[發(fā)明專利]鋰離子二次電池用隔板及其制造方法和鋰離子二次電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710674670.5
• 申請日: 2017-08-09
• 公開（公告）號: CN108305970B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發(fā)明（設計）人: 笹川巨樹;青山悟;池谷克彥;尾崎真仁;合田秀樹
• 申請（專利權(quán)）人: 荒川化學工業(yè)株式會社
• 主分類號: H01M50/403
• 分類號: H01M50/403;H01M50/44;H01M50/446;H01M50/434;H01M50/449;H01M10/0525;C09D133/26;C09D7/61
• 代理公司: 中原信達知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司 11219
• 代理人: 盛曼;金龍河

提供耐熱性優(yōu)良、即使在高溫下也不易發(fā)生內(nèi)部短路、在減薄隔板厚度時也能穩(wěn)定地表現(xiàn)隔板功能的鋰離子二次電池用隔板及其制造方法和鋰離子二次電池，并使用所述隔板提高鋰離子二次電池的輸出特性?？墒篃o機被覆層無針孔等缺陷地形成均勻的涂膜從而能生產(chǎn)率良好地制造穩(wěn)定性能的隔板。在塑料制無紡布表面設置有無機被覆層的鋰離子二次電池用隔板，其中構(gòu)成塑料制無紡布的合成纖維的平均纖維直徑為1～10μm且平均孔徑(a)為1～20μm，無機被覆層和無紡布內(nèi)部含有平均粒徑(b)為0.1～5μm的陶瓷微粒(A)和水溶性聚合物(B)，平均粒徑(b)相對于平均孔徑(a)的比率(X)[(b)/(a)]為0.05～0.5的范圍。

技術領域

本發(fā)明涉及鋰離子二次電池隔板、鋰離子二次電池隔板的制造方法及鋰離子二次電池。

背景技術

作為鋰離子二次電池(以下，有時簡記為“電池”)中使用的鋰離子二次電池隔板(以下，有時簡記為“隔板”)，以往使用由聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴樹脂構(gòu)成的樹脂制多孔膜。但是，在使用這樣的樹脂制多孔膜作為隔板的情況下，存在如下問題：在電池異常發(fā)熱時發(fā)生熔融、收縮，將正負極隔離的功能消失而產(chǎn)生顯著的內(nèi)部短路。

作為即使在電池異常發(fā)熱時也不易發(fā)生熔融、收縮的具有耐熱性的隔板，提出了在塑料無紡布基材上設置包含各種無機顏料的層而形成的隔板(例如，參照專利文獻1～2)。

專利文獻1和2的隔板通過在塑料無紡布基材上涂布含有無機顏料的涂布液來制造。但是，為了提高耐熱性而增加無機顏料的涂布量時，有時產(chǎn)生涂布液滲出到無紡布基材的背面而污染支撐無紡布基材的輥的問題，為了降低內(nèi)部電阻而要制造厚度薄的隔板、減少無機顏料的涂布量時，存在含有無機顏料的層容易產(chǎn)生針孔的問題。

作為專利文獻3的隔板的高分子聚合物，使用羧甲基纖維素(CMC)和苯乙烯-丁二烯膠乳。但是，由于使用粘度不同的兩種CMC、或制備1％濃度的CMC來使用，因此，存在生產(chǎn)率差的問題。

作為專利文獻4的隔板的高分子聚合物，使用聚丙烯酰胺-丙烯酸酯。但是，在為了降低內(nèi)部電阻而減薄隔板的厚度的情況下，存在容易產(chǎn)生針孔、容易發(fā)生內(nèi)部短路的問題。

現(xiàn)有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特表2005-536857號公報

專利文獻2：日本特開2009-230975號公報

專利文獻3：日本特開2013-115031號公報

專利文獻4：日本特表2013-519205號公報

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明所要解決的問題

本發(fā)明想要解決上述問題。即，第一，其目的在于提供包含塑料制無紡布和無機被覆層、耐熱性優(yōu)良、即使在高溫下也不易發(fā)生內(nèi)部短路、即使在使隔板的厚度減薄時也能夠穩(wěn)定地表現(xiàn)隔板的功能(將正極與負極之間隔離的功能)的鋰離子二次電池用隔板、并且使用上述隔板來提高鋰離子二次電池的輸出特性。另外，提供在將涂覆劑涂布到無紡布上并使其干燥來制造上述隔板時，可以使無機被覆層沒有針孔等缺陷地形成均勻的涂膜、從而能生產(chǎn)率良好地制造穩(wěn)定性能的隔板的上述隔板的制造方法。

用于解決問題的方法

本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在無紡布表面上設置有無機被覆層的隔板中，使構(gòu)成無紡布的合成纖維的平均纖維直徑和平均孔徑、和無機被覆層中含有的陶瓷微粒的平均粒徑分別為特定范圍，并且將合成纖維的平均孔徑相對于上述陶瓷微粒的平均粒徑的比為特定關系的無紡布與陶瓷微粒組合，由此可以解決上述問題。

即，本發(fā)明涉及：