[发明专利]电化学元件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及在高温环境下安全的电化学元件，所述电化学元件使用了便宜 且高温时尺寸稳定性优异的电化学元件用隔膜，本发明还涉及所述电化学元件 的制造方法。

背景技术

以锂二次电池、超级电容器为代表的使用非水电解液的电化学元件，由于 具有能量密度高的特点，而一直被广泛用作手机、个人笔记本电脑等便携式机 器的电源。伴随着便携式机器的高性能化，电化学元件的高容量化也趋于更进 一步地发展，确保安全性、可靠性很重要。

就现行的锂二次电池而言，作为介于正极和负极之间的隔膜，一直使用例 如厚度20～30μm左右的聚烯烃系的微多孔膜。另外，为了生成所谓的关闭， 作为隔膜的素材，通常一直使用熔点低的聚乙烯(PE)，所述关闭为：在电池 的热失控(异常放热)温度以下，使隔膜的构成树脂熔融来闭塞空孔，由此使 电池的内部电阻升高，来提高电池在短路等情况下的安全性。

可是，作为这样的隔膜，一直使用例如为多孔化和强度的提高而进行了单 轴拉伸或双轴拉伸的薄膜。这样的隔膜，在电池的制造时要求有一定的强度， 因此通过所述拉伸来保证其强度。但是，就这样的拉伸膜而言，构成树脂的结 晶度增大，关闭温度接近于电池的热失控温度，因此，从确保电池的安全性的 观点出发，有必要研究隔膜的构成。

另外，对于聚烯烃系的多孔质膜隔膜，要求当因充电下的异常等而引起电 池的温度达到关闭温度时，使电流立即减少，从而防止电池的温度上升。但是， 因所述拉伸使得膜产生翘曲，当该膜曝露于高温时，存在因残留应力而产生收 缩的问题。收缩温度存在于与熔点即关闭温度非常接近的区域。因此，在空孔 未充分关闭，不能立即减少电流的情况下，电池的温度容易上升到隔膜的收缩 温度，产生由隔膜的收缩所引起的内部短路的危险性。

为了提高与这样的隔膜的热收缩相伴的电池的安全性、和对于由各种原因 所引起的内部短路的可靠性，有人提出了这样的多孔质电化学元件用隔膜，其 具有：含有用于确保关闭功能的树脂作为主体的第1隔膜层；和由耐热性的树 脂和无机氧化物等构成的第2隔膜层(专利文献1～5)。

专利文献1：国际公开第2000/079618号公报

专利文献2：日本特开2001-266949号公报

专利文献3：国际公开第2004/021469号公报

专利文献4：国际公开第2007/066768号公报

专利文献5：日本特开2007-280911号公报

就这些专利文献1～5中公开的隔膜而言，所述第2隔膜层具有隔膜本来就 有的功能，主要是防止正极和负极的直接接触所引起的短路的功能，因此，与 仅使用相当于所述第1隔膜层的聚乙烯制的多孔质膜隔膜的锂二次电池相比， 能够构成安全性更高的电池。

但是，本发明人等进一步进行研究，结果发现，即使产生隔膜的关闭，有 时也产生电池的放热反应。因此得知，为了进一步提高关闭后的电池的安全性， 需要使电池整体的构成最优化。

另外，在使用具备含有所述树脂作为主体的层和含有无机氧化物等填料作 为主体的层的隔膜这样的两面的摩擦系数不同的隔膜的情况下，如果想与正极 和负极一起卷绕成螺旋状，则会因隔膜的配置的方法而产生以下问题。

即，以卷轴为中心将正极、负极和隔膜卷绕成螺旋状来制造电极体的情况 下，如果将以所述填料为主体的层朝向卷轴一侧来配置，则卷轴和隔膜的摩擦 变大，因此，难以将形成的电极体从卷轴中拔出，容易产生因电极的卷偏所引 起的制造不良。

发明内容

本发明是鉴于上述情况所做的发明，其目的在于提供一种在高温下安全性 优异的电化学元件。另外，本发明的另一目的在于提供一种生产率优异的电化 学元件的制造方法。

本发明的电化学元件的特征在于，其为含有正极、负极、非水电解液和隔 膜的电化学元件，所述隔膜具备含有热塑性树脂作为主体的第1多孔质层和含 有耐热温度为150℃以上的绝缘性粒子作为主体的第2多孔质层，所述第1多 孔质层以面向于所述负极的方式来配置。