[發明專利]蓄電裝置用隔膜和蓄電裝置

無效

• 申請號: 201280010355.8
• 申請日: 2012-02-21
• 公開（公告）號: CN103403918A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 松本和明;井上和彥
• 申請（專利權）人: 日本電氣株式會社
• 主分類號: H01M2/16
• 分類號: H01M2/16;H01G9/02;H01M10/052;H01M10/0567;H01M10/0569
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 陳海濤;穆德駿

技術領域

本發明涉及蓄電裝置用隔膜和具有所述隔膜的蓄電裝置。

背景技術

隨著膝上型計算機、移動電話、電動車輛等的市場的急速擴大，對蓄電裝置如電容器和二次電池進行了積極研究。其中，二次電池因其能夠存儲更多能量而具有吸引力。目前，需要具有更高能量密度的二次電池，且作為候選者，提出將金屬如錫或硅、其合金或氧化物用于負極活性物質。此外，還提出使用具有大理論容量的電池如鋰空氣電池。然而，在具有高能量密度的電池中，會由于過充電而發生異常生熱。因此，期望開發一種不僅具有高能量密度、而且具有優異安全性的電池。

作為提高安全性的方法，提出了使電解液阻燃的方法(非專利文獻1)。還提出了通過在較高溫度下將隔膜溶解以導致堵塞而終止離子移動的功能(所謂的切斷功能)。這些方法具有特定效果，但為了確保大且容量高的電池的安全性，需要更安全的技術。

此處，專利文獻1公開了將通過使用具有高耐熱性的纖維素纖維制造的紙作為隔膜的技術。此外，為了抑制纖維素的羥基(-OH)的氧化/還原反應，專利文獻2提出了對纖維素的羥基進行酯化的方法。

引用列表

專利文獻

專利文獻1：日本特開平8-306352號公報

專利文獻2：日本特開2003-123724號公報

非專利文獻

非專利文獻1：Journal?of?the?Electrochemical?Society，148(10)A1058-A1065(2001)

發明內容

本發明所要解決的問題

直至現在主要使用的隔膜是由聚丙烯或聚乙烯材料構成的聚烯烴類細多孔隔膜。然而，聚烯烴類細多孔隔膜在高溫下會收縮。因此，在聚烯烴類細多孔隔膜中，在異常生熱時會發生熱收縮，從而導致正極和負極的短路。

為了解決該問題，如上所述，在專利文獻1中提出，使用含有具有高耐熱性的纖維素作為主要成分的隔膜。纖維素具有即使將溫度設定為高如180℃附近仍防止發生熱收縮的優異性能。

此外，在具有高能量密度的二次電池中，在對其進行過充電的情況中或在從外部進行強烈沖擊的情況中電池的溫度傾向于升高。因此，期望一種由過充電或源自外部的沖擊造成的溫度升高小的電池。

由此，本發明的例示性實施方案的目的是提供一種蓄電裝置用隔膜，所述隔膜在高溫環境中的熱收縮小且其中能夠抑制電池溫度的升高。

解決問題的手段

本發明的例示性實施方案之一是：

一種蓄電裝置用隔膜，其中隔膜的纖維表面上的羥基被磷酸殘基或亞磷酸殘基取代，所述隔膜的主要成分是無機纖維。

本發明的例示性實施方案之一是：

一種蓄電裝置用隔膜，包含由式(1)表示的纖維素衍生物：

其中，在式(1)中，R₁₀₁～R₁₀₆各自獨立地表示羥基、磷酸殘基或亞磷酸殘基，且R₁₀₁～R₁₀₆中的至少一個為磷酸殘基或亞磷酸殘基；并且n為2以上的整數，且R₁₀₁～R₁₀₆在每個n中分別獨立。

本發明的例示性實施方案之一是：

一種蓄電裝置用隔膜，其中隔膜的纖維表面上的羥基被磷酸殘基或亞磷酸殘基取代，所述隔膜的主要成分是纖維素纖維。

本發明的例示性實施方案之一是：

一種蓄電裝置，包含上述蓄電裝置用隔膜、包含負極活性物質的負極以及包含支持鹽和非水電解質溶劑的電解液。

本發明的例示性實施方案之一是：

一種制造蓄電裝置用隔膜的方法，包括使得含無機材料的隔膜與包含磷酸酯或亞磷酸酯和水的溶液接觸，所述含無機材料的隔膜包含在其表面上含有羥基的無機纖維。

本發明的例示性實施方案之一是：

一種制造蓄電裝置用隔膜的方法，包括使得纖維素隔膜與包含磷酸酯或亞磷酸酯和水的溶液接觸，所述纖維素隔膜的主要成分是纖維素。

本發明的例示性實施方案之一是：

一種蓄電裝置，包含通過上述制造方法制造的蓄電裝置用隔膜、包含負極活性物質的負極以及包含支持鹽和非水電解質溶劑的電解液。

發明效果