜或隔板可以优选地表现出改善的关断、改进的强度、改进的介质穿强度和/或减小的分裂倾向。

背景技术：

1、在美国专利no.6,602,593中讨论了减少微孔电池隔膜中分裂的方法，以及特定的抗分裂或抗撕裂微孔膜。该专利尤其描述了一种方法，该方法包括通过吹膜法挤出薄膜前体，并且在吹膜挤出期间使用至少约1.5的吹胀比(bur)。

2、包括美国专利no.8,795,565在内，描述了一种双轴拉伸技术，其涉及具有受控的md松弛处理步骤的干法前体膜的md和td拉伸。双轴拉伸的膜，例如在专利no.8,795,565的图1-3中所示的膜，可能具有一些减小的分裂或撕裂。当使用穿刺强度测试方法对双轴拉伸的微孔膜进行强度测试时，测试样品穿刺部位可以是圆孔而不是细长裂缝。

3、包括美国专利号no.8,486,556在内，公开了具有增强的强度的多层电池隔膜。使用具有一定熔体流动指数的高分子量聚丙烯树脂来生产专利no.8,486,556中描述的多层隔板。

4、还介了湿法微孔电池隔膜，其通常也是单轴或双轴拉伸的，并且可具有均衡的md和td强度性能。使用湿法工艺生产的微孔膜的实例在美国专利no.6,666,969、no.5,051,183、no.6,096,213和no.6,153,133中公开。

5、制造微孔多层膜的各种已知方法(例如用作电池隔膜)包括将多于一层的单层前体层合或粘合在一起，或者使用共挤出模具同时共挤出多于一层的膜。上述方法可能不能充分地优化强度和/或性能特性的平衡以用于诸如某些一次和/或二次电池，例如锂离子可再充电电池的应用中。

6、因此，需要一种新型或改进的共挤出或层压多层微孔膜、基膜或电池隔板，其具有各种改进，例如改进的拉伸强度和改进的介质击穿强度。

技术实现思路

1、根据至少选定的实施方式，本技术或发明可以解决上述需求或问题，可以满足对具有各种改进例如改进的拉伸强度和改进的介质击穿强度的新型或改进的共挤出或层压的多层多孔、大孔、中孔、微孔或纳米多孔膜、基膜或电池隔板的需要，和/或可以提供新的或改进的共挤出和/或层压、多层和/或多微层(或多层纳米层状)微孔膜、基膜或电池隔板，其可能优选具有各种改进，例如改善的关断性、机械强度、孔隙率、渗透性、分裂性(分裂减少)、拉伸强度、抗氧化性、粘附性、润湿性和/或介质击穿强度，和/或提供新型或改进的膜层，膜或隔膜，包括这种膜的电池隔膜和/或相关方法。根据至少选定的实施方式，本公开或发明涉及新型或改进的多孔膜或隔膜，包括这种膜的电池隔板，和/或相关方法。根据至少某些实施方式，本公开或发明涉及新型或改进的微孔膜或隔膜、微层膜、包括一个或多个微层膜的多层膜，包括这种膜的电池隔板，和/或相关方法。根据至少某些选定的实施方式，本公开或发明涉及具有一个或多个新型或改进的外层和/或内层的微孔膜或隔膜，具有外层和内层的微层膜、多层微孔膜或隔膜，其中一些所述层通过共挤出形成，并且所有这些层被层压在一起以形成新的、优化的或改进的膜或隔膜。在一些实施方式中，某些层包含均聚物，共聚物和/或聚合物共混物。本发明还涉及制造这种膜、隔膜或隔板的方法，和/或使用这种膜、隔膜或隔板的方法，例如作为锂电池隔膜。根据至少选定的实施方式，本技术或发明涉及新型或改进的多层和/或微层多孔或微孔膜、隔膜、隔板、复合材料、电化学装置、电池，制造这种膜、隔板、复合材料，装置和/或电池的方法。根据至少某些选定的实施方式，本发明涉及新型或改进的隔膜，其为多层，其中，所述多层结构的一层或多层在多层或微层共挤出模具中生产，使用一个或多个挤出机给模具喂料(通常每个层或微层一个挤出机)。所述改进的膜、隔膜和/或隔板可以优选地表现出改善的关断，提高的强度、改进的介质击穿强度和/或减小的分裂倾向。

2、根据至少某些实施方式，本技术或发明可以解决上述需要或问题和/或可以提供新型或改进的多孔膜或基材、隔膜、隔板、复合材料、电化学装置、电池，制造这种膜或基材、隔板和/或电池的方法，和/或使用这种膜或基材、隔板和/或电池的方法。根据至少某些实施方式，本发明的电池隔板可以包括一个或多个共挤出的多层膜，其由相同和/或不同的聚合物或共聚物层压或粘附到另一膜上。例如但不限于，在某些实施方式中，本发明的电池隔板可以包含至少两层共挤出的相同和/或不同聚合物或共聚物的多层膜，所述聚合物或共聚物彼此层压或粘附或者层压或粘附到另一聚合物膜(类似和/或不同的聚合物或共聚物的单层或多层膜)。例如，一个实施方式中的电池隔膜可以包括但不限于聚乙烯/聚乙烯/聚乙烯(pe/pe/pe)共挤出三层膜，其层压至聚丙烯(pp)单层，并且在一些实施方式中，可以进一步层压到另一pe/pe/pe共挤出三层膜以形成以下结构：[pe/pe/pe]/pp/[pe/pe/pe]或[pe/pe/pe]/pp或pp/[pe/pe/pe]/pp或[pe/pe/pe]/pp/pp或[pe/pe/pe]/[pe/pe/pe]/pp或其他多层结构，其中，每个单独的共挤出聚合物层的厚度优选为微米或纳米(微层或纳米层)。在其他实施方式中，可以将pe/pe/pe共挤出三层膜层压到共挤出pp/pp/pp三层膜上，并且在一些实施方式中，进一步层压到另一pe/pe/pe或pp/pp/pp共挤出的三层膜以形成以下结构：[pe/pe/pe]/[pp/pp/pp]/[pe/pe/pe]或[pp/pp/pp]/[pe/pe/pe]/[pp/pp/pp]或[pe/pe/pe]/[pp/pp/pp]或[pe/pe/pe]/[pe/pe/pe]/[pp/pp/pp]或[pe/pe/pe]/[pp/pp/pp]/[pp/pp/pp]或其他多层结构，其中，每个单独的共挤出聚合物层的厚度优选为微米或纳米(微层或纳米层)。在还有其他实施方式中，可以将pp/pe/pp或pp/pp/pp或pe/pe/pe或pe/pp/pe或pp/pp/pe或pe/pe/pp共挤出三层膜层压到共挤出pp/pp/pp或pe/pe/pe或pp/pe/pp或pe/pp/pe或pp/pp/pe或pe/pe/pp三层膜，并且在一些实施方式中，进一步层压到另一pp/pp/pp或pe/pe/pe或pp/pe/pp或pe/pp/pe或pp/pp/pe或pe/pe/pp共挤出三层膜以形成以下结构：[pp/pe/pp]/[pp/pp/pp]/[pe/pe/pe]或

