隔膜、非水电解液二次电池用部件及非水电解液二次电池制造技术

提供一种控制枝晶的形状、防短路效果提高的非水电解液二次电池用隔膜。本发明专利技术的一个方式所述的非水电解液二次电池用隔膜，在该隔膜的至少一个表面的任意1.5cm

【技术实现步骤摘要】
隔膜、非水电解液二次电池用部件及非水电解液二次电池


[0001]本专利技术涉及隔膜、非水电解液二次电池用部件及非水电解液二次电池。

技术介绍

[0002]非水电解液二次电池、特别是锂离子二次电池由于能量密度高，因此广泛被用作个人计算机、手机、便携信息终端、车载用等的电池。
[0003]近年来，对具有高输出的锂离子二次电池的需求正在增加。为了满足这种需求，正在推进具备具有优异离子透过性的隔膜的锂离子二次电池的开发。
[0004]另一方面，所述锂离子二次电池中存在如下问题：由于生长为纤维状的锂析出物而产生微小短路，易于导致电压降低。所述微小短路成为降低电池的长期可靠性的原因之一。
[0005]与此相关地，专利文献1公开了在多孔膜的至少一个表面上形成了具有特定开孔率的皮层的多孔膜。此外，专利文献2公开了具有形成有图案的图案区域和未形成图案的非图案区域的隔膜。【现有技术文献】【专利文献】
[0006]【专利文献1】日本特开平10
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055794号公报【专利文献2】日本特开2020
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068178号公报

技术实现思路

【专利技术要解决的课题】
[0007]然而，锂离子二次电池中的枝晶生长的抑制方法中，仍存在进一步开发的空间。例如，已知的是枝晶的形状伴随枝晶生长，会变为接近纤维状，该形状越接近纤维状，枝晶越易于在隔膜的孔中延伸。因此，为了防止枝晶生长导致的短路，控制枝晶的形状是重要的。然而，上述现有技术文献中并未就控制枝晶的形状进行考虑。
[0008]本专利技术的一个方式的目的在于，提供一种控制枝晶的形状、防短路效果提高的非水电解液二次电池用隔膜。【用于解决课题的手段】
[0009]本专利技术中包含以下的方式。＜1＞一种隔膜，其为非水电解液二次电池用隔膜，其中，在上述隔膜的至少一个表面的任意的1.5cm
×
1.5cm的区域内，基于使用长度7mm
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宽度250μm的探针，以800μm间隔进行测定的10个局部离子阻抗所算出的离子阻抗的变化系数为0.20以下。＜2＞根据＜1＞所述的隔膜，其为具备多孔层和聚烯烃多孔膜的层叠隔膜。
＜3＞根据＜2＞所述的隔膜，上述多孔层含有含氮芳香族树脂。＜4＞根据＜3＞所述的隔膜，上述含氮芳香族树脂为芳纶树脂。＜5＞根据＜1＞～＜4＞中任一项所述的隔膜，厚度方向上的压缩弹性模量为50MPa以上。＜6＞一种非水电解液二次电池用部件，其为依次层叠正极、＜1＞～＜5＞中任一项所述的隔膜、负极而成。＜7＞一种非水电解液二次电池，其具备＜1＞～＜5＞中任一项所述的隔膜或＜6＞所述的非水电解液二次电池用部件。【专利技术效果】
[0010]依据本专利技术的一个方式，可提供控制枝晶的形状、防短路效果提高的非水电解液二次电池用隔膜。
附图说明
[0011]【图1】显示用于离子阻抗分布的测定的工作电极的一个例子的示意图。【图2】显示离子阻抗分布的测定方法的一个例子的示意图。【符号说明】1 基板2 探针3 端子4 绝缘材料10 工作电极11 对电极12 隔膜13 容器100 离子阻抗测定电池101 交流阻抗测定装置
具体实施方式
[0012]下面，对本专利技术的一个实施方式进行说明，但本专利技术不受其限定。本专利技术不受以下说明的各构成的限定，可以在权利要求书所示的范围内进行各种变更，涉及适当组合不同实施方式中各自公开的技术手段而得到的实施方式也包含在本专利技术的技术范围内。另外，只要在本说明书中没有特别记载，表示数值范围的“A～B”是指“A以上且B以下”。
[0013]〔1.非水电解液二次电池用隔膜〕依据本专利技术人等的崭新发现，提供控制非水电解液二次电池所包含的隔膜表面的
离子阻抗分布、即离子阻抗的离散程度，可以控制负极表面上生长的枝晶的形状。即，朝向负极侧的表面的离子阻抗的离散程度小的隔膜，由于流过隔膜内部的离子流变得均匀，因而可将生长的枝晶的形状控制为粒状或平板状。像这样的形状的枝晶，即使其产生，刺穿隔膜的可能性也低。相反地，朝向负极侧的离子阻抗的离散程度大的隔膜，由于流过隔膜内部的离子流变得不均匀，因而在离子流密集的部分上会生长纤维状的枝晶。像这样的形状的枝晶刺穿隔膜的可能性高。
[0014]本说明书中，隔膜表面的离子阻抗的离散程度用离子阻抗的变化系数表示。本专利技术的一个实施方式所述的隔膜，其在上述隔膜的至少一个表面的任意的1.5cm
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1.5cm区域内，基于使用长度7mm
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宽度250μm的探针，以800μm间隔测定的10个局部离子阻抗所算出的离子阻抗的变化系数为0.20以下。离子阻抗的变化系数优选为0.17以下，更优选为0.15以下，进一步优选为0.13以下。离子阻抗的变化系数的下限值没有特别限制，理想地是0(零)。
[0015]离子阻抗的变化系数可通过用10个局部离子阻抗的标准偏差除以平均局部离子阻抗而计算出。本说明书中，局部离子阻抗是指使用长度7mm
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宽度250μm的探针所测定的局部性离子阻抗。10个局部离子阻抗例如可使用以800μm间隔具有10根探针(长度7mm
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宽度250μm)的工作电极进行测定。由此，能够以800μm间隔测定10个离子阻抗。各测定点的离子阻抗的值可将每一测定点所测定的交流阻抗绘制为奈奎斯特图，作为获得的曲线与X轴的交点的值而求得。更具体的测定方法如后文所述。
[0016]作为测定隔膜的离子阻抗分布的方法，已知有测定通过将2片金属板夹持隔膜组装而成的纽扣电池(coin cell)的交流阻抗，算出基于奈奎斯特图获得的曲线与X轴的交点的值，将该值作为隔膜的离子阻抗的方法。然而，该方法中，测定的是2cm2左右的这种大小程度的面积中的平均孔结构所引起的离子阻抗。因此，现有的测定方法中不能充分反映孔结构分布、即孔结构的离散程度。本专利技术的一个实施方式中，通过在多个测定点测定隔膜的局部性离子阻抗，可以测定隔膜的孔结构分布所引起的离子阻抗分布。
[0017]依据本专利技术人等进一步的发现，隔膜的厚度方向上的刚直性也成为控制负极表面上生长的枝晶的形状的因素。隔膜的厚度方向上的刚直性高的隔膜，不易在厚度方向上变形，不易在负极和隔膜之间产生空间。像这样的条件下，枝晶的生长形状趋于变为粒状或平板状。即使产生像这样的形状的枝晶，其刺穿隔膜的可能性也低。相反地，厚度方向上的刚直性低的隔膜，由于易于在厚度方向上变形，易于在负极和隔膜之间产生空间。由此，趋于生长纤维状的枝晶。像这样的形状的枝晶刺穿隔膜的可能性高。
[0018]本说明书中，将隔膜的厚度方向上的刚直性以隔膜的厚度方向上的压缩弹性模量表示。一个实施方式中，隔膜的厚度方向上的压缩弹性模量优选为50MPa以上，更优选为55MPa以上，进一步优选为60MPa以上，特别优选为75MPa以上。隔膜的厚度方向上的压缩弹性模量的上限值优选为300MPa以下，更优选为250MPa以下，进一步优选为175MPa以下，特别优选为125MPa本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隔膜，其为非水电解液二次电池用隔膜，其中，在所述隔膜的至少一个表面的任意1.5cm
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1.5cm的区域内，基于使用长度7mm
×
宽度250μm的探针，以800μm间隔测定的10个局部离子阻抗所算出的离子阻抗的变化系数为0.20以下。2.根据权利要求1所述的隔膜，其为具备多孔层和聚烯烃多孔膜的层叠隔膜。3.根据权利要求2所述的隔膜，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：有濑一郎，盛实咲衣，
申请(专利权)人：住友化学株式会社，
类型：发明
国别省市：