聚烯烃微多孔膜以及使用其的电池用隔离件和电池制造技术

技术编号:3241719 阅读:184 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种聚烯烃微多孔膜,以聚乙烯类树脂作为主要成分,其中,(a)遮断温度为135℃以下,所述遮断温度作为以5℃/分钟的升温速度进行加热的同时测定得到的透气度达到1×10↑[5]sec/100cm↑[3]时的温度得到,(b)透气度变化率为1×10↑[4]sec/100cm↑[3]/℃以上,所述透气度变化率作为在表示所述透气度对于温度的依赖性的曲线上的所述透气度为1×10↑[4]sec/100cm↑[3]的坐标处的斜度得到,(c)熔化温度为150℃以上,所述熔化温度作为达到所述遮断温度后进一步持续升温的同时测定得到的所述透气度再次达到1×10↑[5]sec/100cm↑[3]时的温度得到。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及聚烯烃微多孔膜以及使用其的电池用隔离件和电池,特别 涉及遮断的温度和速度以及熔化特性的平衡性优异的聚烯烃微多孔膜以 及使用其的电池用隔离件和电池。
技术介绍
聚烯烃微多孔膜主要作为电池用隔离件使用,特别是对于锂离子电池 用隔离件,不仅要求优异的机械特性或透过性,而且也要求以下性质为 了防止由外部电路的短路、过充电等引起的电池的发热等,由于异常时的 发热细孔闭塞而停止电池反应的性质(遮断特性);或对于遮断后的温度 上升维持形状而防止破膜的性质(熔化特性)等。作为改善聚烯烃微多孔膜的物理性能的方法,提出了最优化原料组成、 制造条件等。作为强度及透过性优异的聚烯烃微多孔膜,例如日本专利第 2132327号提出了以下聚烯烃微多孔膜其含有重均分子量(Mw)为7 乂105以上的超高分子量聚烯烃1重量%以上,且由分子量分布为10 300的聚烯烃组合物构成,空孔率为35 95%,平均贯通孔径为0.001 0.2pm,且15mm宽的断裂强度为0.2kg以 上。另外,日本特开2004-196870号提出了由聚乙烯、和重均分子量为5 X 105以上、且通过差示扫描量热计测定的熔解热为90J/g以上的聚丙烯构 成的聚烯烃微多孔膜,日本特开2004-196871号提出了由聚乙烯、和重均 分子量为5X105以上、且通过差示扫描量热计以3 2(TC/分钟的升温速度 测定的熔点为163'C以上的聚丙烯构成的聚烯烃微多孔膜。日本特开 2004-196870号及日本特开2004-196871号的聚烯烃微多孔膜,具有120 14(TC的遮断温度和165匸以上的熔化温度,机械特性及透过性也优异。作为具有高耐短路性(遮断特性)的聚乙烯微多孔膜,W097/23554公开了由根据红外分光法得到的末端乙烯基浓度是每10000个碳原子为2 个以上的高密度聚乙烯或线状共聚聚乙稀构成、且具有131 136。C的熔化 温度(遮断温度)的微多孔膜。但是,为了使锂离子电池的安全性进一步提高,希望不仅具有低遮断 温度及高熔化温度,而且希望进一步提高遮断开始后的透气度变化率(遮 断速度的指标)。
技术实现思路
因此,本专利技术的目的在于提供均衡良好地具有遮断开始后的高透气度 变化率(遮断速度的指标)、低遮断温度和熔化特性的聚烯烃微多孔膜以 及使用其的电池用隔离件和电池。本专利技术的另一个目的在于提供均衡良好地具有低遮断开始温度、遮断 开始后的高透气度变化率、低遮断温度和熔化特性的聚烯烃微多孔膜以及 使用其的电池用隔离件和电池。本专利技术人鉴于上述目的进行广泛而深入的研究,结果发现如果使用 以规定的升温速度通过差示扫描量热分析测定得到的结晶熔解热达到其60%时的温度为135i:以下、通过差示扫描量热分析得到的熔解吸热曲线 的半宽度为10°C以下、并且通过在规定温度下的熔融粘弹性测定得到的储 存弹性模量和损失弹性模量一致的角频率为10rad/sec以下的聚乙稀类树 脂,则可以得到均衡良好地具有遮断开始后的高透气度变化率、低遮断温 度和熔化特性的聚烯烃微多孔膜。另外,本专利技术人发现如果使用上述结 晶熔解热达到其20%时的温度为125'C以下、上述结晶熔解热达到其60% 时的温度为135'C以下、并且上述储存弹性模量和损失弹性模量一致的角 频率为lrad/sec以下的聚乙稀类树脂,则可以得到均衡良好地具有低遮断 开始温度、遮断开始后的高透气度变化率、低遮断温度和熔化特性的聚烯 烃微多孔膜。基于这样的专利技术,完成了本专利技术。艮口,本专利技术的第一聚烯烃微多孔膜,其特征在于,以聚乙烯类树脂作 为主要成分,所述聚烯烃微多孔膜具有如下特性(a)遮断温度为135°C 以下,所述遮断温度作为以5"C/分钟的升温速度进行加热的同时测定的透 气度达到lxl05sec/100cm3时的温度得到,(b)透气度变化率为lxio、ec/100cmVC以上,所述透气度变化率作为在表示所述透气度对于温 度的依赖性的曲线上的所述透气度为lxlO、ec/100cm3的坐标处的斜度得 到,(c)熔化温度为15(TC以上,所述熔化温度作为达到所述遮断温度后 进一步持续升温的同时测定的所述透气度再次达到lxl05sec/100cm3时的温度得到。第一聚烯烃微多孔膜中,所述聚乙烯类树脂优选以3 2(TC/分钟范 围内一定的升温速度通过差示扫描量热分析测定得到的结晶熔解热达到 其60%时的温度为135'C以下,通过所述差示扫描量热分析得到的熔解吸 热曲线的半宽度为l(TC以下,并且通过在160 22(TC范围内的一定温度 下的熔融粘弹性测定得到的储存弹性模量和损失弹性模量一致的角频率 为10md/sec以下。本专利技术的第二聚烯烃微多孔膜,其特征在于,以聚乙烯类树脂作为主 要成分,所述聚烯烃微多孔膜具有如下特性(a)遮断温度为135'C以下, 所述遮断温度作为以5"C/分钟的升温速度进行加热的同时测定的透气度 达妾U lxl05sec/100cm3时的温度得到,(b)透气度变化率为 lxlO、ec/100cmV。C以上,所述透气度变化率作为在表示所述透气度对于温 度的依赖性的曲线上的所述透气度为lxlO、ec/100cm3的坐标处的斜度得 到,(c)遮断开始温度为13(TC以下,所述遮断开始温度作为在表示透气 度的倒数对于温度的依赖性的曲线中从升温开始温度至遮断开始前的直 线部分的延长线与从遮断开始后至所述遮断温度的直线部分的延长线的 交点的温度得到,(d)熔化温度为155。C以上,所述熔化温度作为达到所 述遮断温度后进一步持续升温的同时测定的所述透气度再次达到 lxl05sec/100cm3时的温度得到。第二聚烯烃微多孔膜的优选例子中,(e)将膜厚换算为20pm得到的 透气度为800sec/100cm3以下,(f)将膜厚换算为20pm得到的扎入强度为 4000mN以上,(g) 105°。下暴露8小时后的热收缩率为8%以下。第二聚烯烃微多孔膜中,所述聚乙烯类树脂优选以3 20。C/分钟范 围内的一定的升温速度通过差示扫描量热分析测定得到的结晶熔解热达 到其20%时的温度为125。C以下,所述结晶熔解热达到其60%时的温度为 135。C以下,并且通过在160 220'C范围内的一定温度下的熔融粘弹性测定得到的储存弹性模量和损失弹性模量一致的角频率为lrad/sec以下。 本专利技术的电池用隔离件,由第一或第二的聚烯烃微多孔膜形成。 本专利技术的电池,具备由第一或第二的聚烯烃微多孔膜构成的电池用隔离件。本专利技术的第一聚烯烃微多孔膜,均衡良好地具有遮断开始后的高透气 度变化率、低遮断温度和熔化特性,并且透过性、机械特性及耐热收縮性 优异。本专利技术的第二聚烯烃微多孔膜,均衡良好地具有低遮断开始温度、 遮断开始后的高透气度变化率、低遮断温度和熔化特性。将本专利技术的聚烯 烃微多孔膜作为电池用隔离件使用时,可以得到安全性、耐热性、保存特 性和生产率优异的电池。附图说明图1是表示典型的熔解吸热曲线的例子的曲线图。图2是关于与图1相同的熔解吸热曲线、表示结晶熔解热达到其60% 时的温度T(60%)的曲线图。图3是关于与图l相同的熔解吸热曲线、表示半宽度ATm的曲线图。图4是表示用于求算"o的log " -logG'曲线及log " -logG"本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种聚烯烃微多孔膜,其特征在于,以聚乙烯类树脂作为主要成分,所述聚烯烃微多孔膜具有如下特性:    (a)遮断温度为135℃以下,所述遮断温度作为以5℃/分钟的升温速度进行加热的同时测定的透气度达到1×10↑[5]sec/100cm↑[3]时的温度得到,    (b)透气度变化率为1×10↑[4]sec/100cm↑[3]/℃以上,所述透气度变化率作为在表示所述透气度对于温度的依赖性的曲线上的所述透气度为1×10↑[4]sec/100cm↑[3]的坐标处的斜度得到,    (c)熔化温度为150℃以上,所述熔化温度作为达到所述遮断温度后进一步持续升温的同时测定的所述透气度再次达到1×10↑[5]sec/100cm↑[3]时的温度得到。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:君岛康太郎开米教充
申请(专利权)人:东燃化学株式会社
类型:发明
国别省市:JP[日本]

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