[發(fā)明專(zhuān)利]疊層多孔膜、非水電解質(zhì)二次電池用隔板、非水電解質(zhì)二次電池、以及疊層多孔膜的制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201680053205.3
• 申請(qǐng)日: 2016-07-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108025539B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-04-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 山田裕人;瀬尾昌幸;根本友幸
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 三菱化學(xué)株式會(huì)社
• 主分類(lèi)號(hào): B32B27/20
• 分類(lèi)號(hào): B32B27/20;B32B5/32;B32B27/32;H01M2/16
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 王利波

本發(fā)明可得到適于作為非水電解質(zhì)二次電池用隔板的疊層多孔膜，所述疊層多孔膜具有SD特性，在以表面背面不對(duì)稱(chēng)的方式設(shè)置多孔性包覆層時(shí)的卷曲小，因此操作性及安全性優(yōu)異，且具有耐熱性及透氣性。所述疊層多孔膜在聚烯烴類(lèi)樹(shù)脂多孔膜的至少一面表面背面不對(duì)稱(chēng)地疊層設(shè)有含有無(wú)機(jī)粒子及粘合劑樹(shù)脂組合物的多孔性包覆層，且寬度方向的最大卷曲高度為5mm以下，所述聚烯烴類(lèi)樹(shù)脂多孔膜具有將多孔層A和多孔層B以A/B/A的順序疊層而成的結(jié)構(gòu)，且在130℃下進(jìn)行1小時(shí)加熱處理后的寬度收縮率為0.1％以上且3％以下，所述多孔層A以熔點(diǎn)為150℃以上的聚烯烴類(lèi)樹(shù)脂作為主成分，所述多孔層B以聚烯烴類(lèi)樹(shù)脂作為主成分、并且其孔在100℃以上且低于150℃的溫度范圍內(nèi)閉合。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及疊層多孔膜，該疊層多孔膜可以作為包裝用、衛(wèi)生用、畜產(chǎn)用、農(nóng)業(yè)用、建筑用、醫(yī)療用、分離膜、光擴(kuò)散板、電池用隔板使用。本發(fā)明還涉及使用了該疊層多孔膜的非水電解質(zhì)二次電池用隔板及非水電解質(zhì)二次電池。

背景技術(shù)

具有多個(gè)微細(xì)連通孔的高分子多孔體已在超純水的制備、藥液的精制、水處理等中使用的分離膜、衣物/衛(wèi)生材料等中使用的防水透濕膜、或二次電池等中使用的電池用隔板等各種領(lǐng)域得到了應(yīng)用。

二次電池已作為OA、FA、家用電器或通訊設(shè)備等的便攜設(shè)備用電源得到了廣泛使用。特別是，由于裝配在設(shè)備中時(shí)的容積效率良好、有助于設(shè)備的小型化及輕質(zhì)化，因此，使用了鋰離子二次電池的便攜設(shè)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(tǒng)、UPS、電動(dòng)汽車(chē)為首的涉及能源/環(huán)境問(wèn)題的眾多領(lǐng)域得到了研究開(kāi)發(fā)，從具有大容量、高輸出、高電壓及長(zhǎng)期保存性優(yōu)異的觀點(diǎn)考慮，作為非水電解質(zhì)二次電池的一種的鋰離子二次電池的用途正在不斷擴(kuò)大。

鋰離子二次電池的使用電壓通常設(shè)計(jì)成以4.1V～4.2V為上限。由于在這樣的高電壓下水溶液會(huì)發(fā)生電解，因此不能作為電解液使用。因此，作為在高電壓下也能耐受的電解液，采用了使用有機(jī)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(shù)有機(jī)溶劑，作為該高介電常數(shù)有機(jī)溶劑，主要使用了碳酸亞丙酯、碳酸亞乙酯等有機(jī)碳酸酯化合物。另外，作為在溶劑中成為鋰離子源的支持電解質(zhì)，使六氟磷酸鋰等反應(yīng)性高的電解質(zhì)溶解于溶劑中使用。

對(duì)于鋰離子二次電池而言，從防止內(nèi)部短路的觀點(diǎn)考慮，使隔板夾在正極和負(fù)極之間。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(kuò)散、保持功能，需要使該隔板為微孔結(jié)構(gòu)。為了滿足這些要求，使用了多孔膜作為隔板。

伴隨最近的電池的高容量化，對(duì)于電池安全性的重要程度提高。作為有助于電池用隔板的安全的特性，包括切斷(shut down)特性(以下稱(chēng)為“SD特性”)。該SD特性為下述功能：一旦達(dá)到100～150℃左右的高溫狀態(tài)，則多孔膜的微孔閉塞，其結(jié)果是電池內(nèi)部的離子傳導(dǎo)被阻斷，因此可防止隨后電池內(nèi)部的溫度上升。此時(shí)，將多孔膜的微孔發(fā)生閉塞的溫度中的最低溫度稱(chēng)為切斷溫度(以下稱(chēng)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(lái)，鋰離子二次電池具有不斷高能量密度化、高容量化的傾向，在這樣的具有高能量的電池中，即使通過(guò)切斷而使電化學(xué)反應(yīng)停止，電池內(nèi)部的溫度也持續(xù)上升，電池內(nèi)部的溫度超過(guò)現(xiàn)有的用作電池用隔板的材料的聚乙烯的熔點(diǎn)即130℃左右并進(jìn)一步上升，伴隨著隔板的熱收縮而使膜破裂，由此存在發(fā)生兩極短路，以至于起火的事故的隱患。因此，為了確保安全性，與現(xiàn)在的SD特性相比，要求隔板具有更高的耐熱性。

針對(duì)上述要求，已經(jīng)提出了在聚烯烴類(lèi)多孔膜的至少一面具備多孔性包覆層的疊層多孔膜(專(zhuān)利文獻(xiàn)1～5)。

這些技術(shù)是安全性非常優(yōu)異的方法，其通過(guò)在多孔膜上疊層設(shè)置填充了大量微粒的多孔性包覆層，即使在發(fā)生異常發(fā)熱、超過(guò)SD溫度后溫度繼續(xù)上升時(shí)，也可以防止兩極的短路。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)