电池用隔膜以及使用其的非水电解液电池制造技术

本发明专利技术的电池用隔膜，其特征在于，其为由多层多孔质膜构成的电池用隔膜，所述多层多孔质膜包含以热塑性树脂为主成分的树脂多孔质膜和含有耐热性微粒子作为主成分的耐热多孔质层；其中，所述耐热多孔质层的厚度为１～１５μｍ；所述树脂多孔质膜与所述耐热多孔质层之间的１８０°条件下的剥离强度为０．６Ｎ／ｃｍ以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种廉价的、高温时的尺寸稳定性优异的电池用隔膜，以及使用该电 池用隔膜的非水电解液电池。
技术介绍
作为非水电解液电池的一种，锂二次电池由于具有能量密度高的特征，所以广泛 用于作为手机、笔记本个人电脑等便携式机器的电源。因此，随着便携式机器的高性能化， 锂离子电池具有进一步高容量化的倾向，并且确保安全性成为重要的要求。在现有的锂离子二次电池中，作为介于正极与负极之间的隔膜，例如使用厚度为 15 30 μ m左右的聚烯烃系多孔性膜。另外，作为隔膜的原料，在电池的热失控温度以下， 通过使得隔膜的构成树脂熔融，使得空孔闭合，以此来使得电池的内部电阻上升，提升短路 等情况下电池的安全性，为了确保上述所谓的关闭(shutdown)效果，适宜使用熔点低的聚 乙火布ο作为上述隔膜，例如为了提高多孔化与强度，使用单轴拉伸或者双轴拉伸的膜。这 样的隔膜，由于作为单独存在的膜进行供给，所以从操作性等方面考虑，要求一定的强度， 通过所述拉伸来确保它。但是，对于这样的拉伸膜而言，如果结晶度增大，关闭温度也会升 高到电池的热失控温度附近的温度，所以很难说有充分确保电池的安全性的余地。另外，通过所述拉伸在膜上发生变形，如果被暴露于高温下，那么存在的问题是， 会因残留应力而引起收缩。收缩温度与关闭温度非常接近。因此，在使用聚烯烃系多孔性 膜隔膜时，如果在充电异常时等情况下，电池的温度达到关闭温度，那么则必须直接减少电 流，防止电池温度的上升。原因在于，在空孔并没有充分闭合的状态下，如果不能够直接减 少电流，那么电池的温度容易上升至隔膜的收缩温度，存在内部短路引起着火的危险性。作为防止因这样的隔膜热收缩而引起的短路、提高电池的可靠性的技术，例如在 专利文献1和2中所提出的使用在含有热塑性树脂的树脂多孔质膜的表面上形成用于提高 耐热性的耐热多孔质层的隔膜。根据专利文献1和2公开的技术，能够提供一种在异常过热之际也难以发生热失 控、安全性和可靠性优异的非水电解液电池。专利文献1 日本特开2008-123996号公报专利文献2 日本特开2008-210791号公报
技术实现思路
本专利技术进一步改良专利文献1和专利文献2所记载的技术，提供一种具有优异的 可靠性的非水电解液电池以及该电池用的隔膜。本专利技术的第1种电池用隔膜，其特征在于，其为由多层多孔质膜构成的电池用隔 膜，所述多层多孔质膜包含以热塑性树脂为主成分的树脂多孔质膜和含有耐热性微粒子作 为主成分的耐热多孔质层；其中，所述耐热多孔质层的厚度为1 15μπι ；所述树脂多孔质膜与所述耐热多孔质层之间的180°条件下的剥离强度为0. 6N/cm以上。另外，本专利技术的第2种电池用隔膜，其特征在于，其为由多层多孔质膜构成的电池 用隔膜，所述多层多孔质膜包含以热塑性树脂为主成分的树脂多孔质膜和含有耐热性微粒 子作为主成分的耐热多孔质层；其中，所述耐热多孔质层的厚度为1 15μπι;所述耐热多 孔质层含有相对于所述耐热性微粒子100质量份为0. 1 5质量份的N-乙烯基乙酰胺的 聚合物或者水溶性纤维素衍生物、以及相对于所述耐热性微粒子100质量份为1质量份以 上的交联丙烯酸树脂。另外，本专利技术的非水电解液电池，其特征在于，其为含有正极、负极、隔膜以及非水 电解液的非水电解液电池，其中，所述隔膜为本专利技术的电池用隔膜。根据本专利技术，能够提供一种具有优异可靠性的非水电解液电池以及该电池用的隔膜。附图说明图1是用于说明电池用隔膜的树脂多孔质膜与耐热多孔质层之间的180°条件下 的剥离强度的测定方法的示意图。图2Α是表示本专利技术的非水电解液电池的一个例子的平面图，图2Β是图2Α的截面 图。图3是图2Α的斜视图。 