多孔性膜和蓄电装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种维持高孔隙率、并且耐电压性优异的多孔性膜。本发明专利技术的多孔性膜，其特征在于，将绝缘击穿电压设为V(kV)，将膜厚设为T(mm)时，以下述式(A)定义的绝缘击穿强度Ea值为160kV/mm以上，孔隙率为45～85％。Ea＝V/T …(A)。

【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维持高孔隙率、并且耐电压性优异的多孔性膜。本专利技术的多孔性膜，其特征在于，将绝缘击穿电压设为V(kV)，将膜厚设为T(mm)时，以下述式(A)定义的绝缘击穿强度Ea值为160kV/mm以上，孔隙率为45～85％。Ea＝V/T?…(A)。【专利说明】多孔性膜和蓄电装置
本专利技术涉及多孔性膜和蓄电装置。更详细而言，涉及可以适合用作非水溶剂电池 或电容器等的蓄电装置所使用的隔板的、高输出且工艺适应性和长期保存性优异的多孔性 膜。
技术介绍
多孔性膜已经在电池、电解电容器的隔板、各种分离膜、衣料、医疗用途中的透湿 防水膜等多种用途中被使用。特别是最近，被广泛用于锂离子二次电池的隔板用途。作为 锂离子二次电池用隔板而应该具备的性质之一，可举出耐电压性、电池的高输出性。耐电压 性是表示在对隔板施加了一定电压的情况下，隔板是否不发生短路而耐电压的指标。如果 隔板的耐电压性低，则在用于电池的情况下，有难以有效地防止自放电的倾向，有时电池的 长期保存性差。另外，由于电池的短路率增大因此成品率变多，有时工艺适应性恶化。 在以往的技术中，公开了例如干燥-拉伸法（作为CELGARD工艺已知）的多孔性 膜。干燥-拉伸法是通过在膜材料的熔融挤出时采用低温挤出、高拉伸比，控制经片材化的 拉伸前的膜中层状结构，通过在长度方向上单轴拉伸上述膜使层状界面产生开裂，形成空 隙的方法（参照专利文献1、2)。该方法由于特殊的直线状贯通孔结构因此透气性能优异， 但另一方面弯曲率小，因此在施加电压时电子容易通过，存在耐电压性差的问题。 另外，公开了通过含有聚烯烃系聚合物与具有双键的聚合物交联而成的交联物， 从而提高耐电压性的双轴拉伸多孔性膜（参照专利文献3)。但是，由于该多孔性膜的孔隙 率低，因此存在电池的输出特性差的问题。 另外，公开了以含有β晶成核剂的聚丙烯树脂为主成分，含有乙烯· α -烯烃共聚 物，并通过将纵向、横向拉伸温度调整为规定的范围，从而透过性高、平均孔径大的微多孔 膜的制造方法（参照专利文献4)。但是，在该情况下虽然孔隙率高且输出特性优异，但有时 在膜面内存在一定水平以上的粗孔，耐电压性差。 从用作非水溶剂电池或电容器所使用的隔板的观点出发，同时满足电池的高输出 性、工艺适应性、长期保存性是非常重要的，但在上述那样的多孔性膜中，将这些特性并存 是困难的。 在先技术文献 专利文献1 :日本特公昭55-32531号公报 专利文献2 :日本特表2009-527633号公报 专利文献3 :日本特开2002-141049号公报 专利文献4 :国际公开第2007/046225号
技术实现思路
本专利技术的课题是解决上述的问题。S卩，本专利技术的目的是提供在作为隔板使用时，输 出特性、工艺适应性、长期保存性优异的多孔性膜和蓄电装置。 上述的课题，可以通过在将绝缘击穿电压设为V(kV)、将膜厚设为T(mm)时，以下 述式（A)定义的绝缘击穿强度Ea值为160kV/mm以上、孔隙率为45?85%的多孔性膜来达 成。 Ea = V/T …（A) 本专利技术可以适合用作在作为隔板使用时，输出特性、工艺适应性、长期保存性优异 的多孔性膜。 【具体实施方式】 以下对本专利技术的多孔性膜进行说明。 本专利技术的多孔膜，其特征在于，在将绝缘击穿电压设为V(kV)、将膜厚设为T(mm) 时，以下述式（A)定义的绝缘击穿强度Ea值为160kV/mm以上。 Ea = V/T …（A) 在本专利技术中，绝缘击穿电压是指将电压在阶段性地升压的状态下对多孔性膜施 力口，测定各施加电压下的绝缘击穿个数，其总计超过10个时的电压。另外，绝缘击穿强度是 所述的绝缘击穿电压除以多孔性膜的膜厚而得到的数值。多孔性膜的膜厚相当于电极间距 离，大大影响绝缘击穿电压，因此利用膜厚使绝缘击穿电压标准化。如果绝缘击穿强度的值 变大，则能够利用更薄的膜得到耐电压性优异的多孔性膜。 如果Ea低于160kV/mm，则有时耐电压性变低，电池的工艺适应性、长期保存性 差。作为电池隔板从工艺适应性、长期保存性的观点出发，本专利技术的多孔性膜的Ea优选为 170kV/mm以上，进一步优选为180kV/mm以上。从工艺适应性、长期保存性的观点出发希望 较高，但如果过高则有时透气性降低，因此400kV/mm为上限。 为将Ea控制在该范围，能够通过将横向拉伸时的拉伸条件，例如预热温度、初期 拉伸温度、后期拉伸温度、拉伸速度、热处理温度、热处理时间、松弛率控制在后述的范围而 达成。 本专利技术的多孔性膜，孔隙率为45?85%。如果孔隙率低于45%，则有时在作为 隔板使用的情况下电池电阻变大，输出特性差。另一方面，如果孔隙率超过85%，则有时作 为耐枝晶性指标的膜的穿刺强度过于变低，在作为电池用隔板使用的情况下安全性差。从 作为电池隔板使用时的输出特性、安全性的观点出发，本专利技术的多孔性膜的孔隙率优选为 50?85 %，更优选为57?85 %，进一步优选为60?85 %。 为将孔隙率控制在该范围，能够通过将横向延伸时的预热温度、初期拉伸温度、后 期拉伸温度、和拉伸速度、热处理温度、热处理时间、松弛率、以及纵向拉伸时的拉伸温度、 倍率控制在后述的范围而达成。 为提高多孔性膜的耐电压性有各种方法，为减少缺点部分，有提高过滤器的过滤 精度的方法。但是，即使是没有作为缺点检测出的部分，有时也会绝缘击穿。另外，作为其 它方法，为增加膜中的绝缘体量，采用使隔板的孔隙率降低的方法。但是，如果使孔隙率降 低，则有时电池的输出特性差。另外，为使电子难以通过，也采用减小多孔性膜的孔径的方 法。但是，如果减小孔径，则有时电池的输出特性差，难以兼顾耐电压性和输出特性。为兼 顾两者，重要的是电子容易通过、且使耐电压性恶化的粗大孔少，均匀地形成孔。由此，能够 得到维持高孔隙率、并且耐电压性高的多孔性膜。 本 申请人:发现：作为兼顾膜的耐电压性、高孔隙率性，在用于隔板时使电池的长期 保存性、工艺适应性、高输出性兼顾的方法，相对于横向拉伸时的后期拉伸温度，将预热温 度和初期拉伸温度升高:TC以上，由此能够使原纤（fibril)开裂时的应力缓和，通过更均匀 地开孔来控制。在此，将横向拉伸时的拉伸初期的区间的温度定义为初期拉伸温度，将直到 之后的拉伸结束（热处理前）为止的区间的温度定义为后期拉伸温度。在β晶法中，通过 纵向拉伸形成在机械方向上单轴取向的原纤，通过横向拉伸使原纤开裂而形成贯通孔。由 此，使原纤开裂时的应力缓和，在生成均匀的孔方面是非常重要的。 横向拉伸温度一般从预热到拉伸结束为止以同一温度进行，但在本案中的特征 是，从预热到拉伸初期为止的温度高，然后到拉伸结束为止的温度低。具体的方法在后面描 述。形成不均匀的孔的情况下，在粗大孔部分电子容易通过、耐电压性降低，因此在耐电压 性提高的观点上，均匀开孔是非常重要的。在横向的拉伸工序中，将预热温度设为比拉伸温 度高的情况下，在预热区产生的宽度方向具有温度不均的热风流入拉伸区，拉伸时在宽度 方向容易发生拉伸不均，有时导致厚度均匀性、物性均匀性的恶化。另一方面，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多孔性膜，其特征在于，将绝缘击穿电压设为VkV，将膜厚设为Tmm时，以下述式(A)定义的绝缘击穿强度Ea值为160kV/mm以上，孔隙率为45～85％，Ea＝V/T …(A)。

【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：冈田一马，久万琢也，大仓正寿，
申请(专利权)人：东丽株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP