[发明专利]电池用隔膜及其制造方法

说明书

本申请的发明人预想电池用隔膜今后将日益推进薄膜化和高容量化，而提供与电极材料具有粘接性、能够使电极材料与隔膜间的无用空间为最小限度的电池用隔膜，提供在将电极材料与隔膜重叠制成卷绕体时能够得到高体积能量密度，特别适合于锂离子二次电池用隔膜的电池用隔膜。电池用隔膜，其层叠有聚烯烃微多孔膜和位于聚烯烃微多孔膜的表面的多孔层，所述多孔层含有由丙烯酸系树脂或氟系树脂形成的近似球状有机粒子和板状无机粒子，近似球状有机粒子偏在于多孔层的表面，近似球状有机粒子的平均粒径r(μm)与板状无机粒子的平均厚度t(μm)之比(r/t)满足式1及式2。0.1μm≦≤r≦≤0.8μm……式1、0.3≤r/t≤1.0……式2。

技术领域

本发明是与电极材料具有密合性、包含多孔层和聚烯烃微多孔膜的、适合于体积能量密度高的锂离子二次电池的电池用隔膜。

背景技术

对于以聚乙烯微多孔膜为代表的聚烯烃微多孔膜而言，电绝缘性、基于电解液含浸的离子透过性、耐电解液性、耐氧化性等优异，还具备关闭(shutdown)特性(即，在电池异常升温至约120～150℃时，通过阻塞微多孔膜的细孔来切断电流，从而抑制过度升温)，适合用作非水电解质二次电池用隔膜。然而，在因某种原因而导致即使关闭后电池仍继续升温的情况下，由于聚烯烃的粘度降低，微多孔膜收缩，从而微多孔膜有时发生破膜。

特别是锂离子电池用隔膜与电池特性、电池生产率及电池安全性密切相关，其要求透过性、机械特性、耐热性、关闭特性、熔融破膜特性(熔化(meltdown)特性)等。近年来，从电池循环特性的观点考虑，要求与电极材料的密合性提高，从生产率的观点考虑，要求提高电解液浸透性等，迄今为止研究了通过在微多孔膜上设置多孔层来使这些功能得以提高。

此外，为了提高卷绕型电池的体积能量密度，期望能够将重叠有负极、隔膜、正极的电极体以高密度填充至容器内，预测今后对于隔膜不仅要求薄膜化而且还要求高密度的卷绕性。

专利文献1中例举了蓄电设备用隔膜，其如下得到：为了提高与电极材料的粘接性，使用包含平均粒径为1～1.8μm的一水硬铝石(aluminium hydroxide oxide)等无机粒子和丙烯酸系胶乳的涂布液，在厚度为9～18μm的聚烯烃树脂多孔膜的一面层叠厚度为2～7μm的无机填料层，在聚烯烃树脂多孔膜的两面将包含平均粒径为60～161nm且玻璃化转变温度(Tg)不同的两种丙烯酸系树脂的胶乳形成为点状。

专利文献2中例举了非水系二次电池用隔膜，其是将下述涂布液以1.3～15μm的涂布厚度层叠于膜厚为9～12μm的聚烯烃微多孔膜的两面而得到的，所述涂布液是将平均粒径为250nm的含有偏氟乙烯-丙烯酸系共聚物树脂的微粒、平均粒径为200～1800nm的无机粒子或有机粒子、和水系乳液混合而得到的。

具有聚烯烃微多孔膜和多孔层的电池用隔膜中，在为了赋予或提高熔融破膜特性、与电极材料的粘接性而使多孔层具有这些功能的情况下，多孔层的厚度越厚越能够充分地发挥其功能。另一方面，将多孔层的厚度设置得较厚会产生下述这样的问题：难以进行高密度的卷绕，卷绕型电池的体积能量密度降低。也即，即使认为多孔层所要求的功能与高密度的卷绕性存在二律背反的关系也不为过。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开2014/017651号

专利文献2：国际公开2013/133074号

发明内容

发明要解决的课题

本发明预想电池的高容量化今后将会被日益推进，其目的在于提供下述电池用隔膜：即使在将电池用隔膜进行了薄膜化的情况下，也具有与电极材料的粘接性，并且通过使电极材料与隔膜之间的无用空间为最小限度，从而使电极体的卷数、层叠数增加，能够得到高体积能量密度的电极体，特别适合于锂离子二次电池用隔膜。

用于解决课题的手段