非水电解液二次电池制造技术

技术编号:20330780 阅读:35 留言:0更新日期:2019-02-13 06:47
本发明专利技术作为能够抑制伴随着充放电产生的电池性能的降低的非水电解液二次电池,提供一种非水电解液二次电池,具备:非水电解液二次电池用间隔件,其每单位膜厚的离子透过势垒能量为300J/mol/μm以上且900J/mol/μm以下;以及非水电解液,其含有0.5ppm以上且300ppm以下的给定的添加剂。

【技术实现步骤摘要】
非水电解液二次电池
本专利技术涉及一种非水电解液二次电池。
技术介绍
非水电解液二次电池、特别是锂二次电池由于能量密度高,因此被作为个人电脑、便携电话、便携信息终端等中所用的电池广泛地使用,另外,最近正在推进作为车载用的电池的开发。作为非水电解液二次电池,例如已知有像专利文献1中记载那样的具备以聚烯烃作为主成分的多孔膜的非水电解液二次电池。现有技术文献专利文献专利文献1:日本公开专利公报《特开平11-130900号公报》
技术实现思路
专利技术所要解决的问题在像专利文献1中公开的那样的以往的具备由多孔膜构成的非水电解液二次电池用间隔件的非水电解液二次电池中,希望改善伴随着充放电的电池性能的降低。用于解决问题的方法本专利技术包括以下的[1]及[2]所示的专利技术。[1]一种非水电解液二次电池,具备:每单位膜厚的离子透过势垒能量为300J/mol/μm以上且900J/mol/μm以下的非水电解液二次电池用间隔件、以及含有0.5ppm以上且300ppm以下的以下式(A)表示的离子电导率降低率L为1.0%以上且6.0%以下的添加剂的非水电解液。L=(LA-LB)/LA···(A)(式(A)中,LA表示以使LiPF6的浓度为1mol/L的方式将LiPF6溶解于以碳酸亚乙酯/碳酸甲乙酯/碳酸二乙酯=3/5/2(体积比)的比例包含碳酸亚乙酯/碳酸甲乙酯/碳酸二乙酯的混合溶剂中而得的参照用电解液的离子电导率(mS/cm),LB表示在所述参照用电解液中溶解有1.0重量%的添加剂的电解液的离子电导率(mS/cm)。)[2]根据[1]中记载的非水电解液二次电池,其中,100个循环后的容量保持率为90%以上。专利技术效果根据本专利技术的一个方式,起到可以抑制伴随着充放电的电池特性的降低的效果。具体实施方式对本专利技术的一个实施方式说明如下,然而本专利技术并不受其限定。本专利技术并不限定于以下说明的各构成,可以在技术方案的范围中所示的范围中进行各种变更,对于将在不同的实施方式中分别公开的技术手段适当地组合而得的实施方式,也包含于本专利技术的技术范围中。需要说明的是,本说明书中只要没有特别记述,表示数值范围的“A~B”就是指“A以上且B以下”。本专利技术的一个实施方式的非水电解液二次电池具备后述的非水电解液二次电池用间隔件、以及后述的非水电解液。对构成本专利技术的一个实施方式的非水电解液二次电池的构件等详述如下。[非水电解液二次电池用间隔件]本专利技术的一个实施方式的非水电解液二次电池用间隔件在其内部具有多个连结了的细孔,能够使气体、液体从一个面向另一个面通过。本专利技术的一个实施方式的非水电解液二次电池用间隔件通常包含聚烯烃多孔膜,优选由聚烯烃多孔膜形成。此处,所谓“聚烯烃多孔膜”,是以聚烯烃系树脂作为主成分的多孔膜。另外,所谓“以聚烯烃系树脂作为主成分”,是指聚烯烃系树脂在多孔膜中所占的比例为构成多孔膜的材料整体的50体积%以上,优选为90体积%以上,更优选为95体积%以上。所述聚烯烃多孔膜可以成为本专利技术的一个实施方式的非水电解液二次电池用间隔件的基材。在所述聚烯烃系树脂中,更优选包含重均分子量为3×105~15×106的高分子量成分。特别是如果在聚烯烃系树脂中包含重均分子量为100万以上的高分子量成分,则包含所述聚烯烃多孔膜的非水电解液二次电池用间隔件的强度提高,因此更优选。作为所述聚烯烃多孔膜的主成分的聚烯烃系树脂没有特别限定,例如可以举出作为热塑性树脂的将乙烯、丙烯、1-丁烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯等单体聚合而成的均聚物(例如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯)或共聚物(例如乙烯-丙烯共聚物)。聚烯烃多孔膜可以是单独地包含这些聚烯烃系树脂的层、或包含这些聚烯烃系树脂的2种以上的层。其中,由于可以在更低温度下阻止(关闭)过大电流流过,因此优选包含聚乙烯,特别是更优选包含以乙烯作为主体的高分子量的聚乙烯。需要说明的是,聚烯烃多孔膜可以在不损害该膜的功能的范围中包含聚烯烃以外的成分。作为所述聚乙烯,可以举出低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线形聚乙烯(乙烯-α-烯烃共聚物)、重均分子量为100万以上的超高分子量聚乙烯等,其中,更优选重均分子量为100万以上的超高分子量聚乙烯,进一步优选包含重均分子量为5×105~15×106的高分子量成分。所述聚烯烃多孔膜的膜厚没有特别限定,然而优选为4~40μm,更优选为5~20μm。如果所述聚烯烃多孔膜的膜厚为4μm以上,则从可以充分地防止电池的内部短路的观点考虑优选。另一方面,如果所述聚烯烃多孔膜的膜厚为40μm以下,则从可以防止非水电解液二次电池的大型化的观点考虑优选。对于所述聚烯烃多孔膜的每单位面积的基重(重量目付),为了可以提高电池的重量能量密度或体积能量密度,通常优选为4~20g/m2,更优选为5~12g/m2。对于所述聚烯烃多孔膜的透气度,从显示出足够的离子透过性的观点考虑,以Gurley值计优选为30~500sec/100mL,更优选为50~300sec/100mL。对于所述聚烯烃多孔膜的空隙率,为了可以提高电解液的保持量,并且可以获得更加可靠地阻止(关闭)过大电流流过的功能,优选为20体积%~80体积%,更优选为30~75体积%。对于所述聚烯烃多孔膜所具有的细孔的孔径,从足够的离子透过性、以及防止构成电极的粒子的进入的观点考虑,优选为0.3μm以下,更优选为0.14μm以下。〔每单位膜厚的离子透过势垒能量〕本专利技术中,非水电解液二次电池用间隔件的每单位膜厚的离子透过势垒能量是将非水电解液二次电池动作时作为电荷载体的离子(例如Li+)通过所述非水电解液二次电池用间隔件时的活化能量(势垒能量)除以该非水电解液二次电池用间隔件的膜厚而得的值。所述每单位膜厚的离子透过势垒能量是表示所述非水电解液二次电池用间隔件的离子透过的容易度的指标。在所述每单位膜厚的离子透过势垒能量小的情况下,可以说离子容易在所述非水电解液二次电池用间隔件内透过。即,可以说非水电解液二次电池用间隔件内部的树脂壁与离子的相互作用弱。另一方面,在所述每单位膜厚的离子透过势垒能量大的情况下,可以说离子难以在所述非水电解液二次电池用间隔件内透过。即,可以说非水电解液二次电池用间隔件内部的树脂壁与阳离子的相互作用强。通过使本专利技术的一个实施方式的非水电解液二次电池用间隔件的每单位膜厚的离子透过势垒能量为300J/mol/μm以上且900J/mol/μm以下,在装入了该非水电解液二次电池用间隔件的非水电解液二次电池动作时,可以将作为电荷载体的离子透过该非水电解液二次电池用间隔件的速度控制为适度的速度。可以认为,在所述离子透过势垒能量过低、上述的离子透过非水电解液二次电池用间隔件的速度过快的情况下,在反复进行充放电循环时,在电极(正极)中离子枯竭,由于该原因而使得电极劣化,由此非水电解液二次电池的电池特性降低。因而,通过使所述非水电解液二次电池用间隔件的每单位膜厚的离子透过势垒能量为300J/mol/μm以上,可以防止上述的电极的劣化,提高反复进行充放电循环时的电池特性。从该观点考虑,非水电解液二次电池用间隔件的每单位膜厚的离子透过势垒能量优选为320J/mol/μm以上,更优选为350J/mol/μm以上。另一方面可以认为,在所述离子透过势垒能量过高、上述的离子的透过性过低的情况下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非水电解液二次电池,其具备:非水电解液二次电池用间隔件,其每单位膜厚的离子透过势垒能量为300J/mol/μm以上且900J/mol/μm以下;以及非水电解液,其含有0.5ppm以上且300ppm以下的以下式(A)表示的离子电导率降低率L为1.0%以上且6.0%以下的添加剂;L=(LA-LB)/LA···(A)式(A)中,LA表示以使LiPF6的浓度为1mol/L的方式将LiPF6溶解于以碳酸亚乙酯/碳酸甲乙酯/碳酸二乙酯的体积比=3/5/2的比例包含碳酸亚乙酯、碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯的混合溶剂中而得的参照用电解液的离子电导率,LB表示在所述参照用电解液中溶解有1.0重量%的添加剂的电解液的离子电导率,所述离子电导率的单位为mS/cm。

【技术特征摘要】
2017.07.31 JP 2017-148556;2018.05.22 JP 2018-098271.一种非水电解液二次电池,其具备:非水电解液二次电池用间隔件,其每单位膜厚的离子透过势垒能量为300J/mol/μm以上且900J/mol/μm以下;以及非水电解液,其含有0.5ppm以上且300ppm以下的以下式(A)表示的离子电导率降低率L为1.0%以上且6.0%...

【专利技术属性】
技术研发人员:柏崎荣子有濑一郎村上力
申请(专利权)人:住友化学株式会社
类型:发明
国别省市:日本,JP

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