二次電池的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供即使由于過(guò)度充電等而電池內(nèi)部的溫度上升時(shí)也能夠?qū)㈦姵匕l(fā)生不良情況防患于未然的、安全性?xún)?yōu)異的二次電池。在該二次電池中，隔離件（70）具有層疊結(jié)構(gòu)，該層疊結(jié)構(gòu)具備至少2個(gè)多孔層（76A）、（72）、（76B），其中1個(gè)層形成在該多孔層中分散有導(dǎo)電材料（74）而成的多孔導(dǎo)電層（72）。
【專(zhuān)利說(shuō)明】二次電池
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及二次電池。詳細(xì)而言，涉及具備多層結(jié)構(gòu)的隔離件的二次電池。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰離子二次電池、鎳氫電池和其它二次電池作為例如搭載于將電用作驅(qū)動(dòng)源的車(chē)輛的電源、或者在個(gè)人電腦、移動(dòng)終端和其它電制品等中使用的電源重要性提高。特別是輕量且可獲得高能量密度的鋰離子二次電池優(yōu)選作為車(chē)輛搭載用高輸出電源。
[0003]所述鋰離子二次電池在正極與負(fù)極之間配置有用于防止兩電極間短路的隔離件。另外，隔離件通過(guò)使該隔離件的空孔(細(xì)孔)內(nèi)含浸電解質(zhì)(電解液)而發(fā)揮形成兩電極間的離子傳導(dǎo)通路(傳導(dǎo)路徑)的作用。
[0004]一直以來(lái)，作為隔離件，使用具有由聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴系聚合物形成的多孔層的隔離件。這種隔離件具有所謂的關(guān)閉功能，也發(fā)揮防止電池內(nèi)部溫度上升的作用。即，這種具有由熱塑性聚合物形成的多孔層的隔離件如果由于過(guò)度充電等而使電池內(nèi)部的溫度上升而達(dá)到聚合物的熔點(diǎn)(關(guān)閉溫度)，則聚合物熔融或者軟化而堵住空孔，因此，阻斷兩電極間的離子傳導(dǎo)。所以，可以強(qiáng)制地停止電池的充放電來(lái)防止溫度上升得更高。作為關(guān)于隔離件的現(xiàn)有技術(shù)，可以舉出專(zhuān)利文獻(xiàn)I。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0007]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)2006-244921號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]然而，即使由于過(guò)度充電等而使電池內(nèi)部的溫度上升而發(fā)揮隔離件的關(guān)閉功能時(shí)，在電池內(nèi)部的熱釋放小的時(shí)候等，隔離件自身也有可能發(fā)生熱收縮。如果熱收縮的程度大，則隔離件的被覆范圍減小、或隔離件自身破損(破膜)，從而正極與負(fù)極互相直接接觸而發(fā)生短路，作為其結(jié)果，有可能電池發(fā)生不良情況。
[0009]因此，本發(fā)明是為了解決上述課題而完成的，其目的是提供即使由于過(guò)度充電等而電池內(nèi)部的溫度上升時(shí)也能夠?qū)㈦姵匕l(fā)生不良情況防患于未然的、安全性?xún)?yōu)異的二次電池。
[0010]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，通過(guò)本發(fā)明提供一種具備正極、負(fù)極、和介于上述正極與上述負(fù)極之間的隔離件的二次電池。即，在此處公開(kāi)的二次電池中，上述隔離件具有層疊結(jié)構(gòu)，該層疊結(jié)構(gòu)具備以互相不同或相同的聚合物為主體而構(gòu)成的至少2個(gè)多孔層，其中I個(gè)層形成在該多孔層中分散有導(dǎo)電材料而成的多孔導(dǎo)電層。
[0011]本發(fā)明的二次電池具備至少2層的多孔層之中I個(gè)層含有導(dǎo)電材料的層疊結(jié)構(gòu)的隔離件。
[0012]這樣，本發(fā)明所涉及的二次電池的隔離件具備不含導(dǎo)電材料的多孔層，因此，能夠防止由于正極與負(fù)極直接接觸而發(fā)生的短路。另外，如果由于過(guò)度充電等使電池內(nèi)部的溫度上升而達(dá)到構(gòu)成多孔導(dǎo)電層的聚合物的熔點(diǎn)，則該聚合物熔融而發(fā)揮關(guān)閉功能，并且與該多孔導(dǎo)電層中的導(dǎo)電材料熔融而得的聚合物一起向不含導(dǎo)電材料的多孔層的空孔(細(xì)孔)內(nèi)移動(dòng)。移動(dòng)的導(dǎo)電材料從隔離件正極側(cè)的端部向負(fù)極側(cè)的端部連接，從而形成連接正極與負(fù)極的多個(gè)微小的導(dǎo)電路徑。通過(guò)形成所述微小的導(dǎo)電路徑，在正極與負(fù)極之間產(chǎn)生微小的短路，熱能分散而被消耗，因此，能夠抑制電池內(nèi)部的溫度上升。
[0013]所以，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供不會(huì)發(fā)生在過(guò)度充電等電池異常時(shí)由電池內(nèi)部的溫度上升而導(dǎo)致的不良情況、安全性和可靠性?xún)?yōu)異的二次電池。
[0014]優(yōu)選的一個(gè)方式中，上述隔離件具有三層結(jié)構(gòu)，該三層結(jié)構(gòu)具備上述I個(gè)多孔導(dǎo)電層和分別層疊于該多孔導(dǎo)電層的兩面、不含所述導(dǎo)電材料并以互相不同或相同的聚合物為主體而構(gòu)成的多孔層。
[0015]此處公開(kāi)的二次電池優(yōu)選的另一方式中，構(gòu)成上述多孔導(dǎo)電層的聚合物的熔點(diǎn)低于構(gòu)成上述不含導(dǎo)電材料的多孔層的聚合物的熔點(diǎn)。[0016]根據(jù)所述構(gòu)成，具有熔點(diǎn)互相不同的層，因此，能夠進(jìn)行兩個(gè)階段的關(guān)閉。另外，如果電池內(nèi)部的溫度上升，則多孔導(dǎo)電層的聚合物先熔融，因此，能夠在不含導(dǎo)電材料的多孔層熔融前(即在多孔層保持形狀的狀態(tài)下)，多孔導(dǎo)電層的導(dǎo)電材料向不含該導(dǎo)電材料的多孔層移動(dòng)而形成多個(gè)微小的導(dǎo)電路徑。所以，能夠防止正極與負(fù)極直接接觸而導(dǎo)致的短路，并且確實(shí)地抑制電池內(nèi)部的溫度上升。
[0017]優(yōu)選的一個(gè)方式中，構(gòu)成上述多孔導(dǎo)電層的聚合物是聚乙烯(PE)，構(gòu)成上述不含導(dǎo)電材料的多孔層的聚合物是聚丙烯(PP)。
[0018]根據(jù)所述隔離件，能夠?qū)㈥P(guān)閉溫度設(shè)定為PE的熔點(diǎn)(一般而言大概為125~135°C左右)和PP的熔點(diǎn)(一般而言大概為155~165°C左右)兩個(gè)階段，因此形成安全性更優(yōu)異的隔離件。
[0019]此處公開(kāi)的二次電池優(yōu)選的另一方式中，以上述多孔導(dǎo)電層為100質(zhì)量％時(shí)，該多孔導(dǎo)電層所含的上述導(dǎo)電材料的含有比例大于3質(zhì)量％且小于50質(zhì)量％。
[0020]更優(yōu)選的一個(gè)方式中，上述導(dǎo)電材料的含有比例為8質(zhì)量％~40質(zhì)量％。
[0021]根據(jù)所述構(gòu)成，作為隔離件具有足夠的強(qiáng)度并且能夠形成抑制電池內(nèi)部的溫度上升所必需的多個(gè)微小的導(dǎo)電路徑。
[0022]此處公開(kāi)的二次電池優(yōu)選的另一方式中，上述導(dǎo)電材料為碳材料。碳粉末、碳纖維等碳材料由于導(dǎo)電性?xún)?yōu)異，因此適合用于形成微小的導(dǎo)電路徑。
[0023]此處公開(kāi)的二次電池優(yōu)選的另一方式中，上述不含導(dǎo)電材料的多孔層的平均空孔直徑為0.05μπ?~0.5μ--，上述多孔導(dǎo)電層所含有的導(dǎo)電材料的平均粒徑為0.ο?μπ?~
0.1ym,是不超過(guò)上述平均空孔直徑的平均粒徑。
[0024]根據(jù)所述構(gòu)成，能夠形成在電池內(nèi)部的溫度上升時(shí)能夠在正極與負(fù)極之間發(fā)生微小短路的導(dǎo)電路徑。
[0025]應(yīng)予說(shuō)明，在本說(shuō)明書(shū)中，所謂“平均空孔直徑”，當(dāng)多孔層(包括多孔導(dǎo)電層)所形成的空孔為近似圓形(包括近似橢圓形)時(shí)，是指其近似圓的直徑(在近似橢圓時(shí)為其長(zhǎng)徑)的平均值，在上述空孔為近似方形(包括近似長(zhǎng)方形)時(shí)，是指其近似方形的一邊(在近似長(zhǎng)方形時(shí)為其長(zhǎng)邊)的平均值，可以利用SEM (掃描型電子顯微鏡)圖像等、通過(guò)觀(guān)察多孔層(包括多孔導(dǎo)電層)表面的至少一部分來(lái)進(jìn)行測(cè)定。[0026]另外，在本說(shuō)明書(shū)中，所謂“平均粒徑”，是指中值徑(d50)，利用市售的各種基于激光衍射.散射法的粒度分布測(cè)定裝置能夠容易地測(cè)定。
[0027]作為此處公開(kāi)的技術(shù)的優(yōu)選應(yīng)用對(duì)象，可以舉出利用含有鋰離子二次電池用正極活性物質(zhì)的正極、含有鋰離子二次電池用負(fù)極活性物質(zhì)的負(fù)極、和電解液構(gòu)筑的鋰離子二次電池。
[0028]這種二次電池適合作為搭載于例如汽車(chē)等車(chē)輛的電池。因此，根據(jù)本發(fā)明，可提供具備此處公開(kāi)的任一種二次電池的車(chē)輛。特別是，由于為輕量且可獲得高輸出，因此，適合于上述二次電池為鋰離子二次電池、具備該鋰離子二次電池作為動(dòng)力源(典型的是混合動(dòng)力車(chē)輛或者電動(dòng)車(chē)輛的動(dòng)力源)的車(chē)輛(例如汽車(chē))。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1:圖1是示意地顯示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的鋰離子二次電池的外形的立體圖。
[0030]圖2:圖2是沿圖1中的I1-1I線(xiàn)的剖面圖。
[0031]圖3:圖3是示意地顯示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的隔離件的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0032]圖4A:圖4A是示意地顯示電池內(nèi)部的溫度上升時(shí)多孔導(dǎo)電層內(nèi)的導(dǎo)電材料移動(dòng)到多孔層的細(xì)孔的狀態(tài)的說(shuō)明圖。
[0033]圖4B:圖4B是示意地顯示從隔離件的一個(gè)面到另一個(gè)面形成由導(dǎo)電材料得到的微小導(dǎo)電路徑的狀態(tài)的說(shuō)明圖。
[0034]圖5:圖5是示意地顯示另一個(gè)實(shí)施方式所涉及的隔離件的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0035]圖6:圖6是示意地顯示具備本發(fā)明所涉及的二次電池的車(chē)輛(汽車(chē))的側(cè)面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]下面，對(duì)本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。應(yīng)予說(shuō)明，本說(shuō)明書(shū)中特別提及的事項(xiàng)以外的、實(shí)施本發(fā)明所必需的事項(xiàng)，可以基于該領(lǐng)域中的現(xiàn)有技術(shù)、作為本領(lǐng)域技術(shù)人員的設(shè)計(jì)事項(xiàng)掌握。本發(fā)明能夠基于本說(shuō)明書(shū)中公開(kāi)的內(nèi)容和該領(lǐng)域中的技術(shù)常識(shí)來(lái)實(shí)施。
[0037]作為此處公開(kāi)的二次電池優(yōu)選的實(shí)施方式之一，以鋰離子二次電池為例詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明，但并不是要將本發(fā)明的應(yīng)用對(duì)象限定于所述種類(lèi)的二次電池。本發(fā)明能夠用于其它種類(lèi)的二次電池(例如以鋰離子以外的金屬離子為電荷載體的二次電池，包含鋰離子電容器等雙電荷層電容器(物理電池))。
[0038]由本發(fā)明提供的二次電池具有如下特征:隔離件具有層疊結(jié)構(gòu)，該層疊結(jié)構(gòu)具備以互相不同或相同的聚合物為主體而構(gòu)成的至少2個(gè)多孔層，其中I個(gè)層形成在該多孔層中分散有導(dǎo)電材料的多孔導(dǎo)電層。
[0039]首先，對(duì)于此處公開(kāi)的二次電池中使用的隔離件進(jìn)行說(shuō)明。圖3是示意地顯示本實(shí)施方式所涉及的隔離件70的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0040]如圖3所示，本實(shí)施方式所涉及的隔離件70是層疊有3個(gè)多孔層76A、72、76B的3層結(jié)構(gòu)，其具備多孔導(dǎo)電層72和多孔層76A、76B，該多孔導(dǎo)電層72在多孔層中分散有導(dǎo)電材料74，所述多孔層76A、76B分別層疊在該多孔導(dǎo)電層72的兩面、不含導(dǎo)電材料并以互相不同或相同的聚合物為主體而構(gòu)成。所述隔離件70典型的是形成為長(zhǎng)條的片狀，但不限定于上述形態(tài)，可以根據(jù)使用該隔離件70的二次電池的形狀加工成各種形狀。
[0041]作為多孔層76A、76B和多孔導(dǎo)電層72中的聚合物，例如可以?xún)?yōu)選使用聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等聚烯烴系熱塑性聚合物。優(yōu)選構(gòu)成多孔導(dǎo)電層72的聚合物的熔點(diǎn)低于構(gòu)成不含導(dǎo)電材料的多孔層76A、76B的聚合物的熔點(diǎn)。根據(jù)所述構(gòu)成，由于構(gòu)成各層的聚合物的熔點(diǎn)不同而能夠?qū)崿F(xiàn)兩個(gè)階段的關(guān)閉，并且如后所述，通過(guò)多孔導(dǎo)電層72中的聚合物熔融，能夠使分散到該多孔導(dǎo)電層72內(nèi)的導(dǎo)電材料74流入(移動(dòng))到維持形狀的多孔層76A、76B的空孔(細(xì)孔)78A、78B (參照?qǐng)D4A)而形成多個(gè)微小的導(dǎo)電路徑79 (參照?qǐng)D4B)。
[0042]多孔層76A、76B優(yōu)選由熔點(diǎn)大約為150°C?170°C (例如大約為155°C?165°C)的PP構(gòu)成。作為PP，可以舉出等規(guī)聚丙烯、間規(guī)聚丙烯等。兩多孔層76A、76B的熔點(diǎn)可以互相相同，也可以不同。典型的是兩多孔層76A、76B的熔點(diǎn)是大致相等。
[0043]另外，多孔導(dǎo)電層72優(yōu)選由熔點(diǎn)大約為120°C?140°C (例如大約為125°C?135°C)的PE構(gòu)成。作為PE，例如可以舉出被稱(chēng)為高密度聚乙烯、或直鏈狀(線(xiàn)狀)低密度聚乙烯等的聚乙烯。
[0044]作為多孔層76A、76B和多孔導(dǎo)電層72，能夠優(yōu)選使用經(jīng)單軸拉伸或者雙軸拉伸的長(zhǎng)條狀的多孔聚合物膜。其中，在長(zhǎng)度方向進(jìn)行了單軸拉伸的多孔聚合物膜具備適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度且寬度方向的熱收縮少，因而特別優(yōu)選。例如，如果使用具有所述在長(zhǎng)度方向進(jìn)行了單軸拉伸的多孔聚合物膜的隔離件，則在同時(shí)卷繞長(zhǎng)條的正極片和負(fù)極片的狀態(tài)下，長(zhǎng)度方向的熱收縮也得到抑制。因此，在長(zhǎng)度方向進(jìn)行了單軸拉伸的多孔聚合物膜特別適合作為構(gòu)成所述卷繞電極體的隔離件的一種材料。
[0045]隔離件70的厚度(即多孔層與多孔導(dǎo)電層的合計(jì)厚度)例如優(yōu)選為大約ΙΟμπι?30 μ m(例如大約為16 μ m?20 μ m)。多孔層的厚度和多孔導(dǎo)電層的厚度可以分別例如為大約4μηι?10μ ,各自的厚度可以相同，也可以不同。如果隔離件70的厚度過(guò)度大于30 μ m,則隔離件70的離子傳導(dǎo)性有可能降低。另一方面，如果隔離件70的厚度過(guò)度小于10 μ m，則有可能在充放電時(shí)隔離件70自身破損(破膜)。應(yīng)予說(shuō)明，隔離件70的厚度能夠通過(guò)對(duì)SEM圖像進(jìn)行圖像解析而求得。
[0046]隔離件70的總空孔率例如優(yōu)選為大約40%?65% (優(yōu)選為大約45%?55%)。應(yīng)予說(shuō)明，空孔率以體積％ (vol%)表示，以下簡(jiǎn)略表示為％。多孔層76A、76B的空孔率優(yōu)選為大約35%?50%，多孔導(dǎo)電層72的空孔率優(yōu)選為大約45%?65%。如果上述總空孔率過(guò)小，則能夠保持在隔離件70中的電解液量減少，有可能離子傳導(dǎo)性降低。另一方面，如果上述總空孔率過(guò)大，則隔離件70的強(qiáng)度不足，有可能易于引起破膜。
[0047]此處所謂“空孔率”，能夠按以下方式計(jì)算。以多孔層76A為一例進(jìn)行說(shuō)明。單位面積(大小)的多孔層76A所占的表觀(guān)體積為Vl [cm3]，上述單位面積的多孔層76A的質(zhì)量為W [g]。該質(zhì)量W與構(gòu)成上述多孔層76A的聚合物的真密度P [g/cm3]之比、即W/ρ為VO0應(yīng)予說(shuō)明，VO是質(zhì)量W的聚合物的致密體所占的體積。此時(shí)，多孔層76A的空孔率能夠通過(guò)(Vl-VO) /VlXlOO計(jì)算出。另外，“空孔率”是例如能夠利用X射線(xiàn)CT掃描儀測(cè)量的值。
[0048]不含導(dǎo)電材料的多孔層76A、76B的平均空孔直徑優(yōu)選為大約0.05 μ m?0.5 μ m(例如大約為0.Ιμπι?0.2μπι)。在平均空孔直徑過(guò)度大于0.5μπι時(shí)，有可能隔離件70的強(qiáng)度降低。另一方面，在平均空孔直徑過(guò)度小于0.05 μ m時(shí)，有可能無(wú)法獲得足夠的離子傳導(dǎo)性。
[0049]另外，出于使該多孔導(dǎo)電層72的空孔率高于多孔層76A、76B的空孔率的目的，含有導(dǎo)電材料的多孔導(dǎo)電層72的平均空孔直徑優(yōu)選大于多孔聚合物層76A、76B的平均空孔直徑，優(yōu)選為大約0.Ιμπι?Ιμπι (例如大約為0.15 μ m?0.3 μ m)。
[0050]作為此處公開(kāi)的隔離件70的多孔導(dǎo)電層72中所含的導(dǎo)電材料74，可以?xún)?yōu)選使用碳粉末等碳材料。作為碳粉末，可以使用各種炭黑(例如乙炔炭黑、爐法炭黑、科琴炭黑等)、石墨粉末等碳粉末。另外，也可以單獨(dú)或者它們的混合物的形式含有碳纖維、金屬纖維等導(dǎo)電性纖維、銅、鎳等金屬粉末等?？梢?xún)H使用它們之中的I種，也可以并用2種以上。
[0051]上述導(dǎo)電材料74的平均粒徑大約為0.01 μπι?0.1 μπι (例如大約0.04μπι?
0.06 μ m)，是不超過(guò)不含該導(dǎo)電材料的多孔層76A、76B的上述平均空孔直徑的平均粒徑。當(dāng)導(dǎo)電材料74的平均粒徑大幅超過(guò)多孔層76A、76B的平均空孔直徑時(shí)，在由于過(guò)度充電等而電池內(nèi)部的溫度上升而使構(gòu)成多孔導(dǎo)電層72的形成為多孔狀的聚合物熔融時(shí)導(dǎo)電材料74無(wú)法向多孔層76A、76B所形成的空孔78A、78B (參照?qǐng)D4A)移動(dòng)，從而有可能不能在隔離件70的內(nèi)部形成連接正極與負(fù)極的微小導(dǎo)電路徑79 (參照?qǐng)D4B)。
[0052]另外，以多孔導(dǎo)電層為100質(zhì)量％時(shí)，多孔導(dǎo)電層72所含的導(dǎo)電材料74的含有比例(含量)優(yōu)選大于3質(zhì)量％且小于50質(zhì)量％。更優(yōu)選為8質(zhì)量％?40質(zhì)量％的范圍內(nèi)。當(dāng)導(dǎo)電材料74的含有比例過(guò)度大于50質(zhì)量％時(shí)，在由熱塑性聚合物和導(dǎo)電材料74形成多孔導(dǎo)電層72時(shí)，有可能多孔導(dǎo)電層72的強(qiáng)度不夠而不發(fā)揮作為隔離件70的功能。另一方面，當(dāng)導(dǎo)電材料74的含有比例過(guò)度小于3質(zhì)量％時(shí)，即使構(gòu)成多孔導(dǎo)電層72的聚合物熔融而導(dǎo)電材料72向多孔層76A、76B的空孔78A、78B (圖4A參照)移動(dòng)，也有可能因?qū)щ姴牧?2的量不足而不能形成連接正極與負(fù)極的微小導(dǎo)電路徑79 (參照?qǐng)D4B)。
[0053]此處公開(kāi)的隔離件70能夠根據(jù)以往公知的方法制造。例如，準(zhǔn)備含有作為形成多孔導(dǎo)電層的成分的熱塑性聚合物(例如聚乙烯)和導(dǎo)電材料(乙炔炭黑)的混合物，準(zhǔn)備作為形成多孔層的成分的熱塑性聚合物(例如聚丙烯)，同時(shí)熔融擠出這些成分，由此能夠?qū)盈B結(jié)構(gòu)的膜成型。通過(guò)將成型后的膜單軸拉伸或者雙軸拉伸，能夠形成各層被多孔化而具備多孔導(dǎo)電層72和多孔層76A (76B)的層疊結(jié)構(gòu)的隔離件70。
[0054]接著，對(duì)于因過(guò)度充電等電池內(nèi)部的溫度上升時(shí)的本實(shí)施方式所涉及的隔離件70的功能(作用、效果)進(jìn)行說(shuō)明。
[0055]在鋰離子二次電池(二次電池)10 (參照?qǐng)D2)中，如果因過(guò)度充電等而電池10內(nèi)部的溫度上升，則首先構(gòu)成隔離件70的多孔導(dǎo)電層72的形成為多孔狀的聚合物熔融。通過(guò)該聚合物熔融而多孔導(dǎo)電層72中的空孔被堵塞(即關(guān)閉)而抑制正負(fù)極間的鋰離子移動(dòng)。進(jìn)而，如圖4A所示，多孔導(dǎo)電層72所含的導(dǎo)電材料74與熔融的聚合物一起移動(dòng)并流入到不含導(dǎo)電材料的多孔層76A的空孔78A和多孔層76B的空孔78B。而且，如圖4B所示，流入到空孔78A、78B的導(dǎo)電材料74從隔離件70的層疊方向的一個(gè)端部(與正極片64相接的面)到另一個(gè)端部(與負(fù)極片84相接的面)連接，在正極片64與負(fù)極片84之間形成微小的導(dǎo)電路徑79。通過(guò)在隔離件70中形成多個(gè)這種微小的導(dǎo)電路徑79，在正極64與負(fù)極84之間的多處發(fā)生微小的短路，熱能分散而被消耗，因此，能夠抑制電池內(nèi)部的溫度上升。
[0056]在上述隔離件70的多孔層76A、76B的至少任一方的表面可以設(shè)有具有無(wú)機(jī)填料和粘結(jié)材料(粘結(jié)劑)的無(wú)機(jī)填料層。無(wú)機(jī)填料層由無(wú)機(jī)填料和粘結(jié)材料構(gòu)成，通過(guò)粘結(jié)材料將無(wú)機(jī)填料粒子間粘結(jié)，將無(wú)機(jī)填料粒子與多孔層76A、76B之間粘結(jié)。無(wú)機(jī)填料層在沒(méi)有被粘結(jié)材料粘結(jié)的部位具有多個(gè)空孔，通過(guò)該空孔的連接，可以使離子通過(guò)無(wú)機(jī)填料層內(nèi)。另外，無(wú)機(jī)填料層具有在高于多孔層76A、76B和多孔導(dǎo)電層72的溫度區(qū)域(例如為300°C~1000°C或其以上)不熔解的程度的耐熱性。
[0057]作為上述無(wú)機(jī)填料層中使用的無(wú)機(jī)填料，優(yōu)選高熔點(diǎn)(例如熔點(diǎn)為1000°C以上)、耐熱性?xún)?yōu)異且在電池的使用范圍內(nèi)電化學(xué)穩(wěn)定的無(wú)機(jī)填料。作為這種無(wú)機(jī)填料，可以例示氧化鋁(A1203)、勃姆石(Al2O3.Η20)、氧化鎂(MgO)、氧化鋯(ZrO2)等金屬氧化物。能夠使用這些無(wú)機(jī)填料的一種或者二種以上。其中優(yōu)選使用氧化鋁。
[0058]上述無(wú)機(jī)填料由于為高熔點(diǎn)且耐熱性?xún)?yōu)異，因此，通過(guò)在多孔層76A、76B的至少任一方的表面形成由該無(wú)機(jī)填料形成的無(wú)機(jī)填料層，隔離件70的熱收縮(熱變形)被抑制。作為無(wú)機(jī)填料的體積基準(zhǔn)的平均粒徑(d50),適當(dāng)?shù)氖谴蠹s為0.05 μ m~1.5 μ m左右,優(yōu)選為0.1μM~1μM左右。
[0059]上述無(wú)機(jī)填料層中使用的粘結(jié)材料用于粘結(jié)上述無(wú)機(jī)填料間，構(gòu)成該粘結(jié)材料的材料自身沒(méi)有特別限定，能夠廣泛地使用各種材料。作為優(yōu)選例，可以舉出丙烯酸系聚合物。作為丙烯酸系聚合物，優(yōu)選使用將丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺等I種單體聚合而成的均聚物。另外，丙烯酸系聚合物可以是將2種以上的上述單體聚合而成的共聚物。并且，也可以將2種以上的上述均聚物和共聚物混合而成的聚合物。除上述丙烯酸系聚合物以外，還能使用苯乙烯丁二烯橡膠(SBR)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯等。
[0060]另外，在上述無(wú)機(jī)填料層中可以根據(jù)需要地含有增稠材料。作為所述增稠材料，例如使用水系溶劑時(shí)，可以舉出羧甲基纖維素(CMC)、聚氧乙烯(PEO)等。
[0061]沒(méi)有特別限定，但優(yōu)選無(wú)機(jī)填料在無(wú)機(jī)填料層整體中所占的比例為大約90質(zhì)量％以上(典型的是90質(zhì)量％~99質(zhì)量％),優(yōu)選為大約95質(zhì)量％~99質(zhì)量％,特別優(yōu)選為大約97質(zhì)量％~99質(zhì)量％。如果無(wú)機(jī)填料的比例過(guò)少，則無(wú)機(jī)填料層的耐熱性降低，因此，有時(shí)不能抑制隔離件70的熱收縮。另一方面，如果無(wú)機(jī)填料的比例過(guò)多，則無(wú)機(jī)填料層中的粘結(jié)材料的量相對(duì)地減少，因此，有時(shí)無(wú)機(jī)填料層的強(qiáng)度降低、或與隔離件70的密合性降低。從確保耐熱性的觀(guān)點(diǎn)考慮，適當(dāng)?shù)氖钦辰Y(jié)劑在無(wú)機(jī)填料層整體中所占的比例大約為10質(zhì)量％以下，通常優(yōu)選為5質(zhì)量％以下(典型的是I~5質(zhì)量％)。并且，在含增稠劑的組成的無(wú)機(jī)填料層中，能夠使增稠劑在該無(wú)機(jī)填料層中所占的比例為大約5質(zhì)量％以下，例如優(yōu)選為2質(zhì)量％以下(典型的是0.5~2質(zhì)量％)。
[0062]作為上述無(wú)機(jī)填料層的空孔率，大約為40%~70%，優(yōu)選為45%~60%。通過(guò)具有這種規(guī)定范圍內(nèi)的空孔率，能夠形成滿(mǎn)足良好的離子透過(guò)性和高機(jī)械強(qiáng)度兩者的無(wú)機(jī)填料層。
[0063]另外，無(wú)機(jī)填料層的厚度可以根據(jù)用途適當(dāng)選擇，例如適當(dāng)?shù)氖荌ym~20 μπι，優(yōu)選為3 μ m~10 μ m,特別優(yōu)選為2 μ m~8 μ m。無(wú)機(jī)填料層過(guò)薄時(shí),有可能不能抑制隔離件70的熱收縮。另一方面，無(wú)機(jī)填料層過(guò)厚時(shí)，有可能高速率充放電循環(huán)后電阻增加。
[0064]對(duì)于無(wú)機(jī)填料層的形成方法進(jìn)行說(shuō)明。作為用于形成無(wú)機(jī)填料層的無(wú)機(jī)填料層形成用組合物，使用將無(wú)機(jī)填料、粘結(jié)材料和溶劑(例如N-甲基吡咯烷酮(NMP))混合分散而成的糊狀組合物。通過(guò)將該組合物適當(dāng)量涂布于隔離件70的多孔層76、76B的至少任一方的表面并使其干燥來(lái)除去溶劑，能夠形成無(wú)機(jī)填料層。
[0065]下面，參照附圖，對(duì)利用上述隔離件70構(gòu)筑成的鋰離子二次電池的一個(gè)形式進(jìn)行說(shuō)明，但沒(méi)有要將本發(fā)明限定于所述實(shí)施方式的意思。即，只要采用上述隔離件70，就對(duì)構(gòu)筑成的鋰離子二次電池的形狀(外形、大小)沒(méi)有特別限制。在以下的實(shí)施方式中，以在方型形狀的電池殼體中收納有卷繞電極體和電解液的構(gòu)成的鋰離子二次電池為例進(jìn)行說(shuō)明。應(yīng)予說(shuō)明，在以下的附圖中，對(duì)于起到相同作用的構(gòu)件.部位標(biāo)以相同的符號(hào)，有時(shí)省略重復(fù)的說(shuō)明。另外，各圖中的尺寸關(guān)系(長(zhǎng)度、寬度、厚度等)不一定反映實(shí)際的尺寸關(guān)系。
[0066]圖1是示意地顯示本實(shí)施方式所涉及的鋰離子二次電池(二次電池)10的立體圖。圖2是沿圖1中的I1-1I線(xiàn)的縱剖面圖。
[0067]如圖1所示，本實(shí)施方式所涉及的鋰離子二次電池10具備金屬制(也優(yōu)選樹(shù)脂制或者層壓膜制)的電池殼體15。該殼體(外容器)15具備開(kāi)放上端的扁平長(zhǎng)方體狀的殼體主體30、和塞住其開(kāi)口部20的蓋體25。通過(guò)焊接等，蓋體25密封殼體主體30的開(kāi)口部20。在殼體15的上面(即蓋體25)，設(shè)有與卷繞電極體50的正極片(正極)64電連接的正極端子60和與該電極體的負(fù)極片84電連接的負(fù)極端子80。另外，與以往鋰離子二次電池的殼體同樣，在蓋體25上設(shè)有在電池異常時(shí)用于將殼體15內(nèi)部生成的氣體排出到殼體15外部的安全閥40。如圖2所示，在殼體15的內(nèi)部收納有扁平狀卷繞電極體50和電解質(zhì)(例如非水電解液)，該扁平狀卷繞電極體50是將正極片64和負(fù)極片84與總計(jì)兩片隔離片70 —起層疊卷繞，接著通過(guò)將所得卷繞體從側(cè)面方向壓碎并使其壓扁而制作成的。
[0068]如圖2所示，在上述層疊時(shí)，以正極片64的正極復(fù)合材料層非形成部分(即沒(méi)有形成正極復(fù)合材料層66而露出正極集電體62的部分)和負(fù)極片84的負(fù)極復(fù)合材料層非形成部分(即沒(méi)有形成負(fù)極復(fù)合材料層90而露出負(fù)極集電體82的部分)分別從隔離片70寬度方向的兩側(cè)伸出的方式，將正極片64和負(fù)極片84在寬度方向稍微錯(cuò)位地重合。其結(jié)果，在相對(duì)于卷繞電極體50的卷繞方向的橫向上，正極片64和負(fù)極片84的電極復(fù)合材料層非形成部分分別從卷繞芯部分(即正極片64的正極復(fù)合材料層形成部分、負(fù)極片84的負(fù)極復(fù)合材料層形成部分和兩片隔離片70緊密卷繞的部分)向外伸出。所述正極側(cè)在伸出部分接合正極端子60，將上述形成扁平狀的卷繞電極體50的正極片64和正極端子60電連接。同樣地負(fù)極側(cè)在伸出部分接合負(fù)極端子80，將負(fù)極片84和負(fù)極端子80電連接。應(yīng)予說(shuō)明，正負(fù)極端子60、80與正負(fù)極集電體62、82能夠分別通過(guò)例如超聲焊接、電阻焊接等接合。
[0069]作為上述電解質(zhì)，可以沒(méi)有特別限定地使用與一直以來(lái)用于鋰離子二次電池的非水電解液相同的電解質(zhì)。所述非水電解液典型的是具有使適當(dāng)?shù)姆撬軇?有機(jī)溶劑)含有支持鹽的組成。作為上述非水溶劑，例如可以使用選自碳酸亞乙酯(EC)、碳酸亞丙酯(PC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)等中的一種或者二種以上。另外，作為上述支持鹽(支持電解質(zhì))，例如可以使用鋰鹽。可以進(jìn)一步在上述非水電解液中溶解二氟磷酸鹽(LiP02F2)、雙草酸硼酸鋰(LiBOB)。
[0070]上述正極復(fù)合材料層66例如可以通過(guò)如下方式很好地制作，即，制備糊狀組合物(糊狀組合物包含漿狀組合物和油墨狀組合物)，將該組合物涂布于正極集電體62并干燥，所述糊狀組合物是使正極活性物質(zhì)、導(dǎo)電材料和粘結(jié)劑(粘結(jié)材料)等分散在適當(dāng)?shù)娜軇┲谢鞜挾傻摹?br> [0071]作為上述正極活性物質(zhì)，可以舉出含鋰化合物(例如鋰過(guò)渡金屬?gòu)?fù)合氧化物)，其是能夠吸留和放出鋰離子的材料、并含有鋰元素和一種或兩種以上的過(guò)渡金屬元素。例如可以舉出鋰鎳復(fù)合氧化物(例如LiNi02)、鋰鈷復(fù)合氧化物(例如LiCo02)、鋰錳復(fù)合氧化物(例如LiMn204)、或者鋰鎳鈷猛復(fù)合氧化物(例如LiNiliZ3ColiZ3Mnv3O2)這樣的三元系含鋰復(fù)合氧化物。
[0072]另外，可以將通式以L(fǎng)iMPO4或者LiMVO4或者Li2MSi04(式中的M為Co、Ni,Mn,Fe之中至少一種以上的元素)等表示的這種聚陰離子系化合物(例如LiFeP04、LiMnP04、LiFeV04、LiMnVO4, Li2FeSiO4, Li2MnSiO4, Li2CoSiO4)用作上述正極活性物質(zhì)。
[0073]作為上述導(dǎo)電材料，只要是以往可在該種鋰離子二次電池中使用的即可，不限定于特定的導(dǎo)電材料。例如能夠優(yōu)選使用與上述多孔導(dǎo)電層72中含有的導(dǎo)電材料相同的導(dǎo)電材料。
[0074]作為上述粘結(jié)材料(粘結(jié)劑)，能夠適當(dāng)采用與通常的鋰離子二次電池正極中使用的粘結(jié)材料相同的粘結(jié)材料。例如，在將溶劑系的糊用作形成上述正極復(fù)合材料層66的組合物時(shí)，能夠使用聚偏氟乙烯(PVDF)、聚偏氯乙烯(PVDC)等在有機(jī)溶劑(非水溶劑)中溶解的聚合物材料?；蛘咴谑褂盟档暮隣罱M合物時(shí)，可優(yōu)選采用在水中溶解或者分散的聚合物材料。例如可以舉出聚四氟乙烯(PTFE)、羧甲基纖維素(CMC)等。應(yīng)予說(shuō)明，上述中例示的聚合物材料可用作粘結(jié)材料，除此以外，有時(shí)也可以用作上述組合物的增稠劑其它添加劑。
[0075]在此，所謂“溶劑系的糊狀組合物”，是指正極活性物質(zhì)的分散介質(zhì)主要為有機(jī)溶劑的組合物的概念。作為有機(jī)溶劑，例如可以使用N-甲基吡咯烷酮(NMP)等。所謂“水系的糊狀組合物”，是指將水或者以水為主體的混合溶劑用作正極活性物質(zhì)的分散介質(zhì)的組合物的概念。作為構(gòu)成所述混合溶劑的水以外的溶劑，可以適當(dāng)選擇一種或者二種以上能與水均勻混合的有機(jī)溶劑(低級(jí)醇、低級(jí)酮等)來(lái)使用。
[0076]作為上述正極集電體62，優(yōu)選使用與以往的鋰離子二次電池的正極中使用的集電體相同、由導(dǎo)電性良好的金屬構(gòu)成的導(dǎo)電性構(gòu)件。例如能夠使用鋁材或者以鋁材為主體的合金材料。正極集電體的形狀可以根據(jù)鋰離子二次電池的形狀等而不同，因此沒(méi)有特別限制，可以為棒狀、板狀、片狀、箔狀、網(wǎng)狀等各種形式。此處公開(kāi)的技術(shù)能夠優(yōu)選用于制造例如使用片狀或者箔狀集電體的電極。
[0077]上述負(fù)極復(fù)合材料層90優(yōu)選可以通過(guò)以下方式制作:例如，制備使負(fù)極活性物質(zhì)、粘結(jié)劑(粘結(jié)材料)、和根據(jù)需要的增稠材料等分散在適當(dāng)?shù)娜軇┲谢鞜挾傻暮隣罱M合物，將該組合物涂布在負(fù)極集電體82上并干燥。
[0078]作為上述負(fù)極活性物質(zhì)，能夠沒(méi)有特別限定地使用一種或者二種以上一直以來(lái)在鋰離子二次電池中使用的物質(zhì)。例如可以例示石墨碳、無(wú)定形碳等碳系材料、鋰過(guò)渡金屬?gòu)?fù)合氧化物(鋰鈦復(fù)合氧化物等)、鋰過(guò)渡金屬?gòu)?fù)合氮化物等。其中優(yōu)選使用以天然石墨(或者人造石墨)為主成分的負(fù)極活性物質(zhì)(典型的是實(shí)質(zhì)上由天然石墨(或者人造石墨)構(gòu)成的負(fù)極活性物質(zhì))。所述石墨可以是將鱗片狀的石墨球形化而得的物質(zhì)。例如，優(yōu)選將平均粒徑處于大約5 μ m?30 μ m范圍的球形化天然石墨(或者球形化人造石墨)用作負(fù)極活性物質(zhì)。并且，可以使用在該石墨粒子的表面涂布有無(wú)定形碳(非晶碳)的碳質(zhì)粉末。
[0079]上作為述粘結(jié)材料(粘結(jié)劑)，能夠適當(dāng)采用與通常的鋰離子二次電池的負(fù)極中使用的粘結(jié)材料相同的粘結(jié)材料。例如，在為了形成負(fù)極復(fù)合材料層而使用水系糊狀組合物時(shí)，可優(yōu)選采用在水中溶解或者分散的聚合物材料。作為在水中分散的(水分散性的)聚合物材料，可以例示苯乙烯丁二烯橡膠(SBR)、氟橡膠等橡膠類(lèi)；聚氧乙烯(PEO)、聚四氟乙烯(PTFE)等氟系聚合物；乙酸乙烯酯共聚物等。
[0080]另外，作為上述增稠材料，可采用在水或者溶劑(有機(jī)溶劑)中溶解或者分散的聚合物材料。作為在水中溶解的(水溶性的)聚合物材料，例如可以舉出羧甲基纖維素(CMC)、甲基纖維素(MC)、乙酸鄰苯二甲酸纖維素(CAP)、羥丙甲基纖維素(HPMC)等纖維素系聚合物；聚乙烯醇(PVA);等。
[0081]作為上述負(fù)極集電體82，優(yōu)選使用與以往的鋰離子二次電池的負(fù)極中使用的集電體相同、且由導(dǎo)電性良好的金屬構(gòu)成的導(dǎo)電性構(gòu)件。例如能夠使用銅材、鎳材或者以它們?yōu)橹黧w的合金材料。負(fù)極集電體的形狀可以與正極集電體的形狀相同。
[0082]上述第I實(shí)施方式所涉及的隔離件70為層疊有3個(gè)多孔層的3層結(jié)構(gòu)，但隔離件不限于3層，可以為2層，也可以為4層以上。圖5是示意地顯示層疊有2個(gè)多孔層172、176的2層結(jié)構(gòu)的隔離件170的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0083]如圖5所示，本實(shí)施方式所涉及的隔離件170是層疊有以相互不同或相同的聚合物為主體而構(gòu)成的2個(gè)多孔層176、172而成的2層結(jié)構(gòu)，其具備在該多孔層中分散有導(dǎo)電材料174的多孔導(dǎo)電層172和層疊在該多孔導(dǎo)電層172的表面且不含導(dǎo)電材料的多孔層176。
[0084]根據(jù)所述構(gòu)成，獲得與第I實(shí)施方式相同的效果。應(yīng)予說(shuō)明，在本實(shí)施方式所涉及的隔離件170的表面形成無(wú)機(jī)填料層時(shí)，優(yōu)選至少在多孔導(dǎo)電層172的表面形成。
[0085]下面，對(duì)與本發(fā)明相關(guān)的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，但沒(méi)有要將本發(fā)明限定于所述實(shí)施例中示出的內(nèi)容的意思。
[0086][隔離片]
[0087]<例 I >
[0088]準(zhǔn)備作為形成多孔導(dǎo)電層的成分的聚乙烯(熱塑性聚合物)與平均粒徑為40 μ m的乙炔炭黑(導(dǎo)電材料)的質(zhì)量比為97:3的混合物，準(zhǔn)備作為形成多孔層的成分的聚丙烯(熱塑性聚合物)，利用T型模頭擠出機(jī)將這些成分同時(shí)熔融擠出，由此將在多孔導(dǎo)電層(以下也稱(chēng)為“導(dǎo)電層”)的兩面形成有多孔層(以下也稱(chēng)為“PP層”)的三層結(jié)構(gòu)的膜成型。將成型后的膜在該膜的長(zhǎng)度方向拉伸(單軸拉伸)來(lái)制作例I所涉及的隔離片。本例中，隔離件的總空孔率為52%。另外，多孔導(dǎo)電層的厚度為7 μ m，平均空孔直徑為0.2 μ m，多孔層的厚度為7 μ m，平均空孔直徑為0.1 μ m。
[0089]然后，將作為無(wú)機(jī)填料的氧化鋁粉末(平均粒徑(d50) 0.3 μ m ;純度99.99%)、作為粘結(jié)劑的丙烯酸系聚合物和作為增稠材料的羧甲基纖維素(CMC)以這些材料的質(zhì)量比為96:3:1的方式分散在水中，制備無(wú)機(jī)填料層形成用組合物。利用凹版輥在多孔層的表面涂布該無(wú)機(jī)填料層形成用組合物并干燥，由此形成無(wú)機(jī)填料層。無(wú)機(jī)填料層的厚度為5 μ m，空孔率為60%。通過(guò)以上操作，制作厚度為26 μ m的例I所涉及的帶有無(wú)機(jī)填料層的隔離片。
[0090]<例 2 >
[0091]使用作為形成多孔導(dǎo)電層的成分的聚乙烯與平均粒徑為40μπι的乙炔炭黑的質(zhì)量比為92:8的混合物，除此之外，與例I同樣地進(jìn)行，制作例2所涉及的帶有無(wú)機(jī)填料層的隔離片。[0092]<例 3 >
[0093]使用作為形成多孔導(dǎo)電層的成分的聚乙烯與平均粒徑為40μπι的乙炔炭黑的質(zhì)量比為80:20的混合物，除此之外，與例I同樣地進(jìn)行，制作例3所涉及的帶有無(wú)機(jī)填料層的隔離片。
[0094]<例 4 >
[0095]使用作為形成多孔導(dǎo)電層的成分的聚乙烯與平均粒徑為40μπι的乙炔炭黑的質(zhì)量比為60:40的混合物，除此之外，與例I同樣地進(jìn)行，制作例4所涉及的帶有無(wú)機(jī)填料層的隔離片。
[0096]<例 5 >
[0097]使用作為形成多孔導(dǎo)電層的成分的聚乙烯與平均粒徑為40μπι的乙炔炭黑的質(zhì)量比為40:60的混合物，除此之外，與例I同樣地進(jìn)行，制作例5所涉及的帶有無(wú)機(jī)填料層的隔離片。
[0098]<例 6 >
[0099]準(zhǔn)備作為形成多孔導(dǎo)電層的成分的聚乙烯，準(zhǔn)備作為形成多孔層的成分的聚丙烯，利用T型模頭擠出機(jī)將這些成分同時(shí)熔融擠出，由此將在以聚乙烯為主體的多孔層(以下也稱(chēng)為“ΡΕ層”)的兩面形成有以聚丙烯為主體的多孔層(PP層)的三層結(jié)構(gòu)的膜成型。將成型后的膜在該膜的長(zhǎng)度方向拉伸(單軸拉伸)來(lái)制作例6所涉及的隔離片。利用所述隔離片，除此之外，與例I同樣地進(jìn)行，制作例6所涉及的帶有無(wú)機(jī)填料層的隔離片。
[0100]<例 7 >
[0101]準(zhǔn)備作為形成多孔層(PE層)的成分的聚乙烯，利用T型模頭擠出機(jī)熔融擠出該成分，由此將由多孔層(PE層)構(gòu)成的單層結(jié)構(gòu)的膜成型。將成型后的膜在該膜的長(zhǎng)度方向拉伸(單軸拉伸)，制作厚度為21 μ m、例7所涉及的隔離片。利用所述隔離片，除此之外，與例I同樣地進(jìn)行，制作例7所涉及的帶有無(wú)機(jī)填料層的隔離片。
[0102]<例 8 >
[0103]使用作為形成多孔層(PP層)的成分的聚丙烯，除此之外，與例7同樣地進(jìn)行，制作例8所涉及的帶有無(wú)機(jī)填料層的隔離片。
[0104][正極片]
[0105]以作為正極活性物質(zhì)的LiNiiy3Cov3Miv3O2、作為導(dǎo)電材料的乙炔炭黑(AB)、與作為粘結(jié)材料的PVDF的質(zhì)量比為90:5:5的方式稱(chēng)量，使這些材料分散在NMP中，制備糊狀的正極復(fù)合材料層形成用組合物。在厚度為15 μ m的正極集電體(鋁箔)上以每一面涂布量為6mg/cm2的方式涂布該糊，并使其干燥，然后進(jìn)行加壓處理，制作在正極集電體上形成有正極復(fù)合材料層的正極片。
[0106][負(fù)極片]
[0107]另外，以用非晶碳膜被覆表面的天然石墨、作為粘結(jié)材料的SBR與作為增稠材料的CMC的質(zhì)量比為98:1:1的方式稱(chēng)量，使這些材料分散在離子交換水中，制備糊狀的負(fù)極復(fù)合材料層形成用組合物。在負(fù)極集電體(銅箔)上以每一面涂布量為4mg/cm2的方式涂布該組合物，并使其干燥，然后進(jìn)行加壓處理，制作在負(fù)極集電體上形成有負(fù)極復(fù)合材料層的負(fù)極片。
[0108][鋰離子二次電池][0109]將上述制作的正極片、負(fù)極片與2片例I所涉及的帶有無(wú)機(jī)填料層的隔離片重疊卷繞成圓筒狀，獲得例I所涉及的卷繞電極體。在直徑為18mm、長(zhǎng)度為65mm、厚度為0.5mm的鍍鎳軟鋼制的有底圓筒狀殼體主體中收納例I所涉及的卷繞電極體和電解液，由此構(gòu)筑例I所涉及的鋰離子二次電池。作為電解液，使用在碳酸亞乙酯(EC)與碳酸二乙酯(DEC)的體積比為:7的混合溶劑中溶解有l(wèi)mol/L的LiPF6的溶液。另外，用例2~例8所涉及的帶有無(wú)機(jī)填料層的隔離片，與上述例I所涉及的鋰離子二次電池同樣地構(gòu)筑例2~例8所涉及的鋰離子二次電池。應(yīng)予說(shuō)明，例5所涉及的帶有無(wú)機(jī)填料層的隔離片沒(méi)有具有足夠的強(qiáng)度，因此，不能構(gòu)筑鋰離子二次電池。
[0110][過(guò)度充電試驗(yàn)]
[0111]對(duì)上述構(gòu)筑的例I~例8 (例5除外)所涉及的鋰離子二次電池進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理(例如重復(fù)以下操作2~3次的初期充放電處理:以正極理論容量的1/10C的充電速率進(jìn)行3小時(shí)恒定電流(CC)充電，進(jìn)一步以1/3C的充電速率以恒定電流充電到4.1V的操作；和以1/3C的放電速率恒定電流放電到3.0V的操作)后，在60°C的恒溫槽中調(diào)整成S0C80%的充電狀態(tài)。此處所謂1C，是指能夠用I小時(shí)充電由正極的理論容量預(yù)測(cè)的電池容量(Ah)的電流量。
[0112]對(duì)于上述調(diào)整后的各鋰離子二次電池，在60°C的溫度條件下，以4C的充電速率、以S0C300%為上限進(jìn)行恒定電流充電(B卩，對(duì)充電完成后的鋰離子二次電池強(qiáng)制性地繼續(xù)流過(guò)充電電流的試驗(yàn))，確認(rèn)各電池有無(wú)發(fā)生不良情況(開(kāi)閥或者發(fā)煙)。其結(jié)果示于表1。
[0113][表1]
[0114]表1
【權(quán)利要求】
1.一種二次電池，具備正極、負(fù)極、和介于所述正極與所述負(fù)極之間的隔離件，其特征在于， 所述隔離件具有層疊結(jié)構(gòu)，該層疊結(jié)構(gòu)具備以互相不同或相同的聚合物為主體而構(gòu)成的至少2個(gè)多孔層，其中I個(gè)層形成在該多孔層中分散有導(dǎo)電材料而成的多孔導(dǎo)電層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其中，所述隔離件具有三層結(jié)構(gòu)，該三層結(jié)構(gòu)具備所述I個(gè)多孔導(dǎo)電層和分別層疊于該多孔導(dǎo)電層的兩面、不含所述導(dǎo)電材料并以互相不同或相同的聚合物為主體而構(gòu)成的多孔層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的二次電池，其中，構(gòu)成所述多孔導(dǎo)電層的聚合物的熔點(diǎn)低于構(gòu)成所述不含導(dǎo)電材料的多孔層的聚合物的熔點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的二次電池，其中，構(gòu)成所述多孔導(dǎo)電層的聚合物是聚乙烯，構(gòu)成所述不含導(dǎo)電材料的多孔層的聚合物是聚丙烯。
5.根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的二次電池，其中，以所述多孔導(dǎo)電層為100質(zhì)量％時(shí)，該多孔導(dǎo)電層所含的所述導(dǎo)電材料的含有比例大于3質(zhì)量％且小于50質(zhì)量％。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的二次電池，其中，所述導(dǎo)電材料的含有比例是8質(zhì)量％?40質(zhì)量％。
7.根據(jù)權(quán)利要求1?6中任一項(xiàng)所述的二次電池，其中，所述導(dǎo)電材料是碳材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1?7中任一項(xiàng)所述的二次電池，其中，所述不含導(dǎo)電材料的多孔層的平均空孔直徑是0.05 μ m?0.5 μ m，所述多孔導(dǎo)電層所含的導(dǎo)電材料的平均粒徑是0.01 μ m?0.1 μ m、是不超過(guò)所述平均空孔直徑的平均粒徑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1?8中任一項(xiàng)所述的二次電池，其中，用含有鋰離子二次電池用正極活性物質(zhì)的正極、含有鋰離子二次電池用負(fù)極活性物質(zhì)的負(fù)極、和電解液構(gòu)筑成鋰離子二次電池。
【文檔編號(hào)】H01M2/16GK103650203SQ201180072095
【公開(kāi)日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2011年7月7日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月7日
【發(fā)明者】上木智善, 島村治成, 福本友祐 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社