固体电解质担载用无纺布及固体电解质片制造技术

本发明专利技术提供加工行进性、固体电解质的填充性和固体电解质片的薄膜化适应性优异、破洞疵点少的固体电解质担载用无纺布以及自立性和挠曲性优异的固体电解质片，所述固体电解质担载用无纺布以60质量％以上且100质量％以下含有具有卷缩的热熔融性复合纤维，并且所述热熔融性复合纤维被热熔融。融性复合纤维被热熔融。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】固体电解质担载用无纺布及固体电解质片


[0001]本专利技术涉及固体电解质担载用无纺布及具有该固体电解质担载用无纺布和固体电解质的固体电解质片。以下，有时将“固体电解质担载用无纺布”简记为“担载用无纺布”。

技术介绍

[0002]近年来，便携信息终端、便携电子设备、家庭用小型蓄电装置、以电动机为动力源的自动二轮车、电动汽车、混合式电动汽车等中使用的大容量且高性能的锂电池等二次电池的需求正在增加。随着使用用途的拓宽，要求二次电池进一步提高安全性及高性能化。
[0003]作为确保锂电池的安全性的方法，取代有机介质电解质而使用固体电解质是有效的。这是因为，固体电解质在其性质上不燃、且与通常使用的有机介质电解质相比安全性高。期望开发出使用此种固体电解质、具备高安全性的全固体锂电池。该全固体锂电池具备固体电解质层、正极活性物质层及负极活性物质层以及与各活性物质层接合的集电构件而构成。作为固体电解质，例如主要使用锂离子传导性优异的硫化物系固体电解质。
[0004]全固体锂电池中使用的固体电解质通常为粉末状。因而，为了处置的方便，希望制成片状。然而，仅由粉末的固体电解质形成的单一层的薄膜片难以形成。另一方面，固体电解质中的锂离子传导性依赖于固体电解质层的厚度，因此期望实现固体电解质层的薄膜化。
[0005]对于此种问题，专利文献1中，公开过如下得到的固体电解质片，即，将包含固体电解质的涂布液使用丝网印刷等方法涂布在无纺布的每平方米的重量为8g以下、其厚度为10μm以上且25μm以下的无纺布，并进行干燥而得。
[0006]另外，专利文献2中，公开过如下的固体电解质片，其特征在于，以绝缘性多孔基材作为支承体，所述绝缘性多孔基材由纤维状物形成，在所述绝缘性多孔基材的内部填充有固体电解质粒子，此外，含有将所述固体电解质粒子之间粘结的粘结剂，所述绝缘性多孔基材的厚度为所述固体电解质片的厚度的70％以上。
[0007]然而，专利文献1的实施例中公开的、通过将单位面积重量3～8g/m2的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维利用湿式造纸法制成片材而制作的PET制无纺布及专利文献2的实施例中公开的、作为绝缘性多孔基材的PET制无纺布虽然在固体电解质的填充性方面没有问题，然而无纺布的拉伸强度极低，加工行进性困难。因此，专利文献1的实施例中，使用PET膜作为支承基材，从而存在生产成本升高的问题。另外，专利文献1及2中使用的PET制无纺布易于引入水分，因此需要无纺布的干燥，存在生产率降低的问题。此外，在为了将固体电解质片薄膜化而进行压制加工时，易于以纤维为起点在固体电解质层中产生裂痕，存在难以薄膜化的问题、自立性受损的问题。
[0008]此外，专利文献1中，虽然公开了优选利用湿式造纸法制成片材的无纺布，然而在单位面积重量非常低的情况下，参与构成的纤维因钩挂于造纸网、支承湿纸的毛毯而脱落，有产生破洞疵点的情况，存在无法在该破洞疵点部分担载固体电解质的问题。
[0009]另外，专利文献3中，公开有如下的固体电解质担载用无纺布，是在无纺布的表面
及内部担载固体电解质的固体电解质担载用无纺布，该固体电解质担载用无纺布含有原纤化耐热性纤维和合成树脂短纤维而成，相对于该固体电解质担载用无纺布中含有的全部纤维成分，原纤化耐热性纤维的含有率为2质量％以上且40质量％以下，作为合成树脂短纤维，包含以熔点160℃以上的树脂为芯、以聚乙烯树脂为鞘的芯鞘型复合纤维。但是，专利文献2记载的该固体电解质担载用无纺布在固体电解质的粒径大的情况下、包含固体电解质的涂布液的粘度高的情况下，存在固体电解质的浸渗时间变长的问题，或存在难以填充至无纺布内部的问题，在为了将固体电解质片薄膜化而进行压制加工时，在存在原纤化耐热纤维的粗的干纤维的情况下，容易以干纤维为起点在固体电解质层中产生裂痕，存在难以薄膜化的问题。
[0010]现有技术文献
[0011]专利文献
[0012]专利文献1：日本特开2016
‑
31789号公报
[0013]专利文献2：国际公开第2020/54081号小册子
[0014]专利文献3：日本特开2020
‑
24860号公报

技术实现思路

[0015]专利技术所要解决的课题
[0016]本专利技术的课题在于，提供加工行进性、固体电解质的填充性和固体电解质片的薄膜化适应性优异、破洞疵点少的固体电解质担载用无纺布以及自立性及挠曲性优异的固体电解质片。
[0017]用于解决课题的手段
[0018]为了解决上述课题进行了深入研究，结果发现了下述本专利技术。
[0019](1)一种固体电解质担载用无纺布，其特征在于，用于担载固体电解质，所述固体电解质担载用无纺布是以60质量％以上且100质量％以下含有具有卷缩的热熔融性复合纤维并且所述热熔融性复合纤维被热熔融了的无纺布A。
[0020](2)根据上述(1)记载的固体电解质担载用无纺布，其中，具有卷缩的热熔融性复合纤维的卷缩数为6～25个/英寸。
[0021](3)根据上述(1)或(2)记载的固体电解质担载用无纺布，其中，具有卷缩的热熔融性复合纤维为芯由聚丙烯系聚合物形成、鞘由与芯中使用的聚丙烯系聚合物相比熔点低的聚烯烃系聚合物形成的芯鞘型的热熔融性复合纤维，所述热熔融性复合纤维的纤度为0.1～0.4dtex。
[0022](4)根据上述(1)～(3)中任一项记载的固体电解质担载用无纺布，其中，无纺布A的透气度为150～2500cm3/cm2·
sec。
[0023](5)根据上述(1)～(3)中任一项记载的固体电解质担载用无纺布，其中，在无纺布A的至少一个表面，层叠有由平均纤维直径为2μm以下的极细纤维形成的无纺布B。
[0024](6)根据上述(5)记载的固体电解质担载用无纺布，其中，无纺布B为利用熔喷法或静电纺丝法形成的无纺布。
[0025](7)一种固体电解质片，其特征在于，具有上述(1)～(6)中任一项记载的固体电解质担载用无纺布和担载于该固体电解质担载用无纺布的固体电解质。
[0026]专利技术效果
[0027]本专利技术的固体电解质担载用无纺布的加工行进性、固体电解质的填充性和固体电解质片的薄膜化适应性优异，破洞疵点少。另外，具有锂离子传导性的固体电解质和本专利技术的固体电解质担载用无纺布而成的固体电解质片能够实现自立性、挠曲性优异的效果。
具体实施方式
[0028]对全固体锂电池的结构的一例进行说明。全固体锂电池由正极集电构件、正极活性物质层、固体电解质层、负极活性物质层、负极集电构件形成。需要说明的是，本专利技术并不限定于后述的实施方式。
[0029]正极集电构件和负极集电构件只要是导体，就没有特别限定，例如可以使用由铜、镁、不锈钢、钛、铁、钴、镍、锌、铝、锗、铟、锂、或它们的合金等形成的板状体、箔状体等。
[0030]正极活性物质层含有固体电解质、正极活性物质、正极层导电助剂及正极层粘合剂。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种固体电解质担载用无纺布，其特征在于，用于担载固体电解质，所述固体电解质担载用无纺布是以60质量％以上且100质量％以下含有具有卷缩的热熔融性复合纤维并且所述热熔融性复合纤维被热熔融了的无纺布A。2.根据权利要求1所述的固体电解质担载用无纺布，其中，具有卷缩的热熔融性复合纤维的卷缩数为6个/英寸～25个/英寸。3.根据权利要求1或2所述的固体电解质担载用无纺布，其中，具有卷缩的热熔融性复合纤维为芯由聚丙烯系聚合物形成、鞘由与芯中使用的聚丙烯系聚合物相比熔点低的聚烯烃系聚合物形成的芯鞘型的热熔融性复合纤维，所述热熔融性复合纤维的纤度为0.1dtex～0.4dtex...

【专利技术属性】
技术研发人员：重松俊广，
申请(专利权)人：三菱制纸株式会社，
类型：发明
国别省市：