JP2023536551A - リチウムイオン電池用セパレータ、その製造方法及びそれによって製造されたリチウムイオン電池 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、さらに、前記耐高温特性を有するリチウムイオン電池用セパレータの製造方法を提供し、
本発明は、またさらに、前記耐高温特性を有するリチウムイオン電池用セパレータによって製造されたリチウムイオン電池を提供する。
耐高温特性を有するリチウムイオン電池用セパレータであって、前記セパレータは、厚さが3.5~30μmであり、孔隙率が30~80%であり、孔径が20~2000nmで調整可能であり、二方向延伸強度が50MPa以上であり、通気度が400s/100cc以下であり、破断温度が160℃以上である。
質量パーセント基準で、20~60%のポリプロピレン主材、2~10%の可溶化剤、30~80%の溶媒、0.1~5%の成核助剤及び/又は0.1~1%の酸化防止剤を混合、溶融可塑化し、二軸スクリュで押出した後、熱誘起相分離により鋳片を得て、その後、鋳片の延伸、抽出及び抽出後のドライフィルム延伸、引き込め、熱成形などの後処理を経て得られ、又は、熱誘起相分離により得られた鋳片に対して直接抽出及び抽出後のドライフィルム延伸、引き込め、熱成形などの後処理を行って得られてもよい。
好ましくは、前記可溶化剤が、ポリエチレン/プロピレンコポリマー、ポリプロピレン/エチレン-ブテンコポリマー、ポリプロピレン/エチレン-ヘキセンコポリマー、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス及びポリエステルワックスのうちの1つ又は複数の混合物を含む。当該構成の可溶化剤は、可塑化効果を大幅に向上させることができる。
用語「…によって製造される」は、「含む」と同じ意味である。本明細書で使用する用語「含む」、「含有する」、「有する」又はそのあらゆる変形は、非排他的な包含をカバーすることを意図する。例えば、列挙されている要素を含む組成物、ステップ、方法、製品又は装置は必ずしもそれらの要素に限るとは限らず、明記していない他の要素又はこのような組成物、ステップ、方法、製品若しくは装置に固有の要素を含んでもよい。
同時供給及び非同時供給の方式で、質量パーセント基準で30%のメルトインデックスが0.5g/10分のポリプロピレン、5%のポリエチレン/プロピレンコポリマー及び63.8%の100#鉱油を粉体秤量装置及びプランジャーポンプによって、それぞれ、二軸スクリュ押出機に投入し、さらに1%の1,3:2,4-ビス(3,4-ジメチルベンジリデン)ソルビトール(即ち、3988成核剤)及び2‰の1076酸化防止剤を加えて190℃で溶融による可塑化を行った。なお、スクリュ温度は220℃であり、溶融物のパイプ温度は200℃であり、ダイ温度は195℃であり、同方向二軸スクリュの回転数は90rmpであった。
同時供給及び非同時供給の方式で、質量パーセント基準で31%のポリプロピレン、6%のポリプロピレン/エチレン-ブテンコポリマー及び61.55%の100#鉱油を粉体秤量装置及びプランジャーポンプによって、それぞれ、二軸スクリュ押出機に投入し、さらに1.1%の1,3:2,4-ビス(3,4-ジメチルベンジリデン)ソルビトール(即ち、3988成核剤)及び3.5‰の1076酸化防止剤を加えて185℃で溶融による可塑化を行った。なお、ポリプロピレンは、メルトインデックスがそれぞれ0.5g/10分、2g/10分であるポリプロピレンの配合物であり、配合比は8:2であり、スクリュ温度は210℃であり、溶融物のパイプ温度は200℃であり、ダイ温度は195℃であり、同方向二軸スクリュの回転数は80rmpであった。
同時供給の方式で、質量パーセント基準で35%のポリプロピレン、3%のポリエチレンワックス及び59.5%の流動パラフィンを粉体秤量装置及びプランジャーポンプによって、それぞれ、二軸スクリュ押出機に投入し、さらに2%のアジピン酸及び5‰の1010酸化防止剤を加えて190℃で溶融による可塑化を行った。なお、ポリプロピレンは、メルトインデックスがそれぞれ0.5g/10分、2g/10分であるポリプロピレンの配合物であり、配合比は6:4であり、スクリュ温度は205℃であり、溶融物のパイプ温度は205℃であり、ダイ温度は190℃であり、同方向二軸スクリュの回転数は100rmpであった。