3、[pp/pe/pp]/[pe/pe/pe]/[pp/pp/pp]或[pp/pp/pp]/[pe/pe/pe]/[pp/pp/pp]或[pp/pe/pp]/[pp/pe/pp]/[pp/pe/pp]或[pe/pe/pe]/[pe/pe/pe]/[pe/pe/pe]或[pe/pe/pe]/[pe/pe/pe]或[pe/pe/pe]/[pp/pp/pp]或[pp/pp/pp]/[pp/pp/pp]或[pp/pp/pp]/[pp/pp/pp]/[pp/pp/pp]或[pe/pe/pe]/[pe/pe/pe]/[pp/pp/pp]或[pp/pp/pp]/[pp/pp/pp]/[pe/pe/pe]或[pe/pe/pp]/[pp/pp/pp]或[pp/pp/pp]/[pp/pp/pe]或[pe/pp/pp]/[pp/pp/pp]/[pp/pp/pe]或[pe/pe/pp]/[pp/pe/pe]或[pp/pp/pp]/[pp/pp/pp]/[pp/pe/pe]或其他组合或多层结构，其中，每个单独的共挤出聚合物层优选厚度为微米或纳米(微层或纳米层)。在另一些其他实施方式中，可以将pp/pe/pp或pp/pp/pp或pe/pe/pe或pe/pp/pe或pe/pp/pp或pe/pe/pp或pp+pe/pp/pp或pp+pe/pp/pp+pe或pp+pe/pp+pe/pp+pe或pp+pe/pe/pe或pp+pe/pp/pe或pp+pe/pe/pp或其他pp、pe或pp+pe的共挤出三层膜层压到共挤出pp/pe/pp或pp/pp/pp或pe/pe/pe或pe/pp/pe或pe/pp/pp或pe/pe/pp或pp+pe/pp/pp或pp+pe/pp/pp+pe或pp+pe/pp+pe/pp+pe或pp+pe/pe/pe或pp+pe/pp/pe或pp+pe/pe/pp或其他pp、pe或pp+pe的三层膜，并且在一些实施方式中，进一步层压到另一pp/pe/pp或pp/pp/pp或pe/pe/pe或pe/pp/pe或pe/pp/pp或pe/pe/pp或pp+pe/pp/pp或pp+pe/pp/pp+pe或pp+pe/pp+pe/pp+pe或pp+pe/pe/pe或pp+pe/pp/pe或pp+pe/pe/pp或其他pp、pe或pp+pe的共挤出三层膜以形成以下结构：[pp/pe/pp]/[pp/pp/pp]或[pp/pe/pp]/[pe/pe/pe]或[pp/pp/pp]/[pe/pe/pe]或[pp/pe/pp]/[pp/pe/pp]或[pe/pe/pe]/[pe/pe/pe]或[pe/pe/pe]/[pp/pp/pp]或[pp/pp/pp]/[pp/pp/pp]或

4、[pp/pp/pp]/[pp/pp/pp]/[pp/pp/pp]或[pe/pe/pe]/[pe/pe/pe]/[pp/pp/pp]或[pp/pp/pp]/[pp/pp/pp]/[pe/pe/pe]或[pp/pe/pe]/[pe/pe/pe]或[pp/pp/pe]/[pe/pe/pe]或[pe/pp/pp]/[pp/pp/pe]或[pp+pe/pp/pp]/[pp/pp/pp+pe]或[pp/pe/pp]/[pp/pp/pp]/[pe/pe/pe]或[pp/pe/pp]/[pe/pe/pe]/[pp/pp/pp]或

5、[pp/pp/pp]/[pe/pe/pe]/[pp/pp/pp]或[pp/pe/pp]/[pp/pe/pp]/[pp/pe/pp]或[pe/pe/pe]/[pe/pe/pe]/[pe/pe/pe]或[pe/pe/pe]/[pe/pe/pe]或[pp/pp/pp]/[pp/pp/pp]/[pp/pp/pp]或[pe/pe/pe]/[pe/pe/pe]/[pp/pp/pp]或[pp/pp/pp]/[pp/pp/pp]/[pe/pe/pe]或[pp/pe/pe]/[pe/pe/pe]/[pe/pe/pp][pp/pp/pe]/[pe/pe/pe]/[pe/pp/pp]或[pe/pp/pp]/[pp/pp/pp]/[pp/pp/pe]或[pp+pe/pp/pp]/[pp/pp/pp]/[pp/pp/pp+pe]或[pp/pe/pp]/[pp/pe/pe]或[pe/pp/pe]/[pe/pp/pp]或[pe/pe/pp]/[pp/pe/pe]或[pp+pe/pp/pp]/[pp/pp/pp+pe]或[pp+pe/pp/pp+pe]/[pp+pe/pp+pe/pp+pe]或[pp+pe/pe/pe]/[pp+pe/pp/pe]或[pp+pe/pe/pe]/[pp+pe/pp/pe]/[pp+pe/pe/pp]或其他pp、pe或pp+pe层(共混物、混合物或共聚物)、微层、纳米层的组合或子组合，或其组合，或其他多层结构，其中每个单独的共挤出聚合物层优选厚度为微米或纳米(微层或纳米层)。

6、尽管某些多层聚合物膜实施方式(双层，三层，四层，五层......)可能是优选的(并且所述一层或多层、处理、材料，或者涂层(ct)和/或网、网眼、垫、织造物或非织造物(nw)可以在一个或两个侧面上或在可以包括一个或多个共挤出层或子层(cx)的多层膜(m)内加入，例如但不限于ct/m、nw/m、ct/m/cx、ct1/m/ct2、ct/cx1/cx2/nw、ct1/cx1/cx2/cx3/ct2、ct/cx1/cx2、nw/cx1/cx2、nw1/cx1/cx2/cx3/nw2、ct/nw/cx1/cx2、cx1/nw/cx2、cx1/ct/cx2，或者m、cx、ct和/或nw的组合或子组合)，但也可以设想单层或多层膜(m)或由pp、pe或pe+pp的一个或多个微层或纳米层(优选多于一个)构成的实施方式(并且可在膜(m或cx)的一侧或两侧添加一个或更多涂层(ct)和/或非织造物(nw)，例如但不限于ct/m、nw/m、ct/m/cx、ct/cx/nw、ct1/cx/ct2、nx1/cx/nw2、ct/cx/nw/ct、nw1/cx/nw2/ct、ct1/nw/cx/ct2，或者m、cx、ct和/或nw的组合或子组合)并且可以包括结构pp或pe或pe+pp或pp/pe或pp/pp或pe/pe或pp+pe/pp或pp+pe/pp+pe或pp+pe/pe或pp/pe/pp或pp/pp/pp或pe/pe/pe或pe/pp/pe或pe/pp/pp或pe/pe/pp或pp+pe/pp/pp或pp+pe/pp/pp+pe或pp+pe/pp+pe/pp+pe或pp+pe/pe/pe或pp+pe/pp/pe或pp+pe/pe/pp的共挤出膜，其可层压到一个或多个其他膜(挤出或共挤出)pp或pe或pe+pp或pp/pe或pp/pp或pe/pe或pp+pe/pp或pp+pe/pp+pe或pp+pe/pe或pp/pe/pp或pp/pp/pp或pe/pe/pe或pe/pp/pe或pe/pp/pp或pe/pe/pp或pp+pe/pp/pp或pp+pe/pp/pp+pe或pp+pe/pp+pe/pp+pe或pp+pe/pe/pe或pp+pe/pp/pe或pp+pe/pe/pp膜，并且在一些实施方式中，进一步层压到另一pp或pe或pe+pp或pp/pe或pp/pp或pe/pe或pp+pe/pp或pp+pe/pp+pe或pp+pe/pe或pp/pe/pp或pp/pp/pp或pe/pe/pe或pe/pp/pe或pe/pp/pp或pe/pe/pp或pp+pe/pp/pp或pp+pe/pp/pp+pe或pp+pe/pp+pe/pp+pe或pp+pe/pe/pe或pp+pe/pp/pe或pp+pe/pe/pp膜，以形成以下结构：pp或pe或pe+pp或pp/pe或pp/pp或pe/pe或pp+pe/pp或pp+pe/pp+pe或pp+pe/pe或[pp/pe/pp]/[pp/pp/pp]或[pp/pe/pp]/[pe/pe/pe]或[pp/pp/pp]/[pe/pe/pe]或[pp/pe/pp]/[pp/pe/pp]或[pe/pe/pe]/[pe/pe/pe]或[pe/pe/pe]/[pp/pp/pp]或[pp/pp/pp]/[pp/pp/pp]或[pp/pp/pp]/[pp/pp/pp]/[pp/pp/pp]或[pe/pe/pe]/[pe/pe/pe]/[pp/pp/pp]或

7、[pp/pp/pp]/[pp/pp/pp]/[pe/pe/pe]或[pp/pe/pe]/[pe/pe/pe]或[pp/pp/pe]/[pe/pe/pe]或

8、[pe/pp/pp]/[pp/pp/pe]或[pp+pe/pp/pp]/[pp/pp/pp+pe]或[pp/pe/pp]/[pp/pp/pp]/[pe/pe/pe]或

9、[pp/pe/pp]/[pe/pe/pe]/[pp/pp/pp]或[pp/pp/pp]/[pe/pe/pe]/[pp/pp/pp]或[pp/pe/pp]/[pp/pe/pp]/[pp/pe/pp]或[pe/pe/pe]/[pe/pe/pe]/[pe/pe/pe]或[pe/pe/pe]/[pe/pe/pe]或[pp/pp/pp]/[pp/pp/pp]/[pp/pp/pp]或[pe/pe/pe]/[pe/pe/pe]/[pp/pp/pp]或[pp/pp/pp]/[pp/pp/pp]/[pe/pe/pe]或[pp/pe/pe]/[pe/pe/pe]/[pe/pe/pp][pp/pp/pe]/[pe/pe/pe]/[pe/pp/pp]或[pe/pp/pp]/[pp/pp/pp]/[pp/pp/pe]或

10、[pp+pe/pp/pp]/[pp/pp/pp]/[pp/pp/pp+pe]或[pp/pe/pp]/[pp/pe/pe]或[pe/pp/pe]/[pe/pp/pp]或

11、[pe/pe/pp]/[pp/pe/pe]或[pp+pe/pp/pp]/[pp/pp/pp+pe]或[pp+pe/pp/pp+pe]/[pp+pe/pp+pe/pp+pe]或[pp+pe/pe/pe]/[pp+pe/pp/pe]或[pp+pe/pe/pe]/[pp+pe/pp/pe]/[pp+pe/pe/pp]或其他pp、pe或pp+pe(共混物，混合物或共聚物)层、微层、纳米层或其组合，或其他多层结构的组合或子组合，其中每个单独的共挤出聚合物层的厚度优选为微米或纳米(微层或纳米层)。

12、尽管可能优选每个所述层或微层或纳米层为聚烯烃(po)，例如pp或pe或pe+pp共混物、混合物、共聚物等，但预期其他聚合物(py)，添加剂、试剂、材料、填充剂和/或颗粒(m)等也可以添加或使用，并且可以形成层，微层，纳米层或膜，例如pp+py、pe+py、pp+m、pe+m、pp+pe+py、pe+pp+m、pp+py+m、pe+py+m、pp+pe+py+m或其共混物、混合物、共聚物等，并且这样的层或膜可以与一个或多个pp或pe或pe+pp层或膜结合使用。

13、而且，相同、相似、有区别或不同的pp或pe或pe+pp聚合物、均聚物、共聚物、分子量、共混物、混合物、共聚物或类似层、微层、纳米层或膜可用于许多不同的组合和子组合形成层、子层、膜或子膜。例如，可以在每个层中使用相同、相似、有区别或不同分子量的pp、pe和/或pp+pe聚合物、均聚物、共聚物、多聚物、共混物、混合物等可用于每个层或膜或每个单独的层、微层、纳米层或膜中。如此，结构可以包括pp、pe、pp+pe、pp1、pp2、pp3、pe1、pe2、pe3、pp1+pp2、pe1+pe2、pp1+pp2+pp3、pe1+pe2+pe3、pp1+pp2+pe、pp+pe1+pe2、pp1/pp2、pp1/pp2/pp1、pe1/pe2、pe1/pe2/pp1、pe1/pe2/pe3、pp1+pe/pp2的各种组合和子组合或其他组合或结构。例如，通过仅在外层或膜表面中使用特定的聚合物、共混物、分子量聚合物等调节外层或膜表面来改进、修改或优化本发明的膜或隔板的性能。作为非限制性实例，外部pe或pp+pe表面或层可具有改进的针拔出力(较低的cof)，较高分子量(mw)的聚合物表面或层(pp或pe)可具有改善的穿刺强度，pp或pp+pe表面或层可具有改进的抗氧化性，可仅在有限的层中使用昂贵的原材料(昂贵的聚合物)以降低成本等。此外，尽管优选每个所述层或微层或纳米层为聚烯烃(po)如pp或pe或pe+pp共混物、混合物、共聚物等，但预期其他聚合物(py)、添加剂、试剂、材料、填充剂和/或颗粒(m)等也可以添加或使用，并且可以形成层、微层、纳米层或膜，例如不同的外层或表面层，其可用于与一个或多个pp或pe或pe+pp层或膜结合，并且其可添加涂层(ct)或非织造物(nw)。

14、根据本文各种发明实施方式的单层或多层多孔、微孔或纳米多孔膜产品可具有改进的特性，如改进的关断、机械强度、孔隙率、渗透性、抗氧化性、针拔出性、润湿性和/或分裂性(减少分裂)等。

15、在本发明的一个实施方式中，多层膜可以以pe均聚物/pe均聚物或pp均聚物/pp均聚物的形式挤出，或者一层或多层这样的多层膜可以包括两种聚合物的共混物，例如pe/均聚物pe的共混物等。

16、所述微层膜前体可以通过层压或粘附而结合在一起。本文所述的可能优选的电池隔板可以表现出小于约30μm、小于约25μm、小于约20μm、小于约16μm、小于约15μm、小于约14μm或小于约10μm、小于约9μm、小于约8μm或小于约6μm(取决于层的数量)的总厚度，并且在与相同(或更大)厚度的已知电池隔膜相比，尤其是当与已知的具有相同(或更大)厚度的干法电池隔膜相比时，可以令人惊讶地表现出增强的强度性能，由减少的分裂性或减少的分裂倾向定义。分裂的改善可以通过本文公开的测试方法量化为复合分裂指数(csi)，本文所述的新型或改进的隔板可以具有csi的改进，并且还可以表现出改进的gurley以及其他改进，如改进的穿刺强度等。

17、在至少一个实施方式中，本发明的膜可以由许多微层或纳米层构成，其最终产物可以包含50层或更多层单独的微层或纳米层。在至少某些实施方式中，所述微层或纳米层技术可以预先在预封装供给区中产生，然后再进入铸膜或吹塑膜模具。

18、在至少选定的实施方式中，所述微层或纳米层膜可以包含3层或更多层单独的共挤出微层或纳米层，并且可以具有改进的强度、改进的循环、更大的弯曲度和有利的耐压缩性和/或恢复性。

19、在至少选定的实施方式中，所述微层或纳米层膜可以包含3层或更多层单独的共挤出微层或纳米层，并且可以具有改进的强度、改进的循环、更大的弯曲度和/或有利的耐压缩性和/或恢复性。

20、在至少选定的实施方式中，所述微层或纳米层膜可以包含9层或更多层单独的共挤出微层或纳米层，并且可以具有改进的强度、改进的循环、更大的弯曲度和/或有利的耐压缩性和/或恢复性。

21、在至少选定的实施方式中，所述微层或纳米层膜可以包含5层或更多层单独的共挤出微层或纳米层，并且可以具有改进的强度、改进的循环、更大的弯曲度和/或有利的耐压缩性和/或恢复性。

22、在至少某些选定的实施方式中，所述微层膜可以包含3层或更多层单独的共挤出微层，并且可以具有改进的强度、改进的循环、更大的弯曲度和/或有利的耐压缩性和/或恢复性。

23、在至少某些选定的特定实施方式中，所述多层膜可包含层压在一起的2层或更多层单独的共挤出微层，并且可具有改善的强度、改进的循环、更大的弯曲度和/或有利的耐压缩性和/或恢复性。

24、在至少某些选定的特定实施方式中，所述多层膜可包含层压在一起的3层或更多层单独的共挤出微层，并且可以具有改进的强度、改进的循环、更大的弯曲度和/或有利的耐压缩性和/或恢复性。