锂离子电池隔板用基材和锂离子电池隔板制造技术

本发明专利技术的课题在于提供：锂离子电池隔板用基材与无机粒子层的粘接性高，可以减薄厚度，拉伸强度和裁切性优异的锂离子电池隔板用基材，和使用该锂离子电池隔板用基材的锂离子电池隔板。锂离子电池隔板用基材，其特征在于，在含有耐热性纤维和合成树脂短纤维而成的锂离子电池隔板用基材中，含有改良游离度300ml以下的原纤化耐热性纤维作为该耐热性纤维，且相对于该基材中包含的全部纤维成分，改良游离度300ml以下的原纤化耐热性纤维的含量为1.0质量%以上且低于5.0质量%。需说明的是，改良游离度是：除使用线径0.14mm、孔径0.18mm的80目金属网作为筛板，并将试样浓度设为0.1%以外，依据JIS P8121‑2：2012测定的值。

Material for separators of lithium ion batteries and separators of lithium ion batteries

The subject of the invention is to provide a base material for lithium ion battery separator with high adhesion to inorganic particle layer, thinning thickness, excellent tensile strength and cutting property, and a lithium ion battery separator using the base material for lithium ion battery separator. The characteristics of the base material for separator of lithium-ion battery are as follows: in the base material for separator of lithium-ion battery made of heat-resistant fibers and synthetic resin staple fibers, fibrillarized heat-resistant fibers with improved dissociation degree less than 300 ml are used as the heat-resistant fibers, and the content of fibrillarized heat-resistant fibers with improved dissociation degree less than 300 ml is as follows: More than 1.0 mass% and less than 5.0 mass. It should be noted that the improved degree of dissociation is determined by JIS P8121 2:2012, except that 80 meshes of metal mesh with a line diameter of 0.14 mm and an aperture of 0.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】锂离子电池隔板用基材和锂离子电池隔板
本专利技术涉及锂离子电池隔板用基材和锂离子电池隔板。需说明的是，“锂离子电池隔板用基材”有时简称为“基材”。另外，“锂离子电池隔板”有时简称为“隔板”。
技术介绍
近年来，锂离子电池的用途除了以往的便携设备之外，扩展到电动汽车等的用途。在电动汽车等的用途中，与便携设备相比采用大型的锂离子电池。作为锂离子电池隔板，大多使用由聚乙烯、聚丙烯等的聚烯烃构成的多孔膜。由聚烯烃构成的多孔膜在电池内部的温度接近130℃的情况下溶融而阻塞微多孔，由此防止锂离子的移动，具有阻断电流的热熔合功能(关闭功能)。然而，由于某些状况导致温度进一步升高的情况下，有聚烯烃自身熔融而短路，发生热失控的可能性。大型的锂离子电池中，若热失控则热失控的损害巨大。因此，用于防止这种热失控的耐热性隔板受到关注。作为耐热性隔板，公开了：由内包有聚酯无纺布、且由在电解液中膨润的有机高分子形成的多孔膜构成的隔板(参照专利文献1)；由包含熔点为80~130℃的树脂、通过加热吸收电解液而膨润的树脂中的至少1种树脂、多孔质基体和填料粒子(无机粒子)的多孔质膜构成，且多孔质基体为无纺布的电化学元件用隔板(参照专利文献2)。这些隔板是将作为无纺布的基材、由有机高分子形成的多孔膜和包含无机粒子的多孔膜(无机粒子层)并用，且多孔膜是通过涂布而设置在基材上的。另外，提出了：在将作为无纺布的基材与多孔膜并用的隔板中，通过含有芳香族聚酰胺((聚)芳纶)、芳香族聚酯、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺等的耐热性纤维的基材，进一步提高了耐热性的隔板。例如公开了如下的基材：由含有原纤化耐热性纤维和合成短纤维作为必需成分而成的湿式无纺布构成，且原纤化耐热性纤维：合成短纤维的优选质量比率为7：1~1：19的基材(参照专利文献3)；或者具有聚芳纶纤维的基材，其与来自至少一种其他聚合物的纤维结合，且(聚芳纶纤维)：(其他聚合物的纤维)的优选混合比为10：1~1：10的基材(参照专利文献4)。另外，公开了如下的基材：由含有合成树脂短纤维和原纤化莱赛尔纤维作为必需纤维的无纺布构成，进而无纺布含有原纤化耐热性纤维而成，且其优选含量为5~60质量%的基材(参照专利文献5)；为含有30质量%以上的取向结晶化聚酯系纤维的无纺布，进一步优选包含原纤化耐热性纤维，且其优选含量相对于全部纤维为5~60质量%的基材(参照专利文献6)。专利文献3~6中所公开的基材中，耐热性纤维的优选含量的最低值为5质量%。即，公开了优选耐热性纤维的含量为5质量%以上的基材。然而，耐热性纤维大多为刚性，因此在其含量为5质量%以上的情况下，基材难以压塌，有难以减薄基材的厚度的问题。在勉强通过施加热或负荷来压塌基材的情况下，有隔板的电阻提高的问题、裁切成规定宽度而制成隔板时难以通过切条(slit)工序进行裁切的问题、在电极的层合工序中难以熔断切割的问题。此外，由于耐热性纤维间和耐热性纤维与其他纤维间的结合力低，因此在耐热性纤维的含量为5质量%以上的情况下，基材的拉伸强度降低，在涂布操作中必须特别考虑。另外，专利文献3中，通过在无纺布内部填充无机粒子，将基材内部的空孔闭塞，来解决电解液保持性差、隔板的内部电阻提高的问题，因此公开了以原纤化耐热性纤维为必需成分的基材，在实施例中，制造了原纤化耐热性纤维的含量为20~60质量%的基材。但是，原纤化耐热性纤维的含量多的基材中，由于无机粒子集中地层合于基材表面，因此可能会产生基材与无机粒子层的粘接性变差的问题。另外，公开了如下的基材：在用于设置无机粒子层的基材中，含有聚对苯二甲酸乙二酯(PET)纤维，并使来源于PET纤维的X射线衍射强度在特定的范围内，由此使涂液的涂布性、后加工性优异的基材(参照专利文献7)。专利文献7中，记载了：可以掺混PET纤维以外的纤维，优选PET纤维和PET纤维以外的纤维的含有比率以质量基准计为100：0~70：30。而且，实施例中记载了包含20质量%的游离度300ml的芳纶纤维的基材。但是，专利文献7中，仅仅记载了“在不损害品质和生产率的范围内，可以掺混PET纤维以外的纤维”，对于通过加入PET纤维以外的纤维而获得的效果则没有任何研究。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2005-293891号公报；专利文献2：日本特开2007-157723号公报；专利文献3：日本特开2012-3873号公报；专利文献4：日本特表2013-501082号公报；专利文献5：国际公开第2011/046066号小册子；专利文献6：日本特开2012-134024号公报；专利文献7：日本特开2013-179034号公报。
技术实现思路
专利技术所要解决的课题本专利技术的课题在于提供：锂离子电池隔板用基材与无机粒子层的粘接性高、可以减薄厚度、拉伸强度和裁切性优异的锂离子电池隔板用基材，和使用该锂离子电池隔板用基材的锂离子电池隔板。用于解决课题的手段为了解决上述课题而刻苦研究，结果发现了下述专利技术。(1-1)锂离子电池隔板用基材，其特征在于，在含有耐热性纤维和合成树脂短纤维而成的锂离子电池隔板用基材中，含有改良游离度300ml以下的原纤化耐热性纤维作为该耐热性纤维，且相对于该基材中包含的全部纤维成分，改良游离度300ml以下的原纤化耐热性纤维的含量为1.0质量%以上且低于5.0质量%。(1-2)(1-1)所述的锂离子电池隔板用基材，其中，相对于该基材中包含的全部纤维成分，合成树脂短纤维的含量为90.0质量%以上且99.0质量%以下。(1-3)(1-1)所述的锂离子电池隔板用基材，其中，相对于该基材中包含的全部纤维成分，合成树脂短纤维的含量超过95.0质量%且99.0质量%以下。(2-1)锂离子电池隔板用基材，其特征在于，在含有耐热性纤维和合成树脂短纤维而成的锂离子电池隔板用基材中，含有改良游离度为300ml以下的原纤化耐热性纤维和改良游离度超过300ml的原纤化耐热性纤维作为该耐热性纤维。(2-2)(2-1)所述的锂离子电池隔板用基材，其中，相对于该基材中包含的全部纤维成分，改良游离度为300ml以下的原纤化耐热性纤维和改良游离度超过300ml的原纤化耐热性纤维的总计含量为2.0质量%以上且低于9.0质量%。(2-3)(2-2)所述的锂离子电池隔板用基材，其中，相对于该基材中包含的全部纤维成分，改良游离度为300ml以下的原纤化耐热性纤维的含量为1.0质量%以上且低于5.0质量%，改良游离度超过300ml的原纤化耐热性纤维的含量为1.0质量%以上且低于4.0质量%。(2-4)(2-2)或(2-3)所述的锂离子电池隔板用基材，其中，相对于该基材中包含的全部纤维成分，合成树脂短纤维的含量为90.0质量%以上且98.0质量%以下。(3-1)锂离子电池隔板用基材，其特征在于，在含有耐热性纤维和合成树脂短纤维而成的锂离子电池隔板用基材中，含有改良游离度为300ml以下的原纤化耐热性纤维和改良游离度为300ml以下的由对位系芳香族聚酰胺构成的纤条体作为该耐热性纤维，且相对于该基材中包含的全部纤维成分，该耐热性纤维的含量为1.0质量%以上且低于5.0质量%。(3-2)(3-1)所述的锂离子电池隔板用基材，其中，相对于该基材中包含的全部纤维成分，合成树脂短纤维的含量为90.0质本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.锂离子电池隔板用基材，其特征在于，在含有耐热性纤维和合成树脂短纤维而成的锂离子电池隔板用基材中，含有改良游离度300ml以下的原纤化耐热性纤维作为该耐热性纤维，且相对于该基材中包含的全部纤维成分，改良游离度300ml以下的原纤化耐热性纤维的含量为1.0质量%以上且低于5.0质量%，改良游离度：是除使用线径0.14mm、孔径0.18mm的80目金属网作为筛板，并将试样浓度设为0.1%以外，依据JIS P8121‑2：2012测定的值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.08 JP 2016-175507;2016.11.10 JP 2016-219341.锂离子电池隔板用基材，其特征在于，在含有耐热性纤维和合成树脂短纤维而成的锂离子电池隔板用基材中，含有改良游离度300ml以下的原纤化耐热性纤维作为该耐热性纤维，且相对于该基材中包含的全部纤维成分，改良游离度300ml以下的原纤化耐热性纤维的含量为1.0质量%以上且低于5.0质量%，改良游离度：是除使用线径0.14mm、孔径0.18mm的80目金属网作为筛板，并将试样浓度设为0.1%以外，依据JISP8121-2：2012测定的值。2.根据权利要求1所述的锂离子电池隔板用基材，其中，相对于该基材中包含的全部纤维成分，合成树脂短纤维的含量为90.0质量%以上且99.0质量%以下。3.根据权利要求1所述的锂离子电池隔板用基材，其中，相对于该基材中包含的全部纤维成分，合成树脂短纤维的含量超过95.0质量%且99.0质量%以下。4.锂离子电池隔板用基材，其特征在于，在含有耐热性纤维和合成树脂短纤维而成的锂离子电池隔板用基材中，含有改良游离度为300ml以下的原纤化耐热性纤维和改良游离度超过300ml的原纤化耐热性纤维作为该耐热性纤维，改良游离度：是除使用线径0.14mm、孔径0.18mm的80目金属网作为筛板，并将试样浓度设为0.1%以外，依据JISP8121-2：2012测定的值。5.根据权利要求4所述的锂离子电池隔板用基材，其中，相对于该基材中包含的全部纤维成分，改良游离度为300ml以下的原纤化耐热性纤维和改良游离度超过300ml的原纤化耐热性纤维的总计含量为2.0质量%以上且低于9.0质量%。6.根据权利要求5所述的锂离子电池隔板用基材，其中，相对于该基材中包含的全部纤维成分，改良游离度为300ml以下的原纤化耐热性纤维的含量为1.0质量%以上且低于5.0质量%，改良游离度超过300ml的原纤化耐热性纤维的含量为1.0质量%以上且低于4.0质量%。7.根据权利要求5或6所述的锂离子电池隔板用基材，其中，相对于该基材中包含的全部纤维成分，合成树脂短纤维的含量为90.0质量%以上且98.0质量%以下。8.锂离子电池隔板用基材，其特征在于，在含有耐热性纤维和合成树脂短纤维而成的锂离子电池隔板用基材中，含有改良游离度为300ml以下的原纤化耐热性纤维和改良游离度为300ml以下的由对位系芳香族聚酰胺构成的纤条体作为该耐热性纤维，且相对于该基材中包含的全部纤维成分，该耐热性纤维的含量为1.0质量%以上且低于5.0质量%，改良游离度：是除使用线径0.14mm、孔径0.18mm的80目金属网作为筛板，并将试样浓度设为0.1%以外，...

【专利技术属性】
技术研发人员：重松俊广，佐藤友洋，加藤真，鬼头昌利，笠井誉子，尹国珍，相泽和佳奈，
申请(专利权)人：三菱制纸株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP