JP2015503201A - コーティングを備えた高多孔性セパレータフィルム - Google Patents

コーティングを備えた高多孔性セパレータフィルム Download PDF

Info

Publication number
JP2015503201A
JP2015503201A JP2014545137A JP2014545137A JP2015503201A JP 2015503201 A JP2015503201 A JP 2015503201A JP 2014545137 A JP2014545137 A JP 2014545137A JP 2014545137 A JP2014545137 A JP 2014545137A JP 2015503201 A JP2015503201 A JP 2015503201A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
weight
coating
porous
film according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2014545137A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2015503201A5 (ja
JP6293056B2 (ja
Inventor
シュミッツ・ベルトラム
ブッシュ・デートレフ
クライン・ドミニク
Original Assignee
トレオファン・ジャーマニー・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング・ウント・コンパニー・コマンデイトゲゼルシャフト
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by トレオファン・ジャーマニー・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング・ウント・コンパニー・コマンデイトゲゼルシャフト filed Critical トレオファン・ジャーマニー・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング・ウント・コンパニー・コマンデイトゲゼルシャフト
Publication of JP2015503201A publication Critical patent/JP2015503201A/ja
Publication of JP2015503201A5 publication Critical patent/JP2015503201A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6293056B2 publication Critical patent/JP6293056B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/20Manufacture of shaped structures of ion-exchange resins
    • C08J5/22Films, membranes or diaphragms
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/32Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18Manufacture of films or sheets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04Coating
    • C08J7/043Improving the adhesiveness of the coatings per se, e.g. forming primers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04Coating
    • C08J7/06Coating with compositions not containing macromolecular substances
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/0008Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59
    • C08K5/0083Nucleating agents promoting the crystallisation of the polymer matrix
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/04Oxygen-containing compounds
    • C08K5/09Carboxylic acids; Metal salts thereof; Anhydrides thereof
    • C08K5/098Metal salts of carboxylic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/10Homopolymers or copolymers of propene
    • C08L23/12Polypropene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L53/00Compositions of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/054Accumulators with insertion or intercalation of metals other than lithium, e.g. with magnesium or aluminium
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/403Manufacturing processes of separators, membranes or diaphragms
    • H01M50/406Moulding; Embossing; Cutting
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411Organic material
    • H01M50/414Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
    • H01M50/417Polyolefins
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/431Inorganic material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/431Inorganic material
    • H01M50/434Ceramics
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/446Composite material consisting of a mixture of organic and inorganic materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/449Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/489Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/489Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
    • H01M50/491Porosity
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C55/00Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor
    • B29C55/005Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor characterised by the choice of materials
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C55/00Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor
    • B29C55/02Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets
    • B29C55/10Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets multiaxial
    • B29C55/12Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets multiaxial biaxial
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C55/00Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor
    • B29C55/02Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets
    • B29C55/10Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets multiaxial
    • B29C55/12Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets multiaxial biaxial
    • B29C55/14Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets multiaxial biaxial successively
    • B29C55/143Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets multiaxial biaxial successively firstly parallel to the direction of feed and then transversely thereto
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2323/00Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2323/02Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2323/10Homopolymers or copolymers of propene
    • C08J2323/12Polypropene
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • H01M10/0525Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Cell Separators (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)

Abstract

本発明は、少なくとも1つの多孔性層を含み、かつこの層が少なくとも1種のプロピレンポリマーを含有し;
(i)多孔性フィルムの多孔率が30%〜80%であり;
(ii)多孔性フィルムの透過度が1000秒未満(ガーレー数)である
二軸配向された単層または多層多孔性フィルムであって、
(iii)多孔性フィルムが無機コーティング、好ましくはセラミックコーティングを含み;
(iv)コーティングされた多孔性フィルムが1500秒未満のガーレー数を有する
ことを特徴とするフィルムに関する。
さらに、本発明は、この種のフィルムを製造する方法、ならびに高エネルギーまたは高性能システムにおける、殊にリチウム、リチウムイオン、リチウムポリマー、およびアルカリ土類金属バッテリーにおけるその使用にも関する。

Description

本発明は、コーティングされた多孔性フィルムおよびセパレータとしてのその使用、ならびにそのフィルムの製造方法に関する。
現代のデバイスは、場所に関係なく使用することができるバッテリーまたは充電式バッテリーなどのエネルギー源を必要とする。バッテリーは、処分しなければならないという欠点を抱えている。その結果、主電源(mains electrical supply)に接続された充電ユニットを用いて、繰り返し充電され得る充電式バッテリー(二次電池)がますます使用されるようになっている。例として、正しく使用した場合、従来のニッケル−カドミウム充電式バッテリー(NiCd充電式バッテリー)は、充電サイクル約1000回に及ぶ耐用寿命を有し得る。
高エネルギーおよび高性能システムによって今では、リチウム、リチウムイオン、リチウム−ポリマー、およびアルカリ土類金属バッテリーを充電式バッテリーとして使用することが増えている。
バッテリーおよび充電式バッテリーは常に、電解質溶液に浸漬している2つの電極、およびアノードとカソードとを分離するセパレータからなる。様々な充電式バッテリーの種類は、使用される電極材料、使用される電解質、およびセパレータにおいて異なる。バッテリーセパレータのタスクは、バッテリー内でカソードをアノードから物理的に分離しておくか、または充電式バッテリー内でカソードをアノードから物理的に分離しておくことである。セパレータは、内部短絡を防止するために、2つの電極を互いに電気的に絶縁する隔膜でなければならない。しかしながら同時に、セパレータは、電気化学反応が電池内で起こり得るように、イオンに対しては透過性でなければならない。
内部抵抗が可能な限り低く、高いパッキング密度を得ることができるように、バッテリーセパレータは薄くなければならない。これは、良好な動作特性および高いキャパシタンスを保証するための唯一の方法である。加えて、セパレータは、電解質を吸収する必要があり、電池が満たされた場合には、ガス交換を保証する必要がある。織物などが以前は使用されたが、この機能は今では主に、不織布および膜などの微細有孔材料によって果たされている。リチウムバッテリーでは、短絡の発生が問題である。熱負荷下では、リチウムイオンバッテリー内のバッテリーセパレータが溶融してしまい、壊滅的な結果を伴う短絡をもたらす恐れがある。リチウムバッテリーが機械的な損傷を受けたり、または充電ユニット内の不良エレクトロニクスによって過充電された場合には、類似のリスクがある。
リチウムイオンバッテリーの安全性を向上させるために過去には、シャットダウンセパレータ(シャットダウン膜)が開発された。そのような特殊なセパレータは、リチウムの融点または着火点よりもかなり低い所与の温度で、その細孔を非常に迅速に閉鎖する。この手法では、リチウムバッテリー内における短絡の破局的結果は大部分回避される。
しかしながら同時に、セパレータは、高い融点を有する材料によって提供される高い機械的強度を有することも必要である。したがって、例えば、ポリプロピレン膜が、その良好な貫入抵抗によって有利であるが、ポリプロピレンの融点は、リチウムの引火点(170℃)に非常に近い約164℃である。
リチウム技術に基づく高エネルギーバッテリーは、可能な限り大きな電気エネルギーを最小可能体積で利用することができる必要のある用途で展開されている。これは例えば、電気自動車、他にも、最大エネルギー密度が低重量で必要な他の移動用途、例えば、航空旅行および宇宙旅行において使用するためのトラクションバッテリーでの場合である。現在、350〜400Wh/Lまたは150〜200Wh/kgのエネルギー密度が、高エネルギーバッテリーでは標的化されている。特殊な電極材料(例えば、Li−CoO)を使用し、ハウジング材料を経済的に使用することによって、これらの高エネルギー密度は得られる。したがって、パウチセル型(pouch cell type)のLiバッテリーでは、個々のバッテリーユニットは現在、フィルムのみによって互いに分離されている。この理由から、内部短絡および過熱の場合には、爆発様燃焼反応が、隣接する電池にまで広がるので、そのような電池内のセパレータに対する要求はさらに大きくなっている。
そのような用途のためのセパレータ材料は、以下の特性を有さなければならない:小さい比体積を保証するために、かつ内部抵抗を低くしておくために、可能な限り薄くなければならない。そのような低い内部抵抗を保証するために、セパレータが高い多孔率を有することも重要である。さらに、低い比重量を有するように、軽くなければならず、かつ完全に安全でなければならない。これは、過熱または機械的損傷の場合には、バッテリーの燃焼または爆発をもたらすさらなる化学的反応が回避されるように、アノードおよびカソードが常時、分離したままであることを意味する。
従来技術では、ポリプロピレン膜と、より低い融点を有する材料、例えば、ポリエチレンから構成される追加の層との組合せが既知である。短絡または他の外部影響によって過熱された場合には、ポリエチレン層は溶融して、多孔性ポリプロピレン層の細孔を閉鎖し、その結果、バッテリー内でのイオンの流れ、したがって電流の流れが遮断される。さらに、温度がさらに上昇すると(160℃超)、ポリプロピレン層も溶融して、アノードおよびカソードの接触による内部短絡、ならびにその結果として起こる問題、例えば、自己発火および爆発はもはや防止することができない。さらに、ポリエチレン層とポリプロピレンとの接着に問題があるので、これらの層は、積層によってしか組み合わせることができないか、またはこれら2種の群のうちの特定のポリマーしか、同時押出することができない。高エネルギー用途におけるそのようなセパレータは、安全性に関して不十分である。この種のフィルムは、WO2010048395号(特許文献1)に記載されている。
米国特許出願公開第2011171523号(特許文献2)には、溶剤法によって得られる耐熱性セパレータが記載されている。その方法では、第1のステップで、無機粒子(チョーク、シリケート、または酸化アルミニウム)を原料(UHMW−PE)に、オイルと一緒に配合する。次いで、このブレンドを金型を介して押し出して、プレフィルム(pre−film)を形成し、細孔を作成するために、溶剤を使用して、オイルをプレフィルムから除去することができ、次いでこのフィルムを延伸して、セパレータを形成することができる。したがって、セパレータ中の無機粒子によって、バッテリー内のアノードおよびカソードを激しい過熱下でも分離しておくことが保証される。しかしながら、その方法は、粒子がセパレータの機械的特性を弱化させ、加えて、粒子の凝集によって、傷および不規則な細孔構造が生じ得るという欠点を抱えている。
米国特許出願公開第2007020525号(特許文献3)には、ポリマーをベースとするバインダーと共に無機粒子を加工することによって得られるセラミックセパレータが記載されている。このセパレータによっても、激しく過熱されても、バッテリー内のアノードおよびカソードを分離したままにすることが保証される。しかしながら、製造プロセスに費用がかかり、セパレータの機械的特性は不十分である。
独国特許第19838800号(特許文献4)は、積層構造を有する電気的セパレータを提案しており、この電気的セパレータは、多数の開口部を備え、その上にコーティングを有する平坦で柔軟な基材を含む。基材の材料は、金属、合金、プラスチック、ガラス、および炭素繊維、またはそのような材料の組合せから選択され、コーティングは、導電性ではない平坦で連続する多孔性セラミックコーティングである。セラミックコーティングを使用することで、耐熱性および耐化学薬品性は約束される。しかしながら、支持材料によって、その種のセパレータは非常に厚く、製造に問題があることが判明している。それというのも、傷のない広範囲のコーティングは、相当な技術的経費を用いて初めて生成することができるためである。
独国特許第10208277号(特許文献5)では、セパレータの重量および厚さを、不織ポリマーを使用することによって低減しているが、この場合も、その明細書に記載されているセパレータの実施形態は、殊にその用途では、可能な限り大きな細孔をセパレータ内で得ることが特に強調されているので、リチウム高エネルギーバッテリーについてセパレータに課されている要件のすべては満たしていない。しかしながら、5μmまでのその明細書において記載されている粒子を用いると、この場合、数個の粒子しか上下に位置しないので、10〜40μm厚のセパレータを製造することはできない。したがって、セパレータは必然的に、高い傷および欠陥密度(flaw and defect density)(例えば、穴、クラックなど)を有する。
WO2005038946号(特許文献6)には、織物または不織ポリマー繊維から形成された支持材を、この支持材の上および間にあり、接着剤を使用して支持材と結合されている多孔性無機セラミック層と共に含む耐熱性セパレータが記載されている。この場合も、コーティングが傷を有さないことを保証することと、その結果生じる厚さおよび重量が問題となる。
コーティング層の接着が極めて不十分であり、したがって、下塗剤を使用する必要があることが既知であるので、延伸ポリプロピレンフィルムを無機材料でコーティングすることは、現在まで、多くは実施されていない。この問題は、例えば、米国特許第4794136号(特許文献7)に記載されている。この場合、メラミン/アクリレート下塗剤を、ポリオレフィンフィルムとPVDCコーティングとの間の下塗剤として使用することが記載されている。しかしながら、下塗剤は、細孔を閉鎖する傾向を有するので、抵抗が不必要に増大する。バッテリーを調製する間のコーティングの剥離によって、追加の安全性リスクが生じる。さらに、とりわけ電解質の導電性にマイナスの作用を有さないように、下塗剤は、Liバッテリー内で使用される有機電解質に不溶性でなければならない。
意外にも、特殊な表面構造を有するポリプロピレンセパレータは、下塗剤を使用しなくても、さらに加工するために十分な接着を水性無機コーティング、好ましくはセラミックコーティングに対して示すことが発見された。下塗剤を使用せずに、複数のコーティングに対する接着も保証される。
ポリオレフィンセパレータは現在、様々な方法、すなわち、充填剤法;冷延伸、抽出法、およびβ微結晶法を使用して製造することができる。これらの方法における基本的な相違は、細孔を生じさせる多様な機構にある。
例として、非常に大量の充填剤を加えることによって、多孔性フィルムを製造することができる。充填剤とポリマーマトリックスとの不適合性によって、延伸の間に細孔を作成する。しかしながら、高い多孔率を得るために必要な40重量%までの大量の充填剤は、高い延伸比にもかかわらず、機械的強度に有害な作用を有するので、そのような製品は、高エネルギー電池においてセパレータとして使用することはできない。
いわゆる「抽出法」では、原理的には、適切な溶剤を使用して、ポリマーマトリックスから成分を放出することによって、細孔を作成する。添加剤および適切な溶剤の性質において異なる数多くの変形形態が開発されている。有機添加剤および無機添加剤の両方が抽出され得る。この種の抽出は、フィルムを製造する際の最後のプロセスステップとして実施され得るか、または後続の延伸ステップと組み合わされ得る。この場合の欠点は、生態的および経済的に危険な抽出ステップである。
さらに以前のものだが、成功している方法は、非常に低温でポリマーマトリックスを延伸することに基づく(冷延伸)。この目的のために、フィルムを初めに押し出し、次いで、数時間にわたって焼戻して、その結晶質成分を増大させる。次のプロセスステップで、多数の傷を非常に小さなマイクロクラックの形態で作成するために、フィルムを縦方向に非常に低温で延伸する。次いで、傷を有するこの事前延伸フィルムを同じ方向に、より高温で、かつより高い係数で再び延伸するが;このことによって欠陥が拡大して、ネットワーク様構造を形成する細孔になる。これらのフィルムは、高い多孔率と、良好な機械的強度とを、それらが延伸される方向、一般的には縦方向では兼ね備えている。しかしながら、横方向でのその機械的強度はまだ不十分であるので、その貫入抵抗は不十分であり、かつそれらは、縦方向に極めて分裂しやすくなっている。全体として、この方法はコスト集約的である。
多孔性フィルムを製造するための他の既知の方法は、β核形成剤をポリプロピレンと混合することに基づく。β核形成剤によって、溶融物が冷却するにつれて、ポリプロピレンは高濃度の「β微結晶」を形成する。後続の縦延伸の間に、β相はポリプロピレンのα変態へと変換される。これらの異なる結晶形は異なる密度を有するので、多数の顕微鏡的傷も、このステップで先ず作成され、それらが、後続の延伸によって裂けて細孔になる。この方法によって製造されたフィルムは高い多孔率および良好な機械的強度を縦方向および横方向に有し、それらは非常に対費用効果が高い。これらのフィルムは、本明細書において下記では、多孔性βフィルムと称される。多孔率を向上させるために、横延伸の前に、縦方向でのより高度な配向を導入することができる。
WO2010048395号 米国特許出願公開第2011171523号 米国特許出願公開第2007020525号 独国特許第19838800号 独国特許第10208277号 WO2005038946号 米国特許第4794136号 独国特許第102010018374号 独国特許第3610644号 独国特許第4420989号 欧州特許第0557721号
したがって、本発明の目的は、一方では、高い多孔率および透過度ならびに傑出した機械的強度を有する多孔性の柔軟なフィルムを提供することであり、他方では、そのフィルムの耐熱性を増大させて、高エネルギーバッテリーでも使用することができるようにすることである。さらに、多孔性の柔軟なフィルムはまた、セパレータ膜として使用する場合に内部短絡に対して十分な保護を提供すべきである。
意外にも、無機コーティング、好ましくはセラミックコーティングを、二軸配向された単層または多層多孔性フィルムに施与すると、多孔性ポリオレフィンフィルムをベースとする無機コーティング、好ましくはセラミックコーティングされたセパレータフィルムを製造することができ、二軸配向された単層または多層多孔性フィルムの多孔性が、少なくとも1つの多孔性層を含み、この層が少なくとも1種のプロピレンポリマーおよびβ核形成剤を含有し、コーティング前に、1000秒未満のガーレー数を有するフィルムを延伸する際のβ結晶質ポリプロピレンの変換によってもたらされることを発見した。
したがって、本発明は、少なくとも1つの多孔性層を含み、この層が少なくとも1種のプロピレンポリマーを含有し、
(i)多孔性フィルムの多孔率が30%〜80%であり;かつ
(ii)多孔性フィルムの透過度が1000秒未満(ガーレー数)である
する二軸配向された単層または多層多孔性フィルムであって、
(iii)多孔性フィルムが、無機コーティング、好ましくはセラミックコーティングを含み;かつ
(iv)コーティングされた多孔性フィルムが1500秒未満のガーレー数を有する
ことを特徴とするフィルムに関する。
セパレータフィルム
本発明の多孔性ポリオレフィンフィルムをベースとするセラミックコーティングされたセパレータフィルムは、ポリプロピレン(BOPP)から形成され、非常に高い多孔率および1000秒未満の高い透過度(ガーレー数)を有する多孔性の二軸配向されたフィルムを含む。そのようなBOPPフィルムをセパレータフィルムとして使用することは既に知られており、好ましくは、β核形成剤を含有する。好ましくは、フィルムを延伸する際のβ結晶質ポリプロピレンの変換によって、本発明のフィルムの多孔性がもたらされ、少なくとも1種のβ核形成剤がフィルム中に存在する。
この種のBOPPフィルムはまた、二重層コンデンサ(DLC)においてセパレータとして使用するために特に適している。
縦延伸の後に、コーティングのために本発明によって使用されるフィルムは、縦方向に中程度の配向を有し、その後に、横方向に配向されるので、BOPPフィルムとして、それらは高い多孔率および非常に高い透過度を有することとなり、かつ、縦方向への分裂傾向は緩和される。この場合、横延伸を非常に遅い延伸速度で、好ましくは、40%/秒未満の速度で実施することが有利である。
コーティングとして本発明によって使用されるフィルムは、単層フィルムとしてまたは多層フィルムとして構成され得る。ポリプロピレンポリマーおよびβ核形成剤を押出機内で溶融させ、スロットダイを通して引取ロール上に押し出すそのような単層または多層多孔性ポリプロピレンフィルムの製造は既に、独国特許第102010018374号(特許文献8)に詳述されている。溶融フィルムは、β微結晶を形成しながら引取ロール上で冷却して、固化する。次に、このフィルムを縦方向に延伸し、その直後に、横方向に延伸する。
すぐに横延伸する代わりに、コーティングのために本発明によって使用されるフィルムを、縦方向に延伸した後に巻き取ることもでき、後で、第2の横延伸手順で巻き出し、横延伸温度まで加熱し、横方向に延伸することもでき、その際、縦延伸手順のための延伸速度は、横延伸手順の延伸速度よりも速いか、または遅い。
本発明によるコーティングのために使用される多孔性BOPPフィルムは、プロピレンポリマー、好ましくはプロピレンホモポリマーおよび/またはプロピレンブロックコポリマーから構成され、β核形成剤を含有する少なくとも1つの多孔性層を含む。必要な場合には、多孔性および他の必要な特性を損なわない限り、他のポリオレフィンが、そこに少量含有されてよい。さらに、必要な場合には、微孔性層はまた、それぞれ有効量の通常の添加剤、例えば、安定剤および/または中和剤を含有してよい。
適切なプロピレンホモポリマーはプロピレン単位98重量%〜100重量%、好ましくは99重量%〜100重量%を含有し、150℃以上、好ましくは155℃〜170℃の融点(DSC)および一般的に、230℃および2.16kgの力で0.5〜10g/10分、好ましくは2〜8g/10分のメルトフローインデックス(DIN 53735)を有する。層に好ましいプロピレンホモポリマーは、15重量%未満、好ましくは1重量%〜10重量%のn−ヘプタン可溶性画分を有するプロピレンホモポリマーである。少なくとも96%、好ましくは97〜99%の高い鎖アイソタクチシティを有するアイソタクチックプロピレンホモポリマー(13C−NMR;トリアッド(triad)法)も有利に使用することができる。これらの原料は、当技術分野ではHIPP(高アイソタクチックポリプロピレン)またはHCPP(高結晶質ポリプロピレン)ポリマーとして知られており、それらのポリマー鎖の高度な立体規則性、比較的高い結晶化度、および比較的高い融点(90%〜96%未満の13C−NMRアイソタクチシティを有し、使用することもできるプロピレンポリマーと比較した場合に)によって識別される。
プロピレンブロックコポリマーは、140℃超〜170℃、好ましくは145℃〜165℃、殊に150℃〜160℃の融点、および120℃超で、好ましくは125〜140℃の範囲で始まる溶融範囲を有する。コモノマー含有率、好ましくはエチレン含有率は、1重量%〜20重量%の範囲、例えば、好ましくは1重量%〜10重量%の範囲である。プロピレンブロックコポリマーのメルトフローインデックスは一般的に、1〜20g/10分、好ましくは1〜10g/10分の範囲である。
適切な場合には、多孔性層は、特性、殊に多孔率および機械的強度を損なわない限り、他のポリオレフィンを追加的に含有することができる。他のポリオレフィンの例は、20重量%以下のエチレン含有率を有するエチレンおよびプロピレンのランダムコポリマー、20重量%以下のオレフィン含有率を有するプロピレンとC〜Cオレフィンとのランダムコポリマー、ならびに10重量%以下のエチレン含有率を有し、かつ15重量%以下のブチレン含有率を有するプロピレン、エチレン、およびブチレンのターポリマーである。好ましい実施形態の一つでは、多孔性層は、プロピレンホモポリマーおよび/またはプロピレンブロックコポリマーならびにβ核形成剤、さらには適切な場合には、安定剤および中和剤からのみ構成されている。
好ましい実施形態の一つでは、本発明によって使用されるコーティングのための多孔性BOPPフィルムは、いわゆるメタロセン触媒を用いて製造されるポリオレフィンを全く含有しない。
基本的に、多孔性層のためのβ核形成剤は、ポリプロピレン溶融物を冷却する際にポリプロピレンのβ結晶の形成を促進する任意の既知の添加剤であってよい。この種のβ核形成剤およびポリプロピレンマトリックス中におけるそれらの作用機序は、当技術分野でそれ自体知られており、以下で詳述することとする。
ポリプロピレンは、様々な結晶相を有することが既知である。溶融物を冷却する際に、通常は、α結晶質PP形態が主に形成され;これは、155〜170℃、好ましくは158〜162℃の範囲の融点を有する。特異的な温度プロファイルを使用することによって、溶融物を冷却する際に、少量のβ結晶相を生成することができ、これは、単斜晶系α変態とは対照的に、145〜152℃、好ましくは148〜150℃のかなり低下した融点を有する。ポリプロピレンを冷却する際に増大した画分のβ変態を生成する添加剤、例えば、γ−キナクリドン、ジヒドロキナクリジン、またはフタル酸のカルシウム塩が当技術分野で既知である。
本発明の目的のために、好ましくは、プロピレンホモポリマー溶融物を冷却する際に、40〜95%、好ましくは50〜85%(DSC)のβ画分を生成する高度に活性なβ核形成剤を使用する。β画分は、冷却したプロピレンホモポリマー溶融物のDSCから決定する。好ましくは例えば、本明細書で参照される独国特許第3610644号(特許文献9)に記載されているとおりの炭酸カルシウムおよび有機二炭酸から形成される二成分β核形成系を使用する。これも本明細書で参照される独国特許第4420989号(特許文献10)に記載されているとおりのピメリン酸カルシウムまたはスベリン酸カルシウムなどの二炭酸のカルシウム塩が特に好ましい。加えて、欧州特許第0557721号(特許文献11)に記載されているジカルボキサミド、殊にN,N−ジシクロヘキシル−2,6−ナフタレンジカルボキサミドが、適切なβ核形成剤である。
β核形成剤に加えて、高い画分のβ結晶質ポリプロピレンを得るために、未延伸溶融フィルムが冷却している間、一定の温度範囲およびそれらの温度での滞留時間を維持することも重要である。溶融フィルムを好ましくは、60℃〜140℃、殊に80℃〜130℃、例えば85℃〜128℃の温度で冷却する。β微結晶の成長は、遅い冷却によっても促進されるので、選択された温度での必要な滞留時間が十分に長くなるように、引取速度、すなわち、溶融フィルムが第1の冷却ロール上を通過する速度を遅くすべきである。引取速度は好ましくは、25m/分未満、特に1〜20m/分である。滞留時間は一般的に、20〜300秒、好ましくは30〜200秒である。
多孔性層は一般に、多孔性層の重量に対して表して、プロピレンホモポリマーおよび/またはプロピレンブロックコポリマー45重量%〜100重量%未満、好ましくは50重量%〜95重量%、ならびに少なくとも1種のβ核形成剤0.001重量%〜5重量%、好ましくは50〜10000ppmを含有する。さらなるポリオレフィンが層中に含有されている場合には、プロピレンホモポリマーまたはブロックコポリマーの画分を相応して低減する。一般に、層中の追加のポリマーの量は、追加的に含有されている場合に、0〜<10重量%、好ましくは0〜5重量%、殊に0.5重量%〜2重量%である。同様に、5重量%よりも多い量の核形成剤を使用する場合には、プロピレンホモポリマーまたはプロピレンブロックコポリマーの前述の画分を低減することとなる。加えて、層は、適切な場合には通常の安定剤および中和剤、さらには他の添加剤を2重量%未満の通常の低量で含有することができる。
好ましい実施形態の一つでは、プロピレンホモポリマーおよびプロピレンブロックコポリマーをブレンドすることによって、多孔性層を形成する。これらの実施形態での多孔性層は一般に、層に対する重量として表して、プロピレンホモポリマー50重量%〜85重量%、好ましくは60重量%〜75重量%、およびプロピレンブロックコポリマー15重量%〜50重量%、好ましくは25重量%〜40重量%、および少なくとも1種のβ核形成剤0.001重量%〜5重量%、好ましくは50〜10000ppm、ならびに適切な場合には、上述の安定剤および中和剤などの添加剤を含有する。この場合も、0〜<10重量%、好ましくは0〜5重量%、殊に0.5重量%〜2重量%の量のさらなるポリオレフィンが存在してよく、次いで、プロピレンホモポリマーまたはブロックコポリマーの画分を適切に低減する。
本発明のフィルムの特に好ましい実施形態の一つは、ピメリン酸カルシウムまたはスベリン酸カルシウム50〜10000ppm、好ましくは50〜5000ppm、殊に50〜2000ppmを多孔性層におけるβ核形成剤として含有する。
多孔性フィルムは、単層または多層であってよい。フィルムの厚さは一般的に、10〜100μm、好ましくは15〜60μm、例えば15〜40μmの範囲である。多孔性フィルムの表面に、電解質の充填を改善するために、コロナ処理、火炎処理、またはプラズマ処理を施すことができる。
多層実施形態の一つでは、フィルムは、上記のとおりに構成されているさらなる多孔性層を含み、その場合、様々な多孔性層の組成は、必ずしも同じである必要はない。多層実施形態では、個々の層の厚さは一般的に、2〜50μmである。
コーティングされる多孔性フィルムの密度は一般的に、0.1〜0.6g/cm、好ましくは0.2〜0.5g/cmの範囲である。
コーティングされるフィルムの泡立ち点は、350nm超であるべきではなく、好ましくは20〜350nm、殊に40〜300nm、特に好ましくは50〜300nmの範囲であるべきであり、平均細孔直径は、50〜100nmの範囲、好ましくは60〜80nmの範囲であるべきである。
コーティングされる多孔性フィルムの多孔率は一般的に、30%〜80%、好ましくは50%〜70%の範囲である。
コーティングされる多孔性フィルム、殊に多孔性BOPPフィルムは、好ましくは0.3μm〜6μm、特に好ましくは0.5〜5μm、殊に0.5〜3.5μmである規定の粗さRz(ISO4287、粗さ測定、1ライン、振幅パラメーター粗さプロファイル、Leica DCM3D装置、ガウスフィルター、0.25mm)を有する。
無機コーティング、好ましくはセラミックコーティング
本発明の二軸配向された単層または多層多孔性フィルムは、無機コーティング、好ましくはセラミックコーティングを表面の少なくとも一方の面に含む。
コーティングは、電気絶縁性である。
本発明の無機コーティング、好ましくはセラミックコーティングは、無機粒子も意味すると理解すべきセラミック粒子を含む。D50値として表される粒径は、0.05〜15μmの範囲、好ましくは0.1〜10μmの範囲である。正確な粒径の選択は、無機コーティング、好ましくはセラミックコーティングの厚さに依存している。この場合、D50値は、無機コーティング、好ましくはセラミックコーティングの厚さの50%以下、好ましくは無機コーティング、好ましくはセラミックコーティングの厚さの33%以下、殊に無機コーティング、好ましくはセラミックコーティングの厚さの25%以下であるべきであることが示されている。本発明の特に好ましい実施形態の一つでは、D90値は、無機コーティング、好ましくはセラミックコーティングの厚さの50%以下、好ましくは無機コーティング、好ましくはセラミックコーティングの厚さの33%以下、殊に無機コーティング、好ましくはセラミックコーティングの厚さの25%以下である。
用語「無機粒子、好ましくはセラミック粒子」は、本発明の内容において使用する場合、上記の粒径を有する限り、すべての天然または合成無機質を意味すると理解すべきである。無機粒子、好ましくはセラミック粒子は、任意の寸法を有してよいが、球形粒子が好ましい。さらに、無機粒子、好ましくはセラミック粒子は、結晶質、部分結晶質(最小30%の結晶化度)、または非結晶質であってよい。
用語「セラミック粒子」は、本発明の内容で使用する場合、シリケート原料、酸化物原料、殊に金属酸化物、ならびに/または非酸化物および非金属原料をベースとする材料を意味すると理解すべきである。
適切なシリケート原料には、SiO四面体、例えば、シート状またはフレームワーク状シリケートを有する材料が包含される。
適切な酸化物原料、殊に金属酸化物の例は、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、チタン酸バリウム、ジルコン酸チタン酸鉛、亜鉄酸塩、および酸化亜鉛である。
適切な非酸化物および非金属原料の例は、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、ホウ化チタン、およびケイ化モリブデンである。
本発明によって使用される粒子は、電気絶縁性材料、好ましくは、金属Al、Zr、Si、Sn、Ti、および/またはYの非導電性酸化物からなる。そのような粒子の製造は例えば、独国特許第10208277号(特許文献5)に詳述されている。
無機粒子、好ましくはセラミック粒子のうちには、殊に、分子式SiOを有するケイ素の酸化物、ならびに分子式AlNaSiOを有する混合酸化物、および分子式TiOを有するチタンの酸化物をベースとする粒子があり;これらは、結晶質形態、非晶質形態、または混合形態で存在してよい。好ましくは、無機粒子、好ましくはセラミック粒子は、殊に30%超の結晶化度を有する多結晶質材料である。
本発明の無機コーティング、好ましくはセラミックコーティングの厚さは好ましくは、0.5μm〜80μm、殊に1μm〜40μmである。
施与する無機コーティング、好ましくはセラミックコーティングの量は好ましくは、乾燥後のバインダーおよび粒子に対して、0.5g/m〜80g/m、殊に1g/m〜40g/mである。
施与する無機粒子、好ましくはセラミック粒子の量は好ましくは、乾燥後の粒子に対して、0.4g/m〜60g/m、殊に0.9g/m〜35g/mである。
本発明の無機コーティング、好ましくはセラミックコーティングは、1.5〜5g/cm、好ましくは2〜4.5g/cmの範囲の密度を好ましくは有する無機粒子、好ましくはセラミック粒子を含む。
本発明の無機コーティング、好ましくはセラミックコーティングは、モース硬度(Moh scale)で2の最小硬度を好ましくは有する無機粒子、好ましくはセラミック粒子を含む。
本発明の無機コーティング、好ましくはセラミックコーティングは、少なくとも160℃、殊に少なくとも180℃、特に好ましくは少なくとも200℃の融点を好ましくは有する無機粒子、好ましくはセラミック粒子を含む。さらに、前述の粒子はまた、前述の温度で分解しない。既知の方法、例えばDSC(示差走査熱分析)またはTG(熱重量分析)を使用して、上記のデータを決定することができる。
本発明の無機コーティング、好ましくはセラミックコーティングは、100kPa、特に好ましくは最小限150kPa、殊に最小限250kPaの最小圧縮強度を好ましくは有する無機粒子、好ましくはセラミック粒子を含む。用語「圧縮強度」は、存在する粒子のうちの最低90%が、施与された圧力によって破壊されないことを意味する。
好ましいコーティングは、0.5μm〜80μmの厚さおよび0.05〜15μm(D50値)の範囲、好ましくは0.1〜10μm(D50値)の範囲の無機粒子、好ましくはセラミック粒子を有する。
特に好ましいコーティングは、(i)0.5μm〜80μmの厚さ、(ii)0.05〜15μm(D50値)の範囲、好ましくは0.1〜10μm(D50値)の範囲で、100kPa、特に好ましくは最小限150kPa、殊に最小限250kPaの最小圧縮強度のセラミック粒子を有する。
特に好ましいコーティングは、(i)0.5μm〜80μmの厚さ、(ii)0.05〜15μm(D50値)の範囲、好ましくは0.1〜10μm(D50値)の範囲で、100kPa、特に好ましくは最小限150kPa、殊に最小限250kPaの最小圧縮強度の無機粒子、好ましくはセラミック粒子を有し、D50値は、無機コーティング、好ましくはセラミックコーティングの厚さの50%以下、好ましくは無機コーティング、好ましくはセラミックコーティングの厚さの33%以下、殊に無機コーティング、好ましくはセラミックコーティングの厚さの25%以下である。
列挙した無機粒子、好ましくはセラミック粒子に加えて、本発明の無機コーティング、好ましくはセラミックコーティングは、ポリ二塩化ビニリデン(PVDC)、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリエチレンイミン、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリウレタン、ポリカーボネート、シリケートバインダー、グラフトポリオレフィン、ハロゲン化ポリマー群からのポリマー、例えばPTFE、およびそれらのブレンドをベースとするバインダーによって形成される群から選択される少なくとも1種の最終固結バインダー(final consolidating binder)を含む。
本発明によって使用されるバインダーは、電気絶縁性であるべきであり、すなわち、いかなる導電性も示すべきではない。「電気絶縁性」または「非導電性」は、これらの特性が僅かな程度までは存在してよいが、コーティングされていないフィルムでの値を増大させないことを意味する。
ポリ二塩化ビニリデン(PVDC)、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリエチレンイミン、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリウレタン、ポリカーボネート、シリケートバインダー、グラフトポリオレフィン、ハロゲン化ポリマー群からのポリマー、例えばPTFE、およびそれらのブレンドをベースとするバインダーによって形成される群から選択される最終固結バインダーの量は、好ましくは0.05g/m〜20g/m、殊に0.1g/m〜10g/m[バインダーのみ、乾燥時]である。ポリ二塩化ビニリデン(PVDC)をベースとするバインダーでの好ましい範囲は、0.05g/m〜20g/m、好ましくは0.1g/m〜10g/m[バインダーのみ、乾燥時]である。
本発明の無機コーティング、好ましくはセラミックコーティングは、乾燥状態のバインダーおよび無機粒子、好ましくはセラミック粒子に対して、無機粒子、好ましくはセラミック粒子98重量%〜50重量%と、ポリ二塩化ビニリデン(PVDC)、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリエチレンイミン、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリウレタン、ポリカーボネート、シリケートバインダー、グラフトポリオレフィン、ハロゲン化ポリマー群からのポリマー、例えばPTFE、およびそれらのブレンドをベースとするバインダーによって形成される群から選択されるバインダー2重量%〜50重量%とを含み、ここで、バインダーのうち、ポリ二塩化ビニリデン(PVDC)をベースとする最終固結バインダーが好ましい。さらに、本発明のセラミックコーティングは、分散液の調節に必要なだけの少量の添加剤を含有することもできる。
既知の技術を使用して、殊にアプリケーターブレードを用いるか、または多孔性BOPPフィルム上に噴霧することによって、本発明の無機コーティング、好ましくはセラミックコーティングを施与する。
好ましくは、無機コーティング、好ましくはセラミックコーティングを、分散液として施与する。これらの分散液は好ましく水性分散液であり、本発明の無機粒子、好ましくはセラミック粒子に加えて、列挙したバインダーのうちの少なくとも1種、好ましくはポリ二塩化ビニリデン(PVDC)をベースとするバインダー、水、および必要な場合には、分散液の安定性または多孔性BOPPフィルムに対するぬれ性を向上させる有機物質を含む。有機物質は、モノアルコールまたはポリアルコール、殊に、140℃を超えない沸点を有するものなどの揮発性有機物質である。イソプロパノール、プロパノール、およびエタノールが、その利用可能性によって特に好ましい。
無機粒子、好ましくはセラミック粒子の施与は、例えば、独国特許第10208277号(特許文献5)に詳述されている。
好ましい分散液は:
(i)無機粒子、好ましくはセラミック粒子20重量%〜90重量%、特に好ましくは30重量%〜80重量%;
(ii)ポリ二塩化ビニリデン(PVDC)、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリエチレンイミン、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリウレタン、ポリカーボネート、シリケートバインダー、グラフトポリオレフィン、ハロゲン化ポリマー群からのポリマー、例えばPTFE、およびそれらのブレンドをベースとするバインダーによって形成される群から選択されるバインダー1重量%〜30重量%、特に好ましくは1.5重量%〜20重量%(ここで、バインダーのうち、ポリ二塩化ビニリデン(PVDC)をベースとする最終固結バインダーが好ましい);
(iii)適切な場合には、分散液の安定性または多孔性BOPPフィルムに対するぬれ性を向上させる有機物質、殊にモノアルコールまたはポリアルコール1重量%〜30重量%、特に好ましくは0.01重量%〜0.5重量%;
(iv)適切な場合には、分散安定剤および/または消泡剤などのさらなる添加剤0.00001重量%〜10重量%、特に好ましくは0.001重量%〜5重量%;
(v)成分全部の合計が100重量%となるような水
を含む。
本発明はさらに、本発明による無機、好ましくはセラミックコーティングされた多孔性BOPPフィルムの製造方法に関する。この方法では、自体既知のフラットフィルム押出または同時押出法を使用して、多孔性フィルムを製造する。プロピレンホモポリマーおよび/またはプロピレンブロックコポリマーならびにβ核形成剤および適切な場合には、個々の層の他のポリマーのブレンドを一緒に混合し、押出機内で溶融させ、かつ必要な場合には、同時に、かつ一緒にスロットダイを通して、引取ロール上に押し出すか、または同時押し出しし、その引取ロール上で単層または多層溶融フィルムを固化させ、β微結晶を形成させながら冷却するような手法で、この方法を実施する。プレフィルム中で形成するβ結晶質ポリプロピレンの画分が可能な限り高いように、冷却温度および冷却時間を選択する。一般に、1つの引取ロールまたは複数の引取ロールのこの温度は、60℃〜140℃、好ましくは80℃〜130℃である。この温度での滞留時間は変動させることができ、少なくとも20〜300秒、好ましくは30〜100秒であるべきである。こうして得られるプレフィルムは一般的に、β微結晶40〜95%、好ましくは50〜85重量%を含有する。
次いで、延伸によって、β微結晶がα−結晶質ポリプロピレンに変換し、マトリックス様多孔性構造が形成するような手法で、高いβ結晶質ポリプロピレン画分を有するこのプレフィルムを二軸延伸する。二軸延伸(配向)を一般的に、順々に実施し、その際に好ましくは、初めに縦延伸(流れ方向)を実施し、続いて横延伸(流れ方向に対して垂直)を実施する。
縦方向への延伸に関して、初めに、冷却したプレフィルムを先ず1つまたは複数の加熱ロール上にガイドし、その加熱ロールで、フィルムを適切な温度まで加熱する。一般に、この温度は140℃未満、好ましくは70℃〜120℃である。次いで、縦延伸を一般的に、標的延伸比に適した異なる速度で作動する2つのロールを用いて実施する。この場合の縦延伸比は、2:1〜6:1、好ましくは3:1〜5:1の範囲である。縦方向での配向が高くなりすぎることを防止するために、例えば、比較的狭い延伸ギャップを設置することによって、縦延伸の際の幅収縮を小さくしておく。延伸ギャップの長さは一般的に、3〜100mm、好ましくは5〜50mmである。適切な場合には、エキスパンダーなどの固定エレメントが、小さな幅収縮に寄与し得る。収縮は、10%未満、好ましくは0.5〜8%、殊に1〜5%であるべきである。この縦延伸の後に、フィルムを先ず、適切な焼戻しロール上で、もう一度冷却する。次に、いわゆる加熱帯域において、一般的に120〜145℃の温度である横延伸温度までフィルムを再加熱する。次に、適切な幅出し機を使用して、横延伸を実施し、その際、横延伸比は、2:1〜9:1、好ましくは3:1〜8:1の範囲である。本発明の高い多孔率を得るために、0%超〜40%/秒、好ましくは0.5%〜30%/秒、殊に1%〜15%/秒の範囲の中程度から遅い横延伸速度で、横延伸を実施する。
必要な場合には、最終延伸、一般的には横延伸の後に、電解質の充填を促進するように、フィルムの表面をコロナ処理、プラズマ処理、または火炎処理する。好ましくは、後でコーティングされないフィルム表面を、この手法で処理する。
最後に、必要な場合には、フィルムを110℃〜150℃、好ましくは125℃〜145℃の温度で約5〜500秒、好ましくは10〜300秒にわたって、例えばロールまたは温風キャビネット上に保持する熱硬化(thermofixing)(加熱処理)を実施する。適切な場合には、熱硬化の直前か、またはその間に、フィルムを収束するようにガイドし、その際、収束率は好ましくは5〜25%、殊に8%〜20%である。用語「収束」は、横延伸プロセスの終了時での最大フレーム幅が、熱硬化の終了時の幅よりも大きくなるように、横延伸フレームの軽微な合流を意味すると理解すべきである。明らかに、同じことが、フィルムウェブの幅にも当てはまる。横延伸フレームの収束程度は、横延伸フレームの最大幅Bmaxおよび最終フィルム幅Bフィルムから、以下の式を使用して算出される収束率として示される:
収束率[%]=100×(Bmax−Bフィルム)/Bmax
最後に、通常の手法で、引取装置を使用して、フィルムを巻き取る。
縦延伸および横延伸を1つのプロセスで順番に実施する既知の連続法では、プロセス速度に依存しているのは、横延伸速度だけではない。引取速度および冷却速度も、プロセス速度の関数として変動する。したがってこれらのパラメーターは、互いに独立に選択することはできない。このことから、その他については同一の条件下で、比較的遅いプロセス速度では、横延伸速度が低下するだけでなく、プレフィルムの冷却速度または引取速度も低下するということになる。このことは、必ずではないが、追加の問題の原因となり得る。
したがって、本発明の方法のさらなる実施形態の一つでは、連続して延伸されるフィルムを製造するための方法を、2つの別々のプロセスに、すなわち、縦延伸後の最終冷却までで、それを包含するプロセスのステップすべてを含む第1のプロセスと(本明細書において下記では、縦延伸プロセスと称する)、縦延伸プロセス後のプロセスのステップすべてを含む第2のプロセス(本明細書において下記では、横延伸プロセスと称される)とに分割することが有利である。2ステッププロセスとしての本発明の方法のこの実施形態は、第1のプロセスのプロセス速度を、したがって、個々の条件、殊に、冷却速度および引取速度、さらには縦延伸条件を横延伸速度とは独立に選択することが可能であることを意味する。同様に、第2の横延伸プロセスでは、任意の手法で、例えば、プロセス速度を低下させることによってか、または延伸フレームを延長することによって、β微結晶の形成または縦延伸条件にマイナスの影響をもたらすことなく、横延伸速度を低下させることができる。上記のとおりに縦延伸プロセスを実施し、次いで、この縦に延伸させたフィルムを冷却した後に、フィルムを巻き取ることによって、プロセスのこの変形形態を実行する。次いで、この縦に延伸させたフィルムを第2の横延伸プロセスで使用する。すなわち、この第2のプロセスでは、上記のとおりに縦に延伸させたフィルムを冷却した後のプロセスのステップすべてを実施する。こうして、最適な横延伸速度を独立に選択することができる。
縦延伸プロセスまたは横延伸プロセスまたは連続プロセスに関して上記で挙げた用語「プロセス速度」はそれぞれの場合に、個々の最終巻取のためにフィルムが走行する、例えばm/分での速度を意味すると理解すべきである。状況に応じて、横延伸プロセスは有利には、縦延伸プロセスよりも速いか、または遅いプロセス速度を有してよい。
多孔性フィルムを製造するための本発明の方法におけるプロセス条件は、二軸配向フィルムを製造するために通常適用されるプロセス条件とは異なる。高い多孔率および透過度を得るために、プレフィルムを形成するための固化のための冷却条件および他にも温度と、延伸係数との両方が重要である。初めに、高いβ微結晶画分をプレフィルムにおいて得るために、適切に遅く、かつ中程度の冷却を、すなわち、比較的高温を使用する必要がある。後続の縦延伸で、β結晶をα変態に変換すると、傷がマイクロクラックの形態で生成する。これらの傷が十分な数および正確な形態で得られるように、縦延伸は比較的低温で実施する必要がある。横延伸で、これらの傷を破壊して細孔にすることで、これらの多孔性フィルムの特徴的なネットワーク構造を形成する。
通常のBOPPプロセスと比較すると、これらの低温、殊に縦延伸の間のこれらの低温は、一方では、ポリマーマトリックスに高い配向を導入し、他方では、引裂の危険を増大する高い延伸力を必要とする。所望の多孔率が高いほど、延伸の際の温度は低くなければならず、それに応じて、延伸係数を増大させる必要がある。したがって、フィルムの多孔率および透過度を増大させるにつれて、プロセスは基本的により臨界的になる。したがって、無制限に、より高い延伸係数またはより低い延伸温度を使用して、多孔率を増大させることはできない。殊に、低い縦延伸温度は、フィルムの操作信頼性のかなりの減損および分裂傾向の望ましくない増大をもたらす。したがって、例えば、70℃未満のより低い縦延伸温度によって、多孔率を向上させることはもはやできない。
さらに、フィルムの多孔率および透過度に、横延伸の際の延伸速度によって、追加的な影響を及ぼすことが可能である。遅い横延伸速度によって、製造プロセスの間に引裂または他の傷がさらに増えることなく、多孔率および透過度が増大する。フィルムは、高い多孔率および透過度、機械的強度、製造プロセスの間の良好な操作信頼性、ならびに縦方向への低い分裂傾向の特殊な組合せを示す。
続いて、既知の技術、例えばアプリケーターブレードまたはスプレーまたは印刷を使用して、多孔性BOPPフィルム上に分散液、好ましくは水性分散液の形態で、本発明の無機コーティング、好ましくはセラミックコーティングを、先に調製した多孔性BOPPフィルムに施与する。
この目的のために、無機コーティング、好ましくはセラミックコーティングを、先に調製した多孔性BOPPフィルムに直接施与するので、下塗剤でフィルムの事前処理を実施するか、またはコーティングのために使用されるセラミックコーティング剤中で下塗剤を使用する必要はない。さらに、殊に多孔性BOPPフィルムを用いる場合、フィルムの表面、殊に、次いでコーティングされる予定のフィルム面の後処理を、既知のコロナ処理、プラズマ処理、または火炎処理方法を使用して実施する必要はなく、無機コーティング、好ましくはセラミックコーティングを、多孔性BOPPフィルムに直接施与することができることが示されている。
好ましくは、施与する分散液の量は、1g/m〜80g/mである。次に、通常の工業用乾燥機を使用して、新たにコーティングした多孔性BOPPフィルムを乾燥させ、その後、存在するバインダーを硬化させる。乾燥を通常、50℃〜140℃の範囲の温度で実施する。この場合の乾燥期間は、30秒〜60分である。
本発明によって、その高い透過度のために高エネルギーバッテリーでの使用に適していて、同時に、機械的強度、殊に低い分裂傾向に関する要件を満たし、この適用に必要な熱安定性も有するフィルムを利用することができるようになる。
さらに、非常に高い透過度が必要とされるか、または有利であろう他の用途で、フィルムを有利に利用することができる。例は、高い所要出力のバッテリー、殊にリチウムバッテリーにおける高多孔性セパレータとしてのものである。
本発明の多孔性ポリオレフィンフィルムをベースとする無機、好ましくはセラミックコーティングされたセパレータフィルムは、30%〜80%の多孔率および1000秒未満の透過度(ガーレー数)を有するポリプロピレンから形成される多孔性二軸配向フィルムを含み、本発明の無機コーティング、好ましくはセラミックコーティングを有するセパレータフィルムの透過度は、1500秒未満(ガーレー数)である。
本発明のセパレータフィルム上の無機コーティング、好ましくはセラミックコーティングは、下塗剤の介在なしに得られる良好な接着を有する。接着は以下のとおりに決定する:
コーティングの接着が不十分な場合には、コーティングはエッジから剥げ落ち、指でこすり落とすことができる。
接着が良好な場合には、クラックが折り曲げエッジ部分でせいぜい見られる程度で、フィルムに対する接着は無傷なままである。
以下の測定方法を使用して、原料およびフィルムを特性決定した:
粒径の定義および決定:
ISO13320−1に従ってレーザ散乱法によって、平均粒子直径または平均粒径(=D50またはD90)を決定した。粒径分析の適切な装置の例は、Microtrac S 3500である。
メルトフローインデックス:
DIN 53 735に従って、2.16kgの負荷下および230℃で、プロピレンポリマーのメルトフローインデックスを測定した。
融点:
本発明の内容における融点は、DSC曲線の最大値である。融点を決定するために、20℃〜200℃の範囲で10K/1分の加熱および冷却速度で、DSC曲線を使用した。融点を決定するために、通常どおり、200℃から20℃まで10K/1分で冷却した後に、10K/1分での第2の加熱曲線を記録した。
プレフィルムのβ含有率:
以下の手法でプレフィルムで実施されるDSC測定を使用して、プレフィルムのβ含有率も決定した:プレフィルムを10K/分の加熱速度でDSC内で、初めに220℃に加熱して溶融させ、次いで再び冷却した。この第1の加熱曲線から、β結晶相の融解エンタルピー(Hβ)の、β結晶相およびα結晶相の融解エンタルピーの合計(Hβ+Hα)に対する比として、結晶化度Kβ,DSCを決定した。
β,DSC[%]=100×Hβ/(Hβ+Hα
密度:
DIN53 479のメゾッドAに従って、密度を決定した。
泡立ち点:
ASTM F316に従って、泡立ち点を決定した。
多孔率:
以下のとおり、純粋なポリプロピレンの密度ρppに対するフィルムの密度の低下(ρフィルム−ρpp)として、多孔率を算出した:
多孔率[%]=100×(ρpp−ρフィルム)/ρpp
透過度(ガーレー数)
ASTM D726−58に従って、ガーレー試験器を使用して、フィルムの透過度を測定した。この場合、空気100cmが試験片1平方インチ(6.452cm)を透過するために必要な時間(秒)を決定した。フィルムを挟んでの差圧は、12.4cm高さの水柱の圧力に対応する。必要な時間が、ガーレー数に対応する。
収縮:
収縮によって、縦延伸の間にフィルムの幅が変化する。この場合、Bは、縦延伸の前のフィルムの幅を定義しており、Bは、縦延伸の後のフィルムの幅を定義している。縦方向は流れ方向であり;横方向は、流れ方向を横断する方向である。したがって、%としての収縮は、元の幅Bと、決定された幅との差に100を掛けたものである:
収縮B[%]=[(B−B)/B]×100[%]
接着:
テンプレートを使用して、フィルムの6×6cm切片を切り取った。この切片を、3cm重ねて0.5mmのエッジ半径および8×8×8cmの寸法を有するステンレス鋼製立方体に施与した。次いで、突出部3cmを、立方体のエッジの上で直角に曲げた。
コーティングの接着が不十分だった場合には、コーティングはエッジから剥げ落ち、指でこすり落とすことができた。
接着が良好な場合には、クラックが折り曲げエッジ部分でせいぜい見られた程度で、フィルムの接着は残った。
次いで、本発明を以下の例を参照しつつ説明する。
例:
3種の無機コーティング剤を無機コーティング、好ましくはセラミックコーティングのために作った。この目的のために、市販のPVDCコーティング剤(DIOFAN(登録商標)A 297)をバインダーとして、無機粒子と共に使用し;コーティング剤の粘度を調節して、ワイヤアプリケーターブレードを使用してDIOFAN(登録商標)A 297をポリプロピレンフィルム上に均一に分散させることができるように、水およびイソプロパノールを加えた。加えて、一方では、溶剤成分を乾燥除去した後に、耐摩耗性コーティングが形成し、他方では、開いた透気性多孔性構造を形成するために、未だ十分に開いた(コーティングのない)帯域がセラミック粒子の間に存在するように、PVDCの画分を選択した。コーティング剤の組成を表1に詳細に示す。有機粒子は球形のシリケート粒子(Zeeospheres(商標)、3M)およびTiO粒子であった。
例において言及されるフィルムの製造:
フィルム例1
核形成剤としてのピメリン酸カルシウムをミキサー内で、0.04重量%の濃度でアイソタクチックポリプロピレンホモポリマー(融点162℃;MFI3g/10分)、プロピレンホモポリマー、およびプロピレンブロックコポリマーから形成された粒状物と混合し、二軸スクリュー押出機内で溶融させた(ケーシング温度240℃および200L/分)。押し出しプロセスの後に、溶融物をスロットダイを通して、245℃の押出温度で押し出して、一重のフィルムを形成した。
このフィルムは以下の組成を有した:
4.5重量%のn−ヘプタン可溶性画分(PP100%に対して)および165℃の融点;ならびに230℃および負荷2.16kgで3.2g/10分のメルトフローインデックス(DIN53 735)を有するプロピレンホモポリマー(PP) 約50重量%;
ブロックコポリマーに対して約5重量%のエチレン画分および6g/10分のメルトフローインデックス(230℃および2.16kg)を有するプロピレン−エチレン−ブロックコポリマー 約49.96重量%
β核形成剤として微小なピメリン酸Ca 0.04重量%。
フィルムは追加的に、通常の量の安定剤および中和剤を含有した。
押出の後に、第1の引取ロールおよびさらなる三本ロール(roller trio)上でポリマーブレンドを引き取り、冷却し、固化させ、次いで、縦延伸し、横延伸し、固定した。条件の詳細は以下のとおりである:
押出: 押出温度245℃、
冷却ロール: 温度125℃、
引取速度: 1.5m/分(引取ロール上での滞留時間:55秒)、
縦延伸: 延伸ロールT=90℃、
縦延伸: 4倍、
横延伸: 加熱帯域T=145℃、
延伸帯域: T=145℃、
横延伸: 4倍。
この手法で製造された多孔性フィルムは厚さ約20μmであり、0.30g/cmの密度を有し、なお白色不透明の外観を有した。多孔率は66%であり、ガーレー数は180秒であった。
フィルム例2
核形成剤としてのピメリン酸カルシウムをミキサー内で、0.04重量%の濃度でアイソタクチックポリプロピレンホモポリマー(融点162℃;MFI3g/10分)、プロピレンホモポリマー、およびプロピレンブロックコポリマーから形成された粒状物と混合し、二軸スクリュー押出機内で溶融させた(ケーシング温度240℃および200L/分)。押し出しプロセスの後に、溶融物をスロットダイを通して、245℃の押出温度で押し出して、一重のフィルムを形成した。
このフィルムは以下の組成を有した:
4.5重量%のn−ヘプタン可溶性画分(PP100%に対して)および165℃の融点;ならびに230℃および負荷2.16kgで3.2g/10分のメルトフローインデックス(DIN53 735)を有する高アイソタクチックプロピレンホモポリマー(PP)(Borealis、HC300BF) 約80重量%;
ブロックコポリマーに対して約5重量%のエチレン画分および6g/10分のメルトフローインデックス(230℃および2.16kg)を有するプロピレン−エチレン−ブロックコポリマー
約19.96重量%
β核形成剤として微小なピメリン酸Ca 0.04重量%。
フィルムは追加的に、通常の量の安定剤および中和剤を含有した。
押出の後に、第1の引取ロールおよびさらなる三本ロール上でポリマーブレンドを引き取り、冷却し、固化させ、次いで、縦延伸し、横延伸し、固定した。条件の詳細は以下のとおりである:
押出: 押出温度245℃、
冷却ロール: 温度125℃、
引取速度: 1.5m/分(引取ロール上での滞留時間:55秒)、
縦延伸: 延伸ロールT=95℃、
縦延伸: 4倍、
横延伸: 加熱帯域T=145℃、
延伸帯域: T=145℃、
横延伸: 4倍。
この手法で製造された多孔性フィルムは厚さ約20μmであり、0.30g/cmの密度を有し、なお白色不透明の外観を有した。多孔率は68%であり、ガーレー数は150秒であった。
Figure 2015503201
例1
ワイヤアプリケーターブレード(ワイヤ直径:0.4mm)を使用して、微孔性BOPPフィルム(フィルム例1)に、コーティング1の組成(表1)を有するシリケートコーティングを手動で施与した。セラミック懸濁液でのフィルムのぬれは均一であった。次いで、コーティングしたフィルムを乾燥キャビネット内、90℃で1時間乾燥させた。乾燥の後に、コーティングは、フィルムに対して良好な接着を示した。次に、コーティング重量、コーティング層の厚さ、およびガーレー数を使用して空気の透過度を決定した。180秒から210秒への、ガーレー数のほんの僅かな増大が観察された。
例2
ワイヤアプリケーターブレード(ワイヤ直径:0.4mm)を使用して、微孔性BOPPフィルム(フィルム例1)に、コーティング2の組成(表1)を有するシリケートコーティングを手動で施与した。コーティング液2は、PVDCバインダーの画分がより高いことにおいて、コーティング1とは異なった。コーティングの後に、セラミック懸濁液でのフィルムのぬれは均一であった。再び、コーティングしたフィルムを乾燥キャビネット内、90℃で1時間乾燥させた。乾燥の後に、フィルムに対するコーティングの接着は、例1においてよりも良好であった。さらに、ほぼ同じコーティング重量で、透過度(ガーレー値)はかなり高かった。ガーレー数が180秒から420秒に増大したことが観察された。
例3
ワイヤアプリケーターブレード(ワイヤ直径:0.4mm)を使用して、微孔性BOPPフィルム(フィルム例1)に、コーティング3の組成(表1)を有する酸化チタンコーティングを手動で施与した。コーティングの後に、セラミック懸濁液でのフィルムのぬれは均一であった。再び、コーティングしたフィルムを乾燥キャビネット内、90℃で1時間乾燥させた。乾燥の後に、フィルムに対するコーティングの接着は、良好であった。ガーレー数が180秒から350秒に増大したことが観察された。
例4
ワイヤアプリケーターブレード(ワイヤ直径:0.7mm)を使用して、微孔性BOPPフィルム(フィルム例2)に、コーティング1の組成(表1)を有するシリケートコーティングを手動で施与した。セラミック懸濁液でのフィルムのぬれは均一であった。乾燥キャビネット内、90℃で1時間の乾燥の後に、フィルムに対するコーティングの接着は、高いコーティング重量にもかかわらず良好であった。この場合、180秒から220秒へのほんの僅かなガーレー数の増大が観察された。
例6(比較例)
例1に記載したとおり、ワイヤアプリケーターブレード(ワイヤ直径:0.4mm)を使用して、Celgard製の市販の微孔性セパレータ(C200)に、コーティング1の組成(表1)を有するシリケートコーティングを手動で施与することを試みた。コーティング液によるぬれは観察されず、乾燥の後に、再び剥がれ落ちた。
例5(比較例)
例2に記載したとおり、ワイヤアプリケーターブレード(ワイヤ直径:0.4mm)を使用して、Celgard製のセパレータ(C200)に、コーティング2の組成(表1)を有するシリケートコーティングを手動で施与することを試みた。この場合も、PVDC含有率を高めても、コーティング液によるぬれは観察されず、乾燥の後に、再び剥がれ落ちた。
例7(比較例)
例1に記載したとおり、ワイヤアプリケーターブレード(ワイヤ直径:0.4mm)を使用して、UBE製の別の市販のポリオレフィンセパレータに、コーティング1の組成(表1)を有するシリケートコーティングを手動で施与することを試みた。コーティング液はぬれを示さず、乾燥の後に、再び剥がれ落ちた。
例8(比較例)
例2に記載したとおり、ワイヤアプリケーターブレード(ワイヤ直径:0.4mm)を使用して、UBE製のポリオレフィンセパレータに、コーティング2の組成(表1)を有するシリケートコーティングを手動で施与することを試みた。この場合も、高いPVDC含有率を有するコーティングはぬれを示さず、乾燥の後に、再び剥がれ落ちた。
例9(比較例)
例1の手法で、ワイヤアプリケーターブレード(ワイヤ直径:0.4mm)を使用して、塗装性を目的として、未処理のPPフィルムと比較して表面張力を増大させるためにコロナ処理によって処理しておいた市販の二軸延伸ポリプロピレン包装用フィルム(Treofan製のGND 30)に、コーティング1の組成(表1)を有するシリケートコーティングを手動で施与することを試みた。この場合も、高いPVDC含有率を有するコーティングはぬれを示さず、乾燥の後に、再び剥がれ落ちた。
例10(比較例)
高いPVDC含有率を有するコーティング2も、Treofan製の二軸延伸ポリプロピレン包装用フィルムGND 30に対してぬれおよび接着を示さなかった。
Figure 2015503201

Claims (29)

  1. 少なくとも1つの多孔性層を含み、かつこの層が少なくとも1種のプロピレンポリマーを含有し;
    (i)多孔性フィルムの多孔率が30%〜80%であり;
    (ii)多孔性フィルムの透過度が1000秒未満(ガーレー数)である
    二軸配向された単層または多層多孔性フィルムであって、
    (iii)多孔性フィルムが無機コーティング、好ましくはセラミックコーティングを含み;
    (iv)コーティングされた多孔性フィルムが1500秒未満のガーレー数を有する
    ことを特徴とするフィルム。
  2. 延伸される際のβ結晶質ポリプロピレンの変換によって、多孔性がもたらされ、少なくとも1種のβ核形成剤がフィルム中に存在することを特徴とする、請求項1に記載のフィルム。
  3. プロピレンポリマーがプロピレンホモポリマーおよび/またはプロピレンブロックコポリマーであることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載のフィルム。
  4. β核形成剤が、ピメリン酸および/もしくはスベリン酸のカルシウム塩、ならびに/またはナノスケールの酸化鉄であることを特徴とする、請求項2または請求項3に記載のフィルム。
  5. プロピレンホモポリマーおよびプロピレンブロックコポリマーを含有することを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一つに記載のフィルム。
  6. プロピレンホモポリマー50重量%〜85重量%、プロピレンブロックコポリマー15重量%〜50重量%、およびβ核形成剤50〜10000ppmを含有することを特徴とする、請求項2〜5のいずれか一つに記載のフィルム。
  7. 密度が0.1〜0.5g/cmの範囲であることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一つに記載のフィルム。
  8. 厚さが10〜100μmであることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか一つに記載のフィルム。
  9. プロピレンポリマーが、メタロセン触媒を使用して製造されたものでないことを特徴とする、請求項1〜8のいずれか一つに記載のフィルム。
  10. 無機コーティング、好ましくはセラミックコーティングが、D50値として表して、0.05〜15μmの範囲、好ましくは0.1〜10μmの範囲の粒径を有する無機粒子、好ましくはセラミック粒子を含むことを特徴とする、請求項1〜9のいずれか一つに記載のフィルム。
  11. 無機粒子、好ましくはセラミック粒子が、金属Al、Zr、Si、Sn、Ti、および/またはYの非電導性酸化物を含むことを特徴とする、請求項10に記載のフィルム。
  12. 無機粒子、好ましくはセラミック粒子が、分子式SiOを有するケイ素の酸化物、ならびに分子式AlNaSiOを有する混合酸化物、および分子式TiOを有するチタンの酸化物をベースとする粒子を含み、結晶質形態、非晶質形態、または混合形態で存在し得ることを特徴とする、請求項10または請求項11に記載のフィルム。
  13. 無機粒子、好ましくはセラミック粒子が、少なくとも160℃、好ましくは少なくとも180℃、殊に少なくとも200℃の融点を有することを特徴とする、請求項1〜12のいずれか一つに記載のフィルム。
  14. 無機コーティング、好ましくはセラミックコーティングの厚さが、0.5μm〜80μm、好ましくは1μm〜40μmであることを特徴とする、請求項1〜13のいずれか一つに記載のフィルム。
  15. 施与されている無機コーティング、好ましくはセラミックコーティングの量が0.5g/m〜80g/m、好ましくは1g/m〜40g/mであることを特徴とする、請求項1〜14のいずれか一つに記載のフィルム。
  16. 施与されている無機粒子、好ましくはセラミック粒子の量が0.4g/m〜60g/m、好ましくは0.9g/m〜35g/mであることを特徴とする、請求項1〜15のいずれか一つに記載のフィルム。
  17. 無機コーティング、好ましくはセラミックコーティングが、ポリ二塩化ビニリデン(PVDC)をベースとする最終固結バインダー(final consolidating binder)をさらに含むことを特徴とする、請求項1〜16のいずれか一つに記載のフィルム。
  18. 無機コーティング、好ましくはセラミックコーティングが、100kPaの最小圧縮強度、好ましくは最小限150kPa、殊に最小限250kPaの最小圧縮強度を有する無機粒子、好ましくはセラミック粒子を含むことを特徴とする、請求項1〜17のいずれか一つに記載のフィルム。
  19. ポリ二塩化ビニリデン(PVDC)、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリエチレンイミン、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリウレタン、ポリカーボネート、シリケートバインダー、グラフトポリオレフィン、ハロゲン化ポリマー群からのポリマー、例えば、PTFE、およびそれらのブレンドをベースとするバインダーによって形成される群から選択される最終固結バインダーの施与量が、0.5g/m〜20g/m、好ましくは0.1g/m〜10g/mであり、ポリ二塩化ビニリデン(PVDC)をベースとするバインダーが好ましいことを特徴とする、請求項17または請求項18に記載のフィルム。
  20. 無機コーティング、好ましくはセラミックコーティングが、セラミック粒子98重量%〜50重量%と、ポリ二塩化ビニリデン(PVDC)、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリエチレンイミン、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリウレタン、ポリカーボネート、シリケートバインダー、グラフトポリオレフィン、ハロゲン化ポリマー群からのポリマー、例えば、PTFE、およびそれらのブレンドをベースとするバインダーによって形成される群から選択される少なくとも1種の最終固結バインダー(terminally consolidating binder)、好ましくはポリ二塩化ビニリデン(PVDC)をベースとするバインダー2重量%〜50重量%とを含むことを特徴とする、請求項1〜19のいずれか一つに記載のフィルム。
  21. 無機コーティング、好ましくはセラミックコーティングが、多孔性フィルムに直接施与されていることを特徴とする、請求項1〜20のいずれか一つに記載のフィルム。
  22. 請求項2〜21のいずれか一つに記載のコーティングされたフィルムを製造する方法であって、
    (i)単層または多層多孔性ポリプロピレンフィルムを押し出すステップであって、プロピレンポリマーおよびβ核形成剤を押出機内で溶融させ、スロットダイを通して引取ロール上に押し出すステップと;
    (ii)次いで、β微結晶を形成させながら、押し出された溶融フィルムを冷却および固化するステップと;
    (iii)次いで、このフィルムを縦方向に延伸し、その後、横方向に延伸するステップであって、横延伸を40%/秒未満の遅い延伸速度で実施し、フィルムが、製造後に1000秒未満のガーレー数を有するステップと;
    (iv)以下(a)から(e):
    (a)無機粒子、好ましくはセラミック粒子20重量%〜90重量%、特に好ましくは30重量%〜80重量%;
    (b)ポリ二塩化ビニリデン(PVDC)、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリエチレンイミン、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリウレタン、ポリカーボネート、シリケートバインダー、グラフトポリオレフィン、ハロゲン化ポリマー群からのポリマー、例えば、PTFE、およびそれらのブレンドをベースとするバインダーによって形成される群から選択されるバインダー1重量%〜30重量%、特に好ましくは1.5重量%〜20重量%、ここで、これらのバインダーの中でも、ポリ二塩化ビニリデン(PVDC)をベースとするバインダーが好ましく;
    (c)適切な場合には、分散液の安定性または多孔性BOPPフィルム上へのぬれ性を向上させる有機物質、殊にモノアルコールまたはポリアルコール1重量%〜30重量%、特に好ましくは0.01重量%〜0.5重量%;
    (d)適切な場合には、分散液安定剤および/または消泡剤などのさらなる添加剤0.00001重量%〜10重量%、特に好ましくは0.001重量%〜5重量%;
    (e)分散液の成分全部の合計が100重量%となるような水
    を含む分散液を施与するステップと、
    (v)分散液でコーティングした多孔性フィルムを乾燥させるステップと
    を含む方法。
  23. (iii)による延伸を、2つの別々のプロセスステップで実施することを特徴とする、請求項22に記載の方法。
  24. 多孔性BOPPフィルムに、既知のコロナ処理、プラズマ処理、または火炎処理方法のいずれかでのフィルムの表面、殊に、後でコーティングする予定のフィルム面の後処理を施さないことを特徴とする、請求項22または請求項23に記載の方法。
  25. ステップ(iii)の後であってステップ(iv)においてコーティングを施与する前に、多孔性BOPPフィルムに、さらなる後処理を施さず、直接コーティングすることを特徴とする、請求項22、23または24に記載の方法。
  26. ステップ(iii)の後であってステップ(iv)においてコーティングを施与する前に、多孔性BOPPフィルムが0.3μm〜6μm、好ましくは0.5〜5μm、殊に0.5〜3.5μmの粗さRzを有することを特徴とする、請求項22〜25のいずれか一つに記載の方法。
  27. 請求項1〜20のいずれか一つに記載のコーティングされたフィルムを製造するための、以下の(a)から(e):
    (a)無機粒子、好ましくはセラミック粒子20重量%〜90重量%、特に好ましくは30重量%〜80重量%;
    (b)ポリ二塩化ビニリデン(PVDC)、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリエチレンイミン、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリウレタン、ポリカーボネート、シリケートバインダー、グラフトポリオレフィン、ハロゲン化ポリマー群からのポリマー、例えば、PTFE、およびそれらのブレンドをベースとするバインダーによって形成される群から選択されるバインダー1重量%〜30重量%、特に好ましくは1.5重量%〜20重量%、ここで、ポリ二塩化ビニリデン(PVDC)をベースとするバインダーが好ましく;
    (c)適切な場合には、分散液の安定性または多孔性BOPPフィルム上へのぬれ性を向上させる有機物質、殊にモノアルコールまたはポリアルコール1重量%〜30重量%、特に好ましくは0.01重量%〜0.5重量%;
    (d)適切な場合には、分散液安定剤および/または消泡剤などのさらなる添加剤0.00001重量%〜10重量%、特に好ましくは0.001重量%〜5重量%;
    (e)成分全部の合計が100重量%となるような水
    を含む分散液の使用。
  28. 高エネルギーまたは高性能システムにおける、殊にリチウム、リチウムイオン、リチウム−ポリマー、およびアルカリ土類金属バッテリーにおけるセパレータとしての、請求項1〜21のいずれか一つに記載のフィルムの使用。
  29. 請求項1〜21のいずれか一つに記載のフィルムを含有する高エネルギーまたは高性能システム、殊にリチウム、リチウムイオン、リチウム−ポリマー、およびアルカリ土類金属バッテリー。
JP2014545137A 2011-12-08 2012-12-07 コーティングを備えた高多孔性セパレータフィルム Expired - Fee Related JP6293056B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011120474A DE102011120474A1 (de) 2011-12-08 2011-12-08 Hochporöse Separator- Folie mit Beschichtung
DE102011120474.5 2011-12-08
PCT/EP2012/005064 WO2013083280A1 (de) 2011-12-08 2012-12-07 Hochporöse separator-folie mit beschichtung

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2015503201A true JP2015503201A (ja) 2015-01-29
JP2015503201A5 JP2015503201A5 (ja) 2018-01-18
JP6293056B2 JP6293056B2 (ja) 2018-03-14

Family

ID=47469864

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014545137A Expired - Fee Related JP6293056B2 (ja) 2011-12-08 2012-12-07 コーティングを備えた高多孔性セパレータフィルム

Country Status (9)

Country Link
US (2) US20150280195A1 (ja)
EP (1) EP2789032A1 (ja)
JP (1) JP6293056B2 (ja)
KR (1) KR20140107238A (ja)
CN (1) CN103988336B (ja)
CA (1) CA2858442A1 (ja)
DE (1) DE102011120474A1 (ja)
MX (1) MX2014006865A (ja)
WO (1) WO2013083280A1 (ja)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103474609B (zh) * 2013-09-27 2015-12-09 中材科技股份有限公司 一种叠涂复合锂电池隔膜
CN103811701B (zh) * 2014-01-26 2016-05-18 中国电器科学研究院有限公司 锂离子电池隔膜的材料一致性快速评价方法
DE102015001215A1 (de) 2014-04-25 2016-08-04 Treofan Germany Gmbh & Co. Kg Biaxial orientierte Folie mit Partikel-haltiger poröser Schicht
DE102014005890A1 (de) 2014-04-25 2015-10-29 Treofan Germany Gmbh & Co. Kg Biaxial orientierte Folie mit Partikel-haltiger poröser Schicht
CN104191774B (zh) * 2014-08-13 2016-05-04 江苏安瑞达新材料有限公司 一种新型耐高温锂电池隔膜的制备工艺
WO2017031159A1 (en) * 2015-08-17 2017-02-23 Celgard, Llc Improved battery separators and related methods
DE102015013515A1 (de) 2015-10-20 2017-04-20 Treofan Germany Gmbh & Co. Kg Biaxial orientierte poröse Folie mit Partikel-haltiger poröser Schicht und anorganischer Beschichtung
JP6025956B1 (ja) * 2015-11-30 2016-11-16 住友化学株式会社 非水電解液二次電池用セパレータ、非水電解液二次電池用積層セパレータ、非水電解液二次電池用部材および非水電解液二次電池
CN107326539B (zh) * 2017-06-16 2019-03-26 凤台精兴生物科技有限公司 一种高阻隔性改性聚偏氯乙烯纤维滤膜的制备方法
CN107528037A (zh) * 2017-07-17 2017-12-29 贵阳时代沃顿科技有限公司 一种高孔隙率高吸液率锂电隔膜及其制备方法
CN109422890A (zh) * 2017-08-25 2019-03-05 北京师范大学 一种复合聚丙烯微孔膜及其制备方法和用途
WO2019057271A1 (en) * 2017-09-20 2019-03-28 Applied Materials, Inc. METHOD AND TREATMENT SYSTEM FOR FORMING COMPONENT OF ELECTROCHEMICAL ENERGY ACCUMULATOR DEVICE AND OXIDATION CHAMBER
CN115528379A (zh) 2018-04-11 2022-12-27 宁德新能源科技有限公司 隔离膜及储能装置
DE102018007418A1 (de) 2018-09-20 2020-03-26 Treofan Germany Gmbh & Co. Kg Biaxial orientierte Folie mit Partikel-haltiger poröser Schicht
CN113677423B (zh) * 2019-03-29 2025-02-25 Sabic环球技术有限责任公司 具有聚丙烯骨架的接枝共聚物薄膜和纳米多孔聚丙烯膜
DE102019112089A1 (de) * 2019-05-09 2020-11-12 Brückner Maschinenbau GmbH & Co. KG Folie mit wenigstens zwei Schichten und Verfahren zu ihrer Herstellung
WO2021017553A1 (zh) 2019-07-26 2021-02-04 瑞新材料科技(香港)有限公司 复合隔膜、电池及电池组
CN110565237B (zh) * 2019-09-12 2021-04-27 广东蒙泰高新纤维股份有限公司 一种pe-pp桔瓣型复合纺超细旦纤维制造锂电池隔膜的方法
CN110970588A (zh) * 2019-12-18 2020-04-07 江苏厚生新能源科技有限公司 钠离子电池用涂覆隔膜及其制备方法、钠离子电池
US20230344082A1 (en) * 2020-10-06 2023-10-26 Lg Energy Solution, Ltd. Method for manufacturing separator for secondary battery, separator obtained therefrom and secondary battery including the same
CN116472100A (zh) * 2020-11-11 2023-07-21 阿姆泰克研究国际公司 无溶剂隔膜
KR20230000710A (ko) 2021-06-25 2023-01-03 주식회사 엘지에너지솔루션 이차전지용 분리막
FR3141566B1 (fr) * 2022-10-27 2025-10-24 Keey Aerogel Séparateur isolant pour batterie électrique
CN115895366B (zh) * 2023-01-09 2023-05-16 扬州腾飞电缆电器材料有限公司 涂层前驱体、天然纤维基阻水包带及其制备方法与应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009045775A (ja) * 2007-08-15 2009-03-05 Mitsubishi Plastics Inc 積層多孔性フィルム、それを利用した電池用セパレータおよび電池
JP2011171290A (ja) * 2010-01-21 2011-09-01 Toray Ind Inc 蓄電デバイス用セパレータ
WO2011134626A1 (de) * 2010-04-26 2011-11-03 Treofan Germany Gmbh & Co. Kg Hochporöse separator-folie

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1004076B (zh) 1985-04-01 1989-05-03 中国科学院上海有机化学研究所 β-晶型聚丙烯生产方法
US4794136A (en) 1987-01-05 1988-12-27 Mobil Oil Corporation Primer for PVDC topcoats on OPP film
US6235823B1 (en) 1992-01-24 2001-05-22 New Japan Chemical Co., Ltd. Crystalline polypropylene resin composition and amide compounds
DE4420989B4 (de) 1994-06-16 2005-04-14 Borealis Polymere Holding Ag Verfahren zur Erhöhung des Anteils der ß-Modifikation in Polypropylen
DE19838800C1 (de) 1998-05-06 2000-03-16 Fraunhofer Ges Forschung Batterieseparator auf Basis von keramisch beschichtetem Trägermaterial
US6432586B1 (en) * 2000-04-10 2002-08-13 Celgard Inc. Separator for a high energy rechargeable lithium battery
DE10208277A1 (de) * 2002-02-26 2003-09-04 Creavis Tech & Innovation Gmbh Elektrischer Separator, Verfahren zu dessen Herstellung und Verwendung
DE10221310A1 (de) * 2002-05-14 2003-12-11 Trespaphan Gmbh Hochaktives beta-Nukleierungsadditiv für Polypropylen
DE10255122A1 (de) * 2002-11-26 2004-06-03 Creavis Gesellschaft Für Technologie Und Innovation Mbh Langzeitstabiler Separator für eine elektrochemische Zelle
DE10347566A1 (de) * 2003-10-14 2005-05-12 Degussa Keramischer Separator für elektrochemische Zellen mit verbesserter Leitfähigkeit
CN100577692C (zh) * 2005-01-11 2010-01-06 西巴特殊化学品控股有限公司 用受控自由基聚合方法制备的均聚物和共聚物的后改性方法
KR100686816B1 (ko) 2005-07-22 2007-02-26 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지
US9293752B2 (en) * 2007-01-30 2016-03-22 Asahi Kasei E-Materials Corporation Multilayer porous membrane and production method thereof
US8304113B2 (en) 2007-03-05 2012-11-06 Advanced Membrane Systems, Inc. Polyolefin and ceramic battery separator for non-aqueous battery applications
EP2517880B1 (en) * 2007-06-06 2014-03-26 Asahi Kasei E-materials Corporation Multilayer porous film
KR101002161B1 (ko) * 2007-11-29 2010-12-17 주식회사 엘지화학 다공성 코팅층이 형성된 세퍼레이터, 그 제조방법 및 이를 구비한 전기화학소자
JP5519682B2 (ja) 2008-10-24 2014-06-11 東レバッテリーセパレータフィルム株式会社 多層微多孔膜ならびにかかる膜を製造および使用するための方法
DE102008061748A1 (de) * 2008-12-12 2010-06-24 Treofan Germany Gmbh & Co. Kg Mehrschichtige mikroporöse Folie für Batterien mit Abschaltfunktion
DE102008061746A1 (de) * 2008-12-12 2010-06-24 Treofan Germany Gmbh & Co. Kg Einschichtige mikroporöse Folie für Batterien mit Abschaltfunktion
DE102009060446A1 (de) * 2009-12-22 2011-06-30 Treofan Germany GmbH & Co. KG, 66539 Mikroporöse Separator-Folie für Doppelschichtkondensatoren
US8470468B2 (en) * 2010-02-12 2013-06-25 GM Global Technology Operations LLC Lithium-ion batteries with coated separators
TWI425700B (zh) * 2010-12-22 2014-02-01 Ind Tech Res Inst 二次電池、電池隔離膜及其製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009045775A (ja) * 2007-08-15 2009-03-05 Mitsubishi Plastics Inc 積層多孔性フィルム、それを利用した電池用セパレータおよび電池
JP2011171290A (ja) * 2010-01-21 2011-09-01 Toray Ind Inc 蓄電デバイス用セパレータ
WO2011134626A1 (de) * 2010-04-26 2011-11-03 Treofan Germany Gmbh & Co. Kg Hochporöse separator-folie

Also Published As

Publication number Publication date
MX2014006865A (es) 2014-07-14
CN103988336A (zh) 2014-08-13
KR20140107238A (ko) 2014-09-04
WO2013083280A1 (de) 2013-06-13
US20150280195A1 (en) 2015-10-01
DE102011120474A1 (de) 2013-06-13
CN103988336B (zh) 2019-01-15
EP2789032A1 (de) 2014-10-15
JP6293056B2 (ja) 2018-03-14
US20200058916A1 (en) 2020-02-20
CA2858442A1 (en) 2013-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6293056B2 (ja) コーティングを備えた高多孔性セパレータフィルム
JP6118818B2 (ja) コーティングおよびシャットダウン機能を備えた高多孔性セパレータフィルム
JP6205375B2 (ja) 部分的なコーティングを備えた高多孔性セパレータフィルム
CA2797025C (en) Highly porous separator foil
CN102265429B (zh) 具有切断功能的用于电池的单层微孔薄膜
CN102265428B (zh) 具有切断功能的用于电池的多层微孔薄膜
KR20150066532A (ko) 균질한 다공성과 천공에 대해 더 큰 저항성을 가지는 미세다공성 분리막 필름
CA2946783A1 (en) Biaxially oriented film having a particle-containing porous layer
JP2017513996A5 (ja)
KR20180069050A (ko) 입자-함유 다공성 층 및 무기 코팅을 갖는 이축 배향 다공성 필름

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20151201

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20151201

A524 Written submission of copy of amendment under article 19 pct

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A524

Effective date: 20160527

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20161124

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20161124

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170216

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170712

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20171010

A524 Written submission of copy of amendment under article 19 pct

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A524

Effective date: 20171129

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20171130

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180124

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180213

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6293056

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees