二次电池制造技术

本发明专利技术提供一种二次电池，其具备电极体和电解液，电极体具有正极、负极和隔板。隔板具备具有多孔聚乙烯层和多孔高熔点树脂层的多层结构的树脂基材，多孔聚乙烯层包含聚乙烯系树脂，以与负极相对的方式配置，多孔高熔点树脂层包含熔点比聚乙烯系树脂高的树脂。多孔聚乙烯层的孔隙率为2％以上且5％以下。多孔聚乙烯层的厚度相对于树脂基材的总厚度之比为0.048以上且0.091以下。

Two battery

The invention provides a two time battery with an electrode body and an electrolyte, and the electrode body has a positive pole, a negative electrode and a partition board. The partition board has a multilayer resin structure with porous polyethylene layer and porous high melting point resin layer. The porous polyethylene layer contains polyethylene resin, and is configured in the way opposite to the negative electrode. The porous high melting point resin layer contains resin with higher melting point than polyethylene resin. The porosity of the porous polythene layer is above 2% and less than 5%. The ratio of the thickness of the porous polyethylene layer to the total thickness of the resin base material is more than 0.048 and less than 0.091.

【技术实现步骤摘要】
二次电池
本专利技术涉及二次电池。
技术介绍
典型的二次电池具备电极体和电解液，所述电极体具有正极、负极、以及介于正负极间的隔板。隔板是具有孔隙的多孔结构。隔板将正负极间绝缘，并且在孔隙内保持电解液，由此在正负极间形成离子传导路径。隔板之中有的具有关闭功能。具有关闭功能的隔板，在由于过充电等而使电池内部的温度上升时，使构成材料熔融而堵塞孔隙，切断正负极间的离子传导路径。由此，强制停止电池的充放电反应，抑制电池内部的温度上升。作为具备这样的隔板的二次电池相关的在先技术文献，可举出日本特开2013-157136、日本特开2008-311220、日本特开2001-273880。例如日本特开2013-157136公开了一种二次电池，其使用在多孔聚乙烯层(PE层)的两侧分别层叠了多孔聚丙烯层(PP层)的PP层/PE层/PP层这样的3层结构的隔板。日本特开2013-157136中的二次电池被构成为，在中央部配置的PE层先于在两侧配置的PP层熔化，切断正负极间的离子传导路径。
技术实现思路
根据本专利技术人的研究，从隔板的关闭开始到完成之间，有时电流会集中在未被关闭的部位。因此，有时电池内部的温度上升会加速。所以从提高过充电耐性的观点出发，期望迅速堵塞隔板的孔隙，尽可能缩短从关闭开始到完成的时间，换言之为直到正负极间的离子传导路径被切断为止的时间。本专利技术提供一种电池内部的温度上升得到抑制，过充电特性优异的二次电池。本专利技术的第1技术方案，涉及一种二次电池，其具备电极体和电解液，所述电极体具有正极、负极、以及介于上述正极与上述负极之间的隔板。上述隔板具备具有多孔聚乙烯层和多孔高熔点树脂层的多层结构的树脂基材，上述多孔聚乙烯层包含聚乙烯系树脂，以与上述负极相对的方式配置，上述多孔高熔点树脂层包含熔点比上述聚乙烯系树脂高的树脂。上述多孔聚乙烯层的孔隙率为2％以上且5％以下。上述多孔聚乙烯层的厚度相对于上述树脂基材的总厚度之比为0.048以上且0.091以下。上述二次电池，在由于过充电等使电池内部的温度上升时，上述多孔聚乙烯层作为所谓的关闭层发挥作用。也就是说，在电池内部的温度上升时，多孔聚乙烯层的孔隙被迅速堵塞，正负极间的离子传导被迅速切断。像这样，上述多孔聚乙烯层，能够缩短从关闭开始到完成的时间。因此，能够抑制电池内部的温度上升，提高过充电耐性。另外，能够确保隔板的连通性(层叠方向的孔隙的连接)，在通常使用时确保良好的离子传导性。再者，多孔聚乙烯层的孔隙率(％)可以由式(1)：((V1-V0)/V1)×100算出。其中，V1是多孔聚乙烯层的表观体积(cm3)。V0是多孔聚乙烯层的质量M(g)与构成多孔聚乙烯层的树脂的真密度ρ(g/cm3)之比，即M/ρ(cm3)。也就是说，V0是质量为M的树脂所占的实际体积。再者，这里作为一例对多孔聚乙烯层进行了说明，但对于树脂基材的各层都可以同样地求出孔隙率。另外，隔板的各层的孔隙率例如也可以通过X射线CT扫描仪实际测量。孔隙率的单位为“体积％(vol％)”，但在本说明书中简单记为“％”。上述多孔高熔点树脂层可以是多孔聚丙烯层，上述树脂基材可以由上述多孔聚乙烯层和上述多孔聚丙烯层这样的双层结构构成。由此，能够使隔板具有简单的结构。上述树脂基材的总厚度可以为5.5μm以上且22μm以下。由此，能够实现良好的离子传导性，并且提高机械强度。因此，能够更好地提高通常使用时的电池特性和耐久性。上述多孔高熔点树脂层的孔隙率可以比上述多孔聚乙烯层的孔隙率大。由此，能够提高隔板的电解液浸透性、保湿性，提高通常使用时的离子传导性。本专利技术的第2技术方案，涉及一种隔板，其具备具有多孔聚乙烯层和多孔高熔点树脂层的多层结构的树脂基材，上述多孔聚乙烯层包含聚乙烯系树脂，上述多孔高熔点树脂层包含熔点比上述聚乙烯系树脂高的树脂。上述多孔聚乙烯层的孔隙率为2％以上且5％以下。上述多孔聚乙烯层的厚度相对于上述树脂基材的总厚度之比为0.048以上且0.091以下。附图说明下面参照附图对本专利技术的示例性实施例的特征、优点、技术和工业意义进行说明，其中相同的附图标记表示相同的元件。图1是示意性地表示一实施方式涉及的二次电池的内部结构的纵剖视图。图2是示意性地表示一实施方式涉及的二次电池的电极体的结构的主要部位剖视图。图3是表示PE层的孔隙率与最高电池温度的关系的图表。图4是表示PE层的厚度比与最高电池温度的关系的图表。图5是表示PP层的厚度与最高电池温度的关系的图表。具体实施方式以下，适当参照附图对本专利技术的一实施方式进行说明。再者，在本说明书中除了特别提及的事项以外的且本专利技术的实施所需的事项(例如不作为本专利技术的特征的电池的构成要素、电池的一般的构建工艺)，可作为本领域技术人员基于该领域现有技术的设计事项来掌握。本专利技术能够基于本说明书所公开的内容和该领域的技术常识而实施。另外，以下的附图中，对发挥相同作用的部件、部位附带相同标记，重复的说明有时会省略或简化。各图中的尺寸关系(长度、宽度、厚度等)并不一定反映实际的尺寸关系。以下，以图1所示的二次电池100为例进行说明，但并不意图特别限定。图1所示的二次电池100是由电极体40和未图示的电解液收纳于电池壳体50中而构成的。图2是示意性地表示电极体40的结构的主要部位剖视图。如图2所示，电极体40具有正极10、负极20、以及介于正极10与负极20之间的隔板30。电极体40可以是由矩形的正极和负极隔着隔板层叠而成的所谓的层叠电极体，也可以是长条状的正极和负极隔着隔板片层叠并在长度方向上卷绕而成的卷绕电极体。正极10具备正极集电体12和在其表面形成的正极活性物质层14。作为正极集电体12，优选由导电性良好的金属(例如铝、镍等)制成的导电性部件。正极活性物质层14在正极集电体12的表面以预定的宽度形成。在正极集电体12的宽度方向W的一侧的端部，设有没形成正极活性物质层14的正极活性物质层非形成部分12n。正极活性物质层14包含正极活性物质。作为正极活性物质，例如优选LiNiO2、LiCoO2、LiMn2O4、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、LiNi0.5Mn1.5O4等锂过渡金属复合氧化物。正极活性物质层14可以包含正极活性物质以外的成分，例如导电材料、粘合剂等。作为导电材料，例如可例示炭黑(例如乙炔黑、科琴黑)、活性炭、石墨等碳材料。作为粘合剂，例如可例示聚偏二氟乙烯(PVdF)等卤化乙烯树脂、聚环氧乙烷(PEO)等聚环氧烷。负极20具备负极集电体22和在其表面形成的负极活性物质层24。作为负极集电体22，优选由导电性良好的金属(例如铜、镍等)制成的导电性部件。负极活性物质层24在负极集电体22的表面以预定的宽度形成。在负极集电体22的宽度方向W的一侧的端部，设有没形成负极活性物质层24的负极活性物质层非形成部分22n。负极活性物质层24包含负极活性物质。作为负极活性物质，例如优选天然石墨、人造石墨、非晶涂层石墨(在石墨粒子的表面涂布有非晶质碳的形态的物质)等石墨系碳材料。负极活性物质层24可以包含负极活性物质以外的成分，例如增粘剂、粘合剂等。作为增粘剂，例如可例示羧甲基纤维素(CMC)、甲基纤维素(MC)等纤维素类。作为粘合剂，例如可例示苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)等橡胶类、聚偏本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二次电池，具备电极体和电解液，所述电极体具有正极、负极、以及介于所述正极与所述负极之间的隔板，所述二次电池的特征在于，所述隔板具备具有多孔聚乙烯层和多孔高熔点树脂层的多层结构的树脂基材，所述多孔聚乙烯层包含聚乙烯系树脂，以与所述负极相对的方式配置，所述多孔高熔点树脂层包含熔点比所述聚乙烯系树脂高的树脂，所述多孔聚乙烯层的孔隙率为2％以上且5％以下，所述多孔聚乙烯层的厚度相对于所述树脂基材的总厚度之比为0.048以上且0.091以下。

【技术特征摘要】
2016.09.27 JP 2016-1885171.一种二次电池，具备电极体和电解液，所述电极体具有正极、负极、以及介于所述正极与所述负极之间的隔板，所述二次电池的特征在于，所述隔板具备具有多孔聚乙烯层和多孔高熔点树脂层的多层结构的树脂基材，所述多孔聚乙烯层包含聚乙烯系树脂，以与所述负极相对的方式配置，所述多孔高熔点树脂层包含熔点比所述聚乙烯系树脂高的树脂，所述多孔聚乙烯层的孔隙率为2％以上且5％以下...

【专利技术属性】
技术研发人员：筒井惠美，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP