[发明专利]电池用隔膜以及电池

说明书

技术领域

本发明涉及可构成提高了安全性的电池的电池用隔膜、具有该隔膜的电池。

背景技术

锂二次电池具有能量密度高这样的特征，因此广泛用作便携电话、笔记本型个人电脑等携带设备的电源。例如，在锂二次电池方面，伴随着携带设备的高性能化，倾向于进一步推进高容量化，安全性的确保变得重要。

现行的锂二次电池中，作为介于正极与负极之间的隔膜，使用了例如厚度为20~30μm左右的聚烯烃系的微多孔膜。另外，作为隔膜的原材料，为了确保所谓关断(shutdown)效果，即，在电池的热失控温度以下使隔膜的构成树脂熔融而使空孔闭塞，使得电池的内阻升高，从而在短路时等情况下提高电池的安全性，因而有时会适用熔点低的聚乙烯(PE)。

然而，作为这样的隔膜，例如，为了多孔质化和强度提高而使用着单轴拉伸或者双轴拉伸了的薄膜。这样的隔膜由于以单独存在的膜的方式供给，考虑到操作性等的观点，因而要求一定的强度，该强度通过前述拉伸而确保。然而，在这样的拉伸薄膜中构成树脂的结晶度增大，关断温度也提高至接近电池的热失控温度的温度，因此很难说用于确保电池的安全性的裕量(margin)是充分的。

另外，因前述拉伸而导致在隔膜产生有应变，这样的隔膜暴露于高温时，则存在有因残留应力而引起收缩这样的问题。收缩温度存在于与熔点，即，关断温度非常近的区域。由此，在使用聚烯烃系的微多孔膜隔膜时，在充电异常时等情况下电池的温度达到关断温度时，则必须立即减少电流而防止电池的温度提高。这是因为，在空孔不充分闭塞并且无法立即减少电流的情况下，电池的温度容易升高到隔膜的收缩温度，因而具有由内部短路导致的起火的危险性。

为了提高电池伴随着前述那样的隔膜的热收缩的安全性、对于由各种原因导致的内部短路的可靠性，本发明人等开发出一种多孔质的电化学元件用隔膜，已经完成了专利申请，所述电化学元件用隔膜具有含有用于确保关断功能的树脂作为主体的第1隔膜层、含有耐热温度为150℃以上的填料作为主体的第2隔膜层(专利文献1)。

在专利文献1中公开的电池化学元件用隔膜中，第2隔膜层是用于确保隔膜本来的功能、主要是防止由正极与负极的直接接触导致的短路的功能的层，通过第2隔膜层所具有的耐热温度为150℃以上的填料而确保前述的功能，此外也防止着隔膜的热收缩。而且，第2隔膜层所不能保持的关断功能通过同时设置第1隔膜层而确保。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2007/66768号

发明内容

发明要解决的问题

但是也可预想到，进行了电池的更进一步的高容量化、更进一步的高输出密度化的情况下，即使是专利文献1中记载的隔膜也不能充分确保电池的安全性，在该点上，专利文献1中记载的技术也仍然留有改善的余地。

本发明鉴于前述情形而提出，其目的在于提供可构成提高了安全性的电池的电池用隔膜、具有该隔膜的电池。

用于解决问题的方案

可达成前述目的的本发明的电池用隔膜的特征在于，其由至少具有树脂多孔质膜(I)、含有耐热性微粒作为主体的耐热多孔质层(II)的多层多孔质膜形成，关断温度为100~150℃，且关断速度为50Ω/min·cm²以上。在本发明的电池用隔膜中，前述关断温度以及前述关断速度分别通过下述的方法而求出。

关断温度：

向2张直径16mm的不锈钢钢板中插入夹持有直径制成为25mm的前述电池用隔膜的层叠体，进一步注入通过以1.0mol/l的浓度将LiPF₆溶解于以体积比1：2混合有碳酸亚乙酯与碳酸甲乙酯的溶剂中而得到的电解液，从而进行密闭，将所密闭的单电池(cell)放入恒温槽中，使槽内的温度以1℃/min的比例升温，在其间连续测定前述层叠体所涉及的2张不锈钢钢板之间的电阻值，将前述电阻值成为40Ω的温度设为隔膜的关断温度。

关断速度：

在测定前述关断温度后，继续进行槽内的升温、前述层叠体所涉及的2张不锈钢钢板之间的电阻值的测定，根据前述关断温度的前后分别10Ω、共计20Ω之间的前述电阻值的变化，使用下述(1)式而算出隔膜的关断速度。

V_SD=(50-30)/{(t₅₀-t₃₀)·S}    (1)