[發(fā)明專利]聚烯烴微多孔膜、電池用隔膜和二次電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202080056546.2
• 申請日: 2020-08-19
• 公開（公告）號: CN114207004B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 下川床遼;大倉正壽;久萬琢也;西村直哉;田中寬子
• 申請（專利權(quán)）人: 東麗株式會社
• 主分類號: C08J9/26
• 分類號: C08J9/26;C08J5/18;C08L23/06;C08K5/134;H01M10/0525;H01M50/417;B32B27/32;B32B5/32
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 李照明;段承恩

本發(fā)明涉及一種聚烯烴微多孔膜，以聚乙烯系樹脂作為主成分，在130℃加熱處理30分鐘后的格雷值為1.0×10⁵秒/100cm³以上，在130℃加熱處理30分鐘前后的霧度值的變化率ΔH為10％以下。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及聚烯烴微多孔膜、電池用隔膜和二次電池。

背景技術(shù)

聚烯烴微多孔膜被用作過濾器、燃料電池用隔膜、電容器用隔膜等。特別適合作為在筆記本型個人電腦、手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等中廣泛使用的鋰離子電池用的隔膜。其理由是聚烯烴微多孔膜具有優(yōu)異的膜的機(jī)械強(qiáng)度和關(guān)閉特性。特別是，在鋰離子二次電池中，近年來以車載用途為中心，以電池的大型化以及高能量密度化、高容量化、高輸出化為目標(biāo)不斷進(jìn)行開發(fā)，與此相伴地是，對隔膜的安全性的要求也變得更高。

關(guān)閉(SD)特性是指電池內(nèi)部在過充電狀態(tài)下過熱等，電池內(nèi)部高溫化時隔膜熔化而堵塞孔，電池反應(yīng)被切斷，從而確保電池的安全性的性能。一般來說SD溫度越低，安全性越高。此外隨著電池容量的增加，部件(隔膜)的薄膜化不斷進(jìn)行，為了防止卷繞時和電池內(nèi)異物等引起的短路，需要增加隔膜的機(jī)械強(qiáng)度。

作為高強(qiáng)度化的方法，采用了利用拉伸倍率增加的定向控制或使用高分子量聚乙烯的方法，作為低溫關(guān)閉的方法，主要通過低熔點原料和低分子量原料的使用來進(jìn)行微多孔膜的低熔點化。

在專利文獻(xiàn)1中，記載了作為提供兼有高安全性、高透過性能和高機(jī)械強(qiáng)度的微多孔膜的方法，通過依次拉伸分子量相對大的聚乙烯來制造的方法。所獲得的微多孔膜實現(xiàn)了高透過性和強(qiáng)度，并且，隔膜經(jīng)受高溫后的刺破溫度高，具有良好的熱收縮特性。

在專利文獻(xiàn)2中公開了非水電解質(zhì)電池用隔膜，其包含含有特性粘度為5×10⁵Pa·s以上且5×10⁶Pa·s以下、非牛頓流動性在0.15以上且0.4以下的聚烯烴、并且結(jié)晶度在65％以上且85％以下的多孔基材、和設(shè)置在所述多孔基材的至少一面、含有耐熱性樹脂的耐熱性多孔層。記載了提供了在具有優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度和關(guān)閉特性的同時，在高溫下具有優(yōu)異抗短路性的非水電解質(zhì)電池用隔膜。

在專利文獻(xiàn)3中，記載了使薄膜形成層疊結(jié)構(gòu)、以高強(qiáng)度化和低溫關(guān)閉為目標(biāo)的微多孔膜。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1:日本特開2009-108323號公報

專利文獻(xiàn)2:日本特開2012-129115號公報

專利文獻(xiàn)3:日本特開2015-208893號公報

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的課題

然而，在專利文獻(xiàn)1中，由于使用分子量相對大的聚乙烯，所以熔點高，再加上通過依次拉伸制造，所以聚合物高度定向，結(jié)果熔點變高，關(guān)閉溫度變高。在專利文獻(xiàn)2中，雖然機(jī)械強(qiáng)度和高溫時短路耐性變高，但是關(guān)閉溫度高達(dá)138℃以上，沒有得到充分的關(guān)閉性能。如上所述，微多孔膜的關(guān)閉特性與強(qiáng)度、透過性、高溫時短路耐性通常是對立關(guān)系，難以使兩者在高水平上并存。

另外，在專利文獻(xiàn)3中，關(guān)閉溫度為130℃左右，得到良好安全性能，但由于使用低分子量、低熔點的聚乙烯，所以孔隙率低，還沒有得到充分的強(qiáng)度。另外，為了獲得必要的關(guān)閉特性，需要加厚使用低分子量、低熔點的聚乙烯的層的厚度，有強(qiáng)度和透過性降低的傾向。

如上所述，以使SD低溫化為目標(biāo)進(jìn)行開發(fā)，但是這難以與強(qiáng)度和透過性的提高同時實現(xiàn)。在進(jìn)一步的研究中，如果為了低溫SD而使微多孔膜低熔點化或低分子量化，則微多孔膜結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)定性有時會過度降低，因此在過充電時等電池高溫時，在發(fā)揮SD特性之前就容易發(fā)生局部短路等，有高溫時短路耐性降低的傾向。