[發(fā)明專利]電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210419813.5
• 申請日: 2002-08-14
• 公開（公告）號: CN102931431A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設計）人: 氏家康晴;涉谷真志生
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: H01M10/0525
• 分類號: H01M10/0525;H01M2/18;H01M4/485
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 賈靜環(huán)

此案是申請日為2002年8月14日、申請?zhí)枮?2802880.5，發(fā)明名稱為“電池”的發(fā)明申請的分案申請。

技術領域

本發(fā)明涉及一種電池，其包含彼此相向放置的正極和負極，以及置于正極與負極之間的電解液和隔板。

背景技術

近年來，緊湊的電子設備，典型的實例有移動電話，攝錄機，移動AV設備，筆記電腦，已經(jīng)不斷地為公眾所接受，并且更加強烈需求這些設備具有小型化，質量輕和高效率特點。與此相應，電子儀器的電池也已經(jīng)多樣化，尤其是一種放電載荷特性和一種低溫放電特性有著非常強烈的需求。為了改善這些放電載荷特性和低溫放電特性，有效的方法是調整電解液的組成。

電解液的組成在工業(yè)和學術團體已經(jīng)被積極地進行研究，例如鋰離子二次電池的電解液。為了獲得高的4V級電壓，使用一種有機溶劑，取代通常使用的水，該有機溶劑在正極和負極的預期的可能使用范圍內具有高的穩(wěn)定性。

為了改進放電載荷特性，一種優(yōu)選的材料是具有極性，如有機溶劑，其能夠增加電解液的電導性。因此為了改進低溫放電特性，優(yōu)選地，一種材料，在電池的工作溫度下具有低的熔點，不能增加電解液的粘度。然而，還沒有發(fā)現(xiàn)有機溶劑作為單一物質，能夠滿足上述所有要求。這是因為具有極性的物質有著強的分子內相互作用，傾向于具有高熔點和高粘度，因此理論上，在保持極性的條件下，難于降低其熔點和粘度。因而，一種具有高極性的高導電溶劑和一種具有低極性的低粘度溶劑進行混合，使該混合溶劑能夠分別滿足上述要求。然而，由此形成的混合物已經(jīng)大部分地進行了優(yōu)選，不能希望采用進一步的優(yōu)選，使這兩種性質得到進一步改進。

能夠改進這兩種性質的組合物不僅包括一種電解液，而且包括一種隔板。通過該隔板改進電池的特性，不僅需要優(yōu)良的電解液滲透性和優(yōu)良的離子滲透性，而且需要具有較好的吸收和保持電解液的功能。因而，已經(jīng)試驗采用表面活性劑或親水性聚合物對隔板進行表面改進。這是因為認為減少電解液和隔板的極性之間的空隙是非常有效的，其事實基礎是電解液的極性是高的，隔板材料的極性是低的，例如隔板材料為聚乙烯，其現(xiàn)在可以用于各種電池，如鋰離子二次電池。

然而，事實上當電池被制作，并且作為一種試驗使用隔板進行評價時，而此時才真正完成其表面修飾，放電載荷特性和低溫放電特性幾乎沒有得到預期的改進。因此，必須采用其他方法改進放電載荷特性和低溫放電特性。在這種情況下，如果一種物理作用能夠改進電解液的吸收能力和保持力，那么就不需要擔心化學反應的副反應，這是非常方便的。

此外，發(fā)明者從實驗中得出一個事實是，隔板中的液體吸收更大地受物理現(xiàn)象中的毛細作用而不是化學作用的影響。圖5是解釋毛細現(xiàn)象的斷面圖，表明將毛細管C插入密度為ρ的液體L中的情況。用直徑r的毛細管測量液體水平高度h，并且毛細管直徑r越小，液體水平高度越高，如方程式1所示。將此應用于隔板，當大孔具有較小孔徑。隔板將充滿電解液，直到中心部分沒有遺留空間。就是說，認為較小的大孔能夠改進隔板的電解液的滲透性，離子滲透性和電解液保持力，于是能夠改進放電載荷特性和低溫放電特性。當真正地評價實際電池時，平均孔徑越小，獲得的放電載荷特性和低溫放電特性越好。

方程式1：

h=2γ·cosθrgρ]]>

式中h表示液體水平增加高度，r表示毛細管直徑，θ表示接觸角，γ表示表面張力，g表示重力常數(shù)，ρ表示液體密度。

然而，當平均孔徑過小時，相反地電池特性趨于變得更差。研究其中的原因表明其空氣滲透性極大地下降了，認為這產(chǎn)生于大孔的阻塞。

本發(fā)明成功地解決了上述問題。本發(fā)明的目的之一是提供一種具有優(yōu)良的放電載荷特性和低溫放電特性的電池。

發(fā)明內容

根據(jù)本發(fā)明的電池包括彼此相向放置的正極和負極，以及置于正極和負極之間的電解液和隔板，其中隔板包括微孔膜，微孔膜的平均孔徑為0.15nm或更小，其孔中最短的內徑與最長的內徑的平均比值不小于0.4，也不大于1.0。