非水系电池用隔板及非水系电池制造技术

本发明专利技术提供一种在保持强度性质的同时具有透气性、且厚度薄的非水系电池用隔板、以及具备该隔板的非水系电池。所述隔板包含纤维片，所述纤维片是配合热水溶解温度低于100℃且高于85℃的聚乙烯醇类纤维而形成的，且相对于纤维片材100质量％，其配合量为30质量％以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】非水系电池用隔板及非水系电池相关申请本申请要求2012年5月28日申请的日本特愿2012-121113及2012年9月26日申请的日本特愿2012-211603的优先权，以参考的方式将其全部内容作为本申请的一部分引用到本申请中。
本专利技术涉及作为非水系电池的构成材料有用的电池用隔板以及具备该隔板的非水系电池。非水系电池也称为非水电解质电池，是不使用水作为电解液的电池，包括例如锂离子二次电池等。在本专利技术中，非水系电池包含一次电池和二次电池两者。
技术介绍
近年，为了应对电子设备的无线化，锂电池(锂一次电池)、锂离子二次电池等非水系电池作为重量轻且可获得高电动势、高能量的电源而引起了关注。例如，圆筒形锂二次电池等由于用于手机、笔记本电脑等中而大量生产，其生产量逐年增加。此外，非水系电池作为新一代的电动汽车用能源也受到了关注，进一步抑制电阻而实现高输出化的要求也不断提高。作为该非水系电池的电解液，已知将LiPF6、LiCF3SO3，LiClO、LiBF4等作为电解质溶解在后述那样的有机溶剂中而得到的电解液，但在因短路及正、负极等的误连接而导致异常电流通过的情况下，有时电池温度会随之显著升高，因此，在发生了这样的温度升高的事态时，进行了使隔板的一部分熔融来防止短路及误连接的尝试(例如，参照专利文献1)。另外，到目前为止，作为构成非水系电池用隔板的材料，对于使用具有耐热性和耐久性、并且能够极细化的玻璃纤维及能够打浆的再生纤维素进行了研究，但玻璃纤维不具有自粘接性，也无法期待纤维彼此缠绕而带来强度提高，因此研究了通过各种粘合剂来改善强度不足(例如，参照专利文献2～5)。另外，对于再生纤维素而言，虽然能够通过进行打浆来得到强度，但未对与其它性能的平衡性进行研究(例如，专利文献6～7)。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开2011/033975号小册子专利文献2：日本特开昭59-014260号公报专利文献3：日本特开平8-031429号公报专利文献4：日本特开平10-284038号公报专利文献5：日本专利第4922664号公报专利文献6：日本专利3661104号公报专利文献7：日本特开平10-223196号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题作为隔板性能，一方面要求强度性质(拉伸强度、穿刺强度等)，另一方面要求厚度薄、而且具有透气性(多孔性、离子通透性)，对于使用玻璃纤维而获得的纸及仅由再生纤维素打浆原料形成的纸而言，为了满足强度性质要增大厚度等，难以平衡性良好地满足上述所有特性。本专利技术人等认识到所要解决的课题，获得一种作为非水系电池用隔板使用的纤维片，其厚度较薄，但强度性质优异，而且具有透气性，本专利技术人进行了深入研究的结果，完成了本专利技术。解决课题的方法本专利技术第1构成为一种非水系电池用隔板，其包含纤维片，所述纤维片是配合聚乙烯醇类纤维(纤维A)而形成的，且其配合量为30质量％以上(相对于纤维片材100质量％)，所述聚乙烯醇类纤维(纤维A)的热水溶解温度低于100℃且高于85℃。上述隔板中，优选包含在所述纤维A中进一步配合热水溶解温度低于80℃的聚乙烯醇类纤维(纤维B)而得到的纤维片的非水系电池用隔板。优选包含在所述纤维A或者在所述纤维A和纤维B中加入玻璃纤维而形成的纤维片的非水系电池用隔板。优选配合所述玻璃纤维而形成的纤维片，且所述玻璃纤维的配合量为20～50质量％(相对于纤维片100质量％)，所述玻璃纤维是最大纤维直径为30μm以下、平均纤维直径为0.1～1.0μm且经过了粉碎处理的玻璃纤维。对于所述加入了玻璃纤维的非水系电池用隔板而言，优选所述隔板的厚度为9～30μm、密度为0.6～1.0g/cm3、纵向(纤维片的MD方向)的强度为0.6kg/15mm以上。所述经过粉碎处理的玻璃纤维优选为经过物理粉碎处理的玻璃纤维，另外，所述经过粉碎处理的玻璃纤维优选为经过湿式粉碎处理的玻璃纤维。优选包含在所述纤维A或者在所述纤维A和纤维B中加入纤维素纤维而形成的纤维片的非水系电池用隔板。所述纤维素纤维优选为有机溶剂类纤维素纤维或天然纤维素纤维的打浆物。对于所述加入了纤维素纤维的非水系电池用隔板而言，优选所述隔板满足下述要件(1)和(2)的非水系电池用隔板。1.隔板的厚度在5～30μm的范围内，2.