蓄电装置用分隔件及蓄电装置制造方法及图纸

技术编号:31475669 阅读:20 留言:0更新日期:2021-12-18 12:05
一种蓄电装置用分隔件,其包含具有Li吸藏材料的活性层,并且透气度为650s以下,所述活性层的面方向的电阻率为100000Ωcm以上。性层的面方向的电阻率为100000Ωcm以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】蓄电装置用分隔件及蓄电装置


[0001]本专利技术涉及蓄电装置(以下也仅称为“电池”)的发电元件中使用的蓄电装置用分隔件,进而涉及使用其的电池、使用其的车辆以及电池装载设备。

技术介绍

[0002]以往,蓄电装置中,在正极板与负极板之间夹设电池用分隔件而成的发电元件中浸渗有电解液。
[0003]这些蓄电装置中,在较低温下以较大的电流对装置进行充电等条件下,有时在负极板上析出锂(Li),金属Li从该负极板以枝晶(树枝状晶体)的形态生长。这种枝晶继续生长时,有时产生如下的不良情况:刺破分隔件,或者贯穿分隔件而到达至正极板或接近于正极板,从而枝晶自身成为通路而发生短路。例如,在具有仅由基材组成的现有的单层分隔件的锂离子二次电池的钉刺试验时,当钉贯穿正极、分隔件及负极时,钉中的电子(e

)以非常高的速度从负极向正极移动,并且Li
+
离子也以非常高的速度从负极向正极移动,因此流过大电流,发热量增加,存在损害安全性的倾向。
[0004]另外,在电池中,所析出的枝晶(金属Li)折断时,在不与负极板导通的状态下,也有时存在反应性高的金属Li。如此,若在电池中大量存在枝晶或以枝晶为起因的金属Li,则容易发生不良情况,例如其它部位产生短路、或多个部位彼此短路,或在因过充电而发热的情况下甚至连处于周围的反应性高的金属Li也发生反应,进而产生发热。另外,成为电池的容量劣化的原因。
[0005]与此相对,例如专利文献1~3中记载了:在具备正负极和分隔件的蓄电装置内,形成能够吸藏Li的化合物的层,从而能够抑制枝晶的生长。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:国际公开第2001/063687号
[0009]专利文献2:日本特开2010

219012号公报
[0010]专利文献3:日本特开2013

109866号公报

技术实现思路

[0011]专利技术要解决的问题
[0012]然而,专利文献1~3中记载的分隔件对于抑制枝晶的生长而言是不充分的,进而难以兼顾蓄电装置的输出特性和循环特性。另外,专利文献1~3中记载的分隔件不仅在蓄电装置的钉刺试验、过充电试验等的安全性方面,而且在使用锂(Li)金属负极时的循环特性方面均尚有研究的余地。
[0013]因此,本专利技术的目的在于,提供不仅有效地抑制枝晶、改善安全性,而且也可以改善使用Li金属负极时的循环特性的蓄电装置用分隔件、及包含其的蓄电装置。
[0014]用于解决问题的方案
[0015]本专利技术人等反复进行深入研究,结果发现,通过在蓄电装置用分隔件中含有活性层,并且调整蓄电装置用分隔件的透气度,从而能够解决上述问题,由此完成了本专利技术。即,本专利技术如以下所述。
[0016][1]一种蓄电装置用分隔件,其包含具有锂(Li)吸藏材料的活性层,并且透气度为650s/100ml以下,前述活性层的面方向的电阻率为100000Ωcm以上。
[0017][2]根据项目1所述的蓄电装置用分隔件,其具有至少一层的绝缘层,所述绝缘层不包含Li吸藏材料,并且前述活性层负载于前述绝缘层。
[0018][3]根据项目2所述的蓄电装置用分隔件,其中,前述蓄电装置用分隔件为具有前述活性层、和不包含Li吸藏材料的第1绝缘层及第2绝缘层(I,II)的蓄电装置用层叠分隔件,并且前述活性层被前述第1绝缘层(I)和前述第2绝缘层(II)夹持。
[0019][4]根据项目2或3所述的蓄电装置用分隔件,其中,前述绝缘层的至少一层的表面平均孔数为15个/μm2以上。
[0020][5]根据项目2~4中任一项所述的蓄电装置用分隔件,其中,前述绝缘层的至少一层的表面平均孔径为0.015μm~0.140μm。
[0021][6]根据项目2~5中任一项所述的蓄电装置用分隔件,其中,前述绝缘层的至少一层的平均孔数为10个/μm2以上。
[0022][7]根据项目2~6中任一项所述的蓄电装置用分隔件,其中,前述绝缘层的至少一层的平均孔径为0.01μm~0.15μm。
[0023][8]根据项目1~7中任一项所述的蓄电装置用分隔件,其中,两表层对于碳酸亚丙酯的接触角为1
°
以上且60
°
以下。
[0024][9]根据项目2~8中任一项所述的蓄电装置用分隔件,其中,前述至少一层的绝缘层的构成材料含有热塑性树脂作为主要成分。
[0025][10]根据项目2~9中任一项所述的蓄电装置用分隔件,其中,前述至少一层的绝缘层的构成材料含有聚烯烃作为主要成分。
[0026][11]根据项目1~10中任一项所述的蓄电装置用分隔件,其中,前述蓄电装置用分隔件的水分量为0.1ppm以上且2000ppm以下。
[0027][12]根据项目2~11中任一项所述的蓄电装置用分隔件,其中,前述绝缘层的至少一层含有无机颗粒。
[0028][13]根据项目12所述的蓄电装置用分隔件,其中,前述无机颗粒的形状为选自由鳞片状、板状和块状组成的组中的至少一种。
[0029][14]根据项目12或13所述的蓄电装置用分隔件,其中,前述无机颗粒为选自由氧化铝、氢氧化铝、羟基氧化铝、硅酸铝、硫酸钡和氧化锆组成的组中的至少一种。
[0030][15]根据项目2~14中任一项所述的蓄电装置用分隔件,其中,前述Li吸藏材料的平均粒径为前述绝缘层的平均孔径的1.5倍~50.0倍。
[0031][16]根据项目1~15中任一项所述的蓄电装置用分隔件,其中,前述Li吸藏材料为颗粒,并且前述Li吸藏材料的平均粒径为0.01μm~5.00μm。
[0032][17]根据项目1~16中任一项所述的蓄电装置用分隔件,其中,前述Li吸藏材料为颗粒,并且前述颗粒的形状为块状、板状、薄片状、鳞片状或球状。
[0033][18]根据项目1~17中任一项所述的蓄电装置用分隔件,其中,在包含正极、前述
蓄电装置用分隔件、负极和电解液的蓄电装置的耐电压测定试验中,产生短路时的电压值为0.3kV~4.5kV。
[0034][19]根据项目2~18中任一项所述的蓄电装置用分隔件,其中,前述绝缘层的至少一层的平均孔数为300个/μm2以下。
[0035][20]根据项目1~19中任一项所述的蓄电装置用分隔件,其中,前述蓄电装置用分隔件的透气度为30s/100ml以上。
[0036][21]一种蓄电装置,其包含正极、项目1~20中任一项所述的蓄电装置用分隔件、负极和电解液。
[0037][22]一种蓄电装置,其包含正极、项目1~20中任一项所述的蓄电装置用分隔件、负极和锂(Li)离子传导介质,并且前述锂(Li)离子Li传导介质为凝胶状或固体状。
[0038][23]一种蓄电装置,其包含正极、项目12~14中任一项所述的蓄电装置用分隔件、负极和锂(Li本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种蓄电装置用分隔件,其包含具有锂(Li)吸藏材料的活性层,并且透气度为650s/100ml以下,所述活性层的面方向的电阻率为100000Ωcm以上。2.根据权利要求1所述的蓄电装置用分隔件,其具有至少一层的绝缘层,所述绝缘层不包含Li吸藏材料,并且所述活性层负载于所述绝缘层。3.根据权利要求2所述的蓄电装置用分隔件,其中,所述蓄电装置用分隔件为具有所述活性层、和不包含Li吸藏材料的第1绝缘层及第2绝缘层(I,II)的蓄电装置用层叠分隔件,并且所述活性层被所述第1绝缘层(I)和所述第2绝缘层(II)夹持。4.根据权利要求2或3所述的蓄电装置用分隔件,其中,所述绝缘层的至少一层的表面平均孔数为15个/μm2以上。5.根据权利要求2~4中任一项所述的蓄电装置用分隔件,其中,所述绝缘层的至少一层的表面平均孔径为0.015μm~0.140μm。6.根据权利要求2~5中任一项所述的蓄电装置用分隔件,其中,所述绝缘层的至少一层的平均孔数为10个/μm2以上。7.根据权利要求2~6中任一项所述的蓄电装置用分隔件,其中,所述绝缘层的至少一层的平均孔径为0.01μm~0.15μm。8.根据权利要求1~7中任一项所述的蓄电装置用分隔件,其中,两表层对于碳酸亚丙酯的接触角为1
°
以上且60
°
以下。9.根据权利要求2~8中任一项所述的蓄电装置用分隔件,其中,所述至少一层的绝缘层的构成材料含有热塑性树脂作为主要成分。10.根据权利要求2~9中任一项所述的蓄电装置用分隔件,其中,所述至少一层的绝缘层的构成材料含有聚烯烃作为主要成分。11.根据权利要求1~10中任一项所述的蓄电装置用分隔件,其中,所述蓄电装置用分隔件的水分量为0.1ppm以上且2000ppm以下。12.根据权利要求2~11中任一项所述的蓄电装置用分隔件,其中,所述绝缘层的至少一层含有无机颗粒。13.根据权利要求12所述的蓄电装置用分隔件,其中,所述无机颗粒的形状为选自由鳞...

【专利技术属性】
技术研发人员:中泽祐仁畑山博司
申请(专利权)人:旭化成株式会社
类型:发明
国别省市:

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