CN105977432B - 隔离膜卷体、电池的制造方法、以及隔离膜卷体的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供具有适合再利用的芯体的隔离膜卷体等。隔离膜卷体(10)具备卷绕有多孔性的电池用隔离膜(12)的芯体(8)，芯体(8)的与隔离膜(12)相接的外周面(S)的算术平均粗糙度为3.7μm以上。

Description

隔离膜卷体、电池的制造方法、以及隔离膜卷体的制造方法

技术领域

本发明涉及用于锂离子电池等电池的隔离膜卷体、隔离膜卷体的制造方法、以及电池的制造方法。

背景技术

在锂离子二次电池的内部，正极和负极被多孔性隔离膜分离开。在锂离子二次电池的制造中，使用将该隔离膜卷绕在圆筒状的芯体上而成的隔离膜卷体。

专利文献1中公开了一种将微多孔膜卷绕在含有导电性部件的芯体上的卷体。

(现有技术文献)

(专利文献)

专利文献1：日本专利申请公开“特开2013-139340号公报”(2013年7月18日公开)

发明内容

(发明所要解决的课题)

优选将隔离膜被卷出后的芯体再次用于隔离膜的收卷。然而专利文献1中没有关于该芯体再利用的记载。

本发明的目的是提供具有适合再利用的芯体的隔离膜卷体、隔离膜卷体的制造方法、以及具备从隔离膜卷体被放出的隔离膜的电池的制造方法。

(用以解决课题的方案)

为解决上述课题，本发明的隔离膜卷体具备卷绕有多孔性的电池用隔离膜的芯体，上述芯体的与上述电池用隔离膜相接的外周面的算术平均粗糙度为3.7μm以上。

另外，本发明的隔离膜卷体具备卷绕有多孔性的电池用隔离膜的芯体，上述芯体的与上述电池用隔离膜相接的外周面的均方根粗糙度为4.0μm以上。

本发明者发现：芯体的外周面的表面粗糙度(算术平均粗糙度或均方根粗糙度)与将粘合剂及电池用隔离膜从外周面剥离时所需的力量大小即剥离强度具有相关性，且当表面粗糙度满足特定的条件时，剥离强度可显著变小。

通过上述技术方案，与现有技术的芯体相比，能够将剥离强度显著减小。因此可以容易地将粘合剂及电池用隔离膜从外周面剥离，所以芯体能够再利用。

另外，本发明的隔离膜卷体中，上述电池用隔离膜的与上述外周面相接的一端可以固定在上述外周面上。

通过上述技术方案，能够抑制电池用隔离膜在外周面上移位。特别是若在电池用隔离膜被卷绕到芯体上之前将电池用隔离膜的一端固定在外周面上，则当电池用隔离膜被卷绕到芯体上时，可以抑制电池用隔离膜从固定位置移位。因此，能提供芯体可再利用且卷绕移位少的隔离膜卷体。

另外，本发明的隔离膜卷体中，上述电池用隔离膜可以具备与上述外周面对置的功能层。

功能层的粘合性如果比除了电池用隔离膜功能层之外的其他部位高，则功能层会容易附着在外周面上，因此会妨碍芯体的再利用。

而通过上述技术方案，可以容易地将功能层从外周面剥离，因此芯体能够再利用。

另外，本发明的隔离膜卷体中，上述芯体可以包含树脂。

将粘合剂及电池用隔离膜从外周面剥离时，芯体的外周面侧的部分会受到沿着从芯体剥离的方向的力量。

而通过上述技术方案，例如与纸质的芯体相比较，芯体的外周面侧难以被剥离。

本发明的电池具备阴极及阳极、以及夹设在上述阴极及上述阳极之间的从上述隔离膜卷体放出的上述电池用隔离膜。

本发明的电池的制造方法包含：从上述隔离膜卷体将上述电池用隔离膜放出的工序、以及将放出的上述电池用隔离膜夹设在阴极及阳极之间的工序。

通过上述技术方案，因为隔离膜卷体的芯体能够再利用，所以能够以低成本提供隔离膜卷体、以及从隔离膜卷体被放出的电池用隔离膜。因此能够以比现有技术的电池低的成本提供电池。

本发明的隔离膜卷体的制造方法包含：传送多孔性的电池用隔离膜的工序、以及将所传送的上述电池用隔离膜卷绕在外周面的算术平均粗糙度为3.7μm以上的芯体上的工序。

另外，本发明的隔离膜卷体的制造方法包含：传送多孔性的电池用隔离膜的工序、以及将所传送的上述电池用隔离膜卷绕在外周面的均方根粗糙度为4.0μm以上的芯体上的工序。

通过上述制造方法，能够制造芯体可再利用的隔离膜卷体。

(发明效果)

本发明的隔离膜卷体中，能够容易地将粘合剂及电池用隔离膜从芯体的外周面剥离，因此可以起到实现芯体再利用的效果。

另外，本发明的电池的效果在于能够以比现有技术的电池低的成本来提供。

另外，通过本发明的隔离膜卷体的制造方法，可以实现能制造芯体可再利用的隔离膜卷体的效果。

附图说明

图1是表示锂离子二次电池的截面结构的示意图。

图2是表示图1所示的锂离子二次电池的详细结构的示意图。

图3是表示图1所示的锂离子二次电池的其他结构的示意图。

图4是表示将隔离膜切缝的切缝装置的结构的示意图。

图5是表示图4所示的切缝装置的切断装置的结构的侧视图及主视图。

图6是表示本发明的实施方式中隔离膜卷体的结构的示意图。

图7是表示用于测量图6所示的芯体外周面的表面粗糙度的方案的示意图。

图8是表示用于测量当图6所示的粘在芯体外周面的胶带被剥离时施加在胶带上的拉力的方案的示意图以及该测量结果的图。

(符号说明)

1 锂离子二次电池(电池)

4 耐热层(功能层)

5 多孔性薄膜

8、u、1 芯体

10 隔离膜卷体

11 阴极

12 隔离膜(电池用隔离膜)

13 阳极

S 外周面

具体实施方式

〔基本结构〕

依次说明锂离子二次电池、隔离膜、耐热隔离膜、耐热隔离膜的制造方法、切缝装置、切断装置。

(锂离子二次电池)

以锂离子二次电池为代表的非水电解液二次电池因其能量密度高而目前广泛用作个人计算机、移动电话、便携式信息终端等设备、汽车、航空机等移动体中的电池、以及辅助稳定电力供给的固设电池。

图1是表示锂离子二次电池1(电池)的截面结构的示意图。

如图1所示，锂离子二次电池1具备阴极11、隔离膜12(电池用隔离膜)以及阳极13。在锂离子二次电池1的外部，阴极11和阳极13之间连接着外部设备2。并且，在锂离子二次电池1充电时，电子向方向A移动，放电时电子向方向B移动。

(隔离膜)

隔离膜12被设定为夹在作为锂离子二次电池1正极的阴极11和作为其负极的阳极13之间。隔离膜12是将阴极11与阳极13分离开，并使锂离子能够在阴极11与阳极13之间移动的多孔性薄膜。隔离膜12的材料例如包含聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃。

图2是表示图1所示的锂离子二次电池1的详细结构的示意图，(a)表示通常的结构，(b)表示锂离子二次电池1升温时的情况，(c)表示锂离子二次电池1急剧升温时的情况。

如图2的(a)所示，隔离膜12中设有多个孔P。通常，锂离子二次电池1的锂离子3经由孔P而往来。

在此，有时例如由于锂离子二次电池1的过充电或外部设备的短路所引起的大电流等，锂离子二次电池1会升温。此时，如图2的(b)所示，隔离膜12会熔解或变柔软，孔P会闭合。而且，隔离膜12会收缩。由此，锂离子3的移动会停止，上述的升温也会停止。

但是，在锂离子二次电池1急剧升温的情况下，隔离膜12会急剧收缩。此时，如图2的(c)所示，隔离膜12有时会被破坏。于是，锂离子3会从被破坏的隔离膜12泄露，因此锂离子3的移动不会停止，升温会持续。

(耐热隔离膜)

图3是表示图1所示的锂离子二次电池1的其他结构的示意图，(a)表示通常的结构，(b)表示锂离子二次电池1急剧升温时的情况。

如图3的(a)所示，隔离膜12可以是包含多孔性薄膜5、耐热层4的耐热隔离膜。耐热层4层叠在多孔性薄膜5的靠阴极11侧的单面上。另外，耐热层4也可以层叠在多孔性薄膜5的靠阳极13侧的单面上，也可以层叠在多孔性薄膜5的双面上。并且，在耐热层4上也设置有与孔P相同的孔。通常，锂离子3经由孔P和耐热层4的孔而往来。耐热层4的材料例如包含全芳香族聚酰胺(芳香族聚酰胺树脂)。

如图3的(b)所示，即使锂离子二次电池1急剧升温而使多孔性薄膜5熔解或变柔软，也由于耐热层4辅助多孔性薄膜5而可维持多孔性薄膜5的形状。因此，可抑制在多孔性薄膜5熔解或变柔软，孔P闭合的状态。由此，锂离子3的移动停止，上述过放电或过充电也会停止。这样可以抑制对隔离膜12的破坏。

(耐热隔离膜的制造工序)

锂离子二次电池1的耐热隔离膜的制造并没有特别限定，可以利用公知的方法进行。以下设想多孔性薄膜5的材料主要包含聚乙烯的情况来进行说明。但是，即使多孔性薄膜5包含其他材料，也可以通过同样的制造工序来制造隔离膜12。

例如，可举出如下方法：在热塑性树脂中加入塑化剂来成形薄膜之后，用适当的溶剂去除该塑化剂。例如，在多孔性薄膜5由包含超高分子量聚乙烯的聚乙烯树脂形成的情况下，可通过以下所示的方法来制造耐热隔离膜12。

该方法包括：(1)将超高分子量聚乙烯及碳酸钙等无机填充剂混炼以得到聚乙烯树脂组合物的混炼工序、(2)使用聚乙烯树脂组合物使薄膜成形的压延工序、(3)从在工序(2)中得到的薄膜中去除无机填充剂的去除工序、以及(4)延展在工序(3)中得到的薄膜而得到多孔性薄膜5的延展工序。

通过去除工序，在薄膜上形成多个微细孔。在延展工序中被延展了的薄膜的微细孔成为上述孔P。由此，形成具有规定厚度和透气度的聚乙烯微多孔膜，即多孔性薄膜5。

另外，在混炼工序中，也可以混炼超高分子量聚乙烯100重量份、重量平均分子量在1万以下的低分子量聚烯烃5～200重量份、以及无机填充剂100～400重量份。

然后，在涂敷工序中，在多孔性薄膜5的表面形成耐热层4。例如，在多孔性薄膜5上涂敷芳香族聚酰胺/NMP(N-甲基吡咯烷酮)溶液(涂敷液)，形成作为芳香族聚酰胺耐热层的耐热层4。耐热层4可以仅设置在多孔性薄膜5的单面上，也可以设置在多孔性薄膜5的双面上。此外，作为耐热层4，也可以涂敷包含氧化铝/羧甲基纤维素等填料的混合液。

在多孔性薄膜5上涂敷涂敷液的方法只要是能够均匀地湿涂的方法即可，没有特别限定，可采用现有技术的公知方法。例如，可采用毛细管涂法、旋涂法、狭缝模涂法、喷雾涂法、浸涂法、辊涂法、丝网印刷法、柔板印刷法、棒涂法、凹板印刷式涂法、模涂法等。耐热层4的厚度能够通过湿涂敷膜的厚度、涂敷液中的固体成分浓度来进行控制。

另外，进行涂敷时，作为固定或者传送多孔性薄膜5的支撑体，可以使用树脂制薄膜、金属制传送带、辊筒等。

如上所述，能够制造在多孔性薄膜5上层叠了耐热层4的隔离膜12(耐热隔离膜)。制造出的隔离膜将被卷绕至圆筒状的芯体上。另外，以上的制造方法的制造对象并不限于耐热隔离膜。该制造方法也可以不包括涂敷工序。此时，制造对象是不具耐热层的隔离膜。另外，可以利用与制造耐热隔离膜相同的方法，制造取代耐热层而具有其他功能层(例如，后述的粘合层)的粘合隔离膜。

(切缝装置)

耐热隔离膜或没有耐热层的的隔离膜(以下称为“隔离膜”)优选具有适合于锂离子二次电池1等应用产品的宽度(以下称为“产品宽度”)。但是，为了提高生产性，所制造的隔离膜的宽度往往在产品宽度以上，在前期制造之后，隔离膜才被切断(切缝)成产品宽度。

另外，“隔离膜的宽度”是指，与隔离膜的长边方向和厚度方向大致垂直的方向上的隔离膜长度。以下，将具有切缝前宽度的隔离膜称为“原片”，将切缝后的隔离膜特别称为“切缝隔离膜”。此外，切缝是指将隔离膜沿着长边方向(制造时的薄膜的流动方向、MD：machine direction)切断，切割是指将隔离膜沿着横切方向(TD：transverse direction)切断。横切方向(TD)是指与隔离膜的长边方向(MD)和厚度方向大致垂直的方向。

图4是表示将隔离膜切缝的切缝装置6的结构的示意图，(a)表示整体结构，(b)表示原片被切缝前后时的结构。

如图4的(a)所示，切缝装置6包含以可旋转的方式被支撑的圆柱形状的放出辊61、辊62～69和多个卷绕辊70U、70L。切缝装置6中还设有后述的切断装置7。

(切缝前)

在切缝装置6中，缠绕有原片的圆筒形状的芯体c嵌在放出辊61上。如图4的(b)所示，从芯体c向路径U或L送出原片。送出的原片经由辊63～67而传送到辊68。在传送的工序中，原片被切缝成多个隔离膜。

(切缝后)

如图4的(b)所示，多个切缝隔离膜的一部分分别被卷绕到嵌在卷绕辊70U上的圆筒形状的各芯体u(卷筒)上。此外，多个切缝隔离膜的其他部分分别被卷绕到嵌在卷绕辊70L上的圆筒形状的各芯体1(卷筒)上。这里，将卷绕成辊状的隔离膜称为“隔离膜卷体”。

(切断装置)

图5是表示图4的(a)所示的切缝装置6的切断装置7的结构的图，(a)是切断装置7的侧视图，(b)是切断装置7的主视图。

如图5的(a)～(b)所示，切断装置7包含支架71和刃72。支架71固定在切缝装置6所具备的壳体等上。并且，支架71夹持着刃72，以固定刃72与被传送的隔离膜原片之间的位置关系。刃72通过被研磨尖锐的刃缘，将隔离膜的原片切缝。

〔实施方式〕

《隔离膜卷体的结构》

图6是表示本发明的实施方式中隔离膜卷体10的结构的示意图，(a)表示从芯体8将隔离膜12放出前的状态，(b)表示从芯体8将隔离膜12放出后的状态，(c)是将隔离膜12放出并取下后的芯体8的状态，(d)是从另外的角度表示(b)的状态的图。

如图6的(a)所示，隔离膜卷体10具备卷绕有隔离膜12的芯体8。该隔离膜12被按照前述的方式切缝。

(芯体)

芯体8具备外侧圆筒部81、内侧圆筒部82、以及多个肋条83，芯体8具有与上述芯体u及1相同的功能。

外侧圆筒部81是用于将隔离膜12卷绕于其外周面的圆筒部件。内侧圆筒部82是供放出辊嵌入其内周面的圆筒部件。肋条83延伸在外侧圆筒部81的内周面与内侧圆筒部82的外周面之间，是从外侧圆筒部81的内周面支撑外侧圆筒部81的支撑部件。

芯体8的材料包含ABS树脂。不过本发明的芯体的材料并不限定于此。除了ABS树脂，芯体的材料还可以包含聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚苯乙烯树脂以及氯乙烯树脂等树脂。芯体的材料优选不是金属、纸、氟树脂。

(隔离膜)

如图6的(b)所示，隔离膜12的外表面上附有表示产品端部的记号贴条120。通常，经常附加这样的贴条来作为记号，也可以附加贴纸、印花或印刷的标记。被付加贴条120的面不限定为隔离膜12的外表面，也可以是隔离膜12的内表面。

隔离膜12分为与贴条120相比更靠近芯体8的内周部121、和与贴条120相比更远离芯体8的外周部122。隔离膜12的一端通过胶带130与芯体8粘贴在一起。具体的来看，隔离膜12的一端通过包含粘合剂的胶带130而固定在芯体8的外周面S上。关于将隔离膜的一端固定在外周面S上的方法，除了胶带130之外，还可以将粘合剂直接涂敷在隔离膜12的一端进行固定，或者是通过夹子固定等。

芯体8的外周面上的凹凸会转印到隔离膜12上。且与外周部122相比，该凹凸更容易转印到内周部121上。因此，将隔离膜12用作电池的部件时，使用被贴条120分开的外周部122。

内周部121的长度为3m。但本发明的隔离膜的内周部的长度并不限定为该长度。

本发明者发现：芯体8的外周面S的表面粗糙度(例如，算术平均粗糙度Ra或均方根粗糙度Rq)与将粘合剂(胶带130)及隔离膜12从外周面S剥离时所需的力量大小即剥离强度具有相关性，且如果表面粗糙度满足特定的条件，则剥离强度显著变小，因此可以容易地将芯体8再利用。以下依次说明该表面粗糙度及剥离强度。

(芯体的表面粗糙度)

图7是表示用于测量图6的(c)所示的芯体8的外周面S的表面粗糙度的结构的示意图，(a)表示整体结构，(b)表示测量头21的周边结构。如图7的(a)～(b)所示，使用表面粗糙度测量装置20，测量芯体8的外周面S的表面粗糙度。如图7的(a)所示，芯体8经由制轮楔31固定在基座30上。

表面粗糙度测量装置20具备测量头21、移动机构22、壳体23以及电缆24，且经由固定部件32固定在基座30上。

测量头21的前端与外周面S相接触。移动机构22使测量头21沿芯体8的宽度方向即方向D移动。壳体23具备从测量头21接收与外周面S表面粗糙度对应的信号并计算表面粗糙度的模块。电缆24在表面粗糙度测量装置20与外部装置之间传递表面粗糙度的计算结果及电力。

(芯体的表面粗糙度测量装置的规格)

使用Mitutoyo公司制造的“Surftest(SJ-400)”作为表面粗糙度测量装置20。测量头21的触针前端为60°圆锥形。该触针前端的顶端半径为2μm。在本实施方式中，表面粗糙度测量装置20的测量力设定为0.75mN，测量速度设定为0.5mm/s，评价长度设定为4.0mm，截止值设定为0.8mm。

(隔离膜的剥离强度)

如图6的(b)所示那样将隔离膜12从如图6的(a)所示的隔离膜卷体10放出，且如图6的(c)所示那样将隔离膜12从芯体8的外周面S剥离时，隔离膜12会受到拉力。该拉力的大小是从外周面S将隔离膜12剥离时所需的力量的大小，即意味着隔离膜12的剥离强度。

(胶带的剥离强度)

如图6的(d)所示，胶带130将隔离膜12的内周部121的一端粘贴在芯体8上。并且，如图6的(b)所示那样将隔离膜12从如图6的(a)所示的隔离膜卷体10放出，且如图6的(c)所示那样将胶带130从芯体8的外周面S剥离时，胶带130会受到拉力(通常指在剥离角度为90°以上的状态下从外周面S将胶带130剥离时所需要的力量；剥离角度是指，被从外周面S剥离的胶带130与外周面S上正与胶带130分离的部位的切面所构成的角度)。该拉力的大小是从外周面S将胶带130剥离时所需的力量的大小，即意味着胶带130的剥离强度。

另外，胶带130与外周面S之间的粘合力与胶带130粘贴在外周面S上的粘贴面积成比例。当剥离角度接近0°时，上述拉力与该粘贴面积成比例。另一方面，如果剥离角度接近90°，拉力与胶带130的宽度成比例。

(剥离强度的定量化)

以下，对上述剥离强度进行定量化，亦即对将胶带从芯体8剥离时所需的力量进行定量化。

图8是，沿图6的(c)所示芯体8的外周面S的圆周方向粘贴的胶带12a被剥离时的施加在胶带12a上拉力的测量方案及其测量结果的示图，(a)～(c)是表示从芯体8将胶带12a剥离时的状况的示意图，(d)是表示距离与拉力之间关系的坐标图，(e)是表示算术平均粗糙度Ra与标准化剥离强度NF之间关系的坐标图，(f)是表示测量拉力的平均值时的状况的示意图。

胶带12a是3M公司制造的“Scotch(Cat.No 500-3-1235-10P；12mm宽)”。用于测量拉力的试验机是TENSILON万能材料试验机(株式会社Orientec制造，型号RTG-1310)。对各样本实施3次剥离强度试验，取试验结果的平均值为剥离强度。

如图8的(a)～(c)所示，把胶带12a粘贴到外周面S上，通过测量从外周面S将胶带12a剥离时的施加在胶带12a上的拉力，可以对剥离强度进行定量化。具体情况如下。

如图8的(a)所示，胶带12a被粘贴在外周面S上。另外，事先已用乙醇将芯体8的外周面S上附着的污物和油分擦去。胶带12a的宽度为上述的12mm，粘贴长度占芯体8圆周方向长度的8分之3。在这种状态下，向胶带12a的端部p施加与外周面S大致垂直方向的拉力。

图8的(d)所示的横轴的距离是从芯体8的外周面S被剥离的胶带12a被向上拉的距离(mm)。此时，胶带12a被以速度100mm/min向上拉。拉力从0开始增加，当达到一定的值时，胶带12a便开始从外周面S剥离。拉力Fa是刚开始将胶带12a从外周面S剥离时的拉力。

如图8的(b)所示，与图8的(a)所示的状况相比，胶带12a进一步被从外周面S剥离。拉力Fb是：当胶带12a中从外周面S剥离的部分的延伸方向与和外周面S垂直的方向相一致时(即90°剥离时)，胶带12a的端部p所受到的拉力。其中，记录将胶带12a向上拉的距离和时间，直至胶带12a中被剥离的部分与外周面S所成的角度达到90°为止。在此，将包括90°剥离角度在内的规定范围中的平均拉力定为拉力Fb。其中，芯体8被固定，以使其不移动或转动。

具体是，图8的(a)所示状况下的位置qa变动至图8的(b)所示状况下的位置qb，其中，qa代表胶带12a中从外周面S已剥离的部分与未剥离的部分之间的边界。

在该过程中，图8的(f)所示的角度θ从超过30°的角度起，变化至0°，其中，角度θ是：位置qa的标示点和芯体8的转轴CA的轴点之间的直线线段(i)与位置qb的标示点和芯体8的转轴CA的轴点之间的直线线段(ii)所形成的夹角。将角度θ从30°变化为0°(包含0°)期间中的拉力的平均值作为拉力Fb。

另外，在图8的(b)所示的状况下，胶带12a的长度为60cm以上。例如，当芯体8的外径为6英寸(152mm)且角度θ从30°变化为0°时，胶带12a从外周面S被剥离的部分的长度为40mm。并且，位置qa沿着外周面S移动到位置qb的平均速度例如为100mm/min。另外，此时的经过时间例如为24秒。

如图8的(c)所示，从图8的(b)所示的状况开始，胶带12a继续被从外周面S剥离。拉力Fc是胶带12a的端部q被从外周面S剥下前的拉力。

如图8的(d)所示，拉力按照拉力Fa、Fb、Fc的顺序变化。该变化反映了外周面S的状态。并且，意味着该拉力越大，越难将胶带12a从外周面S剥离。同样，该拉力越大，越难将上述隔离膜12从外周面S剥离。

(表面粗糙度与剥离强度的关系)

【表1】

	Ra(μm)	Rq(μm)	F(N)	NF(N/m)
					比较例1	0.5	0.6	0.17	14
比较例2	1.2	1.4	0.13	11
					实施例1	3.9	4.8	0.079	6.6
实施例2	5.2	6.3	0.075	6.3
					实施例3	13.1	15.7	0.068	5.7

表1表示的是所测量的各种芯体的算术平均粗糙度Ra、均方根粗糙度Rq、剥离强度F、标准化剥离强度NF之间的关系。

表1所示的算术平均粗糙度Ra、均方根粗糙度Rq是使用表面粗糙度测量装置20测出的。剥离强度F是指：针对具有各种表面粗糙度的比较例1～2、实施例1～3的芯体，采用图8的(a)～(c)所示的方式所测得的拉力Fb的平均值(3次测量的平均值)。另外，标准化剥离强度NF是指，胶带12a横切方向上的每单位宽度(m)的拉力Fb。

如图8的(e)所示，当表面粗糙度的值在实施例1的算术平均粗糙度Ra的值附近时，标准化剥离强度NF具有显著变小的倾向。

(从芯体转印到隔离膜的凹凸)

【表2】

表2表示的是将各种隔离膜卷绕到各种芯体之后，以从芯体转印到隔离膜的凹凸作为隔离膜的表面粗度来进行测量的结果。

关于隔离膜，使用的是通过下列方法制造的层叠隔离膜。

(具备功能层的隔离膜的制造)

<聚烯烃多孔性薄膜的制造>

向合计100重量份的高分子量聚乙烯与聚乙烯蜡中，也就是向高分子量聚乙烯粉末(GUR4032(Ticona株式会社制造)70重量％及重量平均分子量1000的聚乙烯蜡(FNP-0115(日本精蜡株式会社制造))30重量％中，加入抗氧化剂(Irg1010(汽巴精化株式会社制造))0.4重量份、抗氧化剂(P168(汽巴精化株式会社制造))0.1重量份、硬脂酸钠1.3重量份，接着添加平均粒径0.1μm的碳酸钙(丸尾钙株式会社制造)直至其达到添加后产物总体积的38体积％，使用亨舍尔混合机将这些粉末直接混合后，使用双轴混炼机熔融混炼成聚烯烃树脂组合物。使用表面温度为150℃的一对辊将烯烃树脂组合物制作成压延片。将该压延片浸渍在盐酸水溶液(盐酸4mol/L、非离子表面活性剂0.5重量％)中以去除碳酸钙，接着在105℃下以任意倍率进行延展，得到膜厚13.5μm的聚烯烃多孔性薄膜。

<用于形成功能层的浆料的制造>

为了得到具有耐热性的功能层，对式(para-)芳香族聚酰胺的制造条件如下。

使用具有搅拌叶片、温度計、氮流入管及粉体添加口的3公升的可分离烧瓶，进行对式芳香族聚酰胺(聚(对苯二甲酰对苯二胺))的制造。在充分干燥后的上述烧瓶中，装入N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)2200g，接着添加在200℃下真空干燥2小时后的氯化钙粉末151.07g。将此混合物升温至100℃，使氯化钙完全溶解于NMP。将该氯化钙溶解液恢复到室温，添加对苯二胺68.23g，使其完全溶解。将该溶液保持在20℃±2℃，将对苯二甲酸二氧化物124.97g分成10份，每隔约5分钟添加入该溶液。之后一边继续搅拌，一边将溶液保持在20℃±2℃进行1小时的熟化，得到对式芳香族聚酰胺浓度为6重量％的对式芳香族聚酰胺溶液。

向得到的对式芳香族聚酰胺溶液100g中添加NMP243g，搅拌60分钟，得到对式芳香族聚酰胺浓度为1.75重量％的对式芳香族聚酰胺溶液。另外，将矾土粉末(矾土C(日本Aerosil株式会社制造)、真比重：3.2g/cm³)6g、与矾土粉末(Advanced AluminaAA-03(住友化学株式会社制造)、真比重：4.0g/cm³)6g混合，得到矾土粉末混合物12g。并且，将矾土粉末混合物12g混合入对式芳香族聚酰胺浓度为1.75重量％的对式芳香族聚酰胺溶液中，搅拌240分钟，得到含有矾土粉末的芳香族聚酰胺溶液，接着，使用1000网孔的金属丝网过滤含有该矾土粉末的对式芳香族聚酰胺溶液。之后，在滤液中添加氧化钙0.73g，搅拌240分钟进行中和，在减压下进行脱泡，得到浆料。

<层叠隔离膜的制造>

将聚烯烃多孔性薄膜(宽300mm、长300m)装在卷绕机上，在被拉出的聚烯烃多孔性薄膜的一个面上使用棒涂机涂敷上述泥浆，得到涂敷膜。接着，使涂敷后的薄膜通过恒温恒湿槽(温度50℃、相对湿度70％)，以从涂敷膜中析出对式芳香族聚酰胺。接着，使该薄膜通过水洗装置，以从薄膜中去除NMP及氯化钙。

之后，一边用吹风机向洗净后的薄膜吹送热风，一边通过热辊干燥去除水分。由此，得到了使耐热层(功能层)层叠在聚烯烃多孔性薄膜的单面上而成的厚度为17μm的层叠隔离膜。

将得到的层叠隔离膜切缝为60mm宽，并以耐热层成为内侧(芯体侧)的方式卷收到芯体上，制得了卷体。实施卷收时的卷收拉力为1900重量克。将卷体在室温下保管2星期后，从与圆周方向正交的方向，测量从卷体放出的最内圈(第1圈)～第6圈薄膜的聚烯烃侧(外侧)的表面粗糙度。

(测量装置的规格)

表2所示的薄膜表面粗糙度是使用非接触式表面形状计测系统(株式会社菱化SYSTEMS制造，VertScan(注册商标)2.0R5500GML)测量的。另外，测量条件如下。

物镜：5倍(迈克耳孙型)

中间镜：1倍

滤波器：530nm

CCD照相机：1/3英寸

测量模式：Wave

图像视野：700μm(与圆周方向正交的方向)×940μm(圆周方向)

图像连接张数：在与圆周方向正交的方向上的5张

数据的水平校正：4次

截止值：无

(芯体的规格)

比较例2a、实施例1a～3a中所使用的芯体的直径为152mm，宽度为65mm，其材质为ABS。

(凹凸转印情况的总结)

表2中的“基准”为卷收到芯体前的隔离膜的表面粗糙度。

“第1圈”栏的数值是指，在被卷绕在芯体的隔离膜之中的从芯体的外周面起绕1圈后的位置上所测量的隔离膜的表面粗糙度。另外，该栏的数值是，在从卷体被放出后的隔离膜的上述位置上测量的表面粗糙度的值。

“第2～6圈”栏的数值分别是指，在被卷绕在芯体的隔离膜之中的与上述第1圈测量的位置相对应的第2～6圈的位置上测量的隔离膜的表面粗糙度。即各测量值是每空出1圈的间隔而测得的值。另外，被卷绕在芯体的隔离膜之中的从芯体的外周面绕至第6圈的位置是指：从最初将该隔离膜卷绕到芯体上时的、被胶带粘贴的隔离膜的一端，向另一端卷绕大约2.5m的位置。

如表2所示，关于比较例2a的隔离膜的表面粗糙度，尽管“第1圈”的值比“基准”的值大，但是与“基准”程度相同。

并且，关于实施例1a及2a的隔离膜的表面粗糙度，尽管“第1圈”的值比“基准”的值大，但是“第6圈”的值与“基准”的值一样。另外，关于实施例3a的隔离膜的表面粗糙度，尽管“第1圈”的值比“基准”的值大，但是“第12圈”的值与“基准”的值程度相近。

如上所述，将隔离膜卷绕到与比较例2a的芯体相比表面粗糙度更大的实施例1a及2a的芯体上时，芯体的凹凸没有转印到位于自芯体的外周面起第6圈(2.5m)附近的隔离膜上。另外，将隔离膜卷绕到表面粗糙度更大的实施例3a的芯体上时，在位于自芯体的外周面起第12圈(约5m)附近的隔离膜上，芯体凹凸对隔离膜的表面粗糙度的影响变小。如果是实施例3a所示那样的芯体表面粗糙度Ra或者Rq，那么可以降低标准化剥离强度NF。但是，考虑到芯体的凹凸转印到隔离膜的影响，优选芯体的表面粗糙度Ra比13.1小，或Rq比15.7小。

(表面粗糙度与功能层的附着量)

【表3】

表3表示的是对表2所示的各种芯体进行测量而得到的表面粗糙度(算术平均粗糙度Ra及均方根粗糙度Rq)、以及将卷绕在芯体上的隔离膜取下之后的芯体外表面上功能层的附着量。

在实施例1a、2a及3a中，功能层的附着量少，但是比较例2a中，该附着量多。

《本实施方式的效果》

上述标准化剥离强度NF越大，则隔离膜的功能层附着在芯体上的力量越大。因此，就标准化剥离强度NF大、即芯体的表面粗糙度Ra及Rq小的比较例2a的芯体而言，功能层由于从隔离膜剥落而附着在了芯体上。另一方面，就标准化剥离强度NF小、即芯体的表面粗糙度Ra及Rq大的实施例1a～3a的芯体而言，由于功能层对芯体的附着力小，因此实施例1a～3a的芯体上几乎没有功能层的残留(没有从隔离膜剥落)，能够容易地将具备功能层的隔离膜从芯体剥离。

如表1所示，包含具备特定的外周面算术平均粗糙度Ra的芯体的隔离膜卷体与现有技术的隔离膜卷体相比，能够显著缩小剥离强度。此时，能够容易地从芯体外周将粘合剂及电池用隔离膜剥离，并再利用芯体。

另外，如表1所示，包含具备特定的外周面均方根粗糙度Rq的芯体的隔离膜卷体与现有技术的隔离膜卷体相比，能够显著缩小剥离强度。此时，能够容易地从芯体外周将粘合剂及电池用隔离膜剥离，并再利用芯体。

(隔离膜卷体的制造方法)

另外，如图4的(a)所示，具有传送隔离膜12的工序、以及将被传送的隔离膜12卷绕在上述芯体上的工序的隔离膜卷体10的制造方法也包含在本发明中。

由此，能够制造芯体可以再利用的隔离膜卷体。

(锂离子电池)

另外，如图1、图2的(a)～(c)、或图3的(a)～(b)所示，具备阴极11及阳极13、以及夹设在阴极11及阳极13之间的从包含上述芯体的隔离膜卷体10放出的隔离膜12的锂离子二次电池1也包含在本发明中。

本发明的一实施方式中的电池(例如锂离子二次电池1)的制造方法具有：准备阴极11及阳极13的工序、从上述隔离膜卷体10将隔离膜12放出的工序、将放出的隔离膜12夹设在阴极11及阳极13之间的工序。之后，将层叠在一起的阴极11、阳极13及隔离膜12切断成与电池对应的尺寸。

由此，因为隔离膜卷体10的芯体8能够再利用，所以能够以低成本提供隔离膜卷体10以及从隔离膜卷体10被放出的隔离膜12。因此与现有技术的电池相比，能够以低成本提供锂离子二次电池1。

(具备包含功能层的隔离膜的隔离膜卷体)

隔离膜12为如图3的(a)～(b)所示那样具备耐热层4的耐热隔离膜且耐热层4与芯体8的外周面S呈对置状态的隔离膜卷体10，也包含在本发明中。

另外，隔离膜12是具备粘合层的粘合隔离膜且粘合层与芯体8的外周面S呈对置状态的隔离膜卷体，也包含在本发明中。作为该粘合层，可以举出将聚偏氟乙烯等粘合性树脂的涂敷液涂敷到多孔性薄膜5上而形成的层。

由于耐热层4及粘合层的粘合性比多孔性薄膜5高，所以容易附着至芯体8的外周面S。因此，就具备耐热层4或粘合层等功能层的隔离膜而言，功能层可能会附着在芯体上而妨碍芯体的再利用。但通过本发明，能够抑制功能层附着在芯体上。

(隔离膜一端的固定)

如图6的(b)及(d)所示，隔离膜12的与外周面S相接的一端被固定在外周面S上。

由此，能够抑制隔离膜12在外周面S上移位。特别是如果在隔离膜12被卷绕到芯体8上之前将隔离膜12的一端固定在外周面S上，则在隔离膜12被卷到芯体8上时，能够抑制隔离膜12从被固定的位置移位。因此，能提供芯体8可以再利用并且卷绕移位少的隔离膜卷体10。

〔附记事项〕

本发明并不限定为上述各实施方式，在权利要求所示的范围内能够进行各种变更，适当组合不同的实施方式中揭示的各项技术方案而得到的实施方式也包含在本发明的技术范围内。

〔产业上可利用性〕

本发明也可以应用于在芯体上卷绕除电池用隔离膜以外的一般性薄膜的薄膜卷体、该薄膜卷体的制造方法、以及除锂离子二次电池之外的利用有薄膜的一般性应用产品。

Claims (6)

1.一种隔离膜卷体，其特征在于：

具备卷绕有多孔性的电池用隔离膜的芯体，

所述芯体的与所述电池用隔离膜相接的外周面的算术平均粗糙度为5.2μm以上，

所述多孔性的电池用隔离膜具有功能层，且将所述功能层成为内侧、即芯体侧的方式卷取在芯体上以制作卷体，所述功能层为包含芳香族聚酰胺树脂作为材料的耐热层或者为包含聚偏氟乙烯作为材料的粘合层，所述芯体的材料包含ABS树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚苯乙烯树脂以及氯乙烯树脂。

2.一种隔离膜卷体，其特征在于：

具备卷绕有多孔性的电池用隔离膜的芯体，

所述芯体的与所述电池用隔离膜相接的外周面的均方根粗糙度为6.3μm以上，

所述多孔性的电池用隔离膜具有功能层，且将所述功能层成为内侧、即芯体侧的方式卷取在芯体上以制作卷体，所述功能层为包含芳香族聚酰胺树脂作为材料的耐热层或者为包含聚偏氟乙烯作为材料的粘合层，所述芯体的材料包含ABS树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚苯乙烯树脂以及氯乙烯树脂。

3.根据权利要求1或2所述的隔离膜卷体，其特征在于：所述电池用隔离膜的与所述外周面相接的一端被固定在所述外周面上。

4.一种电池的制造方法，其特征在于包含：

从权利要求1～3中任一项所述的隔离膜卷体将所述电池用隔离膜放出的工序、以及

将放出的所述电池用隔离膜夹设在阴极及阳极之间的工序。

5.一种隔离膜卷体的制造方法，其特征在于包含：

传送多孔性的电池用隔离膜的工序、以及

将所传送的所述电池用隔离膜卷绕在外周面的算术平均粗糙度为5.2μm以上的芯体上的工序，

所述多孔性的电池用隔离膜具有功能层，且将所述功能层成为内侧、即芯体侧的方式卷取在芯体上以制作卷体，所述功能层为包含芳香族聚酰胺树脂作为材料的耐热层或者为包含聚偏氟乙烯作为材料的粘合层，所述芯体的材料包含ABS树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚苯乙烯树脂以及氯乙烯树脂。

6.一种隔离膜卷体的制造方法，其特征在于包含：

传送多孔性的电池用隔离膜的工序、以及

将所传送的所述电池用隔离膜卷绕在外周面的均方根粗糙度为6.3μm以上的芯体上的工序，

所述多孔性的电池用隔离膜具有功能层，且将所述功能层成为内侧、即芯体侧的方式卷取在芯体上以制作卷体，所述功能层为包含芳香族聚酰胺树脂作为材料的耐热层或者为包含聚偏氟乙烯作为材料的粘合层，所述芯体的材料包含ABS树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚苯乙烯树脂以及氯乙烯树脂。

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