[發(fā)明專利]層壓微孔膜、電池隔膜和非水電解質(zhì)電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110392865.3
• 申請日: 2011-12-01
• 公開（公告）號: CN102569698A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 岡本和廣
• 申請（專利權(quán)）人: 索尼公司
• 主分類號: H01M2/16
• 分類號: H01M2/16;H01M10/0525
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 李丙林;張英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及具有層壓結(jié)構(gòu)的微孔膜，更詳細(xì)地，涉及層壓微孔膜、電池隔膜以及使用所述層壓微孔膜和所述電池隔膜的非水電解質(zhì)電池，所述層壓微孔膜包含由無紡布形成的基底(基材，base)和表面層，所述表面層包含無機(jī)顆粒且其中已經(jīng)實(shí)施了加熱和加壓處理，并且以使得整體厚度均勻的方式形成。

背景技術(shù)

近年來，伴隨便攜式信息電子裝置如移動電話、攝像機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)的使用的普及，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了這些裝置的較高性能、較小尺寸和較輕重量。將一次性原電池或能夠重復(fù)使用的二次電池用作這些裝置的電源，但是為了在較高性能、較小尺寸、較輕重量和經(jīng)濟(jì)效率方面的優(yōu)異的綜合平衡，對二次電池，特別是鋰離子二次電池的需求正在增加。另外，在這些裝置中，關(guān)于鋰離子二次電池，已經(jīng)在較高性能和較輕重量方面取得了進(jìn)一步的進(jìn)展，并且需要更高的能量密度。另外，由于高能量密度，還將鋰離子二次電池用作安裝在電動工具、電動自行車、電動汽車、混合動力汽車等中的電池。

在用于汽車中的情況下，對于快速充放電和長時間周期內(nèi)的重復(fù)充放電，采取(設(shè)想)嚴(yán)格應(yīng)用如較高的電池容量、較大的電流。過去，在主要容納在小型裝置中的二次電池中，采用由聚烯烴樹脂形成的微孔膜作為隔膜。其中，通過在約130℃下使聚烯烴微孔膜熔化并使可滲透的孔(空孔，porous?hole)阻塞，即，通過具有所謂的關(guān)閉功能(切斷功能)而確保安全性。此外，在具有聚乙烯和聚丙烯的層壓微孔膜中，可能的是，因?yàn)榫郾┑母呷埸c(diǎn)而提高了熔化溫度并且使用聚乙烯的單層膜而實(shí)現(xiàn)了高水平的安全性。然而，在電動工具和用于其中使用大電流的汽車中的情況中，聚乙烯樹脂的耐熱性不足且需要在更高溫度下的安全性，并且經(jīng)常檢驗(yàn)由具有高熔點(diǎn)的材料形成的無紡布。

將無紡布用作低品質(zhì)電池中的相對便宜的微孔膜。然而，在制造方法中，由于厚度的不均勻性大且以不規(guī)則的方式產(chǎn)生針孔，所以二次電池中的應(yīng)用尚未認(rèn)真地開始。另外，可以指出，存在如下缺點(diǎn)：在其中使微纖維纏繞的結(jié)構(gòu)中，無紡布的機(jī)械特性弱。

關(guān)于無紡布的缺點(diǎn)，已經(jīng)公開了，關(guān)于厚度的不均勻性，通過對于無紡布的表面進(jìn)行壓光處理(calender?process)，均勻性是可能的，如在日本未審查專利申請公開號2004-87228中所示出的。另一方面，除了通過提高微纖維的層壓量并提高厚度來使產(chǎn)生針孔的可能性最小化之外，不存在用于對抗由單層無紡布解決的不規(guī)則針孔的產(chǎn)生的其他措施。其不是期望的對策，因?yàn)樵诳椎臄?shù)目小的同時，在電池的安全性方面，不能允許可能造成短路的孔的存在，并且厚的隔膜違背了電池的較高性能。

關(guān)于此，在具有使用無紡布作為基底的層壓結(jié)構(gòu)的隔膜中，已經(jīng)提出了如下方法：通過在無紡布的表面上形成的無機(jī)顆粒中包含的PVdF樹脂層來蓋住針孔，如在日本未審查專利申請公開號(PCT申請的翻譯)2005-536658中所示出的。另外，關(guān)于不充分的機(jī)械特性，通過與無紡布的微纖維結(jié)合的PVdF得到了提高。

發(fā)明內(nèi)容

然而，在其中使用諸如日本未審查專利申請公開號(PCT申請的翻譯)2005-536658中的方法的情況中，由于樹脂膜追隨無紡布的表面特性，所以存在如下?lián)鷳n：處理后表面的表面特性可能發(fā)生劣化，并且在其中在表面特性發(fā)生劣化(具有大的表面粗糙度)的無紡布基底上形成樹脂膜的情況下，可能導(dǎo)致隔膜特性的不均勻性。

期望的是，提供一種層壓微孔膜、電池隔膜和非水電解質(zhì)電池，所述層壓微孔膜能防止在使用無紡布的層壓隔膜中產(chǎn)生針孔并具有高的機(jī)械特性。

根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施方式的層壓微孔膜和電池隔膜設(shè)置有由無紡布形成的基底以及在所述基底的至少一個表面上形成且包含樹脂材料和無機(jī)顆粒的表面層，并且使用標(biāo)準(zhǔn)偏差表示的厚度變化率等于或小于2.5％。

另外，根據(jù)本發(fā)明另一個實(shí)施方式的層壓微孔膜和電池隔膜設(shè)置有由無紡布形成的基底以及在所述基底的至少一個表面上形成且包含樹脂材料和無機(jī)顆粒的表面層，并且通過在所述表面層的至少一個表面上進(jìn)行加壓處理而形成。

另外，根據(jù)本發(fā)明又一個實(shí)施方式的非水電解質(zhì)電池設(shè)置有正極、負(fù)極、隔膜和非水電解質(zhì)，其中所述隔膜設(shè)置有由無紡布形成的基底以及在所述基底的至少一個表面上形成且包含樹脂材料和無機(jī)顆粒的表面層，并且使用標(biāo)準(zhǔn)偏差表示的厚度變化率等于或小于2.5％。

另外，根據(jù)本發(fā)明又一個實(shí)施方式的非水電解質(zhì)電池設(shè)置有正極、負(fù)極、隔膜和非水電解質(zhì)，其中所述隔膜設(shè)置有由無紡布形成的基底以及在所述基底的至少一個表面上形成且包含樹脂材料和無機(jī)顆粒的表面層，并且通過在所述表面層的至少一個表面上進(jìn)行加壓處理而形成。