[发明专利]蓄电装置用隔膜和蓄电装置

说明书

技术领域

本发明涉及蓄电装置用隔膜和具有所述隔膜的蓄电装置。

背景技术

随着膝上型计算机、移动电话、电动车辆等的市场的急速扩大，对蓄电装置如电容器和二次电池进行了积极研究。其中，二次电池因其能够存储更多能量而具有吸引力。目前，需要具有更高能量密度的二次电池，且作为候选者，提出将金属如锡或硅、其合金或氧化物用于负极活性物质。此外，还提出使用具有大理论容量的电池如锂空气电池。然而，在具有高能量密度的电池中，会由于过充电而发生异常生热。因此，期望开发一种不仅具有高能量密度、而且具有优异安全性的电池。

作为提高安全性的方法，提出了使电解液阻燃的方法(非专利文献1)。还提出了通过在较高温度下将隔膜溶解以导致堵塞而终止离子移动的功能(所谓的切断功能)。这些方法具有特定效果，但为了确保大且容量高的电池的安全性，需要更安全的技术。

此处，专利文献1公开了将通过使用具有高耐热性的纤维素纤维制造的纸作为隔膜的技术。此外，为了抑制纤维素的羟基(-OH)的氧化/还原反应，专利文献2提出了对纤维素的羟基进行酯化的方法。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本特开平8-306352号公报

专利文献2：日本特开2003-123724号公报

非专利文献

非专利文献1：Journal of the Electrochemical Society，148(10)A1058-A1065(2001)

发明内容

本发明所要解决的问题

直至现在主要使用的隔膜是由聚丙烯或聚乙烯材料构成的聚烯烃类细多孔隔膜。然而，聚烯烃类细多孔隔膜在高温下会收缩。因此，在聚烯烃类细多孔隔膜中，在异常生热时会发生热收缩，从而导致正极和负极的短路。

为了解决该问题，如上所述，在专利文献1中提出，使用含有具有高耐热性的纤维素作为主要成分的隔膜。纤维素具有即使将温度设定为高如180℃附近仍防止发生热收缩的优异性能。

此外，在具有高能量密度的二次电池中，在对其进行过充电的情况中或在从外部进行强烈冲击的情况中电池的温度倾向于升高。因此，期望一种由过充电或源自外部的冲击造成的温度升高小的电池。

由此，本发明的例示性实施方案的目的是提供一种蓄电装置用隔膜，所述隔膜在高温环境中的热收缩小且其中能够抑制电池温度的升高。

解决问题的手段

本发明的例示性实施方案之一是：

一种蓄电装置用隔膜，其中隔膜的纤维表面上的羟基被磷酸残基或亚磷酸残基取代，所述隔膜的主要成分是无机纤维。

本发明的例示性实施方案之一是：

一种蓄电装置用隔膜，包含由式(1)表示的纤维素衍生物：

其中，在式(1)中，R₁₀₁～R₁₀₆各自独立地表示羟基、磷酸残基或亚磷酸残基，且R₁₀₁～R₁₀₆中的至少一个为磷酸残基或亚磷酸残基；并且n为2以上的整数，且R₁₀₁～R₁₀₆在每个n中分别独立。

本发明的例示性实施方案之一是：

一种蓄电装置用隔膜，其中隔膜的纤维表面上的羟基被磷酸残基或亚磷酸残基取代，所述隔膜的主要成分是纤维素纤维。

本发明的例示性实施方案之一是：

一种蓄电装置，包含上述蓄电装置用隔膜、包含负极活性物质的负极以及包含支持盐和非水电解质溶剂的电解液。

本发明的例示性实施方案之一是：

一种制造蓄电装置用隔膜的方法，包括使得含无机材料的隔膜与包含磷酸酯或亚磷酸酯和水的溶液接触，所述含无机材料的隔膜包含在其表面上含有羟基的无机纤维。

本发明的例示性实施方案之一是：

一种制造蓄电装置用隔膜的方法，包括使得纤维素隔膜与包含磷酸酯或亚磷酸酯和水的溶液接触，所述纤维素隔膜的主要成分是纤维素。

本发明的例示性实施方案之一是：

一种蓄电装置，包含通过上述制造方法制造的蓄电装置用隔膜、包含负极活性物质的负极以及包含支持盐和非水电解质溶剂的电解液。

发明效果