JP5073916B2 - リチウムイオン電池用セパレーター用ポリオレフィン製微多孔膜 - Google Patents
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Description
リチウムイオン電池は優れた電池特性を有しているため、ノート型パーソナルコンピュータや携帯電話、デジタルカメラなどに広く利用されている。それらの機器を長期に渡って安定的に動作させるためには、その優れた特性を長期に維持させること(電池寿命が長いこと)が必要である。リチウムイオン電池は、他の電池と比較して高寿命であることを特長としているが、それでも電池特性は徐々に劣化していくことが認められ、問題とされている。この原因のひとつとして電池の副反応が考えられる。その場合、セパレータとして用いられているポリオレフィン製微多孔膜において、不純物を減らすことが電池の寿命性能向上に寄与することが考えられる。
(1) コモノマーの含量が3モル%以下であるポリエチレンを含み、残存Cl量が5ppm以下、末端ビニル基量が0.02(個/1000C)以下であり、
粘度平均分子量(Mv)が100万以上であることを特徴とするリチウムイオン電池用セパレーター用ポリオレフィン製微多孔膜。
(2) 粘度平均分子量(Mv)が500万以上であることを特徴とする(1)に記載のセパレーター用ポリオレフィン製微多孔膜。
(3) メタロセン系触媒を用いて得られるポリエチレンを用いたことを特徴とする(1)または(2)に記載のリチウムイオン電池用セパレーター用ポリオレフィン製微多孔膜。
本発明のポリオレフィン製微多孔膜における残存Cl量は、蛍光X線やICP(イオンカップリングプラズマ)によって定量することができる。残存Cl量は、電池寿命の観点より5ppm以下であり、3ppm以下であることが好ましい。また、残存Ti量も、蛍光X線やICPによって定量することができ、電池寿命の観点より3ppm以下であることが好ましく、0.8ppm以下であることがさらに好ましい。
末端ビニル基量(個/1000C)=0.98×ΔA/t
末端ビニル基量は炭素1000個あたり0.02個以下であり、好ましくは0.005個以下である。末端ビニル量が多いと電池寿命特性を悪化させる可能性が高くなる。
本発明のポリオレフィン製微多孔膜の粘度平均分子量Mvは、10万以上であることが製膜性の観点を踏まえて好ましく、20万以上であることが強度の観点も踏まえてより好ましい。また、高温時の強度の観点も踏まえて50万以上が好ましく、100万以上がより好ましく、500万以上がさらに好ましく、800万以上がもっとも好ましい。
ポリオレフィンAとしては1種類或いは複数のポリオレフィンを使用できる。重合方法には、一段重合、二段重合、もしくはそれ以上の多段重合があるが、いずれの方法のものでも構わない。
なお、Mvは、デカリン溶媒における135℃での極限粘度[η]を求めることにより算出される。GPC測定より算出される重量平均分子量(Mw)は、Mv100万以下のサンプルではMvとほぼ同一の値を示すが、Mv100万以上のサンプルの場合、測定条件によるバラツキが大きい。そのため、本特許では分子量の規定としてMvを用いた。
ポリオレフィンAとして、ポリエチレン、ポリプロピレンが挙げられるが、孔閉塞特性の観点よりポリエチレンであることが好ましい。ポリエチレンとして、ホモポリマー、コポリマーいずれも使用可能である。コポリマーのポリエチレンを使用する場合、コモノマーの含量は3モル%以下であることが好ましく、2モル%以下であることがさらに好ましい。コモノマーとしては、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、4-メチル-1-ペンテン、1-オクテン、1-デセン、1-ドデセン、1-テトラデセン、1-ヘキサデセン、1-オクタデセン、及び1-エイコセンなどのα―オレフィンコモノマーや、シクロペンテン、シクロヘキセン、シクロヘプテン、ノルボルネン、5-メチル-2-ノルボルネン、テトラシクロドデセン、及び2-メチル-1.4,5.8-ジメタノ-1,2,3,4,4a,5,8,8a-オクタヒドロナフタレンなどの環状オレフィンコモノマーや、一般式CH2=CHR(式中Rは炭素数6〜20のアリール基である。)で表わされるスチレン、ビニルシクロヘキサン等の化合物や、1,3-ブタジエン、1,4-ペンタジエン、1,5-ヘキサジエン、1,4-ヘキサジエン、1,6-オクタジエン、1,7-オクタジエン及びシクロヘキサジエンなど炭素数4〜20の直鎖状、分岐状または環状のジエンなどが挙げられるが、α―オレフィンコモノマーであることが好ましい。
しかし、市販されているメタロセン触媒によるポリエチレンには、微多孔膜用のものは存在せず、分子量が低く、共重合度が高い。そのため、微多孔膜素材として主に使用した場合、融点が低いため孔閉塞特性には優れることが期待されるが、強度が低く、透過性が悪いものしか得ることができない。また、分子量分布も狭すぎるため、製膜性も劣る可能性が高い。
本発明のポリオレフィン製微多孔膜では、本発明の要件を満たす範囲で、ポリオレフィンA以外のポリオレフィンを併用できる。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、メチルペンテンコポリマー、エチレン・テトラシクロドデセン共重合体やエチレン・ノルボルネン共重合体などの環状オレフィンコポリマーなどが挙げられるが、ポリエチレンとポリプロピレンが製膜性の観点より好ましく、それぞれ或いは共に1種類以上を併用することが出来る。
コポリマーポリエチレンを併用の場合、使用する全ポリエチレンにおけるコモノマー(エチレン以外のα−オレフィンコモノマーを指す)含量は2モル%以下であることが好ましい。
本発明のポリオレフィン製微多孔膜の厚みは、膜強度の観点より3μm以上が好ましく、透気度の観点より100μm以下が好ましい。より好ましくは5〜50μmである。
本発明のポリオレフィン製微多孔膜の透気度は、イオン透過性の観点から1〜2000secであることが好ましく、50〜1000secがさらに好ましい。
本発明のポリオレフィン製微多孔膜の突刺強度は、0.7〜20.0N/20μmが好ましく、2.5〜20.0N/20μmがさらに好ましい。突刺強度が低いと、電池セパレータとして使用される場合、電極材等の鋭利部が微多孔膜に突き刺さり、ピンホールや亀裂が発生しやすくなるので、突刺強度は高いことが好ましい。
本発明の微多孔膜は、例えば、ポリオレフィンと可塑剤或いはポリオレフィンと可塑剤と無機剤とを溶融混練する工程の後、冷却固化させシート成形する工程を経て、延伸工程と可塑剤抽出工程或いは延伸工程と可塑剤抽出工程と無機剤抽出工程を施すことにより得られる。
本発明で使用される無機剤としては、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、炭酸カルシウムなどが挙げられる。
可塑剤は、ポリオレフィン材料と混合した際に、その融点以上において均一溶液を形成しうる不揮発性溶媒を指す。例えば、流動パラフィンやパラフィンワックス等の炭化水素類、ジ-2-エチルヘキシルフタレート(DOP)、ジイソデシルフタレート、ジヘプチルフタレートなどが挙げられる。
溶融混練時の熱劣化とそれによる品質悪化を防止する観点より、酸化防止剤を配合することが好ましい。酸化防止剤の濃度は、全ポリオレフィン重量に対して、0.1〜5.0wt%が好ましく、0.2〜3.0wt%がさらに好ましい。
酸化防止剤としては、1次酸化防止剤であるフェノール系酸化防止剤が好ましく、2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール、ペンタエリスリチル-テトラキス-[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、オクタデシル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート等が挙げられる。なお、2次酸化防止剤も併用して使用可能であり、トリス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)フォスファイト、テトラキス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)-4,4-ビフェニレン-ジフォスフォナイト等のリン系酸化防止剤、ジラウリル-チオ-ジプロピオネート等のイオウ系酸化防止剤などが挙げられる。
さらに、必要に応じて、ステアリン酸カルシウムやステアリン酸亜鉛等の金属石鹸類、紫外線吸収剤、光安定剤、帯電防止剤、防曇剤、着色顔料などの公知の添加剤も、製膜性を損なうことなく、そして本発明の目的及び効果を損なわない範囲で混合して使用することが出来る。
次に、溶融混練の方法を説明する。まず、原材料の一部或いは全部を必要に応じてヘンシェルミキサー、リボンブレンダー、タンブラーブレンダー等で事前混合する。少量の場合は、手で撹拌しても良い。次いで、全ての原材料について、一軸押出機、二軸押出機等のスクリュー押出機、ニーダー、ミキサー等により溶融混練させる。
また、溶融混練され均一化された溶融物は、膜品位向上のためスクリーンを通過させても良い。
次の工程のシート成形方法としては、例えば、溶融物を圧縮冷却により固化させる方法が挙げられる。冷却方法として、冷風や冷却水等の冷却媒体に直接接触させる方法、冷媒で冷却したロールやプレス機に接触させる方法等が挙げられるが、冷媒で冷却したロールやプレス機に接触させる方法が、厚み制御が優れる点で好ましい。
また、延伸工程と可塑剤抽出工程と無機剤抽出工程を行う場合は、延伸工程→可塑剤抽出工程→無機剤抽出工程、可塑剤抽出工程→延伸工程→無機剤抽出工程、可塑剤抽出工程→無機剤抽出工程→延伸工程、延伸工程→無機剤抽出工程→可塑剤抽出工程、無機剤抽出工程→延伸工程→可塑剤抽出工程、無機剤抽出工程→可塑剤抽出工程→延伸工程、延伸工程→可塑剤抽出工程→延伸工程→無機剤抽出工程、延伸工程→可塑剤抽出工程→無機剤抽出工程→延伸工程、などが挙げられるが、抽出効率の観点より無機剤抽出工程は可塑剤抽出工程の後に行うことが好ましい。
可塑剤抽出工程における、抽出溶媒としては、膜を構成するポリオレフィンに対して貧溶媒であり、且つ可塑剤に対しては良溶媒であり、沸点が膜を構成するポリオレフィンの融点よりも低いものが望ましい。このような抽出溶媒としては、n-ヘキサンやシクロヘキサン等の炭化水素類、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、テトラヒドロフラン等のエーテル類、塩化メチレン、1,1,1-トリクロロエタン等のハロゲン化炭化水素類等の有機溶媒が考えられる。この中から適宜選択し、単独もしくは混合して用いられる。可塑剤抽出工程では、これらの抽出溶媒に浸漬することにより可塑剤を抽出し、その後充分に乾燥させる。
また、本発明の効果を損なわない範囲で、電子線照射、プラズマ照射、界面活性剤塗布、化学的改質などの表面処理を必要に応じ施すことが出来る。
(1)残存Cl量、残存Ti量(ppm)
微多孔膜を適当量採取し、硝酸を添加し分解させた。この分解物に純水を加えて測定試料を調製した。市販されている原子吸光分析用標準液を硝酸水溶液で希釈し、標準液として用いた。ICP測定を理学製、商品名、JY138の装置を用いて測定した。
(2)末端ビニル基量(個/1000C)
微多孔膜を圧縮することにより透明フィルムを作成し、その赤外吸収スペクトル(IR)を日本分光社製、商品名、FT−IR5300Aの装置を用いて測定した。末端ビニル基量は、910cm−1のピークの吸光度(ΔA)及びフィルムの厚み(t(mm))を用いて次式に従い、算出した。
末端ビニル基量(個/1000C)=0.98×ΔA/t
ASTM−D4020に基づき、デカリン溶媒における135℃での極限粘度[η]を求める。ポリエチレンのMvは次式により算出した。
[η]=6.77×10−4Mv0.67
ポリプロピレンについては、次式によりMvを算出した。
[η]=1.10×10−4Mv0.80
(4)Mw/Mn
ゲルパ−ミエ−ションクロマトグラフィー(GPC)の測定によって求められるMwとMnの比である。装置はWaters社製、商品名、ALC/GPCの150−C型を用い、東ソー(株)製、商品名、TSK−ゲルGMH6−HTの60cmのカラム2本と昭和電工(株)製、商品名、ATー807/Sカラム1本を直列接続して使用し、10ppmのペンタエリスリチル−テトラキス−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]を含む1、2、4−トリクロロベンゼンを移動相溶媒として、140℃で測定を行った。なお、標準物質として市販の単分散ポリスチレンを用い、検量線を作成した。
13C−NMRスペクトルにおいて、コモノマー単位由来のシグナル強度の積分値のモル換算量(A)を、(A)と主モノマー単位由来のシグナル強度の積分値のモル換算量(B)との和で除して得られた値に100を乗じることにより、求めた。
例えば、コモノマーとしてプロピレンを用いたコポリマーポリエチレンの場合、下記の構造モデル(1)
コモノマー含量(モル%)=(A)/((A)+(B))×100
ここで、
(A)=(I1’+Im+Iα/2)/3、
(B)=(I1+I2+I3+IM+Iα/2+Iβ+Iγ)/2
となるので、末端の炭素由来のシグナル強度I1、I2、及びI3を無視して上式を整理すると、
コモノマー含量(モル%)=Im/(Im+(IM+5Im)/2)×100
となる。
東洋精機製の微小測厚器(タイプKBM)を用いて室温23℃で測定した。
(7)気孔率(%)
10cm×10cm角の試料を微多孔膜から切り取り、その体積(cm3 )と質量(g)を求め、それらと膜密度(g/cm3 )より、次式を用いて計算した。
気孔率=(体積−質量/膜密度)/体積×100
なお、膜密度はASTM−D1505に準拠し、密度勾配管法(23℃)により測定した。
(8)透気度(sec)
JIS P−8117に準拠し、ガーレー式透気度計(東洋精器(株)製、商品名、G−B2型)により測定した。
カトーテック製、商品名、KES−G5ハンディー圧縮試験器を用いて、針先端の曲率半径0.5mm、突刺速度2mm/secで、25℃雰囲気下にて突刺試験を行うことにより、最大突刺荷重として生の突刺強度(N)を得た。これに20(μm)/膜厚(μm)を乗じることにより20μm膜厚換算突刺強度(N/20μm)を算出した。
微多孔膜を150℃のシリコンオイル(信越化学工業:商品名、KF-96-10CS)に60秒間浸漬後に、カトーテック製KES−G5ハンディー圧縮試験器を用いて、針先端の曲率半径0.5mm、突刺速度2mm/secで突刺試験を行うことにより、最大突刺荷重として生の150℃突刺強度(N)を得た。これに20(μm)/膜厚(μm)を乗じることにより20μm膜厚換算150℃突刺強度(N/20μm)を算出した。
a.正極の作製
正極活物質としてリチウムコバルト複合酸化物LiCoO2を92.2wt%、導電材としてリン片状グラファイトとアセチレンブラックをそれぞれ2.3wt%、バインダーとしてポリフッ化ビニリデン(PVDF)3.2wt%をN−メチルピロリドン(NMP)中に分散させてスラリーを調製する。このスラリーを正極集電体となる厚さ20μmのアルミニウム箔の片面にダイコーターで塗布し、130℃で3分間乾燥後、ロールプレス機で圧縮成形する。このとき、正極の活物質塗布量は250g/m2,活物質嵩密度は3.00g/cm3になるようにする。
負極活物質として人造グラファイト96.9wt%、バインダーとしてカルボキシメチルセルロースのアンモニウム塩1.4wt%とスチレン−ブタジエン共重合体ラテックス1.7wt%を精製水中に分散させてスラリーを調製する。このスラリーを負極集電体となる厚さ12μmの銅箔の片面にダイコーターで塗布し、120℃で3分間乾燥後、ロールプレス機で圧縮成形する。このとき、負極の活物質塗布量は106g/m2,活物質嵩密度は1.35g/cm3になるようにする。
エチレンカーボネート:エチルメチルカーボネート=1:2(体積比)の混合溶媒に、溶質としてLiPF6を濃度1.0mol/リットルとなるように溶解させて調整する。
微多孔膜を30mmφ,正極及び負極を16mmφの円形に切り出し、正極と負極の活物質面が対向するよう、正極、微多孔膜、負極の順に重ね、蓋付きステンレス金属製容器に収納する。容器と蓋とは絶縁されており、容器は負極の銅箔と、蓋は正極のアルミ箔と接している。この容器内に前記した非水電解液を注入して密閉する。室温にて1日放置した後、25℃雰囲気下、3mA(0.5C)の電流値で電池電圧4.2Vまで充電し、到達後4.2Vを保持するようにして電流値を3mAから絞り始めるという方法で、合計6時間電池作成後の最初の充電を行う。続いて3mA(0.5C)の電流値で電池電圧3.0Vまで放電する。
25℃雰囲気下、6mA(1.0C)の電流値で電池電圧4.2Vまで充電し、到達後4.2Vを保持するようにして電流値を6mAから絞り始めるという方法で、合計3時間充電を行う。続いて6mA(1.0C)の電流値で電池電圧3.0Vまで放電する。このときの放電容量をa(mAh)とする。
次に25℃雰囲気下、6mA(1.0C)の電流値で電池電圧4.2Vまで充電し、到達後4.2Vを保持するようにして電流値を6mAから絞り始めるという方法で、合計3時間充電を行う。次に、4.2V保持するように充電を続けた状態にて60℃雰囲気下で3日間保存を行う。その後、セルを取り出し25℃雰囲気下、6mA(1.0C)の電流値で電池電圧3.0Vまで放電する。このときの放電容量をb(mAh)とする。bのaに対する比率から、容量維持率(%)を算出する。
[実施例1]
メタロセン触媒を用いて重合されたMv1100万、Mw/Mn4.5のホモポリマーのポリエチレン9wt%、酸化防止剤としてペンタエリスリチル−テトラキス−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]1wt%、流動パラフィン(37.78℃における動粘度7.59×10−5m2/s)90wt%を、ビーカー内にて撹拌した後、小型ミキサー(東洋精機社製)に注入し、200℃・50rpmの条件で10分間混練した。得られた混練物を、200℃の加熱プレスと水冷プレスで成形することにより、厚さ900μmのゲルシートを作成した。
次に、同時二軸延伸機(東洋精機社製)を用いて、MD倍率7倍、TD倍率7倍に110℃で延伸した。それから、塩化メチレン中に充分に浸漬して流動パラフィンを抽出除去し、その後、塩化メチレンを乾燥除去した。
得られた微多孔膜の物性を表1に示した。尚、膜密度は0.97であった。
メタロセン触媒を用いて重合されたMv1500万、Mw/Mn4.3のホモポリマーのポリエチレン8wt%、酸化防止剤としてペンタエリスリチル−テトラキス−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]1wt%、流動パラフィン(37.78℃における動粘度7.59×10−5m2/s)91wt%を、実施例1と同様の条件で混練した。得られた混練物を、200℃の加熱プレスと水冷プレスで成形することにより、厚さ1400μmのゲルシートを作成した。
次に、同時二軸延伸機(東洋精機社製)を用いて、MD倍率7倍、TD倍率7倍に120℃で延伸した。それから、塩化メチレン中に充分に浸漬して流動パラフィンを抽出除去し、その後、塩化メチレンを乾燥除去した。
得られた微多孔膜の物性を表1に示した。尚、膜密度は0.97であった。
メタロセン触媒を用いて重合されたMv600万、Mw/Mn4.9のホモポリマーのポリエチレン12wt%、酸化防止剤としてペンタエリスリチル−テトラキス−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]1wt%、流動パラフィン(37.78℃における動粘度7.59×10−5m2/s)87wt%を、実施例1と同様の条件で混練した。得られた混練物を、200℃の加熱プレスと水冷プレスで成形することにより、厚さ700μmのゲルシートを作成した。
次に、実施例2と同様の条件で延伸し、塩化メチレン中に充分に浸漬して流動パラフィンを抽出除去し、塩化メチレンを乾燥除去した。
得られた微多孔膜の物性を表1に示した。尚、膜密度は0.97であった。
メタロセン触媒を用いて重合されたMv130万、Mw/Mn4.2のホモポリマーのポリエチレン99wt%に酸化防止剤としてペンタエリスリチル−テトラキス−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]を1wt%添加し、タンブラーブレンダーを用いてドライブレンドすることにより、ポリマー等混合物を得た。得られたポリマー等混合物は窒素で置換を行った後に、二軸押出機へ窒素雰囲気下でフィーダーにより供給した。また流動パラフィン(37.78℃における動粘度7.59×10−5m2/s)を押出機シリンダーにプランジャーポンプにより注入した。
続いて、溶融混練物を、T−ダイを経て表面温度25℃に制御された冷却ロール上に押出しキャストすることにより、厚み600μmのゲルシートを得た。
次に、同時二軸テンター延伸機に導き、二軸延伸を行った。設定延伸条件は、MD倍率7.0倍、TD倍率6.4倍、設定温度127℃である。
次に、メチルエチルケトン槽に導き、メチルエチルケトン中に充分に浸漬して流動パラフィンを抽出除去し、その後メチルエチルケトンを乾燥除去した。
さらに、TDテンターに導き、延伸及び熱固定を行った。設定延伸倍率は1.1倍、設定熱固定温度は130℃である。
得られた微多孔膜の物性を表1に示した。尚、膜密度は0.97であった。
メタロセン触媒を用いて重合されたMv55万、Mw/Mn4.5のホモポリマーのポリエチレン99wt%に酸化防止剤としてペンタエリスリチル−テトラキス−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]を1wt%添加し、タンブラーブレンダーを用いてドライブレンドすることにより、ポリマー等混合物を得た。得られたポリマー等混合物は窒素で置換を行った後に、二軸押出機へ窒素雰囲気下でフィーダーにより供給した。また流動パラフィン(37.78℃における動粘度7.59×10−5m2/s)を押出機シリンダーにプランジャーポンプにより注入した。
続いて、溶融混練物を、T−ダイを経て表面温度25℃に制御された冷却ロール上に押出しキャストすることにより、厚み1400μmのゲルシートを得た。
次に、同時二軸テンター延伸機に導き、二軸延伸を行った。設定延伸条件は、MD倍率7.0倍、TD倍率6.4倍、設定温度125℃である。
次に、メチルエチルケトン槽に導き、メチルエチルケトン中に充分に浸漬して流動パラフィンを抽出除去し、その後メチルエチルケトンを乾燥除去した。
さらに、TDテンターに導き、延伸及び熱固定を行った。設定条件は実施例4と同様である。
得られた微多孔膜の物性を表1に示した。尚、膜密度は0.97であった。
メタロセン触媒を用いて重合されたMv25万、Mw/Mn4.8のホモポリマーのポリエチレン99wt%に酸化防止剤としてペンタエリスリチル−テトラキス−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]を1wt%添加し、タンブラーブレンダーを用いてドライブレンドすることにより、ポリマー等混合物を得た。得られたポリマー等混合物は窒素で置換を行った後に、二軸押出機へ窒素雰囲気下でフィーダーにより供給した。また流動パラフィン(37.78℃における動粘度7.59×10−5m2/s)を押出機シリンダーにプランジャーポンプにより注入した。
続いて、溶融混練物を、T−ダイを経て表面温度25℃に制御された冷却ロール上に押出しキャストすることにより、厚み1200μmのゲルシートを得た。
次に、同時二軸テンター延伸機に導き、二軸延伸を行った。設定延伸条件は、MD倍率7.0倍、TD倍率6.4倍、設定温度117℃である。
次に、メチルエチルケトン槽に導き、メチルエチルケトン中に充分に浸漬して流動パラフィンを抽出除去し、その後メチルエチルケトンを乾燥除去した。
さらに、TDテンターに導き、延伸及び熱固定を行った。設定延伸倍率は1.1倍、設定熱固定温度は132℃である。
得られた微多孔膜の物性を表1に示した。尚、膜密度は0.97であった。
メタロセン触媒を用いて重合されたMv600万、Mw/Mn4.8、1−ブテン含量1.2モル%のコポリマーのポリエチレン12wt%、酸化防止剤としてペンタエリスリチル−テトラキス−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]1wt%、流動パラフィン(37.78℃における動粘度7.59×10−5m2/s)87wt%を、実施例1と同様の条件で混練した。得られた混練物を、200℃の加熱プレスと水冷プレスで成形することにより、厚さ700μmのゲルシートを作成した。
次に、実施例2と同様の条件で延伸し、塩化メチレン中に充分に浸漬して流動パラフィンを抽出除去し、塩化メチレンを乾燥除去した。
得られた微多孔膜の物性を表1に示した。尚、膜密度は0.97であった。
メタロセン触媒を用いて重合されたMv600万、Mw/Mn4.9のホモポリマーのポリエチレン12.8wt%、チーグラー・ナッタ触媒を用いて重合されたMv25万のホモポリマーのポリエチレン2.2wt%、酸化防止剤としてペンタエリスリチル−テトラキス−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]1wt%、流動パラフィン(37.78℃における動粘度7.59×10−5m2/s)84wt%を、実施例1と同様の条件で混練した。得られた混練物を、200℃の加熱プレスと水冷プレスで成形することにより、厚さ800μmのゲルシートを作成した。
次に、実施例2と同様の条件で延伸し、塩化メチレン中に充分に浸漬して流動パラフィンを抽出除去し、塩化メチレンを乾燥除去した。
得られた微多孔膜の物性を表1に示した。尚、膜密度は0.97であった。
メタロセン触媒を用いて重合されたMv600万、Mw/Mn4.9のホモポリマーのポリエチレン12.3wt%、チーグラー・ナッタ触媒を用いて重合されたMv200万のホモポリマーのポリエチレン2.7wt%、酸化防止剤としてペンタエリスリチル−テトラキス−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]1wt%、流動パラフィン(37.78℃における動粘度7.59×10−5m2/s)84wt%を原料として使用したこと以外は、実施例8と同様にすることで微多孔膜を得た。
得られた微多孔膜の物性を表1に示した。尚、膜密度は0.97であった。
メタロセン触媒を用いて重合されたMv600万、Mw/Mn4.9のホモポリマーのポリエチレン12.8wt%、チーグラー・ナッタ触媒を用いて重合されたMv35万でプロピレン含量1.3モル%のコポリマーのポリエチレン2.2wt%、酸化防止剤としてペンタエリスリチル−テトラキス−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]1wt%、流動パラフィン(37.78℃における動粘度7.59×10−5m2/s)84wt%を原料として使用したこと以外は、実施例8と同様にすることで微多孔膜を得た。
得られた微多孔膜の物性を表2に示した。尚、膜密度は0.96であった。
メタロセン触媒を用いて重合されたMv600万、Mw/Mn4.9のホモポリマーのポリエチレン13.5wt%、チーグラー・ナッタ触媒を用いて重合されたMv15万でプロピレン含量0.7mol%のコポリマーポリエチレン1.5wt%、酸化防止剤としてペンタエリスリチル−テトラキス−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]1wt%、流動パラフィン(37.78℃における動粘度7.59×10−5m2/s)84wt%を原料として使用したこと以外は、実施例8と同様にすることで微多孔膜を得た。
得られた微多孔膜の物性を表2に示した。尚、膜密度は0.97であった。
メタロセン触媒を用いて重合されたMv600万、Mw/Mn4.9のホモポリマーのポリエチレン12.1wt%、チーグラー・ナッタ触媒を用いて重合されたMv40万のホモポリマーのポリプロピレン2.9wt%、酸化防止剤としてペンタエリスリチル−テトラキス−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]1wt%、流動パラフィン(37.78℃における動粘度7.59×10−5m2/s)84wt%を原料として使用したこと以外は、実施例8と同様にすることで微多孔膜を得た。
得られた微多孔膜の物性を表2に示した。尚、膜密度は0.95であった。
メタロセン触媒を用いて重合されたMv600万、Mw/Mn4.9のホモポリマーのポリエチレン14.25wt%、チーグラー・ナッタ触媒を用いて重合されたMv40万のホモポリマーのポリプロピレン0.75wt%、酸化防止剤としてペンタエリスリチル−テトラキス−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]1wt%、流動パラフィン(37.78℃における動粘度7.59×10−5m2/s)84wt%を原料として使用したこと以外は、実施例8と同様にすることで微多孔膜を得た。
得られた微多孔膜の物性を表2に示した。尚、膜密度は0.97であった。
メタロセン触媒を用いて重合されたMv55万、Mw/Mn4.5のホモポリマーのポリエチレン34wt%、ペンタエリスリチル-テトラキス-[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]0.5wt%、ジ-2-エチルヘキシルフタレート(DOP)45.5wt%、及び微粉シリカ20wt%をヘンシェルミキサーにて混合し、二軸押出機にフィーダーにより供給し、溶融混練した。溶融混練物はT-ダイより吐出し、ロールでキャストすることにより、厚み110μmのシートを得た。
次に、塩化メチレン槽に導き、DOPを抽出除去し、その後塩化メチレンを乾燥除去した。さらに、微粉シリカを苛性ソーダにより抽出除去することにより、微多孔膜を得た。
次に、得られた該微多孔膜を2枚重ねて縦延伸装置にて117℃で4.3倍に延伸した。さらに横テンターに導き、延伸及び熱固定を行った。設定延伸倍率は1.9倍、設定熱固定温度は130℃で実施した。
最終的に得られた微多孔膜の物性等を表2に示す。尚、膜密度は0.95であった。
メタロセン触媒を用いて重合されたMv1100万、Mw/Mn4.5のホモポリマーのポリエチレン99wt%と酸化防止剤としてペンタエリスリチル−テトラキス−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]1wt%をビーカー内にて撹拌した後、200℃の加熱プレスと水冷プレスで成形することにより、厚さ300μmのポリマーシートを作成した。
次に、135℃に加熱した流動パラフィン(37.78℃における動粘度7.59×10−5m2/s)中にポリマーシートを5分間浸漬し、膨潤させた。
次に、同時二軸延伸機(東洋精機社製)を用いて、MD倍率3倍、TD倍率3倍に130℃で延伸した。それから、塩化メチレン中に充分に浸漬して流動パラフィンを抽出除去し、その後、塩化メチレンを乾燥除去した。
得られた微多孔膜の物性を表2に示した。尚、膜密度は0.97であった。
チーグラー・ナッタ触媒を用いて重合されたMv25万のホモポリマーのポリエチレン99wt%に酸化防止剤としてペンタエリスリチル−テトラキス−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]を1wt%添加し、タンブラーブレンダーを用いてドライブレンドすることにより、ポリマー等混合物を得た。得られたポリマー等混合物は窒素で置換を行った後に、二軸押出機へ窒素雰囲気下でフィーダーにより供給した。また流動パラフィン(37.78℃における動粘度7.59×10−5m2/s)を押出機シリンダーにプランジャーポンプにより注入した。
続いて、溶融混練物を、T−ダイを経て表面温度25℃に制御された冷却ロール上に押出しキャストすることにより、厚み1100μmのゲルシートを得た。
次に、同時二軸テンター延伸機に導き、二軸延伸を行った。設定延伸条件は、MD倍率7.0倍、TD倍率6.4倍、設定温度121ある。
次に、メチルエチルケトン槽に導き、メチルエチルケトン中に充分に浸漬して流動パラフィンを抽出除去し、その後メチルエチルケトンを乾燥除去した。
さらに、TDテンターに導き、延伸及び熱固定を行った。設定延伸倍率は1.1倍、設定熱固定温度は128℃である。
得られた微多孔膜の物性を表2に示した。尚、膜密度は0.97であった。
クロム系触媒を用いて重合されたMv25万のホモポリマーのポリエチレン45wt%、酸化防止剤としてペンタエリスリチル−テトラキス−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]1wt%、流動パラフィン(37.78℃における動粘度7.59×10−5m2/s)54wt%を、実施例1と同様の条件で混練した。得られた混練物を、200℃の加熱プレスと水冷プレスで成形することにより、厚さ500μmのゲルシートを作成した。
次に、実施例2と同様の条件で延伸し、塩化メチレン中に充分に浸漬して流動パラフィンを抽出除去し、塩化メチレンを乾燥除去した。
得られた微多孔膜の物性を表2に示した。尚、膜密度は0.97であった。
Claims (3)
- コモノマーの含量が3モル%以下であるポリエチレンを含み、残存Cl量が5ppm以下、末端ビニル基量が0.02(個/1000C)以下であり、
粘度平均分子量(Mv)が100万以上であることを特徴とするリチウムイオン電池用セパレーター用ポリオレフィン製微多孔膜。 - 粘度平均分子量(Mv)が500万以上であることを特徴とする請求項1記載のリチウムイオン電池用セパレーター用ポリオレフィン製微多孔膜。
- メタロセン系触媒を用いて得られるポリエチレンを用いたことを特徴とする請求項1または2に記載のリチウムイオン電池用セパレーター用ポリオレフィン製微多孔膜。
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