[发明专利]含改性纤维素纳米纤维的聚乙烯微多孔膜、隔膜、以及使用其的锂离子电池

说明书

技术领域

本发明涉及含有改性纤维素纳米纤维的聚乙烯微多孔膜、作为该微多孔膜的隔膜、以及使用该隔膜的锂离子电池。

背景技术

聚乙烯制的微多孔膜根据其功能而被用于各种用途。特别是根据其关断(shut down)功能，作为锂离子电池的隔膜受到期待(参见专利文献1)，根据近年来的需求的扩展，期待进一步的功能改善。

对于锂离子电池中使用的隔膜当然要求关断性，还要求耐热性、薄膜化、以及强度。为了满足这些要求，已经尝试了无机填料的添加、超高分子聚乙烯的使用、耐热层的涂布、多层结构的隔膜化等各种方法，例如专利文献2中公开了将聚乙烯纤维和极细纤维粘贴而成的隔膜。

然而，制造方法复杂、或者薄膜化困难等问题尚未得到解决。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-270013

专利文献2：日本特开2006-278100

发明内容

发明要解决的问题

关于本发明的课题，其目的在于，提供能够简便地制造、且耐热性优异的单层聚乙烯微多孔膜、及使用该微多孔膜的隔膜、以及使用该隔膜的锂离子电池。

用于解决问题的方案

本发明人等进行了深入研究，结果发现：含有在纤维素或纤维素纳米纤维中导入了碳数4～30的烷基或链烯基的改性纤维素纳米纤维的、含改性纤维素纳米纤维的聚乙烯微多孔膜以单层进行薄膜化，且耐热性优异。

发明的效果

通过提供本发明的含改性纤维素纳米纤维的聚乙烯微多孔膜，可以提供单层且为薄膜、耐热性优异的隔膜，可以提供使用了该隔膜的锂离子电池。

具体实施方式

由此，说明用于实施发明的方式，本发明不限定于以下的记载。

本发明的含改性纤维素纳米纤维的聚乙烯微多孔膜含有改性纤维素纳米纤维和聚乙烯。

前述聚乙烯树脂是指，通常的挤出、注射、吹胀和吹塑成型等中使用的具有乙烯聚合而成的结构的高分子化合物，可以举出：低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯等，它们可以单独使用、或混合来使用。从微多孔膜的强度的观点出发，作为前述聚乙烯树脂，特别优选含有高密度聚乙烯。

前述聚乙烯树脂的粘均分子量优选为1万以上且小于1000万。粘均分子量为1万以上时，微多孔膜易于变成高强度，故优选。粘均分子量小于1000万时，有片的成型性、特别是厚度稳定性优异的倾向，故优选。更优选的粘度范围为1万以上且小于500万。本发明的聚乙烯可以为一种，也可以混合多种来使用。

前述微多孔膜除了聚乙烯树脂之外还可以含有聚乙烯树脂以外的聚烯烃树脂。

聚乙烯树脂以外的聚烯烃树脂是指，丙烯、1-丁烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯和1-辛烯等聚合而成的均聚物、乙烯、丙烯、1-丁烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯和1-辛烯等聚合而成的共聚物、嵌段聚合物，具体而言，可以举出等规聚丙烯、无规聚丙烯、聚丁烯、乙烯丙烯橡胶等。

含有聚乙烯树脂以外的聚烯烃树脂时，期望其含量小于50％。聚乙烯树脂以外的聚烯烃树脂的含量为50％以上时，关断性降低，因此是不理想的。

〔改性纤维素纳米纤维〕

本发明中的改性纤维素纳米纤维是指，在纤维素或纤维素纳米纤维中具有碳数4～30的烷基或链烯基的改性纤维素纳米纤维。

具有碳数4～30的烷基或链烯基的改性纤维素纳米纤维可以如下得到：使纤维素纳米纤维的羟基、与选自碳数5～31的饱和脂肪酰氯和碳数5～31的不饱和脂肪酰氯、具有碳数4～30的烷基或链烯基和马来酸酐骨架的化合物的至少1种以上的化合物反应，导入具有碳数4～30的烷基或链烯基的修饰基团，从而得到。

另外，具有碳数4～30的烷基或链烯基的改性纤维素纳米纤维也可以如下得到：使纤维素或纸浆、与选自碳数5～31的饱和脂肪酰氯和碳数5～31的不饱和脂肪酰氯、具有碳数4～30的烷基或链烯基和马来酸酐骨架的化合物的至少1种以上的化合物反应，制作导入了具有碳数4～30的烷基或链烯基的修饰基团的改性纤维素或改性纸浆，将它们解纤，使纤维宽度纳米化，从而得到。

纤维素只要可以用作微细化材料即可，可以利用纸浆、绵、纸、人造丝(rayon)、铜氨纤维(cupra)、高湿模量粘胶纤维(polynosic)、乙酸酯等再生纤维素纤维、细菌产生纤维素、源自海鞘等动物的纤维素等。