[發明專利]疊層多孔膜、電池用隔板及電池

無效

• 申請號: 201080051565.2
• 申請日: 2010-11-22
• 公開（公告）號: CN102712185A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 高木義人;今中智;根本友幸;宇佐見康
• 申請（專利權）人: 三菱樹脂株式會社
• 主分類號: B32B27/32
• 分類號: B32B27/32;B32B5/18;H01M2/16;H01M10/052;H01M10/0566
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 鄭樹槐

技術領域

本發明涉及疊層多孔膜、電池用隔板及電池，所述疊層多孔膜可以作為包裝用、衛生用、畜產用、農業用、建筑用、醫療用、分離膜、光擴散板、電池用隔板加以利用，特別優選作為非水電解質電池用隔板加以利用。

背景技術

具有大量微細連通孔的高分子多孔體已在超純水的制造、藥液的精制、水處理等中使用的分離膜、在衣物/衛生材料等中使用的防水透濕性膜、或在電池等中使用的電池隔板等各種領域中得到了應用。

特別是，二次電池已作為OA、FA、家庭用電器或通訊設備等便攜設備用電源得到了廣泛應用。其中，由于配置于設備中時的容積效率良好、可謀求設備的小型化及輕質化，因此，使用鋰離子二次電池的便攜設備正不斷增加。另一方面，大型二次電池已在以載荷平衡系統、UPS、電動汽車為首的涉及能量/環境問題的眾多領域得到了研究開發，而作為非水電解質二次電池的一種的鋰離子二次電池，由于具有大容量、高輸出、高電壓及長期保存性優異的特性，其用途正不斷擴大。

鋰離子二次電池的工作電壓通常設計成以4.1V~4.2V為上限。由于水溶液在這樣的高電壓下會發生電解，因此不能作為電解液使用。這樣一來，作為在高電壓下也具有耐受性的電解液，已開始使用采用了有機溶劑的所謂非水電解液。作為非水電解液用溶劑，可使用能夠使更多鋰離子存在的高介電常數有機溶劑，而作為該高介電常數有機溶劑，主要使用的是碳酸亞丙酯、碳酸亞乙酯等有機碳酸酯化合物。將作為在溶劑中成為鋰離子源的支持電解質的六氟磷酸鋰等反應性高的電解質溶解于溶劑中后使用。

為了防止內部短路，使鋰離子二次電池中的正極和負極之間存在隔板。而從該隔板的作用考慮，必然要求其具有絕緣性。另外，為了賦予其作為鋰離子通路的透氣性和電解液的擴散、保持功能，需要使該隔板為微孔結構。為了滿足這些要求，已開始使用多孔膜作為隔板。

伴隨最近的電池的高容量化，對于電池安全性的重視程度提高。作為有利于電池用隔板的安全的特性，包括切斷(shut?down)特性(以下稱為“SD特性”)。該SD特性為下述功能：一旦達到100~150℃左右的高溫狀態，則微孔閉塞，其結果，電池內部的離子傳導被阻斷，從而可防止隨后電池內部的溫度上升。此時，將疊層多孔膜的微孔發生閉塞的溫度中的最低溫度稱為切斷溫度(以下稱為“SD溫度”)。在用作電池用隔板的情況下，必須具備該SD特性。

然而，近年來，伴隨著鋰離子二次電池的高能量密度化、高功率化，存在下述隱患：無法充分發揮出通常的切斷功能，電池內部的溫度超過聚乙烯的熔點即150℃左右并進一步上升，從而使隔板發生破裂。于是，為了確保安全性，要求使用兼具目前的SD特性和耐熱性的隔板。

針對上述要求，已提出了下述隔板：包含具有切斷功能的多孔膜和由耐熱樹脂形成的多孔層的隔板(專利文獻1)、在以熱塑性樹脂為主成分的多孔層上疊層有具有耐熱性的多孔層的隔板(專利文獻2)、由水溶性聚合物的多孔膜和聚烯烴的多孔膜疊層而成的隔板(專利文獻3)、在聚烯烴樹脂多孔膜的至少一面上具備包含無機填料和樹脂粘合劑的多孔層的疊層多孔膜(專利文獻4)、在多孔性聚丙烯膜的表面具有涂層的多孔膜(專利文獻5)等。

另外，作為隔板所需要的特性，還要求具備滑動性。其中之一包括電池組裝時的栓銷(ピン)脫落性(抜け性)。對于圓筒型、方型等卷繞型鋰離子二次電池而言，將隔板和正負極疊合并卷繞在栓銷上。然后，經過將螺旋狀電池元件從栓銷上拔下的工序來組裝電池。此時，如果與栓銷接觸的隔板的滑動性不良，則無法將電池元件從栓銷上拔下。另外，如果難以拔出，則存在對生產方面產生影響的問題。為了改善上述滑動性，要對栓銷實施表面處理，降低栓銷的摩擦系數(專利文獻6)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2000-223107號公報

專利文獻2：日本專利3756815號公報

專利文獻3：日本特開2004-227972號公報

專利文獻4：日本特開2009-26733號公報

專利文獻5：日本特開2009-114434號公報

專利文獻6：日本特開2009-70726號公報

發明內容

發明要解決的問題

專利文獻1~5中，并未對滑動性加以考慮，特別是專利文獻1中使用的芳香族聚酰胺，存在滑動性差的問題。

另外，在專利文獻6中，雖然栓銷脫落性良好，但存在在制膜過程中進行膜卷取時會成為卷皺的原因等加工性不良、從生產性考慮也有不理想的問題。