[发明专利]隔板一体电极板以及使用该隔板一体电极板的蓄电元件

说明书

技术领域

本发明涉及在集电板上设置有活性物质层的电极板的活性物质层上一体地设置了隔板层的隔板一体电极板、以及使用了该隔板一体电极板的蓄电元件。

背景技术

在一次电池、二次电池、电容器等蓄电元件中，在对置的电极板彼此之间形成夹持有离子能够透过的隔板(separator)的电极体。该情况下，还公知有在至少一方的电极板上一体地形成了隔板的隔板一体电极板。例如，专利文献1中公开了一种隔板是在正极板以及负极板的至少任意一方的被涂覆电极板的主面上涂覆形成的隔板层的电池、以及使将热塑性树脂的树脂粒子分散于溶剂而得到的绝缘糊剂(paste)涂覆于被涂覆电极板的主面并进行干燥来形成隔板层(树脂粒子层)的电池的制造方法。

专利文献1：日本特开2014－107035号公报

然而，当组装电池等蓄电元件时，要层叠很多电极板、或者反复卷绕一对电极板。此时，有在电极板彼此之间混入金属粉末等异物的情况。另外，也有这样的金属制的异物一旦熔解后，在负极析出并生长成树突状的情况。于是，有金属粉末或树突贯穿隔板层而使电极板间短路的情况。

然而，具有在电极板上涂覆上述的树脂粒子并进行干燥后的隔板层的隔板一体电极板中的隔板层与由多孔膜构成的隔板相比，针对由金属粉末或树突等异物造成的隔板层的贯穿的抵抗性往往较低。

发明内容

本发明是鉴于这样的现状而完成的，提供虽然是将树脂粒子层设置在电极板上的隔板一体电极板但具有针对异物的贯穿的抵抗性良好的隔板层的隔板一体电极板、以及使用了该隔板一体电极板的蓄电元件。

本发明的一个方式是隔板一体电极板，具备：集电板；活性物质层，设置在上述集电板上；以及隔板层，设置于上述活性物质层上，且电解液中的离子能够透过该隔板层，其中，上述隔板层是聚酰亚胺层和聚烯烃粒子层层叠而成的隔板一体电极板，上述聚酰亚胺层设置在上述活性物质层上且由溶解于溶剂后析出的膜状的聚酰亚胺构成，上述聚烯烃粒子层设置在上述聚酰亚胺层上且熔点为140℃以下。

在上述的电极板中，由于除了聚烯烃粒子层以外，还具有机械强度优异而难以断裂的聚酰亚胺层，所以在与其他的电极板重叠的情况下，离子能够透过，并且能够抑制作为附着在聚烯烃粒子层上的异物的金属粉末或析出的金属生长成的树突等贯穿包括聚酰亚胺层的隔板层而电极板的活性物质层与配置在隔板层上的其他的电极板短路。

并且，聚烯烃树脂粒子的熔点是140℃以下。因此，在因电极间的短路等而电池异常发热、隔板层(聚烯烃粒子层)的温度成为140℃以上的高温的情况下，由于树脂粒子熔融而封堵电流的路径，所以能够切断流向电池的电流。

其中，作为聚烯烃树脂粒子，可举出由聚乙烯树脂(以下，也称为PE树脂)、聚丙烯树脂(以下，也称为PP树脂)、乙烯-丙烯共聚物树脂等构成的树脂粒子。作为该树脂粒子，例如可以使用单一种类的聚乙烯树脂粒子，但也能够混合使用熔点不同的聚乙烯树脂粒子，或者通过混合使用聚乙烯树脂粒子和聚丙烯树脂粒子而混合使用粒径、粒子形状不同的树脂粒子来进行混合并乳化聚合由此成为核-壳构造来进行使用等。

在上述的隔板一体电极板中，可以成为上述聚酰亚胺层具有10.0μm以下的厚度的隔板一体电极板。

如上所述，由于聚酰亚胺层由溶解于溶剂后析出的膜状的聚酰亚胺构成，所以聚酰亚胺层的离子透过性(或者作为其标准的耐透气性)容易比聚烯烃粒子层、独立的隔板所使用的聚乙烯单层的多孔膜或者(PE/PP/PE、PP/PE/PP等)3层构造的多孔膜、或者对它们涂覆了陶瓷粉末的耐热层而成的多孔膜中的离子透过性低(耐透气性的值容易变高)。

与此相对，在上述的电极板中，由于使聚酰亚胺层的厚度为10.0μm以下，所以整个隔板层能够确保与独立地作为隔板而使用的多孔膜所具有的离子透过性(作为典型例子而表示的关于由具有耐热层/PP/PE/PP的结构的多孔膜构成的隔板的、成为离子透过性的优劣的指标的耐透气性为260sec/100ml)相同程度或者更高的离子透过性(耐透气性)。

此外，形成在活性物质层上的聚酰亚胺层的厚度由三丰制测厚仪型号T212702来计测。

并且，在上述的隔板一体电极板中，可以是上述聚酰亚胺层具有6.0μm以下的厚度的隔板一体电极板。

在该电极板中，由于使聚酰亚胺层的厚度为6.0μm以下，所以整个隔板层能够进一步确保良好且适当的离子的透过。

在上述任一项所记载的隔板一体电极板中，可以是上述聚酰亚胺层具有0.5μm以上的厚度的隔板一体电极板。