[发明专利]锂离子二次电池用隔膜及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及使用了合金系负极电极的锂离子二次电池用隔 膜及其制造方法。

背景技术

锂离子二次电池由于具有高容量、质量轻、长寿命等优点， 作为手机、笔记本电脑、数码摄像机、数码相机等便携电子机 器的电源迅速得到普及。近年来，对于锂离子二次电池的高容 量化要求日益增强。以往，作为锂离子电池的负极材料使用难 石墨化性碳或石墨等碳材料，但这些碳材料的实际容量在工业 技术上已经处于饱和状态，难以进行进一步的高容量化。因此， 近年来作为新型的负极材料，探讨了使用所谓合金系负极、例 如专利文献1公开的各种硅(Si)或锡(Sn)等金属类或半金属 类。

但是，已知Si及Sn吸藏锂时的体积膨胀率分别为300％、 250％左右，相对于碳为12％，有20倍以上的体积变化，由于电 极的急剧膨胀和收缩，会破坏、产生形成于负极表面的SEI(固 体电解质界面)，因此电池内的锂的消耗剧烈、循环特性降低。 尽管Si及Sn的理论容量是碳的约10倍、具有非常有魅力的能力， 但却无法通向实用化道路的原因就在于此。例如专利文献2中探 讨了通过对Si系负极的形状进行研究来松弛膨胀量，但仅仅这 样做并不能充分地抑制循环特性的降低。另一方面，使用这些 合金系负极材料时，与它们相邻接的隔膜直接受到其影响，隔 膜作为要求吸收该膨胀收缩或者作为承受该膨胀收缩的功能而 要求耐压缩性。

所要求的隔膜的耐压缩性中，在期待维持正极负极间的绝 缘的所谓隔膜的基本功能的同时，还期待不引起由于压迫所造 成的堵塞而导致的循环特性降低等电池性能降低。

专利文献3中，尝试了规定隔膜的强度，改善高温时的电池 特性及安全性，但合金系负极电极的膨胀收缩在常温下也很剧 烈，常温下的电池特性改善并不充分。

专利文献1：美国专利4950566号

专利文献2：日本特开2002-83594号公报

专利文献3：日本特开2006-134757号公报

发明内容

发明要解决的问题

本发明的目的在于，提供使用了合金系负极电极的锂离子 二次电池用隔膜，其即便与膨胀收缩剧烈的合金系负极电极材 料共同使用也不会发生隔膜表层部的破碎，或者通过将其松弛 而可以抑制隔膜透过性能的降低。

用于解决问题的方案

本发明人等对使用了合金系负极电极的高容量锂离子二次 电池中的隔膜的耐压缩性进行了深入研究，结果发现，并非整 个隔膜破碎才会失去其功能，而是仅表层部分破碎就失去了透 过性能。而且，表层部分的破碎可以通过使隔膜的动摩擦系数 为特定的数值范围来进行克服，由此发现获得作为使用了合金 系负极电极的高容量锂离子二次电池用隔膜优选的隔膜，进而 完成了本发明。

即，本发明如下所述。

(1)一种合金系负极电极锂离子二次电池用隔膜，其至少 单面的动摩擦系数为0.1以上且0.4以下。

(2)一种合金系负极电极锂离子二次电池用隔膜，其至少 由2层构成，表层的动摩擦系数为0.1以上且0.4以下。

(3)上述(1)或(2)所述的隔膜，其气孔率为10％以上 且80％以下。

(4)上述(1)～(3)所述的隔膜，其厚度变化范围为5μm 以上且20μm以下。

(5)上述(1)～(4)任一项所述的隔膜，其孔径为0.01～ 0.1μm、厚度为1～50μm。

(6)上述(1)～(5)任一项所述的隔膜，其穿刺强度为 0.15N/μm以上。

(7)上述(1)～(6)任一项所述的隔膜，其主成分为聚 烯烃。

(8)上述(7)所述的隔膜，其粘均分子量为30万以上。

(9)上述(7)或(8)所述的隔膜，其分子量分布Mw/Mn 为3以上且不足10。

(10)上述(1)～(9)任一项所述隔膜的制造方法，该 隔膜的制造方法包括以下工序：(a)熔融混炼树脂及增塑剂的 工序、(b)将熔融物挤出成片状并进行冷却固化的工序、(c) 对片状物在至少单轴方向上进行拉伸的工序、(d)提取增塑剂 的工序、(e)进行热固定的工序，其中(e)工序的热固定温度 为低于隔膜的主要组成树脂的熔点10℃的温度以上且不足熔点 的温度。