非水系二次电池用隔膜、其制造方法及非水系二次电池技术

本发明专利技术涉及一种非水系二次电池用隔膜，其具有：多孔基材，所述多孔基材包含热塑性树脂；和多孔层，所述多孔层包含聚偏二氟乙烯系树脂，且被设置于所述多孔基材的一面或两面，所述多孔层具有在该多孔层的面方向上相邻地排列有多个沿与该多孔层的面垂直的方向开口的槽孔的结构，所述多孔层的水接触角为115°～140°。

Separator for nonaqueous two secondary battery, method for producing the same, and nonaqueous battery for the two time

The invention relates to a separator for nonaqueous secondary battery two having a porous substrate, the porous substrate comprising a thermoplastic resin; and the porous layer, the porous polyvinylidene fluoride layer contains two vinyl resin, one or both sides and is arranged on the porous substrate, the porous layer has the adjacent arrangement structure has a plurality of vertical slot openings along with the porous layer surface in the direction of the surface in the direction of the porous layer on the porous layer of the water contact angle of 115 degrees to 140 degrees.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及非水系二次电池用隔膜、其制造方法及非水系二次电池。
技术介绍
以锂离子二次电池为代表的非水系二次电池正在作为笔记本电脑、移动电话、数码相机、便携式摄录像机(camcorder)之类的便携式电子设备的电源而广泛普及。近年来，伴随着便携式电子设备的小型化及轻量化，已经实现了非水系二次电池的外部封装的简单化及轻量化，作为外部封装材料，代替不锈钢制的外壳而开发了铝制的外壳，此外，代替金属制的外壳而开发了铝层压膜制的包装(pack)。但是，由于铝层压膜制的包装柔软，因此，在将该包装作为外部封装材料的电池(所谓的软包装电池)中，容易因来自外部的冲击、伴随充放电的电极的膨胀及收缩而在电极与隔膜之间形成间隙，有时会出现循环寿命降低的情况。为了解决上述的课题，提出了提高电极与隔膜的粘接性的技术。作为该技术中的一种，在由聚烯烃微多孔膜等形成的基材上具有包含聚偏二氟乙烯系树脂的多孔层的隔膜是已知的(例如，参照专利文献1～4)。将该隔膜与电极重叠并进行加压或热压时，该隔膜介由多孔层与电极良好地粘接，因此，可提高电池的循环寿命。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2004-356102号公报专利文献2：国际公开第2005/049318号专利文献3：日本专利第4988972号公报专利文献4：日本特开2013-54972号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题然而，由于聚偏二氟乙烯系树脂是容易带电的树脂，因此，包含聚偏二氟乙烯系树脂的多孔层容易带静电，具有该多孔层的隔膜存在操作性差的情况。结果，将具有包含聚偏二氟乙烯系树脂的多孔层的隔膜与电极重叠并卷绕而制造电池元件时，电极与隔膜容易发生卷偏，产生电池的生产效率降低这样的问题。另一方面，在向外部封装材料中插入电池元件后，注入电解液时，为了在短时间内且均匀性高地在隔膜中含浸电解液，优选电解液的润湿性高的隔膜。本专利技术的实施方式是基于上述情况而完成的。本专利技术的实施方式的目的在于提供均衡性良好地实现了优异的操作性和与电解液的高亲和性的非水系二次电池用隔膜。此外，本专利技术的实施方式的目的在于以高制造效率提供非水系二次电池。用于解决课题的手段用于解决上述课题的具体的手段包括以下的方式。[1]非水系二次电池用隔膜，其具有：多孔基材，所述多孔基材包含热塑性树脂；和多孔层，所述多孔层包含聚偏二氟乙烯系树脂，且被设置于上述多孔基材的一面或两面，所述多孔层具有在该多孔层的面方向上相邻地排列有多个沿与该多孔层的面垂直的方向开口的槽孔(cell)的结构，所述多孔层的水接触角为115°～140°。[2][1]所述的非水系二次电池用隔膜，其中，上述槽孔的开口部的平均直径为0.1μm～10μm。[3][1]或[2]所述的非水系二次电池用隔膜，其中，上述多孔层的孔隙率为40％～80％。[4][1]～[3]中任一项所述的非水系二次电池用隔膜，其中，在上述多孔层上测得的静电衰减半衰期为300秒以下。[5][1]～[4]中任一项所述的非水系二次电池用隔膜，其中，将上述非水系二次电池用隔膜浸于电解液中时，动态润湿张力达到1.5mN的时间为10秒以下。[6][1]～[5]中任一项所述的非水系二次电池用隔膜，其中，上述多孔层还包含HLB值为5.0～8.0的表面活性剂，上述聚偏二氟乙烯系树脂和上述表面活性剂在上述多孔层的内部混合存在。[7][6]所述的非水系二次电池用隔膜，其中，上述多孔层中，上述聚偏二氟乙烯系树脂与上述表面活性剂的质量比为99.9∶0.1～95.0∶5.0。[8][1]～[7]中任一项所述的非水系二次电池用隔膜，其中，上述多孔基材与上述多孔层之间的剥离强度为0.1N/cm～2.0N/cm。[9][1]～[8]中任一项所述的非水系二次电池用隔膜，其中，上述多孔层还包含填料。[10][1]～[9]中任一项所述的非水系二次电池用隔膜，其中，在上述多孔基材的两面具有上述多孔层。[11][1]～[10]中任一项所述的非水系二次电池用隔膜，其中，上述多孔基材是包含聚乙烯的聚烯烃微多孔膜。[12][1]～[11]中任一项所述的非水系二次电池用隔膜，其中，上述多孔基材是包含聚乙烯和聚丙烯的聚烯烃微多孔膜。[13]非水系二次电池用隔膜的制造方法，其是制造[6]～[12]中任一项所述的非水系二次电池用隔膜的方法，所述方法具有以下工序：将使聚偏二氟乙烯系树脂和HLB值为5.0～8.0的表面活性剂溶解于溶剂中而得到的溶液涂布于多孔基材的一面或两面，从而形成涂布层的工序；和从上述涂布层中除去上述溶剂，从而形成多孔层的工序。[14]非水系二次电池，其具有：正极；负极；和[1]～[12]中任一项所述的非水系二次电池用隔膜，所述非水系二次电池用隔膜被配置于上述正极和上述负极之间，所述非水系二次电池通过锂的掺杂·脱掺杂而获得电动势。专利技术的效果通过本专利技术的实施方式，可提供均衡性良好地实现了优异的操作性和与电解液的高亲和性的非水系二次电池用隔膜。此外，通过本专利技术的实施方式，可以以高制造效率提供非水系二次电池。附图说明[图1]为用扫描型电子显微镜从面垂直方向观察实施例A1的隔膜而得到的图像。[图2]为用扫描型电子显微镜从面垂直方向观察比较例A2的隔膜而得到的图像。具体实施方式以下，对本专利技术的实施方式进行说明。这些说明及实施例是为了对本专利技术进行示例，不限制本专利技术的范围。本说明书中，使用“～”表示的数值范围表示，将“～”的前后所记载的数值分别作为最小值及最大值包含在内的范围。本说明书中，“机械方向”是指长条状的多孔基材及隔膜中的长尺寸方向，“宽度方向”是指与“机械方向”正交的方向。本说明书中，将“机械方向”亦称为“MD方向”，将“宽度方向”亦称为“TD方向”。<非水系二次电池用隔膜>本公开文本中的非水系二次电池用隔膜(也简称为“隔膜”。)具有：多孔基材，所述多孔基材包含热塑性树脂；和多孔层，所述多孔层包含聚偏二氟乙烯系树脂，且被设置于上述多孔基材的一面或两面，所述多孔层具有在该多孔层的面方向上相邻地排列有多个沿与该多孔层的面垂直的方向开口的槽孔的结构(以下也称为“蜂巢结构”。)，所述多孔层的水接触角为115°～140°。本公开文本的隔膜中，上述多孔层作为隔膜的最外层存在，是与电极接触的层。本公开文本的隔膜作为在包含热塑性树脂的多孔基材的至少一面具有包含聚偏二氟乙烯系树脂的多孔层的隔膜，可均衡性良好地实现优异的操作性和与电解液的高亲和性。通过本公开文本中的隔膜，可抑制在将隔膜与电极重叠并卷绕而制造电池元件时产生不合格品，可提高电池的制造效率。本公开文本的隔膜中，通过使包含聚偏二氟乙烯系树脂的多孔层具有蜂巢结构并且水接触角为115°～140°，从而该多孔层不易带静电，并且该多孔层的表面相对于电解液的润湿性高。因此可认为，在将本公开文本的隔膜与电极重叠并卷绕而制造电池元件时，可抑制隔膜的位置偏移。另外可认为，在从电池元件中抽出卷芯时，卷芯容易滑动，可抑制电池元件的变形。此外，在将本公开文本的隔膜与电极重叠并卷绕而制造的电池元件中含浸电解液时，能在短时间内且均匀性高地含浸。因此，通过本公开文本的隔膜，可提高电池的制造效率。隔膜所具有的多孔层的表面的带电性可通过在多孔层上测定静电衰减半衰期而进行比较。静电衰减半衰期越小，表本文档来自技高网...

【技术保护点】
非水系二次电池用隔膜，其具有：多孔基材，所述多孔基材包含热塑性树脂；和多孔层，所述多孔层包含聚偏二氟乙烯系树脂，且被设置于所述多孔基材的一面或两面，所述多孔层具有在该多孔层的面方向上相邻地排列有多个沿与该多孔层的面垂直的方向开口的槽孔的结构，所述多孔层的水接触角为115°～140°。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.20 JP 2014-104352;2014.08.21 JP 2014-168461.非水系二次电池用隔膜，其具有：多孔基材，所述多孔基材包含热塑性树脂；和多孔层，所述多孔层包含聚偏二氟乙烯系树脂，且被设置于所述多孔基材的一面或两面，所述多孔层具有在该多孔层的面方向上相邻地排列有多个沿与该多孔层的面垂直的方向开口的槽孔的结构，所述多孔层的水接触角为115°～140°。2.如权利要求1所述的非水系二次电池用隔膜，其中，所述槽孔的开口部的平均直径为0.1μm～10μm。3.如权利要求1或2所述的非水系二次电池用隔膜，其中，所述多孔层的孔隙率为40％～80％。4.如权利要求1～3中任一项所述的非水系二次电池用隔膜，其中，在所述多孔层上测得的静电衰减半衰期为300秒以下。5.如权利要求1～4中任一项所述的非水系二次电池用隔膜，其中，将所述非水系二次电池用隔膜浸于电解液中时，动态润湿张力达到1.5mN的时间为10秒以下。6.如权利要求1～5中任一项所述的非水系二次电池用隔膜，其中，所述多孔层还包含HLB值为5.0～8.0的表面活性剂，所述聚偏二氟乙烯系树脂和所述表面活性剂在所述多孔层的内部混合存在。7.如权利要求6所述的非水系二次电池用隔膜，...

【专利技术属性】
技术研发人员：本多劝，
申请(专利权)人：帝人株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP