[发明专利]非水系二次电池用隔膜及非水系二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及非水系二次电池用隔膜及非水系二次电池。

背景技术

以锂离子二次电池为代表的非水系二次电池被广泛应用于笔记本电脑、移动电话、数码相机、摄像机等便携用电子设备的电源。而且，近年来，这些电池由于具有高能量密度这样的特征，所以也研究将其应用于汽车等。

伴随着便携用电子设备的小型化·轻质化，非水系二次电池的外部封装已简化。最近，代替原来作为外部封装而被使用的不锈钢制的电池壳，开发了铝壳制的电池壳，进而，目前，开发了铝层压包装（aluminum laminate pack）制的软包装（soft pack）外部封装。

在铝层压体制的软包装外部封装的情况下，外部封装柔软，因此，有时伴随着充放电，而在电极与隔膜之间形成间隙。这是使循环寿命恶化的原因之一，均匀地确保电极、隔膜等粘接部的粘接性是重要的技术问题之一。

作为与粘接性有关的技术，提出了多种提高电极与隔膜的粘接性的技术。作为这样的技术之一，提出了使用在以往的隔膜即聚烯烃微多孔膜上成型使用了聚偏氟乙烯系树脂的多孔层（以下，也称为“粘接性多孔层”。）而得到的隔膜的技术（例如，参见专利文献1～4）。粘接性多孔层作为在重叠在电极上并进行压接或热压时使电极与隔膜良好地接合的粘接剂发挥功能。因此，粘接性多孔层有助于软包装电池的循环寿命改善。

在如上所述在聚烯烃微多孔膜上层叠粘接性多孔层而得到的隔膜中，从同时实现确保充分的粘接性和离子透过性这样的观点考虑，已提出了着眼于聚偏氟乙烯系树脂层的多孔结构和厚度，或基于将两种聚偏氟乙烯系树脂组合的新的技术提案。

另外，当使用以往的金属壳外部封装来制作电池时，在叠合电极和隔膜的状态下进行卷绕来制作电池元件，将该元件与电解液一起封入到金属壳外部封装内，来制作电池。另一方面，当使用上述的具有粘接性多孔层的隔膜来制作软包装电池时，与上述的金属壳外部封装的电池同样地操作，来制作电池元件，将其与电解液一起封入软包装外部封装内，最后设置热压工序来制作电池。因此，当使用这样的隔膜时，可与上述的金属壳外部封装的电池同样地操作，来制作电池元件，因此，具有不需要对以往的金属壳外部封装电池的制造工序进行大幅改动这样的优点。

[专利文献1]日本专利第4127989号公报

[专利文献2]日本专利第4490055号公报

[专利文献3]日本专利第4109522号公报

[专利文献4]日本专利第4414165号公报

发明内容

通常，非水系二次电池的正极或负极由集电器和形成在该集电器上的包含电极活性物质及粘结剂树脂的活性物质层构成。而且，在通过热压将上述的粘接性多孔层与电极接合的情况下，粘接性多孔层与电极中的粘结剂树脂粘接。因此，为了确保更良好的粘接性，电极内的粘结剂树脂的量越多越优选。

然而，为了进一步提高电池的能量密度，需要提高电极中的活性物质的含量，粘结剂树脂的含量越少越优选。因此，在现有技术中，为了确保充分的粘接性，需要在较高温度、较高压力这样的严苛条件下进行热压。而且，在现有技术中，在这样的严苛条件下进行热压时，有导致包含聚偏氟乙烯系树脂的粘接性多孔层的多孔结构崩溃的问题。因此，热压工序后的离子透过性变得不充分，难以得到良好的电池特性。

例如，在专利文献1的构成中，包含聚偏氟乙烯系树脂的多孔层的孔隙率成为50%～90%这样的非常高的孔隙率。但是，这样的构成存在相对于如上所述的粘接工序的严苛粘接条件的力学物性不充分这样的问题。进而，表面结构为孔径0.05μm～10μm的孔散点存在的构成。然而现状是，使用这样的不均匀的表面结构，越发难以同时实现与电极的粘接性、离子透过性及电池的循环特性。

另外，在专利文献2～专利文献4的构成中，成为所谓手指皮肤（finger skin，日语原文：フィンガースキン構造）结构的如下结构：粘接性多孔层的表面为平均孔径0.1～5μm的致密膜，在该层的内部，形成有比上述孔径大的平均孔径0.5μm～10μm的粗大孔。在该结构的情况下，粘接性多孔层的表面致密，因此可确保与电极的粘接性，但离子在表面部分的移动困难。另外，由于手指皮肤结构是在多孔层整体范围内不均匀的孔结构，因此离子的移动也变得不均匀，有时不能充分得到电池的性能。

在这样的背景下，本发明认为需要具有如下粘接性多孔层的非水系二次电池用隔膜，所述粘接性多孔层与以往的技术相比，与电极的粘接性优异，与电极粘接后的离子透过性也优异，而且具有能充分耐受压接或热压的力学物性和均匀的多孔结构。