CN115207564A - 电池隔板及其制造方法、电池隔板的干法膜、锂电池 - Google Patents

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Abstract

一种电池隔板，其包含：微孔聚合物薄膜；和在微孔聚合物薄膜的至少一侧上的可选涂层，其中，微孔聚合物薄膜和可选涂层至少其中之一包含添加剂，该添加剂选自：润滑剂、增塑剂、成核剂、减缩剂、和表面活性剂；或者，微孔聚合物薄膜和可选涂层中的至少一个包含电解质添加剂；或者，微孔聚合物薄膜和第一涂层中的至少一个包含聚硅氧烷，该聚硅氧烷的重均分子量在500,000到1,000,000之间。根据本发明，可以改善隔板产品中的针移除，可以延长电池寿命、在平衡电化学电池性能的同时提高强度。

Description

电池隔板及其制造方法、电池隔板的干法膜、锂电池
本申请为分案申请，原PCT申请优先权日是2016年11月7日；原国际申请日是2017年11月7日；原国际申请号为PCT/US2017/060377；进入中国国家阶段日期是2019年7月4日，中国申请号是201780082294.9；原发明名称是《电池隔板》。
优先权声明
根据35U.S.C.§119(e)，本申请要求2016年11月7日提交的美国临时专利申请No.62/418,435的优先权及权益，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
根据至少选定的实施方式，本申请或发明致力于用于改善的电池性能的添加剂、改进的含有添加剂的膜、改进的电池隔板，和/或改进的电池，和/或改进的或相关的制造和/或使用其的方法。根据至少特定的实施方式，本申请或发明致力于含添加剂的膜、隔板膜，和/或电池隔板，和/或制造和/或使用此类膜、隔板膜和/或电池隔板的方法。根据至少特别的实施方式，本申请或发明致力于将添加剂加入用于二次锂电池(例如二次锂离子电池)的微孔膜或隔板膜中、改进的电池隔板和/或相关方法。在一些实施方式中，膜可含有改善电池化学中的性能(例如在锂离子电池中)的添加剂。在其他选定的实施方式中，膜可含有改善针移除性能的添加剂，例如硅氧烷或硬脂酸锂。在其他特定的实施方式中，本发明还可能涉及制备这种膜或隔板膜的方法和使用这种膜或隔板膜的方法，例如，作为锂电池隔板。根据至少选定的实施方式，本申请或发明致力于新的或改进的多孔膜、隔板膜、隔板、干法工艺隔板、复合体、电化学装置、电池，制造这种膜、隔板、复合体、装置和/或电池的方法。根据至少特定的选定实施方式，本发明致力于新的或改进的含有添加剂或弹性体的隔板膜。改进的膜可以优选地表现出改进的关闭、改进的强度、改进的介电击穿强度和/或降低的开裂倾向。根据至少特定的选定实施方式，本申请或发明致力于具有微孔聚合物薄膜或膜的并且在微孔聚合物薄膜一侧上具有可选的涂覆层的电池隔板，其中微孔聚合物薄膜和可选的涂层中的至少一个包含添加剂。添加剂可选自润滑剂、增塑剂、成核剂、减缩剂、表面活性剂、SEI改进剂、阴极保护剂、阻燃添加剂、LiPF6盐稳定剂、过充保护剂、铝腐蚀抑制剂、锂沉积剂或改进剂或溶剂化增强剂、铝腐蚀抑制剂、润湿剂、粘度改进剂、减摩剂、COF减低剂、针移除力减弱剂、共聚物、嵌段共聚物和/或其组合。此外，本文还描述了电池(包括一次或二次锂离子电池)，其包含所描述的薄膜、膜、涂层和/或隔板中的一个或多个。也描述了制造薄膜、膜、涂层和/或电池隔板的方法。根据至少特别的实施方式，本申请或发明致力于改进的或新的电池隔板，其具有下列中的至少一种：增强的刺穿强度、降低的针移除力、改善的电解液润湿性和增加的孔径、在其至少一侧上具有可选涂覆层的微孔聚合物薄膜；电池隔板，其具有可选涂层和微孔聚合物薄膜中的至少一种，在其内和/或其上包含选自润滑剂、表面活性剂、成核剂、减缩剂和/或增塑剂的添加剂，微孔聚合物薄膜具有添加剂，其主要存在于薄膜的至少一个表面区域中，或者存在于整个薄膜中、存在于薄膜的单个表面区域中、存在于薄膜的第一表面区域中以及与第一表面区域相对的薄膜的第二表面区域中；涂布于微孔聚合物薄膜表面的涂层，涂层可被仅涂布在微孔聚合物薄膜的一个表面上，涂布在微孔聚合物薄膜的第一侧上，同时可以在与第一侧相对的微孔聚合物薄膜的第二侧上涂布另一涂层，和/或其组合。根据至少可能的优选实施方式，微孔聚合物薄膜或膜为微孔聚烯烃膜，比如干法拉伸工艺膜，如单层干法工艺薄膜、两层干法工艺薄膜或多层干法工艺薄膜。此外，根据至少可能优选的实施方式，可以向薄膜、涂层或隔板中添加一种或两种或三种或四种或全部五种不同类型的添加剂，或者添加单一添加剂，其起一种或两种或三种或四种或全部五种不同类型的添加剂的作用，例如，可以在其中或其上添加既是润滑剂又是表面活性剂的添加剂。
背景技术
本领域中已讨论了用于改进电池隔板和电池的方法。关于改进电池隔板的方法，这些方法中的很多着重于通过控制挤出工艺(即共挤出或改变吹胀比)或通过结合各种拉伸技术如双轴向拉伸来操控聚合物。用于改进电池隔板的其他方法包括控制所用树脂的类型，例如高分子量或低分子量树脂。
随着隔板变薄和/或其孔径变大以满足市场需求，减少聚丙烯微孔膜表面摩擦以便在电池卷芯制造过程中易于针移除变得越来越具有挑战性。美国专利No.6,692,867描述了使用硬脂酸钙来改善针移除。尽管已经使用了硬脂酸钙，但在高温挤出过程中它往往会“开花”或“降雪”并污染设备。所以需要耐更高温度的添加剂。此外，尽管过去添加的硬脂酸钙足以改善较厚的旧型隔板产品的针移除，但其对于至少某些被制造得越来越薄以满足市场需求的新型隔板是不够的，并且它无法在没有不希望的增加的“开花”或“降雪”的情况下添加足够高的量。因此，需要一种用于改善至少特定隔板产品中的针移除的新替代方案。
关于电池的改进，使得未来电池化学和技术商业化的关键方面之一是将电解质添加剂结合到电解质体系中。通过包含电解质添加剂，可以例如稳定高压电池操作和延长电池寿命。一些常用的添加剂包括硼酸盐、碳酸乙烯酯和许多其他材料。这些通常在电池制造之前被添加到液态电解质溶液中。然而，这难以确保可重复的批量制备，而且具有添加剂的电解质的保质期可能非常短。电解质溶液应在短时间内混合并使用。因此，需要一种没有这些问题的提供电解质添加剂的新方法。
尽管本领域中已多次提到改进膜的机械强度以及为用于高压系统而优化的工作组合物，但仍然需要在平衡电化学电池性能的同时提高强度的新方法。
发明内容
根据至少选定的实施方式，本申请或发明可以解决上述需求、所期望的改进、困难或问题，和/或可以提供新的和/或改进的添加剂，用于改善的电池性能、改进的含添加剂的膜、改进的电池隔板和/或改进的电池，和/或改进的或相关的制造和/或使用其的方法。根据至少特定的实施方式，本申请或发明致力于含添加剂的膜、隔板膜和/或电池隔板，和/或制造和/或使用这种膜、隔板膜和/或电池隔板的方法。根据至少特别的实施方试，本申请或发明致力于将添加剂加入用于二次锂电池(诸如二次锂离子电池)的微孔膜或隔板膜、改进的电池隔板和/或相关方法。在一些实施方式中，膜可含有改善电池化学中(例如在锂离子电池中)的性能的添加剂。在其他选定的实施方式中，膜可含有改善针移除性能的添加剂，例如硅氧烷或硬脂酸锂。在其他特定的实施方式中，本发明还可以涉及制造这种膜或隔板膜的方法和使用这种膜或隔板膜的方法，例如，作为锂电池隔板。根据至少选定的实施方式，本申请或发明致力于新的或改进的多孔膜、隔板膜、隔板、干法工艺隔板、复合体、电化学装置、电池，制造这种膜、隔板、复合体、装置和/或电池的方法。根据至少特定的选定实施方式，本发明致力于新的或改进的含有添加剂或弹性体的隔板膜。改进的膜可以优选地表现出改进的关闭、改进的强度、改进的介电击穿强度和/或降低的开裂倾向。根据至少特定的选定实施方式，本申请或发明致力于具有微孔聚合物薄膜或膜的并且在微孔聚合物薄膜的至少一侧上具有可选的涂覆层的电池隔板，其中微孔聚合物薄膜和可选的涂层中的至少一个包含添加剂。添加剂可选自润滑剂、增塑剂、成核剂、减缩剂、表面活性剂、SEI改进剂、阴极保护剂、阻燃添加剂、LiPF6盐稳定剂、过充保护剂、铝腐蚀抑制剂、锂沉积剂或改进剂、或溶剂化增强剂、铝腐蚀抑制剂、润湿剂、粘度改进剂、减摩剂、COF减低剂、针移除力减弱剂、共聚物、嵌段共聚物和/或其组合。此外，本文还描述了电池(包括一次或二次锂离子电池)，其包含所描述的薄膜、膜、涂层和/或隔板中的一个或多个。也描述了制造薄膜、膜、涂层和/或电池隔板的方法。根据至少特别的实施方式，本申请或发明致力于改进的或新的电池隔板，其具有下列中的至少一种：增强的刺穿强度、降低的针移除力、改善的电解液润湿性和增加的孔径、在其至少一侧上具有可选涂覆层的微孔聚合物薄膜；电池隔板，其具有可选涂层和微孔聚合物薄膜中的至少一种，在其内和/或其上包含选自润滑剂、表面活性剂、成核剂、减缩剂和/或增塑剂的添加剂，微孔聚合物薄膜具有添加剂，其主要存在于薄膜的至少一个表面区域中，或者存在于整个薄膜中、存在于薄膜的单个表面区域中、存在于薄膜的第一表面区域中以及与第一表面区域相对的薄膜的第二表面区域中；涂布在微孔聚合物薄膜表面的涂层，涂层可被仅涂布在微孔聚合物薄膜的一个表面上，涂布在微孔聚合物薄膜的第一侧上，同时可以在与第一侧相对的微孔聚合物薄膜的第二侧上涂布另一涂层，和/或其组合。根据至少可能的优选实施方式，微孔聚合物薄膜或膜为微孔聚烯烃膜，比如干法拉伸工艺膜，如单层干法工艺薄膜、两层干法工艺薄膜或多层干法工艺薄膜。此外，根据至少可能优选的实施方式，可以向薄膜、涂层或隔板中添加一种或两种或三种或四种或全部五种不同类型的添加剂，或者添加单一添加剂，其起一种或两种或三种或四种或全部五种不同类型的添加剂的作用，例如，可以在其中或其上添加既是润滑剂又是表面活性剂的添加剂。
根据至少选定的实施方式、方面或目的，本申请或发明致力于改进的含添加剂的膜、改进的电池隔板和/或改进的电池，和/或改进的或相关的制造和/或使用其的方法。
至少特定的实施方式，本申请或发明致力于含添加剂的聚烯烃膜、聚烯烃隔板膜和/或聚烯烃膜电池隔板，和/或制造和/或使用这种聚烯烃膜、隔板膜和/或电池隔板的方法。根据至少特定的选定实施方式，本申请或发明致力于具有微孔聚烯烃薄膜或膜并且在微孔聚烯烃薄膜的至少一侧上具有可选涂层的电池隔板，其中微孔薄膜和可选的涂层中的至少一种包含添加剂。添加剂可选自润滑剂、增塑剂、成核剂、减缩剂、表面活性剂、SEI改进剂、阴极保护剂、阻燃添加剂、LiPF6盐稳定剂、过充保护剂、铝腐蚀抑制剂、锂沉积剂或改进剂、或溶剂化增强剂、铝腐蚀抑制剂、润湿剂、粘度改进剂、减摩剂、COF减低剂、针移除力减弱剂、共聚物、嵌段共聚物和/或其组合。此外，本文还描述了电池(包括一次或二次锂离子电池的)，其包含一种或多种所描述的聚烯烃薄膜、膜、涂层和/或隔板。还描述了制造聚烯烃薄膜、膜、涂层和/或电池隔板的方法。根据至少特别的实施方式，本申请或发明致力于改进的或新的聚烯烃膜电池隔板，其具有下列中的至少一种：增强的刺穿强度、降低的针移除力、改善的电解液润湿性和增加的孔径、在其至少一侧上具有可选涂覆层的微孔聚烯烃薄膜；电池隔板，其具有可选涂层和微孔聚烯烃薄膜中的至少一种，在其内和/或其上包含选自润滑剂、表面活性剂、成核剂、减缩剂和/或增塑剂的添加剂，微孔聚烯烃薄膜具有添加剂，其主要存在于薄膜的至少一个表面区域中，或者存在于整个薄膜中、存在于薄膜的单个表面区域中、存在于薄膜的第一表面区域中以及与第一表面区域相对的薄膜的第二表面区域中；涂布在微孔薄膜表面的涂层，涂层可被仅涂布在微孔薄膜的一个表面上，涂布在微孔薄膜的第一侧上，同时可以在与第一侧相对的微孔薄膜的第二侧上涂布另一涂层，和/或其组合。根据至少可能的优选实施方式，微孔聚合物薄膜或膜为微孔聚烯烃干法拉伸工艺膜，比如单层干法工艺薄膜、两层干法工艺薄膜或多层干法工艺薄膜。此外，根据至少可能优选的实施方式，可以向薄膜、涂层或隔板中添加一种或两种或三种或四种或全部五种不同类型的添加剂，或者添加单一添加剂，其起一种或两种或三种或四种或全部五种不同类型的添加剂的作用，例如，可以在其中或其上添加既是润滑剂又是表面活性剂的添加剂。
在一个方面，本文描述了电池隔板。本文特别地描述了具有例如增加的穿刺强度、减小的针移除力、改善的电解质润湿性和增加的孔径中的至少一个的电池隔板。
电池隔板包含以下、由以下组成或基本上由以下组成：微孔聚合物薄膜和在微孔聚合物薄膜的至少一侧上的可选的涂层。在电池隔板中，可选的涂层和微孔聚合物薄膜中的至少一种包含添加剂，添加剂选自润滑剂、表面活性剂、成核剂、减缩剂和增塑剂。
在添加剂存在于微孔聚合物薄膜中的实施方式中，添加剂可主要存在于薄膜的至少一个表面区域中或可存在于整个薄膜中。在一些实施方式中，添加剂可以存在于薄膜的单个表面区域中。在其他实施方式中，添加剂可以存在于薄膜的第一表面区域中和薄膜的与第一表面区域相对的第二表面区域中。
在一些实施方式中，添加剂可以在涂覆到微孔聚合物薄膜表面上的涂层中。在一些实施方式中，涂层可以仅涂覆到微孔聚合物薄膜的一个表面上。在其他实施方式中，可以将涂层涂覆到微孔聚合物薄膜的第一面上，并且可以将另一种涂层涂覆到微孔聚合物薄膜的与第一面相对的第二面上。
微孔聚合物薄膜或膜可以是非织造的拉伸薄膜或膜，诸如单层干法工艺薄膜、双层干法工艺薄膜或多层干法工艺薄膜(并且可以具有应用于其至少一侧的层、涂层或处理)。
可以添加一种或两种或三种或四种或全部五种不同类型的添加剂，或者可以添加单一添加剂，其起一种或两种或三种或四种或全部五种不同类型的添加剂的作用。例如，既是润滑剂又是表面活性剂的添加剂。添加剂可以以10,000至200,000ppm、10,000ppm至100,000ppm、10,000ppm至60,000ppm或10,000ppm至30,000ppm的量存在。
在一些实施方式中，添加剂是润滑剂。其也可以是表面活性剂、成核剂、减缩剂和增塑剂中的至少一种。润滑剂可以是水溶性润滑剂。润滑剂也可以是熔点高于220℃、高于230℃或高于240℃的润滑剂。在一些实施方式中，润滑剂是有至少一种下列性质的脂肪酸盐：其是水溶性的或熔点高于220℃、高于230℃或高于240℃。在一些实施方式中，脂肪酸盐具有这两种性质。在一些实施方式中，脂肪酸盐选自硬脂酸锂、硬脂酸钠和硬脂酸钾。在一些实施方式中，润滑剂是聚硅氧烷，包括超高分子量聚硅氧烷。
在另一实施方式中，本文描述了另一种电池隔板。这种电池隔板包含电解质添加剂，当隔板被结合到电池(特别是锂离子电池)中时，该电解质添加剂可以从隔板释放到电解质中。
电池隔板包含以下、由以下组成或基本上由以下组成：微孔聚合物薄膜和在微孔聚合物薄膜的至少一侧上的可选的涂层。在电池隔板中，可选涂层和微孔聚合物薄膜中的至少一种包含电解质添加剂。
在电解质添加剂存在于微孔聚合物薄膜中的实施方式中，添加剂可主要存在于薄膜的至少一个表面区域中或可存在于整个薄膜中。在一些实施方式中，添加剂可以存在于薄膜的单个表面区域中。在其他实施方式中，电解质添加剂可以存在于薄膜的第一表面区域中和薄膜的与第一表面区域相对的第二表面区域中。
在一些实施方式中，电解质添加剂可以在涂覆到微孔聚合物薄膜表面上的涂层中。在一些实施方式中，涂层可以仅涂覆到微孔聚合物薄膜的一个表面上。在其他实施方式中，可以将涂层涂覆到微孔聚合物薄膜的第一面上，并且可以将另一种涂层涂覆到微孔聚合物薄膜的与第一面相对的第二面上。
微孔聚合物薄膜或膜可以是吹制或流延和拉伸的非织造聚烯烃薄膜或膜，诸如单层干法工艺薄膜、双层干法工艺薄膜或多层干法工艺薄膜。
在一些实施方式中，电解质添加剂选自SEI改进剂、阴极保护剂、阻燃添加剂、LiPF6盐稳定剂、过充保护剂、铝腐蚀抑制剂、锂沉积剂或改进剂，或溶剂化增强剂、铝腐蚀抑制剂、润湿剂和粘度改进剂。电解质添加剂的量可以为1,000至200,000ppm、1,000至100,000、10,000ppm至100,000ppm、10,000ppm至60,000ppm或10,000ppm至30,000ppm。
在另一方面，本文描述了一种电池(特别是锂离子电池)，其包含具有如本文所述的添加剂的隔板。在一些实施方式中，电池包含电解质，并且与不添加至少一种本文所述添加剂的相同电池隔板相比，此电池隔板表现出改善的电解质润湿性。在一些实施方式中，电解质可以是液体溶剂(例如SO2或SOCl2)中的锂盐。在其他实施方式中，添加剂是电解质添加剂，其在电池形成之后和/或在电池操作期间释放到电解质中。
在另一方面，本文描述了一种用于形成本文所述的电池隔板的方法。该方法包括以下步骤中的至少一个：(1)由包含聚合物和添加剂的聚合物混合物形成微孔聚合物薄膜，和(2)用包含聚合物和添加剂的涂覆混合物涂覆微孔薄膜。添加剂可以是上文提到的任何添加剂。在一些实施方式中，形成微孔聚合物薄膜的步骤可包含以下、由以下组成或基本上由以下组成：挤出包含聚合物和添加剂的聚合物混合物。
附图说明
图1是根据本文描述的一些实施方式的电池隔板的针移除力的箱形图。
图2是根据本文描述的一些实施方式的电池隔板的穿刺强度的箱形图。
图3是电池的差分容量图，该电池包含根据对照PP和本发明的含硅氧烷的实施方式的电池隔板。
图4是显示根据对照和本文描述的一些实施方式的电池隔板的循环的图。
图5是根据本文描述的一些实施方式的电池隔板的孔径分布图。
图6是根据对照(Celgard 2500)和本文所述的一些实施方式的电池隔板的针移除力的箱形图。
图7是根据对照和本文所述实施方式的电池隔板的孔径分布图。
图8是含有和不含5％硬脂酸锂的Prime Polymer聚丙烯的DSC覆盖层。
图9是显示根据对照和本文描述的一些实施方式的电池隔板的循环的图。
图10是根据一些实施方式的电池隔板的示意图，标明了电池隔板的x、y和z方向。
图11至17分别是根据本文描述的一些实施方式的特定的共挤出多层前体、膜或隔板的示意图。
具体实施方式
本申请致力于含添加剂的电池隔板以及制造和使用其的相关方法。在一些实施方式中，电池隔板可包含改善以下中的至少一项的添加剂：易于处理或加工电池隔板，例如，降低针移除力、改进的静电控制以及降低的摩擦力；隔板的性能特性，例如，更高的穿刺强度、与电解质更大的相容性和润湿性，以及更高的总强度。
电池隔板
电池隔板优选地包含以下、由以下组成或基本上由以下组成：(1)微孔聚合物薄膜，和(2)在微孔聚合物薄膜的一个或多个侧面或表面上的可选涂层(涂层可以多于一层并且每一面上的涂层可以相同或不同，例如，仅在一侧上有陶瓷涂层，在一侧上有陶瓷涂层并且在另一侧上有聚合物涂层，或者仅在一侧上有由聚合物或粘合剂覆盖的陶瓷涂层)。在一些双面涂层的实施方式中，将涂层涂覆在微孔薄膜的第一面上和微孔薄膜的与第一面相对的一面上。微孔聚合物膜和可选的涂层中的至少一个含有一种或多种(3)本文所述的添加剂。
电池隔板在电池的阳极和阴极之间提供物理隔离。在优选的实施方式中，离子可以流过(通过)电池中的隔板，但是在升高的温度下，电池隔板具有关闭能力，其阻止离子的流动。
(1)微孔聚合物薄膜
对微孔聚合物薄膜没有太多限制。在一些优选的实施方式中，其是微孔的并含有一种或多种聚合物。微孔薄膜包含孔，其平均直径或孔径在0.01和1.0微米之间，或0.01至0.5微米，优选0.01至0.08微米，更优选0.01至0.06微米，在一些实施方式中，0.01至0.04、0.01至0.03或0.01至0.02微米。在一些实施方式中，微孔聚合物薄膜的孔隙率为20至90％、40至80％或50至70％。孔隙率是使用ASTM D-2873测量的，并将其定义为在薄膜的加工方向(MD)和横向(TD)测量的多孔基底的一个区域中的空隙空间(例如孔)的百分比。在一些实施方式中，微孔聚合物薄膜具有50至800秒的JIS Gurley值，在一些实施方式中，JIS Gurley值为100至600秒，在其他实施方式中，多孔JIS Gurley值为200至500秒，在其他实施方式中，其为200至400秒或200至300秒。本文中将Gurley值定义为日本工业标准(JIS Gurley值)，并且在此使用OHKEN渗透性测试仪测量。JIS Gurley值定义为在4.9英寸水的恒定压力下100cc空气通过一平方英寸薄膜所需的以秒计的时间。在一些实施方式中，微孔聚合物薄膜的孔是圆形(例如球度系数为0.25至8.0)、椭圆形、狭缝或卵形。
对微孔聚合物薄膜的聚合物没有太多限制，并且可以是与本文所述目标不相矛盾的任何聚合物。例如，聚合物可以是选自聚烯烃、碳氟化合物、聚酰胺、聚酯、聚缩醛(或聚甲醛)、多硫化物、聚乙烯醇、其共聚物及其组合中的至少一种。聚烯烃可包括聚乙烯(LDPE、LLDPE、HDPE、UHMWPE)、聚丙烯、聚丁烯、聚甲基戊烯、其共聚物以及它们的共混物。碳氟化合物可包括聚四氟乙烯(PTFE)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、氟化乙烯丙烯(FEP)、乙烯-氯三氟乙烯(ECTFE)、乙烯-四氟乙烯(ETFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)、前氟烷氧基(PFA)树脂、其共聚物和其共混物。聚酰胺可包括但不限于：聚酰胺6、聚酰胺6/6、尼龙10/10、聚邻苯二甲酰胺(PPA)、其共聚物及其共混物。聚酯可包括聚酯对苯二甲酸酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚-1-4-环己烷二亚甲基对苯二甲酸酯(PCT)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)和液晶聚合物(LCP)。多硫化物包括但不限于聚苯硫醚、聚乙烯硫化物、其共聚物及其共混物。聚乙烯醇包括但不限于乙烯-乙烯醇、其共聚物及其共混物。在一些实施方式中，多孔基底包含以下中的至少一种：聚烯烃(PO)[例如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚甲基戊烯(PMP)等]、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、芳族聚酰胺、聚偏二氟乙烯(PVDF)，包括其聚合物、共聚物和嵌段聚合物。
在一些优选的实施方式中，微孔聚合物薄膜的聚合物是聚烯烃，例如聚丙烯或聚乙烯。在一些实施方式中，本文所述的聚烯烃可以是超低分子量、低分子量、中等分子量、高分子量、超高分子量聚烯烃或其任意组合。例如，超高分子量聚烯烃可具有450,000(450k)或更高的分子量，例如500k或以上、650k或以上、700k或以上、800k或以上等。高分子量聚烯可具有250k至450k的分子量，例如250k至400k、250k至350k或250k至300K。中等分子量聚烯烃可具有150至250k的分子量，例如150k至225k、150k至200k、150k至200k等。低分子量聚烯烃可具有100k至150k的分子量，例如100k至125k。超低分子量聚烯烃可具有小于100k的分子量。上述值是重均分子量。在一些实施方式中，较高分子量的聚烯烃可用于提高如本文所描述的微孔膜或包含该微孔膜的电池的强度或其他性质。在一些实施方式中，较低分子量的聚合物，例如中、低或超低分子量聚合物可能是有益的。例如，不希望受任何特定理论的束缚，据信较低分子量聚烯烃的结晶行为可导致如本文所述的微孔膜具有较小的孔。
对微孔聚合物薄膜的结构也没有限制，并且薄膜可以具有与本文所述目的不相矛盾的任何结构。例如，薄膜可具有单层、双层、三层或多层结构。每个层的厚度可以为0.1至30微米、0.1至25微米、0.1至20微米、0.1至15微米、1至10微米或2至5微米。这些层可以具有相同的或不同的厚度。如本文所述的单层聚合物薄膜具有一个含聚合物的层。如本文所述的双层聚合物薄膜具有两个含聚合物的层。可以通过例如共挤出两种可能相同或不同的含聚合物的混合物形成双层聚合物薄膜。在其他实施方式中，可以通过单独形成两个单层聚合物薄膜并随后将它们层压在一起以形成双层结构来形成双层聚合物薄膜。如本文所述的三层具有三个含聚合物的层。三层可以通过例如共挤出三种聚合物混合物而形成，每种聚合物混合物相同或不同。在替代性的实施方式中，可以分别形成三种不同的单层薄膜，然后可以将这些薄膜层压在一起形成三层结构。如本文所述的多层结构具有两层或更多层，所述层包含相同或不同的聚合物或聚合物混合物。在一些实施方式中，多层结构可通过共挤出四种或更多种不同的聚合物混合物而形成。在替代性的实施方式中，可以单独形成四个或更多个单层薄膜并将其层压在一起。在其他实施方式中，可以形成两个或更多个共挤出的双层、三层或多层薄膜并将其彼此层压。在进一步的实施方式中，可以形成共挤出的三层薄膜，并将其与单独形成的单层、双层、三层或多层薄膜层压，以形成独特的多层或多个层的共挤出和层压结构。
在其他实施方式中，微孔聚合物薄膜可以是非织造薄膜。如本领域的技术人员所理解的，非织造薄薄膜通过机械的、热学的或化学的方法缠结纤维或长丝(例如聚合物纤维或长丝)而形成。
在优选的实施方式中，微孔聚合物薄膜是干法工艺微孔聚合物薄膜，其意味着薄膜是在不使用溶剂的情况下形成。示例性的干法工艺是干法拉伸工艺，其包含以下步骤、由或基本上由以下步骤组成：挤出聚合物以形成无孔前体薄膜，拉伸前体薄膜(除其他事项外)以形成孔。示例性的干法拉伸工艺是
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干法拉伸工艺。在一些实施方式中，挤出步骤可包括共挤出，其中共挤出两种或更多种彼此相同或不同的聚合物混合物。
微孔聚合物薄膜可以在整个薄膜中包含本文所述的添加剂。在一些实施方式中，添加剂主要在微孔聚合物薄膜的一个或多个表面区域中。术语“表面区域”是指包含微孔聚合物薄膜的表面(x-y)和从微孔聚合物薄膜的相同表面测量的深度(z)的区域。参见，例如，图10，其显示立方体的x、y和z方向，其表示本文所述的微孔聚合物薄膜。表面区域的深度可以是0.1至30微米、0.1至25微米、0.1至20微米、0.1至15微米、1至10微米或2至5微米。短语“主要在一个或多个表面区域中”是指90％或更多、95％或更多、或99％或更多的添加剂存在于一个或多个表面区域中，而是在一个或多个表面区域之外。在一些实施方式中，100％的添加剂可包含在一个或多个表面区域中，并且有时80％或更多的添加剂存在于一个或多个表面区域中，而不是在其外。
在一些实施方式中，微孔聚合物薄膜可以通过上文描述的任何方法形成。为了将添加剂主要包含在微孔聚合物薄膜的一个或多个表面区域中，在一些实施方式中，可以通过分别形成三个单层薄膜(两个含有添加剂，一个不含添加剂)来实现。随后，可将含有添加剂的两个薄膜层压在不含添加剂的薄膜的任一侧。在替代性的实施方式中，可以通过共挤出三种或更多种聚合物混合物而形成主要在一个或多个表面区域中包含添加剂的薄膜，两种聚合物混合物包含添加剂，其余的聚合物混合物不包含添加剂，以形成三层或多层结构，其中最外两层包含添加剂。聚合物混合物可包含相同或不同的聚合物。
图11至17分别是根据本文所述的一些实施方式的特定的共挤出多层前体、膜、薄膜或隔板的示意图。虽然优选的是其为干法共挤出吹胀的(气泡或环形模具挤出)和拉伸的产品或膜而非浇铸共挤出(槽模挤出)的和拉伸的产品或膜，但是可以考虑用槽模挤出、湿法工艺、颗粒拉伸、BNBOPP、BOPP、塌陷气泡、层压和其他工艺形成类似产品。
在一个优选的实施方式中，共挤出的前体可具有结构：(PP1/PP1)、(PP1/PP2)、(PP2/PP2)、(PP2/PP1)、(PP1/PP2/PP3)、(PP3/PP2/PP1)、(PP1/PP2/PP2)、(PP1/PP2/PP1)、(PP1/PP1/PP2)、(PP2/PP1/PP2)、(PP3/PP3/PP2/PP1/PP1)、(PP3/PP3)/PP2/PP2/PP1/PP1)、(PP3/PP3/PP3/PP2/PP2/PP2/PP1/PP1/PP1)等。
PP1可以由均聚物PP和添加剂制成，此添加剂用以改变表面摩擦系数，包括任何防滑或抗粘连添加剂，如聚硅氧烷或硅氧烷。PP2可以由与PP1相同或不同的PP均聚物和PP共聚物制成，PP共聚物可以是任何丙烯-乙烯或乙烯-丙烯无规共聚物、嵌段共聚物或弹性体。PP3可以由与PP1和PP2相同或不同的均聚物PP制成，并且还可以包含用于改变表面摩擦系数的添加剂，其可以与PP1中使用的添加剂相同或不同，或者是用于促进涂层粘附或以其他方式改变表面的添加剂。
在其他优选的实施方式中，共挤出的前体可具有结构：(PP1/PP2/PP3)(PP3/PP2/PP1)、(PP3/PP3/PP2/PP1/PP1)、(PP3/PP3/PP2/PP2/PP1/PP1)、(PP3/PP3/PP3/PP2/PP2/PP2/PP1/PP1/PP1)等。PP1可以是任意聚丙烯共混物。PP2可以由任意PP嵌段共聚物制成，包括本文所述的那些。PP3可以由与PP2中使用PP-嵌段共聚物相同或不同的PP-嵌段共聚物制成，和/或还可以包括改变表面摩擦系数的添加剂，其可以与PP1中使用的添加剂相同或不同，或者促进涂层粘附或以其他方式改变表面的添加剂。
(2)共-挤出或共挤出
共挤出不仅限于此。可以使用示例性的共挤出工艺和共挤出模具。在一些实施方式中，通过使用具有一个或多个挤出机向模具进料的共挤出模具进行共挤出。通常，对于最终形成的共挤出薄膜的每个所需的层或微米层有一个挤出机。例如，如果所需的共挤出薄膜具有三个微米层，则将三个挤出机与共挤出模具一起使用。在至少一个实施方式中，本发明的膜可以由多个层、微米层或纳米层构成，其中最终产品可以含有2个或更多个层、微米层和/或纳米层。在至少特定的实施方式中，微米层或纳米层技术可以在进入流延薄膜或吹塑薄膜模具之前通过预包封进料块产生。
在一些优选的实施方式中，共挤出是干法工艺吹制(非浇铸)气泡共挤出法，并且吹胀比可以在0.5至2.0之间变化，优选0.7至1.8，最优选0.9至1.2。在使用该吹胀比进行共挤出之后，可以对薄膜进行MD拉伸；MD拉伸，然后进行TD拉伸；或同时进行MD和TD拉伸。然后可选地将薄膜压延以进一步控制厚度或孔隙率。
共挤出的益处包括但不限于增加层数(界面)，据信这样(无意受任何特定理论束缚)可提高穿刺强度。而且，不希望受任何特定理论束缚，据信共挤出带来了所观察到的DB改善。具体地，DB改善可能与当使用共挤出工艺时所观察到的均匀性或PP孔径的减小有关。而且，通过在层或微米层中加入共混物，共挤出允许选择更多数量的材料。共挤出还允许形成薄的双层、三层或多层薄膜(共挤出薄膜)。例如，可形成具有8或10微米或更小厚度的三层共挤出薄膜。对较高的MD拉伸率，共挤出允许不同的孔结构(PP较小、PE较大)。共挤出可以与层压结合以产生期望的所发明的更强的或独特的多层结构。并且，可通过挤出工艺确定最小可实现的厚度。在一些实例中，通过共挤出模具形成最薄的微米层或纳米。
(3)涂层
对涂层没有太多限制，并且可包括用于电池隔板的任何已知涂层，其中已将如本文所述的添加剂添加到涂层中。例如，涂层可以是包含、由或基本上由此添加剂组成的陶瓷涂层；包含、由或基本上由聚碳酸酯和此添加剂组成的涂层；或包含、由或基本上由PVDF和此添加剂组成的涂层。
在一个方面，涂层可以是隔板的最外涂层，例如，涂层可以没有在其上形成的其他不同的涂层，或者涂层可以具有在其上形成的至少一个其他不同的涂层。例如，在一些实施方式中，可以在多孔基底的至少一个表面上形成的涂层之外或之上涂覆一种不同的聚合物涂层。
在一些实施方式中，涂层的厚度小于约12μm，有时小于10μm，有时小于9μm，有时小于8μm，有时小于7μm，有时小于5μm。在至少特定的选定实施方式中，涂层小于4μm，小于2μm，或小于1μm。
对涂布方法没有太多限制，可以通过以下涂布方法中的至少一种将本文所描述的涂覆层涂布到多孔基底上：挤出涂布、辊涂、凹版涂布、印刷、刮刀涂布、气刀涂布、喷涂、浸涂或幕涂。涂布过程可在室温或高温下进行。
涂覆层可以是无孔的、纳米孔的、微孔的、介孔的或大孔中的任何一种。涂覆层可具有700或更小、有时600或更小、500或更小、400或更小、300或更小、200或更小或者100或更小的JIS Gurley值。
至少一个可选的涂覆的涂层可包含一种或多种如本文所述的添加剂。在一些实施方式中，所有涂覆的涂层包含一种或多种如本文所述的添加剂，并且在一些实施方式中，一些可选的涂覆的涂层包含如本文所述的一种添加剂。在其中所有或一些涂层包含一种或多种如本文所述的添加剂的实施方式中，每个涂层可包含相同或不同的添加剂或添加剂的混合物。
(3)添加剂
对添加剂没有太多限制，其可以是与本文所述目标不相矛盾的任何添加剂。在一些实施方式中，添加剂是选自以下中的至少一种：增塑剂、减缩剂、表面活性剂和润滑剂。在其他实施方式中，添加剂是电解质添加剂。可以添加本文所述的一种或多种添加剂，并且在一些实施方式中，单一添加剂具有多种功能。例如，其可以是润滑剂、增塑剂、减缩剂和表面活性剂。在一些实施方式中，添加剂可以是减缩剂和电解质添加剂。
对添加剂的量也没有太多限制，可以为500至50,000ppm、500至25,000ppm、500至15,000ppm、500至10,000ppm。在优选的实施方式中，以1,000至10,000ppm、1,000至9,000ppm、1,000至8,000ppm、1,000至7,000ppm、1,000至6,000ppm、1,000至5,000ppm、1,000ppm至4,000ppm、1,000至3,000ppm或1,000至2,000ppm的量加入添加剂。
至关重要的是添加剂不会对电池化学或性能产生不利影响。添加剂的效果可以通过绘制容量(mAh)vs.循环指数来确定。当将含添加剂的电池隔板和不含添加剂的电池隔板进行比较时，图表不应有显著差异。(4)选自润滑剂、增塑剂、减缩剂和/或表面活性剂的添加剂
对本文所描述的润滑介质或润滑剂没有太多限制。如本领域的技术人员所理解的，润滑剂是用于降低各种不同表面之间的摩擦力的化合物，其包括以下：聚合物：聚合物；聚合物：金属；聚合物：有机材料和聚合物：无机材料。本文所述的润滑介质或润滑剂的具体实例是包含硅烷氧基官能团(包括硅氧烷和聚硅氧烷)和脂肪酸盐(包括金属硬脂酸盐)的化合物。
包含两种或更多种、三种或更多种、四种或更多种、五种或更多种、六种或更多种、七种或更多种、八种或更多种、九种或更多种或者十种或更多种硅烷氧基的化合物可用作本文所述的润滑剂。如本领域的技术人员所理解的，硅氧烷是由交替的硅原子(Si)和氧(O)原子作为主链的一类分子，每个硅原子可以具有连接的氢(H)或饱和或不饱和的有机基团，例如，-CH3或C2H5。聚硅氧烷是聚合的硅氧烷，通常具有较高的分子量。在本文所述的一些优选的实施方式中，聚硅氧烷可以是高分子量，或在某些情况下甚至更优选为超高分子量聚硅氧烷。在一些实施方式中，高和超高分子量聚硅氧烷的重均分子量可以在500,000到1,000,000之间。
对本文所述的脂肪酸盐也没有太多限制，其可以是任何作用为润滑剂的脂肪酸盐。脂肪酸盐的脂肪酸可以是具有12到22个碳原子的脂肪酸。例如，金属脂肪酸可以选自：月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、棕榈油酸、山嵛酸、芥酸和花生酸。对金属没有太多限制，但在优选的实施方式中是碱金属或碱土金属，例如Li、Be、Na、Mg、K、Ca、Rb、Sr、Cs、Ba、Fr和Ra。在一些优选的实施方式中，金属是Li、Be、Na、Mg、K或Ca。
在一些优选的实施方式中，脂肪酸盐是硬脂酸锂、硬脂酸钠、油酸锂、油酸钠、棕榈酸钠、棕榈酸锂、硬脂酸钾或油酸钾。
在本文所述的一些优选实施方式中，本文所述的润滑剂(包括脂肪酸盐)具有200℃或更高、210℃或更高、220℃或更高、230℃或更高或者240℃或更高的熔点。诸如硬脂酸锂(熔点220℃)或硬脂酸钠(熔点245到255℃)或硬脂酸钾(熔点240℃)的脂肪酸盐具有这样的熔点。而诸如硬脂酸钙(熔点155℃)的脂肪酸盐则不然。本申请的发明人发现，从加工的角度来看，硬脂酸钙不如具有更高熔点的其他脂肪酸金属盐(例如金属硬脂酸盐)理想。尤其是已经发现硬脂酸钙无法在以高于800ppm的量加入时还没有所谓的“降雪效应”，其中蜡在热挤出过程中分离并到处都是。不希望受任何特定理论的束缚，据信使用熔点高于热挤出温度的脂肪酸金属盐被可以解决这种“降雪”问题。可以以高于1％或1,000ppm的量加入熔点高于硬脂酸钙的脂肪酸盐，特别是熔点高于200℃的脂肪酸盐，而不会“降雪”。已经发现1％或更高的量对于实现所需的性能(例如改善的润湿性和针移除的改进)是重要的，特别是对于较薄的隔板。在一些实施方式中，为此目的特别优选的量为1,000至10,000ppm、1,000至9,000ppm、1,000至8,000ppm、1,000至7,000ppm、1,000至6,000ppm、1,000至5,000ppm、1,000ppm至4,000ppm、1,000至3,000ppm或者1,000至2,000ppm。
在一些其他优选的实施方式中，脂肪酸盐的溶解度可等于或大于硬脂酸锂在水中的溶解度，即金属脂肪酸具有与硬脂酸锂在水中相同的溶解度或更高的可溶性。这可以使添加剂更容易掺入涂覆浆料中，包括陶瓷涂覆浆料。
对本文所述的增塑介质或增塑剂也没有太多限制。如本领域的技术人员所理解的，增塑剂是可以添加到聚合物中以使其更易于加工和/或操作的化合物。例如，增塑剂减少聚合物链段之间的相互作用、降低Tg、熔体粘度和/或降低弹性模量。在一些实施方式中，选择的增塑剂为非挥发性材料，并且与被加工的所需一种或多种聚合物具有良好的相容性。在本文的一些优选实施方式中，增塑剂是硬脂酸锂。
对本文所述的成核介质或成核剂没有太多限制，其可以是与本文所述目标不相矛盾的任何成核介质或成核剂。如本领域的技术人员所理解的，成核介质或成核剂是添加到聚合物中的无机材料，以增加结晶度并缩短循环时间。其加速了从熔化材料到固体材料的转变。改变聚合物的结晶度改变了聚合物的其他性能。例如，成核剂可以增加含有它们的微孔聚合物薄膜的孔隙率，这伴随着薄膜的Gurley值的降低。在本文的一些优选实施方式中，成核剂是硬脂酸锂。
对本文所述的减缩剂没有太多限制，其可以是与本文所述目标不相矛盾的任何减缩剂。减缩剂是一种当加入到本文所述的微孔聚合物薄膜中时会减少薄膜在任何方向上的收缩的化合物，特别是加工方向(MD)和/或横向(TD，其垂直于MD方向)。在本文的一些优选实施方式中，减缩剂是硬脂酸锂。
对本文所述的表面活性剂或表面活性介质没有太多限制，其可以是与本文所述目的不相矛盾的任何表面活性剂。如本领域的技术人员所理解的，表面活性剂或表面活性介质是可溶于水和/或有机溶剂的有机或无机化合物。表面活性剂分子是两亲性的，这意味着其含有亲水性或亲水性基团(“头部”部分)和疏水性或斥水性基团(“尾部”部分)。这种两亲性质使得表面活性剂与极性(如水)和非极性分子(如油)可以相互作用。表面活性剂包括例如合成的、阴离子的、两性的、两性离子的、阳离子的和非离子的表面活性剂。在本文的一些优选实施方式中，表面活性剂是至少一种本文所述的脂肪酸盐，包括硬脂酸锂。
在一些实施方式中，添加剂各自为表面活性剂、减缩剂、成核剂、增塑剂和润滑剂的化合物。这种添加剂的一个例子是硬脂酸锂。
(5)电解质添加剂
对如本文所述的电解质添加剂没有太多限制，只要电解质与本文所述的目标一致即可。电解质添加剂可以是通常由电池制造商，特别是锂电池制造商添加的任何用来改善电池性能的添加剂。电解质添加剂还必须能够与用于聚合物微孔薄膜的聚合物结合(例如可混溶)，或与涂覆浆料相容。还可以通过涂覆或部分涂覆添加剂来辅助或改善添加剂的混溶性。例如，示例性的电解质添加剂在《锂离子电池电解液添加剂综述》(J.of PowerSources，162卷，第2期，2006，1379-1394页)中公开，其全部内容通过引用并入本文。在一些优选的实施方式中，电解质添加剂是选自SEI改进剂、阴极保护剂、阻燃添加剂、LiPF6盐稳定剂、过充保护剂、铝腐蚀抑制剂、锂沉积剂或改进剂或溶剂化增强剂、铝腐蚀抑制剂、润湿剂和粘度改进剂中的至少一种。在一些实施方式中，添加剂可具有一种以上的性质，例如，其可以是润湿剂和粘度改进剂。
示例性的SEI改进剂包括VEC(乙烯基碳酸亚乙酯)、VC(碳酸亚乙烯酯)、FEC(氟代碳酸亚乙酯)、LiBOB(双(草酸根)合硼酸锂)。示例性的阴极保护剂包括N，N'-二环己基碳二亚胺、N，N-二乙氨基三甲基硅烷、LiBOB。示例性的阻燃添加剂包括TTFP(三(2,2,2-三氟乙基)磷酸酯)、氟化丙烯碳酸酯、MFE(甲基九氟代硼醚)。示例性的LiPF6盐稳定剂包括LiF、TTFP(三(2,2,2-三氟乙基)亚磷酸酯)、1-甲基-2-吡咯烷酮、氟化氨基甲酸酯、六甲基-磷酰胺。示例性的过充保护剂包括二甲苯、环己基苯、联苯、2,2-二苯基丙烷、苯基-叔丁基碳酸酯。示例性的锂沉积改进剂包括AlI3、SnI2、十六烷基三甲基氯化铵、全氟聚醚、具有长烷基链的四烷基氯化铵。示例性的离子溶剂化增强剂包括12-冠醚-4、TPFPB(三(五氟苯基))。示例性的铝腐蚀抑制剂包括LiBOB、LiODFB，例如硼酸盐。示例性的润湿剂和粘度稀释剂包括环己烷和P2O5。
在一些优选的实施方式中，电解质添加剂是对空气稳定的或抗氧化的。包含本文所公开的电解质添加剂的电池隔板可具有数周至数月的保质期，例如，一周到11个月。这意味着，例如，在一周、两周、三周、四周、2个月、3个月、4个月、5个月、6个月、7个月、8个月、9个月、10个月或11个月中，当电池隔板用在锂离子电池中时，隔板将保持其将电解质添加剂释放到锂离子电池的电解质中的能力。例如，它将保留其将电解质释放到锂离子电池的电解质中的初始能力的70％、80％、90％、95％或100％。一旦将电池隔板结合到电池中，它就不再暴露在空气中，因此将不再受到氧化的任何显著程度的影响。虽然可以在隔板上加上涂层以防止氧化并延长电池隔板的保质期，但其保质期是在不添加防止或减缓氧化的涂层的情况下测量的。
(6)复合体、车辆或装置
复合体包含如上所述的任何隔板和一个或多个电极，例如阳极、阴极或阳极和阴极，配置成与其直接接触。对电极的类型没有太多限制。例如，电极可以是那些适合用在锂离子二次电池中的电极。
合适的阳极可以具有大于或等于372mAh/g的比容量，优选≥700mAh/g，最优选≥1000mAh/g。阳极由锂金属箔或锂合金箔(例如锂铝合金)或锂金属和/或锂合金的混合物以及诸如碳(例如焦炭、石墨)、镍、铜的材料构成。阳极不是仅由含锂的嵌入化合物或含锂的插入化合物制成。
合适的阴极可以是与阳极相容的任何阴极，并且可包括嵌入化合物、插入化合物或电化学活性聚合物。合适的嵌入材料包括，例如，MoS2、FeS2、MnO2、TiS2、NbSe3、LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4、V6O13、V2O5和CuCl2。合适的聚合物包括，例如，聚乙炔、聚吡咯、聚苯胺和聚噻吩。
合适的电解质可以是适用于锂离子电池的任何电解质。例如，在一些实施方式中，电解质可以是液体溶剂(例如SO2或SOCl2)中的锂盐，在一些实施方式中。
上文描述的任何隔板可以结合到完全或部分由电池供电的任何车辆(例如电动车辆)或设备(例如手机或笔记本电脑)中。
(7)方法
形成本文所述的电池隔板的方法包含以下、由或基本上由以下步骤中的至少一个组成：(1)由包含聚合物和本文公开的任何添加剂或电解质添加剂的聚合物混合物形成微孔聚合物薄膜；和(2)用包含任何添加剂或电解质添加剂的涂覆混合物涂覆微孔聚合物薄膜。在一些实施方式中，形成微孔聚合物薄膜包括挤出聚合物混合物或共挤出聚合物混合物，即将聚合物混合物与一种或多种含或不含本文公开的任何添加剂或电解质添加剂的其他聚合物混合物挤出。在一些实施方式中，形成微孔薄膜还包括拉伸挤出的聚合物以形成孔。在一些实施方式中，微孔薄膜是单层、双层、三层或多层薄膜。单层可以通过挤出形成，双层可以通过共挤出形成，三层可以通过共挤出形成，或者多层可以通过共挤出形成。双层薄膜可以通过挤出两个单层并将它们层压在一起来形成。在一些实施方式中，三层可以通过挤出三个单层并将它们层压而形成。多层可以通过挤出两个或更多个单层并将它们层压而形成。多层可以通过共挤出三个单独的共挤出三层并将它们层压而形成。多层可以通过共挤出三个单独的双层并将它们层压而形成。多层可以通过共挤出三个单独的共挤出多层并将它们层压而形成。这些都是形成本文的微孔薄膜的示例性方式。
在一些实施方式中，本文所述的电池隔板可以至少通过用包含本文所述的任何添加剂或电解质添加剂的涂覆混合物涂覆微孔聚合物薄膜而形成。对涂覆混合物没有太多限制，其可以是陶瓷涂覆混合物。可以将涂覆混合物涂覆在微孔薄膜的一个或多个侧面上。
对涂布方法没有太多限制，可以通过以下涂布方法中的至少一种将本文所述的涂层涂布到多孔基底上：挤出涂布、辊涂、凹版涂布、印刷、刮刀涂布、气刀涂布、喷涂、浸涂或幕涂。涂布过程可在室温或高温下进行。
已描述了本发明的各种实施方式以实现本发明的各种目的。应当认识到，这些实施方式仅仅是对本发明原理的说明。在不背离本发明精神和范围的情况下，对于本领域的技术人员来说，多种修改和调整是显而易见的。
实施例
根据至少选定的实施方式、方面或目的，可以提供添加剂和将添加剂加入到用于二次电池的微孔膜(薄膜)或隔板膜中。在一些实施方式中，膜(薄膜)可含有改善电池(例如锂离子电池)性能的添加剂。在其他选定的实施方式中，膜可以含有添加剂，例如聚硅氧烷或硬脂酸锂，其改善与电池制造相关的性能，例如针移除容易度。
聚硅氧烷实施例
通过形成两个单挤出PP层和一个单挤出PE层来制备图1中的TDX143。单挤出PP层是通过挤出包含聚硅氧烷的混合物形成的。将上述三个层层压在一起以形成单挤出PE层位于中间的三明治结构。还进行了拉伸，从而使得到的薄膜是微孔的。聚硅氧烷的量为3,000ppm或3％。图1显示，通过添加聚硅氧烷，降低了TDX143的针移除力。图1中的TDX144也是以与TDX143相同的方式(除了不添加聚硅氧烷之外)制备的三层PP-PE-PP薄膜，其在200g和350g的缠绕张力下具有更高的针移除力。使用聚硅氧烷实现了显著润滑。另外，当在图2所示的膜中加入高达3％或30,000ppm的聚硅氧烷时，穿刺强度得到了改善。
如上所述，添加剂对电池化学性质或性能没有不利影响至关重要。图3说明，将聚硅氧烷加入多孔膜隔板中不会影响通过循环伏安法测试的电池系统。图4示出的进一步的电池循环测试表明，对于含有0％和4.5％的聚硅氧烷的电池，300次循环后的容量非常相似。
通过形成两个单挤出PP层和一个单挤出PE层来制备图5中的SX112。单挤出PP层是通过挤出包含聚硅氧烷的混合物形成的。将上述三个层层压在一起以形成单挤出PE层位于中间的三明治结构。还进行了拉伸，从而使得到的薄膜是微孔的。聚硅氧烷的量为3,000ppm或3％。图5中的SX113也是以与SX112相同的方式制备的三层PP-PE-PP薄膜，不同之处在于未添加聚硅氧烷。图5显示，由于在PP层中加入了聚硅氧烷，SX112的PP孔径大于SX113，而两种薄膜的PE孔径相同。
测试方法在下文的“测试方法”部分中描述。
硬脂酸锂实施例
在其他实施方式中，添加剂可以是金属硬脂酸盐。例如硬脂酸锂。硬脂酸锂的一个功能是减少针移除力。比起例如硬脂酸钙，它是更好的润滑剂，因为它具有更高的熔点并且在挤出过程中具有更少的“开花”或“降雪”倾向。由于其“开花”或“降雪”倾向减少，结果可以使用更高的负载，例如高达5％。图6显示，加入2％(20,000ppm)或5％(50,000ppm)的LiSt后，24μm厚的单层聚丙烯隔板的针移除力降低了。
硬脂酸锂的作用为加工助剂和增塑剂。它降低了聚合物的粘度，因此需要低得多的加工温度。表1中的数据表明，在加入5％(50,000ppm)的硬脂酸锂后，取决于树脂，可能需要将挤出机和模具的温度降低10℃至30℃。在表1中，树脂1和树脂2是聚丙烯树脂。
表1
Figure BDA0003806867410000101
在聚丙烯中使用硬脂酸锂添加剂也可以改善膜电解质的润湿性。表2显示了在无添加剂和含2％(20,000ppm)及含5％(50,000ppm)的硬脂酸锂的情况下，使用碳酸丙烯酯基电解质(其是最难以润湿的电解质溶剂)的聚丙烯膜的平均接触角。观察到在使用5％的硬脂酸锂的情况下接触角从91.5降低到81.4度。
表2
Figure BDA0003806867410000102
在其他选定的实施方式中，将硬脂酸锂加入到多孔膜中可以有效地提高孔径和孔隙率。图7是使用Aquapore孔隙率计通过水侵入法测量的PP膜的孔分布图。观察到在添加5％LiSt的情况下，孔径增加了25％。不希望受任何特定理论的束缚，据信这种现象是由于硬脂酸锂的成核作用，即硬脂酸锂作为成核介质或成核剂。
图8中的DSC覆盖层也清楚地说明了硬脂酸锂的成核作用，即当加入5％的硬脂酸锂时，Prime Polymer聚丙烯的峰值结晶温度从165.63升至168.73℃。由于较高的峰值结晶温度，聚合物可以产生更多的结晶前体，以在多孔膜上制造更多的孔。表3显示了含有0％、2％和5％硬脂酸锂的24μm的单层聚丙烯膜的总体比较。优点包括较低的Gurley值和减少的收缩。
表3
Figure BDA0003806867410000111
图9显示了具有2或5％硬脂酸锂的膜与对照相比的寿命周期。曲线表明，为避免潜在的容量衰减，负载小于5％是最优选的。
主要参考图11至17和另外的多层实施方式，下面是另外的实施例10至23：
实施例10：
三层结构的每个PP和PE层本身由多个层组成，优选共挤出然后层压-(PP/PP/PP)(PE/PE/PE)(PP/PP/PP)-所有PP层均由均聚物PP制成，密度＝0.90g/cm3，MFR在0.5MFR-2MFR范围内。所有PE层由95％的高密度聚乙烯和5％的mLLDPE的共混物制成，高密度聚乙烯的熔融指数在2.16kg和190℃下为0.25-0.5g/10min，密度范围为0.955-0.966g/cm3。
实施例11：
(PP1/PP2/PP3)-PP1是聚丙烯共混物，PP2是PP嵌段共聚物，PP3是与PP1、PP2相同或不同的共混物或嵌段共聚物。
实施例12：
(PP1/PP1)或(PP2/PP2)或(PP1/PP2)-PP1是聚丙烯共混物，PP2是PP嵌段共聚物。
实施例13：
(PP1/PP1/PP1)或(PP2/PP2/PP2)-PP1是聚丙烯共混物，PP2是PP嵌段共聚物。
实施例14：
(PP1/PP2/PP3)-PP1是聚丙烯共混物，PP2是PP嵌段共聚物，PP3是相同或不同的PP嵌段共聚物。
实施例15：
(PP3/PP2/PP1)/(PP3/PP2/PP1)-PP1是聚丙烯共混物，PP2是PP嵌段共聚物，PP3是相同或不同的PP嵌段共聚物。
实施例16：
(PP1/PP2/PP3)/(PP3/PP2/PP1)-PP1是聚丙烯共混物，PP2是PP嵌段共聚物，PP3是相同或不同的PP嵌段共聚物。
实施例17：
(PP1/PP2)/(PP3/PP1)-PP1是聚丙烯共混物，PP2是PP嵌段共聚物，PP3是相同或不同的PP嵌段共聚物。
实施例18：
(PP1/PP2/PP3/PP1)-PP1是聚丙烯共混物，PP2是PP嵌段共聚物，PP3是相同或不同的PP嵌段共聚物。
实施例19：
(PP1/PP2/PP3)-PP1是聚丙烯共混物，PP2是PP嵌段共聚物，PP3包括粘合促进剂。
实施例20：
(PO3/PP2/PP1)-PP1是聚丙烯共混物，PP2是PP嵌段共聚物，PO3是聚烯烃共混物(如PP+PE)。
实施例21：
(PP1/PP2/PP3)-PP1是均聚物PP+用于改变如本文所述的摩擦系数的添加剂，其可包括诸如硅氧烷的任何助滑或粘连添加剂。PP2是均聚物PP，其与PP1中所用的均聚物PP相同或不同，并且包括共聚物PP，其可以是任何丙烯乙烯或乙烯-丙烯无规共聚物、嵌段共聚物或弹性体。PP3是均聚物PP+添加剂，均聚物与PP1和PP2中的均聚物PP相同或不同，用以改变表面摩擦系数(COF)的添加剂与PP1中使用的添加剂相同或不同。
实施例22：
(PP3/PP2/PP1)-PP1是均聚物PP+用以改变如本文所描述的摩擦系数(COF)的添加剂，其可包括诸如硅氧烷的任何助滑或粘连添加剂。PP2是均聚物PP+共聚物PP，均聚物PP与PP1和PP3中所用的均聚物PP相同或不同，共聚物PP可以是任何丙烯乙烯或乙烯-丙烯无规共聚物、嵌段共聚物或弹性体。PP3是均聚物PP+添加剂，均聚物PP与PP1和PP2中的均聚物PP相同或不同，用以改变表面摩擦系数的添加剂与PP1中使用的添加剂相同或不同。
实施例23：
(PP3/PP2/PP1)或(PP1/PP2/PP3)-PP1是均聚物PP+用以改变如本文所描述的摩擦系数(COF)的添加剂，其可包括诸如硅氧烷的任何助滑或粘连添加剂。PP2是均聚物PP+共聚物PP，均聚物PP与PP1和PP3中所用的均聚物PP相同或不同，共聚物PP可以是任何丙烯乙烯或乙烯-丙烯无规共聚物、嵌段共聚物或弹性体。PP3是均聚物PP+共聚物PP，均聚物PP与PP1和PP2中的均聚物PP相同或不同，共聚物PP可以是任何丙烯乙烯或乙烯-丙烯无规共聚物、嵌段共聚物或弹性体。
对比产品的层的组成可以如下：
对比实施例1–典型的单层PP(例如Celgard 2500)
对比实施例2–典型的层合三层(PP/PE/PP)
对比实施例3–典型的单层PP或典型的三层(PP/PE/PP)的典型的陶瓷涂覆的版本
测试方法
Gurley值
本文中将Gurley值定义为日本工业标准(JIS Gurley值)，并且在此使用OHKEN渗透性测试仪测量。JIS Gurley值定义为在4.9英寸水的恒定压力下100cc空气通过一平方英寸薄膜所需的以秒记的时间。
厚度
使用Emveco Microgage 210-A微米厚度测试仪和测试规程ASTM D374测量厚度，以微米μm计。
拉伸强度
用Instron Model 4201根据ASTM-882规程测量加工方向(MD)和横向(TD)的拉伸强度。
MD断裂拉伸率％是在样品断裂所需的最大拉伸强度下测量的测试样品沿加工方向的伸长百分比。
TD断裂拉伸率％是在样品断裂所需的最大拉伸强度下测量的测试样品沿横向的伸长百分比。
刺穿强度
用Instron Model 4442基于ASTM D3763测量刺穿强度。测量在微孔膜的宽度上进行，并将刺穿强度定义为刺穿测试样品所需的力。
热收缩
通过将测试样品放置在两张纸之间，然后将其夹在一起以将样品保持在纸之间并悬挂在烘箱中来测量收缩率。对于“105℃进行1小时”的测试，将样品在105℃的烘箱中放置1小时。在烘箱中保持指定的加热时间之后，取出每个样品并用双面胶带将其粘贴到平坦的相对表面上，以使样品变平并使样品平滑以进行精确的长度和宽度测量。测量加工方向(MD)和横向(TD)上的收缩，并表示为MD收缩率％和TD收缩率％。
孔径
使用可通过Porous Materials，Inc.(PMI)获得的Aquapore仪器测量孔径。孔径以μm表示。
孔隙率
采用ASTM方法D-2873测量微孔薄膜样品的孔隙率，并将其定义为在加工方向(MD)和横向(TD)两个方向中测量的微孔膜中的空隙百分比。
介电击穿(DB)
将电压施加到隔板膜上，直到观察到样品的介电击穿。坚固的隔板显示出高DB。隔板膜的不均匀性可能导致DB值降低。
差分容量分析
进行差分容量分析，以研究添加剂材料在典型的锂离子电池电解质(1M LiPF6在3:7的EC:EMC中)中的电化学稳定性。差分容量分析通常用于研究分析物在溶液中的电化学性质。扫描速率为15mA/g。
接触角
使用KRUSS DSA100接触角分析仪测量对碳酸丙烯酯的接触角。在分配液滴的3秒内进行测量。将10个液滴的平均接触角报告为膜的接触角。
针移除力
将长度为6英寸、宽度为45mm的隔板条缠绕成具有50g、200g和350g张力的卷芯。针的直径为4毫米，长度为61毫米。在卷绕之后，测量将一个或两个针从卷芯中拉出所需的最大力，并报告为针移除力。
剪切粘度
使用平行板和1mm间隙的TA HR-2 Discovery Hybrid流变仪测量粘度。
静电电荷
在将隔板干燥至少24小时后，在干燥的实验室内收集所有测量值。使用SIMCO离子静电场仪。测量距离为距隔板表面25mm。
电阻
可以使用Agilent LCR测量仪或Instek LCR测量仪在非电池电解液(例如，KCl和去离子水的溶液)中测量电阻。通过将各不同隔板切割成四个相同的样品来制备隔板样品。对1个层、2个层、3个层和4个层的隔板进行电阻测量。
DSC
可以进行DSC分析，以确定熔融温度(Tm)和结晶的开始。使用Netzsch DSC分析仪，其带有具有多孔盖的密封铝样品架。用40ml/min的氮气作载气，以防止样品氧化。所分析样品的质量在5到6mg不等。为了确定Tm和结晶的开始，首先对样品进行热处理以消除热历史。接下来，以10℃/min的速率执行从25℃开始到300℃的另一个加热和冷却循环。用Proteus分析软件进行数据采集和处理。PE层和PP层可以单独评估。
MD拉伸率(％)
MD断裂拉伸率％是在样品断裂所需的最大拉伸强度下测量的沿测试样品加工方向的测试样品的伸长百分比。
TD拉伸率(％)
TD断裂拉伸率％是在样品断裂所需的最大拉伸强度下测量的沿测试样品横向的测试样品的伸长百分比。
关闭温度(℃)
在电阻读数为100W×cm2时记录以℃计的起始关闭温度。
关闭速度(ohm-cm2)
将实施例薄膜夹在两个镍盘之间并用PC溶剂润湿。然后使湿隔板叠层经受60℃/min的升温。在测试期间，用万用表监测两个镍盘之间的电阻。对此试验来说，关闭的定义是电阻应从100W×cm2增加两个数量级到10,000W×cm2，并且通过电阻上升所需的时间归一化。关闭速度的结果以W×cm2/sec为单位计。
麦克米兰数
用电阻抗(ER)测量结果计算麦克米兰数。计算如下：麦克米兰数＝((电阻抗(Ω-cm2)/隔板厚度(cm))/电解质电阻率(ohm-cm)。
循环寿命
所有循环均以恒定电流(CC)模式完成。
计算出的曲度
通过下述公式(1)计算曲度：
Nm＝T2/P (1)
其中，Nm为麦克米兰数，T为曲度，P为孔隙率。不希望受任何特定理论的束缚，据信具有更高曲度的电池隔板将更安全。其原因被认为是，由于生长中的枝晶将不得不沿从阳极到阴极的更曲折的路径，枝晶在电极间的生长将更加困难。
根据至少选定的实施方式、方面或目的，本申请或发明致力于用于改善电池性能的添加剂、改进的含有添加剂的膜、改进的电池隔板和/或改进的电池，和/或改进的或相关的制造和/或使用其的方法。根据至少特定的实施方式，本申请或发明致力于含添加剂的膜、隔板膜和/或电池隔板，和/或制备和/或使用此类膜、隔板膜和/或电池隔板的方法。根据至少特别的实施方式，本申请或发明致力于将添加剂加入用于二次锂电池(例如二次锂离子电池)中的微孔膜或隔板、改进的电池隔板和/或相关方法。在一些实施方式中，膜可含有改善电池化学(例如锂离子电池)中的性能的添加剂。在其他选定的实施方式中，膜可含有改善针移除性能的添加剂，例如硅氧烷或硬脂酸锂。在其他特定的实施方式中，本发明还可以涉及制备这种膜或隔板膜的方法和使用这种膜或隔板膜的方法，例如作为锂电池隔板。根据至少选定的实施方式，本申请或发明致力于新的或改进的多孔膜、隔板膜、隔板、干法工艺隔板、复合体、电化学装置、电池，制造这种膜、隔板、复合体、装置和/或电池的方法。根据至少特定的选定实施方式，本发明致力于含有添加剂或弹性体的新的或改进的隔板。改进的膜可以优选地表现出改进的关闭、改进的强度、改进的介电击穿强度和/或降低的开裂倾向。根据至少特定的选定实施方式，本申请或发明致力于具有微孔聚合物薄膜或膜并在微孔聚合物薄膜的至少一侧上具有可选的涂覆层的电池隔板，其中微孔聚合物薄膜和可选的涂层中的至少一个包含添加剂。添加剂可选自润滑剂、增塑剂、成核剂、减缩剂、表面活性剂、SEI改进剂、阴极保护剂、阻燃添加剂、LiPF6盐稳定剂、过充保护剂、铝腐蚀抑制剂、锂沉积剂或改进剂或溶剂化增强剂、铝腐蚀抑制剂、润湿剂、粘度改进剂、减摩剂、COF减低剂、针移除力减弱剂、共聚物、嵌段共聚物和/或其组合。此外，本文所描述的是电池(包括一次或二次锂电池)，其包含所描述的薄膜、膜、涂层和/或隔板中的一个或多个。还描述了制造薄膜、膜、涂层和/或电池隔板的方法。根据至少特别的实施方式，本申请或发明致力于改进的或新的电池隔板，其具有下列中的至少一种：增强的刺穿强度、降低的针移除力、改善的电解液润湿性和增加的孔径、在其至少一侧上具有可选涂覆层的微孔聚合物薄膜；电池隔板，其具有可选涂层和微孔聚合物薄膜中的至少一种，在其内和/或其上包含选自润滑剂、表面活性剂、成核剂、减缩剂和/或增塑剂的添加剂；微孔聚合物薄膜具有添加剂，其主要存在于薄膜的至少一个表面区域中，或者存在于整个薄膜中、存在于薄膜的单个表面区域中、存在于薄膜的第一表面区域中以及与第一表面区域相对的薄膜的第二表面区域中；涂布于微孔聚合物薄膜表面的涂层，涂层可被仅涂布在微孔聚合物薄膜的一个表面上，涂布在微孔聚合物薄膜的第一侧上，同时可以在与第一侧相对的微孔聚合物薄膜的第二侧上涂布其他涂层，和/或其组合。根据至少可能优选的实施方式，微孔聚合物薄膜或膜为微孔聚烯烃膜，比如干法拉伸工艺膜，如单层干法工艺薄膜、两层干法工艺薄膜或多层干法工艺薄膜。此外，根据至少可能优选的实施方式，可以添加一种或两种或三种或四种或全部五种不同类型的添加剂，或者向薄膜、涂层或隔板中添加单一添加剂，其起一种或两种或三种或四种或全部五种不同类型添加剂的作用，例如，可以在其中或其上添加既是润滑剂又是表面活性剂的添加剂。
在不背离本发明精神和基本属性的情况下，本发明可以以其他形式实施，因此，当指示本发明的范围时，应当参考所附权利要求书而不是前述说明书。所公开的是可用于实施所公开的方法和系统的组件。这些组件和其他组件在本文中公开，并且应当理解，对所有方法和系统来说，当公开这些组件的组合、子集、交互、组等时，虽然可能未明确公开具体提及其每个不同的个体和集体组合以及排列组合，但是每个都被在本文中特别考虑和描述。这对本申请的所有方面均适用，包括但不限于所公开方法中的步骤。因此，如果存在可以执行的各种额外步骤，则应理解，可以利用所公开方法的任何特定实施方式或实施方式的组合来执行这些额外步骤中的每一个。
仅出于说明的目的给出了前述对结构和方法的书面描述。实施例用于公开示例性的实施方式，包括最佳模式，以及使本领域的技术人员能够实施本发明(包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何结合的方法)。这些实施例并非旨在穷举或将本发明限制于所公开的精确步骤和/或形式中，根据前文的教导，可以有许多修改和变化。可以用任何组合对本文所描述的特征进行组合。可以以物理上可能的任何顺序执行本文所描述的方法的步骤。本发明的可专利范围由所附权利要求书限定，并且可包括本领域的技术人员想到的其他实施例。如果这些其他实施例具有与权利要求书的字面语言无异的结构元件，或者如果它们包括与权利要求书的字面语言无实质差别的等同结构元件，则这些其他实施例意欲在权利要求书的范围内。
所附权利要求书的复合体和方法不受本文所述的具体复合体和方法的范围所限。除了本文所示和所述的那些之外，复合体和方法的各种修改意欲落入所附权利要求书的范围内。此外，尽管仅具体描述了本文所公开的特定的具有代表性的复合体和方法步骤，但复合体和方法步骤的其他组合也意欲落入所附权利要求书的范围内，即使没有具体阐述。因此，本文中可明确或不那么明确地提及步骤、元件、组件或组分的组合，但是，即使未明确说明，步骤、元件、组件或组分的其他组合也被包括在内。
当用在说明书和所附权利要求书中时，除非上下文另有明确说明，单数形式的“一”、“一个”和“该”包括复数指示。范围在本文中可以表示为从“约”或“近似”一个特定值，和/或至“约”或“近似”另一个特定值。当表达这样的范围时，另一种实施方式包括从一个特定值和/或至另一个特定值。类似地，当通过使用先行词“约”将数值表示为近似值时，其应被理解为该特定值形成另一种实施方式。进一步应理解，每个范围的端点相对于另一个端点都是重要的，并且独立于另一个端点。“可选的”或“可选地”是指随后描述的事件或情况可能发生或可能不发生，而且该描述包括所述事件或情况发生的情形和所述事件或情况不发生的情形。
在本说明的整个说明书和权利要求书中，词语“包含”以及该词语的变体，例如“分词形式的包含”和“单数形式的包含”，意指“包括但不限于”，并且无意排除，例如其他添加剂、组分、整数或步骤。术语“基本由……组成”和“由……组成”可用于代替“包含”和“包括”，以提供本发明的更具体的实施方式，并且其也被公开。“示例性的”或“例如”意指“一个例子”，而无意传递出其为优选或理想实施方式的意思。类似地，“诸如”不是用于限制性意义，而是用于说明或示例性目的。
除了注明的之外，在说明书和权利要求书中使用的表示几何形状、尺寸等的所有数字不是试图将等同原则的应用限制在权利要求书的范围内，其应至少被理解为根据有效数字和常规的四舍五入方法来解释。
除非另有定义，否则本文使用的所有技术和科学术语具有与所公开发明所属领域的技术人员通常理解的含义相同的含义。本文所引用的出版物以及它们引用的材料通过引用明确地并入本文。
另外，本文说明性地公开的发明可适当地在不存在本文未具体公开的任何要素的情况下实施。

Claims (42)

1.一种电池隔板，包含：
微孔聚合物薄膜；和
在微孔聚合物薄膜的至少一侧上的可选涂层，其中，微孔聚合物薄膜和可选涂层至少其中之一包含添加剂，该添加剂选自：润滑剂、增塑剂、成核剂、减缩剂、和表面活性剂。
2.如权利要求1所述的电池隔板，其中，电池隔板包含在微孔聚合物薄膜的第一侧上的涂层，并且所述涂层包含添加剂。
3.如权利要求1所述的电池隔板，其中，微孔聚合物薄膜包含添加剂；可选择地，该添加剂主要存在于微孔薄膜的一个或多个表面区域。
4.如权利要求1所述的电池隔板，其中，微孔聚合物薄膜是非织造物、干法工艺单层膜、干法工艺双层膜、干法工艺多层膜、或含聚烯烃的微孔聚合物薄膜。
5.如权利要求1所述的电池隔板，其中，添加剂是润滑剂。
6.如权利要求2所述的电池隔板，其中，润滑剂是脂肪酸盐。
7.如权利要求6所述的电池隔板，其中，润滑剂选自：硬脂酸锂、硬脂酸钠和硬脂酸钾。
8.如权利要求5所述的电池隔板，其中，所述润滑剂是化合物，该化合物包含一个或多个硅氧基官能团，包括硅氧烷或聚硅氧烷。
9.如权利要求1所述的电池隔板，其中，添加剂是增塑剂。
10.如权利要求1所述的电池隔板，其中，添加剂是成核剂。
11.如权利要求1所述的电池隔板，其中，添加剂是表面活性剂。
12.如权利要求1所述的电池隔板，其中，添加剂是减缩剂。
13.一种电池隔板，包含：
微孔聚合物薄膜；和
在微孔聚合物薄膜的至少一侧上的可选涂层，其中，微孔聚合物薄膜和可选涂层中的至少一个包含电解质添加剂。
14.如权利要求13所述的电池隔板，其中，电池隔板包含在微孔聚合物薄膜的第一侧上的涂层，并且所述涂层包含电解质添加剂。
15.如权利要求13所述的电池隔板，其中，微孔聚合物薄膜包含电解质添加剂；可选择地，该电解质添加剂主要存在于微孔薄膜的一个或多个表面区域。
16.如权利要求13所述的电池隔板，其中，所述微孔聚合物薄膜是非织造物、干法工艺双层、干法工艺单层、干法工艺多层、或包含聚烯烃的微孔聚合物薄膜。
17.如权利要求13所述的电池隔板，其中，电解质添加剂选自：SEI改进剂、阴极保护剂、阻燃添加剂、LiPF6盐稳定剂、过充保护剂、铝腐蚀抑制剂、锂沉积剂或改进剂或者溶剂化增强剂、铝腐蚀抑制剂、润湿剂、和粘度改进剂。
18.如权利要求13所述的电池隔板，其中，电解质添加剂选自：硼酸盐或乙烯碳酸酯。
19.一种锂电池，包含如权利要求1所述的隔板。
20.一种锂电池，包含如权利要求13所述的隔板。
21.一种干法膜，包含：
微孔聚合物薄膜；和
在微孔聚合物薄膜的至少一侧上的可选涂层，其中，微孔聚合物薄膜和可选涂层至少其中之一包含添加剂，该添加剂选自：润滑剂、增塑剂、成核剂、减缩剂、和表面活性剂。
22.如权利要求21所述的膜，其中，所述膜包含在微孔聚合物薄膜的第一侧上的涂层，并且所述涂层包含添加剂。
23.如权利要求21所述的膜，其中，微孔聚合物薄膜包含添加剂；可选择地，该添加剂主要存在于微孔薄膜的一个或多个表面区域。
24.如权利要求21所述的膜，其中，微孔聚合物薄膜是非织造物、干法工艺单层膜、干法工艺双层膜、干法工艺多层膜、或含聚烯烃的微孔聚合物薄膜。
25.如权利要求21所述的膜，其中，添加剂是润滑剂。
26.如权利要求25所述的膜，其中，润滑剂是脂肪酸盐。
27.如权利要求26所述的膜，其中，润滑剂选自：硬脂酸锂、硬脂酸钠、和硬脂酸钾。
28.如权利要求27所述的膜，其中，所述润滑剂是化合物，该化合物包含一个或多个硅氧基官能团，包括硅氧烷或聚硅氧烷。
29.如权利要求21所述的膜，其中，添加剂是增塑剂。
30.如权利要求21所述的膜，其中，添加剂是成核剂。
31.如权利要求21所述的膜，其中，添加剂是表面活性剂。
32.如权利要求21所述的膜，其中，添加剂是减缩剂。
33.一种电池隔板，包含：
微孔聚合物薄膜；和
在微孔聚合物薄膜的至少一侧上的第一涂层，其中，微孔聚合物薄膜和第一涂层中的至少一个包含聚硅氧烷，该聚硅氧烷的重均分子量在500,000到1,000,000之间。
34.如权利要求33所述的电池隔板，其中，
所述聚硅氧烷以5,000至100,000ppm的量存在；
所述聚硅氧烷以10,000至60,000ppm的量存在；或
所述聚硅氧烷以10,000至40,000ppm的量存在。
35.如权利要求33所述的电池隔板，其中，
所述聚硅氧烷具有200℃的熔点；
所述聚硅氧烷具有大于或等于220℃的熔点；
所述聚硅氧烷具有大于或等于230℃的熔点；或者
所述聚硅氧烷具有大于或等于240℃的熔点。
36.如权利要求33所述的电池隔板，其中，所述电池隔板包含润滑剂，
润滑剂是两亲性的；
润滑剂是脂肪酸盐；
润滑剂选自硬脂酸锂、硬脂酸钠、和硬脂酸钾；
所述润滑剂是化合物，该化合物包含一个或多个硅氧基官能团，包括硅氧烷或聚硅氧烷；和/或
润滑剂是超高分子量聚硅氧烷。
37.如权利要求33所述的电池隔板，其中，所述电池隔板包含添加剂，
所述添加剂是润滑剂；
所述添加剂是增塑剂；
所述添加剂是成核剂；
所述添加剂是减缩剂；
所述添加剂是表面活性剂；
起以下两种或更多种、三种或更多种、四种或更多种、或者五种或更多种的作用：润滑剂、增塑剂、成核剂、减缩剂、表面活性剂；
电解质添加剂存在于微孔聚合物薄膜的第一表面区域和与微孔聚合物薄膜的第一表面区域相对的第二表面区域；
电解质添加剂选自：SEI改进剂、阴极保护剂、阻燃添加剂、LiPF6盐稳定剂、过充保护剂、铝腐蚀抑制剂、锂沉积剂或改进剂或者溶剂化增强剂、铝腐蚀抑制剂、润湿剂、和粘度改进剂；和/或
电解质添加剂选自：硼酸盐或乙烯碳酸酯。
38.一种电池隔板的制造方法，包含下列中的至少之一：
由包含聚合物和添加剂的聚合物混合物形成微孔聚合物薄膜；和
用包含添加剂的涂层混合物涂覆微孔聚合物薄膜。
39.如权利要求38所述的方法，其中，形成微孔聚合物薄膜包括挤出或共挤出聚合物混合物。
40.一种电池隔板的制造方法，包含下列中的至少之一：
由包含聚合物和电解质添加剂的聚合物混合物形成微孔聚合物薄膜；和
用包含电解质添加剂的涂层混合物涂覆微孔聚合物薄膜。
41.如权利要求40所述的方法，其中，形成微孔聚合物薄膜包括挤出或共挤出聚合物混合物。
42.一种用于锂电池的电池隔板，包含：
至少一个微孔隔板膜或亚层膜，其包含多个多孔或微孔聚合物层、微米层或纳米层，其中，与相邻的单一层、微米层或纳米层相比，至少一个单一层、微米层或纳米层包含不同或独特的聚合物、分子量聚合物、均聚物、共聚物和/或聚合物共混物，包含不同或独特的添加剂、介质、材料和/或填料，或包含不同或独特的聚合物、分子量聚合物、均聚物、共聚物、聚合物共混物、添加剂、介质、材料和/或填料的组合。
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