[發明專利]電池用隔膜

有效

• 申請號: 201780026691.4
• 申請日: 2017-07-20
• 公開（公告）號: CN109075296B
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 新部裕佳子;梶田篤史;水野直樹
• 申請（專利權）人: 東麗株式會社
• 主分類號: H01M50/431
• 分類號: H01M50/431;H01M50/443;H01M50/451
• 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

本發明的課題在于提供一種脫銷性優異、并且即使隔膜厚度的薄膜化推進也安全的電池用隔膜。氧化鋁顆粒在一次粒徑分布中具有顯示出極大值的兩個眾數粒徑，通過包含基于傅里葉變換紅外光譜法(FT?IR)時在3475cm^?1附近具有吸收峰且該峰在300℃以上時消失的顆粒，從而得到分散性和分散穩定性極其優異的漿料，能夠得到耐短路性、耐電壓性和脫銷性優異的電池用隔膜。

技術領域

本發明涉及電池隔膜。

背景技術

熱塑性樹脂制的微多孔膜被廣泛用作物質的分離膜、選擇透過膜和隔離膜等。例如為在鋰離子二次電池、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、透濕防水衣料、醫療用材料等。

特別是，作為鋰離子二次電池用隔膜，優選使用通過浸滲電解液而具有離子透過性、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℃左右的溫度截斷電流而抑制過度的升溫)的聚烯烴微多孔膜。但是，由于某些原因而導致在孔封閉后電池內部仍繼續升溫的情況下，聚烯烴微多孔膜有時會發生收縮/膜破裂。該現象并不限定于聚烯烴微多孔膜，在使用了其他熱塑性樹脂的微多孔膜的情況下，在樹脂的熔點以上時也是不可避免的。

鋰離子二次電池用隔膜與電池特性、電池生產率和電池安全性密切相關，要求具有耐熱性、電極粘接性、透過性、耐熔融破膜特性等。迄今為止，例如已知以聚烯烴微多孔膜為基材、并在該基材的至少單面設有多孔層的電池用隔膜。作為多孔層中使用的樹脂，優選使用聚酰胺酰亞胺樹脂、聚酰亞胺樹脂和聚酰胺樹脂等對隔膜賦予耐熱性的樹脂、或氟樹脂等對隔膜賦予與電極的粘接性的樹脂。近年來，還使用了能夠以比較簡單的工序層疊多孔層的水溶性或水分散性樹脂。另外，從提高耐熱性的方面出發，還研究了使多孔層含有無機顆粒。

隔膜層疊于正極與負極之間，被應用于具備經卷繞的卷繞電極體的電池中。在制造卷繞電極體時，銷與隔膜直接接觸，因此要求隔膜具有良好的脫銷性。脫銷性差的情況下，與銷接觸的隔膜在脫銷時會被銷拖住，產生電極卷繞體的內周部以竹筍狀或望遠鏡狀突出的形狀崩塌，產生電極卷繞體的正負極間的絕緣結構喪失等問題。為了改善隔膜的脫銷性，提出了使隔膜的靜摩擦系數或動摩擦系數為特定值以下。

專利文獻1中記載了一種電極體，其具備正極、負極、由聚丙烯·聚乙烯·聚丙烯構成的三層隔膜、和配置于這些電極與隔膜之間的由聚偏二氟乙烯和氧化鋁粉末構成的粘接性樹脂層。

在專利文獻2的試驗例2中，將使用噴射磨機進行干式粉碎(風壓0.2MPa、5分鐘)并使用氣流式粉體分級裝置分級到4μm以下而得到的碳酸鎂粉末、丙烯酸系粘合劑水溶液和增稠劑的混合物利用高速攪拌分散機進行預混煉(15000rpm、5分鐘)，接下來進行正式混煉(20000rpm、15分鐘)，制備多孔層形成用漿料，將其涂布到聚烯烴微多孔膜上而得到電池用隔膜。

在專利文獻3的實施例1中，將濕式粉碎漿料1(將氧化鋁-水懸浮液用戴諾磨濕式粉碎而得到的懸浮液)、羧甲基纖維素(CMC)和溶劑混合，在使用Gaulin均質器的高壓分散條件(20MPa×1回合(pass)、60MPa×3回合)下進行處理，涂布所得到的漿料，得到在聚烯烴基材多孔膜上層疊有多孔層的電池用隔膜。

在專利文獻4的實施例3中，將自交聯型丙烯酸樹脂的乳液和水在室溫下攪拌至均勻地分散為止，分四次向該分散液中加入勃姆石粉末，利用分散器(Disper)進行攪拌(2800rpm、5小時)，涂布所得到的漿料，得到在聚乙烯制微多孔膜上層疊有多孔層的電池用隔膜。

專利文獻5中公開了下述內容：為了改善銷與隔膜的滑動性，降低隔膜表面層的靜摩擦系數；專利文獻6中公開了降低隔膜表面層的動摩擦系數。

另一方面，若使多孔層中含有無機顆粒，則多孔層的表面有時會產生粗大突起，在將隔膜制成卷繞物等時與粗大突起接觸的隔膜有可能產生壓痕。今后，可預測電池用隔膜的膜厚會發生薄膜化，隔膜的厚度越薄則壓痕的影響越顯著，有可能導致隔膜的破裂。