CN113840730A - 具有至少两个层的箔以及其制备方法 - Google Patents
具有至少两个层的箔以及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113840730A CN113840730A CN202080034201.7A CN202080034201A CN113840730A CN 113840730 A CN113840730 A CN 113840730A CN 202080034201 A CN202080034201 A CN 202080034201A CN 113840730 A CN113840730 A CN 113840730A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- foil
- polyethylene
- layer
- molecular weight
- range
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
- B32B7/02—Physical, chemical or physicochemical properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/06—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
- B32B27/08—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/001—Combinations of extrusion moulding with other shaping operations
- B29C48/0018—Combinations of extrusion moulding with other shaping operations combined with shaping by orienting, stretching or shrinking, e.g. film blowing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/022—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the choice of material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
- B29C48/07—Flat, e.g. panels
- B29C48/08—Flat, e.g. panels flexible, e.g. films
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/16—Articles comprising two or more components, e.g. co-extruded layers
- B29C48/18—Articles comprising two or more components, e.g. co-extruded layers the components being layers
- B29C48/21—Articles comprising two or more components, e.g. co-extruded layers the components being layers the layers being joined at their surfaces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/30—Extrusion nozzles or dies
- B29C48/305—Extrusion nozzles or dies having a wide opening, e.g. for forming sheets
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
- B29C48/395—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders
- B29C48/40—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders using two or more parallel screws or at least two parallel non-intermeshing screws, e.g. twin screw extruders
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
- B29C48/49—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using two or more extruders to feed one die or nozzle
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/88—Thermal treatment of the stream of extruded material, e.g. cooling
- B29C48/91—Heating, e.g. for cross linking
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/92—Measuring, controlling or regulating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C55/00—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor
- B29C55/02—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets
- B29C55/10—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets multiaxial
- B29C55/12—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets multiaxial biaxial
- B29C55/14—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets multiaxial biaxial successively
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C71/00—After-treatment of articles without altering their shape; Apparatus therefor
- B29C71/02—Thermal after-treatment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/18—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
- B32B27/20—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives using fillers, pigments, thixotroping agents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/18—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
- B32B27/20—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives using fillers, pigments, thixotroping agents
- B32B27/205—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives using fillers, pigments, thixotroping agents the fillers creating voids or cavities, e.g. by stretching
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/18—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
- B32B27/24—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives using solvents or swelling agents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/32—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/32—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins
- B32B27/327—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins comprising polyolefins obtained by a metallocene or single-site catalyst
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
- H01M50/411—Organic material
- H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
- H01M50/417—Polyolefins
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
- H01M50/449—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure
- H01M50/457—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure comprising three or more layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/489—Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
- H01M50/491—Porosity
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C71/00—After-treatment of articles without altering their shape; Apparatus therefor
- B29C71/02—Thermal after-treatment
- B29C2071/022—Annealing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
- B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
- B29C2948/92504—Controlled parameter
- B29C2948/92704—Temperature
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2023/00—Use of polyalkenes or derivatives thereof as moulding material
- B29K2023/04—Polymers of ethylene
- B29K2023/06—PE, i.e. polyethylene
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
- B29L2007/00—Flat articles, e.g. films or sheets
- B29L2007/008—Wide strips, e.g. films, webs
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
- B29L2009/00—Layered products
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
- B29L2031/00—Other particular articles
- B29L2031/34—Electrical apparatus, e.g. sparking plugs or parts thereof
- B29L2031/3468—Batteries, accumulators or fuel cells
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2250/00—Layers arrangement
- B32B2250/02—2 layers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2250/00—Layers arrangement
- B32B2250/03—3 layers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2250/00—Layers arrangement
- B32B2250/24—All layers being polymeric
- B32B2250/242—All polymers belonging to those covered by group B32B27/32
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2250/00—Layers arrangement
- B32B2250/40—Symmetrical or sandwich layers, e.g. ABA, ABCBA, ABCCBA
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2255/00—Coating on the layer surface
- B32B2255/10—Coating on the layer surface on synthetic resin layer or on natural or synthetic rubber layer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2255/00—Coating on the layer surface
- B32B2255/20—Inorganic coating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2264/00—Composition or properties of particles which form a particulate layer or are present as additives
- B32B2264/10—Inorganic particles
- B32B2264/102—Oxide or hydroxide
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2270/00—Resin or rubber layer containing a blend of at least two different polymers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
- B32B2307/20—Properties of the layers or laminate having particular electrical or magnetic properties, e.g. piezoelectric
- B32B2307/206—Insulating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
- B32B2307/50—Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
- B32B2307/514—Oriented
- B32B2307/518—Oriented bi-axially
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
- B32B2307/50—Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
- B32B2307/54—Yield strength; Tensile strength
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
- B32B2307/50—Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
- B32B2307/558—Impact strength, toughness
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
- B32B2307/50—Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
- B32B2307/582—Tearability
- B32B2307/5825—Tear resistant
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
- B32B2307/70—Other properties
- B32B2307/714—Inert, i.e. inert to chemical degradation, corrosion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
- B32B2307/70—Other properties
- B32B2307/72—Density
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
- B32B2307/70—Other properties
- B32B2307/724—Permeability to gases, adsorption
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
- B32B2307/70—Other properties
- B32B2307/732—Dimensional properties
- B32B2307/734—Dimensional stability
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2323/00—Polyalkenes
- B32B2323/04—Polyethylene
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2457/00—Electrical equipment
- B32B2457/10—Batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Cell Separators (AREA)
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
- Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)
- Molding Of Porous Articles (AREA)
Abstract
本发明涉及一种包括至少(2个)层(A)和(B)的双轴取向箔,其中层(A)包含具有低分子量的聚乙烯并且层(B)包含具有较高分子量的聚乙烯,其中层(A)包含至少(50)重量百分比的具有低分子量的聚乙烯并且层(B)包含至少(50)重量百分比的具有高分子量的聚乙烯并且所述箔具有在30至70%范围内的孔隙度。另外本发明的箔可以附加地设有陶瓷性涂层。本发明的另一个主题是一种用于根据Evapore方法来制备此类箔的方法。
Description
发明领域
本发明涉及一种包括至少两个层(A)和(B)的双轴取向箔,其中层(A)包含具有低分子量的聚乙烯并且层(B)包含具有较高分子量的聚乙烯,其中层(A)包含至少50重量百分比的具有低分子量的聚乙烯并且层(B)包含至少50重量百分比的具有高分子量的聚乙烯并且所述箔具有在30至70%范围内的孔隙度。另外本发明的箔可以附加地配置有陶瓷性涂层。本发明的另一个主题是一种用于根据Evapore方法来制备此类箔的方法。
现有技术
为了制造蓄电池、尤其锂离子蓄电池,需要隔膜箔(电池隔膜箔,BSF),所述隔膜箔用于将相邻的并行的阳极和阴极(电极)在物理上和电学上彼此分离。此类隔膜箔应是轻薄的并且应能够防止金属枝晶穿过其中生长(这可能导致短路)。另外,隔膜箔必须能够吸收电解质并且将电解质均匀分布在电极表面上。另外,不允许隔膜箔抑制电极之间的离子传输,也就是说隔膜箔必须保证电解质中的足够大的离子传导率。在电池隔膜箔的未填充状态下(也就是说在其未与电解质接触时),以对气体(例如空气)的透过率来表达用于离子传输的能力,因此透气性可以用作离子传导率的度量。在此,透气性还代表对于其他气体的透过性。另外,此类隔膜箔应不含缺陷如针孔等并且可以成本低廉地制备。
在现有技术中尤其已知两种可以用于制备此类隔膜箔的方法,即所谓的“湿式工艺”和“Evapore工艺”(Evapore方法)。
湿式工艺是用于基于聚乙烯(典型地为如下文说明的类型PE-2)生产多孔隔膜箔的单层或多层流延工艺。材料配方为聚乙烯与矿物油的混合物,所述混合物通过双螺杆挤出而均匀化并且作为流延箔进行原始成形。随后进行依次的双轴拉伸。矿物油在此基本上留存在箔中。在第一次拉伸之后借助于二氯甲烷来萃取矿物油并且接着干燥箔去除留存的二氯甲烷。最后进行在横向方向上的另一次拉伸。留存在萃取浴中的二氯甲烷/矿物油混合物通过蒸馏和吸附方法以成本密集的方式处理并且部分送回到工艺中。
在Evapore方法中,替代于矿物油使用脱芳香化的烃类混合物,所述烃类混合物与聚乙烯一起在双螺杆挤出中混合。由此制备的流延箔依次被双轴拉伸,而溶剂转移到气相中。在此将脱芳香化的烃类混合物几乎完全从箔中去除、收集并通过燃烧用于回收能量。如此生产的箔不需要另外的萃取步骤或后拉伸。由后燃烧所产生的能量可以送回到工艺中。在文件WO 2012/138398 A1中以所述工艺的基本原理详细说明了所述工艺。通过Evapore方法制备多层箔,即共挤出Evapore方法,是迄今为止未知的。
此类通过湿式方法或Evapore方法制备的箔在仅是有条件地耐热的并且在高温下(如在蓄电池失效情况下可能出现的)可能丧失其机械完整性并且导致短路和其他失效模式。因此在需要提高耐温性的情况,蓄电池(电池)隔膜箔配置有多孔的陶瓷性的涂层。通过施加陶瓷性涂层(也就是说具有无机颗粒的涂层),降低了隔膜箔的离子传导率。由于陶瓷性涂层,隔膜箔的离子传导率可能降低到不可接受的水平,这通常使获得同时具有足够的耐温性和足够高的离子传导率的隔膜箔变得更困难。在US 6,432,586中说明了用于改进性能的带有无机颗粒的隔膜箔涂层。
发明目的
因此本发明的目的是提供一种用于电池和蓄电池的隔膜箔,所述隔膜箔具有改进的机械性能,同时具有可接受的离子传导率或透过率。另外,应以令人满意的方式存在上述所有其他性能,尤其应可以无问题地用陶瓷性层进行涂覆并且产生具有足够高的离子传导率或令人满意的透过率的箔。另外,用陶瓷性层涂覆的箔的离子传导率应与未用陶瓷性层涂覆的箔的离子传导率尽可能相似,并且所述箔应在箔的不同侧面的涂层方面具有尽可能相似的性能(尤其关于离子传导率或透过率的变化)。
发明内容
本发明涉及一种双轴取向箔,所述箔可以用于制备应用于蓄电池或电池中的隔膜箔。在本说明书中,双轴取向箔被称为箔,而无取向或单轴取向的膜被称为膜。然而这无须严格遵守。术语膜和箔在本发明的意义上可以理解为同义词。
本发明涉及一种双轴取向箔,包括至少一个层(A)和至少一个层(B),其中
层(A)包含至少一种第一聚乙烯(PE-1)并且层(B)包含至少一种高分子量聚乙烯(PE-H),所述高分子量聚乙烯包括第二聚乙烯(PE-2),并且其中
相对于所述层(A)的总重量,层(A)包含至少50重量百分比的所述至少一种第一聚乙烯(PE-1),相对于所述层(B)的总重量,层(B)包含至少50重量百分比的所述至少一种高分子量聚乙烯(PE-H),并且相对于所述至少一种高分子量聚乙烯(PE-H)的总重量,所述至少一种高分子量聚乙烯(PE-H)包含至少50重量百分比的所述至少一种第二聚乙烯(PE-2)并且
其中所述至少一种第一聚乙烯(PE-1)具有在200,000至600,000g/mol范围内的重均分子量(Mw),所述至少一种第二聚乙烯(PE-2)具有在400,000至1,500,000g/mol范围内的重均分子量(Mw),并且所述至少一种高分子量聚乙烯(PE-H)和所述至少一种第二聚乙烯(PE-2)分别具有的重均分子量高于所述至少一种第一聚乙烯(PE-1)的重均分子量并且其中
所述箔具有在30%至70%范围内的孔隙度。
在此除乙烯之外还包含最多10重量百分比的α-烯烃的均聚物以及共聚物都属于术语聚乙烯,其中α-烯烃例如可以选自由丙烯、1-丁烯和1-己烯组成的组。然而α-烯烃优选不包含芳香族基团。含杂原子的单体同样不是优选的。最优选的是均聚物,因此对于PE-1、PE-2和PE-3分别优选使用聚乙烯均聚物。聚乙烯还可以选自由以下项组成的组:高密度聚乙烯(High-Density Polyethylen,HDPE)、中密度聚乙烯(Medium-Density Polyethylen)、低密度支链聚乙烯(Branched Low Density Polyethylen)、高分子量聚乙烯(HighMolecular Weight Polyethylene,HMW-PE)和超高分子量聚乙烯(Ultra High MolekularWeight Polyethylene,UHMW-PE)。最优选地,对于PE-1使用HDPE(High-DensityPolyethylen)并且对于PE-2使用UHMWPE(Ultra High Molecular Weight Polyethylen)。
出人意料地显示出,本发明的电池隔膜箔具有改进的机械性能,而同时没有显著影响其他性能,尤其电学性能。本发明的箔尤其可以配置有由无机颗粒形成的涂层,而不会过分影响离子传导率。
层(A)优选不包含具有的分子量大于所述第一聚乙烯(PE-1)的分子量的聚乙烯。同样优选地,层(A)不包含聚丙烯。
本发明的箔的这些层出人意料地良好地互相粘附。没有观察到这些层的脱离。另外,在没有陶瓷性涂层情况下的离子传导率出人意料地几乎没有受多层结构的影响。另外,以出人意料的方式显示出,当向层(A)上施加陶瓷性涂层时,没有过大地影响箔的离子传导率。
因此本发明的箔在用陶瓷性层涂覆之后具有改进的机械性能且同时具有良好的离子传导性。
本发明的箔的这两个层(A)和(B)具有对于隔膜箔而言足够的物理性能。另外,这两者都具有足够的液体吸收能力,从而可以用作电解质的储器。然而它们在其机械性能以及在用陶瓷性涂层涂覆之后维持离子传导率的能力方面有所不同。根据Evapore方法制备的多层箔是迄今为止未知的。
层(A)优选形成所述箔的外层。所述外层具有允许本发明箔的涂覆的功能,而同时没有过多地减小箔的离子传导率。具有较低分子量的聚合物允许用无机颗粒进行涂覆而同时没有过多地降低离子传导率。
层(B)具有增强箔的机械性能的功能。包含高分子量聚乙烯的箔具有更好的机械性能,例如更高的强度。第二聚乙烯(PE-2)的重均分子量优选比第一聚乙烯(PE-1)的重均分子量高至少50,0000g/mol、特别优选高至少100,000g/mol。
表述“所述至少一种第一聚乙烯(PE-1)具有在200,000至600,000g/mol范围内的重均分子量(Mw),所述至少一种第二聚乙烯(PE-2)具有在400,000至1,500,000g/mol范围内的重均分子量(Mw),并且所述至少一种第二聚乙烯(PE-2)分别具有的重均分子量高于所述至少一种第一聚乙烯(PE-1)的重均分子量是在400,000至600,000g/mol的范围内”应如此理解:当PE-1具有在此范围内的分子量时,PE-2的分子量必须大于PE-1的分子量并且不允许再处于400,000至600,000g/mol的子范围中,所述子范围等于或小于PE-1的分子量。
当使用多种聚乙烯PE-1和/或多种聚乙烯PE-2时,则一般对于所有聚乙烯PE-2适用的是,它们具有比所有聚乙烯PE-1都高的分子量。
相对于整个箔,所有层(A)的总质量优选为5至50重量百分比。相对于整个箔,所有层(A)的质量特别优选为10至35重量百分比并且最优选15至30重量百分比。相对于整个箔,所有层(B)的总质量优选为50至95重量百分比。相对于整个箔,所有层(B)的总质量特别优选为65至90重量百分比并且最优选70至85重量百分比。所有层(B)的总质量对本发明箔的机械性能有直接影响。如果层(B)的比例过低,则箔通常不再满足对机械性能的要求。如果层(A)的比例过低,则在用陶瓷性涂层涂覆时,某些情况下离子传导率降低过多。在上述范围内可以通过整个箔中如所希望层(A)和(B)的量的比例来设定和优化箔的性能。分别相对于整个箔,所有层(A)的总质量优选为5至50重量百分比并且所有层(B)的总质量优选为50至95重量百分比。分别相对于整个箔,所有层(A)的总质量特别优选为10至35重量百分比并且所有层(B)的总质量优选为65至90重量百分比。分别相对于整个箔,所有层(A)的总质量最优选为15至30重量百分比并且所有层(B)的总质量优选为70至85重量百分比。
相对于所述层(A)的总重量,层(A)优选包含至少80重量百分比、特别优选95重量百分比的所述至少一种第一聚乙烯(PE-1)且最优选层(A)由所述至少一种第一聚乙烯组成。相对于所述层(B)的总重量,层(B)优选包含至少80重量百分比、特别优选95重量百分比的所述至少一种高分子量聚乙烯(PE-H)且最优选层(B)由所述至少一种高分子量聚乙烯(PE-H)组成。相对于所述至少一种高分子量聚乙烯(PE-H)的总重量,所述至少一种高分子量聚乙烯(PE-H)优选包含至少80重量百分比、特别优选95重量百分比的所述至少一种第二聚乙烯(PE-2)并且最优选所述至少一种高分子量聚乙烯(PE-H)由所述至少一种第二聚乙烯(PE-2)组成。在一个特别优选的实施方式中,层(A)由所述至少一种第一聚乙烯组成并且层(B)由所述至少一种第二聚乙烯组成。
所述层(A)优选构成所述箔的外层。在本发明的具有两个外层(A)的箔中,相对于整个箔,所述层(A)的总质量优选为至少10重量百分比。
本发明的箔的特征优选在于,所述箔包括至少两个层(A)和一个层(B),所述层以A-B-A的顺序排列。本发明的箔的特征进而优选在于,至少一个层(A)构成所述箔的外层。根据本发明的箔的两个外层最优选都由层(A)构成。
本发明的箔的特征优选在于,层(A)和(B)彼此直接相连。这可以实现将陶瓷性涂层施加到箔的这两个侧面上,以便由此改进箔的耐温性,而没有负面地影响透气性。本发明的箔的特征最优选在于,所述箔由两个层(A)和一个层(B)组成,所述层以A-B-A的顺序排列。此类的箔不包含其他的部件并且因此可以容易且成本低廉地制备,并且厚度、导电性和其他性能没有受到附加的层影响。
本发明的箔的特征优选在于,所述第一聚乙烯(PE-1)具有在200,000至450,000g/mol范围内的重均分子量(Mw)并且所述第二聚乙烯(PE-2)具有在500,000至1,500,000g/mol范围内的重均分子量(Mw)。通过此类组成可以以特别的方式实现,一方面在用陶瓷性涂层涂覆这个层(A)或这些层(A)之后仅很少影响离子传导率,并且另一方面由层(B)赋予箔足够的机械性能。
除了第一聚乙烯(PE-1)或第二聚乙烯(PE-2)和第三聚乙烯(PE-3),本发明的箔的层(A)和(B)可以分别包含添加剂。添加剂可以例如选自由以下项组成的组:聚合物,填料、尤其包含纳米颗粒的填料,热稳定剂,抗静电剂,着色剂,抗氧化剂和稳定剂。此类添加剂可以改进箔的性能。聚合物例如可以选自由聚乙烯和聚丙烯组成的组。聚合物可以用于改进箔的机械和热学强度。相对于相应层的总重量,层(A)和(B)可以分别包括最多50重量百分比的添加剂。然而,除了填料和聚合物之外,优选以20重量百分比或更少的量并且特别优选以10重量百分比或更少的量包含添加剂。特别优选的是如下的本发明的箔,其中相对于所述至少一个层(A)的总重量,这个层(A)包含最多50重量百分比、非常特别优选最多30重量百分比的填料。非常特别优选的是如下的本发明的箔,其中相对于相应的层(A)的总重量,所有层(A)包含最多50重量百分比、非常特别优选最多30重量百分比的填料。
本发明的箔的特征优选在于,本发明的箔的层(B)的所述至少一种高分子量聚乙烯(PE-H)包含至少一种第三聚乙烯(PE-3),所述第三聚乙烯具有比第二聚乙烯(PE-2)更高的平均分子量。由此可以进一步针对性地影响所述箔的机械性能。另外优选的是,所述第三聚乙烯(PE-3)具有在1,000,000至6,000,000g/mol范围内的重均分子量(Mw)。第三聚乙烯(PE-3)的重均分子量优选比第二聚乙烯(PE-2)的重均分子量高至少100,0000g/mol、特别优选高至少200,000g/mol。
此外本发明的箔的特征优选在于,所述第一聚乙烯(PE-1)具有在200,000至450,000g/mol范围内的重均分子量(Mw)并且所述第二聚乙烯(PE-2)具有在500,000至900,000g/mol范围内的重均分子量(Mw)。这尤其适用于在层(B)中包含PE-3的箔。本发明的箔的特征最优选在于,所述第一聚乙烯(PE-1)具有在200,000至450,000g/mol范围内的重均分子量(Mw)并且所述第二聚乙烯(PE-2)具有在500,000至900,000g/mol范围内的重均分子量(Mw)并且所述第三聚乙烯(PE-3)具有在1,000,000至6,000,000g/mol g/mol范围内的重均分子量(Mw)。相对于所述至少一种高分子量聚乙烯(PE-H)的总质量,优选以最多50重量百分比的量、特别优选以在1至30重量百分比范围内的量并且最优选以在5至25重量百分比范围内的量使用第三聚乙烯。
将填料混入本发明的箔中产生了针对性地设定箔的各层的孔隙度和其他性能的令人感兴趣的可能性。优选使用纳米颗粒作为填料。纳米颗粒在本发明的意义上理解为具有1μm或更小粒径的颗粒,其中通过激光散射粒径分析来进行粒径测量。纳米颗粒可以通过在聚合物基质中形成空腔来辅助在拉伸时的成孔过程并且产生开孔表面。填料且尤其呈纳米颗粒的填料例如可以选自由CaCO3、Al2O3、AlOOH、SiO2和莫来石组成的组。特别优选的是AlOOH。
抗静电剂降低了产生静电荷和形成火花的倾向,因此改进了防爆性并且对于确保设备的安全运行是有帮助的。
本发明的箔可以包含填料,但是无须包含填料。当本发明的箔包含填料时,它优选包含最多50重量百分比的填料并且特别优选10至50重量百分比的填料,分别基于整个箔的重量。分别相对于整个箔的总重量,本发明的箔尤其优选包含最多50重量百分比的纳米颗粒并且最优选包含10至50重量百分比的纳米颗粒。
相对于层(A)的总重量,本发明的箔特别优选在层(A)中包含最多50重量百分比、非常特别优选10至50重量百分比的填料。相对于层(A)的总重量,本发明的箔非常特别优选在层(A)中包含最多50重量百分比、非常特别优选10至50重量百分比的纳米颗粒。
在本发明的箔中,层(A)以及层(B)都可以具有在30至70%范围内的孔隙度,并且层(A)的孔隙度和层(B)的孔隙度可以相同或不同。层(B)的孔隙度优选小于层(A)的孔隙度,因为这改进层(B)的机械性能和箔整体的机械性能。层(B)的孔隙度特别优选比层(A)的孔隙度小5%,并且层(B)的孔隙度最优选比层(A)的孔隙度小8%。
本发明的箔整体的孔隙度特别优选在35至60%的范围内、非常特别优选在40至60%的范围内且最优选在40至55%的范围内。这样的孔隙度允许箔在一侧的机械强度与在另一侧的对电解质的吸收能力、离子传导性和透气性之间的合理平衡。本发明的箔的层(A)的孔隙度在此优选在35至70%的范围内、特别优选在40至60%的范围内、非常特别优选在40至60%的范围内且最优选在40至55%的范围内。本发明的箔的层(B)的孔隙度在此优选在30至65%的范围内、特别优选在35至55%的范围内、非常特别优选在40至55%的范围内且最优选在40至50%的范围内。
另外优选的是如下的本发明箔,其中根据本发明的箔的层(A)的孔隙度在35%至70%的范围内并且根据本发明的箔的层(B)的孔隙度在30%至65%的范围内并且层(B)的孔隙度比箔(A)的孔隙度小至少5%。特别优选的是如下的本发明箔,其中根据本发明的箔的层(A)的孔隙度在40%至60%的范围内并且根据本发明的箔的层(B)的孔隙度在35%至55%的范围内并且层(B)的孔隙度比箔(A)的孔隙度小至少5%。非常特别优选的是如下的本发明箔,其中根据本发明的箔的层(A)的孔隙度在45%至60%的范围内并且根据本发明的箔的层(B)的孔隙度在40%至55%的范围内并且层(B)的孔隙度比箔(A)的孔隙度小至少5%。最优选的是如下的本发明箔,其中根据本发明的箔的层(A)的孔隙度在45%至55%的范围内并且根据本发明的箔的层(B)的孔隙度在40%至50%的范围内并且层(B)的孔隙度比箔(A)的孔隙度小至少5%。最后,在上述的本发明实施方式中优选的是如下的实施方式,其中层(B)的孔隙度比箔(A)的孔隙度小至少8%。
本发明箔的厚度通常在3至50μm的范围内、优选在5至30μm的范围内、特别优选在5至20μm的范围内。最优选地,本发明的箔的厚度在5至16μm范围内。具有较小厚度的箔是价格低廉且轻质的。如果厚度过小,则机械性能以及因此还有可加工性不足。如果厚度过大,则同样在制备和进一步加工时可加工性不够。
一般而言,相对于所述箔的层(A)和(B)的总厚度,根据本发明的箔的所有层(A)的厚度比例在5%至50%的范围内并且根据本发明的箔的所有层(B)的厚度比例在50%至95%的范围内。根据本发明的箔的所有层(A)的厚度比例特别优选在10%至35%的范围内并且根据本发明的箔的所有层(B)的厚度比例在65%至90%的范围内。根据本发明的箔的所有层(A)的厚度比例非常特别优选在15%至30%的范围内并且根据本发明的箔的所有层(B)的厚度比例在70%至85%的范围内。在具有这样的比例的箔中,这两个层可以以令人满意的方式完成其任务。层(B)赋予箔良好的机械性能,并且层(A)允许在不过多影响离子传导率的情况下用无机颗粒涂覆箔。
在本发明的箔的一个非常特别优选的实施方式中涉及如下的箔,其特征在于,至少一个层(A)构成所述箔的外层,相对于所述层(B)的总重量,所述层(B)包含至少80重量百分比的所述至少一种高分子量聚乙烯(PE-H),分别相对于整个箔,所有层(A)的总质量为5至50重量百分比并且所有层(B)的总质量为50至95重量百分比,并且所述箔的厚度在3至50μm的范围内。
在本发明的箔的一个非常特别优选的实施方式中涉及如下的箔,其特征在于,至少一个层(A)构成所述箔的外层,相对于所述层(B)的总重量,所述层(B)包含至少80重量百分比的所述至少一种高分子量聚乙烯(PE-H),分别相对于整个箔,所有层(A)的总质量为10至35重量百分比并且所有层(B)的总质量为65至90重量百分比,并且所述箔的厚度在3至50μm的范围内。
本发明的箔的特征特别优选在于,所述箔具有至少一个陶瓷性涂层,所述陶瓷性涂层与至少一个层(A)的表面直接相连。本发明的箔最优选由两个层(A)和一个层(B)组成,其中所述层以A-B-A的顺序排列,其中所述层(A)构成所述箔的外层,并且其特征在于,这两个层(A)具有陶瓷性涂层,所述陶瓷性涂层与所述层(A)的表面直接相连。此类陶瓷性层适合于在采用所述箔的蓄电池中将阴极和阳极彼此分离、防止金属枝晶穿过其中生长(这可能导致短路)。
在本专利申请的意义上,陶瓷性涂层为具有陶瓷颗粒的涂层。优选的涂层在US 6,432,586 B1中进行描述。其中公开的所有涂层都适合于本发明。特别优选的是在基质材料中包含无机颗粒的涂层。这些基质材料可以例如为聚合物和/或粘结剂。无机颗粒的粒径优选通过激光散射方法测量在0.005至10μm的范围内并且特别优选在0.05至3μm的范围内。无机颗粒优选地选自由以下项组成的组:SiO2、Al2O3、CaCO3、TiO2、SiS2和SiPO4。无机颗粒特别优选地选自由以下项组成的组:SiO2、Al2O3和CaCO3。基质材料优选地选自由以下项组成的组:聚环氧乙烷、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚氨酯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四乙二醇二丙烯酸酯、其共聚物及其混合物。基质材料特别优选地选自由以下项组成的组:聚丙烯酸酯聚合物或聚偏氟乙烯、其共聚物及其混合物。本发明的涂层优选包含介于20与95重量百分比之间的无机颗粒和5至80重量百分比之间的基质材料。陶瓷性层的厚度优选在0.05至10μm的范围内并且特别优选在0.5至5μm的范围内,仍更优选在1至5μm的范围内且最优选在2至4μm的范围内。
在一个特别优选的实施方式中,涂层具有0.5至5μm的层厚度并且无机颗粒的粒径在0.05至3μm的范围内。在一种非常特别优选的实施方式中,涂层具有0.5至5μm的层厚度,无机颗粒的粒径在0.05至3μm的范围内,无机颗粒选自由以下项组成的组:SiO2、Al2O3、CaCO3、TiO2、SiS2和SiPO4并且基质材料选自由以下项组成的组:聚环氧乙烷、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚氨酯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四乙二醇二丙烯酸酯、其共聚物及混合物。
陶瓷性层防止枝晶穿过其中生长,但是也降低了隔膜箔的离子传导率。
本发明的箔的独特之处在于,用陶瓷性层涂覆层(A)仅导致本发明的箔的离子传导率的非常小的降低。透气性可以用作离子传导率的度量。优选如下的本发明的箔,其中在单侧涂覆情况下的透气性降低(DA)小于或等于100s/100ml、特别优选小于或等于50s/100ml并且最优选小于或等于25s/100ml,其中
L0:箔在没有涂层的情况下的透气性,以s/100ml计
L1:单侧在层(A)上涂覆的箔的透气性,以s/100ml计
DA:L1-L0差的绝对值(DA=L1-L0)
换言之,没有涂层的本发明箔的透气性(L0)与仅在一个层(A)上以陶瓷性层涂覆的本发明箔的透气性(L1)之间的差(DA)优选为50s/100ml或更小、特别优选为30s/100ml或更小。在此,箔的透过率由于涂层而降低。
另外,在两个表面由层(A)构成的本发明的箔中,箔的两个侧面适合于基本上均匀地用陶瓷性层涂覆。也就是说,在箔的一侧上的涂覆导致的离子传导率或透过率的降低DA与箔的另一侧的涂覆(DB)大致相等。这是重要的特性,它可以使同一个箔既用于制备单侧涂覆的箔还用于涂覆两侧涂覆的箔。
优选的是如下的本发明的箔,其特征在于,透气性的降低的差D小于或等于25s/100ml、特别优选小于或等于15s/100ml,其中
L0、L1和DA如上所定义。
L2:在与L1情况下箔的另一侧上单侧涂覆的箔的透气性,以s/100ml计。
DB:L2-L0差的绝对值(DB=L2-L0)
D:DA-DB差的绝对值(D=|DA-DB|)
换言之,优选的是如下的本发明的箔,其中在用陶瓷性层涂覆本发明箔的一侧时透气性的降低(DA)与用陶瓷性层涂覆本发明箔的另一侧时透气性的降低(DB)之差(D)不大于25s/100ml、特别优选不大于15s/100ml。出人意料地,仅由层(B)组成的箔不具有这种特性。
透气性的较小降低和在箔的不同侧上涂覆情况下的较小差异是箔的多层构造和一侧上的聚乙烯PE-1与另一侧上的PE-2和PE-3的不同分子量的结果。
对于商业应用而言非常特别适合的是如下的本发明的箔,其中DA小于或等于100s/100ml并且D小于或等于50s/100ml,并且最适合的是如下的本发明的箔,其中DA小于或等于50s/100ml并且D小于或等于25s/100ml。
本发明的另一个方面是一种包含如本文中说明的本发明箔的电池隔膜箔(BSF)。
同样,本发明的另一个方面是一种包含如本文中说明的本发明箔的锂离子电池。
本发明的另一个方面涉及一种用于制备本发明的双轴取向箔的方法。据此,本发明涉及一种用于制备本发明箔的方法,所述方法包括以下步骤:
-提供第一聚乙烯(PE-1),所述第一聚乙烯具有在200,000至600,000g/mol范围内的重均分子量(Mw),
-提供第二聚乙烯(PE-2),所述第二聚乙烯具有400,000至1,500,000g/mol的重均分子量(Mw),其中所述第二聚乙烯(PE-2)的重均分子量高于所述第一聚乙烯(PE-1)的重均分子量,
-提供具有135至300℃的沸点的第一流体(流体1),
-提供具有135至300℃的沸点的第二流体(流体2),
-将第一聚乙烯(PE-1)熔融并且将第一流体(流体1)与熔融的第一聚乙烯(PE-1)混合,以获得第一混合物,相对于所述第一混合物的总质量,所述第一混合物包括30至70重量百分比的第一流体(流体1),
-将第二聚乙烯(PE-2)熔融并且将第二流体(流体2)与熔融的第二聚乙烯(PE-2)混合,以获得第二混合物,相对于所述第二混合物的总质量,所述第二混合物包括30至70重量百分比的第一流体(流体2),
-借助于多宽缝喷嘴将如此获得的混合物共挤出,制备多层熔体,其中所述第一混合物形成至少一个层(A)并且所述第二混合物形成至少一个层(B),
-将如此产生的多层熔体冷却成膜(流延膜),
-将如此产生的膜在纵向方向(MD)上拉伸,
-进行热处理(退火),
-将如此获得的在纵向方向上拉伸的膜在横向方向(TD)上拉伸,
-进行热处理(退火),其中仍然包含在所述箔中的流体转移到气相中。
本发明的方法是Evapore方法的改进。
在本方法中,可以使用两个彼此独立的挤出机来将两种不同的配方熔融并且均匀化。为了熔融和挤出所述聚合物,例如可以分别使用单螺杆挤出机或双螺杆挤出机。优选使用双螺杆挤出机。一台挤出机(挤出机A)可以用于制备用于层(A)的基于PE-1的均匀混合物,而第二台挤出机(挤出机B)可以用于制备用于层(B)的基于PE-2的均匀混合物。
在此向挤出机A施加PE-1、流体1和任选地添加剂。聚合物的计量可以借助于计量天平来进行。流体的计量加入优选在聚合物已经熔融的位置处通过直接进入挤出机中的喷射阀来进行。然后将流体1和聚合物混合成单相的熔体。这可以在进一步的挤出机段中进行。
向所使用的挤出机B施加粉末状的PE-2、流体2和任选地添加剂。其余方面与在挤出机A中一样进行。
来自挤出机A和挤出机B的熔体优选地在多宽缝喷嘴中组装成层结构。在制备具有A-B-A结构的箔的情况下,熔体优选在三宽缝喷嘴中组装成A-B-A结构。
在离开喷嘴时,熔体的温度优选在120至210℃的范围内并且特别优选在150-190℃的范围内。
离开喷嘴的熔体以已知方式冷却并固化,由此产生所谓的流延膜。冷却可以通过选自由以下项组成的组的手段来进行:至少一个经冷却的辊和至少一个水浴或其组合。尤其优选的是一个或多个经冷却的辊以及水浴的组合。辊和水浴的温度优选在10至80℃的范围内。替代于水浴,还可以使用任何其他的适合用于冷却所述箔的液体。第一流体(流体1)和第二流体2(流体2)也可以用作冷却液体。在这种情况下,应采取充分的防火防爆措施。
拉出速度优选在4至10m/min的范围内并且在小型设备中在1至5m/min的范围内。在冷却之后,所制备的箔的厚度优选在400至800μm的范围内。在冷却之后,初始加入的流体的至少50重量百分比仍然存在于箔中。
通过所谓的空气刀可以辅助将熔体放置到冷却辊上。流延膜的厚度优选在400至800μm的范围内。
以上对于本发明箔所提及的聚乙烯分子量值还适用于本发明的方法。当使用第三聚乙烯(PE-3)时,将其与第二聚乙烯一起熔融并且将如此产生的混合物与第二流体混合。当使用添加剂时,将其与第一聚乙烯和/或与第二聚乙烯一起熔融并且将如此产生的混合物与对应的流体混合。
在本发明的方法中优选使用具有至少30%结晶度的聚乙烯。这不仅适用于第一聚乙烯(PE-1)、第二聚乙烯(PE-2)而且还适用于第三聚乙烯(PE-3)(如果使用第三聚乙烯的话)。
流体优选在正常条件下、即在25℃和1013hPa下为液体。流体优选具有在100至300℃范围内并且特别优选在150至250℃范围内的沸点。另外,流体优选在70℃下具有在1至50mm Hg(133至6666Pa)范围内的蒸气压。这使得流体在制备箔期间更容易蒸发。所述流体优选为除了氧之外不包括杂原子且不含芳香族基团的有机液体。最优选为烷烃或其混合物。当流体不具有沸点而是具有沸腾范围时,对于本申请而言假定沸腾范围的上端(最高温度)为流体的沸点。优选对于流体1和流体2使用相同的流体。
箔以已知方式在纵向方向(MD)上单轴拉伸。在纵向方向上的总拉伸比介于5与9之间并且拉伸可以在一个或多个步骤中进行。拉伸温度优选在80与125℃的范围内并且特别优选在95至110℃的范围内。在纵向方向上拉伸之后进行热处理。热处理(退火)时的温度优选在85至125℃的范围内并且特别优选在100与110℃的范围内。在纵向方向上拉伸的箔的厚度优选在50与150μm的范围内。
另外优选的是,所述箔在纵向方向上牵伸和随后的热处理之后仍然包含初始加入的第一流体和第二流体总质量的大于50重量百分比。
另外优选的是,在纵向方向上拉伸之后的热处理时,以在纵向方向上的拉伸率的最多5%将所述箔在周向方向上松弛。在此,例如在纵向方向上的拉伸比为7并且松弛为5%时,所述箔在纵向方向上被如此松弛,使得在纵向方向上的拉伸比降低到7-(7*0.05)=7-0.35=6.65。
箔以已知方式在横向方向(TD)上单轴拉伸。拉伸比优选在5与9的范围内。在横向方向上拉伸时的温度优选在50至150℃的范围内并且特别优选在50至90℃的范围内。在拉伸之后使箔经受热处理、松弛并且热固定。
另外优选的是,在横向方向上拉伸之后的热处理时,以在横向方向上的拉伸率的5至10%将所述箔在周向方向上松弛。在此,例如在横向方向上的拉伸比为7并且松弛为10%时,所述箔在横向方向上被如此松弛,使得在横向方向上的拉伸比降低到7-0.7=6.3。
在横向方向上拉伸之后的热处理(退火)时的温度优选在110至160℃的范围内并且特别优选在125至145℃的范围内并且松弛比优选在5至10%的范围内。在拉伸和热处理期间,留存的流体转移到气相中并且于是留下基本上干燥的箔。特别优选的是如下的本发明的方法,其特征在于,在纵向方向上拉伸时牵伸比在5至9的范围内,并且在横向方向上拉伸时牵伸比在5至9的范围内,并且其特征在于,在横向方向(TD)上拉伸之后的热处理时,以在横向方向上的牵伸比的5至10%将所述箔在横向方向上松弛。
由此可以以已知方式去除箔的边缘并且可以以较小的卷绕张力(Wickelzug)将箔收卷。
十分特别优选的是本发明的用于制备本发明箔的方法,包括以下步骤:
-提供第一聚乙烯(PE-1),所述第一聚乙烯具有在200,000至600,000g/mol范围内的重均分子量(Mw)以及至少30%的结晶度,
-提供第二聚乙烯(PE-2),所述第二聚乙烯具有400,000至1,500,000g/mol的重均分子量(Mw)以及至少30%的结晶度,其中所述第二聚乙烯(PE-2)的重均分子量高于所述第一聚乙烯(PE-1)的重均分子量,
-提供具有135至300℃的沸点的第一流体(流体1),
-提供具有135至300℃的沸点的第二流体(流体2),
-将第一聚乙烯(PE-1)熔融并且将第一流体(流体1)与熔融的第一聚乙烯(PE-1)混合,以获得第一混合物,相对于所述第一混合物的总质量,所述第一混合物包括30至70重量百分比的第一流体(流体1),
-将第二聚乙烯(PE-2)熔融并且将第二流体(流体2)与熔融的第二聚乙烯(PE-2)混合,以获得第二混合物,相对于所述第二混合物的总质量,所述第二混合物包括30至70重量百分比的第一流体(流体2),
-借助于多宽缝喷嘴将混合物共挤出制备多层熔体,其中所述第一混合物形成至少一个层(A)并且所述第二混合物形成至少一个层(B),
-将如此产生的多层熔体冷却成具有400-800μm厚度的膜(流延膜),
-在95至110℃的温度下将如此产生的膜在纵向方向(MD)上拉伸,其中在纵向方向上的牵伸比在5至9的范围内并且所述箔在纵向方向上拉伸之后仍然包含初始加入的第一流体和第二流体总质量的大于50重量百分比并且所述箔在纵向方向上拉伸之后具有50至150μm的厚度,
-在100与110℃的范围内的温度下进行热处理(退火),其中所述箔在纵向方向上拉伸之后仍然包含初始加入的第一流体和第二流体总质量的大于50重量百分比,
-在50至90℃的温度下在拉伸炉中将如此获得的箔在横向方向(TD)上拉伸,其中在横向方向上的拉长比率在5至9的范围内,
-在125至145℃范围内的温度下进行热处理,其中以在横向方向上的牵伸比的5%至10%将所述箔在横向方向上松弛,并且其中仍然包含在所述箔中的流体转移到气相中并且于是获得具有5至16μm的层厚度的箔。
实施例:
测量方法:
厚度(平均值):DIN 53370
透气性和透气性变化:ISO 5636-5
孔隙度:(配重法)
孔隙度根据下式由箔的密度与所使用材料的密度之比得出:
为此,测量大小为100x100mm的样品的厚度和重量并由此确定样品密度。材料密度从所使用的基础原料的数据表得出并且由这两个值计算出孔隙度。各个层的孔隙度可以通过分离这些层并测量仅一个层的孔隙度来获得。
抗撕裂强度:ASTM D 882
抗穿孔强度:DIN EN 14477
热收缩率:(在烘箱中的自由收缩)
在烘箱中在105℃下持续60分钟测量热收缩率并且由初始长度La与热收缩之后的长度Lt之比获得热收缩率。热收缩率根据下式得出:
收缩率(105℃/60分钟)=(La-Lt)/Lax100%
为此,将大小为100x100mm的样品在两张纸之间放置在105℃下的烘箱中60分钟。在60分钟过去之后将样品从烘箱中取出并且在两个主方向(机器方向和横向方向)上以0.5mm的精确度测量样品长度Lt。
粒径的测量通过激光衍射粒径分析来进行。
材料:
作为第一聚乙烯,在实施例1的所有实验中使用德国美因河畔法兰克福的LyondellBasell公司的Hostalen ACP 9255+。这种聚乙烯是高密度聚乙烯(HDPE),其具有350,000g/mol的重均分子量以及76℃的根据Vicat的软化点以及133℃的最高熔点。作为第二聚乙烯,在所有实施例中使用韩国蔚山的Korea Petrochemical Ind.Co,Ltd.公司的Yuhwa Hiden VH035。这种聚乙烯是高密度聚乙烯(HDPE),其具有600,000g/mol的重均分子量以及136℃的最高熔点。作为第三聚乙烯,在实施例1的实验6和7中使用韩国蔚山的KoreaPetrochemical Ind.Co,Ltd.公司的Yuhwa Hiden VH150。这种聚乙烯具有1,500,000g/mol的重均分子量。另外,作为第三聚乙烯,在实施例1的实验8至11中使用Celanese公司的2024。这种聚乙烯具有5,400,000g/mol的重均分子量。作为流体1和作为流体2,在所有实验中使用Total Chemicals公司的Spirdane D60。在实验5中使用德国施万多夫Nabaltec AG公司的Actilox 200 AS1。它是一种由大于99重量百分比的AlOOH颗粒组成并且具有0.2μm的D10、0.32μm的D50和0.6μm的D90的粒径以及17m2/g的BET表面积的填料。
层(A)在所使用的无流体的初始物质的总质量中的质量比例在实施例1的实验1中为27重量百分比并且在实施例1的所有其他实验中为20重量百分比。对应地,层(B)在所使用的无流体的初始物质的总质量中的质量比例在实施例1的实验1中为73重量百分比并且在实施例1的所有其他实验中为80重量百分比。
作为用于制备陶瓷性涂层的涂层溶液,使用包含基于丙烯基的聚合物型粘结剂的可商购Al2O3水性悬浮液。粒径d90小于2μm。相对于涂层溶液的总质量,固体含量为约40重量百分比。
实施例1:箔的制备
对于实施例1的所有实验的一般性实验说明:
i)防爆
如任何EVAPORE工艺一样,由于所使用的流体的闪点(50-70℃)和自燃温度(200-250℃),本发明的工艺要求特殊的预防措施。不仅通过安全的电力设备实现防爆而且还使用相关设备部件的封装。广泛、冗余的抽吸提供了充分的空气交换并且保持环境空气中的溶剂浓度低于爆炸下限(UEG)并低于工作空间极限值。由此使得火灾风险最小化。附加的措施实现了在紧急状况下对人员和设备的进一步保护。
ii)挤出
使用了两个彼此独立的双螺杆挤出机来将两种不同的配方熔融并且均匀化。挤出机A用于制备用于层(A)的基于PE-1的均匀混合物。挤出机B用于制备用于层(B)的基于PE-2的均匀混合物。
向挤出机A施加颗粒状或粉末状的PE-1和流体1和任选地添加剂。固体物质且尤其聚合物的计量加入通过一个或多个计量天平来进行。流体的计量加入在聚合物已经熔融的位置处通过直接进入挤出机中的喷射阀来进行。流体和聚合物在进一步的挤出机段中混合成单相的熔体。
向挤出机B施加粉末状的PE-2、流体2和任选地添加剂。固体物质且尤其聚合物的计量加入通过一个或多个计量天平来进行。流体2的计量在聚合物计量加入之后不久通过直接进入挤出机中的喷射阀来进行。流体2和聚合物在进一步的挤出机段中混合成单相的熔体。
来自挤出机A和挤出机B的这两种熔体在3层喷嘴中组装成A-B-A层结构。在离开喷嘴时,熔体的温度介于150与185℃之间,其中层(A)的温度为150-160℃并且层B的温度为175-185℃。
纳米颗粒和PE-3类型的高分子量聚乙烯通过计量天平直接加入到挤出机中。高分子量聚乙烯在第二聚乙烯(PE-1)之后加入,但是在加入流体之前。
iii)膜流延和箔拉出
将离开扁平喷嘴的熔体冷却并固化,由此产生所谓的流延膜。借助于两个冷却辊和一个水浴进行冷却。拉出速度介于1至4m/min之间。
iv)在纵向方向(机器方向)上拉伸
箔在纵向方向上单轴拉伸。随后在100至110℃下进行热处理。在热处理之后,初始加入的流体量的至少50重量百分比仍然存在于箔中。
v)在横向方向上拉伸、松弛和退火
在纵向方向上拉伸之后将箔在横向方向上拉伸。在拉伸之后将箔松弛并进行热处理(退火)。在拉伸和热处理期间,留存的流体定量地转移到气相中并且留下基本上干燥的箔。
各个实验的数据
进行了总共11个实验,其数据再现于下表中。下表1再现了所使用的反应物的种类和量(如果在上文中没有提及的话)。
表1:
对表1的解说:在添加剂列中的数值表示在不考虑流体的情况下在相应层处所给出的添加剂的重量比例。于是,例如实验5的层(A)包含50重量百分比的填料Actilox200AS1和50重量比的第一聚乙烯(PE-1)Hostalen ACP 9255+,分别相对于这两种固体物质的质量总和。实验5的新挤出的材料由57重量百分比的流体Spirdane D60和43重量百分比的固体物质Hostalen ACP 9255+和Actilox 200 AS1的总质量组成。对应地,实验6的层(B)包含20重量百分比的Yuhwa Hiden VH150和80重量百分比的Yuhwa Hiden VH035,分别相对于这两种固体物质的总和,并且因此包含100重量百分比的所述高分子量聚乙烯(PE-H)。对应的内容适用于实验7。
后附的表2至表5示出所获得的产物的物理数据和制备方法的参数。
表2再现了用于由熔体制备流延膜的方法参数。
表3再现了用于纵向方向上的拉伸和随后的热处理(退火)的方法参数。
表4再现了用于横向方向上的拉伸和随后的热处理(退火)的方法参数。
实施例2:箔的涂覆
将箔剪裁成约A4大小。在箔的两个位置处测量格利值(Gurleyzahl)。这两个测量值的平均值为未涂覆的箔的透气性值。将剪裁成件的箔固定在具有真空板的涂覆台上。然后用刮刀以40mm/s的速度在80mm的宽度上施加2ml的涂覆液体。随后将箔在干燥箱中在40至45℃下干燥2分钟。干燥后重新在两个位置处测量格利值。由此获取的平均值为经涂覆的箔的透气性值。
实施例结果:
表5再现了所获得的箔的物理数据。如所看到的,在纵向方向(MD)上的抗撕裂强度的数据明显高于现有技术的数值(见WO 2012/138398 A1的表1,实验#2和#3)。然而,在横向方向(TD)上的抗撕裂强度的数据显著高于现有技术中的数值,约为其四倍并且与纵向方向上的数值在同一数量级。由此,本发明的箔与根据现有技术的箔相比具有明显更有利的机械性能。此外,可以看出,大多数箔的透气性变化低于15s/100ml并且由此显著低于25s/100ml的极限值。与根据现有技术的箔相比,本发明的箔因此明显更适合于进一步加工成蓄电池或电池隔膜。孔隙度、抗穿孔强度和热收缩率同样在所希望的参数之内。
表2:
表3:
表4:
表5:
Claims (21)
1.一种双轴取向箔,包括至少一个层(A)和至少一个层(B),其中
层(A)包含至少一种第一聚乙烯(PE-1)并且层(B)包含至少一种高分子量聚乙烯(PE-H),所述高分子量聚乙烯包括至少一种第二聚乙烯(PE-2),并且其中
相对于所述层(A)的总重量,层(A)包含至少50重量百分比的所述至少一种第一聚乙烯(PE-1),相对于所述层(B)的总重量,层(B)包含至少50重量百分比的所述至少一种高分子量聚乙烯(PE-H),并且相对于所述至少一种高分子量聚乙烯(PE-H)的总重量,所述至少一种高分子量聚乙烯(PE-H)包含至少50重量百分比的所述至少一种第二聚乙烯(PE-2)并且
其中所述至少一种第一聚乙烯(PE-1)具有在200,000g/mol至600,000g/mol范围内的重均分子量(Mw),所述至少一种第二聚乙烯(PE-2)具有在400,000g/mol至1,500,000g/mol范围内的重均分子量(Mw),并且所述至少一种高分子量聚乙烯(PE-H)和所述至少一种第二聚乙烯(PE-2)分别具有的重均分子量高于所述至少一种第一聚乙烯(PE-1)的重均分子量并且
其中所述箔具有在30%至70%范围内的孔隙度。
2.根据权利要求1所述的箔,其特征在于,所述箔包括至少两个层(A)和一个层(B),所述层以A-B-A的顺序排列。
3.根据以上权利要求之一所述的箔,其特征在于,至少一个层(A)构成所述箔的外层。
4.根据以上权利要求之一所述的箔,其特征在于,根据本发明的箔的两个外层由层(A)构成。
5.根据以上权利要求之一所述的箔,其特征在于,根据本发明的箔的层(A)的孔隙度在35%至70%的范围内并且根据本发明的箔的层(B)的孔隙度在30%至65%的范围内。
6.根据以上权利要求之一所述的箔,其特征在于,相对于所述箔的层(A)和(B)的总厚度,分别地根据本发明的箔的所有层(A)的厚度比例在5%至50%的范围内并且所有层(B)的厚度比例在50%至95%的范围内。
7.根据以上权利要求之一所述的箔,其特征在于,相对于所述层(A)的总重量,层(A)包含至少80重量百分比、优选至少95重量百分比且最优选100重量百分比的所述至少一种第一聚乙烯(PE-1)。
8.根据以上权利要求之一所述的箔,其特征在于,层(A)不包含具有的分子量大于所述第一聚乙烯(PE-1)的分子量的聚乙烯。
9.根据以上权利要求之一所述的箔,其特征在于,层(A)不包含聚丙烯。
10.根据以上权利要求之一所述的箔,其特征在于,所述第一聚乙烯(PE-1)具有在200,000g/mol至450,000g/mol范围内的重均分子量(Mw)并且所述第二聚乙烯(PE-2)具有在500,000g/mol至1,500,000g/mol范围内的重均分子量(Mw)。
11.根据以上权利要求之一所述的箔,其特征在于,所述至少一种高分子量聚乙烯(PE-H)附加地包含至少一种第三聚乙烯(PE-3),所述第三聚乙烯具有比第二聚乙烯(PE-2)更高的平均分子量。
12.根据以上权利要求之一所述的箔,其特征在于,所述第一聚乙烯(PE-1)具有在200,000g/mol至450,000g/mol范围内的重均分子量(Mw)并且所述第二聚乙烯(PE-2)具有在500,000g/mol至900,000g/mol范围内的重均分子量(Mw)。
13.根据以上权利要求之一、尤其根据权利要求7所述的箔,其特征在于,至少一个层(A)构成所述箔的外层,相对于所述层(B)的总重量,所述层(B)包含至少80重量百分比的所述至少一种高分子量聚乙烯(PE-H),分别相对于整个箔,所有层(A)的总质量为10至35重量百分比并且所有层(B)的总质量为65至90重量百分比,并且所述箔的厚度在3μm至50μm的范围内。
14.根据以上权利要求之一所述的箔,其特征在于,所述箔包含添加剂,其中所述添加剂优选为填料并且特别优选为纳米颗粒。
15.根据以上权利要求之一所述的箔,其特征在于,所述箔具有至少一个陶瓷性涂层,所述陶瓷性涂层与至少一个层(A)的表面直接相连。
16.一种电池隔膜箔(BSF),包含根据以上权利要求之一所述的箔。
17.一种锂离子电池,包含根据以上权利要求之一所述的箔。
18.一种制备根据权利要求1至16之一所述的箔的方法,该方法包括以下步骤:
-提供第一聚乙烯(PE-1),所述第一聚乙烯具有在200,000g/mol至600,000g/mol范围内的重均分子量(Mw),
-提供第二聚乙烯(PE-2),所述第二聚乙烯具有400,000至1,500,000g/mol的重均分子量(Mw),其中所述第二聚乙烯(PE-2)的重均分子量高于所述第一聚乙烯(PE-1)的重均分子量,
-提供具有135至300℃的沸点的第一流体(流体1),
-提供具有135℃至300℃的沸点的第二流体(流体2),
-将第一聚乙烯(PE-1)熔融并且将第一流体(流体1)与熔融的第一聚乙烯(PE-1)混合,以获得第一混合物,相对于所述第一混合物的总质量,所述第一混合物包括30至70重量百分比的第一流体(流体1),
-将第二聚乙烯(PE-2)熔融并且将第二流体(流体2)与熔融的第二聚乙烯(PE-2)混合,以获得第二混合物,相对于所述第二混合物的总质量,所述第二混合物包括30至70重量百分比的第二流体(流体2),
-借助于多宽缝喷嘴将如此获得的混合物共挤出,制备多层熔体,其中所述第一混合物形成至少一个层(A)并且所述第二混合物形成至少一个层(B),
-将如此产生的多层熔体冷却成膜(流延膜),
-将如此产生的膜在纵向方向(MD)上拉伸,
-进行热处理(退火),
-将如此获得的在纵向方向上拉伸的膜在横向方向(TD)上拉伸,
-进行热处理,其中仍然包含在所述箔中的流体转移到气相中。
19.根据权利要求18所述的方法,其特征在于,在纵向方向上拉伸时牵伸比在5至9的范围内,并且在横向方向上拉伸时牵伸比在5至9的范围内,并且其特征在于,在横向方向(TD)上拉伸之后的热处理时,以在横向方向上的牵伸比的5%至10%将所述箔在横向方向上松弛。
20.根据权利要求18或19之一所述的方法,其特征在于,在纵向方向(MD)上拉伸之后的热处理时,以在纵向方向上的牵伸比的最多5%将所述箔在纵向方向上松弛。
21.根据权利要求1至16之一所述的箔或者根据权利要求18至20之一所述的方法,其特征在于,所述箔的厚度在3至50μm范围内、优选在5至30μm范围内。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019112089.6 | 2019-05-09 | ||
DE102019112089.6A DE102019112089A1 (de) | 2019-05-09 | 2019-05-09 | Folie mit wenigstens zwei Schichten und Verfahren zu ihrer Herstellung |
PCT/EP2020/062082 WO2020225108A1 (de) | 2019-05-09 | 2020-04-30 | Folie mit wenigstens zwei schichten und verfahren zu ihrer herstellung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113840730A true CN113840730A (zh) | 2021-12-24 |
CN113840730B CN113840730B (zh) | 2023-09-22 |
Family
ID=70482668
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202080034201.7A Active CN113840730B (zh) | 2019-05-09 | 2020-04-30 | 具有至少两个层的箔以及其制备方法 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20220203659A1 (zh) |
EP (1) | EP3966037B1 (zh) |
JP (1) | JP2022532562A (zh) |
KR (1) | KR20220007630A (zh) |
CN (1) | CN113840730B (zh) |
DE (1) | DE102019112089A1 (zh) |
WO (1) | WO2020225108A1 (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114474927A (zh) * | 2022-01-11 | 2022-05-13 | 江苏睿捷新材料科技有限公司 | 一种包装材料 |
WO2024060222A1 (zh) * | 2022-09-23 | 2024-03-28 | 常州星源新能源材料有限公司 | 一种高强度锂离子电池隔膜及其制备方法 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102021119724A1 (de) | 2021-07-29 | 2023-02-02 | Brückner Maschinenbau GmbH & Co. KG | Folienaufwickelsystem, Verbund aus einer Folienreckanlage und einem solchen Folienaufwickelsystem und Verwendung eines solchen Verbunds zur Herstellung von Dünnstfilmen und Membranen |
Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4882229A (en) * | 1988-04-29 | 1989-11-21 | Shell Oil Company | Blends of high molecular weight polybutylene with low density polyethylene |
JPH09326250A (ja) * | 1996-06-04 | 1997-12-16 | Tonen Chem Corp | 電池セパレーター用複合膜 |
CN1294608A (zh) * | 1999-02-19 | 2001-05-09 | 东燃化学株式会社 | 聚烯烃微多孔膜及其制造方法 |
US20060141351A1 (en) * | 2004-12-23 | 2006-06-29 | Suh Chang H | Polyethylene microporous film for a rechargeable battery separator and a method of preparing the same |
CN1875058A (zh) * | 2003-10-27 | 2006-12-06 | 旭化成化学株式会社 | 微孔聚烯烃膜 |
CN1957026A (zh) * | 2004-05-20 | 2007-05-02 | 旭化成化学株式会社 | 由聚烯烃制成的微孔膜 |
US20090117454A1 (en) * | 2007-11-02 | 2009-05-07 | Kotaro Takita | Multi-Layer Microporous Membrane, Battery Separator And Battery |
CN101536221A (zh) * | 2006-11-17 | 2009-09-16 | 赛尔格有限责任公司 | 共挤出的多层电池隔板 |
CN103988336A (zh) * | 2011-12-08 | 2014-08-13 | 特里奥凡德国有限公司及两合公司 | 具有涂层的高孔隙度隔板膜 |
CN104137299A (zh) * | 2012-03-05 | 2014-11-05 | 特里奥凡德国有限公司及两合公司 | 具有部分涂层的高孔隙率隔离膜 |
CN105237856A (zh) * | 2015-10-30 | 2016-01-13 | 乐凯胶片股份有限公司 | 一种微孔膜及其制备方法 |
EP3006210A1 (en) * | 2013-05-31 | 2016-04-13 | Toray Battery Separator Film Co., Ltd. | Multilayer, microporous polyolefin membrane, and production method thereof |
US20170309883A1 (en) * | 2015-10-09 | 2017-10-26 | Toray Battery Separator Film Co., Ltd. | Laminated polyolefin microporous membrane, battery separator, and production method thereof |
CN107405902A (zh) * | 2014-06-20 | 2017-11-28 | 东丽株式会社 | 聚烯烃多层微多孔质膜、其制造方法和电池用隔膜 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6432586B1 (en) | 2000-04-10 | 2002-08-13 | Celgard Inc. | Separator for a high energy rechargeable lithium battery |
WO2009064296A1 (en) * | 2007-11-14 | 2009-05-22 | Tonen Chemical Corporation | Multi-layer, microporous membrane, battery separator formed by such a membrane and battery comprising such a separator |
JP6170034B2 (ja) * | 2011-04-04 | 2017-07-26 | アポラス,インク. | 改良電池セパレータおよびその形成方法 |
CN103072355A (zh) * | 2012-12-25 | 2013-05-01 | 深圳市冠力新材料有限公司 | 一种新型无机膜及其制备方法 |
CN103531734B (zh) * | 2013-09-22 | 2016-04-13 | 佛山市金辉高科光电材料有限公司 | 一种锂离子电池隔膜及制备方法 |
KR101686409B1 (ko) * | 2014-05-30 | 2016-12-28 | 도레이 배터리 세퍼레이터 필름 주식회사 | 폴리올레핀 다층 미세 다공막 및 전지용 세퍼레이터 |
KR102137377B1 (ko) * | 2014-06-10 | 2020-07-24 | 도레이 카부시키가이샤 | 전지용 세퍼레이터 및 이의 제조 방법 |
CN106470754B (zh) * | 2014-06-25 | 2019-11-08 | 帝人株式会社 | 液体过滤器用基材及其制造方法 |
WO2018217990A1 (en) * | 2017-05-26 | 2018-11-29 | Celgard, Llc | New or improved microporous membranes, battery separators, coated separators, batteries, and related methods |
-
2019
- 2019-05-09 DE DE102019112089.6A patent/DE102019112089A1/de active Pending
-
2020
- 2020-04-30 CN CN202080034201.7A patent/CN113840730B/zh active Active
- 2020-04-30 KR KR1020217039794A patent/KR20220007630A/ko active Search and Examination
- 2020-04-30 US US17/609,202 patent/US20220203659A1/en active Pending
- 2020-04-30 JP JP2021566163A patent/JP2022532562A/ja active Pending
- 2020-04-30 WO PCT/EP2020/062082 patent/WO2020225108A1/de unknown
- 2020-04-30 EP EP20723378.4A patent/EP3966037B1/de active Active
Patent Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4882229A (en) * | 1988-04-29 | 1989-11-21 | Shell Oil Company | Blends of high molecular weight polybutylene with low density polyethylene |
JPH09326250A (ja) * | 1996-06-04 | 1997-12-16 | Tonen Chem Corp | 電池セパレーター用複合膜 |
CN1294608A (zh) * | 1999-02-19 | 2001-05-09 | 东燃化学株式会社 | 聚烯烃微多孔膜及其制造方法 |
CN1875058A (zh) * | 2003-10-27 | 2006-12-06 | 旭化成化学株式会社 | 微孔聚烯烃膜 |
CN1957026A (zh) * | 2004-05-20 | 2007-05-02 | 旭化成化学株式会社 | 由聚烯烃制成的微孔膜 |
US20060141351A1 (en) * | 2004-12-23 | 2006-06-29 | Suh Chang H | Polyethylene microporous film for a rechargeable battery separator and a method of preparing the same |
CN101536221A (zh) * | 2006-11-17 | 2009-09-16 | 赛尔格有限责任公司 | 共挤出的多层电池隔板 |
US20090117454A1 (en) * | 2007-11-02 | 2009-05-07 | Kotaro Takita | Multi-Layer Microporous Membrane, Battery Separator And Battery |
CN103988336A (zh) * | 2011-12-08 | 2014-08-13 | 特里奥凡德国有限公司及两合公司 | 具有涂层的高孔隙度隔板膜 |
CN104137299A (zh) * | 2012-03-05 | 2014-11-05 | 特里奥凡德国有限公司及两合公司 | 具有部分涂层的高孔隙率隔离膜 |
EP3006210A1 (en) * | 2013-05-31 | 2016-04-13 | Toray Battery Separator Film Co., Ltd. | Multilayer, microporous polyolefin membrane, and production method thereof |
CN107405902A (zh) * | 2014-06-20 | 2017-11-28 | 东丽株式会社 | 聚烯烃多层微多孔质膜、其制造方法和电池用隔膜 |
US20170309883A1 (en) * | 2015-10-09 | 2017-10-26 | Toray Battery Separator Film Co., Ltd. | Laminated polyolefin microporous membrane, battery separator, and production method thereof |
CN105237856A (zh) * | 2015-10-30 | 2016-01-13 | 乐凯胶片股份有限公司 | 一种微孔膜及其制备方法 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114474927A (zh) * | 2022-01-11 | 2022-05-13 | 江苏睿捷新材料科技有限公司 | 一种包装材料 |
WO2024060222A1 (zh) * | 2022-09-23 | 2024-03-28 | 常州星源新能源材料有限公司 | 一种高强度锂离子电池隔膜及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102019112089A1 (de) | 2020-11-12 |
CN113840730B (zh) | 2023-09-22 |
US20220203659A1 (en) | 2022-06-30 |
EP3966037B1 (de) | 2023-03-15 |
WO2020225108A1 (de) | 2020-11-12 |
JP2022532562A (ja) | 2022-07-15 |
EP3966037A1 (de) | 2022-03-16 |
KR20220007630A (ko) | 2022-01-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5635970B2 (ja) | 高耐熱性被覆層を有するポリオレフィン系複合微多孔膜の製造方法 | |
JP5057419B2 (ja) | 複合微多孔膜及びその製造方法並びに用途 | |
US11535720B2 (en) | Microporous sheet product and methods for making and using the same | |
CN113840730B (zh) | 具有至少两个层的箔以及其制备方法 | |
KR101404461B1 (ko) | 고내열성 다공성 피복층을 갖는 폴리올레핀계 복합 미세다공막 | |
US10680224B2 (en) | Polyolefin multilayer microporous film, method for producing same, and cell separator | |
EP2695907B1 (en) | Method for manufacturing a porous membrane | |
EP3085531B1 (en) | Polyolefin multilayer microporous membrane and battery separator | |
WO2010134585A1 (ja) | 多層多孔膜 | |
EP3708363A1 (en) | Polyolefin composite porous film, method for producing same, battery separator, and battery | |
CN109314221B (zh) | 可层压的、尺寸稳定的微孔网 | |
JP2007273443A (ja) | 多層多孔膜およびその製造方法 | |
WO2010008003A1 (ja) | 蓄電デバイス用セパレータ | |
JPWO2007010878A1 (ja) | ポリオレフィン多層微多孔膜及び電池用セパレータ | |
CA2858442A1 (en) | High-porosity separator film with coating | |
CN107078259B (zh) | 微孔片材产品及制备和使用其的方法 | |
KR102364467B1 (ko) | 개선된 전극접착력 및 저항 특성을 갖는 리튬이차전지용 분리막 및 상기 분리막을 포함하는 리튬이차전지 | |
JP2015050121A (ja) | 電池用セパレータ及び電池用セパレータの製造方法 | |
JP2011210573A (ja) | 非水系二次電池用セパレータ | |
KR20210132530A (ko) | 가교 폴리올레핀 다공성 기재를 포함하는 리튬이차전지용 분리막 및 이의 제조방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
CB02 | Change of applicant information | ||
CB02 | Change of applicant information |
Address after: German Sigsdorf Applicant after: BRuCKNER MASCHINENBAU GmbH Address before: German Sigsdorf Applicant before: BRuCKNER MASCHINENBAU GmbH & Co.KG |
|
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |