锂二次电池用隔板用基材和锂二次电池用隔板制造技术

本发明专利技术的课题是提供锂二次电池用隔板用基材，其是低单位面积重量薄膜的基材，同时具有复合化处理时难以破损等优点。还提供复合化处理即使为水系处理也难以产生起伏的锂二次电池用隔板用基材。锂二次电池用隔板用基材，其包含含有原纤化的溶剂纺丝纤维素纤维和合成纤维的无纺布，其特征在于，无纺布含有上述原纤化的溶剂纺丝纤维素纤维10～30质量%、和作为合成纤维的、平均纤维直径为2.0～3.5μm的取向结晶化聚酯短纤维40～50质量%和平均纤维直径为5.0μm以下的未拉伸粘合剂用聚酯短纤维30～40质量%，它们的质量%的总计为100以下，单位面积重量为10g/m2以下，且厚度为15μm以下。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术的课题是提供锂二次电池用隔板用基材，其是低单位面积重量薄膜的基材，同时具有复合化处理时难以破损等优点。还提供复合化处理即使为水系处理也难以产生起伏的锂二次电池用隔板用基材。锂二次电池用隔板用基材，其包含含有原纤化的溶剂纺丝纤维素纤维和合成纤维的无纺布，其特征在于，无纺布含有上述原纤化的溶剂纺丝纤维素纤维10～30质量%、和作为合成纤维的、平均纤维直径为2.0～3.5μm的取向结晶化聚酯短纤维40～50质量%和平均纤维直径为5.0μm以下的未拉伸粘合剂用聚酯短纤维30～40质量%，它们的质量%的总计为100以下，单位面积重量为10g/m2以下，且厚度为15μm以下。【专利说明】锂二次电池用隔板用基材和锂二次电池用隔板
本专利技术涉及可适合用于锂离子二次电池、锂离子聚合物二次电池等锂二 次电池中的锂二次电池用隔板用基材和锂二次电池用隔板。以下，有时将"锂二次 电池用隔板用基材"表述为"基材"，有时将"锂二次电池用隔板"表述为"隔板"（
技术介绍
伴随近年来的便携式电子仪器的普及以及其高性能化，人们期待具有高能量密度 的二次电池。作为具有高能量密度的电池，以使用有机电解液(非水电解液）的锂离子二次 电池、锂离子聚合物二次电池等锂二次电池为代表的非水系二次电池受到瞩目。 锂二次电池用隔板可以使用现有的多孔质膜。多孔质膜是包含聚乙烯、聚丙烯等 聚烯烃的多孔质膜，其耐热性低，存在安全上的重大问题。即，使用这样的多孔质膜作为隔 板的电池在由于内部短路等的原因导致在电池内部产生局部的发热的情况下，有时发热部 位周边的隔板收缩，内部短路进而扩大，失控性地发热，直至起火?破裂等的重大事态。为 了解决该问题，耐热性高的隔板被要求。 作为耐热性高的隔板，提出了例如在包含聚烯烃的多孔质膜上层叠由玻璃纤维构 成的无纺布，并用聚偏二氟乙烯等树脂粘接进行了复合化的隔板。（例如参考专利文献1)。 但是，对于专利文献1的隔板的情况，由于分别制造多孔质膜和玻璃无纺布后进行层叠，因 此无论如何隔板也变厚，其结果是存在可以使用的领域受限的问题、内部电阻等电池特性 差的问题。 另一方面，提出了使用无纺布、而非包含聚烯烃的多孔质膜的耐热性隔板。例如有 由聚酯系纤维构成的无纺布、在聚酯系纤维中配合了作为耐热性纤维的芳酰胺纤维的无纺 布，但与多孔质膜相比时，存在孔径大、易于引起内部短路的问题(例如参考专利文献2? 4)。 另一方面，公开了并非将无纺布、织布等直接用作隔板，而是用作基材，使该基材 与各种材料复合化，赋予了耐热性、关闭功能等的复合化隔板。例如报告了在基材上贴合了 多孔质膜的复合化隔板，在基材上浸渗?表面涂布了填料粒子、树脂、凝胶状电解质、固体电 解质等的复合化隔板（例如参照专利文献5?7)。但是，这些文献中，虽然对填料粒子、树 月旨、多孔质膜等复合化用的材料（以下有时将"复合化用的材料"表述为"复合化物"）进 行了详细研究，但是对于用作基材的无纺布，未进行任何研究。对于至今使用的基材，由于 孔大，通过贴合、表面涂布、浸渗等进行复合化时的表面平滑性差，此外，存在复合化物易剥 离、脱落的问题。此外，由于向基材内部填充复合化物、将基材内部的空孔堵塞，因此隔板的 电解液保液性变差，存在电池的内部电阻变高的问题。 另外，作为用于形成实施选自浸渗或涂布含有填料粒子的浆料的处理、浸渗或涂 布含有树脂的浆料的处理、将多孔质膜层叠一体化的处理、浸渍或涂布固体电解质、凝胶状 电解质的处理中的至少1种复合化处理而成的锂二次电池用隔板的锂二次电池用隔板用 基材，公开了包含含有合成树脂短纤维和原纤化的莱赛尔纤维(溶剂纺丝纤维素纤维）作为 必须成分的无纺布的锂二次电池用隔板用基材(例如参照专利文献8)。对于专利文献8的 基材，通过使原纤化的莱赛尔纤维与合成树脂短纤维相互缠绕，对该基材实施复合化处理 所得到的锂二次电池用隔板可得到表面的不均变小，同时难以发生复合化物的剥离?脱落 这样的效果。另外，在锂二次电池用隔板用基材的表面存在的原纤化的莱赛尔纤维与复合 化物牢固地结合，由此得到能够更为抑制复合化物的剥离?脱落的效果。 但是，在要求更进一步的锂二次电池的高性能化、高能量密度的趋势中，要求使隔 板的厚度进而变薄。因此，基材也需要进而变薄。一般地，实施热压光处理、压光处理而将 基材变薄，但以保持单位面积重量的状态施加压力而薄化时，有基材的空隙过于变少，电池 的内部电阻变高的情况。因此，需要不仅使基材变薄，还降低基材的单位面积重量，期望单 位面积重量为l〇g/m2以下、且厚度为15 以下的低单位面积重量薄膜的基材。在专利文 献8中记载了基材的单位面积重量优选为3. 0?30. Og/m2,基材的厚度优选为4?45 y m。 但是，研究专利文献8的实施例中制作的基材时，最低单位面积重量8. Og/m2的基材的厚度 为18 y m，最低厚度14 y m的基材的单位面积重量为10. 5g/m2,不能得到在单位面积重量和 厚度这两者上满足期望的范围的、低单位面积重量薄膜的基材。 另外，对于低单位面积重量薄膜化的基材，在将基材进行操作时、实施复合化处理 时，有基材破损的情况。进而，从环境卫生、消防安全、劳动卫生的角度考虑，期望复合化处 理为水系处理。即，作为用于将含有填料粒子的浆料、含有树脂的浆料、固体电解质、凝胶状 电解质浸渗或涂布的涂布液，期望是主要介质为水的水系浆料、水系涂布液。另外，将基材 和多孔质膜层叠一体化的处理也可以是采用了热层压的层叠一体化处理，但还可以使用粘 接剂。作为粘接剂，与有机溶剂系粘接剂相比，更期望是水系粘接剂。但是，在为水系处理的 情况下，水系浆料、水系粘接剂的表面张力高，因此易于发生在基材上形成的湿润涂布膜变 得不均一这样的问题。特别地，对于水系浆料，易于产生该问题。因此，在水系处理中，为了 使基材为平坦的状态，优选赋予高的张力。特别地，为了高速地进行复合化处理，优选即使 对于基材也赋予更高的张力。在专利文献8中，基材的机械强度用刺穿强度进行评价。另 夕卜，在专利文献8中，还测定了拉伸强度，通过使基材的流动方向的拉伸强度（MDs)与宽度 方向的拉伸强度（CDs)之比（MDs/CDs)为特定的范围内，实现了抑制复合化时皱折的发生、 伴随其的复合化物的脱落这样的效果，但对于拉伸强度的绝对值没有研究。如上述那样， 特别地着眼于水系处理的情况下，期望不仅是提高刺穿强度和基材的流动方向的拉伸强度 (MDs)与宽度方向的拉伸强度（CDs)之比，还提高拉伸强度的绝对值。 进而，包含含有合成树脂短纤维和原纤化的莱赛尔纤维作为必须成分的无纺布的 基材由于原纤化的莱赛尔纤维为纤维素，因此在水接触的水系处理中，纤维素的氢键变弱， 在基材上易于产生起伏(凹凸、波动等)，存在难以得到平坦的隔板的问题。在专利文献8中， 进行使用了有机溶剂的复合化处理，对于该问题没有进行研究，但为了是具有高能量密度 的锂二次电池，而降低基材的单位面积重量、使厚度变薄时，该起伏特别易于发生，难以得 到薄的、平坦的隔板。 现有技术文献 【专利文献】 【专利文献1】日本特开2003-323878号公报 【专利本文档来自技高网...

【技术保护点】
锂二次电池用隔板用基材，其是包含无纺布的锂二次电池用隔板用基材，所述无纺布含有原纤化的溶剂纺丝纤维素纤维和合成纤维，所述锂二次电池用隔板用基材的特征在于，上述无纺布含有上述原纤化的溶剂纺丝纤维素纤维10～30质量%、以及作为上述合成纤维的、平均纤维直径为2.0～3.5μm的取向结晶化聚酯短纤维40～50质量%和平均纤维直径为5.0μm以下的未拉伸粘合剂用聚酯短纤维30～40质量%，它们的质量%的总计为100以下，单位面积重量为10g/m2以下，且厚度为15μm以下。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：重松俊广，佐藤友洋，大山圭介，松田伯志，加藤加寿美，加藤真，
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