[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，其可以作为包装用品、卫生用品、畜产用品、农业用品、建筑用品、医疗用品、分离膜、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。

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。特别是，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，使用了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。

锂离子二次电池的使用电压通常设计成以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。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，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。

此外，在最近开始使用了具有适度切断(shut down)特性的隔板。所谓切断特性，是在达到高温状态(通常为100～140℃左右)时电池用隔板的微孔闭塞的功能，并将微孔发生闭塞的温度中的最低温度称为切断温度。切断特性是在将电池用隔板组装到锂离子二次电池中使用时有助于安全的重要特性。例如，电池发生异常而成为高温状态时，具有切断特性的电池用隔板的微孔发生闭塞，电池内部的离子传导阻断，由此，可以防止其后电池内部的温度上升。特别是，在伴随着最近的电池的高容量化而对电池安全性的重要度增加的过程中，本特性的必要性进一步增加。

作为形成这种具有微孔的膜的技术，提出了如下所示的各种技术，例如，在专利文献1中，提出了一种电池用隔板的制造方法，其特征在于，改变温度对聚乙烯和聚丙烯的叠层膜在单向进行2阶段拉伸，由此形成多孔膜。

另外，在专利文献2中，提出了一种复合体片材，其是将熔点为200℃以上的热塑性聚合物多孔膜片材与实质上不具有稳定熔点的无纺布状片材叠层2层以上而形成的。

另外，在专利文献3中，公开了使用微细纤维状高分子网状物(无纺布)作为锂2次电池用隔板，所述微细纤维状高分子网状物是将利用电场纺丝法纺丝得到的纤维累积在集电器(collector)上而制造的。并且，从改善其强度的观点考虑，在专利文献4中提出了使用无纺布作为电池用隔板的技术，所述无纺布是通过电场纺丝法制造的、纤维径为1μｍ以下的聚酰亚胺树脂制无纺布。

另外，在专利文献5中，提出了一种锂离子2次电池用隔板，其是利用电场纺丝法得到的无纺布叠层在网状片材表面的两面而形成的。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利2883726号公报

专利文献2：日本特开2006-264029号公报

专利文献3：日本特开2002-249966号公报

专利文献4：日本特开2005-019026号公报

专利文献5：日本特开2006-092829号公报

发明内容

发明要解决的问题

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功能，可列举切断特性(以下，也称为“SD特性”)。该SD特性为下述特性：在达到高温(130～150℃)状态时，隔板的微孔闭塞，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。使用多孔膜作为电池用隔板的情况下，需要具备该SD特性的多孔膜。

解决问题的方法