电池用隔膜、非水电解液二次电池用隔离物及非水电解液二次电池的制作方法

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电池用隔膜、非水电解液二次电池用隔离物及非水电解液二次电池的制造方法与工艺

本发明涉及电池用隔膜、非水电解液二次电池用隔离物及非水电解液二次电池。



背景技术:

在膜的制造工序中,特别是在功能性膜的制造工序中,包括清洗后的干燥、涂敷后的干燥等各种干燥工序。

当以用于锂离子二次电池的隔膜作为功能性膜的例子时,在下述专利文献1中记载了如下内容,即,在膜的单面设置用于提高耐热性的层。具体记载了如下内容,即,使用涂敷装置对膜涂敷耐热性的涂敷液,然后使其通过干燥器,从而使涂敷膜干燥。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:日本公开专利公报“特开2015-130270(2015年7月16日公开)”



技术实现要素:

发明要解决的课题

为了作为非水电解液二次电池用隔离物使用,对电池用隔膜要求与电极进行层叠时的操作性。因此,电池用隔膜更优选在制造后变形小。

作为变形的例子,可举出由于干燥而使电池用隔膜向功能层侧卷曲的变形。在此,功能层是指,例如耐热层等为了对膜赋予功能而通过涂敷等设置在基材层上的层。上述卷曲主要起因于,在涂敷后对膜进行干燥时功能层收缩,从而在基材层产生以功能层侧为内侧进行蜷缩的应力。

用上述专利文献1记载的方法所制造的隔膜会在干燥工序中产生上述的卷曲。在与电极层叠或进行卷绕的工序中,会产生隔离物折断、正负极间短路的不良情况。因此,存在使电池制造的成品率显著下降的问题。

本发明是鉴于上述的问题点而完成的,其目的在于,实现一种卷曲量小且操作性良好的电池用隔膜。

用于解决课题的技术方案

为了解决上述的课题,本发明的一个方式涉及的电池用隔膜的特征在于,下述式(1)记载的卷曲量w为5mm以下。

卷曲量w=w1-w2(1)

w1:在长度方向上切出的膜的膜宽度。

w2:将在长度方向上切出的膜以施加了90n/m的张力的状态张设在以1m的辊间隔平行地配置的两个辊之间而从相对于膜面垂直的方向进行观察时的膜投影宽度最小的部位处的膜投影宽度。

发明效果

本发明的一个方式涉及的电池用隔膜具有良好的操作性,达到使得与电极的层叠变得容易的效果。

附图说明

图1是示出锂离子二次电池的剖面结构的示意图。

图2是示出图1所示的锂离子二次电池的各状态下的样态的示意图。

图3是示出另一种结构的锂离子二次电池的各状态下的样态的示意图。

图4是示出带功能层的隔离物的制造流程的图。

图5是实施例中的卷曲量测定装置的概略图。

图6是图5中的从上方观察cc’的放大图。

图7是用于说明卷曲产生原理的膜的剖视图。

图8是图6中的在cc’方向上观察dd’时的剖视图。

具体实施方式

以锂离子二次电池用隔膜(有时记为隔离物)为例对本发明的实施方式进行说明。

另外,本发明的实施方式不限定于锂离子二次电池用隔膜,也能够应用于其它电池用隔膜。

首先,基于图1至图3对锂离子二次电池进行说明。

(锂离子二次电池的结构)

以锂离子二次电池为代表的非水电解液二次电池的能量密度高,因此,当前作为用于个人计算机、便携式电话、便携式信息终端等设备、汽车、飞行器等移动体的电池而被广泛使用,并且作为有助于电力的稳定供给的固置用电池而被广泛使用。

图1是示出锂离子二次电池1的剖面结构的示意图。

如图1所示,锂离子二次电池1具备阴极11、隔离物12、以及阳极13。在锂离子二次电池1的外部,在阴极11与阳极13之间连接外部设备2。而且,在锂离子二次电池1充电时,电子向方向a移动,放电时电子向方向b移动。

(隔离物)

隔离物12在作为锂离子二次电池1的正极的阴极11与作为锂离子二次电池1的负极的阳极13之间配置为被阴极11和阳极13夹持。隔离物12对阴极11和阳极13之间进行分离,并且使锂离子能够在阴极11和阳极13之间移动。作为隔离物12的材料,例如可使用聚乙烯、聚丙烯等的聚烯烃等。

图2是示出图1所示的锂离子二次电池1的各状态下的样态的示意图。图2(a)示出通常的样态,图2(b)示出锂离子二次电池1升温时的样态,图2(c)示出锂离子二次电池1急剧升温时的样态。

如图2(a)所示,在隔离物12设置有许多孔p。通常,锂离子二次电池1的锂离子3能够经由孔p来回移动。

在此,例如由于锂离子二次电池1的过充电或外部设备的短路造成的大电流等,锂离子二次电池1有时会升温。在该情况下,如图2(b)所示,隔离物12会熔解或软化,从而使孔p闭塞。而且,隔离物12会收缩。由此,锂离子3停止来回移动,因此上述的升温也停止。

但是,在锂离子二次电池1急剧升温的情况下,隔离物12会急剧收缩。在该情况下,如图2(c)所示,隔离物12有时会被击穿。而且,锂离子3会从被击穿的隔离物12泄漏,因此锂离子3不会停止来回移动。因此,会继续升温。

(耐热隔离物)

图3是示出另一种结构的锂离子二次电池1的各状态下的样态的示意图。图3(a)示出通常的样态,图3(b)示出锂离子二次电池1急剧升温时的样态。

如图3(a)所示,锂离子二次电池1还可以具备耐热层4。该耐热层4能够设置在隔离物12。图3(a)示出在隔离物12设置有作为功能层的耐热层4的结构。以下,将在隔离物12设置有耐热层4的膜作为带功能层的隔离物的一个例子,设为耐热隔离物12a。此外,相对于功能层,将带功能层的隔离物中的隔离物12设为基材。

在图3(a)所示的结构中,耐热层4层叠在隔离物12的阴极11侧的单面。另外,耐热层4可以层叠在隔离物12的阳极13侧的单面,也可以层叠在隔离物12的双面。而且,在耐热层4也设置有与孔p同样的孔。通常,锂离子3经由孔p和耐热层4的孔来回移动。作为耐热层4的材料,例如包含全芳香族聚酰胺(芳族聚酰胺树脂)。

如图3(b)所示,即使锂离子二次电池1急剧升温而使隔离物12熔解或软化,因为耐热层4对隔离物12进行辅助,所以仍可维持隔离物12的形状。因此,会止于隔离物12熔解或软化且孔p闭塞。由此,锂离子3停止来回移动,因此上述的过放电或过充电也停止。像这样,可抑制隔离物12的击穿。

(带功能层的隔离物的制造流程)

接着,对带功能层的隔离物(功能性膜)的制造流程进行说明。

图4是示出带功能层的隔离物的制造工序的概略的流程图。

带功能层的隔离物具有在作为基材的隔离物上层叠有功能层的结构。

基材可使用聚烯烃等的膜。此外,作为功能层,可例示提高隔离物的热稳定性的耐热层以及提高与电极的密接性的粘接层。另外,虽然在本实施方式中,对为了制造在隔离物12的表面形成有耐热层4的耐热隔离物12a而涂敷成为耐热层4的涂敷液的涂敷工序进行说明,但是本发明的实施方式不限于此。即,也可以在隔离物12赋予耐热层4以外的其它功能层,在该情况下,可以在涂敷工序中涂敷与功能层对应的涂敷液。

在本发明的涂敷工序中使用的涂敷液包含填料、粘合剂、以及溶剂。

作为填料,可列举出包含有机物的填料和包含无机物的填料。作为包含有机物的填料,具体而言,可列举出例如包含苯乙烯、乙烯基酮、丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸甲酯等单体的均聚物或者两种以上的共聚物;聚四氟乙烯、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、四氟乙烯-乙烯共聚物、聚偏二氟乙烯等含氟树脂;三聚氰胺树脂;脲树脂;聚乙烯;聚丙烯;聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸等的填料。作为包含无机物的填料,具体而言,可列举出例如包含碳酸钙、滑石、粘土、高岭土、二氧化硅、水滑石、硅藻土、碳酸镁、碳酸钡、硫酸钙、硫酸镁、硫酸钡、氢氧化铝、勃姆石、氢氧化镁、氧化钙、氧化镁、氧化钛、氮化钛、氧化铝(三氧化二铝)、氮化铝、云母、沸石、玻璃等无机物的填料。填料可以仅使用一种,也可以组合使用两种以上。

上述填料之中,优选为包含无机物的填料,更优选为包含二氧化硅、氧化钙、氧化镁、氧化钛、氧化铝、勃姆石等无机氧化物的填料,进一步优选为从由二氧化硅、氧化镁、氧化钛和氧化铝组成的组中选择的至少一种填料,特别优选为氧化铝、勃姆石。氧化铝存在α-氧化铝、β-氧化铝、γ-氧化铝、θ-氧化铝等多种晶形,任意晶形均可适合地使用。像这样,各种晶形的氧化铝之中,最优选为α-氧化铝,这是因为其热稳定性和化学稳定性特别高。

此外,填料的平均粒径优选为3μm以下,更优选为1μm。作为填料的形状,可举出球状以及葫芦状等。另外,关于填料的平均粒径,有用扫描型电子显微镜(sem)任意地提取各25个粒子并对每一个粒子测定粒径(直径)而作为25个粒径的平均值进行计算的方法、通过测定bet比表面积并进行球状近似而计算平均粒径的方法。在利用sem计算平均粒径时,在填料的形状为球形以外的形状的情况下,将表示粒子中的最大长度的方向上的长度作为其粒径。

此外,还能够混用粒径和/或比表面积不同的两种以上的填料。

用于形成功能层的粘合剂树脂具有使构成功能层的填料彼此、填料与基材膜粘结的作用。作为这样的粘合剂树脂,优选如下的树脂,即,能够溶解或分散于在涂敷液中使用的溶剂,且不溶于电池的电解质,此外在该电池的使用范围内在电化学上稳定。从工艺、环境负荷的方面考虑,对于涂敷液的溶剂能够使用水类溶剂,因此作为粘合剂树脂,优选为水分散性聚合物、水溶性聚合物。另外,“水类溶剂”是指如下的溶剂,即,包含50重量%以上的水,且在不损害水分散性聚合物的分散性、水溶性聚合物的溶解性的范围内包含乙醇等其它溶剂、添加成分。

作为水分散性聚合物,可列举出例如聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃;聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯等含氟树脂;偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物等含氟橡胶;苯乙烯-丁二烯共聚物及其氢化物、丙烯酸酯共聚物、甲基丙烯酸酯共聚物、丙烯腈-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙丙橡胶、聚乙酸乙烯酯等橡胶类;聚苯醚、聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚醚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰胺、聚酰胺、聚酯等熔点、玻璃化转变温度为180℃以上的树脂。

丙烯酸酯共聚物、甲基丙烯酸酯共聚物、丙烯腈-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物等丙烯酸系树脂因填料与填料、或者填料与基材膜的粘结性高而优选。

此外,聚苯醚、聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚醚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰胺、聚酯等熔点、玻璃化转变温度为180℃以上的树脂因耐热性高、使层叠多孔膜的加热形状维持率提高而优选。耐热性树脂之中,更优选为聚醚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰胺、聚酰胺,进一步优选为聚酰胺。

作为水溶性聚合物,可列举出聚乙烯醇、聚乙二醇、纤维素醚、海藻酸钠、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸等。水溶性聚合物之中,优选使用纤维素醚。作为纤维素醚,具体而言,可列举出羧甲基纤维素(cmc)、羟乙基纤维素(hec)、羧乙基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素、氰基乙基纤维素、氧基乙基纤维素等,特别优选为化学稳定性优异的cmc、hec。此外,在水溶性聚合物存在盐的情况下,还包括它们的盐。

此外,使用非水溶剂时,可以使用聚偏二氟乙烯等含氟树脂、聚偏二氯乙烯、聚丙烯腈等。

此外,这些粘合剂树脂可以使用一种,或者根据需要,也可以混合使用两种以上。

如上所述,功能层中的填料和粘合剂树脂的比例可根据功能层的用途而适当地决定,按填料相对于上述粘合剂树脂的重量比,优选为1~100,更优选为2~99。特别是,在功能层为耐热层的情况下,优选为4~99。

在基材涂敷与功能层对应的涂料等并使其干燥,从而对基材层叠功能层。

图4例示了功能层为耐热层的情况下的、耐热隔离物的制造流程。例示的流程是使用全芳香族聚酰胺(芳族聚酰胺树脂)作为耐热层的材料而层叠于聚烯烃基材的流程。

该流程包括涂敷、析出、清洗、干燥的工序。而且,在将耐热层层叠于基材之后,进行检查和后续的切割。

(带功能层的隔离物的制造工序)

接着,对带功能层的隔离物的各工序进行说明。

在作为功能层而具有由芳族聚酰胺树脂构成的耐热层的耐热隔离物的制造工序中,包括(a)~(i)的各工序。

即,依次包括:(a)作为基材的隔离物的提取工序;(b)基材检查工序;(c)涂料(功能材料)的涂敷工序;(d)利用湿度析出等的析出工序;(e)清洗工序;(f)脱水工序;(g)干燥工序;(h)涂敷品检查工序;以及(i)缠绕工序。此外,除了上述(a)~(i)以外,还存在在(a)提取工序之前设置基材制造(成膜)工序的情况和/或在(i)缠绕工序之后设置切割工序的情况。

在带功能层的隔离物的制造工序中,无需包括全部(a)~(i)的各工序。例如,在作为功能层而具有由陶瓷和粘合剂树脂构成的耐热层的耐热隔离物的制造工序中,包括(a)以及(g)~(i)的工序,不包括(d)、(e)以及(f)的工序。另外,在该情况下,在(g)干燥工序中功能层析出而形成。(b)基材检查工序可以包括,也可以不包括。

以下,在对作为(a)的上一个工序的基材制造工序进行说明之后,按照(a)~(i)的顺序进行说明。

(基材制造工序)

以下,关于作为基材的隔离物卷料膜的制造,以作为其材料主要包含聚乙烯的情况为例进行说明。

例示的制造方法是在热塑性树脂中添加固体或液体的孔形成剂进行膜的成型之后用适当的溶剂除去该孔形成剂的方法。具体地,在基材以包含超高分子量聚乙烯的聚乙烯树脂作为材料的情况下,制造方法依次经过如下所示的(1)~(4)的各工序。

(1)搅拌工序

对超高分子量聚乙烯和碳酸钙等无机填充剂进行搅拌而得到聚乙烯树脂组成物的工序。

(2)片化工序

使用在搅拌工序中得到的聚乙烯树脂组成物来成型膜的工序。

(3)除去工序

从在片化工序中得到的膜中除去无机填充剂的工序。

(4)延展工序

对在除去工序中得到的膜进行延展而得到基材的工序。

在上述的制造方法中,在上述除去工序(3)中在膜中设置有许多微细孔。然后,通过上述延展工序(4)延展的膜中的微细孔成为上述的孔p。由此,形成作为具有某厚度和透气度的聚乙烯微多孔膜的基材。另外,上述工序(3)和(4)的顺序可以相反。

此外,在上述搅拌工序(1)中,可以对100重量份的超高分子量聚乙烯、5~200重量份的重量平均分子量为1万以下的低分子量聚烯烃、以及100~400重量份的无机填充剂进行搅拌。

另外,即使在基材包含其它材料的情况下,也能够通过同样的制造工序来制造基材。此外,基材的制造方法不限定于除去孔形成剂的上述方法,能够使用各种方法。

接下来,依次对继上述基材制造工序之后的(a)~(i)的各工序进行说明。另外,各工序按照(a)~(i)的顺序进行,但是也可以根据功能材料的种类而省略一部分工序。

(a)基材提取工序

是从辊中提取成为带功能层的隔离物的基材的隔离物卷料膜的工序。

(b)基材检查工序

是在进行下一个工序的涂敷之前对提取的基材进行基材的检查的工序。

(c)涂料涂敷工序

是对在(a)中提取的基材涂敷作为功能材料的涂料的工序。

在此,对在基材层叠作为功能层的耐热层的方法进行说明。具体地,作为耐热层用的涂料,将使氧化铝粒子分散于芳族聚酰胺的nmp(n-甲基-吡咯烷酮)溶液的涂料涂敷于基材。另外,耐热层不限定于上述的芳族聚酰胺耐热层。例如,作为耐热层用的涂料也可以涂敷使氧化铝粒子分散于羧甲基纤维素的水溶液的涂料。

关于在基材涂敷涂料的方法,只要是能够均匀地进行湿涂的方法即可,没有特别限制,能够采用各种方法。例如,能够采用毛细管涂敷法、狭缝式模涂法、喷涂法、浸涂法、辊涂法、丝网印刷法、柔性版印刷法、棒涂法、凹版涂敷法、模涂法等。

此外,通过调节涂敷湿膜的厚度、涂敷液中的用粘合剂浓度与填料浓度之和表示的固态成分浓度、以及填料相对于粘合剂的比,从而能够控制耐热层4的厚度。

另外,功能层既可以只设置在基材的单面,也可以设置在双面。

(d)析出工序(湿度析出工序)

是使在(c)中涂敷的涂料析出的工序。在涂料为芳族聚酰胺涂料的情况下,例如,通过对涂敷面提供湿度,从而使芳族聚酰胺析出。由此,在基材上形成芳族聚酰胺耐热层。

(e)清洗工序

是对析出后的功能层和基材进行清洗的工序。在功能层为芳族聚酰胺耐热层的情况下,作为清洗液,例如适合使用水、水类溶液、醇类溶液。

(f)脱水工序

是对在上一个工序中清洗后的带功能层的隔离物进行脱水的工序。

脱水的目的在于,在进入下一个工序的干燥工序之前,除掉附着在带功能层的隔离物上的水等清洗液,使得容易进行干燥且防止干燥不充分。

(g)干燥工序

是使进行了脱水的带功能层的隔离物干燥的工序。

干燥的方法没有特别限定,例如,能够使用使带功能层的隔离物与被加热的辊进行接触的方法、对带功能层的隔离物吹热风的方法等各种方法。

(h)涂敷品检查工序

是对进行了干燥的带功能层的隔离物进行检查的工序。

在进行该检查时,通过对缺陷部位适当地进行标记,从而能够容易地掌握产品包含的缺陷的位置。

(i)缠绕工序

是对经过了检查的带功能层的隔离物进行缠绕的工序。

在该缠绕中能够适当地使用圆筒形状的芯等。

进行了缠绕的带功能层的隔离物可以直接以宽度宽的状态作为卷料进行出货等。或者,也能够根据需要切割为某种既定的宽度并作为切割隔离物。隔离物的切割宽度依赖于所组装的锂离子二次电池的设计,例如,在小型电池用途中,切割为30~70mm宽度,在车载用途中,切割为70~300mm宽度。

(干燥工序)

如前面说明的那样,在本发明的一个实施方式涉及的电池用隔膜的制造工序中包括干燥工序(g)。该干燥工序(g)的目的在于,对在清洗工序(e)中附着在带功能层的隔离物上的清洗液或在涂料涂敷工序(c)中涂敷的涂料中包含的溶剂进行干燥而将其除去。

干燥的方法没有特别限定,例如能够使用辊加热。辊加热是指,使带功能层的隔离物与被加热的辊接触,从而使带功能层的隔离物干燥的方法。作为对辊进行加热的方法,例如有在辊的内部注入热水等热介质并使其循环的方法。

此外,作为其它的干燥的方法,例如能够使用热风干燥。使用热风干燥的方法例如是通过对带功能层的隔离物吹热风从而使带功能层的隔离物干燥的方法。作为产生热风的方法,例如可举出用送风机送出通过与热源接触而被加热的空气的方法。

这些干燥方法还能够适当地进行组合。例如,也可以通过对在与被加热的辊接触的同时进行输送的带功能层的隔离物吹热风,从而使带功能层的隔离物干燥。

(实施方式)

接着,对本发明的实施方式进行说明。

(干燥工序中的热处理)

本发明的实施方式涉及的电池用隔膜通过在上述干燥工序中对膜(电池用隔膜)实施热处理并使基材收缩而得到。

像在图7中说明的那样,若在基材表面涂敷涂料来形成功能层,则在形成功能层时会产生功能层的收缩。如果对基材层也产生相同程度的收缩,使得与该收缩取得平衡,则膜的卷曲会降低。通常,基材的厚度为3~20μm,功能层的厚度为0.5~10μm,且电池用隔膜的厚度非常薄,因此层间的应力的差异会显著地出现在卷曲中。

像在图2中说明的那样,隔离物12具有通过加热而收缩的特性。另一方面,包括耐热层4的功能层虽然会产生由清洗液的蒸发造成的收缩,但是不会产生由升温造成的收缩。这是由于功能层的形状在析出时被固定而造成的。

根据本发明的实施方式,通过在干燥工序中对膜进行热处理而使基材层收缩,从而可得到降低了卷曲量的电池用隔膜。

[实施例]

基于图5~图8对本实施方式的一个实施例进行说明如下。

在本实施例中,在膜的制造工序中的干燥工序中,通过组合辊加热和热风干燥并适当地变更各自的干燥条件,从而进行了所产生的卷曲的大小的比较。

关于制造出的膜的卷曲的大小,通过采用下面说明的卷曲量w的测定,从而可定量地进行比较。

(卷曲量)

接着,对制造出的膜的卷曲量w进行说明。

图5是用于测定经过上述制造工序而制造出的膜5的卷曲量w的测定装置的概略图。

测定装置6包括芯101、辊102a和102b、止动器103以及配重104。

辊102a和102b分别在膜5的宽度方向上平行地且以辊间距离1m进行配置。辊102a以及102b分别具有直径45mm、宽度100mm。此时,膜以通过辊102a以及102b各自的上方的方式通过,因此作为辊102a以及102b各自与膜5的切点的c以及c’之间的距离(cc’间的长度)与辊的中心间距离1m相等。

首先,在上述工序中制造出的膜5被切割,在长度方向上切出之后,以功能层侧为外表面卷绕到芯101。被切割的宽度例如为58~62mm。

在测定卷曲量w时,在23℃、相对湿度为50%的环境下,将膜5从芯101提取,使得膜5依次经过辊102a、102b。提取之后,用止动器103进行固定,使得芯101不再旋转,并在膜5的前端挂上配重。此时,决定配重的质量,以使对膜5施加90n/m的张力。

图6是图5的从上方观察分别作为膜5与辊102a和102b的切点的c和c’之间时的放大图。

辊102a和102b平行且大致水平地配置,因此cc’间的长度与两个辊的中心的距离相等,即,与辊间隔相等。

此时,膜5向功能层侧卷曲。

(卷曲的产生原理)

基于图7对卷曲的产生原理进行说明。

图7是在长度方向上观察膜5时的剖视图,用于说明膜5的卷曲的产生原理。

图7(a)的膜5’表示膜5无卷曲时的结构,例如干燥工序前的时候的结构。

膜5’具备功能层5’a和基材5’b。功能层5’a例如包括耐热层等,通常通过涂敷在基材5’b而形成。

干燥前的功能层5’a中包含溶剂(或清洗液)。因此,当通过干燥工序对膜5’实施热处理时,溶剂(或清洗液)会蒸发,因此功能层5’a欲收缩。

但是,功能层5’a在被基材5’b束缚的情况下进行收缩,因此对基材5’b也作用向功能层5’a侧收缩的力。

像以上那样产生收缩,从而得到图7(b)所示的膜5。

图7(b)的膜5表示膜5’卷曲后的结构。膜5具备作为干燥后的功能层5’a的功能层5a和作为干燥后的基材5’b的基材5b。

根据以上,图6的膜5向功能层侧变形。因此,当从上方观察膜5时,外观上存在看上去变窄的部位。

如图所示,将从上方观察膜5时在cc’间看上去最窄的部位的端部设为d和d’。

膜5的外观的宽度越窄,该部位处的膜5的卷曲量越大,因此dd’是在cc’之间卷曲量最大的部位。

图8是在图6的cc’方向上观察图6的dd’时的剖视图。

如图8所示,膜5向作为其上表面侧的功能层侧卷曲。由此,从上方观察时的外观的膜5的宽度变窄。

用虚线表示的膜5’示出膜5未卷曲的情况下的形状。

此外,如图8所示地确定w1、w2。即,将膜5’的膜宽度确定为w1,将膜5最卷曲的部位的、从相对于膜面垂直的方向观察时的膜投影宽度确定为w2。此时,膜5’的膜宽度与膜5的膜宽度相等,因此能够将w1作为膜5的膜宽度。

根据以上,用下述式(1)求出卷曲量w。

卷曲量w=w1-w2(1)

w1和w2的测定方法没有特别限定。作为该方法,例如可举出光学式宽度测定装置、超声波、以及游标卡尺等。

在将膜层叠于电极时,在膜的卷曲小的情况下,膜的操作性更良好。

卷曲越大,w2的值就越减少,因此根据上述式(1),卷曲越大,卷曲量w就越增加。

即,上述卷曲量w定量地表示该膜5的卷曲的大小。因此,可以说膜5的卷曲量w越小,变形就越小。

(卷曲量w的测定结果)

[表1]

表1是示出在本实施例中制造出的膜5的卷曲量w的测定值的表。另外,在测定中,在通过切割得到的多个膜(卷绕体)之中,使用在切割前的膜中与其宽度方向上的中心位置对应的膜。

“辊温度”项表示干燥工序的辊加热中的辊的温度。

“送风温度”项表示在干燥工序的热风干燥中进行送风的热风的温度。

“输送张力”项表示在干燥工序中进行输送时对膜5施加的每1m的张力的大小。

“卷曲量w”项是对以各干燥条件制造出的膜5的卷曲量w的测定值。另外,在表1中使用的膜的w1为61mm。

在本实施例中,作为以往例、实施例1~3,分别变更干燥工序的干燥条件来进行膜5的制造,并对制造出的各个膜5进行了卷曲量w的测定。

(本实施方式的效果)

根据表1,当比较以往例和实施例1以及2时,对于相同的输送张力,辊温度和送风温度高的,即,干燥能力高的实施例1以及2的卷曲量w的值更低。

由此可知,通过提高干燥工序中的干燥能力,从而能够降低膜5的卷曲。

这是因为,如上所述,基材层由于加热而收缩,取得了与功能层的收缩的平衡。

根据以上,为了产生由加热造成的基材层的收缩,辊温度以及送风温度均优选为100℃以上。

此外,当基材层的收缩过大时,会产生对膜5的透气度造成影响或能够作为产品而采用的膜5的宽度减少等问题,因此辊温度以及送风温度均优选为130℃以下。

接着,根据表1,当比较实施例2和实施例3时,对于相同的干燥能力,输送张力低的实施例3的卷曲量w的值更低。

由此可知,通过降低干燥工序中的输送张力,从而能够降低膜5的卷曲。

这是因为,在输送张力低的情况下,在干燥工序中,膜5不会强烈地压附于辊,因此容易产生相对于宽度方向的基材层的收缩。

根据以上,为了充分产生基材层的收缩,输送张力优选为140n/m以下。进而,输送张力更优选为115n/m以下。

此外,当输送张力过低时,会产生膜5的蜿蜒前进,因此输送张力优选为25n/m以上。

(总结)

如上所述,通过控制干燥条件、输送张力,使得膜5的基材层的收缩高至某程度,从而能够降低卷曲量w。

在实施例1~3中制造出的膜5的卷曲量w均低于5mm。具有该范围内的卷曲量w的电池用隔膜(层叠多孔质膜)充分具有与电极层叠时的操作性,使得层叠的工序变得容易。

满足上述的卷曲量w的范围的电池用隔膜优选用作非水电解液二次电池用隔离物。

当使用非水电解液二次电池用隔离物来制造非水电解液二次电池时,具有高负荷特性,隔离物发挥优异的遮断功能,成为优异的非水电解液二次电池。

附图标记说明

1:锂离子二次电池(非水电解液二次电池);

4:耐热层(功能层);

5:膜(电池用隔膜);

5a:功能层(干燥后);

5b:基材(干燥后);

5’:膜(无卷曲);

5’a:功能层(干燥前);

5’b:基材(干燥前);

6:测定装置;

11:阴极;

12:隔离物(基材);

12a:耐热隔离物(带功能层的隔离物);

13:阳极;

101:芯;

102a、102b:辊;

103:止动器;

104:配重。

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