[发明专利]多层多孔膜

说明书

技术领域

本发明涉及适宜用于各种物质的分离、净化等以及在电池中配置于正极和负极之间的膜的多层多孔膜。进一步涉及使用其的非水系电解液电池用分隔件以及非水电解液电池。

背景技术

聚烯烃多孔膜由于显示优异的电绝缘性、离子透过性，因此被广泛用作电池、电容器等中的分隔件。特别是近年来伴随着便携设备的多功能化、轻量化，使用了高输出功率密度、高容量密度的锂离子二次电池作为其电源；在这样的电池用分隔件中也主要使用了聚烯烃多孔膜。

锂离子二次电池具有高的输出功率密度、容量密度，但另一方面，由于在电解液中使用了有机溶剂，因此电解液在短路、过度充电等异常事态所伴随的生热的作用下发生分解，在最坏的情况下有时会达到着火。为了防止这样的事态，锂离子二次电池中加入了若干的安全功能，其中之一有分隔件的闭孔(shutdown)功能。闭孔功能是指如下功能：在电池发生异常生热时，分隔件的微多孔在热熔融等的作用下闭塞而抑制电解液内的离子传导，从而停止电化学反应的进程。一般而言闭孔温度越低则安全性越高；将聚乙烯用作分隔件的成分的理由之一，可列举出具有适度的闭孔温度这一点。但是，对于具有高能量的电池而言，即使通过闭孔而停止电化学反应的进程，电池内的温度依然继续上升，其结果，存在有分隔件热收缩而破膜，两极短路(short)这样的问题。

以制造安全性高的电池为目的，在专利文献1中记载了：在以热塑性树脂为主要成分的第一多孔层上层叠耐热层而形成分隔件的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3756815号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，近年，电池的高容量化进一步发展，在这样的高容量电池中异常生热时的生热量大，容易变成更高温环境。专利文献1中记载的分隔件，虽然可认为安全性相比于不具有耐热层的通常分隔件而言提高，但是考虑到在高温环境下也抑制分隔件的热收缩、降低因分隔件的破膜而导致两极短路(short)的风险的观点，其尚存在改良的余地。

另外，根据所使用的无机颗粒的不同，无机颗粒含有层自身的重量增加不可忽视。特别是，在车载用途等大型电池中分隔件用量显著增加，因而存在其影响变大的倾向。

本发明的目的在于提供一种在高温环境下也抑制了热收缩的多层多孔膜。

另外，本发明的目的在于提供一种在高温环境下也抑制了热收缩、且轻量的多层多孔膜。

用于解决问题的方案

本发明人等为了解决前述课题而进行了深入研究，结果发现了如下事实：通过在层叠有无机颗粒含有层的聚烯烃多孔膜中使用以硅酸铝化合物为主要成分的无机颗粒，从而可实现一种抑制了高温下的热收缩的多层多孔膜。

另外发现了，通过在层叠有无机颗粒含有层的聚烯烃多孔膜中用以煅烧高岭土(calcined kaolin)为主要成分的颗粒来构成无机颗粒层，从而可实现一种非常轻量、而且抑制了高温下的热收缩率的多层多孔膜。

进一步发现了如下事实，从而达成了本发明：通过在层叠有无机颗粒含有层的聚烯烃多孔膜中用以寿山石粘土(agaltomatolite clay)为主要成分的颗粒来构成无机颗粒层，从而非常轻量，而且即使是非常薄的无机颗粒层厚也显著提高耐热性，显著抑制高温下的热收缩率，从而具有良好的闭孔功能，并且在200℃以上的高温下也不会短路。

即，本发明如下。

[1]一种多层多孔膜，其在以聚烯烃树脂为主要成分的多孔膜的至少一个面上具备包含无机颗粒和树脂性粘结剂的多孔层，前述无机颗粒含有硅酸铝化合物作为主要成分。

[2]根据上述[1]所述的多层多孔膜，其中，前述硅酸铝化合物为煅烧高岭土。

[3]根据上述[1]所述的多层多孔膜，其中，前述硅酸铝化合物为寿山石粘土。

[4]根据上述[1]～[3]中的任一项所述的多层多孔膜，其中，前述无机颗粒的平均粒径超过0.1μm且为4.0μm以下。

[5]根据上述[1]～[4]中的任一项所述的多层多孔膜，在前述无机颗粒中，具有大于0.2μm且为1.4μm以下的粒径的颗粒在全部无机颗粒中所占的比例为2体积％以上。

[6]根据上述[5]所述的多层多孔膜，在前述无机颗粒中，具有大于0.2μm且为1.0μm以下的粒径的颗粒在全部无机颗粒中所占的比例为1体积％以上。