隔板的纵向强度(kg/15mm)/厚度(μm)＞0.05。本专利技术第2构成为具备上述记载的非水系电池用隔板的非水系电池。需要说明的是，将权利要求书和/或说明书中公开的至少2个构成要素任意组合，均包含在本专利技术中。特别是，将权利要求书所记载的2个以上权利要求任意组合，均包含在本专利技术中。专利技术的效果根据本专利技术，非水系电池用隔板通过包含配合热水溶解温度低于100℃且高于85℃的聚乙烯醇类纤维(纤维A)而形成的纤维片，且其配合量为30质量％以上(相对于纤维片100质量％)，能够形成纤维形态得以保持、且在纤维交点产生了粘接的纤维片。由此，能够在保持纤维所具有的强度性质的同时减薄厚度，并且由于纤维间存在的空隙而具有透气性(离子通透性)，从而能够得到电阻低的纤维片，该纤维片作为隔板是极为有效的。此外，通过在所述纤维(A)中加入水中溶解温度比所述纤维(A)更低的聚乙烯醇类纤维(纤维B)来进行片形成，纤维B发挥粘合剂的功能，从而能够在纤维交点更牢固地进行粘接。进而，通过在所述纤维A或者在所述纤维A和纤维B中配合20～50质量％(相对于纤维片100质量％)的玻璃纤维、特别是具有特定纤维径且经过了粉碎处理的玻璃纤维来进行片形成，非水系电池用隔板的强度性质优异，而且实现了隔板的遮蔽性和薄层化。进而，所述加入了玻璃纤维而形成的隔板通过具备下述三个要件，成为厚度、密度和机械强度均衡的隔板。1.隔板的厚度为9～30μm2.密度为0.6～1.0g/cm33.隔板的纵向强度(kg/15mm)为0.6kg/15mm以上另外，通过在纤维A或者在纤维A和纤维B中加入纤维素系纤维、特别是经过打浆的纤维素类来进行片形成，加入经过原纤化的纤维，纤维片增加了基于抱合的接合，由此，能够增加片的柔软性，并且对片赋予适度的遮蔽性。对于所述加入了纤维素系纤维的隔板而言，通过具备下述两个要件，成为厚度和机械强度均衡的隔板。1.隔板的厚度在5～30μm的范围内，2.隔板的纵向强度(kg/15mm)/厚度(μm)＞0.05。通过安装具有上述特性的本专利技术第1构成的隔板而得到的非水系电池由于隔板变薄而减少电极间距离，从而电阻降低，并且由于隔板的薄型化而使正极、负极增加，从而可以期待使电池高容量化。具体实施方式(纤维片)构成本专利技术的非水系电池用隔板的纤维片必须是配合30质量％以上的热水溶解温度低于100℃且高于85℃的聚乙烯醇类纤维(纤维A)而形成。如果热水溶解温度低于100℃，由于在使用湿法(使用造纸机等的片成形法)形成纤维片时纤维含有水分，能够在加热干燥时保持纤维结构的同时在纤维交点的纤维表面产生接合来进行片形成。如果热水溶解温度为100℃以上，则纤维表面稳定，加热干燥时在纤维交点的纤维间不产生接合，因此难以形成纤维片。另一方面，如果热水溶解温度为85℃以下，则在含有水的纤维片形成后在加热干燥时聚乙烯醇溶解而难以形成干燥的纤维片。优选使用热水溶解温度低于98℃且高于90℃的聚乙烯醇类纤维来形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非水系电池用隔板，其包含纤维片，所述纤维片是配合纤维A而形成的，且相对于所述纤维片100质量％，所述纤维A的配合量为30质量％以上，所述纤维A为热水溶解温度低于100℃且高于85℃的聚乙烯醇类纤维。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.05.28 JP 2012-121113;2012.09.26 JP 2012-211601.一种非水系电池，其包含正极、负极、非水电解液和隔板，所述隔板包含纤维片，所述纤维片是配合纤维A、以及纤维素纤维或玻璃纤维而形成的，且相对于所述纤维片100质量％，所述纤维A的配合量为30质量％以上，所述纤维A为热水溶解温度低于98℃且高于85℃、并且同时具有主体纤维功能和粘合剂纤维功能的聚乙烯醇类纤维，并且，在包含纤维素纤维的情况下，满足下述要件(1)和(2)，(1)隔板的厚度在5～30μm的范围内；(2)隔板的纵向强度/厚度＞0.05，所述纵向强度的单位为Kg/15mm，厚度的单位为μm。2.根据权利要求1所述的非水系电池，其中，所述隔板包含纤维片，所述纤维片是在所述纤维A中进一步配合纤维B而得到的，所述纤维B为热水溶解温度小于80℃且具有粘合剂纤维功能的聚乙烯醇类纤维。3.根据权利要求2所述的非水系电池，其中，所述隔板包含纤维片，所述纤维片是在所述纤维A和纤维B中加入玻璃纤维而形成的。4.根据权利要求3所述的非水系电池，其中，所述隔板包含纤维片，所述纤维片是配合所述玻璃纤维而形成的，且相对于所述纤维片100质量％，...

【专利技术属性】
技术研发人员：早川友浩，川井弘之，林英男，神户光一，
申请(专利权)人：可乐丽股份有限公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP