隔膜及非水电解液电池制造技术

本发明专利技术提供一种非水电解液电池，其具备正极、负极、隔膜和非水电解液，所述隔膜分别以50～85质量％、10～30质量％、5～35质量％的比例包含聚苯硫醚纤维、芳纶纤维和纤维素纤维。由此，能够提供在高温环境下的特性劣化得以抑制、且组装时不良状况发生少的非水电解液电池。

Diaphragm and non-aqueous electrolyte battery

The present invention provides a non-aqueous electrolyte battery with positive, negative, diaphragm and non-aqueous electrolyte. The diaphragm contains polyphenylene sulfide fiber, aramid fiber and cellulose fiber in the proportion of 50-85 mass, 10-30 mass and 5-35 mass respectively. As a result, non-aqueous electrolyte batteries can be provided which can suppress the deterioration of characteristics at high temperature and have fewer adverse conditions during assembly.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】隔膜及非水电解液电池
本专利技术涉及在高温环境下的特性劣化少、且组装时不良状况发生少的非水电解液电池、以及能够制造出所述非水电解液电池的隔膜。
技术介绍
非水电解液电池通过利用其高容量、高电压等特性而应用于各种用途。并且，对于非水电解液电池，随着其应用领域的扩大而要求提高各种特性。特别是，近年来，随着电动汽车的实用化等，车载用非水电解液电池(二次电池)的需求不断增加，主要应用于电动汽车马达的驱动电源，另一方面，也在推进在其他方面的应用。例如，目前正在进行当车辆遭遇事故等时用于将其通知有关各方的紧急通知系统的开发，作为其电源，正在研究非水电解液电池(一次电池或二次电池)的应用。这样的系统虽然实际工作的机会有限，但需要在紧急情况下确实地工作。因此，对于作为电源的电池，要求即使长期储存，也能够良好地维持其特性的可靠性。此外，鉴于随处可见在车辆的行驶中发生爆胎而导致重大事故的情况，为了确保车辆行驶中的安全性，安装有胎压监测系统〔TirePressureMonitoringSystem(TPMS)〕的车辆逐渐普及。作为上述系统的电源，利用非水电解液电池(一次电池)，由于系统设置在成为高温多湿环境的轮胎内，因此对于作为其电源的电池，也要求能够长期维持特性的可靠性。进而，还有需要加热减菌等的医疗用途、预想为150℃以上的高温环境的太空用途等对电池进一步要求高温耐性的用途，为了使电池能够长时间耐受高温环境，或即使在发生异常时电池发热也不产生危险，正在推进提高以非水电解液电池为首的电化学元件的耐热性的技术研究。作为实现这样的特性提高的技术之一，研究了隔膜的改良。专利文献1中，研究了即使电极产生外部短路而发热，也不会产生因非织造布的收缩、燃烧引起电极间接触所导致的内部短路，能够防止电池起火的非水电解液电池隔膜用非织造布，提出了包含熔点或热分解温度为250℃以上的耐热性的有机纤维例如选自全芳香族聚酰胺纤维、聚苯硫醚纤维、全芳香族聚酯纤维、聚醚酮纤维、聚酰亚胺纤维、聚醚砜纤维以及聚对亚苯基苯并二唑纤维的组中的一种的方案；包含选自维尼纶(vinylon)纤维、聚酯纤维、聚烯烃纤维、聚酰胺纤维以及天然纸浆的组中的一种以上的纤维状粘合剂的方案等。此外，专利文献2中，为了在可耐受回流炉的高温的高耐热性硬币型电双层电容器中应用，作为隔膜，提出了由聚苯硫醚纤维：52～78重量％、芳纶纸浆：20～40重量％、聚乙烯醇纤维：2～8重量％形成的湿式非织造布。进而，专利文献3中，提出了由全芳香族聚酰胺纤维、全芳香族聚酯纤维等形成的隔膜，所述隔膜是按照熔点或热分解温度为250℃以上的原纤化耐热性纤维为20～80质量％、原纤化纤维素为9～25质量％、非原纤化纤维为10～71质量％的范围组合而成。专利文献3中，通过使用该隔膜，能够提高隔膜的耐热性，还能够提高机械强度，能够防止因硬币型电双层电容器制作时的紧固所造成的隔膜破裂。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第96/30954号专利文献2：日本特开2014-183235号公报专利文献3：国际公开第2005/101432号
技术实现思路
专利技术所要解决的问题通过使用所述构成的隔膜，能够构成即使在例如120℃以上的高温环境下也能够使用的非水电解液电池。然而，除了耐热性以外，还需要研究强度、含水量、加工性等电池制造时的组装容易性以及对组装后的电池特性的影响，进而，近年来，除了这些以外，还要求在更加严酷的环境下的可靠性，因此认为需要对于构成隔膜的纤维进行进一步研究。需说明的是，专利文献3记载的隔膜的耐热性、机械强度良好，还能够耐受电双层电容器制作时的隔膜破裂、回流焊的加热。然而，近年来，电池在其使用时有时也会被暴露于高压环境，因此对于隔膜，不仅要求能够耐受因电池制作时的紧固引起的压缩，还要求进一步提高机械强度。本专利技术是鉴于上述情形而完成的，提供一种隔膜，其能够制造在高温环境下的特性劣化得以抑制、且在组装时不良状况发生少的非水电解液电池。此外，提供一种非水电解液电池，其通过具备所述隔膜，从而在高温环境下的特性劣化得以抑制、且组装时不良状况发生少。用于解决问题的方案本专利技术的隔膜的特征在于，分别以50～85质量％、10～30质量％、5～35质量％的比例包含聚苯硫醚纤维、芳纶纤维和纤维素纤维。对于本专利技术的隔膜，优选的实施方式是耐压缩强度为15～80N。此外，本专利技术的非水电解液电池包含正极、负极、隔膜和非水电解液，其特征在于，所述隔膜分别以50～85质量％、10～30质量％、5～35质量％的比例包含聚苯硫醚纤维、芳纶纤维和纤维素纤维。对于本专利技术的非水电解液电池，优选的实施方式是所述隔膜的耐压缩强度为15～80N。专利技术的效果根据本专利技术，能够提供一种能够制造高温环境下的特性劣化得以抑制、且组装时不良状况发生少的非水电解液电池的隔膜。此外，能够提供在高温环境下的特性劣化得以抑制、且组装时不良状况发生少的非水电解液电池。附图说明[图1]图1为示意性表示本专利技术的非水电解液电池的一个例子的截面图。具体实施方式本专利技术的隔膜分别以50质量％以上85质量％以下、10质量％以上30质量％以下、5质量％以上35质量％以下的比例含有聚苯硫醚纤维、芳纶纤维和纤维素纤维。此外，本专利技术的非水电解液电池具有负极、正极、隔膜和非水电解液，作为所述隔膜，使用分别以50质量％以上85质量％以下、10质量％以上30质量％以下、5质量％以上35质量％以下的比例含有聚苯硫醚纤维、芳纶纤维和纤维素纤维的隔膜。所述隔膜中，聚苯硫醚纤维的含有比例优选为55质量％以上75质量％以下，芳纶纤维的含有比例优选为15质量％以上25质量％以下，纤维素纤维的含有比例优选为15质量％以上25质量％以下。构成隔膜的聚苯硫醚纤维的拉伸强度、弯曲强度大，在阻燃性、耐化学试剂性方面也优异。因此，通过使聚苯硫醚纤维为主要构成材料(50质量％以上85质量％以下，优选为55质量％以上75质量％以下)，能够制成耐热性、耐压缩性、耐电解液性优异的隔膜。即，在聚苯硫醚纤维的比例过少的情况下，隔膜的耐压缩性变得不充分的可能性变大。另一方面，在聚苯硫醚纤维的比例过多的情况下，隔膜的细孔径变大，有可能成为产生针孔、质地不良的主要原因。此外，聚苯硫醚纤维与后述的芳纶纤维、纤维素纤维相比，对非水电解液的润湿性低，因此在隔膜中的比例越多，隔膜对非水电解液的吸液性越容易降低。据此，在隔膜中的聚苯硫醚纤维的比例过多的情况下，在电池组装工序中产生注液花费时间、或电解液溢出等问题的可能性提高。关于聚苯硫醚纤维的纤度，如果过小则隔膜高密度化而透气度升高，有可能会成为阻碍非水电解液的离子传导的主要原因，因此优选为0.4dtex以上。此外，关于聚苯硫醚纤维的纤度，如果过大则隔膜的细孔径变大，有可能会引起电池的内部短路，因此优选为3.0dtex以下。芳纶纤维为芳香族聚酰胺纤维，通过使隔膜以10质量％以上30质量％以下的比例，优选为15质量％以上25质量％以下的比例含有芳纶纤维，能够构成耐热性、机械强度优异的隔膜。另一方面，在隔膜中的芳纶纤维的比例过少的情况下，隔膜的细孔径变大，有可能发生电池的内部短路。而且，非水电解液的吸液性、保持性会降低，成为使电池的生产率、电池特性降低的主要原因。此外，在隔膜中的芳纶纤维的比例过多本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隔膜，其特征在于，分别以50～85质量％、10～30质量％、5～35质量％的比例包含聚苯硫醚纤维、芳纶纤维和纤维素纤维。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.04.06 JP 2017-0758451.一种隔膜，其特征在于，分别以50～85质量％、10～30质量％、5～35质量％的比例包含聚苯硫醚纤维、芳纶纤维和纤维素纤维。2.根据权利要求1所述的隔膜，耐压缩强度为15～80N。3.根据权利要求1或2所述的隔膜，所述聚苯硫醚纤维的含有比例为55～75质量％。4.根据权利要求1或2所述的隔膜，所述芳纶纤维的含有比例为15～25质量％。5.根据权利要求1或2所述的隔膜，所述纤维素纤维的含有比例为15～25质量％。6.根据权利要求1～5中任一项所述的隔膜，其由湿式非织造布形成。7.一种非水电解液电池，其是包含正...

【专利技术属性】
技术研发人员：杉冈优，黑岩正宽，川泽直也，
申请(专利权)人：麦克赛尔控股株式会社，日本高度纸工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP