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[交流] 三菱树脂的锂离子充电电池隔膜：以低成本的PP单层膜为基础，涂布无机物提高耐热性已有2人参与

三菱树脂的锂离子充电电池隔膜：以低成本的PP单层膜为基础，涂布无机物提高耐热性
2012/02/29 00:00

图1：三菱树脂的高耐热隔膜
在作了二轴延展的PP薄膜上涂布高耐热填充物。
　　三菱树脂2011年12月开发出了具有200℃以上耐热性，并能以低成本制造的锂离子充电电池隔膜（图1）。今后在经锂离子充电电池厂商质量评测后，将于2012年度上市，并计划2013年度开始全面量产。

　　隔膜的作用是，在打开锂离子穿过微孔的同时，使正极与负极间绝缘。主要有以下两种制造方法：一种是使用溶剂和可塑剂延展薄膜，然后使溶剂蒸发以构成空隙的湿式；另一种是只单纯延展结晶化的薄膜，从非晶质与结晶部分的分界点扩大空隙的干式。

　　湿式现在以PE（聚乙烯）为主流，三菱树脂认为，今后在汽车用途上采用工序数量较少的PP（聚丙烯）的干式法将成为主流。为此，该公司确立了能以连续工序实现制膜、层叠及二轴延展的自主制造技术。

　　除了这种生产线之外，三菱树脂还开发出了涂布高耐热性无机物填充物的技术。由此，制成了最大可耐受220℃的隔膜（图2），而原来的PP单层隔膜能耐热170℃。

图2：耐热性的比较
左边的开发品在温度接近PP会融化的180℃时也很少变形。右边的PP单层膜的树脂溶解，无法保持原状。

　　湿式法虽然也有以芳纶纤维等强化PE的高耐热隔膜，但认为如果量产，干式法的成本可较湿式法低4成左右。

　　为了提高电池的安全性，要求电池在温度升高时也要保持绝缘性。此前的PP单层膜在170℃时PP就开始熔化，隔膜表面的微孔也因材料熔化而一时堵塞，可获得电池不发挥作用的关断（Shut down）效果。但是，温度再上升时，因隔膜会像图2一样变形，当温度升至180℃以上时电流会再次通过（图3）。

图3：隔膜温度引起的电阻变化
对PE进行耐热涂布的其他公司产品在140℃时树脂溶解，隔膜表面的孔堵塞，电流不再流过。PP单层膜在170℃时PP开始熔化，之后无法保持原状，电流随后可再次流过。开发品在220℃下电阻也比较高，电流无法流过。

　　而涂布耐热无机填充物的开发品，即使PP熔化仍能保持原状，因此即使温度在220℃电池也会安全停止工作。另外，对用湿式法制造的PE单层膜涂布耐热涂层时，虽然高温下的耐热性基本相同，但与干式PE单层膜不同的是，单层膜开始熔化的温度只有140℃，而且成本较高。

　　三菱树脂的目标是，2015年使包括高耐热型产品在内的隔膜产能达到7200万㎡，这一产能将满足整体需求预测的10％左右。（记者：林达彦，《日经汽车技术》）

■日文原文：コストの低いPPの単層膜がベース、無機物をコートして耐熱性高める

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