隔膜、用于制造隔膜的方法以及非水电解质电池技术

本发明专利技术提供了一种隔膜、用于制造隔膜的方法以及一种非水电 解质电池。该隔膜具有微细多孔结构并包括聚烯烃热塑性树脂(A) 和嵌段共聚物(BC)作为构成材料；该嵌段共聚物(BC)包含衍 生自聚烯烃树脂(B)的单体单元和衍生自聚合物成分(C)的单体 单元；该聚烯烃树脂(B)具有的熔点低于聚烯烃热塑性树脂(A) 的熔点，聚合物成分(C)与聚烯烃不相容。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种隔膜、 一种用于制造隔膜的方法以及一种非水 电解质电池。更具体地，本专利技术涉及适合于非水二次电池的隔膜，用于制造隔力莫的方法，以及非水电解质电池，其中该非7K二次电;也具有用于包装电池的电池外部构件并且重量轻、高功率且安全。
技术介绍
近年来，已出现了大量的诸如摄像集成视频磁带录像机(VTR )、 便携式电话、或膝上型计算机的便携式电子装置并且试图减小它们 的尺寸和重量。用作这样的电子装置的便携式电源的电池，特別是 二次电池的研究和开发已得到积4及进行，以 <更改善它们的能量密度。在4吏用非水电解质的二次电池中，由于与过去作为水系电解液二 次电池的铅电池和镍-镉电池的能量密度相比，可以获得更大的能量 密度，因此锂离子二次电池已受到高度期待并且该电池的市场已得 到成长。特别是，近年来，由于锂离子二次电池的特性，诸如重量轻和高能量密度适合应用于电动车和混合电动车，因此目的在于增 大电池的尺寸并实现电池的高功率放电容量的研究在增多。通常，锂离子二次电池主要包括其中包含诸如由钴酸锂为代表的锂化合物的正极活性物质的活性物质层形成在集电体上的正纟及；其 中包含诸如由石墨为代表的能够嵌入和脱嵌锂的石友材料的负极活 性物质的活性物质层形成在集电体上的负极；其中诸如锂盐(LiPF6 ) 的电解质盐通常溶解在疏质子的非水溶剂中的非水电解液；以及包 括高分子多孔膜的隔膜。为了满足要求，诸如维持两极之间的离子导电，保持电解液的能 力，以及对于电解液的耐性，主要包括诸如聚乙烯和聚丙烯的热塑 性树脂的高分子多孔膜用于锂离子二次电池的隔膜。使用诸如聚乙烯和聚丙烯的热塑性树脂的理由之一在于其适于 在130。C~ 150。C下熔融聚合物，适于闭塞连通孔，以及适于切断 电流以便确保锂离子二次电池的安全性。术语"切断，，是指微细多孔膜的孔被熔融树脂阻塞并且膜的电阻 增加，从而阻断锂离子流动的现象。而且，术语"切断温度"是指 当发生切断时的溫度。当使用微细多孔膜作为用于电池的隔膜时， 期望切断温度尽可能低。作为用于电池的隔膜的功能，在孔阻塞之后保持膜形状，并保持 电极之间的绝缘是必要的。因此，优选隔膜具有高的短路温度。术 语"短路温度，，是在隔膜切断后温度增高的情况下，电阻降低并且 电流恢复的温度。为了在电池的温度变高时确保高安全性，优选使 用具有高短路温度的隔膜。存在着对于改善高温下膜强度的需要。在相关技术中，作为可以实现改善高温下的膜强度以及改善切断合物微细多孔膜(高分子共混微细多孔膜)。而且，具有层叠了聚乙烯孩t细多孔力莫和聚丙烯孩"田多孔膜的结构的隔膜披露在日本专利第3352801号和日本专利申请公开(JP-A) 号9-259857和2002-321323中。
技术实现思路
然而，当使用聚丙烯和聚乙烯的共混聚合物的微细多孔膜时， 很难提高隔膜的穿刺强度以及改善切断特性。在聚丙烯的混合比率 高的共混聚合物的微细多孔膜的情况下，由于聚乙烯的混合比率 低，因此即使达到聚乙烯的熔点，孔也不会被完全堵塞。切断特性 降低。另一方面，在聚丙烯的混合比率低的共混聚合物的微细多孔 膜的情况下，由于聚乙烯的影响较大，因此穿刺强度低。根据在日本专利第3352801号和JP-A第9-259857和 2002-321323号中披露的层叠隔膜，在高温下的膜强度和切断特性 可以得到改善。然而，必要的是，具有层状结构的^f鼓细多孔膜通过 复杂的处理，例如用于使由各个挤出机生产的各个片材复合并用一 个沖莫头挤出的共挤出法，以及用于挤出各个片材、堆叠并热熔合的 处理而形成。因此，它既不廉〗介，生产率也不高。期望提供一种呈现出低切断温度、高短路温度、以及高温下的 高膜强度并具有良好的生产率的隔膜，用于制造该隔膜的方法，以 及非水电解质电池。本专利技术的专利技术人致力于关于聚烯烃微细多孔膜的研究。结果， 他们发现呈现出低切断温度、高短3各温度、以及高温下的高膜强度6的隔膜可以通过使用包含衍生自聚烯烃树脂(B )(其具有的熔点低 于聚烯烃热塑性树脂(A)的熔点)的单体单元和衍生自与聚烯烃 不相容的聚合物成分(C)的单体单元的嵌段共聚物(BC)而生产， 并完成了本专利技术。根据本专利技术的实施方式，提供了 一种具有微细多孔结构并包括 聚烯烃热塑性树脂(A)和嵌段共聚物(BC)作为构成材料的隔膜， 所述嵌段共聚物(BC)包含衍生自聚烯烃树脂(B)的单体单元和 衍生自聚合物成分(C )的单体单元，所述聚烯烃树脂(B )具有的 熔点低于聚烯烃热塑性树脂(A)的熔点，所述聚合物成分(C)与 聚烯烃不相容。才艮据本专利技术的实施方式，提供了一种非水电解质电池，包括 正极、负极、电解质以及隔膜，其中，该隔膜具有微细多孔结构并 且该隔膜包括聚烯烃热塑性树脂(A)和嵌段共聚物(BC)作为构 成材料；嵌段共聚物(BC)包含衍生自聚烯烃树脂(B)的单体单 元和衍生自聚合物成分(C )的单体单元；聚烯烃树脂(B )具有的 熔点低于聚烯烃热塑性树脂(A)的熔点，聚合物成分(C)与聚烯 烃不相容。根据本专利技术的实施方式，提供了一种用于制造隔膜的方法，包 括以下步骤混合聚烯烃热塑性树脂(A)和嵌^:共聚物(BC)以 形成具有微相分离结构的前体，以及在所述前体中形成通孔，其中 所述嵌段共聚物(BC)包含衍生自聚烯烃树脂(B)的单体单元和 衍生自聚合物成分(C )的单体单元，聚烯烃树脂(B )具有的熔点 低于聚烯烃热塑性树脂(A)的熔点，聚合物成分(C)与聚烯烃不 相容。才艮据本专利技术的实施方式，由于具有樣t细多孔结构的隔膜包括聚 烯烃热塑性树脂(A)和嵌段共聚物(BC)，嵌段共聚物(BC)包含衍生自聚烯烃树脂(B)(其具有的熔点低于聚烯烃热塑性树脂 (A)的熔点)的单体单元和衍生自与聚烯烃不相容的聚合物成分 (C)的单体单元作为构成材料，因此可以使切断温度降低，可以使短3各温度升高，并且可以使高温下的膜强度增高。而且，可以获得良好的生产率。通过以下的结合附图的描述，本专利技术的其他特征和优点将显而 易见，其中，在其整个附图中，相同的参考标号表示相同或类似的 部分(部件)。附图说明图1是示出了微相分离结构的示意图。图2是示出了非水电解质电池的第一实施例的结构实例的透视图。图3是沿图2所示的螺旋电极体io的线n-n的剖^f见图。图4是示出了非水电解质电池的第二实施例的结构实例的剖视图。图5是图4所示的螺旋电极体30的部分》文大剖^L图。 图6是用于测量切断温度和短路温度的装置的扭无略图。 图7是用于测量切断温度和短路温度的装置的概略图。具体实施例方式在下文中，将参照附图描述本专利技术的实施方式。首先，将描述 用于制造根据本专利技术实施方式的隔膜的方法。在用于制造根据本专利技术实施方式的隔膜的方法中，混合聚烯烃热塑性树脂(A)和嵌段 共聚物(BC)以形成具有微相分离结构的前体，然后在所述前体中 形成通孔，其中所述嵌段共聚物(BC)包含衍生自聚烯烃树脂(B) (其具有的熔点低于聚烯烃热塑性树脂(A)的熔点)的单体单元 和衍生自与聚烯烃不相容的聚合物成分(C )的单体单元。术语"聚 合物成分"包括至少部分聚合物的成分，并且可以本身是聚合物或 者部分成分是由聚合物形成。<聚烯烃热塑性树脂(A) >聚烯烃热塑性树脂(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种隔膜，该隔膜具有微细多孔结构并包括聚烯烃热塑性树脂（Ａ）和嵌段共聚物（ＢＣ）作为构成材料；　所述嵌段共聚物（ＢＣ）包含衍生自聚烯烃树脂（Ｂ）的单体单元和衍生自聚合物成分（Ｃ）的单体单元；　所述聚烯烃树脂（Ｂ）具有的熔点低于所 述聚烯烃热塑性树脂（Ａ）的熔点，所述聚合物成分（Ｃ）与聚烯烃不相容。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：原田保，小谷徹，大八木信之，山本健介，
申请(专利权)人：索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：JP