[发明专利]聚烯烃微多孔膜以及使用其的电池用隔离件和电池

说明书

技术领域

本发明涉及聚烯烃微多孔膜以及使用其的电池用隔离件和电池，特别涉及遮断的温度和速度以及熔化特性的平衡性优异的聚烯烃微多孔膜以及使用其的电池用隔离件和电池。

背景技术

聚烯烃微多孔膜主要作为电池用隔离件使用，特别是对于锂离子电池用隔离件，不仅要求优异的机械特性或透过性，而且也要求以下性质：为了防止由外部电路的短路、过充电等引起的电池的发热等，由于异常时的发热细孔闭塞而停止电池反应的性质(遮断特性)；或对于遮断后的温度上升维持形状而防止破膜的性质(熔化特性)等。

作为改善聚烯烃微多孔膜的物理性能的方法，提出了最优化原料组成、制造条件等。作为强度及透过性优异的聚烯烃微多孔膜，例如日本专利第2132327号提出了以下聚烯烃微多孔膜：其含有重均分子量(Mw)为7×10⁵以上的超高分子量聚烯烃1重量％以上，且由分子量分布[重均分子量/数均分子量(Mw/Mn)]为10～300的聚烯烃组合物构成，空孔率为35～95％，平均贯通孔径为0.001～0.2μm，且15mm宽的断裂强度为0.2kg以上。

另外，日本特开2004-196870号提出了由聚乙烯、和重均分子量为5×10⁵以上、且通过差示扫描量热计测定的熔解热为90J/g以上的聚丙烯构成的聚烯烃微多孔膜，日本特开2004-196871号提出了由聚乙烯、和重均分子量为5×10⁵以上、且通过差示扫描量热计以3～20℃/分钟的升温速度测定的熔点为163℃以上的聚丙烯构成的聚烯烃微多孔膜。日本特开2004-196870号及日本特开2004-196871号的聚烯烃微多孔膜，具有120～140℃的遮断温度和165℃以上的熔化温度，机械特性及透过性也优异。

作为具有高耐短路性(遮断特性)的聚乙烯微多孔膜，WO97/23554公开了由根据红外分光法得到的末端乙烯基浓度是每10000个碳原子为2个以上的高密度聚乙烯或线状共聚聚乙稀构成、且具有131～136℃的熔化温度(遮断温度)的微多孔膜。

但是，为了使锂离子电池的安全性进一步提高，希望不仅具有低遮断温度及高熔化温度，而且希望进一步提高遮断开始后的透气度变化率(遮断速度的指标)。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供均衡良好地具有遮断开始后的高透气度变化率(遮断速度的指标)、低遮断温度和熔化特性的聚烯烃微多孔膜以及使用其的电池用隔离件和电池。

本发明的另一个目的在于提供均衡良好地具有低遮断开始温度、遮断开始后的高透气度变化率、低遮断温度和熔化特性的聚烯烃微多孔膜以及使用其的电池用隔离件和电池。

本发明人鉴于上述目的进行广泛而深入的研究，结果发现：如果使用以规定的升温速度通过差示扫描量热分析测定得到的结晶熔解热达到其60％时的温度为135℃以下、通过差示扫描量热分析得到的熔解吸热曲线的半宽度为10℃以下、并且通过在规定温度下的熔融粘弹性测定得到的储存弹性模量和损失弹性模量一致的角频率为10rad/sec以下的聚乙稀类树脂，则可以得到均衡良好地具有遮断开始后的高透气度变化率、低遮断温度和熔化特性的聚烯烃微多孔膜。另外，本发明人发现：如果使用上述结晶熔解热达到其20％时的温度为125℃以下、上述结晶熔解热达到其60％时的温度为135℃以下、并且上述储存弹性模量和损失弹性模量一致的角频率为1rad/sec以下的聚乙稀类树脂，则可以得到均衡良好地具有低遮断开始温度、遮断开始后的高透气度变化率、低遮断温度和熔化特性的聚烯烃微多孔膜。基于这样的发明，完成了本发明。

即，本发明的第一聚烯烃微多孔膜，其特征在于，以聚乙烯类树脂作为主要成分，所述聚烯烃微多孔膜具有如下特性：(a)遮断温度为135℃以下，所述遮断温度作为以5℃/分钟的升温速度进行加热的同时测定的透气度达到1×10⁵sec/100cm³时的温度得到，(b)透气度变化率为1×10⁴sec/100cm³/℃以上，所述透气度变化率作为在表示所述透气度对于温度的依赖性的曲线上的所述透气度为1×10⁴sec/100cm³的坐标处的斜度得到，(c)熔化温度为150℃以上，所述熔化温度作为达到所述遮断温度后进一步持续升温的同时测定的所述透气度再次达到1×10⁵sec/100cm³时的温度得到。