[發明專利]用于非水性二次電池用隔膜的氫氧化鎂、非水性二次電池用隔膜及非水性二次電池

在審

• 申請號: 201880048921.1
• 申請日: 2018-05-31
• 公開（公告）號: CN110959205A
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 龜田哲郎;宮田茂男
• 申請（專利權）人: 協和化學工業株式會社
• 主分類號: H01M2/16
• 分類號: H01M2/16;C01F5/22
• 代理公司: 北京彩和律師事務所 11688
• 代理人: 閆桑田;劉磊

為了提高非水性二次電池的耐熱性及抑煙性，本發明提供一種用于非水性二次電池用隔膜的氫氧化鎂，使用該氫氧化鎂的非水性二次電池用隔膜及使用該隔膜的非水性二次電池。該氫氧化鎂滿足以下的條件(A)～(D)：(A)利用SEM法測定的一次顆粒的平均寬度為0.1μm以上且0.7μm以下；(B)下述式表示的單分散度為50％以上；單分散度(％)＝(利用SEM法測定的一次顆粒的平均寬度/利用激光衍射法測定的二次顆粒的平均寬度)×100；(C)利用激光衍射法測定的10％體積累積粒徑(D10)和90％體積累積粒徑(D90)之比，D90/D10為10以下；(D)利用X射線衍射法測定的＜101＞方向的晶格畸變為3×10^?3以下。

技術領域

本發明涉及適用于非水性二次電池用隔膜的氫氧化鎂、使用該氫氧化鎂的非水性二次電池用隔膜及使用該隔膜的非水性二次電池。特別是涉及用于提高非水性二次電池的安全性和耐久性的技術。

背景技術

以鋰離子二次電池為代表的非水性二次電池作為像移動電話、筆記本計算機這樣的便攜式電子設備的主要電源得到了廣泛的普及使用。鋰離子二次電池達到了高能量密度化、高容量化和高輸出化，今后這種需求仍然強勁。從滿足這種要求的角度來看，確保安全性已成為重要的技術要素。

目前，已將由聚乙烯或聚丙烯組成的聚烯烴微多孔膜用于鋰離子二次電池的隔膜。這種隔膜具有關閉功能(當電池的溫度升高時關閉微多孔膜的孔，從而中斷電流的功能)，在確保鋰離子二次電池的安全性方面承擔了一部分任務。然而，在聚烯烴微多孔膜表現出關閉功能之后，電池溫度進一步升高時，會發生隔膜的熔化(即熔毀)。結果，電池內部的正極和負極之間發生短路，電池面臨諸如冒煙、著火和爆炸的危險。因此，除了關閉功能之外，還要求隔膜具有足夠的耐熱性，達到在關閉功能運行的溫度附近不會發生熔化的程度。

已經提出了各種方案來賦予隔膜耐熱性。例如，專利文獻1公開了一種隔膜，該隔膜具有如下結構：在聚烯烴微多孔膜上層合有耐熱性多孔質層，該耐熱性多孔質層含有芳香族聚酰胺樹脂等耐熱性樹脂和由金屬氫氧化物組成的無機填料。在這樣的隔膜中，聚烯烴微多孔膜在高溫下表現出關閉功能，同時耐熱性多孔質層表現出足夠的耐熱性從而即使在200℃以上也不會熔化，因此能夠獲得優異的耐熱性和關閉功能。另外，由于在高溫下發生金屬氫氧化物的脫水反應，因而表現出抑制發熱的功能，可以進一步提高高溫下的安全性。

專利文獻2公開了一種非水性二次電池用隔膜，其具有聚烯烴多孔質基材和層合在多孔質基材的單面或兩面上的含有耐熱性樹脂和無機填料的耐熱性多孔質層，其特征在于上述無機填料由平均粒徑為0.01～3.0μm，且比表面積為1.0～100m²/g的氫氧化鎂粉末構成。通過使用具有給定的平均粒徑和比表面積的氫氧化鎂粉末，顯著降低了電池中存在的微量水分和氟化氫的活性，抑制了電解質的分解等導致的氣體產生。因此，據說可以顯著提高電池的耐久性。在實施例1～3中，使用了平均粒徑為0.8μm的氫氧化鎂。

專利文獻1和2公開了使用氫氧化鎂作為無機填料來提高耐熱性和電池耐久性的非水性二次電池用隔膜。然而，以往的使用氫氧化鎂的隔膜的耐熱性和抑煙性仍不足，需要對氫氧化鎂進行改進。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：WO2008/156033

專利文獻2：日本特開2011-108444

發明內容

發明要解決的問題

本申請所要解決的課題是提高非水性二次電池的耐熱性和抑煙性。以往，為了提高電池的耐熱性，使用二次顆粒的平均寬度為0.8μm左右的氫氧化鎂，但是在要求隔膜達到薄膜化的情況下，需要使用具有更小粒徑的氫氧化鎂。然而，以往的小粒徑氫氧化鎂存在著由于形成用于涂布的懸浮液時集聚性強，對于聚烯烴微多孔膜不能進行均勻的涂布，從而導致耐熱性降低的問題。另外，為了進一步增強安全性，需要提高高溫下的抑煙性。