[发明专利]非水电解质电池用隔膜和非水电解质电池

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子二次电池、聚合物二次电池等非水电解质电池 所使用的隔膜和使用该隔膜的非水电解质电池。

背景技术

近年来，便携电话、笔记本电脑、PDA等移动信息终端的小型化 以及轻量化急速发展，要求作为其驱动电源的电池更进一步的高容量 化。在二次电池中，高能量密度的锂离子电池的高容量化逐年发展， 但目前仍不能充分满足上述要求。另外，最近，利用其特征，不限于 便携电话等的移动用途，在电动工具和电动汽车、混合动力汽车的中 型到大型的电池用途中也逐渐展开，高容量化和高输出化的要求也得 到很大程度的提高。

最近，公开了通过将现有电池的充电终止电压从4.1～4.2V(作为 相对于锂参照极电位的电压，为4.2～4.3V(相对于Li/Li⁺))升高到 4.3V以上(4.4V(相对于Li/Li⁺)以上)，提高正极的利用率，实现电 池的高容量化和高输出化的技术(专利文献1)。

在电池的高容量化方面，对于以高密度填充电极材料的技术、使 与发电元件无关的部件例如集电体和隔膜、电极收纳箱等薄型化的技 术等进行了研究。另外，在高输出化方面，对于增加电极面积等技术 进行了研究。作为电池构成，与最初开发锂离子电池时相比，关于电 解液向电极内部的渗透性和保液性的课题备受关注。确立不仅确保电 池的性能和可靠性、并且能够解决上述问题的新型的电池构成非常必 要。

为了解决上述课题，公开了一种在正极和负极中的至少一个电极 与隔膜之间，配置非水电解质的渗透性优异的多孔层，使存在于电池 中的剩余空间内的电解液作为向电极内供给的扩散通路发挥作用，从 而改善电池特性的技术(专利文献2和专利文献3)。如果将正极充电 至相对于锂参照极电位为4.40V以上，电解液就容易氧化分解，电池 内的电解液量大幅减少。上述技术在这种环境下更有效地发挥作用， 是电池的高容量化和高输出化的有效的技术。

本发明的发明人，作为设置在正极和负极中的至少一个电极与隔 膜之间的多孔层，对由无机微粒和树脂粘合剂构成的多孔层进行了研 究；作为树脂粘合剂，对聚酰胺、聚酰亚胺和聚酰胺酰亚胺等的树脂 进行了研究。

以提高耐热性为目的，研究在隔膜中使用聚酰胺、聚酰亚胺、聚 酰胺酰亚胺等的技术(专利文献4～7等)。但是，在这些现有技术中， 不过是着眼于提高安全性而对这些树脂进行研究。

专利文献1：日本特开2006-147191号公报

专利文献2：日本特开2007-123237号公报

专利文献3：日本特开2007-123238号公报

专利文献4：日本特开平10-6453号公报

专利文献5：日本特开平10-324758号公报

专利文献6：日本特开2000-100408号公报

专利文献7：日本特开2001-266949号公报

发明内容

在为了溶解聚酰胺、聚酰亚胺和聚酰胺酰亚胺等的树脂而使用有 机溶剂的情况下，出现这些有机溶剂将用作正极的粘结剂的聚偏氟乙 烯(PVdF)等溶解的问题。因此，在电极与隔膜之间设置多孔层的情 况下，不能在正极表面上设置多孔层，而需要在隔膜的正极侧的表面 上设置多孔层。这样，在正极侧配置多孔层时，如果电池电压达到4.30V 以上(4.40V(相对于Li/Li⁺)以上)，就会出现电池的高温充电特性大 幅降低的问题。可以认为这是由于，如果使正极电位为4.40V(相对于 Li/Li⁺)以上，与正极表面接触的多孔层的聚酰胺、聚酰亚胺、聚酰胺 酰亚胺等就会氧化分解，氧化分解产生的反应生成物会对电池内的锂 的插入反应带来不良影响。

本发明的目的在于提供一种非水电解质向电极内部的渗透性和保 液性优异、能够以高容量和高能量密度得到良好的高温充电特性的非 水电解质电池用隔膜以及使用该隔膜的非水电解质电池。

本发明涉及一种用于非水电解质电池的隔膜，其特征在于，隔膜 通过在多孔隔膜基材上设置由无机微粒和树脂粘合剂构成的多孔层而 构成，树脂粘合剂是选自聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂和聚酰胺酰亚胺 树脂中的至少一种，并且分子链中的卤原子含量为10～30重量％，多 孔层中的树脂粘合剂的含量为5重量％以上。