[发明专利]二次电池

说明书

本发明提供一种二次电池，其具备正极、负极、配置在这些电极之间的隔膜以及电解液，所述隔膜是多孔膜，或者是多孔膜与支撑体一体化而成的多孔膜叠层体，所述多孔膜的主要成分是聚醚酰亚胺类树脂，在下述二次电池构成中，通过下述测定方法测定时，所述隔膜的离子电阻值小于0.18Ω。另外，本发明的二次电池提供一种二次电池，其具备负极、正极、设置在这些电极之间的隔膜以及电解液，所述隔膜为多孔膜，或者为多孔膜与支撑体进行了一体化而成的多孔膜叠层体，所述多孔膜的主要成分是聚醚酰亚胺类树脂，所述隔膜的电解液透过速度的值在MD方向上为10～30mm/30分钟。

技术领域

本发明涉及一种具备正极、负极、配置在这些电极之间的隔膜以及电解液的二次电池。本申请于2016年1月25日在日本提交申请，主张日本特愿2016-011853号以及日本特愿2016-011854号的优先权，引用其内容。

背景技术

锂离子电池等(非水性)二次电池已经广泛用于手机等移动设备，如今已是不可或缺的存在。此外，预想用于混合动力车辆、插入式混合动力车辆、电动车辆等的车载电池，以及工业电池，并且其用途有望进一步扩大。车载用和工业用电池需要高容量、高输出功率、大尺寸和高安全性。随之，要求隔膜具有优异的离子渗透性，使锂离子均匀且低电阻地通过，并且需要具有耐热性和抗短路性等安全性。另外，由于对二次电池的组装工序的生产率产生影响，还要求隔膜具有良好的电解液润湿性。

作为二次电池的隔膜，通常使用专利文献1所列举的聚烯烃类隔膜。但是，聚烯烃类隔膜是通过拉伸形成撕裂开孔而制造，因此其为单纯的通孔形状，并且可能存在由于充放电产生锂剥落等而造成短路的问题。为避免该情况，聚烯烃类隔膜需具有极细孔和低孔隙率，结果存在锂离子等难以通过，从而电阻增加的问题。

聚烯烃类隔膜，由于某些原因温度升高至约130℃时隔膜中开孔的细孔阻塞，具有阻断电流和离子的阻断功能。但温度迅速升高时，不仅细孔堵塞，隔膜也会发生收缩(收缩)，电极短路，隔膜融化(熔融)，存在失去隔膜的功能的风险。

另外，聚烯烃类隔膜对锂离子二次电池中使用的非水电解液或锂聚合物二次电池中使用的凝胶状电解液的润湿性和保持性原本就很差，由于细孔和低孔隙率，存在对电解液的润湿性和保持性进一步恶化的问题。

作为电解液，主要使用在碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、γ-丁内酯等有机极性溶剂中溶解LiPF₆、LiBF₄、LiClO₄等电解质而得到的电解液。隔膜对电解液的湿润性和保持性差时，电池组装工序中生产率恶化，并且对二次电池的充放电特性和循环特性等电池性能本身也有不利影响，因此强烈需要改善隔膜的润湿性。

为解决该问题，公开了在聚烯烃类隔膜的单面或双面设置有耐热保护层(HRL)的隔膜。作为设有耐热保护层(HRL)的例子，可列举专利文献2(HRL；耐热树脂多孔质层)和专利文献3(HRL：耐热无机多孔质层)。

然而，尽管这些耐热保护层(HRL)的效果受到限制，在某种程度上具有改善耐热性的效果，但基本上基材使用聚烯烃类树脂，因此无法完全阻止收缩和熔化，不能解决本质问题。另外，由于使用聚烯烃类隔膜作为基材，由于通过拉伸形成撕裂孔而制造，因此单纯的通孔形状不变，得到非常细的孔和低孔隙率，结果存在锂离子等难以通过，电阻增加的问题以及聚烯烃类隔膜难以湿润的问题也不变。反而，由于在基板的单侧或双侧上涂布耐热保护层(HRL)而形成，电阻进一步增大呈现恶化倾向。

专利文献4公开了通过将5μm以下的聚酰胺分散于主成分聚烯烃中以改善润湿性，但极难以使聚烯烃和聚酰胺完全相容，并且改善主要成分聚烯烃的润湿性的效果有限。此外，聚酰胺从电解液溶出，电解液的组成逐渐改变，电池性能存在下降的可能性。

另外，专利文献5中公开了聚醚酰亚胺类多孔膜，其可用于过滤器、电解质膜支撑体、电路基板、印刷基板。此外，虽然记载了通过以功能材料填充孔隙，可用于燃料电池用隔膜、燃料电池电解质膜(支撑体)，但是并未公开二次电池用隔膜的用途。