【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種聚丙烯微孔膜、制備所述微孔膜的方法以及包括所述微孔膜的隔膜。根據一個實施方案，涉及一種具有優異的穿刺強度和透過率且具有提高的耐熱性的聚丙烯微孔膜、制備所述微孔膜的方法以及包括所述微孔膜的隔膜。
技術介紹
1、聚烯烴基微孔膜用于分離用過濾器、二次電池用隔膜、燃料電池用隔膜、超級電容器用隔膜等各種領域。其中，由于聚烯烴基微孔膜具有優異的電絕緣性、離子透過性等，被廣泛用作二次電池用隔膜。
2、近年來，正在對二次電池進行高容量化和大型化，以應用于電動汽車、儲能系統(energy?storage?system，ess)等，因此確保電池的安全性成為更重要的要素。例如，當電池暴露在高溫環境中或工作時，隔膜收縮，因此可能會引發內部短路，由于所述內部短路，可能會發生火災。因此，需要開發一種可應對電池溫度的升高的耐熱性優異的聚烯烴基微孔膜。除了耐熱性之外，還需要高機械強度以提高電池的制造過程和使用過程中的安全性，并且需要高透過率以提高容量和功率。
3、用作二次電池用隔膜的主要材料的高分子量的聚乙烯的熔融溫度低至約140℃，因此耐熱性有限。作為克服這一問題的方案，具有高熔融溫度的聚丙烯被用作二次電池用隔膜的材料。
4、然而，現有的聚丙烯微孔膜通過干法制備，由于干法工藝的特性，這種干法聚丙烯微孔膜主要以低的縱向/橫向的拉伸比進行拉伸或者進行單向拉伸，并且由于穿刺強度相對低，只能通過增加厚度的方式來彌補。此外，通過干法工藝獲得的微孔膜的孔平直且具有大尺寸，并且具有孔徑的均勻度低的特性。如上所述的特性對
5、為了解決這個問題，韓國公開專利公報第10-2011-0101202號公開了一種通過濕法工藝制備且具有優異的耐熱性和強度的聚丙烯微孔膜。然而，這種微孔膜的穿刺強度顯著低至小于0.05n/μm，并且熱收縮穩定性與現有技術相比沒有大幅提高，從而在熱箱(hot-box)評價等高溫環境中電池的安全性差，因此具有不適合應用于具有高容量的大型化電池的缺點。
6、因此，需要開發一種聚丙烯微孔膜，在電池的性能和安全性的方面，所述聚丙烯微孔膜具有高穿刺強度和高透過率，同時在更高的溫度下的耐熱性顯著提高，因此特別是在作為高溫安全性評價指標的140℃的熱箱評價中也可以實現優異的電池的安全性。
技術實現思路
1、要解決的技術問題
2、為了解決上述問題，本專利技術的目的在于提供一種具有優異的穿刺強度和透過率的同時在高溫下的耐熱性顯著提高的聚丙烯微孔膜、制備所述微孔膜的方法以及包括所述微孔膜的隔膜。
3、特別地，本專利技術的目的在于提供一種在組裝電池后在140℃的熱箱評價中也可以實現優異的電池的安全性的聚丙烯微孔膜。
4、本專利技術的聚丙烯微孔膜可以廣泛應用于電動汽車、電池充電站、其它利用電池的太陽能發電、風力發電等綠色
此外，本專利技術的聚丙烯微孔膜可以用于環保(eco-friendly)電動汽車(electric?vehicle)和混合動力汽車(hybrid?vehicle)等，以通過抑制大氣污染和溫室氣體的排放來防止氣候變化。
5、技術方案
6、作為用于實現上述技術問題的一個方法，本專利技術提供一種聚丙烯微孔膜，所述聚丙烯微孔膜包含粘均分子量為1×106g/mol至3×106g/mol的聚丙烯，所述聚丙烯微孔膜的厚度為3-30μm，穿刺強度為0.20n/μm以上，透氣度為1.0×10-5達西(darcy)以上，孔隙率為25-60％，平均孔徑為25-50nm，在150℃下放置1小時后測量的橫向收縮率為20％以下。所述孔隙率是指微孔膜的體積中由空隙或孔組成的比例。聚丙烯樹脂可以是均聚聚丙烯。作為一個實例，均聚聚丙烯樹脂可以具有40％以上、50％以上、60％以上或70％以上的高結晶性。作為一個實例，高結晶性均聚聚丙烯樹脂可以具有160-170℃的熔點。
7、在一個實施方案中，所述聚丙烯微孔膜的熔體破裂溫度可以為165℃以上。
8、在一個實施方案中，所述聚丙烯微孔膜的橫向收縮率可以為15％以下。
9、在一個實施方案中，所述聚丙烯微孔膜可以通過包括順序雙軸拉伸工藝的濕法制備。
10、此外，作為用于實現上述技術問題的另一個方法，本專利技術提供一種制備聚丙烯微孔膜的方法，所述方法包括以下步驟：(a)通過擠出機將含有粘均分子量為1×106g/mol至3×106g/mol的聚丙烯樹脂和稀釋劑的混合物進行熔融混煉以制備熔體；(b)將所述熔體進行擠出以成型為片材形式；(c)將所述片材沿縱向和橫向進行順序雙軸拉伸以成型為膜；(d)從拉伸的膜中提取稀釋劑并進行干燥；以及(e)將干燥的膜在聚丙烯樹脂的晶體的2-5％熔化的溫度下進行熱拉伸，并將熱拉伸的膜在聚丙烯樹脂的晶體的25-60％熔化的溫度下進行熱定型和熱馳豫以進行熱處理。
