[發明專利]多層耐熱隔板材料及其制造方法

在審

• 申請號: 201680007664.8
• 申請日: 2016-01-22
• 公開（公告）號: CN107210413A
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發明（設計）人: 坂本和之;福田浩一;榎木信雄;伊藤慎吾
• 申請（專利權）人: 捷恩智株式會社;捷恩智石油化學株式會社
• 主分類號: H01M2/16
• 分類號: H01M2/16;H01G9/02;H01G11/52;H01G11/84
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司11205
• 代理人: 楊文娟,臧建明

技術領域

本發明涉及一種多層耐熱隔板材料及其制造方法。

背景技術

聚烯烴制的微多孔膜可用于分離膜、電池隔板、電容器等。其中，電池隔板用途隨著近年來的鋰離子電池的大力開發而受到關注。電池隔板是作為電解質的隔壁而發揮功能的構件，同時，其離子透過性是與電池的充放電能力有直接關系的功能。

近年來，正謀求適于車輛或便攜式終端的鋰離子電池或鎳氫電池等小型且能量密度高、高輸出、耐久性或安全性高的電池。在此種電池中，介隔電解質層而含有聚烯烴制微多孔膜的電池隔板與片材狀電極是以層疊或纏繞于電池本體內部的狀態配置于本體內部。

若電池內部的溫度高至聚烯烴的熔融溫度以上，則構成隔板的聚烯烴熔融而阻塞隔板的孔，電極間的離子移動停止而喪失電池功能。此停機動作是防止電池起火或冒煙的重要功能，是與離子傳導性并列的隔板的重要功能。然而，報告有此停機功能不足，電池內部溫度超過150℃而起火的事故例。

因此，最近為了進一步提高電池的耐熱性，而開發有隔板被覆有無機粒子層的多層耐熱隔板材料。多層耐熱隔板材料是通過在聚烯烴制微多孔膜等基材膜涂布含有無機粒子與粘合劑的耐熱層材料并加以干燥而制造。

然而，層疊不同種材料獲得的隔板材料所特有的問題被指出。此種多層隔板材料存在日常因基材膜與耐熱材料層的收縮率的差而導致產生“翹曲”或“卷邊”之類的應變的問題。

專利文獻1、專利文獻2記載有防止層疊以無機物質作為主成分的耐熱層與含有樹脂的基材的情形時的卷邊的方法。專利文獻1記載有通過調節基材膜與耐熱層的厚度來防止卷邊。專利文獻2記載有通過在多層耐熱隔板材料的特定部位設置低空孔區域來防止卷邊。然而，由于專利文獻1、專利文獻2所記載的多層隔板材料的基材實質上為聚乙烯制微多孔膜，因此可應用專利文獻1、專利文獻2所記載的卷邊防止方法的多層隔板材料受到限制。

如專利文獻3所記載那樣，本發明的申請人已成功地在聚烯烴制微多孔膜商品涂布含有無機填料的涂敷液，形成耐熱層而制造多層耐熱隔板材料。然而，在專利文獻3所記載的多層耐熱隔板材料中，并未對卷邊防止進行研究。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：國際公開第2012/176669號說明書

專利文獻2：國際公開第2013/031012號說明書

專利文獻3：國際公開第2014/030507號說明書

發明內容

發明要解決的問題

如上所述，尚未對抑制在聚烯烴制基材膜設置有耐熱層的多層耐熱隔板材料的卷邊的產生的方法進行充分研究。因此，本發明的發明人對使用聚烯烴制基材膜確實地抑制翹曲或卷邊產生的多層耐熱隔板材料進行了努力研究。

解決問題的技術手段

其結果，發現通過選擇特定的聚烯烴制微多孔膜作為基材，且在特定的條件下形成耐熱層，而顯著地抑制多層耐熱隔板材料的翹曲或卷邊。

即，本發明為以下者。

(發明1)一種多層耐熱隔板材料，其是在含有聚烯烴制微多孔膜的基材膜的至少單面層疊無機耐熱層而成，所述聚烯烴制微多孔膜在100℃下以10N/mm²拉伸時的伸長率為2％以下，所述基材膜的厚度為10μm～30μm，所述無機耐熱層的1層的厚度為1μm～5μm，且通過以下的方法(a)測定的卷邊高度低于10mm。

卷邊高度的測定方法(a)：將自多層耐熱隔板材料切下的長度方向30cm×寬度方向20cm的長方形樣品在25℃環境下靜置24小時后，以收縮的表面側成為上表面的方式置于水平臺上，測定樣品的四角距臺的高度(mm)，以4個高度(mm)的平均值(mm)作為卷邊高度(mm)而算出。

(發明2)根據發明1的多層耐熱隔板材料，其中聚烯烴制微多孔膜是利用包括冷延伸步驟與溫延伸步驟的干式法將聚烯烴微多孔化而得的聚烯烴制微多孔膜。

(發明3)根據發明1或發明2的多層耐熱隔板材料，其中聚烯烴制微多孔膜是熔流速率(melt mass-flow rate，MFR)(日本工業標準[Japanese industrial standards，JIS]K 6758，230℃，荷重21.18N)為0.1g/10分鐘～1.0g/10分鐘、熔點為150℃～170℃的可含有選自乙烯及碳數4～8的α-烯烴中的至少一種的丙烯聚合物。

(發明4)根據發明1至發明3中任一項的多層耐熱隔板材料，其中無機耐熱層含有氧化鋁與粘合劑。

(發明5)一種多層耐熱隔板材料的制造方法，其包括以下步驟。