多孔性膜、二次电池用隔板及二次电池制造技术

技术编号:35678290 阅读:19 留言:0更新日期:2022-11-23 14:18
提供与电极的粘接性高,并且具有优异的热尺寸稳定性和电池特性的多孔性膜。一种多孔性膜,其具有多孔质基材、和位于多孔质基材的至少一面的多孔质层,所述多孔质层含有无机粒子和对电极具有粘接性的有机粒子A,多孔质层所包含的上述无机粒子的含有率为50质量%以上且95质量%以下,在多孔质层的表面弹性模量的50次测量中,将表示无机粒子的表面弹性模量设为α、测量值的最小值设为β时,α/β的值为10以上且40以下,并且50次测量值之中的包含在β~2β的范围的测量值的比例为30%以上且100%以下。100%以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多孔性膜、二次电池用隔板及二次电池


[0001]本专利技术涉及多孔性膜、二次电池用隔板以及二次电池。

技术介绍

[0002]锂离子电池那样的二次电池在智能手机、平板电脑、便携电话、笔记本个人电脑、数码相机、数码摄像机、便携游戏机等便携式数码设备、电动工具、电动自行车、电动助力辅助自行车等便携式设备、和电动汽车、混合动力车、插电式混合动力车等汽车用途等中被广泛使用。
[0003]锂离子电池一般而言具有介于将正极活性物质叠层于正极集电体而成的正极、与将负极活性物质叠层于负极集电体而成的负极之间存在二次电池用隔板和电解质的构成。
[0004]作为二次电池用隔板,可使用聚烯烃系多孔质基材。作为二次电池用隔板所要求的特性,可举出:在多孔结构中包含电解液,而能够进行离子迁移的特性;以及在锂离子电池异常发热了的情况下,通过热进行熔融从而多孔结构被封闭,使离子迁移停止,从而使放电停止的关闭特性。
[0005]此外,随着近年来的锂离子电池的高容量化、高输出化,对二次电池用隔板要求高安全性,要求用于防止由在高温时二次电池用隔板热收缩而发生的正极与负极的接触引起的短路的、热尺寸稳定性。
[0006]进一步,在二次电池的制造工序中,为了在搬运叠层了正极、隔板、负极的叠层体时,维持叠层体结构,或为了在将卷绕了的正极、隔板、负极的叠层体插入到圆筒型、方型等的罐的情况下,将叠层体热压后插入,而此时不使形状崩溃,或为了通过将叠层体热压从而将更多的叠层体加入到罐中,使能量密度高,进一步为了在层压型中,在插入到外装材料后不使形状变形,要求含浸电解液前的隔板与电极的粘接性。
[0007]此外另一方面,对锂离子电池也要求高输出化、长寿命化这样的优异的电池特性,要求在向二次电池用隔板赋予热尺寸稳定性时,不使高输出特性降低,而表现良好的电池特性的持续性。
[0008]对于这些要求,在专利文献1中,通过将形成在耐热层上的粘接层叠层从而谋求与电极的粘接性和耐粘连性的兼有。此外,在专利文献2中,通过粒子状聚合物的粒径和无机粒子的粒径满足特定的关系从而提高与电极的粘接性。
[0009]现有技术文献
[0010]专利文献
[0011]专利文献1:日本专利第6191597号公报
[0012]专利文献2:国际公开第2018/034094号

技术实现思路

[0013]专利技术所要解决的课题
[0014]如上所述,因为二次电池的制造工序中的热压工序而要求电极与隔板的粘接性。
此外需要与热尺寸稳定性、电池特性的兼有。本专利技术的目的是鉴于上述问题,提供具有与电极的粘接性,并且具有优异的热尺寸稳定性,向电池赋予优异的特性的多孔性膜、二次电池用隔板。
[0015]用于解决课题的手段
[0016]因此,本专利技术人等为了提供具有优异的热尺寸稳定性和与电极的粘接性,并且具有优异的电池特性的低成本多孔性膜,反复进行了深入研究。其结果可知,在专利文献1和2所记载的耐粘连性试验中试验条件不充分,在适当的试验条件下在专利文献1所记载的技术中耐粘连性不充分,发现如果使耐粘连性提高则与电极的粘接性变得不充分。此外发现,通过进行热压从而粘接层溶胀,填埋电极活性物质、隔板的空隙从而空隙率降低,离子输送率下降,因此电池特性也降低。进一步,专利文献1由于在耐热层上涂覆粘接剂层因此为高成本的二次电池用隔板,因此在专利文献1和2所记载的技术中,难以以低成本实现热尺寸稳定性、粘接性、和电池特性的兼有。
[0017]为了解决上述课题,本专利技术的多孔性膜具有以下构成。
[0018](1)一种多孔性膜,其具有多孔质基材、和位于多孔质基材的至少一面的多孔质层,所述多孔质层含有无机粒子和对电极具有粘接性的有机粒子A,上述多孔质层所包含的上述无机粒子的含有率为50质量%以上且95质量%以下,在多孔质层的表面弹性模量的50次测量中,将表示无机粒子的表面弹性模量设为α、测量值的最小值设为β时,α/β的值为10以上且40以下,并且50次测量值之中的包含在β~2β的范围的测量值的比例为30%以上且100%以下。
[0019](2)根据(1)所述的多孔性膜,上述有机粒子A具有混合物或共聚物,所述混合物包含含有含氟(甲基)丙烯酸酯单体的聚合物和含有每1分子具有2个以上反应性基的单体的聚合物,所述共聚物包含含氟(甲基)丙烯酸酯单体和每1分子具有2个以上反应性基的单体。
[0020](3)根据(2)所述的多孔性膜,在将粒子A的全部构成成分设为100质量%时,每1分子具有2个以上反应性基的单体的含有率大于10质量%且为30质量%以下。
[0021](4)根据(2)或(3)所述的多孔性膜,上述每1分子具有2个以上反应性基的单体为2官能以上的(甲基)丙烯酸酯。
[0022](5)根据(2)~(4)中任一项所述的多孔性膜,上述每1分子具有2个以上反应性基的单体为亚烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯或氨基甲酸酯二(甲基)丙烯酸酯。
[0023](6)根据(1)~(5)中任一项所述的多孔性膜,上述有机粒子A进一步包含选自不饱和羧酸单体、(甲基)丙烯酸酯单体、苯乙烯系单体、烯烃系单体、二烯系单体、酰胺系单体中的至少1个单体,有机粒子A所含有的上述单体的含有率为20质量%以上且80质量%以下。
[0024](7)根据(2)~(6)中任一项所述的多孔性膜,上述包含含氟(甲基)丙烯酸酯单体和每1分子具有2个以上反应性基的单体的共聚物为进一步包含选自不饱和羧酸单体、(甲基)丙烯酸酯单体、苯乙烯系单体、烯烃系单体、二烯系单体、酰胺系单体中的至少1个单体的共聚物。
[0025](8)根据(2)~(7)中任一项所述的多孔性膜,上述有机粒子A所包含的含氟(甲基)丙烯酸酯单体的含有率大于20质量%且为80质量%以下。
[0026](9)根据(6)或(7)所述的多孔性膜,上述(甲基)丙烯酸酯单体的至少1个为具有羟
基的(甲基)丙烯酸酯单体,有机粒子A所含有的具有羟基的(甲基)丙烯酸酯单体的含有率为1质量%以上且10质量%以下。
[0027](10)根据(1)~(9)中任一项所述的多孔性膜,其在25℃下在由碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯的至少1种构成的溶剂中浸渍24小时前后的透气度变化率为1.0倍以上且2.0倍以下。
[0028](11)根据(1)~(10)中任一项所述的多孔性膜,上述有机粒子A的玻璃化转变温度为

30℃以上且100℃以下。
[0029](12)根据(1)~(11)中任一项所述的多孔性膜,上述多孔质层含有不含氟的有机粒子B。
[0030](13)一种二次电池用隔板,其是使用(1)~(12)中任一项所述的多孔性膜而成的。
[0031](14)一种二次电池,其是使用(13)所述的二次电池用隔板而成的。
[0032]专利技术的效果
[0033]根据本专利技术的多孔性膜,能够以低成本提供具有与电极的粘接性,并且具有优异的热尺寸稳定性,并且具有本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种多孔性膜,其具有多孔质基材、和位于多孔质基材的至少一面的多孔质层,所述多孔质层含有无机粒子和对电极具有粘接性的有机粒子A,多孔质层所包含的无机粒子的含有率为50质量%以上且95质量%以下,在多孔质层的表面弹性模量的50次测量中,将表示无机粒子的表面弹性模量设为α、测量值的最小值设为β时,α/β的值为10以上且40以下,并且50次测量值之中的包含在β~2β的范围的测量值的比例为30%以上且100%以下。2.根据权利要求1所述的多孔性膜,所述有机粒子A具有混合物或共聚物,所述混合物包含含有含氟(甲基)丙烯酸酯单体的聚合物和含有每1分子具有2个以上反应性基的单体的聚合物,所述共聚物包含含氟(甲基)丙烯酸酯单体和每1分子具有2个以上反应性基的单体。3.根据权利要求2所述的多孔性膜,在将有机粒子A的全部构成成分设为100质量%时,每1分子具有2个以上反应性基的单体的含有率大于10质量%且为30质量%以下。4.根据权利要求2或3所述的多孔性膜,所述每1分子具有2个以上反应性基的单体为2官能以上的(甲基)丙烯酸酯。5.根据权利要求2~4中任一项所述的多孔性膜,所述每1分子具有2个以上反应性基的单体为亚烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯或氨基甲酸酯二(甲基)丙烯酸酯。6.根据权利要求1~5中任一项所述的多孔性膜,所述有机粒子A进一步包含选自不饱和羧酸单体、(甲基)丙烯酸酯单体、苯乙烯系单体、烯烃系单体、二烯系单体、酰胺系单体...

【专利技术属性】
技术研发人员:加门庆一甲斐信康田中宽子佃明光今津直树
申请(专利权)人:东丽株式会社
类型:发明
国别省市:

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