率特性、電阻特性等各種性能的基礎(chǔ)上,通過防 止該非水電解液二次電池的破損等導(dǎo)致的內(nèi)部短路,能夠確保高安全性。
[0111] 若上述位移低于20WH,則將層疊體用作非水電解液二次電池用間隔件的情況下, 不能充分防止該非水電解液二次電池的破損等導(dǎo)致的內(nèi)部短路。另外,若上述位移超過200 WH,則將層疊體用作非水電解液二次電池用間隔件的情況下,由于該間隔件整個(gè)區(qū)域內(nèi)的 裡離子的透過電阻增加,若反復(fù)循環(huán)則正極劣化,該非水電解液二次電池的倍率特性、循環(huán) 特性降低。
[0112] 需要說明的是,多孔層的從絕緣破壞到導(dǎo)通為止的層疊體的厚度方向的位移可W 通過由層疊體的從絕緣破壞到導(dǎo)通為止的層疊體的厚度方向的位移減去多孔膜的從絕緣 破壞到導(dǎo)通為止的層疊體的厚度方向的位移而算出。多孔層的從絕緣破壞到導(dǎo)通為止的層 疊體的厚度方向的位移優(yōu)選為lOwnW上且190wiiW下,更優(yōu)選為lOwnW上且150WHW下,進(jìn) 一步優(yōu)選為20]imW上且ISOiimW下,特別優(yōu)選為20]imW上且SOiimW下。
[011引 <層疊體〉
[0114] 通過利用上述的方法在多孔膜的單面或兩面層疊多孔層,可W形成本發(fā)明的層疊 體。即,本發(fā)明的層疊體通過在多孔膜的單面或兩面層疊上述多孔層而構(gòu)成。
[0115] 層疊體的透氣度W格利值計(jì)優(yōu)選為30~lOOOsec/lOOmL,更優(yōu)選為50~SOOsec/ lOOmL。通過使層疊體具有上述透氣度,將層疊體用作非水電解液二次電池用間隔件的情況 下,能夠得到充分的離子透過性。另一方面,透氣度超出上述范圍的情況下,由于層疊體的 空隙率高意味著層疊結(jié)構(gòu)變粗。因此,層疊體的強(qiáng)度降低,形狀穩(wěn)定性(特別是高溫下的形 狀穩(wěn)定性)有可能變得不充分。另外,透氣度低于上述范圍的情況下,將層疊體用作非水電 解液二次電池用間隔件的情況下,不能得到充分的離子透過性,有時(shí)使非水電解液二次電 池的電池特性降低。
[0116] 需要說明的是,除了上述多孔膜和多孔層之外,根據(jù)需要,本發(fā)明的層疊體可W在 不損害本發(fā)明的目的的范圍內(nèi)包含耐熱層、粘接層、保護(hù)層等公知的多孔膜。
[0117] <非水電解液二次電池〉
[0118] 本發(fā)明的非水電解液二次電池包含層疊體作為非水電解液二次電池用間隔件。更 具體來(lái)說,本發(fā)明的非水電解液二次電池包含正極、層疊體、和負(fù)極依次配置而成的非水電 解液二次電池用構(gòu)件。W下,作為非水電解液二次電池,W裡離子二次電池為例進(jìn)行說明。 需要說明的是,層疊體W外的非水電解液二次電池的構(gòu)成要素不限于下述說明的構(gòu)成要 素。
[0119] 在本發(fā)明的非水電解液二次電池中,可W使用例如將裡鹽溶于有機(jī)溶劑而成的非 水電解液。作為裡鹽,可 W舉出例如:LiCl〇4、LiPF6、LiAsF6、LiSbF6、LiBF4、LiCF3S〇3、LiN (C的S〇2)2、LiC(C的S〇2)3、Li2Bi〇Ch〇、低級(jí)脂肪族簇酸裡鹽、和LiAlCU等。上述裡鹽可W僅使 用1種,也可W組合使用2種W上。上述裡鹽中,更優(yōu)選選自LiPF6、LiAsF6、LiSbF6、LiBF4、 LiC的S〇3、LiN(C的S〇2)2、和LiC(C的S〇2)3中的至少巧中含氣裡鹽。
[0120] 作為構(gòu)成非水電解液的有機(jī)溶劑,具體來(lái)說,可W舉出例如:碳酸乙締醋、碳酸丙 締醋、碳酸二甲醋、碳酸二乙醋、碳酸甲乙醋、4-S氣甲基-1,3-二氧雜環(huán)戊燒-2-酬、1,2-二 (甲氧基幾基氧基)乙燒等碳酸醋類山2-二甲氧基乙燒、1,3-二甲氧基丙烷、五氣丙基甲基 酸、2,2,3,3-四氣丙基二氣甲基酸、四氨巧喃、2-甲基四氨巧喃等酸類;甲酸甲醋、乙酸甲 醋、丫-下內(nèi)醋等醋類;乙臘、T臘等臘類;N,N-二甲基甲酯胺、N,N-二甲基乙酷胺等酷胺類; 3-甲基-2-嗯挫燒酬等氨基甲酸醋類;環(huán)下諷、二甲基亞諷、1,3-丙橫酸內(nèi)醋等含硫化合物; W及在上述有機(jī)溶劑中導(dǎo)入氣基而成的含氣有機(jī)溶劑等。上述有機(jī)溶劑可W僅使用1種,也 可W組合使用巧巾W上。上述有機(jī)溶劑中,更優(yōu)選碳酸醋類,進(jìn)一步優(yōu)選環(huán)狀碳酸醋與非環(huán) 狀碳酸醋的混合溶劑、或環(huán)狀碳酸醋與酸類的混合溶劑。作為環(huán)狀碳酸醋與非環(huán)狀碳酸醋 的混合溶劑,從工作溫度范圍廣、且作為負(fù)極活性物質(zhì)使用天然石墨、人造石墨等石墨材料 的情況下也顯示難分解性出發(fā),進(jìn)一步優(yōu)選包含碳酸乙締醋、碳酸二甲醋和碳酸甲乙醋的 混合溶劑。
[0121] 作為正極,通常使用將包含正極活性物質(zhì)、導(dǎo)電材和粘結(jié)劑的正極合劑擔(dān)載于正 極集電體上的片狀的正極。
[0122] 作為上述正極活性物質(zhì),可W舉出例如:能夠滲雜和去滲雜裡離子的材料。作為該 材料,具體來(lái)說,可W舉出例如至少包含¥、111^6、(:〇、和化等過渡金屬中的1種的裡復(fù)合氧 化物。上述裡復(fù)合氧化物中,從平均放電電位高出發(fā),更優(yōu)選儀酸裡、W及鉆酸裡等具有曰-化Fe化型結(jié)構(gòu)的裡復(fù)合氧化物、裡儘尖晶石等具有尖晶石型結(jié)構(gòu)的裡復(fù)合氧化物。該裡復(fù) 合氧化物可W包含各種各樣的金屬元素,進(jìn)一步優(yōu)選復(fù)合儀酸裡。進(jìn)而,若使用按照相對(duì)于 選自1';[、¥、吐、]/[]1^6、(:〇、加、4旨、]\%、41、6曰、1]1、和5]1中的至少1種金屬元素的摩爾數(shù)與儀酸 裡中的Ni的摩爾數(shù)之和,上述至少巧巾金屬元素的比例成為0.1~20摩爾%的方式包含該金 屬元素的復(fù)合儀酸裡,則非水電解液二次電池在高容量下使用中的循環(huán)特性優(yōu)異,因而特 別優(yōu)選。
[0123] 作為上述導(dǎo)電材,可W舉出例如:天然石墨、人造石墨、焦炭類、碳黑、熱解碳類、碳 纖維、和有機(jī)高分子化合物燒成體等碳質(zhì)材料等。上述導(dǎo)電材可W僅使用1種,或可W將例 如人造石墨和碳黑混合使用等組合使用巧巾W上。
[0124] 作為上述粘結(jié)劑,可W舉出例如:聚偏氣乙締、偏氣乙締的共聚物、聚四氣乙締、四 氣乙締-六氣丙締的共聚物、四氣乙締-全氣烷基乙締基酸的共聚物、乙締-四氣乙締的共聚 物、偏氣乙締-六氣丙締-四氣乙締的共聚物、和熱塑性聚酷亞胺、聚乙締、聚丙締等熱塑性 樹脂。需要說明的是,粘結(jié)劑具有作為增稠劑的功能。
[0125] 作為得到正極合劑的方法,可W舉出例如:將正極活性物質(zhì)、導(dǎo)電材和粘結(jié)劑在正 極集電體上加壓而得到正極合劑的方法;W及使用適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑將正極活性物質(zhì)、導(dǎo)電 材和粘結(jié)劑制成糊狀而得到正極合劑的方法等。
[0126] 作為上述正極集電體,可W舉出例如:Al、Ni、不誘鋼等導(dǎo)電體,從容易加工成薄 膜、廉價(jià)出發(fā),更優(yōu)選A1。
[0127] 作為片狀的正極的制造方法,即,使正極合劑擔(dān)載于正極集電體方法,可W舉出例 如:(1)將成為正極合劑的正極活性物質(zhì)、導(dǎo)電材和粘結(jié)劑在正極集電體上加壓成型的方 法、和(2)使用適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑將正極活性物質(zhì)、導(dǎo)電材和粘結(jié)劑制成糊狀而得到正極合劑 后,將該正極合劑涂敷于正極集電體,將干燥而得到的片狀的正極合劑加壓而固定粘著于 正極集電體的方法等。
[0128] 作為負(fù)極,通常使用將包含負(fù)極活性物質(zhì)的負(fù)極合劑擔(dān)載于負(fù)極集電體上的片狀 的負(fù)極。
[0129] 作為上述負(fù)極活性物質(zhì),可W舉出例如:能夠嵌入和脫嵌裡離子的材料、和裡金屬 或裡合金等。作為該材料,具體來(lái)說,可W舉出例如:天然石墨、人造石墨、焦炭類、碳黑、熱 解碳類、碳纖維、有機(jī)高分子化合物燒成體等碳質(zhì)材料;W及W比正極低的電位進(jìn)行離子的 滲雜和去滲雜裡的氧化物、硫化物等硫族化合物。上述負(fù)極活性物質(zhì)中,更優(yōu)選W天然石 墨、人造石墨等石墨材料為主成分的碳質(zhì)材料。運(yùn)是由于,電位平坦性高、而且平均放電電 位低,因而與正極組合時(shí)能夠得到大的能量密度。
[0130] 作為得到負(fù)極合劑的方法,可W舉出例如:將負(fù)極活性物質(zhì)在負(fù)極集電體上加壓 而得到負(fù)極合劑的方法、和使用適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑將負(fù)極活性物質(zhì)制成糊狀而得到負(fù)極合劑 的方法等。
[0131] 作為上述負(fù)極集電體,可W舉出例如:Cu、Ni和不誘鋼等,特別是更優(yōu)選化。運(yùn)是由 于,化在裡離子二次電池中難W與裡成為合金,且容易加工成薄膜。
[0132] 作為片狀的負(fù)極的制造方法,即,使負(fù)極合劑擔(dān)載于負(fù)極集電體的方法,可W舉出 例如:(1)將成為負(fù)極合劑的負(fù)極活性物質(zhì)在負(fù)極集電體上加壓成型的方法、W及(2)使用 適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑將負(fù)極活性物質(zhì)制成糊狀而得到負(fù)極合劑后,將該負(fù)極合劑涂敷于負(fù)極集 電體,將干燥而得到的片狀的負(fù)極合劑加壓而固定粘著于負(fù)極集電體的方法等。
[0133] 將上述正極、層疊體、和負(fù)極依次配置而形成非水電解液二次電池用構(gòu)件后,在成 為非水電解液二次電池的框體的容器中放入該非水電解液二次電池用構(gòu)件,接著,用非水 電解液填滿該容器內(nèi)后,將上述容器減壓并密閉。由此,能夠制造本發(fā)明的非水電解液二次 電池。非水電解液二次電池的形狀沒有特別限定,可W是薄板(紙)型、圓盤型、圓筒型、長(zhǎng)方 體等棱柱型等任何形狀。需要說明的是,非水電解液二次電池的制造方法沒有特別限定,可 W采用現(xiàn)有公知的制造方法。
[0134] 本發(fā)明的非水電解液二次電池是使包含微粒的多孔層層疊于W聚締控為主成分 的多孔膜的至少一面的層疊體,包含將如下層疊體作為非水電解液二次電池用間隔件,使 用JIS A 5508中規(guī)定的N50的釘,W釘?shù)南陆邓俣?0皿/分鐘的條件測(cè)定的釘刺導(dǎo)通試驗(yàn)中 的、層疊體的從絕緣破壞到導(dǎo)通為止的層疊體的厚度方向的位移為20wiiW上且200WHW下。 因此,本發(fā)明的非水電解液二次電池在維持非水電解液二次電池的倍率特性、電阻特性(液 體電阻)等各種性能的基礎(chǔ)上,防止與各種性能的維持處于相反關(guān)系的非水電解液二次電 池的破損等導(dǎo)致的內(nèi)部短路。由此,能夠確保高安全性。
[0135] 本發(fā)明不限于上述的各實(shí)施方式,在技術(shù)方案所示范圍內(nèi)可W進(jìn)行各種變更,適 當(dāng)組合不同實(shí)施方式中公開的技術(shù)方法而得到的實(shí)施方式也包含于本發(fā)明的技術(shù)范圍。而 且,通過組合各實(shí)施方式中分別公開的技術(shù)方法,能夠形成新的技術(shù)特征。
[0136] 實(shí)施例
[0137] W下,通過實(shí)施例和比較例,進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明,但本發(fā)明不受運(yùn)些實(shí)施例限 定。
[0138] 實(shí)施例和比較例中的層疊多孔膜(層疊體)、A層(多孔膜)、和B層(多孔層)的物性 等通過W下的方法進(jìn)行測(cè)定。
[0139] (1)膜厚(單化皿):
[0140] 層疊多孔膜的膜厚(即,整體的膜厚)、A層的膜厚、和B層的膜厚使用株式會(huì)社 Mitutoyo制的高精度數(shù)字測(cè)長(zhǎng)機(jī)進(jìn)行測(cè)定。
[0141] (2)單位面積重量(單位:g/m2):
[0142] 從層疊多孔膜切取一邊的長(zhǎng)度為8cm的正方形作為樣品,測(cè)定該樣品的重量W(g)。 然后,按照下式算出層疊多孔膜的單位面積重量(即,整體的單位面積重量)。
[0143] 單位面積重量(g/m2)=W/(0.08X0.08)
[0144] 同樣地,算出A層的單位面積重量。B層的單位面積重量從整體的單位面積重量減 去A層的單位面積重量而算出。
[0145] (3)B層(多孔層)的成分單位面積體積(單化cmVm2):
[0146] 用上述(2)的方法算出的B層的單位面積重量乘W構(gòu)成該B層的各成分的重量濃度 (B層中的重量濃度),算出每種成分的單位面積重量。然后,得到的各成分的單位面積重量 分別除W各成分的真比重,將得到的數(shù)值的總和作為B層的成分單位面積體積。
[0147] 具體來(lái)說,構(gòu)成B層的成分為巧巾成分(成分C~E)時(shí),B層的成分單位面積體積由下 式算出。
[0148] B 層的成分單位面積體積(CmVm2)=師 X Xc/pc+Wb X Xd/pd+Wb X Xe/pe
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