层叠多孔膜及非水电解液二次电池制造技术

本发明专利技术提供一种层叠多孔膜，其具有包含聚烯烃作为主体的多孔基材层、包含无机粒子作为主体的填料层和包含中值粒径(D50)大于1μm的树脂粒子作为主体的树脂层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种层叠多孔膜。此外，本专利技术还涉及包含该层叠多孔膜的非水电解液二次电池。
技术介绍
非水电解液二次电池、特别是锂离子二次电池由于能量密度高而作为用于个人电脑、手机、便携式信息终端等的电池被广泛使用。在这些以锂离子二次电池为代表的非水电解液二次电池中，通常在正极与负极之间存在间隔件。以锂离子二次电池为代表的非水电解液二次电池的能量密度高，在因电池的破损或使用了电池的设备的破损等而发生内部短路及外部短路中的任一者或两者时，流过大电流而剧烈发热。因此，对于非水电解液二次电池要求防止一定以上的发热而确保高安全性。作为该安全性的确保手段，通常为如下方法，即，在异常发热时通过间隔件来阻断正极与负极之间的离子的通过，从而赋予防止进一步发热的关闭(shut down)功能的方法。作为使间隔件具有关闭功能的方法，可列举将由异常发热时熔融的材质形成的多孔膜作为间隔件使用的方法。即，对于使用了该间隔件的电池而言，在异常发热时多孔膜熔融而无孔化，能够阻断离子的通过、抑制进一步发热。作为此种具有关闭功能的间隔件，可以使用例如聚烯烃制的多孔膜。由该聚烯烃多孔膜形成的间隔件在电池的异常发热时熔融而无孔化，由此通过阻断(关闭)离子的通过而抑制进一步发热。但是，在发热剧烈的情况等下，由聚烯烃多孔膜形成的间隔件发生热收缩，由此使正极与负极直接接触，存在引起短路的风险。这样一来，由聚烯烃多孔膜形成的间隔件在高温下的形状稳定性不充分，有时无法抑制由短路所致的异常发热。作为在高温下的收缩受到抑制的形状稳定性优异的间隔件，提出了在以聚烯烃为主体的多孔基材层的一面具有以无机填料为主体的填料层、且在另一面具有以熔点为100～130℃的树脂粒子为主体的树脂层的间隔件(参照专利文献1)。在专利文献1中记载了如下内容：就该间隔件而言，通过设置树脂层，从而在到达多孔基材层的热收缩温度之前树脂粒子发生熔融而将多孔基材层无孔被膜化，另外，通过设置填料层，从而即使在到达多孔基材层的热收缩温度的情况下，也会因该填料层的存在而防止电极间的短路。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2011－198532号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题但是，对于间隔件还要求优异的离子透过性。在专利文献1中，对于在多孔基材层上层叠填料层及树脂层而成为多层构成的间隔件，甚至未进行具体的离子透过性的评价，对离子透过性尚有改善的余地。本专利技术的目的在于提供离子透过性优异且适合作为非水电解液二次电池用间隔件的层叠多孔膜。用于解决课题的手段本专利技术人等为了解决上述课题而反复进行了深入研究，结果完成本专利技术。即，本专利技术为＜1＞～＜13＞的专利技术。＜1＞一种层叠多孔膜，其具有包含聚烯烃作为主体的多孔基材层、包含无机粒子作为主体的填料层和包含中值粒径(D50)大于1μm的树脂粒子作为主体的树脂层。＜2＞根据上述＜1＞所述的层叠多孔膜，其中，树脂粒子中的粒径不足0.8μm的树脂粒子的含有比例为不足40体积％。＜3＞根据上述＜1＞或＜2＞所述的层叠多孔膜，其在多孔基材层的一面具有填料层，并且在另一面具有树脂层。＜4＞根据上述＜1＞～＜3＞中任一项所述的层叠多孔膜，其中，填料层相对于多孔基材层的单位面积重量比为0.2～3.0，树脂层相对于多孔基材层的单位面积重量比为0.1～2.0。＜5＞根据上述＜1＞～＜4＞中任一项所述的层叠多孔膜，其中，无机粒子为选自氧化铝、勃姆石、二氧化硅及氧化钛中的1种以上。＜6＞根据上述＜1＞～＜5＞中任一项所述的层叠多孔膜，其中，无机粒子为α－氧化铝。＜7＞根据上述＜1＞～＜6＞中任一项所述的层叠多孔膜，其中，填料层包含有机粘合剂。＜8＞根据上述＜7＞所述的层叠多孔膜，其中，有机粘合剂为水溶性高分子。＜9＞根据上述＜8＞所述的层叠多孔膜，其中，水溶性高分子为选自羧基甲基纤维素、烷基纤维素、羟基烷基纤维素、淀粉、聚乙烯醇、丙烯酸及海藻酸中的1种以上。＜10＞根据上述＜1＞～＜9＞中任一项所述的层叠多孔膜，其中，树脂层包含有机粘合剂。＜11＞根据上述＜10＞所述的层叠多孔膜，其中，有机粘合剂为非水溶性高分子。