非水系二次电池用隔膜及非水系二次电池制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种非水系二次电池用隔膜，其与电极的粘合性优异，在与电极粘合后也能够确保充分的离子透过性，具有能够充分耐受热压的力学物性和均匀多孔结构的粘合性多孔层。本发明专利技术的非水系二次电池用隔膜的特征在于，具备多孔基材、以及在上述多孔基材的至少一面形成的含有聚偏氟乙烯系树脂的粘合性多孔层，上述粘合性多孔层的空孔率为30～60％，且平均孔径为1～100nm。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及非水系二次电池用隔膜及非水系二次电池。
技术介绍
以锂离子二次电池为代表的非水系二次电池被广泛地用作笔记本电脑、手机、数码相机、摄像放像机等便携式电子设备的电源。此外，近年来，由于具有高能量密度这样的特征，这些电池在汽车等的应用也在研究中。伴随着便携式电子设备的小型化、轻量化，非水系二次电池外包装在简约化。起初，使用不锈钢电池罐作为外包装，但随后开发出了铝罐外包装，现在还开发出了铝复合包装的软外包装。使用铝复合软外包装时，外包装柔软，因此，伴随着充放电，电极与隔膜之间有时会有间隙形成，存在循环寿命变差这样的技术课题。从解决该课题的观点出发，将电极与隔膜进行粘合的技术是重要的，已有很多技术提案。作为其中的一个提案，已知有使用将由聚偏氟乙烯系树脂构成的多孔层(以下，也称为粘合性多孔层)成型于作为以往隔膜的聚烯烃微多孔膜上而得的隔膜的技术(例如参见专利文献I)。就粘合性多孔层而言，若在含有电解液的状态下重叠在电极上并热压，则能够使电极与隔膜良好地接合，起到粘合剂的作用。因此，能够改善软包装电池的循环寿命。另外，在使用以往的金属罐外包装来制作电池的情况下，将电极与隔膜在重合的状态下进行卷绕来制作电池元件，将该元件与电解液一起封入金属罐外装内，制成电池。另一方面，在使用上述专利文献I这样的隔膜来制作软包装电池的情况下，按与上述金属罐外包装电池同样的方法制作电池元件，将其与电解液一起封入软外包装装内，最后加入热压工序，制成电池。由此，在使用如上所述的具有粘合性多孔层的隔膜的情况下，能够按与上述金属罐外装电池同样的方法制作电池元件，因此还具有无需对以往的金属罐外包装电池的制造工序加以大幅变更的优点。从上述背景出发，就聚烯烃微多孔膜上层叠有粘合性多孔层的隔膜而言，过去已有各种技术提案。例如，在专利文献I中，从确保充分的粘合性与兼顾离子透过性这样的观点出发，着眼于聚偏氟乙烯系树脂层的多孔结构与厚度，提出了新的技术方案。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特许第4127989号公报
技术实现思路
但是，一般的非水系二次电池的正极或者负极由集电体与在该集电体上形成的含有电极活性物质及粘合树脂的活性物质层所构成。而且，上述粘合性多孔层在通过热压与电极接合的情况下，会与电极中的粘合树脂粘合。因此，为了确保更良好的粘合性，优选电极内的粘合树脂量多。然而，为了进一步提高电池的能量密度，有必要提高电极中的活性物质的含量，优选粘合树脂含量少。因此，在现有技术中为了确保充分的粘合性，有必要在更高的温度、更高的压力之类的严格条件下进行热压。而且，在现有技术中，在这样的严格条件下进行热压时，存在由聚偏氟乙烯系树脂构成的粘合性多孔层的多孔结构崩塌的问题。因此，热压工序后的离子透过性会不充分，难以获得良好的电池特性。另外，以往用于电极的粘合树脂通常为聚偏氟乙烯系树脂，与此相对，近年来应用苯乙烯-丁二烯橡胶的情况也在增加。对于这样的使用苯乙烯-丁二烯橡胶的电极，若用以往的具备粘合性多孔层的隔膜，则难以兼顾离子透过性与粘合性而获得充分的电池特性。例如，在专利文献I所记载的隔膜中，由聚偏氟乙烯系树脂构成的多孔层的空孔率为50 90%，空孔率非常高。然而，具有这样高的空孔率的粘合性多孔层存在着在严酷的粘合条件下实施热压工序时会由于力学物性不充分而导致多孔结构崩塌之类的问题。此夕卜，该粘合性多孔层的表面散布有孔径0.05 IOym的孔。然而，对于这样不均匀的表面孔结构，在减少电极的粘合树脂的量且缓和热压条件的情况下，难以兼顾与电极的粘合性、离子透过性及电池的循环特性。从这样的背景出发，本专利技术的目的在于提供一种非水系二次电池用隔膜，其与现有技术相比，与电极的粘合性优异，在与电极粘合后也能够确保充分的离子透过性，具有能够充分耐受热压的力学物性和均匀多孔结构的粘合性多孔层。本专利技术为了解决上述课题，采用以下构成。1、一种非水系二次电池用隔膜，其特征在于，具备多孔基材以及在所述多孔基材的至少一面形成的含有聚偏氟乙烯系树脂的粘合性多孔层，其中，所述粘合性多孔层的空孔率为30% 60%，且平均孔径为Inm lOOnm。2、根据上述I所述的非水系二次电池用隔膜，其特征在于，所述粘合性多孔层的空孔率为30% 50%，所述聚偏氟乙烯系树脂含有98m0l%以上的偏氟乙烯。3、根据上述I或2所述的非水系二次电池用隔膜，其特征在于，在所述多孔基材的一面形成的所述粘合性多孔层的重量为0.5g/m2 1.5g/m2。4、根据上述I 3中任一项所述的非水系二次电池用隔膜，其特征在于，所述粘合性多孔层形成在所述多孔基材的表面和背面。5、根据上述4所述的非水系二次电池用隔膜，其特征在于，在所述多孔基材的两面形成的所述粘合性多孔层的两面的总重量为1.0g/m2 3.0g/m2,所述粘合性多孔层的一面侧的重量与另一面侧的重量之差相对于两面总重量为20%以下。6、根据上述I 5中任一项所述的非水系二次电池用隔膜，其特征在于，所述多孔基材为含有聚乙烯的聚烯烃微多孔膜。7、根据上述I 5中任一项所述的非水系二次电池用隔膜，其特征在于，所述多孔基材为含有聚乙烯与聚丙烯的聚烯烃微多孔膜。8、根据上述7所述的非水系二次电池用隔膜，其特征在于，所述聚烯烃微多孔膜为至少2层以上的结构，该2层中的一层含有聚乙烯，另一层含有聚丙烯。9、一种非水系二次电池，其使用上述I 8中任一项所述的隔膜。根据本专利技术，能够提供一种非水系二次电池用隔膜，其与现有技术相比，与电极的粘合性优异，在与电极粘合后也能够确保充分的离子透过性，具有能够充分耐受热压的力学物性和均匀多孔结构的粘合性多孔层。使用这样的本专利技术的隔膜，能够提供能量密度高、高性能的铝复合外包装的非水系二次电池。具体实施例方式本专利技术的非水系二次电池用隔膜的特征在于，具备多孔基材以及在上述多孔基材的至少一面形成的含有聚偏氟乙烯系树脂的粘合性多孔层，上述粘合性多孔层的空孔率为30% 60%，且平均孔径为Inm lOOnm。以下，对本专利技术进行详细说明。应予说明，以下在数值范围中示出“ ”的数值范围是指包含上限值及下限值的数值范围。〔多孔基材〕在本专利技术中，所谓多孔基材是指内部具有空孔或空隙的基材。作为这样的基材，可列举出微多孔膜，无纺布、纸状片材等纤维状物构成的多孔性片材，或者在微多孔膜、多孔性片材上层叠I层以上的其它多孔性层而得的复合多孔片材等。应予说明，所谓微多孔膜是指为内部具有多个微孔且这些微孔连接的结构，气体或者液体能够从一面通到另一面的膜。构成多孔基材的材料能够使用具有电绝缘性的有机材料或者无机材料中的任一种。从对基材赋予关断功能的观点出发，特别优选使用热塑性树脂作为基材的构成材料。在此，所谓关断功能是指在电池温度升高的情况下，热塑性树脂会熔化并阻塞多孔基材的孔，从而截断离子的移动、防止电池热失控的功能。作为热塑性树脂，优选熔点低于200°C的热塑性树脂，特别优选聚烯烃。作为使用聚烯烃的多孔基材，优选聚烯烃微多孔膜。作为聚烯烃微多孔膜，可使用具有充分的力学物性与离子透过性的适用于以往的非水系二次电池用隔膜的聚烯烃微多孔膜。而且，就聚烯烃微多孔膜而言，从具有上述关断功能这样的观点出发，优选含有聚乙烯，作为聚乙烯的含量，优选在95重量％以上。另外，从赋本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.04.08 JP 2011-0863881.非水系二次电池用隔膜，其特征在于，具备多孔基材、以及在所述多孔基材的至少一面形成的含有聚偏氟乙烯系树脂的粘合性多孔层， 所述粘合性多孔层的空孔率为30% 60%，且平均孔径为Inm lOOnm。2.根据权利要求1所述的非水系二次电池用隔膜，其特征在于，所述粘合性多孔层的空孔率为30% 50%， 所述聚偏氟乙烯系树脂含有98m0l%以上的偏氟乙烯。3.根据权利要求1或2所述的非水系二次电池用隔膜，其特征在于，在所述多孔基材的一面上形成的所述粘合性多孔层的重量为0.5g/m2 1.5g/m2。4.根据权利要求1 3中任一项所述的非水系二次电池用隔膜，其特征在于，所述粘合性多孔层形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：西川聪，
申请(专利权)人：帝人株式会社，
类型：
国别省市：