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公開番号2025025994
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-21
出願番号2023131308
出願日2023-08-10
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 20210101AFI20250214BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】高突刺強度と低透気度とを兼ね備え、かつ薄膜化の可能な蓄電デバイス用セパレータを提供すること。
【解決手段】微多孔層(A)を有するセパレータ基材を備える、蓄電デバイス用セパレータが提供され、上記微多孔層(A)の全質量を基準として、ポリオレフィンを80.0質量%以上99.5質量%以下、熱可塑性エラストマーを0.5質量%以上20.0質量%以下含み、かつ上記熱可塑性エラストマーを除く上記ポリオレフィンの全質量を基準として、ポリプロピレンを80.0質量%以上99.5質量%以下、ポリエチレンを0.5質量%以上20.0質量%以下含み、上記微多孔層(A)は、荷重2.16kg、温度230℃で測定した際のメルトフローレイト(MFR)が、0.90g/10min以下である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ポリオレフィンを主成分として含有し、かつ熱可塑性エラストマーを含有する微多孔層（Ａ）をセパレータ基材として備える、蓄電デバイス用セパレータであって、
前記微多孔層（Ａ）は、前記ポリオレフィンとしてポリプロピレン及びポリエチレンを含有し、
前記微多孔層（Ａ）は、前記微多孔層（Ａ）の全質量を基準として、前記ポリオレフィンを８０．０質量％以上９９．５質量％以下、前記熱可塑性エラストマーを０．５質量％以上２０．０質量％以下含み、かつ前記熱可塑性エラストマーを除く前記ポリオレフィンの全質量を基準として、前記ポリプロピレンを８０．０質量％以上９９．５質量％以下、前記ポリエチレンを０．５質量％以上２０．０質量％以下含み、かつ
前記微多孔層（Ａ）は、荷重２．１６ｋｇ及び温度２３０℃で測定した際のメルトフローレイト（ＭＦＲ）が、０．９０ｇ／１０ｍｉｎ以下である、蓄電デバイス用セパレータ。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記微多孔層（Ａ）の２４０℃での溶融張力Ｍｔ
Ａ
が、１０ｍＮ以上３５ｍＮ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】
前記微多孔層（Ａ）の重量平均分子量（Ｍｗ）が２５万以上１５０万以下である、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】
前記微多孔層（Ａ）の前記重量平均分子量（Ｍｗ）を数平均分子量（Ｍｎ）で除した値である分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が、３以上３０以下である、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（Ａ）は、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）の昇温過程でのＤＳＣ曲線において、１００℃以上１４５℃以下の範囲にピーク値を有する吸熱ピークＡと、１５５℃以上１７５℃以下の範囲にピーク値を有する吸熱ピークＢとが存在し、かつ前記吸熱ピークＡの面積Ｓ
Ａ
と前記吸熱ピークＢの面積Ｓ
Ｂ
との比率Ｓ
Ｂ
／Ｓ
Ａ
が、２以上２００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】
前記微多孔層（Ａ）は、荷重２．１６ｋｇ及び温度２３０℃で測定した際のメルトフローレイト（ＭＦＲ）が、０．３０ｇ／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】
前記微多孔層（Ａ）は、前記微多孔層（Ａ）の全質量を基準として、前記ポリオレフィンを９０．０質量％以上、前記熱可塑性エラストマーを１０．０質量％以下含み、かつ前記熱可塑性エラストマーを除く前記ポリオレフィンの全質量を基準として、前記ポリプロピレンを９０．０質量％以上、前記ポリエチレンを１０．０質量％以下含む、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】
前記ポリプロピレンの重量平均分子量（Ｍｗ）が３０万以上１３０万以下である、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９】
１３
Ｃ－ＮＭＲ（核磁気共鳴法）で測定した前記ポリプロピレンのペンタッド分率が、９４．０％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１０】
前記ポリエチレンの重量平均分子量（Ｍｗ）が１０万以上１８０万以下である、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１１】以降は省略されています）
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、および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、および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、絶縁破壊およ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、ミクロ層および１以上の積層バリアを含む。
【０００５】
特許文献２には、高強度かつ薄膜化が可能な蓄電デバイス用セパレータが記載されており、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、および温度２３０℃で測定した際のメルトフローレイト（ＭＦＲ）が、０．９ｇ／１０ｍｉｎ以下である、微多孔膜が開示されている。
【０００６】
特許文献３には、製品安全性などに優れた蓄電デバイス用セパレータが記載されており、ポリプロピレン樹脂と熱可塑性エラストマーを含み、特定のＭＦＲ及びモルフォロジーを有する微多孔膜が開示されている。
【０００７】
特許文献４には、透気特性に優れ、シャットダウン特性を具備するリチウムイオンリチウム電池用セパレータが記載されており、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、及び結晶融解ピーク温度若しくはガラス転移温度がポリエチレン系樹脂の結晶融解ピーク温度以下である熱可塑性樹脂を含有する混合樹脂層を有し、かつβ活性を有する多孔性フィルムが開示されている
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
国際公開第２０１８／０８９７４８号
国際公開第２０２０／１９６１２０号
国際公開第２０１９／１０３９４７号
特開２０１０－１１１８３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１～４に記載の方法では、特定の膜物性または樹脂混合により、薄膜、高強度、優れた透気特性などを各々発現させているが、蓄電デバイスには薄膜かつ高強度と低透気度を両立するセパレータが求められており、その観点で更なる改善の余地があった。
【００１０】
したがって、本発明が解決しようとする課題は、高突刺強度と低透気度とを兼ね備え、かつ薄膜化の可能な蓄電デバイス用セパレータを提供することである。
【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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