层压微孔膜、电池隔膜和非水电解质电池制造技术

本发明专利技术提供了一种层压微孔膜、电池隔膜和非水电解质电池。该层压微孔膜包含由无纺布形成的基底以及表面层，所述表面层在所述基底的至少一个表面上形成且包含树脂材料和无机颗粒，其中使用标准偏差表示的厚度变化率等于或小于2.5％。

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请日为2011年12月01日，申请号为201110392865.3，专利技术名称为“层压微孔膜、电池隔膜和非水电解质电池”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及具有层压结构的微孔膜，更详细地，涉及层压微孔膜、电池隔膜以及使用所述层压微孔膜和所述电池隔膜的非水电解质电池，所述层压微孔膜包含由无纺布形成的基底(基材，base)和表面层，所述表面层包含无机颗粒且其中已经实施了加热和加压处理，并且以使得整体厚度均匀的方式形成。
技术介绍
近年来，伴随便携式信息电子装置如移动电话、摄像机、膝上型计算机的使用的普及，已经实现了这些装置的较高性能、较小尺寸和较轻重量。将一次性原电池或能够重复使用的二次电池用作这些装置的电源，但是为了在较高性能、较小尺寸、较轻重量和经济效率方面的优异的综合平衡，对二次电池，特别是锂离子二次电池的需求正在增加。另外，在这些装置中，关于锂离子二次电池，已经在较高性能和较轻重量方面取得了进一步的进展，并且需要更高的能量密度。另外，由于高能量密度，还将锂离子二次电池用作安装在电动工具、电动自行车、电动汽车、混合动力汽车等中的电池。在用于汽车中的情况下，对于快速充放电和长时间周期内的重复充放电，采取(设想)严格应用如较高的电池容量、较大的电流。过去，在主要容纳在小型装置中的二次电池中，采用由聚烯烃树脂形成的微孔膜作为隔膜。其中，通过在约130℃下使聚烯烃微孔膜熔化并使可渗透的孔(空孔，porous hole)阻塞，即，通过具有所谓的关闭功能(切断功能)而确保安全性。此外，在具有聚乙烯和聚丙烯的层压微孔膜中，可能的是，因为聚丙烯的高熔点而提高了熔化温度并且使用聚乙烯的单层膜而实现了高水平的安全性。然而，在电动工具和用于其中使用大电流的汽车中的情况中，聚乙烯树脂的耐热性不足且需要在更高温度下的安全性，并且经常检验由具有高熔点的材料形成的无纺布。将无纺布用作低品质电池中的相对便宜的微孔膜。然而，在制造方法中，由于厚度的不均匀性大且以不规则的方式产生针孔，所以二次电池中的应用尚未认真地开始。另外，可以指出，存在如下缺点：在其中使微纤维缠绕的结构中，无纺布的机械特性弱。关于无纺布的缺点，已经公开了，关于厚度的不均匀性，通过对于无纺布的表面进行压光处理(calender process)，均匀性是可能的，如在日本未审查专利申请公开号2004-87228中所示出的。另一方面，除了通过提高微纤维的层压量并提高厚度来使产生针孔的可能性最小化之外，不存在用于对抗由单层无纺布解决的不规则针孔的产生的其他措施。其不是期望的对策，因为在孔的数目小的同时，在电池的安全性方面，不能允许可能造成短路的孔的存在，并且厚的隔膜违背了电池的较高性能。关于此，在具有使用无纺布作为基底的层压结构的隔膜中，已经提出了如下方法：通过在无纺布的表面上形成的无机颗粒中包含的PVdF树脂层来盖住针孔，如在日本未审查专利申请公开号(PCT申请的翻译)2005-536658中所示出的。另外，关于不充分的机械特性，通过与无纺布的微纤维结合的PVdF得到了提高。
技术实现思路
然而，在其中使用诸如日本未审查专利申请公开号(PCT申请的翻译)2005-536658中的方法的情况中，由于树脂膜追随无纺布的表面特性，所以存在如下担忧：处理后表面的表面特性可能发生劣化，并且在其中在表面特性发生劣化(具有大的表面粗糙度)的无纺布基底上形成树脂膜的情况下，可能导致隔膜特性的不均匀性。期望的是，提供一种层压微孔膜、电池隔膜和非水电解质电池，所述层压微孔膜能防止在使用无纺布的层压隔膜中产生针孔并具有高的机械特性。根据本专利技术一个实施方式的层压微孔膜和电池隔膜设置有由无纺布形成的基底以及在所述基底的至少一个表面上形成且包含树脂材料和无机颗粒的表面层，并且使用标准偏差表示的厚度变化率等于或小于2.5％。另外，根据本专利技术另一个实施方式的层压微孔膜和电池隔膜设置有由无纺布形成的基底以及在所述基底的至少一个表面上形成且包含树脂材料和无机颗粒的表面层，并且通过在所述表面层的至少一个表面上进行加压处理而形成。另外，根据本专利技术又一个实施方式的非水电解质电池设置有正极、负极、隔膜和非水电解质，其中所述隔膜设置有由无纺布形成的基底以及在所述基底的至少一个表面上形成且包含树脂材料和无机颗粒的表面层，并且使用标准偏差表示的厚度变化率等于或小于2.5％。另外，根据本专利技术又一个实施方式的非水电解质电池设置有正极、负极、隔膜和非水电解质，其中所述隔膜设置有由无纺布形成的基底以及在所述基底的至少一个表面上形成且包含树脂材料和无机颗粒的表面层，并且通过在所述表面层的至少一个表面上进行加压处理而形成。在本专利技术实施方式的层压微孔膜和电池隔膜中，可以通过在所述无纺布基底的表面上形成表面层来掩埋(掩盖)以不规则方式产生的针孔，且可以通过使构成无纺布的微纤维彼此结合而以均匀的方式形成表面层。另外，可以实现在提高表面层细度的同时，使表面层均匀的工艺。另外，在本专利技术实施方式的非水电解质电池中，可以通过使用如上所述的隔膜来提高安全性并且可以在整个电极上均匀地获得高的隔膜特性。根据本专利技术实施方式的层压微孔膜和电池隔膜，可以在整个膜上实现均匀地高的多孔膜特性。另外，本专利技术实施方式的非水电解质电池能够适当地用于安装在需要高品质的电动工具、电动自行车、电动汽车、混合动力汽车等的电池应用中。附图说明图1是说明根据本专利技术一个实施方式的层压微孔膜的一个构造例的横截面图；图2是说明当形成根据本专利技术一个实施方式的层压微孔膜时的膜厚度均匀化处理的一个实例的示意图；图3是说明根据本专利技术第二实施方式的非水电解质电池的一个构造例的透视图；图4是说明根据本专利技术第二实施方式的非水电解质电池的外壳构件(outer casing member)的一个构造例的透视图；图5是说明根据本专利技术第二实施方式的非水电解质电池的一个构造例的透视图；图6是说明根据本专利技术一个实施方式的圆筒型非水电解质电池的一个构造例的横截面图；图7A至7D是说明构造根据本专利技术一个实施方式的非水电解质电池的层压电极体的一个实例的轮廓图；图8A至8D是说明用于根据本专利技术一个实施方式的非水电解质电池的正极和负极的一个构造例的透视图；图9A和9B是说明根据本专利技术一个实施方式的非水电解质电池的层压电极体的一个构造例的透视图；图10A和10B是说明使用根据本专利技术一个实施方式的非水电解质电池的电池单元的构造的透视图；图11是说明使用根据本专利技术一个实施方式的非水电解质电池的电池单元的构造的分解透视图；图12是说明使用根据本专利技术一个实施方式的非水电解质电池的电池模块的构造的透视图；图13是说明使用根据本专利技术一个实施方式的非水电解质电池的电池模块的构造的透视图；图14A和14B是说明使用根据本专利技术一个实施方式的非水电解质电池的电池模块的构造的透视图；以及图15A和15B是说明使用根据本专利技术一个实施方式的非水电解质电池的电池模块的构造的透视图。具体实施方式下面，将描述本专利技术的实施方式。此处，将如下进行描述。1.第一实施方式(本专利技术的层压微孔膜的实例)2.第二实施方式(使用本专利技术的层压微孔膜的电池的实例)1.第一实施方式在根据第一实施方式的层压微孔膜中，在由无纺布形成的基底的两个表面上形成包含本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池，包括：正极；负极；和隔膜，其中，所述隔膜包括由无纺布形成的基底、以及在所述基底的至少一个表面上形成并且包括树脂材料和无机颗粒的表面层，并且所述隔膜通过在所述表面层的至少一个表面上进行加压处理而形成，所述基底的厚度为12μm以上且30μm以下，所述无机颗粒的初级颗粒的平均粒径为0.3μm以上且0.8μm以下，所述表面层的厚度是1μm以上且10μm以下。

【技术特征摘要】
2010.12.08 JP 2010-2738731.一种电池，包括：正极；负极；和隔膜，其中，所述隔膜包括由无纺布形成的基底、以及在所述基底的至少一个表面上形成并且包括树脂材料和无机颗粒的表面层，并且所述隔膜通过在所述表面层的至少一个表面上进行加压处理而形成，所述基底的厚度为12μm以上且30μm以下，所述无机颗粒的初级颗粒的平均粒径为0.3μm以上且0.8μm以下，所述表面层的厚度是1μm以上且10μm以下。2.根据权利要求1所述的电池，其中，所述树脂材料包含聚偏氟乙烯。3.根据权利要求1所述的电池，其中，所述树脂材料具有三维网状结构。4.根据权利要求1所述的电池，其中，在所述表面层中所述无机颗粒与所述树脂材料的质量比在5:1至12:1的范围内。5.根据权利要求1所述的电池，其中，所述无机颗粒由氧化铝、具有金红石结构的二氧化钛、和二氧化硅中的至少一种形成。6.根据权利要求1所述的电池，其中，所述基底的孔隙率等于或大于40％且等于或小于60％。7.根据权利要求1所述的电池，其中，所述表面层的孔隙率等于或大于30％且等于或小于70％。8.根据权利要求1所述的电池，其中，使用标准偏差表示的所述隔膜的厚度变化率等于或小于2.5％。9.根据权利要求1所述的电池，其中，所述隔膜的透气率等于或大于100秒/100ml且等于或小于1200秒/100ml。10.根据权利要求1所述的电池，其中，所述无纺布包括聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚酰亚胺中的至少一种。11.根据权利要求1所述的电池，其中，所述加压...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈本和广，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP