非水电解质二次电池用分隔件及非水电解质二次电池制造技术

非水电解质二次电池用分隔件具备多孔基材、多孔基材上形成的耐热层、和耐热层表面上以点状存在的填料颗粒的集合体，前述填料颗粒为包含磷、硅、硼、氮、钾、钠、溴中的至少任一种的化合物颗粒，且从固相相变为液相或进行热分解的相变点为180℃～1000℃的范围。该非水电解质二次电池用分隔件电极能够抑制电池电阻的上升，并抑制钉刺试验中的电池的放热。并抑制钉刺试验中的电池的放热。并抑制钉刺试验中的电池的放热。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】非水电解质二次电池用分隔件及非水电解质二次电池


[0001]本公开涉及非水电解质二次电池用分隔件及非水电解质二次电池。

技术介绍

[0002]近年来，作为高输出、高能量密度的二次电池，使锂离子在正极与负极之间移动而进行充放电的非水电解质二次电池被广泛利用。
[0003]然而，作为用于确认电池的耐内部短路性的安全性评价试验，有钉刺试验。钉刺试验是指例如将钉刺入电池以模拟的方式发生内部短路，研究放热的程度来确认电池的安全性的试验。抑制这种钉刺时电池的放热在确保电池的安全性的方面是重要的。
[0004]例如，专利文献1中公开了通过在正极和负极之间配置的分隔件中设置包含无机颗粒及碱性磷酸盐的多孔层，从而可以提供安全性优异的分隔件。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本专利第6347580号公报
[0008]专利文献2：日本专利第6016757号公报

技术实现思路

[0009]本公开的一个方式的非水电解质二次电池用分隔件具备分隔件基材、和前述分隔件基材表面上以点状存在的填料颗粒的集合体，前述填料颗粒为包含磷、硅、硼、氮、钾、钠、溴中的至少任一种的化合物颗粒，且从固相相变为液相或进行热分解的相变点为180℃～1000℃的范围。
[0010]本公开的一个方式的非水电解质二次电池具有正极、负极、和前述正极及前述负极之间配置的分隔件，前述分隔件为前述非水电解质二次电池用分隔件。
[0011]通过本公开，能够抑制电池电阻的上升，并抑制钉刺试验中的电池的放热。
附图说明
[0012]图1为示出本实施方式的分隔件的构成的一例的示意性剖视图。
[0013]图2为作为实施方式的一例的非水电解质二次电池的示意性剖视图。
具体实施方式
[0014]以下，基于附图对本公开中的实施方式进行说明。
[0015]图1为示出本实施方式的分隔件的构成的一例的示意性剖视图。图1所示的分隔件60为非水电解质二次电池用分隔件。图1所示的分隔件60具备具有多孔基材62、和多孔基材62上形成的耐热层64的分隔件基材63。另外，图1所示的分隔件60具备耐热层64表面上以点状存在的填料颗粒的集合体66。但是，耐热层64并非必须，分隔件基材63也可以为多孔基材62。此时，集合体66在作为分隔件基材63的多孔基材62表面上以点状存在。另外，集合体66
可以配置于分隔件基材63的一面，也可配置于两面。无论在何种情况下，本实施方式的分隔件60的表面结构均形成具有分隔件基材表面的海区域、和集合体66的岛区域的海岛结构。集合体66由多个填料颗粒集合而成。
[0016]构成集合体66的填料颗粒为包含磷、硅、硼、氮、钾、钠、溴中的至少任一种的化合物颗粒，且从固相相变为液相或进行热分解的相变点为180℃～1000℃的范围。
[0017]通过使用本实施方式的非水电解质二次电池用分隔件，钉刺试验中的电池温度的上升得到抑制。该机制尚不充分明确，但可推测如下。通过钉刺试验时的电池的放热、即将钉刺入电池以模拟的方式发生内部短路时的电池的放热，从而构成集合体66的填料颗粒从固相相变为液相并在分隔件基材63表面上流动、或通过进行热分解而在分隔件基材63表面上伸展，形成覆盖分隔件基材63表面的覆膜。该覆膜作为电阻成分起作用，因此借助钉在正负极间流通的短路电流的电流量得到抑制，其结果，钉刺试验中的电池温度的上升也得到抑制。需要说明的是，填料颗粒相变为液相后的覆膜形成取决于填料颗粒的种类，但也取决于例如向填料材料的熔点以上的温度上升、热熔接反应、脱水缩合反应、热聚合反应等。
[0018]另外，通过本实施方式的非水电解质二次电池用分隔件，电池电阻的上升得到抑制。在不发生电池异常放热的通常使用的情况下，填料颗粒的集合体66为锂离子传导性低的材料，因此如果以层状的形式存在，则会妨碍锂离子的移动，引起电池电阻的上升。然而，由于本实施方式中为点状，因此集合体66间存在间隙，锂离子等离子能容易地通过该间隙。因此，在电池的充放电时，与分隔件基材63的表面整体无间隙地被填料颗粒的覆盖层覆盖的情况相比，锂离子在正负极间顺利地移动，因此认为电池电阻的上升得到抑制。
[0019]以下，对分隔件60的构成材料进行进一步详细叙述。
[0020]填料颗粒只要为包含磷、硅、硼、氮、钾、钠、溴中的至少任一种的化合物颗粒，且从固相相变为液相或进行热分解的相变点为180℃～1000℃的范围，则没有特别限定。填料颗粒可举出例如磷酸化合物、硅酸化合物、硼酸化合物、三聚氰胺盐化合物、钾盐化合物、钠盐化合物等中的、从固相相变为液相或进行热分解的相变点为180℃～1000℃的范围的化合物。磷酸化合物可举出例如磷酸
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锂盐、磷酸
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钠盐、磷酸
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钾盐、磷酸
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钙盐、磷酸
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镁盐、磷酸铝等磷酸金属盐、聚磷酸铵、三聚磷酸钠、聚磷酸三聚氰胺等缩合磷酸盐、磷酸三甲酯、磷酸三苯酯等磷酸酯等。硼酸化合物可举出例如硼酸
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钠盐、硼酸
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钾盐、硼酸
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钙盐、硼酸
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镁盐、硼酸铝、硼酸三聚氰胺等硼酸金属盐、硼酸三甲酯等硼酸酯、硼氧化物、缩合硼酸盐等。硅酸化合物可举出例如硅酸
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钠盐、硅酸
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钾盐、硅酸
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钙盐、硅酸
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镁盐、硅酸
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钡盐、硅酸
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锰盐等硅酸金属盐等。三聚氰胺盐化合物可举出例如氰尿酸三聚氰胺、焦磷酸三聚氰胺、亚乙基二(三聚氰胺)、三亚甲基二(三聚氰胺)、四亚甲基二(三聚氰胺)、六亚甲基二(三聚氰胺)、1,3
‑
亚己基二(三聚氰胺)等。钾盐化合物可举出例如焦硫酸钾(K2S2O7)、柠檬酸钾一水合物(C6H5K3O7·
H2O)、碳酸钾等。钠盐化合物例如为碳酸钠等。这些之中，优选聚磷酸三聚氰胺、聚磷酸铵、三聚磷酸钠、硅酸钠、硼酸钠、柠檬酸钾一水合物、偏磷酸锂、磷酸二氢钾、氰尿酸三聚氰胺、焦硫酸钾、氧化硼、亚乙基
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1,2
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双(五溴苯)、乙撑双四溴苯二甲酰亚胺、碳酸钾、碳酸钠。
[0021]填料颗粒的相变点可以为180℃～1000℃的范围，优选为180℃～900℃的范围，更优选为180℃～600℃的范围，使得通过钉刺试验的电池的放热、适当地从固相相变为液相或进行热分解。
[0022]从抑制电池电阻的上升的方面来看，集合体66相对于分隔件基材63表面的覆盖率优选为90％以下，更优选为65％以下。另外，从抑制钉刺试验中的电池温度的上升的方面来看，优选为20％以上，更优选为30％以上。集合体66的覆盖率可如下计算。
[0023]覆盖率可以通过利用SEM
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EDX(能量色散X射线光谱)等进行分隔件表面的元素映射而求出。例如，利本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种非水电解质二次电池用分隔件，其具备分隔件基材、和所述分隔件基材表面上以点状存在的填料颗粒的集合体，所述填料颗粒为包含磷、硅、硼、氮、钾、钠、溴中的至少任一种的化合物颗粒，且从固相相变为液相或进行热分解的相变点为180℃～1000℃的范围。2.根据权利要求1所述的非水电解质二次电池用分隔件，其中，所述集合体相对于所述分隔件基材表面的覆盖率为90％以下。3.根据权利要求1或2所述的非水电解质二次电池用分隔件，其中，所述集合体相对于所述分隔件基材表面的覆盖率为30％以上。4.根据权利要求1～3中任一项所述的非水电解质二次电池用分隔件，其中，所述填料颗粒包含磷酸化合物、硅酸化合物、硼酸化合物、三聚氰胺盐化合物、钾盐化合物、钠盐化合物、芳香族溴化合物中的至少任一种。5.根据权利要求4所述的非水电解质二次电池用分隔件，其中，所述填料颗粒包含聚磷酸三聚氰胺、聚磷酸铵、三聚磷酸钠、硅酸钠、硼酸钠、柠檬酸钾一水合物、偏磷酸锂、磷酸钾、氰尿酸三聚氰胺、焦硫酸钾、氧化硼、亚乙基
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【专利技术属性】
技术研发人员：澁谷聪，中山贵仁，内田修平，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：