多孔性膜、二次电池用隔膜及二次电池制造技术

本发明专利技术的目的是提供耐热破膜性高、与电极的接合性高、且具有优异的电池特性的多孔性膜。该多孔性膜在多孔质基材的至少一面上具有多孔质层，该多孔质层包含以下的树脂A及树脂B，将该多孔质层的表面开孔率设为α、将截面孔隙率设为β时，α/β小于1.0。树脂A：在150℃以上具有熔点的树脂，或者实质上不具有熔点的树脂；树脂B：在低于150℃具有熔点的树脂，或者非晶性树脂。

Porous membrane, membrane for secondary battery and secondary battery

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多孔性膜、二次电池用隔膜及二次电池
本专利技术涉及多孔性膜、二次电池用隔膜及二次电池。
技术介绍
锂离子电池这样的二次电池已被广泛用于智能手机、平板电脑、移动电话、笔记本电脑、数码照相机、数码摄像机、便携式游戏机等便携式数码设备，电动工具、电动摩托车、电动助力自行车等便携式设备，以及电动汽车、混合动力车、插电式混合动力车等汽车用途等。锂离子电池通常具有下述构成：二次电池用隔膜和电解质介于正极和负极之间，所述正极是在正极集电体上层叠正极活性物质而得到的，所述负极是在负极集电体上层叠负极活性物质而得到的。作为二次电池用隔膜，使用了聚烯烃系多孔质基材。作为二次电池用隔膜所要求的特性，可举出：在多孔结构中包含电解液、能够使离子移动的特性；以及关闭特性，即，锂离子电池异常发热时，因热而发生熔融从而使得多孔结构关闭，使离子移动停止，由此停止发电。然而，伴随着近年来的锂离子电池的高容量化、高输出化，对于二次电池用隔膜而言，不仅要求上述特性，还要求赋予更高的耐热性。锂离子电池异常发热的情况下，上述的关闭特性启动后，电池被进一步加热，由此发生二次电池用隔膜的破膜。另外，由于对锂离子电池施加冲击，从而在局部施加有压力的状态下发热，有时也发生二次电池用隔膜的破膜。对于二次电池用隔膜，为了防止这些情况发生，不仅要求关闭特性，还要求高温时的耐热破膜性。进而，出于以下目的，在二次电池的制造工序中要求含浸电解液前的隔膜与电极的接合性：为了在运输层叠正极、隔膜、负极而成的层叠体时维持层叠体；或者在将卷绕的正极、隔膜、负极的层叠体插入圆筒形、方形等罐中的情况下，先对层叠体进行压制然后进行插入，为了使此时的形状不被破坏，或为了通过压制层叠体从而将更多的层叠体放入到罐中，提高能量密度；进而，在层叠型的情况下，为了使插入外装材料后形状不变形。另外，另一方面，对于锂离子电池而言，还要求高输出化、长寿命化这样的优异电池特性，要求在对二次电池用隔膜赋予耐热性时，不降低电池特性而呈现出良好的电池特性。针对上述要求，专利文献1中通过在以聚烯烃为主体的多孔质膜上层叠包含无机粒子的多孔质层从而降低了热收缩率。专利文献2中通过层叠含有耐热树脂的耐热层从而提高了耐热性。另外，专利文献3中通过层叠耐热性树脂从而提高了耐热性，通过层叠氟系树脂从而提高了注入电解液后的与电极的接合性。[现有技术文献][专利文献]专利文献1：日本专利第5183435号公报专利文献2：日本专利第5286817号公报专利文献3：日本特开2013-20769号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题然而，就专利文献1而言，虽然通过无机粒子而降低了热收缩率，但是在达到关闭后的高温区域时，包含无机粒子的多孔质层和作为基材的聚烯烃均容易发生热破膜，无法确保充分的耐热性。另外，也不具有与电极的接合性，无法实现二次电池制造工序的高效化、高能量密度化。专利文献2及3中虽然层叠了耐热树脂，但表面孔隙率高，因此耐热破膜性低，为了提高耐热破膜性而提高耐热树脂的比例时，电池特性的劣化加大，且成本也上升。另外，也不具有与电池的接合性，无法实现二次电池制造工序的高效化、高能量密度化。需要说明的是，专利文献3中记载的接合性多孔质层是指注入电解液后的与电极的接合性，不同于作为本专利技术目的的电解液注入前的与电极的接合性。因此，鉴于上述问题，本专利技术的目的在于以低成本提供耐热破膜性高、具有与电极的接合性且具有优异的电池特性的多孔性膜及二次电池用隔膜。进而，本专利技术的目的在于提供高耐热性、高生产率、高容量、高输出、长寿命、低成本的二次电池。用于解决课题的手段因此、为了以低成本提供耐热破膜性高、具有与电极的接合性、且具有优异的电池特性的多孔性膜，本专利技术人反复进行了深入研究。其结果，发现通过制成如下所述多孔性膜，能够以低成本提供耐热破膜性高、具有与电极的接合性、且具有优异的电池特性的多孔性膜：该多孔性膜在多孔质基材的至少一面上具有多孔质层，该多孔质层包含树脂A(树脂A：在150℃以上具有熔点的树脂，或者实质上不具有熔点的树脂)及树脂B(树脂B：在低于150℃具有熔点的树脂，或者非晶性树脂)，将该多孔质层的表面开孔率设为α、将截面孔隙率设为β时，α/β小于1.0。为了解决上述课题，本专利技术的多孔性膜具有以下的构成。(1)多孔性膜，其在多孔质基材的至少一面上具有多孔质层，该多孔质层包含以下的树脂A及树脂B，将该多孔质层的表面开孔率设为α、将截面孔隙率设为β时，α/β小于1.0，树脂A：在150℃以上具有熔点的树脂，或者实质上不具有熔点的树脂；树脂B：在低于150℃具有熔点的树脂，或者非晶性树脂。(2)根据(1)所述的多孔性膜，其中，所述多孔质层的表面开孔率α为50％以下。(3)根据(1)或(2)所述的多孔性膜，其中，所述树脂A为选自由聚酰胺、聚酰胺酰亚胺及聚酰亚胺组成的组中的至少1种树脂。(4)根据(3)所述的多孔性膜，其中，所述树脂A包含具有下述式(1)所示结构的芳香族聚酰胺，-NH-Ar1-NH-CO-Ar2-CO-(1)其中，Ar1、Ar2均表示芳香族基团。(5)根据(4)所述的多孔性膜，其中，所述芳香族聚酰胺的特性粘度(η)为3.0dl/g以上且8.0dl/g以下。(6)根据(1)～(5)中任一项所述的多孔性膜，其中，在多孔质层整体100质量％中，所述树脂A的含量为1质量％以上且小于50质量％。(7)根据(1)～(6)中任一项所述多孔性膜，其中，所述树脂B为选自氟树脂、丙烯酸树脂和烯烃树脂中的至少1种。(8)根据(1)～(7)中任一项所述的多孔性膜，其中，所述多孔质层包含平均粒径为0.05μm以上且5μm以下的无机粒子。(9)二次电池用隔膜，其是使用(1)～(8)中任一项所述的多孔性膜而成的。(10)二次电池，其是使用(9)所述的二次电池用隔膜而成的。专利技术的效果根据本专利技术，通过制成如下所述多孔性膜，能够以低成本提供耐热破膜性高、具有与电极的接合性、且具有优异的电池特性的多孔性膜：该多孔性膜在多孔质基材的至少一面上具有多孔质层，该多孔质层包含树脂A(树脂A：在150℃以上具有熔点的树脂，或者实质上不具有熔点的树脂)及树脂B(树脂B：在低于150℃具有熔点的树脂，或者非晶性树脂)，将该多孔质层的表面开孔率设为α、将截面孔隙率设为β时，α/β小于1.0。通过使用本专利技术的多孔性膜，能够提供高耐热性、高生产率、高容量、高输出、长寿命、低成本的二次电池。具体实施方式就本专利技术的多孔性膜而言，其在多孔质基材的至少一面上具有多孔质层，该多孔质层包含树脂A(树脂A：在150℃以上具有熔点的树脂，或者实质上不具有熔点的树脂)及树脂B(树脂B：在低于150℃具有熔点的树脂，或者非晶性树脂)，将该多孔质层的表面开孔率设为α、将截面孔隙率设为β时，α/β小于1.0。以下，对本专利技术详细地进行说明。[多孔质层]...

【技术保护点】
1.多孔性膜，其在多孔质基材的至少一面上具有多孔质层，所述多孔质层包含以下的树脂A及树脂B，将所述多孔质层的表面开孔率设为α、将截面孔隙率设为β时，α/β小于1.0，/n树脂A：在150℃以上具有熔点的树脂，或者实质上不具有熔点的树脂；/n树脂B：在低于150℃具有熔点的树脂，或者非晶性树脂。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170926 JP 2017-1844971.多孔性膜，其在多孔质基材的至少一面上具有多孔质层，所述多孔质层包含以下的树脂A及树脂B，将所述多孔质层的表面开孔率设为α、将截面孔隙率设为β时，α/β小于1.0，
树脂A：在150℃以上具有熔点的树脂，或者实质上不具有熔点的树脂；
树脂B：在低于150℃具有熔点的树脂，或者非晶性树脂。


2.根据权利要求1所述的多孔性膜，其中，所述多孔质层的表面开孔率α为50％以下。


3.根据权利要求1或2所述的多孔性膜，其中，所述树脂A为选自由聚酰胺、聚酰胺酰亚胺及聚酰亚胺组成的组中的至少1种树脂。


4.根据权利要求3所述的多孔性膜，其中，所述树脂A包含具有下述式(1)所示结构的芳香族聚酰胺，
-NH-Ar1-NH-CO-Ar2-C...

【专利技术属性】
技术研发人员：甲斐信康，生驹启，佃明光，
申请(专利权)人：东丽株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP