[发明专利]聚烯烃制微多孔膜

说明书

技术领域

本发明涉及微多孔膜，其广泛用作在物质的分离、选择透过等中使用的分离膜，以及碱性二次电池、锂二次电池、燃料电池、电容器等电化学反应装置的隔离材料等。尤其涉及适合用作锂离子电池用分隔件的聚烯烃制微多孔膜。

背景技术

聚烯烃制微多孔膜广泛用作在各种物质的分离、选择透过中使用的分离膜、以及隔离材料等。例如聚烯烃制微多孔膜被用作精密过滤膜、燃料电池用分隔件、电容器用分隔件、为了表现新的功能而在孔中填充功能材料的功能膜的母材、电池用分隔件等。这些用途之中，聚烯烃制微多孔膜尤其适合用作在笔记本电脑、便携电话、数码相机等中广泛使用的锂离子电池用的分隔件。作为其理由可以列举聚烯烃制微多孔膜具有优异的膜机械强度、闭孔性。

闭孔性是指如下性能：电池内部因过充状态等过热时，分隔件熔融、其孔闭塞，并切断电池反应，由此确保电池的安全性。发生闭孔的温度越低，对安全性的效果越高。

另外，从为了能够耐受电池卷绕时和分隔件卷绕的张力、防止电池内的异物等导致的短路、防止冲击导致的破膜的观点出发，分隔件需要具有一定程度以上的强度。

并且，近年的锂离子二次电池为了电池的高功率、高容量化而要求分隔件高孔隙率化。

另一方面，分隔件还需要在高温下的热收缩特性也优异，如在做成电池的状态下在高温储藏试验、高温循环试验、烘烤试验等中显示出优异的结果等。一般而言，分隔件的高温下的热收缩率、尤其是宽度方向(与机械垂直的方向、以下称为“TD”)热收缩率低者为佳。但是，一般来说高强度化、闭孔性以及高孔隙率化与TD热收缩率的大小存在着相反的关系，目前难以提供这些全部均优异的分隔件。

另外，对分隔件而言，还要求在方形电池等中的卷绕体容纳性、与电极的密合性良好。

但是，目前还不存在高强度且闭孔性优异、具有高孔隙率、同时电池卷绕体容纳性和高温下的热收缩特性也优异的分隔件。

例如，日本专利文献1、2中提出了通过使用共聚聚乙烯、低密度聚乙烯等低融点的聚乙烯而改善了闭孔性的微多孔膜。但是，这些方法可能在闭孔性方面是改善的方向，但可能热收缩率将增加，并且电池性能在电池卷绕体容纳性和烘烤试验中不充分。

专利文献3提出异种层压膜的微多孔膜。文献3中提出的方法由于不进行在TD方向的拉伸，因此可以说完全没有在TD方向的收缩。但是，文献3中获得的膜利用通过仅在长度方向(机械方向、以下称为“MD”)的单轴进行的开孔法而制成，变成了TD强度不充分的具有极端的各向异性的微多孔膜。因此，在例如电池压坏试验、碰撞试验等中，可能容易在一个方向开裂等。

专利文献4提出通过设有在TD方向缓和收缩力的工序而得到高强度且低TD收缩率的微多孔膜。但是，仅通过这样的热松弛工序，难以充分消除分切辊中的残留应力。因此，电池性能在电池卷绕体容纳性、烘烤试验方面不充分。

专利文献5～9提出在制膜工序中设有热松弛处理和热定形处理，由此得到高孔隙率、高强度、低收缩的微多孔膜。但是，制膜工序中设置长时间的热松弛·热定形处理工序，这不仅在生产方面不现实，而且MD与TD的热收缩率比小，可以说电池性能在电池卷绕体容纳性、烘烤试验方面不充分。

如上所述，目前还不存在高强度且闭孔性优异、具有高孔隙率、同时电池卷绕体容纳性和高温下的热收缩特性也优异的分隔件。

专利文献1：日本特许3113287号公报

专利文献2：日本特许3681720号公报

专利文献3：日本特开2005-56851号公报

专利文献4：日本特开2001-81221号公报

专利文献5：日本特开2003-103624号公报

专利文献6：日本特开2003-103625号公报

专利文献7：日本特开2003-103626号公报

专利文献8：日本特开2003-105121号公报

专利文献9：日本特开2003-105122号公报

发明内容

发明要解决的问题

本发明的目的在于提供聚烯烃制微多孔膜，其可以作为在制成电池的情况下具有优异的电池特性和高温下的电池安全性的分隔件来使用。

用于解决问题的方法

本发明人为了实现上述课题进行了研究，结果发现在接近电池的干燥温度的65℃下的热收缩特性对高温储藏试验、高温循环试验、烘烤试验等高温下的电池安全性能以及在方形电池等中的卷绕体容纳性、与电极的密合性具有影响。