11、在一個實施方案中，所述步驟(e)的熱拉伸可以在125-135℃的溫度下進行。
12、在一個實施方案中，所述步驟(e)的熱定型和熱馳豫可以在155-165℃的溫度下進行。
13、本專利技術的另一個實施方案提供一種通過所述制備方法制備的聚丙烯微孔膜。
14、本專利技術的另一個實施方案提供一種二次電池的隔膜用微孔膜，所述二次電池的隔膜用微孔膜包含粘均分子量為1×106g/mol至3×106g/mol的聚丙烯，所述二次電池的隔膜用微孔膜的厚度為3-30μm，穿刺強度為0.20n/μm以上，透氣度為1.0×10-5達西以上，孔隙率為25-60％，平均孔徑為25-50nm，在150℃下放置1小時后測量的橫向收縮率為20％以下。
15、在一個實施方案中，所述二次電池的隔膜用微孔膜的熔體破裂溫度可以為165℃以上。
16、本專利技術的另一個實施方案提供一種二次電池，所述二次電池包括正極、負極和根據所述一個實施方案的隔膜。
17、此外，作為用于實現上述技術問題的另一個方法，本專利技術提供一種包括如上所述的聚丙烯微孔膜的隔膜。
18、有益效果
19、根據本專利技術的聚丙烯微孔膜可以具有優異的穿刺強度和透過率的同時確保顯著提高的高溫下的耐熱性。
20、此外，根據本專利技術的聚丙烯微孔膜的穿刺強度可以為0.20n/μm以上，并且透氣度可以為1.0×10-5達西以上。
21、此外，根據本專利技術的聚丙烯微孔膜在150℃下放置1小時后測量的橫向收縮率可以為20％以下。
22、此外，本專利技術可以提供一種電池，所述電池包括根據一個實施方案的聚丙烯微孔膜，因此確保優異的電池的性能的同時具有在高溫環境中不發生冒煙或起火的優異的安全性。詳細地，本專利技術可以提供一種可具有在140℃的高溫熱箱評價中不發生電池的冒煙或起火的優異的安全性的電池。
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1.一種聚丙烯微孔膜，所述聚丙烯微孔膜包含粘均分子量為1×106g/mol至3×106g/mol的聚丙烯，所述聚丙烯微孔膜的厚度為3-30μm，穿刺強度為0.20N/μm以上，透氣度為1.0×10-5達西以上，孔隙率為25-60％，平均孔徑為25-50nm，在150℃下放置1小時后測量的橫向收縮率為20％以下。
2.根據權利要求1所述的聚丙烯微孔膜，其中，所述聚丙烯微孔膜的熔體破裂溫度為165℃以上。
3.根據權利要求1所述的聚丙烯微孔膜，其中，所述聚丙烯微孔膜的所述橫向收縮率為15％以下。
4.根據權利要求1所述的聚丙烯微孔膜，其中，所述聚丙烯微孔膜通過包括順序雙軸拉伸工藝的濕法制備。
5.一種制備聚丙烯微孔膜的方法，其包括以下步驟：
6.根據權利要求5所述的制備聚丙烯微孔膜的方法，其中，所述步驟(e)的熱拉伸在125-135℃的溫度下進行。
7.根據權利要求5所述的制備聚丙烯微孔膜的方法，其中，所述步驟(e)的熱定型和熱馳豫在155-165℃的溫度下進行。
8.一種隔膜，其包括權利要求1至4中
9.一種二次電池的隔膜用微孔膜，所述二次電池的隔膜用微孔膜包含粘均分子量為1×106g/mol至3×106g/mol的聚丙烯，所述二次電池的隔膜用微孔膜的厚度為3-30μm，穿刺強度為0.20N/μm以上，透氣度為1.0×10-5達西以上，孔隙率為25-60％，平均孔徑為25-50nm，在150℃下放置1小時后測量的橫向收縮率為20％以下。
10.根據權利要求9所述的二次電池的隔膜用微孔膜，其中，所述二次電池的隔膜用微孔膜的熔體破裂溫度為165℃以上。
11.一種聚丙烯微孔膜，其通過權利要求5至7中任一項所述的制備聚丙烯微孔膜的方法制備。
12.一種二次電池，其包括正極、負極和權利要求8所述的隔膜。
...【技術特征摘要】
1.一種聚丙烯微孔膜，所述聚丙烯微孔膜包含粘均分子量為1×106g/mol至3×106g/mol的聚丙烯，所述聚丙烯微孔膜的厚度為3-30μm，穿刺強度為0.20n/μm以上，透氣度為1.0×10-5達西以上，孔隙率為25-60％，平均孔徑為25-50nm，在150℃下放置1小時后測量的橫向收縮率為20％以下。
2.根據權利要求1所述的聚丙烯微孔膜，其中，所述聚丙烯微孔膜的熔體破裂溫度為165℃以上。
3.根據權利要求1所述的聚丙烯微孔膜，其中，所述聚丙烯微孔膜的所述橫向收縮率為15％以下。
4.根據權利要求1所述的聚丙烯微孔膜，其中，所述聚丙烯微孔膜通過包括順序雙軸拉伸工藝的濕法制備。
5.一種制備聚丙烯微孔膜的方法，其包括以下步驟：
6.根據權利要求5所述的制備聚丙烯微孔膜的方法，其中，所述步驟(e)的熱拉伸在125-135℃的溫度下進行。
7.根據權...
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