用于电池的隔片、包括该隔片的二次电池和制造用于电池的隔片的方法技术

在使用由聚烯烃树脂形成的多孔膜作为基底的用于电池的隔片(1)中，基底(10)具有低于150℃的熔点。该隔片包括布置在基底(10)的正面和背面上和布置在宽度方向上的基底(10)相反端部上并包括无机填料粒子和粘合剂的多孔耐热层(11)。此外，布置在宽度方向上的基底相反端部上的各多孔耐热层(11)的厚度在5至5000微米范围内并等于或大于布置在基底的正面和背面上的多孔耐热层(11)的厚度之和。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及布置在电池中的正极和负极之间的隔片、包括该隔片的二次电池和制造用于电池的隔片的方法。专利技术背景电池，如二次电池，包括电极体作为内部结构，其中正极和负极彼此相邻布置在电解质溶液中。在这种电极体中，必须布置正极和负极以使它们可在它们之间不直接接触的情况下经由电解质溶液交换离子。因此，将用于电池的隔片布置在正极和负极之间。作为用于电池的隔片，在许多情况下，使用由绝缘材料，如热塑性树脂形成的多孔膜。由热塑性树脂形成的多孔膜形式的用于电池的隔片具有通过在温度升高过程中熔融而封闭孔隙以中断正极与负极之间的离子流动路径的断路功能。用于电池的隔片的实例包括日本专利申请公开No.2012-49052(JP2012-49052A)中公开的隔片。JP2012-49052A中公开的隔片具有在多孔树脂膜形式的基底表面上设置多孔耐热层的结构。多孔耐热层的设置防止基底在断路后的进一步收缩。当温度在断路后进一步提高时，热塑性树脂基底进一步收缩。因此，在正极和负极之间可能发生短路。
技术实现思路
最近，为了获得更可靠的断路功能，已经要求隔片的基础树脂具有较低熔点。在具有低熔点的热塑性树脂中，在温度升高过程中有可能产生强收缩力。因此，即使如JP2012-49052A中所公开的那样设置了这种多孔耐热层，也不能在温度升高过程中完全防止多孔耐热层的收缩，这可能造成正极和负极之间的短路。本专利技术提供了一种用于电池的隔片，其包括具有相对较低熔点的多孔膜形式的基底，其中该基底具有令人满意的断路后抗收缩性。根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于电池的隔片，其包括：基底，其是由聚烯烃树脂形成的多孔膜并具有低于150℃的熔点；和多孔耐热层，其布置在基底的正面和背面上和布置在宽度方向上的基底相反端部上且包括无机填料粒子和粘合剂。在本专利技术的第一方面中，布置在宽度方向上的基底相反端部上的各多孔耐热层的厚度在5至5000微米范围内并等于或大于布置在基底的正面和背面上的多孔耐热层的厚度之和。根据本专利技术的第一方面，当在宽度方向上的截面图上观看时，基底的所有四面支承有多孔耐热层。特别地，布置在宽度方向上的基底相反端部上的多孔耐热层具有足够的厚度。因此，即使在温度升高过程中基底的树脂熔融的状态下，该多孔耐热层也防止基底收缩。因此，用于电池的隔片的断路功能呈现出来但没有由于基础树脂的收缩造成的劣化。因此，即使使用具有相对较低熔点的树脂作为基底，该用于电池的隔片也表现出令人满意的断路特征。根据本专利技术的第二方面，提供了一种二次电池，其包括：正极片；负极片；和与正极片和负极片层压在一起的根据第一方面的隔片。根据本专利技术的第三方面，提供了一种制造用于电池的隔片的方法，所述方法包括：通过将包括无机填料粒子和粘合剂的浆料施加到基底的正面和背面以及宽度方向上的基底相反端部上而形成浆料层，所述基底是由聚烯烃树脂形成并具有低于150℃的熔点的多孔膜；调节施加到基底的正面和背面上和施加到宽度方向上的基底相反端部上的浆料层的厚度，从而在干燥后测量时，布置在宽度方向上的基底相反端部上的各浆料层的厚度在5至5000微米范围内并等于或大于布置在基底的正面和背面上的浆料层的厚度之和；和将厚度经调节的浆料层干燥。根据上述配置，可以提供包括具有相对较低熔点的多孔膜形式的基底的用于电池的隔片，该基底具有令人满意的断路后抗收缩性。附图说明下面参考附图描述本专利技术的示例性实施方案的特征、优点以及技术和工业意义，其中类似数字是指类似元件，且其中：图1是显示根据本专利技术的一个实施方案的用于电池的隔片的截面图；图2是显示制造根据该实施方案的用于电池的隔片的装置的正视图；图3是显示间隙元件(gapmember)的平面视图；图4是显示使用间隙元件调节各浆料层的厚度的截面图；图5是显示电池的示意性结构的截面图；图6是显示相关技术的隔片在温度升高过程中的收缩的截面图；图7是显示根据该实施方案的用于电池的隔片在断路过程中的状态的截面图；图8是显示在断路后提高根据该实施方案的用于电池的隔片的温度的状态的截面图；图9是显示用作基底的多孔树脂的熔点与在断路后的收缩过程中的宽度方向尺寸保持率之间的关系的曲线图；和图10是显示耐热层的端部的厚度与在断路后的收缩过程中的宽度方向尺寸保持率之间的关系的曲线图。具体实施方式下面参考附图详细描述本专利技术的一个实施方案。根据该实施方案的用于电池的隔片1具有图1的截面图中所示的配置。也就是说，图1的用于电池的隔片1包括基底10和布置在基底10的表面上的多孔耐热层11。在图1的截面图中，左右方向(箭头W标示的方向)代表矩形膜形式的用于电池的隔片1的宽度方向，且垂直方向(箭头T标示的方向)代表用于电池的隔片1的厚度方向。用于电池的隔片1的纵向是垂直于图1的纸平面的方向。基底10是由作为热塑性树脂的聚烯烃树脂形成的多孔膜。更具体地，使用具有低于150℃的相对较低熔点的聚烯烃树脂作为构成基底10的树脂。具体而言，可以使用聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)。基底10可具有PE或PP的单层结构或具有三层结构(例如PE/PP/PE)。在这种情况下，PE可以是低密度聚乙烯(LDPE)或高密度聚乙烯(HDPE)。多孔耐热层11包括无机填料粒子和粘合剂，其是多孔的。无机填料粒子是氧化铝、二氧化硅、勃姆石、氧化镁、二氧化钛等的粒子。通过粘合剂，将无机填料粒子互相粘合，或将无机填料粒子和基底10互相粘合。粘合剂是树脂，如丙烯酸系树脂、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)、聚烯烃或苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)。根据该实施方案的用于电池的隔片1的多孔耐热层11不仅在基底10的主表面上形成，还在宽度方向上的相反端部上形成。在下文中，多孔耐热层11的主表面部被称作“主表面部11A”，多孔耐热层11的端部被称作“端部11B”。在图1中，为了容易视觉识别，主表面部11A的厚度显示得略大于实际尺寸(这同样适用于图7和8)。在根据该实施方案的用于电池的隔片1中，多孔耐热层11的厚度满足下列两个条件：1.端部11B的厚度在5至5000微米范围内；和2.各端部11B的厚度等于或大于正面和背面主表面部11A的厚度之和。“各端部11B的厚度”不是指右端和左端表面11B的厚度之和，而是任一端部11B的厚度。“各端部11B的厚度”的厚度方向是用于电池的隔片1的宽度方向，即图1的截面图中的左右方向(箭头W标示的方向)。另一方面，“正面和背面主表面部11A的厚度”的厚度方向是图1的截面图中的垂直方向(箭头T标示的方向)。具有上述配置的根据该实施方案的用于电池的隔片1如下制造。作为用于制造根据该实施方案的用于电池的隔片1的材料，准备用于形成基底10的树脂膜和用于形成多孔耐热层11的浆料。所述树脂膜是上述基底10。所述浆料是将无机填料粒子与粘合剂捏合在一起的流体。在这种情况下，调节浆料中的粘合剂比例，从而使得经过如下所述干燥的多孔耐热层11中的无机填料粒子之间的间隙没有完全被粘合剂树脂填充。如图2中所示，用于制造根据该实施方案的用于电池的隔片1的装置包括施料部20、厚度调节部21和干燥部22。施料部20包括盘23和辊24。盘23含有上述浆料25，辊24的一部分浸在浆料25中。因此，当供往辊24的树脂膜(基底)10在U形转弯时，树脂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电池的隔片，所述隔片包含：基底，其是由聚烯烃树脂制成的多孔膜并具有低于150℃的熔点；和多孔耐热层，其布置在基底的正面和背面上和布置在宽度方向上的基底相反端部上且包括无机填料粒子和粘合剂，其中布置在宽度方向上的基底相反端部上的各多孔耐热层的厚度在5至5000微米范围内并等于或大于布置在基底的正面和背面上的多孔耐热层的厚度之和。

【技术特征摘要】
2015.09.09 JP 2015-1777761.一种用于电池的隔片，所述隔片包含：基底，其是由聚烯烃树脂制成的多孔膜并具有低于150℃的熔点；和多孔耐热层，其布置在基底的正面和背面上和布置在宽度方向上的基底相反端部上且包括无机填料粒子和粘合剂，其中布置在宽度方向上的基底相反端部上的各多孔耐热层的厚度在5至5000微米范围内并等于或大于布置在基底的正面和背面上的多孔耐热层的厚度之和。2.根据权利要求1的隔片，其中所述基底的熔点在80至135℃范围内。3.一种二次电池，其包含：正极片；负极片；和与正极片和负极片层压在一起的根据权利要求1的...

【专利技术属性】
技术研发人员：石原裕也，武田和久，落合章浩，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP