[发明专利]用于二次电池隔膜的聚乙烯树脂及包含其的二次电池隔膜

说明书

本公开涉及一种用于二次电池隔膜的聚乙烯树脂、包含该聚乙烯树脂的二次电池隔膜和包括该隔膜的二次电池。本公开的聚乙烯树脂的特征在于，通过压汞法测得的孔体积为0.5ml/g至1.5ml/g，孔面积为4m²/g至10m²/g、平均孔径为0.3μm至1.0μm和孔隙率为50％至60％。

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年12月18日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2019-0170263的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及一种用于二次电池隔膜的聚乙烯树脂、包含该聚乙烯树脂的二次电池隔膜和包括该隔膜的二次电池。该聚乙烯树脂可以通过改善挤出加工性来确保作为模制品的多孔隔膜的优异的机械强度。

背景技术

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)通常是指分子量至少为10⁶g/mol的聚乙烯，并且能够细分为分子量大于或等于3×10⁶g/mol的超高分子量聚乙烯和分子量不大于3×10⁶g/mol的极高分子量聚乙烯(VHMWPE)。与通用聚乙烯相比，超高分子量聚乙烯树脂在以下方面具有优异的性能：例如，刚性、耐磨性、耐环境应力开裂性、均匀性、自润滑性、耐化学性和电性能。

具体地，由于超高分子量聚乙烯具有优异的耐化学性和电池性能，其被广泛用于各种类型的电池隔膜。通常，将分子量为250,000g/mol至2,500,000g/mol的超高分子量聚乙烯产品用于电池隔膜。

然而，如美国专利US4972035A中公开的，超高分子量聚乙烯树脂即使在完全熔融状态下，也表现出低流动性，从而使其难以加工。因此，与通用聚乙烯不同，超高分子量聚乙烯树脂不能适当地模塑成粒料，因此通常以聚合后生产的粉末形式来制造和销售。在这种情况下，生产的粉末的颗粒性质非常重要。在粉末的各种颗粒性质中，粒径、粒径跨度、堆积密度、细粉含量、孔径和颗粒分布是重要的因素，在挤出工艺过程中以及在制造超高分子量聚乙烯时其会影响隔膜产品的质量。

与通常的挤出工艺不同，在用于电池隔膜的超高分子量聚乙烯树脂粉末的挤出工艺中，由于稀释油通过侧进料方式同时注入到挤出机进料区中，因此稀释油在粉末颗粒中的渗透和稀释油与粉末颗粒的混合尤其重要。但是，迄今为止，对于这些问题和改进的研究还不能令人满意。

最近，使电池隔膜变薄已经成为了增加二次电池容量的一种尝试。为此，需要提高电池隔膜的机械强度。因此，应当加工具有比常规聚乙烯树脂更高的分子量的聚乙烯树脂。在这种情况下，很难在挤出机中均匀地熔融树脂。因此，在挤出机中均匀熔融并抑制由未熔融部分引起的缺陷越来越具有挑战性。为了解决这些问题，应该将稀释油迅速且均匀地渗透到树脂粉末中，并在挤出机中均匀地融化。

发明内容

本公开提供了一种用于二次电池隔膜的聚乙烯树脂以及一种制造该聚乙烯树脂的方法，该聚乙烯树脂可以通过改善挤出加工性来确保作为模制品的多孔隔膜的优异的机械强度。

为了实现上述目的，根据本公开的一个方面，提供了一种聚乙烯树脂，该聚乙烯树脂的通过压汞法测得的孔体积为0.5ml/g至1.5ml/g，孔面积为4m²/g至10m²/g，平均孔径为0.3μm至1.0μm和孔隙率为50％至60％。

如上所述，根据本公开的聚乙烯树脂包含多孔颗粒，并且通过促进在挤出过程中所使用的稀释油的渗透或吸收以及减少或抑制在挤出过程中施加的负荷，利用孔隙特性改善了挤出加工性。

因此，在挤出机中进行的熔融过程可以被促进以抑制凝胶的形成，并减少挤出过程中挤出量的变化，从而实现所生产的多孔隔膜厚度的均匀性并且形成均匀的孔。因此，可以确保多孔隔膜的优异的机械强度。