多孔膜的制作方法_2

文档序号:9732278阅读:来源:国知局
(レ才ッ夕乂)(注册商标、 LION株式会社制Γ、"LE0C0L(レ才3-瓜)(注册商标、LION株式会社制Γ、"LI0N0L(弓斗才 7-瓜)(注册商标、LION株式会社制Γ、"LE0S化V(レ才ッ/レク)(注册商标、LION株式会社 制Γ、"弓才一瓜(注册商标、LION株式会社制Γ、巧MULMIN(工ッ瓜ミシ)(注册商标、Ξ洋化 成工业株式会社制r、"SANN0NIC(注册商标、Ξ洋化成工业株式会社制r、"NEWPOU二二一 求一瓜)(注册商标、Ξ洋化成工业株式会社制Γ、及"SANM0RIN(注册商标、Ξ洋化成工业株 式会社制r等。
[0042] 相对于无机粉末100质量份的本化合物的含量优选为0.05~10质量份。优选为0.1 质量份W上,更优选为0.2质量份W上,进一步优选为0.3质量份W上。另外,优选为5质量份 W下,更优选为3质量份W下,进一步优选为1.5质量份W下。
[0043] 如果相对于无机粉末100质量份的本化合物的含量大于10质量份,则会有损害本 多孔膜的耐热性的趋势。
[0044] <无机粉末〉
[0045] 作为无机粉末,可W举出金属氧化物、金属氨氧化物、金属碳酸化物、金属氮化物、 金属碳化物、金属氨氧化物、及金属的硫酸盐等,优选为金属氧化物、金属氨氧化物、及金属 碳酸化物,更优选为金属氧化物。
[0046] 在金属氧化物中,也可W含有金属氨氧化物及金属碳酸化物等其他的金属成分。 金属氧化物中所含的其他的金属成分的比例相对于金属氧化物总量通常为30质量% W下, 优选为20质量%^下,更优选为10质量%^下,进一步优选为5质量%^下,特别优选为1质 量% ^下。在金属氧化物中,从进一步提高化学稳定性、高溫下的形状稳定性的方面考虑, 优选氧化侣,其中更优选α-氧化侣。
[0047] 作为具体的无机粉末,可W举出氧化巧、氧化儀、氧化铁、氧化侣、氨氧化侣、氨氧 化儀、碳酸巧、碳酸儀、碳酸领、硫酸巧、硫酸儀、硫酸领、滑石、粘±、高岭±、娃石、水滑石、 娃藻±、云母、沸石、玻璃等。它们可W单独地使用或组合使用两种W上。
[0048] 本多孔膜中的无机粉末的比例通常大于本多孔膜的50质量%,优选为70质量% W 上,更优选为90质量%^上,进一步优选为95质量%^上。另外,优选为99.5质量%^下,更 优选为99质量% ^下,进一步优选为98质量% W下。
[0049] <粘合剂树脂〉
[0050] 粘合剂树脂是使无机粉末之间粘结的物质,另外,还具有使本多孔膜与不同于本 多孔膜的其他的多孔膜(W下有时称作其他的多孔膜)粘结的功能。粘合剂树脂优选不溶于 非水电解液二次电池的电解液、且在非水电解液二次电池的使用范围中电化学稳定的树 月旨。作为粘合剂树脂,例如可W举出聚乙締、及聚丙締等聚締控;聚偏二氣乙締、及聚四氣乙 締等含氣树脂;偏二氣乙締-六氣丙締-四氣乙締共聚物、及乙締-四氣乙締共聚物等含氣橡 胶;苯乙締-下二締共聚物及其氨化物;甲基丙締酸醋共聚物、丙締腊-丙締酸醋共聚物、及 苯乙締-丙締酸醋共聚物等(甲基)丙締酸醋共聚物;乙丙橡胶等橡胶类;聚乙酸乙締醋;聚 苯酸、聚讽、聚酸讽、聚苯硫酸、聚酸酷亚胺、聚酷胺、聚酷亚胺、聚酷胺酷亚胺、聚酸酷胺、聚 醋、芳香族聚醋、及聚酸酸酬等烙点或玻璃化溫度为180°CW上的树脂;聚碳酸醋;聚乙缩 醒;W及簇基烷基纤维素、烷基纤维素、径基烷基纤维素、淀粉、聚乙締醇、藻酸钢、聚乙二 醇、纤维素酸、聚丙締酸、聚丙締酷胺、及聚甲基丙締酸等水溶性的树脂等聚合物。其中,优 选含氣树脂、含氣橡胶、烙点或玻璃化溫度为180°CW上的树脂、及水溶性的树脂。含氣树 月旨、含氣橡胶、及烙点或玻璃化溫度为180°CW上的树脂由于在非水电解液电池的使用范围 中的稳定性更高,因此优选。从加工、环境负荷的方面考虑优选水溶性的树脂。在水溶性的 树脂中,优选簇基烷基纤维素、烷基纤维素、径基烷基纤维素、淀粉、聚乙締醇、藻酸钢,更优 选纤维素酸。运些粘合剂树脂既可W单独使用,也可W组合使用两种W上。
[0051] 作为纤维素酸,可W举出簇甲基纤维素(CMC)、径乙基纤维素化EC)、簇乙基纤维 素、甲基纤维素、乙基纤维素、氯乙基纤维素、及氧乙基纤维素等。其中,优选化学稳定性、热 稳定性优异的CMC、肥C,更优选CMC。
[0052] 聚酷胺优选为芳香族聚酷胺,特别优选为对位取向芳香族聚酷胺下有时称作 "对位芳族聚酷胺"。)。
[0053] 对位芳族聚酷胺通常是利用对位取向芳香族二胺与对位取向芳香族二簇酸面化 物的缩聚得到,实质上由将酷胺键键合在芳香族环的对位或基于它的取向位(例如4,4'-联 苯、1,5-糞、2,6-糞等那样的沿相反方向同轴或平行地延伸的取向位)的重复单元构成。作 为对位芳族聚酷胺,例如可W举出聚(对苯二甲酯对苯二胺)、聚(对苯甲酯胺)、聚(4,4'-苯 甲酯苯胺对苯二甲酯胺)、聚(对亚苯基-4,4 联苯二簇酸酷胺)、聚(对亚苯基-2,6-糞二簇 酸酷胺)、聚(2-氯-对苯二甲酯对苯二胺)、对苯二甲酯对苯二胺/2,6-二氯对苯二甲酯对苯 二胺共聚物等对位取向型或具有基于对位取向型的结构的对位芳族聚酷胺。
[0054] 聚酷亚胺优选为芳香族聚酷亚胺,更优选为全芳香族聚酷亚胺。芳香族聚酷亚胺 通常是利用芳香族的二酢与二胺的缩聚制造。作为二酢,例如可W举出均苯四酸二酢、3, 3',4,4'-二苯基讽四甲酸二酢、3,3',4,4'-二苯甲酬四甲酸二酢、2,2'-双(3,4-二簇基苯 基)六氣丙烷、及3,3',4,4'-联苯基四甲酸二酢。作为二胺,例如可W举出氧化二苯胺、对苯 二胺、二苯甲酬二胺、3,3'-亚甲基二苯胺、3,3'-二氨基二苯甲酬、3,3'-二氨基二苯讽、及 1,5'-糞二胺。
[0055] 聚酷胺酷亚胺优选为芳香族聚酷胺酷亚胺。芳香族聚酷胺酷亚胺通常是使用芳香 族二簇酸及芳香族二异氯酸醋而由它们的缩聚得到,另外,也可W使用芳香族二酢及芳香 族二异氯酸醋而由它们的缩聚得到。作为芳香族二簇酸,例如可W举出间苯二甲酸、及对苯 二甲酸。作为芳香族二酢,例如可W举出偏苯Ξ酸酢。作为芳香族二异氯酸醋,例如可W举 出4,4'-二苯基甲烧二异氯酸醋、2,4-甲苯二异氯酸醋、2,6-甲苯二异氯酸醋、邻甲苯二异 氯酸醋、及间亚二甲苯基二异氯酸醋。
[0056] 本多孔膜中的无机粉末相对于粘合剂树脂与无机粉末的合计量的比例通常大于 50质量%,优选为70质量% ^上,更优选为90质量% ^上,进一步优选为95质量% ^上。另 夕h优选为99.5质量%^下,更优选99质量% ^下,进一步优选为98质量% ^下。通过使无 机粉末的比例为上述特定的范围,就可W获得离子透过性与粉粒脱落难度的平衡优异的本 多孔膜。所谓粉粒脱落,是无机粉末从本多孔膜中剥离的现象。
[0057]本多孔膜也可W在不损害本多孔膜的功能的范围中,含有其他的成分。作为其他 的成分,例如可W举出分散剂、增塑剂、抑调整剂。
[0化引本多孔膜的厚度通常为0.1~20μπι,优选为1~ΙΟμπι。如果厚度小于Ο.?μπι,则含有 本多孔膜的非水电解液二次电池用隔膜的耐热性会有不够充分的趋势。例如,非水电解液 二次电池用隔膜使用将本多孔膜和包含聚締控的多孔膜层叠而成的层叠多孔膜的情况下, 如果本多孔膜的厚度小于Ο.?μπι,则在非水电解液二次电池中因事故等而产生发热时该隔 膜无法完全抵抗包含聚締控的多孔膜的热收缩而有可能收缩,如果大于20μπι,则该隔膜的 厚度变大,电池的容量有可能变小。
[0化9] 本多孔膜的空隙率通常为20~80体积%,优选为30~70体积%。
[0060] 如果空隙率小于20体积%,则电解液的保持量有可能变少,如果大于80体积%,贝U 有可能损害本多孔膜的耐热性,即在电池剧烈发热时有可能无法阻断电流。
[0061] 对于本多孔膜所具有的孔的孔径,从具有优异的离子透过性、并且防止粒子向正 极、负极的进入的观点考虑,优选为下,更优选为UimW下。
[0062] 本多孔膜的透过率通常W透气度表示。本多孔膜的透气度通常为30~lOOOsec/ lOOcc,优选为 50 ~800sec/100cc。
[0063] 本多孔膜的基重通常为4~20g/m2,优选为5~12g/m2。如果基重小于4g/m 2,则强度 有可能不充分,如果大于20g/m2,则有可能本多孔膜的厚度变厚,电池的容量变小。
[0064] <层叠多孔膜〉
[0065] 本多孔膜被作为与其他的多孔膜层叠而成的层叠多孔膜下有时称作本层叠多 孔膜)用于非水电解液二次电池用隔膜中。作为其他的多孔膜,例如可W举出粘胶丝、天然 纤维素等的造纸;将纤维素、聚醋等纤维造纸而得的混合造纸;电解纸;牛皮纸;马尼拉纸; 聚乙締无纺布、聚丙締无纺布、聚醋无纺布、玻璃纤维、多孔聚締控(例如多孔聚乙締、多孔 聚丙締)、多孔聚醋、芳族聚酷胺纤维、聚对苯二甲酸下二醇醋无纺布、对位系全芳香族聚酷 胺、聚偏二氣乙締、四氣乙締、偏二氣乙締与六氣丙締的共聚物、氣橡胶等含氣树脂等的无 纺布或多孔膜;质子传导型聚合物等的膜。优选为包含聚締控的多孔膜下有时称作聚締 控膜)。
[0066] 本层叠多孔膜也可W具有多个其他的多孔膜和本多孔膜,例如,也可W在其他的 多孔膜的两面层叠本多孔膜。另外,在其他的多孔膜的两面层叠本多孔膜的情况下,本多孔 膜也可W含有各自不同的本化合物、无机粉末及粘合剂树脂。
[0067] 聚締控膜在电池剧烈发热时,就会烙融而无孔化,由此对本层叠多孔膜赋予切断 (shut down)的功能。另外,由于本多孔膜具有产生切断的高溫下的耐热性,因此本层叠多 孔膜在高溫下也具有形状稳定性。
[0068] 本层叠多孔膜的水分含量优选为小于0.15质量%。
[0069] 如果多孔膜的水分含量为0.15质量%^上,则有可能损害电池的充放电循环特 性。
[0070] 作为非水电解液二次电池用隔膜包含本层叠多孔膜的非水电解液二次电池的 50 %击穿电压优选为4.40V W上。该非水电解液二次电池的电池电压大到4.40V W上,在电 池容量大的情况下,也可W抑制产生内部短路时的异常发热,也就
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