TW201927511A - 用於浸漬之基底膜、經改良之浸漬產物,及其相關方法 - Google Patents
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Abstract
一種新穎或經改良之用於浸漬的基底膜、經浸漬的基底膜、併入該經浸漬基底膜的產物,及/或本文所顯示、主張或描述的相關方法。
Description
發明領域
根據至少選擇的實施例,本申請案或本發明係指向新穎或經改良之用於浸漬的基底膜、經浸漬的基底膜、併入該經浸漬基底膜的產物及/或本文所顯示、主張、或描述的相關方法。根據至少某些實施例,本申請案或本發明係指向或提供用於聚合物浸漬的經改良基底膜,用於製成用於電池隔板的經改良浸漬膜,諸如用於鋰離子二次電池,及用於其他用途,諸如紡織品、過濾、濕度控制及之類,並指向製成與使用此種基底膜、經浸漬基底膜、電池隔板、及/或之類的相關方法。根據至少特定實施例,本申請案或本發明係指向新的及/或經改良的微孔性聚烯烴薄膜,該者可能使用作電池、鋰電池、鉛酸電池、電容器、燃料發電元的隔板或用於隔板,且指向可能使用於形成該薄膜及/或隔板之新的及/或經改良方法。
發明背景
微孔性聚合物薄膜為已知的,其可以藉由各種方法製成,並且製成該薄膜的方法可能對薄膜的物理屬性具有一實質影響。參閱,舉例而言,Kesting、Robert E.於1985年第二版之”Synthetic Polymeric Membranes, A Structural Perspective,
John Wiley & Sons, New York, N.Y.,”。用於製成微孔性聚合物薄膜之三種不同的已知方法包括:乾式拉伸製程(亦知悉為西爾加得(CELGARD)方法)、濕式製程及顆粒拉伸(particle stretch)製程。
乾式拉伸製程(西爾加得製程或乾式製程)意指孔洞形成係起因於在機器方向中拉伸(MD拉伸)一無孔性、半結晶、經擠壓的聚合物前驅物以形成孔洞的方法。參閱,舉例而言,Kesting,同前所述第290-297頁,該者係併入本文以做為參考。此乾式拉伸製程係不同於濕式製程與顆粒拉伸方法。通常,在濕式製程(亦知悉為相反轉方法、萃取方法或TIPS方法)中,該聚合性原料係與一加工油(有時意指為塑化劑)混合,此混合物係經擠壓,且然後當該加工油被移除時,孔洞係形成的(這些膜可能在移除該油前或後被拉伸)。參閱,舉例而言,Kesting,同前所述第237-286頁,該者係併入本文以做為參考。藉由濕式製程形成的膜亦可能被拉伸的。
在某些乾式製程(包括西爾加得製程及顆粒拉伸製程及乾式BOPP)微孔性薄膜中觀察到不同程度的一個問題係為***的問題,例如沿著MD方向撕裂或***(或MD***)。這在BNBOPP產品中較不是問題,但縱向撕裂依舊是一BNBOPP課題。在薄的微孔性薄膜中,MD***問題被放大,因為沒有「額外的肉」,而在一較厚的薄膜可能有以抵消該MD***。
解決MD***問題係為重要的,特別是假若該乾式製程微孔性薄膜被用作薄型電池隔板或薄型電池關斷(shutdown)隔板。微孔性薄膜電池隔板可能為薄的,以最小化其在該電池中所佔據的空間,且亦以降低導電電阻。除了薄之外,該微孔性薄膜隔板亦應具有足夠的強度以抵抗穿刺(例如,提高穿刺強度及/或降低MD***)。MD***或撕裂在操作隔板中造成困難,尤其是在電池製造過程中。
因此,展現經改良性能的微孔性薄膜(諸如降低的MD***)及用於製成該者的方法係為所欲的。
發明概要
本文揭露的係為新穎或經改良之用於浸漬的基底膜、薄膜、層或隔板,經浸漬的基底膜、薄膜、層或隔板,併入該經浸漬之基底膜、薄膜、層或隔板的產物,及/或相關方法。該經浸漬的基底膜、薄膜、層、微層或隔板可能為一多層或複合結構的一或多個層或微層。舉例而言,該經浸漬的基底膜、薄膜、層、微層或隔板可能層壓到一或多個其他經浸漬或未經浸漬的基底膜、薄膜、層、微層、及/或隔板,及/或其他基板、材料、層及/或之類。還有,該經浸漬的基底膜、薄膜、層、微層或隔板可能完全地浸漬,部分地浸漬,在第一面上以第一材料浸漬並且在第二面上以第二材料浸漬,可能以一第一材料浸漬並且以一第二材料覆蓋浸漬(over-impregnated),及/或之類。浸漬的深度可以被控制,舉例而言但不限於,藉由基底膜選擇、浸漬材料選擇或兩者。舉例而言,該基底膜可能具有一大的孔洞表面或層及一較小的孔洞表面或層。作為另一個實例,該浸漬材料可以經選擇、製成或混合,以具有高黏度、低黏度、高可濕性、低可濕性、良好滲透性、貧乏的滲透性、及/或之類。根據至少某些實施例,本申請案或本發明係指向或提供用於聚合物浸漬的經改良基底膜,用於製成用於電池隔板的經改良經浸漬膜,諸如用於鋰離子二次電池,及用於其他用途,諸如紡織品、過濾、濕度控制及之類,並指向製成與使用此種基底膜、經浸漬基底膜、電池隔板、及/或之類的相關方法。根據至少選擇的實施例,本申請案或本發明係指向新的及/或經改良的微孔性聚烯烴薄膜,該者可能使用作電池、鋰電池、鉛酸電池、電容器、燃料發電元、鋰離子電池、聚合物電池、CE、EDV、ESS、UPS及/或ISS電池的隔板或用於隔板,且指向可能使用於形成該薄膜及/或隔板之新的及/或經改良方法。根據至少特定的實施例,本申請案或本發明係指向微孔性薄膜,其展現獨特的孔洞結構、浸漬結構、降低的***(例如機器方向(MD)***)、改良的穿刺強度、改良的斷裂伸長率、TMA或加壓TMA試驗中改良的孔形(圓形代替撕裂)、改良的釘穿刺試驗(nail penetration test)結果(通過NPT)、改良的橫向(TD)抗拉強度、經改良的MD與TD強度性質平衡、經改良的官能化、改良的離子電導、提供關斷、可能為黏性(黏著性表面)、可能經陶瓷塗覆、可能為IR可偵測、可能為SEM可偵測、可能為一催化劑、可能提供交聯、及/或其他經改良的性能、功能及/或特性。本文亦揭露的係為製成及/或使用該者的方法。
在一層面,一種用於形成一微孔性聚合物薄膜的方法係於本文揭露的。在一些實施例中,該方法包含下者:(1)擠壓一聚合物以形成一無孔性機器方向定向的前驅物膜;(2)藉由在具有5至55攝氏度之間之一溫度的冷環境中拉伸該無孔性機器方向定向的前驅物膜,形成一奈米孔洞前驅物膜;(3)在具有80至200攝氏度之一溫度的熱環境中拉伸該奈米孔洞前驅物膜,以形成一微孔性前驅物膜;且(4)任選地在該微孔性前驅物膜上執行一或多個額外的步驟。在一些實施例中,在熱環境中拉伸包含、由或基本上由沿著下列方向中的至少兩個方向拉伸該經定向的前驅物膜所組成:機器方向、垂直於機器方向的橫向、或者與機器方向相交,形成90度以外角度的斜向方向。此等拉伸組合係針對較大的孔洞,諸如直徑大於0.50μm的孔洞。
在一些實施例中,擠壓步驟可能為鑄膜擠壓(cast film extrusion)製程、吹膜擠壓(blown-film extrusion)製程或共擠壓製程的一部分。
在擠壓步驟係為鑄膜擠壓製程之一部分的實施例中,該經擠壓聚合物可能包含,由或基本上由一聚烯烴聚合物組成,例如聚丙烯、聚乙烯或其混合物,且該聚烯烴聚合物可能在沒有塑化劑、溶劑或油的情況下擠壓。
在擠壓步驟係為吹膜擠壓製程之一部分的實施例中,該經擠壓聚合物可能包含,由或基本上由一聚烯烴組成,例如聚丙烯、聚乙烯或其混合物。在一些實施例中,該經擠壓聚合物包含,由或基本上由具有介於0.2與0.5之間之一熔融指數及/或高達450,000之重量平均分子量至少一者的聚合物所組成。在一些實施例中,該經擠壓聚合物包含,由或基本上由具有介於0.3與0.5之間之一熔融指數及/或高達400,000之重量平均分子量至少一者的聚合物所組成。在一些實施例中,該經擠壓聚合物包含,由或基本上由具有高達一百萬之重量平均分子量或從0.02至0.15之一熔融指數的聚合物所組成。該聚合物可能與至少一種其他組分一起擠壓,例如加工油及/或有機或無機填料。在一些實施例中,該聚合物係不與任何其他組分一起擠壓。舉例而言,其係不與加工油或溶劑擠壓的。
在吹膜擠壓製程中,至少一種或至少兩種空氣環(air rings)可能在一些實施例中利用。在其中有至少兩個空氣環的實施例中,該至少兩個空氣環係沿一共同軸配置。在吹膜擠壓製程的一些實施例中,從約0.5至7,更佳地0.8至1.5的一吹開比(blow up ratio,BUR)係使用。
在一些實施例中,藉由擠壓形成的無孔性前驅物膜在冷或熱環境中拉伸之前係退火的,而在一些其他實施例中,該無孔性前驅物膜係不退火的。
在冷環境中拉伸後,在該熱環境中的拉伸可能包含,由或基本上由在機器方向(MD)中拉伸該奈米孔洞前驅物膜從50%至500%(0.5x至5x)所組成,伴隨或不伴隨在橫向(TD)中的膜變化。在該熱環境中的拉伸可能包含,由或基本上由在該橫向(TD)中拉伸該奈米孔洞前驅物膜從100%至1000%(1x至10x)所組成,伴隨或不伴隨在機器方向(MD)中的任何膜變化。在其他實施例中,在該熱環境中的拉伸可能包含,由或基本上由伴隨受控的機器方向鬆弛,在該機器方向與在該橫向中拉伸該奈米孔洞前驅物膜所組成,同時或以任何順序依序地。
在一些實施例中,在熱環境中拉伸後,該經拉伸的多孔薄膜係壓延的,形成一經壓延的微孔性聚合物薄膜。該微孔性聚合物薄膜的孔洞然後可能以一孔洞填充組成物填充,該組成物包含一聚合物(任選地在從1至20wt. %的數量中)與一溶劑。在一些實施例中,該等孔洞之壁係以該孔洞填充組成物塗覆。
在另一層面中,根據本文所描述之該等方法製成的一微孔性聚合物薄膜係揭露的。在一些實施例中,該微孔性聚合物薄膜具有140以上、150以上、160以上、170以上、180以上、190以上或200以上的複合***指數(composite splittiness index,CSI,如下文等式2所界定)。該微孔性薄膜可能具有圓形或不規則形狀的孔洞。該等孔洞可能相對地均勻遍及該薄膜,可能在Z方向中為不對稱的,可能為圓形、卵形、梯形、球形或狹縫狀、或其等之組合。在一些較佳實施例中,該微孔性薄膜可能為一單層、雙層、三層或多層薄膜。該微孔性薄膜可能具有介於4與40微米之一厚度。該微孔性薄膜TD抗拉強度係藉由添加TD拉伸(伴隨或不伴隨MD鬆弛)及/或藉由以一或多種聚合物基浸漬料或塗料浸漬該薄膜而經改良。在一些實施例中,該薄膜具有一更佳平衡的MD與TD抗拉強度值,例如,MD抗拉強度值與TD抗拉強度值之比較佳地係盡可能接近1:1。舉例而言,其可能介於0.98:1至1.7:1之間。
在另一層面中,包含、由或基本上由本文所描述之一微孔性薄膜所組成的一電池隔板係揭露的。在特別較佳實施例中,該電池隔板在其至少一側上具有一塗層。 其係較佳的是,該塗層包含、由或基本上由一聚合物及有機顆粒、無機顆粒或有機與無機顆粒之混合物所組成。
在另一層面中,包含本文所描述之該等隔板任一者的一二次鋰離子電池係揭露的。
在一進一步層面中,包含本文所描述之任何電池隔板,與用於二次鋰離子電池的電極直接接觸的一種複合材料係描述的。
在還另一層面中,包含本文所描述之任何電池隔板的車輛或裝置係描述的。
較佳實施例之詳細說明
(1)形成無孔性前驅物膜的擠壓步驟
(1)形成無孔性前驅物膜的擠壓步驟
該擠壓步驟可能為鑄膜擠壓製程、吹膜擠壓製程或共擠壓製程的一部分。一示範性的鑄膜擠壓製程係於圖1中顯示的。
吹膜擠壓製程之一實例係於圖2中顯示的。
共擠壓製程之一實例係於圖3中顯示的。
共擠壓製程之另一實例係於圖4中顯示的。
該經擠壓聚合物可能包含、由或基本上由至少一種聚合物所組成。在較佳實施例中,該聚合物係為一或多種聚烯烴(例如聚丙烯或聚乙烯)、共聚物、嵌段共聚物、摻合物、聚烯烴摻合物、與其它聚合物、材料或添加劑的摻合物、或其組合。每層或每微層可以為相同的聚合物或不同聚合物的共聚物、嵌段共聚物、摻合物、聚烯烴摻合物、與其它聚合物、材料或添加劑的摻合物、或其組合。在其他可能較佳的實施例中,聚烯烴(PO)係為單獨的高分子量或超高分子量聚烯烴,或與一較低分子量的聚烯烴組合(並且可能包括其他添加劑、試劑或填料,一種這樣的添加劑為彈性體,另一種是硬脂酸,又另一種為交聯劑,還另一種為聚合物或共聚物,及/或之類)。在某些可能較佳的實施例中,該外部材料、表面、層或層等包括聚丙烯(PP),且任選地一或多種內部材料、層或層等包括聚乙烯(PE)。
在一些實施例中,本文所描述之該聚烯烴可以為一超低分子量、低分子量、中等分子量、高分子量或超高分子量的聚烯烴,例如,中等或高重量的聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)。舉例而言,超高分子量聚烯烴可能具有450,000(450k)或以上的分子量,例如500k或以上、650k或以上、700k或以上、800k或以上……等等。高分子量聚烯烴可能具有在250k至450k範圍中的一分子量,例如250k至400k、250k至350k、或250k到300k。中等分子量的聚烯烴可能具有從150至250k的一分子量,例如150k至225k、150k至200k、150k至200k……等等。低分子量聚烯烴可能具有在100k至150k範圍中的一分子量,例如,100k至125k。超低分子量聚烯烴可能具有小於100k的一分子量。前述值係為重量平均分子量。在一些實施例中,一較高分子量的聚烯烴可能使用,以提高該微孔性薄膜或包含本文描述之該微孔性薄膜之電池的強度或其他性質。一修改的乾式製程可能採用少量的溶劑或油,並且可能使用具有約600k及以上之分子量的聚合物。在一些實施例中,一較低分子量的聚合物,例如中等、低或超低分子量聚合物可能為有益的。
在較佳的乾式製程(或乾式拉伸)實施例中,該聚合物係不與溶劑或油一起擠壓。在其他實施例中,該聚合物可能與一或多種額外的組分擠壓,包括有機或無機填料。在較佳實施例中,該擠壓步驟係為乾式製程(諸如CELGARD®方法、TD或TDO乾式製程、TDC乾式製程、BOPP乾式製程、雙軸拉伸乾式製程)、生產非常薄的聚烯烴薄膜片或產品之濕式或乾式製程、或聚合物與β-成核劑一起擠壓的BNBOPP方法的一部分。
當該擠壓步驟係為共擠壓製程的一部分時,例如, 如上文圖3與圖4中所顯示,每一種共擠壓的聚合物可能為相同或可能為不同的。每一種共擠壓聚合物可能如本文上文所描述。
當該擠壓步驟係為吹膜擠壓製程的一部分時,例如,如上文圖2與圖4中所顯示,該製程可能利用至少一空氣環或至少兩個空氣環。在一些實施例中,使用至少兩個空氣環可能為較佳的。
在其他較佳實施例中,當該擠壓步驟係為吹膜擠壓製程的一部分時,該吹開比可能從0.5至7,在較佳實施例中從0.8至1.5。藉由改變模具的直徑或氣泡的平放寬度(lay flat width),不同的吹開比可能實現。吹開比係藉由下列等式(1)計算:
BUR= (0.637 ×平放寬度)/模具直徑 (1)
BUR= (0.637 ×平放寬度)/模具直徑 (1)
由擠壓步驟形成的無孔性機器方向定向的前驅物膜係不限於此。該膜可能包含、由或基本上由一層、一夾層、單層、二或多層、二或多夾層、多層、一或多層微層、三或更多層微層、一經擠壓或經共擠壓的膜或膜等所組成,且/或可能為一複合材結構,其包含、由或基本上由二或多個經擠壓或經共擠壓膜(可能較佳地三或多個)所組成,這些膜係層壓在一起的(每一膜可能具有一或多層、夾層、微層或之類)。該無孔性機器方向定向前驅物膜不具有微孔。它是一種尚未拉伸形成孔洞的膜,例如,其尚未在機器方向(MD)或橫向(TD)上拉伸。一示範性無孔性機器方向定向前驅物的SEM係於圖5中顯示了。
在一些實施例中,該無孔性機器方向定向的前驅物膜可能在冷拉伸或熱拉伸之前退火。不希望受任何理論的束縛,係為相信的是退火步驟可能完善該行層壓板(row lamellae)結構。舉例而言,一示範性經擠壓與退火的無孔性機器方向定向的前驅物膜之SEM係於圖6中顯示。
(2)熱拉伸步驟以形成一微孔性薄膜或膜
(2)熱拉伸步驟以形成一微孔性薄膜或膜
拉伸步驟不受此限制,並且可能包含、由或基本上由沿著下列方向中的至少兩個方向拉伸該無孔性機器方向定向的前驅物而組成:機器方向(圖7中的A),垂直於機器方向的橫向(圖7中的B),或與機器方向相交、形成90度以外之角度的斜向方向(圖7中的所有其他線)。
關於圖7,表示斜向方向之該等線係非限制性的。與機器方向形成除90度之外的角度僅僅意謂著斜向方向係不沿著(或相同於)橫向,後者係與機器方向垂直(或形成90度角)。拉伸可能同時或依序發生,並且可能以任何順序。在一較佳實施例中,該無孔性機器方向定向的前驅物膜被冷拉伸,然後同時或以任何順序依序地沿著機器方向,及沿著橫向和與機器方向相交為90度以外之任何角度的斜向方向中的至少一個方向熱拉伸。在一些實施例中,該熱拉伸可能如下發生:同時沿著機器方向和沿著橫向;同時沿著機器方向和斜向方向;以任何順序依序地沿著機器方向和橫向;以任何順序依序地沿著機器方向和沿著斜向方向;以任何順序依序地沿著機器方向和二或多個不同的斜向方向;以任何順序依序地沿著機器方向,沿著橫向,並且沿著至少一斜向方向。不希望受任何理論的束縛,係為相信的是,於機器方向上,及在橫向或斜向方向上至少一者中伴隨受控的機器方向鬆弛的熱拉伸,引致具有經改良性質的微孔性薄膜,包括降低的機器方向***、經改良的TD強度、及/或之類。係為相信的是,在橫向及/或斜向方向上提高的定向係藉由此種熱拉伸步驟賦予,並且可能是該降低***的原由,包括機器方向(MD)***。
拉伸可能藉由任何不與本文所陳述目標相抵觸的手段實現。在一些實施例中,拉伸係使用連續速度輥(sequential speed rollers)及/或拉幅框(tenter frame)拉伸設備實現。沿著斜向方向拉伸可能藉由使用在膜進入輥子時相對於該膜的機器方向成一定角度定向的輥子而實現。舉例而言,該輥子可能如圖8中的雙向箭頭所顯示般定向。
僅在機器方向上拉伸之該無孔性前驅物膜表面的SEMS係於圖9與圖10中提供。
(3)退火、拉伸、然後熱定型
(3)退火、拉伸、然後熱定型
拉伸後的熱定形以形成最終的中孔性或微孔性膜係不限於此。在一些實施例中,該熱定形步驟可能形成可以使用的最終微孔性薄膜,舉例而言,作為電池隔板或作為待塗覆或待浸漬的基底膜。在其他實施例中,該微孔性薄膜或膜係經受進一步加工步驟,諸如壓延或孔洞填充,以形成可使用作為電池隔板之該最終微孔性或奈米孔洞薄膜。
熱拉伸可能在從80至200攝氏度、從90至150攝氏度、從100至140攝氏度、從105至135攝氏度、從110至130攝氏度、或從120至125攝氏度的溫度下完成。舉例而言,熱拉伸可能在烘箱中於這些範圍內的任何溫度下執行。
機器方向(MD)拉伸,特別是該初始或第一MD熱拉伸可能在該無孔性膜前驅物中形成微孔。機器方向(MD)熱拉伸可能以單一步驟或多重步驟進行。在一實施例中,總機器方向拉伸可能在50-500%(即,0.5至5x)該範圍內,而在另一實施例中,在100-300%(即,1至3x)該範圍內。這意謂著該薄膜前驅物的寬度(在MD方向)相較於該初始寬度,即在任何拉伸之前,於MD熱拉伸期間提高50至500%或100至300%。在一些較佳實施例中,該薄膜前驅物係拉伸180-250%(即1.8-2.5x)該範圍內。在機器方向拉伸期間,該前驅物可能在橫向上收縮。在一些較佳實施例中,TD鬆弛係於MD拉伸期間或之後執行的,較佳地之後,或在MD拉伸的至少一個步驟期間或之後執行,較佳的之後,包括10至90%TD鬆弛、20至80%TD鬆弛、30%至70%TD鬆弛、40%至60%TD鬆弛、至少20%TD鬆弛、50%……等等。不希望受任何特定理論束縛,係為相信的是,執行MD熱拉伸伴隨TD鬆弛使藉由MD拉伸所形成之該等孔洞保持小的。在其他較佳實施例中,TD鬆弛係不執行。
該僅僅MD熱拉伸(未經受TD熱拉伸)薄膜前驅物的MD抗拉強度係為高的,例如,設想可以高達150 kg/cm2
及以上或200 kg/cm2
或以上。然而,這些僅僅MD熱拉伸薄膜前驅物的TD抗拉強度與穿刺強度可能並不理想。穿刺強度,舉例而言,可能小於300 gf,而TD抗拉強度,舉例而言,小於200 kg/cm2
或小於150 kg/cm2
。
因此,特別較佳的實施例係為機器方向與橫向熱拉伸兩者皆執行的那些實施例。
前驅物的橫向(TD)熱拉伸係不限於此,且可以以與本文所陳述目標不相反的任何方式執行。橫向拉伸可能在單一步驟或在多重步驟中進行。在一實施例中,總橫向熱拉伸可能在100-1200%該範圍內、在200-900%該範圍內、在450-600%該範圍內、在400-600%該範圍內、在400-500%該範圍內……等等。在一實施例中,一受控的機器方向鬆弛可能在從5-80%該範圍內,而在另一實施例中,在從15-65%該範圍內。在一實施例中,TD熱拉伸可能在多重步驟中實行。在橫向熱拉伸期間,該前驅物可能或可能不允許在機器方向上收縮。在多重步驟橫向熱拉伸的一實施例中,該第一橫向熱拉伸步驟可能包括一橫向熱拉伸伴隨受控的機器鬆弛,繼之同時橫向與機器方向拉伸,且繼之橫向鬆弛而沒有機器方向拉伸或鬆弛。舉例而言,TD熱拉伸可能伴隨或不伴隨機器方向(MD)鬆弛而執行。在一些較佳實施例中, MD鬆弛係執行,包括10至90%MD鬆弛、20至80%MD鬆弛、30至70%MD鬆弛、40至60%MD鬆弛、至少20%MD鬆弛、50%……等等。
橫向(TD)熱拉伸可能改善橫向抗拉強度,並且可能降低微孔性薄膜的***,相較於,舉例而言,在製造期間未經受TD熱拉伸且僅僅經受過機器方向熱拉伸的微孔性薄膜。厚度亦可能降低的,該者係為所欲的。然而, TD拉伸亦可能引致減小的JIS Gurley,例如小於100或小於50的JIS Gurley,並且提高MD與TD熱拉伸薄膜的孔隙率,當相較於該僅僅MD熱拉伸前驅物時。這可能至少部分地歸因於如圖11中所顯示之該較大的微孔大小。圖11顯示了由僅MD熱拉伸產生的微孔性前驅物膜(左),及由MD與TD熱拉伸產生的一微孔性前驅物(右)。該雙向箭頭表示MD方向。
假若斜向拉伸係為製造過程的一部分,圖11中之該微孔性前驅物將具有與圖11中所顯示者不同的孔洞結構。舉例而言,該等孔洞將更加為不規則形狀,而不是狹縫形狀(圖11中左圖)或圓形(圖11中右圖)。
(4)可選的額外步驟
(4)可選的額外步驟
在一些實施例中,該微孔性前驅物膜係為最終的微孔性薄膜產品,但在一些實施例中,一或多個額外步驟可能在該微孔性前驅物膜上執行,以獲得該微孔性薄膜。本文所描述的一方法,舉例而言,可能進一步包括在該微孔性前驅物膜上執行下列額外步驟中的至少一個:(a)壓延步驟,(b)如本文上文所描述的一額外的熱或冷拉伸步驟,(c)如本文上文所描述的一額外的熱TD拉伸步驟(伴隨或不伴隨MD鬆弛),及(d)孔洞填充或浸漬步驟。在一些實施例中,步驟(a)-(d)中之至少兩個、至少三個或全部四個可能執行。
該壓延步驟係不限於此,且可以以與本文所陳述目標不牴觸的任何方式執行。舉例而言,在一些實施例中,該壓延步驟可能在一受控方式中執行,作為降低該微孔性前驅物膜厚度的手段,作為降低該微孔性前驅物膜孔隙率的手段,及/或進一步改善該微孔性前驅物膜橫向(TD)抗拉強度或穿刺強度。壓延亦可能改善強度、可濕性及/或均勻性,並降低在製造過程期間(例如在MD與TD拉伸過程期間)被併入的表面層缺陷。該經壓延微孔性前驅物膜可能具有經改良的塗佈性。使用變形(texturized)壓延輥可能有助於改良塗層與基底薄膜的黏著性。
壓延可能為冷的(室溫以下)、環境溫度(室溫)或熱的(例如90℃),且可能包括施加壓力或施加熱量與壓力,以在一受控的方式中降低薄膜或膜的厚度。此外,該壓延過程可能使用熱、壓力與速度中至少一者,以緻密化一熱敏感材料。此外,該壓延過程亦可能使用均勻或不均勻的熱、壓力及/或速度,以選擇性地緻密化一熱敏感材料,以提供一均勻或不均勻的壓延條件(諸如藉由使用一光滑的輥、粗糙的輥、圖案輥、微圖案輥、奈米圖案輥、速度變化、溫度變化、壓力變化、濕度變化、雙輥步驟、多輥步驟、或其組合),以產生經改良、所欲的或獨特的結構、特性及/或性能,以產生或控制所得到之結構、特性及/或性能,及/或之類。
在較佳實施例中,壓延該微孔性前驅物膜引致該微孔性前驅物膜之厚度減小。在一些實施例中,厚度係減少30%或更多、40%或更多、50%或更多,或60%或更多。在一些較佳實施例中,該厚度係降低至10微米或更小,有時9、或8、或7、或6、或5、或4微米或更小。
該孔洞填充、孔洞塗覆或浸漬步驟可能包含施用一孔洞填充組成物至該巨孔、中孔、或微孔性前驅物膜,該孔洞填充組成物可能包含一溶劑及一聚合物,後者相對於該整個孔洞填充或塗層組成物,數量在1至20重量%。該孔洞填充組成物可能藉由任何塗覆方法施加,包括浸漬塗覆、輥塗、浸泡塗覆……等等。
微孔性薄膜
微孔性薄膜
在另一層面中,藉由知悉為複合***指數(CSI)的試驗測量,本文所描述之微孔性薄膜具有經改良的***。已經展開了CSI,其中CSI值係藉由等式2(下方)界定,其中CSI係為該第一負載峰值、第二負載峰值、TD抗拉強度、MD抗拉強度及穿刺強度試驗期間所測量的TD伸長率的函數。
CSI= (A−|B−A|1.8)×C×(D×E)/106 (2)
其中:
A =第一負載峰值/(厚度×(1-%孔隙率));
B =第二負載峰值/厚度;
C = TD伸長率;
D = MD抗拉強度;
E = TD抗拉強度;且
其中第一與第二負載峰值以克力為單位,厚度值以微米為單位,MD與TD抗拉強度以克力單位,而TD伸長率以百分比表現。高CSI值係為在鋰離子電池中可能具有優異強度性能之微孔性薄膜的預測,無論是在製造過程中的電池單元捲繞步驟期間,還是貫穿電池壽命在重複充電與放電循環期間可以發生的薄膜膨脹與收縮兩者。
CSI= (A−|B−A|1.8)×C×(D×E)/106 (2)
其中:
A =第一負載峰值/(厚度×(1-%孔隙率));
B =第二負載峰值/厚度;
C = TD伸長率;
D = MD抗拉強度;
E = TD抗拉強度;且
其中第一與第二負載峰值以克力為單位,厚度值以微米為單位,MD與TD抗拉強度以克力單位,而TD伸長率以百分比表現。高CSI值係為在鋰離子電池中可能具有優異強度性能之微孔性薄膜的預測,無論是在製造過程中的電池單元捲繞步驟期間,還是貫穿電池壽命在重複充電與放電循環期間可以發生的薄膜膨脹與收縮兩者。
本文所描述之該微孔性薄膜具有140以上、150以上、160以上、170以上、180以上、190以上、200以上、或250以上之一CSI值。
該微孔性薄膜可能根據本文所揭露之該等方法中的任一者製成。在一些較佳實施例中,即使沒有添加表面塗層,例如可能改善這些性質的一陶瓷塗層,該微孔性薄膜具有出色的性質。
在一些較佳實施例中,該微孔性薄膜或經孔洞塗覆的薄膜本身,例如,其上沒有任何額外的表面塗層,具有範圍從2至50微米、從4至40微米、從4至30微米、從4至20微米、從4至10微米、或小於10微米之一厚度。該等厚度,例如10微米或更小的厚度,可能在有或沒有壓延步驟下實現。使用Emveco Microgage 210-A微米厚度測試儀及測試程序ASTM D374,厚度可能以微米(micrometers)、μm,微米(microns)或um測量。對於一些應用,薄的微孔性薄膜係為較佳的。舉例而言,當用作電池隔板時,一較薄的隔板薄膜允許在電池中使用更多的陽極與陰極材料,且因此得到一更高能量與更高功率密度的電池。
在一些較佳實施例中,該微孔性薄膜可能具有範圍從50至300、75至300、及或100至300之一JIS Gurley。然而,JIS Gurley值係不限於此,且為了不同的目的,更高,例如,300以上,或更低,例如50以下的JIS Gurley值可能為所欲的。Gurley在本文中係界定為日本工業標準(JIS Gurley),並且在本文係使用OHKEN透過性試驗儀(permeability tester)測量。JIS Gurley係界定為在4.9英吋水的恆定壓力下100cc空氣通過一平方英吋膜所需的時間(秒)。整個微孔性薄膜或該微孔性薄膜的個別層,例如三層薄膜的個別層,之JIS Gurley可能測量的。除非本文另有說明,紀錄的JIS Gurley值係為該微孔性薄膜的值。在至少一實施例中,其係提供了具有所欲強度及/或其他性能的一低Gurley膜。在至少另一實施例中,其係提供了具有所欲強度及/或其他性能的一薄的低Gurley膜(諸如所欲的斷裂伸長率、穿刺強度、收縮、降低的***、通過墜落試驗(drop test)、通過釘穿刺試驗、及/或之類)。
在一些較佳實施例中,該微孔性薄膜沒有常態化下具有大於250(gf)的一穿刺強度,或者在常態化厚度/孔隙率下大於300、350或400(gf),例如,於14微米厚度、50%孔隙率下。有時該穿刺強度係介於300與700(gf)之間、介於300與600(gf)之間、介於300與500(gf)之間、介於300與400(gf)之間……等等。在一些實施例中,假若對於一特殊應用係為所欲的,該穿刺強度可能低於300gf或高於600gf,但300(gf)至700(gf)的範圍為電池隔板的良好作業範圍,電池隔板係為該所揭露之微孔性薄膜可能被使用的一種方式。穿刺強度係使用Instron Model 4442,基於ASTM D3763測量。該等測量係橫跨該微孔性薄膜寬度進行,而穿刺強度係界定為刺穿測試樣品所需的力。
使用下列等式(3),任何微孔性薄膜(例如,具有任何孔隙率或厚度)所測量的穿刺強度與厚度常態化至14微米的厚度與50%孔隙率係實現:
[測量的穿刺強度(gf)∙14微米]/[測量厚度(微米)∙50%孔隙率](3)
[測量的穿刺強度(gf)∙14微米]/[測量厚度(微米)∙50%孔隙率](3)
該等測量穿刺強度值的常態化允許較厚與較薄的微孔性薄膜並列比較。在一致方式中製成的較厚微孔性薄膜與其較薄的對應物,歸因其較大的厚度經常將具有穿刺強度。
在一些較佳實施例中,該微孔性薄膜具有約20至約90%、有時約30至約80%、有時約40至約70%、有時約45至約65%……等等的一孔隙率(例如表面孔隙率)。在一些實施例中,假若對一特殊應用係為所欲的,該孔隙率可能高於70%或低於40%,但40%至70%的範圍為電池隔板的作業範圍,電池隔板係為該所揭露之微孔性薄膜可能被使用的一種方式。孔隙率係使用ASTM D-2873測量,並界定為在該微孔性薄膜的一區域中的空隙空間(例如孔洞)百分比,在該基板的機器方向(MD)與橫向(TD)中測量。整個微孔性薄膜或該微孔性薄膜的個別層,例如一三層薄膜的個別層,的孔隙率可能測量的。除非本文另有說明,紀錄的孔隙率值係為該微孔性薄膜的值。
在一些較佳實施例中,該微孔性薄膜具有高的機器方向(MD)及橫向抗拉強度。機器方向(MD)及橫向(TD)抗拉強度係使用Instron Model 4201根據ASTM-882程序測量。在一些實施例中,該TD抗拉強度係為250 kg/cm2
或更高,有時其係為300 kg/cm2
或更高,有時400 kg/cm2
或更高,且有時500 kg/cm2
或更高。關於該MD抗拉強度,有時該MD抗拉強度係為500 kg/cm2
或更高、600 kg/cm2
或更高、700 kg/cm2
或更高、800 kg/cm2
或更高、900 kg/cm2
或更高、或1000 kg/cm2
或更高。該MD抗拉強度可能高達2000 kg/cm2
。
在一些較佳實施例中,即使不施加一塗層,例如陶瓷塗層,該微孔性薄膜具有降低的機器方向(MD)與橫向(TD)收縮。舉例而言,在105℃的MD收縮可能小於或等於20%、或小於或等於15%。在120℃的MD收縮可能小於或等於35%、小於或等於29%、小於或等於25%……等等。在105℃的TD收縮可能小於或等於10%、9%、8%、7%、6%、5%、或4%。在120℃的TD收縮可能小於或等於12%、11%、10%、9%、或8%。藉由將測試樣品(例如其上沒有任何塗層的一微孔性薄膜)放置在兩張紙之間,該兩片紙然後係夾在一起維持該樣品在紙之間並懸掛在烘箱中,收縮係測量的。對於105℃試驗,樣品係置於105℃的烘箱中達一段時間,例如10分鐘、20分鐘或1小時。在烘箱中指定的加熱時間之後,每一樣品係移出並使用雙面膠帶將其黏貼到一平坦的櫃台表面上,以使該樣品變平及平滑,用於精確的長度與寬度測量。收縮係於MD(即測量MD收縮)及TD方向(垂直於該MD方向),即測量TD收縮,兩者中皆測量,並表現為%MD收縮及%TD收縮。
在一些較佳實施例中,該微孔性薄膜的平均介電崩潰(dielectric breakdown)係介於900與2000伏特之間。介電崩潰電壓係藉由將該微孔性薄膜的樣品放置在兩個不銹鋼銷之間(每個直徑2cm並且具有平坦的圓形尖端),並且使用Quadtech Model Sentry 20耐壓測試儀(hipot tester)橫跨該銷施加一提高的電壓,並記錄顯示的電壓(電弧通過該樣品的電壓)而測定。
在一些較佳實施例中,沒有施加或在施加任何塗層之前,例如陶瓷塗層,該微孔性薄膜具有下列每一種性質:TD抗拉強度大於250kg/cm2
,穿刺強度(有或沒有常態化)大於300 gf,且JIS Gurley大於50。在一些實施例中,該JIS Gurley係介於50與300之間或介於100與300之間,且該TD抗拉強度大於250 kg/cm2
,而該穿刺強度大於300 gf。在一些實施例中,該穿刺強度係介於300與600(gf)之間,有或沒有針對厚度與孔隙率常態化,例如,14微米的厚度與50%的孔隙率,或者有時該穿刺強度係介於400與600(gf)之間,有或沒有針對厚度與孔隙率常態化,例如14微米的厚度與50%的孔隙率,且該TD抗拉強度係大於250 kg/cm2
,而該JIS Gurley係大於50。在一些實施例中,該TD抗拉強度係介於250 kg/cm2
與600 kg/cm2
之間、介於250與590 kg/cm2
之間,或介於250與500 kg/cm2
之間,而該JIS Gurley係大於50且該穿刺強度係大於300(gf)。
在一些較佳實施例中,MD/TD抗拉強度比可能從1至5、從1.45至2.2、從1.5-5、從2至5……等等。
本文所揭露之該等微孔性薄膜與隔板可能具有如所顯示經改良的熱穩定性,舉例而言,藉由熱尖端孔(hot tip hole)傳播研究中的理想行為。熱尖端試驗測量了在點加熱條件下該微孔性薄膜的尺寸穩定性。該試驗涉及將該隔板與一熱烙鐵尖端接觸並測量所得到的洞。較小的洞通常更為所欲的。在一些實施例中,熱尖端傳播值可能為從2至5mm、從2至4mm、從2至3mm或小於這些值。
在一些實施例中,扭曲度可能大於1、1.5、或2或更高,但較佳地介於1與2.5之間。已經發現有利的是在電池中的電極之間具有一具高扭曲度的微孔性隔板薄膜,以為了避免發電元失效。具有直通孔洞的薄膜係界定為具有一致的扭曲度。在至少某些抑制樹枝狀晶體生長的較佳電池隔板薄膜中,扭曲度值大於1係為所欲的。更佳的是扭曲度值大於1.5。甚至更佳的是具大於2之扭曲度值的隔板。不希望受任何特定理論的束縛,至少某些較佳的乾式及/或濕式製程隔板(諸如Celgard®電池隔板)的微孔性結構扭曲度可能在控制及抑制樹枝狀晶體生長方面扮演至關重要的角色。在至少某些Celgard®微孔性隔板薄膜中的孔洞可能提供互相連接扭曲通路的網路,該者限制樹枝狀晶體從陽極通過隔板到陰極的生長。該多孔性網路捲繞越多,該隔板薄膜的扭曲度越高。一潛在較佳的Celgard®薄膜可能為一Celgard® Z系列薄膜或另一種具有一些TD拉伸(伴隨或不伴隨MD鬆弛)的Celgard®薄膜或隔板。
在一些實施例中,摩擦係數(COF)靜態可能小於1、小於0.9、小於0.8、小於0.7、小於0.6、小於0.5、小於0.4、小於0.3、小於0.2……等等。COF(摩擦係數)靜態係根據JIS P 8147,題名「用於測定紙與紙板摩擦係數的方法」測量的。
銷移除力可能小於1000克力(gf)、小於900 gf、小於800 gf、小於700 gf、小於600 gf……等等。銷移除試驗係如本文下方所描述:
一種電池捲繞機係使用,以圍繞一銷(或芯或芯軸)捲繞該隔板(其包含、由或基本上由在其至少一個表面上具一施加塗層的多孔性基板所組成)。該銷係為具0.16英吋直徑與光滑外表面的一兩(2)片圓柱形芯軸。每片具有一半圓形橫截面。下文所討論之該隔板係被放在插銷上。隔板上的初始力(正切的)為0.5kgf,且其後該隔板係以二十四(24)秒十(10)英吋之一速率捲繞。在捲繞期間,一張力輥嚙合捲繞在芯軸上之該隔板。該張力輥包含位於與隔板進料相對側的一⅝英吋直徑輥,一施加1巴氣壓的¾英吋氣壓缸(pneumatic cylinder)(當嚙合時),及將該輥與該缸互相連接的一¼英吋的桿。
一種電池捲繞機係使用,以圍繞一銷(或芯或芯軸)捲繞該隔板(其包含、由或基本上由在其至少一個表面上具一施加塗層的多孔性基板所組成)。該銷係為具0.16英吋直徑與光滑外表面的一兩(2)片圓柱形芯軸。每片具有一半圓形橫截面。下文所討論之該隔板係被放在插銷上。隔板上的初始力(正切的)為0.5kgf,且其後該隔板係以二十四(24)秒十(10)英吋之一速率捲繞。在捲繞期間,一張力輥嚙合捲繞在芯軸上之該隔板。該張力輥包含位於與隔板進料相對側的一⅝英吋直徑輥,一施加1巴氣壓的¾英吋氣壓缸(pneumatic cylinder)(當嚙合時),及將該輥與該缸互相連接的一¼英吋的桿。
該隔板由兩個(2)30 mm(寬度)x 10英吋的測試薄膜所組成。測試這些隔板中的五(5)個,將結果平均,並紀錄該平均值。每一片係重疊1英吋疊接至在該捲繞機上的隔板進料輥上。從該隔板的自由端,即該疊接端的遠端,於½英吋及7英吋處做墨水標記。該½英吋標記係與該銷的遠側(即,相鄰與張力輥之該側)對齊,該隔板係於該銷的部件之間嚙合,並在張力輥嚙合下開始捲繞。當該7英吋標記距該果凍捲(捲繞在插銷上的隔板)約½英吋時,在該標記處切割該隔板,且該隔板的自由端係以一塊膠帶固定於該果凍捲( 1英吋寬,½英吋重疊)。該果凍捲(即其上具捲繞隔板的銷)係從捲繞機中移出。可接受的果凍捲不具有皺摺,也沒有伸縮。
該果凍捲係置於具負載單元(load cell) (50 lbs×0.02 lb; Chatillon DFGS 50)的一抗拉強度測試儀(亦即,美國北卡羅來納州Greensboro市Chatillon公司之Chatillon Model TCD 500-MS)。應變速率為每分鐘2.5英吋,且來自負載單元的數據係以每秒100點的速率記錄。該峰值力係紀錄為銷移除力。
電池隔板
電池隔板
在另一層面中,一種電池隔板係描述了,該隔板包含、由或基本上由至少一個如本文所揭露的微孔性薄膜所組成。在一些實施例中,該至少一微孔性薄膜可能在一側或兩側上塗覆,以形成單面或雙面經塗覆的電池隔板。根據本文一些實施例的單面塗覆的隔板、基底膜或薄膜,及雙面塗覆的電池隔板、基底膜或薄膜係於圖12中顯示的。
該塗層可能包含、由或基本上由任何塗料組成物或沈積物所組成,及/或從任何塗料組成物或沈積物形成(舉例而言,有機、無機、聚合物、凝膠、陶瓷、金屬、黏土、填充、未填充的、黏著性的、導電的、非導電的、多孔性的、無孔性的、連續的、非連續的、或其等之組合)。舉例而言,於美國專利第6,432,586號案中所描述的任何塗料組成物可能使用的。該塗層可能為濕的、乾的、交聯的、未交聯的……等等。
在一層面中,該塗層可能為該隔板的一最外塗層,例如,其可能不具有在其上形成的其他不同塗層,或者該塗層可能具有在其上形成的至少一個其他不同塗層。舉例而言,在一些實施例中,一不同的聚合物塗層可能塗覆在該多孔性基板的至少一表面上形成之該塗層之上或頂部。在一些實施例中,不同的聚合物塗層可能包含、由或基本上由聚偏二氟乙烯(PVdF)或聚碳酸酯(PC)中至少一者所組成。
在一些實施例中,該塗層係施加在已經施加到該微孔性薄膜至少一側的一或多個其他塗層的頂部上。舉例而言,在一些實施例中,已經施加於該微孔性薄膜的這些層係為無機材料、有機材料、導電材料、半導電材料、不導電材料、反應性材料或其混合物中至少一種的薄層、非常薄層、或超薄層。在一些實施例中,這些層係為含金屬或金屬氧化物的層。在一些較佳實施例中,在包含本文所描述之塗料組成物的塗層形成之前,一含金屬層及一含金屬氧化物層(例如在該含金屬層中使用之金屬的金屬氧化物)係於該多孔性基板上形成。有時,這些已施加的層或層等的總厚度係小於5微米,有時小於4微米,有時小於3微米,有時小於2微米,有時小於1微米,有時小於0.5微米,有時小於0.1微米,且有時小於0.05微米。
在一些實施例中,由本文上方所描述之該塗料組成物,例如於美國專利第8,432,586號案中所描述之該等塗料組成物,所形成之塗層厚度係小於約12μm,有時小於10μm,有時小於9μm,有時小於8μm,有時小於7μm,且有時小於5μm。在至少某些選定的實施例中,該塗層係小於4μm,小於2μm或小於1μm。
塗覆方法係不限於此,且本文所描述之該塗層可能藉由下列塗覆方法中之至少一者塗覆到一多孔性基板(例如,如本文所描述)上:擠壓塗覆、輥塗覆、凹版塗覆(gravure coating)、印刷、刮刀塗覆(knife coating)、氣刀塗覆(air-knife coating)、噴佈塗覆、浸泡塗覆或幕塗(curtain coating)。塗覆過程可能在室溫或上升溫度中進行。
該塗層可能是無孔性、奈米孔洞、微孔性、中孔性或巨孔性中之任一者。該塗層可能具有700或更小、有時600或更小、500或更小、400或更小、300或更小、200或更小、或100或更小之一JIS Gurley。對於一無孔性塗層,JIS Gurley可以為800或更多、1,000或更多、5,000或更多、或10,000或更多(即,「無限Gurley」)。對於一無孔性塗層,儘管當乾燥時該塗層為無孔性的,其係為一良好的離子導體,特別是當它被電解質弄濕時。
複合材或裝置
複合材或裝置
一種複合材或裝置,其包含如上所描述的任何電池隔板及一或多個與其直接接觸的電極,例如一陽極、一陰極、或一陽極與陰極。該電極的類型係不限於此。舉例而言,該電極可以為適合在一鋰離子二次電池中使用的電極。
根據本文之一些實施例的鋰離子電池係於圖13中顯示。
儘管任何陰極與陽極係考慮的,可能較佳的陽極可以具有大於或等於372mAh/g的能量容量,較佳地≥700mAh/g,且最佳地≥1000mAH/g。該陽極由鋰金屬箔或鋰合金箔(例如鋰鋁合金),或鋰金屬及/或鋰合金之混合物、及諸如碳(例如焦炭、石墨)、鎳、銅之材料構成。該陽極可能或可能不僅由含鋰的嵌入化合物(intercalation compound)或含鋰的***化合物(insertion compound)製成。
適合的陰極可能為與該陽極相容的任何陰極,且可能包括一嵌入化合物、一***化合物、或一電化學活性聚合物。適合的嵌入材料包括,舉例而言,MoS2
、FeS2
、MnO2
、TiS2
、NbSe3
、LiCoO2
、LiNiO2
、LiMn2
O4
、V6
O13
、V2
O5
及CuCl2
。適合的聚合物包括,舉例而言,聚乙炔、聚吡咯、聚苯胺及聚噻吩。
上文描述的任何電池隔板可能併入到完全或部分由電池供電的任何車輛,例如電動車輛,或裝置,例如手機或膝上型電腦。
一種用於浸漬的新穎或經改良基底膜、經浸漬的基底膜、併入該經浸漬基底膜的產品、及/或如本文所顯示、主張或描述的相關方法。
下面描述並顯示了數種不同類型的乾式拉伸微孔性薄膜:僅MD拉伸;MD+TD拉伸(TD)(或TDO)( 可能較佳的在TD拉伸期間伴隨MD鬆弛);MD+TD拉伸+壓延(TDC)。
僅MD(無TD,無C):圖14係為一實例MD拉伸乾式製程薄膜之表面的掃描式電子顯微照片,顯示該微孔性結構可能由行成核晶板組成,伴隨纖維帶鏈狀(fibrillar tie chain-like)結構互相連接該晶板。該等孔洞具有一矩形細長的狹縫形狀,這是乾式MD拉伸微孔性薄膜的特徵。
一種生產用於一隔板的MD拉伸多孔性聚合物單層或多層薄膜的方法或製程,其包含:擠壓一聚合物以形成一無孔性前驅物薄膜、層或材料,在MD中單軸拉伸該無孔性薄膜,以形成一MD拉伸,其中該薄膜具有至少一個具狹縫狀孔洞結構的外表面或表面層,孔洞係為相鄰層壓板之間的開口或空間,且可以藉由相鄰層壓板之間的原纖維或橋接結構在一側或兩側黏結,且其中至少一部分的薄膜在相鄰層積板之間含有相應的孔洞組,使該層積板基本上沿橫向定向,而相鄰層積板之間的原纖維或橋接結構基本上沿著機器方向定向:
僅MD(無TD,無C):圖15係為一實例MD拉伸乾式製程薄膜之表面的掃描電子顯微照片(SEM)影像,顯示該微孔結構可能由行成核晶板組成,伴隨纖維帶鏈狀結構互相連接該晶板。該等孔洞具有一矩形細長的狹縫形狀,這是乾式製程MD拉伸微孔性薄膜的特徵。
一種生產用於一隔板的MD拉伸多孔性聚合物單層或多層薄膜的方法或製程,其包含:擠壓一聚合物以形成一無孔性前驅物薄膜、層或材料,在MD中單軸拉伸該無孔性薄膜,以形成一MD拉伸,其中該薄膜具有至少一個具狹縫狀孔洞結構的外表面或表面層,孔洞係為相鄰層壓板之間的開口或空間,且可以藉由相鄰層壓板之間的原纖維或橋接結構在一側或兩側黏結,且其中至少一部分的薄膜在相鄰層積板之間含有相應的孔洞組,使該層積板基本上沿橫向定向,而相鄰層積板之間的原纖維或橋接結構基本上沿著機器方向定向。
MD+TD(MD>TD w/MD鬆弛):一種生產用於一隔板之雙軸拉伸多孔性聚合物單層或多層薄膜的方法或製程,其包含:擠壓一聚合物以形成一無孔性前驅薄膜、層或材料,依序及/或同時雙軸拉伸該無孔性薄膜、層或材料以形成一MD+TD拉伸多孔性薄膜,以形成一雙軸拉伸薄膜,其中該薄膜具有至少一個具獨特圓形或圓形孔洞結構的外表面或表面層,孔洞係為相鄰層壓板之間的開口或空間,且可能藉由相鄰層壓板之間的原纖維或橋接結構在一側或兩側黏結,且其中至少一部分的薄膜在相鄰層積板之間含有相應的孔洞組,使該層積板基本上沿橫向定向,而相鄰層積板之間的原纖維或橋接結構基本上沿著機器方向定向(參閱圖16)。
TDC (MD >TD w/MD鬆弛>C): 一種生產用於一隔板之雙軸拉伸並壓延之多孔性聚合物單層或多層薄膜的方法或製程,其包含:擠壓一聚合物以形成一無孔性前驅薄膜、層或材料,依序及/或同時雙軸拉伸該無孔性薄膜、層或材料以形成一中繼拉伸多孔性薄膜,並壓延該中繼拉伸多孔性薄膜,以形成一雙軸拉伸並壓延薄膜,其中該薄膜具有至少一個具獨特孔洞結構的外表面或表面層,孔洞係為相鄰層壓板之間的開口或空間,且可能藉由相鄰層壓板之間的原纖維或橋接結構在一側或兩側黏結,且其中至少一部分的薄膜在相鄰層積板之間含有相應的孔洞組,使該層積板基本上沿橫向定向,而相鄰層積板之間的原纖維或橋接結構基本上沿著機器方向定向,且至少一些層積板的外表面基本上為扁平的或平面的(參閱圖17)。
圖18係為PO基底薄膜片(左)及一經處理、孔洞填充或聚合物浸漬的PO薄膜(右)的示意圖。
圖19係為一孔洞填充或聚合物浸漬PO薄膜的表面及橫截面SEM影像。
圖20係為適於孔洞填充或聚合物浸漬的一TDC PP薄膜的表面SEM影像。
圖21係為適於孔洞填充或聚合物浸漬的一TDO三層薄膜(PP/PE/PP)的表面SEM影像:
圖22係為適於孔洞填充或聚合物浸漬的一TDC三層薄膜(PP/PE/PP)的表面SEM影像。
圖23係為適於孔洞填充或聚合物浸漬的一9微層三層薄膜(PP/PP/PP/PE/PE/PE/PP/PP/PP)的表面SEM影像。
圖24係為在一孔洞填充或聚合物浸漬TDO薄膜中的示範性圓孔的孔形影像。
在至少一實施例中,本發明的PO-浸泡薄膜在製成另一種非PO浸泡撐體(可以為另一種MD拉伸薄膜、非織造(NW)薄膜、網眼、網、或氈,諸如玻璃氈)後可以被層壓的。在這種事例中,PO浸泡可以具有雙重功能:改良強度及層內黏著。
在至少另一實施例中,該PO浸泡或浸漬可以為一梯度或受控的浸漬或塗覆(舉例而言,假若部分預濕潤的薄膜係以PO浸泡溶液塗覆)。在此種事例中,該塗覆僅部分地浸漬該薄膜。受控的浸漬係可能有的,舉例而言,其中PO浸泡材料係為兩種聚合物樹脂的摻合物,其中一種比另一種(其將保留在表面附近)更容易穿透該薄膜。
該薄膜或隔板可能為一切片、狹縫、薄片(leaf)、套筒(sleeve)、囊袋(pocket)、包膜(envelope)、包覆物(wrap)、Z折疊、蛇形線(serpentine)及/或之類。該薄膜或隔板可能為一扁平片材、帶、狹縫、非織造、織造、網眼、針織、中空纖維及/或之類。該薄膜或隔板可能適用於電化學裝置、電池、發電元、ESS、UPS、電容器、超級電容器、雙層電容器、燃料發電元(PEM、濕度控制膜……)、催化劑載體、載體、薄餅 (陽極、隔板、陰極)、基底膜、經塗覆基底膜、紡織品、紡織品中的阻隔層、防護服、防護服中的阻隔層、血液屏障,水屏障、過濾介質、血液、血液組分、血液充氧器(blood oxygenator)、拋棄型打火機、及/或之類。
本電池隔板可能為一共擠壓、多層電池隔板。共擠壓意指聚合物係同時一起置於一擠壓模具中並在一形式中從該模具離開的一過程,此處該形式通常為一平面結構,其具有藉由,舉例而言,摻混形成該不連續層介面的聚合物,將至少二個不連續層於該不連續層的介面接合在一起。該擠壓模具可能為平坦片狀(或溝槽)模具或一吹膜(或環狀)模具。該共擠壓製程應於下文更詳細地描述。多層意指具有至少兩層的一隔板。多層亦可能意指具3、4、5、6、7或更多層的結構。每一層係藉由一分離的聚合物進料流進入該擠壓模具而形成。這些層可能為不同的厚度。最常的是,該等進料流中至少兩個為相異的聚合物。相異的聚合物意指:具有相異化學本質的聚合物(例如:PE與PP,或PE與PE之一共聚物係為具有相異化學本質的聚合物);及/或具有相同化學本質但相異性質的聚合物(例如兩種具有不同性質的PE(例如:密度、分子量、分子量分佈、流變學、添加劑(組成及/或百分比)……等等))。然而,該等聚合物可能為相同或一致的。
可能在本電池隔板中使用的聚合物係為可擠壓的聚合物。此等聚合物典型地意指為熱塑性聚合物。示範性的熱塑性聚合物包括,但不限於聚烯烴、聚縮醛(或聚氧甲烯)、聚醯胺、聚酯、聚硫化物、聚乙烯醇、聚乙烯酯及聚偏乙烯。聚烯烴包括,但不限於聚乙烯(包括,舉例而言LDPE、LLDPE、HDPE、UHDPE)、聚丙烯、聚丁烯、聚甲基戊烷、其等之共聚物及其等之摻合物。聚醯胺(尼龍)包括,但不限於聚醯胺6、聚醯胺66、尼龍10,10、聚鄰苯二甲醯胺(PPA)、其等之共聚物及其等之摻合物。聚酯包括,但不限於聚對酞酸乙二酯(polyester terephalthalate)、聚鄰苯二甲酸丁酯(polybutyl terephalthalate)、其等之共聚物及其等之摻合物。聚硫化物包括,但不限於聚苯硫醚、其共聚物及其摻合物。聚乙烯醇包括,但不限於乙烯-乙烯醇、其共聚物及其摻合物。聚乙烯酯包括,但不限於聚醋酸乙烯酯、乙烯-醋酸乙烯酯、其等之共聚物及其等之摻合物。聚偏乙烯包括,但不限於氟化聚偏乙烯(例如,聚偏二氯乙烯、聚偏二氟乙烯)、其等之共聚物及其等之摻合物。
各種材料可能添加至該聚合物。這些材料係添加的,以改質或增強一個別層或該整個隔板的性能或性質。
降低該聚合物熔融溫度的材料可能添加的。典型地,該多層隔板包括一層設計為在一預決定溫度下封閉其孔洞以阻擋電池電極之間之離子流動。此功能一般稱為「關斷」。在一實施例中,一三層隔板具有一中間關斷層。為了降低該層的關斷溫度,熔融溫度低於其混合之聚合物者的材料可能添加至該聚合物中。此等材料包括但不限於:熔融溫度小於125度C的材料,舉例而言,聚烯烴或聚烯烴寡聚物。此等材料包括但不限於:聚烯烴蠟(聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、聚丁烯蠟、及其摻合物)。這些材料可能以聚合物的5-50 wt%的比例裝載到該聚合物中。在一實施例中低於140度C的關斷溫度係獲得的。在其他實施例中低於130度C的關斷溫度係獲得的。
改善薄膜之熔融完整性的材料可能添加的。熔融完整性意指薄膜在升高的溫度下限制其物理尺寸減小或劣化的能力,使得該等電極仍然物理分隔。此等材料包括礦物填料。礦物填料包括,但不限於:滑石、高嶺土、合成的二氧化矽、矽藻土、雲母、奈米黏土、氮化硼、二氧化矽、二氧化鈦、硫酸鋇、碳酸鈣、氫氧化鋁、氫氧化鎂、及之類、及其之摻合物。此等材料亦可能包括但不限於細纖維。細纖維包括玻璃纖維及短切聚合物纖維。裝載比例範圍從該層之聚合物的1-60 wt%。此等材料亦可能包括高熔點或高黏度有機材料,例如PTFE與UHMWPE。此等材料亦可能包括交聯劑或偶合劑。
改善薄膜之強度或韌性的材料可能添加的。此等材料包括彈性體。彈性體包括,但不限於:乙烯-丙烯(EPR)、乙烯-丙烯-二烯(EPDM)、苯乙烯-丁二烯(SBR)、苯乙烯異戊二烯(SIR)、乙烯新戊二烯(ethylidene norbornene)(ENB)、環氧樹脂及聚氨酯、及其摻合物。此等材料亦可能包括但不限於細纖維。細纖維包括玻璃纖維及短切聚合物纖維。裝載比例範圍從該層之聚合物的2-30 wt %。此等材料亦可能包括交聯劑或偶合劑或高黏度或高熔點材料。
改善薄膜之抗靜電性質的材料可能添加的。此等材料包括,舉例而言,抗靜電劑。抗靜電劑包括但不限於單硬脂酸甘油酯、乙氧化胺、聚醚(例如,Pelestat 300,可購自日本三洋化學工業(Sanyo Chemical Industrial of Japan))。裝載比例範圍從該層聚合物之0.001-10wt%。
改善隔板表面可濕性的材料可能添加的。此等材料包括,舉例而言,濕潤劑。溼潤劑包括,但不限於乙氧基化的醇類、第一級聚合羧酸類(primary polymeric carboxylic acid)、二醇類(例如,聚丙二醇及聚乙二醇類)、以馬來酸酐、丙烯酸、甲基丙烯酸縮水甘油酯官能化的聚烯烴。裝載比例範圍從該層聚合物之0.01-10wt%。
改善隔板表面磨潤(tribology)性能的材料可能添加的。此等材料包括潤滑劑。潤滑劑包括,舉例而言,含氟聚合物(例如,聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、低分子量含氟聚合物)、助滑劑(例如,油酸醯胺(oleamide)、硬脂醯胺、芥子醯胺(erucamide)、Kemamide.RTM.、硬脂酸鈣、矽酮。裝載比例範圍從該層聚合物之0.001-10wt%。
改善聚合物加工的材料可能添加的。此等材料包括,舉例而言,含氟聚合物、氮化硼、聚烯烴蠟。裝載比例為該層聚合物之100 ppm至10wt%。
改善薄膜之阻燃本質的材料可能添加的。此等材料包括,舉例而言,溴化的阻燃劑、磷酸銨、氫氧化銨、氧化鋁三水合物及磷酸酯。
促進該聚合物成核的材料可能添加的。此等材料包括成核劑。成核劑包括,但不限於苯甲酸鈉、二亞芐基山梨糖醇(dibenzylidene sorbitol)(DBS)及其化學衍生物。裝載比例為常規的。
著色該等層的材料可能添加的。此等材料為常規的。
在本電池隔板的製造中,該等聚合物係共擠壓以形成一多層、無孔性的前驅物,且然後該前驅物係加工以形成微孔。微孔可能藉由一“濕式”製程或“乾式”製程形成。該濕式製程(亦稱為:溶劑萃取、相反轉、熱誘導相分離法(thermally induced phase separation,TIPS)或凝膠萃取)一般涉及:在該前驅物形成之前添加一可移除的材料,且隨後移除該材料,舉例而言,藉由一萃取過程,以形成該等孔洞。乾式製程(亦意指為西爾加得製程)一般涉及:擠壓一前驅物(不包括任何用於孔洞形成的移除性材料);退火該前驅物,並拉伸該前驅物以形成微孔。本發明將於下文就乾式製程討論。
為了獲得本共擠壓、多層電池隔板的均勻尺寸性質,具有一特定剪切速率的擠壓模具係使用。其係確定的是該模具的剪切速率在每層輸送量18-100 lbs/hr (8.2-45.4 Kg/hr)下必須最小為4/sec。在一實施例中,在每層輸送量18-100 lbs/hr (8.2-45.4 Kg/hr)下,剪切速率大於或等於8/sec。所有其他參數為習知的哪些參數。
本發明之各種實施例已被描述,以實現本發明之各種目的。其應體認的是,這些實施例僅僅為本發明原理的例示。對熟習該項技藝者而言,眾多改質與調整將為顯而易見的且不背離本發明之精神與範圍。
圖1顯示一示範性的鑄膜擠壓製程。
圖2顯示吹膜擠壓製程之一實例。
圖3顯示共擠壓製程之一實例。
圖4顯示共擠壓製程之另一實例。
圖5顯示一示範性無孔性機器方向定向前驅物的SEM。
圖6顯示一示範性經擠壓與退火的無孔性機器方向定向的前驅物膜之SEM。
圖7顯示沿著下列方向中的至少兩個方向拉伸該無孔性機器方向定向的前驅物:機器方向(圖7中的A),垂直於機器方向的橫向(圖7中的B),或與機器方向相交、形成90度以外之角度的斜向方向(圖7中的所有其他線)。
圖8顯示該輥子可能如其中的雙向箭頭般定向。
圖9顯示僅在機器方向上拉伸之該無孔性前驅物膜表面的SEMS的表面視圖 側/表面A。
圖10顯示僅在機器方向上拉伸之該無孔性前驅物膜表面的SEMS的表面視圖 側/表面B。
圖11顯示了由僅MD熱拉伸產生的微孔性前驅物膜(左),及由MD與TD熱拉伸產生的微孔性前驅物(右)分別的橫截面SEM影像;該雙向箭頭表示MD方向。
圖12A與12B顯示根據本文一些實施例的單側塗覆隔板及雙側塗覆電池隔板。
圖13顯示根據本文一些實施例的一鋰離子電池。
圖14係為一實例MD拉伸乾式製程薄膜之表面的掃描式電子顯微照片(SEM)示意代表圖,顯示該微孔性結構可能由行成核(row nucleated)晶板(crystalline lamellae)組成,伴隨纖維帶鏈狀結構互相連接該晶板;該等孔洞具有一矩形細長的狹縫形狀,這是乾式MD拉伸微孔性薄膜的特徵。
圖15係為一實例MD拉伸乾式製程薄膜之表面的掃描電子顯微照片(SEM)影像,顯示該微孔結構可能由行成核晶板組成,伴隨纖維帶鏈狀結構互相連接該晶板。該等孔洞具有一矩形細長的狹縫形狀,這是乾式製程MD拉伸微孔性薄膜的特徵。
圖16顯示一用於隔板或基底膜之雙軸拉伸多孔性聚合物單層或多層薄膜,其中該薄膜具有至少一個具獨特圓形或圓形孔洞結構的外表面或表面層。
圖17顯示一用於隔板或基底膜之雙軸拉伸並壓延之多孔性聚合物單層或多層薄膜,其中該薄膜具有至少一個具獨特孔洞結構的外表面或表面層。
圖18係為PO基底薄膜片(左)及一經處理、孔洞填充或聚合物浸漬的PO薄膜(右)的示意代表圖。
圖19係為一孔洞填充或聚合物浸漬PO薄膜的實際表面及橫截面SEM。
圖20係為適於孔洞填充或聚合物浸漬的一TDC PP薄膜的實際表面SEM。
圖21係為適於孔洞填充或聚合物浸漬的一TDO三層薄膜(PP/PE/PP)的實際表面SEM:
圖22係為適於孔洞填充或聚合物浸漬的一TDC三層薄膜(PP/PE/PP)的實際表面SEM。
圖23係為適於孔洞填充或聚合物浸漬的一9微層三層薄膜(PP/PP/PP/PE/PE/PE/PP/PP/PP)的實際表面SEM。
圖24係為一示範性孔洞填充或聚合物浸漬TDO薄膜中的實際孔洞形狀影像
Claims (115)
- 優化或經改良的乾式製程聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物,適用於生產一經浸漬、塗覆、浸泡塗覆、浸泡、濕潤、浸透、填充或處理之薄膜片,該薄膜片適於使用作為或用於鋰電池(諸如一二次鋰離子電池)的隔板、一待塗覆的基底膜、一過濾膜或介質、一HVAC過濾器、一濕度控制膜、薄膜、層壓板或複合材、燃料電池中的PEM或濕度控制膜、諸如於透皮貼劑(transdermal patches)中之醫用薄膜或膜、紡織品、服裝材料或層、帶、面部擦拭巾、複合材、層壓板或多層膜、及或其類似物,其等包括至少一中孔(從約2.0um的最大平均孔洞大小高至(或等於或小於)約10.0um的最大平均孔洞大小)、微孔(從約10.0 nm(0.01um)最大平均孔洞大小高至(或等於或小於)約2.0um最大平均孔洞大小)、或奈米孔洞(小於約10.0 nm(0.01 um)最大平均孔洞大小)之經浸漬、塗覆、浸泡塗覆、浸泡、濕潤、浸透、填充或處理的薄膜片,且在該聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物中至少一區域的孔洞表面具有至少一第一浸漬(impregnate)、浸滲(impregnation)、塗覆、浸泡塗覆、濕潤、填充或處理材料的一第一薄層、塗層或沈積,該材料在其中或其上具有至少一聚合物樹脂(B)作為主要組分,使得浸漬深度進入該聚合物薄膜厚度的至少約10%,較佳地約50%,且最佳地約100%;且在該浸漬、浸滲、塗覆、浸泡塗覆、濕潤、填充或處理材料其中或其上具有至少一任選的溶劑殘留組分或其它添加劑、試劑或填料, 且其中該聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物包含: 至少一多孔性(從約0.01um最大平均孔洞大小至約20um最大平均孔洞大小)、巨孔性(超過(大於)約10.0um最大孔洞大小)、中孔性(從約2.0um最大平均孔洞大小高至(或等於或小於)約10.0μm最大平均孔洞大小)、或微孔性(從約10.0nm(0.01μm)最大平均孔洞大小高至(或等於或小於)約2.0μm最大平均孔洞大小)聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物,其等具有至少一聚合物樹脂(A)作為主要組分。
- 如請求項1之該乾式製程聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物,其中在該聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物中至少一區域的孔洞表面具有至少一第一浸漬、浸滲、塗覆、浸泡塗覆、濕潤、填充或處理材料的至少一第一薄層、塗層或沈積,該材料在其中或其上具有至少一聚合物樹脂(B)作為主要組分,使得浸漬深度進入該聚合物薄膜厚度的至少約10%,較佳地約50%,且最佳地約100%;且在該浸漬、浸滲、塗覆、浸泡塗覆、濕潤、填充或處理材料其中或其上具有任選的至少一種溶劑殘留組分或其它添加劑、試劑或填料。
- 如請求項1或2之該乾式製程聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物,其中該樹脂(B)係不同於該樹脂(A)。
- 如請求項1至3項任一項中之該乾式製程聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物,其中該聚合物樹脂(B)形成一薄塗層,其使得該經塗覆薄膜片奈米孔洞、微孔性、中孔性,更強、更萬用、更疏油、更親水,展現較高的穿刺強度、較高的溫度熔融完整性、更抗氧化性、較低的溫度關斷(lower temperature shutdown)、較低的COF、較低的銷移除力(lower pin removal force)、較高的塗層附著力及/或官能化、改良的斷裂伸長率、在TMA或加壓TMA試驗中改良的孔形(以圓形代替撕裂)、改良的釘穿刺試驗結果(nail penetration test) (通過NPT)、改良的橫向(TD)抗拉強度、經改良的MD與TD強度性質平衡、經改良的官能化、改良的離子電導、提供關斷、可能為黏性(黏著性表面)、可能經陶瓷塗覆、可能為IR可偵測的、可能為SEM可偵測的、可能為一催化劑、可能提供交聯、及/或其他經改良的性能、功能及/或特性、及/或其等之組合。
- 如請求項1至4項任一項中之該乾式製程聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物,其中該薄膜、基底膜、基板或前驅物之孔洞在聚合物樹脂(B)之浸滲或塗覆之前及/或之後具有添加的底漆、沈積、處理、PVD、ALD、溶劑、電暈、電漿或其組合。
- 如請求項1至5項任一項中之該乾式製程聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物,其中該薄膜、基底膜、基板或前驅物之孔洞具有>聚合物樹脂(B)塗層厚度2倍的最小孔洞尺寸,或>聚合物樹脂(B)塗層厚度2倍的最小平均孔洞尺寸。
- 如請求項1至6項任一項中之該乾式製程聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物,其中該經塗覆或浸漬的薄膜片至少是微孔的。
- 如請求項1至7項任一項中之該乾式製程聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物,其中該聚合物樹脂(B)之塗層的最小厚度係>0.001μm。
- 如請求項1至8項任一項中之該乾式製程聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物,其中該聚合物樹脂(B)之塗層的平均厚度係>0.01 um。
- 如請求項1至9項任一項中之該乾式製程聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物,其中該聚合物樹脂(B)之塗層的平均厚度係< 0.10 um。
- 如請求項1至10項任一項中之該乾式製程聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物,其中該聚合物樹脂(B)之塗層的最大厚度係< 1.0 um。
- 如請求項1至11項任一項中之該乾式製程聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物,其中該聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物之孔洞的最小孔洞尺寸係至少>聚合物樹脂(B)塗層厚度2倍,或聚合物樹脂(B)塗層加上在該等孔洞內表面上之任何額外塗層、處理、沈積及/或之類的厚度的兩倍。
- 如請求項1至12項任一項中之該乾式製程聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物,其中該薄膜、基底膜、基板或前驅物之孔洞的最小孔洞尺寸係至少為0.20 um。
- 如請求項1至13項任一項中之該乾式製程聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物,其中該薄膜、基底膜、基板或前驅物之孔洞的最大孔洞尺寸係小於15.0 um,較佳地小於10.0 um,更佳地小於5.0 um。
- 如請求項1至14項任一項中之該乾式製程聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物,其中該薄膜、基底膜、基板或前驅物之孔洞的最大孔洞尺寸係小於或等於6.0 um。
- 如請求項1至14項任一項中之該乾式製程聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物,其中該薄膜、基底膜、基板或前驅物之孔洞的最大孔洞尺寸係小於或等於4.0 um。
- 如請求項1至14項任一項中之該乾式製程聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物,其中該薄膜、基底膜、基板或前驅物之孔洞的最大孔洞尺寸係小於或等於4.0 um。
- 如請求項1至17項任一項中之該乾式製程聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物,其中該經塗覆薄膜、基底膜、基板或前驅物之至少80%孔洞的最小有效橫截面積至少為每孔洞7.85 x 10-7 um2 。
- 如請求項1至17項任一項中之該乾式製程聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物,其中該經塗覆薄膜、基底膜、基板或前驅物之至少80%孔洞的最小有效橫截面積至少為3.14 x 10-4 um2 。
- 如請求項1至19項任一項中之該乾式製程聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物,其中該經塗覆薄膜、基底膜、基板或前驅物具有最大Gurley為3,000 s,較佳地為2,000 s,更佳地為1,000 s。
- 如請求項1至19項任一項中之該乾式製程聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物,其中該經塗覆薄膜、基底膜、基板或前驅物具有最大Gurley為800 s。
- 如請求項1至21項任一項中之該乾式製程聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物,其中該經塗覆薄膜、基底膜、基板或前驅物具有至少20%,較佳地30%,且更佳地40%之一最小孔隙率。
- 如請求項1至22項任一項中之該乾式製程聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物,其中該經塗覆薄膜、基底膜、基板或前驅物具有小於3.0 ohm-cm2 之一ER。
- 如請求項1至23項任一項中之該乾式製程聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物,其中該經塗覆薄膜、基底膜、基板或前驅物具有小於2.0之一扭曲度(tortuosity)。
- 如請求項1至24項任一項中之該乾式製程聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物,其中該經塗覆薄膜、基底膜、基板或前驅物係一電池隔板,且其中該隔板至少滿足鋰電池的最小隔板性能。
- 如請求項1至24項任一項中之該乾式製程聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物,其中該經塗覆薄膜、基底膜、基板或前驅物係為一電池隔板,且其中該隔板在至少一類別中超過鋰電池的最小隔板性能。
- 如請求項1至24項任一項中之該乾式製程聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物,其中該經塗覆薄膜、基底膜、基板或前驅物係為一電池隔板,且其中,當對於厚度與孔隙率進行常態化(normalization)時,該隔板超過已知乾式製程隔板的隔板性能。
- 如請求項1至24項任一項中之該乾式製程聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物,其中該經塗覆薄膜、基底膜、基板或前驅物係為一電池隔板,且其中,當對於厚度與孔隙率之強度、穿刺強度、關斷、低溫關斷、高溫、HTMI、抗氧化性、低COF、斷裂伸長率、DB、高電壓、銷移除、塗層黏著性,或其等之組合進行常態化時,該隔板超過已知乾式製程隔板的隔板性能。
- 如請求項1至28項任一項中之該乾式製程聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物,其中該經塗覆薄膜、基底膜、基板或前驅物具有大於0.01 um,較佳地大於0.02 um之一平均孔洞大小。
- 如請求項1至29項任一項中之該乾式製程聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物,其中該經塗覆薄膜、基底膜、基板或前驅物具有小於2.0 um,較佳地小於1.0 um,且更佳地小於0.5 um之一平均孔洞大小。
- 如請求項1至30項任一項中之該乾式製程聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物,其中該薄膜、基底膜、基板或前驅物具有圓形孔洞。
- 如請求項1至30項任一項中之該乾式製程聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物,其中該經塗覆薄膜、基底膜、基板或前驅物較諸該未塗覆的聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物的孔洞形狀,具有更圓的角及更小的孔洞尺寸的成果孔洞形狀。
- 如請求項1至30項任一項中之該乾式製程聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物,其中該經塗覆薄膜、基底膜、基板或前驅物具有卵形(oval)、卵圓形(ovoid)、蛋形、橢圓形、截頭卵形(truncated oval)或細長卵形(elongated oval)的成果孔洞形狀。
- 如請求項1至33項任一項中之該乾式製程聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物,其中該經塗覆薄膜、基底膜、基板或前驅物形成電池隔板的至少一部分或層,且相較於該未經浸漬或未經塗覆的聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物,其中該電池隔板具有經改良的可濕性(wettability)、穿刺強度、關斷、低溫關斷、高溫、HTMI、抗氧化性、低COF、斷裂伸長率、DB、高電壓、銷移除、塗層黏著力,或其等之組合。
- 如請求項1至34項任一項中之該乾式製程聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物,其中該經塗覆薄膜、基底膜、基板或前驅物係適於塗覆、聚合物塗覆、或陶瓷塗覆在其至少一側上。
- 如請求項1至35項任一項中之該乾式製程聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物,其中在該薄膜、基底膜、基板或前驅物之孔洞的整個表面係以該聚合物樹脂(B)塗覆或處理。
- 如請求項1至35項任一項中之該乾式製程聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物,其中在該薄膜、基底膜、基板或前驅物中之孔洞的一半表面係以該聚合物樹脂(B)塗覆或處理,及在該薄膜、基底膜、基板或前驅物中之孔洞的另一半表面係以一聚合物樹脂(C)塗覆或處理,其中該樹脂(C)係不同於該樹脂(B)。
- 如請求項1至35項任一項中之該乾式製程聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物,其中該經塗覆薄膜、基底膜、基板或前驅物進一步包含至少一第二浸漬、浸滲、塗覆、浸泡塗覆、濕潤、填充或處理材料的一第二薄層、塗層或沈積,該材料在其中或其上具有至少一聚合物樹脂(C)作為主要組分,使得浸漬深度進入該聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物的厚度至少約10%,較佳地約50%,且最佳地約100%;且在該浸漬、浸滲、塗覆、浸泡塗覆、濕潤、填充或處理材料其中或其上具有任選的至少一種溶劑殘留組分或其它添加劑、試劑或填料。
- 如請求項1至38項任一項中之該聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物,其中該薄膜、基底膜、基板或前驅物係一多孔性乾式製程聚烯烴薄膜。
- 如請求項1至39項任一項中之該乾式製程聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物,其中該聚合物樹脂(A)係聚丙烯(PP)樹脂、摻合物、混合物、共聚物或嵌段共聚物、或其組合。
- 如請求項1至40項任一項中之該乾式製程聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物,其中該聚合物樹脂(B)係聚乙烯(PE)、丙烯酸、SBR、乳膠、聚氨酯、PVA、摻合物、混合物、共聚物或嵌段共聚物、或其組合。
- 如請求項1至41項任一項中之該乾式製程聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物,其中該聚合物樹脂(C)係聚乙烯(PE)、丙烯酸、SBR、乳膠、聚氨酯、PVP、PVDF、PVDF:HFP、PVA、摻合物、混合物、共聚物或嵌段共聚物、或其組合。
- 如請求項1至42項任一項中之該乾式製程聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物,其中該薄膜、基底膜、基板或前驅物係一多孔性乾式製程聚烯烴(PO)單層或多層薄膜。
- 如請求項1至42項任一項中之該乾式製程聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物,其中該薄膜、基底膜、基板或前驅物係一多孔性乾式製程聚丙烯(PP)單層或多層薄膜。
- 如請求項1至42項任一項中之該乾式製程聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物,其中該薄膜、基底膜、基板或前驅物係為一多孔性乾式製程三層PP/PE/PP薄膜。
- 一種鋰電池隔板,其改良處在於包含如請求項1至45項中任一項之該經浸漬、塗覆或處理的聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物。
- 一種鋰電池,其改良處在於包含如請求項46之該電池隔板。
- 產品、系統或車輛,其改良處在於包含如請求項47之該電池。
- 超級電容器或電容器電池混合(hybrid),其改良處在於包含如請求項1至45項中任一項之該經浸漬、塗覆或處理的聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物。
- 服裝、擦拭物、過濾器、醫療產品、HVAC過濾器、燃料電池、濕度控制層、待塗覆的基底膜、及/或其類似物,其改良處在於包含如請求項1至45項中任一項之該經浸漬、塗覆或處理的聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物。
- 塗覆、浸泡塗覆、浸泡、濕潤、浸透、填充或處理的薄膜片,其適於使用作為或用於電池、鋰電池、鉛酸電池、電容器、燃料電池、鋰離子電池、聚合物電池、CE、EDV、ESS、UPS及/或ISS電池、二次鋰電池(諸如二次鋰離子電池)的隔板、一待塗覆基底膜、一過濾膜或介質、一HVAC過濾器、一濕度控制膜、薄膜、層壓板或複合材、一燃料電池中的PEM或濕度控制膜、一諸如於透皮貼劑中之醫用薄膜或膜、一紡織品、一服裝材料或層、一帶、一面部擦拭巾、一複合材、層壓板或多層膜、及或其類似物,其包含: 至少一中孔(從約2.0um的最大平均孔洞大小高至(或等於或小於)約10.0um的最大平均孔洞大小)、微孔(從約10.0 nm(0.01um)最大平均孔洞大小高至(或等於或小於)約2.0um最大平均孔洞大小)、或奈米孔洞(小於約10.0 nm(0.01 um)最大平均孔洞大小)之經浸漬、塗覆、浸泡塗覆、浸泡、濕潤、浸透、填充或處理的薄膜片,其中該膜包含: 至少一多孔性(從約0.01um最大平均孔洞大小至約20um最大平均孔洞大小)、巨孔性(超過(大於)約10.0um最大孔洞大小)、中孔性(從約2.0um最大平均孔洞大小高至(或等於或小於)約10.0μm最大平均孔洞大小)、或微孔性(從約10.0nm(0.01μm)最大平均孔洞大小高至(或等於或小於)約2.0μm最大平均孔洞大小)聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物,其等具有至少一聚合物樹脂(A)作為主要組分;且 該聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物中至少一區域的孔洞表面具有至少一第一浸漬、浸滲、塗覆、浸泡塗覆、濕潤、填充或處理材料的一第一薄層、塗層或沈積,該材料在其中或其上具有至少一聚合物樹脂(B)作為主要組分,使得浸漬深度進入該聚合物薄膜的厚度至少約10%,較佳地約50%,且最佳地約100%,且在該浸漬物、浸漬、塗覆、浸泡塗覆、濕潤、填充或處理材料其中或其上具有任選的至少一種溶劑殘留組分或其它添加劑、試劑或填料。
- 如請求項51之該經處理薄膜片或隔板,其中該樹脂(B)係不同於該樹脂(A)。
- 如請求項51或52之該經處理薄膜片或隔板,其中該聚合物樹脂(B)形成使該經塗覆薄膜片微孔性的一薄塗層。
- 如請求項51至53中任一項之該經處理薄膜片或隔板,其中該薄膜、基底膜、基板或前驅物之孔洞具有>聚合物樹脂(B)塗層厚度2倍的最小孔洞尺寸,藉此該經塗覆薄膜片至少為微孔性的。
- 如請求項51至54中任一項之該經處理薄膜片或隔板,其中該聚合物樹脂(B)之塗層的最小厚度係>0.001μm。
- 如請求項51至54中任一項之該經處理薄膜片或隔板,其中該聚合物樹脂(B)之塗層的平均厚度係>0.001 um。
- 如請求項51至54中任一項之該經處理薄膜片或隔板,其中該聚合物樹脂(B)之塗層的平均厚度係< 0.10 um。
- 如請求項51至54中任一項之該經處理薄膜片或隔板,其中該聚合物樹脂(B)之塗層的最大厚度係< 2.0 um,較佳地 < 1.0 um,更佳地 < 0.50 um,且最佳地 < 0.10 um。
- 如請求項51至58中任一項之該經處理薄膜片或隔板,其中該聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物之孔洞的最小孔洞尺寸係至少>聚合物樹脂(B)塗層厚度2倍。
- 如請求項51至58中任一項之該經處理薄膜片或隔板,其中該聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物之孔洞的最小孔洞尺寸係至少0.002 um。
- 如請求項51至60中任一項之該經處理薄膜片或隔板,其中該聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物之孔洞的最大孔洞尺寸係小於15.0 um,較佳地小於10.0 um,更佳地小於5.0 um。
- 如請求項51至60中任一項之該經處理薄膜片或隔板,其中該聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物之孔洞的最大孔洞尺寸係小於或等於6.0 um。
- 如請求項51至60中任一項之該經處理薄膜片或隔板,其中該聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物之孔洞的最大孔洞尺寸係小於或等於4.0 um。
- 如請求項51至60中任一項之該經處理薄膜片或隔板,其中該聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物之孔洞的最大孔洞尺寸係小於或等於2.0 um。
- 如請求項51至64中任一項之該經處理薄膜片或隔板,其中該經塗覆薄膜片之至少80%孔洞的最小有效橫截面積至少為每孔洞7.85 x 10-7 um2 。
- 如請求項51至64中任一項之該經處理薄膜片或隔板,其中該經塗覆薄膜片之至少80%孔洞的最小有效橫截面積至少為3.14 x 10-4 um2 。
- 如請求項51至66中任一項之該經處理薄膜片或隔板,其中該經塗覆薄膜片具有最大Gurley為3,000 s,較佳地為2,000 s,更佳地為1,000 s,且最佳地為500 s。
- 如請求項51至66中任一項之該經處理薄膜片或隔板,其中該經塗覆薄膜片具有最大Gurley為800 s。
- 如請求項51至68中任一項之該經處理薄膜片或隔板,其中該經塗覆薄膜片具有至少20%,較佳地30%,且更佳地40%之一最小孔隙率。
- 如請求項51至69中任一項之該經處理薄膜片或隔板,其中該經塗覆薄膜片具有小於3.0 ohm-cm2 之一ER。
- 如請求項51至70中任一項之該經處理薄膜片或隔板,其中該經塗覆薄膜片具有小於2.0之一扭曲度。
- 如請求項51至71中任一項之該經處理薄膜片或隔板,其中該隔板至少滿足鋰電池的最小隔板性能, 較佳地在至少一類別中超過鋰電池的最小隔板性能;更佳地,當對厚度與孔隙率進行常態化時,超過已知乾式製程隔板的隔板性能;且最佳地,當對於厚度與孔隙率之強度、穿刺強度、關斷、低溫關斷、高溫、HTMI、抗氧化性、低COF、斷裂伸長率、DB、高電壓、銷移除、塗層黏著性,或其等之組合進行常態化時,超過已知乾式製程隔板的隔板性能。
- 如請求項51至72中任一項之該經處理薄膜片或隔板,其中該經塗覆薄膜片具有大於0.01 um,且較佳地大於0.02 um之一平均孔洞大小。
- 如請求項51至73中任一項之該經處理薄膜片或隔板,其中該經塗覆薄膜片具有小於2.0 um,較佳地小於1.0 um,且更佳地小於0.5 um之一平均孔洞大小。
- 如請求項51至74中任一項之該經處理薄膜片或隔板,其中該經塗覆薄膜片較諸該未塗覆的聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物的孔洞形狀,具有有更圓的角及更小的孔洞尺寸的成果孔洞形狀,並且具有足夠的孔隙率、Gurley及/或離子導電性,以運作為一電池隔板、織物、過濾介質、及/或之類。
- 如請求項51至75中任一項之該經處理薄膜片或隔板,其中該經塗覆薄膜片具有卵形、卵圓形、蛋形、橢圓形、截頭卵形或細長卵形的成果孔洞形狀。
- 如請求項51至76中任一項之該經處理薄膜片或隔板,當相較於該未經浸漬或未經塗覆的聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物時,其中該隔板具有經改良的可濕性、穿刺強度、關斷、低溫關斷、高溫、HTMI、抗氧化性、低COF、斷裂伸長率、DB、高電壓、銷移除、塗層黏著力,或其等之組合。
- 如請求項51至77中任一項之該經處理薄膜片或隔板,其中該經塗覆薄膜片進一步在其至少一側上包含一塗層、聚合物塗層、或陶瓷塗層。
- 如請求項51至78中任一項之該經處理薄膜片或隔板,其中在該薄膜、基底膜、基板或前驅物之孔洞的整個表面係以該聚合物樹脂(B)塗覆或處理。
- 如請求項51至79中任一項之該經處理薄膜片或隔板,其中在該薄膜、基底膜、基板或前驅物中之孔洞的一半表面係以該聚合物樹脂(B)塗覆或處理,及在該薄膜、基底膜、基板或前驅物中之孔洞的另一半表面係以該聚合物樹脂(C)塗覆或處理,其中該樹脂(C)係不同於該樹脂(B)。
- 如請求項51至79中任一項之該經處理薄膜片或隔板,其中該經塗覆薄膜片進一步包含至少一第二浸漬、浸滲、塗覆、浸泡塗覆、濕潤、填充或處理材料的一第二薄層、塗層或沈積,該材料在其中或其上具有至少一聚合物樹脂(C)作為主要組分,使得浸漬深度進入該聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物的厚度至少約10%,較佳地約50%,且最佳地約100%,且在該浸漬、浸滲、塗覆、浸泡塗覆、濕潤、填充或處理材料其中或其上具有任選的至少一種溶劑殘留組分或其它添加劑、試劑或填料。
- 如請求項51至81中任一項之該經處理薄膜片或隔板,其中該聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物係一多孔性乾式製程聚烯烴薄膜。
- 如請求項51至82中任一項之該經處理薄膜片或隔板,其中該聚合物樹脂(A)係聚丙烯(PP)樹脂、摻合物、混合物、共聚物或嵌段共聚物、或其組合。
- 如請求項51至82中任一項之該經處理薄膜片或隔板,其中該聚合物樹脂(B)係聚乙烯(PE)、丙烯酸、SBR、乳膠、聚氨酯、摻合物、混合物、共聚物或嵌段共聚物、或其組合。
- 如請求項51至82中任一項之該經處理薄膜片或隔板,其中該聚合物樹脂(C)係聚乙烯、丙烯酸、SBR、乳膠、聚氨酯、PVP、PVDF、PVDF:HFP、摻合物、混合物、共聚物或嵌段共聚物、或其組合。
- 如請求項51至82中任一項之該經處理薄膜片或隔板,其中該聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物係一多孔性乾式製程聚烯烴(PO)單層或多層薄膜。
- 如請求項86之該經處理薄膜片或隔板,其中該聚烯烴(PO)薄膜係一多孔性乾式製程聚丙烯(PP)單層或多層薄膜。
- 如請求項86之該經處理薄膜片或隔板,其中該聚烯烴(PO)薄膜係一多孔性乾式製程三層PP/PE/PP薄膜。
- 一種鋰電池,其改良處在於包含如請求項51-88之該經處理薄膜片或隔板。
- 產品、系統或車輛,其改良處在於包含如請求項89之該電池。
- 超級電容器或電容器電池混合,其改良處在於包含如請求項51至88之該經處理薄膜片或隔板。
- 服裝、擦拭物、過濾器、醫療產品、HVAC過濾器、燃料電池、濕度控制層、待塗覆的基膜、及/或之類似物,其改良處在於包含如請求項51至88之該經塗覆薄膜片。
- 一種製造電池隔板的方法,其改良處在於包含使用如請求項51-88之該經處理的薄膜片或隔板。
- 一種製造電池隔板的方法,其改良處在於包含使用如請求1至45之該聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物。
- 一種製成一經浸漬、塗覆、浸泡塗覆、浸泡、濕潤、浸透、填充或處理之薄膜片的方法,該薄膜片適於使用作為或用於鋰電池(諸如二次鋰離子電池)的隔板、一待塗覆基底膜、一過濾膜或介質、一HVAC過濾器、一濕度控制膜、薄膜、層壓板或複合材、一燃料電池中的PEM或濕度控制膜、諸如於透皮貼劑中之醫用薄膜或膜、紡織品、服裝材料或層、帶、面部擦拭巾、複合材、層壓板或多層膜、及或其類似物,該方法包含下列步驟: 浸漬、塗覆、浸泡塗覆、浸泡、濕潤、浸透、填充或處理至少一多孔性(從約0.01um最大平均孔洞大小至約20um最大平均孔洞大小)、巨孔性(超過(大於)約10.0um最大孔洞大小)、中孔性(從約2.0um最大平均孔洞大小高至(或等於或小於)約10.0μm最大平均孔洞大小)、或微孔性(從約10.0nm(0.01μm)最大平均孔洞大小高至(或等於或小於)約2.0μm最大平均孔洞大小)聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物,該聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物具有至少一聚合物樹脂(A)作為主要成分, 以形成至少一經浸漬、塗覆、浸泡塗覆、浸泡、濕潤、浸透、填充或處理的一中孔(從約2.0um的最大平均孔洞大小高至(或等於或小於)約10.0um的最大平均孔洞大小)、微孔(從約10.0 nm(0.01um)最大平均孔洞大小高至(或等於或小於)約2.0um最大平均孔洞大小)、或奈米孔洞(小於約10.0 nm(0.01 um)最大平均孔洞大小)薄膜片,其中在該薄膜片中至少一區域的孔洞表面具有至少一第一浸漬物、浸漬、塗覆、浸泡塗覆、濕潤、填充或處理材料的一第一薄層、塗層或沈積,該材料在其中或其上具有至少一聚合物樹脂(B)作為主要組分,使得浸漬深度進入該聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物的厚度至少約10%,較佳地約50%,且最佳地約100%,且在該浸漬、浸滲、塗覆、浸泡塗覆、濕潤、填充或處理材料其中或其上具有任選的至少一種溶劑殘留組分或其它添加劑、試劑或填料。
- 如請求項95之該方法,其中該樹脂(B)係不同於該樹脂(A)。
- 如請求項95或96之該方法,其中該膜、基底膜、基板或前驅物之孔洞具有>聚合物樹脂(B)塗層厚度2倍的最小孔洞尺寸,藉此該經塗覆薄膜片至少為微孔性。
- 一種製成電池隔板的方法,其改良處在於包含使用如請求項95之該方法製成如請求項51-88之該經處理的薄膜片或隔板。
- 一種製成電池隔板的方法,其改良處在於包含使用如請求項95之該方法製成包括如請求項1至45之該聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物的一經處理薄膜片或隔板。
- 如請求項98或99之該方法,其中該隔板至少滿足鋰電池的最小隔板性能,較佳地在至少一類別中超過鋰電池的最小隔板性能,更佳地,當對厚度與孔隙率進行常態化時,超過已知乾式製程隔板的隔板性能,且最佳地,當對於厚度與孔隙率之強度、穿刺強度、關斷、低溫關斷、高溫、HTMI、抗氧化性、低COF、斷裂伸長率、DB、高電壓、銷移除、塗層黏著性,或其等之組合進行常態化時,超過已知乾式製程隔板的隔板性能。
- 如請求項95至100中任一項之該方法,進一步包含乾燥該經浸漬薄膜片的步驟。
- 如請求項95至101中任一項之該方法,其中在該薄膜片中之孔洞的整個表面係以該聚合物樹脂(B)塗覆或處理。
- 如請求項95至101中任一項之該方法,其中在該薄膜片中之孔洞的一半表面係以該聚合物樹脂(B)塗覆或處理,及在該薄膜片中之孔洞的另一半表面係以該聚合物樹脂(C)塗覆或處理,其中該樹脂(C)係不同於該樹脂(B)。
- 如請求項95至101中任一項之該方法,其中該經塗覆薄膜片進一步包含至少一第二浸漬、浸滲、塗覆、浸泡塗覆、濕潤、填充或處理材料的一第二薄層、塗層或沈積,該材料在其中具有至少一聚合物樹脂(C)作為主要組分,使得浸漬深度進入該聚合物薄膜的厚度至少約10%,較佳地約50%,且最佳地約100%,且在該浸漬、浸滲、塗覆、浸泡塗覆、濕潤、填充或處理材料其中或其上具有任選的至少一種溶劑殘留組分或其它添加劑、試劑或填料。
- 如請求項95至104中任一項之該方法,其中該聚合物樹脂(A)係聚丙烯樹脂、摻合物、混合物、共聚物或嵌段共聚物、或其組合,其中該聚合物樹脂(B)係聚乙烯(PE)、丙烯酸、SBR、乳膠、聚氨酯、摻合物、混合物、共聚物或嵌段共聚物、或其組合,且/或其中該聚合物樹脂(C)係聚乙烯、丙烯酸、SBR、乳膠、聚氨酯、PVP、PVDF、PVDF:HFP、摻合物、混合物、共聚物或嵌段共聚物、或其組合。
- 如請求項95至104中任一項之該方法,其中該聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物係一多孔性乾式製程聚烯烴薄膜、多孔性乾式製程聚烯烴(PO)單層或多層薄膜、多孔性乾式製程聚丙烯(PP)單層或多層薄膜、及/或多孔性乾式製程法三層PP/PE/PP薄膜。
- 一種第一浸漬、塗覆、浸泡、浸泡塗覆、濕潤、填充或處理方法,其用於浸漬、塗覆、浸泡塗覆、浸泡、濕潤、浸透、填充或處理至少一多孔性(從約0.01um最大平均孔洞大小至約20um最大平均孔洞大小)、巨孔性(超過(大於)約10.0um最大孔洞大小)、中孔性(從約2.0um最大平均孔洞大小高至(或等於或小於)約10.0μm最大平均孔洞大小)、或微孔性(從約10.0nm(0.01μm)最大平均孔洞大小高至(或等於或小於)約2.0μm最大平均孔洞大小)聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物,該聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物具有至少一聚合物樹脂(A)作為主要成分,以形成至少一經浸漬、塗覆、浸泡塗覆、浸泡、濕潤、浸透、填充或處理的中孔(從約2.0um的最大平均孔洞大小高至(或等於或小於)約10.0um的最大平均孔洞大小)、微孔(從約10.0 nm(0.01um)最大平均孔洞大小高至(或等於或小於)約2.0um最大平均孔洞大小)、或奈米孔洞(小於約10.0 nm(0.01 um)最大平均孔洞大小)薄膜片,其中在該薄膜片中至少一區域的孔洞表面具有至少一第一浸漬、浸滲、塗覆、浸泡塗覆、濕潤、填充或處理材料的一第一薄層、塗層或沈積,該材料在其中或其上具有至少一聚合物樹脂(B)作為主要組分,使得浸漬深度進入該聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物的厚度至少約10%,較佳地約50%,且最佳地約100%,且在該浸漬、浸滲、塗覆、浸泡塗覆、濕潤、填充或處理材料其中或其上具有任選的至少一種溶劑殘留組分或其它添加劑、試劑或填料,該第一浸漬、塗覆、浸泡、浸泡塗覆、濕潤、填充或處理包含: 聚合物樹脂(B)及至少一溶劑。
- 如請求項107之該浸漬、塗覆、浸泡、浸泡塗覆、濕潤、填充或處理方法,其中該樹脂(B)係不同於該樹脂(A),其中該聚合物樹脂(B)形成一薄塗層,且/或其中該聚合物樹脂(B)係聚乙烯(PE)、丙烯酸、SBR、乳膠、聚氨酯、摻合物、混合物、共聚物或嵌段共聚物、或其等之組合。
- 塗覆、浸泡、浸泡塗覆、濕潤、填充或處理方法,其用於浸漬、塗覆、浸泡塗覆、浸泡、濕潤、浸透、填充或處理至少一多孔性(從約0.01um最大平均孔洞大小至約20um最大平均孔洞大小)、巨孔性(超過(大於)約10.0um最大孔洞大小)、中孔性(從約2.0um最大平均孔洞大小高至(或等於或小於)約10.0μm最大平均孔洞大小)、或微孔性(從約10.0nm(0.01μm)最大平均孔洞大小高至(或等於或小於)約2.0μm最大平均孔洞大小)聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物,該聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物具有至少一聚合物樹脂(A)作為主要成分,以形成至少一經浸漬、塗覆、浸泡塗覆、浸泡、濕潤、浸透、填充或處理的中孔(從約2.0um的最大平均孔洞大小高至(或等於或小於)約10.0um的最大平均孔洞大小)、微孔(從約10.0 nm(0.01um)最大平均孔洞大小高至(或等於或小於)約2.0um最大平均孔洞大小)、或奈米孔洞(小於約10.0 nm(0.01 um)最大平均孔洞大小)薄膜片,其中在該薄膜片中至少一區域的孔洞表面具有至少一第二浸漬物、浸漬、塗覆、浸泡塗覆、濕潤、填充或處理材料的一第二薄層、塗層或沈積,該材料在其中或其上具有至少一聚合物樹脂(C)作為主要組分,使得浸漬深度進入該聚合物薄膜、基底膜、基板或前驅物的厚度至少約10%,較佳地約50%,且最佳地約100%,且在該浸漬、浸滲、塗覆、浸泡塗覆、濕潤、填充或處理材料其中或其上具有任選的至少一種溶劑殘留組分或其它添加劑、試劑或填料,該第二浸漬、塗覆、浸泡、浸泡塗覆、濕潤、填充或處理包含: 聚合物樹脂(C)及至少一種溶劑。
- 如請求項109之該第二次浸漬、塗覆、浸泡、浸泡塗覆、濕潤、填充或處理方法,其中該樹脂(C)係不同於該樹脂(A),其中該聚合物樹脂(C)形成一薄塗層,且/或其中該聚合物樹脂(C)係聚乙烯、丙烯酸、SBR、乳膠、聚氨酯、PVP、PVDF、PVDF:HFP、摻合物、混合物、共聚物或嵌段共聚物、或其等之組合。
- 一種製成鋰電池隔板的方法,其改良處在於包含如請求項107至110項中任一項之該浸漬、塗覆、浸泡、浸泡塗覆、濕潤、填充或處理。
- 一種鋰電池,其改良處在於包含如請求項111之該電池隔板。
- 一種適於浸漬之膜,其具有如以下SEM所顯示之一結構:。
- 一種適於浸漬之膜,其具有如以下SEM所顯示之一結構:。
- 一種經浸泡或經浸漬膜,其具有如以下SEM所顯示之一結構:。
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