[发明专利]电池隔膜的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及在多孔质片基材的表面上形成了以陶瓷作为主成分的保护层的电池用隔膜和其制造方法。

背景技术

近年来锂二次电池、镍氢电池等二次电池作为在以电为驱动源的车辆搭载用电源、或电脑和便携终端、以及其它的电器产品等上搭载的电源，重要性不断提高。特别是重量轻且可以得到高能量密度的锂二次电池，期待可以作为车辆搭载用高输出电源使用。

这种二次电池的一典型构造是，在电极集电体的表面上具有作为电荷载体的、可以可逆吸藏和释放化学种的电极活性物质层(具体的是、正极活性物质层和负极活性物质层)的电极(正极和负极)夹着隔膜叠层在一起。存在于电极之间的上述隔膜是具有防止两电极间短路，并且通过含浸电解质从而形成导电路径的作用的电池构成材料之一。

例如作为锂二次电池的隔膜，可以使用由聚烯烃系热塑性树脂之类的合成树脂形成的多孔质片。此外，为了防止电池的异常发热时热对该树脂制多孔质片造成损害，或防止在锂金属析出(树枝状晶体)时引起短路，已知在上述多孔质片的表面形成了绝缘性层的隔膜。

这种绝缘性层是通过将含有绝缘性粒子材料的固体材料在适当的溶剂中混合，并将调制出的糊剂(包含浆液状，以下也同样。)涂布在上述多孔质片的表面上形成的。作为调制这种糊剂时混合的溶剂，可以使用水系溶剂。使用水系溶剂而成的糊剂，与使用有机溶剂而成的糊剂相比具有以下优点：因使用有机溶剂而产生的产业废弃物少，并且不产生用于处理产业废弃物的设备和处理成本，所以可以降低环境负担。

作为涉及这种隔膜的现有技术，可以列举出专利文献1～3。专利文献1中记载的技术是，构建作为隔膜的一部分设置有多层结构的金属氧化物膜的二次电池，抑制树枝状晶体的产生造成内部短路。该金属氧化物膜是通过将金属氧化物的超微粒子以胶态分散在水、醇等溶剂中，将所得的溶胶溶液混合在铵化合物等两亲性的分散液中，再将所得的分散液铺展在隔膜上并干燥，从而形成的。此外，专利文献2中公开了以下技术：在绝缘性基材的表面上涂布含有通过水或醇等的溶剂混合的绝缘性粒子的糊剂，干燥后剥离涂膜，从而形成绝缘粒子层的技术。进而，专利文献3中公开了在由非导电性聚合物纤维制成的无纺布上设置陶瓷被膜的技术，该陶瓷被膜是通过将含有以Al、Zr和/或Si作为构成元素的非导电性氧化物的悬浊液涂布在基材上，从而形成的。

专利文献1：日本国专利申请公开第平6-196199号公报

专利文献2：日本国专利申请公开第2005-276503号公报

专利文献3：日本国专利申请公开第2005-536857号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，上述合成树脂制的多孔质片(隔膜用基材)的表面总体显示疏水性，所以有时上述水性糊剂不能顺利进行涂布。为此已经研究了各种方法，例如有以下方法：通过电晕放电或等离子体处理等使隔膜用基材的表面改性，提高润湿性，或通过在调制糊剂时一起混合添加剂(例如醇等)来提高糊剂的粘性等的方法。但通过电晕放电处理等处理该基材的表面的方法，有时会出现处理不均，或者由于蚀刻破坏使基材受损。此外，加入了添加物而粘性提高的糊剂，虽然相对隔膜用基材表面难以溅起，但流平性(均匀涂附的性能)降低，有时在基材表面的部分上该糊剂附着不良(斑驳)。

本发明是为了解决上述的合成树脂制的多孔质片那样的疏水性的隔膜所涉及的现有问题而完成的，目的在于提供在疏水性的隔膜用基材的表面具有以陶瓷作为主成分的绝缘性层(下文中称作“保护层”)的电池用隔膜的制造方法，该隔膜用基材的表面可以均匀涂覆水性糊剂而不存在斑驳和不均匀。此外，另一目的还在于提供具有使用这种制造方法制造出的隔膜的二次电池、以及具有该二次电池的车辆。

解决课题的方法

为了实现上述目的，本发明提供了制造在多孔质片基材的表面形成以至少1种粒状陶瓷作为主成分的保护层的电池用隔膜的制造方法。本发明所涉及的电池用隔膜的制造方法包括以下步骤：将包含上述粒状陶瓷、和可溶解或分散在水系溶剂中的至少1种粘合剂的固体材料在添加了至少1种醇的水系溶剂混合，调制出水性糊剂，以及，将上述调制出的水性糊剂涂布在上述多孔质片基材的至少一表面上，形成上述醇消失了(典型的是，考虑挥发到大气中或渗入到多孔质片基材中)的状态的保护层。此外还包括使用以下水性糊剂形成保护层，该水性糊剂使上述保护层的固体材料含量与上述醇消失(典型的是挥发到大气中或渗入到多孔质片基材中)的量相应地比该水性糊剂中的固体材料含量高，并且该水性糊剂中的固体材料含量被调节到使该保护层中的固体材料含量为至少55质量％以上。