[0295] 作為正極活性物質(zhì),可舉出例如含有裡的過(guò)渡金屬氧化物等,具體而言,可舉 出LiCo〇2、LiNi〇2、LiMni/2Nii/2〇2、LiC〇i/3Mni/3Nii/3〇2、LiMn2〇4、LiFeP〇4、110〇1/2化1/2〇2、 LiAli/4Ni3/4〇2等。 悅96] 優(yōu)選的是,可在4.2VW上的高電壓下工作的LiMni/2Nii/2〇2、LiC〇i/3Mni/3Nii/3〇2該樣 的正極活性物質(zhì),與在與正極接觸的層中包含聚偏二氣己締系樹(shù)脂的隔膜組合。
[0297] 作為粘結(jié)劑樹(shù)脂,可舉出例如聚偏二氣己締系樹(shù)脂等。
[029引作為導(dǎo)電助劑,可舉出例如己訣黑、科琴黑化etjenblack)、石墨粉末該樣的碳材 料。
[0299] 作為集電體,可舉出例如厚度5ym~20ym的侶巧、鐵巧、不誘鋼巧等。
[0300] 〔負(fù)極)
[0301] 負(fù)極可W是包含負(fù)極活性物質(zhì)及粘結(jié)劑樹(shù)脂的活性物質(zhì)層成型于集電體上而成 的結(jié)構(gòu)。活性物質(zhì)層可W進(jìn)一步包含導(dǎo)電助劑。
[0302] 作為負(fù)極活性物質(zhì),可舉出可電化學(xué)地吸藏裡的材料,具體而言,可舉出例如碳材 料;娃、錫、侶等與裡的合金;等等。
[0303] 作為粘結(jié)劑樹(shù)脂,可舉出例如聚偏二氣己締系樹(shù)脂、苯己締一了二締橡膠等。
[0304] 作為導(dǎo)電助劑,可舉出例如己訣黑、科琴黑化etjenblack)、石墨粉末該樣的碳材 料。
[03化]作為集電體,可舉出例如厚度5ym~20ym的銅巧、鑲巧、不誘鋼巧等。
[0306] 也可使用金屬裡巧代替上述負(fù)極作為負(fù)極。
[0307] 〔電解液)
[0308] 電解液是將裡鹽溶解于非水系溶劑中而成的溶液。
[0309] 作為裡鹽,可舉出例如LiPFe、LiBF4、LiCl〇4等。
[0310] 作為非水系溶劑,可舉出例如碳酸亞己醋、碳酸1,2-亞丙醋、氣碳酸亞己醋、二氣 碳酸亞己醋等環(huán)狀碳酸醋;碳酸二甲醋、碳酸二己醋、碳酸甲己醋、及其氣取代物等鏈狀碳 酸醋;丫一了內(nèi)醋、丫 一戊內(nèi)醋等環(huán)狀醋;等等,它們可W單獨(dú)使用也可混合使用。
[0311] 作為電解液,優(yōu)選將環(huán)狀碳酸醋和鏈狀碳酸醋W20/80~40/60的質(zhì)量比(環(huán)狀 碳酸醋/鏈狀碳酸醋)混合,并溶解0. 5M~1. 5M的裡鹽而成的電解液。
[0312] 〔非水系二次電池的制造方法)
[0313] 本發(fā)明的非水系二次電池例如可通過(guò)W下方式來(lái)制造:將本發(fā)明的隔膜配置于正 極與負(fù)極之間而形成層疊體,在該層疊體中含浸電解液并將其收納于外部封裝材料中,從 上述外部封裝材料上對(duì)上述層疊體進(jìn)行加壓。
[0314] 對(duì)于在正極與負(fù)極之間配置隔膜的方式而言??蒞是將正極、隔膜、負(fù)極按敘述順 序至少逐層層疊的方式(所謂堆疊(stack)方式),也可W是將正極、隔膜、負(fù)極、隔膜按照 敘述順序重疊、并在長(zhǎng)度方向卷繞的方式。
[0315] 作為外部封裝材料,可舉出金屬外殼、侶層壓膜制包裝等。
[0316] 當(dāng)使用具有包含聚偏二氣己締系樹(shù)脂的最表面層的隔膜時(shí),隔膜與電極的粘接性 良好,因此,即使受到來(lái)自外部的沖擊、伴隨著充放電而發(fā)生的電極的膨脹?收縮,在電極與 隔膜之間也不易形成間隙。因此,上述隔膜優(yōu)選適用于將侶層壓膜制包裝作為外部封裝材 料的軟包裝電池。
[0317] 電池的形狀包括方型、圓筒型、紐扣型等,本發(fā)明的非水系二次電池可W是任一形 狀。
[031引[實(shí)施例]
[0319] W下舉出實(shí)施例進(jìn)一步具體地說(shuō)明本發(fā)明。W下的實(shí)施例所示的材料、使用量、比 例、處理步驟等,只要不超出本發(fā)明的主旨即可,可w進(jìn)行適當(dāng)變更。因此,本發(fā)明的范圍不 應(yīng)當(dāng)根據(jù)W下所示的具體例作出限定性解釋。
[0320] <測(cè)定方法>
[0321] 本發(fā)明的實(shí)施例及比較例中應(yīng)用的測(cè)定方法如下所述。
[0322] 〔樹(shù)脂的重均分子量)
[0323] 樹(shù)脂的重均分子量利用凝膠滲透色譜法(GPC)進(jìn)行測(cè)定。
[0324] ?裝置:凝膠滲透色譜儀AllianceGPC2000型(Waters制)
[0325] ?柱;2 根TSKgelGM冊(cè) _HT,2 根TSKgelGM冊(cè) _HTL(Tosoh公司制)
[0326] ?柱溫;140°C、
[0327] .流動(dòng)相:鄰二氯苯 [032引?柱溫;140°C
[0329] ?分子量校正用的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì):?jiǎn)畏稚⒕郾郊壕啠═osoh公司制)
[0330] 〔聚偏二氣己締系樹(shù)脂的組成)
[033U 于100°C將聚偏二氣己締系樹(shù)脂20mg溶解于気代二甲基亞諷0.6ml中,于100°C 測(cè)定叩一NMR譜,由NMR譜求出聚偏二氣己締系樹(shù)脂的組成。
[0332] 〔樹(shù)脂粒子的平均粒徑)
[0333] 將樹(shù)脂粒子分散于水中,使用激光衍射式粒度分布測(cè)定裝置(Sysmex公司制 Mastersizer2000)測(cè)定粒徑,將體積粒度分布中的中屯、粒徑值50)作為平均粒徑。
[0334] 〔填料的CPVC)
[0335] 按照J(rèn)ISK- 5101 - 13 - 1 (2004)測(cè)定每單位質(zhì)量的亞麻巧油吸油量,通過(guò)下 式算出填料的CPVC。
[0336] 填料的CPVC(體積% )=每單位質(zhì)量的亞麻巧油吸油量(ml/g)X填料的比重(g/ cm^)X100
[0337] 〔填料的體積比例Vf)
[033引耐熱性多孔層中的填料的體積比例Vf利用下式算出。
[0339] 填料的體積比例Vf(體積% )=每單位面積的填料的體積(cmVm2)/每單位面積 的耐熱性多孔層的體積(cmVm2)X100
[0340] 每單位面積的填料的體積(cm3/m2)通過(guò)將每單位面積的填料的重量(g/m2)除W 填料的比重(g/cm3)求出。每單位面積的填料的重量(g/m2)由每單位面積的耐熱性多孔層 的重量(單位面積重量,g/m2)與耐熱性多孔層形成用涂布液的填料的組成比求出。每單位 面積的耐熱性多孔層的體積(cm3/m2)通過(guò)耐熱性多孔層的厚度與單位面積的積求出。
[0341] 〔膜厚)
[0342] 隔膜等的膜厚(ym)通過(guò)W下方式求出;使用接觸式的厚度計(jì)(mitutoyo公司制 LITEMATIC),測(cè)定10cmX30cm內(nèi)的任意的20點(diǎn),求出它們的平均值。使用直徑5mm的圓柱 狀測(cè)定端子,進(jìn)行調(diào)節(jié)W使得在測(cè)定中施加7g的負(fù)荷。
[0343] 耐熱性多孔層的厚度通過(guò)從多孔基材和耐熱性多孔層的層疊體的厚度減去多孔 基材的厚度而求出。粘接性多孔層的厚度通過(guò)從多孔基材和耐熱性多孔層和粘接性多孔層 的層疊體的厚度減去多孔基材和耐熱性多孔層的層疊體的厚度而求出。
[0344] 〔單位面積重量)
[0345] 單位面積重量(每Im2的質(zhì)量)通過(guò)W下方式求出;將樣品切成lOcmX30cm,測(cè)定 質(zhì)量,將該質(zhì)量除W面積。
[0346] 〔耐熱性多孔層中的填料的含量)
[0347] 通過(guò)從多孔基材和耐熱性多孔層的層疊體的單位面積重量減去多孔基材的單位 面積重量,求出耐熱性多孔層的每單位面積的質(zhì)量(g/m2)。而且,從耐熱性多孔層形成用涂 布液的填料的組成比算出耐熱性多孔層中的填料的含量(g/m2)。該樣算出的填料的含量是 多孔基材的兩面的總量。
[0348] 吼隙率)
[0349] 各層的孔隙率按照下述計(jì)算方法求出。
[0350] 構(gòu)成材料為a、b、c、? ? ?、n,各構(gòu)成材料的質(zhì)量為Wa、師、Wc、? ? ?、Wn(g/cm2), 各構(gòu)成材料的真密度為da、化、dc、? ? ?、化(g/cm3),將關(guān)注的層的膜厚記為t(cm),此時(shí), 孔隙率e(%)通過(guò)下式求出。
[0巧 1] e= {1 - (Wa/da+Wb/db+Wc/dc+? ? ?+Wn/dn)/t}X100
[0352] 耐熱性多孔層的孔隙率與粘接性多孔層的孔隙率的平均值(涂布層的孔隙率的 平均值)通過(guò)下式算出。下式中,耐熱性多孔層的厚度及粘接性多孔層的厚度分別為兩面 的合計(jì)。
[0353] 孔隙率的平均值(% ) = {耐熱性多孔層的孔隙率(% )X耐熱性多孔層的厚度 (ym) +粘接性多孔層的孔隙率(% )X粘接性多孔層的厚度(ym)} - {耐熱性多孔層的厚 度(ym) +粘接性多孔層的厚度(ym)}
[0354] 〔Gurley值)
[0巧5] Gurley值(秒/lOOcc)按照J(rèn)ISP8117(2009),使用Gurley式透氣度測(cè)定儀(東 洋精機(jī)公司制G-B2C)測(cè)得。
[0巧6]〔熱塑性樹(shù)脂的流動(dòng)伸長(zhǎng)率變形溫度)
[0巧7] 將多孔基材切成W下尺寸;TD方向3mmXMD方向16mm,W及,MD方向3mmXTD方 向16mm。將樣品設(shè)置于TMA測(cè)定裝置(TAInstruments公司制Q400V22. 4Build30), 在樣品的長(zhǎng)度方向上施加19.6mN的負(fù)荷,W5°C/分鐘的升溫速度進(jìn)行TMA(熱機(jī)械分析, ThermomechanicalAnalysis),針對(duì)MD方向及TD方向,分別W溫度為橫軸、W樣品長(zhǎng)度為 縱軸進(jìn)行繪圖而制成TM圖。針對(duì)MD方向及TD方向,分別從TM圖中求出樣品的伸長(zhǎng)率 為15%的溫度,算出兩者的平均值,作為構(gòu)成多孔基材的熱塑性樹(shù)脂的流動(dòng)伸長(zhǎng)率變形溫 度。
[0巧引〔熱尺寸變化率)
[0巧9] 將隔膜切成W下尺寸;TD方向SmmXMD方向16mm,W及,MD方向SmmXTD方向 16mm。將樣品設(shè)置于TMA測(cè)定裝置(TAInstruments公司制Q400V22. 4Build30),在樣 品的長(zhǎng)度方向上施加19.6mN的負(fù)荷,在升溫速度為5°C/分鐘、到達(dá)溫度為熱塑性樹(shù)脂的流 動(dòng)伸長(zhǎng)率變形溫度的條件下進(jìn)行TMA,針對(duì)MD方向及TD方向,分別W溫度為橫軸、W樣品長(zhǎng) 度為縱軸進(jìn)行繪圖而制成TM圖。從TM圖中讀取隔膜的最大的變化量,將其絕對(duì)值作為 最大變形量,通過(guò)下式算出熱尺寸變化率。
[0360] MD方向的熱尺寸變化率(% ) = (MD方向的最大變形量)/(加熱前的MD方向長(zhǎng) 度)X100
[0361] TD方向的熱尺寸變化率(% ) =(TD方向的最大變形量)/(加熱前的TD方向長(zhǎng) 度)X100
[0362] 〔熱收縮率)
[0363] 將隔膜切成MD方向IScmXTD方向6畑1,制成試片。在將TD方向2等分的直線上、 并且距一側(cè)的端部為2cm及17cm的2點(diǎn)(點(diǎn)A及點(diǎn)B)標(biāo)上標(biāo)記。另外,在將MD方向2等 分的直線上、并且距一側(cè)的端部為1cm及5cm的2點(diǎn)(點(diǎn)C及點(diǎn)D)標(biāo)上標(biāo)記。用夾具把持 距點(diǎn)A最近的端部與點(diǎn)A之間,在150°C(或130°C)的烘箱中,WMD方向成為重力方向的 方式懸掛試片,在無(wú)張力下進(jìn)行30分鐘熱處理。測(cè)定熱處理前后的AB之間的長(zhǎng)度及CD之 間的長(zhǎng)度,由下式算出熱收縮率(% )。
[0364] MD方向的熱收縮率(% ) = {(熱處理前的AB之間的長(zhǎng)度一熱處理后的AB之間 的長(zhǎng)度)/熱處理前的AB的長(zhǎng)度}X100
[03化]TD方向的熱收縮率(% ) = {(熱處理前的CD之間的長(zhǎng)度一熱處理后的CD之間 的長(zhǎng)度)/熱處理前的CD的長(zhǎng)度}X100
[0366] 〔膜電阻(1))
[0367] 將隔膜切成2.6cmX2. 0cm的尺寸,浸潰于溶解有3質(zhì)量%的非離子性表面活性 劑(花王公司制EMULGEN210巧的甲醇溶液中,進(jìn)行空氣干燥。將厚度20ym的侶巧切成 2.OcmX1. 4cm,安裝極耳。準(zhǔn)備2片該侶巧,W侶巧不短路的方式在侶巧間夾持切出的隔 膜,在隔膜中含浸作為電解液的1M的LiBF4-碳酸1,2-亞丙醋/碳酸亞己醋(質(zhì)量比1/1)。 W極耳伸出侶包裝外的方式將其減壓封入到侶層壓包裝中。W侶巧中隔膜為1片、2片、3片 的方式分別制作上述單元電池。將單元電池放入到20°C的恒溫槽中,利用交流阻抗法,在振 幅為lOmV、頻率為100曲Z的條件下測(cè)定單元電池的電阻。將測(cè)得的單元電池的電阻值相對(duì) 于隔膜的片數(shù)繪圖,將該圖擬合為直線,求出斜率。將該斜率乘W電極面積2.OcmX1.4畑1, 求出每1片隔膜的膜電阻(ohm?cm2)。
[03側(cè)〔膜電阻似)
[0369] 在隔膜中含浸作為電解液的1MLiBF4-碳酸1,2-亞丙醋/碳酸亞己醋(質(zhì)量比 1/1),將其夾入到帶有極耳的侶巧電極中,封入到侶包裝中,制作試驗(yàn)單元電池。在20°C下, 利用交流阻抗法(測(cè)定頻率100曲Z)測(cè)定該試驗(yàn)單元電池的電阻(ohm?cm2)。
[0370] 〔處理性(1))
[0371] 利用W下方法評(píng)價(jià)不具有粘接性多孔層的隔膜的處理性。
[0372] 使用不誘鋼制皮革刀將隔膜切成lOOmmX100mm的大小,此時(shí),用肉眼觀察切斷部 附近有無(wú)耐熱性多孔層的剝離,按照下述的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
[037引 G;未確認(rèn)到剝離。
[0374] NG;確認(rèn)到剝離。
[0375] 〔處理性(2))
[0376] 利用W下方法評(píng)價(jià)具有粘接性多孔層的隔膜的處理性。
[0377] 用肉眼觀察在搬運(yùn)速度為40m/分鐘、退卷張力為0. 3N/cm、卷繞張力為0.IN/cm的 條件下搬運(yùn)隔膜時(shí)粘接性多孔層有無(wú)剝離,按照下述的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。對(duì)于由于剝離 而產(chǎn)生的異物,對(duì)從隔膜脫落的異物,夾在卷繞漉的端面的異物,W及在漉表面觀察到的異 物進(jìn)行計(jì)數(shù)。
[037引A;無(wú)剝離。
[0379] B;由于剝離而產(chǎn)生的異物每1000m2為1個(gè)W上5個(gè)W下。
[0380] C;由于剝離而產(chǎn)生的異物每1000m2為6個(gè)W上20個(gè)W下。
[0381]D;由于剝離而產(chǎn)生的異物每1000m2為21個(gè)W上。
[0382]〔分切性)
[0383] 利用W下方法評(píng)價(jià)具有粘接性多孔層的隔膜的分切性。
[0384] 一邊在搬運(yùn)速度為40m/分鐘、退卷張力為0.3N/cm、卷繞張力為0.IN/cm的條件下 水平搬運(yùn)隔膜,一邊將不誘鋼制皮革刀W60°的角度抵靠隔膜,進(jìn)行1000m分切處理。用 肉眼計(jì)數(shù)在該分切處理期間產(chǎn)生的0. 5mmW上的來(lái)源于粘接性多孔層的切屑,按照下述的 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。對(duì)于切屑,對(duì)從隔膜脫落的切屑、W及在分切端面上觀察的切屑進(jìn)行計(jì) 數(shù)。
[0385]A;0. 5mmW上的來(lái)源于粘接性多孔層的切屑為5個(gè)W下。
[0386] B;0. 5mmW上的來(lái)源于粘接性多孔層的切屑為6個(gè)W上10個(gè)W下。
[0387] C;0. 5mmW上的來(lái)源于粘接性多孔層的切屑為11個(gè)W上20個(gè)W下。
[038引D;0. 5mmW上的來(lái)源于粘接性多孔層的切屑為21個(gè)W上。
[0389]〔剝離強(qiáng)度)
[0390] 對(duì)于具有粘接性多孔層的隔膜進(jìn)行T字剝離試驗(yàn)。具體而言,W10mm的寬度切 取從在兩面貼合了 3M公司制的修補(bǔ)膠帶的隔膜,用拉伸試驗(yàn)機(jī)(ORIENTEC公司制RTC-1210A),W20mm/分鐘的速度拉拽修補(bǔ)膠帶的端部,測(cè)定應(yīng)力,制成SS曲線。在SS曲線中, W0. 4mm的間距讀取從10mm至40mm的應(yīng)力并求出平均值,進(jìn)而求出3個(gè)試片的結(jié)果的平 均值,作為剝離強(qiáng)度。
[0391]〔與電極的粘接性)
[0392] 將10個(gè)試驗(yàn)用電池分解,使用拉伸試驗(yàn)機(jī)測(cè)定從隔膜分別剝離負(fù)極和正極時(shí)的 力的大小,求出總計(jì)20個(gè)測(cè)定值的平均值。但是,在僅在單面形成了粘接性多孔層的隔 膜中,測(cè)定將與粘接性多孔層接觸的電極剝離時(shí)的力的大小,求出總計(jì)10個(gè)測(cè)定值的平均 值。將實(shí)施例101或?qū)嵤├?01中的力的大小作為指數(shù)100,算出各實(shí)施例?比較例的指 數(shù),按照下述的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
[0393] A ;60社
[0394] B ;40 W上且小于60 [039引C ;小于40
[0396]〔循環(huán)特性(容量維持率))
[0397] 針對(duì)10個(gè)試驗(yàn)用電池,將充電條件設(shè)定為1C、4. 2V的恒電流恒電壓充電,將放電 條件設(shè)定為1C、2.75V截止的恒電流放電,在30°C的環(huán)境下反復(fù)進(jìn)行充放電。將第300個(gè)循 環(huán)的放電容量除W初始容量而得到的值作為容量維持率(% ),算出10個(gè)試驗(yàn)用電池的平 均值。
[0398]〔烘箱測(cè)試)
[0399]將10個(gè)試驗(yàn)用電池充電至4. 2V,然后放入到烘箱中,放置5kg的破碼。在該狀態(tài) 下,設(shè)定烘箱使得電池溫度W2°C/分鐘進(jìn)行升溫,將烘箱內(nèi)升溫至150°C,觀察此時(shí)電池電 壓的變化,按照下述的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
[0400] G;10個(gè)電池均直到150°C也幾乎沒(méi)有發(fā)生電池電壓的變化。
[0401] NG;在至少1個(gè)電池中,在150°C附近確認(rèn)到電池電壓的急劇下降。
[0402] 〔短路測(cè)試(1)及(2))
[0403]針對(duì)3個(gè)或5個(gè)試驗(yàn)用電池,按照J(rèn)ISC8714 (2007),進(jìn)行強(qiáng)制內(nèi)部短路試驗(yàn),按照 下述的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
[0404] -短路測(cè)試(1):試驗(yàn)數(shù)3個(gè)一 [04化]A;1個(gè)也沒(méi)有起火。
[0406] B;1 個(gè)起火。
[0407] C;2個(gè)或3個(gè)起火。
[040引一短路測(cè)試(2):試驗(yàn)數(shù)5個(gè)一
[0409] AA;1個(gè)也沒(méi)有起火。
[0410] A;1 個(gè)起火。
[0411] B;2個(gè)或3個(gè)起火。
[0412] C;4個(gè)或5個(gè)起火。
[0413] 〔耐氧化性)
[0414] 針對(duì)10個(gè)試驗(yàn)用電池,在60°C的環(huán)境下,進(jìn)行100小時(shí)的8mA/4. 3V的恒電流?恒 電壓充電