具体实施例方式本专利技术的电池用隔膜(以下在有些场合下简称为“隔膜”)，是由多层多孔质膜构 成的隔膜，所述多层多孔质膜含有以热塑性树脂为主成分的树脂多孔质膜和含有耐热性微 粒子作为主成分的耐热多孔质层，非常适合于非水电解液电池的隔膜。树脂多孔质膜形成 的层具有隔膜本来的功能，即，不但防止正极和负极的短路，而且透过离子。耐热多孔质层 形成的层担负的功能是赋予隔膜耐热性。在耐热多孔质层中，耐热性微粒子担负的作用是防止作为基材的树脂多孔质膜的 热收缩以及破膜。另外，在电池内异常地发热、树脂多孔质膜熔融之际，含有耐热性微粒子 作为主体的耐热多孔质层，能够分隔正极和负极，确保电池的安全性和可靠性。但是，根据本专利技术人等的研究表明，在树脂多孔质膜与耐热多孔质层没有充分密 合的时候，例如，意外事故引起很大的力施加到隔膜上的场合，即，在电池的制造过程中产 生摩擦、锤子那样的重物朝向电池落下，电池自身从高处落下，以及将电池置于其他异常发 热状况的情况下，由于作为基材的树脂多孔质膜急剧收缩，所以耐热多孔质层发生剥离，因 此有可能引起电池的安全性以及可靠性的低下。上述那样的问题，在耐热多孔质层薄的场 合特别容易发生。因此，本专利技术的隔膜，一方面要使得耐热多孔质层薄至Iym 15μπι，另一方面要 提高树脂多孔质膜与耐热多孔质层之间的密合性，在使用该隔膜的非水电解液电池中，即 使在上述那样的异常发生的情况下，也能够良好地确保其安全性和可靠性。如果构成隔膜 的多层多孔质膜具有多层耐热多孔质层的情况下，那么所述的耐热多孔质层的厚度是其总厚度。本专利技术的隔膜，从其特性方面出发，为了提高树脂多孔质膜与耐热多孔质层之间 的密合性，树脂多孔质膜与耐热多孔质层之间的180°条件下的剥离强度为0. 6N/cm以上， 优选为1. ON/cm以上。在隔膜中，如果树脂多孔质膜与耐热多孔质层的180°条件下的剥离 强度满足上述值，那么即使把耐热多孔质层作成上述那样薄的情况下，在使用该隔膜的电 池中，也可以良好地确保安全性和可靠性。另外，虽然隔膜中的树脂多孔质膜与耐热多孔质 层之间的180°条件下的剥离强度的上限值并没有特别的限制，通常为5N/cm左右。本说明书中所言及的隔膜中的树脂多孔质膜与耐热多孔质层之间的180°条件 下的剥离强度，是通过以下的方法测定的值。从隔膜(多层多孔质膜)中切出尺寸为长度 5cmX宽度2cm的试验片，把粘接带贴合该耐热多孔质层的表面的、从片端开始的2cmX2cm 的区域上。粘接带的尺寸大约为宽度2cm，长度5cm，以粘接带的片端和隔膜的片端对齐的 方式贴合粘接带。其后，用拉伸试验机，把持住贴合有粘接片的隔膜试验片的、隔膜的片端 侧(与贴合有粘接带的端侧相反的端侧)和粘接带的片端侧(与在隔膜上进行贴合的端侧 相反的端侧)，以lOmm/min的拉伸速度进行拉伸，测定耐热多孔质层剥离时的强度。图1中 示意地表示了通过拉伸试验机(图中未示出)拉伸的状态下的隔膜试验片的侧面的样子。 图1中，3为隔膜，3a为树脂多孔质膜，北为耐热多孔质层，30为粘接带，图中的箭头方向为 拉伸方向。本专利技术的隔膜中的耐热多孔质层，如前所述，通过含有耐热性微粒子作为主成分， 以确保其耐热性。本说明书中所言及的“耐热性”，意思是至少在150°C，通过目测没有确认 到变形等形状变化。耐热性微粒子所具有的耐热性，优选在200°C以下不产生形状变化，更 优选为在300°C以下不产生形状变化，进一步优选为在500°C以下不产生形状变化。作为耐热性微粒子，优选为本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种电池用隔膜，其特征在于，其为由多层多孔质膜构成的电池用隔膜，所述多层多孔质膜包含以热塑性树脂为主成分的树脂多孔质膜和含有耐热性微粒子作为主成分的耐热多孔质层；其中，所述耐热多孔质层的厚度为１～１５μｍ；所述树脂多孔质膜与所述耐热多孔质层之间的１８０°条件下的剥离强度为０．６Ｎ／ｃｍ以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：松本修明，片山秀昭，佐藤吉宣，
申请(专利权)人：日立麦克赛尔株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]