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經濟部中央橾準局員工消費合作社印製 A7 五、發明説Μ (1 ) ' '— 本發明爲1994年11月17日建樓之審查中之第〇8/341，239 號專利申請的部分延續。 發明範圍 本發明概略地關於隔膜電池分離器。 發明背景 電化學電池已有一段時間被用㈣爲一種纟置而供電至 各種之耗電產品中。在此一方面，傳統電池通常具有—陽 極、一陰極、一多孔分離器用來保持陽極與陰極間的實質 分離、以及一適當之電解質，其當使用時可供應正及負離 子源而移動於陽極及陰極之間。 使用在電化學電池之分離器，必須展現數種期望之功能 性特質。譬如，分離器必須有足夠之毛孔或可透性，俾當 使用時可容許離子移動於陽極及陰極之間；分離器必須薄 到足以讓足夠之活性物質置於電池内而達到期望之能量； 最後以電池製造過程之觀點言之，分離器必須具有足夠之 穿刺強度以阻止電極之穿破及損害（此一電極可能具有粗糙 之表面），而此會導致生產時之内部短路及高碎片率。此種 必需之特性平衡（即高多孔性及高穿刺強度於一薄分離器内） ，經常是難於達成的。 此外’對一高能量鋰電池系統而言，亦期望分離器可提 供一關斷功能。此意指多孔性減少至無法控制之潛在性爆 炸幅度反應，可以免於發生之程度。此必會發生在某些遠 低於鈾元素熔化及或點火點的溫度下。由聚丙烯（Ρ Ρ )製作 之隔膜可有關斷作用，但是Ρ Ρ的熔點（大約1 6 5 X：)太接近 -4 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) a4規格（210 X 297公釐） *^1Τ------^.^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 A7 經濟部中央標準局員工消費合作社印聚 五、發明説明（2 鍾元素的熔點。因此’由聚乙烯（p E )(熔點在大約丨3 5 ) I作之隔膜受到青睞。可是，P E隔膜又較類似厚度之p p隔 膜，傾向於具有較低之穿剌強度。 使用單層式或箔片式微孔隔膜作爲電池分離器已廣被知 曉。在此一方面中’發表在Issacs〇n等人之第3,55 8,7 64號、 Beirnbaum等人之第3,843,761號、以及Druin等人之 3,679,53 8號美國專利中之微孔隔膜（每—此美國專利的全部 内容’均特別地置於本文供作參考），均已由Hoechst Celanese公司以註册商標”ceigard® ”而將其商品化，供電池 刀離器及其他應用的使用。一般而言，這些專利發表單層 式微孔聚石臘隔膜。

Lundquist等人的美國第4,650,730及4 73 1 3〇4號專利（該 每一美國專利的全部内容均特別地置於本文供作參考），發 表據説是用做電池分離器的薄片產品，它具有至少兩片微 孔層，而們擴及同一空間地固合在一起而構成均一的薄 片產品。當遭受升高之溫度時（當由於誤用或因其他理由而 在電池内發生短路時），薄層之一傾向於，熔化而轉換成非通 孔式隔膜，因而切關電流及電池。 最近，用於所謂之鈕扣囊式鋰陰極電池之交又層微孔隔 膜分離器已被提出，且證之於日本的第59_12559、63_72〇63 及59-173948號專利申請中。每一這些曰本專利文件，概略 地發表用於短扣囊式電池之較小圓形電池分離器，其中分 離器包含兩片相互壓合成箔的微孔隔膜層，俾使某一層的 軸向，相對於另一層的軸向是角度偏位（最好是正交）。所 -5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X25»7公楚 ---------袭------、玎-------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 五、發明説明（ 發表之構成此一鈕扣囊式交又層微孔隔膜分離器的過程， 概略地包3重疊-片微孔隔膜在另一片微孔隔膜上，使其 轴向呈角度偏位’接著自重叠之微孔隔膜薄片中打孔或黏 貼圓形分離器。 微孔隔膜薄片的交叉層’由於其增加的強度（穿孔阻抗 ，而使非鈕扣囊式電池具有某些優點。譬如，需要一連續 性分離器薄片，而其長度概略大於有效囊室直徑（即可使得 刀離器薄片T揲接縫地滚捲或在陽極及陰極層肖呈概略性 正弦曲線地摺疊）之圓筒形或長方形電池囊結構，可自交叉 層微孔隔膜分離器中提供之增大的強度及穿破阻抗特性中 獲盈。除此減大之強度及穿破阻抗特性外，至少交叉層微 孔隔膜層之-可由較㈣點之聚合物構成，因而提供—熱 保險絲來制止無法控制之電化學反應在囊室内發生。 可疋设目則止，技藝中尚未提出任何裝置用來製作由交 又層微孔隔膜所構成之連續性無縫薄片，本發明指向供應 此一需求。 4 發明總論 廣K，本發明指向連續式無縫電池分離器及製造此— 分離器的方法。尤其特別的是本發明實體化連續式無縫電 池分離券’丨中至少、兩層的微孔隔膜相互黏合 ’使得其某-層㈣層是減偏位。 ⑽觸 t發明之連續式交叉層微孔隔膜分離S，尤其特別地藉 由提供。至少兩片微孔聚合物層而構成’它們相對於機械^ 度(即單軸向)所等向性。至少一層、而最好兩層之該 m m ft— · 袭-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -6 -

、發明説明（4 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 :，最好初始時爲單轴向(即在機器方向)管形隔膜型式， 其以-期望角度而被螺旋式分割，使得層面 有意地相對於層面之縱軸向（或機器方向MD)偏置。 =層面可以黏合面相互接觸，俾達到交又層之效果 面的早軸万向，將相互間是角度偏位(即介於2… =間）。本發明之交又層電池分離器，尤其適用於電^ 人夕形中’其中電池薄片插人陽極及陰極片之間而構y ή電池囊結構’接著其被滾捲或㈣置 形狀之電池囊罐子中。 4长？ 圖式簡述 兹參考附圖，其中各圖中的參考號碼，代表 元件，其中； < 圖1爲概圖式之流程圖，顯示根據本發明而用來生產交3 層微孔隔膜電池分離器之步驟；以及 圖2爲-具代表性電池囊之部分剖面的側向透視圖，其寺 使用本發明之交又層微孔隔膜分離器。 詳細説明 如上之簡述，本發明特有之特徵爲連續且無縫之多層式 交叉層微孔隔膜分離器。”連續，，—詞意謂根據本發明之分 離器薄片所具有之長度方向尺寸，概略地大於使用分離器 薄片尤電池囊的有效直徑。，•有效直徑，，意謂著電池囊的最 剖面尺寸。因此，圓筒形電池囊所具有之有效直徑，即 爲圓筒體的實際剖面直徑，而非圓筒形電池囊所丑有之有 效直徑，則爲横剖面尺寸。根據本發明之分離器薄片長度 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格 ---------^------,訂------,Α· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 五、發明説明（5 ) ，最好具有之長度尺寸相較於電池囊有效直徑（L/De)的比 例，至少爲2.5。 本發明之電池分離器，將必需包含至少兩層微孔隔膜， 而此兩層被壓薄而連在一起。至少其中一層或是最好兩層 必頊相對於其機械強度而呈非等向性。基於上述之但書， 實際上由傳統隔膜製造過程中（即溶劑拉伸、連續冷/熱拉 伸、溶劑鑄造及類似法）所形成之任何微孔隔膜，均可用在 本發明之實作。最好是無等向性特性（即張力特性）可由單 軸方位來構成，但本發明不受此限。更佳的是由此製得之 微孔隔膜及薄片，係根據附圖1中之範例式程序。 從附圖1中可見備妥之微孔薄片，概略地採用一引伸階段 1 〇、一退火階段1 2及一拉伸階段i 4。引伸階段1 〇涉及使 用一圓形引伸模i〇b配以傳統之聚合物引伸器1〇c而引伸一 圓形無孔式薄片中空管10a。空氣經由引伸模向上引入而形 成中空管i〇a(即所謂之吹膜引伸法）。中空管i〇a使用滾輪 i〇d，10e而被凹陷而聚合成捲材10f。製作無孔式母質薄 片的較佳聚合物，最好是石臘樹脂，巾即聚丙烯或聚乙烯 。可是，其他的樹脂亦可加以使用，端視本發明分離器意 欲使用之特定電池附件而定。 σ〜 捲材i〇f接著在退火階段12中’在退火或熱處理爐12中 退火。退火階段12用以增加晶粒大小，同時移除其内之雜 物。概略言之，退火在低於聚合物熔點之大约5。〇至1001 的溫度範圍内，進行一段數秒至數小時的時間(即5秒至24 小時，更佳地自大約30秒至2小時）。在另—範圍中，冬聚 ^紙張尺度適财關家標準（CNSTX^~( 裝 訂------f (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -8- 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 ------- B7 五、發明説明（6 ) ' " 丙缔爲製作無孔薄片的聚合物時，較佳之退火溫度在大約 100C與155C之間的範圍内。 退火階段之後，退過火之無孔薄片10f準備進行拉伸階段 2加工，用以在其内形成微孔，且賦予單轴的方向。在此 考量下，拉伸階段概略地涉及連續步驟之冷拉伸、以及 其後之弯曲無孔薄片的連續熱拉伸，即如前述地更詳述於 Isaacson等人之.764號、Biernbaum等人之，76〗以及〇^^等 人<’538號專利中。最後之微孔隔膜材料（仍是凹陷中空管 形式），在拉伸的末尾階段^中，仍以捲材18型式回收。 形成捲材18之微孔隔膜材料上的毛孔，主要係經由彎曲 路徑而互連，其可自某一外表面或表面區延伸至另一表面（ 即開囊式）。因此，微孔構件在相較於其不具開囊式結構之 對應母質薄片之密度下，將顯示大量減小的密度。基於此 考量’微孔隔膜基本上將具有不超過大約95%的膨大密 度’而一般係介於f曲無孔式母質薄片的大約5〇%及7〇〇/〇 之間。 可是，微孔隔膜的毛孔極小，亦即毛孔形狀或排置細節 ’唯有藉助顯微尺寸才得以説明。因此，隔膜内之開囊或 毛孔，較那些只可用一般光顯微鏡才可量測者更小，因爲 只有大約爲5,000A(長度單位”埃”，1 〇 -1 〇米）波長的可見光 ’大於開囊或毛孔之最長平面或表面尺寸。微孔隔膜的毛 孔大小，可藉由電顯微鏡技術（可以解析低於5,〇〇〇a之毛孔 結構的細節）或藉由水銀測孔隙技術來界定。 用於本發明電池分離器之微孔隔膜的平均有效毛孔尺寸 -9- 本紙張尺度適财關家縣（CNS ) Μ規格（21Qx297公楚） ^-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 A7 .____B7_ 1、發明説明d '~' --- ，最好在50至5000A之間，更標準地介於]5〇至5〇〇〇入之間 。:平均有效毛孔尺寸”意謂容許概略呈球形顆粒之相同尺 寸通過其中 < 毛孔的最小尺寸。毛孔概略地藉由許多長形 無孔式互連表面區域加以界$，其長度方向的抽向，概略 呈相互平行，同時概略地正交或垂直於薄片在拉伸階段“ 中拉伸的方向。概略與無孔區域交錯且被其界定者，爲許 多長形多孔的表面區域，其包含許多的平行細纖維。細纖 維以它們之末端與無孔區域相連，同時概略地垂直於此一 無孔區域。細纖維之間者爲毛孔，其具有之長形形體，具 有大約自5 0至5,000A的寬度，以及大約自5 〇〇至ιο οοοΑ之 長度。因此，”平均有效毛孔尺寸”將由毛孔的寬度尺寸來 決定。 因此可以遇知構成捲材1 8的隔膜，在其拉伸階段1 4時是 單軸地指向拉伸（機器）方向。根據本發明’捲材此種單轴 方位’藉由使用偏位或螺旋切痕/回轉站2 〇而相對於隔膜的 長度方向偏置。關於此點之較佳切痕/回轉站2 〇爲傳統性的 。可以用於實踐本發明之裝置，包含如下專利所述及所示 :Rasmussen的第 5,248,366號專利；Smith等人的 4,907,323 號專利；Canterino等人的4,439,260號專利；Upmeier等人的 4,809,413 號專利；parker 等人的 2,644,522 號專利；Gardner 等 人的2，1 10,856及 1，955,282號專利；Camfield的 1,753,645號專 利；Bunker的1,305,485號專利；以及蘇聯的第4料364號專 利（這些美國專利的所有内容均有所示地置於此文供作參考） 。一種可適當用作切痕/回轉站20的市售裝置，爲來自john -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） I--------: '裝-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -β 1" ^υ4β4η Α7 --------- - Β7 五、發明説明（8) ' ' '~~ ----

DuSenbery公司之滅丨sh〇n工業分公司所生產的2 位器/纏繞器。 询 自拉伸步驟Μ中獲得成捲之單抽向微孔摺叠管形隔膜18 、’由鬆脱之支撑件2Ga所支撑。微孔隔膜捲材在搭配回轉站 《支撑心軸20b的反軸方向上’於切痕/回轉站2〇中鬆脱。 自捲材18中鬆脱之管形隔膜反轴向上的空氣&，必須用來 協助開啓管形隔膜。由心軸2Gb以及支撑捲材18的鬆脱架 構20a所支撑之分開的單軸向管形隔膜，在當管形之隔膜前 進至切割站20f時，聚合式地藉由鬆脱馬達2〇d而繞著心軸 2〇b旋轉。漲開之管形隔膜，在位置2〇f處被小刀或刀片（ 未圖示）切開，而此位置以相對於軸線某一期望角度（即3 〇 度至60度）而相對於心軸2〇b固定。切開之薄片在位置 處，以相同於切刀的角度而自心軸2〇b中拉出而捲入爲捲 材18a。可認知纏繞在捲材18a上之隔膜，將斜向於薄片縱 軸的方向指向，而此斜向與管形薄片在位置2〇f處的切割斜 向量相等。 據發現如果在自拉伸步驟14中獲得之單軸向微孔凹陷管 形隔膜1 8内的層際間黏合量大於大約5克/吋時，管件隔膜 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 需在被送入切痕/回轉站2 0之前預先開啓--種可接受但非 較佳之情況。預先開啓可在分離的裝備件上完成，或是藉 由在捲材18及抓持滾輪20a(或”S”包纏）之間置入氣泡。最 好是自拉伸步驟14中獲得之單軸向微孔凹陷管形隔膜18内 的層際間黏合量小於大約5克/忖’俾在切痕/回轉站2 〇之前 ，避免管形隔膜的預先開啓。 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2IOX 297公釐） 五、 發明説明（9 至V兩片微孔隔膜可相互間交錯呈薄片層，俾構成根揭 =發明之連續式電池分離器。最好是每—構成電池分離器 勺隔膜層，將已有切痕/回轉站20中成形。此即每一根據本 發：而構成分離器之微孔隔膜層，將展現相對於隔膜長勒 向呈角度偏向之無等向性機械性能，同時將進一步地相互 間壓薄是面向接觸，使得隔膜層的方向，個自地呈角度傾 斜（即交又層）。 、 如圖！所示，交叉層站22中酉己置微孔隔膜，其自由切痕/ =轉站20中獲得之至少兩個捲材18a中鬆開，其方式可使 得隔膜之-的角偏肖，補償另—隔膜的角偏向。可是如有 必要’僅只在交叉站22中鬆開之隔膜之—需要具有相對於 隔膜長轴方向呈角度偏向，貝另—隔膜可具有平行於隔膜 長轴的方向（即引導隔膜片的傳統式機器方向）。因而最終 被壓薄之隔膜，仍然具有相互呈斜角之每—層片的方向， 雖然此-斜角較小。別的不提，單就本發明提供之原理， 即可加以使用及/或修改而獲得薄片式多層次微孔電池分離 器，而個別層的方向，可實際地以任何期望之角度而相互 角度偏向。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ♦無論如何，微孔構件以面對面的關係而自每一捲材“a中 鬆脱，俾確保在兩個隔膜層之間建立角偏向。此即某一隔 膜層的工藝面’接觸另一隔膜層的工藝面，使得隔膜的角 偏向相互對立。舉例言之，如果微孔隔膜在切痕/回轉站2〇 中以大約45度角切割’則隔膜層方向間的相對角度偏向將 大約㈣度，縱，然每—隔膜層的方向均相對於隔膜之 _ _12_ 本紙張Z度適用中SIS)家標準（CNS ) Μ規格（2iGx297公 五、發明説明（1〇 ) 而呈4 5度角。 壓薄微孔隔膜層而構成根攄太 *據本發明《分離器，可使用藉 由抓持滾輪22a供應之熱量及壓力來 ^ ^ # -¾ ^ 來成在此一万面，施 、抓：：輪間（介於大約300 psi(每平方叶中之碲數)及 Ps# ’力，以及捲材表面上介於丨丨代及丨^之間的 溫度，據發現特料於在介於大約15fpm(每㈣之叹數） = 5〇fP紅間的線性速率下，因合聚乙缔或聚乙締與聚丙 烯的組合層。 隔膜薄片可變通地使用黏劑而完成，而此黏劑在層面於 抓持滾輪22a處呈實體接觸前，藉由黏劑塗敷器22b而塗敷 f某一或是兩個層面丨。黏齋!最好是藉由任何傳统技術如 2氣粒子化，超音波喷塗或類似方法而噴塗至薄片平面上 ，但可期盼諸如凹版印刷塗層的印刷技術亦可加以使用。 實際上，任何的黏劑均可加以使用，只要它們可與微孔隔 膜、薄片分離器意欲使用之電化學囊室環境，以及塗敷方 法相容即可。可使用之某一該材料，可購自賓州Attentown 市之2氣產品及化學品公司（Air Pr〇ducts an(1 Chemicais Inc.)所製之水基性乙缔乙酸鹽400型產品。噴塗應 用時必須小心，俾使堆積在隔膜平面上之黏滴，不會蓋住 或阻擋隔膜的微孔（即使得壓成薄片後，仍可展現適當之孔 隙及穿透性。在此一方面中，介於1及1〇〇微米（百萬分之 一公尺）間之黏滴尺寸及大約0 · 〇 3克/平方呎或更少之黏劑添 加’據發現在相較於類似之非箔片式薄片時，不會不利地 衝擊最終箔片式微孔電池分離器之氣孔或透水特徵。此當 -13- 本紙張尺廋適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公嫠） —^1 dn ml · ^-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 A7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（11 然將依特定塗敷器的使用而不同。 亦可期望層面的壓成薄片，可以藉由與熱能及壓力或超 音波之點（線或修紋）固合而完成。 不論使用之交叉層壓薄技術爲何，其最好獲致大約5克/ 吋或更多之層際間黏著，俾確保層面不致在進一步的加工 中分層。亦有某些證據顯示較高之黏著力，可促成較高之 穿刺強度。 現在以參考號碼24表示之交又層薄片離開抓持捲材22& ，且可經由刀片22c(圖！中只可看見一片）而在長度方向分 割，俾構成個別之交叉層微孔分離器片24a_24c，它們分別 地纏繞至捲片26a-26c中。薄片24a_24c(寬度方向尺寸，經 加以選定而可適用於使用分離器片之電池囊。因此在電池 囊的製作過程中，一捲分離器薄片26“6(；將被鬆開且插入 在構成電池囊的陽極及陰極材料層之間。接著，這些並置 的陽極、分離器片及陰極層將被切割至期望之長度，同時 主螺紋狀或蛇形狀地摺疊而插入電池的外區内（現代語法 之爲一只”罐子”）。 n 附圖2概示地描述一範例式電池囊Bc，其中使用根據本 :明之交叉層分離器薄片24a。如所見地，電池㈣ 地包含陽極及陰極層30、32，而其中插U連續0之八 離器薄片24a。此-混合結構呈螺旋形地繞著—置於中央: 心轴（未圖示）旋轉’俾構成一置於罐子36内之概略 形的囊室34中。可是宜了解亦可& 茼 呀4 J便用其他幾何型式之囊吉 34，諸如蛇形捲纏之囊室，其中 教至 甲 < 陽極、分離器片及陰 本紙張尺家標準（CNS) A4規格（ ^-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、π -14- 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（12 ) 層30、24 a及32，分別以前後蛇形捲繞之方式摺疊而配入 一概略呈長方形的罐子中。 陽極及陰極層3〇、32的電性互連，分別藉由陽極及陰極 ..帶 42而元成。在此—方面，陰極锻帶42與帽蓋44 的中〜銷4 4 a相連；而另一方面之陽極緞帶4 〇與帽蓋4 4的 外緣相連，因而在帽蓋44的對應端，經由罐子3 6而與陽極 鎖（未圖示）呈電性相連。一種絕緣盒46避免在陽極及陰極 锻帶40、42之間產生短路。 根據本發明之交叉層分離器薄片，最好具有不大於大約 千分之3忖的厚度’更好的是千分之0.5至1.5吋（可是如因 特疋應用的需要’厚度可以較大），而透水特性在以组約州

Troy市之Teledyne Gurley公司所製之高壓Gurley密度計（以 後稱之爲"Gurley値”）所量測者，小於大約4 5秒一平方付。 因此’根據本發明之交叉層薄片分離器片，將具有大於未 固合箱片厚度之小於千分之0 2吋的厚度尺寸；而Gur丨”値 爲大於未因合箔片Gurley値之小於大約1 〇秒—平方吋。根 據本發明之交叉層分離器’針對一大約爲千分之1吋的厚度 而：’可展現大於大約3 5 0克之穿剌強度。 本發明的其他方面及優點，在仔細地考量下列之未受限 定範例後，將變得更爲清析。 範例 茲採用下列之試驗來獲得表列中之數據：

Gurley値·此値係使用Tele dyne Gurley公司之Gurley密度 計第4120或41 50型號來量測’其爲在12.2吋之相同水壓下 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ----------^—— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、π 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 、發明説明（13 ) ，將10 cc之空氣通過1平方吋之薄膜所需之時間秒[參考 ASTM D726(B)]。 穿刺強度：在箔片產品的整個寬度上，進行丨〇次量測而 取其平均値。一種Mitech Stevens公司之LFRA結構分析儀 被用來進行測試。測試針之直徑爲丨65毫米，其針尖半徑 爲0.5毫米。下降率爲2毫米/秒，而最大偏差量爲6毫米。 薄片被緊固在夾持裝置上，其中央開口直徑爲113毫米。 範例一 種商購之半結晶聚乙晞樹脂、H〇stalen GF775〇VL、經 熔化而經由一環形模加以引伸，同時以空氣淬火而製成管 形薄片，其被壓陷且纏繞在拉緊之捲材上。引伸及淬火條 件，係可使得薄片具有某些機器方向性，以及一應力導出 <列向薄片形結晶結構。接著將薄片退火而增加薄片的尺 寸。其後，在室溫下於縱向或機器方向冷拉而斷開薄片間 的區域；在同一方向上熱拉而斷開薄片間的區域，而最後 經熱變形而控制回縮。最後之微孔隔膜，在機器方向上具 有南方位度。 平滑之微孔隔膜管接著被螺旋分割。管件由空氣及/或機 械裝置（心軸）重新打開，同時在當以切割裝置組在平行及 垂直旋轉軸間的某一角度上（一般爲4 5度）切割時，繞著其 軸線旋轉。最終之單層平滑薄片產品纏繞在捲材上，其自 身軸線垂直於切割方向。宜注意在切割之前，定位方向相 同於沿著管軸之縱向或機器方向。螺旋切割後，方位方向 與’•新的"機器方向呈某一角度，此角度由切刀角度相對於 裝 訂 . \ \ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -16- A7 B7 五、發明説明（14 管軸及拉緊器來界定。 兩捲之螺旋分割微孔隔膜產品，接著被壓縮在—起，使 得方位方向十字交又（概略呈直角）成交又層外形。它們在 大約11G’12G°C之溫度及3G()_35()psi之壓力下，使用熱抓持 而以大約每分鐘15呎的迷率固合。如下面之表1所示，最 終產品在相較於兩層產品而其層面的方位未相互偏置時， 具有相當高之穿剌強度。爲了供作比較，商購之以丨抑^② 2400型聚丙烯微孔隔膜具有大約千分之一吋的厚度，介於 20至45秒一平方吋之Gurley値，以及大約3 5 〇克之穿刺強 度0 〔請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 單層 雙層 交叉層 厚度(千分之一吋） 0.50 1.02 1.0 Gurley値(秒一平方叫 8 14 17 穿刺強度(克） 2 12 334 533 丁 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 範例2 另一交叉層箔片如同範例1所示’不同處在於箔片使用商 購之水—基式EVA黏劑（來自賓州Allentown市之空氣產品 及化學品公司之Airflex 400型）來固合，而該黏劑使用一空 氣微粒化喷'^而噴塗在單層的表面上。必須小心地塗敷足 夠之黏劑來固合薄層，俾足以避免稍後過程中之變厚、但 不致於重大的增加厚度或減少多孔性。如下面之表2所示， -17- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐）

發明説明（15 最終產品在相較於雙層產品而其層面的方位不會相互偏位 時，具有相當高之穿刺強度。 一單層 雙層 交又層 厚度(千分之一对） 0.49 1 .02 1.12 Gurley値(秒一平方吋） 14 22 29 穿刺強度(克） ”· 」 2 12 392 5 10 ----------襄-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 範例3 一系列之樣品展示偏位角度之影響，其固合係搭配與另 一聚乙烯隔膜，而固合過程類似範例1所述。如下面之表3 所示，穿刺強度隨偏位角及固合度而増加。 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 表3 固合 角度 厚度 (千分之一吋） Gurley 値 (秒一平方叶） 穿剌強度 (克） 單層 0.45 9 175 雙層 無 0〇 0.94 14 2 5 3 _ ” 有 0° 0.94 15 _zLZ-—--- 305 Μ 無 45 0 0.90 12 3 6 3 ” 有 45 0 0.89 _ 12 3 9 5 一 ” 無 90 ° 0.96 11 426 一 ” 有 90 ° 0.87 11 476__ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） A7發明説明（16) 範例4 -系列之聚乙晞及聚丙晞/聚乙“片被製成大約千分之 一忖的厚度。如表4所示，穿刺強度隨著偏向角度以及使用 聚丙稀作爲層面之一而增加。 表4 方位 0 0 "eBSBaasasa=*««*«_ 4 5° 90 0 PE/PE 3 3 0克 克 4 5 6奈 PP/PE 370克 5 70克 950克 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 經濟部中央標隼局&貝工消費合作社印製 範例5 採用一系列之樣品來檢視兩種型式之噴塗器及顆粒大小 之衫響。其中之一爲空氣微粒化嘴嘴，其生產大約2〇至 100微米（10 6米）的滴液（喷塗系統之噴嘴爲#E8〇2、裝置 爲1/4JSFU2C、喷塗型式爲平面式、噴嘴方位爲水平式、 至織布之距離爲22吋、至織布之方位爲45度，空氣壓力爲 30 psi，直線速率爲每分鐘5 0呎）。可是，據信此較小的滴 液，由於因鬲速空氣流產生且引導之嘴塗所造成之過度喷 塗及回彈，在其接觸隔膜面之前已擴散至空氣中；而另一 則爲超音波噴嘴，其產生大約1至1 〇 〇微米之滴液。據信其 分佈狀態偏向於較小之尺寸，而大多數的材料由於更和緩 之空氣流引導著噴塗而可接觸隔膜面。如表5所示，較小尺 寸的滴液，顯現出反向地影響著Gurley値。 •19- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4堤格（210X297公釐） 訂

、發明説明（17 ) __ 噴嘴 —..... 累計（克/平方公公、 Gurley値增加 __ 空氣霧化 .... 0.16 〇% _ 空氣霧化 ........ 0.18 〇% _ 超音波 0.03 3 2% 超音浊 0.06 1 5 0 % 範例6 藉由將黏劑2氣微粒化而製成之一系列樣品（噴塗系統之 噴槍爲#E831、喷嘴裝置爲1/4TT65〇〇17、噴塗型式平面式 、噴嘴方向爲垂直向、至連接板距離爲8吋、至連接板方伯 爲90度、液體流動率爲每分鐘〇 〇12_〇 〇15克，空氣壓力肩 10 psi，直線速率爲每分鐘4〇呎），可顯示添加黏劑泛

Gurley値的影響。如表6所示，黏劑添加在Gur丨巧値上具有 極大之影響。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 表6 黏劑累加重量 (克/平方吋） Gurley 値 (秒一平方吋） 0.0 12 0.03 18 0.06 64 0.08 115 -20- 本紙乐尺度適用1ί7國國豕標準（CNS ) A4規格（2〗297公釐〉 --—丨I丨 — 五、發明説明（18 範例 —系列之範例被用來顯示方位及厚 。/面所提之層面爲聚乙締，同時相符於.=度谓 主序。沒有任何的多層式範例是黏固的。如 所提出《 及厚度對穿刺阻抗有影響。 7所示，方位 經濟部中央標準局員工消費合作社印製

上列數據説明甚爲強靭之微孔隔墣分離器薄片，可符人 本發明之原理而製供’其相較於單層式微孔隔膜分離：： ’不會重大地增加厚度及/或穿職度特性。此即根據 明之交叉層微孔隔膜分離器薄片，在相較於具有相同方位 -21 - Μ氏浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格(2l〇^297^i~ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· ,I ! - · .I I I I . 範圍精神及範疇内之修改及相等之排置 五、發明説明（19 之兩層式分離器而言，展現增加的強度。 分離器薄片，# π $ X + 、、°果本發明的 年片4争別適用於需要連續無縫分離器片之電池囊 :構中，諸如其内部之陽極、陰極及置於其間之分離器片 刀別王螺旋狀纏繞且細摺之圓筒形或棱形電池囊。 因此，雖然本發明已藉由目前被認爲最佳之方法及較佳 實配例而加以説明，然而宜了解本發明並非限定於此發表 過之實配例，而係相反地意欲涵蓋包含於隨附之申請專利 I . I— I I^衣— I I I I 訂 I I \ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 經濟部中央標隼局員工消費合作社印掣 -22- 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) M規格（210x297公釐）

Claims (1)

1. 申請案 策疑專利範圍修正本(85年9月） 、申請專利範固 補充 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 種用以製作一連續無缝交又層電池分離器之方法，其 包含之步驟如下： (a) 相對於機械強度而提供第一及第二無等向性微孔聚 合層； (b) 螺旋形地分割至少該第—微孔聚合層 第二層呈角偏向地獲得一方位；及 (c) 將該第一及第二層之黏合面相互接觸 層之方位相對於該第二層之方位呈一角度。 2·根據申请專利範圍第1項之方法，其中該無等向性薄月 係由單轴方向獲得。 3·根據申請專利範圍第2項之方法 可螺旋般地分割該第一及第二層 呈—角度。 4. 根據申請專利範圍第1項之方法 該第一及第二層之管狀成形，而此第 (b )而呈螺旋狀分割。 5. 根據申请專利範圍第1項之方法，其中步驟（a)包含提 第一及第二無孔式母質薄片，接著將該第一及第二無 式母質薄片承受連續之單軸向冷及熱拉伸而構成該第 及弟一方向性層面。 6. 根據申請專利範圍第5項之方法，其中該第一及第二 孔式母質薄片，在該單軸向冷及熱拉伸前，承受熱退 俾相對於袁 使得該第 其中步驟（b )經實作 '使相對於該單轴方 其中步驟（a)包含構 第二層根據步 I» !: I 1^— .;1 - I I -*^- I - II «H »-II 丁 、ν'β (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 根據申請專利範圍第1項之方法，其中步骤（c )包含在首| 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 29"7公楚） 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 ---------- : ----------- _ 六、申請專利範圍 第一及第二層間施加一黏劑。 8. 根據申請專利範圍第1項之方法，其中步驟（c )包含施加 熱及壓力至該第一及第二層中而使其相互接觸。 9. 根據申請專利範圍第1項之方法，其中每一該第—及第 二層均由聚石臘構成。 1〇_根據申請專利範圍第9項之方法，其中該聚石臘至少爲 聚乙晞及聚丙烯之一。. 11. 一種用以製造交又層連續微孔電池分離器程序，其包冬 之步驟如下： ， (a) 構成單軸方向之管形微孔隔膜； (b) 相對單軸方向呈一角度地螺旋狀分割單軸向管形微 孔隔膜，俾獲得一第一連續薄片，其具有之方向，相對 於該連續薄片之長度方向呈一角度，以及接著 (c) 將該連續薄片與第二單軸向連續微孔薄片呈黏著接 觸，使得該第一薄片的單軸方向，相對於該第二薄片而 呈一角度。 12. 根據申請專利範圍第η項之程序，其中步驟及/或 經實作而使得該第一薄片之單軸方向係相對於該第二薄 片之單軸方向呈20度至90度間之角度。 13. 根據申請專利範圍第"項之程序，其包含構成一第二單 軸向管形微孔隔膜，接著相對於其單軸方向呈一角度地 螺旋式分割該第二單軸向管形微孔隔膜，俾獲得該^二 連續薄片’其具有之方向相對於該第二連續^之長度 方向而呈一角度。 2 - 本紙張尺度適用+關家轉（CNS〉A4規格（ ΤΓ^χ29·7公| )' ---------~裝-------.玎------- t (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} A8 A8

   申凊專利範圍 14·—種用以製作具有一陽極片、一陰極片及一插入其間之 分離器片之電池囊的方法；該方法包含之步驟如下： (a) 提供一捲具有第一及第二層單軸向微孔隔膜之交又 層分離器片，其中該第一隔膜之單軸向相對於該第二薄 片之早相向呈角度偏位； (b) 在陽極及陰極片之連續長度間插入該交又層分離器 片’俾構成一内電池囊混合結構； (c )滚轉或摺疊該内電池囊混合結構；以及接著 (d)將該滾轉過且摺疊好之内電池囊混合結構，置入一 外電池囊區内。 15. —種電池分離器，包含： 一連續之第一層，係單軸向微孔聚合材料·，及 一連續之第二層，係單軸向微孔聚合材料，其中 該第一及第二層以面對面之接觸方式相互黏合，使得 該第一層之單軸方向相對於該第二層之單軸方向呈一角 度’俾構成一軸向無縫之連續式電池分離器。 16. 根據申請專利範圍第丨5項之電池分離器，其中第一及第 二層相互接觸，使得第一層之單軸方向相對於第二層之 單軸方向呈20度至90度間之角度。 Π.根據申請專利範圍第1 5項之電池分離器，其中每一該第 一及第二層，均由聚石臘構成。 18. 根據申請專利範圍第1 7項之電池分離器，其中該聚石臘 爲聚乙烯及聚丙烯之一。 19. 根據申請專利範圍第1 5項之電池分離器，其中該第一及 -3- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） ϋ n I i - n --- ·- m - - - m - - I 1!— V—* 、va (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ^^4845

   &、申請專利範圍 弟二層的對應面係相互黏合的。 2〇·根據申請專利範圍第丨9項之電池分離器，其中該第—及 第二層’藉由黏劑或熱抓持固合而相互黏固。 21.—種電化學電池，其包含陽極及陰極片，以及一根據申 明專利範圍第1 5項而置入該陽極及陰極片之間之連續式 父又層微孔電池分離器。 {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝- 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐）