[发明专利]金属二次电池用隔膜

说明书

技术领域

本发明涉及金属二次电池用隔膜。

背景技术

使用金属负极的二次电池作为大容量蓄电池是很有发展前景的，因此一直以来都受到关注。在用于金属二次电池的负极中，利用了例如锂、钠、镁、锌等，其中代表性的是将锂用作电极的锂二次电池，其已作为移动电话、笔记本电脑等的小型电源而被实用化。

在金属二次电池中，在放电时金属从负极溶出，而在充电时，相反地，溶解在电解液中的离子在负极直接以金属形式析出。在上述的过程中，若因各种摇晃而导致在负极产生微小的凹凸，则该部分的电场局部变强，金属离子变得容易被吸引。一般而言，对由金属形成的结构物施加电压时，有在越尖锐的部位产生越强的电场的倾向，因此，在该部位中，尤其是金属离子的还原逐渐进展，生长出树枝状的细长地延伸的晶体。因此，在电极中使用锂等金属时，有在金属二次电池的充放电时生成树枝状晶体(dendrite)这样的问题。若该细长地延伸的金属戳破电池的隔膜，则将在电池内部引起短路。该情况在金属电池这样的高能量密度的电池中是特别重大的问题。

作为抑制树枝状晶体的产生的方法，一直以来正在研究利用与负极金属表面发生作用的添加剂来对电极表面进行改性的方法(例如专利文献1)、在隔膜上形成陶瓷复合层或固体电解质膜的方法(例如专利文献2、专利文献3)，但并未实现有效的性能改善。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-172121号公报

专利文献2：日本特开2001-319634号公报

专利文献3：日本特开2004-259483号公报

发明内容

发明所要解决的课题

本发明是鉴于上述情况而作出的，其目的在于提供能够使金属二次电池的负极表面的电场均匀从而抑制树枝状晶体产生的隔膜。

用于解决课题的手段

本申请的发明人发现，通过在由聚酰亚胺形成的隔膜的至少一个主表面的表层形成聚合物电解质层，能够抑制伴随金属二次电池的充放电而产生树枝状晶体的情况，从而完成了本发明。

本发明的第一方式为金属二次电池用多孔质隔膜，其中，在多孔质聚酰亚胺膜的至少一个主表面的表层形成有聚合物电解质层。

本发明的第二方式为金属二次电池，其是在金属负极与正极之间配置有电解液及作为本发明的第一方式的金属二次电池用多孔质隔膜的金属二次电池，其中，上述金属二次电池用多孔质隔膜的形成有聚合物电解质层的主表面被配置于上述金属负极侧。

发明的效果

根据本发明，能够提供使金属二次电池的负极表面的电场均匀从而抑制树枝状晶体产生的隔膜。

附图说明

[图1]为示出以SOC100％的条件对比较例1的纽扣电池单元进行1次充放电的情况下的负极表面的图。

[图2]为示出以SOC100％的条件对实施例3的纽扣电池单元进行1次充放电的情况下的负极表面的图。

[图3]为示出以SOC100％的条件对比较例2的纽扣电池单元进行1次充放电的情况下的负极表面的图。

[图4]为示出比较例1的纽扣电池单元的、100次循环后的负极表面的图。

[图5]为示出实施例3的纽扣电池单元的、100次循环后的负极表面的图。

[图6]为示出比较例2的纽扣电池单元的、100次循环后的负极表面的图。

[图7]为示出参考例2的纽扣电池单元的、100次循环后的负极表面的图。

[图8]为示出参考例3的纽扣电池单元的、100次循环后的负极表面的图。

[图9]为示出参考例4的纽扣电池单元的、100次循环后的负极表面的图。

[图10]为示出参考例5的纽扣电池单元的、100次循环后的负极表面的图。

[图11]为示出比较例3的纽扣电池单元的、100次循环后的负极表面的图。

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式进行详细说明，但本发明不受以下实施方式的任何限定，可在本发明的目的的范围内加以适宜变更而实施。

本发明的第一方式的金属二次电池用多孔质隔膜的特征在于，在多孔质聚酰亚胺膜的至少一个主表面的表层形成有聚合物电解质层。

[多孔质聚酰亚胺膜]

本发明中使用的多孔质聚酰亚胺膜是以聚酰亚胺为主成分的膜，可使用在两个主表面上具有开口的孔、且各个细孔在膜内部连通的聚酰亚胺膜，但不特别限定于此。