[发明专利]聚烯烃多层微多孔膜及其制造方法

说明书

课题为提供聚烯烃多层微多孔膜，其在伴随着高能量密度化的薄膜隔膜中不仅具有迄今为止的外部短路性、高温形状保持特性，且还能改善高温时的耐异物性。解决手段为聚烯烃多层微多孔膜，其中，包含超高分子量聚丙烯和高密度聚乙烯的第1层形成于包含超高分子量聚乙烯和高密度聚乙烯的第2层的两面，在第1层中，聚丙烯含量小于20％的区域为30％以上且60％以下，聚丙烯含量为20％以上的区域的最大直径的平均值为0.1μm以上且10μm以下，上述聚丙烯含量是由利用AFM‑IR测定的1465cmsupgt;‑1/supgt;的激光照射时和1376cmsupgt;‑1/supgt;的激光照射时的AFM悬臂的位移求出的，所述聚烯烃多层微多孔膜在90℃时的穿刺伸长率为0.40mm/μm以上。

技术领域

本发明涉及聚烯烃多层微多孔膜及其制造方法。

背景技术

微多孔膜被用于过滤膜、透析膜等过滤器，电池用隔膜、用于电解电容器的隔膜等各种领域中。这其中，将聚烯烃作为树脂材料的聚烯烃微多孔膜由于耐化学药品性、绝缘性、机械强度等优异，且具有关闭特性，近年来被广泛用作电池用隔膜。

二次电池(例如锂离子二次电池)由于能量密度高而被广泛用作个人计算机、移动电话等中使用的电池。近年来，对于作为电动汽车、混合动力汽车等应对环境问题的汽车的驱动用电池而被搭载、以增加行驶距离(比汽油汽车更长)为目的的锂离子二次电池而言，其高能量密度化等高性能化正在逐渐发展，同时对安全性的要求也变得更高，另外，持续要求更高层次的改良。

特别是大型高容量锂离子电池的情况下，作为电池而言的特性是重要的，与此同时，更高的可靠性也很重要。具体而言，例如因高能量密度化而使得发生热失控温度的低温度化，由此要求更高层次地确保安全性。从安全性的观点考虑，对于电池中使用的隔膜除了要求例如耐外部短路性、高温耐热性等特性之外，特别还要求高的耐内部短路性。

此时，作为在隔膜中确保安全性的方法，已知：通过设计成高强度来避免膜破裂从而防止短路的方法，通过控制暴露于高热时的隔膜的行为从而能够抑制电池内部的温度上升。

钉刺试验是针对内部短路评价安全性的主要方法中的代表性试验之一。其是对使钉子贯穿电池而强制性地使之发生内部短路时的电池行为进行观察的试验，已知此时的电池的行为通过隔膜的热收缩、熔融特性来控制。

另外，通常实施的安全性试验根据二次电池(例如锂离子二次电池)的种类而不同。对于将正极、负极与隔膜卷绕并装入罐中而成的圆筒型电池的安全性试验而言，实施被称为冲击试验的试验，其中，使重物从电池的外部落下，对由隔膜被破坏从而电极直接接触所引起的短路及爆炸、起火的有无进行确认。另一方面，对于层压型(也称为袋型，其为不装入罐中而将正极、负极以夹持隔膜并相互重叠而成的物体利用层压进行密封而成的结构)电池而言，通过上述钉刺试验，确实地将隔膜破坏以使其内部短路，并对是否因电极的直接接触而引起短路及爆炸、起火、及/或其程度进行确认。

另外，对于隔膜中使用的聚烯烃多层微多孔膜，还要求防止锂离子二次电池的温度上升的关闭(shut down)功能。所谓关闭功能，是指达到高温时，构成隔膜的聚烯烃熔融而堵塞孔隙，使电池反应停止的功能，在近年来的高能量密度设计中，要求更低温的关闭特性。

并且，对于隔膜中使用的聚烯烃多层微多孔膜，除关闭功能以外，还要求熔化(melt down)特性。所谓熔化特性，是指在关闭后即使电池内的温度进一步上升时，也能够由隔膜的熔融来防止电极间的短路的熔融形状保持性。

对于电池用隔膜而言，其在电池中具有防止两极短路的绝缘性、确保安全性，并且通过在其空孔内保持电解液而具有离子透过性，在电池的安全性及电池特性(例如容量、输出特性、循环特性)等方面也起到重要的作用。特别是，近年来的要求变得非常严格，当务之急是隔膜的进一步改善。