[發明專利]聚烯烴多孔質膜、使用其的電池用隔膜以及它們的制造方法

有效

• 申請號: 201480010814.1
• 申請日: 2014-02-12
• 公開（公告）號: CN105121531B
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 水野直樹;又野孝一
• 申請（專利權）人: 東麗株式會社
• 主分類號: C08J9/28
• 分類號: C08J9/28;B32B5/32;B32B27/32;H01M2/16
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 楊宏軍

一種聚烯烴多孔質膜，其特征在于，由聚烯烴構成的凸起滿足5μm≤W≤50μm(W為凸起的大小)以及0.5μm≤H(H為凸起的高度)，以3個/cm²以上、200個/cm²以下的密度不規則地散布在一個面上，并且膜厚為20μm以下。在預想電池用隔膜在今后會逐漸推進薄膜化和低成本化的情況下，本發明提供一種改質多孔層疊層用聚烯烴多孔質膜以及疊層著改質多孔層的電池用隔膜，其中該聚烯烴多孔質膜與改質多孔層的剝離強度極高，適合縱切工序和電池組裝工序中的高速加工。

技術領域

本發明涉及一種適合改質多孔層疊層的聚烯烴多孔質膜以及電池用隔膜。這是一種可用作鋰離子電池用隔膜的電池用隔膜。

背景技術

熱塑性樹脂微多孔膜被廣泛應用作物質的分離或選擇性透過以及隔離材料等。例如，鋰離子二次電池、鎳氫電池、鎳鎘電池、聚合物電池中使用的電池用隔膜、雙電層電容器用隔膜、反滲透過濾膜、超濾膜、微濾膜等各種過濾器、防水透濕面料、醫療用材料等。尤其是，聚乙烯制多孔質膜適合用作鋰離子二次電池用隔膜。其原因在于，聚乙烯制多孔質膜通過電解液含浸具有離子滲透性，不僅是電絕緣性、耐電解液性和耐氧化性，還具有孔閉塞特性(關閉特性)，在電池異常升溫時于120～150℃左右的溫度下會斷開電流，抑制過度的升溫。但是，由于某種原因在孔閉塞后仍繼續升溫時，有時會因構成膜的聚乙烯的粘度降低和膜的收縮，在某一溫度下發生破膜。

特別是鋰離子電池用隔膜與電池特性、電池生產性以及電池安全性密切相關，所以要求其具有優異的機械特性、耐熱性、透過性、尺寸穩定性、關閉特性、以及熔融破膜特性(Meltdown特性)等。并且，為了改善電池的循環特性，還要求改善其與電極材料的粘附性，為了改善生產性，還要求改善電解液浸透性等。為了改善這些功能，此前研究了在多孔質膜上疊層各種改質多孔層的方法。作為改質多孔層，適合使用同時具有耐熱性和電解液浸透性的聚酰胺酰亞胺樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚酰胺樹脂及/或電極粘附性優異的氟類樹脂等。另外，本發明中所謂改質多孔層是指，含有賦予或改善耐熱性、與電極材料的粘附性、以及電解液浸透性等功能中的至少一種的樹脂的層。

并且，為了改善電池容量，不僅是電極，隔膜中也必須增加可填充到容器內的面積，因此預計薄膜化會進一步發展。但是，由于多孔質膜的薄膜化推進后，容易在平面方向上發生變形，所以在薄膜的多孔質膜上疊層著改質多孔質層的電池用隔膜有時會在加工中、縱切工序、或電池組裝工序中，發生改質多孔層剝離，因此更難以確保安全性。

此外，為了對應低成本化，預計電池組裝工序會實現高速化，在這種高速加工中，也要求改質多孔層的剝離等問題少，并且具有可承受高速加工的高粘附性。但是，為了改善粘附性，會存在以下問題，即，使改質多孔層中含有的樹脂充分浸透在作為基材的聚烯烴多孔質膜中后，氣阻度的上升幅度會增大。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1中，公示了一種復合多孔質膜，其通過在厚度為9μm的聚乙烯制多孔質膜上涂布聚偏二氟乙烯，將聚偏二氟乙烯樹脂的一部分適當地嵌入聚乙烯制多孔膜的細孔中，發揮固著效果，從而使聚乙烯制多孔膜與聚偏二氟乙烯的涂布層界面的剝離強度(T型剝離強度)為1.0～5.3N/25mm。

專利文獻2中，公示了一種隔膜，其在厚度為16μm且經過電暈放電處理的聚乙烯制多孔質膜上設有耐熱多孔層，該耐熱多孔層含有丙烯酸樹脂與N-乙烯基乙酰胺的聚合物、或者水溶性纖維素衍生物的增稠劑以及板狀勃姆石，并且聚乙烯制多孔質膜與耐熱多孔層在180°時的剝離強度(T型剝離強度)為1.1～3.0N/10mm。