[发明专利]叠层多孔膜、电池用隔板及电池

说明书

技术领域

本发明涉及叠层多孔膜、电池用隔板及电池，所述叠层多孔膜可以作为包装用、卫生用、畜产用、农业用、建筑用、医疗用、分离膜、光扩散板、电池用隔板加以利用，特别优选作为非水电解质电池用隔板加以利用。

背景技术

具有大量微细连通孔的高分子多孔体已在超纯水的制造、药液的精制、水处理等中使用的分离膜、在衣物/卫生材料等中使用的防水透湿性膜、或在电池等中使用的电池隔板等各种领域中得到了应用。

特别是，二次电池已作为OA、FA、家庭用电器或通讯设备等便携设备用电源得到了广泛应用。其中，由于配置于设备中时的容积效率良好、可谋求设备的小型化及轻质化，因此，使用锂离子二次电池的便携设备正不断增加。另一方面，大型二次电池已在以载荷平衡系统、UPS、电动汽车为首的涉及能量/环境问题的众多领域得到了研究开发，而作为非水电解质二次电池的一种的锂离子二次电池，由于具有大容量、高输出、高电压及长期保存性优异的特性，其用途正不断扩大。

锂离子二次电池的工作电压通常设计成以4.1V~4.2V为上限。由于水溶液在这样的高电压下会发生电解，因此不能作为电解液使用。这样一来，作为在高电压下也具有耐受性的电解液，已开始使用采用了有机溶剂的所谓非水电解液。作为非水电解液用溶剂，可使用能够使更多锂离子存在的高介电常数有机溶剂，而作为该高介电常数有机溶剂，主要使用的是碳酸亚丙酯、碳酸亚乙酯等有机碳酸酯化合物。将作为在溶剂中成为锂离子源的支持电解质的六氟磷酸锂等反应性高的电解质溶解于溶剂中后使用。

为了防止内部短路，使锂离子二次电池中的正极和负极之间存在隔板。而从该隔板的作用考虑，必然要求其具有绝缘性。另外，为了赋予其作为锂离子通路的透气性和电解液的扩散、保持功能，需要使该隔板为微孔结构。为了满足这些要求，已开始使用多孔膜作为隔板。

伴随最近的电池的高容量化，对于电池安全性的重视程度提高。作为有利于电池用隔板的安全的特性，包括切断(shut down)特性(以下称为“SD特性”)。该SD特性为下述功能：一旦达到100~150℃左右的高温状态，则微孔闭塞，其结果，电池内部的离子传导被阻断，从而可防止随后电池内部的温度上升。此时，将叠层多孔膜的微孔发生闭塞的温度中的最低温度称为切断温度(以下称为“SD温度”)。在用作电池用隔板的情况下，必须具备该SD特性。

然而，近年来，伴随着锂离子二次电池的高能量密度化、高功率化，存在下述隐患：无法充分发挥出通常的切断功能，电池内部的温度超过聚乙烯的熔点即150℃左右并进一步上升，从而使隔板发生破裂。于是，为了确保安全性，要求使用兼具目前的SD特性和耐热性的隔板。

针对上述要求，已提出了下述隔板：包含具有切断功能的多孔膜和由耐热树脂形成的多孔层的隔板(专利文献1)、在以热塑性树脂为主成分的多孔层上叠层有具有耐热性的多孔层的隔板(专利文献2)、由水溶性聚合物的多孔膜和聚烯烃的多孔膜叠层而成的隔板(专利文献3)、在聚烯烃树脂多孔膜的至少一面上具备包含无机填料和树脂粘合剂的多孔层的叠层多孔膜(专利文献4)、在多孔性聚丙烯膜的表面具有涂层的多孔膜(专利文献5)等。

另外，作为隔板所需要的特性，还要求具备滑动性。其中之一包括电池组装时的栓销(ピン)脱落性(抜け性)。对于圆筒型、方型等卷绕型锂离子二次电池而言，将隔板和正负极叠合并卷绕在栓销上。然后，经过将螺旋状电池元件从栓销上拔下的工序来组装电池。此时，如果与栓销接触的隔板的滑动性不良，则无法将电池元件从栓销上拔下。另外，如果难以拔出，则存在对生产方面产生影响的问题。为了改善上述滑动性，要对栓销实施表面处理，降低栓销的摩擦系数(专利文献6)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-223107号公报

专利文献2：日本专利3756815号公报

专利文献3：日本特开2004-227972号公报

专利文献4：日本特开2009-26733号公报

专利文献5：日本特开2009-114434号公报

专利文献6：日本特开2009-70726号公报

发明内容

发明要解决的问题

专利文献1~5中，并未对滑动性加以考虑，特别是专利文献1中使用的芳香族聚酰胺，存在滑动性差的问题。

另外，在专利文献6中，虽然栓销脱落性良好，但存在在制膜过程中进行膜卷取时会成为卷皱的原因等加工性不良、从生产性考虑也有不理想的问题。