电化学元件用间隔件及其制造方法、电化学元件用电极及电化学元件技术

本发明专利技术提供一种电化学元件用间隔件，其特征在于，包括利用光聚E而形成且具有交联结构的树脂A、和电绝缘性的无机微粒B，其中，除去空穴体积，上述树脂A的体积a与上述无机微粒B的体积b之比a/b为0.6～9。另外，本发明专利技术的电化学元件用间隔件的制造方法的特征在于，包括：从含有挥发性物质的电化学元件用间隔件形成用的片材中使上述挥发性物质挥发而形成空穴的工序；或者从含有能够溶解于特定的溶剂中的材料的电化学元件用间隔件形成用的片材中，利用上述溶剂提取上述材料，从而形成空穴的工序。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及高温时的尺寸稳定性及折曲时的耐短路性优异的电化学元件用间隔件及其制造方法、与上述间隔件一体化后的电化学元件用电极、以及具有上述电化学元件用间隔件且在高温环境下也很安全的电化学元件。
技术介绍
以锂二次电池等非水电解质二次电池或超级电容器为代表的使用了非水电解质的电化学元件由于能量密度高这样的特征，因而被作为手提电话或笔记本型个人电脑等手提机器的电源广泛地使用，随着手提机器的高性能化，电化学元件的高容量化有进一步推进的趋势，确保进一步的安全性成为重要的课题。现行的锂二次电池中，作为夹设于正极与负极之间的间隔件，例如使用厚度为20 30 U m左右的聚烯烃系的多孔性膜。但是，在制造此种聚烯烃系的多孔性膜时，为了开设微细并且均匀的孔，而使用双轴拉伸或开孔剂的提取等复杂的工序，成本高，因而现实状况是间隔件价格变高。另外，作为间隔件的原材料，为了确保如下的所谓关断(shutdown)效果，使用了熔点为120 140°C左右的聚乙烯，其中，上述关断效果是:在电池的异常发热温度以下使间隔件的构成树脂溶融而将空穴堵塞，由此使电池的内部电阻升闻，从而在短路时等提闻电池的安全性。但是，在关断后的电池的温度进一步上升等情况下，熔融了的聚乙烯容易流动，从而存在产生间隔件破膜的所谓熔断(meltdown)的情况。此种情况下，正负极直接接触，温度有进一步上升的危险性。为了防止此种熔断所致的短路，提出过将使用了耐热性的树脂的微多孔膜或无纺布作为间隔件使用的方法。例如，专利文献I中公开过使用了全芳香族聚酰胺的微多孔膜的间隔件，专利文献2中公开过使用了聚酰亚胺多孔膜的间隔件。另外，专利文献3中公开过使用了聚酰胺无纺布的间隔件，专利文献4中公开过有关将使用了芳族聚酰胺纤维的无纺布作为基材的间隔件的技术。但是，使用此种耐热微多孔膜或无纺布时，材料的成本或制造的难度等成为问题。另一方面，专利文献5中，公开过有关在聚合物无纺布基材上以及其中具有多孔性的无机被覆的间隔件的技术。此种间隔件由于采用了耐热性优异然而缺乏柔软性的无机被覆，因此在应用于使用卷绕体的电化学元件中时，有可能产生由折曲造成的裂纹而短路。特别是，在方形电池之类的使用扁平状的卷绕体的电化学元件中，由于产生强烈的折曲，因此非常难以应用此种间隔件。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开平5-335005号公报专利文献2:日本特 开2000306568号公报专利文献3:日本特开平9-259856号公报专利文献4:日本特开平11-40130号公报专利文献5:日本特表2006-504228号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题基于此种情况，要求开发出在成本或制造工序的方面不损害生产率，使间隔件的尺寸稳定性或折曲时的耐短路性提高，并提高使用了上述间隔件的电化学元件的安全性或可靠性的技术。本专利技术是鉴于上述事情而完成的，其提供可靠性及高温下的安全性优异的电化学元件、可以构成该电化学元件的间隔件及其制造方法。用于解决问题的手段本专利技术的电化学元件用间隔件的特征在于，是包含利用光聚合而形成且具有交联结构的树脂AjP电绝缘性的无机微粒B的电化学元件用间隔件，其中，除去空穴体积，上述树脂A的体积a与上述无机微粒B的体积b之比a/b为0.6 9。另外，本专利技术的电化 学元件用间隔件的制造方法的特征在于，是上述本专利技术的电化学元件用间隔件的制造方法，其包括:从含有挥发性物质的电化学元件用间隔件形成用的片材中使上述挥发性物质挥发而形成空穴的工序；或者通过从含有可以溶解于特定的溶剂中的材料的电化学元件用间隔件形成用的片材中，利用上述溶剂提取上述材料，从而形成空穴的工序。另外，本专利技术的电化学元件用电极的特征在于，与上述本专利技术的电化学元件用间隔件一体化。另外，本专利技术的电化学元件的特征在于，是包含正极、负极、间隔件及非水电解质的电化学元件，其中，上述间隔件是上述本专利技术的电化学元件用间隔件。专利技术的效果根据本专利技术，可以提高电化学元件的可靠性及高温下的安全性。附图说明图1A是表示本专利技术的电化学元件(非水电解质二次电池)的一例的俯视图，图1B是图1A的剖面图。图2是表示本专利技术的电化学元件的一例的立体图。具体实施例方式本专利技术的电化学元件用间隔件(以下简称为“间隔件”。)是具有非水电解质的电化学元件的间隔件所使用的间隔件，含有利用光聚合而形成且至少在一部分中具有交联结构的树脂AjP电绝缘性的无机微粒B。另外，本专利技术的间隔件中，树脂A的体积a(除去空穴体积后的体积)与无机微粒B的体积b (除去空穴体积后的体积)之比a/b为0.6以上9以下。像这样，就本专利技术的间隔件而言，通过将树脂A与无机微粒B的组成比最佳化，从而确保了间隔件的柔软性、机械强度或耐热收缩性良好，可以构成可靠性及高温下的安全性优异的电化学元件。S卩，本专利技术的间隔件中，通过将上述a/b值设为0.6以上，优选设为3以上，从而利用富于柔软性的树脂A的作用，例如即使在如构成卷绕体电极组(特别是方形电池等中使用的横截面为扁平状的卷绕体电极组)时那样进行折曲的情况下，也可以抑制裂纹等缺陷的产生，形成耐短路性优异的间隔件。另外，本专利技术的间隔件中，由于使用了富于柔软性的树脂，因此即使是涂布在电极上而形成的形态的间隔件，也不会有由间隔件造成的收缩，此外，在借助卷对卷(roll-to-roll)的间隔件的制造过程中，也没有裂纹等缺陷，生产率非常优异。另外，本专利技术的间隔件中，通过将上述a/b值设为9以下，优选设为8以下，从而可以有效地发挥无机微粒B的作用，提高高温时的尺寸稳定性而使耐热收缩性优异，另外，还可以确保高强度(机械强度)等，从而形成耐短路性优异的间隔件。由此，使用具有上述作用的本专利技术的间隔件而构成的本专利技术的电化学元件的可靠性及高温下的安全性良好。而且，本专利技术中，树脂A的体积a是根据树脂A的密度和间隔件中的树脂A的质量算出的值，无机微粒B的体积b是根据无机微粒B的密度和间隔件中的无机微粒B的质量算出的值。本专利技术的间隔件中的树脂A是利用光聚合而形成的树脂。如果是此种树脂A，则可以使间隔件的制造简便，并且还可以缩短制造时间，因此可以提高间隔件的生产率。而且，就树脂A而言，依照日本工业标准(JIS)K7121的规定，使用差示扫描量热计(DSC)测得的熔化温度及玻璃化转变温度优选在电化学元件的通常使用温度的范围外。更具体来说，树脂A的玻璃化转变温度优选为0°C以下，更优选为-10°C以下。另外，树脂A的熔化温度优选为80°C以上，更优选为100°C以上。作为此种树脂A，可以举出使公知的单体或低聚物进行光聚合而形成的树脂。具体来说，例如可以举出由丙烯酸树脂单体及它们的低聚物、和交联剂形成的丙烯酸树脂；由聚氨酯丙烯酸酯和交联剂形成的交联树脂；由环氧丙烯酸酯和交联剂形成的交联树脂等。而且，在上述的任意一种树脂中，作为交联剂，均可以使用二氧杂环己烷二醇二丙烯酸酯(Dioxane GlycolDiacrylate)、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、环氧乙烷改性三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、己内酯改性二季戊四醇六丙烯酸酯、e -己内酯改性二季戊四醇六丙烯酸酯等二元或多元的丙烯酸单体。另外，在树脂A中，也可以使用来源于不饱和聚酯树脂的交联树脂，上述不饱和聚酯树脂是由使二元或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：中村祐介，儿岛映理，片山秀昭，
申请(专利权)人：日立麦克赛尔株式会社，
类型：
国别省市：