非水系二次电池功能层用浆料组合物、非水系二次电池用间隔件以及非水系二次电池的制作方法

本发明涉及非水系二次电池功能层用浆料组合物、非水系二次电池用间隔件以及非水系二次电池。

背景技术：

1、锂离子二次电池等非水系二次电池(以下，有时称为“二次电池”)具有小型、轻质且能量密度高、还能够反复充放电的特性，被用于广泛的用途。

2、在此，二次电池通常具有电极(正极和负极)、以及隔离正极与负极以防止正极与负极之间短路的间隔件。在此，作为间隔件，一直以来使用在间隔件基材的表面设置用于提高耐热性和强度的多孔膜层、以提高与电极的黏合性为目的的黏合层等用于对电池构件赋予规定的功能的层(以下，有时将这些统称为“非水系二次电池用功能层”或“功能层”)而成的间隔件。

3、而且，功能层通过将例如包含非溶解性聚合物等成分的非水系二次电池功能层用浆料组合物(以下，有时称为“浆料组合物”)涂敷在间隔件基材等基材上、将基材上的涂膜干燥来形成。

4、因此，近年来，为了实现二次电池的性能的进一步提高，正在尝试改良用于形成功能层的浆料组合物。

5、具体而言，在专利文献1中公开了一种功能层用浆料组合物，该功能层用浆料组合物包含作为具有规定的官能团的聚合物的非溶解性聚合物和体积平均粒径在规定的范围内的三聚氰胺化合物，三聚氰胺化合物在非溶解性聚合物和三聚氰胺化合物的合计中所占的比例在规定的范围内。而且，根据专利文献1的功能层用浆料组合物，能够形成能够与间隔件基材牢固地密合的功能层，并且能够提高二次电池的倍率特性。

6、现有技术文献

7、专利文献

8、专利文献1：国际公开第2020/040163号。

技术实现思路

1、发明要解决的问题

2、在此，对于二次电池，要求充分抑制内部短路时的发热。而且，对于二次电池，还要求为了发挥优异的电池特性而降低内阻。

3、即，要求充分抑制二次电池在内部短路时的发热并且降低内阻的新技术。

4、因此，本发明的目的在于提供一种非水系二次电池功能层用浆料组合物，其能够形成能够抑制非水系二次电池在内部短路时的发热并且能够降低非水系二次电池的内阻的功能层。

5、此外，本发明的目的在于提供一种非水系二次电池用间隔件，其具有能够抑制非水系二次电池在内部短路时的发热并且能够降低非水系二次电池的内阻的功能层。

6、而且，本发明的目的在于提供一种内部短路时的发热抑制优异且降低了内阻的非水系二次电池。

7、用于解决问题的方案

8、本发明人以解决上述问题为目的进行了深入研究。然后，本发明人发现，如果使用下述浆料组合物，上述浆料组合物含包含发泡剂颗粒的功能性颗粒、非溶解性聚合物、热分解温度为规定的值以上的溶解性聚合物、以及溶剂，并且非溶解性聚合物和溶解性聚合物相对于功能性颗粒的量比分别在规定的范围内，则能够抑制二次电池在内部短路时的发热并且降低非水系二次电池的内阻，从而完成了本发明。

9、即，本发明的目的在于有利地解决上述问题，根据本发明，可提供下述(1)～(9)的非水系二次电池功能层用浆料组合物、下述(10)的非水系二次电池用间隔件、以及下述(11)～(12)的非水系二次电池。

10、(1)一种非水系二次电池功能层用浆料组合物，其包含功能性颗粒、非溶解性聚合物、溶解性聚合物以及溶剂，上述功能性颗粒包含发泡剂颗粒，上述非溶解性聚合物的含量相对于100质量份的上述功能性颗粒为1质量份以上且10质量份以下，上述溶解性聚合物的含量相对于100质量份的上述功能性颗粒为1质量份以上且10质量份以下，上述溶解性聚合物的热分解温度为130℃以上。

11、像这样，如果使用含包含发泡剂颗粒的功能性颗粒、非溶解性聚合物、热分解温度为130℃以上的溶解性聚合物以及溶剂，并且非溶解性聚合物和溶解性聚合物相对于功能性颗粒的量比分别在上述范围内的浆料组合物，则能够制作能够形成在内部短路时的发热抑制优异且降低了内阻的非水系二次电池的功能层。

12、另外，在本发明中，聚合物为“非溶解性”的意思是聚合物在浆料组合物所包含的溶剂中是非溶解性的，是指在温度25℃将0.5g的聚合物溶解于100g的该溶剂时，溶剂中的不溶成分量为50质量％以上。

13、此外，在本发明中，聚合物为“溶解性”的意思是聚合物在浆料组合物所包含的溶剂中是溶解性的，是指在温度25℃将0.5g的聚合物溶解于100g的该溶剂时，溶剂中的不溶成分量小于50质量％。

14、而且，在本发明中，“溶剂中的不溶成分量”能够使用实施例中记载的方法进行测定。

15、进而，在本发明中，溶解性聚合物的“热分解温度”能够使用本说明书的实施例中记载的方法进行测定。

16、在此，在本发明中，“功能性颗粒”是指由用于提高功能层的耐热性和/或强度的非导电性颗粒和因热分解而产生不燃性气体的发泡剂颗粒构成的概念。即，在本发明中，即使“非溶解性聚合物”为颗粒状也不包含在“功能性颗粒”中。

17、(2)根据上述(1)所述的非水系二次电池功能层用浆料组合物，其中，上述溶解性聚合物选自纤维素衍生物、聚乙烯醇以及聚丙烯酸化合物。

18、像这样，如果使用包含选自纤维素衍生物、聚乙烯醇以及聚丙烯酸化合物的溶解性聚合物的浆料组合物，则能够制作能够形成在内部短路时的发热抑制优异且降低了内阻的非水系二次电池的功能层。

19、(3)根据上述(1)或(2)所述的非水系二次电池功能层用浆料组合物，其中，上述非溶解性聚合物具有选自羧酸基、羟基、氨基、环氧基、唑啉基、磺酸基、腈基、酯基以及酰胺基中的至少一种官能团。

20、像这样，如果使用具有上述官能团中的至少任一种的非溶解性聚合物，则能够进一步抑制二次电池在内部短路时的发热并且进一步降低二次电池的内阻。

21、(4)根据上述(1)～(3)中任一项所述的非水系二次电池功能层用浆料组合物，其中，上述发泡剂颗粒的热分解温度为150℃以上且450℃以下。

22、像这样，如果发泡剂颗粒的热分解温度在上述范围内，则能够进一步抑制二次电池在内部短路时的发热并且进一步降低二次电池的内阻。

23、另外，在本发明中，发泡剂颗粒的“热分解温度”能够使用本说明书的实施例中记载的方法进行测定。

24、(5)根据上述(1)～(4)中任一项所述的非水系二次电池功能层用浆料组合物，其中，上述发泡剂颗粒在400℃的发泡量以25℃、一个大气压换算计为10cm3/g以上。

25、像这样，如果发泡剂颗粒在400℃的发泡量以25℃、一个大气压换算计为10cm3/g以上，则能够进一步抑制二次电池在内部短路时的发热并且进一步降低二次电池的内阻。

26、另外，在本发明中，发泡剂颗粒在400℃的“发泡量”能够使用本说明书的实施例中记载的方法进行测定。

27、此外，在本发明中，“一个大气压”是指101325pa。

28、(6)根据上述(1)～(5)中任一项所述的非水系二次电池功能层用浆料组合物，其中，上述发泡剂颗粒为三聚氰胺化合物。

29、像这样，如果浆料组合物包含三聚氰胺化合物作为发泡剂颗粒，则能够进一步抑制二次电池在内部短路时的发热并且进一步降低二次电池的内阻。

30、(7)根据上述(6)所述的非水系二次电池功能层用浆料组合物，其中，上述三聚氰胺化合物为三聚氰胺氰尿酸盐。

31、像这样，如果浆料组合物包含三聚氰胺氰尿酸盐作为发泡剂颗粒，则能够进一步抑制二次电池在内部短路时的发热并且进一步降低二次电池的内阻。

32、(8)根据上述(1)～(7)中任一项所述的非水系二次电池功能层用浆料组合物，其中，上述非溶解性聚合物的含量相对于上述溶解性聚合物的含量的质量比大于0.30且小于6.0。

33、像这样，如果非溶解性聚合物的含量与溶解性聚合物的含量的质量比(以下，有时简称为“非溶解性聚合物/溶解性聚合物(质量比)”)在上述范围内，则能够进一步抑制二次电池在内部短路时的发热并且进一步降低二次电池的内阻。

34、(9)根据上述(1)～(8)中任一项所述的非水系二次电池功能层用浆料组合物，其中，上述非水系二次电池功能层用浆料组合物还包含润湿剂。

35、像这样，如果浆料组合物还包含润湿剂，则能够进一步抑制二次电池在内部短路时的发热并且进一步降低二次电池的内阻。

36、(10)一种非水系二次电池用间隔件，其具有间隔件基材和在上述间隔件基材上的功能层，上述功能层为上述(1)～(9)中任一项所述的非水系二次电池功能层用浆料组合物的干燥物。

37、像这样，如果使用具有将上述(1)～(9)中任一项所述的浆料组合物干燥而得到的功能层的间隔件，则能够进一步抑制二次电池在内部短路时的发热并且进一步降低二次电池的内阻。

38、(11)一种非水系二次电池，其具有正极、负极、间隔件以及电解液，上述间隔件为上述(10)所述的非水系二次电池用间隔件。

39、像这样，具有上述(10)所述的非水系二次电池用间隔件的非水系二次电池的内部短路时发热抑制优异且内阻降低。

40、(12)根据上述(11)所述的非水系二次电池，其中，上述正极包含正极活性物质，上述正极活性物质是以lixniymnzco(1-y-z)o2的组成式表示的锂金属复合氧化物，式中，0.95≤x≤1.2，0.70≤y≤0.95，z＞0，1-y-z＞0。

41、像这样，如果使用上述组成式所表示的锂金属复合氧化物作为正极所包含的正极活性物质，则能够使二次电池高容量化。

42、发明效果

43、根据本发明，能够提供一种非水系二次电池功能层用浆料组合物，其能够形成能够抑制非水系二次电池在内部短路时的发热并且能够降低非水系二次电池的内阻的功能层。

44、此外，根据本发明，能够提供一种非水系二次电池用间隔件，其具有抑制非水系二次电池在内部短路时的发热并且能够降低非水系二次电池的内阻的功能层。

45、而且，根据本发明，能够提供一种内部短路时的发热抑制优异且内阻降低的非水系二次电池。