聚烯烃树脂多孔膜、以及使用其的非水电解质电池用隔板制造技术

技术编号:8165045 阅读:194 留言:0更新日期:2013-01-08 12:02
本发明专利技术提供一种聚烯烃树脂多孔膜,其可以简便地制造,作为非水电解质电池用隔板使用时,能够抑制堵塞,并且能够发挥作为电池的高输出。本发明专利技术的聚烯烃树脂多孔膜是以聚烯烃树脂为主成分的多孔膜,其平均流量孔径压力(PAP)为1500~2500kPa、泡点压力(PBP)为300~1500kPa,且透气度(Pa)与泡点压力(PBP)之比(Pa/PBP)为0.35sec/(100ml·kPa)以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及以聚烯烃树脂为主成分的多孔膜。具体而言,涉及能够作为包装用、卫生用、畜产用、农业用、建筑用、医疗用、分离膜、光扩散板、电池用隔板加以利用,尤其适宜作为电子设备等的电源利用的锂离子二次电池等非水电解质电池用隔板使用的多孔膜。
技术介绍
具有大量微细连通孔的高分子多孔体已在超纯水的制造、药液的精制、水处理等中使用的分离膜、在衣物/卫生材料等中使用的防水透湿性膜、或在电池用隔板等各种领域中得到了应用。 能够重复充放电的二次电池已作为0A、FA、家庭用电器或通讯设备等的便携设备用电源得到了广泛应用。尤其是由干与配置于设备中时的容积效率良好、可谋求设备的小型化及轻质化相关,因此,使用锂离子二次电池的便携设备正不断増加。另ー方面,大型二次电池已在以载荷平衡系统、UPS、电动汽车为首的涉及能量/环境问题的众多领域得到了研究开发,而作为非水电解质二次电池的ー种的锂离子二次电池,由于具有大容量、高输出、高电压及长期保存性优异的特性,其用途正不断扩大。锂离子二次电池的使用电压通常设计成以4. I疒4. 2V为上限。由于水溶液在这样的高电压下会发生电解,因此不能作为电解液使用。这样ー来,作为在高电压下也具有耐受性的电解液,已开始使用采用了有机溶剂的非水电解液。作为非水电解液用溶剂,可使用能够使更多锂离子存在的高介电常数有机溶剤,作为该高介电常数有机溶剂,主要使用的是碳酸亚丙酯、碳酸亚こ酯等有机碳酸酯化合物。作为在溶剂中可成为锂离子源的支持电解质,将六氟磷酸锂等反应性高的电解质溶解于溶剂中后使用。对于锂离子二次电池而言,从防止内部短路方面来看,要使其正极和负极之间存在隔板。而从该隔板的作用考虑,必然要求其具有绝缘性。此外还需要在有机电解液中是稳定的。另外,为了赋予其保持电解液,以及作为充放电时锂离子在电极之间往来的通路的目的,需要使该隔板为微孔结构。为了满足这些要求,已开始使用以聚烯烃等绝缘性材料作为主成分的多孔膜作为隔板。由于隔板的孔结构对于锂离子二次电池的输出产生较大的影响,因此,使用用于对孔结构进行评价的多种參数对特性进行了讨论。作为隔板的制造方法,大致分为湿式和干式两种,根据制造方法的不同孔结构会有较大差异。湿式制造方法为如下方法在混合聚こ烯树脂和增塑剂等添加成分并成型为片状后,利用溶剂提取该添加成分,然后进行拉伸,或者在进行了拉伸之后利用溶剂提取该添加成分,由此形成孔结构,该方法可以形成三维网络结构。干式制造方法为如下方法通过熔融挤出结晶性的聚烯烃树脂,并利用高拉伸比使其冷却固化为片状,制造了各向异性高的片,然后在机械方向对该各向异性高的片进行拉伸,由此形成孔结构,该方法可以形成在机械方向上长的ニ维多孔结构。提出了多种如上所述控制了孔结构的隔板,显示根据孔结构的不同发挥出各种各样的电池特性。在日本专利4098401号公报(专利文献I)中公开了通过降低透气度来改善循环特性的技木。在日本专利4220329号公报(专利文献2)中,通过透湿量和透气量之比对放电特性和电池输出进行了评价。此外,示出了平均流量孔径压力低、即孔径大时,循环特性优异。在日本特开2000-348703号公报(专利文献3)中提出了使用低熔点的树脂的透气度低的干式隔板。现有技术文献专利文献专利文献I :日本专利4098401号公报 专利文献2 :日本专利4220329号公报专利文献3 日本特开2000-348703号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题但是,就上述专利文献1、2而言,由于孔径大则相反析出锂的枝晶时短路的危险増大,电池的安全性降低。此外,就上述专利文献3而言,虽然公开了透气度低的隔板,但由于仅在机械方向进行了拉伸,因此孔径变小,容易堵塞隔板的孔,可能会导致循环特性下降。此外,可能会导致电池内部电阻升高而使输出降低。本专利技术是鉴于上述问题而进行的。即,本专利技术的目的在于提供ー种多孔膜,其作为非水电解质电池用隔板使用时,具有能够抑制作为电荷的锂的枝晶析出而导致的短路、堵塞的孔径,同时可以发挥作为电池的高输出。解决问题的方法为了解决上述问题,本专利技术提供一种聚烯烃树脂多孔膜,其是以聚烯烃树脂为主成分的多孔膜,其中,平均流量孔径压力(平均流量径圧力)(Pap)为150(T2500kPa、泡点压カ(Pbp)为30(Tl500kPa,且透气度(Pa)与泡点压カ(Pbp)之比(Pa/PBF)为0. 35sec/(100ml kPa)以下。优选上述本专利技术的聚烯烃树脂多孔膜的上述透气度(Pa)为2000SeC/100ml以下。另外,优选上述本专利技术的透气度(Pa)与上述平均流量孔径压力(Pap)之比(Pa/Pap)为 0. 18sec/(100ml kPa)以下。另外,优选在上述本专利技术的聚烯烃树脂多孔膜的聚烯烃树脂中含有30质量%以上的聚丙烯树脂。此外,优选上述本专利技术的聚烯烃树脂多孔膜的聚丙烯树脂具有P晶活性。另外,优选上述本专利技术的聚烯烃树脂多孔膜的电阻为0.85Q以下。另外,优选上述本专利技术的聚烯烃树脂多孔膜的空隙率为2(T80%。此外,优选上述本专利技术的聚烯烃树脂多孔膜的厚度为SlOOiim。专利技术的效果本专利技术的聚烯烃树脂多孔膜可以简便地制造,并且该多孔膜具有能够抑制作为电荷的锂的枝晶析出导致的短路、堵塞的孔径,同时可以发挥作为电池的高输出。因此,本专利技术的聚烯烃树脂多孔膜优选用作要求高输出的非水电解质电池用隔板。附图说明图I是收纳了本专利技术的聚烯烃树脂多孔膜的电池的概略剖面图。图2(A)、图2(B)是对切断特性(SD特性)、耐热性、X射线衍射測定中的聚烯烃树脂多孔膜的固定方法进行说明的图。符号说明10电池用隔板20 二次电池 21正极板22负极板24正极引线体25负极引线体26 垫圈27正极盖31 铝板32聚烯烃树脂多孔膜33 夹钳34膜纵向35膜横向具体实施例方式以下,对本专利技术的聚烯烃树脂多孔膜的实施方式进行详细说明。需要说明的是,在本专利技术中,表述为“主成分”时,在没有特殊记载的情况下,包含在不妨碍该主成分的功能的范围内容许含有其它成分的含义,特别包含下述含义对该主成分的含有比例并无限定,但主成分在组合物中占50质量%以上、优选占70质量%以上、特别优选占90质量%以上(包括100%)。此外,记载为“XI”(X、Y为任意数字)时,在没有特别限定的情况下,代表“ X以上且Y以下”的含义。本实施方式的多孔膜是以聚烯烃树脂为主成分的聚烯烃树脂多孔膜,也可以含有多种结构不同的聚烯烃树脂。可以含有作为其它成分的聚烯烃之外的树脂成分、低聚物、低分子量化合物。此外,在使用多种类型的树脂或其它成分的情况下,对于其分散状态没有限制,可以相互相客,也可以发生层分离。此外,多种树脂或其它成分可以以叠层结构使用,作为叠层方法,可以使用共挤出、层压、涂敷等各种方法。以下,对构成本专利技术的聚烯烃树脂多孔膜的聚烯烃树脂的详细情况进行说明,但并不限于这些聚烯烃树脂。作为聚烯烃树脂,可以列举聚こ烯、聚丙烯、聚I-丁烯、聚I-戊烯、聚I-甲基戊烯、聚I-己烯、聚I-庚烯、聚I-辛烯、聚I-壬烯、聚I-癸烯等树脂。该聚烯烃树脂可以是烯烃单体的均聚物,也可以是烯烃单体的共聚物,还可以与烯烃之外的单体共聚。其中,从材料成本、加工性、机械强度、耐热性等观点来看,优选使用聚丙烯树脂。此本文档来自技高网
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【技术保护点】

【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:寺川彻山田刚干宇佐见康
申请(专利权)人:三菱树脂株式会社
类型:
国别省市:

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