[發明專利]高分子膜形成裝置、高分子膜形成方法及隔膜的制造方法

在審

• 申請號: 201880041251.0
• 申請日: 2018-08-29
• 公開（公告）號: CN110831705A
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 木下英樹;佐久間勇;守屋豪
• 申請（專利權）人: 東麗株式會社
• 主分類號: B05C5/02
• 分類號: B05C5/02;B05C9/04;B05C13/02;B05D1/26;B05D7/00;H01G11/52;H01M2/16
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 楊宏軍

本發明的高分子膜形成裝置的特征在于，具備：在內部形成有狹縫(7)以對向下方搬送的網(1)涂布保安高分子溶液的涂布液的狹縫模(2)，和使由涂布在網(1)的表面的涂布液形成的涂膜與非溶劑接觸的單元，所述狹縫模(2)設置成：包含在網(1)的搬送方向上的上游側模前端部(8a)及下游側模前端部(8b)的狹縫模前端部(8)中的、僅所述上游側模(3)前端部與網接觸，并且在所述狹縫模前端部(8)的相對位置處、未隔著所述網(1)而配置支承所述網(1)的構件。

技術領域

本發明涉及用于利用狹縫模在網上涂布包含高分子溶液的涂布液以在網的單面或兩面形成高分子膜的裝置、形成高分子膜的方法及隔膜的制造方法。

背景技術

對于在長條狀的片材(以下記為“網”)上連續涂布涂布液的技術而言，例如，其能夠用于向作為蓄電元件的電極集電體的金屬箔涂布包含電極活性物質的漿料的工序、蓄電元件用隔膜的復合多層化工序。

在蓄電元件中，正極使用含鋰過渡金屬氧化物、負極使用鋰可摻雜/脫摻雜材料且電解液使用非水系電解液的非水系二次電池(鋰離子二次電池)具有高能量密度，因此作為移動電話、筆記本電腦等便攜電子設備、電動汽車的驅動電源使用。伴隨這些設備的小型/輕量化、長時間使用需求，鋰離子二次電池的進一步輕量化/薄型化/高容量化和安全性的兼顧成為課題。

為了解決上述課題，關于鋰離子二次電池用隔膜，進行了在聚烯烴微多孔膜上層疊用于賦予功能的高分子膜的多種研究。

在專利文獻1的實施例1中，向在底部平行配置有兩根麥耶棒的槽加入PVDF共聚物溶液，使聚丙烯微多孔膜以3m/分鐘的搬送速度從該槽上部進入槽內，使其從兩根麥耶棒之間通過，從而將PVDF共聚物溶液涂布在兩個面上，接下來，在不與其他裝置接觸的情況下進入凝固槽，進行水洗/干燥，制得高分子復合膜隔膜。該高分子復合膜隔膜的PVDF層具有以下優點：與電極的粘接性及電解液保持性優異，即使沒有圓筒罐、柱形罐的外裝壓力也能夠良好地保持電極與隔膜界面的接觸，并能夠使膜外裝化成為可能而實現輕量化。此外，在該制造方法中，PVDF層是表面背面對稱構造，具有在正極界面和負極界面上具有相同特性的優點。

另一方面，對于近年來的鋰離子二次電池，要求進一步的薄型高容量化，針對負極提出了Si/C、SiO、SiO-Si-C等硅系材料。該硅負極的問題在于體積膨脹/收縮，為了吸收/緩和該體積膨脹/收縮，例如提出了下述要求，即，使負極側界面的高分子膜比正極側厚、使粘接性加強等使正極側和負極側形成為不同厚度、不同組成。在該情況下，專利文獻1記載的高分子復合膜隔膜制造方法存在只能制造表面背面對稱構造的問題。

在專利文獻2的實施例1中，提出了在銅箔的兩面涂布負極漿料的方法。該方法中，通過將網(在此為銅箔)沿大致水平方向搬送，在網的上方配置第1涂布用模并在網的下方且在相比于第1涂布用模位于下游側的位置配置第2涂布用模，將第1、第2涂布用模壓入相比于網的假想搬送路徑更進一步的位置以對網賦予張力，從而能夠實現在無搖擺的情況下穩定地進行兩面涂布。該制造方法中，表面背面分別配置有涂布用模，因此能夠實現不同組成、不同厚度的涂布，可考慮將其應用于隔膜制造，但由于是水平搬送，因此存在無法使網進入凝固層以使涂布液固化的問題。另外，在網的下方配置有涂布用模的情況下，難以穩定形成涂布液的液珠。特別是，用于隔膜功能賦予的高分子膜需要形成1～5μm的薄層，其中所用的2000mPa·s以下程度的低粘度涂布液難以使涂布液液珠穩定，因此存在難以穩定涂布的課題。

在專利文獻3中，由于在涂布用模的排出口的上游側存在未涂布面的支承部，因此能夠抑制網的搖擺，能夠均勻地保持排出口與網的間隙，但要對涂布厚度或表面狀態進行控制，則需要調節涂布用模的未涂布面的支承部與排出口部的層差，需要進行涂布用模的重新組裝。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利第4588286號公報

專利文獻2：日本特開2016-36761號公報