非水系二次电池用隔膜及非水系二次电池的制作方法_4

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0/60的质量比(环状碳酸酯/ 链状碳酸酯)混合、并溶解〇. 5M~1. 5M的锂盐而得的电解液。
[0143] 作为外部封装材料,可举出金属外壳、铝层压膜制包装等。电池的形状包括方型、 圆筒型、纽扣型等,本发明的隔膜为任一形状均可。
[0144] 本发明的非水系二次电池例如可通过下述方法来制造:将本发明的隔膜配置在正 极与负极之间而形成层叠体,在该层叠体中含浸电解液并将其收纳于外部封装材料(例如 铝层压膜制包装)中,从上述外部封装材料之上对上述层叠体进行加压。
[0145] 关于在正极与负极之间配置隔膜的方式,可以是将正极、隔膜、负极按照所述顺序 至少逐层层叠的方式(所谓堆叠(stack)方式),也可以是将正极、隔膜、负极、隔膜按照所 述顺序重叠、并沿长度方向卷绕的方式。
[0146]实施例
[0147] 以下,结合实施例来说明本发明。但是,本发明并不限定于以下实施例。
[0148] [测定方法]
[0149] 以下,对本发明的实施例中采用的测定方法进行说明。
[0150] (膜厚)
[0151] 膜厚使用接触式的厚度计(LITEMATIC,Mitutoyo公司制)进行测定。使用直径为 5_的圆柱状的测定端子,进行调整以使得在测定中施加7g的载荷,求出20个点的厚度的 平均值。
[0152](单位面积重量)
[0153] 将样品切成10cmX30cm,测定其质量。将质量除以面积从而求出单位面积重量。
[0154](涂布量)
[0155] 从隔膜的单位面积重量中减去多孔基材的单位面积重量从而求出耐热性多孔层 的总质量,然后,从加入量算出有机粘结剂及无机填料的质量。
[0156](孔隙率)
[0157] 构成材料包含a、b、c. . .、n,构成材料的质量为Wa、Wb、Wc. . .、Wn(g/cm2),各构成 材料的真密度为da、db、dc.. .、dn(g/cm3),将关注的层的膜厚记为t(cm),此时,通过下式求 出孔隙率e(% )。
[0158] e= {1-(ffa/da+ffb/db+ffc/dc+. . . +ffn/dn)/t}X100
[0159](膜电阻)
[0160] 将样品切成2. 6cmX2. 0cm的尺寸。将切出的样品浸渍于溶解有3质量%的非离 子性表面活性剂(花王公司制;EMULGEN210P)的甲醇溶液中,风干。将厚度为20ym的铝 箱切成2.OcmX1. 4cm,安装极耳。准备2片该铝箱,将切出的隔膜以铝箱不短路的方式夹在 铝箱之间。作为电解液,使用将1M的LiBF4溶解在碳酸1,2_亚丙酯和碳酸亚乙酯以1 : 1 的质量比混合而得的溶剂中而成的电解液,在上述样品中含浸该电解液。以极耳伸出到铝 包装外的方式将其减压封入铝层压体包装中。以铝箱中样品为1片、2片、3片的方式分别 制作上述单元电池。将该单元电池放入20°C的恒温槽中,采用交流阻抗法,在振幅为10mV、 频率为100kHz的条件下测定该单元电池的电阻。将测得的单元电池的电阻值相对于样品 的片数绘图,对该图进行线性拟合,求出斜率。将该斜率乘以电极面积2.OcmX1. 4cm,求出 每1片隔膜的膜电阻(ohm?cm2)。将该膜电阻作为离子透过性的指标,可以判断膜电阻越 低,离子透过性越良好。
[0161] (Gurley值)
[0162] 对于隔膜的Gurley值,按照JISP8117,使用Gurley式透气度测定仪(G-B2C,东 洋精机公司制)进行测定。
[0163](迂曲度)
[0164] 对于用作样品的隔膜,通过上述方法测定膜电阻和孔隙率,通过下式算出迂曲度 T〇
[0165] X = {(Rm? e ) / ( P ?t)}1/2
[0166] 此处,Rm为膜电阻(ohm?cm2),e为孔隙率(% ),P为电解液的电阻率(ohm?〇!!), t为膜厚Um)。本发明中,于20°C下使用1M的LiBF4碳酸1,2_亚丙酯/碳酸亚乙酯(质 量比为1/1)作为电解液,该情况下的P为2. 663X102〇hm?cm。
[0167](流动伸长率变形温度)
[0168] 对于热塑性树脂的流动伸长率变形温度,将由热塑性树脂形成的多孔基材沿MD 方向及I'D方向切成3mm宽X16mm长,在把持样品的长度方向的一端、以19. 6mN的施加 载荷向另一端施加载荷的状态下,以升温速度为5°C/min的条件进行TMA(热机械分析, ThermomechanicalAnalysis)。由此,可获得以温度为横轴、以各温度下的样品长度为纵轴 进行绘图而制成的MD方向及TD方向的TMA图。然后,算出MD方向及TD方向的TMA图中 伸长率成为15%处的温度的平均值。
[0169][实施例1]
[0170] 将水系乳液(其中包含含有聚偏二氟乙烯系树脂的微粒)、平均粒径为880nm的 氢氧化镁、羧甲基纤维素(CMC)、离子交换水及2-丙醇均匀分散,由此制作固态成分浓度为 24. 8质量%的涂布液(水系分散物)。需要说明的是,在涂布液中,进行调整以使得无机填 料、含有聚偏二氟乙烯系树脂的微粒、及CMC的质量比为96/3/1、使得离子交换水及2-丙醇 的质量比为72. 8/27. 2。此外,作为聚偏二氟乙烯系树脂,使用平均粒径为250nm的、由偏二 氟乙烯共聚物(偏二氟乙烯成分为95mol% ) 70质量%和丙烯酸聚合物30质量%的混合物 形成的聚偏二氟乙烯系树脂。
[0171] 使用#6棒涂机将得到的涂布液等量涂布于聚乙烯微多孔膜(膜厚为9iim,GUrley 值为152秒/lOOcc,孔隙率为43%,聚乙烯的流动伸长率变形温度为140. 4°C)的两面,于 60 °C进行干燥。
[0172] 由此,得到在聚乙烯微多孔膜的两面一体地形成有耐热性多孔层(其包含含有聚 偏二氟乙烯系树脂的微粒和无机填料)的本发明的非水系二次电池用隔膜。表1中,关于 实施例1的隔膜,示出耐热性多孔层中的有机粘结剂的种类、无机填料的种类、耐热性多孔 层的形成面、无机填料的含量、有机粘结剂的含量及涂布量,一并汇总示出作为复合膜的隔 膜的单位面积重量、迂曲度、膜厚、孔隙率、Gurley值、基材的Gurley值与复合膜的Gurley 值之差、膜电阻、基材的膜电阻与复合膜的膜电阻之差。需要说明的是,对于下文所述的实 施例及比较例,也同样地汇总示于表1中。
[0173][实施例2]
[0174] 将水系乳液(其中包含含有聚偏二氟乙烯系树脂的微粒)、平均粒径为880nm的 氢氧化镁、羧甲基纤维素(CMC)、及离子交换水均匀分散,由此制作固态成分浓度为24. 8质 量%的涂布液(水系分散物)。需要说明的是,在涂布液中,进行调整以使得无机填料、含有 聚偏二氟乙烯系树脂的微粒、及CMC的质量比为94. 0/5. 0/1. 0。此外,作为聚偏二氟乙烯系 树脂,使用平均粒径为250nm的、由偏二氟乙烯共聚物(偏二氟乙烯成分为95mol% ) 70质 量%和丙烯酸聚合物30质量%的混合物形成的聚偏二氟乙烯系树脂。
[0175] 作为多孔基材,使用膜厚为12ym、Gurley值为243秒/100cc、孔隙率为36%、聚 乙烯的流动伸长率变形温度为137. 4°C的聚乙烯微多孔膜。对该多孔基材的表面实施电晕 放电处理后,使用微型凹版涂布机将上述涂布液涂布于该多孔基材的单面,于60°C进行干 燥。
[0176] 由此,得到在聚乙烯微多孔膜的单面一体地形成有耐热性多孔层(其包含含有聚 偏二氟乙烯系树脂的微粒和无机填料)的本发明的非水系二次电池用隔膜。
[0177][实施例3]
[0178]将水系乳液(其包含苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)微粒)、平均粒径为880nm的氢氧 化镁、羧甲基纤维素(CMC)、及离子交换水均匀分散,由此制作固态成分浓度为24. 8质量% 的涂布液(水系分散物)。需要说明的是,在涂布液中,进行调整以使得无机填料、SBR及 CMC的质量比为 93. 8/5. 0/1. 2。
[0179] 作为多孔基材,使用膜厚为11ym、Gurley值为153秒/100cc、孔隙率为46%、聚 乙烯的流动伸长率变形温度为140. 4°C的聚乙烯微多孔膜。对该多孔基材的表面实施电晕 放电处理后,使用#6棒涂机将上述涂布液等量涂布于该多孔基材的单面,于60°C进行干 燥。
[0180] 由此,得到在聚乙烯微多孔膜的单面一体地形成有耐热性多孔层(其包含SBR和 无机填料)的本发明的非水系二次电池用隔膜。
[0181][实施例4]
[0182] 将水系乳液(其中包含含有聚偏二氟乙烯系树脂的微粒)、平均粒径为880nm的 氢氧化镁、羧甲基纤维素(CMC)、离子交换水及2-丙醇均匀分散,由此制作固态成分浓度为 24. 8质量%的涂布液(水系分散物)。需要说明的是,在涂布液中,进行调整以使得无机填 料、含有聚偏二氟乙烯系树脂的微粒、及CMC的质量比为98/1/1、使得离子交换水及2-丙醇 的质量比为72. 8/27. 2。此外,作为聚偏二氟乙烯系树脂,使用平均粒径为250nm的、由偏二 氟乙烯共聚物(偏二氟乙烯成分为95mol% ) 70质量%和丙烯酸聚合物30质量%的混合物 形成的聚偏二氟乙烯系树脂。
[0183] 使用#6棒涂机将得到的涂布液等量涂布于聚乙烯微多孔膜(膜厚为18ym, Gurley值为119秒/lOOcc,孔隙率为55%,聚乙烯的流动伸长率变形温度为143. 0°C)的单 面,于60°C进行干燥。由此,得到在聚乙烯微多孔膜的单面一体地形成有耐热性多孔层(其 包含含有聚偏二氟乙烯系树脂的微粒和无机填料)的本发明的非水系二次电池用隔膜。
[0184][实施例5]
[0185] 将水系乳液(其中包含含有聚偏二氟乙烯系树脂的微粒)、平均粒径为880nm的 氢氧化镁、羧甲基纤维素(CMC)、及离子交换水均匀分散,由此制作固态成分浓度为24. 8质 量%的涂布液(水系分散物)。需要说明的是,在涂布液中,进行调整以使得无机填料、含有 聚偏二氟乙烯系树脂的微粒、及CMC的质量比为98/1/1。此外,作为聚偏二氟乙烯系树脂, 使用平均粒径为250nm的、由偏二氟乙烯共聚物(偏二氟乙烯成分为95mol% )70质量%和 丙烯酸聚合物30质量%的混合物形成的聚偏二氟乙烯系树脂。
[0186] 作为多孔基材,使用膜厚为11ym、Gurley值为153秒/100cc、孔隙率为46%、聚 乙烯的流动伸长率变形温度为140. 4°C的聚乙烯微多孔膜。对该多孔基材的表面实施电晕 放电处理后,使用#6棒涂机将上述涂布液等量涂布于该多孔基材的单面,于60°C进行干 燥。
[0187] 由此,得到在聚乙烯微多孔膜的单面一体地形成有耐热性多孔层(其包含含有聚 偏二氟乙烯系树脂的微粒和无机填料)的本发明的非水系二次电池用隔膜。
[0188][实施例6]
[0189] 将水系乳液(其中包含含有聚偏二氟乙烯系树脂的微粒)、平均粒径为880nm的 氢氧化镁、羧甲基纤维素(CMC)、离子交换水及2-丙醇均匀分散,由此制作固态成分浓度为 24. 8质量%的涂布液(水系分散物)。需要说明的是,在涂布液中,进行调整以使得无机填 料、含有聚偏二氟乙烯系树脂的微粒、及CMC的质量比为94/5/1、使得离子交换水及2-丙醇 的质量比为72. 8/27. 2。此外,作为聚偏二氟乙烯系树脂,使用平均粒径为250nm的、由偏二 氟乙烯共聚物(偏二氟乙烯成分为95mol% ) 70质量%和丙烯酸聚合物30质量%的混合物 形成的聚偏二氟乙烯系树脂。
[0190] 使用#6棒涂机将得到的涂布液等量涂布于聚乙烯微多孔膜(膜厚为9iim,GUrley 值为152秒/lOOcc,孔隙率为43%,聚乙烯的流动伸长率变形温度为140. 4°C)的单面,于 60 °C进行干燥。
[0191] 由此,得到在聚乙烯微多孔膜的单面一体地形成有耐热性多孔层(其包含含有聚 偏二氟乙烯系树脂的微粒和无机填料)的本发明的非水系二次电池用隔膜。
[0192][实施例7]
[0193] 将水系乳液(其中包含含有聚偏二氟乙烯系树脂的微粒)、平均粒径为880nm的 氢氧化镁、羧甲基纤维素(CMC)及离子交换水均匀分散,由此制作固态成分浓度为24. 8质 量%的涂布液(水系分散物)。需要说明的是,在涂布液中,进行调整以使得无机填料、含 有聚
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