聚烯烃微多孔膜制造技术

提供一种聚烯烃微多孔膜，其膜厚为1μm～30μm，透气度为500sec/100cm3以下，并且在温度70℃、压力8MPa和压缩时间3分钟的条件下在压缩试验中测定的压缩后孔隙率为30％以上。压缩试验中测定的压缩后孔隙率为30％以上。压缩试验中测定的压缩后孔隙率为30％以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】聚烯烃微多孔膜


[0001]本专利技术涉及聚烯烃微多孔膜。

技术介绍

[0002]聚烯烃微多孔膜表现出优异的电绝缘性和离子透过性，因此，被用于电池用分隔件、电容器用分隔件、燃料电池用材料、精滤膜等，特别是被用作锂离子二次电池用分隔件。
[0003]近年来，锂离子二次电池也被用于便携电话、笔记本型个人电脑等小型电子设备、以及电动汽车、小型电动自行车等电动车辆。对于锂离子二次电池用分隔件而言，不仅要求机械特性和离子透过性，还要求各种安全试验中的安全性。另外，从锂离子二次电池用分隔件的耐热性或刚性、锂离子二次电池的循环特性等观点考虑，对分隔件中含有的聚烯烃的结晶性、或作为分隔件使用的聚烯烃微多孔膜的加压试验特性进行了研究(专利文献1～4)。
[0004]专利文献1中，从锂离子透过性和耐热性这两者优异这种观点考虑，对以干式被拉伸多孔化的聚烯烃微孔薄膜的利用小角X射线散射(SAXS)法测定的片状晶体部的长周期进行了记载。
[0005]专利文献2中，从兼顾低的热收缩性和高的刚性这种观点考虑，对被拉伸了的聚丙烯薄膜的利用SAXS法测定的高分子晶体的长周期进行了记载。
[0006]专利文献3及4中，从锂离子二次电池用分隔件的耐压缩性、锂离子二次电池的循环特性等观点考虑，例如记载了在温度80℃和压力1MPa下历时60分钟的加热压缩试验(专利文献3)的前后的聚烯烃微多孔膜的膜厚变化率，或记载了温度90℃和压力5.0MPa下历时5分钟的加热压缩试验(专利文献4)的前后的聚烯烃微多孔膜的透气度变化率和膜厚变化率。
[0007]另外，例如从在具备特殊的电极的电池内、高温、高压、大尺寸等环境下，获得机械特性、耐热性、耐压缩性、尺寸稳定性、吸液性、安全性、电池特性等的平衡的观点考虑，研究了作为分隔件使用的聚烯烃微多孔膜(专利文献5～9)。
[0008]专利文献5中，从扩大薄膜分隔件的关闭温度与熔化温度之差而确保电池安全性这种观点考虑，记载了在特定的压力和温度下进行加压处理的情况下，其前后测定的微多孔膜的透气度变化率、和换算为12μm厚的刺穿强度。
[0009]专利文献6中，从对于包含聚乙烯系树脂层、含有聚乙烯系树脂、和聚丙烯以外的耐热性树脂的层的聚乙烯多层微多孔膜，获得关闭特性、熔化特性、透过性、机械强度、耐热收缩性和耐压缩性的平衡这种观点考虑，记载了在特定的压力和温度下进行加压处理的情况下，其前后测定的透气度增加量、和每20μm厚的刺穿强度。
[0010]专利文献7中，从在聚乙烯多层微多孔膜的制造中，获得透过性、机械特性、耐热收缩性、耐压缩性、电解液吸收性、关闭特性和熔化特性的平衡这种观点考虑，记载了在膜厚方向控制平均细孔径的分布的方法，也例示出在所得到的膜的特定的压力和温度下进行加压处理的情况下，其前后的达到透气度、和每20μm厚的刺穿强度。
[0011]专利文献8中，从获得对于分隔件的厚度方向的耐久性、安全性、和薄膜特性的平衡这种观点考虑，记载了含有聚乙烯和聚丙烯中的至少一者的微多孔膜的压缩弹性模量和膜面表面粗糙度平均值，在微多孔膜的制造中，以干式进行多孔化。
[0012]专利文献9中，为了在同时使用分隔件和膨胀收缩激烈的负极材料的情况下，能够兼顾长期的电池循环特性和安全性，记载了微多孔膜的制造中增塑剂的提取前后的透气度、和所得到的分隔件的喷砂处理后的透气度。
[0013]现有技术文献
[0014]专利文献
[0015]专利文献1：国际公开第2014/175252号
[0016]专利文献2：国际公开第2015/012324号
[0017]专利文献3：国际公开第2018/164056号
[0018]专利文献4：国际公开第2015/194504号
[0019]专利文献5：国际公开第2018/043331号
[0020]专利文献6：国际公开第2007/023918号
[0021]专利文献7：国际公开第2007/037289号
[0022]专利文献8：日本特开2017
‑
25294号公报
[0023]专利文献9：日本专利第5295834号公报

技术实现思路

[0024]专利技术要解决的问题
[0025]锂离子二次电池等非水系二次电池，根据其用途，圆筒型、方型、小袋型等多种多样的形状得到展开。电池的制造方法也根据电池的形状而不同，例如方型电池的制造中，存在将电极和聚烯烃微多孔膜的卷绕体或层叠体加压、插入到长方体的外装罐的工序。
[0026]但是，有可能由于使用专利文献1～4中记载那样的以往的聚烯烃微多孔膜的电池制作的加压工序，而产生电池的循环特性和输出特性降低这种现象。另外，即使使用高容量且容易膨胀的电极的情况下，也显著产生相同的现象。
[0027]近年，随着电极材料的改良、多个非水系二次电池(单电池)的高密度组件化(提高组件体积能量密度)等，进一步要求即使对电池单元和分隔件施加外压的状态下，也确保作为分隔件的微多孔膜的离子透过性、和包含其的电池的输出特性或循环特性。
[0028]另一方面，若为了改善分隔件的离子透过性而单纯地尝试改善孔隙率，则对于包含分隔件的非水系二次电池，例如钉刺安全性试验等的安全性有可能变差。
[0029]因此，对于具备以往的聚乙烯微多孔膜作为分隔件的非水系二次电池，加压状态下的输出特性、循环特性等电池特性、和钉刺安全性试验等的安全性处于权衡的关系。
[0030]鉴于上述事情，本专利技术的目的在于，提供可以达成非水系二次电池的高输出和高循环特性、并且/或可以达成非水系二次电池的电池特性和安全性的兼顾的聚烯烃微多孔膜、以及包含其的非水系二次电池用分隔件以及非水系二次电池。
[0031]用于解决问题的方案
[0032]本专利技术人等发现，对于聚烯烃微多孔膜，特定压缩后孔隙率；聚烯烃微多孔膜中作为主要成分含有的聚乙烯的结晶性；单位面积重量换算刺穿强度、沿着宽度方向(TD)在3点
测定的透气度的最大值与最小值之差、以及30℃、3MPa加压状态下的透气度等，由此能够解决上述问题，从而完成了本专利技术。以下例示出本专利技术的方式。
[0033](1)一种聚烯烃微多孔膜，其膜厚为1μm～30μm，透气度为500sec/100cm3以下，并且在温度70℃、压力8MPa和压缩时间3分钟的条件下在压缩试验中测定的压缩后孔隙率为30％以上。
[0034](2)一种聚烯烃微多孔膜，其为含有聚乙烯作为主要成分的聚烯烃微多孔膜，前述聚烯烃微多孔膜的利用小角X射线散射(SAXS)法测定的结晶长周期为37.0nm以上。
[0035](3)根据项目1或2所述的聚烯烃微多孔膜，其含有聚乙烯作为主要成分，前述聚乙烯的微晶尺寸为28.0nm以下。
[0036](4)根据项目1～3中任一项所述的聚烯烃微多孔膜，其中，前述聚烯烃微多孔膜的孔隙率为35％以上。
[0037](5)一种聚烯烃微多孔膜，其中，单位面积重量换算本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种聚烯烃微多孔膜，其膜厚为1μm～30μm，透气度为500sec/100cm3以下，并且在温度70℃、压力8MPa和压缩时间3分钟的条件下在压缩试验中测定的压缩后孔隙率为30％以上。2.一种聚烯烃微多孔膜，其为含有聚乙烯作为主要成分的聚烯烃微多孔膜，所述聚烯烃微多孔膜的利用小角X射线散射(SAXS)法测定的结晶长周期为37.0nm以上。3.根据权利要求1或2所述的聚烯烃微多孔膜，其含有聚乙烯作为主要成分，所述聚乙烯的微晶尺寸为28.0nm以下。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孔隙率为35％以上。5.一种聚烯烃微多孔膜，其中，单位面积重量换算刺穿强度为50gf/(g/m2)以上，沿着宽度方向(TD)，在从两端向着中央的全宽10％内侧的位置2点和中央1点的总计3点测定的透气度的最大值与最小值之差为15sec/100cm3以下，并且30℃和3MPa加压状态下的透气度为140sec/100cm3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，所述聚烯烃微多孔膜的30℃和3MPa加压状态下的孔隙率为40％以上。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，所述聚烯烃微多孔膜的刺穿强度为220gf以上。8.根据权利要求1～7中任一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：水谷渡，大久保智聪，冈田贤明，松林毅，
申请(专利权)人：旭化成株式会社，
类型：发明
国别省市：