涂敷液、多孔质膜和锂离子电池制造技术

本发明专利技术能够改善在锂离子电池的隔膜等中使用的多孔质膜的特性。本发明专利技术的多孔质膜(隔膜)是一种具有多孔质基材S和设置于所述多孔质基材的表面的涂敷膜CF的多孔质膜，涂敷膜具有碱硅酸盐和第1填料，所述第1填料由无机粒子构成，相对于所述无机粒子而言，含有0.05重量％以上的所述碱硅酸盐。并且，所述无机粒子具有从纳米二氧化硅、微二氧化硅、碳纳米管、滑石、氧化铝、勃姆石、氢氧化铝和玻璃纤维中选择的材料，具有相对于所述无机粒子为0.05重量％以上的第2填料(纤维素的亲水基被疏水基取代)。通过使用所述多孔质膜，从而能够改善耐热性、循环特性等电池特性。循环特性等电池特性。循环特性等电池特性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】涂敷液、多孔质膜和锂离子电池


[0001]本专利技术涉及电池的隔膜等中使用的多孔质膜用的涂敷液，可以用于涂敷液、多孔质膜和锂离子电池。

技术介绍

[0002]二次电池的使用领域从电子设备向汽车、大型蓄电系统等展开，其中，能够小型、轻量化且具有高能量密度的锂离子电池(二次电池)受到关注。
[0003]例如，专利文献1中公开了一种黏合剂，其是将纤维素纳米纤维和热塑性氟类树脂复合化的锂离子电池用的电极中的非水系黏合剂，是一种纤维素纳米纤维的纤维直径(直径)为0.002μm以上1μm以下、纤维的长度为0.5μm以上10mm以下、长径比(纤维素纳米纤维的纤维长度/纤维素纳米纤维的纤维直径)为2以上100000以下的纤维素。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：国际公开第2019/064583号

技术实现思路

[0007]专利技术要解决的课题
[0008]随着锂离子电池的高容量化/高输出化，需要进一步提高安全性。本申请专利技术人进行电池隔膜等中使用的多孔质膜的研究开发，对特性良好的多孔质膜进行深入研究。
[0009]如进一步详细说明，设置在电池的正极与负极之间的隔膜具有锂离子能够通过程度的多个微细孔，锂离子通过该孔在正极和负极之间移动，由此能够重复进行充电和放电。该隔膜使正极与负极分离，具有防止短路的作用。此外，在电池的内部由于某种原因变为高温的情况下，通过使隔膜的微细孔闭合而使锂离子停止移动、使电池功能停止(关闭功能)。
>[0010]如上所述，隔膜起到电池安全装置的作用，为了提高安全性，需要提高隔膜的机械强度、耐热性。
[0011]因此，希望研究在维持电池特性的同时提高隔膜的机械强度、耐热性的技术。
[0012]其他课题及新特征可从本说明书的记述和附图获知。
[0013]解决技术问题的手段
[0014]本申请一个实施方式中公开的多孔质膜用的涂敷液含有无机粒子、以及相对于所述无机粒子为0.05重量％以上的碱硅酸盐。
[0015]本申请一个实施方式中公开的多孔质膜具有多孔质基材和设置于所述多孔质基材的表面的涂敷膜，所述涂敷膜含有无机粒子、以及相对于所述无机粒子为0.05重量％以上的碱硅酸盐。
[0016]本申请一个实施方式中公开的锂离子电池是一种具备正极、负极、隔膜以及电解液的锂离子电池，具有所述多孔质膜作为所述隔膜。
[0017]专利技术的技术效果
[0018]根据本申请一个实施方式中公开的多孔质膜用的涂敷液，能够改善多孔质膜的特性。
[0019]根据本申请一个实施方式中公开的多孔质膜，能够改善多孔质膜的特性。
[0020]根据本申请一个实施方式中公开的锂离子电池，能够改善锂离子电池的特性。
附图说明
[0021]图1是示出实施方式1的多孔质膜的构成的剖视图。
[0022]图2是示意性示出使用实施方式1的多孔质膜的锂离子电池的内部构成的图。
[0023]图3是示意性示出实施方式1的锂离子电池的构成例的图。
[0024]图4是示出疏水化纤维素纳米纤维(CeNF)的分散液的调整工序的图。
[0025]图5是示出纤维素的疏水化的图。
[0026]图6是示出使用棒涂机的涂敷液的涂布工序的立体图。
[0027]图7是示出热收缩试验1的结果的图。
[0028]图8是示出热收缩试验1的结果的图。
[0029]图9是示出热收缩试验1的结果的图。
[0030]图10是示出热收缩试验1的结果的图。
[0031]图11是示出热收缩试验2的结果的图。
[0032]图12是示出SEM观察结果的图。
[0033]图13是示出SEM观察结果的图。
[0034]图14是示出SEM观察结果的图。
[0035]图15是示出SEM观察结果的图。
[0036]图16是示出SEM观察结果的图。
[0037]图17是示出SEM观察结果的图。
[0038]图18是示出多孔质膜(隔膜)1、2、A的刺穿试验结果的图表。
[0039]图19是示出多孔质膜(隔膜)1、2、A的Gurley值的图表。
[0040]图20是示出30℃下的循环特性的图。
[0041]图21是示出60℃下的循环特性的图。
[0042]图22是示出电池1、2、A、B的电池内阻的图(图表)。
[0043]图23是示出热收缩试验2的结果的图。
[0044]图24是示出30℃下的循环特性的图。
[0045]图25是示出60℃下的循环特性的图。
[0046]图26是示出电池3、B的电池内阻的图(图表)。
[0047]图27是示出实施方式3的制造装置的构成的示意图。
[0048]图28是示意性示出凹版涂敷装置的构成的剖视图。
具体实施方式
[0049]以下，根据实施例、附图对实施方式详细地进行说明。需要说明的是，在用于说明实施方式的所有图中，对具有相同功能的部件标注同一附图标记，并省略其重复的说明。
[0050](实施方式1)
[0051]以下对本实施方式的多孔质膜和其制造方法进行说明。本实施方式的多孔质膜能够用作所谓的电池隔膜。
[0052][构造说明][0053]图1是示出本实施方式的多孔质膜的构成的剖视图。如图1所示，本实施方式的多孔质膜被用作电池的隔膜SP，具有基材(多孔质基材)S和形成在基材S的表面上的涂敷膜(包覆膜)CF。如后所述，涂敷膜CF具有作为第1填料的无机粒子、作为第2填料的SA化处理得到的纤维素(也记为SA化Ce、SACe)以及碱硅酸盐。
[0054]图2是示意性示出使用本实施方式的多孔质膜的锂离子电池的内部构成的图，图3是示意性示出本实施方式的锂离子电池的构成例的图。图2的(A)示出正极的构成，图2的(B)示出负极的构成，图2的(C)示出电极组的构成。图3的电池被称为纽扣型电池。
[0055]如图2的(A)所示，正极1由集电体1S和设置于其上部的正极合剂层1M构成，如图2的(B)所示，负极2由集电体2S和设置于其上部的负极合剂层2M构成。并且，如图2的(C)所示，锂离子电池具有正极1、负极2、以及配置于二者之间的隔膜SP，正极1与负极2以正极合剂层1M和负极合剂层2M分别与隔膜SP相接的方式相对配置。上述正极1、负极2和隔膜SP的层叠体(也称为电极组)与电解液一同收纳在电池容器(由层压膜构成的袋、电池罐等)中，以正极端子(例如与集电体1S的一部分或集电体1S电连接的导电部)和负极端子(例如与集电体2S的一部分或集电体2S电连接的导电部)露出的状态密封。
[0056]图3所示的电池(纽扣型电池)具有罐6，该罐6中收纳有前述的正极1和负极2隔着隔膜SP层叠而成的电极组。电极组的下端面的正极1的集电体1S搭载在罐(电池罐)6上。电极组的上端面的负极2的集电体2S配置在盖(电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种涂敷液，其特征在于，为具有碱硅酸盐和第1填料的多孔质膜用的涂敷液，所述第1填料由无机粒子构成，相对于所述无机粒子而言，含有0.05重量％以上的所述碱硅酸盐。2.根据权利要求1所述的涂敷液，其特征在于，所述无机粒子为从纳米二氧化硅、微二氧化硅、碳纳米管、滑石、氧化铝、勃姆石、氢氧化铝和玻璃纤维中选择的材料。3.根据权利要求2所述的涂敷液，其特征在于，具有相对于所述无机粒子为0.05重量％以上的第2填料，所述第2填料是纤维素的亲水基被疏水基取代的物质。4.根据权利要求2所述的涂敷液，其特征在于，具有相对于所述无机粒子为0.05重量％以上的第2填料，所述第2填料为以下所示的TEMPO氧化纤维素，[化学式6]5.根据权利要求3所述的涂敷液，其特征在于，所述第2填料相对于所述无机粒子为12.4重量％以下。6.一种多孔质膜，其特征在于，为具有多孔质基材和设置于所述多孔质基材的表面的涂敷膜的多孔质膜，所述涂敷膜具有碱硅酸盐和第1填料，所述第1填料由无机粒子构成，相对于所述无机粒子而言，含有0.05重量％以上的所述碱硅酸盐。7.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：石黑亮，中村谕，九轩右典，向井孝志，池内勇太，坂本太地，鸟巢庆太，山下直人，
申请(专利权)人：ATTACCATO合同会社，
类型：发明
国别省市：