本發(fā)明專利技術(shù)提供可構(gòu)成提高了安全性的電池的電池用隔膜、具有該隔膜的電池。作為解決本發(fā)明專利技術(shù)的課題的方法涉及本發(fā)明專利技術(shù)的電池用隔膜，本發(fā)明專利技術(shù)的電池用隔膜的特征在于，其由至少具有樹脂多孔質(zhì)膜(I)、含有耐熱性微粒作為主體的耐熱多孔質(zhì)層(II)的多層多孔質(zhì)膜形成，關(guān)斷溫度為100~150℃，且關(guān)斷速度為50Ω/min·cm2以上。另外，本發(fā)明專利技術(shù)的電池的特征在于，其具有：具有能夠吸藏釋放Li離子的活性物質(zhì)的正極、具有能夠吸藏釋放Li離子的活性物質(zhì)的負(fù)極、有機(jī)電解液、本發(fā)明專利技術(shù)的電池用隔膜。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及可構(gòu)成提高了安全性的電池的電池用隔膜、具有該隔膜的電池。
技術(shù)介紹
鋰二次電池具有能量密度高這樣的特征，因此廣泛用作便攜電話、筆記本型個(gè)人電腦等攜帶設(shè)備的電源。例如，在鋰二次電池方面，伴隨著攜帶設(shè)備的高性能化，傾向于進(jìn)一步推進(jìn)高容量化，安全性的確保變得重要?，F(xiàn)行的鋰二次電池中，作為介于正極與負(fù)極之間的隔膜，使用了例如厚度為2(Γ30μπι左右的聚烯烴系的微多孔膜。另外，作為隔膜的原材料，為了確保所謂關(guān)斷(shutdown)效果，即，在電池的熱失控溫度以下使隔膜的構(gòu)成樹脂熔融而使空孔閉塞，使得·電池的內(nèi)阻升高，從而在短路時(shí)等情況下提高電池的安全性，因而有時(shí)會(huì)適用熔點(diǎn)低的聚乙烯(PE)。然而，作為這樣的隔膜，例如，為了多孔質(zhì)化和強(qiáng)度提高而使用著單軸拉伸或者雙軸拉伸了的薄膜。這樣的隔膜由于以單獨(dú)存在的膜的方式供給，考慮到操作性等的觀點(diǎn)，因而要求一定的強(qiáng)度，該強(qiáng)度通過前述拉伸而確保。然而，在這樣的拉伸薄膜中構(gòu)成樹脂的結(jié)晶度增大，關(guān)斷溫度也提高至接近電池的熱失控溫度的溫度，因此很難說用于確保電池的安全性的裕量(margin)是充分的。另外，因前述拉伸而導(dǎo)致在隔膜產(chǎn)生有應(yīng)變，這樣的隔膜暴露于高溫時(shí)，則存在有因殘留應(yīng)力而引起收縮這樣的問題。收縮溫度存在于與熔點(diǎn)，即，關(guān)斷溫度非常近的區(qū)域。由此，在使用聚烯烴系的微多孔膜隔膜時(shí)，在充電異常時(shí)等情況下電池的溫度達(dá)到關(guān)斷溫度時(shí)，則必須立即減少電流而防止電池的溫度提高。這是因?yàn)?，在空孔不充分閉塞并且無法立即減少電流的情況下，電池的溫度容易升高到隔膜的收縮溫度，因而具有由內(nèi)部短路導(dǎo)致的起火的危險(xiǎn)性。為了提高電池伴隨著前述那樣的隔膜的熱收縮的安全性、對(duì)于由各種原因?qū)е碌膬?nèi)部短路的可靠性，本專利技術(shù)人等開發(fā)出一種多孔質(zhì)的電化學(xué)元件用隔膜，已經(jīng)完成了專利申請(qǐng)，所述電化學(xué)元件用隔膜具有含有用于確保關(guān)斷功能的樹脂作為主體的第I隔膜層、含有耐熱溫度為150°c以上的填料作為主體的第2隔膜層(專利文獻(xiàn)I)。在專利文獻(xiàn)I中公開的電池化學(xué)元件用隔膜中，第2隔膜層是用于確保隔膜本來的功能、主要是防止由正極與負(fù)極的直接接觸導(dǎo)致的短路的功能的層，通過第2隔膜層所具有的耐熱溫度為150°C以上的填料而確保前述的功能，此外也防止著隔膜的熱收縮。而且，第2隔膜層所不能保持的關(guān)斷功能通過同時(shí)設(shè)置第I隔膜層而確?！，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :國(guó)際公開第2007/66768號(hào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
專利技術(shù)要解決的問題但是也可預(yù)想到，進(jìn)行了電池的更進(jìn)一步的高容量化、更進(jìn)一步的高輸出密度化的情況下，即使是專利文獻(xiàn)I中記載的隔膜也不能充分確保電池的安全性，在該點(diǎn)上，專利文獻(xiàn)I中記載的技術(shù)也仍然留有改善的余地。本專利技術(shù)鑒于前述情形而提出，其目的在于提供可構(gòu)成提高了安全性的電池的電池用隔膜、具有該隔膜的電池。用于解決問題的方案可達(dá)成前述目的的本專利技術(shù)的電池用隔膜的特征在于，其由至少具有樹脂多孔質(zhì)膜(I)、含有耐熱性微粒作為主體的耐熱多孔質(zhì)層(II)的多層多孔質(zhì)膜形成，關(guān)斷溫度為 10(Tl5(rC，且關(guān)斷速度為50Ω/π η · cm2以上。在本專利技術(shù)的電池用隔膜中，前述關(guān)斷溫度以及前述關(guān)斷速度分別通過下述的方法而求出。 關(guān)斷溫度向2張直徑16mm的不銹鋼鋼板中插入夾持有直徑制成為25mm的前述電池用隔膜的層疊體，進(jìn)一步注入通過以l.Omol/1的濃度將LiPF6溶解于以體積比I :2混合有碳酸亞乙酯與碳酸甲乙酯的溶劑中而得到的電解液，從而進(jìn)行密閉，將所密閉的單電池(cell)放入恒溫槽中，使槽內(nèi)的溫度以1°C /min的比例升溫，在其間連續(xù)測(cè)定前述層疊體所涉及的2張不銹鋼鋼板之間的電阻值，將前述電阻值成為40Ω的溫度設(shè)為隔膜的關(guān)斷溫度。關(guān)斷速度在測(cè)定前述關(guān)斷溫度后，繼續(xù)進(jìn)行槽內(nèi)的升溫、前述層疊體所涉及的2張不銹鋼鋼板之間的電阻值的測(cè)定，根據(jù)前述關(guān)斷溫度的前后分別10Ω、共計(jì)20Ω之間的前述電阻值的變化，使用下述(I)式而算出隔膜的關(guān)斷速度。Vsd= (50-30)/{(t50-t30) · S} (I)另外，本專利技術(shù)的電池的特征在于，其具有具有能夠吸藏釋放Li(鋰)離子的活性物質(zhì)的正極、具有能夠吸藏釋放Li離子的活性物質(zhì)的負(fù)極、有機(jī)電解液、本專利技術(shù)的電池用隔膜。專利技術(shù)的效果根據(jù)本專利技術(shù)，可提供可構(gòu)成提高了安全性的電池的電池用隔膜、具有該隔膜的電池。即，本專利技術(shù)的電池的安全性優(yōu)異。具體實(shí)施例方式本專利技術(shù)的電池用隔膜由至少具有樹脂多孔質(zhì)膜(I)、含有耐熱性微粒作為主體的耐熱多孔質(zhì)層(II)的多層多孔質(zhì)膜形成。關(guān)于本專利技術(shù)的電池用隔膜(以下有時(shí)簡(jiǎn)稱為“隔膜”)的樹脂多孔質(zhì)膜(I)，通過前述方法而求出的關(guān)斷溫度(以下簡(jiǎn)稱為“關(guān)斷溫度”)為io(Ti5(rc，且通過前述方法而求出的關(guān)斷速度(以下簡(jiǎn)稱為“關(guān)斷速度”)為50 Ω/min · cm2以上。本專利技術(shù)的隔膜的關(guān)斷速度為50 Ω/min · cm2以上，優(yōu)選為70 Ω/min · cm2以上。如果是具有這樣的關(guān)斷速度的隔膜，那么在使用了該隔膜的電池中，即使因內(nèi)部短路、過度充電這樣的異常而使得電池的溫度提高，也可快速地將隔膜的孔閉塞，可抑制電流在此程度以上流動(dòng)，因此可以以高的水平確保電池的安全性。本專利技術(shù)的隔膜中的關(guān)斷速度的上限值沒有特別限制，但是通常為ΙΟΟΟΩ/min -cm2左右。另外，本專利技術(shù)的隔膜通過前述方法測(cè)定的關(guān)斷溫度為100°C以上，優(yōu)選為110°C以上，另外，為150°C以下，優(yōu)選為140°C以下。隔膜通過具有這樣的關(guān)斷溫度，從而可制成可構(gòu)成如下電池的隔膜，所述電池為可在通常使用時(shí)確保良好的鋰離子傳導(dǎo)性，并且可在異常時(shí)通過關(guān)斷而確保安全性的電池。此外，本專利技術(shù)的隔膜通過下述方法而求出的關(guān)斷后的電阻值(以下簡(jiǎn)稱為“關(guān)斷后的電阻值”)優(yōu)選為500Q/cm2以上，更優(yōu)選為ΙΟΟΟΩ/cm2以上。在關(guān)斷后的電阻值低的 隔膜的情況下，有時(shí)會(huì)在引起關(guān)斷后也在正負(fù)極間繼續(xù)流動(dòng)微量的電流，由此，存在有使用了該隔膜的電池的安全性提高效果變小的可能。然而，如果是在關(guān)斷后具有這樣的電阻值的隔膜，那么可盡量將關(guān)斷時(shí)的在正負(fù)極間流動(dòng)的電流值抑制為小，因此可構(gòu)成安全性更優(yōu)異的電池。另外，關(guān)斷后的電阻值的上限值沒有特別限制，但是通常為10000 Ω/cm2左右。隔膜的前述關(guān)斷后的電阻值通過下述的方法而求出。在測(cè)定前述關(guān)斷溫度后，繼續(xù)進(jìn)行槽內(nèi)的升溫、前述層疊體所涉及的2張不銹鋼鋼板之間的電阻值的測(cè)定，從而測(cè)定最高到達(dá)電阻值，通過下述(2)式而算出關(guān)斷后的電阻值。RSD=Rf/S (2)此處，前述⑵式中，Rsd:關(guān)斷后的隔膜的電阻值(Ω/cm2)，Rf :關(guān)斷后的最高到達(dá)電阻值(Ω )，S :不銹鋼鋼板的面積(cm2)。另外，本專利技術(shù)的隔膜的透氣度通過依照了 JIS P8117的方法進(jìn)行，用由在O. 879g/mm2的壓力下IOOml的空氣透過膜的秒數(shù)表示的Gurley值進(jìn)行表示時(shí)，優(yōu)選為l(T600sec/100ml。隔膜的透氣度過大時(shí)，離子透過性變小，過小時(shí)，有時(shí)隔膜的強(qiáng)度會(huì)變小。此外，關(guān)于本專利技術(shù)的隔膜，優(yōu)選的是，在將隔膜整體的泡點(diǎn)細(xì)孔徑(bubblepointpore size)設(shè)為S ( μ m)、將樹脂多孔質(zhì)膜⑴的泡點(diǎn)細(xì)孔徑設(shè)為R( μ m)時(shí)，滿足R-S ^ 0.01的關(guān)系。予以說明，本說明書所說本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來華專利技術(shù)】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：片山秀昭，松本修明，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：日立麥克賽爾株式會(huì)社，
類型：
國(guó)別省市：
還沒有人留言評(píng)論。發(fā)表了對(duì)其他瀏覽者有用的留言會(huì)獲得科技券。