[發(fā)明專利]用于蓄電裝置的袋狀隔板、用于其的熱結(jié)合方法和熱結(jié)合裝置以及蓄電裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880046241.6
• 申請日: 2018-05-29
• 公開（公告）號: CN110870098B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 志村健一
• 申請（專利權(quán)）人: 日本電氣株式會社
• 主分類號: H01M50/40
• 分類號: H01M50/40;H01M50/466;H01M10/0585
• 代理公司: 中原信達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 李金剛;梁曉廣

本發(fā)明提供了一種由隔板材料制成的袋狀隔板、用于其的熱結(jié)合方法和熱結(jié)合裝置，以及蓄電裝置，隔板材料包含有具有軟化點或熔點的材料，袋狀隔板具有不易破裂的熱結(jié)合部分。袋狀隔板由兩層隔板材料形成，或由雙層對折的隔板材料形成。隔板材料包括具有熔點或軟化點的聚合物材料，并且在堆疊的隔板材料的邊緣處具有一個或多個熱結(jié)合區(qū)域30。熱結(jié)合區(qū)域30包括：熔接區(qū)域31，其中隔板材料在熔融或軟化后再次固化；和其中聚合物材料的熔融率從熔接區(qū)域31朝向與熱結(jié)合區(qū)域30相鄰的區(qū)域34連續(xù)降低的區(qū)域32。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于蓄電裝置的袋狀隔板、用于其的熱結(jié)合方法及熱結(jié)合裝置。本發(fā)明還涉及包括有該袋狀隔板的蓄電裝置。

背景技術(shù)

非水電解液二次電池(諸如，鋰離子二次電池)由于諸如高能量密度、低自放電和優(yōu)異的長期可靠性等優(yōu)點，已經(jīng)作為筆記本電腦和移動電話的電池投入實際使用。近年來，電子設(shè)備的先進(jìn)功能和在電動交通工具中的應(yīng)用已經(jīng)取得進(jìn)展，并且要求開發(fā)具有更高能量密度的鋰離子二次電池。

在鋰離子二次電池中，如果由于控制系統(tǒng)中的異常而充電超過預(yù)定電壓，或者由于電池外部的短路而釋放大電流，則整個電池會發(fā)熱。替代地，如果導(dǎo)電異物在電池中混合或從外部滲透，則電池內(nèi)部可能發(fā)生局部短路，并且短路電流可能流動而產(chǎn)生熱。當(dāng)隔板被這種熱損壞時，正極電極板和負(fù)極電極板在很大范圍內(nèi)短路，這可能導(dǎo)致電池冒煙或電池爆炸。在具有高能量密度的鋰離子電池中，在異常時，短路電流增加，使得要求隔板具有高耐熱性。

作為具有高耐熱性的隔板，已經(jīng)開發(fā)了聚合物材料的微孔膜或非織造料片(fabric)，諸如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)(其具有比通常用作隔板材料的聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)更高的熱軟化溫度、熔點和熱分解溫度)或者芳香族聚酰胺(芳族聚酰胺)、聚酰亞胺和聚苯硫醚(PPS)。

例如，專利文獻(xiàn)1公開了PET非織造料片，專利文獻(xiàn)2公開了芳族聚酰胺微孔膜，專利文獻(xiàn)3公開了聚酰亞胺或芳族聚酰胺非織造料片，以及專利文獻(xiàn)4公開了PSS非織造料片。

在暴露于高溫的鋰離子電池中發(fā)生內(nèi)部短路被認(rèn)為不僅涉及到隔板的損壞，而且還涉及到電極體和隔板之間的位置關(guān)系。例如，當(dāng)電極體變形時，電極和隔板的位置可能移位，并且正極電極板和負(fù)極電極板可能短路。因此，不僅需要耐熱隔板，還需要防止電極和隔板之間的位移，以提高電池在高溫下的安全性。

將隔板形成為袋狀并且將正極電極板和負(fù)極電極板中的至少一個容納在其中，這對于在電極體變形時防止電極和隔板之間的位移也是有效的(專利文獻(xiàn)5至7)。由于正極電極板和負(fù)極電極板中的至少一個容納在袋狀隔板中，所以即使電極體變形，其也可以防止正極電極板與負(fù)極電極板相接觸。

為了制造袋狀隔板，例如專利文獻(xiàn)5和6中公開的，在由PE或PP制成的隔板中，按壓溫度受控的加熱塊以制備袋狀隔板。

另一方面，專利文獻(xiàn)7使用具有150℃或更高(優(yōu)選240℃或更高)的熔點的高耐熱纖維組件，并且包括不展現(xiàn)出熔點的纖維。在該文獻(xiàn)中，顯示了包含有芳族聚酰胺或聚酰亞胺的纖維的隔板膜在400℃至600℃的高溫下被熱熔接，以被加工成袋狀隔板。

在本說明書中，其中隔板通過加熱熔融并固定的情況和其中隔板受熱軟化并通過施加力固定的情況可以不加區(qū)別地稱為“熱結(jié)合”。

現(xiàn)有技術(shù)文件

專利文件

專利文件1：WO2014/123033 A1

專利文件2：WO2013/105300 A1

專利文件3：JP2014-25171 A

專利文件4：WO2012/033085 A1

專利文件5：JPH07-302616 A

專利文件6：JPH07-272761 A