[发明专利]丙烯类树脂微孔膜的制造方法及丙烯类树脂微孔膜

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于锂离子电池的隔板的丙烯类树脂微孔膜的制造方法、由此得到的丙烯类树脂微孔膜。

背景技术

一直以来，使用锂离子电池作为便携式电子设备的电源。该锂离子电池通常通过在电解液中配置正极、负极及隔板而构成，所述正极是在铝箔的表面涂布钴酸锂或锰酸锂而成，所述负极是在铜箔的表面涂布碳而成，所述隔板是为了防止该正极和负极的短路而隔开正极和负极的隔板。

另外，锂离子电池通过在其充电时从正极放出锂离子并进入负极内、另一方面在放电时从负极放出锂离子并移动到正极来进行充放电。因此，锂离子电池中所使用的隔板需要使锂离子良好地透过。

若重复进行锂离子电池的充放电，则存在下述问题：在负极端面产生锂的枝晶(树枝状结晶)，该枝晶刺破隔板而引起正极和负极的微小内部短路(枝晶短路)，电池容量显著劣化。

为了提高锂离子电池的安全性，已将以聚乙烯为主的烯烃类树脂的多孔膜用于隔板。这是因为在锂离子电池因短路等而异常发热的情况下，通过构成多孔膜的聚乙烯在130℃左右的温度区域熔融、多孔结构堵塞(切断)，可以使锂离子电池的异常发热停止而确保安全性。

近年来，由于汽车用锂离子电池这样的大型电池的高输出化不断发展，也可能存在超过130℃的急剧温度上升，因此，未必要求切断功能，锂离子电池的耐热性受到重视。另外，为了实现锂离子电池的高输出化，要求锂离子通过隔板时的低电阻化，需要隔板具有高透气性。进而，对于大型的锂离子电池的情况，长寿命、长期安全性的保障也非常重要。

已提出了各种使用耐热性高的聚丙烯多孔膜的隔板，例如在专利文献1中提出了一种聚丙烯微孔膜的制造方法，其包括：将包含聚丙烯、熔融结晶化温度比聚丙烯高的聚合物及β晶型成核剂的组合物熔融挤出，在高温下成形为片状后，至少进行单向拉伸。

然而，上述聚丙烯微孔膜的制造方法中得到的聚丙烯微孔膜的透气度低、锂离子的透过性不充分，难以用于需要高输出功率的锂离子电池。

另外，专利文献2中提出了一种透气度为1～650秒钟/100cc的多层多孔膜，其在聚烯烃树脂多孔膜的至少一面具备含有无机填料或熔点和/或玻璃化转变温度为180℃以上的树脂的厚度0.2μm以上且100μm以下的多孔层，但上述多层多孔膜的锂离子的透过性也不充分，难以用于需要高输出功率的锂离子电池。

此外，专利文献3中提出了一种非水电解液电池，其由负极、含浸有非水电解液的隔板及正极构成，所述负极由轻金属制成，其中，在上述隔板中预先浸渗有聚乙烯微粉末，将适于高输出用途的高耐热性的聚丙烯无纺布用于隔板。

然而，上述隔板具有数μm左右的大孔径，因此，可以预想其容易发生微短路，除隔板的寿命、长期安全性不充分这样的问题以外，由于使用了无纺布，因此也存在隔板的薄膜化困难这样的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭63-199742号公报

专利文献2：日本特开2007-273443号公报

专利文献3：日本特开昭60-52号公报

发明内容

发明要解决的问题

本发明的目的在于提供一种可以构成锂离子的透过性优异、高性能的锂离子电池，即使用于高输出用途也不易发生枝晶引起的正极和负极的短路以及放电容量的急剧降低的丙烯类树脂微孔膜的制造方法、通过上述方法制造而成的丙烯类树脂微孔膜。

解决问题的方法

本发明的丙烯类树脂微孔膜的制造方法包括下述工序：

挤出工序：利用挤出机在比丙烯类树脂的熔点高20℃的温度以上且比丙烯类树脂的熔点高100℃的温度以下对丙烯类树脂进行熔融混炼，并将其从安装于上述挤出机前端的T型模头挤出，从而得到丙烯类树脂膜；

第一拉伸工序：将上述丙烯类树脂膜在其表面温度为-20～100℃下单向拉伸至总拉伸倍率1.05～1.6倍；

第二拉伸工序：重复多次将上述第一拉伸工序后的上述丙烯类树脂膜在其表面温度比第一拉伸工序中上述丙烯类树脂膜的表面温度高且比上述丙烯类树脂的熔点低10～100℃的温度以下沿着上述丙烯类树脂膜的拉伸方向进行单向拉伸的拉伸基础工序，且进行调整，使得总拉伸倍率为1.05～3倍，并使得在相互连续的上述拉伸基础工序间，前一拉伸基础工序的拉伸倍率小于后一拉伸基础工序的拉伸倍率；以及

退火工序：对上述第二拉伸工序后的上述丙烯类树脂膜在其表面温度为上述第二拉伸工序中上述丙烯类树脂膜的表面温度以上且比上述丙烯类树脂的熔点低10℃的温度以下进行退火。