非水电解液二次电池、非水电解液二次电池用层叠间隔件、构件、间隔件及其制造方法技术

本发明专利技术提供可以抑制反复充放电时的内部电阻增加的非水电解液二次电池用间隔件，其是以聚烯烃为主成分的多孔膜，由其在频率10Hz、温度90℃下的粘弹性测定中所得的MD的tanδ即MDtanδ和TD的tanδ即TDtanδ按照下式计算的参数X为20以下。X＝100×|MDtanδ‑TDtanδ|÷{(MDtanδ+TDtanδ)÷2}。

Non aqueous electrolyte, secondary battery, two water electrolyte, two time battery, spacer, component, spacer, and manufacturing method thereof

The present invention provides can suppress internal resistance increased when the repeated charge and discharge of nonaqueous electrolyte secondary battery two with spacer, which is mainly composed of polyolefin porous membrane with tan, obtained by the determination of the delta at the frequency of 10Hz, temperature of 90 DEG C of the viscoelastic MD tan delta MDtan Delta and TD: TDtan 8 according to the parameters calculated by X formula is less than 20. X = 100 * |MDtan Delta TDtan Delta {| / (MDtan Delta +TDtan Delta 2}).

【技术实现步骤摘要】
非水电解液二次电池、非水电解液二次电池用层叠间隔件、构件、间隔件及其制造方法
本专利技术涉及非水电解液二次电池用间隔件、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、非水电解液二次电池及非水电解液二次电池用间隔件的制造方法。
技术介绍
锂离子二次电池等非水电解液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、便携式信息终端等设备所使用的电池，最近，还作为车载用电池进行开发。作为锂离子二次电池等非水电解液二次电池中的间隔件，使用以聚烯烃为主成分的微多孔膜(专利文献1)。在非水电解液二次电池中，随着充放电而使电极反复膨胀收缩，因此存在以下问题：在电极与间隔件之间产生应力，并且电极活性物质发生脱落等而使内部电阻增大，循环特性降低。为此，提出了通过在间隔件的表面涂布聚偏氟乙烯等粘接性物质来提高间隔件与电极的密合性的方法(专利文献1、2)。然而，在涂布粘接性物质的情况下，存在以下问题：由于粘接性物质会阻塞间隔件表面的孔，因此反复充放电导致锂离子能够通过的面积变小，电池的内部电阻变大。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利公报“专利第5355823号(2013年11月27日发行)”专利文献2：日本公开专利公报“特开2001-118558号(2001年4月27日公开)”
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术是鉴于这样的问题点而完成的专利技术，其目的在于提供能够抑制反复充放电时的内部电阻增加的非水电解液二次电池用间隔件、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、非水电解液二次电池及非水电解液二次电池用间隔件的制造方法。用于解决课题的手段本专利技术人首先发现在多孔膜的粘弹性测定中所得的tanδ的各向异性越小，越能抑制非水电解液二次电池中的充放电循环试验前后的内部电阻的增加率，从而完成了本专利技术。本专利技术的非水电解液二次电池用间隔件，其特征在于，是以聚烯烃为主成分的多孔膜，由其在频率10Hz、温度90℃下的粘弹性测定中所得的MD的tanδ即MDtanδ和TD的tanδ即TDtanδ按照以下的式子计算的参数X为20以下。X＝100×|MDtanδ-TDtanδ|÷{(MDtanδ+TDtanδ)÷2}。进而，本专利技术的非水电解液二次电池用间隔件的穿刺强度优选为3N以上。另外，本专利技术的非水电解液二次电池用层叠间隔件具备上述的非水电解液二次电池用间隔件和多孔层。另外，本专利技术的非水电解液二次电池用构件，其特征在于，依次配置正极、上述非水电解液二次电池用间隔件或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，其特征在于，包含上述的非水电解液二次电池用间隔件或上述非水电解液二次电池用层叠间隔件。另外，本专利技术的以聚烯烃为主成分的多孔膜即非水电解液二次电池用间隔件的制造方法包含下述(i)～(v)的工序。(i)将超高分子量聚烯烃与低分子量烃混合的工序；(ii)将(i)所得的混合物与成孔剂混合的工序；(iii)将(ii)所得的混合物成形为片材的工序；(iv)将(iii)所得的片材拉伸从而得到多孔膜的工序。另外，本专利技术的非水电解液二次电池用间隔件的制造方法还包含(v)的工序。(v)在将该多孔膜中所含的聚烯烃的熔点设为Tm时，将(iv)所得的多孔膜在Tm-30℃以上且不足Tm的温度下进行退火的工序。专利技术效果根据本专利技术，发挥出可以提供能够抑制反复充放电时的内部电阻增加的非水电解液二次电池用间隔件、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的效果。附图说明图1为表示实施例及比较例中的参数X与内部电阻的增加率的关系的图表。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手段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.间隔件〕(1-1)非水电解液二次电池用间隔件本专利技术的一个实施方式的非水电解液二次电池用间隔件为在非水电解液二次电池中配置在正极与负极之间的膜状的多孔膜。多孔膜只要是以聚烯烃系树脂为主成分的多孔且膜状的基材(聚烯烃系多孔基材)即可，是具有在其内部具有连结的细孔的结构、且气体或液体能够从一个面透过至另一面的膜。多孔膜在电池发热时发生熔融而使非水电解液二次电池用间隔件无孔化，从而对该非水电解液二次电池用间隔件赋予关闭功能。多孔膜可以是由1层形成的多孔膜，也可以是由多层形成的多孔膜。本专利技术人等首先发现对以聚烯烃系树脂为主成分的多孔膜通过在频率10Hz、温度90℃下的动态粘弹性测定得到的tanδ的各向异性与反复充放电时的内部电阻的增加有关，从而完成了本专利技术。通过动态粘弹性测定得到的tanδ由储存弹性模量E’和损耗弹性模量E”以下式来表示。tanδ＝E”/E’损耗弹性模量表示在应力下的不可逆变形性，储存弹性模量表示在应力下的可逆变形性。因此，tanδ表示多孔膜对外部应力变化的变形追随性。而且，多孔膜的面内方向的tanδ的各向异性越小，多孔膜对外部应力变化的变形追随性为各向同性，可以在面方向上均质地变形。在非水电解液二次电池中，由于在充放电时电极膨胀或收缩，因此会对非水电解液二次电池用间隔件施加应力。此时，只要构成非水电解液二次电池用间隔件的多孔膜的变形追随性为各向同性，就均质地发生变形。因此，随着充放电循环中的电极的周期性变形，在多孔膜中产生的应力的各向异性也变小。由此认为：不易发生电极活性物质的脱落等，可以抑制非水电解液二次电池的内部电阻增加，并且循环特性提高。另外，正如由与高分子的应力松弛过程有关的时间-温度换算法则所预想的那样，在频率10Hz、温度90℃下的动态粘弹性测定在以非水电解液二次电池工作的温度即20～60℃左右的温度区域内的某个温度作为基准温度时所对应的时刻的频率为远远低于10Hz的低频，随着非水电解液二次电池的充放电循环，越发接近电极的膨胀收缩运动的时间标度。因此，通过在10Hz、90℃下的动态粘弹性的测定，可以进行与电池的使用温度区域中的充放电循环程度的时间标度对应的流变评价。tanδ的各向异性通过以下的式1表示的参数X来进行评价。X＝100×|MDtanδ-TDtanδ|÷{(MDtanδ+TDtanδ)÷2}(式1)其中，MDtanδ为多孔膜的MD(MachineDirection)(机械方向、流动方向)的tanδ，TDtanδ为TD(TransverseDirection)(宽度方向、横向)的tanδ。在本专利技术中，将参数X设为20以下。由此，可以如后述的实施例所示那样抑制充放电循环中的非水电解液二次电池的内部电阻增加。多孔膜的穿刺强度优选为3N以上。若穿刺强度过小，则电池组装工艺的正负极与间隔件的层叠卷绕操作、卷绕组的压紧操作或从外部对电池施加压力时等有可能因正负极活性物质粒子而刺破间隔件而使正负极短路。另外，多孔膜的穿刺强度优选为10N以下，更优选为8N以下。多孔膜的膜厚只要考虑构成非水电解液二次电池的非水电解液二次电池用构件的膜厚进行适当确定即可，优选为4～40μm，更优选为5～30μm，进一步优选为6～15μ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间隔件，其特征在于，是以聚烯烃为主成分的多孔膜，所述多孔膜仅包含聚乙烯作为所述聚烯烃，由其在频率10Hz、温度90℃下的粘弹性测定中所得的MD的tanδ即MDtanδ和TD的tanδ即TDtanδ按照以下的式子计算的参数X为20以下，X一100×|MDtanδ‑TDtanδ|÷{(MDtanδ+TDtanδ)÷2}。

【技术特征摘要】
2015.11.30 JP 2015-2339351.一种非水电解液二次电池用间隔件，其特征在于，是以聚烯烃为主成分的多孔膜，所述多孔膜仅包含聚乙烯作为所述聚烯烃，由其在频率10Hz、温度90℃下的粘弹性测定中所得的MD的tanδ即MDtanδ和TD的tanδ即TDtanδ按照以下的式子计算的参数X为20以下，X一100×|MDtanδ-TDtanδ|÷{(MDtanδ+TDtanδ)÷2}。2.根据权利要求1所述的非水电解液二次电池用间隔件，其特征在于，穿刺强度为3N以上。3.一种非水电解液二次电池用层叠间隔件，其特征在于，具备权利要求1所述的非水电解液二次电池用间隔件和多孔层。4.一种非水电解液二次电池用层叠间隔件，其特征在于，具备权利要求2所述的非水电解液二次电池用间隔件和多孔层。5.一种非水电解液二次电池用构件，其特征在于，依次配置...

【专利技术属性】
技术研发人员：桥胁弘树，村上力，
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