[发明专利]多组分复合膜及其制备方法

说明书

相关申请的交叉参考

本申请以在2000年6月23日在韩国工业知识产权局提出的申请No.2000-34948为基础，它的内容在这里引入供参考。

本发明的背景

(a)本发明的领域

本发明涉及多组分复合膜和制备该膜的方法，尤其涉及包括载体层和具有与普通活性层一样致密的结构的活性层的多组分复合膜以及制备该膜的方法，所述活性层根据工艺条件可以在其上形成孔并且由于孔的尺寸可控而具有改进的渗透性，该复合膜具有活性层的特性并具有通过离子束辐射增强的载体层和活性层之间的界面粘合强度，

(b)相关领域的叙述

目前正在使用许多种膜，如微量过滤膜(microfiltration membrane)，超滤膜，气体分离膜，渗透蒸发膜和反渗透膜。

本发明涉及微量过滤膜，尤其是用于再充电锂离子电池的包括聚烯烃如聚乙烯和聚丙烯的隔板。

作为聚烯烃的一种，当高结晶聚丙烯(HCPP)用于本发明的隔板时，预期隔板的渗透性将会增加。普通聚丙烯的结晶度低于50％，但HCPP的结晶度高于50％，并且它是高度全同立构的，所以密度、熔点、熔化热和结晶温度高，并且特性如刚性、耐热性、抗冲强度和耐划性和尺寸稳定性优异。

复合膜一般通过界面聚合、膜的改性和浸涂来制备。广泛使用浸涂，以便通过使用微孔膜如微量过滤膜或超滤膜作为载体层，用作为活性层的材料的溶液涂敷多孔膜，以及干燥经涂敷的膜，来制备复合膜。通过浸涂制备的复合膜具有包括规则尺寸孔的载体层，和具有孔数很少的致密结构的活性层。该复合膜在应用上受到限制，因为活性层的孔的尺寸很少类似于微量过滤膜和超滤膜的那些孔，并且由于在载体层和活性层之间的界面粘合强度弱，因此容易发生层离。

如在U.S.专利Nos.3,249,109，4,388,189和5,102,552中公开的那样，通过在多孔膜上涂敷聚合物可以制备复合膜。另外，亲水单体，如丙烯酸，和聚合物如聚环氧乙烷用电晕处理接枝，使得该膜具有改性表面，尤其使得它具有如在U.S.专利Nos.4,346,142，5,085,775和5,294,346中公开的亲水性。然而，虽然膜具有改性表面和亲水性，也不应用接枝聚合方法，因为该方法是复杂的并且膜的渗透性不令人满意。

如在U.S.专利No.5,716,421和欧洲专利No.0933824A2中公开的那样，用于普通电池的具有规则尺寸的孔的隔板用聚合物电解质溶液涂敷，然后将它用作再充电锂离子电池的隔板。然而，当隔板通过上述方法制备时，膜具有致密结构，即，在膜的表面没有形成孔，以及渗透性(例如透气性)降低，在载体层和活性层之间的界面粘合强度变得不充分。

本发明的概述

本发明的目的是提供多组分复合膜，它包括载体层和具有与普通活性层一样致密的结构的活性层以及制备该膜的方法，所述活性层根据工艺条件可以在其上形成孔并且由于孔的尺寸可控而具有改进的渗透性，该复合膜具有活性层的特性和具有通过离子束辐射增强的载体层和活性层之间的界面粘合强度。

为了实现该目的，本发明提供了包括载体层和两层活性层的多组分复合膜。

而且，本发明提供了多组分复合膜的制备方法，它包括以下步骤： 

a)通过将用作载体层的聚合物注入到挤出机中制备前体膜；

b)在低于聚合物熔点的温度下使前体膜进行退火处理；

c)在反应性气体的帮助下，将离子束辐射在经退火的前体膜的一个或两个表面上；

d)用供活性层用的聚合物溶液涂敷在辐射过的前体膜的两个表面；

e)干燥涂敷过的前体膜；

f)在低于室温的温度下低温拉伸干燥过的前体膜；

g)在低于聚合物熔点的温度下高温拉伸该低温拉伸过的前体膜；和

h)在低于聚合物熔点的温度下用张力热定形高温拉伸过的前体膜。

附图简述

结合考虑附图，参照以下详细描述可以更好地理解本发明，从而更彻底地了解本发明以及它所附带的许多优点。其中：

图1是扫描电子显微镜(SEM)照片，显示了根据本发明实施例1的复合膜的表面；和

图2是SEM照片，显示了根据对比实施例1的普通复合膜的表面。

本发明的详细描述

在以下详细描述中，简单地通过说明发明人实施本发明所设想的最佳方式，仅仅披露和描述了本发明的优选实施方案。如所认识到的那样，本发明在各种明显的方面能够进行修改，这些都不会偏离本发明。因此，附图和叙述性质上应被认为是示例性的，而不是限制性的。

以下详细描述本发明。