[发明专利]非水系二次电池用隔板、其制造方法及非水系二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及使用于非水系二次电池的隔板，具体而言是涉及提高 非水系二次电池的安全性的隔板。

背景技术

以锂离子二次电池为代表的非水系二次电池，例如作为所谓的移 动电话或笔记型计算机的便携用电子机器的主电源而广泛地普及。对 于这种锂离子二次电池，为达成更高能量密度化、高容量化、高输出 功率化进行着技术开发，预计今后此要求会进一步提升。为了应对这 种要求，确保电池的高度的安全性的技术变得更加重要。

一般而言，锂离子二次电池的隔板中，使用包含聚乙烯或聚丙烯 的微多孔膜。出于确保锂离子二次电池的安全性的目的，此隔板中具 备被称为关闭功能的功能，此关闭功能是指电池温度上升到达某温度 时电阻显著地增大的功能。在电池因为某为某种原因而发热时可由于 关闭功能阻断电流，防止电池的更进一步发热，可防止冒烟、起火、 爆炸。这种关闭功能的工作原理，是构成隔板的材料熔融、变形而堵 塞隔板的孔，因此，为包含聚乙烯的隔板时，在聚乙烯的熔点附近的 140℃左右关闭功能工作，聚丙烯时则此功能在165℃左右工作。此关 闭功能，由确实地确保电池的安全性的观点而言，优选在比较低温下 工作，因此一般而言使用聚乙烯。

另一方面，锂离子二次电池的隔板，除了关闭功能，也被要求具 有充分的耐热性。其理由如下。在现有的仅由聚乙烯等的微多孔膜所 构成的隔板中，关闭功能工作后，因为电池进一步持续曝露于的关闭 功能工作温度以上，而进行隔板熔融(所谓熔化)。这点由关闭功能 的原理而言是理所当然的。作为此熔化的结果，电池内部发生短路， 伴随此情况产生大量的热，电池面临发烟、起火、爆炸等危险。因此， 隔板除了关闭功能之外，也被要求具有在关闭功能工作的温度附近不 会产生熔化程度的充分的耐热性。

其中，以往为了对隔板赋予关闭功能与耐热性二者，提出了对聚 乙烯微多孔膜涂覆包含聚酰胺或芳香族聚酰胺等的耐热性树脂的多孔 层的隔板(参考例如专利文献1～5)。这种隔板中，在聚乙烯的熔点 附近(140℃左右)关闭功能工作的同时，耐热性多孔层显示出充分的 耐热性，故在即使处于200℃以上也不发生熔化。但是，以往所提出的 此类型隔板，因为聚乙烯微多孔膜基本为20μm左右，故于其上涂覆耐 热性多孔层则成为膜厚超过20μm的隔板。若考虑现状已实用化的一般 隔板(仅由聚乙烯等的微多孔膜所构成的隔板)的厚度为20μm左右这 点，会有具备此耐热性多孔层的类型的隔板，比已被实用化的隔板厚 的缺点。

无法使具备此耐热性多孔层的隔板变薄的主要原因，在于关闭功 能。即，因为关闭功能与聚乙烯微多孔膜的膜厚有相关性，故使聚乙 烯微多孔膜变薄则关闭功能降低，此外，因为在聚乙烯微多孔膜上涂 覆耐热性多孔层，会有与聚乙烯微多孔膜单体相比，关闭功能降低的 倾向。因此，现有技术中，为了充分地表现出隔板的关闭功能，必须 使聚乙烯微多孔膜形成为厚度20μm以上。应说明的是，专利文献3 中，列举使用4μm的聚乙烯微多孔膜的例子，但并未揭示关于关闭功 能，通常这种4μm厚度的聚乙烯微多孔膜无法得到充分的关闭功能。

另一方面，由所谓薄膜化的观点而言，也可考虑形成薄的耐热性 多孔层。但是，耐热多孔层的膜厚太薄，则无法确保充分的耐热性， 此外，在聚乙烯的熔点以上的温度范围中隔板整体产生热收缩。这一 点，在专利文献4中所揭示的构成，是在聚乙烯微多孔膜上形成含有 耐热性含氮芳香族聚合物及陶瓷粉末的多孔层，谋求耐热性多孔层的 耐热性更提升，认为依据这种技术，在确保充分的耐热性以外，也可 使耐热性多孔层的膜厚变薄。但是，专利文献4中，并未着重于隔板 的热收缩的问题，因此，即使为使用专利文献4的隔板的电池，也会 有在高温下发生热收缩之虞。

如上所述，现状可以说是在具备聚乙烯微多孔膜及耐热性多孔层 的隔板中，并未公开满足充分的关闭功能及耐热性二者，进而可薄膜 化的技术。