[发明专利]电池用隔膜以及使用其的非水电解液电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种廉价的、高温时的尺寸稳定性优异的电池用隔膜，以及使用该电池用隔膜的非水电解液电池。

背景技术

作为非水电解液电池的一种，锂二次电池由于具有能量密度高的特征，所以广泛用于作为手机、笔记本个人电脑等便携式机器的电源。因此，随着便携式机器的高性能化，锂离子电池具有进一步高容量化的倾向，并且确保安全性成为重要的要求。

在现有的锂离子二次电池中，作为介于正极与负极之间的隔膜，例如使用厚度为15～30μm左右的聚烯烃系多孔性膜。另外，作为隔膜的原料，在电池的热失控温度以下，通过使得隔膜的构成树脂熔融，使得空孔闭合，以此来使得电池的内部电阻上升，提升短路等情况下电池的安全性，为了确保上述所谓的关闭(shutdown)效果，适宜使用熔点低的聚乙烯。

作为上述隔膜，例如为了提高多孔化与强度，使用单轴拉伸或者双轴拉伸的膜。这样的隔膜，由于作为单独存在的膜进行供给，所以从操作性等方面考虑，要求一定的强度，通过所述拉伸来确保它。但是，对于这样的拉伸膜而言，如果结晶度增大，关闭温度也会升高到电池的热失控温度附近的温度，所以很难说有充分确保电池的安全性的余地。

另外，通过所述拉伸在膜上发生变形，如果被暴露于高温下，那么存在的问题是，会因残留应力而引起收缩。收缩温度与关闭温度非常接近。因此，在使用聚烯烃系多孔性膜隔膜时，如果在充电异常时等情况下，电池的温度达到关闭温度，那么则必须直接减少电流，防止电池温度的上升。原因在于，在空孔并没有充分闭合的状态下，如果不能够直接减少电流，那么电池的温度容易上升至隔膜的收缩温度，存在内部短路引起着火的危险性。

作为防止因这样的隔膜热收缩而引起的短路、提高电池的可靠性的技术，例如在专利文献1和2中所提出的使用在含有热塑性树脂的树脂多孔质膜的表面上形成用于提高耐热性的耐热多孔质层的隔膜。

根据专利文献1和2公开的技术，能够提供一种在异常过热之际也难以发生热失控、安全性和可靠性优异的非水电解液电池。

专利文献1：日本特开2008-123996号公报

专利文献2：日本特开2008-210791号公报

发明内容

本发明进一步改良专利文献1和专利文献2所记载的技术，提供一种具有优异的可靠性的非水电解液电池以及该电池用的隔膜。

本发明的第1种电池用隔膜，其特征在于，其为由多层多孔质膜构成的电池用隔膜，所述多层多孔质膜包含以热塑性树脂为主成分的树脂多孔质膜和含有耐热性微粒子作为主成分的耐热多孔质层；其中，所述耐热多孔质层的厚度为1～15μm；所述树脂多孔质膜与所述耐热多孔质层之间的180°条件下的剥离强度为0.6N/cm以上。

另外，本发明的第2种电池用隔膜，其特征在于，其为由多层多孔质膜构成的电池用隔膜，所述多层多孔质膜包含以热塑性树脂为主成分的树脂多孔质膜和含有耐热性微粒子作为主成分的耐热多孔质层；其中，所述耐热多孔质层的厚度为1～15μm；所述耐热多孔质层含有相对于所述耐热性微粒子100质量份为0.1～5质量份的N-乙烯基乙酰胺的聚合物或者水溶性纤维素衍生物、以及相对于所述耐热性微粒子100质量份为1质量份以上的交联丙烯酸树脂。

另外，本发明的非水电解液电池，其特征在于，其为含有正极、负极、隔膜以及非水电解液的非水电解液电池，其中，所述隔膜为本发明的电池用隔膜。

根据本发明，能够提供一种具有优异可靠性的非水电解液电池以及该电池用的隔膜。

附图说明

图1是用于说明电池用隔膜的树脂多孔质膜与耐热多孔质层之间的180°条件下的剥离强度的测定方法的示意图。

图2A是表示本发明的非水电解液电池的一个例子的平面图，图2B是图2A的截面图。

图3是图2A的斜视图。

具体实施方式

本发明的电池用隔膜(以下在有些场合下简称为“隔膜”)，是由多层多孔质膜构成的隔膜，所述多层多孔质膜含有以热塑性树脂为主成分的树脂多孔质膜和含有耐热性微粒子作为主成分的耐热多孔质层，非常适合于非水电解液电池的隔膜。树脂多孔质膜形成的层具有隔膜本来的功能，即，不但防止正极和负极的短路，而且透过离子。耐热多孔质层形成的层担负的功能是赋予隔膜耐热性。

在耐热多孔质层中，耐热性微粒子担负的作用是防止作为基材的树脂多孔质膜的热收缩以及破膜。另外，在电池内异常地发热、树脂多孔质膜熔融之际，含有耐热性微粒子作为主体的耐热多孔质层，能够分隔正极和负极，确保电池的安全性和可靠性。