酯、尼龍、聚酯;PP、PE等聚烯烴;聚酰亞胺、芳綸等現(xiàn)有公知的物質(zhì)。另外，關(guān)于無紡布的體積密度，只要能夠利用所浸滲的高分子凝膠電解質(zhì)獲得充分的電池特性即可，不做特別限定。進(jìn)而，無紡布隔膜的厚度與電解質(zhì)層相同即可，優(yōu)選為5?200μηι，特別優(yōu)選為10?ΙΟΟμπι。
[0112]另外，作為隔膜，優(yōu)選為在多孔質(zhì)基體上層疊耐熱絕緣層而成的隔膜(帶耐熱絕緣層的隔膜)。耐熱絕緣層是包含無機(jī)顆粒和粘結(jié)劑的陶瓷層。帶耐熱絕緣層的隔膜使用熔點或熱軟化點為150°C以上、優(yōu)選為200°C以上的高耐熱性的隔膜。通過具有耐熱絕緣層，在溫度上升時增加的隔膜內(nèi)部應(yīng)力得以緩和，因此能夠獲得抑制熱收縮的效果。其結(jié)果，能夠防止電池的電極間發(fā)生短路，因此，會成為不易難以因溫度上升而發(fā)生性能降低的電池構(gòu)成。另外，通過具有耐熱絕緣層，帶耐熱絕緣層的隔膜的機(jī)械強(qiáng)度提高、隔膜不易發(fā)生破損。進(jìn)而，由于抑制熱收縮的效果和機(jī)械強(qiáng)度高，因此，隔膜在電池的制造工序中不易卷曲。
[0113]耐熱絕緣層中的無機(jī)顆粒有助于耐熱絕緣層的機(jī)械強(qiáng)度、抑制熱收縮的效果。作為無機(jī)顆粒而使用的材料沒有特別限定。例如可列舉出硅、鋁、鋯、鈦的氧化物(Si02、Al203、Zr02、Ti02)、氫氧化物和氮化物、以及它們的復(fù)合物。這些無機(jī)顆?？梢允窃醋圆肥?、沸石、磷灰石、高嶺土、富鋁紅柱石、尖晶石、橄欖石、云母等礦物資源的顆粒，也可以是人工制造的顆粒。另外，這些無機(jī)顆?？梢詢H單獨使用I種，也可以組合使用2種以上。這些之中，從成本的觀點出發(fā)，優(yōu)選使用二氧化硅(S12)或氧化鋁(Al2O3),更優(yōu)選使用氧化鋁(A1203)。
[0114]耐熱性顆粒的單位面積重量沒有特別限定，優(yōu)選為5?15g/m2。為該范圍時，能夠獲得充分的離子傳導(dǎo)性，另外，從維持耐熱強(qiáng)度的觀點出發(fā)也是優(yōu)選的。
[0115]耐熱絕緣層中的粘結(jié)劑具有使無機(jī)顆粒彼此粘接、使無機(jī)顆粒與樹脂多孔質(zhì)基體層粘接的作用。通過該粘結(jié)劑，會穩(wěn)定地形成耐熱絕緣層，另外，會防止多孔質(zhì)基體層與耐熱絕緣層之間的剝離。
[0116]耐熱絕緣層中使用的粘結(jié)劑沒有特別限定，例如，羧甲基纖維素(CMC)、聚丙烯腈、纖維素、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚氯乙烯、苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)、異戊二烯橡膠、丁二烯橡膠、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚氯乙烯(PVF)、丙烯酸甲酯等化合物可用作粘結(jié)劑。其中，優(yōu)選使用羧甲基纖維素(CMC)、丙烯酸甲酯或聚偏二氟乙烯(PVDF)。這些化合物可以僅單獨使用I種，也可以組合使用2種以上。
[0117]耐熱絕緣層中的粘結(jié)劑的含量相對于耐熱絕緣層100重量％優(yōu)選為2?20重量％。粘結(jié)劑的含量為2重量％以上時，能夠提高耐熱絕緣層與多孔質(zhì)基體層之間的剝離強(qiáng)度，能夠提高隔膜的耐振動性。另一方面，粘結(jié)劑的含量為20重量％以下時，會適度地保持無機(jī)顆粒的間隙，因此能夠確保充分的鋰離子傳導(dǎo)性。
[0118]關(guān)于帶耐熱絕緣層的隔膜的熱收縮率，在150°C、2gf/cm2條件下保持I小時后優(yōu)選MD、TD均為10%以下。通過使用這種耐熱性高的材質(zhì)，即使正極放熱量變高而導(dǎo)致電池內(nèi)部溫度達(dá)到150°C，也能夠有效地防止隔膜的收縮。其結(jié)果，能夠防止電池的電極間發(fā)生短路，因此，成為不易因溫度上升而發(fā)生性能降低的電池構(gòu)成。
[0119][正極集電板和負(fù)極集電板]
[0120]構(gòu)成集電板(25、27)的材料沒有特別限定，可以使用作為鋰離子二次電池用集電板而以往使用的公知的高導(dǎo)電性材料。作為集電板的構(gòu)成材料，例如優(yōu)選為鋁、銅、鈦、鎳、不銹鋼(SUS)、它們的合金等金屬材料。從質(zhì)量輕、耐腐蝕性、高導(dǎo)電性的觀點出發(fā)，更優(yōu)選為鋁、銅，特別優(yōu)選為鋁。需要說明的是，正極集電板27與負(fù)極集電板25可以使用相同的材料，也可以使用不同的材料。
[0121][正極引線和負(fù)極引線]
[0122]另外，省略圖示，但可以借助正極引線、負(fù)極引線對集電體11與集電板(25、27)之間進(jìn)行電連接。作為正極引線和負(fù)極引線的構(gòu)成材料，可同樣地采用在公知的鋰離子二次電池中使用的材料。需要說明的是，為了不接觸周圍設(shè)備、布線等而漏電或者不對產(chǎn)品(例如汽車部件、尤其是電子設(shè)備等)造成影響，從外殼取出的部分優(yōu)選用耐熱絕緣性的熱收縮管等進(jìn)行覆蓋。
[0123][密封部]
[0124]密封部(絕緣層)具有防止集電體彼此接觸、單電池層的端部短路的功能。作為構(gòu)成密封部的材料，只要具有絕緣性、針對固體電解質(zhì)脫落的密封性、針對源自外部的水分透濕的密封性(sealing performance)、電池工作溫度下的耐熱性等即可。例如可以使用丙稀酸類樹脂、聚氨酯樹脂、環(huán)氧樹脂、聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、聚酰亞胺樹脂、橡膠(乙烯-丙烯-二烯橡膠:EPDM)等。另外，可以使用異氰酸酯系粘接劑、丙烯酸類樹脂系粘接劑、氰基丙烯酸酯系粘接劑等，也可以使用熱熔粘接劑(聚氨酯樹脂、聚酰胺樹脂、聚烯烴樹脂)等。其中，從耐腐蝕性、耐化學(xué)藥品性、制作容易度(制膜性)、經(jīng)濟(jì)性等的觀點出發(fā)，聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂可優(yōu)選用作絕緣層的構(gòu)成材料，優(yōu)選使用以非晶性聚丙烯樹脂作為主成分的將乙烯、丙烯、丁烯共聚而得到的樹脂。
[0125][電池外殼體]
[0126]作為電池外殼體，除了可使用公知的金屬罐外殼之外，還可以使用如圖1所示那樣地可覆蓋發(fā)電元件的、使用了含鋁層壓膜29的袋狀外殼。該層壓膜例如可以使用將PP、鋁、尼龍依次層疊而成的3層結(jié)構(gòu)的層壓膜等，但對它們沒有任何限制。從高功率化、冷卻性能優(yōu)異而能夠適用于EV、HEV用的大型設(shè)備用電池這一觀點出發(fā)，層壓膜是理想的。另外，從可容易地調(diào)整自外部向所述發(fā)電元件施加的組壓強(qiáng)、容易調(diào)整至期望的電解液層厚度的方面出發(fā)，外殼體更優(yōu)選為鋁酸鹽層壓體。
[0127]本方式的雙極型二次電池通過使用上述片狀電極來構(gòu)成正極活性物質(zhì)層或負(fù)極活性物質(zhì)層，即使使用電池容量大的活性物質(zhì)，也可緩和由活性物質(zhì)的膨脹/收縮帶來的應(yīng)力，能夠提高電池的循環(huán)特性。因此，本方式的雙極型二次電池可適合地用作EV、HEV的驅(qū)動用電源。
[0128][電池單元尺寸]
[0129]圖3是表示二次電池的代表性實施方式即扁平的鋰離子二次電池的外觀的立體圖。
[0130]如圖3所示那樣，扁平的鋰離子二次電池50具有長方形狀的扁平形狀，從其兩側(cè)部導(dǎo)出用于取出電力的正極片58、負(fù)極片59。發(fā)電元件57被鋰離子二次電池50的電池外殼材料(層壓膜52)包裹，其周圍進(jìn)行了熱熔接，發(fā)電元件57在將正極片58和負(fù)極片59導(dǎo)出至外部的狀態(tài)下進(jìn)行了密封。此處，發(fā)電元件57相當(dāng)于前述圖2所示的鋰離子二次電池10的發(fā)電元件21。發(fā)電元件57是層疊多個由正極(正極活性物質(zhì)層)15、電解質(zhì)層17和負(fù)極(負(fù)極活性物質(zhì)層)13構(gòu)成的單電池層(單電池單元)19而得到的。
[0131]需要說明的是，上述鋰離子二次電池不限定于層疊型的扁平形狀。卷繞型鋰離子二次電池可以是圓筒型形狀，也可以是使這種圓筒型形狀的電池變形而制成長方形的扁平形狀等，沒有特別限定。關(guān)于上述圓筒型形狀的電池，其外殼材料可以使用層壓膜，也可以使用以往的圓筒罐(金屬罐)等，沒有特別限定。發(fā)電元件優(yōu)選用鋁層壓膜進(jìn)行外殼。通過該方式而能夠?qū)崿F(xiàn)輕量化。
[0132]另外，針對圖3所示的片58、59的取出，也沒有特別限定。可以將正極片58和負(fù)極片59從同一邊導(dǎo)出，也可以將正極片58和負(fù)極片59分別分成多個，并從各邊取出等，不限定于圖3所示的方式。另外，卷繞型鋰離子電池中，例如可以利用圓筒罐(金屬罐)來代替片而形成端子。
[0133]通常的電動汽車中，容納電池的空間為170L左右。該空間中要容納電池單元和充放電控制設(shè)備等輔機(jī)，因此，通常電池單元的容納空間效率達(dá)到50%左右。電池單元在該空間內(nèi)的裝載效率為支配電動汽車的續(xù)航距離的因素。單電池單元的尺寸變小時，上述裝載效率受損，因此無法確保續(xù)航距離。
[0134]因此，本發(fā)明中，將發(fā)電元件用外殼體覆蓋而成的電池結(jié)構(gòu)體優(yōu)選為大型。具體而言，層壓電池單元電池的短邊長度優(yōu)選為10mm以上。這種大型電池可以用于車輛用途。此處，層壓電池單元電池的短邊長度是指長度最短的邊。短邊長度的上限沒有特別限定，通常為400mm以下。
[0135][體積能量密度和額定放電容量]
[0136]通常的電動汽車中，市場的要求為:充電一次的行駛距離(續(xù)航距離)為100km。考慮到這種續(xù)航距離時，電池的體積能量密度優(yōu)選為157Wh/L以上、且額定容量優(yōu)選為20Wh以上。
[0137]另外，從與電極的物理尺寸的觀點不同的大型化電池的觀點出發(fā)，也可以由電池面積、電池容量的關(guān)系規(guī)定電池的大型化。例如，在扁平層疊型層壓電池的情況下，電池面積(包含至電池外殼體為止的電池的投影面積)相對于額定容量之比的值為5cm2/Ah以上且額定容量為3Ah以上的電池中，單位容量的電池面積大，因此，與活性物質(zhì)的膨脹收縮相伴的晶體結(jié)構(gòu)的崩塌等所導(dǎo)致的電池特性(循環(huán)特性)降低的問題容易變得更明顯。因此，從表現(xiàn)出本申請發(fā)明的作用效果所帶來的優(yōu)點更大這一點出發(fā)，本方式的非水電解質(zhì)二次電池優(yōu)選為上述那樣的大型化電池。進(jìn)而，矩形狀的電極的長寬比優(yōu)選為I?3、更優(yōu)選為I?
2。需要說明的是，電極的長寬比以矩形狀的正極活性物質(zhì)層的縱橫比的形式進(jìn)行定義。通過將長寬比設(shè)為這種范圍，具有能夠兼顧車輛要求性能和搭載空間的優(yōu)點。
[0138][電池組]
[0139]電池組是將多個電池連接而構(gòu)成的物體。詳細(xì)而言，是使用至少2個以上且通過串聯(lián)或并列或其兩者來構(gòu)成的。通過進(jìn)行串聯(lián)、并聯(lián)，能夠自由地調(diào)節(jié)容量和電壓。
[0140]也可以串聯(lián)或并聯(lián)地連接多個電池而形成能夠安裝拆卸的小型電池組。此外，也可以將該能夠安裝拆卸的小型電池組進(jìn)一步串聯(lián)或并聯(lián)多個，而形成適合于要求高體積能量密度、高體積功率密度的車輛驅(qū)動用電源、輔助電源且具有大容量、大功率的電池組。連接幾個電池來制作電池組、或者層疊幾個小型電池組來制作大容量的電池組可根據(jù)要搭載的車輛(電動汽車)的電池容量、功率來決定即可。
[0141][車輛]
[0142]本發(fā)明的非水電解質(zhì)二次電池即使長期使用也會維持放電容量，循環(huán)特性良好。進(jìn)而，體積能量密度高。與電氣/便攜電子設(shè)備用途相比，在電動汽車、混合動力汽車、燃料電池車、混合燃料電池汽車等車輛用途中，在要求高容量、大型化的同時還需要長壽命化。因此，上述非水電解質(zhì)二次電池作為車輛用電源可適合地用于例如車輛驅(qū)動用電源、輔助電源。
[0143]具體而言，電池或?qū)⑦@些電池組合多個而成的電池組可以搭載于車輛。本發(fā)明中，由于能夠構(gòu)成長期可靠性和功率特性優(yōu)異的高壽命電池，因此，搭載這種電池時，能夠構(gòu)成EV行駛距離長的插入式混合動力汽車、充電一次的行駛距離長的電動汽車。這是因為:通過將電池或電池組合多個而成的電池組用于例如作為機(jī)動車的混合動力車、燃料電池車、電動汽車(均為四輪汽車(轎車、卡車、公交車等商用車、輕型汽車等)、以及二輪車(摩托車)、三輪車)，會成為壽命高且可靠性高的機(jī)動車。其中，用途不限定于汽車，例如，可以應(yīng)用于其它車輛、例如電車等移動體的各種電源，也可以用作不間斷電源裝置等的載置用電源。
[0144]實施例
[0145]以下，使用實施例和比較例來進(jìn)一步詳細(xì)說明，本發(fā)明完全不限定于以下的實施例。
[0146][制造例I]
[0147].凝膠形成性聚合物(聚乙二醇系聚氨酯樹脂)的合成
[0148]在具備攪拌機(jī)和溫度計的四頸燒瓶中投入數(shù)均分子量(由OH值進(jìn)行計算)為6，