KR101143106B1 - Microporous polymer membrane - Google Patents

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고타로 다기타
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토레이 밧데리 세퍼레이터 필름 고도 가이샤
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Abstract

본 발명은 폴리에틸렌을 포함하고, 약 10 nm 내지 약 1,000 nm의 기공 직경 범위에 대한 곡선 아래 총 면적의 25% 이상인 약 100 nm 내지 약 1,000 nm의 기공 직경 범위에 대한 곡선 아래 면적을 갖는 미분 기공 부피 곡선을 갖는, 미세다공성 막에 관한 것이다.The present invention comprises a differential pore volume comprising polyethylene and having an area under the curve for the pore diameter range of about 100 nm to about 1,000 nm that is at least 25% of the total area under the curve for the pore diameter range of about 10 nm to about 1,000 nm. It relates to a microporous membrane having a curve.

Description

미세다공성 중합체 막{MICROPOROUS POLYMER MEMBRANE}Microporous Polymer Membrane {MICROPOROUS POLYMER MEMBRANE}

본 발명은 적절한 투과도, 기계적 강도, 내열수축성, 내압축성 및 전해액 흡수성을 갖는, 하나 이상의 중합체를 포함하는 미세다공성 막에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상기 미세다공성 막을 제조하는 방법, 상기 막을 배터리 분리막으로 사용하여 배터리를 제조하는 방법 및 상기 배터리를 전하의 공급원(source) 또는 싱크(sink)로서 사용하는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to microporous membranes comprising one or more polymers having suitable permeability, mechanical strength, heat shrinkage resistance, compression resistance and electrolyte absorption. The invention also relates to a method of making the microporous membrane, a method of making a battery using the membrane as a battery separator and a method of using the battery as a source or sink of charge.

미세다공성 막은, 예를 들면 연료 셀(cell) 및 배터리(battery)와 같은 전기화학 셀에서의 전극 접촉을 막기 위한 분리막으로 유용하다. 예를 들면, 미세다공성 막은 1차 및 2차 배터리 예컨대 리튬 이온 2차 배터리, 리튬-폴리머 2차 배터리, 니켈-수소 2차 배터리, 니켈-카드뮴 2차 배터리, 니켈-아연 2차 배터리, 은-아연 2차 배터리 등에서 분리막으로 사용될 수 있다. 상기 미세다공성 폴리올레핀 막이 특히 리튬 이온 배터리를 위한 배터리 분리막으로 사용되는 경우, 상기 막의 성능은 배터리의 특성, 생산성 및 안전성에 상당한 영향을 미친다. 따라서, 상기 미세다공성 폴리올레핀 막은 적절한 투과도, 기계적 특성, 내열성, 치수 안정성, 셧다운(shutdown) 특성, 멜트다운(meltdown) 특성 등을 가져야 한다. 공지된 바와 같이, 이러한 배터리는 특히 가동 조건 하에서 고온에 노출되는 배터리에 대해 그 배터리 안전성을 개선하기 위해 비교적 낮은 셧다운 온도 및 비교적 높은 멜트다운 온도를 가질 필요가 있다. 높은 분리막 투과성이 배터리의 고 용량에 바람직하다. 기계적 강도가 높은 분리막이 더 내구성이고, 또한 배터리 어셈블리 및 제조 특성을 개선하는 데 바람직하다. Microporous membranes are useful as separators for preventing electrode contact in electrochemical cells such as, for example, fuel cells and batteries. For example, the microporous membrane can be made from primary and secondary batteries such as lithium ion secondary batteries, lithium-polymer secondary batteries, nickel-hydrogen secondary batteries, nickel-cadmium secondary batteries, nickel-zinc secondary batteries, silver- It can be used as a separator in zinc secondary batteries. When the microporous polyolefin membrane is used as a battery separator, especially for lithium ion batteries, the performance of the membrane has a significant impact on the battery's properties, productivity and safety. Thus, the microporous polyolefin membrane must have appropriate permeability, mechanical properties, heat resistance, dimensional stability, shutdown properties, meltdown properties, and the like. As is known, such batteries need to have a relatively low shutdown temperature and a relatively high meltdown temperature to improve their battery safety, especially for batteries exposed to high temperatures under operating conditions. High separator permeability is desirable for high capacity of batteries. Membranes with high mechanical strength are more durable and are also desirable for improving battery assembly and manufacturing properties.

배터리 분리막으로 사용되는 미세다공성 폴리올레핀 막의 특성을 개선하기 위해 재료 조성, 연신 조건, 열 처리 조건 등을 최적화하는 것이 제안되었다. 예를 들면, JP6-240036A는 개선된 기공 직경 및 단일 기공 직경 분포를 갖는 미세다공성 폴리올레핀 막을 개시하고 있다. 상기 막은 중량 평균 분자량("Mw")이 7×105 이상인 초고분자량 폴리에틸렌을 1 중량% 이상 함유하는 폴리에틸렌 수지로부터 제조되며, 여기서 상기 폴리에틸렌 수지는 분자량 분포(중량 평균 분자량/수 평균 분자량)가 10 내지 300이고, 상기 미세다공성 폴리올레핀 막은 공극률이 35 내지 95%이고 평균 관통(penetrating) 기공 직경이 0.05 내지 0.2 ㎛이고 파단 강도(15 mm 폭)가 0.2 kg 이상이고 기공 직경 분포(최대 기공 직경/평균 관통 기공 직경)가 1.5 이하이다. 이러한 미세다공성 막은, 상기 폴리에틸렌 수지와 막-형성 용매의 용융-블렌드를 다이를 통해 압출하고, 상기 폴리에틸렌 수지의 결정 분산 온도("Tcd") 내지 융점 + 10℃의 온도에서 냉각하여 수득된 겔-형 쉬트(sheet)를 연신하고, 상기 겔-형 쉬트로부터 막-형성 용매를 제거하고, 그 생성된 막을 상기 폴리에틸렌 수지의 융점 - 10℃ 이하의 온도에서 면적 배율로 1.5 내지 3배 재-연신하고, 이를 상기 폴리에틸렌 수지의 결정 분산 온도 내지 융점의 온도에서 열-고정함으로써 제조된다.In order to improve the properties of microporous polyolefin membranes used as battery separators, it has been proposed to optimize the material composition, stretching conditions, heat treatment conditions and the like. For example, JP6-240036A discloses microporous polyolefin membranes with improved pore diameter and single pore diameter distribution. The membrane is made from a polyethylene resin containing 1% by weight or more of ultra high molecular weight polyethylene having a weight average molecular weight (“Mw”) of 7 × 10 5 or more, wherein the polyethylene resin has a molecular weight distribution (weight average molecular weight / number average molecular weight) of 10 To 300, the microporous polyolefin membrane has a porosity of 35 to 95%, an average penetrating pore diameter of 0.05 to 0.2 μm, a breaking strength (15 mm width) of 0.2 kg or more, and a pore diameter distribution (maximum pore diameter / average). Through pore diameter) is 1.5 or less. This microporous membrane is obtained by extruding a melt-blend of the polyethylene resin and a film-forming solvent through a die and cooling the gel resin at a crystal dispersion temperature (“Tcd”) to a melting point + 10 ° C. of the polyethylene resin. Stretching the sheet, removing the film-forming solvent from the gel-type sheet, and re-drawing the resulting film at an area magnification of 1.5 to 3 times at a melting point of the polyethylene resin-10 ° C or lower. It is prepared by heat-fixing it at the crystal dispersion temperature of the said polyethylene resin to the temperature of melting | fusing point.

WO 1999/48959는 적절한 강도 및 투과성을 가질 뿐만 아니라 지역적인 투과도 편차 없이 균일한 다공성 표면을 갖는 미세다공성 폴리올레핀 막을 개시하고 있다. 이 막은, Mw가 50,000 이상 5,000,000 미만이고 분자량 분포가 1 이상 30 미만이며, 평균 미세-피브릴(micro-fibril) 크기가 20 내지 100 nm이고 평균 미세-피브릴 거리가 40 내지 400 nm인 미세 피브릴을 균일하게 분산시켜 형성된 미세 갭(gap)을 가진 네트워크 구조를 갖는 폴리올레핀 수지 예컨대 고밀도 폴리에틸렌으로 제조된다. 이러한 미세다공성 막은, 상기 폴리올레핀 수지와 막-형성 용매의 용융-블렌드를 다이를 통해 압출하고, 상기 폴리올레핀 수지의 융점 - 50℃ 이상 내지 상기 융점 미만의 온도에서 냉각하여 수득된 겔-형 쉬트를 연신하고, 상기 겔-형 쉬트로부터 막-형성 용매를 제거하고, 이를 상기 폴리올레핀 수지의 융점 - 50℃ 이상 상기 융점 미만의 온도에서 1.1 내지 5배 재-연신하고, 이를 상기 폴리올레핀 수지의 결정 분산 온도 내지 융점의 온도에서 열-고정함으로써 제조된다.WO 1999/48959 discloses microporous polyolefin membranes having not only adequate strength and permeability but also a uniform porous surface without local permeability variations. This film is a fine film having a Mw of 50,000 or more and less than 5,000,000, a molecular weight distribution of 1 or more and less than 30, an average micro-fibril size of 20 to 100 nm and an average micro-fibril distance of 40 to 400 nm. It is made of polyolefin resin such as high density polyethylene having a network structure with fine gaps formed by uniformly dispersing the brill. This microporous membrane stretches a gel-like sheet obtained by extruding a melt-blend of the polyolefin resin and a film-forming solvent through a die and cooling the polyolefin resin at a melting point of 50 ° C. or higher to less than the melting point. Remove the film-forming solvent from the gel-type sheet, and re-stretch it 1.1 to 5 times at a temperature of the polyolefin resin at a melting point minus 50 ° C. or more and below the melting point, It is prepared by heat-fixing at the temperature of the melting point.

WO 2000/20492는 Mw가 5×105 이상인 미세 폴리에틸렌 피브릴 또는 이러한 폴리에틸렌을 포함하는 조성물을 특징으로 하는 투과성이 개선된 미세다공성 폴리올레핀 막을 개시하고 있다. 상기 미세다공성 폴리올레핀 막은 평균 기공 직경이 0.05 내지 5 ㎛이고 막 표면에 대한 각도 θ가 80 내지 100°인 라멜라(lamella)의 비율이 종방향 및 횡방향 단면에 있어서 40% 이상이다. 이러한 폴리에틸렌 조성물은 중량 평균 분자량이 7×105 이상인 초-고분자량 폴리에틸렌 1 내지 69 중량%, 고 밀도 폴리에틸렌 1 내지 98 중량% 및 저밀도 폴리에틸렌 1 내지 30 중량%를 포함한다. 이러한 미세다공성 막은, 상기 폴리에틸렌 또는 이의 조성물과 막-형성 용매의 용융-블렌드를 다이를 통해 압출하고, 냉각에 의해 수득된 겔-형 쉬트를 연신하고, 이를 상기 폴리에틸렌 또는 이의 조성물의 결정 분산 온도 내지 융점 + 30℃의 온도에서 열-고정하고, 상기 막-형성 용매를 제거함으로써 제조된다.WO 2000/20492 discloses microporous polyolefin membranes with improved permeability characterized by fine polyethylene fibrils having Mw of at least 5 × 10 5 or compositions comprising such polyethylenes. The microporous polyolefin membranes have an average pore diameter of 0.05 to 5 μm and a ratio of lamellae with an angle θ of 80 to 100 ° relative to the membrane surface of at least 40% in the longitudinal and transverse cross sections. Such polyethylene compositions comprise from 1 to 69 weight percent of ultra-high molecular weight polyethylene, from 1 to 98 weight percent of high density polyethylene and from 1 to 30 weight percent of low density polyethylene with a weight average molecular weight of at least 7 × 10 5 . Such microporous membranes extrude a melt-blend of the polyethylene or composition thereof and the film-forming solvent through a die and draw a gel-like sheet obtained by cooling, which is determined by the crystal dispersion temperature of the polyethylene or composition thereof to It is prepared by heat-setting at a temperature of melting point + 30 ° C. and removing the film-forming solvent.

WO 2002/072248은 투과성, 입자-차단성 및 강도가 개선된 미세다공성 막을 개시하고 있다. 이 막은 Mw가 380,000 미만인 폴리에틸렌 수지를 사용하여 제조된다. 이 막은 공극률이 50 내지 95%이고 평균 기공 직경이 0.01 내지 1 ㎛ 범위이다. 이러한 미세다공성 막은, 전체 미세다공성 막에 걸쳐 서로 연결된 0.2 내지 1 ㎛의 평균 직경을 갖는 미세-피브릴에 의해 형성된 3-차원 네트워크 골격을 가지며, 0.1 ㎛ 이상 3 ㎛ 미만의 평균 직경을 갖는 상기 골격에 의해 정의된 공극을 갖는다. 이러한 미세다공성 막은, 상기 폴리에틸렌 수지와 막-형성 용매의 용융-블렌드를 다이를 통해 압출하고, 상기 막-형성 용매를 냉각에 의해 수득된 겔-형 쉬트로부터 제거하고, 이를 20 내지 140℃의 온도에서 2 내지 4배로 연신하고, 80 내지 140℃의 온도에서 상기 연신된 막을 열-고정함으로써 제조된다.WO 2002/072248 discloses microporous membranes with improved permeability, particle-blocking properties and strength. This membrane is made using polyethylene resin with Mw less than 380,000. The membrane has a porosity of 50 to 95% and an average pore diameter in the range of 0.01 to 1 μm. Such microporous membranes have a three-dimensional network backbone formed by micro-fibrils having an average diameter of 0.2 to 1 μm connected to each other over the entire microporous membrane, said skeleton having an average diameter of at least 0.1 μm and less than 3 μm. It has a void defined by. This microporous membrane extrudes a melt-blend of the polyethylene resin and the film-forming solvent through a die, and removes the film-forming solvent from the gel-type sheet obtained by cooling, and the temperature is 20 to 140 ° C. Prepared by stretching 2 to 4 times at and heat-fixing the stretched film at a temperature of 80 to 140 ° C.

상기 막의 내부 구조를 변경하면 잠재적으로 원하는 막 특성의 적어도 일부에 바람직한 영향을 미친다고 한다. 이와 관련하여, 규소 산화물과 같은 무기 산화물을 포함하는 조성물로부터 막을 제조하고 나서 이를 무기 염기를 사용하여 상기 마감처리된 막으로부터 침출하는 것이 제안되었다. 이러한 방법은 상기 막에 규소 산화물의 원치않는 잔재를 부득이하게 남기기 때문에 바람직하지 않다.Altering the internal structure of the membrane is said to have a desirable effect on at least some of the potentially desired membrane properties. In this regard, it has been proposed to prepare a membrane from a composition comprising an inorganic oxide such as silicon oxide and then leaching it from the finished membrane using an inorganic base. This method is undesirable because it inevitably leaves unwanted residues of silicon oxide in the film.

WO 2005/113657은 적절한 셧다운 특성, 멜트다운 특성, 치수 안정성 및 고온 강도를 갖는 미세다공성 폴리올레핀 막을 개시하고 있다. 이 막은 (a) 분자량이 10,000 이하이고 Mw/Mn 비(여기서, Mn은 폴리에틸렌 수지의 수-평균 분자량이다)가 11 내지 100이고 점도-평균 분자량("Mv")이 100,000 내지 1,000,000인 성분을 8 내지 60 중량% 함유하는 폴리에틸렌 수지, 및 (b) 폴리프로필렌을 포함하는 폴리올레핀을 사용하여 제조된다. 이 막은 공극률이 20 내지 95%이고 100℃에서의 열 수축률이 10% 이하이다. 이러한 미세다공성 폴리올레핀 막은 상기 폴리올레핀과 막-형성 용매의 용융-블렌드를 다이를 통해 압출하고, 냉각에 의해 수득된 겔-형 쉬트를 연신하고, 상기 막-형성 용매를 제거하고, 상기 쉬트를 어닐링함으로써 제조된다.WO 2005/113657 discloses microporous polyolefin membranes having suitable shutdown properties, meltdown properties, dimensional stability and high temperature strength. This membrane comprises (a) a component having a molecular weight of 10,000 or less, a Mw / Mn ratio (where Mn is the number-average molecular weight of the polyethylene resin) of 11 to 100 and a viscosity-average molecular weight (“Mv”) of 100,000 to 1,000,000. To 60% by weight of polyethylene resin, and (b) polyolefin comprising polypropylene. This film has a porosity of 20 to 95% and a heat shrinkage of 100% or less. Such microporous polyolefin membranes are formed by extruding a melt-blend of the polyolefin and membrane-forming solvent through a die, stretching the gel-type sheet obtained by cooling, removing the membrane-forming solvent, and annealing the sheet. Are manufactured.

배터리 분리막 특성, 예를 들면 투과성, 기계적 강도, 치수 안정성, 열 팽창, 셧다운 특성 및 멜트다운 특성이 일반적으로 중요한 것으로 간주된다. 이들 특성 외에도, 전해액 흡수성과 같은 배터리 생산성과 관련된 분리막 특성 및 전해액 유지 특성과 같은 배터리 사이클 특성도 중요시되고 있다. 예를 들면 열 팽창 및 전해질 유지 특성과 같은 둘 이상의 상기 특성들의 균형을 동시에 유지하거나 최적화하는 것이 중요할 수 있다. 예를 들면, 리튬 이온 배터리용 전극은 리튬의 침입과 이탈에 따라 팽창 및 수축하고, 배터리 용량의 증가에 의해 팽창률이 더 커진다. 분리막은 전극 팽창시 압축되기 때문에, 분리막은 압축시 전해액 유지량을 가능한 한 적게 감소시켜야 한다.Battery separator properties such as permeability, mechanical strength, dimensional stability, thermal expansion, shutdown properties and meltdown properties are generally considered important. In addition to these characteristics, battery cycle characteristics such as separator characteristics and electrolyte retention characteristics related to battery productivity, such as electrolyte absorption, are also important. It may be important to simultaneously balance or optimize two or more of these properties, such as thermal expansion and electrolyte retention properties. For example, an electrode for a lithium ion battery expands and contracts as lithium intrudes and escapes, and the expansion rate becomes larger due to an increase in battery capacity. Since the separator is compressed at the time of electrode expansion, the separator should reduce the amount of electrolyte retention as low as possible.

또한, 개선된 미세다공성 막이 JP6-240036A, WO 1999/48959, WO 2000/20492, WO 2002/072248 및 WO 2005/113657에 개시되어 있으나, 특히 막 투과성, 기계적 강도, 내열수축성, 내압축성 및 전해액 흡수성에서 추가의 개선이 여전히 필요하다. 따라서, 개선된 투과성, 기계적 강도, 내열수축성, 내압축성 및 전해액 흡수성을 갖는 미세다공성 막으로부터 배터리 분리막을 형성하는 것이 요망된다.
Further improved microporous membranes are disclosed in JP6-240036A, WO 1999/48959, WO 2000/20492, WO 2002/072248 and WO 2005/113657, but in particular membrane permeability, mechanical strength, heat shrinkage resistance, compression resistance and electrolyte absorbency. Further improvement is still needed. Therefore, it is desirable to form a battery separator from a microporous membrane having improved permeability, mechanical strength, heat shrinkage resistance, compression resistance, and electrolyte absorption.

한 실시양태에서, 본 발명은 개선된 투과성, 기계적 강도, 내열수축성, 내압축성 및 전해액 흡수성을 갖는 미세다공성 막의 발견에 관한 것이다. 약 100 nm 내지 약 1,000 nm 범위의 기공 크기를 갖는 기공을 충분한 개수로 가짐으로써 바람직한 전해액 흡수량을 달성하고 약 1 nm 내지 약 100 nm 범위의 기공 크기를 갖는 기공을 충분한 개수로 가짐으로써 미세다공성 막의 강도를 크게 저하시키지 않는 미세다공성 막을 발견하였다.In one embodiment, the present invention relates to the discovery of microporous membranes having improved permeability, mechanical strength, heat shrinkage resistance, compression resistance and electrolyte absorption. The strength of the microporous membrane is achieved by having a sufficient number of pores having a pore size in the range of about 100 nm to about 1,000 nm to achieve a desired electrolyte uptake and having a sufficient number of pores having a pore size in the range of about 1 nm to about 100 nm. Microporous membranes have been found that do not significantly degrade.

한 실시양태에서, 본 발명은 상기 미분 기공 부피 곡선 아래 면적의 약 25% 이상이 약 100 nm 내지 약 1,000 nm 범위의 직경을 갖는 기공과 관련된 기공 크기 분포를 갖는 것을 특징으로 하는 기공을 포함하는 미세다공성 폴리올레핀 막에 관한 것이다.In one embodiment, the invention relates to micropores comprising pores characterized in that at least about 25% of the area under the differential pore volume curve has a pore size distribution associated with pores having a diameter in the range from about 100 nm to about 1,000 nm. It relates to a porous polyolefin membrane.

본원에서, 미분 기공 부피는

Figure 112010028747070-pct00001
로 표시되며, 여기서 Vp는 기공 부피이고 r은 기공 반경이다. Log r은, 밑이 10인 반경 r의 로그를 나타낸다. 상기 곡선을 기공 직경의 로그 함수로서 도식화하는 것이 편리하다. Here, the differential pore volume is
Figure 112010028747070-pct00001
Where Vp is the pore volume and r is the pore radius. Log r represents the logarithm of the radius r of base 10. It is convenient to plot the curve as a logarithmic function of pore diameter.

관련 실시양태에서, 기공 크기(예컨대, 기공이 대략 원통형인 경우의 기공 직경)의 함수로서의 미분 기공 부피 곡선은 다봉형이며, 즉 둘 이상의 피크를 특징으로 한다. 이러한 막은 투과성, 기계적 강도, 내열수축성, 내압축성 및 전해액 흡수성을 개선시키는 것으로 확인되었다. 상기 미세다공성 막은 폴리올레핀 용액을 하나 이상의 다이를 통해 압출함으로써 수득될 수 있다.In related embodiments, the differential pore volume curve as a function of pore size (eg, pore diameter when the pores are approximately cylindrical) is multimodal, ie characterized by two or more peaks. Such membranes have been found to improve permeability, mechanical strength, heat shrinkage resistance, compression resistance and electrolyte absorption. The microporous membrane can be obtained by extruding a polyolefin solution through one or more dies.

상기 폴리올레핀 용액은 하나 이상의 희석제 및 폴리올레핀 수지로부터 제조될 수 있다. 상기 폴리올레핀 용액은 폴리에틸렌 수지로부터 제조될 수 있다.The polyolefin solution can be prepared from one or more diluents and polyolefin resin. The polyolefin solution may be prepared from polyethylene resin.

한 실시양태에서, 상기 폴리에틸렌 수지는 (a) 중량 평균 분자량이 약 1×104 내지 약 5×105 범위인 제 1 폴리에틸렌 수지, 및 (b) 중량 평균 분자량이 1×106 이상인 제 2 폴리에틸렌 수지 7 중량% 이하를 포함하며, 이때 중량%는 상기 수지 (a) 및 (b)의 합친 중량을 기준으로 한 것이다. In one embodiment, the polyethylene resin comprises (a) a first polyethylene resin having a weight average molecular weight ranging from about 1 × 10 4 to about 5 × 10 5 , and (b) a second polyethylene having a weight average molecular weight of at least 1 × 10 6. 7 wt% or less of resin, wherein the wt% is based on the combined weight of the resins (a) and (b).

또 다른 실시양태에서, 상기 폴리올레핀 용액은 폴리에틸렌 수지 및 폴리프로필렌 수지로부터 제조된다. 예를 들면, 상기 폴리올레핀 용액은 (c) 폴리프로필렌 수지 25 중량% 이하로부터 제조될 수 있으며, 이때 상기 중량%는 폴리올레핀 용액 중의 (a) 제 1 및 (b) 제 2 폴리에틸렌 수지와 (c) 폴리프로필렌의 합친 중량을 기준으로 한다. 한 실시양태에서, 상기 폴리올레핀 수지는 본질적으로 폴리에틸렌(예컨대, 제 1 폴리에틸렌)으로 이루어지고; 또 다른 실시양태에서, 상기 폴리에틸렌 수지는 본질적으로 폴리에틸렌으로 이루어진다. 폴리올레핀이 아닌 폴리올레핀 용액 부분은 희석제 및/또는 첨가제일 수 있으며, 이들의 일부를 하기에 기술한다.In another embodiment, the polyolefin solution is prepared from polyethylene resin and polypropylene resin. For example, the polyolefin solution can be prepared from up to 25 weight percent of (c) polypropylene resin, wherein the weight percent is selected from (a) the first and (b) second polyethylene resins and (c) the polyolefin in the polyolefin solution. Based on the combined weight of propylene. In one embodiment, the polyolefin resin consists essentially of polyethylene (eg, first polyethylene); In another embodiment, the polyethylene resin consists essentially of polyethylene. The polyolefin solution portion that is not polyolefin may be a diluent and / or additive, some of which are described below.

상기 폴리올레핀 용액을 압출시킨 후, 이를 냉각시켜 냉각된 압출물을 제조할 수 있는데, 여기서 상기 압출물은 예를 들면 겔-형 주물 또는 쉬트 형태일 수 있다. 상기 압출물 또는 냉각된 압출물을 한 방향 이상으로 연신할 수 있으며, 상기 희석제의 적어도 일부를 제거하여 다공성 쉬트를 형성할 수 있다. 상기 다공성 쉬트를 상승된 온도에서 하나 이상의 방향으로 1.1 내지 1.8배 범위의 배율로 연신하여 연신된 다공성 막을 형성할 수 있다. 다공성 쉬트를 연신하는 이러한 단계를 상기 압출물 또는 냉각된 압출물을 연신하는 단계와 구별하기 위해 "제 2" 연신 단계라 칭할 수 있다. 따라서, 제 2 연신 단계 중의 상승된 온도를 제 2 연신 온도라 칭할 수 있다. 제 2 연신 후, 상기 연신된 다공성 쉬트를 제 2 연신 온도 ± 6℃ 범위의 열-고정 온도에서 열-고정하여 다공성 막을 형성할 수 있다. 한 실시양태에서, 상기 열-고정 온도는 제 2 연신 온도 ± 5℃, ± 3℃ 또는 ± 2℃ 범위이다.After extruding the polyolefin solution, it can be cooled to produce a cooled extrudate, where the extrudate can be, for example, in the form of a gel-type casting or sheet. The extrudate or cooled extrudate may be stretched in one or more directions, and at least a portion of the diluent may be removed to form a porous sheet. The porous sheet may be stretched at a magnification in the range of 1.1 to 1.8 times in one or more directions at an elevated temperature to form a stretched porous membrane. This step of drawing the porous sheet may be referred to as a "second" drawing step to distinguish it from drawing the extrudate or cooled extrudate. Thus, the elevated temperature during the second stretching step can be referred to as the second stretching temperature. After the second stretching, the stretched porous sheet may be heat-fixed at a heat-fixing temperature in a range of the second stretching temperature ± 6 ° C to form a porous membrane. In one embodiment, the heat-setting temperature is in the range of the second stretching temperature ± 5 ° C, ± 3 ° C or ± 2 ° C.

한 실시양태에서, 상기 다공성 폴리올레핀 막은 둘 이상의 모드를 가진 미분 기공 부피 곡선(때때로 기공 크기 분포 곡선으로 통상 지칭됨)에 의해 특징지어진다. 하나의 모드 또는 피크는 일반적으로 약 0.01 내지 약 0.08 ㎛의 기공 크기를 갖는 막에서의 조밀한 도메인에 관한 것이다. 적어도 제 2 모드는 약 0.08 ㎛ 내지 약 1.5 ㎛ 범위의 기공 크기를 갖는 더 조대한 도메인에 해당한다. 예를 들면, 도 1 및 2 참조. 상기 모드는 상기 미분 기공 부피 곡선에서 뚜렷한 피크로 존재할 수 있지만, 이는 상기 모드가 예를 들면 기공 크기 측정, 수은 침투 속도, 인가된 압력 양 등을 위해 선택된 용해 수준에 따라 곡선상의 어깨 또는 만곡부로 나타날 수 있기 때문에 불필요하다. 한 실시양태에서, 상기 조대한 도메인(비교적 큰 기공)에 대한 조밀한 도메인(비교적 작은 기공)의 기공 부피 비는 0.5 내지 49이다. 한 실시양태에서, 상기 미세다공성 폴리올레핀 막은 3×102 nm 내지 약 3×103 nm 범위의 표면 조도를 갖는다. 상기 범위 내의 표면 조도를 갖는 막은 배터리 분리막으로 사용시 전해액과 충분히 큰 접촉 면적을 가짐으로써 적합한 전해액 흡수성을 나타내는 것으로 생각된다.In one embodiment, the porous polyolefin membrane is characterized by differential pore volume curves (sometimes commonly referred to as pore size distribution curves) having two or more modes. One mode or peak generally relates to the dense domains in the membrane having a pore size of about 0.01 to about 0.08 μm. At least the second mode corresponds to coarser domains having a pore size in the range from about 0.08 μm to about 1.5 μm. See, eg, FIGS. 1 and 2. The mode may be present as a distinct peak in the differential pore volume curve, but this mode may appear as a curved shoulder or curve depending on the level of dissolution selected for, for example, pore size measurement, mercury penetration rate, amount of pressure applied, and the like. It is unnecessary because it can be. In one embodiment, the pore volume ratio of the dense domain (relative small pores) to the coarse domain (relative large pores) is between 0.5 and 49. In one embodiment, the microporous polyolefin membrane has a surface roughness ranging from 3 × 10 2 nm to about 3 × 10 3 nm. A membrane having a surface roughness within the above range is considered to exhibit suitable electrolyte absorbency by having a sufficiently large contact area with the electrolyte when used as a battery separator.

한 실시양태에서, 상기 미세다공성 폴리올레핀 막은 (1) (a) 폴리에틸렌 수지의 중량을 기준으로 1×106 이상의 중량-평균 분자량을 갖는 초고분자량 폴리에틸렌 7 중량% 이하를 함유하는 폴리에틸렌 수지와 (b) 막-형성 용매를 용융-블렌딩하여, 바람직하게는 폴리올레핀 용액의 중량을 기준으로 25 내지 50 중량%의 용매 농도를 갖는 폴리올레핀 용액을 형성하는 단계; (2) 상기 폴리올레핀 용액을 다이를 통해 압출하여 압출물을 형성하는 단계; (3) 상기 압출물을 냉각하여 겔-형 쉬트를 형성하는 단계; (4) 상기 폴리에틸렌 수지의 결정 분산 온도("Tcd") 내지 Tcd + 30℃ 범위의 제 1 연신 온도에서 상기 겔-형 쉬트를 연신하는 단계; (5) 상기 연신된 겔-형 쉬트로부터 상기 막-형성 용매를 제거하여 막을 형성하는 단계; (6) 상기 막을 제 2 연신 온도에서 하나 이상의 방향으로 1.1 내지 1.8배의 배율로 연신하여 연신된 막을 형성하는 단계; 및 (7) Tcd 내지 Tm 범위의 열-고정 온도에서 상기 연신된 막을 열-고정하여 미세다공성 폴리올레핀 막을 형성하는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조된다.
In one embodiment, the microporous polyolefin membrane comprises (1) (a) a polyethylene resin containing up to 7% by weight of ultra high molecular weight polyethylene having a weight-average molecular weight of at least 1 × 10 6 based on the weight of the polyethylene resin and (b) Melt-blending the membrane-forming solvent to form a polyolefin solution, preferably having a solvent concentration of 25-50% by weight based on the weight of the polyolefin solution; (2) extruding the polyolefin solution through a die to form an extrudate; (3) cooling the extrudate to form a gel-like sheet; (4) stretching the gel-type sheet at a first stretching temperature in the range of crystal dispersion temperature ("Tcd") to Tcd + 30 ° C of the polyethylene resin; (5) removing the film-forming solvent from the stretched gel-type sheet to form a film; (6) stretching the film at a second stretching temperature in one or more directions at a magnification of 1.1 to 1.8 times to form a stretched film; And (7) heat-fixing the stretched membrane at a heat-fixing temperature in the range of Tcd to Tm to form a microporous polyolefin membrane.

도 1은 실시예 3의 샘플에 대한 미분 기공 부피 곡선

Figure 112010028747070-pct00002
을 나타낸 것이다. 약 1 nm 내지 약 1,000 nm의 기공 크기 범위에 대한 곡선 아래의 총 면적은 1.0이다. 약 100 nm 내지 약 1,000 nm의 기공 크기 범위에 대한 곡선 아래의 면적은 0.43이다. 따라서, 곡선 아래 면적의 약 43%는 약 100 내지 약 1,000 nm 범위의 기공 크기를 갖는 기공에 관한 것이다.
도 2는 실시예 7의 샘플에 대한 미분 기공 부피 곡선
Figure 112010028747070-pct00003
을 나타낸 것이다. 약 1 nm 내지 약 1,000 nm의 기공 크기 범위에 대한 곡선 아래의 총 면적은 1.07이다. 약 100 nm 내지 약 1,000 nm의 기공 크기 범위에 대한 곡선 아래의 면적은 0.502이다. 따라서, 곡선 아래 면적의 약 47%는 약 100 내지 약 1,000 nm 범위의 기공 크기를 갖는 기공에 관한 것이다.
도 3은 비교예 2의 샘플에 대한 미분 기공 부피 곡선
Figure 112010028747070-pct00004
을 나타낸 것이다. 약 1 nm 내지 약 1,000 nm의 기공 크기 범위에 대한 곡선 아래의 총 면적은 0.48이다. 약 100 nm 내지 약 1,000 nm의 기공 크기 범위에 대한 곡선 아래의 면적은 0.075이다. 따라서, 곡선 아래 면적의 약 16%는 약 100 내지 약 1,000 nm 범위의 기공 크기를 갖는 기공에 관한 것이다.
도 4는 수은 침투를 이용한 기공률 측정원리(mercury intrusion porosimetry)를 나타낸 것이다.
도 5는 (실시예 7로부터) 하이브리드 구조를 가진 미세다공성 막에 대한 Vp(기공 부피) 곡선을 나타낸 것이다.
도 6은 하이브리드 구조를 갖지 않는 미세다공성 막에 대한 미분 기공 부피 곡선
Figure 112010028747070-pct00005
을 나타낸 것이다. 상기 막은 폴리에틸렌을 함유하지만 폴리프로필렌을 함유하지 않는다.
도 7은 하이브리드 구조를 갖는 미세다공성 막에 대한 미분 기공 부피 곡선
Figure 112010028747070-pct00006
을 나타낸 것이다. 1 is the differential pore volume curve for the sample of Example 3
Figure 112010028747070-pct00002
It is shown. The total area under the curve for the pore size range of about 1 nm to about 1,000 nm is 1.0. The area under the curve for the pore size range of about 100 nm to about 1,000 nm is 0.43. Thus, about 43% of the area under the curve relates to pores having a pore size in the range of about 100 to about 1,000 nm.
2 is the differential pore volume curve for the sample of Example 7
Figure 112010028747070-pct00003
It is shown. The total area under the curve for the pore size range of about 1 nm to about 1,000 nm is 1.07. The area under the curve for the pore size range of about 100 nm to about 1,000 nm is 0.502. Thus, about 47% of the area under the curve relates to pores having a pore size in the range of about 100 to about 1,000 nm.
3 is the differential pore volume curve for the sample of Comparative Example 2
Figure 112010028747070-pct00004
It is shown. The total area under the curve for the pore size range of about 1 nm to about 1,000 nm is 0.48. The area under the curve for the pore size range of about 100 nm to about 1,000 nm is 0.075. Thus, about 16% of the area under the curve relates to pores having a pore size in the range of about 100 to about 1,000 nm.
Figure 4 shows the mercury intrusion porosimetry using mercury infiltration.
FIG. 5 shows the Vp (pore volume) curves for microporous membranes with hybrid structures (from Example 7).
6 shows differential pore volume curves for microporous membranes without hybrid structure
Figure 112010028747070-pct00005
It is shown. The membrane contains polyethylene but no polypropylene.
7 shows differential pore volume curves for a microporous membrane having a hybrid structure.
Figure 112010028747070-pct00006
It is shown.

[1] [One] 용융물의Melt 제조 Produce

본 발명은 향상된 특성, 특히 전해질 주입 및 압축 특성을 갖는 미세다공성 필름의 제조 방법에 관한 것이다. 한 실시양태에서, 특정 폴리에틸렌 수지 및 임의적으로 특정 폴리프로필렌 수지를 예를 들면 용융-블렌딩에 의해 조합하여 폴리올레핀 조성물을 형성할 수 있다.The present invention relates to a process for producing microporous films having improved properties, in particular electrolyte injection and compression properties. In one embodiment, certain polyethylene resins and optionally certain polypropylene resins may be combined to form a polyolefin composition, for example by melt-blending.

한 실시양태에서, 상기 폴리올레핀 조성물은 폴리에틸렌, 예를 들면 (a) 중량 평균 분자량이 약 2.5×105 내지 약 5×105인 제 1 폴리에틸렌 수지를 포함한다. 또 다른 실시양태에서, 상기 폴리올레핀 조성물은 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌을 포함한다. 또 다른 실시양태에서, 상기 폴리올레핀 조성물은 (a) 상기 제 1 폴리에틸렌 수지, (b) 중량 평균 분자량이 약 5×105 내지 약 1×106인 제 2 폴리에틸렌 수지 약 0% 내지 약 7%, 및 (c) 중량 평균 분자량이 약 3×105 내지 약 1.5×106인 폴리프로필렌 수지 0% 내지 약 25%로부터 제조된다.In one embodiment, the polyolefin composition comprises polyethylene, for example (a) a first polyethylene resin having a weight average molecular weight of about 2.5 × 10 5 to about 5 × 10 5 . In another embodiment, the polyolefin composition comprises polyethylene and polypropylene. In another embodiment, the polyolefin composition comprises (a) the first polyethylene resin, (b) about 0% to about 7% of a second polyethylene resin having a weight average molecular weight of about 5 × 10 5 to about 1 × 10 6 , And (c) 0% to about 25% of a polypropylene resin having a weight average molecular weight of about 3 × 10 5 to about 1.5 × 10 6 .

또 다른 실시양태에서, 상기 폴리올레핀 조성물은 폴리에틸렌 수지, 및 상기 폴리올레핀 조성물의 중량을 기준으로 25 중량% 내지 65 중량%, 또는 30 중량% 내지 55 중량%의 폴리프로필렌 수지로부터 제조된다.In another embodiment, the polyolefin composition is prepared from polyethylene resin and from 25 weight percent to 65 weight percent, or from 30 weight percent to 55 weight percent polypropylene resin, based on the weight of the polyolefin composition.

(a) 폴리에틸렌 수지(a) polyethylene resin

상기 미세다공성 막은 희석제 및 폴리올레핀을 포함하는 폴리올레핀 용액으로부터 제조된다. 상기 폴리올레핀은 폴리에틸렌 또는 임의적으로 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌을 포함할 수 있다. 적합한 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌의 비-제한적 예를 하기에서 설명할 것이다.The microporous membrane is made from a polyolefin solution comprising a diluent and a polyolefin. The polyolefin may comprise polyethylene or optionally polyethylene and polypropylene. Non-limiting examples of suitable polyethylenes and polypropylenes will be described below.

(i) 조성(i) composition

제 1 폴리에틸렌은 약 1×104 내지 약 5×105 범위의 중량 평균 분자량(Mw)을 갖는다. 제 1 폴리에틸렌은 고밀도 폴리에틸렌("HDPE"), 중-밀도 폴리에틸렌, 분지형 저-밀도 폴리에틸렌 및 선형 저-밀도 폴리에틸렌 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 제 1 폴리에틸렌이 HDPE인 경우, HDPE의 Mw는 예를 들면 약 1×105 내지 약 5×105, 또는 약 2×105 내지 약 4×105 범위일 수 있다.The first polyethylene has a weight average molecular weight (Mw) in the range of about 1 × 10 4 to about 5 × 10 5 . The first polyethylene may comprise one or more of high density polyethylene (“HDPE”), medium-density polyethylene, branched low-density polyethylene, and linear low-density polyethylene. When the first polyethylene is HDPE, the Mw of the HDPE may be in the range of about 1 × 10 5 to about 5 × 10 5 , or about 2 × 10 5 to about 4 × 10 5 , for example.

제 1 폴리에틸렌 수지는, 예를 들면 중량 평균 분자량이 2.5×105 내지 5×105이고 분자량 분포가 약 5 내지 약 100인 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 수지일 수 있다. 본원에 사용된 제 1 폴리에틸렌 수지의 비-제한적 예는 중량 평균 분자량이 약 2.5×105 내지 약 4×105이고 분자량 분포가 약 7 내지 약 50인 것이다. 제 1 폴리에틸렌 수지는 에틸렌 단독중합체이거나, 또는 제 3 α-올레핀을 소량 예컨대 약 5 몰% 함유하는 에틸렌/α-올레핀 공중합체일 수 있다. 에틸렌이 아닌 상기 제 3 α-올레핀은 바람직하게는 프로필렌, 부텐-1, 펜텐-1, 헥센-1, 4-메틸펜텐-1, 옥텐-1, 비닐 아세테이트, 메틸 메타크릴레이트 또는 스타이렌, 또는 이들의 조합이다. 이러한 공중합체는 바람직하게는 단일-부위 촉매를 사용하여 제조된다.The first polyethylene resin may be, for example, a high density polyethylene (HDPE) resin having a weight average molecular weight of 2.5 × 10 5 to 5 × 10 5 and a molecular weight distribution of about 5 to about 100. Non-limiting examples of first polyethylene resins as used herein are those having a weight average molecular weight of about 2.5 × 10 5 to about 4 × 10 5 and a molecular weight distribution of about 7 to about 50. The first polyethylene resin may be an ethylene homopolymer or an ethylene / α-olefin copolymer containing a small amount, such as about 5 mol%, of the third α-olefin. The third α-olefin that is not ethylene is preferably propylene, butene-1, pentene-1, hexene-1, 4-methylpentene-1, octene-1, vinyl acetate, methyl methacrylate or styrene, or Combination of these. Such copolymers are preferably prepared using single-site catalysts.

상기 제 2 폴리에틸렌 수지 예컨대 초-고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE) 수지는 5×105보다 큰 중량 평균 분자량을 갖는다. 제 2 폴리에틸렌의 Mw는 예를 들면 약 1×106 내지 약 15×106, 약 1×106 내지 약 5×106, 또는 약 1×106 내지 약 3×106 범위일 수 있다. 제 2 폴리에틸렌 수지는 에틸렌 단독중합체이거나, 또는 제 3 α-올레핀을 소량 예컨대 약 5 몰% 함유하는 에틸렌/α-올레핀 공중합체일 수 있다. 에틸렌이 아닌 상기 제 3 α-올레핀은 예를 들면 프로필렌, 부텐-1, 펜텐-1, 헥센-1, 4-메틸펜텐-1, 옥텐-1, 비닐 아세테이트, 메틸 메타크릴레이트 또는 스타이렌, 또는 이들의 조합일 수 있다. 이러한 공중합체는 바람직하게는 단일-부위 촉매를 사용하여 제조된다.The second polyethylene resin such as ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) resin has a weight average molecular weight of greater than 5 × 10 5 . The Mw of the second polyethylene can range from about 1 × 10 6 to about 15 × 10 6 , about 1 × 10 6 to about 5 × 10 6 , or about 1 × 10 6 to about 3 × 10 6 , for example. The second polyethylene resin may be an ethylene homopolymer or an ethylene / α-olefin copolymer containing a small amount, such as about 5 mol%, of the third α-olefin. The third α-olefin that is not ethylene is for example propylene, butene-1, pentene-1, hexene-1, 4-methylpentene-1, octene-1, vinyl acetate, methyl methacrylate or styrene, or Combinations thereof. Such copolymers are preferably prepared using single-site catalysts.

(ii) 분자량 분포 Mw/Mn(ii) molecular weight distribution Mw / Mn

Mw/Mn은 분자량 분포의 척도이다. 상기 값이 클수록 분자량 분포는 더 넓어진다. 본원에 사용된 전체 폴리에틸렌 조성물의 Mw/Mn은 바람직하게는 약 5 내지 약 100, 예컨대 약 7 내지 약 50이다. Mw/Mn이 5 미만이면, 고분자량 성분의 비율이 너무 높아 용융 압출을 용이하게 수행할 수 없다. 한편, Mw/Mn이 100을 초과하면, 저분자량 성분의 비율이 너무 높아 생성 미세다공성 막의 강도가 감소한다. 폴리에틸렌(단독중합체 또는 에틸렌/α-올레핀 공중합체)의 Mw/Mn은 다-단계 중합에 의해 적절히 조절될 수 있다. 상기 다-단계 중합 방법은 바람직하게는 제 1 단계에서 고분자량 중합체 성분을 형성하고 제 2 단계에서 저분자량 중합체 성분을 형성하는 것을 포함하는 2-단계 중합 방법이다. 본원에 사용된 폴리에틸렌 조성물의 경우, Mw/Mn가 더 클수록 고분자량 폴리에틸렌과 저분자량 폴리에틸렌 간의 Mw 차는 더 커지며, 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 폴리에틸렌 조성물의 Mw/Mn은 상기 분자량 및 성분 혼합비에 의해 적절히 조절될 수 있다.Mw / Mn is a measure of molecular weight distribution. The larger the value, the wider the molecular weight distribution. As used herein, the Mw / Mn of the entire polyethylene composition is preferably about 5 to about 100, such as about 7 to about 50. If Mw / Mn is less than 5, the ratio of high molecular weight components is too high to facilitate melt extrusion. On the other hand, when Mw / Mn exceeds 100, the proportion of the low molecular weight component is too high to reduce the strength of the resulting microporous membrane. Mw / Mn of polyethylene (homopolymer or ethylene / α-olefin copolymer) can be appropriately controlled by multi-step polymerization. The multi-stage polymerization process is preferably a two-stage polymerization process comprising forming a high molecular weight polymer component in a first step and a low molecular weight polymer component in a second step. For polyethylene compositions as used herein, the larger the Mw / Mn, the larger the Mw difference between the high molecular weight polyethylene and the low molecular weight polyethylene, and vice versa. Mw / Mn of the polyethylene composition may be appropriately adjusted by the above molecular weight and component mixing ratio.

(b) 폴리프로필렌 수지(b) polypropylene resin

상기 폴리올레핀 용액은 임의적으로 특정 폴리프로필렌 수지를 함유할 수 있다. 예를 들면, 본원에 임의적으로 사용되는 폴리프로필렌 수지는 중량 평균 분자량이 약 3×105 내지 약 1.5×106, 예컨대 6×105 내지 약 1.5×106이고 융합열이 80 J/g 이상, 비-제한적 예의 경우 약 80 내지 약 120 J/g이고 분자량 분포가 약 1 내지 약 100, 예컨대 약 1.1 내지 약 50일 수 있고, 프로필렌 단독중합체 또는 프로필렌과 또 다른, 즉 제 4 올레핀의 공중합체일 수 있으나, 단독중합체가 바람직하다. 임의적으로, 상기 폴리프로필렌은 약 160℃ 이상의 용융 피크(제 2 용융)를 갖는 아이소택틱(isotactic) 폴리프로필렌이다. 임의적으로, 상기 폴리프로필렌은 약 230℃의 온도 및 25 초-1의 변형 속도에서 측정된 트라우톤(Trouton) 비가 약 15 이상이다. 임의적으로, 상기 폴리프로필렌은 230℃의 온도 및 25 초-1의 변형 속도에서의 인장 점도가 약 50,000 Pa 이상이다. 상기 폴리프로필렌이 공중합체인 경우, 상기 공중합체는 랜덤 또는 블록 공중합체일 수 있다. 프로필렌과 다른 올레핀인 제 4 올레핀은 α-올레핀 예컨대 에틸렌, 부텐-1, 펜텐-1, 헥센-1,4-메틸펜텐-1, 옥텐-1, 비닐 아세테이트, 메틸 메타크릴레이트, 스타이렌 등, 및 다이올레핀 예컨대 부타다이엔, 1,5-헥사다이엔, 1,7-옥타다이엔, 1,9-데카다이엔 등을 포함한다. 상기 프로필렌 공중합체에서 제 4 올레핀의 비율은 바람직하게는 미세다공성 막의 특성 예컨대 내열성, 내압축성, 내열수축성 등을 저하시키지 않는 범위에 있으며, 바람직하게는 약 10 몰% 미만 예컨대 약 0 내지 약 10 몰% 미만이다.The polyolefin solution may optionally contain a specific polypropylene resin. For example, the polypropylene resin optionally used herein has a weight average molecular weight of about 3 × 10 5 to about 1.5 × 10 6 , such as 6 × 10 5 to about 1.5 × 10 6 and a heat of fusion of at least 80 J / g. And, in non-limiting examples, from about 80 to about 120 J / g and a molecular weight distribution from about 1 to about 100, such as from about 1.1 to about 50, a propylene homopolymer or a copolymer of propylene with another, ie, fourth, olefin Homopolymers are preferred. Optionally, the polypropylene is isotactic polypropylene having a melting peak (second melt) of about 160 ° C. or more. Optionally, the polypropylene has a Trouton ratio measured at a temperature of about 230 ° C. and a strain rate of 25 seconds −1 or greater. Optionally, the polypropylene has a tensile viscosity of at least about 50,000 Pa at a temperature of 230 ° C. and a strain rate of 25 seconds −1 . When the polypropylene is a copolymer, the copolymer may be a random or block copolymer. The fourth olefin, which is an olefin other than propylene, is an α-olefin such as ethylene, butene-1, pentene-1, hexene-1,4-methylpentene-1, octene-1, vinyl acetate, methyl methacrylate, styrene, etc. And diolefins such as butadiene, 1,5-hexadiene, 1,7-octadiene, 1,9-decadiene and the like. The proportion of the fourth olefin in the propylene copolymer is preferably in a range that does not reduce the properties of the microporous membrane such as heat resistance, compression resistance, heat shrinkage resistance, etc., preferably less than about 10 mol%, such as about 0 to about 10 mol. Less than%.

한 실시양태에서, 상기 폴리올레핀 조성물 중 폴리프로필렌 수지의 양은 상기 폴리올레핀 조성물 100 중량%를 기준으로 55 중량% 이하, 40 중량% 이하, 또는 25 중량% 이하이다. 이 실시양태에서, 폴리프로필렌 수지의 비율은 예컨대 상기 폴리올레핀 조성물의 약 5 내지 약 20 중량%, 다른 예에서는 약 7 내지 약 15 중량%일 수 있다.In one embodiment, the amount of polypropylene resin in the polyolefin composition is 55 wt% or less, 40 wt% or less, or 25 wt% or less based on 100 wt% of the polyolefin composition. In this embodiment, the proportion of the polypropylene resin can be, for example, about 5 to about 20 weight percent of the polyolefin composition, in other examples about 7 to about 15 weight percent.

(2) 기타 성분(2) other ingredients

상기 성분들 외에, 상기 폴리올레핀 용액은 (a) 추가적인 폴리올레핀 및/또는 (b) 약 170℃ 이상의 융점 또는 유리 전이 온도(Tg)를 갖는 내열성 중합체 수지를 상기 미세다공성 막의 특성을 손상시키지 않는 양, 예컨대 상기 폴리올레핀 조성물을 기준으로 10 중량% 이하의 양으로 함유할 수 있다. 상기 폴리올레핀 용액에 규소 산화물과 같은 무기 산화물을 첨가할 필요는 없으며, 한 실시양태에서는 상기 폴리올레핀 용액은 첨가된 무기 산화물을 함유하지 않는다. 관계된 실시양태에서, 상기 폴리올레핀 용액은 상당량의 무기 산화물 예컨대 규소 산화물을 함유하지 않는다. 본원에서, "상당량의 무기 산화물을 함유하지 않는"이란 표현은 상기 산화물의 함량이 폴리올레핀 용액의 중량을 기준으로 0.1 중량% 미만, 0.01 중량% 미만, 0.001 중량% 미만, 또는 100 ppmw 미만인 것을 의미한다.In addition to the above components, the polyolefin solution may comprise (a) an additional polyolefin and / or (b) a heat-resistant polymer resin having a melting point or glass transition temperature (Tg) of about 170 ° C. or higher, such as to not impair the properties of the microporous membrane. It may be contained in an amount of 10% by weight or less based on the polyolefin composition. It is not necessary to add an inorganic oxide such as silicon oxide to the polyolefin solution, and in one embodiment the polyolefin solution does not contain added inorganic oxides. In related embodiments, the polyolefin solution does not contain significant amounts of inorganic oxides such as silicon oxides. As used herein, the expression "does not contain an equivalent amount of inorganic oxide" means that the content of the oxide is less than 0.1%, less than 0.01%, less than 0.001%, or less than 100 ppmw, based on the weight of the polyolefin solution. .

(a) 추가적인 폴리올레핀(a) additional polyolefins

상기 추가적인 폴리올레핀은 (a) Mw가 각각 1×104 내지 4×106인 폴리부텐-1, 폴리펜텐-1, 폴리-4-메틸펜텐-1, 폴리헥센-1, 폴리옥텐-1, 폴리비닐 아세테이트, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리스타이렌 및 에틸렌/α-올레핀 공중합체 및 (b) Mw가 1×103 내지 1×104인 폴리에틸렌 왁스 중 하나 이상일 수 있다. 폴리부텐-1, 폴리펜텐-1, 폴리-4-메틸펜텐-1, 폴리헥센-1, 폴리옥텐-1, 폴리비닐 아세테이트, 폴리메틸 메타크릴레이트 및 폴리스타이렌은 단독중합체뿐만 아니라, 다른 α-올레핀을 함유하는 공중합체일 수도 있다.The additional polyolefins are (a) polybutene-1, polypentene-1, poly-4-methylpentene-1, polyhexene-1, polyoctene-1, poly having Mw of 1 × 10 4 to 4 × 10 6 , respectively. Vinyl acetate, polymethyl methacrylate, polystyrene and ethylene / α-olefin copolymers and (b) one or more of polyethylene wax with Mw of 1 × 10 3 to 1 × 10 4 . Polybutene-1, polypentene-1, poly-4-methylpentene-1, polyhexene-1, polyoctene-1, polyvinyl acetate, polymethyl methacrylate and polystyrene are not only homopolymers but also other α-olefins. It may be a copolymer containing.

(b) 내열성 수지(b) heat resistant resin

상기 내열성 수지는 예를 들면 (a) 부분적으로 결정질일 수 있는 융점이 약 170℃ 이상인 비정질 수지, 및 (b) Tg가 약 170℃ 이상인 완전 비정질 수지, 및 이들의 혼합물일 수 있다. 상기 융점 및 Tg는 방법 JIS K7121에 따라 시차 주사 열량계(DSC)에 의해 결정된다. 내열성 수지의 구체적인 예는 폴리에스터 예컨대 폴리부틸렌 테레프탈레이트(융점: 약 160 내지 230℃), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(융점: 약 250 내지 270℃) 등, 플루오로수지, 폴리아마이드(융점: 215 내지 265℃), 폴리아릴렌 설파이드, 폴리이미드(Tg: 280℃ 이상), 폴리아마이드 이미드(Tg: 280℃), 폴리에터 설폰(Tg: 223℃), 폴리에터에터케톤(융점: 334℃), 폴리카보네이트(융점: 220 내지 240℃), 셀룰로오스 아세테이트(융점: 220℃), 셀룰로오스 트라이아세테이트(융점: 300℃), 폴리설폰(Tg: 190℃), 폴리에터이미드(융점: 216℃) 등을 포함한다.The heat resistant resin may be, for example, (a) an amorphous resin having a melting point of at least about 170 ° C., which may be partially crystalline, and (b) a completely amorphous resin having a Tg of at least about 170 ° C., and mixtures thereof. The melting point and Tg are determined by differential scanning calorimetry (DSC) according to the method JIS K7121. Specific examples of heat resistant resins include polyesters such as polybutylene terephthalate (melting point: about 160 to 230 ° C.), polyethylene terephthalate (melting point: about 250 to 270 ° C.) and the like, fluororesins, polyamide (melting point: 215 to 265). ° C), polyarylene sulfide, polyimide (Tg: 280 ° C or higher), polyamide imide (Tg: 280 ° C), polyether sulfone (Tg: 223 ° C), polyether ether ketone (melting point: 334 ° C) ° C), polycarbonate (melting point: 220 to 240 ° C), cellulose acetate (melting point: 220 ° C), cellulose triacetate (melting point: 300 ° C), polysulfone (Tg: 190 ° C), polyetherimide (melting point: 216 ℃) and the like.

(c) 함량(c) content

상기 추가적인 폴리올레핀 및 상기 내열성 수지의 총량은 바람직하게는 상기 폴리올레핀 용액 100 중량%를 기준으로 20 중량% 이하, 예컨대 약 0 내지 약 20 중량%이다.The total amount of the additional polyolefin and the heat resistant resin is preferably 20% by weight or less, such as about 0 to about 20% by weight, based on 100% by weight of the polyolefin solution.

[2] 미세다공성 막의 제조 방법[2] methods for producing a microporous membrane

본 발명은 (1) 특정 폴리올레핀(일반적으로는 폴리올레핀 수지 형태)과 하나 이상의 용매 또는 희석제를 조합하여 폴리올레핀 용액을 형성하는 단계; (2) 상기 폴리올레핀 용액을 다이를 통해 압출하여 압출물을 형성하는 단계; (3) 상기 압출물을 냉각하여 냉각된 압출물을 형성하는 단계; (4) 상기 냉각된 압출물을 소정의 온도에서 연신하여 연신된 쉬트를 형성하는 단계; (5) 상기 연신된 쉬트로부터 상기 용매 또는 희석제를 제거하여 용매/희석제-제거된 막을 형성하는 단계; (6) 상기 용매/희석제-제거된 막을 소정의 온도에서 소정의 배율로 연신하여 연신된 막을 형성하는 단계; 및 (7) 상기 연신된 막을 열-고정하여 미세다공성 막을 형성하는 단계를 포함하는 미세다공성 막의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention comprises the steps of (1) combining a specific polyolefin (typically in the form of a polyolefin resin) with one or more solvents or diluents to form a polyolefin solution; (2) extruding the polyolefin solution through a die to form an extrudate; (3) cooling the extrudate to form a cooled extrudate; (4) stretching the cooled extrudate at a predetermined temperature to form a stretched sheet; (5) removing the solvent or diluent from the stretched sheet to form a solvent / diluent-removed film; (6) stretching the solvent / diluent-removed film at a predetermined magnification at a predetermined temperature to form a stretched film; And (7) heat-fixing the stretched membrane to form a microporous membrane.

필요한 경우, 상기 단계 (4)와 (5) 사이에 열-고정 처리 단계 (4i), 열 압연 처리 단계 (4ii) 및/또는 고온 용매 처리 단계 (4iii)를 실시할 수 있다. 상기 단계 (5)와 (6) 사이에 열-고정 처리 단계 (5i)를 실시할 수 있다. 필요한 경우, 단계 (5i) 이후 단계 (6) 이전에, 이온화 방사선과의 가교-결합 단계 (5ii)를, 그리고 단계 (7) 이후에 친수화 처리 단계 (7i) 및 표면-코팅 처리 단계 (7ii)를 실시할 수 있다.If necessary, a heat-fixing treatment step 4i, a hot rolling treatment step 4ii and / or a hot solvent treatment step 4iii can be carried out between the steps (4) and (5). The heat-fixing treatment step 5i can be carried out between the above steps (5) and (6). If necessary, after step (5i) and before step (6), cross-link step (5ii) with ionizing radiation, and after step (7), hydrophilization treatment step (7i) and surface-coating treatment step (7ii) Can be carried out.

(1) 폴리올레핀 용액의 제조(1) Preparation of Polyolefin Solution

상기 폴리올레핀 수지를 하나 이상의 용매 또는 희석제와 조합하여 폴리올레핀 용액을 제조할 수 있다. 다르게는, 상기 폴리올레핀 수지를 예를 들면 용융-블렌딩, 건식 혼합 등에 의해 조합하여 폴리올레핀 조성물을 제조한 다음, 하나 이상의 용매 또는 희석제와 조합하여 폴리올레핀 용액을 제조할 수 있다. 상기 폴리올레핀 용액은, 필요한 경우, 다양한 첨가제 예컨대 산화방지제, 미세 실리케이트 분말(기공-형성 재료) 등을 본 발명의 특성을 손상시키지 않는 양으로 함유할 수 있다.The polyolefin resin may be combined with one or more solvents or diluents to prepare a polyolefin solution. Alternatively, the polyolefin resin can be combined to form a polyolefin composition, for example by melt-blending, dry mixing or the like, and then combined with one or more solvents or diluents to produce a polyolefin solution. The polyolefin solution may, if necessary, contain various additives such as antioxidants, fine silicate powders (pore-forming materials) and the like in amounts that do not impair the properties of the invention.

비교적 높은 배율로 연신할 수 있게 하기 위해, 상기 희석제 또는 용매 예컨대 막-형성 용매는 바람직하게는 실온에서 액체이다. 상기 액체 용매는 예를 들면 지방족, 지환족 또는 방향족 탄화수소 예컨대 노난, 데칸, 데칼린, p-자일렌, 운데칸, 도데칸, 액체 파라핀, 비점이 이들 탄화수소에 대응하는 광유 증류분, 및 실온에서 액체인 프탈레이트 예컨대 다이부틸 프탈레이트, 다이옥틸 프탈레이트 등일 수 있다. 용매 함량이 안정적인 압출물을 가장 효과적으로 수득하기 위해, 비-휘발성 액체 용매 예컨대 액체 파라핀을 사용하는 것이 바람직하다. 한 실시양태에서, 예를 들면 용융-블렌딩 동안 상기 폴리올레핀 조성물과 혼화성이지만 실온에서는 고체인 하나 이상의 고체 용매를 상기 액체 용매에 첨가할 수도 있다. 이러한 고체 용매는 바람직하게는 스테아릴 알코올, 세릴 알코올, 파라핀 왁스 등이다. 또 다른 실시양태에서, 고체 용매는 액체 용매 없이 사용될 수 있다. 그러나, 고체 용매만을 사용하면, 연신 불균일 등이 발생할 수 있다.In order to be able to draw at a relatively high magnification, the diluent or solvent such as the film-forming solvent is preferably a liquid at room temperature. The liquid solvent is, for example, aliphatic, cycloaliphatic or aromatic hydrocarbons such as nonane, decane, decalin, p-xylene, undecane, dodecane, liquid paraffin, mineral oil distillates with boiling points corresponding to these hydrocarbons, and liquid at room temperature. Phosphorus phthalates such as dibutyl phthalate, dioctyl phthalate and the like. In order to most effectively obtain extrudate having a stable solvent content, it is preferable to use a non-volatile liquid solvent such as liquid paraffin. In one embodiment, one or more solid solvents may be added to the liquid solvent that are miscible with the polyolefin composition but are solid at room temperature, for example, during melt blending. Such solid solvents are preferably stearyl alcohol, seryl alcohol, paraffin wax and the like. In another embodiment, the solid solvent can be used without the liquid solvent. However, if only a solid solvent is used, stretching nonuniformity may occur.

상기 액체 용매의 점도는 25℃의 온도에서 바람직하게는 약 30 내지 약 500 cSt, 더욱 바람직하게는 약 30 내지 약 200 cSt이다. 25℃에서의 점도가 30 cSt 미만이면, 상기 폴리올레핀 용액이 발포되기 쉬워 블렌딩에 곤란해질 수 있다. 한편, 점도가 500 cSt보다 크면, 액체 용매의 제거가 곤란해질 수 있다.The viscosity of the liquid solvent is preferably about 30 to about 500 cSt, more preferably about 30 to about 200 cSt at a temperature of 25 ° C. If the viscosity at 25 ° C. is less than 30 cSt, the polyolefin solution may be easily foamed and may be difficult to blend. On the other hand, if the viscosity is greater than 500 cSt, removal of the liquid solvent may be difficult.

특별히 한정되는 것은 아니지만, 상기 폴리올레핀 용액의 균일한 용융-블렌딩은 고 농축 폴리올레핀 용액을 제조하기 위해 바람직하게는 2축 압출기에서 실시된다. 상기 희석제 또는 용매 예컨대 막-형성 용매는 용융-블렌딩 개시 전에 첨가되거나, 또는 블렌딩 중 중간 부분에서 2축 압출기에 공급될 수 있지만, 후자가 바람직하다.Although not particularly limited, uniform melt-blending of the polyolefin solution is preferably carried out in a twin screw extruder to produce a highly concentrated polyolefin solution. The diluent or solvent such as film-forming solvent may be added before the start of melt-blending or fed to the twin screw extruder in the middle of the blending, but the latter is preferred.

상기 폴리올레핀 용액의 용융-블렌딩은 바람직하게는 폴리에틸렌 수지의 융점("Tm") + 10℃ 내지 Tm + 120℃ 범위이다. 상기 융점은 JIS K7121에 따라 시차 주사 열량계(DSC)에 의해 측정될 수 있다. 한 실시양태에서, 특히 상기 폴리올레핀 수지가 약 130 내지 약 140℃의 융점을 갖는 경우, 상기 용융-블렌딩 온도는 약 140 내지 약 250℃, 더욱 바람직하게는 약 170 내지 약 240℃이다.The melt-blending of the polyolefin solution is preferably in the range of the melting point (“Tm”) + 10 ° C. to Tm + 120 ° C. of the polyethylene resin. The melting point can be measured by differential scanning calorimetry (DSC) according to JIS K7121. In one embodiment, especially when the polyolefin resin has a melting point of about 130 to about 140 ° C., the melt-blending temperature is about 140 to about 250 ° C., more preferably about 170 to about 240 ° C.

우수한 하이브리드 구조를 얻기 위해, 상기 폴리올레핀 용액 중의 폴리올레핀 조성물의 농도는 폴리올레핀 용액의 중량을 기준으로 바람직하게는 약 25 내지 약 50 중량%, 더욱 바람직하게는 약 25 내지 약 45 중량%이다.In order to obtain a good hybrid structure, the concentration of the polyolefin composition in the polyolefin solution is preferably about 25 to about 50% by weight, more preferably about 25 to about 45% by weight based on the weight of the polyolefin solution.

상기 이축 압출기의 스크류 직경(D)에 대한 스크류 길이(L)의 비(L/D)는 바람직하게는 약 20 내지 약 100, 더욱 바람직하게는 약 35 내지 약 70 범위이다. L/D가 20 미만이면, 용융-블렌딩은 비효율적일 수 있다. L/D가 100보다 크면, 이축 압출기에서의 폴리올레핀 용액의 체류 시간이 너무 길어질 수 있다. 이 경우, 지나친 전단 및 가열에 의해 막의 분자량이 저하되므로 바람직하지 않다. 이축 압출기의 실린더 내경은 바람직하게는 약 40 내지 약 100 mm이다.The ratio (L / D) of the screw length (L) to the screw diameter (D) of the twin screw extruder is preferably in the range of about 20 to about 100, more preferably about 35 to about 70. If the L / D is less than 20, melt-blending may be inefficient. If the L / D is greater than 100, the residence time of the polyolefin solution in the twin screw extruder may be too long. In this case, since the molecular weight of a film | membrane falls by excessive shearing and heating, it is not preferable. The cylinder bore of the twin screw extruder is preferably about 40 to about 100 mm.

이축 압출기에 있어서, 스크류 회전 수(Ns, rpm)에 대해 충전되는 폴리올레핀 용액의 양(Q, kg/h)의 비(Q/Ns)는 바람직하게는 약 0.1 내지 약 0.55 kg/h/rpm이다. Q/Ns가 0.1 kg/h/rpm 미만이면, 전단에 의해 폴리올레핀이 손상되어 강도 및 멜트다운 온도가 낮아질 수 있다. Q/Ns가 0.55 kg/h/rpm보다 크면, 균일한 블렌딩을 달성할 수 없다. 더욱 바람직하게는, Q/Ns가 약 0.2 내지 약 0.5 kg/h/rpm이다. 스크류 회전수(Ns)는 바람직하게는 180 rpm 이상이다. 특별히 한정되는 것은 아니지만, 스크류 회전수(Ns)의 상한은 바람직하게는 약 500 rpm이다.In the twin screw extruder, the ratio (Q / Ns) of the amount of polyolefin solution (Q, kg / h) to the screw rotation speed (Ns, rpm) is preferably from about 0.1 to about 0.55 kg / h / rpm. . If Q / Ns is less than 0.1 kg / h / rpm, the polyolefin may be damaged by shearing, resulting in lower strength and meltdown temperatures. If Q / Ns is greater than 0.55 kg / h / rpm, uniform blending cannot be achieved. More preferably, the Q / Ns is about 0.2 to about 0.5 kg / h / rpm. Screw rotation speed Ns becomes like this. Preferably it is 180 rpm or more. Although not particularly limited, the upper limit of the screw rotation speed Ns is preferably about 500 rpm.

(2) 압출(2) extrusion

폴리올레핀 용액의 성분들은 압출기에서 용융-블렌딩되어 다이로부터 압출될 수 있다. 다른 실시양태에서, 상기 폴리올레핀 용액의 성분들은 압출되어 펠렛화될 수도 있다. 이러한 실시양태에서, 상기 펠렛은 제 2 압출에서 용융-블렌딩되고 압출되어 겔-형 주물 또는 쉬트로 제조될 수 있다. 어느 실시양태에 있어서나, 상기 다이는 직사각형 오리피스, 이중-실린더형, 중공형 다이, 인플레이션 다이 등을 갖는 쉬트-형성 다이일 수 있다. 다이 갭은 중요하지 않지만, 쉬트-형성 다이의 경우, 다이 갭은 바람직하게는 약 0.1 내지 약 5 mm이다. 압출 온도는 바람직하게는 약 140 내지 약 250℃이고, 압출 속도는 바람직하게는 약 0.2 내지 약 15 m/분이다.The components of the polyolefin solution can be melt-blended in an extruder and extruded from the die. In other embodiments, the components of the polyolefin solution may be extruded and pelletized. In such embodiments, the pellets can be melt-blended and extruded in a second extrusion to produce a gel-type casting or sheet. In any embodiment, the die may be a sheet-forming die having a rectangular orifice, a double-cylindrical type, a hollow die, an inflation die, and the like. The die gap is not critical, but for sheet-forming dies, the die gap is preferably about 0.1 to about 5 mm. The extrusion temperature is preferably about 140 to about 250 ° C., and the extrusion rate is preferably about 0.2 to about 15 m / min.

(3) 냉각된 압출물 형성(3) forming a cooled extrudate

다이로부터의 압출물을 냉각하여 일반적으로 겔-형 주물 또는 쉬트 형태의 냉각된 압출물을 형성한다. 바람직하게는, 상기 압출물은 높은 폴리올레핀 함량을 갖는다. 냉각은 바람직하게는 약 50℃/분 이상의 냉각 속도로 적어도 겔화 온도까지는 실시된다. 냉각은 바람직하게는 약 25℃ 이하까지 실시된다. 이러한 냉각은 막-형성 용매에 의해 분리된 폴리올레핀의 마이크로-상(micro-phase)을 고정한다. 일반적으로, 냉각 속도를 늦추면 겔-형 쉬트의 유사 세포 단위(pseudo-cell unit)가 커지고 고차 구조가 더 조대해질 수 있다. 한편, 냉각 속도를 높이면 더욱 조밀한 세포 단위가 된다. 냉각 속도를 50℃/분 미만으로 하면 결정화도가 상승하여 연신에 적합한 겔-형 쉬트를 제공하기가 어렵게 된다. 사용가능한 냉각 방법은 상기 압출물을 냉풍, 냉각수 등과 같은 냉매에 접촉시키는 방법; 상기 압출물을 냉각 롤러에 접촉시키는 방법 등을 포함한다.The extrudate from the die is cooled to form a cooled extrudate, generally in the form of a gel-type casting or sheet. Preferably, the extrudate has a high polyolefin content. Cooling is preferably carried out to at least the gelling temperature at a cooling rate of at least about 50 ° C./minute. Cooling is preferably carried out up to about 25 ° C. This cooling fixes the micro-phase of the polyolefin separated by the film-forming solvent. In general, slowing the cooling rate can increase the pseudo-cell units of the gel-like sheet and make the higher order structures coarser. Increasing the cooling rate, on the other hand, results in a denser cell unit. If the cooling rate is less than 50 DEG C / min, the degree of crystallinity rises, making it difficult to provide a gel-type sheet suitable for stretching. Cooling methods that can be used include: contacting the extrudate with a refrigerant such as cold air, cooling water, and the like; And a method of contacting the extrudate with a cooling roller.

높은 폴리올레핀 함량이란, 상기 냉각된 압출물이 냉각된 압출물의 중량을 기준으로 상기 폴리올레핀 조성물의 수지로부터 유도된 폴리올레핀을 약 25% 이상, 예컨대 약 25 내지 약 50% 포함함을 의미한다. 폴리올레핀 함량이 냉각된 압출물의 약 25% 미만이면, 작고 큰 기공 모두를 갖는 하이브리드 미세다공성 막을 형성하는 것이 더 어렵게 된다는 것을 의미한다. 폴리올레핀 함량이 약 50%보다 높으면, 점도가 더 높아져 원하는 하이브리드 구조를 형성하기가 더 어렵다. 상기 냉각된 압출물은 바람직하게는 적어도 상기 폴리올레핀 용액의 함량 정도로 높은 폴리올레핀 함량을 갖는다.By high polyolefin content is meant that the cooled extrudate comprises at least about 25%, such as from about 25 to about 50%, of polyolefin derived from the resin of the polyolefin composition based on the weight of the cooled extrudate. If the polyolefin content is less than about 25% of the cooled extrudate, it means that it becomes more difficult to form a hybrid microporous membrane having both small and large pores. If the polyolefin content is higher than about 50%, the viscosity is higher, making it more difficult to form the desired hybrid structure. The cooled extrudate preferably has a polyolefin content that is at least as high as that of the polyolefin solution.

(4) 냉각된 압출물의 연신(4) drawing the cooled extrudate

이어서, 일반적으로 높은 폴리올레핀 함량의 겔-형 주물 또는 쉬트 형태의 상기 냉각된 압출물을 한 방향 이상으로 연신한다. 어떠한 이론이나 모형에 제한되고자 하는 것은 아니지만, 상기 겔-형 쉬트는 막-형성 용매를 함유하고 있으므로 균일하게 연신될 수 있는 것으로 생각된다. 상기 겔-형 쉬트는 가열 후 바람직하게는 예를 들면 텐터법, 롤법, 인플레이션법 또는 이들의 조합에 의해 소정의 배율로 연신된다. 연신은 1축 또는 2축 방식으로 실시될 수 있지만, 2축 연신이 바람직하다. 2축 연신의 경우, 동시 2축 연신, 순차 연신 또는 다-단계 연신(예컨대, 동시 2축 연신 및 순차 연신의 조합) 중 어느 것일 수도 있지만, 동시 2축 연신이 바람직하다. 어느 방향에서든 연신의 양은 동일할 필요는 없다.The cooled extrudate, usually in the form of gel-shaped castings or sheets of high polyolefin content, is then drawn in one or more directions. While not wishing to be bound by any theory or model, it is believed that the gel-like sheet can be uniformly stretched because it contains a film-forming solvent. The gel-like sheet is drawn at a predetermined magnification after heating, preferably by, for example, a tenter method, a roll method, an inflation method, or a combination thereof. The stretching may be carried out in a uniaxial or biaxial manner, but biaxial stretching is preferred. In the case of biaxial stretching, simultaneous biaxial stretching, sequential stretching or multi-stage stretching (eg, a combination of simultaneous biaxial stretching and sequential stretching) may be used, but simultaneous biaxial stretching is preferred. The amount of stretching does not need to be the same in either direction.

이러한 제 1 연신 단계의 연신 배율은 1축 연신의 경우 예를 들면 2배 이상, 바람직하게는 3 내지 30배일 수 있다. 2축 연신의 경우, 연신 배율은 예를 들면 어느 방향으로든 3배 이상, 즉 면적 배율로 9배 이상, 바람직하게는 16배 이상, 더욱 바람직하게는 25배 이상 예컨대 49배 이상일 수 있다. 이러한 제 1 연신 단계에 대한 예는 약 9배 내지 약 400배의 연신을 포함할 것이다. 추가의 예는 약 16 내지 약 49배 연신일 것이다. 또한, 어느 방향에서나 연신의 양은 동일할 필요는 없다. 면적 배율이 9배 이상이면, 미세다공성 막의 핀 천공 강도가 개선될 수 있다. 면적 배율이 400배 이상이면, 대형 연신 장치를 비롯한 연신 장치, 연신 조작 등을 다루기가 어려울 수 있다. The draw ratio of this first stretching step may be, for example, 2 times or more, preferably 3 to 30 times, in the case of uniaxial stretching. In the case of biaxial stretching, the draw ratio can be, for example, 3 times or more in any direction, i.e., 9 times or more, preferably 16 times or more, more preferably 25 times or more, for example 49 times or more, in area magnification. Examples for this first stretching step will include stretching from about 9 times to about 400 times. Further examples will be about 16 to about 49 fold stretching. In addition, the amount of stretching does not need to be the same in either direction. If the area magnification is 9 times or more, the pin puncture strength of the microporous membrane can be improved. When the area magnification is 400 times or more, it may be difficult to deal with stretching apparatuses, stretching operations and the like including large-scale stretching apparatuses.

한 실시양태에서, 상기 제 1 연신 단계에서의 연신 온도는 비교적 높고, 바람직하게는 상기 냉각된 압출물의 조합된 폴리에틸렌 함량의 대략적인 결정 분산 온도("Tcd") 내지 약 Tcd + 30℃, 예컨대 조합된 폴리에틸렌 함량의 Tcd 내지 Tcd + 25℃ 범위, 더욱 구체적으로는 Tcd + 10℃ 내지 Tcd + 25℃ 범위, 가장 구체적으로는 Tcd + 15℃ 내지 Tcd + 25℃ 범위이다. 연신 온도가 Tcd 미만이면, 조합된 폴리에틸렌 내용물의 연화가 불충분해져서 연신에 의해 겔-형 쉬트가 파손되기 쉽고 고-배율의 연신을 달성할 수 없다.In one embodiment, the draw temperature in the first draw step is relatively high, preferably from approximately crystal dispersion temperature (“Tcd”) to about Tcd + 30 ° C. of the combined polyethylene content of the cooled extrudate, such as a combination Polyethylene in the range of Tcd to Tcd + 25 ° C, more specifically in the range of Tcd + 10 ° C to Tcd + 25 ° C, most specifically Tcd + 15 ° C to Tcd + 25 ° C. If the stretching temperature is less than Tcd, the softening of the combined polyethylene contents becomes insufficient so that the gel-like sheet is easily broken by the stretching and high-magnification stretching cannot be achieved.

상기 결정 분산 온도는 ASTM D 4065에 따른 동적 점탄성(dynamic viscoelasticity)의 온도 특성을 측정하여 결정된다. 상기 조합된 본 발명의 폴리에틸렌 함량은 약 90 내지 100℃의 결정 분산 온도를 가지므로, 연신 온도는 90 내지 125℃, 바람직하게는 약 100 내지 125℃, 더욱 바람직하게는 105 내지 125℃로 한다.The crystal dispersion temperature is determined by measuring the temperature characteristic of dynamic viscoelasticity according to ASTM D 4065. The combined polyethylene content of the present invention has a crystal dispersion temperature of about 90 to 100 ° C, so that the stretching temperature is 90 to 125 ° C, preferably about 100 to 125 ° C, more preferably 105 to 125 ° C.

상기 연신에 의해 폴리올레핀 예컨대 폴리에틸렌 라멜라 사이에 개열이 일어나고 폴리올레핀 상들이 더 미세화되거나 다수의 피브릴이 형성될 수 있다. 상기 피브릴은 3-차원 네트워크 구조를 형성한다. 상기 연신에 의해 미세다공성 막의 기계적 강도가 개선되고 이의 기공들이 팽창하여 배터리 분리막으로 사용하기에 적합한 미세다공성 막을 제조할 수 있는 것으로 생각된다. The stretching may cause cleavage between polyolefins such as polyethylene lamellar and further refine the polyolefin phases or form a plurality of fibrils. The fibrils form a three-dimensional network structure. It is believed that the stretching improves the mechanical strength of the microporous membrane and the pores thereof expand to produce a microporous membrane suitable for use as a battery separator.

원하는 특성에 따라서, 막 두께 방향으로 온도 분포를 두어서 연신할 수도 있고, 이에 의해 기계적 강도가 더 개선된 미세다공성 막을 제공할 수 있다. 상세한 방법은 일본 특허 제 3347854 호에 기술되어 있다.Depending on the desired properties, stretching may be performed by placing the temperature distribution in the film thickness direction, thereby providing a microporous membrane having further improved mechanical strength. The detailed method is described in Japanese Patent No. 3347854.

(5) 용매 또는 희석제의 제거(5) removal of solvents or diluents

용매 또는 희석제의 적어도 일부를 제거(세척, 세정 또는 용해)하기 위해 "세척 용매"라고도 하는 제 2 용매를 사용한다. 상기 폴리올레핀 조성물 상은 상기 막-형성 용매 상과 상-분리되므로, 용매 또는 희석제를 제거하면 미세다공성 막이 얻어진다. 용매 또는 희석제의 제거는 하나 이상의 적합한 세척 용매, 즉 막으로부터 액체 용매를 제거할 수 있는 것에 의해 실시될 수 있다. 세척 용매의 예는 휘발성 용매 예를 들면 포화 탄화수소 예컨대 펜탄, 헥산, 헵탄 등, 염화 탄화수소 예컨대 염화 메틸렌, 사염화탄소 등, 에터 예컨대 다이에틸 에터, 다이옥산 등, 케톤 예컨대 메틸 에틸 케톤 등, 선형 플루오로카본 예컨대 트라이플루오로에탄, C6F14 등, 환형 하이드로플루오로카본 예컨대 C5H3F7 등, 하이드로플루오로에터 예컨대 C4F9OCH3, C4F9OC2H5 등, 퍼플루오로에터 예컨대 C4F9OCF3, C4F9OC2F5 등 및 이들의 혼합물을 들 수 있다. A second solvent, also known as a "wash solvent," is used to remove (wash, wash or dissolve) at least a portion of the solvent or diluent. The polyolefin composition phase is phase-separated from the membrane-forming solvent phase, so removing the solvent or diluent yields a microporous membrane. Removal of the solvent or diluent can be effected by being able to remove one or more suitable washing solvents, ie liquid solvents from the membrane. Examples of washing solvents include volatile solvents such as saturated hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane, etc., chlorinated hydrocarbons such as methylene chloride, carbon tetrachloride, etc. ethers such as diethyl ether, dioxane, etc. ketones such as methyl ethyl ketone, linear fluorocarbons such as Trifluoroethane, C 6 F 14, and the like, cyclic hydrofluorocarbons such as C 5 H 3 F 7 , hydrofluoroethers such as C 4 F 9 OCH 3 , C 4 F 9 OC 2 H 5, and the like, perfluoro Rotors such as C 4 F 9 OCF 3 , C 4 F 9 OC 2 F 5 , and the like and mixtures thereof.

연신된 막의 세척은 세척 용매 중의 침지 및/또는 세척 용매로 샤워하는 방법에 의해 실시될 수 있다. 사용되는 세척 용매는 바람직하게는 연신된 막 100 중량부에 대하여 약 300 내지 약 30,000 중량부이다. 세척 온도는 통상 약 15 내지 약 30℃이고, 필요에 따라서, 세척 중에 가열을 할 수도 있다. 세척중의 가열 온도는 바람직하게는 약 80℃ 이하이다. 세척은 바람직하게는 잔류 액체 용매의 양이 압출 전 폴리올레핀 용액에 존재했던 액체 용매 양의 1 중량% 미만이 될 때까지 실시된다.The washing of the stretched membrane can be carried out by a method of dipping in the washing solvent and / or showering with the washing solvent. The washing solvent used is preferably about 300 to about 30,000 parts by weight based on 100 parts by weight of the stretched membrane. The washing temperature is usually about 15 to about 30 [deg.] C. and may be heated during washing, if necessary. The heating temperature during the washing is preferably about 80 ° C. or less. Washing is preferably carried out until the amount of residual liquid solvent is less than 1% by weight of the amount of liquid solvent present in the polyolefin solution prior to extrusion.

희석제 또는 용매, 예컨대 막-형성 용매가 제거된 미세다공성 막을 가열 건조법 또는 공기 건조법(예컨대, 이동 공기를 이용한 공기 건조)에 의해 건조하여 막으로부터 잔류 휘발성 성분 예컨대 세척 용매를 제거할 수 있다. 세척 용매의 상당량을 제거할 수 있는 임의의 건조 방법이 사용될 수도 있다. 바람직하게는, 실질적으로 모든 세척 용매가 건조 중에 제거된다. 건조 온도는 바람직하게는 Tcd 이하이고, 더욱 바람직하게는 Tcd보다 5℃ 이상 낮은 온도이다. 건조는 미세다공성 막 100 중량%(건조 중량 기준)에 대하여 잔류 세척 용매가 바람직하게는 5 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 3 중량% 이하로 될 때까지 실시된다. 건조가 불충분하면, 후속 열 처리에 의해 미세다공성 막의 공극률이 감소하고 투과성이 불량할 수 있다.Microporous membranes from which diluents or solvents, such as membrane-forming solvents have been removed, can be dried by heat drying or air drying (eg, air drying with mobile air) to remove residual volatile components such as washing solvents from the membrane. Any drying method may be used which can remove a significant amount of the washing solvent. Preferably substantially all of the washing solvent is removed during drying. The drying temperature is preferably at most Tcd, more preferably at least 5 ° C lower than Tcd. Drying is carried out with respect to 100% by weight of the microporous membrane (based on dry weight) until the residual washing solvent is preferably 5% by weight or less, more preferably 3% by weight or less. If the drying is insufficient, subsequent heat treatment may reduce the porosity of the microporous membrane and result in poor permeability.

(6) 건조된 막의 연신(6) stretching of dried membrane

건조된 막은 제 2 연신 단계에서 적어도 1축 방향으로 고 배율로 연신(재-연신)된다. 막의 재-연신은 예를 들면 상기 제 1 연신 단계와 같이 텐터법 등에 의해 가열하면서 실시될 수 있다. 재-연신은 1축 또는 2축 연신일 수 있다. 2축 연신의 경우, 동시 2축 연신 또는 순차 연신 중 어느 것일 수도 있지만, 동시 2축 연신이 바람직하다. 재-연신은 보통 연신된 겔-형 쉬트로부터 수득된 긴 쉬트 형태의 막에 대하여 실시되므로, 재-연신에 있어서의 MD 및 TD 방향(여기서, MD는 "기계 방향(machine direction)", 즉 가공 중의 막의 이동 방향을 의미하고, TD는 "횡방향(transverse direction)", 즉 MD 및 막의 수평면 모두에 수직인 방향을 의미한다)은 통상적으로 상기 냉각된 압출물의 연신 방향과 같다. 그러나, 본 발명에서, 재-연신은 실제로 상기 냉각된 압출물의 연신에서 사용된 것보다 약간 더 크다. 이러한 단계에서의 연신 배율은 적어도 한 방향으로 1.1 내지 약 1.8배, 예컨대 약 1.2 내지 약 1.6배이다. 연신은 각 방향으로 배율이 동일할 필요는 없다. 본 발명의 방법의 상기 단계 (4)에서의 연신이 약 9 내지 약 400배 범위에서 더 작으면, 본 발명의 방법의 단계 (6)에서의 연신은 약 1.1 내지 약 1.8배 범위에서 더 커야 한다. 유사하게, 본 발명의 방법의 단계 (4)에서의 연신이 약 9 내지 약 400배 범위에서 더 크면, 본 발명의 방법의 단계 (6)에서의 연신은 약 1.1 내지 약 1.8배 범위에서 더 작아야 한다.The dried membrane is stretched (re-stretched) at high magnification in at least one axial direction in the second stretching step. Re-stretching of the membrane may be carried out while heating, for example by a tenter method or the like as in the first stretching step. Re-drawing may be uniaxial or biaxial stretching. In the case of biaxial stretching, either simultaneous biaxial stretching or sequential stretching may be used, but simultaneous biaxial stretching is preferred. Since re-stretching is usually carried out on long sheet-like membranes obtained from stretched gel-like sheets, the MD and TD directions in the re-stretching, where MD is the "machine direction", ie processing Means the direction of movement of the membrane in the middle, and TD means the "transverse direction", ie, the direction perpendicular to both the MD and the horizontal plane of the membrane). In the present invention, however, the re-stretching is actually slightly larger than that used in the stretching of the cooled extrudate. The draw ratio in this step is from 1.1 to about 1.8 times in at least one direction, such as from about 1.2 to about 1.6 times. Stretching does not need to have the same magnification in each direction. If the stretching in step (4) of the method of the invention is smaller in the range of about 9 to about 400 times, the stretching in step (6) of the method of the invention should be larger in the range of about 1.1 to about 1.8 times . Similarly, if the stretching in step (4) of the process of the invention is greater in the range of about 9 to about 400 times, the stretching in step (6) of the process of the invention should be smaller in the range of about 1.1 to about 1.8 times do.

상기 제 2 연신 또는 재-연신은 바람직하게는 Tm 이하, 더욱 바람직하게는 Tcd 내지 Tm 범위의 제 2 온도에서 실시된다. 제 2 연신 온도가 Tm을 초과하면, 용융 점도가 일반적으로 너무 낮아 양호한 연신을 실시할 수 없고, 그 결과 투과도가 낮아지는 것으로 생각된다. 제 2 연신 온도가 Tcd 미만이면, 폴리올레핀의 연화가 불충분하여 연신에 의해 막이 파손되기 쉽고, 균일하게 연신할 수 없다. 한 실시양태에서, 제 2 연신 온도는 통상적으로 약 90 내지 약 135℃, 바람직하게는 약 95 내지 약 130℃로 한다.Said second stretching or re-drawing is preferably carried out at a second temperature below Tm, more preferably in the range of Tcd to Tm. When the second stretching temperature exceeds Tm, the melt viscosity is generally too low, so that good stretching cannot be performed, and as a result, it is considered that the transmittance is lowered. If the second stretching temperature is less than Tcd, the softening of the polyolefin is insufficient, the film is easily broken by stretching, and cannot be stretched uniformly. In one embodiment, the second stretching temperature is typically about 90 to about 135 ° C, preferably about 95 to about 130 ° C.

상기 언급된 바와 같이 상기 단계에서의 막의 1축 연신 배율은 바람직하게는 약 1.1 내지 약 1.8배이다. 1.1 내지 1.8배의 배율은 일반적으로 평균 기공 크기가 큰 하이브리드 구조를 갖는 본 발명의 막을 제공한다. 1축 연신의 경우, 종방향 또는 횡방향으로 1.1 내지 1.8배로 할 수 있다. 2축 연신의 경우, 상기 두 방향으로의 연신 배율이 1.1 내지 1.8배로 한다면, 막을 각각의 연신 방향으로 동일하거나 상이한 배율로 연신할 수 있지만, 동일한 것이 바람직하다.As mentioned above, the uniaxial draw ratio of the membrane in this step is preferably about 1.1 to about 1.8 times. Magnifications of 1.1 to 1.8 times generally provide a membrane of the invention having a hybrid structure with a large average pore size. In the case of uniaxial stretching, it can be 1.1-1.8 times in a longitudinal direction or a lateral direction. In the case of biaxial stretching, when the draw ratio in the two directions is 1.1 to 1.8 times, the film can be stretched at the same or different magnification in each stretching direction, but the same is preferable.

막의 제 2 연신 배율이 1.1배 미만이면, 상기 하이브리드 구조가 형성되지 않아 막의 투과성, 전해액 흡수성 및 내압축성이 불량해지는 것으로 생각된다. 제 2 연신 배율이 1.8배를 초과하면, 형성된 피브릴이 지나치게 미세해지고, 또한 막의 내열수축성 및 전해액 흡수성이 감소하는 것으로 생각된다. 제 2 연신 배율은 1.2 내지 1.6배로 하는 것이 더욱 바람직하다.If the second draw ratio of the membrane is less than 1.1 times, it is considered that the hybrid structure is not formed and the membrane permeability, electrolyte absorption and compression resistance are poor. When the second draw ratio exceeds 1.8 times, it is considered that the formed fibrils become too fine and the heat shrinkage resistance and electrolyte absorbency of the film decrease. More preferably, the second draw ratio is 1.2 to 1.6 times.

연신 속도는 연신 방향으로 3%/초 이상인 것이 바람직하다. 1축 연신의 경우, 연신 속도는 종방향 또는 횡방향으로 3%/초 이상인 것이 바람직하다. 2축 연신의 경우, 연신 속도는 종방향 및 횡방향 모두에서 3%/초 이상인 것이 바람직하다. 연신 속도가 3%/초 미만이면, 막 투과성이 감소하고, 횡방향 연신시에 폭 방향에서의 특성(특히, 공기 투과성)이 더 불균일한 막을 제공한다. 연신 속도는 5%/초 이상인 것이 바람직하고, 10%/초 이상인 것이 더욱 바람직하다. 특별히 한정되는 것은 아니지만, 연신 속도의 상한은 막의 파손을 방지하기 위해 50%/초로 하는 것이 바람직하다.It is preferable that a draw speed is 3% / sec or more in a draw direction. In the case of uniaxial stretching, the stretching speed is preferably 3% / second or more in the longitudinal or transverse direction. In the case of biaxial stretching, the stretching speed is preferably 3% / sec or more in both the longitudinal direction and the transverse direction. If the stretching speed is less than 3% / second, the membrane permeability is reduced, and the film in the transverse direction (in particular, the air permeability) provides a more nonuniform film. The stretching speed is preferably 5% / second or more, more preferably 10% / second or more. Although not particularly limited, the upper limit of the stretching speed is preferably 50% / second to prevent breakage of the film.

(7) 열 처리(7) heat treatment

상기 재-연신된 막을 열 처리(열-고정)하여 막 내의 결정을 안정화시키고 라멜라를 균일하게 한다. 열-고정은 바람직하게는 텐터 방식 또는 롤 방식에 의해 실시된다. 열-고정 온도는 예를 들면 막의 제 2 연신 온도 ± 5℃ 범위, 또는 막의 제 2 연신 온도 ± 3℃ 범위일 수 있다. 열-고정 온도가 너무 낮으면, 막의 핀 천공 강도, 인장 파단 강도, 인장 파단 신도 및 내열수축성이 저하되고, 반대로 열-고정 온도가 너무 높으면, 막 투과성이 저하되는 것으로 생각된다.The re-stretched film is heat treated (heat-fixed) to stabilize the crystals in the film and to make the lamellae uniform. Heat-fixing is preferably carried out by a tenter method or a roll method. The heat-setting temperature may be, for example, in the range of the second drawing temperature ± 5 ° C. of the membrane, or in the range of the second drawing temperature ± 3 ° C. of the membrane. If the heat-setting temperature is too low, the pin puncture strength, tensile breaking strength, tensile breaking elongation and heat shrinkage resistance of the membrane are lowered, and conversely, if the heat-fixing temperature is too high, the membrane permeability is considered to be lowered.

상기 열-고정 단계 후 어닐링 처리를 수행할 수 있다. 어닐링은 미세다공성 막에 하중이 가해지지 않은 상태에서 열 처리하는 것으로서, 예를 들면 벨트 컨베이어 또는 공기-부양형 가열 챔버를 갖는 가열 챔버를 사용하여 실시될 수 있다. 또한, 상기 어닐링은 상기 열-고정 처리하고 텐터를 완화한 후 연속적으로 실시될 수도 있다. 어닐링 온도는 바람직하게는 Tm 이하, 더욱 바람직하게는 약 60℃ 내지 약 Tm - 5℃ 범위이다. 어닐링은 높은 투과성 및 강도를 가진 미세다공성 막을 제공하는 것으로 생각된다. 임의적으로, 상기 막을 앞선 열-고정 없이 어닐링한다. 한 실시양태에서, 상기 단계 (7)의 열-고정은 임의적이다.After the heat-fixing step, an annealing treatment may be performed. Annealing is heat treatment in the absence of a load on the microporous membrane, and can be carried out using a heating chamber having, for example, a belt conveyor or an air-lift heating chamber. The annealing may also be carried out continuously after the heat-fixing treatment and relaxation of the tenter. The annealing temperature is preferably at most Tm, more preferably in the range of about 60 ° C to about Tm-5 ° C. Annealing is believed to provide a microporous membrane with high permeability and strength. Optionally, the membrane is annealed without prior heat-fixing. In one embodiment, the heat-fixing of step (7) is optional.

(8) 연신된 쉬트의 열-고정 처리(8) heat-fix treatment of elongated sheets

단계 (4)와 (5) 사이에서 연신된 쉬트는 미세다공성 막의 특성을 손상시키지 않는 범위에서 열-고정될 수 있다. 열-고정 방법은 상기 단계 (7)과 동일한 방식으로 실시될 수 있다.The sheet drawn between steps (4) and (5) can be heat-fixed in a range that does not impair the properties of the microporous membrane. The heat-fixing method can be carried out in the same manner as in step (7) above.

(9) 열 압연 처리(9) hot rolling treatment

상기 단계 (4) 내지 (7) 중 어느 하나의 단계 후, 단계 (4)로부터 연신된 쉬트의 적어도 한 면을 하나 이상의 열 롤러와 접촉시킬 수 있다. 롤러 온도는 바람직하게는 Tcd + 10℃ 내지 Tm 범위이다. 연신된 쉬트와 열 롤러의 접촉 시간은 바람직하게는 약 0.5초 내지 약 1분이다. 열 롤러는 평탄형 또는 요철 표면을 가질 수 있다. 열 롤러는 용매를 제거하기 위한 흡입 기능을 가질 수 있다. 특별히 한정되는 것은 아니지만, 롤러-가열 시스템의 하나의 예는 롤러 표면과 접촉하고 있는 가열된 오일을 보유하는 것을 포함할 수도 있다.After any of the above steps (4) to (7), at least one side of the sheet drawn from step (4) may be contacted with one or more heat rollers. The roller temperature is preferably in the range of Tcd + 10 ° C. to Tm. The contact time of the stretched sheet and the heat roller is preferably from about 0.5 seconds to about 1 minute. The heat roller may have a flat or uneven surface. The heat roller may have a suction function for removing the solvent. Although not particularly limited, one example of a roller-heating system may include holding heated oil in contact with the roller surface.

(10) 고온 용매 처리(10) high temperature solvent treatment

단계 (4)와 (5) 사이에서, 연신된 쉬트는 고온 용매와 접촉할 수 있다. 고온 용매 처리는, 연신에 의해 형성된 피브릴을 비교적 두꺼운 섬유 줄기를 갖는 엽맥(leaf vein) 형태로 형성하여, 큰 기공 크기와 적당한 강도 및 투과성의 미세다공성 막을 제공한다. "엽맥 형태"란, 상기 피브릴이 굵은 섬유 줄기 및 그 줄기로부터 복잡한 네트워크 구조로 연장되는 얇은 섬유를 갖는 것을 의미한다. 고온 용매 처리 방법의 상세는 WO 2000/20493에 기술되어 있다.Between steps (4) and (5), the stretched sheet can be in contact with the hot solvent. Hot solvent treatment forms fibrils formed by stretching in the form of leaf veins with relatively thick fiber stems to provide microporous membranes with large pore sizes and moderate strength and permeability. By "lobe vein" it is meant that the fibrils have coarse fiber stems and thin fibers extending from the stems into complex network structures. Details of the high temperature solvent treatment method are described in WO 2000/20493.

(11) 세척 용매를 함유하는 막의 열-고정(11) Heat-fixing of Membranes Containing Washing Solvents

단계 (5)와 (6) 사이에서, 세척 용매를 함유하는 미세다공성 막은 미세다공성 막의 특성을 손상시키지 않는 정도로 열-고정될 수 있다. 열-고정 방법은 상기 단계 (7)에서 기술된 것과 동일할 수 있다.Between steps (5) and (6), the microporous membrane containing the washing solvent can be heat-fixed to such an extent that it does not impair the properties of the microporous membrane. The heat-fixing method may be the same as described in step (7) above.

(12) 가교-결합(12) cross-linking

열-고정된 미세다공성 막은 α-선(ray), β-선, γ-선, 전자선(electron beam) 등의 이온화 방사선에 의해 가교-결합될 수 있다. 전자선 조사의 경우, 전자선량은 바람직하게는 약 0.1 내지 약 100 Mrad이고, 가속 전압은 바람직하게는 약 100 내지 약 300 kV이다. 가교-결합 처리에 의해 미세다공성 막의 멜트다운 온도가 상승한다. Heat-fixed microporous membranes can be cross-linked by ionizing radiation, such as α-rays, β-rays, γ-rays, electron beams, and the like. In the case of electron beam irradiation, the electron dose is preferably about 0.1 to about 100 Mrad and the acceleration voltage is preferably about 100 to about 300 kV. The cross-linking treatment raises the meltdown temperature of the microporous membrane.

(13) 친수화 처리(13) hydrophilic treatment

열-고정된 미세다공성 막은 친수화 처리(막을 더욱 친수성으로 만드는 처리)될 수 있다. 친수화 처리는 단량체-그래프트화 처리, 계면활성제 처리, 코로나-방전 처리 등일 수 있다. 단량체-그래프트화 처리는 바람직하게는 가교-결합 처리 후에 실시된다.Heat-fixed microporous membranes can be hydrophilized (treatment to make the membrane more hydrophilic). The hydrophilization treatment can be monomer-grafting treatment, surfactant treatment, corona-discharge treatment, or the like. The monomer-grafting treatment is preferably carried out after the cross-linking treatment.

열-고정된 미세다공성 막을 친수화하는 계면활성제 처리의 경우, 비-이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제 및 양쪽성 계면활성제 중 어느 것도 사용될 수 있지만, 비-이온성 계면활성제가 바람직하다. 미세다공성 막은 물 또는 저급 알코올 예컨대 메탄올, 에탄올, 아이소프로필알코올 등의 계면활성제 용액 중에 침지되거나, 또는 닥터 블레이드법에 의해 용액으로 코팅될 수 있다. For surfactant treatments that hydrophilize heat-immobilized microporous membranes, any of non-ionic surfactants, cationic surfactants, anionic surfactants and amphoteric surfactants can be used, but non-ionic surfactants. Is preferred. The microporous membrane may be immersed in a solution of a surfactant such as water or a lower alcohol such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol, or the like, or may be coated with the solution by a doctor blade method.

(14) 표면-코팅 처리(14) surface-coating treatment

필요한 것은 아니지만, 단계 (7)로부터 형성된 열-고정된 미세다공성 막을, 다공성 폴리프로필렌, 다공성 플루오로수지 예컨대 폴리비닐리덴 플루오라이드 및 폴리테트라플루오로에틸렌, 다공성 폴리이미드, 다공성 폴리페닐렌 설파이드 등으로 코팅하여 배터리 분리막으로 이용되는 막의 멜트다운 특성을 개선할 수 있다. 상기 코팅에 사용되는 폴리프로필렌은 바람직하게는 약 5,000 내지 약 500,000의 Mw 및 25℃에서 톨루엔 100 g 중에 약 0.5 g 이상의 용해도를 갖는다. 이러한 폴리프로필렌은 더욱 바람직하게는 약 0.12 내지 약 0.88의 라세믹 다이어드(racemic diade; 인접한 2개의 단량체 단위가 서로 거울-상 이성질체 관계인 구조 단위) 분율을 갖는다. 표면-코팅층은, 예를 들면 적합한 용매 중의 상기 코팅 수지의 용액을 도포하고, 상기 용매의 일부를 제거하여 수지 농도를 증가시켜 수지 상과 용매 상이 분리된 구조를 형성하고, 상기 용매의 잔부를 제거함으로써 형성될 수 있다. 이러한 목적에 적합한 용매의 예는 방향족 화합물 예컨대 톨루엔 또는 자일렌을 포함한다.Although not required, the heat-fixed microporous membrane formed from step (7) may be prepared with porous polypropylene, porous fluororesins such as polyvinylidene fluoride and polytetrafluoroethylene, porous polyimide, porous polyphenylene sulfide, and the like. Coating can improve the meltdown properties of the membrane used as a battery separator. The polypropylene used in the coating preferably has a Mw of about 5,000 to about 500,000 and a solubility of at least about 0.5 g in 100 g of toluene at 25 ° C. Such polypropylenes more preferably have a racemic diade (structural unit in which two adjacent monomer units are enantiomeric to one another) of about 0.12 to about 0.88. The surface-coating layer may, for example, apply a solution of the coating resin in a suitable solvent, remove a portion of the solvent to increase the resin concentration to form a structure in which the resin phase and the solvent phase are separated, and remove the remainder of the solvent. It can be formed by. Examples of suitable solvents for this purpose include aromatic compounds such as toluene or xylene.

[3] 미세다공성 [3] microporous 폴리올레핀Polyolefin 막의 구조, 특성 및 조성 Structure, properties and composition of the membrane

(1) 구조(1) structure

상기 기술된 방법에 의해 제조된 미세다공성 막은 미분 기공 부피 곡선으로 도시하는 경우 비교적 폭넓은 기공 크기 분포를 갖는다. 기공 크기 분포는 예를 들면 수은 기공률 측정법과 같은 통상적인 방법에 의해 측정될 수 있다.Microporous membranes prepared by the methods described above have a relatively wide pore size distribution when shown in differential pore volume curves. Pore size distribution can be measured by conventional methods such as, for example, mercury porosimetry.

수은 기공률 측정법을 사용하여 막내 기공 크기 및 기공 부피의 분포를 측정하는 경우, 통상적으로 기공 직경, 기공 부피 및 막의 비표면적을 측정한다. 상기 측정법을 사용하여

Figure 112010028747070-pct00007
로 표시되는 미분 기공 부피를 결정할 수 있으며, 여기서 원통형 기공으로 가정시 Vp는 기공 부피이고 r은 기공 반경이다. x 축 상에 기공 직경에 의한 y 축 상에 도시하는 경우의 미분 기공 부피를 통상적으로 "기공 크기 분포"로 칭한다. 하이브리드 구조를 나타내는 막의 경우, 상기 미분 기공 부피의 약 25% 이상, 약 30% 이상, 약 40% 이상, 약 50% 이상, 또는 약 60% 이상이 크기(직경)가 약 100 나노미터 이상인 기공에 관한 것이다. 즉, 기공 직경에 대한
Figure 112010028747070-pct00008
곡선의 경우, 약 100 나노미터 내지 약 1,000 나노미터의 기공 직경의 곡선 아래 면적의 분율은 약 10 나노미터 내지 약 1,000 나노미터의 기공 크기(또는 직경, 실린더형 기공인 경우)의 곡선 아래의 총 면적의 약 25% 이상, 약 30% 이상, 약 40% 이상, 약 50% 이상 또는 약 60% 이상이다. 한 실시양태에서, 약 100 나노미터 내지 약 1,000 나노미터의 기공 직경에 대한 곡선 아래의 면적은 약 10 나노미터 내지 약 1,000 나노미터의 기공 직경에 대한 곡선 아래의 총 면적의 약 25% 내지 약 60%, 약 30% 내지 약 55%, 또는 약 35% 내지 약 50% 범위이다.When mercury porosimetry is used to determine the pore size and pore volume distribution in a membrane, the pore diameter, pore volume and specific surface area of the membrane are typically measured. Using the above measurement method
Figure 112010028747070-pct00007
It is possible to determine the differential pore volume, denoted by, where Vp is the pore volume and r is the pore radius. The differential pore volume when shown on the y axis by the pore diameter on the x axis is commonly referred to as "pore size distribution". In the case of a membrane exhibiting a hybrid structure, at least about 25%, at least about 30%, at least about 40%, at least about 50%, or at least about 60% of the fine pore volume has pores with a size (diameter) of at least about 100 nanometers. It is about. Ie for pore diameter
Figure 112010028747070-pct00008
For the curve, the fraction of the area under the curve of the pore diameter of about 100 nanometers to about 1,000 nanometers is the total under the curve of the pore size (or diameter, for cylindrical pores) of about 10 nanometers to about 1,000 nanometers. At least about 25%, at least about 30%, at least about 40%, at least about 50% or at least about 60%. In one embodiment, the area under the curve for the pore diameter of about 100 nanometers to about 1,000 nanometers is from about 25% to about 60 of the total area under the curve for the pore diameter of about 10 nanometers to about 1,000 nanometers. %, About 30% to about 55%, or about 35% to about 50%.

중요하지 않지만, 조밀한 도메인(비교적 작은 기공)과 조대한 도메인(비교적 큰 기공)은 불규칙하게 얽혀 종방향 및 횡방향으로 보았을 때 미세다공성 폴리올레핀 막의 임의의 횡단면에서 하이브리드 구조를 형성한다. 상기 하이브리드 구조는 투과 전자 현미경(TEM) 등에 의해 관찰될 수 있다.Although not critical, the dense domains (relative small pores) and the coarse domains (relative large pores) are intertwined irregularly to form a hybrid structure in any cross section of the microporous polyolefin membrane when viewed longitudinally and transversely. The hybrid structure can be observed by transmission electron microscopy (TEM) or the like.

본 발명의 미세다공성 막이 조대한 도메인으로 인해 비교적 큰 내부 공간 및 개구를 가지기 때문에, 적절한 투과성 및 전해액 흡수성을 가지고 압축시에 공기 투과율 변화가 적다. 이러한 미세다공성 막은 또한 비교적 작은 내부 공간 및 개구를 가지는데, 이들은 배터리 분리막으로 사용시 막의 안전성 예컨대 셧다운 온도 및 셧다운 속도에 영향을 준다. 따라서, 이러한 미세다공성 막에 의해 형성된 분리막을 포함하는 리튬 이온 2차 배터리와 같은 리튬 이온 배터리는 적절한 생산성 및 사이클 특성을 가지면서 높은 안전성을 유지한다.Since the microporous membrane of the present invention has a relatively large internal space and opening due to the coarse domain, it has appropriate permeability and electrolyte absorbency, and there is little change in air permeability during compression. These microporous membranes also have relatively small internal spaces and openings, which affect the safety of the membrane, such as shutdown temperature and shutdown rate, when used as a battery separator. Therefore, a lithium ion battery such as a lithium ion secondary battery including a separator formed by such a microporous membrane maintains high safety while having appropriate productivity and cycle characteristics.

미세다공성 막 구조를 결정하는 데 사용되는 상기 수은 침투 기공률 측정법은 포어 사이저(Pore Sizer) 9320(마이크로메리틱스 캄파니 리미티드(Micromeritics Company, Ltd.)), 3.6 kPa 내지 207 MPa의 압력 범위 및 15 ㎤의 셀 부피의 사용을 포함한다. 상기 측정을 위해, 141.3의 수은 접촉각 및 484 다인(dyne)/cm의 수은 표면 장력를 사용하였다. 이에 의해 수득된 파라미터는 기공 부피, 표면적 비율, 기공 크기의 피크 정상, 평균 기공 크기 및 공극률을 포함하였다. 이러한 방법의 교시내용은 문헌[Raymond P. Mayer and Robert A. Stowe, J. Phys. Chem. 70, 12 (1996)]; 문헌[L.C. Drake, Ind. Eng. Chem., 41, 780 (1949)]; 문헌[H.L. Ritter and L.C. Drake, Ind. Eng. Chem. Anal., 17, 782 (1945)] 및 문헌[E.W. Washburn, Proc. Nat. Acad. Sci., 7, 115 (1921)] 참조.The mercury penetration porosity measurement method used to determine the microporous membrane structure is Pore Sizer 9320 (Micromeritics Company, Ltd.), pressure range from 3.6 kPa to 207 MPa and 15 The use of a cell volume of cm 3. For this measurement, a mercury contact angle of 141.3 and a mercury surface tension of 484 dynes / cm were used. The parameters thus obtained included pore volume, surface area ratio, peak top of pore size, average pore size and porosity. The teachings of this method are described in Raymond P. Mayer and Robert A. Stowe, J. Phys. Chem. 70, 12 (1996); L.C. Drake, Ind. Eng. Chem., 41, 780 (1949); H.L. Ritter and L.C. Drake, Ind. Eng. Chem. Anal., 17, 782 (1945) and E.W. Washburn, Proc. Nat. Acad. Sci., 7, 115 (1921).

수은 침투 기공률 측정법은 다음과 같이 간략히 요약될 수 있다. 가압된 수은을 압력 P에서 미세다공성 막의 평면에 적용한다. 이러한 압력은 상기 수은에 W1의 일을 함으로써, 평형에 도달할 때까지 상기 수은을 미세다공성 막의 기공으로 침투시킨다. 평형시, 압력 P가 적용된 수은 표면상의 힘 F1은 F1과 크기는 같지만 반대 방향으로 작용하는 힘 F2와 균형을 이룬다. 도 4 참조. 종래의 와쉬붐(Washbum) 모델에 따르면, 수은을 표면으로부터 기공 내로 이동시키는 데 필요한 일의 양(W1 = 2πLγcosθ)은 대항력에 의해 행해진 일(W2 = Pπr2L)과 균형을 이룬다. 이들 식에서, 기공이 실린더형이라고 하면, L은 깊이이고 r은 기공의 반경이다. 수은의 접촉각은 θ로 표시된다. 수은의 표면 장력은 γ로 표시되며, 일반적으로 0.48 Nm-1로 알려져 있다. 따라서, 상기 와쉬붐 모델에 따르면, 기공 반경(r)은 식

Figure 112010028747070-pct00009
에 따른 압력(P)의 함수로서 표시될 수 있다. 이어서, 미분 기공 부피의 측정은 다음과 같은 과정을 밟을 수 있다. 먼저, 기공 내로 침투된 수은의 부피(V)를 압력(P)의 함수로서 측정한다. P의 측정값을 사용하여 상기 기술된 바와 같은 기공 반경(r)을 계산한다. P를 증분적으로 증가시키고, 각각의 P 값에서 수은의 부피를 결정한다. 이런 식으로, 상기 측정을 위해 선택된 P 범위에 의해 결정되는 바와 같은 r의 범위에 대해 도표화한 특정 r의 기공과 기공 부피의 관계를 나타내는 표를 만들 수 있다. 표에서의 r 값을 통상 Log(r)로 전환할 수 있다. 기공 부피(Vp)는 일반적으로 미세다공성 막의 그램당 ㎤로 표시된다.
Figure 112010028747070-pct00010
로 표시되는 미분 기공 부피는 Vp 및 r의 도표 값으로부터 계산될 수 있으며, 여기서 dVp는 표에서 인접하는 Vp 값들 간의 차이에 의해 근사된 것이고, dLog(r)은 표에서 인접하는 Log(r) 값들 간의 차이에 의해 근사된 것이다. 도 5는 하이브리드 구조를 갖는 MPF(실시예 7)에 대한 Vp(기공 부피) 곡선을 나타낸 것이다.Mercury penetration porosity measurements can be briefly summarized as follows. Pressurized mercury is applied to the plane of the microporous membrane at pressure P. This pressure causes the mercury to penetrate the mercury into the pores of the microporous membrane until it reaches equilibrium. At equilibrium, the force F1 on the surface of the mercury to which the pressure P is applied is equal in magnitude to F1 but balanced against the force F2 acting in the opposite direction. See FIG. 4. According to the conventional Washbum model, the amount of work required to move mercury from the surface into the pores (W1 = 2πLγcosθ) is balanced with the work done by the counter force (W2 = Pπr 2 L). In these equations, if the pores are cylindrical, L is the depth and r is the radius of the pores. The contact angle of mercury is represented by θ. Mercury's surface tension is denoted by γ and is generally known as 0.48 Nm −1 . Therefore, according to the washer boom model, the pore radius r is
Figure 112010028747070-pct00009
Can be expressed as a function of pressure P Subsequently, the measurement of the differential pore volume may be performed as follows. First, the volume V of mercury penetrated into the pores is measured as a function of the pressure P. The measured value of P is used to calculate the pore radius r as described above. Increase P incrementally and determine the volume of mercury at each P value. In this way, a table can be made showing the relationship between the pore and pore volume of a particular r tabulated over the range of r as determined by the P range selected for the measurement. The r value in the table can be switched to Log (r) normally. The pore volume Vp is generally expressed in cm 3 per gram of microporous membrane.
Figure 112010028747070-pct00010
The differential pore volume, denoted by, can be calculated from the plot values of Vp and r, where dVp is approximated by the difference between adjacent Vp values in the table, and dLog (r) is the adjacent Log (r) values in the table. It is approximated by the difference between them. 5 shows the Vp (pore volume) curves for MPF (Example 7) with hybrid structure.

상기 미세다공성 막은 조대한 도메인으로 인해 비교적 큰 내부 공간 및 개구를 가지기 때문에, 적절한 투과성 및 전해액 흡수성을 가지고 압축시에 공기 투과율 변화가 적다. 따라서, 이러한 미세다공성 막에 의해 형성된 분리막을 포함하는 리튬 이온 2차 배터리와 같은 리튬 이온 배터리는 적절한 생산성 및 사이클 특성을 가진다. Since the microporous membrane has a relatively large internal space and opening due to the coarse domain, it has an appropriate permeability and electrolyte absorbency and little change in air permeability during compression. Thus, lithium ion batteries, such as lithium ion secondary batteries that include separators formed by such microporous membranes, have adequate productivity and cycle characteristics.

한 실시양태에서, 상기 미세다공성 폴리올레핀 막은 단-층 막이다. 다른 실시양태에서, 상기 미세다공성 폴리올레핀 막은 다-층 막이다. 예를 들면, 한 실시양태에서, 상기 다층 미세다공성 폴리올레핀 막은 2개 층을 포함하며, 여기서 제 1 층(예컨대, 상부 층)은 제 1 미세다공성 층 재료를 포함하고, 제 2 층(예컨대, 기저부 층)은 독립적으로-선택된 제 2 미세다공성 층 재료를 포함한다. 제 1 또는 제 2 미세다공성 층 재료 중 적어도 하나는 하이브리드 구조의 특징을 가지며, 즉 상기 미세다공성 층 재료는, 약 10 nm 내지 약 1,000 nm의 기공 직경 범위에 걸친 곡선 아래 총 면적의 약 25% 이상인 약 100 nm 내지 약 1,000 nm의 기공 직경 범위에 걸친 곡선 아래 면적을 갖는 미분 기공 부피 곡선의 특징을 가진다. 다른 실시양태에서, 상기 미세다공성 막은, 3개 이상의 층을 포함하는 다층 미세다공성 막이며, 이때 외층("표면" 또는 "외피" 층이라고도 함)은 제 1 미세다공성 층 재료를 포함하고, 하나 이상의 중간층(또는 내층)은 독립적으로 선택된 제 2 미세다공성 층 재료를 포함한다. 상기 다층 미세다공성 폴리올레핀 막의 내층(들)은 상기 표면 층들 사이에 위치하고, 임의적으로 하나 이상의 내층은 하나 이상의 표면층과 면 접촉 관계에 있다. 2층 막의 경우와 같이, 상기 다층 미세다공성 막의 하나 이상의 층은 하이브리드 구조의 특징을 가진다. 상기 다층 미세다공성 막이 3층 이상을 갖는 경우, 상기 다층 미세다공성 막은 제 1 미세다공성 층 재료를 포함하는 하나 이상의 층 및 독립적으로 선택된 제 2 미세다공성 층 재료를 포함하는 하나 이상의 층을 갖는다. 당해 분야 숙련자들에게 인식되는 바와 같이, 이러한 다층 미세다공성 막은 라미네이션, 공-압출 등과 같은 방법에 의해 제조될 수 있다. 상기 섹션 [2]에 기술된 방법이, 라미네이션하여 다층 미세다공성 막을 형성할 수 있는 압출물 또는 미세다공성 막을 제조하는 데 적합하다. 다르게는, 상기 섹션 [2]의 방법을 그 방법의 단계 (2)에서의 공-압출 다이와 함께 사용하여 다층 압출물을 제조하고, 이어서 이를 상기 방법의 단계 (3) 내지 (7)에 따라 가공함으로써 다층 막을 제조할 수 있다. 필요에 따라, 상기 섹션에서 기술된 임의적인 단계들을 사용할 수도 있다. 논의된 바와 같이, 상기 다층 미세다공성 막의 하나 이상의 층은 하이브리드 구조의 특징을 가진다. 상기 하이브리드-구조 층 또는 층들을 제조하는 데 사용된 폴리올레핀 용액은 상기 섹션 [2]에 기술된 바와 같다. 상기 다층 막의 각 층의 두께는 독립적으로 선택된다. 어떤 층의 두께가 하나 이상의 다른 층과 같을 수 있지만, 필수적인 것은 아니다.In one embodiment, the microporous polyolefin membrane is a single-layer membrane. In other embodiments, the microporous polyolefin membrane is a multi-layer membrane. For example, in one embodiment, the multilayer microporous polyolefin membrane comprises two layers, wherein the first layer (eg, top layer) comprises a first microporous layer material, and the second layer (eg, base) Layer) comprises an independently-selected second microporous layer material. At least one of the first or second microporous layer material is characterized by a hybrid structure, ie the microporous layer material is at least about 25% of the total area under the curve over a pore diameter range of about 10 nm to about 1,000 nm. It is characterized by a differential pore volume curve having an area under the curve over a pore diameter range of about 100 nm to about 1,000 nm. In other embodiments, the microporous membrane is a multilayer microporous membrane comprising three or more layers, wherein the outer layer (also referred to as a "surface" or "shell" layer) comprises a first microporous layer material and The intermediate layer (or inner layer) comprises an independently selected second microporous layer material. The inner layer (s) of the multilayer microporous polyolefin membrane are located between the surface layers, optionally one or more inner layers are in surface contact with one or more surface layers. As in the case of two-layer membranes, one or more layers of the multilayer microporous membrane have the characteristics of a hybrid structure. When the multilayer microporous membrane has three or more layers, the multilayer microporous membrane has one or more layers comprising a first microporous layer material and one or more layers comprising an independently selected second microporous layer material. As will be appreciated by those skilled in the art, such multilayer microporous membranes can be prepared by methods such as lamination, co-extrusion, and the like. The method described in section [2] above is suitable for producing an extrudate or microporous membrane which can be laminated to form a multilayer microporous membrane. Alternatively, the method of section [2] is used together with the co-extrusion die in step (2) of the method to produce a multilayer extrudate, which is then processed according to steps (3) to (7) of the method. By this, a multilayer film can be produced. If desired, the optional steps described in the section above may be used. As discussed, one or more layers of the multilayer microporous membrane have the characteristics of a hybrid structure. The polyolefin solution used to prepare the hybrid-structured layer or layers is as described in section [2] above. The thickness of each layer of the multilayer film is independently selected. The thickness of one layer may be the same as one or more other layers, but is not required.

(2) 특성(2) characteristics

본 발명의 미세다공성 막은 일반적으로 약 130℃ 내지 약 140℃ 범위의 셧다운 온도 및 약 145℃ 내지 약 200℃ 범위의 멜트다운 온도를 갖는다. 상기 미세다공성 막이 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌을 함유하는 실시양태에서, 멜트다운 온도는 일반적으로 약 160℃ 내지 약 200℃ 범위이다.Microporous membranes of the present invention generally have a shutdown temperature in the range of about 130 ° C to about 140 ° C and a meltdown temperature in the range of about 145 ° C to about 200 ° C. In embodiments wherein the microporous membrane contains polyethylene and polypropylene, the meltdown temperature is generally in the range of about 160 ° C to about 200 ° C.

바람직한 실시양태에서, 상기 미세다공성 막은 하기 물성 중 하나 이상을 갖는다. 합리적인 셧다운 온도 및 멜트다운 온도 범위를 첨가한다.In a preferred embodiment, the microporous membrane has one or more of the following physical properties. A reasonable shutdown temperature and meltdown temperature range is added.

(a) 20 내지 400 초/100㎤의 공기 투과도(20㎛ 두께에서의 값으로 환산됨) (a) air permeability of 20 to 400 seconds / 100 cm 3 (converted to value at 20 μm thickness)

JIS P8117에 준거하여 측정된 막의 공기 투과도가 20 내지 400 초/100㎤인 경우, 상기 미세다공성 막에 의해 형성된 분리막을 갖는 배터리는 적당히 큰 용량 및 양호한 사이클 특성을 갖는다. 공기 투과도가 20 초/100㎤ 미만이면, 기공이 너무 커서 배터리 내부 온도가 140℃ 이상으로 상승하는 경우 충분히 가까이 있지 않기 때문에 셧다운이 충분하게 발생하지 않는다. JIS P8117에 준거하여 두께 T1인 미세다공성 막에 대하여 측정된 공기 투과도 P1은 식 P2=(P1×20)/T1에 의해 20 ㎛ 두께에서의 공기 투과도 P2로 환산된다.When the air permeability of the membrane measured according to JIS P8117 is 20 to 400 sec / 100 cm 3, the battery having the separator formed by the microporous membrane has a moderately large capacity and good cycle characteristics. If the air permeability is less than 20 seconds / 100 cm 3, the shutdown does not occur sufficiently because the pores are so large that they are not close enough when the temperature inside the battery rises above 140 ° C. The air permeability P 1 measured for the microporous membrane having a thickness T 1 based on JIS P8117 is converted into the air permeability P 2 at a thickness of 20 μm by the formula P 2 = (P 1 × 20) / T 1 .

(b) 25 내지 80%의 공극률(b) 25 to 80% porosity

공극률이 25% 미만이면, 미세다공성 막은 양호한 공기 투과도를 갖는 것으로 생각되지 않는다. 공극률이 80%를 초과하면, 상기 미세다공성 막에 의해 형성된 배터리 분리막은 강도가 불충분하여 배터리 전극들의 단락을 초래할 수 있다.If the porosity is less than 25%, the microporous membrane is not considered to have good air permeability. If the porosity exceeds 80%, the battery separator formed by the microporous membrane may have insufficient strength, resulting in a short circuit of the battery electrodes.

(c) 2,000 mN 이상의 핀 천공 강도(20 ㎛ 두께의 값으로 환산됨) (c) Pin puncture strength of at least 2,000 mN (converted to a value of 20 μm thick)

막의 핀 천공 강도(20 ㎛의 막 두께에서의 값으로 환산됨)는 단부(end)가 구면(곡률 반경 R: 0.5 mm)인 직경 1 mm의 침으로 2 mm/초의 속도로 미세다공성 막을 찔렀을 때 측정된 최대 하중으로 표시된다. 핀 천공 강도가 2,000 mN/20㎛ 미만이면, 상기 미세다공성 막에 의해 형성된 분리막을 갖는 배터리에 단락이 발생할 수 있다.The pin puncture strength of the membrane (converted to the value at the film thickness of 20 μm) was punctured by the microporous membrane at a rate of 2 mm / sec with a needle of 1 mm diameter with a spherical end (curvature radius R: 0.5 mm). When measured, the maximum load is displayed. If the pin puncture strength is less than 2,000 mN / 20 μm, a short circuit may occur in a battery having a separator formed by the microporous membrane.

(d) 40,000 kPa 이상의 인장 파단 강도(d) tensile strength at break of 40,000 kPa or more;

(ASTM D-882에 준거하여) 종방향 및 횡방향 둘 다에서 측정된 인장 파단 강도 49,000 kPa 이상은, 특히 배터리 분리막으로 사용되는 경우에 적합한 내구성 미세다공성 막의 특징이다. 상기 인장 파단 강도는 바람직하게는 80,000 kPa 이상이다. Tensile breaking strength of 49,000 kPa or more, measured in both the longitudinal and transverse directions (according to ASTM D-882) is a feature of durable microporous membranes that are particularly suitable when used as battery separators. The tensile strength at break is preferably 80,000 kPa or more.

(e) 100% 이상의 인장 파단 신도(e) 100% or more tensile fracture elongation

(ASTM D-882에 준거하여) 종방향 및 횡방향 둘 다에서 측정된 인장 신도 100% 이상은, 특히 배터리 분리막으로 사용되는 경우에 적합한 내구성 미세다공성 막의 특징이다.Tensile elongation of 100% or more, measured both in the longitudinal and transverse directions (according to ASTM D-882), is a characteristic of durable microporous membranes that are particularly suitable when used as battery separators.

(f) 12% 이하의 열 수축률(f) heat shrinkage of 12% or less

105℃에 8시간 노출된 후의 열 수축률이 종방향 및 횡방향 모두에서 12%를 초과하면, 상기 미세다공성 분리막을 갖는 배터리에서 발생된 열이 상기 분리막을 수축시켜 상기 분리막의 엣지 상에 단락을 일으킬 가능성이 크다.If the heat shrinkage rate after exposure to 105 ° C. for 8 hours exceeds 12% in both the longitudinal and transverse directions, heat generated in the battery with the microporous separator will shrink the separator and cause a short circuit on the edge of the separator. high portential.

(g) 열 압축 후 20% 이하의 두께 변화율(g) Thickness change of 20% or less after thermal compression

2.2 MPa의 압력 하에 90℃에서 5분간 열 압축한 후의 두께 변화율은 일반적으로 압축 전 두께 100%에 대해 20% 이하이다. 두께 변화율이 20% 이하인 미세다공성 분리막을 포함하는 배터리는 적당히 큰 용량 및 양호한 사이클 특성을 갖는다.The rate of change of thickness after thermal compression at 90 ° C. for 5 minutes under a pressure of 2.2 MPa is generally 20% or less relative to 100% of the thickness before compression. Batteries including microporous separators with a rate of change of thickness of 20% or less have moderately large capacity and good cycle characteristics.

(h) 열 압축 후 700초 이하의 공기 투과도(h) air permeability of 700 seconds or less after thermal compression

상기 조건 하에서 열-압축하였을 때의 미세다공성 폴리올레핀 막은 일반적으로 7OO 초/1OO ㎤ 이하의 공기 투과도(걸리(Gurley) 값)를 갖는다. 이러한 막을 사용한 배터리는 적당히 큰 용량 및 사이클 특성을 갖는다. 상기 공기 투과도는 바람직하게는 650 초/1OO㎤ 이하이다.Microporous polyolefin membranes when heat-compressed under these conditions generally have an air permeability (Gurley value) of up to 7OO sec / 1OO cm 3. Batteries using such membranes have moderately large capacity and cycle characteristics. The air permeability is preferably 650 seconds / 1OO cm 3 or less.

(i) 3×102 nm 이상의 표면 조도(i) surface roughness of at least 3 × 10 2 nm

동력학적 힘 모드(dynamic force mode)에서 원자력 현미경(AFM)에 의해 측정된 막의 표면 조도는 일반적으로 3×102 nm 이상(최대 높이 차이로서 측정됨)이다. 막의 표면 조도는 바람직하게는 3.5×102 nm 이상이다. 상기 측정은 통상의 장치, 예컨대 SII 나노 테크놀로지 인코포레이티드(SII Nano Technology Inc.)로부터 입수가능한 모델 SPA500을 사용하여 행할 수 있다. 최대 높이 차이는 검사 막의 영역에 걸쳐 (표면 위 최고점 높이) - (최저점 높이)로 정의된다.The surface roughness of the film measured by atomic force microscopy (AFM) in dynamic force mode is generally at least 3 × 10 2 nm (measured as the maximum height difference). The surface roughness of the film is preferably at least 3.5 × 10 2 nm. The measurement can be made using a conventional device, such as model SPA500 available from SII Nano Technology Inc. The maximum height difference is defined as (highest point on surface) minus (lowest point height) over the area of the inspection membrane.

(j) 정규화된 전해액 흡수 속도(j) normalized electrolyte absorption rate

동적-표면-장력-측정 장치(에코 인스트루먼츠 캄파니 리미티드(Eko Instruments Co., Ltd.)로부터 입수가능한 고-정밀 전자 저울을 갖는 DCAT21)를 사용하여, 미세다공성 막 샘플을 18℃로 유지된 전해액(전해질: 1 몰/L의 LiPF6, 에틸렌 카보네이트/다이메틸 카보네이트 부피비: 3/7)에 침지시켜 식:[미세다공성 막의 중량 증가량(g)/흡수 전 미세다공성 막의 중량(g)]에 의해 전해액 흡수 속도를 측정한다. 본원에서 "정규화된" 전해액 흡수 속도란 상기 전해액 흡수 속도가 비교예 1의 미세다공성 막의 전해액 흡수 속도 측정값에 대해 표시된 것을 의미한다. 하이브리드 구조를 가진 미세다공성 막에 대해 측정된 전해액 흡수 속도를 비교예 1의 막에 대해 측정된 전해액 흡수 속도로 나눌 때, 그 몫, 즉 정규화된 전해액 흡수 속도는 1보다 크다.Using a dynamic-surface-tension-measuring device (DCAT21 with a high-precision electronic balance available from Eko Instruments Co., Ltd.), the microporous membrane sample was maintained at 18 ° C. (Electrolyte: 1 mol / L LiPF 6 , Ethylene carbonate / dimethyl carbonate volume ratio: 3/7) and immersed in the formula: [weight increase in microporous membrane (g) / weight of microporous membrane before absorption (g)]. Measure the electrolyte absorption rate. As used herein, the term "normalized" electrolyte absorption rate means that the electrolyte absorption rate is indicated with respect to the electrolyte absorption rate measurement value of the microporous membrane of Comparative Example 1. When the electrolyte absorption rate measured for the microporous membrane having a hybrid structure is divided by the electrolyte absorption rate measured for the membrane of Comparative Example 1, the quotient, that is, the normalized electrolyte absorption rate is greater than one.

(3) 미세다공성 폴리올레핀 막 조성물(3) Microporous Polyolefin Membrane Compositions

(1) 폴리올레핀(1) polyolefin

상기 미세다공성 폴리올레핀 막은 일반적으로 폴리올레핀 용액을 형성하는 데 사용되는 폴리올레핀을 포함한다. 소량의 세척 용매 및/또는 막-형성 용매가 또한 일반적으로 상기 미세다공성 폴리올레핀 막의 중량을 기준으로 1 중량% 미만의 양으로 존재할 수 있다. 소량의 폴리올레핀 분자량 저하가 공정 중에 일어날 수 있지만, 이는 허용가능하다. 한 실시양태에서, 공정 중의 분자량 저하(존재하는 경우)는 막 내 폴리올레핀의 Mw/Mn 값과 폴리올레핀 용액의 Mw/Mn 값을 약 50% 이하, 약 10% 이하, 약 1% 이하 또는 약 0.1% 이하 정도로 다르게 만든다. The microporous polyolefin membrane generally comprises a polyolefin used to form a polyolefin solution. Small amounts of washing solvents and / or membrane-forming solvents may also generally be present in amounts of less than 1% by weight, based on the weight of the microporous polyolefin membrane. Small amounts of polyolefin molecular weight reduction can occur during the process, but this is acceptable. In one embodiment, lowering the molecular weight (if any) in the process results in an Mw / Mn value of the polyolefin in the membrane and an Mw / Mn value of the polyolefin solution of about 50% or less, about 10% or less, about 1% or less, or about 0.1%. Make it different as below.

따라서, 본 발명의 미세다공성 막의 실시양태는 (a) 중량 평균 분자량이 약 2.5×105 내지 약 5×105인 제 1 폴리에틸렌, 및 임의적으로 폴리올레핀 (b) 및 (c)를 포함하며, 여기서 (b)는 중량 평균 분자량이 약 5×105 내지 약 1×106인 제 2 폴리에틸렌이 약 0 내지 약 7%이고 (c)는 중량 평균 분자량이 약 1.5×106 이하인 폴리프로필렌이 약 0 내지 약 25%이다.Accordingly, embodiments of the microporous membranes of the present invention comprise (a) a first polyethylene having a weight average molecular weight of about 2.5 × 10 5 to about 5 × 10 5 , and optionally polyolefins (b) and (c), wherein (b) is about 0 to about 7% of the second polyethylene having a weight average molecular weight of about 5 × 10 5 to about 1 × 10 6 and (c) is about 0 of polypropylene having a weight average molecular weight of about 1.5 × 10 6 or less To about 25%.

(a) 폴리에틸렌(a) polyethylene

(i) 조성(i) composition

제 1 폴리에틸렌은 예를 들면 중량 평균 분자량이 약 2.5×105 내지 약 5×105이고 분자량 분포가 약 5 내지 약 100인 고밀도 폴리에틸렌일 수 있다. 상기 막의 제 1 폴리에틸렌은 에틸렌 단독중합체이거나, 또는 제 3 α-올레핀을 소량 예컨대 약 5 몰% 함유하는 에틸렌/α-올레핀 공중합체일 수 있다. 에틸렌이 아닌 상기 제 3 α-올레핀은 바람직하게는 프로필렌, 부텐-1, 펜텐-1, 헥센-1, 4-메틸펜텐-1, 옥텐-1, 비닐 아세테이트, 메틸 메타크릴레이트 또는 스타이렌, 또는 이들의 조합이다.The first polyethylene can be, for example, a high density polyethylene having a weight average molecular weight of about 2.5 × 10 5 to about 5 × 10 5 and a molecular weight distribution of about 5 to about 100. The first polyethylene of the membrane may be an ethylene homopolymer or an ethylene / α-olefin copolymer containing a small amount such as about 5 mol% of a third α-olefin. The third α-olefin that is not ethylene is preferably propylene, butene-1, pentene-1, hexene-1, 4-methylpentene-1, octene-1, vinyl acetate, methyl methacrylate or styrene, or Combination of these.

상기 막에서 제 2 폴리에틸렌 예를 들면 초고분자량 폴리에틸렌은 중량 평균 분자량이 5×105보다 크다. 한 실시양태에서, 제 2 폴리에틸렌은 분자량 분포가 약 5 내지 약 100이다. 제 2 폴리에틸렌의 Mw는 예를 들면 약 1×106 내지 약 15×106, 약 1×106 내지 약 5×106, 또는 약 1×106 내지 약 3×106 범위일 수 있다. 상기 막의 제 2 폴리에틸렌의 비-제한적 예는 중량 평균 분자량이 약 5×105 내지 약 8×105이고 분자량 분포가 약 5 내지 약 50인 것이다. 상기 막의 제 2 폴리에틸렌은 에틸렌 단독중합체이거나, 또는 제 3 α-올레핀을 소량 예컨대 약 5 몰% 함유하는 에틸렌/α-올레핀 공중합체일 수 있다. 에틸렌이 아닌 상기 제 3 α-올레핀은 바람직하게는 프로필렌, 부텐-1, 펜텐-1, 헥센-1, 4-메틸펜텐-1, 옥텐-1, 비닐 아세테이트, 메틸 메타크릴레이트 또는 스타이렌, 또는 이들의 조합일 수 있다.The second polyethylene, for example ultra high molecular weight polyethylene, in the membrane has a weight average molecular weight of greater than 5 × 10 5 . In one embodiment, the second polyethylene has a molecular weight distribution of about 5 to about 100. The Mw of the second polyethylene can range from about 1 × 10 6 to about 15 × 10 6 , about 1 × 10 6 to about 5 × 10 6 , or about 1 × 10 6 to about 3 × 10 6 , for example. Non-limiting examples of the second polyethylene of the membrane are those having a weight average molecular weight of about 5 × 10 5 to about 8 × 10 5 and a molecular weight distribution of about 5 to about 50. The second polyethylene of the membrane may be an ethylene homopolymer or an ethylene / α-olefin copolymer containing a small amount, such as about 5 mol%, of the third α-olefin. The third α-olefin that is not ethylene is preferably propylene, butene-1, pentene-1, hexene-1, 4-methylpentene-1, octene-1, vinyl acetate, methyl methacrylate or styrene, or Combinations thereof.

(ii) 미세다공성 막 중의 폴리에틸렌의 분자량 분포 Mw/Mn(ii) Mw / Mn molecular weight distribution of polyethylene in the microporous membrane

제한되는 것은 아니지만, 상기 막에서 폴리에틸렌의 Mw/Mn은 바람직하게는 약 5 내지 약 100, 예컨대 약 7 내지 약 50이다. Mw/Mn이 5 미만이면, 고분자량 성분의 비율이 너무 높아 용융 압출을 용이하게 실시할 수 없다. 한편, Mw/Mn이 100을 초과하면, 저분자량 성분의 비율이 너무 높아 생성 미세다공성 막의 강도가 감소한다. 출발 수지로부터의 Mw의 일부 저하는 본 발명에 의한 막의 제조 중에 일어날 수 있으며, 예를 들면 막 생성물 중의 제 1 폴리에틸렌의 Mw는 방법 단계 (1)의 폴리올레핀 용액의 폴리올레핀 조성물 부분 중의 제 1 폴리에틸렌 수지보다 더 낮을 수 있다.Although not limited, the Mw / Mn of polyethylene in the membrane is preferably about 5 to about 100, such as about 7 to about 50. When Mw / Mn is less than 5, the ratio of high molecular weight components is too high and melt extrusion cannot be performed easily. On the other hand, when Mw / Mn exceeds 100, the proportion of the low molecular weight component is too high to reduce the strength of the resulting microporous membrane. Some degradation of Mw from the starting resin can occur during the preparation of the membranes according to the invention, for example Mw of the first polyethylene in the membrane product is higher than that of the first polyethylene resin in the polyolefin composition portion of the polyolefin solution of process step (1). Can be lower.

(b) 폴리프로필렌(b) polypropylene

상기 막에서의 임의적인 폴리프로필렌은 중량 평균 분자량이 약 3×105 내지 약 1.5×106, 예컨대 6×105 내지 약 1.5×106이고 융합열이 80 J/g 이상, 비-제한적 예의 경우 약 80 내지 약 120 J/g이고 분자량 분포가 약 1 내지 약 100, 예컨대 약 1.1 내지 약 50일 수 있고, 프로필렌 단독중합체 또는 프로필렌과 또 다른, 즉 제 4 올레핀의 공중합체일 수 있으나, 단독중합체가 바람직하다. 상기 공중합체는 랜덤 또는 블록 공중합체일 수 있다. 프로필렌과 다른 올레핀인 제 4 올레핀은 α-올레핀 예컨대 에틸렌, 부텐-1, 펜텐-1, 헥센-1,4-메틸펜텐-1, 옥텐-1, 비닐 아세테이트, 메틸 메타크릴레이트, 스타이렌 등, 및 다이올레핀 예컨대 부타다이엔, 1,5-헥사다이엔, 1,7-옥타다이엔, 1,9-데카다이엔 등을 포함한다. 상기 프로필렌 공중합체에서 제 4 올레핀의 비율은 바람직하게는 미세다공성 폴리올레핀 막의 특성 예컨대 내열성, 내압축성, 내열수축성 등을 저하시키지 않는 범위에 있으며, 바람직하게는 약 10 몰% 미만 예컨대 약 0 내지 약 10 몰% 미만이다. 또한, 출발 수지로부터의 Mw의 일부 저하는 본 발명에 의한 막의 제조 중에 일어날 수 있으며, 예를 들면 막 생성물 중의 폴리프로필렌의 Mw는 방법 단계 (1)의 폴리올레핀 용액의 폴리올레핀 조성물 부분 중의 폴리프로필렌 수지보다 더 낮을 수 있다.Optional polypropylenes in the membrane have a weight average molecular weight of about 3 × 10 5 to about 1.5 × 10 6 , such as 6 × 10 5 to about 1.5 × 10 6 and a heat of fusion of at least 80 J / g, non-limiting examples. And from about 80 to about 120 J / g and a molecular weight distribution of from about 1 to about 100, such as from about 1.1 to about 50, and may be a propylene homopolymer or a copolymer of propylene with another, ie, fourth, olefin, but Polymers are preferred. The copolymer may be a random or block copolymer. The fourth olefin, which is an olefin other than propylene, is an α-olefin such as ethylene, butene-1, pentene-1, hexene-1,4-methylpentene-1, octene-1, vinyl acetate, methyl methacrylate, styrene, etc. And diolefins such as butadiene, 1,5-hexadiene, 1,7-octadiene, 1,9-decadiene and the like. The proportion of the fourth olefin in the propylene copolymer is preferably in a range that does not reduce the properties of the microporous polyolefin membrane such as heat resistance, compression resistance, heat shrinkage resistance, etc., preferably less than about 10 mol% such as about 0 to about 10 Less than mole%. In addition, some degradation of Mw from the starting resin can occur during the preparation of the membranes according to the invention, for example, Mw of polypropylene in the membrane product is higher than that of the polypropylene resin in the polyolefin composition portion of the polyolefin solution of process step (1). Can be lower.

융합열은 시차 주사 열량계(DSC)에 의해 결정된다. DSC는 티에이 인스트루먼트(TA Instrument) MDSC 2920 또는 Q1000 Tzero-DSC 및 표준 분석 소프트웨어를 사용하여 분석된 데이터를 사용하여 실시된다. 전형적으로, 3 내지 10 mg의 중합체를 알루미늄 팬 내에서 캡슐화시키고 실온에서 상기 기기 내로 적재한다. 샘플을 -130℃ 또는 -70℃로 냉각하고 10℃/분의 가열 속도로 210℃까지 가열하여 상기 샘플에 대한 유리 전이 및 용융 거동을 평가한다. 상기 샘플을 210℃에서 5분간 유지하여 그의 열 이력을 파괴한다. 결정화 거동은 상기 샘플을 10℃/분의 냉각 속도로 용융물로부터 하위-주변 온도로 냉각시킴으로써 평가된다. 상기 샘플을 상기 낮은 온도에서 10분간 유지하여 고체 상태에서 완전히 평형시키고 정상 상태를 달성한다. 제 2 가열 데이터는 이러한 용융 결정화된 샘플을 10℃/분으로 가열함으로써 측정된다. 따라서, 제 2 가열 데이터는 제어된 열 이력 조건 하에서 결정화된 샘플에 대한 상 거동을 제공한다. 흡열성 용융 전이(제 1 및 제 2 용융) 및 발열성 결정화 전이를 전이 및 피크 온도의 개시에 대해 분석한다. 상기 곡선 아래 면적을 이용하여 융합열(ΔHf)을 결정한다.The heat of fusion is determined by differential scanning calorimetry (DSC). DSC is performed using data analyzed using TA Instrument MDSC 2920 or Q1000 Tzero-DSC and standard analysis software. Typically, 3-10 mg of polymer is encapsulated in an aluminum pan and loaded into the instrument at room temperature. Samples are cooled to −130 ° C. or −70 ° C. and heated to 210 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min to evaluate glass transition and melting behavior for the samples. The sample is held at 210 ° C. for 5 minutes to break its thermal history. Crystallization behavior is evaluated by cooling the sample from the melt to the sub-ambient temperature at a cooling rate of 10 ° C./min. The sample is held at this low temperature for 10 minutes to fully equilibrate in the solid state and achieve steady state. Second heating data is measured by heating this melt crystallized sample at 10 ° C./min. Thus, the second heating data provides phase behavior for the sample crystallized under controlled thermal history conditions. Endothermic melt transitions (first and second melt) and exothermic crystallization transitions are analyzed for transition and onset of peak temperature. The area under the curve is used to determine the heat of fusion ΔH f .

한 실시양태에서, 상기 막 중의 폴리프로필렌의 양은 상기 막 중의 폴리올레핀의 총 중량을 기준으로 55 중량% 이하, 40 중량% 이하, 또는 25 중량% 이하이다. 상기 막 중의 폴리프로필렌의 비율이 너무 크면 더 낮은 강도의 미세다공성 막을 초래할 수 있다. 폴리프로필렌의 비율은 바람직하게는 20 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 15 중량% 이하이다.In one embodiment, the amount of polypropylene in the membrane is 55 wt% or less, 40 wt% or less, or 25 wt% or less, based on the total weight of the polyolefin in the membrane. Too large a proportion of polypropylene in the membrane can result in a lower strength microporous membrane. The proportion of polypropylene is preferably 20% by weight or less, more preferably 15% by weight or less.

(2) 기타 성분(2) other ingredients

상기 성분들 외에, 상기 막은 추가적인 폴리올레핀 및/또는 약 170℃ 이상의 융점 또는 유리 전이 온도(Tg)를 갖는 내열성 중합체를 함유할 수 있다.In addition to the above components, the membrane may contain additional polyolefins and / or heat resistant polymers having a melting point or glass transition temperature (Tg) of at least about 170 ° C.

(a) 추가적인 폴리올레핀(a) additional polyolefins

상기 추가적인 폴리올레핀은 (a) Mw가 각각 1×104 내지 4×106일 수 있는 폴리부텐-1, 폴리펜텐-1, 폴리-4-메틸펜텐-1, 폴리헥센-1, 폴리옥텐-1, 폴리비닐 아세테이트, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리스타이렌 및 에틸렌/α-올레핀 공중합체 및 (b) Mw가 1×103 내지 1×104인 폴리에틸렌 왁스 중 하나 이상일 수 있다. 폴리부텐-1, 폴리펜텐-1, 폴리-4-메틸펜텐-1, 폴리헥센-1, 폴리옥텐-1, 폴리비닐 아세테이트, 폴리메틸 메타크릴레이트 및 폴리스타이렌은 단독중합체뿐만 아니라, 다른 α-올레핀을 함유하는 공중합체일 수도 있다.The additional polyolefins are (a) polybutene-1, polypentene-1, poly-4-methylpentene-1, polyhexene-1, polyoctene-1, where Mw may be 1 × 10 4 to 4 × 10 6 , respectively , Polyvinyl acetate, polymethyl methacrylate, polystyrene and ethylene / α-olefin copolymers and (b) polyethylene wax with Mw of 1 × 10 3 to 1 × 10 4 . Polybutene-1, polypentene-1, poly-4-methylpentene-1, polyhexene-1, polyoctene-1, polyvinyl acetate, polymethyl methacrylate and polystyrene are not only homopolymers but also other α-olefins. It may be a copolymer containing.

(b) 내열성 중합체(b) heat resistant polymer

상기 내열성 중합체는 바람직하게는 (i) 부분적으로 결정질일 수 있는 융점이 약 170℃ 이상인 비정질 중합체, 및 (ii) Tg가 약 170℃ 이상인 비정질 중합체이다. 상기 융점 및 Tg는 JIS K7121에 준거하여 시차 주사 열량계(DSC)에 의해 결정된다. 내열성 중합체의 예는 폴리에스터 예컨대 폴리부틸렌 테레프탈레이트(융점: 약 160 내지 230℃), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(융점: 약 250 내지 270℃) 등, 플루오로수지, 폴리아마이드(융점: 215 내지 265℃), 폴리아릴렌 설파이드, 폴리이미드(Tg: 280℃ 이상), 폴리아마이드 이미드(Tg: 280℃), 폴리에터 설폰(Tg: 223℃), 폴리에터에터케톤(융점: 334℃), 폴리카보네이트(융점: 220 내지 240℃), 셀룰로오스 아세테이트(융점: 220℃), 셀룰로오스 트라이아세테이트(융점: 300℃), 폴리설폰(Tg: 190℃), 폴리에터이미드(융점: 216℃) 등을 포함한다.The heat resistant polymer is preferably (i) an amorphous polymer having a melting point of at least about 170 ° C., which may be partially crystalline, and (ii) an amorphous polymer having a Tg of at least about 170 ° C. The melting point and Tg are determined by a differential scanning calorimeter (DSC) in accordance with JIS K7121. Examples of heat resistant polymers include polyesters such as polybutylene terephthalate (melting point: about 160 to 230 ° C.), polyethylene terephthalate (melting point: about 250 to 270 ° C.) and the like, fluororesins, polyamide (melting point: 215 to 265 ° C.). ), Polyarylene sulfide, polyimide (Tg: 280 ° C or more), polyamide imide (Tg: 280 ° C), polyether sulfone (Tg: 223 ° C), polyether ether ketone (melting point: 334 ° C) ), Polycarbonate (melting point: 220 to 240 ° C), cellulose acetate (melting point: 220 ° C), cellulose triacetate (melting point: 300 ° C), polysulfone (Tg: 190 ° C), polyetherimide (melting point: 216 ° C) ), And the like.

(c) 함량(c) content

상기 막 중의 추가적인 폴리올레핀 및 상기 내열성 중합체의 총량은 바람직하게는 상기 막 100 중량%를 기준으로 20 중량% 이하이다.The total amount of additional polyolefin and the heat resistant polymer in the membrane is preferably 20% by weight or less based on 100% by weight of the membrane.

[4] 배터리 분리막[4] battery separators

한 실시양태에서, 상기 임의의 미세다공성 막으로부터 형성된 배터리 분리막은 약 3 내지 약 200 ㎛, 약 5 내지 약 50 ㎛ 또는 약 10 내지 약 35 ㎛의 두께를 갖지만, 가장 적합한 두께는 제조할 배터리의 유형에 따라 적절하게 선택될 수 있다. In one embodiment, the battery separator formed from any of the microporous membranes has a thickness of about 3 to about 200 μm, about 5 to about 50 μm or about 10 to about 35 μm, but the most suitable thickness is the type of battery to be manufactured. It may be appropriately selected according to.

[5] 배터리[5] batteries

특별히 한정되는 것은 아니지만, 본 발명의 미세다공성 폴리올레핀 막은 1차 및 2차 배터리, 특히 예컨대 리튬 이온 2차 배터리, 리튬-폴리머 2차 배터리, 니켈-수소 2차 배터리, 니켈-카드뮴 2차 배터리, 니켈-아연 2차 배터리, 은-아연 2차 배터리, 특히 리튬 이온 2차 배터리를 위한 분리막으로 사용될 수 있다.Although not particularly limited, the microporous polyolefin membrane of the present invention can be used in primary and secondary batteries, in particular lithium ion secondary batteries, lithium-polymer secondary batteries, nickel-hydrogen secondary batteries, nickel-cadmium secondary batteries, nickel Can be used as separator for zinc secondary batteries, silver-zinc secondary batteries, in particular lithium ion secondary batteries.

리튬 이온 2차 배터리는 분리막을 통해 적층된 캐쏘드 및 애노드를 포함하고, 상기 분리막은 통상적으로 전해액("전해질") 형태의 전해질을 함유한다. 전극 구조는 한정되지 않는다. 통상의 구조도 적합하다. 전극 구조는 예를 들면 디스크-형 양극 및 음극이 대향된 코인형, 평면형 양극 및 음극이 교대로 적층된 라미네이트형, 리본-형 양극 및 음극이 권취된 권취형 등일 수 있다.Lithium ion secondary batteries include a cathode and an anode stacked through a separator, which typically contains an electrolyte in the form of an electrolyte ("electrolyte"). The electrode structure is not limited. Ordinary structures are also suitable. The electrode structure may be, for example, a coin type in which a disk-type anode and a cathode face each other, a laminate type in which a planar anode and a cathode are alternately stacked, a winding type in which a ribbon-type anode and a cathode are wound, and the like.

캐쏘드는 통상적으로 집전체, 및 상기 집전체 상에 형성되며 리튬 이온을 흡수 및 방출할 수 있는 양극 활물질 층을 포함한다. 양극 활물질은 무기 화합물 예컨대 전이 금속 산화물, 리튬과 전이 금속의 복합 산화물(리튬 복합 산화물), 전이 금속 황화물 등일 수 있다. 전이 금속은 V, Mn, Fe, Co, Ni 등일 수 있다. 리튬 복합 산화물의 바람직한 예는 니켈산 리튬, 코발트산 리튬, 망간산 리튬, α-NaFeO2계 층류 리튬 복합 산화물 등일 수 있다. 애노드는 집전체, 및 상기 집전체 상에 형성된 음극 활물질 층을 포함한다. 음극 활물질은 탄소질 재료 예컨대 천연 그라파이트, 인조 그라파이트, 코크스, 카본 블랙 등일 수 있다.The cathode typically includes a current collector and a positive electrode active material layer formed on the current collector and capable of absorbing and releasing lithium ions. The positive electrode active material may be an inorganic compound such as a transition metal oxide, a composite oxide of lithium and a transition metal (lithium composite oxide), a transition metal sulfide, and the like. The transition metal may be V, Mn, Fe, Co, Ni and the like. Preferred examples of the lithium composite oxide may be lithium nickelate, lithium cobalt acid, lithium manganate, α-NaFeO 2 -based laminar flow lithium composite oxide, and the like. The anode includes a current collector and a negative electrode active material layer formed on the current collector. The negative electrode active material may be a carbonaceous material such as natural graphite, artificial graphite, coke, carbon black, or the like.

전해액은 리튬 염을 유기 용매에 용해함으로써 얻어지는 용액일 수 있다. 리튬 염은 LiClO4, LiPF6, LiAsF6, LiSbF6, LiBF4, LiCF3SO3, LiN(CF3SO2)2, LiC(CF3SO2)3, Li2B10Cl10, LiN(C2F5SO2)2, LiPF4(CF3)2, LiPF3(C2F5)3, 저급 지방족 카복실산 리튬, LiAlCl4 등일 수 있다. 이들 리튬 염은 단독 또는 조합하여 사용될 수 있다. 유기 용매는 높은 비점 및 높은 유전율을 갖는 유기 용매 예컨대 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 에틸메틸 카보네이트, γ-부티로락톤 등; 및/또는 낮은 비점 및 낮은 점도를 갖는 유기 용매 예컨대 테트라하이드로퓨란, 2-메틸테트라하이드로퓨란, 다이메톡시에탄, 다이옥솔란, 다이에틸 카보네이트, 다이메틸 카보네이트 등일 수 있다. 이들 유기 용매는 단독 또는 조합하여 사용될 수 있다. 유전율이 높은 유기 용매는 일반적으로 점도가 높은 반면, 점도가 낮은 유기 용매는 유전율이 낮기 때문에, 이들의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다.The electrolyte solution may be a solution obtained by dissolving a lithium salt in an organic solvent. Lithium salts include LiClO 4 , LiPF 6 , LiAsF 6 , LiSbF 6 , LiBF 4 , LiCF 3 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , Li 2 B 10 Cl 10 , LiN ( C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiPF 4 (CF 3 ) 2 , LiPF 3 (C 2 F 5 ) 3 , lower aliphatic carboxylic acid lithium, LiAlCl 4 , and the like. These lithium salts can be used alone or in combination. Organic solvents include organic solvents having high boiling point and high dielectric constant such as ethylene carbonate, propylene carbonate, ethylmethyl carbonate, γ-butyrolactone, and the like; And / or organic solvents having low boiling point and low viscosity such as tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, dimethoxyethane, dioxolane, diethyl carbonate, dimethyl carbonate and the like. These organic solvents may be used alone or in combination. Organic solvents having a high dielectric constant are generally high in viscosity, while organic solvents having a low viscosity have a low dielectric constant, and therefore it is preferable to use a mixture thereof.

배터리를 조립할 때, 분리막을 전해액에 함침시켜 분리막(미세다공성 폴리올레핀 막)에 이온 투과성을 제공한다. 함침 처리는 통상적으로 미세다공성 막을 실온에서 전해액에 침지함으로써 실시된다. 실린더형 배터리를 조립할 경우, 예를 들면 캐쏘드 쉬트, 미세다공성 분리막 및 애노드 쉬트를 이 순서로 적층하고, 생성 적층물을 권취하여 권취형 전극 어셈블리를 형성한다. 생성 전극 어셈블리를 배터리 캔에 삽입/형성한 다음, 상기 전해액에 함침시키고, 안전 밸브를 구비한 캐쏘드 단자로 작용하는 배터리 뚜껑을 개스킷을 통해 배터리 캔에 체결하여 배터리를 제조한다. When assembling the battery, the separator is impregnated with the electrolyte to provide ion permeability to the separator (microporous polyolefin membrane). Impregnation treatment is usually carried out by immersing the microporous membrane in the electrolyte at room temperature. When assembling a cylindrical battery, for example, a cathode sheet, a microporous separator and an anode sheet are laminated in this order, and the resulting stack is wound to form a wound electrode assembly. The production electrode assembly is inserted / formed into the battery can, and then impregnated in the electrolyte, and a battery lid is manufactured by fastening the battery lid serving as a cathode terminal having a safety valve to the battery can through a gasket.

본 발명을 하기 실시예에 의해 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명의 범위가 이들에 한정되는 것은 아니다.The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the scope of the present invention is not limited thereto.

실시예Example 1 One

(i) 중량 평균 분자량(Mw)이 1.5×106이고 분자량 분포(Mw/Mn)가 8인 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE) 5 중량% 및 (ii) Mw가 3.0×105이고 Mw/Mn이 8.6인 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 95 중량%를 포함하는 폴리에틸렌(PE) 조성물, 및 산화방지제로서 테트라키스[메틸렌-3-(3,5-다이3급-부틸-4-하이드록시페닐)-프로피오네이트]메탄 0.2 중량부를 건식-블렌딩하였다. 상기 혼합물 중의 폴리에틸렌은 융점이 135℃이고, 결정 분산 온도는 100℃이며, Mw/Mn은 10.0이다.(i) 5% by weight ultrahigh molecular weight polyethylene (UHMWPE) having a weight average molecular weight (Mw) of 1.5 × 10 6 and a molecular weight distribution (Mw / Mn) of 8 and (ii) Mw of 3.0 × 10 5 and Mw / Mn of 8.6 Polyethylene (PE) composition comprising 95% by weight of phosphorus high density polyethylene (HDPE), and tetrakis [methylene-3- (3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl) -propionate as antioxidant ] 0.2 parts by weight of methane were dry-blended. The polyethylene in the mixture had a melting point of 135 ° C., a crystal dispersion temperature of 100 ° C., and a Mw / Mn of 10.0.

각각의 UHMWPE 및 HDPE의 Mw 및 Mw/Mn은 하기 조건 하에서 겔 투과 크로마토그래피(GPC) 방법에 의해 측정되었다.Mw and Mw / Mn of each UHMWPE and HDPE were measured by gel permeation chromatography (GPC) method under the following conditions.

측정 장치: 워터스 코포레이션(Waters Corporation)으로부터 입수가능한 GPC-150C,Measuring device: GPC-150C, available from Waters Corporation,

컬럼: 쇼와 덴코 가부시키가이샤(Showa Denko K.K.)로부터 입수가능한 쇼덱스(Shodex) UT806M,Column: Shodex UT806M, available from Showa Denko K.K.,

컬럼 온도: 135℃,Column temperature: 135 ° C.,

용매(이동 상): o-다이클로로벤젠,Solvent (mobile phase): o-dichlorobenzene,

용매 유속: 1.0 ml/분,Solvent flow rate: 1.0 ml / min,

샘플 농도: 0.1 중량%(135℃에서 1시간 용해시킴)Sample concentration: 0.1% by weight (dissolve at 135 ° C for 1 hour)

주입량: 500 μl,Injection volume: 500 μl,

검출기: 워터스 코포레이션으로부터 입수가능한 시차 굴절계, 및Detector: a parallax refractometer available from Waters Corporation, and

보정 곡선: 기결정된 전환 상수를 사용하여 단-분산 표준 폴리스타이렌 샘플의 보정 곡선으로부터 생성.Calibration curve: Generated from calibration curves of monodisperse standard polystyrene samples using predetermined conversion constants.

생성 혼합물 40 중량부를 내경이 58 mm이고 L/D가 42인 강-블렌딩 이축 압출기 내로 가하고, 액체 파라핀(40℃에서 50 cst) 60 중량부를 사이드(side) 공급기를 통해 상기 이축 압출기로 공급하였다. 210℃ 및 200 rpm에서 용융-블렌딩을 실시하여 폴리에틸렌 용액을 제조하였다. 이 폴리에틸렌 용액을 상기 이축 압출기에 장착된 T-다이로부터 압출하였다. 상기 압출물을 40℃로 제어된 냉각 롤에 통과시키면서 냉각하여 겔-형 쉬트를 형성하였다.40 parts by weight of the resulting mixture were added into a steel-blended twin screw extruder with an internal diameter of 58 mm and an L / D of 42, and 60 parts by weight of liquid paraffin (50 cst at 40 ° C.) were fed to the twin screw extruder via a side feeder. The polyethylene solution was prepared by melt blending at 210 ° C. and 200 rpm. This polyethylene solution was extruded from a T-die mounted on the twin screw extruder. The extrudate was cooled while passing through a chill roll controlled at 40 ° C. to form a gel-like sheet.

텐터-연신기를 사용하여, 상기 겔-형 쉬트를 1.0 미터/분의 연신 속도로 종방향 및 횡방향 모두 5배로 118.5℃에서 동시에 2축 연신하였다. 연신된 겔-형 쉬트를 20cm×20cm의 알루미늄 프레임에 고정하고, 25℃로 조절된 염화 메틸렌 욕에 침지하고, 100 rpm으로 3분간 요동시키면서 액체 파라핀을 제거하고, 실온에서 기류에 의해 건조하였다. 건조된 막을 회분식 연신기에 의해 129℃에서 횡방향으로 1.5배의 배율로 재-연신하였다. 재-연신된 막을 회분식 연신기에 고정한 상태로, 129℃에서 30분 동안 열-고정하여 미세다공성 폴리에틸렌 막을 제조하였다.Using a tenter-stretcher, the gel-like sheet was biaxially stretched simultaneously at 118.5 ° C., 5 times in both the longitudinal and transverse directions, at a stretching rate of 1.0 meter / minute. The stretched gel-like sheet was fixed to a 20 cm × 20 cm aluminum frame, immersed in a methylene chloride bath adjusted to 25 ° C., liquid paraffin was removed while shaking at 100 rpm for 3 minutes, and dried by air flow at room temperature. The dried membrane was re-drawn at a magnification of 1.5 times in the transverse direction at 129 ° C. by a batch stretching machine. The micro-porous polyethylene membrane was prepared by heat-fixing the re-stretched membrane at a batch stretching machine for 30 minutes at 129 ° C.

실시예Example 2 2

Mw가 2.0×106이고 Mw/Mn이 8인 UHMWPE 2 중량% 및 Mw가 2.5×105이고 Mw/Mn이 8.9인 HDPE 98 중량%를 포함하는, 융점이 135℃이고 결정 분산 온도가 100℃이며 Mw/Mn이 10.0인 폴리에틸렌을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1에서와 동일한 방식으로 미세다공성 폴리에틸렌 막을 제조하였다. 또한, 상기 겔-형 쉬트의 연신 온도는 119℃이었고, 상기 미세다공성 막의 연신 배율은 1.4배이었으며, 상기 미세다공성 막의 연신 및 열-고정 온도는 모두 129.5℃이었다.Melting point is 135 ° C. and crystal dispersion temperature is 100 ° C., comprising 2% by weight of UHMWPE with Mw of 2.0 × 10 6 and Mw / Mn 8 and 98% by weight of HDPE with Mw of 2.5 × 10 5 and Mw / Mn of 8.9 And a microporous polyethylene membrane was prepared in the same manner as in Example 1, except that polyethylene having a Mw / Mn of 10.0 was used. In addition, the stretching temperature of the gel-like sheet was 119 ° C, the stretching ratio of the microporous membrane was 1.4 times, and the stretching and heat-fixing temperature of the microporous membrane were both 129.5 ° C.

실시예Example 3 3

Mw가 2.0×106이고 Mw/Mn이 8인 UHMWPE 2 중량% 및 Mw가 3×105이고 Mw/Mn이 8.6인 HDPE 98 중량%를 포함하는, 융점이 135℃이고 결정 분산 온도가 100℃이며 Mw/Mn이 10.0인 폴리에틸렌을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1에서와 동일한 방식으로 미세다공성 폴리에틸렌 막을 제조하였다. 또한, 상기 미세다공성 막의 연신 배율은 1.4배이었고, 상기 미세다공성 막의 연신 및 열-고정 온도는 모두 126℃이었다.Melting point is 135 ° C. and crystal dispersion temperature is 100 ° C., comprising 2% by weight of UHMWPE with Mw of 2.0 × 10 6 and Mw / Mn 8 and 98% by weight of HDPE with Mw of 3 × 10 5 and Mw / Mn of 8.6 And a microporous polyethylene membrane was prepared in the same manner as in Example 1, except that polyethylene having a Mw / Mn of 10.0 was used. In addition, the draw ratio of the microporous membrane was 1.4 times, and the stretching and heat-fixing temperature of the microporous membrane were both 126 ° C.

실시예Example 4 4

Mw가 2.0×106이고 Mw/Mn이 8인 UHMWPE 3 중량% 및 Mw가 3.0×105이고 Mw/Mn이 8.6인 HDPE 97 중량%를 포함하는, 융점이 135℃이고 결정 분산 온도가 100℃이며 Mw/Mn이 10.5인 폴리에틸렌을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1에서와 동일한 방식으로 미세다공성 폴리에틸렌 막을 제조하였다. 또한, 상기 겔-형 쉬트의 연신 온도는 117℃이었고, 상기 연신된 겔-형 쉬트를 122℃에서 10초간 열-고정하였으며, 상기 미세다공성 막의 연신 및 열-고정 온도는 모두 130℃이었다.Melting point is 135 ° C. and crystal dispersion temperature is 100 ° C., which comprises 3% by weight of UHMWPE with Mw of 2.0 × 10 6 and Mw / Mn 8 and 97% by weight of HDPE with Mw of 3.0 × 10 5 and Mw / Mn of 8.6 And a microporous polyethylene membrane was prepared in the same manner as in Example 1, except that polyethylene having a Mw / Mn of 10.5 was used. In addition, the stretching temperature of the gel-type sheet was 117 ° C, the stretched gel-type sheet was heat-fixed at 122 ° C for 10 seconds, and the stretching and heat-fixing temperature of the microporous membrane were both 130 ° C.

실시예Example 5 5

Mw가 3.0×105이고 Mw/Mn이 8.6이고 융점이 135℃이고 결정 분산 온도가 100℃인 HDPE만을 폴리올레핀으로 사용하고, 상기 겔-형 쉬트의 연신 온도가 118℃이고, 상기 미세다공성 막의 연신 배율이 1.4배인 것을 제외하고는, 실시예 1에서와 동일한 방식으로 미세다공성 폴리에틸렌 막을 제조하였다.Using only HDPE having a Mw of 3.0 × 10 5 , a Mw / Mn of 8.6, a melting point of 135 ° C., and a crystal dispersion temperature of 100 ° C. as the polyolefin, the stretching temperature of the gel-type sheet is 118 ° C., and the drawing of the microporous membrane A microporous polyethylene membrane was prepared in the same manner as in Example 1, except that the magnification was 1.4 times.

실시예Example 6 6

실시예 4에서와 동일한 폴리에틸렌을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1에서와 동일한 방식으로 미세다공성 폴리에틸렌 막을 제조하였다. 또한, 상기 폴리에틸렌 용액 중의 폴리에틸렌의 농도는 폴리에틸렌 용액의 중량을 기준으로 30 중량%이었다. 또한, 상기 겔-형 쉬트의 연신 온도는 118℃이었고, 상기 미세다공성 막의 연신 배율은 1.4배이었다.A microporous polyethylene membrane was prepared in the same manner as in Example 1, except that the same polyethylene as in Example 4 was used. In addition, the concentration of polyethylene in the polyethylene solution was 30% by weight based on the weight of the polyethylene solution. In addition, the stretching temperature of the gel-like sheet was 118 ° C, and the stretching ratio of the microporous membrane was 1.4 times.

실시예Example 7 7

Mw가 2.0×106이고 Mw/Mn이 8인 UHMWPE 3 중량%, Mw가 3.0×105이고 Mw/Mn이 8.6인 HDPE 92 중량%, 및 Mw가 3.0×105인 프로필렌 단독중합체(PP) 5 중량%를 포함하는 폴리올레핀 조성물을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1에서와 동일한 방식으로 미세다공성 폴리에틸렌 막을 제조하였다. 상기 폴리에틸렌은 융점이 135℃이었고, 결정 분산 온도가 100℃이었으며, Mw/Mn이 10.5이었다. 상기 폴리올레핀 용액 중의 폴리올레핀의 농도는 폴리올레핀 용액의 중량을 기준으로 35 중량%이었고, 상기 겔-형 쉬트의 연신 온도는 116℃이었고, 상기 미세다공성 막의 연신 배율은 1.4배이었으며, 상기 미세다공성 막의 연신 및 열-고정 온도는 127℃이었다. PP의 Mw는 상기와 같은 GPC 방법에 의해 측정하였다.3 wt% UHMWPE with Mw 2.0 × 10 6 and Mw / Mn 8, 92 wt% HDPE with Mw 3.0 × 10 5 and Mw / Mn 8.6, and propylene homopolymer (PP) with Mw 3.0 × 10 5 A microporous polyethylene membrane was prepared in the same manner as in Example 1, except that a polyolefin composition containing 5% by weight was used. The polyethylene had a melting point of 135 ° C., a crystal dispersion temperature of 100 ° C., and a Mw / Mn of 10.5. The concentration of polyolefin in the polyolefin solution was 35% by weight based on the weight of the polyolefin solution, the drawing temperature of the gel-type sheet was 116 ° C, the drawing ratio of the microporous membrane was 1.4 times, the drawing of the microporous membrane and The heat-fixed temperature was 127 ° C. Mw of PP was measured by the same GPC method.

비교예Comparative example 1 One

Mw가 2.0×106이고 Mw/Mn이 8인 UHMWPE 20 중량% 및 Mw가 3.5×105이고 Mw/Mn이 8.6인 HDPE 80 중량%를 포함하는, 융점이 135℃이고 결정 분산 온도가 100℃이며 Mw/Mn이 14.4인 폴리에틸렌을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1에서와 동일한 방식으로 미세다공성 폴리에틸렌 막을 제조하였다. 상기 폴리에틸렌 용액 중의 폴리에틸렌의 농도는 30 중량%이었고, 상기 겔-형 쉬트의 연신 온도는 115℃이었고, 세척 용매를 함유하는 상기 미세다공성 막은 126.8℃에서 10초간 열-고정되었으며, 상기 미세다공성 막은 연신 및 열-고정되지 않았다.Melting point is 135 ° C. and crystal dispersion temperature is 100 ° C., comprising 20% by weight UHMWPE with Mw of 2.0 × 10 6 and Mw / Mn 8 and 80% by weight of HDPE with Mw of 3.5 × 10 5 and Mw / Mn of 8.6 And a microporous polyethylene membrane was prepared in the same manner as in Example 1, except that polyethylene having a Mw / Mn of 14.4 was used. The concentration of polyethylene in the polyethylene solution was 30% by weight, the stretching temperature of the gel-type sheet was 115 ° C, the microporous membrane containing the washing solvent was heat-fixed at 126.8 ° C for 10 seconds, and the microporous membrane was drawn And not heat-fixed.

비교예Comparative example 2 2

Mw가 2.0×106이고 Mw/Mn이 8인 UHMWPE 2 중량% 및 Mw가 3.5×105이고 Mw/Mn이 8.6인 HDPE 98 중량%를 포함하는, 융점이 135℃이고 결정 분산 온도가 100℃이며 Mw/Mn이 10.0인 폴리에틸렌을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1에서와 동일한 방식으로 미세다공성 폴리에틸렌 막을 제조하였다. 또한, 상기 폴리에틸렌 용액의 농도는 30 중량%이었고, 상기 겔-형 쉬트의 연신 온도는 118℃이었으며, 상기 미세다공성 막은 128℃에서 10초간 연신 없이 열-고정되었다.Melting point 135 ° C. and crystal dispersion temperature 100 ° C. comprising 2 wt% UHMWPE with Mw of 2.0 × 10 6 and Mw / Mn 8 and 98 wt% of HDPE with Mw of 3.5 × 10 5 and Mw / Mn of 8.6 And a microporous polyethylene membrane was prepared in the same manner as in Example 1, except that polyethylene having a Mw / Mn of 10.0 was used. In addition, the concentration of the polyethylene solution was 30% by weight, the stretching temperature of the gel-type sheet was 118 ° C, and the microporous membrane was heat-fixed without stretching at 128 ° C for 10 seconds.

비교예Comparative example 3 3

Mw가 2.0×106이고 Mw/Mn이 8인 UHMWPE 3 중량% 및 Mw가 3.5×105이고 Mw/Mn이 8.6인 HDPE 97 중량%를 포함하는, 융점이 135℃이고 결정 분산 온도가 100℃이며 Mw/Mn이 10.5인 폴리에틸렌을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1에서와 동일한 방식으로 미세다공성 폴리에틸렌 막을 제조하였다. 또한, 상기 폴리에틸렌 용액의 농도는 30 중량%이었고, 상기 겔-형 쉬트의 연신 온도는 115℃이었으며, 상기 미세다공성 막은 130℃에서 2.0배 연신되었고, 열-고정 온도는 126℃이었다.Melting point is 135 ° C. and crystal dispersion temperature is 100 ° C., comprising 3% by weight of UHMWPE with Mw of 2.0 × 10 6 and Mw / Mn 8 and 97% by weight of HDPE with Mw of 3.5 × 10 5 and Mw / Mn of 8.6 And a microporous polyethylene membrane was prepared in the same manner as in Example 1, except that polyethylene having a Mw / Mn of 10.5 was used. In addition, the concentration of the polyethylene solution was 30% by weight, the stretching temperature of the gel-type sheet was 115 ° C, the microporous membrane was stretched 2.0 times at 130 ° C, and the heat-fixing temperature was 126 ° C.

비교예Comparative example 4 4

비교예 1에서와 동일한 폴리에틸렌을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1에서와 동일한 방식으로 미세다공성 폴리에틸렌 막을 제조하였다. 또한, 상기 폴리에틸렌 용액의 농도는 30 중량%이었고, 상기 겔-형 쉬트의 연신 온도는 118℃이었고, 상기 미세다공성 막은 130℃에서 1.4배 연신되었고, 열-고정 온도는 130℃이었다.A microporous polyethylene membrane was prepared in the same manner as in Example 1, except that the same polyethylene as in Comparative Example 1 was used. In addition, the concentration of the polyethylene solution was 30% by weight, the drawing temperature of the gel-type sheet was 118 ° C, the microporous membrane was drawn 1.4 times at 130 ° C, and the heat-setting temperature was 130 ° C.

비교예Comparative example 5 5

Mw가 2.0×106이고 Mw/Mn이 8인 UHMWPE 2 중량% 및 Mw가 2.0×105이고 Mw/Mn이 8.9인 HDPE 98 중량%를 포함하는, 융점이 135℃이고 결정 분산 온도가 100℃이며 Mw/Mn이 10.1인 폴리에틸렌을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1에서와 동일한 방식으로 겔-형 쉬트를 형성하였다. 이러한 겔-형 쉬트가 125℃에서 종방향 및 횡방향 모두에서 동시에 5배로 연신되었을 때 파단되었다. Melting point 135 ° C. and crystal dispersion temperature 100 ° C. comprising 2 wt% UHMWPE with Mw of 2.0 × 10 6 and Mw / Mn 8 and 98 wt% of MPE of 2.0 × 10 5 and Mw / Mn of 8.9 And a gel-like sheet was formed in the same manner as in Example 1, except that polyethylene having a Mw / Mn of 10.1 was used. This gel-like sheet fractured when drawn 5 times at 125 ° C. simultaneously in both the longitudinal and transverse directions.

비교예Comparative example 6 6

비교예 5에서와 동일한 폴리에틸렌을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1에서와 동일한 방식으로 미세다공성 폴리에틸렌 막을 제조하였다. 또한, 상기 겔-형 쉬트의 연신 온도는 119℃이었고, 상기 미세다공성 막은 129.5℃에서 1.4배 연신되었으며, 열-고정 온도는 120℃이었다.A microporous polyethylene membrane was prepared in the same manner as in Example 1, except that the same polyethylene as in Comparative Example 5 was used. In addition, the stretching temperature of the gel-type sheet was 119 ° C, the microporous membrane was drawn 1.4 times at 129.5 ° C, and the heat-fixing temperature was 120 ° C.

비교예Comparative example 7 7

실시예 2에서와 동일한 폴리에틸렌을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1에서와 동일한 방식으로 미세다공성 폴리에틸렌 막을 제조하였다. 또한, 상기 겔-형 쉬트의 연신 온도는 119℃이었고, 상기 미세다공성 막은 115℃에서 1.4배 연신되었으며, 열-고정 온도는 134℃이었다.A microporous polyethylene membrane was prepared in the same manner as in Example 1, except that the same polyethylene as in Example 2 was used. In addition, the stretching temperature of the gel-type sheet was 119 ° C, the microporous membrane was drawn 1.4 times at 115 ° C, and the heat-fixing temperature was 134 ° C.

실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 7에서 수득된 미세다공성 막의 특성을 상기 방법에 의해 측정하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 실시예 3 및 7, 및 비교예 1의 미세다공성 막과 관련하여, 수은 침투 기공률 측정법에 의해 얻어진 이들의 기공 크기 분포 곡선을 도 2 내지 4에 나타내었다.The properties of the microporous membranes obtained in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 7 were measured by the above method. The results are shown in Table 1 below. Regarding the microporous membranes of Examples 3 and 7, and Comparative Example 1, their pore size distribution curves obtained by mercury permeation porosity measurement are shown in FIGS. 2 to 4.

(1) 평균 두께(㎛)(1) Average thickness (㎛)

각 미세다공성 막의 두께는 30 cm 폭에 대해 5 cm 종방향 간격으로 접촉 두께 계량기로 측정하여 평균하였다. The thickness of each microporous membrane was averaged by measuring with a contact thickness meter at 5 cm longitudinal intervals over 30 cm width.

(2) 공기 투과도(초/100 ㎤/20 ㎛)(2) Air permeability (seconds / 100 cm 3/20 μm)

JIS P8117에 준거하여 두께 T1인 각각의 미세다공성 막에 대하여 측정된 공기 투과도 P1은 식 P2=(P1×20)/T1에 의해 20 ㎛ 두께에서의 공기 투과도 P2로 환산되었다.The air permeability P 1 measured for each microporous membrane having a thickness T 1 according to JIS P8117 was converted into air permeability P 2 at a thickness of 20 μm by the formula P 2 = (P 1 × 20) / T 1 . .

(3) 공극률(%)(3) Porosity (%)

중량법에 의해 측정하였다.It was measured by gravimetric method.

(4) 핀 천공 강도(mN/20 ㎛)(4) pin puncture strength (mN / 20 μm)

단부가 구면(곡률 반경 R: 0.5 mm)인 직경 1 mm의 침으로 2 mm/초의 속도로 두께 T1의 각각의 미세다공성 막을 찔렀을 때의 최대 하중을 측정하였다. 측정된 최대 하중 L1을 식 L2 = (L1×20)/T1에 의해 20 ㎛의 두께에서 최대 하중 L2로 전환하였다. The maximum load when each microporous membrane of thickness T 1 was punctured at a speed of 2 mm / sec with a needle having a diameter of 1 mm with a spherical surface (curvature radius R: 0.5 mm) was measured. The measured maximum load L 1 was converted to the maximum load L 2 at a thickness of 20 μm by the formula L 2 = (L 1 × 20) / T1.

(5) 인장 파단 강도 및 인장 파단 신도(5) tensile breaking strength and tensile breaking elongation

ASTM D882에 따라 10 mm 폭의 장방향 시험편에 대해 이들을 측정하였다. These were measured on 10 mm wide longitudinal test specimens in accordance with ASTM D882.

(6) 열 수축률(%)(6) heat shrinkage (%)

105℃에 8시간 노출되었을 때 종방향 및 횡방향 모두에서 각각의 미세다공성 막의 수축률을 측정하고 평균하여 상기 열 수축률을 결정하였다.The thermal shrinkage was determined by averaging and averaging the shrinkage of each microporous membrane in both the longitudinal and transverse directions when exposed to 105 ° C. for 8 hours.

(7) 열 압축 후 두께 변화율(%)(7) Thickness change rate after thermal compression (%)

한 쌍의 고도로 평탄한 플레이트 사이에 미세다공성 막 샘플을 위치시키고 2.2 MPa(22 kgf/㎠)의 압력 하에 90℃에서 5분간 프레스 기로 열-압축하여, 상기와 동일한 방식으로 평균 두께를 결정하였다. 두께 변화율은 식: (압축 후의 평균 두께 - 압축 전의 평균 두께)/(압축 전의 평균 두께)×100에 의해 계산하였다.Microporous membrane samples were placed between a pair of highly flat plates and heat-compressed with a press machine at 90 ° C. for 5 minutes under a pressure of 2.2 MPa (22 kgf / cm 2) to determine the average thickness in the same manner as above. Thickness change rate was computed by Formula: (Average thickness after compression-average thickness before compression) / (average thickness before compression) x100.

(8) 열 압축 후 공기 투과도(초/100 ㎤/20 ㎛)(8) air permeability after thermal compression (seconds / 100 cm 3/20 μm)

두께 T1의 각각의 미세다공성 막을 상기 조건 하에서 열-압축하고 JIS P8117에 준거하여 공기 투과도 P1에 대해 측정하였다. 측정된 공기 투과도 P1은 식 P2=(P1×20)/T1에 의해 20 ㎛ 두께에서의 공기 투과도 P2로 환산되었다.Each microporous membrane of thickness T 1 was heat-compressed under the above conditions and measured for air permeability P 1 in accordance with JIS P8117. The measured air permeability P 1 was converted into air permeability P 2 at a thickness of 20 μm by the formula P 2 = (P 1 × 20) / T 1 .

(9) 전해액 흡수 속도(9) electrolyte absorption rate

동적-표면-장력-측정 장치(에코 인스트루먼츠 캄파니 리미티드로부터 입수가능한 고-정밀 전자 저울을 갖는 DCAT21)를 사용하여, 미세다공성 막 샘플을 18℃로 유지된 전해액(전해질: 1 몰/L의 LiPF6, 용매: 3/7 부피비의 에틸렌 카보네이트/다이메틸 카보네이트)에 침지시켜 식:[미세다공성 막의 중량 증가량(g)/흡수 전 미세다공성 막의 중량(g)]에 의해 전해액 흡수 속도를 결정하였다. 전해액 흡수 속도는 비교예 1의 미세다공성 막에서의 전해액 흡수 속도를 1로 가정하여 상대 값으로 표시하였다.Using a dynamic-surface-tension-measuring device (DCAT21 with a high-precision electronic balance available from Eco Instruments Co., Ltd.), the microporous membrane sample was held at 18 ° C. in an electrolyte solution (electrolyte: 1 mol / L of LiPF). 6 , solvent: 3/7 volume ratio of ethylene carbonate / dimethyl carbonate), the electrolyte solution absorption rate was determined by the formula: [weight increase in microporous membrane (g) / weight of microporous membrane before absorption (g)]. The electrolyte absorption rate was expressed as a relative value assuming the electrolyte absorption rate in the microporous membrane of Comparative Example 1 as 1.

(10) 기공 크기 분포(10) pore size distribution

상기 미세다공성 막의 기공 크기 분포는 상기 섹션 [3]에 기술된 방법을 사용하여 수은 침투 기공률 측정법에 의해 결정하였다. 기공 크기의 함수로서의 미분 기공 부피

Figure 112010028747070-pct00011
는 실시예 3의 막에 대해서는 도 1에, 실시예 7의 막에 대해서는 도 2에, 비교예 2의 막에 대해서는 도 3에 나타내었다.The pore size distribution of the microporous membrane was determined by mercury penetration porosity measurement using the method described in section [3] above. Differential pore volume as a function of pore size
Figure 112010028747070-pct00011
1 is shown in FIG. 1 for the film of Example 3, FIG. 2 for the film of Example 7, and FIG. 3 for the film of Comparative Example 2. FIG.

(11) 표면 조도(11) surface roughness

동력학적 힘 모드(DFM)에서 AFM에 의해 측정된 표면의 최대 높이 차이를 표면 조도로 사용하였다.The maximum height difference of the surface measured by AFM in the dynamic force mode (DFM) was used as the surface roughness.

표 1TABLE 1

Figure 112010028747070-pct00012
Figure 112010028747070-pct00012

Figure 112010028747070-pct00013

Figure 112010028747070-pct00013

표 1에 나타낸 바와 같이, 실시예 1 내지 7 각각의 미세다공성 막은 하이브리드 구조의 특징을 갖는다. 즉, 미분 기공 부피 곡선

Figure 112010028747070-pct00014
은 100 nm 내지 1,000 nm의 기공 크기를 갖는 상당한 개수의 기공의 존재를 나타낸다. 더욱이, 도 1 및 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 약 100 나노미터 내지 약 1,000 나노미터의 기공 직경에 대한 곡선 아래의 면적 분율은 약 10 나노미터 내지 약 1,000 나노미터의 기공 직경에 대한 곡선 아래의 총 면적의 25% 이상이다. 비교예 2의 막은 하이브리드 구조를 갖지 않으며, 도 3에 나타낸 바와 같이, 약 100 나노미터 내지 약 1,000 나노미터의 기공 직경에 대한 곡선 아래의 면적 분율은 약 10 나노미터 내지 약 1,000 나노미터의 기공 직경에 대한 곡선 아래의 총 면적의 20%보다 현저히 낮다.As shown in Table 1, each of the microporous membranes of Examples 1 to 7 has the characteristics of a hybrid structure. Ie differential pore volume curve
Figure 112010028747070-pct00014
Indicates the presence of a significant number of pores having a pore size of 100 nm to 1,000 nm. Moreover, as can be seen from FIGS. 1 and 2, the area fraction below the curve for the pore diameter of about 100 nanometers to about 1,000 nanometers is below the curve for the pore diameter of about 10 nanometers to about 1,000 nanometers. More than 25% of the total area. The membrane of Comparative Example 2 does not have a hybrid structure, and as shown in FIG. 3, the area fraction under the curve for the pore diameter of about 100 nanometers to about 1,000 nanometers has a pore diameter of about 10 nanometers to about 1,000 nanometers. It is significantly lower than 20% of the total area under the curve for.

실시예 1 내지 7의 미세다공성 막은 적절한 전해액 흡수성뿐만 아니라 적절한 공기 투과도, 핀 천공 강도, 인장 파단 강도, 인장 파단 신도 및 열 수축률을 가지며, 열 압축 후의 두께 및 공기 투과도 변화가 작다.The microporous membranes of Examples 1 to 7 have not only proper electrolyte absorbency but also adequate air permeability, pin puncture strength, tensile breaking strength, tensile breaking elongation and heat shrinkage rate, and the thickness and air permeability change after thermal compression are small.

비교예 1은 공기 투과도, 열 압축 후의 공기 투과도 및 전해액 흡수성에서 실시예 1 내지 7 만큼 좋지 않았다. 이는 비교예 1의 미세다공성 막이 7중량% 이상의 UHMWPE를 함유하는 폴리에틸렌 조성물로부터 수득되었기 때문인 것으로 생각된다.Comparative Example 1 was not as good as Examples 1 to 7 in air permeability, air permeability after thermal compression, and electrolyte absorbency. This is considered to be because the microporous membrane of Comparative Example 1 was obtained from a polyethylene composition containing at least 7% by weight of UHMWPE.

비교예 2는 핀 천공 강도, 열 압축 후 공기 투과도 및 전해액 흡수성에서 실시예 1 내지 7 만큼 좋지 않았다. 이는 상기 미세다공성 막이 연신되지 않았기 때문인 것으로 생각된다.Comparative Example 2 was not as good as Examples 1-7 in fin puncture strength, air compression after thermal compression and electrolyte absorbency. This is considered to be because the microporous membrane was not drawn.

비교예 3 및 4의 막은 전해액 흡수성에서 실시예 1 내지 7 만큼 좋지 않았다. 이는 상기 미세다공성 막의 연신 배율이 비교예 3에서 1.8배 이상이었고, 7중량% 이상의 UHMWPE를 함유하는 폴리에틸렌 조성물이 비교예 4에서 사용되었기 때문인 것으로 생각된다.The membranes of Comparative Examples 3 and 4 were not as good as Examples 1 to 7 in electrolyte absorbency. This is considered to be because the draw ratio of the microporous membrane was 1.8 times or more in Comparative Example 3, and a polyethylene composition containing 7% by weight or more of UHMWPE was used in Comparative Example 4.

비교예 6의 미세다공성 막은 핀 천공 강도, 인장 파단 강도, 인장 파단 신도 및 내열수축률에서 실시예 1 내지 7 만큼 좋지 않았다. 이는 상기 겔-형 쉬트가 너무 높은 연신 온도를 가졌고 상기 열-고정 온도가 상기 미세다공성 막의 연신 온도 - 5℃보다 더 낮았기 때문인 것으로 생각된다.The microporous membrane of Comparative Example 6 was not as good as Examples 1 to 7 in pin puncture strength, tensile fracture strength, tensile fracture elongation and heat shrinkage rate. This is believed to be because the gel-like sheet had a drawing temperature that was too high and the heat-setting temperature was lower than the drawing temperature of the microporous membrane minus 5 ° C.

도 6은 하이브리드 구조를 갖지 않는 미세다공성 막(비교예)에 대한 미분 기공 부피 곡선을 나타낸 것이다. 상기 막은 초고분자량 폴리에틸렌 30중량% 및 고밀도 폴리에틸렌 70중량%를 함유한다. 이러한 막의 제조에 있어서, 상기 냉각된 압출물은 95℃의 온도에서 2축 연신되었지만, 상기 막은 제 2 연신 단계로 처리되지 않았다. 1 nm 내지 1,000 nm에 대한 미분 기공 부피 곡선

Figure 112010028747070-pct00015
아래의 총 면적은 0.56이다. 100 nm 내지 1,000 nm에 대한 곡선 아래의 면적은 0.13이다. 이들 면적의 비는 약 0.23이므로, 곡선 아래 면적의 약 23%는 100 nm 내지 1,000 nm 크기 범위의 기공들과 관계된다.FIG. 6 shows differential pore volume curves for microporous membranes (comparative) that do not have a hybrid structure. The membrane contains 30% by weight ultra high molecular weight polyethylene and 70% by weight high density polyethylene. In the preparation of this membrane, the cooled extrudate was biaxially stretched at a temperature of 95 ° C., but the membrane was not subjected to the second stretching step. Differential pore volume curve for 1 nm to 1,000 nm
Figure 112010028747070-pct00015
The total area below is 0.56. The area under the curve for 100 nm to 1,000 nm is 0.13. Since the ratio of these areas is about 0.23, about 23% of the area under the curve is related to pores ranging in size from 100 nm to 1,000 nm.

도 7은 하이브리드 구조를 갖는 미세다공성 막에 대한 미분 기공 부피 곡선을 나타낸 것이다. 상기 막은 초고분자량 폴리에틸렌 2중량%, 고밀도 폴리에틸렌 93중량%, 및 폴리프로필렌 5중량%를 함유한다. 이러한 막의 제조에 있어서, 상기 냉각된 압출물은 95℃의 온도에서 2축 연신되었고, 상기 막은 1.4배의 연신 배율로 제 2 연신 단계로 처리되었다. 열 고정 온도는 127.5℃이었다.FIG. 7 shows the differential pore volume curves for microporous membranes with a hybrid structure. The membrane contains 2% by weight ultra high molecular weight polyethylene, 93% by weight high density polyethylene, and 5% by weight polypropylene. In the preparation of this membrane, the cooled extrudate was biaxially stretched at a temperature of 95 ° C. and the membrane was subjected to a second stretching step at a draw ratio of 1.4 times. The heat set temperature was 127.5 ° C.

Claims (25)

폴리에틸렌을 포함하고, 10 nm 내지 1,000 nm의 기공 크기 범위에 대한 곡선 아래 총 면적(total area under the curve)의 25% 이상인 100 nm 내지 1,000 nm의 기공 크기 범위에 대한 곡선 아래 면적을 갖는 미분 기공 부피 곡선을 갖고, 조밀한 도메인과 조대한 도메인이 불규칙하게 얽혀 종방향 및 횡방향으로 보았을 때 미세다공성 폴리올레핀 막(membrane)의 횡단면에서 하이브리드 구조를 형성하는, 미세다공성 막.Differential pore volume comprising polyethylene and having an area under the curve for a pore size range of 100 nm to 1,000 nm that is at least 25% of the total area under the curve for a pore size range of 10 nm to 1,000 nm A microporous membrane having a curve, wherein the dense and coarse domains are irregularly entangled to form a hybrid structure in the cross section of the microporous polyolefin membrane when viewed in the longitudinal and transverse directions. 제 1 항에 있어서,
상기 폴리에틸렌이 (a) 중량 평균 분자량이 1×104 내지 5×105인 제 1 폴리에틸렌, 및 (b) 중량 평균 분자량이 5×105 초과인 제 2 폴리에틸렌 7 중량%(미세다공성 막 중량 기준) 이하를 포함하는, 미세다공성 막.
The method of claim 1,
7% by weight of the polyethylene (a) a first polyethylene having a weight average molecular weight of 1 × 10 4 to 5 × 10 5 , and (b) a second polyethylene having a weight average molecular weight of more than 5 × 10 5 (based on the weight of the microporous membrane) ) A microporous membrane comprising:
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
폴리프로필렌을 추가로 포함하는, 미세다공성 막.
The method according to claim 1 or 2,
A microporous membrane, further comprising polypropylene.
제 3 항에 있어서,
상기 미세다공성 막에서의 폴리프로필렌의 양이, 미세다공성 막의 중량을 기준으로, 25 중량% 이하인, 미세다공성 막.
The method of claim 3, wherein
Wherein the amount of polypropylene in the microporous membrane is 25% by weight or less based on the weight of the microporous membrane.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 미세다공성 막이 3×102 nm 이상의 표면 조도를 갖는, 미세다공성 막.
The method according to claim 1 or 2,
A microporous membrane, wherein the microporous membrane has a surface roughness of 3 × 10 2 nm or more.
제 2 항에 있어서,
상기 제 1 폴리에틸렌은, 분자량 분포가 5 내지 100인 고밀도 폴리에틸렌이고, 상기 제 2 폴리에틸렌은, 중량 평균 분자량이 1×106 초과인 초고분자량 폴리에틸렌인, 미세다공성 막.
The method of claim 2,
The first polyethylene is a high density polyethylene having a molecular weight distribution of 5 to 100, and the second polyethylene is an ultrahigh molecular weight polyethylene having a weight average molecular weight of greater than 1 × 10 6 .
제 3 항에 있어서,
상기 폴리프로필렌이 3×105 내지 1.5×106 의 중량 평균 분자량을 갖는, 미세다공성 막.
The method of claim 3, wherein
The microporous membrane of which said polypropylene has a weight average molecular weight of 3 * 10 <5> -1.5 * 10 <6> .
제 3 항에 있어서,
상기 폴리프로필렌이 하기 중 하나 이상을 특징으로 하는, 미세다공성 막:
(i) 융합열 80 J/g 이상,
(ii) 분자량 분포 1 내지 100,
(iii) 아이소택틱 방향성(isotactic tacticity),
(iv) 용융 피크(제 2 용융) 160℃ 이상,
(v) 230℃의 온도에서 측정된 트라우톤(Trouton) 비 15 이상, 또는
(vi) 230℃의 온도 및 25 초-1의 변형 속도(strain rate)에서의 인장 점도 50,000 Pa?초 이상.
The method of claim 3, wherein
A microporous membrane wherein the polypropylene is characterized by one or more of the following:
(i) heat of fusion of 80 J / g or more,
(ii) molecular weight distribution 1-100,
(iii) isotactic tacticity,
(iv) a melting peak (second melt) of at least 160 ° C.,
(v) a Trouton ratio of at least 15 measured at a temperature of 230 ° C., or
(vi) a tensile viscosity of at least 50,000 Pa · sec at a temperature of 230 ° C. and a strain rate of 25 sec −1 .
애노드, 캐쏘드, 상기 애노드 및 상기 캐쏘드와 접촉해 있는 전해질, 및 상기 애노드 및 상기 캐쏘드 사이에 위치하고 제 1 항의 미세다공성 막을 포함하는 하나 이상의 분리막을 포함하는 배터리(battery).A battery comprising an anode, a cathode, an electrolyte in contact with the anode and the cathode, and at least one separator disposed between the anode and the cathode and comprising the microporous membrane of claim 1. 제 1 항의 미세다공성 막을 포함하는 제 1 층 및 적어도 제 2 층을 갖는 다층 미세다공성 막.A multilayer microporous membrane having a first layer and at least a second layer comprising the microporous membrane of claim 1. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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