同時供給及び非同時供給の方式で、質量パーセント基準で30%のメルトインデックスが0.5g/10分のポリプロピレン、5%のポリエチレン/プロピレンコポリマー及び63.8%の100#鉱油を粉体秤量装置及びプランジャーポンプによって、それぞれ、二軸スクリュ押出機に投入し、さらに1%の1,3:2,4-ビス(3,4-ジメチルベンジリデン)ソルビトール(即ち、3988成核剤)及び2‰の1076酸化防止剤を加えて190℃で溶融による可塑化を行った。なお、スクリュ温度は220℃であり、溶融物のパイプ温度は200℃であり、ダイ温度は195℃であり、同方向二軸スクリュの回転数90rmpであった。
同時供給及び非同時供給の方式で、質量パーセント基準で30%のメルトインデックスが0.5g/10分のポリプロピレン、5%のポリエチレン/プロピレンコポリマー及び63.8%の100#鉱油を粉体秤量装置及びプランジャーポンプによって、それぞれ、二軸スクリュ押出機に投入し、さらに1%の1,3:2,4-ビス(3,4-ジメチルベンジリデン)ソルビトール(即ち、3988成核剤)及び2‰の1076酸化防止剤を加えて190℃で溶融による可塑化を行った。なお、スクリュ温度は220℃であり、溶融物のパイプ温度は200℃であり、ダイ温度は195℃であり、同方向二軸スクリュの回転数は90rmpであった。
実施例1と比べて、主材はPEであり、湿式法プロセスで製造した。
実施例1と比べて、主材はPPであり、乾式法プロセスで製造した。
Claims (8)
- 耐高温特性を有するリチウムイオン電池用セパレータの製造方法であって、質量パーセント基準で、20~60%のポリプロピレン主材、2~10%の可溶化剤、30~80%の溶媒、0.1~5%の成核助剤及び/又は0.1~1%の酸化防止剤を混合、溶融可塑化し、二軸スクリュで押出した後、熱誘起相分離により鋳片を得て、
その後、鋳片の延伸、抽出及び後処理を経て得られ、又は、
直接抽出及び後処理を経て得られ、
前記鋳片の延伸工程において、130~165℃の風温及び124~140℃のフィルム表面温度を保持し、3~60m/分の延伸速度で(1~30)倍縦方向延伸し、(1~30)倍横方向延伸し且つ/又は(1~30)×(1~30)倍二方向同時延伸し、
前記後処理は、順次行われるドライフィルムの縦横二方向延伸、縦横二方向引き込め及び熱成形を含み、前記ドライフィルムの縦方向・横方向延伸工程において、130~175℃の風温及び125~150℃のフィルム表面温度を保持し、3~40m/分の延伸速度で(1~30)倍縦方向延伸し、(1~30)倍横方向延伸し且つ/又は(1~30)×(1~30)倍二方向同時延伸し、前記縦横二方向引き込め工程において、130~175℃の風温及び125~150℃のフィルム表面温度を保持し、3~20m/分の引き込め速度で(1~3)倍縦方向引き込め、(1~3)倍横方向引き込め且つ/又は(1~3)×(1~3)倍二方向同時引き込め、
前記ポリプロピレンは、メルトインデックスが2g/10分以内の単一の成分であり、又は、それとメルトインデックスが0.5g/10分以内のポリプロピレンから配合されたものであり、
前記成核助剤は、アジピン酸、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウム、ソルビトールベンジリデン誘導体、安息香酸ナトリウム及びビス(4-tert-ブチルベンゾアト-κO)ヒドロキシドアルミニウムのうちの1つ又は複数の混合物を含み、
前記可溶化剤は、ポリエチレン/プロピレンコポリマー、ポリプロピレン/エチレン-ブテンコポリマー、ポリプロピレン/エチレン-ヘキセンコポリマー、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス及びポリエステルワックスのうちの1つ又は複数の混合物を含み、
前記セパレータは、厚さが3.5~30μmであり、孔隙率が30~80%であり、孔径が20~2000nmで調整可能であり、二方向延伸強度が50MPa以上であり、通気度が400s/100cc以下であり、破断温度が160℃以上であることを特徴とする製造方法。 - 前記ポリプロピレン主材、可溶化剤、溶媒、成核助剤及び酸化防止剤の質量パーセントは、それぞれ、25~40%、3~6%、50~70%、0.2~3%、0.1~0.5%であることを特徴とする請求項1に記載の製造方法。
- 前記溶媒は、アルカン、エステル、エーテル及び芳香族炭化水素化合物のうちの1つ又は複数の混合物を含むことを特徴とする請求項1に記載の製造方法。
- 前記溶媒は、流動パラフィン、固体パラフィン、パラフィン油、天然植物油、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチル、セバシン酸ジオクチル、サリチル酸メチル、ジフェニルエーテル及びジフェニルメタンのうちの1つ又は複数の混合物を含むことを特徴とする請求項3に記載の製造方法。
- 前記成核助剤は、1,3:2,4-ビス(3,4-ジメチルベンジリデン)ソルビトールであることを特徴とする請求項1に記載の製造方法。
- 前記酸化防止剤は、酸化防止剤1076、酸化防止剤1010及び酸化防止剤168のうちの1つを含むことを特徴とする請求項1に記載の製造方法。
- 押出前の供給方式は、同時供給及び/又は非同時供給を採用し、
前記二軸スクリュ押出工程において、スクリュ温度は140~240℃であり、溶融物のパイプ温度は190~230℃であり、ダイ温度は180~220℃であり、
前記押出した溶融物の厚さは、0.7~5mmであり、
前記鋳片の製造工程において、同方向二軸スクリュの回転数は60~100rmpであり、
前記押出後にさらに冷却工程を含み、前記冷却の方式は、急速冷却ロール冷却10~80℃、急速冷却ロール冷却+引寄せロール冷却10~80℃、急速冷却ロール+水冷冷却5~80℃、水冷+ボトムロール冷却5~80℃、急速冷却ロール+油冷冷却5~80℃及び/又は油冷+ボトムロール冷却5~80℃であり、
前記抽出の時に、延伸端材は事前に切り落とさないことを特徴とする請求項1~6のいずれか1項に記載の製造方法。 - 請求項1~7のいずれか1項に記載の耐高温特性を有するリチウムイオン電池用セパレータの製造方法で製造されたリチウムイオン電池用セパレータを使用して製造されたことを特徴とするリチウムイオン電池。
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CN115501762B (zh) * | 2022-10-27 | 2023-08-08 | 上海恩捷新材料科技有限公司 | 孔径小、孔径集中度高的滤膜及制备方法 |
WO2024087132A1 (zh) * | 2022-10-28 | 2024-05-02 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 聚烯烃基膜及其制备方法、隔离膜、二次电池及用电装置 |
CN116864916B (zh) * | 2023-07-18 | 2024-04-16 | 河北金力新能源科技股份有限公司 | 极薄高强锂离子电池隔膜及其制备方法 |
CN117559081B (zh) * | 2024-01-08 | 2024-04-05 | 中材锂膜(内蒙古)有限公司 | 一种超薄聚烯烃锂电池隔膜及其制备方法、锂离子电池 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001523284A (ja) * | 1997-04-29 | 2001-11-20 | ミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチャリング・カンパニー | 感温性細孔フィルム |
CN102320133A (zh) * | 2011-05-18 | 2012-01-18 | 新乡市中科科技有限公司 | 一种聚烯烃电池隔膜及其制备方法 |
JP2013032490A (ja) * | 2011-06-30 | 2013-02-14 | Jnc Corp | 微多孔膜 |
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Patent Citations (5)
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