本发明专利技术提供一种包括隔板材料的二次电池及其制备方法，所述隔板材料能够实现具有优异高温循环特性和较高能量密度的二次电池。隔板通过热解气相色谱分析法（热解＋ＧＣ／ＭＳ）评价和选出。在适宜的隔板中，隔板之热解物的总离子色谱图（ＴＩＣ）中（表示１－癸烯的峰１的面积）／（表示１－辛烯的峰２的面积）的值为２．０５或更小。更优选的是，选取（峰１的面积）／（峰２面积）的值为２．００或更小，（峰１的面积）／（表示１－壬烯的峰３的面积）的值为１．８７或更小，且（峰３的面积）／（峰２面积）的值为１．０５或更小的材料，并将其用作隔板。
【技术实现步骤摘要】
二次电池及其制备方法
本专利技术涉及二次电池如非水二次电池及其制备方法，该二次电池包括，例如能够嵌入和脱出锂的阳极、阴极、设置在阳极和阴极之间的隔板和非水电解液。
技术介绍
在近几年，已经减小了便携式电子设备如便携式摄像机、蜂窝电话和便膝上式电脑的尺寸和重量。作为适用于这些设备的电源，尤其经常使用二次电池。在这样的便携式电子设备中，希望使用尺寸小、重量轻且容量大的二次电池作为电源。因此，已经积极地从事提高二次电池能量密度的研制。在近几年，与常规水溶液电解质电池如铅酸电池和镍镉电池相比，作为可以获得极高能量密度的电池，二次电池中尤其锂离子电池具有很大希望。而且，锂离子二次电池具有放电电压高、自放电低、循环特性优异以及能量密度高的优点，因此锂离子二次电池用在了各种领域，并且特别是在近几年，锂离子二次电池作为电源经常用于在户外使用的各种便携式电子设备如蜂窝电话、笔记本电脑(个人电脑)和数码照相机。即使这些设备放在室内如汽车、自助餐厅或办公室，也可以将它们放置在例如强光线照射的窗户附近的位置。例如，在夏季，汽车仪表板上的温度可以升到80℃或更高。而且，在近几年，随着便携式电子设备的广泛使用，更多的电子设备使用者携带设备海外旅行、海外商务旅行等，因此，在中东灼热的阳光下或在东南亚高温和潮湿的条件下，使用便携式电子设备是常见的。在这些情况下，即使锂离子二次电池长时间放置在高温条件中，或在高温条件下充电或放电，也迫切需要阻止锂离子二次电池的电池性能衰退，也就是说，需要改善高温存储性能和高温循环特性。然而，当在高温条件下长时间使用常规锂离子二次电池，或当在高温条件下进行充放电循环时，也会出现常规锂离子二次电池的性能衰退。-->可以考虑到由高温引起的性能衰退的一些情况，以及并没有解释引起衰退的所有机构。然而，通常，认为在高温条件下一部分非水电解液分解，由此分解的非水电解液对电池性能有负作用。而且，假设存在极少量的金属成分被洗提出来而引起非常弱的短路这种情况。根据含有三维结构的隔板的化学结构如组成、物理性质、厚度和交联，可以改变这些现象对电池性能的影响程度，并且假定高温性能中的至少一个衰退的主要因素仅对阳极或阴极的单个电极没有影响，并且一个主要因素由阳极和阴极之间的相互作用产生。通常，作为非水电解液二次电池中使用的隔板材料，经常使用常用的微孔聚乙烯膜，其成本较低，具有良好的生产稳定性、优异的电化学稳定性以及广泛的变体。在通用的微孔聚乙烯膜中，在高温条件下存储性能或充电-放电循环特性并不差；然而，随着电池容量的增加，难以确保足够的高温性能。为了解决这个问题，考虑增加隔板的厚度。然而，通过上述方法，并不能充分地保持或提高高温性能，尤其是使用厚隔板时，必须降低填充在电池中的活性物质的量，因而难以获得大容量(即高能量密度)的二次电池。而且，新的隔板材料如聚酰亚胺具有大量未知的材料(或在二次电池中的电化学性能)因素，并且该材料通常很昂贵，因此这与成本降低相抵触。鉴于这种观点，需要使用已经使用过的通用聚乙烯材料。然而，当使用通用的聚乙烯基材料作隔板时，采用该材料的二次电池会具有不充分的高温性能，并且直到二次电池完成时才能评价这种高温性能。因此，在完成二次电池之后评价高温性能，并发现评价结果实际上并不充分的情况下，浪费了所有工艺中使用的各种原材料以及用于制备所需工艺中的时间和成本等。而且，即使隔板材料是在同一批次中制备的，当其在规定的材料公差范围内包含于二次电池中时，材料的电化学性质也会出现显著的变化。然而，目前尚没有在隔板材料包含于二次电池中之前，准确地评价隔板材料性能(即隔板材料的数值方式的化学结构)的技术。
技术实现思路
鉴于上述情况，本专利技术的目的是提供一种制备二次电池的方法，以及通过该方法制备的二次电池。该方法包括评价隔板材料的步骤，其中在装入隔板材料以完成二次电池之前，可以准确地评价能够获得具有优异高温循环特性和高能量密度的二次电池的隔板材料。-->根据本专利技术的制备二次电池的方法，包括通过热解气相色谱分析法(热解+GC/MS)，评价二次电池中设置在阳极和阴极之间的隔板的化学结构，进而根据该评价选取用作二次电池隔板的材料的步骤，其中隔板材料的化学结构是根据隔板材料的热解物的总离子色谱图进行评价的。而且，在根据本专利技术的二次电池中，在隔板材料热解物的总离子色谱图中，表示1-癸烯MS谱图的峰1的积分/表示1-辛烯MS谱图的峰2的积分的值，作为峰1的积分与峰2的积分之间的比值，为2.00或更小。而且，在根据本专利技术的二次电池中，在隔板材料热解物的总离子色谱图中，表示1-壬烯MS谱图的峰3的积分/表示1-辛烯MS谱图的峰2的积分的值，作为峰3的积分与峰2的积分之间的比值，为1.05或更小。此外，在根据本专利技术的二次电池中，在隔板材料热解物的总离子色谱图中，表示1-癸烯MS谱图的峰1的积分/表示1-壬烯MS谱图的峰3的积分的值，作为峰1的积分与峰3的积分之间的比值，为1.87或更小。在二次电池或根据本专利技术的二次电池的制备方法中，置于二次电池阳极和阴极之间的隔板的结构，是根据该隔板材料之热解物的总离子色谱图进行评价的，因此，在将该隔板装入二次电池中之前，即可准确地评价隔板的化学结构是否有利于提高二次电池的高温循环特性。评价根据本专利技术的制备二次电池的方法和二次电池的步骤中的主要部分主要是在实验中确认的，所以，上述的根据隔板材料热解物的总离子色谱图而获得的隔板化学结构有利于提高二次电池的高温循环特性的主要原理仍未得到证实。不过，可以假设它是因为下述作用。会存在这样的情形，即聚合前聚乙烯基隔板中包含非常少量的环烯烃如降冰片烯材料，并且在聚合之后，在包含环状烯烃和不包含环状烯烃的两种情形之间，聚乙烯的化学结构(包括三维结构如交联结构)存在差异。而且，在聚合前包含非常少量环烯烃如降冰片烯材料的情形中，部分环烯烃在聚合后可能变成无环烯烃，且该组分的交联结构并不总是均匀的，从而使得极少量的金属组分的影响取决于该交联结构，所述金属组分因阴极和阳极间的相互作用而导致非常小的短路。因此，可以认为，当隔板装入二次电池中时，上述作用致使二次电池的高温特性发生变化。考虑到这种作用，假设在交联之后根据隔板热解物的总离子色谱图获得有关隔板化学结构的信息，则可以根据所得到的信息，预先评价隔板装入二次电池中时的高温性能。-->在根据本专利技术的包括评价隔板材料之步骤的制备二次电池的方法中，以及根据本专利技术的二次电池中，可以在隔板装入二次电池中之前，通过由热解气相色谱分析法而得到的TIC，准确地评价隔板材料的化学结构，所以能够可靠地得到具有优异高温性能的二次电池。从下面的描述中将更全面地给出本专利技术的其它和进一步的目的、特征和优点。 附图说明图1是隔板热解物的总离子色谱的曲线图；图2是隔板热解物总离子色谱之峰部分的放大的曲线图；图3是峰值的积分方法(积分范围)的曲线图；图4是作为谱图A的峰1的MS光谱的曲线图；图5是作为谱图B的峰2的MS光谱的曲线图；图6是作为谱图C的峰3的MS光谱的曲本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种二次电池，包括：阳极；阴极；及设置在阳极和阴极之间的隔板，其中在隔板材料热解物的总离子色谱图中，表示１－癸烯ＭＳ谱图的峰１的积分／表示１－辛烯ＭＳ谱图的峰２的积分的值，作为峰１的积分与峰２的积分之间的比值 ，为２．００或更小。
【技术特征摘要】
JP 2003-9-25 333763/031、一种二次电池，包括：阳极；阴极；及设置在阳极和阴极之间的隔板，其中在隔板材料热解物的总离子色谱图中，表示1-癸烯MS谱图的峰1的积分/表示1-辛烯MS谱图的峰2的积分的值，作为峰1的积分与峰2的积分之间的比值，为2.00或更小。2、根据权利要求1的二次电池，其中在隔板材料热解物的总离子色谱图中，表示1-壬烯MS谱图的峰3的积分/表示1-辛烯MS谱图的峰2的积分的值，作为峰3的积分与峰2的积分之间的比值，为1.05或更小。3、根据权利要求2的二次电池，其中在隔板材料热解物的总离子色谱图中，表示1-癸烯MS谱图的峰1的积分/表示1-壬烯MS谱图的峰3的积分的值，作为峰1的积分与峰3的积分之间的比值，为1.87或更小。4、根据权利要求1的二次电池，其中所述隔板的主要材料是聚乙烯。5、根据权利要求1的二次电池，其中该二次电池是包含非水电解液的非水二次电池。6、根据权利要求1的二次电池，其中该二次电池是采用能够嵌入和脱出锂的碳质材料作为阳极材料的非水二次电池。7、根据权利要求1的二次电池，其中该二次电池是采用碳质材料、非石墨化的碳材料、石墨化的碳材料或石墨材料作为阳极材料的非水二次电池。8、根据权利要求1的二次电池，其中该二次电池是包含如下阳极活性物质的非水二次电池，该阳极活性物质是由包含能够与锂形成合金的金属或金属化合物的材料制成的。9、根据权利要求1的二次电池，其中该二次电池是包含如下阳极活性物质的非水二次电池，该阳极活性物质是由包含4B族典型元素的金属或该金属的化合物的材料制成的。10、根据权利要求9的二次电池，其中采用Si(硅)或Sn(锡)作为所述4B族典型元素。-->11、根据权利要求5的二次电池，其中所述阳极的容量由轻金属的嵌入和脱出的容量分量与轻金属的沉积和溶解的容量分量的总和表示，且所述轻金属为Li(锂)。12、一种制备二次电池的方法，包括如下步骤：通过热解气相色谱分析法(热解+GC/MS)，评价二次电池中设置在阳极和阴极之间的隔板材料的化学结构，从而依据该评价选取用作二次电池中的隔板的材料，其中所述隔板材料的化学...
【专利技术属性】
技术研发人员：稻垣直子，明石宽之，
申请(专利权)人：索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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