[发明专利]多孔性聚烯烃膜

说明书

一种多孔性聚烯烃膜，其关闭温度为133℃以下，孔隙率为41％以上，并且(长度(MD)方向的拉伸伸长率(％)×长度(MD)方向的抗拉强度(MPa)+宽度(TD)方向的拉伸伸长率(％)×宽度(TD)方向的抗拉强度(MPa))/2的值为12500以上，并且，在将关闭温度设为TSD(℃)，将各层的熔点内最低的熔点设为Tm(℃)时，满足下述(1)。Tm‑TSD≥0式(1)提供在不降低以往的微多孔膜所具有的透过性的情况下，对内部短路、热失控等的安全性优异的多孔性聚烯烃膜。

技术领域

本发明涉及作为用于物质的分离、选择透过等的分离膜、和碱性、锂二次电池、燃料电池、电容器等电化学反应装置的隔离材料等被广泛使用的微多孔膜。特别是涉及提供适合用作锂离子电池用隔板的聚烯烃制微多孔膜，且该微多孔膜与以往的微多孔膜相比不降低透过性，对于电池的内部短路、针刺试验的安全性优异。

背景技术

聚烯烃微多孔膜作为过滤器、燃料电池用隔板、电容器用隔板等使用。特别适合用作在笔记本型个人计算机、便携电话、数字照像机等中被广泛使用的锂离子电池用的隔板。其理由可举出聚烯烃微多孔膜具有优异的膜的机械强度、关闭特性。特别是，在锂离子二次电池中，近年来以车载用途为中心而以电池大型化和高能量密度化/高容量化/高输出化作为目标进行了开发，与此相伴对向隔板的安全性的要求特性也更高。

所谓关闭特性，是电池内部在过充电状态下过热时，熔融而孔闭塞，阻断电池反应，从而确保电池的安全性的性能，一般认为关闭温度越低，则安全性的效果越高。

此外，随着电池容量增加，构件(隔板)的薄膜化发展，为了防止卷绕时、电池内的异物等引起的短路，也要求隔板的穿刺强度、MD(机械方向)和TD(与机械垂直的方向)的抗拉强度和伸长率的增加。然而，关闭温度与强度具有此消彼长的关系。

作为高强度化的方法，采用通过拉伸倍率增加进行的取向控制、使用高分子量PO(聚烯烃)的方法，作为低温关闭的方法，通过分子量的降低进行原料的低熔点化。

即，虽然在拉伸倍率增加、使用了高分子量PO的情况下高强度化容易，但膜的熔点上升，发生关闭温度的上升。与此相对，通过使用分子量低的原料从而熔点降低，因此虽然可以降低关闭温度，但得不到良好的强度。因此，这2个方法难以同时实现关闭特性与强度。

在专利文献1中，作为提供高安全性、并且兼有高透过性能和高机械强度的微多孔膜的方法，记载了将较大分子量的PE(聚乙烯)通过逐次拉伸来制造的方法。所得的微多孔膜实现高透过性和强度，进一步，隔板暴露于高温时的刺破温度高，具有良好的热收缩特性。然而，由于通过逐次拉伸来制造，因此聚合物高度取向而关闭温度变高。

在专利文献2中记载了使用粘均分子量10万～30万的分子量低的PE与粘均分子量70万以上的分子量较高的PE来实现关闭特性和高强度的方法。然而，为了维持强度，使用分子量较大的成分作为主原料，因此关闭温度高达137℃，得不到充分的关闭性能。通常，如果使用分子量低的PE则熔点降低，因此制造隔板时的热处理时孔闭塞而孔隙率降低。在专利文献2中，虽然通过添加无机粒子从而抑制高闭塞而维持高孔隙率，但由于使用无机粒子而形成孔隙，因此具有膜结构易于变得不均匀这样的缺点。

在专利文献3中记载了出于同时实现耐氧化性与安全性的目的而使用乙烯与异丁烯的共聚物树脂的方法。通过使用乙烯与异丁烯的共聚物，从而即使分子量为50万的较大分子量也实现原料的低熔点化，维持高强度、良好的孔隙闭塞性、低热收缩率，但孔隙率依然具有改善的余地。

在专利文献4和5中记载了使用叠层膜进行关闭与强度的功能分离的方法。虽然获得了关闭温度为130℃左右的良好的安全性能，但由于使用低分子量、低熔点的PE，因此得不到充分的强度。