[發明專利]電化學元件用分隔件和電化學元件

有效

• 申請號: 201680054033.1
• 申請日: 2016-09-15
• 公開（公告）號: CN108028132B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 田中宏典;和田典弘;井河篤
• 申請（專利權）人: 日本高度紙工業株式會社
• 主分類號: H01G9/02
• 分類號: H01G9/02;D21H11/12;D21H27/00;H01G11/52;H01M2/16
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

提供：在維持與由經高度打漿的再生纖維素纖維構成的分隔件等同的致密性和阻抗特性的狀態下、提高拉伸強度和耐短路性的、電化學元件用分隔件。構成如下電化學元件用分隔件，其為夾設于一對電極之間、且能保持含有電解質的電解液的電化學元件用分隔件，包含：長度加權平均纖維長度為0.30～1.19mm且CSF為500～50ml的天然纖維素纖維A 20～80質量％、長度加權平均纖維長度和最大分布纖維長度為1.20～1.99mm且CSF為500～50ml的天然纖維素纖維B 10～50質量％、和經打漿的再生纖維素纖維10～50質量％。

技術領域

本發明涉及電化學元件用分隔件、和使用該電化學元件用分隔件的電化學元件。

背景技術

電化學元件中有鋁電解電容器、導電性高分子鋁固體電解電容器、導電性高分子混合鋁電解電容器、雙電層電容器、鋰離子電容器、鋰離子二次電池、鋰一次電池等。

電化學元件中的分隔件的主要作用為隔離兩電極和保持電解液。為了隔離兩電極箔，要求分隔件為低電阻、且具有高遮蔽性。進而，對分隔件的原材料要求電絕緣性，而且為了保持各種電解液，要求親水性、親油性。

作為兼具這些特性的原材料，有纖維素，很久以來纖維素紙被用作電化學元件用分隔件。纖維素纖維中，能打漿的再生纖維素纖維有如下特征：如果進行高度打漿，則產生剛性高、且纖維直徑小的原纖維，已知：通過使用經打漿的再生纖維素纖維，可以制作微多孔狀且致密性高的分隔件。因此，近年來提出了大量的使用了能打漿的再生纖維素纖維的分隔件。

專利文獻1中，為了提高分隔件的致密性、且改善阻抗特性，提出了使用能打漿的再生纖維素纖維的方法。使用了經打漿的再生纖維素纖維的分隔件成為致密性高且微多孔質狀的紙質，使用該分隔件制作的鋁電解電容器的短路不良率降低、阻抗特性提高。

然而，如專利文獻1那樣，使用能打漿的再生纖維素纖維100質量％的分隔件的情況下，拉伸強度、撕裂強度低，因此，鋁電解電容器的制造工序中，有時產生分隔件的斷裂。另外，強度低，因此，例如對鋁電解電容器的極耳部、箔毛邊等施加應力的部位的耐性低，也有時分隔件破裂而產生短路。

專利文獻1中還提出了，在能打漿的再生纖維素纖維中配混馬尼拉麻紙漿、劍麻紙漿等的方案。另外，專利文獻2中提出了，由作為能打漿的再生纖維素纖維的溶劑紡絲人造絲和劍麻紙漿形成的雙電層電容器用分隔件。

如果在能打漿的再生纖維素纖維中配混馬尼拉麻紙漿、劍麻紙漿，則拉伸強度、撕裂強度得到提高，但是基本未經打漿的CSF值高的馬尼拉麻紙漿、劍麻紙漿的纖維長度較長，因此，有分隔件的質地變差的問題。纖維長度越長，變得越難使纖維均勻地分散于水中，抄紙時難以形成均勻的紙層。為了改善質地，必須推進馬尼拉麻紙漿、劍麻紙漿的打漿而縮短纖維長度，但如果將馬尼拉麻紙漿、劍麻紙漿打漿，則阻抗特性會大幅惡化，因此，基本沒有進行打漿。

專利文獻3中提出了，通過規定溶劑紡絲纖維素纖維的游離度、長度加權平均纖維長度、纖維長度分布直方圖的圖案而得到的、由纖維素纖維形成的電化學元件用分隔件。

然而，從電解液保持性的觀點出發，據說溶劑紡絲人造絲的比率優選80％以上，因此，溶劑紡絲人造絲的配混率高，分隔件的強度變低，無法避免電化學元件制造工序中的分隔件的斷裂發生。

另外，專利文獻3中還提出了，配混有變體游離度270ml(以CSF計為30ml左右)的棉短絨10～25％的圓網分隔件、配混有變體游離度820ml(以CSF計為730ml左右)的馬尼拉麻纖維25％的圓網分隔件。推進了打漿的棉短絨的阻抗特性差，而且纖維為卷曲的形狀，因此，也難以體現強度。馬尼拉麻纖維為未經打漿的狀態，因此，無法制作致密性高的分隔件。此外，用圓網抄紙機制作的分隔件無法避免由抄紙時的圓網的網圖案引起的針孔的發生，因此不適于制作致密性高的分隔件。