[发明专利]电化学元件用隔膜

说明书

本发明提供一种电化学元件用隔膜，其具有优异的防止枝晶短路的性能。本发明的电化学元件用隔膜在无纺布基材的内部空隙中，无机粒子通过粘合剂聚合物与无纺布基材构成纤维黏合，并且在由无纺布基材构成纤维、无机粒子和粘合剂聚合物所形成的空隙中具有高分子电解质聚合物。此外，优选高分子电解质聚合物的含量比例占整个电化学元件用隔膜的2～18质量％、无机粒子是二氧化硅和/或氧化铝，无纺布基材是短纤维和/或纸浆状纤维进入到基体无纺布的空隙中而成的复合无纺布，并且无纺布基材构成纤维含有熔点或分解温度为180℃以上的耐热性纤维。

技术领域

本发明涉及一种电化学元件用隔膜。

背景技术

近年来，伴随着电子设备的小型化和轻便化，对作为其电源的电池的小型化，轻量化，高能量密度的需求也变得强烈。由于锂离子二次电池具有高能量密度，因此期待其能够满足这种需求的电池。

作为这样的锂离子二次电池的隔膜，通常使用聚烯烃微孔膜。认为这是因为聚烯烃微孔膜具有如下的功能，即，当因电池的外部短路等而导致异常大的电流流过时，电池温度显著升高，为了防止可燃气体的产生、电池的破裂或着火，该热量使聚烯烃微孔膜收缩或熔化而阻塞微孔，从而阻断离子渗透性的功能(关闭功能)。然而，随着温度的上升，在隔膜的宽度方向上发生热收缩使得宽度方向的尺寸变小，与隔膜的宽度方向的端部接触的电极露出，从而可能会引起短路。或者，温度升高可能导致隔膜熔化，从而引起着火。

因此，已经提出如下方案，即，通过在聚烯烃微孔膜上涂覆无机粒子，即使在温度升高的情况下，也可以抑制聚烯烃微孔膜的热收缩，可以防止短路。

然而，由于以这种方式涂覆有无机粒子的隔膜与电极的粘结性较差，因此提出了一种隔膜，其包括：多孔基材；以及多孔有机-无机涂层，该多孔有机-无机涂层在所述多孔基材的至少一个表面上形成，且包含无机粒子和第一粘合剂聚合物的混合物，所述第一粘合剂聚合物包含共聚物，该共聚物包含：(a)第一单体单元，该第一单体单元在其侧链上含有至少一个氨基或至少一个酰胺基或两者都有，和(b)第二单体单元，其为具有C1-C14的烷基的(甲基)丙烯酸酯；以及有机涂层，该有机涂层通过将第二粘合剂聚合物分散在所述多孔有机-无机涂层的表面上并保留分散的未涂覆区域而形成(专利文献1)。尽管认为该隔膜可以增加与电极的粘结力，但是不能防止锂在过放电期间的枝晶，从另一种意义上来讲，也不能防止短路。

作为其他的电化学元件，例如有锂离子电容器，作为负极活性物质，从充分降低负极电位的观点出发，优选掺杂锂，但有时锂的枝晶会因充电和放电而生长，容易发生内部短路。如上所述，即使在锂离子二次电池以外的电化学元件中，也存在无法防止枝晶，容易发生短路的问题。

现有技术

专利文献

专利文献1：日本特许公表第2014-505344号公报

发明内容

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种电化学元件用隔膜，该隔膜具有优异的防止枝晶短路的性能。

本发明的一个技术方案涉及一种电化学元件用隔膜，其特征在于：在无纺布基材的内部空隙中，无机粒子通过粘合剂聚合物与无纺布基材构成纤维黏合，并且在由所述无纺布基材构成纤维、所述无机粒子和所述粘合剂聚合物所形成的空隙中具有高分子电解质聚合物。

此外，如上述技术方案中所述的电化学元件用隔膜，其中，优选所述高分子电解质聚合物的含量比例占整个电化学元件用隔膜的2～18质量％。

另外，如上述技术方案中所述的电化学元件用隔膜，其中，优选所述无机粒子为二氧化硅和/或氧化铝。

进一步，如上述技术方案中所述的电化学元件用隔膜，其中，优选所述无纺布基材是短纤维和/或纸浆状纤维进入到基体无纺布的空隙中而成的复合无纺布。