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      層疊體、包含層疊體的非水電解液二次電池用間隔件、以及非水電解液二次電池的制作方法_5

      文檔序號:9925477閱讀:來源:國知局
      0149] 在此,
      [0150] 師(g/m2):B層的單位面積重量
      [0151] Xc(重量% ):成分C的重量濃度
      [0152] Xd(重量% ):成分D的重量濃度
      [0153] Xe(重量% ):成分E的重量濃度
      [0154] pc(g/cm3):成分C的真比重
      [0155] pd(g/cm3):成分D的真比重
      [0156] pe(g/cm3):成分E的真比重
      [0157] (Xe 巧 cW(e = 100(重量 %))。
      [0158] (4)層疊體的厚度方向的位移(單位:皿):
      [0159] 層疊體的厚度方向的位移通過上述的釘刺導通試驗進行測定。
      [0160] 〔實施例1)
      [0161] 使用下述A層(多孔膜)、和B層(多孔層),形成層疊多孔膜(層疊體)1。
      [0162] <A 層〉
      [0163] 使用作為聚締控的聚乙締制作作為基材的多孔膜1。
      [0164] 目P,將超高分子量聚乙締粉末(340M、=井化學株式會社制)70重量份、和重均分子 量1000的聚乙締蠟(FNP-0115、日本精蠟株式會社制)30重量份混合而得到混合聚乙締。相 對于得到的混合聚乙締100重量份,加入抗氧化劑(IrglOlO、C;Lba Specialty chemicals株 式會社制)〇 .4重量份、抗氧化劑(P168、Ciba Specialty chemicals株式會社制)0.1重量 份、和硬脂酸鋼1.3重量份,進一步,按照在全部體積中所占比例成為38體積%的方式,加入 平均粒徑0.1 wii的碳酸巧(丸尾巧株式會社制)。將該組合物W粉末的狀態(tài),用亨舍爾混合機 混合后,用雙軸混煉機進行烙融混煉。由此,得到聚乙締樹脂組合物。接著,利用表面溫度設 定為150°C的一對對漉將該聚乙締樹脂組合物進行壓延,由此制作片材。使該片材浸潰于鹽 酸水溶液(鹽酸4mol/L、配合非離子系表面活性劑0.5重量% )從而將碳酸巧溶解而除去。接 著,將該片材在l〇5°C拉伸成6倍,從而制作聚乙締制的多孔膜(A層)。
      [01 化]<B 層〉
      [0166] 作為粘合劑樹脂,使用簇甲基纖維素鋼(CMCK株式會社大賽踰制;CMClllO)。作為 無機微粒,使用云母(和光純藥工業(yè)株式會社制;非溶脹性云母)。需要說明的是,該云母是 具體劈開性的微粒。
      [0167] 將上述云母、CMC、和溶劑(水和異丙醇的混合溶劑)按照成為下述比例的方式進行 混合。即,相對于上述云母100重量份混合CMC 3重量份,并且將得到的混合液中的固體成分 濃度(云母+CMC)設為27.7重量%,且溶劑組成為水95重量%和異丙醇5重量%的方式混合 溶劑。由此,得到云母的分散液。然后,使用高壓分散裝置(株式會社速技能機械制;Star Burst)對得到的分散液進行高壓分散(高壓分散條件;IOOMPa X 3道次),由此制作涂敷液1。 [016引 < 層疊多孔膜〉
      [0169] 在上述A層的單面,W20W/(mV分鐘)實施電暈處理。接著,在實施過電暈處理的A 層的面,利用凹版涂布涂敷上述涂敷液1。此時,按照能夠對A層均勻涂敷涂敷液1的方式,用 夾送漉夾持涂敷位置的前后,對A層施加張力。然后,通過干燥涂膜形成B層。由此,得到在A 層的單面層疊了 B層的層疊多孔膜1。
      [0170] <物性評價〉
      [0171] 用上述的方法測定所得到的層疊多孔膜1的物性等。結果示于表1。
      [0172] <非水電解液二次電池的制作〉
      [0173] 《層壓型非水電解液二次電池的制作》
      [0174] (正極的制作)
      [0175] 在作為正極活性物質(zhì)的LiNii/3Mni/3Coi/3化90重量份中,加入乙烘黑6重量份、和聚 偏氣乙締(株式會社吳羽制)4重量份并混合而得到混合物。將由此得到的混合物分散于N-甲基-2-化咯燒酬而制作漿料。將由此得到的漿料均勻涂布于作為正極集電體的侶錐的一 部分并使其干燥后,通過沖壓機壓延成厚度sown。接著,按照形成了正極活性物質(zhì)層的部分 的大小為40mmX35mm、且其外周W寬度13mm殘留沒有形成正極活性物質(zhì)層的部分的方式, 切取壓延的侶錐作為正極。正極活性物質(zhì)層的密度為2.50g/cm 3。
      [0176] (負極的制作)
      [0177] 在作為負極活性物質(zhì)的石墨粉末98重量份中,加入作為增稠劑和粘結劑的簇甲基 纖維素的水溶液100重量份(簇甲基纖維素的濃度:1重量%)、和苯乙締?下二締橡膠的水 性乳液1重量份并混合,制作漿料。將由此得到的漿料涂布于作為負極集電體的厚度20皿的 壓延銅錐的一部分并使其干燥后,利用沖壓機壓延成厚度sown。接著,按照形成了負極活性 物質(zhì)層的部分的大小為50mmX40mm、且其外周W寬度13mm殘留沒有形成負極活性物質(zhì)層的 部分的方式,切取壓延的壓延銅錐作為負極。負極活性物質(zhì)層的密度為1.40g/cm 3。
      [0178] (層壓型非水電解液二次電池的制作)
      [0179] 在層壓袋內(nèi),按照層疊多孔膜1的B層與正極的正極活性物質(zhì)層相接的方式,且按 照層疊多孔膜1的A層與負極的負極活性物質(zhì)層相接的方式,依次層疊(配置)上述正極、層 疊多孔膜1、和負極。由此得到層壓型非水電解液二次電池用構件。此時,按照正極的正極活 性物質(zhì)層的主面的全部包含于負極的負極活性物質(zhì)層的主面的范圍(重疊于主面)的方式, 配置正極和負極。需要說明的是,層疊多孔膜1的大小大于上述負極。
      [0180] 接著,將上述層壓型非水電解液二次電池用構件放入侶層與熱封層層疊而成的袋 中,進一步向該袋中加入非水電解液〇.25mL。上述非水電解液通過在將碳酸乙締醋、碳酸甲 乙醋、碳酸二乙醋^3:5:2(體積比)混合而成的混合溶劑中,將LiP!^6按照成為Imol/L的方 式溶解而制備。然后,對袋內(nèi)進行減壓,并且將該袋熱封,由此制作層壓型非水電解液二次 電池。
      [0181] <層壓型非水電解液二次電池的液體電阻的算出〉
      [0182] 對于上述層壓型非水電解液二次電池,W25°C電壓范圍:4.1~2.7V、電流值:0.2C (將Wl小時對基于1小時率的放電容量的額定容量進行放電的電流值設為1C,W下也同樣) 為1循環(huán),進行4循環(huán)的初期充放電。
      [0183] 接著,使用化學阻抗計(日置電機株式會社制;3532-80),在25°C對上述層壓型非 水電解液二次電池施加振幅IOmV的交流信號,進行交流阻抗的測定,制作奈奎斯特線圖。在 此,奈奎斯特線圖是指,將交流阻抗的實效成分(X軸成分)和虛數(shù)成分(Y軸成分)表現(xiàn)在復 數(shù)平面上的線圖。然后,由奈奎斯特線圖算出其虛數(shù)成分為零(Y = O)的實效成分的值(=X 軸的截距)作為液體電阻(單位:Q )。結果示于表2。
      [0184] 《圓筒型非水電解液二次電池的制作》
      [01化](正極的制作)
      [0186] 使用下述正極活性物質(zhì)、導電劑、粘合劑樹脂1、和粘合劑樹脂2
      [0187] 正極活性物質(zhì):LiCo〇2(日本化學工業(yè)株式會社制;cell seed C-10N、真比重 4.8g/cm^);
      [018引導電劑:乙烘黑(電氣化學工業(yè)株式會社制;真比重2.2g/cm3);
      [0189] 粘合劑樹脂US井.杜邦氣化學株式會社制;PTFE31-JR、真比重2.2g/cm3);
      [0190] 粘合劑樹脂2(第一工業(yè)制藥株式會社制;Celogen 4H、真比重1.4g/cm3),
      [0191] 依次按照重量比(組成)成為92:2.7:4.55:0.75的方式,分別稱量各成分。然后,向 混煉機中加入一定量的水,溶解粘合劑樹脂2。然后,加入正極活性物質(zhì)、導電劑、和粘合劑 樹脂1進行混煉。接著,向混煉物中加入適當量的水,按照該混煉物的粘度在25 °C成為2700 ±1000cp的方式進行調(diào)節(jié),得到正極合劑。將該正極合劑均勻涂布于作為正極集電體的沒 有空隙的厚度20WI1的侶錐的兩面的指定部分使其干燥。然后,利用漉壓機將干燥物壓延到 涂布膜的厚度(正極合劑的膜厚)成為140WH(表觀密度3.5g/cm 3)為止。接著,切取壓延的侶 錐,得到寬度54mm、長度560mm的正極。
      [0192] (負極的制作)
      [0193] 使用下述負極活性物質(zhì)1、負極活性物質(zhì)2、和粘合劑樹脂
      [0194] 負極活性物質(zhì)1(株式會社中越石墨工業(yè)所;邸15SP、真比重2.2g/cm3);
      [0195] 負極活性物質(zhì)2(日本石墨商事株式會社制;CG-R-A、真比重2.2g/cm3);
      [0196]粘合劑樹脂(第一工業(yè)制藥株式會社制;Celogen 4H、真比重1.4g/cm3),
      [0197]按依次重量比(組成)成為58.8:39.2:2的方式,分別稱量各成分。然后,向混煉機 中加入一定量的水,溶解粘合劑樹脂后,加入負極活性物質(zhì)1、和負極活性物質(zhì)2進行混煉。 接著,向混煉物加入適當量的水,按照該混煉物的粘度在25 °C成為2100 ± 500CP的方式進行 調(diào)節(jié),得到負極合劑。將該負極合劑均勻涂布于作為負極集電體的沒有空隙的厚度12WI1的 銅錐的兩面的指定部分使其干燥。然后,利用漉壓機將干燥物壓延到涂布膜的厚度(負極合 劑的膜厚)成為140皿(表觀密度1.45g/cm 3)為止。接著,切取壓延的銅錐,得到寬度56mm、長 度600mm的負極。
      [0198] (圓筒型非水電解液二次電池的制作)
      [0199] 作為層疊體使用寬度60mm、長度700mm的層疊多孔膜1。另外,將侶制的正極極耳焊 接于正極,將儀制的負極極耳焊接于負極。然后,與上述的層壓型非水電解液二次電池的制 作時同樣,依次層疊(配置)正極、層疊多孔膜1、和負極,并進行卷繞,由此得到圓筒型非水 電解液二次電池用構件。
      [0200] 接著,將上述圓筒型非水電解液二次電池用構件放入18650圓筒電池用的電池罐 中用桌上旋盤進行縮頸滾槽,進行負極極耳向罐底的焊接和正極極耳向蓋的焊接后,進行 真空干燥。然后,在氣氣氣氛的手套箱內(nèi),在電池罐加入非水電解液5g(相當于正極、層疊多 孔膜1、和負極中的空隙的合計體積的1.1倍)。上述非水電解液使用在碳酸醋系溶劑中含有 LiPFs 1.3mol/L的市售品化ishida化學株式會社制;比重1.21g/cm3)。然后,進行電池罐和 蓋的馴接,由此制作圓筒型非水電解液二次電池(18650圓筒電池)。
      [0201] <圓筒型非水電解液二次電池的50%破壞電壓的算出(釘刺試驗)〉
      [0202] 將圓筒型非水電解液二次電池充電到指定的試驗電壓后,進行將2.77mm(l)的釘W Imm/sec的下降速度刺入該電池的中屯、部使其貫穿的釘刺試驗,進行安全性的評價(好壞判 定)。
      [0203] 按照下述基準,評價上述試驗電壓下的圓筒型非水電解液二次電池的安全性。
      [0204] 〇:發(fā)生發(fā)熱、發(fā)煙,但電池罐和蓋沒有損傷;
      [0205] X :發(fā)生破裂、發(fā)火、或者蓋崩開;
      [0206] 然后,將初次試驗電壓設定為3.8~4.2V之間的任意的電壓開始釘刺試驗,的 情況下將試驗電壓提高0.05V上進行同樣的試驗,"X"的情況下將試驗電壓降低0.05V進行 同樣的試驗。釘刺試驗在同一試驗電壓下,對總數(shù)10個W上的圓筒型非水電解液二次電池 進行。
      [0207] 使用該試驗結果,模擬"JIS K
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