JP7409301B2 - ポリオレフィン微多孔膜及びポリオレフィン微多孔膜の製造方法 - Google Patents
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(2)前記ポリオレフィン微多孔膜は分子量分布10以上20以下の長鎖分岐ポリエチレンを50質量%以上含む(1)に記載のポリオレフィン微多孔膜。
(3)機械方向の引張強度が230MPa以上である(1)または(2)に記載のポリオレフィン微多孔膜。
(4)幅方向の引張伸度が150%以上である(1)~(3)に記載のポリオレフィン微多孔膜。
(5)示差走査熱量計で測定した融解吸熱量が200J/g以下である(1)~(4)のいずれかに記載のポリオレフィン微多孔膜。
(6)(1)~(5)のいずれかに記載のポリオレフィン微多孔膜を含むセパレータを用いてなる電池。
(7)長鎖分岐ポリエチレンを含むポリオレフィン樹脂を可塑剤と共に溶融混練して樹脂溶液を得る工程と、
前記樹脂溶液をダイから吐出して冷却し、ゲル状シートを形成する工程と、
前記ゲル状シートを120℃以下にて面倍率25倍以下にて同時二軸湿式延伸する工程と、
前記湿式延伸後のゲル状シートから可塑剤を抽出して乾燥する工程と、
を含むことを特徴とするポリオレフィン微多孔膜の製造方法。
(8)前記乾燥工程の後に、130℃以下にて面倍率1.0倍で第二熱固定する工程を有する(7)に記載のポリオレフィン微多孔膜の製造方法。
本発明の微多孔膜は、透気抵抗度が300秒/100cm3以上500秒/100cm3以下、空孔率が18%以上30%以下及び幅方向における引張伸度が105%以上、膜厚が6μm未満であるポリオレフィン微多孔膜である。本発明は後述する原料を用いると共に延伸調整により、DSC測定で得られる微多孔膜の融解吸熱量を融解しやすく、かつ膜強度を著しく低下させない範囲に調整することで得ることができる。
6μm未満の微多孔膜の透気抵抗度の下限は、300秒/100cm3以上であり、上限は、500秒/100cm3以下である。微多孔膜の透気抵抗度が前記下限より下回るとシャットダウン機能が低下してしまう。また、微多孔膜の透気抵抗度が前記上限を上回るとイオンが電極間において行き来しにくくなり、インピーダンスの増加につながり電池サイクル特性やレート特性が低下してしまう。
微多孔膜の空孔率の下限は18%以上で上限は30%以下である。微多孔膜の空孔率が18%より下回るとサイクル特性が低下する。また、微多孔膜の空孔率が30%を上回るとシャットダウン機能が低下する。本発明では、後述するように、分岐鎖の長い長鎖分岐ポリエチレンを微多孔膜の原料として使用すると共に、この長鎖分岐ポリエチレンにおける低分子量成分が製造後の微多孔膜の内部であっても動きやすいようにしている。後述のDSC測定で得られる微多孔膜の融解吸熱量を融解しやすく、かつ膜強度を著しく低下させない範囲に調節して、長鎖分岐ポリエチレンが孔形成と融解挙動に寄与するようにしている。そのため、長鎖分岐ポリエチレンによって多数の小さな孔が形成されるので、結果として高い空孔率を達成している。従って、イオンが十分に微多孔膜を通り抜け可能で優れたサイクル特性を持ちつつも、シャットダウン機能が速やかに働く薄膜を得ることができる。
空孔率(%)=1-質量/(膜厚×面積×密度)
ポリオレフィン微多孔膜の密度はK7112:1999に準拠した方法により求めることができる。
微多孔膜の幅方向(TD)の引張伸度の下限は、105%以上である。微多孔膜のTDの引張伸度が前記下限を下回ると耐衝撃性など安全性が低下してしまう。微多孔膜のTDの引張伸度の下限は、150%以上であることが好ましく、180%以上であることがより好ましい。微多孔膜のTDの引張伸度の上限は、300%以下であることが好ましく、200%以下であることがより好ましい。
微多孔膜の膜厚の上限は、6μm未満である。上限以上になると組み込まれた電池体積あたりのエネルギー密度が低下してしまう。微多孔膜の膜厚の上限は、好ましくは5μm以下であり、下限は、好ましくは1μm以上、より好ましくは3μm以上である。微多孔膜の膜厚が上記範囲内であると、微多孔膜を電池用セパレータとして使用する際、電池パッケージの内部において正極、負極及びセパレータからなる積層体の捲回数を増やすことができるので、電池容量が向上する。即ち、薄膜セパレータを用いることにより、電池の単位体積あたりのエネルギー密度を増加することができる。微多孔膜の膜厚は、接触厚み計により測定することができる。
微多孔膜の機械方向(MD)の引張強度の下限は、230MPa以上が好ましく、より好ましくは250MPa以上である。微多孔膜のMDの引張強度の上限は、400MPa以下であることが好ましく、300MPa以下であることがより好ましい。微多孔膜のMDの引張強度が上記範囲である場合、高い張力が加えられた場合においても破断しにくく、高い耐久性が要求される用途に用いることができる。例えば、上記のような強度に優れた微多孔膜をセパレータとして用いた場合、電池作製時や電池使用時における短絡を抑制するとともに、高い張力を加えながらセパレータを捲回可能となり、電池の高容量化を図ることができる。また、薄膜化した微多孔膜の少なくとも一方の表面にコーティング層を形成する場合、より高いMDの引張強度が要求される。よって、コーティング層の塗工性を向上させるという観点から、MDの引張強度が上記範囲である場合、塗工用の基材として好適に用いることができる。
微多孔膜の融解吸熱量(ΔH)の上限は200J/g以下となることが好ましく、190J/g以下であることがより好ましく、180J/g以下であることがさらに好ましい。ここで微多孔膜の融解吸熱量(ΔH)とは示差走査熱量計による測定で得られる融解熱曲線の面積を融解吸収量としたときの微多孔膜の重量当たりの融解吸熱量である。
最大細孔径の上限は、50nm以下であることが好ましく、40nm以下であることがより好ましく、35nm以下であることがさらに好ましい。最大細孔径の下限は、15nm以上であることが好ましく、20nm以上あることがより好ましい。
d=C・γ/P(式中、d(μm)は微多孔質膜の孔径、γ(dynes/cm)は液体の表面張力、P(Pa)は圧力、Cは圧力定数(2860)である。)
[突刺強度]
微多孔膜の突刺強度の下限は、1.4N以上であることが好ましく、1.7N以上であることがより好ましく、1.9N以上であることがさらに好ましい。突刺強度の上限は、3.8N以下であることが好ましく、2.8N以下であることがより好ましく、2.4N以下であることがさらに好ましい。突刺強度が上記範囲である場合、微多孔膜の膜強度に優れる。また、この微多孔膜をセパレータとして用いた二次電池は、電極の短絡の発生や自己放電が抑制される。突刺強度は、微多孔膜を製造する際、例えば、超高分子量ポリエチレンを含有させたり、微多孔膜を構成するポリオレフィン樹脂の重量平均分子量(Mw)や延伸倍率を調整したりすることにより、上記範囲とすることができる。
微多孔膜の105℃にて8時間加熱した後におけるMDの熱収縮率は、10%以下であることが好ましく、7%以下であることがより好ましく、5%以下であることがさらに好ましい。微多孔膜の105℃、8時間におけるTDの熱収縮率は、10%以下であることが好ましく、8%以下であることがより好ましく、4%以下であることがさらに好ましい。MDの熱収縮率の下限、及びTDの熱収縮率の下限は、0.5%以上であることが好ましい。MDの熱収縮率、及びTDの熱収縮率が上記範囲である場合、耐熱収縮性に優れ、微多孔膜をセパレータとして用いたときに、熱による膨張・収縮を抑制することができる。このように微多孔膜の熱収縮を調整するにあたっては、後述のDSCに関する特性が寄与している。即ち、微多孔膜の吸熱量が小さいということは、微多孔膜がそれ程大きな延伸応力を受けていないということであり、熱が加わった時にはその熱は微多孔膜の収縮よりも樹脂の軟化、溶融に消費されやすくなるため、微多孔膜の熱収縮率が小さく抑えられる。
120℃までにおける透気抵抗度の上昇割合が大きい場合には、シャットダウンが完了する前段階の温度域において、微多孔膜の温度がシャットダウン完了温度に向かって高くなるにつれて、イオンが微多孔膜を通過しにくくなっていく。そのため、短絡時であっても、電池の温度は緩やかに上昇していくため、微多孔膜のシャットダウンが完了したとき、電池の温度はそれ程高くならない。言い換えると、120℃までにおける透気抵抗度の上昇割合を大きくすることによって、短絡が起こった時に安全に低温状態にて電池を無害化(シャットダウン完了)させることができる。120℃までにおける透気抵抗度の上昇割合は、1.2以上であることが好ましく、より好ましくは1.5以上であり、更に好ましくは1.8以上である。このような透気抵抗度の上昇割合は、後述の原料を用いると共にDSC特性を調整することにより得ることとができる。なお、図2は、図1における特徴的な例を抜き出したグラフである。図1及び図2において、凡例の右側に各例にて得られた近似曲線の一次式及びその傾きを併記している。
以下、微多孔膜の製造方法について説明する。なお、以下の説明は、製造方法の一例であって、この方法に限定されるものではない。
本明細書において、ポリオレフィン微多孔膜(以下、単に「微多孔膜」とも言う)とは、ポリオレフィンを主成分として含む微多孔膜をいい、「主成分」とは、微多孔膜全量に対してポリオレフィンを90質量%以上含むことである。以下、本実施形態の微多孔膜について説明する。
[重量平均分子量(Mw)]
ポリオレフィン樹脂の重量平均分子量(Mw)は以下の条件でゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により求めた。
・測定装置:Waters Corporation製GPC-150C
・カラム:昭和電工株式会社製Shodex UT806M
・カラム温度:135℃
・溶媒(移動相):o-ジクロルベンゼン
・溶媒流速:1.0 ml/分
・試料濃度:0.1 wt%(溶解条件:135℃/1h)
・インジェクション量:500μl
・検出器:Waters Corporation製ディファレンシャルリフラクトメーター(RI検出器)
・検量線:単分散ポリスチレン標準試料を用いて得られた検量線から、所定の換算定数を用いて作成した。
接触厚み計(株式会社ミツトヨ製ライトマチック)を用いて、微多孔膜から切り出したサンプル(95mm×95mm)の膜厚を5点測定し、平均値を膜厚とした。
透気度計(旭精工株式会社製、EGO-1T)を用いて、JIS P-8117に準拠して、微多孔膜の透気抵抗度(sec/100cm3)を測定した。
空孔の体積率を微多孔膜の膜厚、面積、質量、密度(例えばポリエチレンのみ場合、0.99g/cm3とする)から算出する方法である。微多孔膜から切り出したサンプル(95mm×95mm)の膜厚、質量を測定し、以下の式によって、空孔率算出した。
空孔率(%)=1-質量/(膜厚×面積×密度)
ポリオレフィン微多孔膜の密度はK7112:1999に準拠した方法により求めた。
先端が球面(曲率半径R:0.5mm)の直径1mmの針で、微多孔膜を2mm/秒の速度で突刺したときの最大荷重を突刺強度とした。
[引張強度(Mpa)]
MD引張強度およびTD引張強度について、室温25℃にてチャック間距離20mm、幅10mmの短冊状試験片を用いて、ASTM D882に準拠した方法により測定した。
MD引張伸度およびTD引張伸度について、室温25℃にてチャック間距離20mm、幅10mmの短冊状試験片を用いて、ASTM D-882Aに準拠した方法により測定した。
105℃8時間のMD熱収縮率およびTD熱収縮率は、次のようにして測定した。
(1)室温(25℃)における微多孔膜の試験片(95mm×95mm)の長さをMDおよびTDの両方について測定する。
(2)微多孔膜の試験片を、荷重をかけずに8時間105℃の温度にて平衡化する。
(3)微多孔膜の長さをMDおよびTDの両方について測定する。
(4)MDおよびTDへの熱収縮を、測定結果(3)を測定結果(1)で割り、得られた値を1から引き、その値を百分率(%)で表して算出した。
ポリオレフィン微多孔膜の平均流量孔径及び最大細孔径(nm)は下記のように測定した。PMI社のパームポロメータ(商品名、型式:CFP-1500A)を用いて、Dry-up、Wet-upの順で測定した。Dry-upでは、ポリオレフィン微多孔質膜に圧力をかけ、貫通した空気流量を測定する。Wet-upでは表面張力が既知のGalwick(商品名)で十分に浸したポリオレフィン微多孔質膜に圧力をかけ、空気が貫通し始める圧力から換算される孔径を最大孔径とした。Dry-up測定で得られる圧力、流量曲線の1/2の傾きを示す曲線と、Wet-up測定で得られる曲線が交わる点の圧力から平均流量径を換算した。圧力と孔径の換算は下記の数式を用いた。
d=C・γ/P(式中、d(μm)は微多孔質膜の孔径、γ(dynes/cm)は液体の表面張力、P(Pa)は圧力、Cは圧力定数(2860)である。)。
PerkinElmer製Diamond DSCを使用して示差走査熱量測定(DSC測定)により微多孔膜の融点と融解吸熱量ΔHを求めた。微多孔膜を直径5mmの円形に打ち抜き、数枚重ね合わせた5~10mgの測定サンプルを、直径5mmのアルミ製オープンサンプルパンに置き、クランピングカバーを乗せてサンプルシーラーによりアルミパン内に固定した。そして、アルミパンを窒素雰囲気下にて30℃1分間静置した後、昇温速度10℃/分で30℃から230℃まで昇温させた。この時の融解吸熱曲線において、極大となる温度を微多孔膜の融点とした。曲線より下の面積から、測定サンプルの重量当たりの融解吸熱量を微多孔膜の融解吸熱量ΔHとした。
透気抵抗度を測定した後、昇温を継続しながら微多孔膜の透気抵抗度が最初に100,000秒/100cm3を超える時の温度を、微多孔膜のシャットダウン温度と定義した。
透気度計(旭精工株式会社製、EGO-1T)を用いて、微多孔膜を30℃の温度雰囲気中にさらした後、5℃/分の昇温速度で30℃から120℃まで加熱しながら透気抵抗度を測定した。得られた温度に対する透気抵抗度のデータから、図1に示すような温度及び透気抵抗度をそれぞれ横軸及び縦軸に設定した曲線のグラフを作成し、温度が120℃までの曲線を一次近似直線求めて、その傾きを120℃までにおける透気抵抗度の上昇割合とした。
インピーダンスの測定には、インピーダンス測定装置(ソーラトロン製、SI1250、SI1287)を用いた。をガラス板(50mm(W)×80mm(L)×3mm(T))の上にNi箔(30mm×20mm)、微多孔膜(30mm(W)×20mm(L))、Ni箔(30mm×20mm)の順に重ね、微多孔膜に典型的な電解質(1mol/LのLiPF6、リチウム塩、エチレンカーボネート(EC):炭酸エチルメチル(EMC)=40:60vol%からなる)をセパレータに約0.02ml含侵させ、1.0kV印加(定電圧)し、10秒後の値をインピーダンス(Ω/cm2)とした。
インピーダンスを以下のように評価した。
極めて良好(A):1.00Ω/cm2未満
良好(B):1.00Ω/cm2以上、1.50Ω/cm2未満
不良(C):1.50Ω/cm2以上。
評価に用いた電池(評価用電池)は、正極活物質としてリチウムコバルト複合酸化物LiCoO2、負極活物質として黒鉛、電解液としてEC/EMC/DMCの混合溶媒に調製した1mol/LのLiPF6を使用し、正極、微多孔膜からなるセパレータ、及び、負極を積層した後、常法により巻回電極体を作製し、電池缶に挿入し、電解液を含浸させ、封口して、作製した。以下に、評価用電池の製造方法の詳細を説明する。
正極活物質としてリチウムコバルト複合酸化物LiCoO2、導電材としてアセチレンブラック、バインダーであるポリフッ化ビニリデン(PVDF)とを93.5:4.0:2.5の質量比で混合して、溶媒N-メチルピロリドン(NMP)に混合分散させてスラリーを調製した。このスラリーを正極集電体となる厚さ12μmのアルミニウム箔の両面に塗布し、乾燥後、ロールプレス機で圧延した。圧延後のものを30mm幅にスリットして正極とした。
負極活物質として人造黒鉛、バインダーとしてカルボキシメチルセルロース、スチレン-ブタジエン共重合体ラテックスとを98:1:1の質量比となるように、精製水に混合分散させてスラリーを調製した。このスラリーを負極集電体となる厚さ10μmの銅箔の両面に塗布し、乾燥後、ロールプレス機で圧延した。圧延後のものを33mm幅にスリットして負極とした。
エチレンカーボネート:エチルメチルカーボネート:ジメチルカーボネート=3:5:2(体積比)の混合溶媒に、溶質としてLiPF6を濃度1.15mol/リットルとなるように溶解させた。さらに、非水電解液100質量%に対して0.5質量%のビニレンカーボネートを添加し、非水電解液を調製した。
上記の正極、微多孔膜及び上記の負極を積層した後、扁平状の巻回電極体(高さ2.2mm×幅36mm×奥行29mm)を作製した。この扁平状の巻回電極体の各電極へ、シーラント付タブを溶接し、正極リード、負極リードとした。扁平状の巻回電極体部分をアルミラミネートフィルムで挟み、一部開口部を残してシールし、これを真空オーブンにて80℃で6時間乾燥、乾燥後は速やかに電解液を0.7mL注液し、真空シーラーでシールし、80℃、1MPaで1時間プレス成型した。続いて、充放電を実施した。充放電条件は300mA電流値で、電池電圧4.2Vまで定電流充電した後、電池電圧4.2Vで15mAになるまで定電圧充電を行った。10分の休止後、300mAの電流値で電池電圧3.0Vまで定電流放電を行い、10分休止した。以上の充放電を3サイクル実施し、電池容量300mAhの試験用二次電池を作製した。
体積エネルギー密度は、以下の式によって、測定した。
体積エネルギー密度(Wh/L)=平均作動電圧(V)×電池容量(Ah)/電池の体積(L)
体積エネルギー密度を以下のように評価した。
極めて良好(A):490Wh/L以上
良好(B):480Wh/L以上、490Wh/L未満
不良(C):480Wh/L未満。
レート特性は以下の方法で評価を行った。レート特性の測定には上記(評価用電池の作製方法)にて作製した試験用二次電池を用いた。この電池を電池電圧4.2Vまで1.0Cの電流値で定電流充電した後、電池電圧4.2Vで0.05Cの電流値になるまで定電圧充電を行い、0.2Cの電流値で電池電圧が3.0Vになるまで放電(定電流放電)して放電容量を測定した。続いて、前述の手順にて再度4.2Vまで充電した後、5Cの電流値で電池電圧が3.0Vになるまで放電(定電流放電)して放電容量を測定した。下記の式により放電容量比(%)を算出した。
式:放電容量比=(5Cでの放電容量/0.2Cでの放電容量)×100
レート特性を以下のように評価した。
極めて良好(A):90%以上
良好(B):85%以上、90%未満
不良(C):85%未満。
サイクル特性は以下の方法で評価を行った。サイクル特性の測定には上記(評価用電池の作製)にて作製した試験用二次電池を用いた。その電池を電池電圧4.2Vまで1.0Cの電流値で定電流充電した後、電池電圧4.2Vで0.05Cの電流値になるまで定電圧充電を行った。10分の休止後、1.0Cの電流値で電池電圧が3.0Vになるまで定電流放電を行い、10分休止した。この充放電を1サイクルとして、500回充放電を繰り返し行った。
下記の式により残存容量比を算出した。
式:残存容量比=500サイクル目放電容量×100/1サイクル目放電容量
サイクル特性は以下のように評価した。
極めて良好(A):90%以上
良好(B):85%以上、90%未満
不良(C):85%未満。
圧壊試験は以下の方法で評価を行った。圧壊試験の測定には上記(評価用電池の作製)にて作製した試験用二次電池を用いた。2枚の平板で電池を加圧し、電池の温度上昇の確認を5セルで実施した。
圧壊試験は以下のように評価した。
極めて良好(A):5セル全てにおいて、表面温度上昇が80℃以下
良好(B):1~2セルにおいて、表面温度上昇が80℃超過120℃以下であり、残りのセルの表面温度上昇が80℃以下
普通(C):3~5セルにおいて、表面温度上昇が80℃超過120℃以下であり、残りのセルの表面温度上昇が80℃以下
不良(D):1~5セルにおいて、表面温度上昇が120℃超過。
外部短絡試験は以下の方法で評価を行った。外部短絡試験の測定には上記(評価用電池の作製)にて作製した試験用二次電池を用いた。正極端子および負極端子を、外部抵抗に接続して、電池の温度上昇の確認を5セルで実施した。
外部短絡試験は以下のように評価した。
極めて良好(A):5セル全てにおいて、表面温度上昇が80℃以下
良好(B):1~2セルにおいて、表面温度上昇が80℃超過120℃以下であり、残りのセルの表面温度上昇が80℃以下
普通(C):3~5セルにおいて、表面温度上昇が80℃超過120℃以下であり、残りのセルの表面温度上昇が80℃以下
不良(D):1~5セルにおいて、表面温度上昇が120℃超過。
表1に示す重量平均分子量2.2×106g/mol、分子量分布6、極限粘度16dl/gの超高分子量ポリエチレン40質量%と、重量平均分子量4.1×105g/mol、分子量分布13.5、極限粘度4.0dl/gの高密度ポリエチレン(長鎖分岐ポリエチレン)60質量%からなるポリオレフィン組成物100質量%に対し、酸化防止剤としてテトラキス(メチレン-3-(3,5-ジターシャリーブチル-4-ヒドロキシフェニル)-プロピオネート)メタン0.2質量%をドライブレンドして得られた原料を二軸押出機に投入し、さらに二軸押出機のサイドフィーダーから流動パラフィンを供給し、二軸押出機内でポリオレフィン組成物が25質量%、流動パラフィンが75質量%となるように混合したものを溶融混練して、ポリオレフィン溶液を調製した。
表1に示す樹脂組成と製造条件とした以外は実施例1と同様にポリオレフィン微多孔膜を得た。実施例2、3、4のポリオレフィン微多孔膜における温度に対する透気抵抗度の曲線を図2、3,4にそれぞれ示した。各実施例1~4の曲線に細い実線で一次近似直線を併記した。また、その一次近似直線の数式を凡例に付記した。
表1に示す重量平均分子量2.2×106 g/mol、分子量分布6、極限粘度16dl/gの超高分子量ポリエチレン40質量%と、重量平均分子量3.0×105g/mol、分子量分布6.0、極限粘度3.7dl/gの高密度ポリエチレン60質量%からなるポリオレフィン組成物100質量%に対し、酸化防止剤としてテトラキス(メチレン-3-(3,5-ジターシャリーブチル-4-ヒドロキシフェニル)-プロピオネート)メタン0.2質量%をドライブレンドして得られた原料を二軸押出機に投入し、さらに二軸押出機のサイドフィーダーから流動パラフィンを供給し、二軸押出機内でポリオレフィン組成物が25質量%、流動パラフィンが75質量%となるように混合したものを溶融混練して、ポリオレフィン溶液を調製した。このポリオレフィン溶液を二軸押出機のTダイから押し出し、冷却ローラで引き取りながら冷却し、ゲル状シートを形成した。得られたゲル状シートを、二軸延伸機により112℃でMDおよびTDともに5倍に同時二軸湿式延伸し、そのまま二軸延伸機に固定してMDおよびTDの両方向に寸法変化が無いように、110℃の温度で第一熱固定処理した。
表1に示す樹脂組成と製造条件とした以外は実施例1と同様にポリオレフィン微多孔膜を得た。
表1に示す重量平均分子量2.2×106 g/mol、分子量分布6、極限粘度16dl/gの超高分子量ポリエチレン18質量%と、重量平均分子量4.1×105g/mol、分子量分布13.5、極限粘度4.0dl/gの高密度ポリエチレン82質量%からなるポリオレフィン組成物100質量%に対し、酸化防止剤としてテトラキス(メチレン-3-(3,5-ジターシャリーブチル-4-ヒドロキシフェニル)-プロピオネート)メタン0.2質量%をドライブレンドして得られた原料を二軸押出機に投入し、さらに二軸押出機のサイドフィーダーから流動パラフィンを供給し、二軸押出機内でポリオレフィン組成物が30質量%、流動パラフィンが70質量%となるように混合したものを溶融混練して、ポリオレフィン溶液を調製した。
表1に示す樹脂組成と製造条件とした以外は実施例1と同様に微多孔膜を得た。
表1に示す樹脂組成と製造条件とし、熱緩和及び第二熱固定を行わなかったこと以外は比較例3と同様に微多孔膜を得た。
表1に示す樹脂組成と製造条件とした以外は実施例1と同様に微多孔膜を得た。
表1に示す樹脂組成と製造条件とし、熱緩和及び第二熱固定を行わなかったこと以外は実施例1と同様に微多孔膜を得た。
実施例1~4の微多孔膜は、極めて薄膜でありながら、空孔率及び透気抵抗度が高くなっており、電池特性に優れることが示された。図1及び図2では、各実施例において、120℃以下の温度範囲において透気抵抗度が温度上昇に伴って高くなりやすいことが分かる。そのため、シャットダウンが完了するまでの低温においてイオンの通過を妨げやすく、シャットダウン完了時には電池の温度がそれ程上昇しないことが分かる。一方、比較例では、そのような120℃までの透気抵抗度の上昇割合が小さくなっており、短絡が発生した後、シャットダウンが完了するまでの間に多数のイオンが電極間にて流れて温度上昇しやすいことが分かった。
Claims (6)
- 透気抵抗度が300秒/100cm3以上500秒/100cm3以下、空孔率が18%以上30%以下及び幅方向における引張伸度が105%以上、膜厚が6μm未満、示差走査熱量計で測定した融解吸熱量が200J/g以下であるポリオレフィン微多孔膜。
- 前記ポリオレフィン微多孔膜は、密度0.920g/m 3 以上0.970g/m 3 以下、重量平均分子量1×10 4 以上1×10 6 未満、かつ、分子量分布10以上20以下の長鎖分岐ポリエチレンを50質量%以上含む請求項1に記載のポリオレフィン微多孔膜。
- 機械方向の引張強度が230MPa以上である請求項1または2に記載のポリオレフィン微多孔膜。
- 幅方向の引張伸度が150%以上である請求項1~3のいずれか一項に記載のポリオレフィン微多孔膜。
- 請求項1~4のいずれか一項に記載のポリオレフィン微多孔膜を含むセパレータを用いてなる電池。
- 密度0.920g/m 3 以上0.970g/m 3 以下、重量平均分子量1×10 4 以上1×10 6 未満、かつ、分子量分布10以上20以下の長鎖分岐ポリエチレンを含むポリオレフィン樹脂を可塑剤と共に溶融混練して樹脂溶液を得る工程と、
前記樹脂溶液をダイから吐出して冷却し、ゲル状シートを形成する工程と、
前記ゲル状シートを120℃以下にて面倍率25倍以下にて同時二軸湿式延伸する工程と、
前記湿式延伸後のゲル状シートから可塑剤を抽出して乾燥する工程と、
前記乾燥工程の後に、130℃以下にて面倍率1.0倍で熱固定する工程を含むことを特徴とするポリオレフィン微多孔膜の製造方法であって、
得られるポリオレフィン微多孔膜が、請求項1~4のいずれか一項に記載のポリオレフィン微多孔膜であるポリオレフィン微多孔膜の製造方法。
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