蓄电器件用隔板以及蓄电器件的制作方法

文档序号:20889848发布日期:2020-05-26 17:50阅读:218来源:国知局
蓄电器件用隔板以及蓄电器件的制作方法

本发明涉及一种蓄电器件用隔板以及蓄电器件。



背景技术:

目前,使用锂离子电池、电容器、蓄电器等的蓄电器件。例如,锂离子电池一般通过将正极、负极以及隔板设置于电解液中而构成。正极是在铝箔的表面上涂布钴酸锂或锰酸锂而形成。负极是在铜箔的表面涂布碳而形成。而且,设置隔板使得正极与负极分隔,防止正极与负极的短路。

在锂离子电池的充电时,锂离子从正极释放而进入负极内。另一方面,在锂离子电池的放电时,锂离子从负极释放而移动至正极。该充放电在锂离子电池中反复进行。因此,锂离子电池所使用的隔板,必须能够使锂离子良好地透过。

若反复进行锂离子电池的充放电,在负极端面产生锂的枝晶(树枝状晶体)。该枝晶会穿破隔板而产生正极与负极的微小的短路(枝晶短路)。

近年来,汽车用锂离子电池的大型电池高输出功率化正在发展,要求锂离子通过隔板时低电阻化。因此,隔板必须具有高透气性。在大型的锂离子电池的情况下,长寿命、长期安全性的保障也很重要。

专利文献1公开了一种含有聚丙烯树脂和β晶体成核剂的多孔聚丙烯膜,使宽度方向的尺寸热收缩5%的温度为130~200℃,透气阻抗为50~500sec/100ml,孔隙率为35~70%,并且满足以下关系式。

g+15×ε≤1,200

现有技术文献

专利文献

专利文献1:wo2012/105661



技术实现要素:

发明所解决的技术问题

但是,专利文献1的多孔聚丙烯膜的透气性低,锂离子透过性不充分。因此,难以将该聚丙烯微多孔膜用于需要高输出功率的锂离子电池。

本发明提供一种蓄电器件用隔板,该蓄电器件用隔板的锂离子等离子的透过性优异,可以构成高性能锂离子电池、电容器(capacitors)、电容器(congdenser)等蓄电器件。

解决问题的技术手段

[蓄电器件用隔板]

本发明的蓄电器件用隔板含有具有微孔部的合成树脂膜。

作为构成合成树脂膜的合成树脂,优选烯烃类树脂,优选乙烯类树脂和丙烯类树脂,更优选丙烯类树脂。

合成树脂中的烯烃类树脂的含量优选为50质量%以上,更优选为70质量%以上,特别优选为80质量%以上,最优选为100质量%。

作为丙烯类树脂,例如,可列举:均聚丙烯、丙烯与其它烯烃的共聚物等。通过拉伸法制造蓄电器件用隔板时,优选均聚丙烯。丙烯类树脂可以单独使用,也可以组合使用两种以上。此外,丙烯和其他烯烃的共聚物可以是嵌段共聚物,也可以是无规共聚物。丙烯类树脂中的丙烯成分的含量优选为50质量%以上,更优选为80质量%以上。

需要说明的是,作为与丙烯进行共聚的烯烃,可列举:乙烯、1-丁烯、1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯等α-烯烃等,优选乙烯。

作为乙烯类树脂,可列举:超低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、超高密度聚乙烯和乙烯-丙烯共聚物等。此外,乙烯类树脂微孔膜若含有乙烯类树脂,则还可以含有其他烯烃类树脂。乙烯类树脂的乙烯成分的含量优选为50质量%以上,更优选为80质量%以上。

烯烃类树脂的重均分子量没有特别限制,优选为3万以上且50万以下,更优选为5万以上且48万以下。丙烯类树脂的重均分子量没有特别限制,优选为25万以上且50万以下,更优选为28万以上且48万以下。乙烯类树脂的重均分子量没有特别限制,但优选为3万以上且25万以下,更优选为5万以上且20万以下。根据使重均分子量在所述范围内的烯烃类树脂,可以提供透气性优异的蓄电器件用隔板。

烯烃类树脂的分子量分布(重均分子量mw/数均分子量mn),并无特别限制,优选为5以上且30以下,更优选为7.5以上且25以下。丙烯类树脂的分子量分布并无特别限定,优选为7.5以上且12以下,更优选为8以上且11以下。乙烯类树脂的分子量分布没有特别限定,优选为5.0以上且30以下,更优选为8.0以上且25以下。分子量分布在所述范围内的烯烃类树脂,可以提供透气性优异的蓄电器件用隔板。

此时,烯烃类树脂的重均分子量和数均分子量是通过gpc(凝胶渗透色谱)法测得的以聚苯乙烯计的值。具体而言,收集6mg以上且7mg以下的烯烃类树脂,将收集的烯烃类树脂供应至试管,然后向试管添加含有0.05质量%的bht(二丁基羟基甲苯)的o-dcb(邻二氯苯)溶液进行稀释,制备稀释溶液,使烯烃类树脂浓度为1mg/ml。

使用溶解过滤装置在145℃下以25rpm的转速使所述稀释溶液振荡1小时,将烯烃类树脂溶解于o-dcb溶液中制成测定样品。可以使用该测定样品通过gpc法对烯烃类树脂的重均分子量和数均分子量进行测定。

烯烃类树脂的重均分子量和数均分子量可以用例如下述测定装置和测定条件进行测定。

测定装置:tosoh株式会社制造,商品名“hlc-8121gpc/ht”

测定条件:柱:tskgelgmhhr-h(20)ht×3根

tskguardcolumn-hhr(30)ht×1根

流动相:o-dcb1.0ml/分钟

样品浓度:1mg/ml

检测器:blythe型折射仪

标准物质:聚苯乙烯(tosoh株式会社制造,分子量:500~8420000)

洗脱条件:145℃

sec温度:145℃

烯烃类树脂的熔点没有特别限制,优选为130℃以上且170℃以下,更优选为133℃以上且165℃以下。丙烯类树脂的熔点没有特别限制,但优选为160℃以上且170℃以下,更优选为160℃以上且165℃以下。乙烯类树脂的熔点没有特别限制,但优选为130℃以上且140℃以下,更优选为133℃以上且139℃以下。若熔点在所述范围内的烯烃类树脂,则可以提供一种透气性优异的蓄电器件用隔板。

需要说明的是,在本发明中,烯烃类树脂的熔点可以使用差示扫描量热计(例如,seikoinstruments株式会社,装置名称“dsc220c”等)根据以下顺序测定。首先,将10mg烯烃类树脂以10℃/分钟的加热速率从25℃加热至250℃,在250℃下保持3分钟。然后,将烯烃类树脂以10℃/分钟的降温速率从250℃冷却至25℃,在25℃下保持3分钟。然后,将烯烃类树脂以10℃/分钟的加热速率从25℃再加热至250℃,将该再加热工序中的吸热峰的顶点温度作为烯烃类树脂的熔点。

构成蓄电器件用隔板的合成树脂膜包含微孔部。微孔部优选沿着膜的厚度方向贯穿,由此能够赋予蓄电器件用隔板优异的透气性。该蓄电器件用隔板能够使锂离子等离子沿着其厚度方向透过。需要说明的是,蓄电器件用隔板的厚度方向是指与蓄电器件用隔板的主面垂直的方向。蓄电器件用隔板的主面是指蓄电器件用隔板表面中面积最大的面。

蓄电器件用隔板的合成树脂膜,优选通过拉伸形成微孔部。沿蓄电器件用隔板的厚度方向的横截面中,微孔部的平均孔径优选为20nm以上且100nm以下,更优选为20nm以上且70nm以下,特别优选为30nm以上且50nm以下。

微孔部的平均孔径是指以下述方式测定得到的值。首先,将蓄电器件用隔板沿着其厚度方向和拉伸方向(沿着与蓄电器件用隔板的主面垂直并且沿拉伸方向延展的表面)进行切割,使用扫描型电子显微镜(sem)以1万倍的放大倍率拍摄切割面的放大照片。需要说明的是,对放大照片的纵方向进行调整,使其成为厚度方向,将厚度方向的中心部作为拍摄位置。将所得到的放大照片的全部范围选定为测定区域。

蓄电器件用隔板的切割面的sem照片以下述方式进行拍摄。首先,强化蓄电器件用隔板以使其易于用铜带等切割,然后使用截面抛光机(例如,日本电子株式会社以商品名“ib-19500cp”销售的截面抛光机)进行切割。然后,为了防止充电引起的图像干扰,将金属膜(例如,金、铂、锇、碳等的金属膜)蒸镀在切割面上,使用sem(例如,日立株式会社以商品名“s-4800s”市售的sem),在加速电压1.0kv的条件下拍摄切割面。通过所述要点进行测定,能够拍摄清晰的放大照片,但不限于所述方法,只要能够得到清晰的放大照片即可。

然后,对于出现在放大照片中的微孔部,绘制包围微孔部并且长轴和短轴均为最短的椭圆。将该椭圆的长轴长度和短轴长度的算术平均值作为微孔部的孔径。将测定区域内的微孔部的孔径的算术平均值作为微孔部的平均孔径。需要说明的是,仅将完全包含在测定区域内的微孔部作为测定对象。

蓄电器件用隔板的孔隙率优选40%以上且70%以下,更优选45%以上且70%以下,更优选45%以上且65%以下,更优选48%以上且62%以下,更优选50%以上且67%以下,更优选53%以上且60%以下。孔隙率在所述范围内的蓄电器件用隔板透气性优异。

蓄电器件用隔板的孔隙率优选45%以上且65%以下,更优选48%以上且62%以下,更优选50%以上且58%以下。作为孔隙率在所述范围内的蓄电器件用隔板,对锂离子等离子的透过性优异。

需要说明的是,蓄电器件用隔板的孔隙率可以通过如下要点测量。首先,对蓄电器件用隔板进行切割,得到10cm长×10cm宽(100cm2面积)的平面正方形的试验片。然后,测定试验片的重量w(g)和厚度t(cm),并通过下述方式计算表观密度ρ(g/cm3)。需要说明的是,使用千分表(例如,mitutoyo株式会社制造,signalabsdigimaticindicator)测定15个位置处的试验片的厚度,将其算术平均值作为试验片的厚度。然后,利用其表观密度ρ(g/cm3)和构成蓄电器件用隔板的合成树脂本身的密度ρ0(g/cm3),基于下式计算得到蓄电器件用隔板的孔隙率p(%)。

表观密度ρ(g/cm3)=w/(100×t)

孔隙率[%]=100×[(ρ0-ρ)/ρ0]

蓄电器件用隔板的厚度优选为6μm以上且25μm以下,更优选9μm以上且20μm以下,特别优选12μm以上且18μm以下。蓄电器件用隔板的厚度优选为6μm以上时,即使混入异物时,也可以防止正负电极的短路。蓄电器件用隔板的厚度优选为25μm以下时,可以使蓄电器件用隔板的叠层总数尽量多,使单位体积的电池容量扩大。

需要说明的是,本发明中蓄电器件用隔板的厚度可以通过如下要点测量。即,使用千分表测定蓄电器件用隔板的任意10个位置,将算术平均值作为蓄电器件用隔板的厚度。

蓄电器件用隔板的透气阻抗优选为20sec/100ml/16μm以上且100sec/100ml/16μm以下,更优选为30sec/100ml/16μm以上且100sec/100ml/16μm以下,更优选30sec/100ml/16μm以上且80sec/100ml/16μm以下,更优选30sec/100ml/16μm以上且70sec/100ml/16μm以下,特别优选30sec/100ml/16μm以上且60sec/100ml/16μm以下。作为透气阻抗在所述范围内的蓄电器件用隔板,离子透过性优异。

蓄电器件用隔板的透气阻抗优选为20sec/100ml/16μm以上且100sec/100ml/16μm以下,更优选为20sec/100ml/16μm以上且80sec/100ml/16μm以下,特别优选20sec/100ml/16μm以上且70sec/100ml/16μm以下。蓄电器件用隔板的透气阻抗最优选为20sec/100ml/16μm以上且60sec/100ml/16μm以下。作为透气阻抗在所述范围内的蓄电器件用隔板,可以提供离子透过性优异的蓄电器件用隔板。

需要说明的是,蓄电器件用隔板的透气阻抗是通过下述要点测得的值。以jisp8117为基准,在温度为23℃,相对湿度为65%的气氛中,测定蓄电器件用隔板的任意10个位置的透气度,并计算出其算术平均值。将得到的算术平均值除以蓄电器件用隔板的厚度,对每16μm的厚度进行规格化的值作为透气阻抗(sec/100ml/16μm)。

蓄电器件用隔板优选经过单轴拉伸。蓄电器件用隔板经过单轴拉伸时,进行单轴拉伸时施加于蓄电器件用隔板的拉伸应力以残留应力的形式仅些许残留。因此,在蓄电器件内异常高温的情况下,蓄电器件用隔板由于残留应力而仅在正极和负极不发生短路的范围内微微变形,沿着蓄电器件用隔板的厚度方向延伸的微孔部积极弯曲,从而降低离子透过性。结果,抑制蓄电器件内的异常反应,可以缓和蓄电器件内的异常高温,提高安全性。

本发明的发明人讨论在小角x射线散射测定(saxs)中测得的拉伸方向的第一散射峰和散射矢量q的关系。讨论结果发现,以散射矢量q(nm-1)为横轴,以散射强度(a.u.)为纵轴的图中,散射矢量q在0.0030nm-1以上且0.0080nm-1以下的范围内,散射强度具有第一散射峰时,蓄电器件用隔板具有以下优点。即,蓄电器件用隔板的微孔部尽可能地抑制蛇行和扭曲,并且以沿着蓄电器件用隔板的厚度方向延伸为直线状的状态形成,能够赋予蓄电器件用隔板优异的透气性。

优选在小角x射线散射测定(saxs)中测量得到的拉伸方向的第一散射峰的散射矢量q在0.0030nm-1以上且0.0080nm-1以下的范围内。更优选在小角x射线散射测定(saxs)中测得的拉伸方向的第一散射峰的散射矢量q处于0.0040nm-1以上且0.0080nm-1以下的范围内。更优选在小角x射线散射测定(saxs)中测得的拉伸方向的第一散射峰的散射矢量q处于0.0050nm-1以上且0.0080nm-1以下的范围内。特别优选在小角x射线散射测定(saxs)中测量得到的拉伸方向的第一散射峰的散射矢量q在0.0060nm-1以上且0.0080nm-1以下的范围内。第一散射峰q在0.0030nm-1以上时,蓄电器件用锂离子等离子透过性提高。第一散射峰q在0.0080nm-1以下时,蓄电器件用隔板的微孔部均匀地形成,可以抑制枝晶的产生。

小角x射线散射测定(saxs)是如下的测定方法:以x射线照射蓄电器件用隔板而散射的x射线中,对出现于2θ<10°的低角区域的散射x射线进行测定,对蓄电器件用隔板的几纳米水平的规则结构进行测定。散射矢量q以4πsinθ/λ表示。需要说明的是,λ是入射于蓄电器件用隔板的x射线的波长。2θ是散射角。

蓄电器件用隔板内,无定形部分和晶体部分彼此重叠而形成的片晶结构中,无定形部分被拉伸以形成微孔部。即,在蓄电器件用隔板中,层状的晶体部分以指定的间隔存在并以相互排列的状态而配置,并且存在于晶体部分间的无定形部分的一部分被拉伸。通过拉伸而产生的孔隙在蓄电器件用隔板的厚度方向上连续地形成微孔部。

在蓄电器件用隔板中,小角x射线散射测定(saxs)存在规则结构时,出现产生散射峰的现象,并且出现彼此相邻的晶体部分间的距离增大时,θ增大的现象。

即,在散射矢量q为0.0030nm-1以上且0.0080nm-1以下的范围内,发现拉伸方向(层状晶体部分的排列方向)存在第一散射峰,晶体部分以适度的间距相互排列。发现了排列的晶体部分之间形成有微孔部,并且微孔部总体上抑制了在蓄电器件用隔板的厚度方向上的蛇行和弯曲。

因此,在蓄电器件用隔板内,在厚度方向上形成具有适当大小的微孔部,并抑制蓄电器件用隔板在厚度方向上的蛇行和弯曲,蓄电器件用隔板对离子等的透过性优异。

而且,在蓄电器件用隔板中,在层状晶体部分之间可以大致均匀地形成微孔部,因此可以使锂离子透过性均匀,可以抑制枝晶的产生,从而能够实现使用了蓄电器件用隔板的蓄电器件的长寿命和长期安全性的提高。

另外,层状晶体部分规则正确地以排列状态而配置,层状晶体部分之间,以接近直线的状态形成有微孔部,并且总体上抑制微孔部在蓄电器件用隔板的厚度方向上的蛇行和弯曲。因此,在充分形成微孔时,可以赋予层状晶体部分充分的厚度,蓄电器件用隔板具有优异的机械强度。

本发明的发明人还深入研究了小角x射线散射测定(saxs)中测得的长周期。研究的结果发现,片晶长周期优选小于27nm时,蓄电器件用隔板具有以下优点。即,蓄电器件用隔板的微孔部沿着蓄电器件用隔板的厚度方向以直线状延伸的状态下形成,并尽可能地抑制其蛇行和弯曲,从而能够赋予蓄电器件用隔板优异的透气性。

在小角x射线散射测定(saxs)中,片晶长周期优选小于27nm,更优选20nm以上且小于27nm,更优选21nm以上且小于27nm,更优选22nm以上且26nm以下,特别优选23nm以上且26nm以下。片晶长周期小于27nm时,蓄电器件用隔板的热收缩受到抑制,蓄电器件用隔板的耐热性优异。片晶长周期为20nm以上,蓄电器件用隔板的离子等的透过性优异。

蓄电器件用隔板中,在无定形部分和晶体部分彼此重叠而形成的片晶结构中,无定形部分被拉伸形成微孔部。即,在蓄电器件用隔板中,层状晶体部分以预定的间隔相互平行地状态而排列,并且在晶体部分之间存在的无定形部分的一部分被拉伸,在蓄电器件用隔板的厚度方向上连续地形成开口部,由此形成微孔部。

小角x射线散射测定(saxs)中,发现长周期在指定范围内时,以相互排列的状态设置的层状晶体部分之间的距离变得合适,晶体部分间的无定形部分产生的残余应力小并且沿着厚度方向形成微孔部。

即,发现小角x射线散射测定(saxs)中,长周期优选小于27nm时,晶体部分以适当的间隔相互排列。发现排列的晶体部分之间,形成有微孔部,并中体上抑制了微孔部在蓄电器件用隔板的厚度方向上的蛇行和弯曲。

因此,蓄电器件用隔板中,在厚度方向上形成适度的大小的微孔部,并总体上抑制了微孔部在蓄电器件用隔板的厚度方向上的蛇行和弯曲,从而蓄电器件用隔板对离子等的透过性优异。

另外,蓄电器件用隔板中,由于能够在层状晶体部之间大致均匀地形成微孔部,因此,可以使锂离子透过性均匀,总体上抑制枝晶的发生,从而能够实现使用了蓄电器件用隔板的蓄电器件的长寿命以及长期安全性的提高。

另外,层状晶体部分规则正确地以排列的状态而配置,层状晶体部分间,以接近直线的状态形成有微孔部,并抑制其在蓄电器件用隔板的厚度方向上曲折和弯曲。因此,可以充分形成微孔部,并赋予层状晶体部分充分的厚度,从而蓄电器件用隔板具有优异的机械强度。

在本发明中,小角x射线散射测定(saxs)如下要点进行。小角x射线散射测定(saxs)是使用x射线衍射装置按照以下步骤进行测量。首先,从蓄电器件用隔板上切下边长为30mm的8个平面正方形的试验片。需要说明的是,通过调整使试验片的任一边均与拉伸方向匹配。将得到的8片试验片在厚度方向上叠层以制备测试体。将测试体安装于测量夹具,使x射线入射到测试体上。调整x射线的照射方向,使其与构成测试体的试验片的平面方向垂直。需要说明的是,x射线衍射仪,例如,可以使用rigaku株式会社的以商品名“x射线衍射仪smartlab”市售的装置。

作为光源,以输出功率45kv、200ma,使用cukα射线(波长:0.154nm),使用高分辨率pb-ge(220)×2的配置。在0°以上且0.5°以下的扫描范围内以0.0006°的步长进行测定,扫描速度为0.02°/分钟。

以拉伸方向为y轴,且以与拉伸方向垂直的方向为x轴时,将拉伸方向上的散射矢量q作为横轴,以散射强度为纵轴绘制时,角度最低侧,即以出现于低qy侧的散射峰为拉伸方向上的第一散射峰。

以拉伸方向为y轴,与拉伸方向垂直的方向为x轴时,在拉伸方向上的散射矢量q为0.2nm-1以上且0.35nm-1以下的范围内读取观察到的来自片晶结构的散射峰值的散射矢量qy,基于以下公式计算片晶长周期d。

片晶长周期d=2π/qy

另外,认真研究了用泡点法测定的泡点细孔直径rbp与通过泡点法测定的平均流量直径rave之间的关系。结果,泡点rbp和平均流量直径rave满足下式(1)的关系时,能够沿着蓄电器件用隔板的厚度方向直线状延伸的状态下形成微孔部,并且尽可能抑制微孔部的曲折和弯曲,从而能够赋予蓄电器件用隔板优异的透气性。

即,在蓄电器件用隔板中,优选通过泡点法测得的泡点孔径rbp和通过泡点法测得的平均流量直径rave满足下式(1)。

100×(rbp-rave)/rave<40…式(1)

蓄电器件用隔板,更优选满足下式(2)。

100×(rbp-rave)/rave<35…式(2)

蓄电器件用隔板特别优选满足下式(3)。

100×(rbp-rave)/rave<30…式(3)

而且满足所述式(1)时,蓄电器件用隔板中的微孔部以沿着蓄电器件用隔板的厚度方向上以基本对齐的状态形成,可以提高蓄电器件用隔板的透气性。

另外,由于可以大致均匀地形成蓄电器件用隔板的微孔部,可以使锂离子等离子的透过性均匀,抑制枝晶的产生,从而能够实现使用蓄电器件用隔板的蓄电器件的长寿命和长期安全性的提高。

需要说明的是,蓄电器件用隔板的泡点rbp和平均流量直径rave是基于以下要点通过泡点法而测得的值。具体而言,可以使用比表面积/孔径分析仪根据以下顺序测量起泡点rbp和平均流量直径rave。首先,以基于jisk3832(1990)的点泡法以及基于astme1294-89(1999)的半干法进行测定。从蓄电器件用隔板切出边长为50mm的平面六角形的试验片。作为用于浸渍绘制基于半干法绘制的润湿流量曲线的试验片的液体,使用氟类惰性液体。使用浸渍有液体的样品,通过比表面积/孔径分析仪对泡点rbp和平均流量直径rave进行测定。需要说明的是,作为比表面积/孔径分析仪,例如,可以使用“porousmaterials,inc”制造的商品名为“perm-porometer(cfp-1200a)”的市售装置等。作为浸渍用于绘制半干法的润湿流量曲线的试验片的氟类惰性液体,例如,可以使用3m公司的商品名“fluorinertfc-40(表面张力16dyne/cm)”的市售液体。

具体而言,作为比表面积/孔径分析仪使用porousmaterials,in.c的商品名为“perm-porometer(cfp-1200a)”的市售装置,以下对具体情况进行说明。首先,从蓄电器件用隔板切出边长为50mm的平面正六边形试验片。将用于基于半干法绘制润湿流速曲线的试验片完全浸渍于3m公司的商品名为“fluorinertfc-40(表面张力16dynes/cm)”的市售液体。将试验片安装于镶嵌有porousmaterials,inc推荐的o形圈(内径:14mm,外径:26mm)的腔室内,设置试验片并防止空气渗入,然后在试验片上设置与上述相同的o形圈嵌合的圆筒,将试验片夹入腔室和圆筒之间,然后,拧紧腔室盖以将试验片设置于预定位置。测量模式是湿润/干燥模式,以相同试验片进行湿测试和干测试。测量参数中,将气泡流量设为10cc/min,气泡时间设为200,除此以外,都设定为默认值。预计泡点压力为0(大气压)。测量时,更换试验片,分别对泡点rbp和平均流量直径rave进行三次测量。泡点rbp的算术平均值定义为蓄电器件用隔板的泡点rbp。将平均流量直径rave的算术平均值定义为蓄电器件用隔板的平均流量直径rave。

泡点细孔直径rbp优选为0.01μm以上且0.1μm以下,更优选为0.02μm以上且0.08μm以下,特别优选为0.02μm以上且0.07μm以下。泡点细孔直径rbp为0.01μm以上时,锂离子等离子的透过性提高。泡点细孔直径rbp为0.1μm以下时,可以基本抑制枝晶的产生。

蓄电器件用隔板的比表面积优选为20m2/g以上且60m2/g以下,更优选为20m2/g以上且55m2/g以下,特别优选为20m2/g以上且50m2/g以下。比表面积为20m2/g以上时,蓄电器件用隔板的离子透过性提高。比表面积为60m2/g以下时,蓄电器件用隔板对电解液的浸渍性提高。

即,蓄电器件用隔板的孔隙率为45%以上且65%以下时,蓄电器件用隔板含有充分的合成树脂量,具有优异的机械强度,可以可靠地隔离正负极,可靠地防止正负极之间的短路。

另外,蓄电器件用隔板的比表面积为20m2/g以上且60m2/g以下时,蓄电器件用隔板的微孔部可以沿着蓄电器件用隔板的厚度方向以直线状延伸的状态形成,并且微孔部可以尽可能地抑制蛇行和扭曲,从而能够赋予蓄电器件用隔板优异的透气性。另外,沿着蓄电器件用隔板的厚度方向直线状延伸的状态形成蓄电器件用隔板的微孔部,因此电解液的浸渍性优异,可以在短时间内完成电解液的浸渍工序。

需要说明的是,蓄电器件用隔板的比表面积可以通过如下要点测量。蓄电器件用隔板的比表面积可以使用比表面积/孔径分析仪,按照以下的顺序进行测定。首先,将蓄电器件用隔板切成条状,置于测定池[大池5.0cm3(大池外径9mm)]中,在室温(25℃)下进行1小时的真空脱气。作为吸附气体使用氮气,测量p/p0=0~0.3的吸附侧的数点。需要说明的是,作为比表面积/孔径分析仪,例如,可以使用quantachrome公司的商品名为“quadrasorbevo”的市售装置。

基于jisz8830的多点法进行分析,计算蓄电器件用隔板的比表面积。制备两个样品,分别测量样品的比表面积,将这些比表面积的算术平均值作为蓄电器件用隔板的比表面积。

蓄电器件用隔板的最大细孔直径优选为0.2μm以上且0.4μm以下,更优选为0.2μm以上且0.3μm以下。最大细孔直径为0.2μm以上时,蓄电器件用隔板的锂离子等离子透过性提高。最大细孔直径为0.4μm以下时,电解液的浸渍性提高。

需要说明的是,蓄电器件用隔板的最大细孔直径可以通过如下要点测量。蓄电器件用隔板的最大细孔直径使用全自动的细孔分布测定装置,按照以下的顺序进行测定。首先,将蓄电器件用隔板切成短条状,制作试验片。将约0.3g的试验片装填在样品池[小池(10φ×30mm,小池体积:0.5cm3)]中。细孔直径为0.0065μm以上且10μm以下,汞接触角为140°,汞表面张力为480dyn/cm的测量条件下测量细孔分布曲线(例如,图1)。从得到的细孔分布曲线中,将汞侵入量(变化量)最大(最大频率)的细孔直径作为最大细孔直径。需要说明的是,例如全自动孔分布测量装置,可列举quantachrome公司的商品名为“poremaster60-gt”的市售装置等。

构成蓄电器件用隔板的合成树脂优选满足所述优选的物性(种类、重均分子量、分子量分布、熔点等)中的任一种。构成蓄电器件用隔板的合成树脂可以满足多个所述优选物性(种类、重均分子量、分子量分布、熔点等)。

蓄电器件用隔板优选满足以下(1)~(4)中的任一项。蓄电器件用隔板可满足下述构成(1)~(4)中的多个。

(1)透气阻抗为30sec/100ml/16μm以上且100sec/100ml/16μm以下,在小角x射线散射测定(saxs)中,散射矢量q在0.0030nm-1以上且0.0080nm-1以下的范围内,在拉伸方向具有第一散射峰。

(2)透气阻抗为30sec/100ml/16μm以上且100sec/100ml/16μm以下,在小角x射线散射测定(saxs)的片晶长周期小于27nm。

(3)经过单轴拉伸,通过泡点法测得的泡点细孔直径rbp和平均流量直径rave满足式(1)。

(4)孔隙率为45%以上且65%以下且比表面积为20m2/g以上且60m2/g以下。

即,优选:

蓄电器件用隔板包含具有微孔部的合成树脂膜,

透气阻抗为30sec/100ml/16μm以上且100sec/100ml/16μm以下,

在小角x射线散射测定(saxs)中,优选散射矢量q在0.0030nm-1以上且0.0080nm-1以下的范围内,在拉伸方向具有第一散射峰。

蓄电器件用隔板包含具有微孔部的合成树脂膜,

优选透气阻抗为30sec/100ml/16μm以上且100sec/100ml/16μm以下,小角x射线散射测定(saxs)中的片晶长周期小于27nm。

蓄电器件用隔板包含具有微孔部的合成树脂膜并且经过单轴拉伸,

通过泡点法测得的泡点细孔直径rbp和平均流量直径rave优选满足式(1)。

100×(rbp-rave)/rave<40…式(1)

蓄电器件用隔板包含具有微孔的合成树脂膜,

优选透气阻抗为30sec/100ml/16μm以上且100sec/100ml/16μm以下,孔隙率为45%以上且65%以下,比表面积为20m2/g以上且60m2/g以下。

如上所述,蓄电器件用隔板的通气性优异,基本可以抑制枝晶的形成。因此,作为蓄电器件用隔板,适宜用于需要高输出的蓄电器件[锂离子电池、镍氢电池、镍镉电池、镍锌电池、银锌电池、电容器(双电层电容器、锂离子电容器)、电容器等]。

[蓄电器件用隔板的制造方法]

对蓄电器件用隔板的制造方法进行说明。

蓄电器件用隔板通过具备以下工序的制造方法进行制造:

挤出工序,将合成树脂供给于挤出机进行熔融混炼,从安装于所述挤出机前端的t型模头挤出而得到合成树脂膜;

熟化工序,熟化1分钟以上,并使所述挤出工序得到的所述合成树脂膜的表面温度为(合成树脂的熔点-30℃)~(合成树脂的熔点-1℃);

拉伸工序,将所述熟化工序后的所述合成树脂膜以10%/分钟以上且250%/分钟以下的应变速率和1.5倍以上且2.8倍以下的拉伸倍数进行单轴拉伸,

退火工序,对所述拉伸工序后的所述合成树脂膜进行退火。以下,按顺序说明蓄电器件用隔板的制造方法。

(挤出工序)

首先,进行挤出工序,将合成树脂供给于挤出机进行熔融混炼,从安装于所述挤出机前端的t型模头挤出,由此得到合成树脂膜。

通过挤出机对合成树脂进行熔融混炼时的合成树脂的温度优选(合成树脂的熔点+20℃)~(合成树脂的熔点+100℃),更优选(合成树脂的熔点+25℃)~(合成树脂的熔点+80℃)。合成树脂的温度在所述范围内时,合成树脂的取向性提高,可以高度地形成合成树脂的片晶。

将合成树脂从挤出机挤出成膜状时的拉伸比优选50以上且300以下,更优选55以上且280以下,特别优选65以上且250以下,最优选68以上且250以下。拉伸比为50以上时,使合成树脂充分地进行分子取向,充分地生成合成树脂的片晶。拉伸比为300以下时,可以提高合成树脂膜的成膜稳定性,可以提高合成树脂膜的厚度精度和宽度精度。

需要说明的是,拉伸比是通过将t形模头的唇间隙除以从t模头挤出的合成树脂膜的厚度而得到的值。就测定t形模头的唇间隙而言,使用以jisb7524为基准的间隙规(例如,株式会社nagaigauge制作所制造的jis间隙规),对t形模头的唇间隙的10处以上进行测定,计算算术平均值而求出唇间隙。此外,就从t模头挤出的合成树脂膜的厚度而言,使用千分表(例如,mitutoyo株式会社制造的signalabsdigimaticindicator)对从t模头挤出的合成树脂膜的厚度测定10处以上,可以通过求出其算术平均值而得到。

合成树脂膜的成膜速度优选为10m/分钟以上且300m/分钟以下,更优选15m/分钟以上且250m/分钟以下,特别优选15m/分钟以上且30m/分钟以下。合成树脂膜的成膜速度为10m/分钟以上时,可以使合成树脂充分地进行分子取向,可以充分地生成合成树脂的片晶。此外,合成树脂膜的成膜速度为300m/分钟以下时,可以提高合成树脂膜的成膜稳定性,可以提高合成树脂膜的厚度精度和宽度精度。

优选使从t模头挤出的合成树脂膜冷却,直到其表面温度为(合成树脂的熔点-100℃)以下。由此,可以促进合成树脂进行晶体化而生成片晶。通过对经过熔融混炼的合成树脂进行挤出,预先使构成合成树脂膜的合成树脂分子取向,通过使合成树脂膜冷却,在合成树脂进行了取向的部分中可以促进片晶的生成。

经过冷却的合成树脂膜的表面温度优选(合成树脂的熔点-100℃)以下,更优选(合成树脂的熔点-140℃)~(合成树脂的熔点-110℃),特别优选(合成树脂的熔点-135℃)~(合成树脂的熔点-120℃)。冷却后的合成树脂膜的表面温度为(合成树脂的熔点-100℃)以下时,可以充分生成构成合成树脂膜的合成树脂的片晶。

(熟化工序)

然后,对通过所述挤出工序得到的合成树脂膜进行熟化。进行合成树脂膜的熟化工序,使挤出工序中的合成树脂膜中生成的片晶生长。由此,在合成树脂膜的挤出方向上,可以形成晶体化部分(片晶)和无定形部分交替排列而成的叠层片晶结构,在下述的合成树脂膜的拉伸工序中,在片晶间(无定形部分)中发生龟裂而不是在片晶中发生龟裂,可以以该龟裂为起点形成微小的通孔(微孔部)。

合成树脂膜的熟化温度优选(合成树脂的熔点-30℃)~(合成树脂的熔点-1℃),更优选(合成树脂的熔点-25℃)~(合成树脂的熔点-5℃)。合成树脂膜的熟化温度在(合成树脂的熔点-30℃)以上时,可以使合成树脂的分子充分地取向,使片晶充分地生长。此外,合成树脂膜的熟化温度为(合成树脂的熔点-1℃)以下时,可以使合成树脂的分子充分地取向,从而使片晶充分地生长。需要说明的是,合成树脂膜的熟化温度是指合成树脂膜的表面温度。

合成树脂膜的熟化时间优选为1分钟以上,更优选为3分钟以上,特别优选为5分钟以上,最优选为10分钟以上。通过使合成树脂膜熟化1分钟以上,可以使合成树脂膜的片晶充分且均匀地生长。此外,如果熟化时间过长,则合成树脂膜可能会发生热劣化。因此,熟化时间优选30分钟以下,更优选20分钟以下。

(拉伸工序)

然后,进行对熟化工序后的合成树脂膜进行单轴拉伸的拉伸工序。拉伸工序中,合成树脂膜优选仅在挤出方向上进行单轴拉伸。

作为拉伸工序中合成树脂膜的拉伸方法,对合成树脂膜进行单轴拉伸即可,没有特别限制。例如,使用单轴拉伸装置在指定温度下对合成树脂膜进行单轴拉伸的方法等。合成树脂膜的拉伸优选通过分成多次进行逐次拉伸。通过逐次拉伸,可以抑制得到的蓄电器件用隔板的孔隙率,并降低透气阻抗。

拉伸合成树脂膜时的应变速率优选为10%/分钟以上且250%/分钟以下,更优选为30%/分钟以上且245%/分钟以下,特别优选为35%/分钟以上且240%/分钟以下。通过将合成树脂膜进行拉伸时的应变速率调整在所述范围内,使得片晶之间,在合成树脂膜的拉伸方向上以指定间隔进行排列,从而沿着合成树脂膜的厚度方向延伸的假想直线上存在的片晶之间发生规则的龟裂,二不会发生不规则的龟裂。因此,在蓄电器件用隔板中,形成大致沿厚度方向延伸的支持部(层状的晶体部分),并且微孔部尽可能形成为沿着厚度方向上连续的直线状。合成树脂膜的拉伸时的应变速率是指基于下式计算的值。需要说明的是,基于拉伸倍数λ[%]、线传送速度v[m/分钟]以及拉伸区间路径长度f[m]计算出单位时间的变形应变ε[%/分钟]。线传送速度v是指拉伸区间的入口处的合成树脂膜的传送速度。拉伸区间路径长度f是指,从拉伸区间的入口到出口的传送距离。

应变速率ε=λ×v/f

拉伸工序中,合成树脂膜的表面温度优选(合成树脂的熔点-100℃)~(合成树脂的熔点-5℃),更优选(合成树脂的熔点-30℃)~(合成树脂的熔点-10℃)。所述表面温度在所述范围内时,不会使合成树脂膜破裂,可以在片晶之间的非晶部中平稳产生龟裂,从而产生微孔部。

在拉伸工序中,合成树脂膜的拉伸倍数优选为1.5倍以上且3.0倍以下,更优选为2.0以上且2.9倍以下,特别优选为2.3以上且2.8倍以下。所述拉伸倍率在所述范围内时,可以在合成树脂膜中均匀地形成微孔部。

需要说明的是,合成树脂膜的拉伸倍率是指,将拉伸后的合成树脂膜的长度除以拉伸前的合成树脂膜的长度而得到的值。

(退火工序)

然后,进行退火工序,对拉伸工序后的合成树脂膜进行退火处理。该退火工序中,通过所述拉伸工序中施加的拉伸来缓和合成树脂膜中产生的残余应变,抑制基于对得到的蓄电器件用隔板进行加热而导致的热收缩。

退火工序中合成树脂膜的表面温度优选为(合成树脂膜的熔点-40℃)~(合成树脂的熔点-5℃)。所述表面温度为(合成树脂膜的熔点-40℃)以上时,在异常高温下可以有效抑制:由于异常高温在合成树脂膜中残留使正负极不发生短路程度的残留应力,从而异常高温时仅稍微收缩使微孔部弯曲而抑制离子等的透过性。此外,所述表面温度为(合成树脂的熔点-5℃)以下时,可以防止在拉伸工序中形成的微孔部的堵塞。

退火工序中的合成树脂膜的收缩率优选为30%以下。所述收缩率在30%以下时,在异常高温下可以有效抑制:由于异常高温在合成树脂膜中残留使正负极不发生短路程度的残留应力,从而异常高温时发生略微收缩使微孔部弯曲而抑制离子等的透过性,或者可以保持微孔部的形状。

需要说明的是,合成树脂膜的收缩率是指将退火工序时的拉伸方向的合成树脂膜的收缩长度除以拉伸工序后的拉伸方向的合成树脂膜的长度,并乘以100而得到的值。

所述拉伸工序以及该拉伸工序后的退火工序,可以反复进行数次。进行数次的拉伸工序以及退火工序的条件,以与所述记载的条件相同的条件进行即可。

发明的效果

本发明的蓄电器件用隔板的锂离子等离子透过性优异,可以构成高性能锂离子电池、电容器(capacitors)、电容器(congdenser)等蓄电器件。

本发明的蓄电器件用隔板在小角x射线散射测定(saxs)中,散射矢量q在0.0030nm-1以上且0.0080nm-1以下的范围内具有拉伸方向的第一散射峰时,即使用于高输出功率用途,也不易由发生枝晶导致的正极和负极的短路,以及放电容量的迅速降低。

本发明的蓄电器件用隔板,小角x射线散射测定(saxs)中的片晶长周期小于27nm时,耐热性优异。

本发明的蓄电器件用隔板通过泡点法测定的泡点细孔直径rbp和平均流量直径rave满足式(1)时,即使用于高输出功率用途,也不易发生由枝晶导致的正极和负极之间的短路,以及放电容量的迅速降低。

本发明的蓄电器件用隔板,孔隙率为45%以上且65%以下且比表面积为20m2/g以上且60m2/g以下时,电解质浸渍性优异。因此,可以在短时间内将所需量的电解质浸渍于蓄电器件用隔板中,可以提高电池的制造效率。

附图说明

[图1]图1是显示最大细孔直径测定时测定的细孔分布曲线的一个例子的图。

具体实施方式

以下,对本发明的实施例进行说明,但本发明不限于所述实施例。

实施例

[实施例1~5、比较例1、2]

(挤出工序)

将具有表1所示的重均分子量mw、数均分子量mn、分子量分布(mw/mn)以及熔点的均聚丙烯供给至挤出机,在表1所示的树脂温度下进行熔融混练,从安装于挤出机前端的t形模头挤出为膜状。然后,将膜的表面温度冷却至30℃,得到厚度为18μm且宽度为200mm的长条状的均聚丙烯膜。需要说明的是,制膜速度、挤出量以及拉伸比如表1所示。

(熟化工序)

然后,将均聚丙烯膜在表1所示的时间(熟化时间)内进行熟化,使得其表面温度为表1所示的熟化温度。

(第一拉伸工序)

然后,使熟化后的均聚丙烯膜的表面温度为表1所示的温度,以表1所示的应变速率和表1所示的拉伸倍率仅在挤出方向上使用单轴拉伸装置进行单轴拉伸。

(第一退火工序)

然后,将均聚丙烯膜供给至热风炉,使均聚丙烯膜的表面温度为表1所示的温度且不对均聚丙烯膜施加张力,持续移行1分钟,对均聚丙烯膜实施退火,得到长条状的蓄电器件用隔板。蓄电器件用隔板的厚度为16μm。需要说明的是,退火工序中的均聚丙烯膜的收缩率为表1所示的值。

[实施例6]

(挤出工序以及熟化工序)

以与实施例相同的要点制备均聚丙烯膜。

(第一拉伸工序)

然后,使熟化后的均聚丙烯膜的表面温度为表1所示的温度,以表1所示的应变速率,以表1所示的拉伸倍率仅在挤出方向上使用单轴拉伸装置进行单轴拉伸。

(第一退火工序)

然后,将均聚丙烯膜供给至热风炉,使均聚丙烯膜的表面温度为表1所示的温度且不对均聚丙烯膜施加张力,持续移行1分钟,对均聚丙烯膜实施退火。均聚丙烯膜的厚度为17μm。需要说明的是,第一退火工序中的均聚丙烯膜的收缩率为表1所示的值。

(第二拉伸工序)

然后,使经过第一退火工序的均聚丙烯膜的表面温度为表1所示的温度,以表1所示的应变速率和表1所示的拉伸倍率仅在挤出方向上使用单轴拉伸装置进行单轴拉伸。

(第二退火工序)

然后,将均聚丙烯膜供给至热风炉,使均聚丙烯膜的表面温度为表1所示的温度且不对均聚丙烯膜施加张力,持续移行1分钟,对均聚丙烯膜实施退火得到长条状的合成树脂微多孔膜。合成树脂微多孔膜的厚度为16μm。需要说明的是,第二退火工序中的均聚丙烯膜的收缩率为表1所示的值。

[评价]

对于得到的合成树脂微多孔膜,按照所述要点测定透气阻抗、孔隙率、厚度、泡点细孔直径rbp、平均流量直径rave、比表面积和最大细孔直径,将结果显示于表1中。

关于得到的蓄电器件用隔板,进行了小角x射线散射测定(saxs),第一散射峰的散射矢量q的值显示于表1。

关于得到的蓄电器件用隔板,进行小角x射线散射测定(saxs)以测量片晶长周期,结果显示于表1。

关于得到的蓄电器件用隔板,按照以下要点测定直流电阻、绝缘击穿电压、耐枝晶性、热收缩率和电解质浸渍性,结果显示于表1。

(直流电阻)

基于下述方式制备正极以及负极,制备小型电池。对得到的小型电池进行直流电阻的测定。

<正极的制备方法>

将li2co3与ni0.5co0.2mn0.3(oh)2所表示的共沉淀氢氧化物在石川式擂溃研钵中进行混合,并且使得li与过渡金属整体的摩尔比成为1.08:1。然后,在空气气氛中,在950℃下进行20小时热处理,然后粉碎,由此得到平均二次粒径为约12μm的li1.04ni0.5co0.2mn0.3o2作为正极活性物质。

将以所述方式得到的正极活性物质、作为导电助剂的乙炔黑(电气化学工业株式会社制造,商品名“hs-100”)以及作为粘合剂的聚偏二氟乙烯(kureha株式会社制造,商品名“#7208”)以91:4.5:4.5(质量%)的比例进行混合,将该混合物添加至n-甲基-2-吡咯烷酮中,进行混合,制备浆料状的溶液。通过刮刀法将该浆料状溶液涂布于铝箔(东海东洋alumi贩卖株式会社制造,厚度20μm)并干燥。浆料状溶液涂布量为1.6g/cm3。对铝箔进行压制并切断,制备正极。

<负极的制备方法>

将钛酸锂(石原产业株式会社制造,商品名“xa-105”,中值粒径:6.7μm)、作为导电助剂的乙炔黑(商品名hs-100,电气化学工业株式会社制造)、作为粘合剂的聚偏二氟乙烯(商品名“#7208”,kureha株式会社制造)以90∶2∶8(质量%)的比例混合。将该混合物添加至n-甲基-2-吡咯烷酮中进行混合,制备浆料状的溶液。通过刮刀法将该糊状的溶液涂布于铝箔(东海东洋铝业贩卖株式会社制造,厚度20μm)并进行干燥。浆料状的溶液涂布量为2.0g/cm3。对铝箔进行压制并切断,制备负极。

<直流电阻的测定>

将正极冲切为直径14mm的圆形,将负极冲切为直径15mm的圆形。小型电池是通过蓄电器件用隔板存在于正极与负极之间的状态下使蓄电器件用隔板含浸于电解液而构成。

作为电解液,使用如下得到的电解液:将六氟化磷酸锂(lipf6)溶解于碳酸乙烯酯(ec)与碳酸二乙酯(dec)的体积比为3:7的混合溶剂中并使其浓度为1m。

就小型电池的充电而言,以0.2ma/cm2的电流密度进行充电直到达到预先设定的上限电压。就放电而言,以0.2ma/cm2的电流密度进行放电直到达到预先设定的下限电压。上限电压为2.7v,下限电压为2.0v。将第一次循环得到的放电容量作为电池的初期容量。然后,进行充电至初期容量的30%,然后分别对以60ma(i1)放电10秒钟时的电压(e1)以及以144ma(i2)放电10秒钟时的电压(e2)。

使用所述测定值,通过下式计算30℃的直流电阻(rx)。

rx=|(e1-e2)/放电电流(i1-i2)|

(绝缘击穿电压)

蓄电器件用隔板的绝缘击穿电压使用绝缘击穿测试仪(山崎产业株式会社制造,商品名“hat-300-100rho”),按照以下顺序进行测定。具体而言,首先,从蓄电装置用隔板切出边长为100mm的平面正方形的试验片。对试验片进行慢电流处理。使上部电极(sus制造)与形成于试验片上表面中心的直径约25mm的标记接触,并且通过使下部电极(sus制造)与试验片的下表面接触,测量绝缘击穿电压。就测量条件而言,气氛气体介质为空气,测试温度为25℃,相对湿度为50%,加热速度为100v/秒钟。准备三个试验片,将各试验片的绝缘击穿电压的算术平均值作为蓄电装置用隔板的绝缘击穿电压。

(耐枝晶性)

基于下述条件制备正极以及负极后,制造小型电池。对得到的小型电池进行耐枝晶性的评价。

<正极的制备方法>

将li2co3与ni0.33co0.33mn0.33(oh)2所表示的共沉淀氢氧化物在石川式擂溃研钵中进行混合,并使li与过渡金属整体的摩尔比为1.08:1。然后,在空气气氛中在950℃进行20小时热处理后再进行粉碎,由此得到平均二次粒径为约12μm的li1.04ni0.33co0.33mn0.33o2。

将如上所述得到的正极活性物质、作为导电助剂的乙炔黑(电气化学工业株式会社制造,商品名“hs-100”)以及作为粘合剂的聚偏二氟乙烯(kureha株式会社制造,商品名“#7208”)以92:4:4(质量%)的比例进行混合以制备混合物。将该混合物添加至n-甲基-2-吡咯烷酮中并进行混合,制备浆料状溶液。通过刮刀法将该糊状溶液涂布于铝箔(东海东洋铝业贩卖株式会社制造,厚度15μm)并干燥。浆料状溶液的涂布量为2.9g/cm3。对铝箔进行压制以制备正极。

<负极的制备方法>

将作为负极活性物质的天然石墨(平均粒径10μm)、作为导电助剂的乙炔黑(电气化学工业株式会社制造,hs-100),作为粘合剂的聚偏二氟乙烯(kureha株式会社制造,商品名“#7208”)以95.7∶0.5∶3.8(质量%)的比例混合以制备混合物。将该混合物添加至n-甲基-2-吡咯烷酮中并进行混合,制备浆料状溶液。通过刮刀法将该浆料状溶液涂布于压延铜箔(日本制箔株式会社制造,厚度10μm)并干燥。浆料状溶液涂布量为1.5g/cm3。对压延铜箔进行压制以制备负极。

<耐枝晶性的测定>

将正极冲切为直径14mm的圆形,将负极冲切为直径15mm的圆形,准备电极。小型电池通过将蓄电器件用隔板设置于正极与负极之间,向蓄电器件用隔板添加电解液而构成。需要说明的是,作为电解液,使用如下得到的电解液:将六氟化磷酸锂(lipf6)溶解于碳酸乙烯酯(ec)与碳酸二乙酯(dec)的体积比为3:7的混合溶剂中并使其浓度为1m。就小型电池的充电而言,以0.2ma/cm2的电流密度进行充电直到上限电压4.6v。将所述小型电池放入60℃的送风烘箱中,观察6个月间的电压变化。经过6个月后,确认了小型电池中是否发生了正负极之间的短路。

按照上述要点对三个小型电池进行评价,确认正极和负极之间是否发生短路,基于发生短路的电池数量来评价。

a...0个

b...1个

c...2个或3个

(热收缩率)

在23℃下,从蓄电器件用隔板上切出边长为12cm的平面正方形的试验片。调整试验片的任一侧使其与挤出方向(md)一致。在试验片的中央部,描绘长度为10cm的直线l、l,使它们彼此垂直。调整直线l、l,使它们平行于试验片的边缘。为了拉伸在试验片中产生的褶皱,将边长为15cm的平面正方形夹入2片厚度为2mm的蓝色浮法玻璃板之间。在该状态下,使用二维测量机(chenway株式会社制造的cw-2515n),测量在23℃下描绘于试验片的直线l、l,长度读取精确到1/10μm。将两条直线l和l的长度的算术平均值定义为直线l的初始长度l0。然后,从蓝色浮法玻璃板中取出试验片。将试验片在设定为105℃的恒温浴槽中(asone株式会社制造的商品名为“of-450b”)中放置1小时后取出。为拉伸在试验片中产生的褶皱,将边长为15cm的平面正方形夹入两片厚度为2mm的蓝色浮法玻璃板之间。在该状态下,使用二维测量机(chenway株式会社制造的cw-2515n)测定23℃下绘制于试验片上的直线l、l,长度读取精确到1/10μm。将两根直线l、l的长度的算数平均值作为直线l的加热后长度l1。基于下式计算热收缩率。

热收缩率(%)=100×(初期长度l0-加热后长度l1)/初期长度l0

(电解液浸渍性)

将白纸(kokuyo株式会社制造名称“kb纸kb-39n”)载置于水平放置的平滑玻璃板上,蓄电器件用隔板重叠放置在白纸上。然后,使用微量移液器在蓄电器件用隔板的上表面滴加100μl电解液,使其为大致圆形。电解质使用富山药品工业株式会社的商品名为“lipaste-3e7mec/pf1”,组分为ec(碳酸乙烯酯):mec(碳酸甲乙酯)=3:7(体积比)/lipf6(六氟磷酸锂)1.0m)的市售电解液。在将电解液滴到蓄电器件用隔板的上表面之后,测定:电解液透过蓄电器件用隔板渗入白纸的电解液痕迹的大小(面积)与蓄电池用隔板的上表面展开的电解液相同的大小相同时所用的时间,并将其作为电解液浸渍时间。

工业实用性

本发明的蓄电器件用隔板的锂离子、钠离子、钙离子、镁离子等离子透过性优异,可以有效地抑制枝晶的形成。因此,该蓄电器件用隔板适合用作蓄电器件用隔板。

(相关申请的交叉引用)

本申请基于2017年11月10日提交的日本专利申请第2017-217848号、2017年11月10日提交的日本专利申请第2017-217849号、2017年11月10日提交的日本专利申请第2017-217850号以及2017年11月10日提交的日本专利申请第2017-217851号主张优先权,该申请的公开内容通过引用整体并入本文。

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