聚烯烃微多孔膜制造技术

本发明专利技术的课题在于提供作为隔膜组装于电池时的自放电特性优异的聚烯烃微多孔膜。本发明专利技术涉及聚烯烃微多孔膜，其中，相对于加热压缩前的聚烯烃微多孔质膜的膜厚100％，在温度为80℃、压力为1MPa的条件下进行60分钟加热压缩时的膜厚变化率为0％以上且15％以下。时的膜厚变化率为0％以上且15％以下。

【技术实现步骤摘要】
聚烯烃微多孔膜
[0001]本申请是申请日为2018年3月5日、申请号为201880005332.5、专利技术名称为“聚烯烃微多孔膜”的专利技术申请的分案申请。


[0002]本专利技术涉及聚烯烃微多孔膜。

技术介绍

[0003]微多孔膜被用于过滤膜、透析膜等过滤器、电池用隔膜、电解电容器用的隔膜等各个领域。它们中，就以聚烯烃作为树脂材料的微多孔膜而言，耐化学药品性、绝缘性、机械强度等优异，并具有关闭特性，因此，近年来被广泛用作二次电池用隔膜。
[0004]就二次电池、例如锂离子二次电池而言，由于能量密度高，因此被广泛用作个人计算机、手机等所使用的电池。另外，二次电池作为电动汽车、混合动力汽车的电机驱动用电源也受到期待。
[0005]近年来，伴随着由二次电池能量密度的高密度化引起的电极体积的增加，要求作为隔膜使用的微多孔膜的薄膜化。然而，存在因隔膜的薄膜化而导致不仅隔膜的膜强度降低而且电池的自放电增大的情况，要求膜强度的提高及自放电特性的提高。
[0006]例如，专利文献1中公开了通过在将聚烯烃树脂与溶剂混合而形成聚烯烃微多孔膜的方法中将提取增塑剂(溶剂)等后的拉伸工序(二次拉伸：干式拉伸)中的拉伸速度设定为特定范围、从而在制成锂离子二次电池用隔膜时自放电被抑制的聚烯烃微多孔膜。
[0007]另外，例如，在专利文献2公开了宽度方向的150℃时的热收缩率小于30％、长度方向及宽度方向的拉伸强度为30MPa以上、且由包含90质量％以上聚烯烃的树脂组成物形成的聚烯烃微多孔膜。而且，记载了该聚烯烃微多孔膜的自放电特性优异。
[0008]另外，例如，专利文献3公开了包含聚烯烃、且具有133.0℃以下的关闭温度及110.0mAh以下的自放电容量的微多孔膜。另外，例如，专利文献4公开了透光量相对于平均透光量而言成为5倍以上的部分在每1m2内为0.5个以下的多孔性聚丙烯膜。而且，记载了该多孔性聚丙烯膜的自放电特性优异。
[0009]另外，在二次电池中，隔膜承担着维持离子的透过性并且防止正极与负极之间短路的功能。然而，已经指出因伴随着电池充放电的电极的膨胀/收缩的影响而导致隔膜在厚度方向上反复进行因力的负荷等引起的压迫和放松，结果，隔膜发生变形或者离子透过性发生变化，从而可能导致电池特性的降低。因此，为了抑制这样的电池特性的降低，要求抑制由上述压迫引起的隔膜的变形或者离子透过性的变化。
[0010]另外，二次电池的制造工序中，例如将正极与负极隔着隔膜层叠卷绕而制作电极层叠体。在制作这样的电极层叠体时，有时电极及隔膜经加压而被压缩。就经压缩的隔膜而言，有时膜厚、透气度降低从而速率特性降低，或者漏电流增加从而自放电特性降低。特别是，因伴随着近年来的二次电池的高容量化、高密度化的电极体积的增加，存在电池制作时施加于隔膜的压力增大的倾向。因此，随着电极体积的增加，不仅对隔膜要求薄膜化，还要
求耐压缩性的提高。
[0011]例如，专利文献5记载了下述内容：在聚烯烃微多孔膜中，利用加压机在2.2MPa的压力下于90℃进行5分钟压缩时的、相对于压缩前的膜厚变化率大于15％时，有可能在作为电池隔膜使用的情况下发生短路，或者因成品率的降低而使得电池生产率降低。
[0012][现有技术文献][0013][专利文献][0014][专利文献1]日本特开2014
‑
162851号公报
[0015][专利文献2]日本特开2013
‑
256606号公报
[0016][专利文献3]国际公开2010/027065号公报
[0017][专利文献4]国际公开2010/107023号公报
[0018][专利文献5]国际公开2010/058789号公报

技术实现思路

[0019][专利技术所要解决的课题][0020]就上述专利文献1～4记载的聚烯烃微多孔膜而言，虽然记载了自放电得以被降低，但各专利文献中在实施例中使用的膜厚为约20μm，进一步薄膜化的情况下，需要自放电特性的进一步提高。
[0021]另外，就以往的评价膜的耐压缩性的试验而言，通常通过评价对膜实施短时间的加压处理(例如，2.2MPa、90℃、5分钟的处理)时的膜厚的变化而进行，该变化越小，则评价为耐压缩性越高(例如，上述专利文献5)。然而，在实际的电池制造中，通过利用长时间的加压处理对电极及隔膜进行压缩来制造电池，因此，在以往的评价耐压缩性的试验条件下，并未考虑微多孔膜的蠕变特性等，从而作为电池制作时所要求的耐压缩性的评价条件并不充分。另外，在以往的评价膜的耐压缩性的试验中，在对膜进行加压处理后测定的是恢复弹性后的膜，测定的是反映了膜的永久应变等的值。
[0022]因此，本申请的专利技术人使用反映了制造时的加压等实际的膜中发生的状态的、膜的耐压缩性试验，精度良好地分析可适用于电池的膜，从而完成了本专利技术。
[0023]鉴于上述情况，本专利技术的目的在于提供进行薄膜化时耐压缩性也优异、作为电池用隔膜使用的情况下自放电特性优异的聚烯烃微多孔膜。
[0024][用于解决课题的手段][0025]就本专利技术的第1方式的聚烯烃微多孔膜而言，相对于加热压缩前的聚烯烃微多孔质膜的膜厚100％，在温度为80℃、压力为1MPa的条件下进行60分钟加热压缩时的膜厚变化率为0％以上且15％以下。
[0026]另外，上述聚烯烃微多孔膜可满足单位面积重量小于3.4g/m2、及孔隙率为40％以上中的至少一方的条件。另外，上述聚烯烃微多孔膜的MD方向的拉伸强度可为230MPa以上。另外，上述聚烯烃微多孔膜的TD方向的拉伸伸长率也可为100％以上。
[0027]本专利技术的第2方式的多层聚烯烃微多孔膜具有至少1层上述聚烯烃微多孔膜。
[0028]本专利技术的第3方式的带涂层的聚烯烃微多孔膜在上述聚烯烃微多孔膜的至少一方的表面具备1层以上的涂覆层。
[0029]本专利技术的第4方式的电池是使用包含上述聚烯烃微多孔膜的隔膜而形成的。
[0030][专利技术的效果][0031]就本专利技术的聚烯烃微多孔膜而言，耐压缩性优异，作为电池用隔膜使用的情况下自放电特性优异。
具体实施方式
[0032]以下，对本专利技术的本实施方式进行说明。需要说明的是，本专利技术并不限定于以下说明的实施方式。
[0033]1.聚烯烃微多孔膜
[0034]本说明书中，聚烯烃微多孔膜是指包含聚烯烃作为主成分的微多孔膜，例如是指相对于微多孔膜总量包含90质量％以上聚烯烃的微多孔膜。以下，对本实施方式的聚烯烃微多孔膜的物性进行说明。
[0035](耐压缩性)
[0036]本说明书中，电池的制造工序中的耐压缩性通过“在温度为80℃、压力为1MPa的条件下进行60分钟加热压缩时的膜厚变化率”(以下，也称为“加热压缩时的膜厚变化率”。)进行评价。例如，在专利文献5中，作为多层微孔性膜的热压缩后的厚度变化的测定方法，记载了利用压缩机于90℃并在2.2MPa(22kgf/cm2)的压力下进行5分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.聚烯烃微多孔膜，其中，相对于加热压缩前的聚烯烃微多孔质膜的膜厚100％，在温度为80℃、压力为1MPa的条件下进行60分钟加热压缩时的膜厚变化率为0％以上且15％以下。2.如权利要求1所述的聚烯烃微多孔膜，其满足单位面积重量小于3.4g/m2、及孔隙率为40％以上中的至少一方的条件。3.如权利要求1或2所述的聚烯烃微多孔膜，其中，MD方向的拉伸强度为230MPa以上。...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈燕仔，金田敏彥，西村直哉，
申请(专利权)人：东丽株式会社，
类型：发明
国别省市：