丙烯类树脂微孔膜、电池用隔板、电池及丙烯类树脂微孔膜的制造方法技术

技术编号:10222858 阅读:248 留言:0更新日期:2014-07-17 02:07
本发明专利技术提供一种锂离子的透过性优异,可构成高性能的锂离子电池的且能够防止由枝晶引起的正极和负极的短路。本发明专利技术的丙烯类树脂微孔膜为含有微小孔部的丙烯类树脂微孔膜,其中,透气度为100~400s/100mL,上述透气度的标准偏差为7s/100mL以下,在105℃下加热2小时时的加热收缩率为6%以下,且上述加热收缩率的标准偏差为1%以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。
技术介绍
一直以来,便携电子设备的电源使用锂离子电池。该锂离子电池通常通过在电解液中设置正极、负极和隔板来构成。正极通过在铝箔的表面涂布钴酸锂或锰酸锂而形成。负极通过在铜箔的表面涂布碳而成。而且,隔板以隔开正极和负极的方式设置,防止正极和负极之间的短路。锂离子电池充电时,由正极放出锂离子进入负极内。另一方面,锂离子电池放电时,由负极放出锂离子移向正极。在锂离子电池中重复这样的充放电。因此,锂离子电池中所使用的隔板需要能够使锂离子良好地透过。重复进行锂离子电池的充放电时,在负极端面产生锂的枝晶(树枝状结晶)。该枝晶刺破隔板,引起正极和负极的微小短路(枝晶短路),使电池容量显著劣化。另一方面,为了提高锂离子电池的安全性,将以聚乙烯为主的烯烃类树脂构成的多孔膜用作隔板。在锂 离子电池因短路等而产生异常发热的情况下,构成多孔膜的聚乙烯在约130°C下发生熔融,阻塞多孔结构(切断功能)。由此,使锂离子电池的异常发热停止,从而可以确保安全性。近年来,汽车用锂离子电池这样的大型电池的高输出功率化得到发展,也可能会发生温度快速上升而使电池内部的温度超过130°C。因此,锂离子电池用隔板不必要求切断功能,而是应重视耐热性。另外,为了实现锂离子电池的高输出功率化,要求锂离子通过隔板时的阻力降低。因此,隔板需要具有高透气性。进而,在大型的锂离子电池的情况下,长寿命、长期安全性的保障也至关重要。作为耐热性高的隔板,提出由各种由聚丙烯构成的多孔膜。在专利文献I中提出了一种聚丙烯微孔性膜的制造方法,其中,将含有例如聚丙烯、熔融结晶化温度比聚丙烯高的聚合物以及β晶成核剂的组合物挤出并成形为片状后,至少进行单轴拉伸。但是,利用聚丙烯微孔性膜的制造方法得到的聚丙烯微孔性膜的透气性低,锂离子的透过性不充分。因此,这样的聚丙烯微孔性膜难以用于需要高输出功率的锂离子电池。另外,在专利文献2中提出有一种多层多孔膜,其在聚烯烃树脂多孔膜的至少一面具备含有无机填料、或熔点和/或玻璃化温度为180°C以上的树脂且厚度为0.2 μ m以上且100 μ m以下的多孔层,透气度为I~650秒/lOOcc。然而,多层多孔膜的锂离子的透过性也不充分,因此,难以用于需要高输出功率的锂离子电池。另外,在专利文献3中公开了一种对聚丙烯膜进行单轴拉伸而多孔化的多孔质聚丙烯膜的制造方法。然而,利用引用文献3的方法得到的多孔质聚丙烯膜无法均匀地形成孔,因此,锂离子的透过性也变得不均匀。因此,在多孔质聚丙烯膜中产生锂离子的透过性高的部位和低的部位。这样的多孔质聚丙烯膜存在下述问题:容易在锂离子的透过性高的部位产生枝晶而引起微小短路,长寿命及长期安全性不充分。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开昭63-199742号公报专利文献2:日本特开2007-273443号公报专利文献3:日本特开平10-100344号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题本专利技术提供一种丙烯类树脂微孔膜及其制造方法,该丙烯类树脂微孔膜的锂离子的透过性优异,可以制备高性能的锂离子电池,并且即使用于高输出功率用途也不易产生由枝晶引起的正极和负极的短路及放电容量的快速降低。用于解决技术问题的技术方案[丙烯类树脂微孔膜]本专利技术的丙烯类树脂微孔膜含有微小孔部,该丙烯类树脂微孔膜的透气度为100~400s/100mL,所述透气度的标准偏差为7s/100mL以下,该丙烯类树脂微孔膜在105°C下加热2小时后的加热收缩率为6%以下,且所述加热收缩率的标准偏差为1%以下。作为丙烯类树脂微孔膜中所使用的丙烯类树脂,例如可以举出:丙烯均聚物、丙烯和其它烯烃形成的共聚物等。丙烯类树脂可以单独使用,也可以组合使用二种以上。另外,丙烯和其它烯烃形成的共聚物也可以为嵌段共聚物、无规共聚物中的任意共聚物。需要说明的是,作为与丙烯共聚的烯烃,例如可以举出:乙烯、1-丁烯、1-戊烯、4_甲基-1-戍稀、1_己稀、1_羊稀、1-壬稀、1-癸稀等α -稀经等。丙烯类树脂的重均分子量优选25万~50万,更优选28万~48万。使用重均分子量小的丙烯类树脂时,有时在丙烯类树脂微孔膜上不均匀地形成微小孔部。另外,使用重均分子量大的丙烯类树脂时,有时成膜不稳定,或难以在丙烯类树脂微孔膜上形成微小孔部。丙烯类树脂的分子量分布(重均分子量Mw/数均分子量Mn)优选7.5~12.0,更优选8.0~11.5,特别优选8.0~11.0。使用分子量分布小的丙烯类树脂时,有时丙烯类树脂微孔膜的表面开口率变低。另外,使用分子量分布的丙烯类树脂时,有时丙烯类树脂微孔膜的机械强度降低。在此,丙烯类树脂的重均分子量及数均分子量为通过GPC (凝胶渗透色谱)法测得的以聚苯乙烯换算的值。具体而言,首先取丙烯类树脂6~7mg。接着,将所取的丙烯类树脂供给至试管,再向试管加入含有0.05重量%的BHT (二丁基羟基甲苯)的o-DCB (邻二氯苯)溶液,进行稀释,并使得丙烯类树脂浓度为lmg/mL,从而制作稀释液。使用溶解过滤装置在145°C下以转速25rpm将所述稀释液振荡I小时、使丙烯类树脂溶解于所述o-DCB溶液中,得到测定试样。使用该测定试样,通过GPC法,可以对丙烯类树脂的重均分子量及数均分子量进行测定。丙烯类树脂中的重均分子量及数均分子量例如可以通过下述测定装置及测定条件下进行测定。<测定装置>TOSOH 公司制造商品名 “HLC-8121GPC/HT”<测定条件>[0031 ]柱:TSKgeIGMHHR-H (20) HT X 3 根TSKguardcolumn-HHR(30)HT X I根流动相:o-DCB1.0mL/ 分钟样品浓度:lmg/mL检测器:Blythe型折射计标准物质:聚苯乙烯(T0S0H公司制造分子量:500~8420000)洗脱条件:145 °CSEC 温度:145 O丙烯类树脂的熔点优选160~170°C,更优选160~165°C。使用熔点低的丙烯类树脂时,有时丙烯类树脂微孔膜在高温下的机械强度降低。另外,若使用熔点高的丙烯类树月旨,则有时成膜变得不稳定。本专利技术的丙烯类树脂微孔膜所含有的微小孔部优选为通过对上述含有丙烯类树脂的丙烯类树脂膜进行单轴拉伸而形成的微小孔部。丙烯类树脂微孔膜的透气度限定为100~400s/100mL,优选100~320s/100mL。透气度大的丙烯类树脂微孔膜由于锂离子的透过性降低,因此,有时使锂离子电池的电池性能降低。另外,透气度小的丙烯类树脂微孔膜有时使机械强度降低。丙烯类树脂微孔膜的透气度的标准偏差限定为7s/100mL以下,优选5s/100mL以下,更优选3s/100mL以下。透气度的标准偏差超过7s/100mL的丙烯类树脂微孔膜有时锂离子的透过性变得不均匀。这样的情况下,在丙烯类树脂微孔膜中局部产生锂离子透过性高的部位,由此会产生枝晶从而刺破丙烯类树脂微孔膜,结果,容易引起锂离子电池内部发生枝晶短路及丙烯类树脂微孔膜的机械强度降低。丙烯类树脂微孔膜的透气度的标准偏差优选0.01s/100mL,更优选0.ls/100mL以上,特别优选ls/lOOmL以上。为了制造标准偏差低于0.01的丙烯类树脂微孔膜,有时需要在熟化工序中使用具有高控制功能的加本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种丙烯类树脂微孔膜,其含有微小孔部,其中,上述丙烯类树脂微孔膜的透气度为100~400s/100mL,上述透气度的标准偏差为7s/100mL以下,上述丙烯类树脂微孔膜在105℃下加热2小时后的加热收缩率为6%以下,且上述加热收缩率的标准偏差为1%以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.11.29 JP 2011-2601971.一种丙烯类树脂微孔膜,其含有微小孔部,其中, 上述丙烯类树脂微孔膜的透气度为100~400s/100mL,上述透气度的标准偏差为7s/100mL 以下, 上述丙烯类树脂微孔膜在105°C下加热2小时后的加热收缩率为6%以下,且上述加热收缩率的标准偏差为1%以下。2.根据权利要求1所述的丙烯类树脂微孔膜,其表面开口率为25~55%。3.根据权利要求1所述的丙烯类树脂微孔膜,其中,微小孔部的开口端的最大长径为Iym以下,且平均长径为500nm以下。4.根据权利要求1所述的丙烯类树脂微孔膜,其孔密度为15个/μm2以上。5.一种电池用隔板,其包含权利要求1所述的丙烯类树脂微孔膜。6.—种电池,其包含权利要求5所述的电池用隔板。7.一种丙烯类树脂微孔膜的制造方法,该方法包含以下工序: 挤出工序,将丙烯类树脂供给于挤出机进行熔融混炼并从安装于上述挤出机前端的T型模头中挤出,由此得到丙烯类树脂膜; 熟化工序,将上述挤出工序中得到的上述丙烯类树脂膜卷绕成卷状,由此得到丙烯类树脂膜卷,一边使该丙烯类树脂膜卷沿圆周方向旋转一边在比上述丙烯类树脂的熔点低30...

【专利技术属性】
技术研发人员:泽田贵彦
申请(专利权)人:积水化学工业株式会社
类型:发明
国别省市:日本;JP

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