聚烯烃微多孔膜以及使用其的锂离子二次电池制造技术

一种聚烯烃微孔膜，其具有层叠结构，所述层叠结构具备包含聚烯烃的A层、以及包含聚烯烃的B层至少各1层。上述A层所含的聚丙烯为0质量％以上且小于3质量％，上述B层所含的聚丙烯为1质量％以上且小于30质量％。将A层所含的聚丙烯的比例设为PPA(质量％)、B层所含的聚丙烯的比例设为PPB(质量％)时，PPB>PPA。上述聚烯烃微多孔膜在沿MD施加基于下述式子确定的固定载荷的状态下测定的120℃下的TD的热收缩率为10％以上且40％以下：载荷(gf)＝0.01×聚烯烃微多孔膜的穿刺强度(gf)×聚烯烃微多孔膜的TD的长度(mm)。

Polyolefin microporous membrane and its lithium ion secondary battery

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】聚烯烃微多孔膜以及使用其的锂离子二次电池
本专利技术涉及聚烯烃微多孔膜以及使用其的锂离子二次电池。
技术介绍
聚烯烃微多孔膜被用于电池用分隔件、电容器用分隔件、燃料电池用材料、精密过滤膜等，特别是被用作锂离子二次电池用分隔件。分隔件防止正负极间的直接接触，并且也可通过保持在其微多孔中的电解液而使离子透过。近年来，锂离子二次电池不仅对便携式电话、笔记本电脑等小型电子设备的应用得到实现，对电动汽车、小型电动自行车等电动车辆的应用也得到了实现。车载用锂离子二次电池由于存在每个单电池单元的容量变大的倾向，因此电池异常发热时的发热量也会增加。因此，由于车载用途中的锂离子二次电池的需求扩大，提高安全性成为了更重要的课题。另一方面，从锂离子二次电池的高容量化、高能量密度化、轻量化、薄型化的观点出发，锂离子二次电池的外壳材料的主流正在由金属罐向层压薄膜转变。对于层压型电池，由于电池的外壳体比方型电池、圆筒电池柔软，因此担心气体产生所导致的电池的膨胀、形变，为了防止这些，使用表面具有粘接层的分隔件组装电池后，一边对电池进行加热一边进行压制(本说明书中也称为“热压”)，以进行将分隔件与电极粘接的粘接处理。作为这样的锂离子二次电池的分隔件的基材，对聚烯烃微多孔膜的各种原料或材质进行了研究(专利文献1～7)。专利文献1中记载了一种聚烯烃多层微多孔膜，其具有至少3层，包括：由包含超高分子量聚乙烯的聚乙烯系树脂形成的第1微多孔质层(表层)、以及由包含高密度聚乙烯和聚丙烯的聚烯烃树脂形成的第2微多孔质层(中间层)，所述聚烯烃多层微多孔膜的穿刺强度为25g/μm以上，对铝箔的静摩擦系数为0.40以上，以及熔断温度为180℃以上。专利文献2中记载了一种多层微孔性膜，其至少具有：包含第一聚乙烯、第一聚丙烯和与第一聚丙烯不同的第二聚丙烯的第1微孔性膜层；以及包含第一聚乙烯和第二聚乙烯的第2微孔性膜层，多层微孔性膜具有3500mN以上的穿刺强度以及1000秒/cm3以下的热压缩后的空气透过性。专利文献3和4中记载了一种聚烯烃制微多孔膜，其特征在于，其是使以聚乙烯和聚丙烯为必须成分的微多孔膜A、聚乙烯微多孔膜B层叠一体化而成的聚烯烃制微多孔膜，其中，聚丙烯在微多孔膜A中所占的比例为3～50质量％，膜厚为5～20μm。专利文献5中记载了一种聚烯烃微多孔膜，其特征在于，其包含：含有聚丙烯和聚乙烯的第1微多孔层、以及层叠于该第1微多孔层的第2微多孔层，第1微多孔层形成表层，并且聚丙烯的熔解热为90J/g以上。专利文献6中记载了一种聚烯烃微多孔膜，其是包含聚乙烯和聚丙烯作为必须成分并由3层的层压薄膜形成的聚烯烃微多孔膜，其中，平均孔径为0.02μm以上且1μm以下，至少一侧表层中的聚丙烯的混合比例大于50质量％且为95质量％以下，并且膜整体中的聚乙烯的含有率为60质量％以上且95质量％以下。专利文献7中记载了一种聚烯烃微多孔膜，其是包含2层以上的层压薄膜的聚烯烃微多孔膜，其中，至少一侧表层的厚度为0.2μm以上且4μm以下并且包含5质量％以上且60质量％以下的无机颗粒，至少另一层包含50质量％以上的聚乙烯，透气度为50秒/100cc以上且1000秒/100cc以下，穿刺强度为3.0N/20μm以上。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2015/182689号专利文献2：日本特开2013-224033号公报专利文献3：日本特开2013-126765号公报专利文献4：日本特开2011-63025号公报专利文献5：日本特开2009-266808号公报专利文献6：国际公开第2004/089627号专利文献7：国际公开第2006/038532号
技术实现思路
专利技术要解决的问题对于专利文献1～7中记载的使用以往的聚烯烃微多孔膜的分隔件，在热压时，有时分隔件收缩而发生电池的卷绕错位、弯曲、形变。例如，在包括将电极与分隔件的层叠体沿MD以扁平状卷绕而成的卷绕体的层压型电池中，就存在热压时电极与分隔件的端面发生错位、或者产生褶皱而发生形变，导致电池的不良率升高的问题。还可知，热压后的电池的透过性、循环特性有时会降低。另外，在一实施方式中，在车载用电池用分隔件等要求更高安全性的领域中，寻求一种在严酷条件下的短路试验中显示良好的短路耐性的分隔件。因此，本专利技术的目的之一在于，提供一种能够抑制源自分隔件的热压时的电池的形变以及抑制透过性、循环特性的降低的聚烯烃微多孔膜。另外，在一实施方式中，目的之一在于，提供一种在严酷条件下的短路试验中具有良好的短路耐性的聚烯烃微多孔膜。用于解决问题的方案专利技术人等发现，通过将聚烯烃微多孔膜的层叠结构、各层中的聚丙烯的比例、沿MD施加载荷的状态下的TD热收缩等设定为特定范围，可以解决上述课题，从而完成了本专利技术。即，本专利技术如下所述。[1]一种聚烯烃微多孔膜，其具有层叠结构，所述层叠结构具备包含聚烯烃的A层、以及包含聚烯烃的B层至少各1层，其中，上述A层所含的聚丙烯为0质量％以上且小于3质量％，上述B层所含的聚丙烯为1质量％以上且小于30质量％，将A层所含的聚丙烯的比例设为PPA(质量％)、B层所含的聚丙烯的比例设为PPB(质量％)时，PPB>PPA，沿MD施加基于下述式子确定的固定载荷的状态下测定的120℃下的TD的热收缩率为10％以上且40％以下，载荷(gf)＝0.01×聚烯烃微多孔膜的穿刺强度(gf)×聚烯烃微多孔膜的TD的长度(mm)。[2]根据权利要求1所述的聚烯烃微多孔膜，其具有层叠结构，所述层叠结构具备包含聚烯烃的A层、以及位于A层两面的包含聚烯烃的B层至少各1层，上述A层的厚度相对于上述聚烯烃微多孔膜的总厚度的比例为40％以上且90％以下。[3]根据权利要求1或2所述的聚烯烃微多孔膜，其中，上述B层中的无机颗粒的含有率小于5质量％。[4]根据权利要求1～3中任一项所述的聚烯烃微多孔膜，其中，上述聚烯烃微多孔膜的凝胶渗透色谱法(GPC)测定的积分曲线中的分子量300万以上的分子的比例为10质量％以下，且分子量3万以下的分子的比例为3.0质量％以下。[5]根据权利要求1～4中任一项所述的聚烯烃微多孔膜，其中，在190℃、21.6kgf的载荷下的熔融指数为0.1g/10分钟以上且3.0g/10分钟以下。[6]根据权利要求1～5中任一项所述的聚烯烃微多孔膜，其中，上述聚烯烃微多孔膜的A层在190℃、21.6kgf的载荷下的熔融指数为0.01g/10分钟以上且为0.3g/10分钟以下。[7]根据权利要求1～6中任一项所述的聚烯烃微多孔膜，其中，上述聚烯烃微多孔膜的B层在190℃、21.6kgf的载荷下的熔融指数大于0.3g/10分钟且为2.0g/10分钟以下。[8]根据权利要求1～7中任一项所述的聚烯烃微多孔膜，其中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚烯烃微多孔膜，其具有层叠结构，所述层叠结构具备包含聚烯烃的A层、以及包含聚烯烃的B层至少各1层，其中，/n所述A层所含的聚丙烯为0质量％以上且小于3质量％，所述B层所含的聚丙烯为1质量％以上且小于30质量％，将A层所含的聚丙烯的比例设为PPA(质量％)、B层所含的聚丙烯的比例设为PPB(质量％)时，PPB>PPA，/n沿MD施加基于下述式子确定的固定载荷的状态下测定的120℃下的TD的热收缩率为10％以上且40％以下，/n载荷(gf)＝0.01×聚烯烃微多孔膜的穿刺强度(gf)×聚烯烃微多孔膜的TD的长度(mm)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171013 JP 2017-1998861.一种聚烯烃微多孔膜，其具有层叠结构，所述层叠结构具备包含聚烯烃的A层、以及包含聚烯烃的B层至少各1层，其中，
所述A层所含的聚丙烯为0质量％以上且小于3质量％，所述B层所含的聚丙烯为1质量％以上且小于30质量％，将A层所含的聚丙烯的比例设为PPA(质量％)、B层所含的聚丙烯的比例设为PPB(质量％)时，PPB>PPA，
沿MD施加基于下述式子确定的固定载荷的状态下测定的120℃下的TD的热收缩率为10％以上且40％以下，
载荷(gf)＝0.01×聚烯烃微多孔膜的穿刺强度(gf)×聚烯烃微多孔膜的TD的长度(mm)。


2.根据权利要求1所述的聚烯烃微多孔膜，其具有层叠结构，所述层叠结构具备包含聚烯烃的A层、以及位于A层两面的包含聚烯烃的B层至少各1层，
所述A层的厚度相对于所述聚烯烃微多孔膜的总厚度的比例为40％以上且90％以下。


3.根据权利要求1或2所述的聚烯烃微多孔膜，其中，所述B层中的无机颗粒的含有率小于5质量％。


4.根据权利要求1～3中任一项所述的聚烯烃微多孔膜，其中，所述聚烯烃微多孔膜的凝胶渗透色谱法(GPC)测定的积分曲线中的分子量300万以上的分子的比例为10质量％以下，且分子量3万以下的分子的比例为3.0质量％以下。


5.根据权利要求1～4中任一项所述的聚烯烃微多孔膜，其中，在190℃、21.6kgf的载荷下的熔融指数为0.1g/10分钟以上且3.0g/10分钟以下。
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【专利技术属性】
技术研发人员：关口学，山下明久，
申请(专利权)人：旭化成株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP