非水电解质二次电池用结构体、非水电解质二次电池以及该结构体的制造方法技术

本发明专利技术的目的在于提供一种无需通过不良溶剂等复杂工序即可制成的非水电解质二次电池用结构体，本发明专利技术的非水电解质二次电池用结构体具有正极、隔膜、以及负极，其中在所述正极与所述隔膜之间以及所述负极与所述隔膜之间中的至少一处，具有含有偏氟乙烯类聚合物粒子而形成的中间层，在构成所述中间层的原料100质量份中，偏氟乙烯类聚合物粒子为60～100质量份。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种非水电解质二次电池用结构体、非水电解质二次电池以及该结构体的制造方法。
技术介绍
近年来，电子技术发展飞速，各种设备实现了小型化、轻量化。随着这类电子设备的小型化、轻量化，要求作为其电源的电池也实现小型化、轻量化。作为容积及质量虽小却可获得大能量的电池，使用的是采用锂的非水电解质二次电池。此外，还提议将非水电解质二次电池用作混合动力车、电动汽车等的能源，并已开始投入使用。通常，非水电解质二次电池具有正极和负极，并在这两极之间配置用来使正极和负极绝缘的隔膜。作为非水电解质二次电池中所使用的隔膜，以往使用的是聚烯烃类高分子多孔膜。非水电解质二次电池可以通过离子(锂离子二次电池的情况下为锂离子(Li+))透过隔膜在正极和负极之间移动从而进行充电、放电。因此，就要求隔膜不会妨碍离子的自由移动，采用具有多个微细孔的多孔膜作为隔膜。此外，还要求隔膜具有所谓的切断(Shutdown)功能。切断功能是指当电池内部发生微细短路时，相应部分的孔闭塞，以妨碍离子的移动，使相应部分的电池功能丧失，从而提高非水电解质二次电池的安全性。另外，在聚烯烃类高分子多孔膜中，当电池内部发生微细短路时，由于该部分的温度上升，相应部分发生熔解，孔闭塞，从而实现切断功能。但是，发挥切断功能时，有时会发生隔膜收缩，并因此产生继发性问题，例如使直接对向的正极与负极接触并发生短路等。为了消除此种问题，众所周知可在隔膜的至少一个面上设置使用耐热性低于隔膜的树脂等形成的层。例如，已提出有在隔膜的至少一侧设置含有熔点低于隔膜的高分子粒子以及粘合剂的表面层(例如参照专利文献1)。专利文献1中，公开了一种方法，其通过使表面层含有熔点低于隔膜的高分子粒子，在电池内变为高温时，使熔点低于隔膜的高分子粒子在隔膜之前熔融，并在隔膜表面形成膜，从而能够在发生隔膜收缩前，闭塞多孔膜即隔膜的空孔。作为其他例，已提出有在隔膜的至少一侧设置含有氟类树脂微粒0.1～5重量百分比的耐热性树脂多孔质层(例如参照专利文献2)。专利文献2中，公开了一种方法，其通过使耐热性树脂多孔质层含有氟类树脂微粒，从而具有优异的耐磨性。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2008-41504号公报专利文献2：日本专利特开2010-92718号公报专利技术概要专利技术拟解决的问题作为以往众所周知的在隔膜的至少一个面上设置使用树脂形成的层时的方法，必须具有多孔化工序，其使构成该层的树脂等在溶剂中溶解或分散，并在涂布至隔膜后，使其通过构成该层的树脂的不良溶剂，然后进行干燥等。本专利技术的目的在于提供一种无需通过不良溶剂等复杂工序即可制成的非水电解质二次电池用结构体、其制造方法、以及通过该结构体获得的非水电解质二次电池。
技术实现思路
本专利技术人等为解决上述课题反复深入研究后发现，中间层含有特定量的偏氟乙烯类聚合物粒子时，无需实施通过不良溶剂等复杂工序，即可具有电解液注入路径，并完成了本专利技术。也就是说，本专利技术的非水电解质二次电池用结构体，其具有正极、隔膜、以及负极，其中在所述正极与所述隔膜之间以及所述负极与所述隔膜之间中的至少一处，具有含有偏氟乙烯类聚合物粒子而形成的中间层，在构成所述中间层的原料100质量份中，偏氟乙烯类聚合物粒子为60～100质量份。优选所述中间层具有多个偏氟乙烯类聚合物粒子直接或透过水溶性高分子相互接合的构造。优选所述偏氟乙烯类聚合物粒子的平均粒径为10～700nm。优选在所述正极与所述隔膜之间具有所述中间层。本专利技术的非水电解质二次电池通过所述非水电解质二次电池用结构体获得。本专利技术的非水电解质二次电池用结构体的制造方法是上述非水电解质二次电池用结构体的制造方法，其特征在于，所述中间层通过下述(1)～(4)中任一项形成。(1)所述中间层通过将含有偏氟乙烯类聚合物粒子的水分散液涂布在选自正极、隔膜、以及负极中至少一种上并使其干燥而形成。(2)所述中间层通过将选自正极、隔膜、以及负极中至少一种浸渍在含有偏氟乙烯类聚合物粒子的水分散液中并使其干燥而形成。(3)所述中间层通过将含有偏氟乙烯类聚合物粒子的水分散液涂布在基材上并使其干燥，然后从所述基材上将其剥离而形成。(4)所述中间层通过将基材浸渍在含有偏氟乙烯类聚合物粒子的水分散液中并使其干燥，然后从所述基材上将其剥离而形成。专利技术效果本专利技术的非水电解质二次电池用结构体是在隔膜的至少一个面上具有使用树脂形成的层的结构体，可通过较以往更简便的方法制成。因此，本专利技术的非水电解质二次电池用结构体以及非水电解质二次电池具有优异的生产效率。附图说明图1是实验例1中获得的形成有中间层的隔膜的剖面的SEM照片。图2是比较实验例1中获得的形成有中间层的隔膜的剖面的SEM照片。图3是显示实施例2中实施的叠层电池的循环试验的正极放电容量的图。具体实施方式以下对本专利技术进行具体说明。本专利技术的非水电解质二次电池用结构体，其具有正极、隔膜、以及负极，其中在所述正极与所述隔膜之间以及所述负极与所述隔膜之间中的至少一处，具有含有偏氟乙烯类聚合物粒子而形成的中间层，在构成所述中间层的原料100质量份中，偏氟乙烯类聚合物粒子为60～100质量份。作为本专利技术的非水电解质二次电池用结构体的构成，除了在正极与隔膜之间以及负极与隔膜之间中的至少一处具有含有偏氟乙烯类聚合物粒子而形成的中间层以外，与常规的非水电解质二次电池用结构体相同，并且作为正极、隔膜以及负极，以众所周知的物质为代表，只要是可构成非水电解质二次电池用结构体的物质即可，并无特别限制。另外，本说明中，有时会将正极和负极统称为“电极”，将正极集电体和负极集电体统称为“集电体”。〔正极〕作为本专利技术的非水电解质二次电池用结构体具有的正极，只要具有担任正极反应的正极活性物质，且具有集电功能，则并无特别限定，多数情况下由含有正极活性物质的正极合剂层、以及作为集电体发挥功能且发挥保持正极合剂层的作用的正极集电体组成。本专利技术的非水电解质二次电池用结构体中，在所述正极与隔膜之间具有含有偏氟乙烯类聚合物粒子而形成的中间层时，优选该中间层配置在所述正极合剂层与隔膜之间。在本专利技术中，正极合剂层含有正极活性物质和粘合剂，根据需要还可含有导电助剂。其中，正极合剂层中的正极活性物质、粘合剂、导电助剂的配比可以采用锂离子二次电池等非水电解质二次电池中使用的一般配比，也可以根据二次电池的种类适当调整。该正极合剂层的厚度通常为20～250μm。本专利技术的非水电解质二次电池中使用的正极活性物质用以往众所周知的正极用电极活性物质为代表，只要可作为正极活性物质发挥作用即可，使用时并无特别限制。其中，非水电解质二次电池为锂离子二次电池时，作为构成正极合剂层的正极活性物质，优选为至少包含锂的锂类正极活性物质。作为锂类正极活性物质，例如可列举出用LiCoO2、LiNixCo1-xO2(0≤x≤1)等通式LiMY2(M为Co、Ni、Fe、Mn、Cr、V等过渡金属的至少一种；Y为O、S等硫属元素)表示的复合金属硫属化合物、LiMn2O4等采用尖晶石型结构的复合金属氧化物、以及LiFePO4等橄榄石型锂化合物等。另外，作为所述正极活性物质，可使用市售产品。所述正极活性物质的比表面积优选为0.05～50m2/g。另外，正极活性物质的比表面积可以通过氮吸附法来计算本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非水电解质二次电池用结构体，其具有正极、隔膜、以及负极，其特征在于，在所述正极与所述隔膜之间以及所述负极与所述隔膜之间中的至少一处，具有含有偏氟乙烯类聚合物粒子而形成的中间层，在构成所述中间层的原料100质量份中，偏氟乙烯类聚合物粒子为60～100质量份。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.05.15 JP 2013-1028921.一种非水电解质二次电池用结构体，其具有正极、隔膜、以及负极，其特征在于，在所述正极与所述隔膜之间以及所述负极与所述隔膜之间中的至少一处，具有含有偏氟乙烯类聚合物粒子而形成的中间层，在构成所述中间层的原料100质量份中，偏氟乙烯类聚合物粒子为60～100质量份。2.根据权利要求1所述的非水电解质二次电池用结构体，其特征在于，所述中间层具有多个偏氟乙烯类聚合物粒子直接或透过水溶性高分子相互接合的构造。3.根据权利要求1或2所述的非水电解质二次电池用结构体，其特征在于，所述偏氟乙烯类聚合物粒子的平均粒径为10～700nm。4.根据权利要求1至3中任一项所述的非水电解质二次电池用结构体，其特征在于，在所述正极与所述隔膜之间具有所...

【专利技术属性】
技术研发人员：竹内彩，稻叶祐策，五十岚民人，长泽善幸，
申请(专利权)人：株式会社吴羽，
类型：发明
国别省市：日本;JP