非水电解液二次电池用间隔件及其检查方法、制造方法、检查装置和制造装置与流程

文档序号:28428202发布日期:2022-01-12 00:40阅读:73来源:国知局
非水电解液二次电池用间隔件及其检查方法、制造方法、检查装置和制造装置与流程

1.本发明涉及非水电解液二次电池用间隔件的检查方法、制造方法、检查装置及制造装置以及非水电解液二次电池用间隔件。


背景技术:

2.非水电解液二次电池,特别是锂离子二次电池由于能量密度高而被广泛用作个人电脑、移动电话、便携信息终端等中使用的电池,另外,最近作为车载用的电池进行了开发。作为该非水电解液二次电池的构件,正在进行间隔件的开发。
3.然而,专利文献1中公开了测定多孔质膜的膜厚的膜测定装置。该膜测定装置包含拍摄单元,该拍摄单元以彩色图像拍摄多孔质膜,并将膜的色调转换成各颜色成分的灰度数据。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1:日本特开2007-66821号公报


技术实现要素:

7.发明要解决的课题
8.然而,如上所述的现有技术只不过是测定多孔质膜的膜厚的膜测定装置,从有效地生产品质提高了的间隔件的观点出发,存在改善的余地。
9.本发明的一个方式的目的在于实现能够有效地得到品质提高了的间隔件的检查方法。
10.用于解决课题的手段
11.为了解决上述课题,本发明人进行了深入研究,结果发现,通过使用彩色相机检测缺陷,能够有效地得到品质提高了的间隔件,从而完成了本发明。本发明包括以下方式。
12.《1》一种检查方法,其是包含聚烯烃多孔质膜的非水电解液二次电池用间隔件的检查方法,所述检查方法包括利用彩色相机对上述聚烯烃多孔质膜中的缺陷进行检测的检测工序。
13.《2》根据《1》所述的检查方法,其判定上述检测工序中检测出的缺陷的色相、彩度和明度中的至少1个是否为规定的范围。
14.《3》根据《2》所述的检查方法,其判定上述检测工序中检测出的缺陷中的、光的透射量为规定的阈值以上的区域的面积是否为规定的范围。
15.《4》一种非水电解液二次电池用间隔件的制造方法,其包括通过《1》~《3》中任一项所述的检查方法检测缺陷并将该缺陷除去的工序。
16.《5》一种检查装置,其是包含聚烯烃多孔质膜的非水电解液二次电池用间隔件的检查装置,所述检查装置具备检测部,所述检测部利用彩色相机对上述聚烯烃多孔质膜中
的缺陷进行检测。
17.《6》根据《5》所述的检查装置,其具备判定部,所述判定部判定由上述检测部检测出的缺陷的色相、彩度和明度中的至少1个是否为规定的范围。
18.《7》根据《6》所述的检查装置,其中,上述判定部判定由上述检测部检测出的缺陷中的、光的透射量为规定的阈值以上的区域的面积是否为规定的范围。
19.《8》一种非水电解液二次电池用间隔件的制造装置,其具备《5》~《7》中任一项所述的检查装置。
20.《9》一种非水电解液二次电池用间隔件,其包含聚烯烃多孔质膜,上述聚烯烃多孔质膜不含满足下述(i)~(iv)的缺陷、或者该缺陷的数量小于2个/m2。
21.(i)hsv颜色空间中的、将红设为0、将浅蓝色设为180的0~359的值所示的色相为10~49。
22.(ii)hsv颜色空间中的、将无彩色设为0、将纯色设为100的0~100的值所示的彩度为25~58。
23.(iii)hsv颜色空间中的、将最暗的黑设为0、将最亮的白设为100的0~100的值所示的明度为30~50。
24.(iv)将8位灰度中的256级的中心设为0,由亮侧127级、暗侧127级表示的光的透射量为亮侧40以上的区域的面积为1μm2以上。
25.《10》一种非水电解液二次电池用间隔件,其包含聚烯烃多孔质膜,所述聚烯烃多孔质膜在比外表面靠近内部侧包含含有10~400μm的空隙的缺陷。
26.《11》一种非水电解液二次电池用层叠间隔件,其具备:
27.《9》或《10》所述的非水电解液二次电池用间隔件;以及
28.多孔质层,其在上述非水电解液二次电池用间隔件的至少单面包含选自(甲基)丙烯酸酯系树脂、含氟树脂、聚酰胺系树脂、聚酰亚胺系树脂、聚酯系树脂和水溶性聚合物中的1种以上的树脂。
29.《12》根据《11》所述的非水电解液二次电池用层叠间隔件,其中,上述聚酰胺系树脂为芳族聚酰胺树脂。
