[發明專利]聚烯烴微多孔膜、蓄電器件用隔膜以及蓄電器件

有效

• 申請號: 201780007884.5
• 申請日: 2017-02-07
• 公開（公告）號: CN108473706B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 城戶崎徹;崎本亮;川端健嗣
• 申請（專利權）人: 宇部興產株式會社
• 主分類號: C08J9/00
• 分類號: C08J9/00;C08J5/18;C08L23/12;C08L23/06;B32B5/22;B32B27/32;H01G11/52;H01M50/417;H01M50/443;H01M50/449
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 龐東成;崔立宇

一種聚烯烴微多孔膜，其為包含聚丙烯系樹脂的聚烯烴微多孔膜，其熔化溫度為195℃以上230℃以下。聚丙烯系樹脂的重均分子量優選為50萬以上80萬以下。此外，聚丙烯系樹脂的分子量分布優選為7.5以上16以下。

技術領域

本發明涉及顯示出優異的耐熱性的聚烯烴微多孔膜、具有該聚烯烴微多孔膜的蓄電器件用隔膜以及蓄電器件。

本申請基于2016年2月9日在日本提交的日本特愿2016-22797、2016年11月15日在日本提交的日本特愿2016-222366而要求優先權，將其內容援用于此。

背景技術

在鋰離子二次電池、鋰離子電容器等蓄電器件中，為了防止正負兩極的短路，在正極與負極之間夾設有包含聚烯烴微多孔膜的隔膜。

近年來，高能量密度、高電動勢、自放電少的蓄電器件，特別是鋰離子二次電池、鋰離子電容器等正在被開發以及實用化。

作為鋰離子二次電池的負極，例如已知金屬鋰、鋰與其他金屬的合金、碳或石墨等具有吸附鋰離子能力或者利用嵌入(intercalation)而吸收鋰離子的能力的有機材料、摻雜有鋰離子的導電性高分子材料等。另外，作為正極，例如已知(CF_x)_n所表示的氟化石墨、MnO₂、V₂O₅、CuO、Ag₂CrO₄、TiO₂等金屬氧化物、硫化物、氯化物。

另外，作為非水電解液，使用了在碳酸亞乙酯(EC)、碳酸亞丙酯(PC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、γ-丁內酯、乙腈、1,2-二甲氧基乙烷、四氫呋喃等有機溶劑中溶解LiPF₆、LiBF₄、LiClO₄、LiCF₃SO₃等電解質而成的非水電解液。

但是，在鋰離子二次電池中，鋰的反應性特別強，因此在因外部短路或連接錯誤等而流通異常電流時，電池溫度顯著上升，有時擔心會對組裝有該電池的設備造成熱損傷。為了避免這種危險性，提出了將單層或層疊的聚烯烴微多孔膜作為鋰離子二次電池或鋰離子電容器等蓄電器件用的隔膜。

通過將這些單層或層疊的聚烯烴微多孔膜用作蓄電器件用隔膜，能夠實現防止兩極間的短路、維持器件的電壓等。另外，在因異常電流等使器件的內部溫度上升至規定溫度以上時，會堵塞多孔膜的孔而使其無孔化，使得電阻增大而離子不在兩極間流動。由此，能夠停止蓄電器件的功能，防止因溫度過度升高所引起的起火等危險，確保安全。防止因溫度過度升高所引起的起火等危險的功能對于蓄電器件用的隔膜來說極其重要，通常被稱為無孔化或閉孔(下文中稱為SD)。

在使用聚烯烴微多孔膜作為蓄電器件用的隔膜的情況下，若無孔化起始溫度過低，則蓄電器件的微小的溫度升高也會阻止離子流動，因此，在實用方面存在問題。另外，若無孔化起始溫度過高，則存在不能阻礙離子流動直到引起起火等的危險性，在安全方面存在問題。通常認為無孔化起始溫度為110～160℃、優選為120～150℃。

另外，在蓄電器件內的溫度升高到超過維持無孔化的上限溫度時，由于隔膜熔斷、產生破裂的被稱為熔化(下文中稱為MD)的現象，能夠使離子再次移動，引起溫度進一步升高。出于這種理由，作為蓄電器件用隔板，要求不僅具有適當的無孔化起始(SD)溫度、而且能夠維持無孔化的上限(MD)溫度高這種特性。此外，作為用于隔膜的聚烯烴微多孔膜，除了與上述無孔化有關的特性以外，還要求電阻低、拉伸強度等機械強度高、厚度不均及電阻等的偏差小等。

作為制造蓄電器件用隔膜中使用的單層或層疊的微多孔膜的方法，提出了各種方案。特別是，從多孔化的方法來看，大致可分類為濕式法和干式法(參見專利文獻1、2)。