[发明专利]叠层多孔膜、非水电解质二次电池用隔板、以及非水电解质二次电池有效

专利信息
申请号: 201180011693.9 申请日: 2011-04-06
公开(公告)号: CN102781667A 公开(公告)日: 2012-11-14
发明(设计)人: 高木义人;今中智;物江隆之;根本友幸 申请(专利权)人: 三菱树脂株式会社
主分类号: B32B27/32 分类号: B32B27/32;B32B5/22;H01M2/16;H01M10/0566
代理公司: 北京市柳沈律师事务所 11105 代理人: 张平元
地址: 日本*** 国省代码: 日本;JP
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摘要:
搜索关键词: 多孔 水电 二次 电池 隔板 以及
【说明书】:

技术领域

本发明涉及叠层多孔膜,其可以作为包装用、卫生用、畜产用、农业用、建筑用、医疗用、分离膜、光扩散板、电池用隔板使用,特别优选作为非水电解质电池用隔板使用。 

背景技术

具有多个微细连通孔的高分子多孔体已在超纯水的制备、药液的精制、水处理等中使用的分离膜、衣物/卫生材料等中使用的防水透湿膜、或电池等中使用的电池隔板等各种领域得到了应用。 

特别是,二次电池已作为OA、FA、家用电器或通讯设备等的便携设备用电源得到了广泛应用。其中,由于装配在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,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。作为有助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。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为首的非水电解质二次电池的高能量密度化、高功率化,以往的SD特性不能充分发挥功能,电池内部的温度超过聚乙烯的熔点即150℃左右并进一步上升时,伴随着隔板的热收缩而产生膜破裂,由此导致两极间短路,以至产生着火的事故。因此,为了确保安全性,要求隔板具有比目前的SD特性更高的耐热性。 

针对上述要求,在日本特开2004-227972号公报(专利文献1)、日本特开2007-280911号公报(专利文献2)、日本特开2008-186721号公报(专利文献3)中提出了在聚烯烃树脂多孔膜的至少一面具有包含填料和树脂粘合剂的多孔层的多层多孔膜。上述多层多孔膜通过在多孔膜上设置大量填充有无机等填料的涂层,即使在产生异常放热、超过SD温度、且温度持续升高时,也可以防止两极间的短路,是安全性非常优异的方法。 

另外,在日本特开2009-227891号公报(专利文献4)中,在多孔膜的制膜工序过程中的刚进行完纵向拉伸之后进行涂敷,然后进行横向拉伸,由此,在进行多孔膜的制膜的同时,设置了包含填料和树脂粘合剂的多孔层。 

现有技术文献 

专利文献 

专利文献1:日本特开2004-227972号公报 

专利文献2:日本特开2007-280911号公报 

专利文献3:日本特开2008-186721号公报 

专利文献4:日本特开2009-227891号公报 

发明内容

发明要解决的问题 

但是,对于上述专利文献1~3记载的方法而言,由于均是在制成多孔膜之后实施涂敷等处理,因此很难说是生产性优异的方法。另外,即使作为生产性优异的方法进行宽幅涂敷,由于涂敷装置的宽度变宽,在成本方面也是不利的。 

另外,上述专利文献4中获得的多孔膜由于填料的填充密度较低,因此存在耐热性低这样的问题。 

本发明的课题就是要解决上述问题。即,本发明的课题在于,提供一种作为非水电解质二次电池用隔板的具有优异特性的叠层多孔膜,该叠层多孔膜可同时满足连通性、耐热性、及加工性。 

解决问题的方法 

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