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公開番号2024156561
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-06
出願番号2023071137
出願日2023-04-24
発明の名称蓄電デバイス用セパレータ及び蓄電デバイス
出願人旭化成株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類H01M 50/489 20210101AFI20241029BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】本開示は、薄膜かつ透気度と突刺強度を両立した蓄電デバイス用セパレータを提供することを目的とする。
【解決手段】ポリプロピレンを主成分とする微多孔層(A)と、ポリエチレンを主成分とする微多孔層(B)との多層構造を有する蓄電デバイス用セパレータであって、微多孔層(A)のうち少なくとも一層は、セパレータ基材の少なくとも片面の最外層を構成し、荷重2.16kg及び温度230℃で測定した際の微多孔層(A)のMFRが、0.90g/10min以下であり、セパレータ基材の厚みが15μm以下であり、かつセパレータ基材の気孔率が40%以上である蓄電デバイス用セパレータが提供される。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
ポリプロピレンを主成分とする微多孔層（Ａ）と、ポリエチレンを主成分とする微多孔層（Ｂ）との多層構造を有する蓄電デバイス用セパレータであって、
前記微多孔層（Ａ）のうち少なくとも一層は、セパレータ基材の少なくとも片面の最外層を構成し、
荷重２．１６ｋｇ、温度２３０℃で測定した際の前記微多孔層（Ａ）のメルトフローレート（ＭＦＲ）が、０．９０ｇ／１０ｍｉｎ以下であり、
前記セパレータ基材の厚みが１５μｍ以下であり、かつ
前記セパレータ基材の気孔率が４０％以上である、蓄電デバイス用セパレータ。
続きを表示（約 890 文字）【請求項２】
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による前記微多孔層（Ａ）のＭＤ－ＮＤ断面観察において、前記微多孔層（Ａ）に存在する孔の面積平均長孔径が、１５０ｎｍ以下である、請求項１に記載の蓄電デバイス用セパレータ。
【請求項３】
前記セパレータの厚みを８μｍに換算した場合に、前記セパレータの透気度が２００秒／１００ｃｍ
３
以下である、請求項１又は２に記載の蓄電デバイス用セパレータ。
【請求項４】
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による前記微多孔層（Ａ）のＭＤ－ＮＤ断面観察において、前記微多孔層（Ａ）に存在する孔の面積平均長孔径が、１００ｎｍ以上である、請求項３に記載の蓄電デバイス用セパレータ。
【請求項５】
前記微多孔層（Ｂ）の厚みが５μｍ以下である、請求項１又は２に記載の蓄電デバイス用セパレータ。
【請求項６】
荷重２．１６ｋｇ、温度２３０℃で測定した際の前記微多孔層（Ａ）のＭＦＲが、０．３ｇ／１０ｍｉｎ以上である、請求項１又は２に記載の蓄電デバイス用セパレータ。
【請求項７】
前記セパレータ基材の厚みが９．５μｍ以下である、請求項１又は２に記載の蓄電デバイス用セパレータ。
【請求項８】
正極と、負極と、前記正極及び前記負極の間に配置された請求項１又は２に記載の蓄電デバイス用セパレータとを備える、蓄電デバイス。
【請求項９】
以下の工程（１）～（３）を含む、請求項１に記載の蓄電デバイス用セパレータの製造方法：
工程（１）：第一延伸工程における樹脂フィルムの延伸倍率（冷延伸倍率）が１０％以上である；
工程（２）：第二延伸工程における樹脂フィルムの延伸倍率（熱延伸倍率）が１６０％以上である；および
工程（３）：アニール工程におけるアニール温度が１２５℃以上である。
【請求項１０】
前記微多孔層（Ａ）及び前記微多孔層（Ｂ）が、共押出される、請求項９に記載の蓄電デバイス用セパレータの製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、蓄電デバイス用セパレータ等に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
微多孔膜、特にポリオレフィン系微多孔膜は、精密濾過膜、電池用セパレータ、コンデンサー用セパレータ、燃料電池用材料等の多くの技術分野で使用されており、特にリチウム二次電池、リチウムイオン二次電池に代表される蓄電デバイス用セパレータとして使用されている。リチウムイオン電池は、携帯電話、ノート型パーソナルコンピュータ等の小型電子機器用途のほか、ハイブリッド自動車、及びプラグインハイブリッド自動車を含む電気自動車等、様々な用途へ応用されている。
【０００３】
近年、高エネルギー容量、高エネルギー密度、かつ高い出力特性を有するリチウムイオン電池が求められ、それに伴い、薄膜であり、電池性能、電池の信頼性、安全性に優れたセパレータへの需要が高まっている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、絶縁破壊及び強度を含む特性を改良し得る多層マイクロポーラス薄膜または膜が記載されている。好ましい多層マイクロポーラス膜は、ミクロ層及び１以上の積層バリアを含む。
【０００５】
引用文献２には、ポリオレフィンを主成分とし、温度２３０℃で測定した際の溶融張力が、３０ｍＮ以下であり、荷重２．１６ｋｇ、温度２３０℃で測定した際のメルトフローレート（ＭＦＲ）が、０．９ｇ／１０ｍｉｎ以下である、微多孔膜を有する蓄電デバイス用セパレータが記載されている。
【０００６】
また近年、ポリプロピレンを主成分とした微多孔層と、ポリエチレンを主成分とした微多孔層とを有する異種ポリオレフィン多層セパレータが近年注目を集めている。異種ポリオレフィン多層セパレータは、高融点のポリプロピレン層による高温耐久性能と、低融点のポリエチレン層による電池の熱暴走時のシャットダウン性能をあわせ持つことで、電池の安全性が向上する。
【０００７】
異種ポリオレフィン多層セパレータの製造方法として、主流となっているのはラミネートプロセスであり、各微多孔層を個別に成膜出来ることから、より厳密な温度管理、及び成膜時の配向付与が可能となると考えられる。
【０００８】
引用文献３には、ポリプロピレンを主成分とした微多孔層と、ポリエチレンを主成分とした微多孔層とを有する蓄電デバイス用セパレータが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
国際公開第２０１８／０８９７４８号
国際公開第２０２０／１９６１２０号
国際公開第２０２２／５９７４４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ラミネートプロセスを用いて製造した蓄電デバイス用セパレータは、各微多孔層を個別に成膜したものを積層するため、薄膜化に限界がある。また、セパレータの薄膜化に伴い、セパレータの物理的強度が低下するため、優れた透気度を保ちながら突刺強度を向上することが困難である。したがって、本開示は、薄膜かつ透気度と突刺強度を両立した蓄電デバイス用セパレータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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