30.发明的效果
31.根据本发明的一个方式,能够提供可有效地得到品质提高了的间隔件的检查方法。
附图说明
32.图1是表示本发明的一个实施方式的非水电解液二次电池用间隔件的检查方法和制造方法的概要的图。
33.图2是表示本发明的一个实施方式的非水电解液二次电池用间隔件的检查装置和制造装置的概要的图。
34.图3是表示本发明的一个实施方式的黑缺陷的图像和截面的概要的图。
35.图4是表示本发明的一个实施方式的红缺陷的图像和截面的概要的图。
36.图5是表示本发明的一个实施方式的红白缺陷的图像和截面的概要的图。
37.图6是表示本发明的一个实施方式的白缺陷的图像和截面的概要的图。
38.图7是表示本发明的一个实施方式的亮白缺陷的截面的概要的图。
39.附图标记说明
40.1:彩色相机
41.2:判定部
42.10:聚烯烃多孔质膜
43.15:检查装置
44.20:多孔质层
45.30:异物
46.100:制造装置
具体实施方式
47.下面,对本发明的一个实施方式进行说明,但本发明不限定于此。本发明不限定于以下说明的各构成,能够在权利要求书所示的范围内进行各种变更,适当组合分别在不同实施方式中公开的技术方案而得到的实施方式也包含在本发明的技术范围中。
48.需要说明的是,在本说明书中,只要没有特别说明,则表示数值范围的“a~b”是指“a以上且b以下”。另外,在本说明书中,md(machine direction:纵向)是指聚烯烃多孔质膜的输送方向。另外,td(transverse direction:横向)是指与md正交且与聚烯烃多孔质膜的面平行的方向。
49.〔1.非水电解液二次电池用间隔件的检查方法〕
50.本发明的一个实施方式的检查方法是包含聚烯烃多孔质膜的非水电解液二次电池用间隔件的检查方法,包括利用彩色相机检测上述聚烯烃多孔质膜中的缺陷的检测工序。
51.在本说明书中,也将非水电解液二次电池用间隔件简称为“间隔件”。另外,也将聚烯烃多孔质膜简称为“多孔质膜”。
52.多孔质膜以聚烯烃系树脂为主成分,在其内部具有多个连结的细孔,能够使气体和液体从一个面通向另一个面。聚烯烃系树脂在多孔质膜中所占的比例为多孔质膜整体的50体积%以上,更优选为90体积%以上,进一步优选为95体积%以上。
53.多孔质膜可能包含由其制造时的异物的混入、空隙的产生、树脂烧焦等引起的缺陷。该缺陷中,有对间隔件的物性产生影响的缺陷,也有不产生影响的缺陷。优选在得到具有所期望的物性的间隔件时,除去可能带来不良影响的缺陷。另一方面,例如如果缺陷不对间隔件的安全性造成影响,则从生产率的观点出发,有时也优选不除去。然而,在使用单色相机的检查方法中,难以判别这些缺陷。与此相对,在本发明的一个实施方式的检查方法中,通过利用彩色相机检测缺陷,能够容易地判别各种缺陷。由此,能够有效地生产品质提高了的间隔件。
54.在检测工序中,通过彩色相机获取图像。作为彩色相机,没有特别限定,可举出ccd相机和cmos相机等。
55.图1是表示本发明的一个实施方式的非水电解液二次电池用间隔件的检查方法和制造方法的概要的图。
56.检测工序首先可以包括一次判定工序。一次判定工序是在获取缺陷的颜色信息之
前,检测成为获取该颜色信息的对象的缺陷的候选的工序。例如,可以基于光的透射量检测缺陷。另外,也可以在光的透射量大的一侧(亮侧)和光的透射量小的一侧(暗侧)的任一方或两方设置阈值。例如,通过以8位灰度规定的明暗来表示光的透射量的大小。即,以256级表示明暗。将该256级的中心设为0,以127级表示亮侧,以127级表示暗侧。可以检测此时的亮侧40以上的亮缺陷和/或暗侧40以上的暗缺陷。需要说明的是,也能够检测具有光的透射量大的区域和光的透射量小的区域这两者的缺陷。
57.另外,在一次判定工序中,也可以对检测出的缺陷进行二值化,接着基于尺寸提取缺陷。作为“尺寸”,可举出例如缺陷在上述多孔质膜的md和td上的长度和面积等。具体而言,可以提取上述多孔质膜的md上的长度为100μm以上、td上的长度为50μm以上的缺陷。
58.检测工序可以包括颜色判定工序。颜色判定工序是获取上述缺陷的颜色信息的工序。作为颜色信息,可举出色相、彩度和明度等。例如,色相、彩度和明度由基于jis z8721颜色的显示方法-利用三属性的显示中采用的孟塞尔表色系表示。但是,不限于此,可以采用各种表色系和颜色空间。例如,色相、彩度和明度也可以由hsv颜色空间表示。
59.检测工序可以包括二次判定工序。二次判定工序是基于上述颜色信息来判别缺陷种类的工序。例如,在上述二次判定工序中,也可以判定缺陷的色相、彩度和明度中的至少1个是否为规定的范围。优选的是,在上述二次判定工序中,判定缺陷的色相、彩度和明度是否全部为规定的范围。另外,在上述二次判定工序中,也可以判定缺陷中的光的透射量为规定的阈值以上的区域的面积是否为规定的范围。
60.在本说明书中,为了方便,将缺陷的种类分类为黑缺陷、红缺陷、红白缺陷、白缺陷、亮白缺陷。图3~图7是表示这些缺陷的例子的图。
61.图3包含从与多孔质膜的面垂直的方向拍摄的黑缺陷的图像1010以及上述黑缺陷的与多孔质膜的面垂直的截面的概要1011。上述黑缺陷由多孔质膜10中存在的异物30引起。
62.图4包含从与多孔质膜的面垂直的方向拍摄的红缺陷的图像1020以及上述红缺陷的与多孔质膜的面垂直的截面的概要1021。上述红缺陷由多孔质膜10中存在的异物30和在其周边产生的空隙31引起。
63.图5包含从与多孔质膜的面垂直的方向拍摄的红白缺陷的图像1030以及上述红白缺陷的与多孔质膜的面垂直的截面的概要1031。上述红白缺陷由多孔质膜10中存在的异物30和在其周边产生的空隙31引起,且空隙31比较大。
64.图6包含从与多孔质膜的面垂直的方向拍摄的白缺陷的图像1040以及上述白缺陷的与多孔质膜的面垂直的截面的概要1041和1042。如截面的概要1041所示,上述白缺陷可能由多孔质膜10中产生的薄层部32引起。另外,如截面的概要1042所示,在多孔质膜10上层叠有多孔质层20的情况下,上述白缺陷也可能由多孔质层20被剥离的区域33引起。
65.图7是表示亮白缺陷的与多孔质膜的面垂直的截面的概要的图。上述亮白缺陷由多孔质膜10中产生的针孔34引起。针孔34在面方向上贯通多孔质膜10。
66.在以往的单色相机中,上述黑缺陷、红缺陷和红白缺陷只不过被识别为光的透射量小的“暗缺陷”,白缺陷和亮白缺陷只不过被识别为光的透射量大的“亮缺陷”。其中,白缺陷和亮白缺陷可能影响短路。另一方面,黑缺陷和红缺陷对短路的影响小。在此,红白缺陷由于空隙大,所以可能影响短路。在单色相机中,无法判别对短路的影响小的黑缺陷和红缺
陷以及对短路的影响大的红白缺陷,因此对短路的影响小的黑缺陷和红缺陷也成为除去对象,从产品的成品率的观点来看存在问题。
67.根据本发明的一个实施方式的检查方法,通过使用彩色相机,能够判别这些缺陷。例如,将色相、彩度和明度为规定的范围、且光的透射量为规定的阈值以上的区域的面积小于规定的数值的缺陷特定为红缺陷。在本说明书中,也将“光的透射量为规定的阈值以上的区域的面积”称为“明面积”。明面积主要反映了上述图4和图5中说明的空隙31的大小。另外,将表示与红缺陷相同范围的色相、彩度和明度、且明面积为规定的数值以上的缺陷特定为红白缺陷。将不满足红缺陷的色相、彩度和明度且光的透射量为暗侧的阈值以上的暗缺陷特定为黑缺陷。另外,将不满足红缺陷的色相、彩度和明度且光的透射量为亮侧的阈值以上的亮缺陷特定为白缺陷或亮白缺陷。
68.将更具体的一个例子示于以下。例如,色相、彩度和明度由hsv颜色空间表示。例如,色相由将色相环分割成36色相、进一步分别分割成10份而得到的0~359的值表示。这里,将红设为0,将浅蓝色设为180。该“红”相当于rgb颜色空间中的(255,0,0)。该“浅蓝色”相当于rgb颜色空间中的(0,255,255),也被称为青色。另外,彩度由0~100的数值表示,这里,将无彩色设为0,将纯色设为100。明度由0~100的值表示,将最暗的黑设为0,将最亮的白设为100。并且,将红缺陷的色相优选设定为20~49,更优选的设定为10~49。将红缺陷的彩度优选设定为25~58。将红缺陷的明度优选设定为30~50。此外,在缺陷中,在上述一次判定工序中说明的以8位灰度规定的明暗中,将示出亮侧40以上的值的面积设为明面积。可以将满足这些色相、彩度和明度且上述明面积为1μm2以上的缺陷设为红白缺陷。这些色相、彩度、明度和明面积例如可以通过futec公司制maxeye.color进行测定。
69.利用彩色相机进行的图像的获取可以一边输送多孔质膜一边进行,也可以在停止了多孔质膜的输送的状态下进行。在输送多孔质膜的情况下,其输送速度优选为1~100m/分钟,更优选为10~50m/分钟。另外,多孔质膜可以为长条,也可以为单片。
70.本发明的一个实施方式的检查方法的检查对象可以是在多孔质膜上涂布涂覆液而成的层叠膜,但优选为未涂布涂覆液的多孔质膜。即,上述检查对象可以是后述的多孔质层层叠于上述多孔质膜上而成的层叠膜,但优选为未层叠多孔质层的多孔质膜。在上述检查对象为未层叠多孔质层的多孔质膜的情况下,本发明的一个实施方式的检查方法容易从上述检查对象检测缺陷。
71.〔2.非水电解液二次电池用间隔件的制造方法〕
72.本发明的一个实施方式的非水电解液二次电池用间隔件的制造方法包括通过上述检查方法检测缺陷并除去该缺陷的工序。也将该除去缺陷的工序称为缺陷除去工序。换言之,上述制造方法包括上述检测工序和缺陷除去工序。
73.被除去的缺陷可以根据所期望的间隔件的物性适当设定。从降低对短路的影响的观点出发,优选除去上述红白缺陷、白缺陷和亮白缺陷。特别是从改善耐电压特性的观点出发,优选除去红白缺陷。需要说明的是,在本说明书中,“除去缺陷”除了将多孔质膜中的包含该缺陷的区域切断以外,还包括将包含该缺陷的多孔质膜废弃。
74.如图1所示,上述制造方法可以在检测工序之前包括多孔质膜的制造工序。多孔质膜的制造工序例如包括混炼工序、压延工序、成孔剂除去工序和拉伸工序。混炼工序是将聚烯烃系树脂、无机填充剂或增塑剂等成孔剂、以及任选的抗氧化剂等混炼而得到聚烯烃树
脂组合物的工序。压延工序是将所得到的聚烯烃树脂组合物用压延辊压延,成形为片材的工序。成孔剂除去工序是用适当的溶剂从所得到的片材中除去成孔剂的工序。拉伸工序是通过将除去了成孔剂的片材以适当的拉伸倍率进行拉伸而得到聚烯烃多孔质膜的工序。
75.上述聚烯烃系树脂中更优选包含重均分子量为5
×
105~15
×
106的高分子量成分。特别是,如果聚烯烃系树脂中包含重均分子量为100万以上的高分子量成分,则非水电解液二次电池用间隔件的强度提高,因此更优选。
76.作为属于热塑性树脂的上述聚烯烃系树脂,可举出例如将乙烯、丙烯、1-丁烯、4-甲基-1-戊烯和1-己烯等单体聚合而成的均聚物或共聚物。作为上述均聚物,可以举出例如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯。另外,作为上述共聚物,可以举出例如乙烯-丙烯共聚物。
77.其中,为了能够在更低的温度下阻止过大电流流过,上述热塑性树脂更优选为聚乙烯。作为上述聚乙烯,可举出低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线状聚乙烯(乙烯-α-烯烃共聚物)、重均分子量为100万以上的超高分子量聚乙烯等。其中,上述聚乙烯进一步优选为重均分子量为100万以上的超高分子量聚乙烯。作为上述热塑性树脂,可以并用超高分子量聚乙烯和重均分子量1万以下的低分子量聚乙烯。
78.作为上述无机填充剂,可举出无机填料,具体而言,可举出碳酸钙等。作为上述增塑剂,可举出液体石蜡等低分子量的烃。
79.多孔质膜的膜厚优选为4~40μm,更优选为5~30μm,进一步优选为6~15μm。
80.多孔质膜的单位面积重量可以考虑强度、膜厚、重量和处理性而适当决定。但是,为了能够提高非水电解液二次电池的重量能量密度和体积能量密度,上述单位面积重量优选为4~20g/m2,更优选为4~12g/m2,进一步优选为5~10g/m2。
81.上述制造方法可以在多孔质膜的制造工序之后包括多孔质层的制造工序。需要说明的是,上述的检测工序可以在多孔质层的制造工序之前,也可以在之后。多孔质层可形成于多孔质膜的单面或两面。多孔质层优选为绝缘性的多孔质层。
82.可以使用通过使树脂溶解或分散于溶剂中,并且使填料分散而得到的涂覆液来形成多孔质层。例如,通过将涂覆液涂布于多孔质膜的表面后,除去溶剂,能够形成多孔质层。需要说明的是,也可以说上述溶剂是使树脂溶解的溶剂,并且是使树脂或填料分散的分散介质。作为涂覆液的形成方法,可举出例如机械搅拌法、超声波分散法、高压分散法、介质分散法等。
83.作为上述树脂,可举出例如(甲基)丙烯酸酯系树脂、含氟树脂、聚酰胺系树脂、聚酰亚胺系树脂、聚酯系树脂和水溶性聚合物。作为聚酰胺系树脂,优选芳香族聚酰胺和全芳香族聚酰胺等芳族聚酰胺树脂。
84.作为芳族聚酰胺树脂,具体而言,可以举出例如聚(对苯二甲酰对苯二胺)、聚(间苯二甲酰间苯二胺)、聚(对苯甲酰胺)、聚(间苯甲酰胺)、聚(4,4
’‑
苯甲酰苯胺对苯二甲酰胺)、聚(4,4
’‑
联苯二甲酰对苯二胺)、聚(4,4
’‑
联苯二甲酰间苯二胺)、聚(2,6-萘二甲酰对苯二胺)、聚(2,6-萘二甲酰间苯二胺)、聚(2-氯-对苯二甲酰对苯二胺)、对苯二甲酰对苯二胺/2,6-二氯对苯二甲酰对苯二胺共聚物、对苯二甲酰间苯二胺/2,6-二氯对苯二甲酰对苯二胺共聚物等。其中,作为上述芳族聚酰胺树脂,更优选聚(对苯二甲酰对苯二胺)。
85.作为填料,可举出有机微粒和无机微粒。作为有机微粒,可举出由上述树脂形成的微粒。作为无机微粒,可举出例如由碳酸钙、滑石、粘土、高岭土、二氧化硅、水滑石、硅藻土、
碳酸镁、碳酸钡、硫酸钙、硫酸镁、硫酸钡、氢氧化铝、勃姆石、氢氧化镁、氧化钙、氧化镁、氧化钛、氮化钛、氧化铝(alumina)、氮化铝、云母、沸石和玻璃等无机物形成的微粒。
86.多孔质层中的填料的含量优选为多孔质层的10~99重量%,更优选为20~95重量%。通过使填料的含量为上述范围,能够得到充分的离子透过性,并且能够提高多孔质层的力学特性和耐热性。
87.作为上述溶剂,可举出例如n-甲基-2-吡咯烷酮、n,n-二甲基乙酰胺、n,n-二甲基甲酰胺、丙酮、醇类(异丙醇、乙醇等)和水、以及它们中的2种以上的混合溶剂等。
88.作为涂覆液的涂布方法,可以采用以往公知的方法。作为上述涂覆液的涂布方法,具体而言,可举出例如凹版涂布法、浸涂法、棒涂法和模涂法等。
89.在涂覆液包含芳族聚酰胺树脂的情况下,可以通过对涂布面给予湿度而使芳族聚酰胺树脂析出。由此,可以形成多孔质层。
90.上述制造方法,可以包括对多孔质膜和析出后的多孔质层进行清洗的工序。在多孔质层包含芳族聚酰胺树脂的情况下,作为清洗液,优选使用例如水、水系溶液或醇系溶液。
91.上述制造方法可以进一步包括使清洗后的多孔质层干燥的干燥工序。作为干燥的方法,可举出热风干燥和辊加热。
92.〔3.非水电解液二次电池用间隔件的检查装置〕
93.本发明的一个实施方式的检查装置是包含聚烯烃多孔质膜的非水电解液二次电池用间隔件的检查装置,具备利用彩色相机检测上述聚烯烃多孔质膜中的缺陷的检测部。
94.检测部至少具备彩色相机。彩色相机可以以能够拍摄作为检查对象的多孔质膜的面的方式进行配置。检测部可以具备对多孔质膜照射光的光源。
95.上述检查装置可以具备判定部,该判定部判定检测出的缺陷的色相、彩度和明度中的至少1个是否为规定的范围。作为判定部,例如也可以具备一次判定部、颜色判定部、二次判定部,该一次判定部从由彩色相机获取到的图像中检测成为获取颜色信息的对象的缺陷的候选,该颜色判定部获取该缺陷的颜色信息,该二次判定部基于该颜色信息来判别缺陷的种类。例如,判定部判定缺陷的色相、彩度和明度中的至少1个是否为规定的范围。另外,判定部可以判定缺陷中的光的透射量为规定的阈值以上的区域的面积是否为规定的范围。它们可以通过形成于集成电路(ic芯片)等的逻辑电路(硬件)来实现,也可以通过处理器执行程序(软件)来实现。
96.上述检查装置可以具备显示部,该显示部显示上述缺陷的颜色信息和缺陷的种类的判别结果等。另外,上述检查装置可以具备输送多孔质膜的输送辊。
97.〔4.非水电解液二次电池用间隔件的制造装置〕
98.本发明的一个实施方式的非水电解液二次电池用间隔件的制造装置具备上述检查装置。图2是表示本发明的一个实施方式的非水电解液二次电池用间隔件的检查装置和制造装置的概要的图。如图2所示,制造装置100可以具备:进行上述混炼工序的混炼装置11、进行上述压延工序的压延装置12、进行上述成孔剂除去工序的成孔剂除去装置13、进行上述拉伸工序的拉伸装置14、以及具有上述彩色相机1和判定部2的检查装置15。
99.从混炼装置11挤出的聚烯烃树脂组合物通过压延装置12进行压延,成形为片材。在成孔剂除去装置13中,用适当的溶剂从所得到的片材中除去成孔剂。在拉伸装置14中,通
过将除去了成孔剂的片材以适当的拉伸倍率进行拉伸,从而得到多孔质膜。利用检查装置15对所得到的多孔质膜中的缺陷进行检测。上述片材和聚烯烃多孔质膜的输送可以使用输送辊。
100.也可以在上述检查装置15的下游设置进行上述缺陷除去工序的缺陷除去装置。缺陷除去装置可以具备将多孔质膜中的包含该缺陷的区域切断的切割器等。
101.另外,也可以在上述检查装置15之前或之后设置为了在多孔质膜上形成多孔质层而涂布涂覆液的涂覆装置。
102.〔5.非水电解液二次电池用间隔件〕
103.本发明的一个实施方式的非水电解液二次电池用间隔件包含聚烯烃多孔质膜,上述聚烯烃多孔质膜不含满足下述(i)~(iv)的缺陷、或者该缺陷的数量小于2个/m2。
104.(i)hsv颜色空间中的、将红设为0、将浅蓝色设为180的0~359的值所示的色相为10~49。
105.(ii)hsv颜色空间中的、将无彩色设为0、将纯色设为100的0~100的值所示的彩度为25~58。
106.(iii)hsv颜色空间中的、将最暗的黑设为0、将最亮的白设为100的0~100的值所示的明度为30~50。
107.(iv)将8位灰度中的256级的中心设为0,由亮侧127级、暗侧127级表示的光的透射量为亮侧40以上的区域的面积为1μm2以上。
108.满足上述(i)~(iv)的缺陷相当于上述红白缺陷。本发明人发现,通过使用不含红白缺陷、或红白缺陷的数量小于2个/m2的聚烯烃多孔质膜,能够提供品质提高了的间隔件。具体而言,这样的间隔件的耐电压特性得到改善。另外,该间隔件可以通过包括使用了上述彩色相机的检查方法的制造方法来制造。在使用了单色相机的检查中,无法识别红白缺陷,无法得到这样的间隔件。
109.另外,本发明的一个实施方式的非水电解液二次电池用间隔件可以包含如下的聚烯烃多孔质膜,该聚烯烃多孔质膜在比外表面靠近内部侧包含含有10~400μm的空隙的缺陷。在使用了单色相机的检查中,也无法识别像这样包含在比外表面靠近内部侧含有空隙的缺陷。在比外表面靠近内部包含含有满足上述数值范围的空隙的缺陷的间隔件尽管包含缺陷,但显示出可允许的耐电压特性。该间隔件也可以通过包括使用了上述彩色相机的检查方法的制造方法来制造。
110.多孔质膜的透气度以gurley值计优选为30~500s/100ml,更优选为50~300s/100ml。通过使多孔质膜具有上述透气度,能够得到充分的离子透过性。
111.为了能够提高电解液的保持量,并且得到在更低温下可靠地阻止过大电流流过的功能,多孔质膜的空隙率优选为20~80体积%,更优选为30~75体积%。另外,为了能够得到充分的离子透过性,并且能够防止粒子进入正极和负极,多孔质膜所具有的细孔的孔径优选为0.3μm以下,更优选为0.14μm以下。
112.〔6.非水电解液二次电池用层叠间隔件〕
113.本发明的一个实施方式的非水电解液二次电池用层叠间隔件具备:上述的非水电解液二次电池用间隔件;以及多孔质层,其在上述非水电解液二次电池用间隔件的至少单面包含选自(甲基)丙烯酸酯系树脂、含氟树脂、聚酰胺系树脂、聚酰亚胺系树脂、聚酯系树
脂和水溶性聚合物中的1种以上的树脂。在本说明书中,也将非水电解液二次电池用层叠间隔件简称为“层叠间隔件”。多孔质层可以为1层,也可以为2层以上。多孔质层优选为绝缘性的多孔质层。
114.从确保电池安全性和高能量密度的观点出发,多孔质层的膜厚优选每一层的多孔质层为0.5μm~10μm的范围,更优选为1μm~8μm的范围。如果每一层的多孔质层的膜厚为0.5μm以上,则能够充分抑制由非水电解液二次电池的破损等导致的内部短路,另外,多孔质层中的电解液的保持量变得充分。另一方面,如果多孔质层的每一层的膜厚为10μm以下,则在非水电解液二次电池中,可抑制锂离子的透过阻力,因此能够抑制速率特性和循环特性的降低。另外,正极和负极间的距离的增加也受到抑制,因此能够抑制非水电解液二次电池的内部容积效率的降低。
115.多孔质层的单位面积重量可以考虑到多孔质层的强度、膜厚、重量和处理性而适当决定。多孔质层的每一层的单位面积重量优选为0.5~10.0g/m2,更优选为0.5~8.0g/m2,进一步优选为0.5~5.0g/m2。通过使多孔质层的单位面积重量为这些数值范围,能够提高非水电解液二次电池的重量能量密度和体积能量密度。在多孔质层的单位面积重量超过上述范围时,存在非水电解液二次电池变重的趋势。
116.为了能够得到充分的离子透过性,多孔质层的空隙率优选为20~90体积%,更优选为30~80体积%。另外,多孔质层所具有的细孔的孔径优选为0.1μm以下,更优选为0.07μm以下。通过使细孔的孔径为这些尺寸,非水电解液二次电池能够得到充分的离子透过性。
117.实施例
118.以下,通过实施例和比较例进一步详细地说明本发明,但本发明并不限定于这些实施例。
119.〔1.检查方法的研究〕
120.《制造例1》
121.如日本专利第5476844号中记载那样,通过在聚烯烃系树脂中加入成孔剂而成形为膜状后除去成孔剂的方法来制作多孔质膜。
122.具体而言,通过包括以下工序的制造方法进行制膜。
123.(1)相对于100重量份的聚烯烃系树脂,混炼120~240重量份的成孔剂(平均粒径0.1μm的碳酸钙),用标称网眼50μm的金属网过滤后得到混合物。
124.(2)将上述(1)中得到的混合物成形为膜状。
125.(3)从上述(2)中得到的膜中除去成孔剂。
126.(4)通过对上述(3)中得到的膜进行拉伸而得到多孔质膜(间隔件)。
127.《实施例1》
128.使用具备彩色相机的futec公司制maxeye.color,进行制造例1中得到的多孔质膜中的缺陷的检测。首先,基于光的透射量检测缺陷。具体而言,将光的透射量为亮侧40以上的亮缺陷或暗侧40以上的暗缺陷进行二值化,从它们之中提取上述多孔质膜的md上的长度为100μm以上、td上的长度为50μm以上的缺陷(一次判定工序)。接下来,获取该缺陷的颜色信息,算出色相、彩度、明度(颜色判定工序)。基于这些色相、彩度、明度的数值判别缺陷(二次判定工序)。在实施例1中,作为红缺陷的参数,将色相设定为10~49、将彩度设定为0~100、将明度设定为0~100,进行判别。将暗缺陷和亮缺陷中满足上述参数的缺陷判定为红
缺陷。另外,将暗缺陷中不满足上述参数的缺陷判定为黑缺陷。需要说明的是,将8位灰度中256级的中心设为0,以亮侧127级、暗侧127级表示上述的光的透射量。色相、彩度和明度由hsv颜色空间表示。色相以将红设为0、将浅蓝色设为180的0~359的值表示。彩度以将无彩色设为0、将纯色设为100的0~100的值表示。明度以将最暗的黑设为0、最亮的白设为100的0~100的值表示。
129.《实施例2》
130.作为红缺陷的参数,将色相设定为0~49,将彩度设定为25~58,将明度设定0~100,除此以外,与实施例1同样地操作,进行判别。
131.《实施例3》
132.作为红缺陷的参数,将色相设定为10~49,将彩度设定为0~100,将明度设定为30~50,除此以外,与实施例1同样地操作,进行判别。
133.《实施例4》
134.作为红缺陷的参数,将色相设定为20~49,将彩度设定为25~58,将明度设定为30~50,除此以外,与实施例1同样地操作,进行判别。
135.《实施例5》
136.作为红缺陷的参数,将色相设定为10~49,将彩度设定为25~58,将明度设定为30~50,除此以外,与实施例1同样地操作,进行判别。
137.《实施例6》
138.作为红缺陷的参数,将色相设定为10~49,将彩度设定为25~58,将明度设定为30~50。另外,在缺陷中的以上述8位灰度规定的明暗中,将示出亮侧40以上的值的面积(明面积)为1μm2以上的缺陷判定为红白缺陷。除此以外,与实施例1同样地操作,进行判别。
139.《识别成功率》
140.利用数码显微镜(株式会社keyence vhx-5000)预先判别多孔质膜中的黑缺陷、红缺陷、红白缺陷。即,将不包含空隙的缺陷判别为黑缺陷,将空隙的最大宽度为10μm以下的缺陷判别为红缺陷,将空隙的最大宽度超过10μm的缺陷判别为红白缺陷。
141.利用实施例的方法检查多孔质膜,将正确识别出缺陷的种类的情况作为识别成功,将误识别的情况作为识别失败。对于黑缺陷、红缺陷、红白缺陷,分别通过下述式求出识别成功率。
142.识别成功率=识别成功的缺陷的数量/用数码显微镜判别的缺陷的数量
×
100
143.例如用彩色相机检查预先用数码显微镜确认的13个黑缺陷的结果,在识别为黑缺陷10个、红缺陷3个的情况下,识别成功率=10
÷
13
×
100=77%。
144.《评价结果》
145.将评价结果示于表1。
146.【表1】
147.表1
[0148][0149]
虽然未在表中示出,但在使用具有单色相机的检查装置的情况下,无法区分黑缺陷、红缺陷和红白缺陷。与此相对,在实施例1~6中,使用彩色相机,能够基于色相、彩度、明度来判别缺陷。即,在实施例1~6中,通过使用彩色相机,能够改善缺陷的识别成功率。
[0150]
实施例4与实施例1~3相比,通过调整色相、彩度和明度这3个参数全部,能够改善黑缺陷的识别成功率。但是,据认为实施例4与实施例1~3相比缩小了色相的数值范围,由此一部分的红缺陷被误识别为黑缺陷。在实施例5中,与实施例4相比,通过适当地调整色相的数值范围,能够改善黑缺陷和红缺陷的识别成功率。另外,在实施例6中,除了色相、彩度、明度以外,还可以基于明面积来判别红白缺陷。
[0151]
〔2.间隔件的研究〕
[0152]
《制造例2》
[0153]
如日本专利第5476844号中记载那样,通过在聚烯烃系树脂中加入成孔剂而成形为膜状后除去成孔剂的方法制作多孔质膜。
[0154]
具体而言,通过包括以下工序的制造方法进行制膜。
[0155]
(1)相对于100重量份的聚烯烃系树脂,混炼120~240重量份的成孔剂(平均粒径0.1μm的碳酸钙),用标称网眼32μm的金属网过滤后,得到混合物。
[0156]
(2)将上述(1)中得到的混合物再次熔融挤出,用标称网眼50μm的金属网过滤后成形为膜状。
[0157]
(3)从上述(2)中得到的膜中除去成孔剂。
[0158]
(4)通过对上述(3)中得到的膜进行拉伸而得到多孔质膜(间隔件)。
[0159]
《制造例3》
[0160]
在制造例2中得到的多孔质膜中,通过实施例6的检查方法检测缺陷。除去检测出的红白缺陷,得到间隔件。
[0161]
《制造例4》
[0162]
如日本专利第5476844号中记载那样,通过在聚烯烃系树脂中加入成孔剂而成形为膜状后除去成孔剂的方法制作多孔质膜。
[0163]
具体而言,通过包括以下工序的制造方法进行制膜。
[0164]
(1)相对于100重量份的聚烯烃系树脂,混炼120~240重量份的成孔剂(平均粒径0.1μm的碳酸钙),用标称网眼34μm的金属网过滤后,得到混合物。
[0165]
(2)将上述(1)中得到的混合物再次熔融挤出,用标称网眼32μm的金属网过滤后成形为膜状。
[0166]
(3)从上述(2)中得到的膜中除去成孔剂。
[0167]
(4)通过对上述(3)中得到的膜进行拉伸而得到多孔质膜(间隔件)。
[0168]
(5)在上述(4)中得到的多孔质膜中,利用实施例6的检查方法检测缺陷。确认了检测出的红白缺陷中的空隙尺寸为10~400μm的范围内。
[0169]
《耐电压特性》
[0170]
使用卷绕机以依次层叠ncm正极、间隔件、人造石墨负极的方式进行卷绕,制作卷绕体。ncm是指镍钴锰氧化物。
[0171]
将卷绕体的端子连接至耐电压/绝缘电阻试验器(菊水电子工业株式会社tos9200)。以25v/sec的升压速度对卷绕体施加电压,记录短路的电压。将在小于1.2kv下发生短路的卷绕体判定为低耐电压。对于制造例2和3,对18个卷绕体进行试验,算出判定为低耐电压的卷绕体的比例。
[0172]
《评价结果》
[0173]
将制造例2和3的评价结果示于表2。
[0174]
【表2】
[0175]
表2
[0176][0177]
可知:通过本发明的一个实施方式的检查方法除去了红白缺陷的制造例3的间隔件与未除去红白缺陷的制造例2的间隔件相比,耐电压特性得到改善。
[0178]
将制造例1和4的评价结果示于表3。
[0179]
【表3】
[0180]
表3
[0181][0182]
在制造例1和4中,在通过实施例6的检查方法检测出的红白缺陷的空隙中,测量长
度最大的2点间的直线距离,将该距离作为空隙尺寸。
[0183]
将包含空隙尺寸480μm的红白缺陷的制造例1的间隔件供于耐电压试验,结果在低于1.2kv下发生短路。另一方面,包含空隙尺寸350μm的红白缺陷的制造例4的间隔件在低于1.2kv时未发生短路。
[0184]
产业上的可利用性
[0185]
本发明的一个方式能够用于非水电解液二次电池用间隔件的制造。
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