非水电解质电池用隔膜及非水电解质电池的制作方法_4

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介质,使用了微量的非离子性表面活性剂"TritonX-100" 作为分散剂。将由此得到的体积粒度分布中的中心粒子径050)作为平均粒径。
[0107] 填料在粘接性多孔层中的含量,相对于粘接性树脂优选为1质量%以上90质量% 以下。若填料的含量为1质量%以上,则容易将动摩擦系数及Rz调节为上文说明的范围, 对于赋予滑动性、改善工艺成品率是有利的,电解液的保持也更优异。另外,若填料的含有 比率为90质量%以下,则能获得与电极的粘接性、和工艺成品率、和电解液的保持性的均 衡性,从这方面考虑是优选的。
[0108] 关于填料的含量,从适当地控制动摩擦系数及Rz、谋求与电极的粘接性和工艺成 品率和电解液的保持性的均衡性的观点考虑,填料的含量更优选为20质量%以上80质 量%以下。
[0109][隔膜的各特性]
[0110] 从机械强度和制成电池时的能量密度的观点考虑,本发明的非水电解质电池用隔 膜的整体的膜厚优选为5ym?35ym。
[0111] 从机械强度、处理性、及离子透过性的观点考虑,本发明的非水电解质电池用隔膜 的孔隙率优选为30 %?60 %。
[0112] 从机械强度与薄膜电阻的均衡性优异方面考虑,本发明的非水电解质电池用隔膜 的Gurley值(JISP8117)优选为50秒/100cc ?800秒/100cc。
[0113] 对于本发明的非水电解质电池用隔膜而言,从离子透过性的观点考虑,多孔基材 的Gurley值与在上述多孔基材上设置了粘接性多孔层而成的隔膜的Gurley值之差优选为 300秒/100cc以下,更优选为150秒/100cc以下,进一步优选为100秒/100cc以下。
[0114] 从电池的负荷特性的观点考虑,本发明的非水电解质电池用隔膜的薄膜电阻优选 为lohm?cm2?lOohm?cm2。此处,所谓薄膜电阻,是将电解液含浸到隔膜中时的电阻值, 其利用交流法测定。电阻值当然根据电解液的种类、温度的不同而有所不同,但上述的数值 是使用1MLiBF4-碳酸1,2_亚丙酯/碳酸亚乙酯(质量比1/1)作为电解液,在20°C下测 得的数值。
[0115] 从离子透过性的观点考虑,本发明的非水电解质电池用隔膜的弯曲度 (tortuosity)优选为L 5?2. 5〇
[0116][隔膜的制造方法]
[0117] 本发明的非水电解质电池用隔膜例如可利用以下方法来制造:将包含聚偏二氟乙 烯系树脂等树脂的涂布液涂布到多孔基材上而形成涂布层,接下来使涂布层的树脂固化, 由此,在多孔基材上一体地形成粘接性多孔层。
[0118] 以下,针对用聚偏二氟乙烯系树脂形成粘接性多孔层的情况进行说明。
[0119] 使用了聚偏二氟乙烯系树脂作为粘接性树脂的粘接性多孔层例如可利用以下的 湿式涂布法合适地形成。
[0120] 湿式涂布法是进行以下工序而在多孔基材上形成多孔层的制膜法:工序(i),将 聚偏二氟乙烯系树脂溶解于适当的溶剂中,从而配制涂布液;工序(ii),将该涂布液涂布 到多孔基材上;工序(iii),通过将该多孔基材浸渍到适当的凝固液中,从而诱发相分离, 并使聚偏二氟乙烯系树脂固化;工序(iv),水洗;及工序(v),干燥。适于本发明的湿式涂布 法的详细情况如下所述。
[0121] 作为用于配制涂布液的、用于溶解聚偏二氟乙烯系树脂的溶剂(以下也称为"良 溶剂"),可优选使用N-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、二甲基甲酰胺等极性 酰胺溶剂。
[0122] 从形成良好的多孔结构的观点考虑,优选除了混合良溶剂之外还混合诱发相分离 的相分离剂。作为相分离剂,可举出水、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、丁二醇、乙二醇、丙二醇、三 丙二醇等。相分离剂优选以可确保适于涂布的粘度的范围而被添加。
[0123] 作为溶剂,从形成良好的多孔结构的观点考虑,包含60?95质量%的良溶剂、5? 40质量%的相分离剂的混合溶剂是优选的。
[0124] 从形成良好的多孔结构的观点考虑,聚偏二氟乙烯系树脂优选以3质量%?10质 量%的浓度被包含在涂布液中。
[0125]当在粘接性多孔层中含有填料、其他成分时,其可被混合或溶解于涂布液中。
[0126] 凝固液通常由涂布液的配制中使用的良溶剂和相分离剂、及水构成。在生产上,优 选地,良溶剂与相分离剂的混合比与在聚偏二氟乙烯系树脂的溶解中使用的混合溶剂的混 合比匹配。从多孔结构的形成及生产率的观点考虑,水的浓度为40质量%?90质量%是 适当的。凝固液的温度优选为0?43°C。
[0127] 涂布液向多孔基材的涂布可应用迈耶棒(mayerbar)、模涂布机、逆转辊涂布机、 凹版涂布机等现有的涂布方式。当将粘接性多孔层形成在多孔基材的两面上时,从生产率 的观点考虑,优选在两面同时向基材涂布涂布液。
[0128] 粘接性多孔层除了可利用上述的湿式涂布法制造以外,也可利用干式涂布法制 造。此处,所谓干式涂布法,例如为以下方法:将包含聚偏二氟乙烯系树脂和溶剂的涂布液 涂布到多孔基材上,使该涂布层干燥,挥发除去溶剂,由此得到多孔层。但是,干式涂布法与 湿式涂布法相比,涂布层容易变得致密,因此,从可得到良好的多孔结构方面考虑,优选湿 式涂布法。
[0129] 本发明的非水电解质电池用隔膜也可通过以下方法来制造:将粘接性多孔层以独 立的片材形式来制作,将该粘接性多孔层重叠在多孔基材上,利用热压接、粘接剂进行复合 化。作为将粘接性多孔层以独立的片材的形式来制作的方法,可举出以下方法:将包含树脂 的涂布液涂布到剥离片材上,应用上述的湿式涂布法或干式涂布法形成粘接性多孔层,从 剥离片材上剥离粘接性多孔层。
[0130] 〈非水电解质电池〉
[0131] 本发明的非水电解质电池是通过锂的掺杂?脱掺杂而获得电动势的非水电解质电 池,其设置有正极、负极、和上文中说明的本发明的非水电解质电池用隔膜而被构成。需要 说明的是,掺杂是指,吸藏、载带、吸附、或嵌入(intercalation),是指锂离子进入到正极等 的电极的活性物质中的现象。
[0132] 非水电解质电池具有将电池单元封入到外部封装材料内而成的结构,所述电池单 元是在负极与正极隔着隔膜对置而成的结构体中含浸电解液而得到的。本发明的非水电解 质电池优选为非水电解质二次电池,特别优选为锂离子二次电池。
[0133] 本发明的非水电解质电池通过具有上文说明的本发明的非水电解质电池用隔膜 作为隔膜,从而电极与隔膜间的粘接性优异,而且制造工序中的成品率高,电解液的保持性 也优异。因此,本发明的非水电解质电池呈现稳定的循环特性。
[0134] 正极可以是包含正极活性物质及粘结剂树脂的活性物质层成型于集电体上而得 到的结构。活性物质层还可以包含导电助剂。
[0135] 作为正极活性物质,可举出例如含有锂的过渡金属氧化物等,具体而言,可举
【主权项】
1. 非水电解质电池用隔膜,其具有多孔基材、和被设置在所述多孔基材的单面或两面 上的粘接性多孔层,所述粘接性多孔层包含粘接性树脂, 粘接性多孔层的表面的动摩擦系数为0. 1以上0. 6以下,十点平均粗糙度(Rz)为 LOym以上8. Oym以下。
2. 如权利要求1所述的非水电解质电池用隔膜,其中,所述粘接性树脂的重均分子量 为30万以上300万以下。
3. 如权利要求1或2所述的非水电解质电池用隔膜,其中,所述粘接性树脂是至少共聚 有偏二氟乙烯和六氟丙烯的共聚物,是以摩尔基准计,包含〇. 1 %以上5%以下的来自六氟 丙烯的结构单元的聚偏二氟乙烯系树脂。
4. 如权利要求1?3中任一项所述的非水电解质电池用隔膜,其中,所述粘接性多孔层 包含填料,所述动摩擦系数为0. 1以上0. 4以下,十点平均粗糙度Rz为1. 5 μ m以上8. 0 μ m 以下。
5. 如权利要求1?3中任一项所述的非水电解质电池用隔膜,其中,所述粘接性多孔 层中,填料的含量为相对于所述粘接性树脂而言小于1质量%,所述动摩擦系数为〇. 2以上 0. 6以下,十点平均粗糙度Rz为I. 0 μπι以上6. 0 μπι以下。
6. 非水电解质电池,其具有正极、负极、和被配置在所述正极和所述负极之间的权利要 求1?5中任一项所述的非水电解质电池用隔膜,所述非水电解质电池通过锂的掺杂?脱 掺杂而获得电动势。
【专利摘要】本发明提供一种非水电解质电池用隔膜,其具有多孔基材、和被设置在上述多孔基材的单面或两面上的粘接性多孔层,所述粘接性多孔层包含粘接性树脂,多孔基材的具有粘接性多孔层的表面的动摩擦系数为0.1以上0.6以下,十点平均粗糙度(Rz)为1.0μm以上8.0μm以下。
【IPC分类】H01M2-16
【公开号】CN104521030
【申请号】CN201380040439
【发明人】吉富孝
【申请人】帝人株式会社
【公开日】2015年4月15日
【申请日】2013年7月30日
【公告号】US20150207122, WO2014021293A1
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