[发明专利]叠层多孔膜、非水电解质二次电池用隔板、以及非水电解质二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及叠层多孔膜，该叠层多孔膜可以作为包装用、卫生用、畜产用、农业用、建筑用、医疗用、分离膜、光扩散板、电池用隔板使用，特别优选作为非水电解质电池用隔板使用。本发明还涉及使用了该叠层多孔膜的非水电解质二次电池用隔板及非水电解质二次电池。

背景技术

具有多个微细连通孔的高分子多孔体已在超纯水的制备、药液的精制、水处理等中使用的分离膜、衣物/卫生材料等中使用的防水透湿膜、或二次电池等中使用的电池用隔板等各种领域得到了应用。

二次电池已作为OA、FA、家用电器或通讯设备等的便携设备用电源得到了广泛应用。特别是，由于装配在设备中时的容积效率良好、可谋求设备的小型化及轻质化，因此，使用了锂离子二次电池的便携设备正不断增加。另一方面，大型二次电池已在以载荷平衡系统、UPS、电动汽车为首的涉及能量/环境问题的众多领域得到了研究开发，而作为非水电解质二次电池的一种的锂离子二次电池，由于具有大容量、高输出、高电压及长期保存性优异的特性，其用途正不断扩大。

锂离子二次电池的使用电压通常设计成以4.1V～4.2V为上限。由于水溶液在这样的高电压下会发生电解，因此不能作为电解液使用。这样一来，作为在高电压下也具有耐受性的电解液，已开始使用采用了有机溶剂的所谓非水电解液。作为非水电解液用溶剂，可使用能够使更多锂离子存在的高介电常数有机溶剂，作为该高介电常数有机溶剂，主要使用的是碳酸亚丙酯、碳酸亚乙酯等有机碳酸酯化合物。另外，将作为成为锂离子源的支持电解质的六氟磷酸锂等反应性高的电解质溶解于溶剂中后使用。

从防止内部短路方面考虑，使锂离子二次电池中的正极和负极之间存在隔板。而从该隔板的作用考虑，必然要求其具有绝缘性。另外，为了赋予其作为锂离子通路的透气性和电解液的扩散、保持功能，需要使该隔板为微孔结构。为了满足这些要求，使用了多孔膜作为隔板。

伴随最近的电池的高容量化，对于电池安全性的重要程度提高。作为有助于电池用隔板的安全的特性，包括切断(shut down)特性(以下称为“SD特性”)。该SD特性为下述功能：一旦达到100～150℃左右的高温状态，则多孔膜的微孔闭塞，其结果，电池内部的离子传导被阻断，从而可防止随后电池内部的温度上升。此时，将多孔膜的微孔发生闭塞的温度中的最低温度称为切断温度(以下称为“SD温度”)。在用作电池用隔板的情况下，必须具备该SD特性。

然而，近年来，伴随着锂离子二次电池的高能量密度化、高容量化，无法充分发挥出通常的切断功能，电池内部的温度超过用作电池用隔板的材料的聚乙烯的熔点即130℃左右并进一步上升，伴随着隔板的热收缩而使膜破裂，由此产生了两极短路，以至于起火的事故。因此，为了确保安全性，与现在的SD特性相比，要求隔板具有更高的耐热性。

针对上述要求，已经提出了在聚烯烃类树脂多孔膜的至少一面形成包含金属氧化物等无机微粒和树脂粘合剂的多孔层的多层多孔膜(专利文献1～3)。对于这些技术而言，通过在多孔膜上设置填充了大量α-氧化铝等无机微粒的涂层，即使在发生异常发热、超过SD温度后温度继续上升时，也可以防止两极的短路，安全性非常优异。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-227972号公报

专利文献2：日本特开2008-186721号公报

专利文献3：国际公开2008/149986号小册子

发明内容

发明要解决的问题

但是，在上述专利文献1～3记载的方法中，相对于树脂粘合剂量，通常使用非常大量的无机微粒。由此，虽然可以表现出高透气性，但存在下述问题：在用生产线等来输送由上述制法得到的叠层多孔膜的情况下，无机微粒脱落(碎落(粉落ち))而污染生产线。

另外，在现有技术中，完全没有考虑将这些叠层多孔膜作为非水电解质二次电池用隔板组装到电池中时所要求的适度的电解液吸附性。即，非水电解质二次电池用隔板的电解液吸附性优异，在电池组装时电解液向隔板的浸透变快，在生产性方面是优选的，但如果电解液吸附性过大，则组装到非水电解质二次电池中时的容量下降变得显著。因此，要求隔板具有适度的电解液吸附性，但在现有技术中，没有考虑这样的适度的电解液吸附性。

本发明的课题是要解决上述问题。即，本发明的目的在于得到一种叠层多孔膜，该叠层多孔膜具有极高的耐碎落性(耐粉落ち性)，电解液吸附性、耐热性优异，作为电池用隔板使用时可发挥优异的特性，且不会使聚烯烃类树脂多孔膜的高透气性降低。

解决问题的方法