非水系电解液电池用分隔件和非水电解液电池的制作方法_2

文档序号:9568753阅读:来源:国知局
外,增大无机填料的粒径时,具有B层中的层密度趋于减少、前述角度0为 60°《0《120°的孔的比例增加的倾向。
[0061]本实施方式中,B层含有无机填料。通过B层具有无机填料,由此本实施方式的分 隔件具有耐热性,因此能够实现安全性高的裡离子二次电池。
[0062] 从用作电池用分隔件时的离子电导率、膜强度和高耐热性方面出发,B层中的无机 填料所占比例优选为75~98质量%,更优选为85质量% ^上,进一步优选为95质量%W 上。
[0063]本实施方式中,对B层中使用的无机填料没有特别限制,例如,优选具有200°C W上的烙点、电绝缘性高并且在裡离子二次电池的使用范围内电化学性稳定的无机填料。
[0064]对无机填料没有特别限制,例如可W举出氧化侣、二氧化娃、二氧化铁、氧化错、氧 化儀、姉±、=氧化二锭、氧化锋、氧化铁等氧化物系陶瓷;氮化娃、氮化铁、氮化棚等氮化物 系陶瓷;碳化娃、碳酸巧、硫酸儀、硫酸侣、氨氧化侣、氨氧化氧化侣、铁酸钟、滑石、高岭石、 地开石(dickite)、珍珠石、埃洛石、叶蜡石、蒙脱石、絹云母、云母、沸石、娃酸巧、娃砂等陶 瓷;玻璃纤维等,它们可W单独使用,也可W多种组合使用。 W65] 上述之中,从电化学的稳定性和分隔件的耐热特性的观点出发,优选氧化侣、氨氧 化氧化侣等氧化侣化合物或者高岭石、地开石、珍珠石等不具有离子交换能力的娃酸侣化 合物。
[0066] 对前述氧化侣化合物没有特别限制,特别优选勃姆石,另外,对不具有离子交换能 力的娃酸侣化合物没有特别限制,由于廉价而且容易得到,因此更优选主要由高岭±矿物 构成的高岭±。高岭±有湿式高岭±和对其进行赔烧处理的赔烧高岭±,赔烧高岭±除了 在赔烧处理时释放结晶水W外,杂质也可被除去,因此从电化学稳定性方面是优选的。
[0067] 对前述无机填料的平均粒径没有特别限制,例如优选为0. 1 ym W上且4. 0 ym W 下,更优选为大于0.4ym且3.OymW下。从即使多孔质的厚度薄(例如,7ymW下)也可 抑制高溫下的热收缩的观点出发,设定为运样的平均粒径是优选的。 W側前述无机填料中,对具有大于0. 5ym且2. 0ymW下的粒径的颗粒占无机填料整 体的比例没有特别限制,优选为8体积% ^上,更优选为10体积% ^上,对上限没有特别限 审IJ,优选为60体积%W下,更优选为50体积%W下。
[0069] 对于将无机填料的粒度分布调整为上述范围,从即使是在多孔层的厚度薄的情况 (例如7yW下)下也可抑制高溫下的热收缩的观点出发是优选的。需要说明的是,对调整 运样的粒径的比例的方法没有特别限制,例如,可W举出使用球磨机/珠磨机/喷射式粉碎 机等来粉碎无机填料、减小粒径的方法等。
[0070] 对无机填料的形状没有特别限制,例如可W举出板状、鱗片状、针状、柱状、球状、 块体状、多面体状、块状等,也可W组合使用多种具有上述形状的无机填料。从提高透过性 的观点出发,优选包含多个面的块体状、多面体状、柱状。
[0071] 对前述无机填料的长径比没有特别限制,例如,优选为1W上且3W下。对于长径 比为3W下的无机填料,由B层中的各孔的长轴W及与A层和B层的界面平行的轴形成的 角度0为60°《0《120°的孔的比例为30%W上,具有透过性变得良好的倾向,故优 选。需要说明的是,长径比的测定方法利用后述方法。 阳0巧对B层的层厚没有特别限制,例如,优选2~10ym,更优选3~8Jim。多孔层的 厚度为2JimW上时,具有局溫下的热收缩率变得良好的倾向,为10JimW下时,从电池的局 容量化和透过性的观点出发是良好的。 阳07引对B层的层密度没有特别限制,例如,优选0. 5~1. 6g/cm3,更优选0. 7~1. 4cm3。 多孔层的层密度为0. 5g/cm3W上时,具有高溫下的热收缩率变得良好的倾向,为1. 6g/cm3 W上时,具有透气度降低的倾向。
[0074] 本实施方式中,对B层没有特别限制,例如,优选除了无机填料W外还含有树脂制 粘合剂。含有树脂制粘合剂能够提高无机填料间的粘结性、无机填料与聚締控膜的粘结性, 故优选。
[0075] 对前述树脂粘合剂的种类没有特别限制,将本实施方式的分隔件用作裡离子二次 电池用分隔件时,优选不溶于裡离子二次电池的电解液并且在裡离子二次电池的使用范围 内电化学性稳定的树脂粘合剂。
[0076] 对前述树脂制粘合剂的具体例子没有特别限制,例如可W举出聚乙締、聚丙締等 聚締控;偏氣乙締、聚四氣乙締等含氣树脂;偏氣乙締-六氣丙締-四氣乙締共聚物、乙 締-四氣乙締共聚物等含氣橡胶;苯乙締-下二締共聚物及其氨化物、丙締腊-下二締共 聚物及其氨化物、丙締腊-下二締-苯乙締共聚物及其氨化物、甲基丙締酸醋-丙締酸醋 共聚物、苯乙締-丙締酸醋共聚物、丙締腊-丙締酸醋共聚物、乙丙橡胶、聚乙締醇、聚醋酸 乙締醋等橡胶类;乙基纤维素、甲基纤维素、径乙基纤维素、簇甲基纤维素等纤维素衍生物; 聚苯酸、聚讽、聚酸讽、聚苯讽、聚苯硫酸、聚酸酷亚胺、聚酷胺酷亚胺、聚醋等烙点和/或玻 璃化转变溫度为180°CW上的树脂等。
[0077] 使用聚乙締醇作为树脂制粘合剂时,对其皂化度没有特别限制,优选为85%W上 且100%W下。皂化度为85%W上时,具有电池的短路的溫度(短路溫度)提高、可W得到 良好的安全性能的倾向,故优选。皂化度更优选为90%W上且100%W下,进一步优选为 95%W上且100%W下,特别优选为99%W上且100%W下。另外,对聚乙締醇的聚合度没 有特别限制,优选为200W上且5000W下,更优选为300W上且4000W下,进一步优选为 500W上且3500W下。聚合度为200W上时,具有能够用少量的聚乙締醇将赔烧高岭±等 无机填料牢固地粘结、能够一边维持多孔质的力学强度一边抑制多孔层形成导致的多层多 孔膜的透气度增加的倾向,故优选。另外,聚合度为5000W下时,具有能够防止制备涂布液 时的凝胶化等的倾向,故优选。
[0078] 作为树脂制粘合剂,优选树脂制胶乳粘合剂。使用树脂制胶乳粘合剂时,将包含无 机填料和粘合剂的B层层叠于聚締控多孔膜(A层)的至少一面时,离子透过性不容易降 低、容易得到高输出特性。此外,即使在异常发热时的溫度上升快的情况下,也显示出顺利 的关断,容易得到安全性。
[0079] 对胶乳粘合剂没有特别限制,从电化学稳定性和粘结性的观点出发,例如优选将 脂肪族共辆二締控系单体、不饱和簇酸单体、W及可与它们共聚的其它单体乳液聚合而得 到的聚合物。
[0080] 对前述乳液聚合没有特别限制,可W使用W往公知的方法。对单体及其它的成分 的添加方法也没有特别限制,可W任选采用一次性添加方法、分批添加方法、连续添加方 法,可W任选采用一段聚合(一段重合)、二段聚合(二段重合)或多段聚合(多段階重合) 等。
[0081] 对脂肪族共辆二締控系单体没有特别限制,例如可W举出1,3-下二締、2-甲 基-1,3-下二締、2, 3-二甲基-1,3-下二締、2-氯-1,3-下二締、取代直链共辆戊二締类、 取代和侧链共辆己二締类等,它们可W单独使用1种或组合使用2种W上。上述中,特别优 选1,3-下二締。
[0082] 对不饱和簇酸单体没有特别限制,例如可W举出丙締酸、甲基丙締酸、己豆酸、马 来酸、富马酸、衣康酸等单簇酸或簇酸(酢)等,它们可W单独使用1种或组合使用2种W 上。上述中,特别优选丙締酸、甲基丙締酸。
[0083] 对可与它们共聚的其它的单体没有特别限制,例如可W举出芳香族乙締系单体、 氯化乙締系单体、不饱和簇酸烷基醋单体、含有径烷基的不饱和单体、不饱和簇酸酷胺单体 等,它们可W单独使用1种或组合使用2种W上。上述中,特别优选不饱和簇酸烷基醋单 体。作为不饱和簇酸烷基醋单体,可W举出丙締酸甲醋、甲基丙締酸甲醋、丙締酸乙醋、甲基 丙締酸乙醋、丙締酸下醋、甲基丙締酸缩水甘油醋、富马酸二甲醋、富马酸二乙醋、马来酸二 甲醋、马来酸二乙醋、衣康酸二甲醋、富马酸单甲醋、富马酸单乙醋、丙締酸2-乙基己醋等, 它们可W单独使用1种或组合使用2种W上。上述中,特别优选甲基丙締酸甲醋。
[0084]对前述乳液聚合没有特别限制,例如为了改善各种品质和物性,除了前述单体W 夕F,还可W使用除上述W外的单体成分。
[00财对前述树脂制粘合剂的平均粒径没有特别限制,例如,优选为50~500皿,更优选 为60~460皿,进一步优选为80~250皿。树脂制粘合剂的平均粒径为50皿W上时,将包 含无机填料和粘合剂的多孔层度层)层叠于聚締控多孔膜(A层)的至少一面时,离子透 过性不容易降低、容易得到高输出特性。此外,即使在异常发热时的溫度上升快的情况下, 也显示出顺利的关断,容易得到高安全性。树脂制粘合剂的平均粒径为500nmW下时,具有 体现良好的粘结性、制成多层膜时热收缩率变小的倾向,故优选。
[0086] 树脂制粘合剂的平均粒径可W通过调整聚合时间、聚合溫度、原料组成比、原料投 入顺序、抑等来进行控制。
[0087] 对B层的形成方法没有特别限制,例如可W举出将包含无机填料和树脂制粘合剂 的涂布液涂布在W聚締控树脂作为主要成分的A层的至少一面来形成多孔层的方法。
[0088] 对涂布液的溶剂没有特别限制,例如优选能够均匀而稳定地溶解或分散前述无机 填料W及前述树脂制粘合剂的溶剂,例如可W举出N-甲基化咯烧酬、N,N-二甲基甲酯胺、 N,N-二甲基乙酷胺、7jC、乙醇、甲苯、热二甲苯、二氯甲烧、己烧等。
[0089] 对涂布液没有限制,例如为了提高分散稳定性、涂布性,也可W添加表面活性剂等 分散剂;增稠剂;湿润剂;消泡剂;包含酸、碱的PH调节剂等各种添加剂。运些添加剂优选 在去除溶剂时能够被同时去除,只要在非水电解液电池的使用范围内电化学性稳定、不阻 碍电池反应并且直至200°C左右稳定,就可W残留于多孔层内。
[0090] 对将前述无机填料和前述树脂制粘合剂溶解或分散于涂布液的溶剂的方法没有 特别限制,优选能够实现涂布工序所需的涂布液的分散特性的方法,例如可W举出利用球 磨机、珠磨机、行星球磨机、砂磨机、胶体磨、磨碎机、漉磨机、高速叶轮分散、分配器、均质 器、高速冲击磨机、超声波分散、揽拌叶片等的机械揽拌等。
[0091] 对将涂布液涂布到A层的方法没有特别限制,例如可W根据层厚、涂布面积来决 定,例如可W举出凹版涂布法、小径凹版涂布法、逆转漉涂布法、转送漉涂布法、吻合涂布 法、浸溃涂布法、刮刀涂布法、气刀涂布法、刀片涂布法、挤压式涂布法、铸涂法、模涂法、丝 网印刷法、喷涂法等。
[0092] 涂布液的涂布之前,在多孔膜表面实施表面处理使涂布涂布液变得容易并且提高 涂布后的含无机填料的多孔层与多孔膜表面的粘接性,故优选。
[0093] 对前述表面处理的方法没有特别限制,优选不明显损害A层的多孔结构的方法, 例如可W举出电晕放电处理法、机械性粗糖化法、溶剂处理法、酸处理法、紫外线氧化法等。
[0094] 对涂布后从涂布膜去除溶剂的方法没有特别限制,例如可W举出一边固定多孔膜 一边在其烙点W下的溫度下进行干燥的方法、在低溫下进行减压干燥的方法
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