二次电池制造技术

本发明专利技术提供一种二次电池，其具备正极、负极、配置在这些电极之间的隔膜以及电解液，所述隔膜是多孔膜，或者是多孔膜与支撑体一体化而成的多孔膜叠层体，所述多孔膜的主要成分是聚醚酰亚胺类树脂，在下述二次电池构成中，通过下述测定方法测定时，所述隔膜的离子电阻值小于0.18Ω。另外，本发明专利技术的二次电池提供一种二次电池，其具备负极、正极、设置在这些电极之间的隔膜以及电解液，所述隔膜为多孔膜，或者为多孔膜与支撑体进行了一体化而成的多孔膜叠层体，所述多孔膜的主要成分是聚醚酰亚胺类树脂，所述隔膜的电解液透过速度的值在MD方向上为10～30mm/30分钟。

Two battery

A secondary battery has a positive electrode, a negative electrode, a diaphragm disposed between these electrodes, and an electrolyte. The diaphragm is a porous membrane, or a porous membrane laminate integrated with a porous membrane and a support. The main component of the porous membrane is a polyetherimide resin, in the following secondary battery configuration In the determination, the ionic resistance of the diaphragm is less than 0.18 ohms when measured by the following determination methods. In addition, the secondary battery of the present invention provides a secondary battery having a negative electrode, a positive electrode, a diaphragm arranged between these electrodes and an electrolyte, the diaphragm being a porous membrane, or a porous membrane laminate formed by integrating the porous membrane and the support, the main component of the porous membrane being a polyetherimide. The value of the electrolyte permeation velocity of the diaphragm is 10 to 30mm/30 minutes in the MD direction.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】二次电池
本专利技术涉及一种具备正极、负极、配置在这些电极之间的隔膜以及电解液的二次电池。本申请于2016年1月25日在日本提交申请，主张日本特愿2016-011853号以及日本特愿2016-011854号的优先权，引用其内容。
技术介绍
锂离子电池等(非水性)二次电池已经广泛用于手机等移动设备，如今已是不可或缺的存在。此外，预想用于混合动力车辆、插入式混合动力车辆、电动车辆等的车载电池，以及工业电池，并且其用途有望进一步扩大。车载用和工业用电池需要高容量、高输出功率、大尺寸和高安全性。随之，要求隔膜具有优异的离子渗透性，使锂离子均匀且低电阻地通过，并且需要具有耐热性和抗短路性等安全性。另外，由于对二次电池的组装工序的生产率产生影响，还要求隔膜具有良好的电解液润湿性。作为二次电池的隔膜，通常使用专利文献1所列举的聚烯烃类隔膜。但是，聚烯烃类隔膜是通过拉伸形成撕裂开孔而制造，因此其为单纯的通孔形状，并且可能存在由于充放电产生锂剥落等而造成短路的问题。为避免该情况，聚烯烃类隔膜需具有极细孔和低孔隙率，结果存在锂离子等难以通过，从而电阻增加的问题。聚烯烃类隔膜，由于某些原因温度升高至约130℃时隔膜中开孔的细孔阻塞，具有阻断电流和离子的阻断功能。但温度迅速升高时，不仅细孔堵塞，隔膜也会发生收缩(收缩)，电极短路，隔膜融化(熔融)，存在失去隔膜的功能的风险。另外，聚烯烃类隔膜对锂离子二次电池中使用的非水电解液或锂聚合物二次电池中使用的凝胶状电解液的润湿性和保持性原本就很差，由于细孔和低孔隙率，存在对电解液的润湿性和保持性进一步恶化的问题。作为电解液，主要使用在碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、γ-丁内酯等有机极性溶剂中溶解LiPF6、LiBF4、LiClO4等电解质而得到的电解液。隔膜对电解液的湿润性和保持性差时，电池组装工序中生产率恶化，并且对二次电池的充放电特性和循环特性等电池性能本身也有不利影响，因此强烈需要改善隔膜的润湿性。为解决该问题，公开了在聚烯烃类隔膜的单面或双面设置有耐热保护层(HRL)的隔膜。作为设有耐热保护层(HRL)的例子，可列举专利文献2(HRL；耐热树脂多孔质层)和专利文献3(HRL：耐热无机多孔质层)。然而，尽管这些耐热保护层(HRL)的效果受到限制，在某种程度上具有改善耐热性的效果，但基本上基材使用聚烯烃类树脂，因此无法完全阻止收缩和熔化，不能解决本质问题。另外，由于使用聚烯烃类隔膜作为基材，由于通过拉伸形成撕裂孔而制造，因此单纯的通孔形状不变，得到非常细的孔和低孔隙率，结果存在锂离子等难以通过，电阻增加的问题以及聚烯烃类隔膜难以湿润的问题也不变。反而，由于在基板的单侧或双侧上涂布耐热保护层(HRL)而形成，电阻进一步增大呈现恶化倾向。专利文献4公开了通过将5μm以下的聚酰胺分散于主成分聚烯烃中以改善润湿性，但极难以使聚烯烃和聚酰胺完全相容，并且改善主要成分聚烯烃的润湿性的效果有限。此外，聚酰胺从电解液溶出，电解液的组成逐渐改变，电池性能存在下降的可能性。另外，专利文献5中公开了聚醚酰亚胺类多孔膜，其可用于过滤器、电解质膜支撑体、电路基板、印刷基板。此外，虽然记载了通过以功能材料填充孔隙，可用于燃料电池用隔膜、燃料电池电解质膜(支撑体)，但是并未公开二次电池用隔膜的用途。原本，燃料电池的隔膜是将电池和电池分开的板状构件，并且由于孔并未打开，所以不能使用多孔材料。因此，认为专利文献5所记载的燃料电池用隔膜和燃料电池用电解质膜(支撑体)相同。众所周知，燃料电池并非一种电池，而是一种发电装置，其结构与所谓的电池完全不同。燃料电池中，并非必须使用电解质膜支撑体。但是使用时，以固体电解质填充孔，填满后使用。同时，二次电池中的隔膜防止电极短路，并且，需要使锂离子等自由通过，因此孔中不填充任何物质而使用，和燃料电池的使用方法完全不同。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2001-081221号公报专利文献2:日本特开2005-209570号公报专利文献3:国际公开第2008/062727号专利文献4:日本特开2002-226639号公报专利文献5:日本特开2007-126638号公报
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题作为二次电池的隔膜，如上所述，使用专门的聚烯烃类隔膜，由于其制造方法和结构引起的一定程度的较大电阻保持原样而并未被改善。但是，为了二次电池的高输出功率和能量的高效使用，要求隔膜具有优异的离子渗透性，使锂离子等能够均匀且低电阻地通过。另外，鉴于过去起火事故并且为了提高汽车用途以及工业用途的安全性，二次电池的隔膜同时也需要更高的耐热性。因此，本专利技术的目的在于提供一种二次电池，其使用了耐热性优于现有的二次电池用聚烯烃隔膜的隔膜，能够改善安全性，并且，所述隔膜保持绝缘性能和低电阻。另外，本专利技术的目的在于提供一种对电解液的润湿性优异并且二次电池的组装工序的生产率优异的二次电池。解决技术问题的技术手段本专利技术人员为实现上述目的而深入讨论的结果，本专利技术人员发现，使用以聚醚酰亚胺类树脂为主要成分的多孔膜作为隔膜的二次电池中，可以解决上述问题，因此完成本专利技术。即，本专利技术的二次电池，其为具备正极、负极、配置这些电极间的隔膜、以及电解液的二次电池，所述隔膜是多孔膜或多孔膜和支撑体进行了一体化而成的多孔膜叠层体，所述多孔膜的主要成分为聚醚酰亚胺类树脂，在下述二次电池的构成中，通过下述测定方法进行测定时，所述隔膜的离子电阻值0.18Ω以下。二次电池的构成：将下述正极和负极隔着隔膜对置，插入铝层压板外包装，注入电解液(1M-LiPF6/3EC7MEC)，在减压浸渍后，进行了真空密封；正极：在铝箔集电体上叠层三元正极活性物质(NCM):AB:PVdf＝93:4:3的混合物而成的叠层体，所述叠层体的尺寸为30×50mm，厚80μm；负极：在铜箔集电体上叠层石墨:CMC:SBR＝97.5:1:1.5的混合物而成的叠层体，所述叠层体的尺寸为32×52mm，厚度为70μm；测量方法：使用电阻分析仪在0.1～50000Hz的扫描频率和10mV的电压振幅的条件下对所述二次电池测定交流电阻，并且将得到的奈奎斯特曲线的X截距作为二次电池的直流电阻成分，并且将从其中减去空白电阻而得到的值作为隔膜的离子电阻值。另外，本专利技术的二次电池，其为具备负极、正极、设置在这些电极之间的隔膜、以及电解液的二次电池，所述隔膜为多孔膜，或者为多孔膜与支撑体进行了一体化而成的多孔膜叠层体，所述多孔膜的主要成分是聚醚酰亚胺类树脂，所述隔膜的电解液渗透速度的值在MD方向上优选为10～30mm/30分钟。另外，本专利技术的二次电池优选如下：所述隔膜的电解液渗透速度的值在TD方向上为12～30mm/30分钟。另外，本专利技术的二次电池优选如下：所述隔膜的多孔膜含有多个具有连通性的微孔，该微孔的平均孔径为0.01～10μm，所述多孔膜的平均孔隙率为30～80％，所述隔膜的透气度值为0.5～100秒钟，所述隔膜的厚度为10～60μm。另外，本专利技术的二次电池优选如下：所述多孔膜的微孔的平均孔径为0.05～5μm。另外，本专利技术的二次电池优选如下：所述多孔膜的平均空隙率为40～80％。另外，本专利技术的二次电池优选如下：所述隔膜的透气度值为0.5～50秒钟。另外，本专利技术的二次电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二次电池，其具备正极、负极、配置在这些电极之间的隔膜以及电解液，所述隔膜是多孔膜，或者是多孔膜与支撑体进行了一体化而成的多孔膜叠层体，所述多孔膜的主要成分是聚醚酰亚胺类树脂，在下述二次电池构成中，通过下述测定方法测定时，所述隔膜的离子电阻值为0.18Ω以下，二次电池的构成：将下述正极和负极隔着隔膜对置，插入至铝层压板外包装内，注入电解液(1M‑LiPF6/3EC7MEC)，在减压浸渍后，进行了真空密封；正极：在铝箔集电体上叠层三元正极活性物质(NCM):AB:PVdf＝93:4:3的混合物而成的叠层体，所述叠层体的尺寸为30×50mm，厚度为80μm；负极：在铜箔集电体上叠层石墨:CMC:SBR＝97.5:1:1.5的混合物而成的叠层体，所述叠层体的尺寸为32×52mm，厚度为70μm；测量方法：使用电阻测定仪在0.1～50000Hz的扫描频率和10mV的电压振幅的条件下对所述二次电池测定交流电阻，并且将得到的奈奎斯特曲线的X截距作为二次电池的直流电阻成分，将从其中减去空白电阻而得到的值作为隔膜的离子电阻值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.25 JP 2016-011853;2016.01.25 JP 2016-011851.一种二次电池，其具备正极、负极、配置在这些电极之间的隔膜以及电解液，所述隔膜是多孔膜，或者是多孔膜与支撑体进行了一体化而成的多孔膜叠层体，所述多孔膜的主要成分是聚醚酰亚胺类树脂，在下述二次电池构成中，通过下述测定方法测定时，所述隔膜的离子电阻值为0.18Ω以下，二次电池的构成：将下述正极和负极隔着隔膜对置，插入至铝层压板外包装内，注入电解液(1M-LiPF6/3EC7MEC)，在减压浸渍后，进行了真空密封；正极：在铝箔集电体上叠层三元正极活性物质(NCM):AB:PVdf＝93:4:3的混合物而成的叠层体，所述叠层体的尺寸为30×50mm，厚度为80μm；负极：在铜箔集电体上叠层石墨:CMC:SBR＝97.5:1:1.5的混合物而成的叠层体，所述叠层体的尺寸为32×52mm，厚度为70μm；测量方法：使用电阻测定仪在0.1～50000Hz的扫描频率和10mV的电压振幅的条件下对所述二次电池测定交流电阻，并且将得到的奈奎斯特曲线的X截距作为二次电池的直流电阻成分，将从其中减去空白电阻而得到的值作为隔膜的离子电阻值。2.一种二次电池，其具备负极、正极、设置在这些电极之间的隔膜以及电解液，所述隔膜为多孔膜，或者是多孔膜与支撑体进行了一体化而成的多孔膜叠层体，所述多孔膜的主要成分是聚醚酰亚胺类树脂，所述隔...

【专利技术属性】
技术研发人员：大和洋，岩谷真男，
申请(专利权)人：株式会社大赛璐，
类型：发明
国别省市：日本,JP