＜12＞根据上述＜11＞所述的层叠多孔膜，其中，非水溶性高分子为选自乙烯－乙酸乙烯酯共聚物、乙烯－丙烯酸酯共聚物、氟系橡胶及苯乙烯丁二烯橡胶中的1种以上。＜13＞一种非水电解液二次电池，其包含上述＜1＞～＜12＞中任一项所述的层叠多孔膜。专利技术效果根据本专利技术，可以得到离子透过性优异且适合作为非水电解液二次电池用间隔件的层叠多孔膜。具体实施方式以下，对本专利技术进行详细地说明，但是，本专利技术并不受该方式的限制，能够在其主旨的范围内自由地进行各种变形而加以实施。本专利技术的层叠多孔膜为具有包含聚烯烃作为主体的多孔基材层(以下，有时称作“A层”。)、包含无机粒子作为主体的填料层(以下，有时称作“B层”。)和包含中值粒径(D50)大于1μm的树脂粒子(以下，有时称作“树脂粒子”。)作为主体的树脂层(以下，有时称作“C层”。)的层叠多孔膜。予以说明，A层在电池剧烈发热时熔融而无孔化，由此对层叠多孔膜赋予关闭(shut down)功能。另外，由于B层具有在发生关闭的高温下的耐热性，因此具有B层的层叠多孔膜在高温下也具有形状稳定性。另外，对于C层而言，在到达A层的热收缩温度之前树脂粒子熔融而将多孔基材层无孔被膜化。(包含聚烯烃作为主体的多孔基材层(A层))对本专利技术的层叠多孔膜中的A层进行说明。A层具有防止正极及负极的短路的间隔件原有的功能。另外，还可以确保作为后述的B层或C层的支撑体的功能、关闭功能例如在80℃以上(更优选100℃以上)且150℃以下时阻塞间隔件的孔隙的性质。即，本专利技术的锂离子二次电池的温度到达A层的主体成分即聚烯烃的熔点(依据JIS K 7121的规定，使用差示扫描量热计(DSC)测定的熔解温度)以上时，A层中所含的聚烯烃熔融而堵塞间隔件的孔隙，发生抑制电化学反应进行的关闭。A层为包含聚烯烃作为主体的多孔层。作为聚烯烃，可列举例如将乙烯、丙稀、1－丁烯、4－甲基－1－戊烯、1－己烯等聚合而成的高分子量的均聚物或共聚物。这些聚烯烃可以单独使用或混合使用两种以上。在上述聚烯烃中，优选以乙烯作为主体的高分子量聚乙烯。在本专利技术中，A层包含聚烯烃作为主体是指：在A层的构成成分的总体积中，聚烯烃的含有比例超过50体积％。A层中的聚烯烃的含有比例在A层的构成成分的总体积中优选为70体积％以上、更优选为90体积％以上、进一步优选为95体积％以上。A层中可以在不损害A层功能的范围内包含除聚烯烃以外的成分。A层在制成非水电解液二次电池用间隔件而用于非水电解液二次电池时，从防止在电解液中溶解的方面出发，优选包含重均分子量为1×105～15×106的高分子量成分，并且优选使A层中所含的聚烯烃的重均分子量为上述规定的范围。A层的空隙率优选为30～80体积％、更优选为40～70体积％。若空隙率不足30体积％，则有时使电解液的保持量变少，若空隙率超过80体积％，则在发生关闭的高温下的无孔化变得不充分，即在电池剧烈发热时存在无法阻断电流的风险。A层的厚度优选为5～50μm、更优选为5～30μm。若厚度不足5μm，则存在发生关闭的高温下的无孔化变得不充分的风险，若厚度超过50μm，则存在层叠多孔膜的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种层叠多孔膜，其具有包含聚烯烃作为主体的多孔基材层、包含无机粒子作为主体的填料层和包含中值粒径D50大于1μm的树脂粒子作为主体的树脂层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.10 JP 2014-0813221.一种层叠多孔膜，其具有包含聚烯烃作为主体的多孔基材层、包含无机粒子作为主体的填料层和包含中值粒径D50大于1μm的树脂粒子作为主体的树脂层。2.根据权利要求1所述的层叠多孔膜，其中，树脂粒子中的粒径不足0.8μm的树脂粒子的含有比例为不足40体积％。3.根据权利要求1或2所述的层叠多孔膜，其在多孔基材层的一面具有填料层，并且在另一面具有树脂层。4.根据权利要求1～3中任一项所述的层叠多孔膜，其中，填料层相对于多孔基材层的单位面积重量比为0.2～3.0，树脂层相对于多孔基材层的单位面积重量比为0.1～2.0。5.根据权利要求1～4中任一项所述的层叠多孔膜，其中，无机粒子为选自氧化铝、勃姆石、二氧化硅及氧化钛中的1种...

【专利技术属性】
技术研发人员：铃木纯次，
申请(专利权)人：住友化学株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP