层叠多孔膜、电池用隔膜以及电池制造技术

本发明专利技术提供一种层叠多孔膜，是在聚烯烃多孔膜A的至少一面上设置有以填料(a)和粘合剂树脂(b)作为必要成分的多孔层B的层叠多孔膜，其中，填料(a)的真比重小于2.0g/cm3。本发明专利技术提供一种层叠多孔膜，其热收缩率低，耐熔化特性优异，并且不会牺牲隔膜本来所要求的绝缘性、离子透过性、轻质、滑动性等特性。进一步提供一种使用该层叠多孔膜作为隔膜的安全性高、重量能量密度高的电池或电容器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术提供一种层叠多孔膜，是在聚烯烃多孔膜A的至少一面上设置有以填料(a)和粘合剂树脂(b)作为必要成分的多孔层B的层叠多孔膜，其中，填料(a)的真比重小于2.0g/cm3。本专利技术提供一种层叠多孔膜，其热收缩率低，耐熔化特性优异，并且不会牺牲隔膜本来所要求的绝缘性、离子透过性、轻质、滑动性等特性。进一步提供一种使用该层叠多孔膜作为隔膜的安全性高、重量能量密度高的电池或电容器。【专利说明】 层叠多孔膜、电池用隔膜以及电池
本专利技术涉及一种层叠多孔膜，其热收缩率低，耐熔化特性优异，并且不会牺牲隔膜本来所要求的绝缘性、离子透过性、轻质、滑动性等特性。进一步涉及一种使用该层叠多孔膜作为隔膜的安全性高、重量能量密度(weight energy density)高的电池或电容器。
技术介绍
热塑性树脂多孔膜广泛用作物质的分离膜、选择透过膜及隔板材料等。例如，可以用于反渗透过滤膜、超滤膜、微滤膜等各种过滤器、透湿防水衣料等、锂离子电池、镍一氢电池等中使用的电池用隔膜、电解电容器用的隔膜等各种用途。其中，聚烯烃微多孔膜被用作锂离子电池用隔膜，聚烯烃微多孔膜的性能与电池性能、电池生产率和电池安全性关系密切。因此，要求优异的离子透过性、机械特性、低热收缩性等。 锂离子电池因可实现高容量、高能量密度的特性而被预测今后也可使用扩大至民生用途(便携终端、电动工具等)、运输用途(汽车、公共汽车等)、蓄电用途(智能电网等)。这些电池以下述结构为主:使包含电绝缘性的多孔膜的隔膜介于正.负极的电极之间，在膜的空隙内含浸溶解有锂盐的电解液，将这些正?负极和隔膜层叠，或者卷绕成螺旋式。对于锂离子电池的由其高容量、高能量密度引起的课题(例如因电池内外的短路而导致电池温度大幅升高)，需要寻求各种安全对策，并且已经尝试着对隔膜进行了各种研究。 例如，聚烯烃微多孔膜的制造一般经过拉伸工序，并且聚烯烃微多孔膜具有在加热至其熔点附近时产生热收缩的性质。因此，由于电池内外的短路导致了电池温度上升，当包含聚烯烃微多孔膜的隔膜在电池内被加热时，也产生了同样的热收缩，存在有无法通过隔膜确保电极间绝缘的担忧。针对这种担忧，对隔膜要求热收缩的降低。 进而，当电池温度的上升急剧并且超过聚烯烃的熔点时，隔膜软化.熔融，发生破膜，从而无法确保电极间的绝缘，在最差的情况下还可能导致起火。针对这种担忧，对隔膜要求耐熔化特性的提高。 对于针对上述隔膜的低热收缩性和耐熔化特性方面的要求，已经提出了隔膜制造条件的改良、在隔膜表面设置无机粒子层、耐热性树脂层的方案。 例如，已经提出了通过在聚烯烃微多孔膜的制造工序中导入收缩工序，从而同时实现了热收缩率的降低和其他物性的聚烯烃微多孔膜的制造方法(专利文献I);具备聚烯烃树脂多孔膜和含有无机填料或熔点和/或玻璃化温度为180°c以上的树脂的多孔层的多层多孔膜(专利文献2);将包含熔点为150°C以下的树脂的多孔膜Al和包含玻璃化温度高于150°C的树脂的多孔膜BI —体化而得到的复合多孔膜(专利文献3)等。 另外，作为破坏电极间绝缘性的主要因素，是在电池制造时混入的金属异物增多。当隔膜含有无机填料时，在隔膜的切割加工时磨损了切割刀刃，从而产生了金属异物，可能会在电池内混入金属异物。对于这种担忧，已经提出了层叠含有填料和树脂粘合剂的耐热层的多孔膜，其中所述填料的莫氏硬度为6以下(专利文献4)。 专利文献1:日本特开2001 - 172420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2007 - 125821号公报 专利文献4:日本特开2011 - 110704号公报
技术实现思路
然而，在专利文献I报道的聚烯烃膜制造方法的改良中，虽然实现了热收缩的降低，但期待更高的耐熔化特性。另外，在专利文献2中虽然实现了耐熔化特性的提高，但存在不透气度上升和产生金属异物的可能性，此外，由于无机粒子的比重大，因此无法避免隔膜的重量增加，存在有作为电池所要求特性的高能量密度难以实现的问题。在专利文献3中，虽然通过不直接将耐热性树脂溶液涂布在聚烯烃膜上而能够抑制不透气度的上升，但涂布工序变得复杂，在成本方面不利。在专利文献4中，虽然产生金属异物的可能性降低，但无法避免因粘合剂树脂进入至聚烯烃膜的微孔而导致的不透气度的上升。 因此，本专利技术的课题在于提供一种层叠多孔膜，其热收缩率低，耐熔化特性优异，并且不会牺牲隔膜本身所要求的绝缘性、离子透过性、轻质、滑动性等特性。进一步提供一种安全性高、重量能量密度高的电池。 为了解决上述课题，本专利技术的层叠多孔膜具有以下构成。即， 一种层叠多孔膜，是在聚烯烃多孔膜A的至少一面上设置有以填料和粘合剂树脂作为必要成分的多孔层B的层叠多孔膜,其中，填料的真比重(true specific gravity)小于 2.0g/cm3。 本专利技术的电池用隔膜具有以下构成。gp， 一种电池用隔膜，其包含上述层叠多孔膜。 本专利技术的电池具有以下构成。即， 一种电池，其具有正极、负极、电解质和至少I片上述电池用隔膜。 本专利技术的层叠多孔膜，其中，多孔层B中的填料的平均粒径优选为0.1?3.Ομπι的范围。 本专利技术的层叠多孔膜，其中，多孔层B中的填料优选包含有机物。 本专利技术的层叠多孔膜，其中，多孔层B中的填料优选在粒子中具有孔隙。 本专利技术的层叠多孔膜，其中，多孔层B中的粘合剂树脂优选为耐热性树脂。 本专利技术的层叠多孔膜，其中，多孔层B中的粘合剂树脂优选含有聚酰胺酰亚胺树脂。 本专利技术的层叠多孔膜，其中，多孔层B中的粘合剂树脂优选为亲水性树脂。 本专利技术的层叠多孔膜，其中，聚烯烃多孔膜A的厚度优选为3?25 μ m的范围。 本专利技术的层叠多孔膜，其中，聚烯烃多孔膜A优选通过湿式法制造。 本专利技术的层叠多孔膜，其中，关闭温度优选为70?160°C的范围。 根据本专利技术，可以提供一种层叠多孔膜，其热收缩率低，耐熔化特性优异，并且不会牺牲隔膜本来所要求的绝缘性、离子透过性、轻质、滑动性等特性，以及提供使用该层叠多孔膜的电池用隔膜。 【具体实施方式】 对于本专利技术的层叠多孔膜，为了实现低热收缩率和耐熔化特性，并且不会牺牲隔膜本来所要求的绝缘性、离子透过性、轻质、滑动性等特性，必须为具有以下特征的层叠多孔膜，在聚烯烃多孔膜A的至少一面上设置了以填料(a)和粘合剂树脂(b)作为必要成分的多孔层B，其中，填料(a)的真比重小于2.0g/cm3。 以下，对本专利技术的聚烯烃多孔膜A的组成进行说明。 从电绝缘性、离子透过性、膜厚的均匀性、机械强度等的均衡的观点考虑，本专利技术的聚烯烃多孔膜A优选为多孔的膜。 作为本专利技术的聚烯烃多孔膜A的材质，从关闭特性的观点考虑，优选例示聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃类树脂。聚烯烃多孔膜A可以是单一物质或者两种以上不同的聚烯烃类树脂的混合物，例如聚乙烯与聚丙烯的混合物，也可以是不同烯烃例如乙烯和丙烯的共聚物。在聚烯烃类树脂中，特别优选例示聚乙烯和聚丙烯。原因在于，除了电绝缘性、离子透过性等基本特性之外，还具备在电池异常升温时阻断电流从而抑制过度升温的关闭特性。 聚烯烃类树脂的质均分子量(Mw)没有特别限定，通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种层叠多孔膜，是在聚烯烃多孔膜A的至少一面上设置有以填料(a)和粘合剂树脂(b)作为必要成分的多孔层B的层叠多孔膜，其中，填料(a)的真比重小于2.0g/cm3。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：清水健，水野直树，入江达彦，
申请(专利权)人：东丽电池隔膜株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP