非水系電池用隔板及非水系電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種在保持強度性質(zhì)的同時具有透氣性、且厚度薄的非水系電池用隔板、以及具備該隔板的非水系電池。所述隔板包含纖維片，所述纖維片是配合熱水溶解溫度低于100℃且高于85℃的聚乙烯醇類纖維而形成的，且相對于纖維片材100質(zhì)量％，其配合量為30質(zhì)量％以上。
【專利說明】非水系電池用隔板及非水系電池
[0001] 相關(guān)申請
[0002] 本申請要求2012年5月28日申請的日本特愿2012-121113及2012年9月26日 申請的日本特愿2012-211603的優(yōu)先權(quán)，以參考的方式將其全部內(nèi)容作為本申請的一部分 引用到本申請中。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003] 本發(fā)明涉及作為非水系電池的構(gòu)成材料有用的電池用隔板以及具備該隔板的非 水系電池。
[0004] 非水系電池也稱為非水電解質(zhì)電池，是不使用水作為電解液的電池，包括例如鋰 離子二次電池等。在本發(fā)明中，非水系電池包含一次電池和二次電池兩者。

【背景技術(shù)】
[0005] 近年，為了應(yīng)對電子設(shè)備的無線化，鋰電池（鋰一次電池）、鋰離子二次電池等非 水系電池作為重量輕且可獲得高電動勢、高能量的電源而引起了關(guān)注。例如，圓筒形鋰二次 電池等由于用于手機、筆記本電腦等中而大量生產(chǎn)，其生產(chǎn)量逐年增加。此外，非水系電池 作為新一代的電動汽車用能源也受到了關(guān)注，進(jìn)一步抑制電阻而實現(xiàn)高輸出化的要求也不 斷提1?。
[0006] 作為該非水系電池的電解液，已知將LiPF6、LiCF3SO3,LiCIO、LiBF4等作為電解質(zhì) 溶解在后述那樣的有機溶劑中而得到的電解液，但在因短路及正、負(fù)極等的誤連接而導(dǎo)致 異常電流通過的情況下，有時電池溫度會隨之顯著升高，因此，在發(fā)生了這樣的溫度升高的 事態(tài)時，進(jìn)行了使隔板的一部分熔融來防止短路及誤連接的嘗試（例如，參照專利文獻(xiàn)1)。
[0007] 另外，到目前為止，作為構(gòu)成非水系電池用隔板的材料，對于使用具有耐熱性和耐 久性、并且能夠極細(xì)化的玻璃纖維及能夠打漿的再生纖維素進(jìn)行了研究，但玻璃纖維不具 有自粘接性，也無法期待纖維彼此纏繞而帶來強度提高，因此研究了通過各種粘合劑來改 善強度不足（例如，參照專利文獻(xiàn)2?5)。另外，對于再生纖維素而言，雖然能夠通過進(jìn)行 打漿來得到強度，但未對與其它性能的平衡性進(jìn)行研究（例如，專利文獻(xiàn)6?7)。
[0008] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0009] 專利文獻(xiàn)
[0010] 專利文獻(xiàn)1 :國際公開2011/033975號小冊子
[0011] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開昭59-014260號公報
[0012] 專利文獻(xiàn)3 :日本特開平8-031429號公報
[0013] 專利文獻(xiàn)4 :日本特開平10-284038號公報
[0014] 專利文獻(xiàn)5 :日本專利第4922664號公報
[0015] 專利文獻(xiàn)6 :日本專利3661104號公報
[0016] 專利文獻(xiàn)7 :日本特開平10-223196號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

[0017] 發(fā)明要解決的課題
[0018] 作為隔板性能，一方面要求強度性質(zhì)（拉伸強度、穿刺強度等），另一方面要求厚 度薄、而且具有透氣性（多孔性、離子通透性），對于使用玻璃纖維而獲得的紙及僅由再生 纖維素打漿原料形成的紙而言，為了滿足強度性質(zhì)要增大厚度等，難以平衡性良好地滿足 上述所有特性。
[0019] 本發(fā)明人等認(rèn)識到所要解決的課題，獲得一種作為非水系電池用隔板使用的纖維 片，其厚度較薄，但強度性質(zhì)優(yōu)異，而且具有透氣性，本發(fā)明人進(jìn)行了深入研究的結(jié)果，完成 了本發(fā)明。
[0020] 解決課題的方法
[0021] 本發(fā)明第1構(gòu)成為一種非水系電池用隔板，其包含纖維片，所述纖維片是配合聚 乙烯醇類纖維（纖維A)而形成的，且其配合量為30質(zhì)量％以上（相對于纖維片材100質(zhì) 量％ )，所述聚乙烯醇類纖維（纖維A)的熱水溶解溫度低于KKTC且高于85°C。
[0022] 上述隔板中，優(yōu)選包含在所述纖維A中進(jìn)一步配合熱水溶解溫度低于80°C的聚乙 烯醇類纖維（纖維B)而得到的纖維片的非水系電池用隔板。
[0023] 優(yōu)選包含在所述纖維A或者在所述纖維A和纖維B中加入玻璃纖維而形成的纖維 片的非水系電池用隔板。
[0024] 優(yōu)選配合所述玻璃纖維而形成的纖維片，且所述玻璃纖維的配合量為20?50質(zhì) 量％ (相對于纖維片100質(zhì)量％ )，所述玻璃纖維是最大纖維直徑為30μm以下、平均纖維 直徑為0. 1?I. 0μm且經(jīng)過了粉碎處理的玻璃纖維。
[0025] 對于所述加入了玻璃纖維的非水系電池用隔板而言，優(yōu)選所述隔板的厚度為9? 30μm、密度為0· 6?I.Og/cm3、縱向（纖維片的MD方向）的強度為0· 6kg/15mm以上。
[0026] 所述經(jīng)過粉碎處理的玻璃纖維優(yōu)選為經(jīng)過物理粉碎處理的玻璃纖維，另外，所述 經(jīng)過粉碎處理的玻璃纖維優(yōu)選為經(jīng)過濕式粉碎處理的玻璃纖維。
[0027] 優(yōu)選包含在所述纖維A或者在所述纖維A和纖維B中加入纖維素纖維而形成的纖 維片的非水系電池用隔板。
[0028] 所述纖維素纖維優(yōu)選為有機溶劑類纖維素纖維或天然纖維素纖維的打漿物。
[0029] 對于所述加入了纖維素纖維的非水系電池用隔板而言，優(yōu)選所述隔板滿足下述要 件⑴和⑵的非水系電池用隔板。
[0030] 1.隔板的厚度在5?30μm的范圍內(nèi)，
[0031] 2.隔板的縱向強度（kg/15mm)/厚度（μm) > 0· 05。
[0032] 本發(fā)明第2構(gòu)成為具備上述記載的非水系電池用隔板的非水系電池。
[0033] 需要說明的是，將權(quán)利要求書和/或說明書中公開的至少2個構(gòu)成要素任意組合， 均包含在本發(fā)明中。特別是，將權(quán)利要求書所記載的2個以上權(quán)利要求任意組合，均包含在 本發(fā)明中。
[0034] 發(fā)明的效果
[0035] 根據(jù)本發(fā)明，非水系電池用隔板通過包含配合熱水溶解溫度低于KKTC且高于 85°C的聚乙烯醇類纖維（纖維A)而形成的纖維片，且其配合量為30質(zhì)量％以上（相對于纖 維片100質(zhì)量％)，能夠形成纖維形態(tài)得以保持、且在纖維交點產(chǎn)生了粘接的纖維片。由此， 能夠在保持纖維所具有的強度性質(zhì)的同時減薄厚度，并且由于纖維間存在的空隙而具有透 氣性（離子通透性），從而能夠得到電阻低的纖維片，該纖維片作為隔板是極為有效的。
[0036] 此外，通過在所述纖維（A)中加入水中溶解溫度比所述纖維（A)更低的聚乙烯醇 類纖維（纖維B)來進(jìn)行片形成，纖維B發(fā)揮粘合劑的功能，從而能夠在纖維交點更牢固地 進(jìn)行粘接。
[0037] 進(jìn)而，通過在所述纖維A或者在所述纖維A和纖維B中配合20?50質(zhì)量％ (相 對于纖維片100質(zhì)量％ )的玻璃纖維、特別是具有特定纖維徑且經(jīng)過了粉碎處理的玻璃纖 維來進(jìn)行片形成，非水系電池用隔板的強度性質(zhì)優(yōu)異，而且實現(xiàn)了隔板的遮蔽性和薄層化。
[0038] 進(jìn)而，所述加入了玻璃纖維而形成的隔板通過具備下述三個要件，成為厚度、密度 和機械強度均衡的隔板。
[0039] 1.隔板的厚度為9?30μm
[0040] 2.密度為 0· 6 ?I.Og/cm3
[0041] 3.隔板的縱向強度（kg/15mm)為0· 6kg/15mm以上
[0042] 另外，通過在纖維A或者在纖維A和纖維B中加入纖維素系纖維、特別是經(jīng)過打漿 的纖維素類來進(jìn)行片形成，加入經(jīng)過原纖化的纖維，纖維片增加了基于抱合的接合，由此， 能夠增加片的柔軟性，并且對片賦予適度的遮蔽性。
[0043] 對于所述加入了纖維素系纖維的隔板而言，通過具備下述兩個要件，成為厚度和 機械強度均衡的隔板。
[0044] 1.隔板的厚度在5?30μm的范圍內(nèi)，
[0045] 2.隔板的縱向強度（kg/15mm)/厚度（μm)> 0· 05。
[0046] 通過安裝具有上述特性的本發(fā)明第1構(gòu)成的隔板而得到的非水系電池由于隔板 變薄而減少電極間距離，從而電阻降低，并且由于隔板的薄型化而使正極、負(fù)極增加，從而 可以期待使電池高容量化。

【具體實施方式】
[0047] (纖維片）
[0048] 構(gòu)成本發(fā)明的非水系電池用隔板的纖維片必須是配合30質(zhì)量％以上的熱水溶解 溫度低于l〇〇°C且高于85°C的聚乙烯醇類纖維（纖維A)而形成。如果熱水溶解溫度低于 KKTC，由于在使用濕法（使用造紙機等的片成形法）形成纖維片時纖維含有水分，能夠在 加熱干燥時保持纖維結(jié)構(gòu)的同時在纖維交點的纖維表面產(chǎn)生接合來進(jìn)行片形成。如果熱水 溶解溫度為KKTC以上，則纖維表面穩(wěn)定，加熱干燥時在纖維交點的纖維間不產(chǎn)生接合，因 此難以形成纖維片。另一方面，如果熱水溶解溫度為85°C以下，則在纖維片形成后在加熱干 燥時聚乙烯醇溶解而難以形成纖維片。優(yōu)選使用熱水溶解溫度低于98°C且高于90°C的聚 乙烯醇類纖維來形成纖維片。
[0049] 本發(fā)明的特征在于，使用熱水溶解溫度低于KKTC且高于85°C的聚乙烯醇類纖維 (纖維A)進(jìn)行片形成，在這種情況下，聚乙烯醇類纖維不僅是片形成的主體纖維，而且還具 有作為粘合劑纖維的功能。
[0050](纖維A)
[0051] 本發(fā)明中，熱水溶解溫度低于KKTC且高于85°C的聚乙烯醇類纖維可以由平均聚 合度1000?5000、皂化度95摩爾％以上的乙烯醇類聚合物得到。在不阻礙上述熱水溶解 性的范圍內(nèi)，該乙烯醇類聚合物也可以共聚有其它共聚成分，但是從纖維形成性、所形成的 纖維的機械性質(zhì)方面考慮，優(yōu)選共聚量為20摩爾％以下，特別是10摩爾％以下。另外，從 保持纖維片形成時纖維間粘接性方面考慮，優(yōu)選不實施縮甲醛化（FA化）等縮醛化等處理 或交聯(lián)處理。需要說明的是，該聚乙烯醇類纖維不必僅由乙烯醇類聚合物構(gòu)成，也可以含有 其它聚合物。當(dāng)然，也可以是與其它聚合物形成的復(fù)合紡絲纖維、混合紡絲纖維（海島纖 維）。本發(fā)明中優(yōu)選高強度的聚乙烯醇類纖維，因此優(yōu)選含有80重量％以上乙烯醇類聚合 物的聚乙烯醇類纖維。纖維的形成方法可以為濕法（芒硝浴、堿浴、有機溶劑?。?、干法、干 濕法中的任何一種，紡絲后，再進(jìn)行熱拉伸（濕熱拉伸、干熱拉伸）、熱定形等，通過調(diào)節(jié)熱 拉伸倍率、熱定形溫度等，能夠得到熱水溶解溫度低于l〇〇°C且高于85°C的聚乙烯醇類纖 維。另外，由可樂麗株式會社以商品名"VN20200"等市售的纖維。
[0052] 從隔板性、薄型化方面考慮，該纖維的單纖維纖度為3. 3dtex(分特）以下，優(yōu)選為 I.Idtex以下，進(jìn)一步優(yōu)選為0.Sdtex以下，從造紙性、抑制內(nèi)部壓力增大的觀點考慮，優(yōu)選 為0.Oldtex以上，進(jìn)一步優(yōu)選為0.Idtex以上。另外，纖維長度可以根據(jù)單纖維纖度進(jìn)行 適當(dāng)設(shè)定，但從造紙性等方面考慮，纖維長度優(yōu)選為〇. 5?10mm，特別優(yōu)選為1?5_。
[0053] (纖維 B)
[0054] 另外，對于本發(fā)明而言，從使纖維間的粘接更牢固，從而提高纖維片的功能方面考 慮，優(yōu)選除了上述纖維A以外，還加入具有粘合劑性能（采用濕法形成纖維片時及形成后在 加熱時溶解，使纖維A間彼此粘接的性能）、熱水溶解溫度小于80°C的聚乙烯醇類纖維（纖 維B)(也稱為聚乙烯醇粘合劑纖維）。適合于此的聚乙烯醇粘合劑纖維的熱水溶解溫度優(yōu) 選高于60°C且低于80°C，進(jìn)一步優(yōu)選為70°C?80°C。這樣的纖維B優(yōu)選使用由平均聚合 度為500?3000左右、皂化度為95?99摩爾％的聚乙烯醇類聚合物構(gòu)成的纖維。當(dāng)然， 也可以是與其它聚合物形成的復(fù)合紡絲纖維、混合紡絲纖維（海島纖維）。從電解液吸液 性、機械性能等方面考慮，優(yōu)選使用含有30重量％以上、優(yōu)選含有50重量％以上、進(jìn)一步優(yōu) 選含有80重量％以上乙烯醇類聚合物的聚乙烯醇纖維。
[0055] 聚乙烯醇粘合劑纖維與上述纖維A同樣地進(jìn)行纖維形成后，與纖維A相比，熱拉 伸、熱定形的程度減小，由此，能夠形成具有上述熱水溶解溫度的聚乙烯醇類纖維。從水分 散性、與其它成分的粘接性、孔尺寸等方面考慮，優(yōu)選纖度為〇. 01?3dtex左右的纖維，更 優(yōu)選纖度為〇. 1?2. 5dtex的纖維，纖維長度優(yōu)選為1?5mm左右。聚乙烯醇粘合劑纖維 包括由可樂麗株式會社以商品名" VPB101"、" VPB041"等市售的纖維。
[0056] 在本發(fā)明的非水系電池用隔板中加入纖維B作為粘合劑成分的情況下，其配合量 優(yōu)選相對于纖維片的質(zhì)量為3?20質(zhì)量％。纖維B小于3質(zhì)量％時，不能充分表現(xiàn)出必要 的粘合劑效果，纖維B超過20質(zhì)量％時，由于阻塞纖維間的空隙，會使透氣度降低。
[0057] (玻璃纖維）
[0058] 在本發(fā)明中，優(yōu)選在上述纖維A或者在纖維A和纖維B中加入玻璃纖維來形成纖 維片。作為玻璃纖維，沒有特別限定，其中優(yōu)選配合20?50質(zhì)量％的最大纖維直徑為30μm 以下、平均纖維直徑為0. 1?I. 0μm且經(jīng)過了粉碎處理的玻璃纖維來形成纖維片。
[0059] 玻璃纖維的最大直徑大于30μm時，不利于進(jìn)行一定程度以上的薄層化。最大直 徑優(yōu)選為20μm以下，進(jìn)一步優(yōu)選為10μm以下。
[0060] 另外，上述玻璃纖維的平均纖維直徑小于0. 1μm時，由于過細(xì)在制作纖維片時玻 璃纖維會從抄網(wǎng)中脫落，存在成品率變差的傾向，平均纖維直徑大于LOym時，隔板的孔 尺寸變大，難以得到作為電池用隔板的充分的遮蔽性。平均纖維直徑優(yōu)選為〇. 2?0. 8μm， 進(jìn)一步優(yōu)選為〇. 3?0. 7μm。
[0061] 另外，玻璃纖維粉碎處理后的濾水度為IOOml以上，更優(yōu)選為200ml以上。濾水度 小于IOOml時，粉碎不充分。
[0062] 此外，上述玻璃纖維的配合量少于20質(zhì)量％時，存在隔板的遮蔽性變差的傾向， 多于50質(zhì)量％時，隔板強度有下降的傾向。配合量優(yōu)選為25?45質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選為 30?40質(zhì)量％。
[0063] 在本發(fā)明的纖維片中使用的玻璃纖維沒有特別限定，優(yōu)選對市售的纖維直徑為 0. 1?Ι.ομπι的玻璃纖維進(jìn)行粉碎處理而得到的玻璃纖維，且優(yōu)選除去作為閃光條痕（* 3V卜，shot)含有的纖維直徑為30μm以上的纖維。
[0064] 作為粉碎處理方法，可以列舉物理粉碎方法，例如在填充有球狀陶瓷等的容器內(nèi) 進(jìn)行粉碎處理的研磨方法、通過旋轉(zhuǎn)刀片進(jìn)行粉碎的攪拌方法、通過在圓盤間配研而粉碎 的精碎方式等的粉碎方法，更優(yōu)選以漿狀進(jìn)行處理的濕式粉碎處理方法。在處理前或處理 后、或者在處理之前及之后，可以加入用離心法除去作為閃光條痕含有的纖維直徑為30μm 以上的纖維的工序。
[0065] (纖維素類纖維）
[0066] 可以加入纖維素類纖維來形成本發(fā)明的纖維片。作為纖維素纖維，可以列舉：將纖 維素溶解在氨基氧化物（aminoxide)等有機溶劑中進(jìn)行紡絲而得到的有機溶劑類纖維素 纖維、再生纖維素纖維、各種木漿及棉短絨等天然纖維素纖維、及其絲光物、打漿物等。特別 是有機溶劑類的纖維素纖維的打漿物、天然纖維素的打漿物，由于原纖化纖維的存在而能 夠形成具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的纖維片，因此優(yōu)選。
[0067] 對于本發(fā)明而言，通過在加入了纖維A、以及纖維B的纖維中加入上述纖維素纖 維，在纖維片中導(dǎo)入由于原纖化帶來的纖維的抱合，因此能夠得到具有柔軟性、且具有遮蔽 性的纖維片。
[0068] 以往，使用的是僅由纖維素類纖維形成的紙作為電池隔板，但其存在如下問題：如 果形成致密的片以獲得給定的強度性質(zhì)，則透氣性會降低。針對于此，本發(fā)明通過將構(gòu)成隔 板的纖維的主體設(shè)定為聚乙烯醇類纖維，不僅取得了機械性質(zhì)、厚度、透氣性、電阻等的平 衡，而且通過加入纖維素類纖維而對纖維片賦予了柔軟性和遮蔽性，從而能夠形成更優(yōu)異 的隔板。作為纖維片中加入的纖維素類纖維，優(yōu)選其在纖維片中的含量小于70質(zhì)量％，更 優(yōu)選小于60質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選小于50質(zhì)量％。另外，所使用的纖維素類纖維優(yōu)選纖度為 0. 5dtex?2.Odtex、纖維長度為Imm?5mm的范圍，并且優(yōu)選其打楽度為IOOml以下、更優(yōu) 選為50ml以下。
[0069](纖維片形成）
[0070] 本發(fā)明的隔板可以通過使用上述纖維A、優(yōu)選加入纖維B、進(jìn)一步優(yōu)選加入玻璃纖 維或纖維素類纖維來制成例如濕法無紡布而形成，但并不特別限定為該濕法無紡布的制造 方法。例如可以通過使用通常的濕法造紙機有效地制造所期望的濕法無紡布。作為所使 用的抄網(wǎng)，可以列舉圓網(wǎng)、短網(wǎng)、長網(wǎng)等，可以將這些抄網(wǎng)單獨使用制成單層網(wǎng)，另外也可以 通過抄網(wǎng)的組合而形成多層的混抄。從得到?jīng)]有質(zhì)地不勻的均質(zhì)且電特性優(yōu)異的紙方面 考慮，優(yōu)選進(jìn)行多層混抄，其中優(yōu)選利用短網(wǎng)-圓網(wǎng)造紙機來形成2層混抄紙。利用濕法造 紙機抄起后，采用楊克（Yankee)型干燥機等進(jìn)行干燥，由此可得到目標(biāo)的非水系電池用隔 板。當(dāng)然，加熱干燥后，可以根據(jù)需要進(jìn)一步進(jìn)行熱壓加工等。此外，還可以通過進(jìn)行表面 活性劑處理等親水化處理來提高電解液吸液性。
[0071] (隔板的特性）
[0072] 作為非水系電池用隔板，必須要具備能夠通過在電池中安裝隔板的加工工序所必 要的拉伸強度[纖維片長度方向（縱向）]、以及耐受與活性物質(zhì)等接觸的穿刺強度，另外， 為了確保離子通透性，需要具有多孔性（透氣性）。而且，從能夠在給定容積內(nèi)填充更多的 電極材料方面考慮，優(yōu)選厚度小的隔板。強度性質(zhì)是與透氣性、厚度相反的特性，但本發(fā)明 的纖維片通過使用熱水溶解溫度低于l〇〇°C且高于85°C的聚乙烯醇類纖維而形成，在保持 纖維結(jié)構(gòu)的同時在纖維交點處產(chǎn)生接合，因此能夠發(fā)揮聚乙烯醇類纖維所具有的高強度特 性，并且能夠以較少的單位面積重量得到具有所期望性能的纖維片。
[0073] 具體而言，在纖維A或者在纖維A和纖維B中加入纖維素纖維而形成隔板的情況 下，隔板厚度優(yōu)選為5?30μm的范圍內(nèi)，并且優(yōu)選纖維片的縱向拉伸強度（kg/15mm)與隔 板厚度（Pm)之比滿足下式，根據(jù)本發(fā)明，如以下的實施例所示，能夠得到滿足該條件的隔 板。
[0074] 隔板（纖維片）的縱向強度/隔板厚度（μm) >0· 05
[0075] 在上式中，更優(yōu)選隔板（纖維片）的縱向強度/隔板厚度（μm) >0· 10。
[0076] 另外，在纖維A或者在纖維A和纖維B中加入玻璃纖維而形成隔板的情況下，具 體而言，隔板厚度優(yōu)選在9?30μm的范圍內(nèi)，密度優(yōu)選在0.6?1.0g/cm3的范圍內(nèi)，并 且，隔板的縱向拉伸強度（kg/15mm)優(yōu)選為電池組裝時的工序通過性所必需的0.6以上， 另一方面，由于電池組裝配后處于被電極夾持的狀態(tài)，因此電解液浸漬后的縱向拉伸強度 (kg/15mm)優(yōu)選為0. 04以上，如果小于該值，則因?qū)﹄姵氐臎_擊、振動而導(dǎo)致無法保持隔板 的形狀。根據(jù)本發(fā)明，如以下的實施例所示，能夠得到滿足該條件的隔板。
[0077] (非水系電池）
[0078] 使用了本發(fā)明的隔板而得到的非水系電池具備正極、負(fù)極、非水電解液和上述隔 板。此外可以根據(jù)需要具備非水系電池領(lǐng)域中通常使用的其它構(gòu)件。本發(fā)明的非水系電池 的形狀沒有特別限制，可以采取硬幣型、紐扣型、紙型、圓筒型、方型等各種形狀。
[0079](正極）
[0080] 作為正極活性物質(zhì)，對于一次電池而言，可以列舉氟化石墨（CFx)、Mn02、V205、 S0Cl2、S02、FeS2、Cu0、CuS等作為優(yōu)選的正極活性物質(zhì)，其中優(yōu)選氟化石墨、MnO2。對于二次 電池而言，可以列舉V205、Nb205 等金屬氧化物，Lia^NiOpLhuMnOpLi^50Mn2CVLiaJCoOp Li(1_x)Fe02等含鋰復(fù)合氧化物，LiFePO4等聚陰離子類鋰過渡金屬化合物等導(dǎo)電聚合物。需 要說明的是，上述列舉化合物中的X表示〇?1。這些正極活物質(zhì)可以單獨使用或組合兩種 以上使用。其中，由于可實現(xiàn)高能量密度并具有優(yōu)異的安全性，因此優(yōu)選層狀結(jié)構(gòu)或尖晶石 結(jié)構(gòu)的Li(1_X)C〇02、Li(1_x)Ni02、Li(H)MnO2，特別優(yōu)選LiCo02、LiNi02、LiMn2O415
[0081] (負(fù)極）
[0082] 與正極同樣，負(fù)極能夠吸留和放出鋰、鈉等堿金屬離子、鈣等堿土金屬離子，其含 有比所組合使用的正極電位低且能夠吸留和放出與正極同種的金屬離子的負(fù)極活性物質(zhì)。 從獲得高電池容量方面考慮，優(yōu)選吸留和放出鋰離子的負(fù)極活性物質(zhì)。作為具有這樣特性 的物質(zhì)，可以列舉金屬鋰、碳質(zhì)物質(zhì)（人造石墨、天然石墨、難石墨化碳質(zhì)材料、易石墨化低 溫?zé)商假|(zhì)材料等）、鈦酸鋰、硫化鐵、氧化鈷、鋰鋁合金、錫氧化物等。此外，優(yōu)選負(fù)極的工 作電位相對于金屬鋰的電位高0. 5V的活性物質(zhì)。通過選擇這樣的活性物質(zhì)，在過充電或者 過高電壓充電時，能夠抑制金屬鋰的析出反應(yīng)，能夠?qū)崿F(xiàn)更高的安全性。從這方面來看，作 為負(fù)極活性物質(zhì)，最優(yōu)選鈦酸鋰。此外，還可以混合使用2種以上的負(fù)極活性物質(zhì)。其形狀 可以是鱗片狀、纖維狀、球狀等各種形狀。
[0083] (電解液）
[0084] 作為電解質(zhì)中使用的溶劑，可以列舉碳酸亞乙酯（EC)、碳酸亞丙酯（PC)、碳酸二 甲酯（DMC)、碳酸甲乙酯（MEC)、碳酸二乙酯（DEC)、Y-丁內(nèi)酯（BL)、乙腈（AN)、乙酸乙酯 (EA)、甲苯、二甲苯或乙酸甲酯（MA)等。另外，作為電解質(zhì)中所含的堿金屬鹽，可以使用高 氯酸鋰、六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、六氟砷酸鋰、三氟甲磺酸鋰、雙三氟甲磺酰亞胺鋰、雙五 氟乙磺酰亞胺鋰等鋰鹽。
[0085] 還可以在上述電解質(zhì)中使用離子液體。使用環(huán)境為60°C以下的情況下，通過使用 環(huán)狀、鏈狀碳酸酯類或內(nèi)酯類等，能夠構(gòu)成具有優(yōu)異的倍率特性、充放電循環(huán)特性、脈沖放 電特性等的電池。另一方面，使用環(huán)境的最大溫度超過60°C的情況下，優(yōu)選使用不會使溶劑 成分揮發(fā)、進(jìn)而引起著火等的離子液體類。這種情況下，電解液的特征在于，其含有離子液 體和堿金屬鹽。
[0086] 將上述的正極、隔板和負(fù)極疊層而構(gòu)成電極組，非水電解質(zhì)被保持在其中，將它們 收納在容器中而形成電池。
[0087] 實施例
[0088] 下面示出實施例對本發(fā)明的隔板進(jìn)行具體說明，但本發(fā)明并不限定于這些實施 例。在實施例中，各物性值如下進(jìn)行測定。
[0089] <聚乙烯醇類纖維的熱水溶解溫度°C >
[0090] 在試驗長度為5cm的聚乙烯醇類纖維的纖維束上安裝負(fù)載為0. 9gf/500dtex的砝 碼，將其作為試料，將該試料懸吊于500cc水（20°C )中，以1°C /分的升溫速度升溫，將纖 維熔斷時的溫度作為熱水溶解溫度。
[0091] <打漿度> [(濾水度）CSF ml]
[0092] 依據(jù)JIS P 8121 "紙漿的濾水度試驗方法"測定了加拿大標(biāo)準(zhǔn)濾水度。
[0093] <平均纖維直徑μ m >
[0094] 通過掃描電子顯微鏡（株式會社日立制作所制造的"S-510"）以倍率5000倍拍攝 的玻璃纖維放大照片中，隨機選取20根纖維，測定它們的纖維直徑，以其平均值作為平均 纖維直徑。
[0095] <最大纖維直徑μ m >
[0096] 通過掃描電子顯微鏡（株式會社日立制作所制造的"S-510"）以倍率5000倍在10 個部位拍攝玻璃纖維，以所拍攝的10個部位中的最大直徑的玻璃纖維作為最大纖維直徑。
[0097] <單位面積重量>
[0098] 沿試料長度方向采取IOOXlOOmm的試驗片，測定水分平衡狀態(tài)的質(zhì)量，換算為相 當(dāng)于Im2的值而求得。
[0099] < 厚度 mm、密度g/cm3 >
[0100] 依照J(rèn)ISP8118 "紙及紙板的厚度和密度的試驗方法"進(jìn)行了測定。
[0101] <拉伸強度>
[0102] 依照J(rèn)ISP8113 "紙和紙板的拉伸強度試驗方法"對纖維片縱向的拉伸強度進(jìn)行 了測定。
[0103] <穿刺強度>
[0104] 使用KES-G5便攜式壓縮試驗機（ΚΑΤ0TECH公司制）進(jìn)行了測定。將試樣固定成 ΦIOmm直徑的圓形，用直徑lmm、R0. 5mm的針進(jìn)行貫穿試驗，測定了此時的壓力的強度（g)。
[0105] <透氣度 cc/cm2/s >
[0106] 依照J(rèn)ISL1096 6. 27"一般紡織品試驗方法透氣性"，用弗雷澤（Frazier)型透 氣性測試儀進(jìn)行了測定。
[0107] <阻抗（電阻值）>
[0108] 將試樣在1摩爾％四氟硼酸鋰溶液[岸田化學(xué)株式會社，lmol/LLiBF4/EC(碳酸 亞乙酯）：EMC(碳酸甲乙酯（3:7V/V%)]中于20°C、30°C下進(jìn)行浸漬，在充分保持液體的狀 態(tài)（30秒鐘液體用盡的狀態(tài)）下，在測定氣氛（20°CX65% )中用阻抗測量儀[國洋電氣 工業(yè)株式會社制：KC-547LCRMETER]進(jìn)行了測定。
[0109] <電解液浸滲保管后強度>
[0110] 將剪裁為寬15mmX長170mm的試料在LIB用電解液[岸田化學(xué)株式會社制，電解 質(zhì)：LiBF6lmol/L，溶劑：EC(碳酸亞乙酯）和EMC(碳酸甲乙酯）以3:7(V/V%)配合而成 的混合溶劑]，在手套箱內(nèi)浸漬，放入密封容器中，在設(shè)定為60°C的干燥機內(nèi)保管3個月，求 出了保管后的拉伸強度。
[0111] (實施例1)
[0112] 制備下述纖維：
[0113] 熱水溶解溫度95°C、纖度0. 3dtex、纖維長度2mm的聚乙烯醇（PVA)纖維（未FA 化纖維）（可樂麗株式會社制，商品名"VN20200"）（構(gòu)成纖維1);
[0114] 熱水溶解溫度72°C、纖度I.ldtex、纖維長度3mm的聚乙烯醇類纖維（可樂麗株式 會社制，商品名"VPB101"）（構(gòu)成纖維2);
[0115] 用碎楽機和原纖化器（fibrillator)對I. 7dtex、纖維長度3mm的溶劑紡絲纖維素 纖維（LenzingAG制，商品名"Tencel"）進(jìn)行打楽而得到的CSFlOml的原纖化纖維（構(gòu)成 纖維3)。
[0116] 以構(gòu)成纖維1為50 %、構(gòu)成纖維2為15 %、構(gòu)成纖維3為35 %的配合率（質(zhì)量％ ) 進(jìn)行混合，制備漿料，使用圓網(wǎng)造紙機進(jìn)行造紙，造紙后用干燥機（干燥機溫度為130°C)進(jìn) 行干燥，然后用熱壓機以處理溫度200°C、線壓力lOOkgf/cm進(jìn)行處理，制作了單位面積重 量 10. 3g/m2、厚度 13μm、密度 0. 79g/m3 的片。
[0117] (實施例2)
[0118] 除了將構(gòu)成纖維3的打漿度由實施例1的IOml變?yōu)?0ml以外，使用與實施例1 同樣的構(gòu)成纖維1和構(gòu)成纖維2,以構(gòu)成纖維1為40%、構(gòu)成纖維2為15%及構(gòu)成纖維3為 45%的配合率進(jìn)行混合，制備漿料，與實施例1同樣地進(jìn)行造紙，造紙后用干燥機干燥，用 熱壓機處理，制作了單位面積重量9.8g/m2、厚度12μπι、密度0.82g/m3的片。
[0119](實施例3)
[0120] 使用與實施例1同樣的構(gòu)成纖維1、構(gòu)成纖維2和構(gòu)成纖維3,以構(gòu)成纖維1為 50%、構(gòu)成纖維2為15%及構(gòu)成纖維3為35%的配合率進(jìn)行混合，制備漿料，與實施例1同 樣地進(jìn)行造紙，造紙后用干燥機干燥，然后用熱壓機處理，制作了單位面積重量10.lg/m2、 厚度25μm、密度0. 40g/m3的片。需要說明的是，厚度的調(diào)整通過調(diào)整熱壓機的間隙進(jìn)行。
[0121] (實施例4)
[0122] 使用與實施例1同樣的構(gòu)成纖維1、構(gòu)成纖維2和構(gòu)成纖維3,以構(gòu)成纖維1為 50%、構(gòu)成纖維2為15%及構(gòu)成纖維3為35%的配合率進(jìn)行混合，制備漿料，與實施例1 同樣地進(jìn)行造紙，造紙后用干燥機干燥，用熱壓機處理，制作了單位面積重量7.lg/m2、厚度 9μm、密度 0· 79g/m3 的片。
[0123](比較例1)
[0124] 使用了聚乙烯薄膜（單位面積重量9g/m2、厚度20μm、密度0. 45g/cm3)來代替實 施例1?4的片。
[0125](比較例2)
[0126] 使用纖度1. 1、纖維長度3mm的醋酸纖維（構(gòu)成纖維1)、和與實施例1中相同的構(gòu) 成纖維2及構(gòu)成纖維3,以構(gòu)成纖維1為50%、構(gòu)成纖維2為15%及構(gòu)成纖維3為35%的 配合率進(jìn)行配合，制備漿料，用圓網(wǎng)造紙機進(jìn)行了造紙。造紙后用干燥機干燥，然后用熱壓 機處理，制作了單位面積重量8g/m2、厚度20μm、密度0. 40g/m3的片。
[0127](比較例3)
[0128] 使用熱水溶解溫度為KKTC以上、纖度0. 3dtex、纖維長度2mm的聚乙烯醇纖維（FA 化纖維）（可樂麗株式會社制，商品名"VN30200"）（構(gòu)成纖維1)、和與實施例1中相同的構(gòu) 成纖維2及構(gòu)成纖維3,以構(gòu)成纖維1為50%、構(gòu)成纖維2為15%及構(gòu)成纖維3為35%的 配合率進(jìn)行混合，制備漿料，用圓網(wǎng)造紙機進(jìn)行了造紙。造紙后用干燥機干燥，用熱壓機處 理，制作了單位面積重量10. 2g/m2、厚度15μm、密度0. 68g/m3的片。
[0129](比較例4)
[0130] 除了將構(gòu)成纖維3的打漿度由實施例1的IOml變?yōu)?0ml以外，使用與實施例1 相同的構(gòu)成纖維1和構(gòu)成纖維2,以構(gòu)成纖維1為20%、構(gòu)成纖維2為15%及構(gòu)成纖維3為 65 %的配合率進(jìn)行配合，制備漿料，用圓網(wǎng)造紙機進(jìn)行了造紙，造紙后用干燥機干燥，用熱 壓機處理，制作了單位面積重量10. 3g/m2、厚度13μm、密度0. 79g/m3的片。
[0131](比較例5)
[0132] 使用實施例1所使用的構(gòu)成纖維2和打漿度為50ml的構(gòu)成纖維3,以構(gòu)成纖維2 為15 %、構(gòu)成纖維3為85 %的配合率進(jìn)行配合，制備漿料，用圓網(wǎng)造紙機進(jìn)行造紙，造紙后 用干燥機干燥，然后用熱壓機處理，制作了單位面積重量10. 3g/m2、厚度13μm、密度0. 79g/ m3的片。
[0133](比較例6)
[0134]使用熱水溶解度80°C、纖度0. 4dtex、纖維長度4mm的聚乙烯醇類纖維（未FA化纖 維）（構(gòu)成纖維1)、和與實施例1中相同的構(gòu)成纖維2及構(gòu)成纖維3,以構(gòu)成纖維1為50%、 構(gòu)成纖維2為15%及構(gòu)成纖維3為35%的配合率進(jìn)行配合，制備漿料，用圓網(wǎng)造紙機進(jìn)行 造紙，造紙后用干燥機干燥，但由于構(gòu)成纖維1和構(gòu)成纖維2的聚乙烯醇溶解而導(dǎo)致無法形 成片。
[0135] 對于實施例1?4和比較例1?6的片而言，將構(gòu)成片的構(gòu)成纖維的規(guī)格示于表 1，將片性能（拉伸強度、穿刺強度、透氣度、電阻值、拉伸強度/厚度比）示于表2。另外，將 實施例1和比較例4的片的電解液浸滲保管后的強度測定結(jié)果示于表3。
[0136]

【權(quán)利要求】
1. 一種非水系電池用隔板，其包含纖維片，所述纖維片是配合纖維A而形成的，且相對 于所述纖維片100質(zhì)量％，所述纖維A的配合量為30質(zhì)量％以上，所述纖維A為熱水溶解 溫度低于l〇〇°C且高于85°C的聚乙烯醇類纖維。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的非水系電池用隔板，其包含纖維片，所述纖維片是在所述纖 維A中進(jìn)一步配合纖維B而得到的，所述纖維B為熱水溶解溫度小于80°C的聚乙烯醇類纖 維。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的非水系電池用隔板，其包含纖維片，所述纖維片是在所述 纖維A中或者在所述纖維A和纖維B中加入玻璃纖維而形成的。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的非水系電池用隔板，其包含纖維片，所述纖維片是配合所述 玻璃纖維而形成的，且相對于所述纖維片100質(zhì)量％，所述玻璃纖維的配合量為20?50質(zhì) 量％以上， 所述玻璃纖維是最大纖維直徑為30 y m以下、平均纖維直徑為0. 1?1. 0 y m且經(jīng)過粉 碎處理的玻璃纖維。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的非水系電池用隔板，所述隔板的厚度為9?30 y m、密度 為0? 6?1. 0g/cm3、縱向的強度為0? 6kg/15mm以上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3?5中任一項所述的非水系電池用隔板，其中，所述經(jīng)過粉碎處理的 玻璃纖維是經(jīng)過物理粉碎處理的玻璃纖維。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3?6中任一項所述的非水系電池用隔板，其中，所述經(jīng)過粉碎處理的 玻璃纖維是經(jīng)過濕法粉碎處理的玻璃纖維。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的非水系電池用隔板，其包含纖維片，所述纖維片是在所述 纖維A中或者在所述纖維A和纖維B中加入纖維素纖維而形成的。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的非水系電池用隔板，其中，所述纖維素纖維是有機溶劑類纖 維素纖維或天然纖維素纖維的打漿物。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的非水系電池用隔板，所述隔板滿足下述要件（1)和（2)， (1) 隔板的厚度為5?30 y m的范圍內(nèi)， (2) 隔板的縱向強度/厚度> 0. 05， 所述縱向強度的單位為Kg/15mm，厚度的單位為iim。
11. 一種非水系電池，其具有權(quán)利要求1?10中任一項所述的非水系電池用隔板。
【文檔編號】H01M2/16GK104364937SQ201380028335
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2013年5月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月28日
【發(fā)明者】早川友浩, 川井弘之, 林英男, 神戶光一 申請人:可樂麗股份有限公司