[發明專利]聚烯烴微多孔膜、電池用隔膜以及它們的制造方法

有效

• 申請號: 201680074097.8
• 申請日: 2016-11-14
• 公開（公告）號: CN108370014B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 水野直樹;菅田正美
• 申請（專利權）人: 東麗株式會社
• 主分類號: H01M50/451
• 分類號: H01M50/451;H01M50/403;H01M50/417;H01M10/0587;B32B5/32;C08J9/28
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 楊宏軍;李國卿

通過本發明，提供：適于均勻地設置多孔層的厚度的聚烯烴微多孔膜；及在上述聚烯烴微多孔膜上均勻地設置了多孔層的厚度的、適于電池的高容量化的電池用隔膜。電池用隔膜，所述電池用隔膜中設置有長度方向上的F25值的變動幅度為1MPa以下的聚烯烴微多孔膜、和位于該聚烯烴微多孔膜的至少一面上的包含氟類樹脂和無機粒子、且平均厚度T(ave)為1～5μm的多孔層。其中，F25值是表示將用拉伸試驗機使試驗片伸長25％時的負荷值除以試驗片的截面積而得到的值。

技術領域

本發明涉及由具有電極粘接性的多孔層和聚烯烴微多孔膜形成的電池用隔膜，該電池用隔膜在制成卷繞體時的卷繞密度高、適于體積能量密度高的鋰離子二次電池。

背景技術

熱塑性樹脂微多孔膜已被廣泛用作分離膜、選擇透過膜、隔離膜等。例如，包括用于鋰離子二次電池、鎳-氫電池、鎳-鎘電池或聚合物電池的電池用隔膜、雙電層電容器用隔膜、反滲透過濾膜、超濾膜、微濾膜等各種濾器、透濕防水衣料、醫療用材料等等。

特別是，作為鋰離子二次電池用隔膜，可合適地使用通過電解液的含浸而具有離子透過性、電絕緣性優異、且具備孔封閉功能(在電池內部發生異常升溫時，于120～150℃左右的溫度阻斷電流而抑制過度的升溫)的聚乙烯制微多孔膜。

此外，鋰離子電池用隔膜與電池特性、電池生產率及電池安全性密切相關，要求其具有耐熱性、電極粘接性、透過性、熔融破膜特性(熔化(meltdown))等。迄今為止，已研究了例如通過在聚烯烴制微多孔膜上設置多孔層從而向電池用隔膜賦予耐熱性、粘接性。作為可用于多孔層的樹脂，可適宜使用具有耐熱性的聚酰胺酰亞胺樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚酰胺樹脂、具有粘接性的氟類樹脂。另外，近年來，還使用了能夠通過比較簡易的工序來層疊多孔層的水溶性或水分散性粘合劑。需要說明的是，本說明書中所謂的多孔層是指通過濕式涂布法而得到的層。

在專利文獻1的實施例1中，在聚乙烯微多孔膜的兩面涂布使偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物溶解于二甲基乙酰胺/三丙二醇的混合溶劑而成的涂布液，接著，使其進入凝固槽，進行水洗/干燥，得到了非水系二次電池用隔膜。

在專利文獻2的實施例1中，在底部平行地配置有2根邁耶棒的罐中加入使VdF/HFP/CTFE溶解于DMAc/TPG的混合溶劑而成的涂布液，使聚丙烯微多孔膜從該罐上部以3m/分鐘的輸送速度進入至罐內并從2根邁耶棒之間通過，由此將涂布液涂布于兩面，然后使其進入凝固槽，進行水洗/干燥，得到了復合多孔膜。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利第4988973號公報

專利文獻2：日本專利第5226744號公報

發明內容

發明所要解決的課題

近年來，對于鋰離子二次電池，除了應用于電動汽車、混合動力汽車、電動摩托車以外，還開展了將其廣泛應用于剪草機、鍘草機、小型船舶等的研究。隨著這樣的用途的普及，對鋰離子二次電池要求高容量化和低成本化。因此，預測將來會為了削減電池用隔膜的制造成本而越來越推進1000m以上這樣的長尺寸化。通過隔膜的長尺寸化，從而能夠在裁切工序、電池組裝工序中削減電池用隔膜卷繞體的更替時間，得到用于減少材料損失的電池用隔膜。

另一方面，通過濕式涂布在經過了長尺寸化的聚烯烴微多孔膜上設置多孔層而制造電池用隔膜時，如果在長度方向上多孔層的厚度變動幅度大(特別是在局部地產生了多孔層薄的部分的情況下)，則為了充分確保多孔層的功能，需要使平均厚度為最低必要厚度的1.5倍～2倍的厚度，成為高成本的主要原因。另外，由于隔膜的厚度變厚而導致電極卷繞體的卷繞數減少，也成為阻礙電池的高容量化的主要原因。