[發(fā)明專利]電化學(xué)元件用隔板、其制造方法和電化學(xué)元件

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210061654.6
• 申請日: 2012-03-09
• 公開（公告）號(hào): CN103022398A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 兒島映理;古谷隆博;渡邊利幸;小山邦彥
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社日立制作所
• 主分類號(hào): H01M2/14
• 分類號(hào): H01M2/14
• 代理公司: 北京銀龍知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11243
• 代理人: 鐘晶;於毓楨

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種可靠性和高溫下的安全性優(yōu)異的電化學(xué)元件、能夠構(gòu)成該電化學(xué)元件的隔板及其制造方法。

背景技術(shù)

以鋰二次電池等非水電解質(zhì)二次電池、超級電容器為代表的使用非水電解質(zhì)的電化學(xué)元件由于能量密度高這樣的特征，因此廣泛用作手機(jī)、筆記本型個(gè)人電腦等便攜設(shè)備的電源，伴隨著便攜設(shè)備的高性能化，存在元件的高容量化進(jìn)一步進(jìn)展的傾向，進(jìn)一步確保安全性成為重要的課題。

在現(xiàn)行的鋰二次電池中，作為介于正極與負(fù)極之間的隔板，使用例如厚度為20～30μm左右的聚烯烴系的多孔性膜。然而，在制造這樣的聚烯烴系的多孔性膜時(shí)，為了開出微細(xì)且均勻的孔，采用雙軸延伸或開孔劑的萃取等復(fù)雜的工序，現(xiàn)狀是成本高、隔板價(jià)格高。

此外，為了確保所謂的關(guān)閉(shut?down)效果，作為隔板的原料，使用熔點(diǎn)為120～140℃左右的聚乙烯，所述關(guān)閉效果為：在電池的熱失控溫度以下，使隔板的構(gòu)成樹脂熔融而使空孔堵塞，從而使電池的內(nèi)阻上升，在短路時(shí)等提高電池的安全性。但是，在關(guān)閉后電池的溫度進(jìn)一步上升的情況等下，熔融的聚乙烯容易流動(dòng)，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生隔板破膜的所謂熔化(melt?down)。在這種情況下，正負(fù)極直接接觸，溫度進(jìn)一步上升。

為了防止由這樣的熔化引起的短路，提出了將使用耐熱性的樹脂的微多孔膜、無紡布用作隔板的方法。例如，在日本特開平5-335005號(hào)公報(bào)中公開了使用全芳香族聚酰胺的微多孔膜，在日本特開2000-306568號(hào)公報(bào)中公開了使用聚酰亞胺多孔膜的隔板。此外，在日本特開平9-259856號(hào)公報(bào)中公開了使用聚酰胺無紡布的隔板，在日本特開平11-40130號(hào)公報(bào)中公開了涉及將使用芳酰胺(aramid)纖維的無紡布作為基材的隔板的技術(shù)。然而，在使用這樣的耐熱微多孔膜、無紡布時(shí)，存在材料昂貴或難以制造等問題。

因此，從成本、制造工序方面出發(fā)，要求開發(fā)不會(huì)損害生產(chǎn)率，提高隔板的尺寸穩(wěn)定性，從而提高使用其的電化學(xué)元件的安全性、可靠性的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的課題

本發(fā)明是鑒于上述情況而作出的，提供一種可靠性和高溫下的安全性優(yōu)異的電化學(xué)元件、能夠構(gòu)成該電化學(xué)元件的隔板及其制造方法。

解決課題的方法

本發(fā)明的電化學(xué)元件用隔板的制造方法的特征在于，具有如下工序：在基材上涂布至少含有能通過能量射線的照射而聚合的單體和低聚物的至少一種、以及溶劑的隔板形成用組合物的工序，對涂布于上述基材上的上述隔板形成用組合物的涂膜照射能量射線而形成具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的樹脂(A)的工序，將照射能量射線后的上述隔板形成用組合物的涂膜干燥而形成孔的工序；上述隔板形成用組合物的溶劑使用溶解度參數(shù)為8.1以上且不足8.9的溶劑(a)，或并用溶解度參數(shù)為7～8的溶劑(b)和溶解度參數(shù)為8.9～9.9的溶劑(c)。

此外，本發(fā)明的電化學(xué)元件用隔板的特征是，通過本發(fā)明的電化學(xué)元件用隔板的制造方法制造。

此外，本發(fā)明的電化學(xué)元件的特征是，具有正極、負(fù)極、隔板和非水電解質(zhì)，上述隔板為本發(fā)明的電化學(xué)元件用隔板。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種可靠性和高溫下的安全性優(yōu)異的電化學(xué)元件、能夠構(gòu)成該電化學(xué)元件的隔板及其制造方法。

附圖說明

圖1A是示意性表示本發(fā)明的電化學(xué)元件(非水電解質(zhì)二次電池)的一個(gè)例子的平面圖，圖1B為圖1A的部分縱剖面圖。

圖2是圖1A、B所示的電化學(xué)元件的立體圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的電化學(xué)元件用隔板(以下，有時(shí)僅稱為“隔板”)通過具有如下工序的本發(fā)明方法制造：在基材上涂布至少含有能通過能量射線的照射而聚合的單體和低聚物的至少一種、以及溶劑的隔板形成用組合物的工序(1)，對涂布于上述基材上的上述隔板形成用組合物的涂膜照射能量射線而形成具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的樹脂(A)(以下，有時(shí)僅稱為“樹脂(A)”)的工序(2)，將照射能量射線后的上述隔板形成用組合物的涂膜干燥而形成孔的工序(3)；作為其構(gòu)成樹脂，含有通過上述工序(2)形成的樹脂(A)。

本發(fā)明隔板的樹脂(A)的至少一部分具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)。因此，即使具有本發(fā)明隔板的電化學(xué)元件(本發(fā)明的電化學(xué)元件)內(nèi)為高溫，隔板內(nèi)也難以發(fā)生收縮、樹脂(A)的熔融引起的變形，可以良好地維持其形狀，因此能夠抑制正極與負(fù)極產(chǎn)生短路。因此，具有本發(fā)明隔板的本發(fā)明的電化學(xué)元件在高溫下的安全性良好。