非水电解液二次电池用层叠间隔件、非水电解液二次电池用构件及非水电解液二次电池制造技术

本发明专利技术提供加热形状维持性及离子透过性优异、并且既为薄膜又降低漏电不良的发生的非水电解液二次电池用层叠间隔件。

Non aqueous electrolyte, stack spacer for two cell, nonaqueous electrolyte, two cell component, and nonaqueous electrolyte two cell

The present invention provides a stacked spacer for a nonaqueous electrolyte two cell for heating, shape maintaining and ion permeability excellent and for both film and poor leakage.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及非水电解液二次电池用层叠间隔件、非水电解液二次电池用构件及非水电解液二次电池。
技术介绍
非水电解液二次电池、特别是锂二次电池由于能量密度高而被广泛用作个人电脑、移动电话、便携式信息终端等所使用的电池。对于这些以锂二次电池为代表的非水电解液二次电池而言，在由电池的破损或使用了电池的设备的破损等事故导致发生内部短路、外部短路的情况下，流过大电流而剧烈发热。因此，对于非水电解液二次电池要求防止一定程度以上的发热而确保高安全性。作为该安全性的确保方法，通常有如下方法：在异常发热时通过间隔件阻断正-负极间的离子的通过，从而赋予防止进一步发热的关闭(shutdown)功能。作为使间隔件具有关闭功能的方法，可举出将由异常发热时熔融的材质形成的多孔膜作为间隔件使用的方法。即，对于使用了该间隔件的电池而言，在异常发热时多孔膜熔融且无孔化，能够阻断离子的通过并抑制进一步发热。作为这种具有关闭功能的间隔件，可以使用例如聚烯烃制的多孔膜。对于由该多孔膜形成的间隔件而言，在电池的异常发热时会在约80～180℃(例如，对于由聚乙烯多孔膜形成的间隔件而言约110～160℃)下熔融且无孔化从而阻断(关闭)离子的通过，由此抑制进一步的发热。提出了用于得到这种具有关闭功能的聚烯烃制多孔膜的各种制造方法(专利文献1、专利文献2、专利文献3)。但是，在发热剧烈等情况下，由该多孔膜形成的间隔件有可能因收缩、破膜等使正极和负极直接接触，从而引起短路。这样一来，对于由聚烯烃制的多孔膜形成的间隔件而言，有时形状稳定性不充分，不能抑制短路引起的异常发热。为此，作为在高温下形状稳定性(加热形状维持性)优异的非水电解液二次电池用间隔件，提出了包含层叠有耐热层的层叠多孔膜的非水电解液二次电池用间隔件(专利文献4、专利文献5)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本公开专利公报“特开昭60-242035号公报(1985年12月2日公开)”专利文献2：日本公开专利公报“特开平10-261393号公报(1998年9月29日公开)”专利文献3：日本公开专利公报“特开2002-69221号公报(2002年3月8日公开)”专利文献4：日本公开专利公报“特开2000-30686号公报(2000年1月28日公开)”专利文献5：日本公开专利公报“特开2004-227972号公报(2004年8月12日公开)”
技术实现思路
专利技术要解决的课题然而，对于锂二次电池而言，随着用途的扩大，要求进一步的高能量密度化。作为提高能量密度的方法，将层叠间隔件制成薄膜并相应地增加正极、负极的量的方法较为简便。然而，在该方法中，如图3所示，产生以下问题：因正极、负极的凹凸而使层叠间隔件受到损伤的影响较大，使作为原本的功能的绝缘性降低，在电池组装初期漏电不良增加。若减小间隔件的空隙率，则可以抑制漏电不良的发生，但是，离子透过性降低。本专利技术是鉴于此种问题点完成的专利技术，其目的在于提供加热形状维持性及离子透过性优异、并且既为薄膜又降低漏电不良的发生的非水电解液二次电池用层叠间隔件、非水电解液二次电池用构件及非水电解液二次电池。用于解决课题的手段本专利技术人首次发现除去耐热层前后非水电解液二次电池用层叠间隔件的熔融行为的差异与漏电不良的发生率相关，以至完成本专利技术。本专利技术的非水电解液二次电池用层叠间隔件的特征在于，其是包含以聚烯烃为主成分的多孔膜和耐热层的非水电解液二次电池用层叠间隔件，其膜厚为8～20μm，格利(Gurley)值为250秒/100cc以下，满足下述式(1)。0.70≤SPC/SC≤0.81···式(1)在此，SC为将所述非水电解液二次电池用层叠间隔件切割成规定尺寸并以重叠的状态测定的第1DSC曲线中的峰面积，SPC为从所述非水电解液二次电池用层叠间隔件除去上述耐热层后切割成规定尺寸并以重叠的状态测定的第2DSC曲线中的峰与上述第1DSC曲线中的峰的重叠部分的面积。另外，本专利技术的非水电解液二次电池用构件的特征在于依次配置正极、上述非水电解液二次电池用层叠间隔件及负极而成。另外，本专利技术的非水电解液二次电池的特征在于包含上述的非水电解液二次电池用层叠间隔件。专利技术效果根据本专利技术，发挥出加热形状维持性及离子透过性优异、并且既为薄膜又能降低漏电不良的发生的效果。附图说明图1为表示除去耐热层前后非水电解液二次电池用层叠间隔件的DSC曲线的不同的示意图。图2为表示实施例及比较例中的SPC/SC与漏电不良度的关系的图表。图3为表示由层叠间隔件的薄膜化导致的漏电不良的发生的示意图。具体实施方式以下说明本专利技术的一个实施方式，但是本专利技术并不限于此。本专利技术不限于以下说明的各构成，能够在技术方案所示的范围中进行各种变更，适当组合分别在不同实施方式中公开的技术方法而得到的实施方式也包含在本专利技术的技术范围中。需要说明的是，只要在本说明书没有特别记载，则表示数值范围的“A～B”是指“A以上且B以下”。〔1.非水电解液二次电池用层叠间隔件〕本专利技术的非水电解液二次电池用层叠间隔件在非水电解液二次电池中配置在正极与负极之间，并且包含以聚烯烃系树脂为主成分的多孔膜和层叠在多孔膜的至少一个面上的耐热层。非水电解液二次电池用层叠间隔件的膜厚为8～20μm，优选为10～16μm。这样，通过减薄非水电解液二次电池用层叠间隔件的膜厚，可以增加正极、负极的量，其结果可以实现高能量密度化。为了得到充分的离子透过性，非水电解液二次电池用层叠间隔件的透气度以格利值计为250秒/100cc以下，更优选为200秒/100cc以下。如上述所示，若使非水电解液二次电池用层叠间隔件的膜厚为8～20μm，则虽然实现了非水电解液二次电池的高能量密度化，但是容易发生漏电不良。另外，在格利值为250秒/100cc以下的情况下，虽然离子透过性优异，但是非水电解液二次电池用层叠间隔件中的树脂量少，因此容易发生漏电不良。为此，本专利技术人等进行了深入研究，结果首先发现非水电解液二次电池用层叠间隔件和从该层叠间隔件除去了耐热层的多孔膜本体的熔融行为的差异与漏电不良的发生率相关，由此完成既具有上述的膜厚及透气度又能抑制漏电不良的发生的本专利技术。即，本专利技术人等着眼于与差示扫描量热测定(DifferentialScanningCalorimetry：DSC)中得到的图谱(以下，称作DSC曲线)的结晶熔解对应的峰面积，对非水电解液二次电池用层叠间隔件和从该层叠间隔件除去了耐热层的多孔膜本体的测定结果的DSC曲线中的吸热峰的重叠部分的面积相对于非水电解液二次电池用层叠间隔件中的测定结果的峰面积的比例的范围进行了规定。在此，峰面积为由DSC曲线的除吸热峰以外的部分求得的基线与DSC曲线所围成的区域的面积。需要说明的是，耐热层的除去方法并无特别限定，可以利用胶带进行剥离、或者利用溶解耐热层的溶剂除去耐热层。具体而言，将非水电解液二次电池用层叠间隔件切割成3mm见方，并在将17片重叠而加入铝坩埚的状态下以升温速度10℃/min测得第1DSC曲线。另外，将从上述非水电解液二次电池用层叠间隔件除去了耐热层的多孔膜本体切割成3mm见方，并在将17片重叠而加入铝坩埚的状态下以升温速度10℃/min测得第2DSC曲线。而且，第1DSC曲线和第2DSC曲线的吸热峰的重叠部分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非水电解液二次电池用层叠间隔件，其特征在于，其是包含多孔膜和耐热层的非水电解液二次电池用层叠间隔件，所述多孔膜包含50体积％以上的聚烯烃，其膜厚为8～20μm，格利值为250秒/100cc以下，满足下述式(1)，0.70≤SPC/SC≤0.81···式(1)在此，SC为将所述非水电解液二次电池用层叠间隔件切割成规定尺寸并以重叠的状态测定的第1DSC曲线中的峰面积，SPC为从所述非水电解液二次电池用层叠间隔件除去所述耐热层后切割成规定尺寸并以重叠的状态测定的第2DSC曲线中的峰与所述第1DSC曲线中的峰的重叠部分的面积。

【技术特征摘要】
2015.11.30 JP 2015-2339321.一种非水电解液二次电池用层叠间隔件，其特征在于，其是包含多孔膜和耐热层的非水电解液二次电池用层叠间隔件，所述多孔膜包含50体积％以上的聚烯烃，其膜厚为8～20μm，格利值为250秒/100cc以下，满足下述式(1)，0.70≤SPC/SC≤0.81···式(1)在此，SC为将所述非水电解液二次电池用层叠间隔件切割...

【专利技术属性】
技术研发人员：长谷川博彦，
申请(专利权)人：住友化学株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP