[发明专利]带耐热绝缘层的隔板

说明书

技术领域

本发明涉及带耐热绝缘层的隔板。更具体地，本发明涉及能够适用于锂离子二次电池、双电层电容器等电气设备的带耐热绝缘层的隔板。

背景技术

近年来，混合动力汽车(HEV)、电动汽车(EV)以及燃料电池汽车的研究开发正在进行，其中的一部分已经制造销售。这些汽车也被称作电动车辆，随着对环境问题关注度的提高、燃料费用的增高，这些汽车已备受瞩目。在电动车辆中，能够进行充电和放电的电源装置是不可或缺的。作为该电源装置，包括锂离子二次电池、镍氢二次电池等二次电池、或双电层电容器的电气设备已得到利用。特别是锂离子二次电池，由于其高能量密度和对反复充放电的高耐久性，适宜被用于电动车辆。

例如，锂离子二次电池具有正极与负极通过电解质层连接、并被收纳于电池壳体中的结构。电解质层可以由保持有电解液的隔板构成。对于隔板，要求其兼具保持电解液、从而确保正极与负极之间的锂离子传导性的功能以及作为隔壁的功能。作为这样的隔板，通常使用由电绝缘性材料构成的微多孔膜。

传统上，已经开发出具有在充放电反应中电池达到高温的情况下停止充放电反应、即所谓切断功能的隔板。所述切断功能指的是阻断锂离子在电极间的迁移的功能。具体地，电池达到高温时，构成隔板的树脂发生熔融，将孔封闭，由此进行切断。为此，作为具有切断功能的隔板材料，通常使用聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等热塑性树脂。

另一方面，已知这样的由热塑性树脂制成的隔板由于其材质的柔软性，而在机械强度方面存在问题。特别是，在高温条件下，隔板发生热收缩，隔着隔板相对的正极与负极发生接触等，会引发内部短路。因此，正在开发用于抑制由电池制作时的热处理、充放电反应时的反应热等引起的热收缩的技术。

例如，专利文献1中公开了在PE等基体的至少一面形成含氧化铝等无机粒子的表面保护层而成的多孔质膜、即隔板。而且，该文献的实施例中记载，该隔板经加热处理后的收缩率小。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11-80395号公报

发明内容

然而，专利文献1记载的隔板主要是以电子设备等为对象的，已经判明，若将其应用于电动车辆用锂离子二次电池，则无法充分地获得对热收缩的抑制效果。

首先，为了将锂离子二次电池应用于电动车辆，必须实现锂离子二次电池的高输出化和高容量化。作为实现该高输出化和高容量化的方法，可以列举出例如使用大型的锂离子二次电池的方法。这样，锂离子二次电池的尺寸增大，隔板也会随之增大。其结果是，由电池制作时的热处理、充放电反应时的反应热造成温度上升时，隔板的内部应力变得更大，因而隔板变得更容易发生热收缩。因此，期待开发出对热收缩的抑制效果进一步提高的隔板。

因此，本发明的目的在于提供一种隔板，其不仅可确保切断功能、而且具有更为优异的耐热收缩性。

本发明的实施方式涉及的带耐热绝缘层的隔板具备树脂多孔质基体层、以及形成于树脂多孔质基体层的一面或两面的包含无机粒子和粘合剂的耐热绝缘层。而且，树脂多孔质基体层包含熔融温度为120～200℃的树脂，耐热绝缘层克重(目付)/树脂多孔质基体层克重为0.5以上。此外，本发明的电气设备具备本发明的带耐热绝缘层的隔板。

附图说明

[图1]图1为剖面示意图，模式性地示出了本发明的一实施方式的带耐热绝缘层的隔板。

[图2]图2为剖面示意图，模式性地示出了本发明的一实施方式的叠层型、而非双极型的锂离子二次电池的整体结构。

[图3]图3为坐标图，示出了实施例1～17的带耐热绝缘层的隔板的热收缩率与耐热绝缘层克重/树脂多孔质基体层克重的关系。

[图4]图4为坐标图，示出了实施例18～27的带耐热绝缘层的隔板的粘合剂添加量与剥离强度的关系。

[图5]图5为坐标图，示出了实施例18～27的带耐热绝缘层的隔板的剥离强度与热收缩率的关系。

符号说明

1带耐热绝缘层的隔板

3树脂多孔质基体层

5a、5b耐热绝缘层

7a、7b无机粒子

9a、9b粘合剂

10锂离子二次电池

11负极集电体

11a最外层负极集电体

12负极活性物质层

13电解质层

14正极集电体

15正极活性物质层

16单电池层

17发电元件

18负极集电板