多孔膜以及蓄电装置制造方法及图纸

一种多孔膜，该多孔膜具有微多孔膜，该微多孔膜在与MD方向垂直的方向排列的原纤维直径为50nm以上且500nm以下，细孔的孔径为50nm以上且200nm以下并且表面开口率为5％以上且40％以下。优选的是，前述微多孔膜是由聚乙烯树脂和聚丙烯树脂两者或其中的一者构成的多孔膜。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多孔膜以及蓄电装置
本专利技术涉及用作蓄电装置用间隔体的多孔膜、使用前述多孔膜而成的蓄电装置。本申请基于2015年10月30日向日本申请的日本特愿2015-214929而主张优先权，将其内容援用至此。
技术介绍
在锂离子二次电池、锂离子电容器等蓄电装置中，为了防止正负两极的短路而在正极与负极之间夹杂由聚烯烃微多孔膜构成的间隔体。近年来，高能量密度、高电动势、自身放电较少的蓄电装置、特别是锂离子二次电池、锂离子电容器等被开发以及被实用化。已知的锂离子二次电池的负极材料有：例如，金属锂、锂与其他金属的合金、碳或石墨等具有吸附锂离子能力或通过嵌入而吸留锂离子能力的有机材料、掺杂了锂离子的导电性高分子材料等。另外，已知的正极材料有：例如，由(CFx)n表示的氟化石墨、MnO2、V2O5、CuO、Ag2CrO4、TiO2等金属氧化物、硫化物、氯化物。另外，作为非水电解液，使用将LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiCF3SO3等电解质溶解在碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、γ-丁内酯、乙腈、1,2-二甲氧基乙烷、四氢呋喃等有机溶剂中而形成的溶液。锂的反应性特别强，因此，当因外部短路、误连接等而流过异常电流时，电池温度显著上升，担心会对装有电池的机器造成热损伤。为了避免这样的危险性，提出了将单层或叠层的聚烯烃微多孔膜作为锂离子二次电池、锂离子电容器等蓄电装置用间隔体。例如，专利文献1记载了一种制造微孔性聚烯烃多孔物的方法，其从将无机微粉体、有机液体、聚烯烃树脂混合并进行熔融成型而得的成型物中取出有机液体及无机微粉体。例如，专利文献2记载了一种释放单元式(解放セル式)微孔聚合物膜的制造方法，该方法中，对结晶度为20％以上、在25℃、50％应变条件下产生的弹性回复率至少为40％的无孔弹性膜施加低温拉伸直至形成与延伸方向正交的多孔表面区域，对生成的低温拉伸膜施加高温拉伸直至形成与拉伸方向平行地被拉长的孔空间，在张力存在下对得到的微孔膜进行加热。专利文献3记载了一种由多层多孔质膜构成的电池用间隔体，该多层多孔质膜具有以热可塑性树脂为主要成分的树脂多孔质膜和以耐热性粒子为主要成分且含树脂粘合剂的耐热多孔质层。近年来，伴随蓄电装置的普及，低成本化、高容量化、高速度化得以推进。对于在使用水系电解质的蓄电装置中使用的那种纤维素系的膜，根据蓄电装置的用途、电极材料等的部件构成，能应用其的场合逐渐增加。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开昭55-131028号公报；专利文献2：日本特公昭55-32531号公报；专利文献3：日本专利5259721号。
技术实现思路
专利技术要解决的课题对于具备由以往的微多孔膜构成的间隔体的蓄电装置，要求降低其电阻以及抑制因进行充放电导致的枝晶的生成。本专利技术是鉴于以上情况而产生的，其课题是提供一种多孔膜，通过将其用作蓄电装置的间隔体，从而能够得到电阻较低且具有良好的耐枝晶性的蓄电装置。另外，本专利技术的另一个课题是提供一种蓄电装置，其装配有由上述多孔膜构成的间隔体，电阻较低、有良好的耐枝晶性。解决课题的方案本专利技术是如以下(1)～(12)所示的技术方案。(1)一种多孔膜，其特征在于，具有微多孔膜，该微多孔膜在与MD(纵向，MachineDirection)方向垂直的方向排列的原纤维直径(fibrildiameter)为50nm以上且500nm以下、细孔的孔径为50nm以上且200nm以下且表面开口率为5％以上且40％以下。(2)如(1)所述的多孔膜，其中，前述微多孔膜由聚乙烯树脂和聚丙烯树脂两者构成，或者由聚乙烯树脂和聚丙烯树脂中的任一者构成。(3)如(1)或(2)所述的多孔膜，其特征在于，前述微多孔膜的膜厚方向的压缩弹性模量为95MPa以上且150MPa以下。(4)如(1)～(3)中任一项所述的多孔膜，其特征在于，前述微多孔膜的膜厚为7μm以上且40μm以下、透气度为80秒/100cc以上且800秒/100cc以下。(5)如(1)～(4)中任一项所述的多孔膜，其特征在于，在前述微多孔膜的单面或双面具有含有机系粘合剂的高孔隙率层。(6)如(5)所述的多孔膜，其特征在于，前述有机系粘合剂是从由丙烯酸系树脂、苯乙烯丁二烯橡胶、聚烯烃系树脂、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸组成的组中选出的一种或复数种的混合物。(7)如(5)或(6)所述的多孔膜，其特征在于，前述高孔隙率层含有有机粒子，所述有机粒子由从由聚乙烯系树脂、聚丙烯系树脂、丙烯酸系树脂、聚苯乙烯系树脂组成的组中选出的一种或复数种的混合物构成，所述有机粒子具有球状、椭圆状、或扁平状的形状，最频粒径为0.1μm以上且5.0μm以下。(8)如(5)～(7)中任一项所述的多孔膜，其特征在于，前述高孔隙率层含有无机粒子，所述无机粒子由从由氧化铝、氧化铝水合物、氧化锆、氧化镁、氢氧化铝、氢氧化镁、碳酸镁、勃姆石、二氧化硅组成的组中选出的一种或复数种的混合物构成。(9)一种蓄电装置，其特征在于，至少具备正极、负极、夹杂在前述正极与前述负极之间的间隔体、以及含浸于前述间隔体中的非水电解液，前述间隔体由(1)～(8)中任一项所述的多孔膜构成。(10)一种蓄电装置，其特征在于，至少具备正极、负极、夹杂在前述正极与前述负极之间的间隔体、以及含浸于前述间隔体的非水电解液，前述间隔体由(5)～(8)中任一项所述的多孔膜构成，以与前述负极面接触的方式配置前述多孔膜的高孔隙率层。(11)如(9)所述的蓄电装置，其特征在于，前述间隔体由第一多孔膜和第二多孔膜构成，所述第一多孔膜是由微多孔膜构成的多孔膜，所述第二多孔膜是在微多孔膜的单面具有高孔隙率层的多孔膜，与前述第一多孔膜接触地配置前述第二多孔膜的前述高孔隙率层。专利技术效果本专利技术的多孔膜具有微多孔膜，该微多孔膜的在与MD方向垂直的方向排列的原纤维直径、细孔的孔径、表面开口率均为规定的范围。因此，对于具备作为间隔体的本专利技术的多孔膜的蓄电装置，其电阻较低、具有良好的耐枝晶性。具体实施方式面向汽车用途的蓄电装置正在朝高安全性、高容量化、高速度化方向发展。此种用于蓄电装置的间隔体，仅特定的性能优异时，不能应对市场对电池性能的要求。因此，对此种用于蓄电装置的间隔体，要求对有助于充放电性能的结构参数进行适当调节并且作为间隔体的物性均衡性要好。本专利技术人等进行反复尝试后，结果发现：对用作蓄电装置用间隔体的多孔膜而言，有助于充放电性能的最合适的结构参数是在与MD方向垂直的方向排列的原纤维直径、细孔的孔径、表面开口率的范围。进而最终发现了既能保持安全性并且在用作间隔体时的性能的均衡性优异的多孔膜。在将本实施方式的多孔膜用作蓄电装置用间隔体时，有助于充放电性能的结构参数被调节至规定的范围，从而能保持安全性，使作为间隔体的性能均衡性优异。通过使用本实施方式的多孔膜作为蓄电装置的间隔体，能够使蓄电装置的电阻降低。下面以一个示例来说明本专利技术，但是本专利技术的内容不限于以下的内容。本实施方式的多孔膜具有微多孔膜，该微多孔膜在与MD方向垂直的方向排列的原纤维直径为50nm以上且500nm以下，细孔的孔径为50nm以上且200nm以下，并且，表面开口率为5％以上且40％以下。本实施方式的多孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多孔膜，其特征在于，具有微多孔膜，该微多孔膜在与MD方向垂直的方向排列的原纤维直径为50nm以上且500nm以下，细孔的孔径为50nm以上且200nm以下，并且表面开口率为5％以上且40％以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.30 JP 2015-2149291.一种多孔膜，其特征在于，具有微多孔膜，该微多孔膜在与MD方向垂直的方向排列的原纤维直径为50nm以上且500nm以下，细孔的孔径为50nm以上且200nm以下，并且表面开口率为5％以上且40％以下。2.如权利要求1所述的多孔膜，其中，所述微多孔膜由聚乙烯树脂和聚丙烯树脂两者构成，或者由聚乙烯树脂和聚丙烯树脂中的任一者构成。3.如权利要求1或2所述的多孔膜，其特征在于，所述微多孔膜的膜厚方向的压缩弹性模量为95MPa以上且150MPa以下。4.如权利要求1～3中任一项所述的多孔膜，其特征在于，所述微多孔膜的膜厚为7μm以上且40μm以下、透气度为80秒/100cc以上且800秒/100cc以下。5.如权利要求1～4中任一项所述的多孔膜，其特征在于，在所述微多孔膜的单面或双面具有含有机系粘合剂的高孔隙率层。6.如权利要求5所述的多孔膜，其特征在于，所述有机系粘合剂是从由丙烯酸系树脂、苯乙烯丁二烯橡胶、聚烯烃系树脂、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸组成的组中选出的一种或复数种的混合物。7.如权利要求5或6所述的多孔膜，其特征在于，所述高孔隙率层...

【专利技术属性】
技术研发人员：崎本亮，松林昭博，大矢修生，安达大雅，
申请(专利权)人：宇部兴产株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP