[发明专利]聚烯烃微多孔膜、蓄电装置用分隔件及蓄电装置

说明书

一种微多孔膜，其含有聚烯烃树脂和无机颗粒，无机颗粒的一次粒径为100nm以下，将微多孔膜的质量作为基准，无机颗粒的含量为10～60质量％或10质量％以上且不足40质量％，微多孔膜的热行为评价中，150℃时的保持时间不足200秒、或145℃时的保持时间超过1秒且不足300秒。

技术领域

本发明涉及聚烯烃微多孔膜、蓄电装置用分隔件及蓄电装置。

背景技术

聚烯烃微多孔膜(以下有时仅简称为“PO微多孔膜”)被广泛用作各种物质的分离、选择透过分离膜、隔离材料等。作为这种用途，可列举出例如精密过滤膜；锂离子电池、燃料电池等电池的分隔件；电容器用分隔件；用于将功能材料填充到孔之中、使新功能出现的功能膜的母材等。其中，作为被广泛用于笔记本型个人计算机(PC)、便携式电话、平板电脑、数字照相机等的锂离子电池用的分隔件，合适地使用PO微多孔膜。

近年，锂离子电池等蓄电装置的用途扩大，面向汽车或面向建筑机器等产业用途使用。因此要求电池单元的高输出化、即短时间内释放大量的能量。进而，这些用途中的规格需要电池单元的大型化，安全性的担保也是重要的。关于高输出化，要求减小电池单元的内部电阻、提高电解液中的离子的扩散速度。对于电池的安全性，要求即使装载有电池的机器由于事故等而暴露于非常高的温度的情况下，也防止由于热失控所导致的起火或爆炸。设想了这种状况的安全性评价的方法之一存在烘箱加热试验，烘箱加热试验中的安全性担保成为开发的命题。

另外，对于面向车载的锂离子电池而言，由于有时装载于车体底部，因此有时在车的行驶中卷起道路的异物、扎刺到电池。设想了这种状况的安全性评价的方法之一存在钉刺试验，钉刺试验中的安全性担保也另外成为开发的命题。

另一方面，对于面向车载的锂离子电池而言，要求在发动机房内或气温高的地区中的使用等某种程度的高温环境下维持性能。

由于烘箱加热试验所导致的起火或爆炸，起因于由于高温环境下多个电极之间短路时的大电流所导致的焦耳热。因此要求通过在电池单元温度升高时瞬间将电极之间绝缘来减小短路电流或者通过增大短路面积来分散电流、抑制焦耳热的产生。

由于钉刺试验所导致的起火或爆炸，起因于由于焦耳热而钉周围的温度形成高温，所述焦耳热是因由于被扎刺的钉而电极之间短路时的电流而产生的。因此要求通过在钉周围的温度升高时瞬间将电极之间绝缘来减小短路电流或者通过增大短路面积来分散电流、抑制焦耳热的产生。

若形成电池的温度超过150℃这样的高温则电解液的分解开始、电池开始热失控，因此需要在150℃以下的温度下停止放热。

但是，近年随着高输出化进展而分隔件的电阻减小，因此存在使用孔隙率高的分隔件的倾向。因此，有可能不能仅得到即使分隔件在高温环境下熔融也可以将电极之间充分隔离的面积。

另一方面，关于高温环境下的性能维持，通常在构成分隔件的树脂的熔点附近开始膜的熔融、内部电阻升高、电池容量降低。

鉴于以上，分隔件需要产生电池单元的温度升高时，直至熔点附近为止也不产生膜的熔融，即使高温环境下，循环特性或输出特性也优异，并且在超过熔点的温度范围瞬间产生大面积的短路，担保电池单元的安全性。

从高温环境下的安全性担保和输出等性能的观点考虑，含有具有纳米尺寸的粒径的无机颗粒的PO微多孔膜公开于专利文献1。专利文献1中公开了通过含有无机颗粒而提高结晶度，由此也改善耐热性的发明。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-249240号公报

发明内容

发明要解决的问题