[发明专利]电化学元件用隔膜及使用其的电化学元件、以及该电化学元件用隔膜的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及具有耐热性高的层且生产率良好的电化学元件用隔膜、使用该电化学元件用隔膜的电化学元件以及该电化学元件用隔膜的制造方法。

背景技术

以热塑性树脂为主要成分的树脂多孔质膜一般用作用于隔离锂离子电池、聚合物锂电池、双层电气电容等电化学元件的正极和负极的隔膜。特别是以聚烯烃为主要成分的隔膜，由于即使对于锂离子电池等的严苛的氧化还原气氛也稳定，且还具有能够确保在作为构成树脂的聚烯烃的熔点附近堵塞空孔的、所谓关闭特性，因而广泛使用。

但是，另一方面，由以热塑性树脂为主要成分的树脂多孔质膜构成的隔膜由于在热塑性树脂的熔点以上的温度下维持膜的能力不足，因而易于发生膜破裂，在电化学元件内发生这样的膜破裂的情况下，会有发生正极与负极直接接触的短路现象的危险。

为了提高这样的由树脂多孔质膜构成的隔膜的耐热稳定性，研究了在树脂多孔质膜的表面上形成含有无机氧化物等耐热性高的材料的层的方法(例如专利文献1~3)。

在专利文献1~3等中记载的层叠型隔膜中，有时成为基材的树脂多孔质膜与含有无机氧化物等耐热性高的材料的层之间的密合性成为问题。此外，上述含有耐热性高的材料的层有时可经过将使该耐热性高的材料分散于水等介质中等而调制的组合物(涂料)涂布于树脂多孔质膜的表面的工序来形成，但这种情况下，如果树脂多孔质膜与用于形成含有耐热性高的材料的层的组合物之间的亲和性低，则会有不能良好地涂布上述组合物，含有耐热性高的材料的层的性状变差的危险。从这样的情况出发，在专利文献2、专利文献3中记载的技术中，将树脂多孔质膜的表面张力(润湿指数)调整为40mN/m以上，从而能够良好地形成含有耐热性高的材料的层，或者提高含有耐热性高的材料的层与树脂多孔质膜的密合性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-123996号公报

专利文献2：日本特开2008-186722号公报

专利文献3：日本特开2010-21033号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，例如在聚烯烃制的多孔质膜的情况下，由于其表面张力(润湿指数)不足40mN/m，因此在专利文献2、专利文献3的技术中，对聚烯烃制的多孔质膜的表面实施电晕放电处理、等离子体处理等亲水化处理而将其表面张力(润湿指数)调整到40mN/m以上。然而，如果对聚烯烃制的多孔质膜实施上述的亲水化处理，则视情况局部树脂熔融等的热损伤有时会增多。此外，经过上述的亲水化处理，聚烯烃制的多孔质膜会带电，由于该带电的电荷放电时的发热，聚烯烃制的多孔质膜中熔融等的热损伤也有时会增加。聚烯烃制的多孔质膜所遭受的上述热损伤会成为层叠型的隔膜不良的原因，或者会由于构成多孔质膜的聚烯烃的熔融而产生堵塞，成为负荷特性下降、充放电循环特性下降的原因。

从这样的情况出发，还要求开发出能够不对成为基材的树脂多孔质膜实施亲水化处理而以良好的生产率来制造层叠型的隔膜的技术。

另一方面，作为不对树脂多孔质膜实施亲水化处理而良好地形成含有耐热性高的材料的层的方法，也可考虑在用于形成含有耐热性高的材料的层的组合物的介质中使用甲乙酮、四氢呋喃、醇等有机溶剂。这种情况下，即使不进行亲水化处理而使用聚烯烃制的多孔质膜这样的表面张力(润湿指数)低的树脂多孔质膜，也能够提高上述组合物对于树脂多孔质膜的润湿性，因此，具有能够将上述组合物良好地涂布在树脂多孔质膜的表面的可能性。但是，这种情况下，有时会发生上述组合物透过到树脂多孔质膜的涂布面的相反侧的面上的、所谓的“透印(裏抜け)”，上述组合物、其介质附着在用于涂布上述组合物的涂布装置的导向装置等中使用的辊上，从而不能将上述组合物良好地涂布在树脂多孔质膜的表面。

本发明鉴于上述情况而进行，提供具有耐热性高的层且生产率良好的电化学元件用隔膜、使用该电化学元件用隔膜的电化学元件以及该电化学元件用隔膜的制造方法。

解决课题的方法

本发明的电化学元件用隔膜是在以热塑性树脂为主要成分的树脂多孔质膜的至少一面上具有含有耐热性微粒作为主要成分的耐热多孔质层的电化学元件用隔膜，其特征在于，上述树脂多孔质膜的表面张力(润湿指数)A为35mN/m以下，上述耐热多孔质层由含有水系介质且表面张力B低于29mN/m的耐热多孔质层形成用组合物所形成，上述表面张力(润湿指数)A与上述表面张力B之间的关系为A＞B。

此外，本发明的电化学元件是含有正极、负极、隔膜以及非水电解液的电化学元件，其特征在于，上述隔膜为上述本发明的电化学元件用隔膜。