二次电池用多孔膜、二次电池用隔板及二次电池制造技术

一种二次电池用多孔膜，其含有非导电性粒子及水溶性聚合物，其中，作为水溶性聚合物，使用含有烯属不饱和羧酸单体单元15重量%～50重量%、(甲基)丙烯酸酯单体单元30重量%～80重量%及含氟(甲基)丙烯酸酯单体单元0.5重量%～10重量%的共聚物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】二次电池用多孔膜、二次电池用隔板及二次电池
本专利技术涉及二次电池用多孔膜、具有其的二次电池用隔板以及二次电池。
技术介绍
在被实用化的电池中，锂二次电池显示高的能量密度，尤其是较多地用于小型电子设备用途。另外，锂二次电池除小型用途之外，还有望用于汽车。这种锂二次电池一般具有含有担载于集电体的电极合剂层(也称为电极活性物质层)的正极和负极、以及隔板和非水电解液。另外，前述电极合剂层通常含有平均粒径5 μ m~50 μ m左右的电极活性物质和电极合剂层用粘结剂。 正极和负极的电极合剂层通常在集电体上涂敷含有电极活性物质的粉末及溶剂的浆料组合物，使溶剂干燥而制作。另外，作为用于隔离正极和负极的隔板，通常使用厚度10 μ m~50 μ m左右的非常薄的隔板。而且，锂二次电池是经过电极和隔板的层压工序及切割为规定的电极形状的切割工序等工序制造的。 但是，在通过该一系列的制造工序的期间，电极活性物质从电极合剂层上脱落，一部分脱落的电极活性物质有时作为异物包含在`电池内。这种异物的粒径为5μπ?~50μπ?左右，与隔板的厚度为同程度。因此，有时异物在被组装的电池内贯通隔板而引起短路。 另外，在电池的工作时，一般伴有发热，其结果，由拉伸聚乙烯树脂等拉伸树脂构成的隔板也被加热。由拉伸树脂构成的隔板即使在大概150°C以下的温度也容易收缩，容易产生电池的短路。另外，如钉子那样的锐利形状的突起物贯穿电池时(例如钉刺试验时)，存在瞬时发生短路、产生反应热、短路部扩大的倾向。 因此，为了解决这种问题，提出了在隔板的表面或隔板的内部设置含有无机填料等非导电性粒子的二次电池用多孔膜。通过在隔板上设置这种多孔膜，隔板的强度提高，安全性提闻。 作为与如上所述的多孔膜有关的技术，已知有例如专利文献I及专利文献2中所记载的技术。 现有技术文献 专利文献 专利文献1:国际公开第2009/96528号 专利文献2:国际公开第2009/123168号
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题 目前，作为用于制造电极合剂层的浆料组合物的溶剂，一般使用有机溶剂。但是，在使用了有机溶剂的制造方法中，存在如下问题:有机溶剂的再利用需要费用，使用有机溶剂时需要确保安全性。因此，近年来，一直在研究使用水作为溶剂的制造方法。 通常，在锂二次电池内含有水时，有可能会因为电解而产生气体。因此，通常在使用水作为溶剂的情况下，在集电体上涂敷浆料组合物，通过干燥充分地除去水来制造电极。另外，为了进一步抑制水残留于锂二次电池内，尝试了在干燥室内进行将电池要素收容在壳体内等操作。具体而言，尝试了:准备电极、隔板及电解液等电池要素，对这些电池要素充分干燥将水出去之后，将该电池要素移至充分地进行了干燥的干燥室，在干燥室内进行电池的组装。 但是，设有多孔膜的隔板从干燥室的外部移至干燥室时，往往发生变形。具体而言，移至干燥室时，有时产生卷曲。这种卷曲有可能使电池制造的操作性降低。因此，期望开发抑制这种卷曲的技术。 另外，多孔膜有可能由于卷曲产生的内部应力而从隔板上剥离。因此，也期望提高多孔膜对隔板的密合强度。 本专利技术是鉴于上述的课题而完成的，其目的在于，提供一种二次电池用多孔膜、以及具有该二次电池用多孔膜的二次电池用隔板及二次电池，所述二次电池用多孔膜在从干燥室的外部移至内部时不易产生卷曲，对隔板的密合强度高。 用于解决技术问题的技术方案 本专利技术人为了解决上述技术问题而进行了潜心研究，结果发现:二次电池用多孔膜中所含的水分量的变化是卷曲的原因之一；组合特定单体单元而得到的共聚物为水溶性，具有粘结力优异、且容易释放水的性质；以及使用了该共聚物的多孔膜在移至干燥室之前只要使水分量充分地减少，就可以抑制卷曲，完成了本专利技术。 即，本专利技术如下所述。一种二次电池用多孔膜，其含有非导电性粒子及水溶性聚合物，其中， 所述水溶性聚合物是含 有15重量％~50重量％的烯属不饱和羧酸单体单元、30重量％~80重量％的(甲基)丙烯酸酯单体单元及0.5重量％~10重量％的含氟(甲基)丙烯酸酯单体单元的共聚物。如[I]所述的二次电池用多孔膜，其中，将所述多孔膜在恒温恒湿室(温度25°C、湿度50%)内保存I天时的所述多孔膜的水分量“W1”和 将所述多孔膜在干燥室(露点_60°C、湿度0.05%)内保存I天时的所述多孔膜的水分量“W2”满足 W1/W2 ^ 2.5 的关系。如[I]或[2]所述的二次电池用多孔膜，其还含有玻璃化转变温度为-50°C~20°C的粘结剂。如[3]所述的二次电池用多孔膜，其中，所述粘结剂为含有(甲基)丙烯腈单体单元和(甲基)丙烯酸酯单体单元的共聚物。如[4]所述的二次电池用多孔膜，其中，所述粘结剂所含的所述共聚物中以“(甲基)丙烯腈单体单元/(甲基)丙烯酸酯单体单元”表示的重量比为1/99以上30/70以下。如[I]~[5]中任一项所述的二次电池用多孔膜，其中，所述水溶性聚合物中的烯属不饱和羧酸单体为烯属不饱和单羧酸单体。如[I]~[6]中任一项所述的二次电池用多孔膜，其中，所述水溶性聚合物的I重量％水溶液的粘度为0.1mPa.S~20000mPa.S。一种二次电池用隔板，其具有有机隔板、以及 形成于所述有机隔板表面上的[I]?[7]中任一项所述的多孔膜。—种二次电池，其具有正极、负极、隔板及电解液，其中， 所述隔板为[8]所述的二次电池用隔板。 专利技术效果 根据本专利技术，可以实现二次电池用多孔膜以及具有该二次电池用多孔膜的二次电池用隔板及二次电池，所述二次电池用多孔膜在从干燥室的外部转移至内部时不易产生卷曲，对隔板的密合强度高。【具体实施方式】 下面，对本专利技术示出实施方式及例示物详细地进行说明，但本专利技术并不限定于以下所示的实施方式及例示物，可以在不超出本专利技术的权利要求及其均等范围的范围内任意地变更而实施。需要说明的是，在以下的说明中，(甲基)丙烯酸是指丙烯酸及甲基丙烯酸。另夕卜，(甲基)丙烯腈是指丙烯腈及甲基丙烯腈。而且，某种物质为水溶性是指:在25°C下将该物质0.5g溶解于IOOg的水时，不溶分低于0.5重量％。另一方面，某种物质为非水溶性是指:在25°C下将该物质0.5g溶解于IOOg的水时，不溶分为90重量％以上。 [1.二次电池用多孔膜] 本专利技术的二次电池用多孔膜(以下，有时称为“本专利技术的多孔膜”)是含有非导电性粒子及水溶性聚合物的膜。另外，本专利技术的多孔膜还可以含有多孔膜用粘结剂。 [1-1.非导电性粒子] 非导电性粒子为形成本专利技术的多孔膜的多孔结构的粒子。通常，非导电性粒子间的空隙成为本专利技术的多孔膜的孔。 作为非导电性粒子，可以使用无机粒子，也可以使用有机粒子。 无机粒子在溶剂中的分散稳定性优异，在用于制造本专利技术的多孔膜的浆料组合物(以下，有时称为“多孔膜用浆料组合物”)中不易沉淀，可以长时间维持均匀的浆料状态。其中，作为非导电性粒子的材料，优选电化学上稳定，而且适于与水溶性聚合物混合而制备多孔膜用浆料组合物的材料。从这种观点出发，作为非导电性粒子的无机材料，如果列举优选实例，可列举:氧化铝(氧化铝)、氧化铝的水合物(勃姆石(A100H)、水铝矿(Al (OH) 3)、氧化娃、氧化镁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二次电池用多孔膜，其含有非导电性粒子和水溶性聚合物，其中，所述水溶性聚合物是含有15重量%～50重量%的烯属不饱和羧酸单体单元、30重量%～80重量%的(甲基)丙烯酸酯单体单元以及0.5重量%～10重量%的含氟(甲基)丙烯酸酯单体单元的共聚物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.07.06 JP 2011-1500061.一种二次电池用多孔膜，其含有非导电性粒子和水溶性聚合物，其中， 所述水溶性聚合物是含有15重量％?50重量％的烯属不饱和羧酸单体单元、30重量％?80重量％的(甲基)丙烯酸酯单体单元以及0.5重量％?10重量％的含氟(甲基)丙烯酸酯单体单元的共聚物。2.如权利要求1所述的二次电池用多孔膜，其中，将所述多孔膜在恒温恒湿室(温度为25°C、湿度为50%)中保存I天时所述多孔膜的水分量“W1”和将所述多孔膜在干燥室(露点为_60°C、湿度为0.05%)中保存I天时所述多孔膜的水分量“W2”满足W1/W2 ( 2.5的关系O3.如权利要求1所述的二次电池用多孔膜，其还含有玻璃化转变温度为_50°C?20°C的粘结剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：丰田裕次郎，
申请(专利权)人：日本瑞翁株式会社，
类型：
国别省市：