[发明专利]隔膜和非水电解质电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种隔膜以及使用该隔膜的电池。更具体地，本发明涉及一种使正极和负极彼此绝缘的隔膜以及使用该隔膜的电池。

背景技术

近年来，由于便携式电子技术的显著发展，移动电话和膝上型个人计算机已被公认为用于支持高度计算机化社会的基础技术。关于这些设备的高功能化的研究和开发正被积极地促进，并且因为由于高功能化引起的功率消耗的增加，因此其被认为具有驱动时间缩短的问题。

为了确保驱动时间在一定水平以上，因为其是实现被用作驱动电源的二次电池的高能量密度的必要条件，因此例如，期待一种锂离子二次电池。

在实现锂离子二次电池的高容量和高安全性的研究中，当仅使用相关技术的聚烯烃微孔膜时，可能不能获得足够的性能，因此，有必要赋予聚烯烃微孔膜功能。作为一种赋予聚烯烃微孔膜功能的方法，已经提出了，例如，将彼此具有不同性能的树脂涂敷在聚烯烃微孔膜上的方法。

例如，专利文献1(JP-A-2008-243825)披露了一种由多孔膜构成的隔膜，所述多孔膜包含通过利用粘结剂树脂(binder resin)和熔点在80-130℃范围内的树脂整体形成板状(片状)颗粒而制备的用于隔膜的多孔基体(porous substrate)。构成用于隔膜的多孔基体的板状颗粒具有150℃以上的耐热温度，其中至少一部分具有耐热性和电绝缘特性，并且是电化学稳定的，且板状颗粒的数均粒径为0.1μm以上且不大于15μm。

在专利文献1中，描述了通过使用上述隔膜作为用于诸如锂二次电池的电池的隔膜，由于存在无机氧化物填料，因此防止了锂枝晶(lithiumdendrite)沉积的发生。

另外，专利文献2(JP-A-2008-27634)披露了一种由设置在彼此相对的正极板和负极板的每个表面上的多孔耐热层以及非水电解质构成的隔膜，其中，使用粒度分布不大于5.0μm、粒度分布测量中D10为0.2至0.6μm，以及模直径(mode diameter)为0.80至1.25μm的金属氧化物作为多孔耐热层的填料。

在专利文献2中，描述了具有多孔耐热层的锂离子二次电池可稳定且大量地生产。

发明内容

然而，为了获得足够的电池特性，可能需要使用这样的隔膜，该隔膜在电解液的浸渍特性和液体保持特性(保液性)方面是优异的，并且不妨害离子传导性。

在专利文献1中，描述了由于无机氧化物填料的存在，避免了锂枝晶沉积的发生，从而提高了稳定性。然而，专利文献1并没有描述增强电池性能或防止电池特性降低的问题。

类似地，虽然专利文献2描述了耐热性的提高，但并没有描述增强电池性能或防止电池特性降低的问题。另外，虽然专利文献2描述了无机氧化物，但其中的实施方式却排他性地限于氧化镁，并且没有提及其它无机氧化物。

因此，期望提供一种隔膜以及使用该隔膜的电池，由所述隔膜可以获得电解液的充分的浸渍特性，并且能够增强隔膜性能和电池特性，而不妨害离子传导性。

根据本发明的一种实施方式，提供了一种隔膜，所述隔膜包括功能性树脂层，该功能性树脂层包含树脂材料和无机氧化物填料，具有其中多个孔彼此互连的多孔互连结构，并且具有相对于电解液不大于11度的接触角。

根据本发明的另一种实施方式，提供了一种非水电解质电池，该非水电解质电池包括正极、负极、电解质和隔膜，其中，该隔膜由功能性树脂层构成，所述功能性树脂层包含树脂材料和无机氧化物填料，具有其中多个孔彼此互连的多孔互连结构，并且具有不大于11度的相对于电解液的接触角。

本文提及的接触角是指在将电解液的液滴滴在隔膜表面上以后10秒钟的条件下测量的情况中的接触角。电解液是通过将1.1mol/kg的作为电解质盐的六氟磷酸锂(LiPF₆)加入到碳酸亚乙酯(EC)和碳酸二乙酯(DEC)以4/6的体积比的混合物的非水溶剂中而获得的溶液。

无机氧化物填料的中值粒径(平均粒径，mean particle diameter)D50优选不大于功能性树脂层厚度的50％。并且，优选无机氧化物填料具有0.2μm以上且不大于5.0μm的中值粒径以及2.0m²/g以上的比表面积；并且优选当无机氧化物填料的中值粒径和比表面积分别限定为X[μm]和Y[m²/g]时，X乘以Y所获得的值落在1≤(X×Y)≤18的范围内。

此外，优选功能性树脂层至少包含耐热性树脂；并且更优选功能性树脂层至少包含氟碳基树脂。