蓄电装置用分隔件及其制造方法、以及蓄电装置及其制造方法制造方法及图纸

一种蓄电装置用分隔件，其具有含有聚烯烃树脂和经过表面处理的离子性化合物的多孔层，多孔层中的离子性化合物的含量为5质量％以上且99质量％以下，离子性化合物的表面亲水度为0.10以上且0.80以下。

Separator for power storage device and its manufacturing method, and power storage device and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】蓄电装置用分隔件及其制造方法、以及蓄电装置及其制造方法
本专利技术涉及蓄电装置用分隔件及其制造方法、以及具备该蓄电装置用分隔件的蓄电装置及其制造方法。
技术介绍
蓄电装置被利用于民生机器用电源、车载用电源、固定用电源等广泛用途。这些蓄电装置之中，锂离子二次电池由于具有高能量密度、高耐久性等优异的特征，因此近年作为电动汽车用的电源，利用急速扩大。锂离子二次电池中，通常使用聚烯烃微多孔膜作为分隔件。分隔件配置于正极和负极之间，防止正负极的直接接触或短路所导致的电子传导，另一方面能够借由保持于该微多孔中的电解液进行离子传导。电动汽车用的蓄电装置由于如急速充电、再生制动等那样短时间进行大电流的充放电的频率高，因此需要具备高度的输入输出特性。即，对于分隔件要求高的离子传导性。另外，蓄电装置的安全性也要求高的水平，分隔件优选不含有金属杂质。在蓄电装置内混入金属杂质、并在初期检查没有发现的情况下，在蓄电装置的使用中，存在内部短路而产生异常加热、起火等严重问题的可能性。进而，从提高蓄电装置的安全性的观点考虑，分隔件的耐热性也是重要的。优选即使在聚烯烃树脂的熔点以上的温度、分隔件也维持正负极之间的绝缘性。近年，为了改善分隔件的离子传导性，进行了各种尝试。例如专利文献1中公开了将聚乙烯树脂和金属氧化物组合使用、而制作含有金属氧化物的聚烯烃微多孔膜的方法。具体而言，通过将氧化铝、氧化镁、二氧化钛等金属氧化物、和高密度聚乙烯熔融混炼，并将混炼物拉伸，由此将填料和树脂的界面剥离而制作多孔膜。另外，专利文献2中公开了利用下述方法(所谓“湿式法”)来制作含有金属氧化物的聚烯烃微多孔膜的方法，所述方法为通过同样地将聚乙烯树脂和金属氧化物组合使用的同时，在熔融混炼时也组合使用增塑剂，由此通过增塑剂的提取而多孔化的方法。具体而言，通过将氧化铝、二氧化硅等金属氧化物、高密度聚乙烯和增塑剂熔融混炼，将混炼物拉伸后，提取增塑剂，由此制作微多孔膜。接着，专利文献3中公开了将聚乙烯树脂和氧化锌组合使用而制作含有氧化锌的聚乙烯微多孔膜的方法。具体而言，将高密度聚乙烯和氧化锌(平均粒径40～100nm)组合使用而制作氧化锌和聚乙烯复合化而成的微多孔膜。进而，专利文献4中公开了将聚烯烃树脂和硫酸钡混合而制作含有硫酸钡的聚烯烃微多孔膜的方法。具体而言，将高密度聚乙烯、软质聚丙烯等聚烯烃树脂类、和作为填料的硫酸钡(平均粒径660nm)混合，将所得到的混合物拉伸，由此将树脂和填料的界面剥离而形成多孔膜。另一方面，从提高分隔件的耐热性的观点考虑，进行了各种研究。最通用的方法为使用聚烯烃微多孔膜作为基材、在基材上形成含有无机填料和/或耐热性有机树脂作为主体的耐热层的方法。例如专利文献5中，在聚乙烯微多孔膜上形成含有二氧化硅作为主体的耐热层、改善分隔件的耐热性。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2008-41604号公报专利文献2：日本特开2010-262785号公报专利文献3：日本特开2012-144663号公报专利文献4：日本特开2005-71979号公报专利文献5：国际公开第2012/005139号
技术实现思路
专利技术要解决的问题但是，专利文献1及2中记载的技术由于在聚烯烃微多孔膜含有金属氧化物填料，因此使用聚烯烃微多孔膜作为蓄电装置的分隔件时，在蓄电装置内部，金属氧化物引起副反应，蓄电装置的耐久性有可能降低。专利文献3及4中记载的技术是使用氧化锌、硫酸钡等亲水性填料，在聚烯烃树脂中容易产生填料的聚集，在拉伸工序中，产生以聚集物作为中心的微空隙，微多孔膜的孔径有可能部分地粗化，有可能对于蓄电装置的安全性造成影响。专利文献5中记载的技术是使用聚乙烯微多孔膜作为耐热层的基材，因此存在高温下聚乙烯熔融·流动、而不能维持分隔件的绝缘性的可能性。另外，该技术需要基材的制造工序和耐热层的形成工序，因此工序数多，也存在生产率低的问题。本专利技术是鉴于上述事情而提出的，其目的在于，提供具有高的离子传导性和耐热性、金属杂质量少的蓄电装置用分隔件及其制造方法、以及具备利用该方法制造的蓄电装置用分隔件的蓄电装置及其制造方法。用于解决问题的方案本专利技术人等为了达成上述目的而进行深入研究，结果发现，通过具有以下的技术特征或工序，能够解决上述问题，从而完成了本专利技术。即，本专利技术如下所述。[1]一种蓄电装置用分隔件，其特征在于，其具有含有聚烯烃树脂和经过表面处理的离子性化合物的多孔层，前述多孔层中的前述离子性化合物的含量为5质量％以上且99质量％以下，前述离子性化合物的表面亲水度为0.10以上且0.80以下。[2]一种蓄电装置用分隔件，其特征在于，其具有含有聚烯烃树脂和经过表面处理的离子性化合物的多孔层，前述多孔层中的前述离子性化合物的含量为5质量％以上且99质量％以下，前述离子性化合物的350℃及550℃的失重量比为0.03以上且0.70以下。[3]根据[1]或[2]所述的蓄电装置用分隔件，其中，前述多孔层中的前述离子性化合物的含量为5质量％以上且不足50质量％。[4]根据[1]或[2]所述的蓄电装置用分隔件，其中，前述多孔层中的前述离子性化合物的含量为86质量％以上且99质量％以下。[5]根据[1]～[4]中任一项所述的蓄电装置用分隔件，其中，前述离子性化合物用选自由饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸、饱和脂肪酸盐和不饱和脂肪酸盐组成的组中的一种以上进行表面处理。[6]根据[1]～[5]中任一项所述的蓄电装置用分隔件，其中，前述离子性化合物的表面处理量在将经过表面处理的离子性化合物设为100质量％的情况下为0.1质量％以上且10质量％以下。[7]根据[1]～[6]中任一项所述的蓄电装置用分隔件，其中，前述离子性化合物具有选自由硫酸根离子、硝酸根离子、磷酸根离子和卤化物离子组成的组中的1种以上阴离子。[8]根据[1]～[7]中任一项所述的蓄电装置用分隔件，其中，前述离子性化合物具有选自由碱金属离子和碱土金属离子组成的组中的1种以上阳离子。[9]根据[1]～[8]中任一项所述的蓄电装置用分隔件，其中，前述离子性化合物为硫酸钡。[10]根据[1]～[9]中任一项所述的蓄电装置用分隔件，其中，前述离子性化合物的平均粒径为5nm以上且600nm以下。[11]根据[1]～[10]中任一项所述的蓄电装置用分隔件，其中，前述聚烯烃树脂含有粘均分子量600000以上的聚乙烯。[12]根据[1]～[11]中任一项所述的蓄电装置用分隔件，其中，平均孔径为10nm以上且150nm以下。[13]根据[1]～[12]中任一项所述的蓄电装置用分隔件，其中，透气度为10秒/100ml以上且500秒/100mL以下。[14]根据[1]～[13]中任一项所述的蓄电装置用分隔件，其中，刺穿强度为100gf以上且600gf以下。[15]一种蓄电装置用分隔件的制造方法，其特征在于，从含有红外线(IR)吸光度比A1700～1800/A2700为0.01以上且0.25以下的增塑剂、聚烯烃树脂和离子性化合物的混炼物提取前述增塑剂。[16]根据[15]所述的蓄电装置用分隔件的制造方法，其中，对前述混炼物的片材状成形体进行在机械方向(MD)上为4倍以上且15倍以下、且在宽度方向(TD)上为4倍以上且15倍以下的拉伸。[17]根据[15]或[本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蓄电装置用分隔件，其特征在于，其具有含有聚烯烃树脂和经过表面处理的离子性化合物的多孔层，所述多孔层中的所述离子性化合物的含量为5质量％以上且99质量％以下，所述离子性化合物的表面亲水度为0.10以上且0.80以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.11.28 JP 2017-2282691.一种蓄电装置用分隔件，其特征在于，其具有含有聚烯烃树脂和经过表面处理的离子性化合物的多孔层，所述多孔层中的所述离子性化合物的含量为5质量％以上且99质量％以下，所述离子性化合物的表面亲水度为0.10以上且0.80以下。2.一种蓄电装置用分隔件，其特征在于，其具有含有聚烯烃树脂和经过表面处理的离子性化合物的多孔层，所述多孔层中的所述离子性化合物的含量为5质量％以上且99质量％以下，所述离子性化合物的350℃及550℃的失重量比为0.03以上且0.70以下。3.根据权利要求1或2所述的蓄电装置用分隔件，其中，所述多孔层中的所述离子性化合物的含量为5质量％以上且不足50质量％。4.根据权利要求1或2所述的蓄电装置用分隔件，其中，所述多孔层中的所述离子性化合物的含量为86质量％以上且99质量％以下。5.根据权利要求1～4中任一项所述的蓄电装置用分隔件，其中，所述离子性化合物用选自由饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸、饱和脂肪酸盐和不饱和脂肪酸盐组成的组中的一种以上进行表面处理。6.根据权利要求1～5中任一项所述的蓄电装置用分隔件，其中，所述离子性化合物的表面处理量在将经过表面处理的离子性化合物设为100质量％的情况下为0.1质量％以上且10质量％以下。7.根据权利要求1～6中任一项所述的蓄电装置用分隔件，其中，所述离子性化合物具有选自由硫酸根离子、硝酸根离子、磷酸根离子和卤化物离子组成的组中的1种以上阴离子。8.根据权利要求1～7中任一项所述的蓄电装置用分隔件，其中，所述离子性化合物具有选自由碱金属离子和碱土金属离子组成的组中的1种以上阳离子。9.根据权利要求1～8中任一项所述的蓄电装置用分隔件，其中，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：村上将人，稻叶真太郎，久光伸弥，稻垣大助，畑山博司，
申请(专利权)人：旭化成株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP