CN108602686A - 氧化铝粉末、氧化铝浆料、含有氧化铝的涂层、层叠分离膜和二次电池 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及振实堆积密度(TBD)与松散堆积密度(LBD)的比例(TBD/LBD)为1.5以上的氧化铝粉末、和含有其的氧化铝浆料、含有氧化铝的涂层、层叠分离膜和二次电池。

Description

氧化铝粉末、氧化铝浆料、含有氧化铝的涂层、层叠分离膜和 二次电池
技术领域
本发明涉及氧化铝粉末、氧化铝浆料、含有氧化铝的涂层、层叠分离膜和含有含有氧化铝的涂层的二次电池。
背景技术
近年来,对于便携式电话、笔记本电脑、摄像录像机等的电气/电子设备,要求小型化和轻量化。例如,小型、且高性能、大容量、可进行充放电的锂二次电池被实用化。
上述锂离子电池不仅可以用作小型电子设备的电源,而且在电动汽车、电动自行车等中其应用范围也在扩展。由此,一直以来要求进一步优异的高温保存特性和寿命特性。特别地,对于电动汽车用的锂离子电池的情况,要求进一步的稳定性的提高。
另外,适用于上述电气/电子设备的电子部件需要在高电压、高温的运转条件下维持耐久性,维持所要求的电特性或介电特性。
最近,为了提高电子部件的耐热性、高电压驱动特性,尝试了采用各种的有机/无机材料,例如,作为部件的保护膜、散热层等功能层的材料,采用了氧化铝(Al2O3)这样的无机氧化物材料。
例如,采用了能够在不连接其它电源的情况下向各种的电气/电子设备供给驱动电压的二次电池。上述二次电池可以反复地充放电,最近锂二次电池被积极地开发。
上述二次电池一般含有介由隔板配置有正极和负极的电极组合体,上述正极和负极可以在电极集电体上涂布电极活性物质而形成。上述隔板可以由聚乙烯系树脂这样的高分子膜形成。
在上述二次电池内以高电压、高温条件重复进行充放电时,电极特性恶化,难以长时间持续保持所期望的容量,另外,有时由于作为高分子膜材的上述隔板的收缩等而导致发生电极间的短路。因此,最近,氧化铝涂层作为电极的保护膜被有效利用。
韩国专利第10-1511935B(专利文献1)提及了在锂钴系氧化物的表面涂布了氧化铝的电极组合体,但对于用于形成均匀的薄型的氧化铝涂层的条件和材料的开发没有公开。
另外,为了实现上述二次电池的高容量化/高能量密度化,要求对电池容量没有贡献的无机氧化物多孔膜以及隔板的薄膜化。例如,在日本专利公开2010-205719A(专利文献2)中,提出了在构成锂离子二次电池的正极或负极或者隔板的表面形成含有具有绝缘性的无机氧化物填料的无机氧化物多孔膜的技术。该无机氧化物多孔膜被认为耐热性高,可以抑制隔板的急剧收缩。但是,即使在使用满足这些专利文献中记载的各物性的无机氧化物粉末形成无机氧化物多孔膜的情况下,也存在难以将所得的无机氧化物多孔膜薄膜化、且难以赋予隔板充分的耐热性的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:韩国专利第10-1511935B
专利文献2:日本专利公开2010-205719A。
发明内容
[发明欲解决的课题]
本发明的课题在于提供可形成厚度均匀的薄膜的含有氧化铝的涂层的氧化铝粉末、含有氧化铝的涂层、层叠分离膜和二次电池。
[用于解决课题的方案]
1.氧化铝粉末,其振实堆积密度(重装堆积密度)(TBD)与松散堆积密度(軽装堆积密度)(LBD)的比例(TBD/LBD)为1.5以上。
2.在上述项目1的氧化铝粉末中,纯度为99.9质量%以下。
3.在上述项目1的氧化铝粉末中,TBD/LBD为1.82~1.90。
4.在上述项目1的氧化铝粉末中,上述LBD为0.39~0.44g/cm3,上述TBD为0.72~0.80g/cm3
5.在上述项目1的氧化铝粉末中,相当于体积基准累积百分率50%的粒径(D50)为0.45~0.65μm。
6.在上述项目5的氧化铝粉末中,相当于体积基准累积百分率90%的粒径(D90)与相当于体积基准累积百分率10%的粒径(D10)的比例(D90/D10)为4.0以下。
7.在上述项目5的氧化铝粉末中,相当于体积基准累积百分率100%的粒径(D100)为3.5μm以下。
8.在上述项目1的氧化铝粉末中,具有20μm以上的粒径的粒子的含量小于100ppm。
9.在上述项目1的氧化铝粉末中,BET比表面积为3.0~7.0m2/g。
10.氧化铝浆料,其含有上述项目1~9中任一项所述的氧化铝粉末、粘合剂和溶剂。
11.含有氧化铝的涂层,其含有上述项目1~9中任一项所述的氧化铝粉末和粘合剂。
12.层叠分离膜,其含有分离膜、和在上述分离膜的至少一个表面上形成的上述项目11所述的含有氧化铝的涂层。
13.二次电池,其含有依次层叠的第1电极、分离膜和第2电极;在上述第1电极、上述分离膜或上述第2电极的至少一个表面上形成的、由上述项目1~9中任一项所述的氧化铝粉末形成的含有氧化铝的涂层。
14.在上述项目11的二次电池中,上述含有氧化铝的涂层在上述第1电极和上述分离膜的界面、或上述第2电极和上述分离膜的界面的至少一个界面上形成。
15.在上述项目11的二次电池中,上述含有氧化铝的涂层整体地覆盖上述第1电极、上述分离膜或上述第2电极的至少一个表面。
16.在上述项目11的二次电池中,上述含有氧化铝的涂层在上述分离膜上形成,上述含有氧化铝的涂层由上述氧化铝粉末和含有水溶性聚合物的粘合剂形成。
17.在上述项目11的二次电池中,上述含有氧化铝的涂层在上述分离膜上形成,上述含有氧化铝的涂层由上述氧化铝粉末和含有芳香族聚合物的粘合剂形成。
18.在上述项目11的二次电池中,上述含有氧化铝的涂层在上述分离膜上形成,上述含有氧化铝的涂层由上述氧化铝粉末、和含有含氟树脂或含氟橡胶的粘合剂形成。
19.在上述项目11的二次电池中,上述含有氧化铝的涂层在上述分离膜上形成,上述含有氧化铝的涂层由上述氧化铝粉末、和含有丙烯酸酯系单体或2种以上的单体的共聚物的粘合剂形成。
[发明的效果]
本发明的氧化铝粉末的振实堆积密度与松散堆积密度的比例为规定的范围。因此,通过使用上述氧化铝粉末,可以形成厚度均匀的薄膜的、含有氧化铝的涂层。
附图的简单说明
[图1]图1是用于说明本发明的一个具体例涉及的氧化铝粉末的制造方法的工序流程图。
[图2]图2a和图2b是表示本发明的一个具体例涉及的二次电池的电极组合体的简要剖面图。
[图3]图3是表示实施例和比较例中的氧化铝粉末的每单位含量的厚度变化的曲线图。
[图4]图4是表示实施例和比较例中的根据膜厚的加热形状维持率的变化的曲线图。
具体实施方式
本发明涉及振实堆积密度与松散堆积密度的比例为规定的范围的氧化铝粉末、氧化铝浆料、含有氧化铝的涂层、层叠分离膜和二次电池。
<氧化铝粉末>
本发明的氧化铝粉末的振实堆积密度(TBD)与松散堆积密度(LBD)的比例(TBD/LBD)为1.5 以上。
TBD和LBD可以基于JIS R 9301-2-3的规格进行测定。更具体地,TBD和LBD的测定容器使用内径37mm、高度186mm、内容积200mL的玻璃制圆筒。使粉末从圆筒上端1cm处自然落下,投入粉末直至在圆筒中装满,用玻璃棒刮掉从量筒上端溢出部分的粉末后,测定圆筒内的粉末质量,用质量除以圆筒体积,算出松散堆积密度(LBD)。然后,使圆筒从3cm的高度落下100次,进行振实(タッピング),读取此时的体积,用质量除以体积,算出振实堆积密度(TBD)。应予说明,在100次振实的途中确认粉末的体积减少达到饱和后,进行测定。
TBD和LBD的值之间的差异小意味着即使振实后空隙率也没有大的变化。该情况下,上述TBD/LBD的值相对减少。TBD和LBD的值之间的差异大意味着振实后的空隙率的减少程度大。该情况下,上述TBD/LBD的值相对增加。
TBD/LBD的值小于1.5时,氧化铝粉末中所含的各个二次粒子(凝聚粒子)的堆积密度过于变高。该情况下,在含有氧化铝粉末的氧化铝浆料中,易于引起氧化铝凝聚粒子的沉淀,上述氧化铝粉末的分散稳定性的确保变得困难。
TBD/LBD的值没有上限,但如果TBD与LBD的关系变得不平衡,则粒子形状的不均匀性提高、或粒子的填充性变差,因此有时难以形成厚度均匀的薄膜的含有氧化铝的涂层。
上述氧化铝粉末的TBD/LBD的下限为1.50,优选为1.60,更优选为1.65,进而优选为1.80,更优选为1.82。上述氧化铝粉末的TBD/LBD的上限没有特别限定,但上限优选为2.00,更优选为1.90。例如,上述氧化铝粉末的TBD/LBD的值可以为1.80~1.90的范围,也可以为1.82~1.90的范围。
上述的氧化铝粉末的LBD值优选为0.39g/cm3以上0.44g/cm3以下,上述氧化铝粉末的TBD值优选为0.72g/cm3以上0.80g/cm3以下,可以在上述TBD/LBD的范围内进行调节。LBD值或TBD值例如可以通过氧化铝粉末的粒径、粒度分布、加工方法等调节。
通过进一步控制上述氧化铝粉末的粒径或粒度分布、例如控制上述氧化铝粉末的体积基准的累积平均粒径,可以使所得的含有氧化铝的涂层的膜厚的均匀性、耐热性等提高。
对于上述氧化铝粒子进行控制的体积基准的累积粒径可以包括由粒度分布曲线决定的对应于从微粒侧起累积百分率50%的粒径、即D50(相当于体积基准累积百分率50%的粒径);对应于从微粒侧起累积百分率90%的粒径、即D90(相当于体积基准累积百分率90%的粒径);对应于从微粒侧起累积百分率10%的粒径、即D10(相当于体积基准累积百分率10%的粒径);和对应于从微粒侧起累积百分率100%的粒径D100(相当于体积基准累积百分率100%的粒径)。累积粒径使用激光粒度分布测定装置〔マイクロトラック・ベル(株)制“マイクロトラックMT3300EXII”〕,利用激光衍射法进行测定。
上述氧化铝粉末的D50值优选为0.45以上0.65μm以下,更优选为0.50以上0.60μm以下。D50值小于0.45μm时,粒子间的凝聚变得过密,所得的含有氧化铝的涂层的空隙率降低,有不能充分确保离子透过性的担心。另一方面,D50值超过0.65μm时,粗大粒径的氧化铝粒子的比例变高,由粒子之间的接触点数量的减少导致粘结性的降低,由此有时所得的含有氧化铝的涂层的机械强度下降、或厚度和物性的均匀度降低。
本发明的氧化铝粉末的D90/D10优选为2.0以上4.0以下,更优选为3.0以上4.0以下。D90/D10的值低于2.0时,粒子的填充性变差,有层叠多孔质膜的耐热性降低的担心。上述D90/D10的值超过4.0时,粒度分布的范围或偏差过于增加,有时所得的含有氧化铝的涂层的厚度的均匀性降低,或者所得的含有氧化铝的涂层的空隙率过度降低。
进而,利用干式分级、湿式分级、筛分分级等的方法,可以调节上述氧化铝粉末的D100(粒度分布中的最大粒径)。由此,可以更有效地实现使用上述氧化铝粉末得到的含有氧化铝的涂层的薄型化。
上述氧化铝粉末的D100值优选为3.5μm以下。D100值超过3.5μm时,粗大的氧化铝粒子的比例增加,有时难以实现所得的含有氧化铝的涂层的薄型化,或者所得的含有氧化铝的涂层的耐热性降低。
在上述氧化铝粉末中,有时含有用粒度分布仪检测不到这样的程度的微量的20μm以上的粗大粒子。具有20μm以上的粒径的粗大粒子的含量相对于本发明的氧化铝粉末的总质量优选为100ppm以下,更优选为10ppm以下。上述粗大粒子的含量超过100ppm时,有时难以实现所得的含有氧化铝的涂层的薄型化,或者在所得的含有氧化铝的涂层中,在粗大粒子的周围能够易于形成空隙,由此所得的含有氧化铝的涂层的耐热性降低。
在形成含有氧化铝的涂层时,需要制作含有上述氧化铝粉末的氧化铝浆料,而对于上述氧化铝粉末,上述D100和20μm以上的粗大粒子的含量为上述范围时,可以省略为了进一步减小氧化铝浆料中的氧化铝粒径而追加的粉碎工序。由此,可以降低氧化铝浆料的制造中所花费的工序成本。
进而,可以调节上述氧化铝粉末的比表面积而使粒度分布改善。上述氧化铝粉末的BET比表面积优选为3.0m2/g以上7.0m2/g以下。BET比表面积小于3.0m2/g时,粒径大的氧化铝粒子的比例过于变高,有时所得的含有氧化铝的涂层的耐热性降低,或者所得的含有氧化铝的涂层的厚度过于增加。BET比表面积超过7.0m2/g时,易于引起粒径小的氧化铝粒子之间的凝聚,有时所得的含有氧化铝的涂层的厚度的均匀性降低、或者根据地点氧化铝粒子间的空隙大小大为不同。BET比表面积使用マウンテック公司制的“HM model-1201”,根据JIS-Z8830(2013)中规定的方法,利用氮气吸附法一点法求得。
通过在上述粒径、粒度分布和比表面积的范围内制造氧化铝粉末,使用上述氧化铝粉末形成的含有氧化铝的涂层的耐热性、耐久性等的机械特性得到改善,同时膜厚的均匀度得到改善。将上述含有氧化铝的涂层适用于例如二次电池的电极组合体时,由区域导致的性能差异实质上被去除,可以提高在高温、高电压下的运转可靠性。
构成上述氧化铝粉末的氧化铝的纯度没有特别限制。可以使用纯度超过99.9质量%的高纯度氧化铝,也可以使用纯度为99.9质量%以下的拜耳氧化铝(バイヤーアルミナ)。上述高纯度氧化铝的纯度优选为99.99质量%以上。上述拜耳氧化铝的纯度通常为90质量%以上,优选为99质量%以下。从成本的角度考虑,优选使用上述拜耳氧化铝。
氧化铝的纯度通过从100%中减去α-氧化铝中所含的Si、Na、Mg、Cu、Fe、Ca的质量的总计(%)而算出。即,利用以下的式子算出。
纯度(%)=100-杂质的质量的总计(%)。
在电池用途中,如果氧化铝的纯度低于90质量%,则α氧化铝中所含的Na等变多,有时不能得到良好的电绝缘性、或者成为短路的原因的金属性杂质的混入量变多。
以下,参考图1对于本发明的氧化铝粉末的制造方法进行说明。图1是用于说明本发明的一个具体例涉及的氧化铝粉末的制造方法的工序流程图。
如图1所示的那样,在连续式球磨机110内投入原料氧化铝粉末后,利用球磨机进行粉碎。
上述原料氧化铝粉末可以利用该技术领域中公知的方法制造,也可以是市售品。例如,上述原料氧化铝粉末可以通过在氢氧化铝等的铝前体中投入生长剂而使氧化铝晶体生长来制造。上述原料氧化铝粉末也可以利用拜耳法等公知的方法得到。
上述原料氧化铝粉末可以利用连续式球磨机110粉碎,在分级机120内进行分离/挑选。例如,可以将鼓风装置与连续式球磨机110连接,利用鼓风将粉碎的原料氧化铝粉末引入到分级机120内。
分级机120含有旋转的分级轮,分级点的粒子尺寸(Dth)以下的氧化铝粒子可以通过上述分级轮。另一方面,超过分级点的粒子尺寸(Dth)的氧化铝粒子不能通过上述分级轮,而返回至连续式球磨机110中,可以进而利用球磨机进行粉碎。通过重复上述工序,可以实质地进行连续式球磨研磨工序。
通过了分级机120的氧化铝粒子可以在收集机130中移动和捕集。
可以通过分级轮的粗大粒子尺寸(Dth)通常调节为小于5μm,优选调节为小于3μm。
在收集机130内捕集的氧化铝粒子能够以多个批次(バッチ)进行区分和/或收集。对于上述多个批次,可以利用粒子特性测定部140,决定是否满足上述范围的粒度分布、堆积密度和比表面积。可以挑选满足上述范围的批次来作为本发明的氧化铝粉末有效利用。
粒子特性测定部140可以含有该技术领域中公知的粒度分布测定装置、堆积密度测定装置和BET测定装置。
<氧化铝浆料>
将上述氧化铝粉末和粘合剂树脂在溶剂中混合,根据需要进而混合增稠剂和/或表面活性剂等的追加成分,可以制造上述氧化铝浆料。
上述氧化铝浆料中所含的上述粘合剂树脂、或增稠剂和/或表面活性剂等上述追加的成分优选是在非水系电解液二次电池的电解液中不溶、且在非水系电解液二次电池的使用范围内电化学性稳定的物质。
上述粘合剂树脂可以使用例如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、乙烯丙烯共聚物等的聚烯烃;包括聚偏氟乙烯(PVDF)、特氟隆、1,1-二氟乙烯-六氟丙烯共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、四氟乙烯全氟烷基乙烯基醚共聚物、1,1-二氟乙烯-四氟乙烯共聚物、1,1-二氟乙烯-三氟乙烯共聚物、1,1-二氟乙烯-三氯乙烯共聚物、1,1-二氟乙烯-氟化乙烯共聚物、1,1-二氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物等的含氟树脂;在上述含氟树脂中玻璃化转变温度为约23℃以下的含氟橡胶;芳香族聚酰胺;芳香族聚酰胺(芳酰胺树脂)、苯乙烯-丁二烯共聚物和其氢化合物、甲基丙烯酸酯共聚物、丙烯腈-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙丙橡胶、聚醋酸乙烯酯等的橡胶类;聚苯醚、聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚醚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰胺、聚酯、聚酯酰胺等熔点或玻璃化转变温度为约180℃以上的芳香族聚合物;聚乙烯醇、聚乙二醇、纤维素醚、海藻酸钠、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸等的水溶性聚合物等,它们可以单独使用,也可以将2种以上组合。
上述芳香族聚酰胺例如可以包含聚邻苯二甲酰对苯二胺、聚间苯二甲酰间苯二胺、聚对苯甲酰胺、聚对苯二甲酰对苯二胺、聚间苯甲酰胺、聚(4,4'-苯甲酰苯胺对苯二甲酰胺)、聚4,4'-联苯二甲酰对苯二胺、聚4,4'-联苯二甲酰间苯二胺、聚2,6-萘二甲酰对苯二胺、聚2,6-萘二甲酰间苯二胺、聚对苯二甲酰2-氯对苯二胺、对苯二甲酰对苯二胺/对苯二甲酰2,6-二氯对苯二胺共聚物、对苯二甲酰间苯二胺/对苯二甲酰2,6-二氯对苯二胺共聚物等。其中,可以优选使用聚对苯二甲酰对苯二胺。
另外,作为上述粘合剂树脂,也可以使用将上述非水溶性聚合物(例如,丙烯酸酯系树脂)分散在水系溶剂中的微细非水溶性聚合物(乳状液)。
上述非水溶性聚合物可以是指在水系溶剂中不溶解、形成粒子而分散在水系溶剂中的聚合物。非水溶性聚合物可以是指在25℃将该聚合物0.5g与水100g混合时,不溶成分为90质量%以上的聚合物。另一方面,水溶性聚合物可以是指在25℃将该聚合物0.5g与水100g混合时,不溶物质小于0.5质量%的聚合物。非水溶性聚合物的粒子形状没有特别限定,但优选为球状。
上述非水溶性聚合物可以通过例如将含有下述单体的组合物在水系溶剂中聚合而形成为聚合物的粒子来制造。
上述非水溶性聚合物的单体可以包含例如苯乙烯、乙烯基酮、丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯等。
上述聚合物除了含有单体的均聚物以外,还含有2种以上单体的共聚物,可以含有特氟隆、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、四氟乙烯-乙烯基共聚物、聚偏氟乙烯等的含氟树脂;三聚氰胺树脂;脲树脂;聚乙烯、聚丙烯;聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸等。
作为分散在水系溶剂中的上述微细非水溶性聚合物,从氧化铝粒子间的粘结性的角度考虑,可以优选使用甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯等丙烯酸酯系单体的均聚物、或者2种以上的单体的共聚物。
上述粘合剂树脂优选为聚烯烃、含氟树脂、芳香族聚酰胺、水溶性聚合物、和分散在水系溶剂中的微细非水溶性聚合物(乳状液)。其中,含有氧化铝的涂层在二次电池中与正极接触而配置时,在易于维持在电池运转时的酸性劣化下的非水系电解液二次电池的充放电速率特性、电阻特性(液体电阻)等的各种性能这方面,含氟树脂是有利的,优选为聚偏氟乙烯系树脂(例如1,1-二氟乙烯与选自六氟丙烯、四氟乙烯、三氟乙烯、三氯乙烯和氟化乙烯中的至少一种单体的混合聚合单体、和1,1-二氟乙烯均聚物)。
作为本发明的氧化铝浆料中所含的上述粘合剂树脂,使用水溶性聚合物和分散在水系溶剂中的上述微细非水溶性聚合物时,可以使用在环境方面等优选的水作为上述氧化铝浆料含有的溶剂。上述水溶性聚合物包含纤维素醚、海藻酸钠等,可以优选使用纤维素醚。
作为纤维素醚,可以包含例如羧甲基纤维素(CMC)、羟乙基纤维素(HEC)、羧乙基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素、氰乙基纤维素、羟乙基纤维素等。从耐久性、寿命、化学稳定性等的侧面考虑,可以优选使用CMC或HEC,可以更优选使用CMC。
配合在氧化铝浆料中的上述溶剂可以没有特别限制地使用该技术领域中的通常的溶剂,可以包含例如水、丙酮、醇类(甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等)、1-甲基-2-吡咯烷酮、丙二醇单甲基醚乙酸酯、四氢呋喃等。这些溶剂可以单独使用,或将2种以上组合使用。水系溶剂只要是含有水、可进行上述非水溶性聚合物粒子的分散的溶剂,就没有特别限制。
上述水系溶剂也可以包含能够以任意的比例与水溶解的甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、四氢呋喃、乙腈、N-甲基吡咯烷酮等的有机溶剂。在上述水系溶剂中,可含有月桂基苯磺酸钠等的表面活性剂、聚丙烯酸羧甲基纤维素的钠盐等的分散剂等。将上述溶剂和表面活性剂等添加剂一起使用时,可以各自单独使用或将2种以上混合使用。有机溶剂相对于水的质量比例优选为0.1~99质量%,更优选为0.5~80质量%,进而优选为1~50质量%。
上述的可在氧化铝浆料中添加的溶剂和粘合剂树脂其它成分只不过是简单的列举,可以考虑涂布氧化铝浆料的基材和由氧化铝浆料得到的含有氧化铝的涂层的特性和用途而适当地选择和调节。
在制造以上述氧化铝粉末为骨材的含有氧化铝的涂层时,上述粘合剂树脂的含量没有特别限定,但例如优选相对于本发明涉及的氧化铝100质量份为0.1~20质量份。另外,本发明涉及的氧化铝浆料中的溶剂的含量没有特别限定,但例如优选相对于本发明涉及的氧化铝100质量份为10~500质量份。
另外,在本发明涉及的氧化铝浆料中,除了上述成分以外,以分散稳定化或涂敷性的改善等为目的,也可以添加分散剂、增稠剂、流平剂、抗氧化剂、消泡剂、含有酸或碱的pH调节剂和具有抑制电解液分解等副反应的功能的添加剂等的各种添加剂。这些添加剂只要在非水电解液二次电池的使用范围化学性稳定、对于电池反应没有大的影响,就没有特别限定。例如,分散剂可以使用十二烷基硫酸钠、月桂基硫酸锂、六偏磷酸钠等的有机碱盐化合物。另外,增稠剂可以使用HEC、CMC、聚乙二醇等。另外,这些各种添加剂优选是在含有氧化铝的涂层形成时可以除去的物质,但也可以残留在含有氧化铝的涂层内。添加剂各自的含量没有特别限定,但例如优选相对于本发明涉及的氧化铝100质量份为10质量份以下。
通过使本发明涉及的氧化铝、粘合剂树脂、和溶剂混合、分散,可以制备本发明涉及的氧化铝浆料。氧化铝浆料的分散方法没有特别限定,可以使用公知的利用了行星式搅拌机等的搅拌方式或超声波照射、利用了珠磨机的分散方法。
<含有氧化铝的涂层和层叠分离膜>
通过将上述氧化铝浆料在基材上涂布,进行干燥和/或烧成,可以在基材上形成含有氧化铝的涂层。
上述基材没有特别限定,可以包含由聚乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺、聚丙烯酰基(ポリアクリル)等形成的塑料膜、导电性膜或碳系膜。基材为二次电池用分离膜时,可以作为在分离膜上形成有含有氧化铝的涂层的层叠分离膜来使用。
通过使用含有上述氧化铝粉末的氧化铝浆料,可以形成具有薄型的均匀的厚度、且耐热性、机械强度高的含有氧化铝的涂层。
<二次电池>
如图2a和图2b所示,上述二次电池具有含有以夹着分离膜230并相向的方式层叠的第1电极210和第2电极220的电极组合体200,205。上述二次电池可以含有多个电极组合体200、205层叠了的电极堆(スタック)、和收纳了该电极堆的盒。在上述盒内可以注入电解液。
第1电极210和第2电极220各自可对应于正极(cathode)和负极(anode)。该情况下,在电极集电体上分别涂布正极活性物质和负极活性物质后,利用加压工序可以形成第1电极210和第2电极220。
上述电极集电体没有特别限制,可以包含铜、铝、镍、钛等的金属、或这些金属的合金。
上述正极活性物质没有特别限定,可以包含含有钴、锰和/或镍的氧化物。例如,上述正极活性物质可以含有锂氧化物,使用锂-锰氧化物系的物质。
上述负极活性物质没有特别限定,可以包含结晶碳、非晶碳、碳复合体、碳纤维等碳系的材料、锂、锂与其它元素的合金、硅或锡等。
分离膜230配置于第1电极210与第2电极220之间,将这些电极物理性地分离,另一方面,保持电解液,确保正负极之间的离子传导性。
在第1电极210和第2电极220的末端部,可以分别结合用于连接电源的第1电极接头和第2电极接头(没有图示)。上述第1电极接头和第2电极接头可以配置于电极组合体200的同一侧,也可以相互配置于相反侧。
可以在第1电极210、第2电极220和/或分离膜230的表面上形成本发明的含有氧化铝的涂层。如图2a所示,含有氧化铝的涂层240可以在分离膜230的与第1电极210的界面、和分离膜230的与第2电极220的界面这两种界面上形成。或者,含有氧化铝的涂层240也可以在分离膜230的与第1电极210的界面、或分离膜230的与第2电极220的界面的任意一方的界面上形成。
如图2b所示,含有氧化铝的涂层245可以在第1电极210和第2电极220的实质整个表面上形成。
上述含有氧化铝的涂层可以通过将本发明的氧化铝浆料涂布于第1电极210、分离膜230和/或第2电极220上后,进行干燥或烧成来形成。使用本发明的氧化铝浆料时,可以形成薄型的具有均匀厚度的含有氧化铝的涂层。
通过在第1电极210、分离膜230和/或第2电极220上形成上述含有氧化铝的涂层,可以防止第1电极210与第2电极220之间的短路。在分离膜230由树脂膜形成的情况下,有时在高温、高电压运转时分离膜230破损,产生电极间的短路。但是,上述含有氧化铝的涂层介于分离膜230与第1电极210和/或第2电极220之间而存在时,由于分离膜的收缩等被抑制,因此可以防止短路的发生。上述含有氧化铝的涂层由于实质上在全部区域以均匀的厚度形成,因此可以防止根据一个电极组合体的区域、或根据相互不同的电极组合体而产生运转的偏差。
分离膜230在非水电解液二次电池中为配置在正极与负极之间的多孔质膜。多孔质膜只要是以聚烯烃系树脂为主成分的多孔质且膜状的基材(聚烯烃系多孔质基材)即可,其是在内部具有具有连接的细孔的结构,气体、液体可从一面向另一面透过的膜。
多孔质膜在电池发热时熔融、而将非水电解液二次电池用分离膜(隔板)无孔化,由此赋予该非水电解液二次电池用分离膜关闭功能。多孔质膜可以是由一层形成的膜,也可以是由多层形成的膜。
多孔质膜的穿刺强度优选为3N以上。穿刺强度过于小时,对于电池组装工序的正负极与分离膜的层叠卷绕操作、卷绕组的合模操作(圧締操作)、或对电池从外部施加压力的情况等,担心由于正负极活性物质粒子而导致分离膜被刺破,正负极短路。另外,多孔质膜的穿刺强度优选为10N以下,更优选为8N以下。
多孔质膜的膜厚只要考虑构成非水电解液二次电池的非水电解液二次电池用构件的膜厚而适当决定即可,优选为4~40μm,更优选为5~30μm,进而优选为6~15μm。
多孔质膜的体积基准的空隙率优选为20~80%,更优选为30~75%,以能够提高电解液的保持量的同时、得到在更低温度下切实地阻止(关闭)过大电流流过的功能。另外,多孔质膜所具有的细孔的平均直径(平均细孔直径)优选为0.3μm以下,更优选为0.14μm以下,以在用作分离膜时,能够得到充分的离子透过性,且能够防止粒子向正极、负极中的进入。
多孔质膜中的聚烯烃成分的比例必须为多孔质膜整体的50体积%以上,优选为90体积%以上,更优选为95体积%以上。在多孔质膜的聚烯烃成分中,优选含有重均分子量为5×105~15×106的高分子量成分。特别地,通过含有重均分子量100万以上的聚烯烃成分作为多孔质膜的聚烯烃成分,多孔质膜和非水电解液二次电池用分离膜整体的强度变高,因此是优选的。
作为在多孔质膜中含有的聚烯烃系树脂,可以列举例如将乙烯、丙烯、1-丁烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯等聚合了的高分子量的均聚物或共聚物。多孔质膜可以是单独含有这些聚烯烃系树脂的层、和/或含有2种以上的这些聚烯烃系树脂的层。特别优选以乙烯为主体的高分子量的聚乙烯。应予说明,多孔质膜在不损害该层的功能的范围下,不妨含有聚烯烃以外的成分。
多孔质膜的透气度通常以Gurley值计为30~500秒/100cc的范围,优选为50~300秒/100cc的范围。如果多孔质膜具有上述范围的透气度,则作为分离膜使用时,可以得到充分的离子透过性。
多孔质膜的单位面积重量从可以提高强度、膜厚、操作性和重量、进而用作非水电解液二次电池的分离膜时的该电池的重量能量密度、体积能量密度的方面出发,通常为4~20g/m2,优选为4~12g/m2,更优选为5~10g/m2
接着,对于多孔质膜的制造方法进行说明。以聚烯烃系树脂为主成分的多孔质膜的制法例如在多孔质膜含有超高分子量聚烯烃和重均分子量1万以下的低分子量烃时,优选利用以下所示这样的方法进行制造。
即,可以利用包括(1)将超高分子量聚烯烃、重均分子量1万以下的低分子量烃、和造孔剂进行混炼而得到聚烯烃树脂组合物的工序、(2)利用轧辊将上述聚烯烃树脂组合物轧制而成型为片的工序(轧制工序)、(3)从工序(2)中得到的片中除去造孔剂的工序、(4)将工序(3)中得到的片进行拉伸而得到多孔质膜的工序的方法得到。应予说明,在进行上述工序(3)中的从片中除去造孔剂的操作之前,也可以进行上述工序(4)中将片拉伸的操作。
上述超高分子量聚烯烃优选为粉体。
作为上述低分子量烃,可以列举聚烯烃蜡等的低分子量聚烯烃、和费-托合成过程中得到的蜡等的低分子量聚亚甲基。上述低分子量聚烯烃和低分子量聚亚甲基的重均分子量优选为200以上3000以下。重均分子量为200以上时,没有在制造多孔质膜时蒸发掉的担心,另外,重均分子量为3000以下时,与超高分子量聚烯烃的混合更均匀地进行,因此是优选的。
作为上述造孔剂,可以列举无机填料、和增塑剂等。作为无机填料,可以列举能够溶解于含有酸的水系溶剂、含有碱的水系溶剂、或主要包含水的水系溶剂中的无机填料。
作为能够溶解于含有酸的水系溶剂中的无机填料,可以列举碳酸钙、碳酸镁、碳酸钡、氧化锌、氧化钙、氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙、和硫酸钙等,从价格便宜、易于得到微细的粉末的角度考虑,优选是碳酸钙。作为能够溶解于含有碱的水系溶剂中的无机填料,可以列举硅酸、和氧化锌等,由于价格便宜、易于得到微细的粉末,因此优选是硅酸。作为能够溶解于主要包含水的水系溶剂中的无机填料,可以列举氯化钙、氯化钠、和硫酸镁等。
作为上述增塑剂,可以列举液体石蜡、和矿物油等低分子量的不挥发性烃化合物。
上述含有氧化铝的涂层根据需要可层叠于作为多孔质膜的非水电解液二次电池用分离膜的单面或两面。
氧化铝浆料在分离膜上的涂布方法、即在根据需要实施了亲水化处理的分离膜的表面上形成含有氧化铝的涂层的形成方法没有特别限制。在分离膜的两面层叠含有氧化铝的涂层时,可以适用在分离膜的一面上形成含有氧化铝的涂层后、在另一面上形成含有氧化铝的涂层的逐次层叠方法,或在分离膜的两面同时形成含有氧化铝的涂层的同时层叠方法。
作为含有氧化铝的涂层的形成方法,可以列举例如在分离膜的表面直接涂布氧化铝浆料后,除去溶剂(分散介质)的方法;在合适的载体上涂布氧化铝浆料,除去溶剂(分散介质)而形成含有氧化铝的涂层后,使该含有氧化铝的涂层与分离膜压粘,接着剥去载体的方法;在合适的载体上涂布氧化铝浆料后,在涂布面使多孔质膜压粘,接着剥去载体后除去溶剂(分散介质)的方法;和在氧化铝浆料中浸渍分离膜,进行浸涂后除去溶剂(分散介质)的方法等。
含有氧化铝的涂层的厚度可以通过调节涂敷后的湿润状态(潮湿)的涂敷膜的厚度、树脂与微粒的重量比、氧化铝浆料的固体成分浓度(树脂浓度与微粒浓度之和)等来控制。应予说明,作为载体,可以使用例如树脂制的膜、金属制的带状物、或鼓状物等。
在分离膜或载体上涂布上述氧化铝浆料的方法只要是可实现需要的单位面积重量、涂敷面积的方法即可,没有特别限制。作为氧化铝浆料的涂布方法,可以采用以往公知的方法。作为这样的方法,具体可以列举例如凹板式涂布机法、小直径凹板式涂布机法、逆转辊式涂布机法、转印辊式涂布机法、吻涂机法、浸涂机法、刮刀式涂胶机法、空气刮刀式涂布机法、刮刀式涂布机法、棒式涂布机法、挤压涂布机法、涂铸机法、刮条涂胶机法、金属型涂料机法、丝网印刷法、和喷雾涂布法等。
溶剂(分散介质)的除去方法一般是利用了干燥的方法。作为干燥方法,可以列举自然干燥、鼓风干燥、加热干燥、和减压干燥等,只要能够充分地除去溶剂(分散介质),可以是任何的方法。上述干燥中可以使用通常的干燥装置。
利用上述方法形成的上述含有氧化铝的涂层的膜厚,在使用分离膜作为基材、在分离膜的单面或两面将含有氧化铝的涂层层叠而形成层叠分离膜时,优选为0.5~15μm(每一面),更优选为2~10μm(每一面),进而优选为2~5μm以下,特别优选为2~3μm以下。
含有氧化铝的涂层的膜厚为1μm以上(在一面为0.5μm以上),这在下述方面是优选的,即,在具有该含有氧化铝的涂层的非水电解液二次电池用层叠分离膜中,能够充分防止由电池的破损等导致的内部短路,另外能够维持含有氧化铝的涂层中的电解液的保持量。另一方面,含有氧化铝的涂层的膜厚以两面的总计计为30μm以下(在一面为15μm以下),这在下述方面是优选的,即,能够抑制具有该含有氧化铝的涂层的非水电解液二次电池用层叠分离膜整个区域的锂离子等离子的透过阻力的增加,防止重复充放电循环时的正极的劣化、速率特性或循环特性的降低,以及通过抑制正极和负极间的距离的增加,能够防止非水电解液二次电池的大型化。
在关于含有氧化铝的涂层的物性的下述说明中,对于在多孔质膜的两面层叠含有氧化铝的涂层的情况,所述物性至少是指在形成为非水电解液二次电池时的、在多孔质膜的与正极相向的面上层叠的含有氧化铝的涂层的物性。
含有氧化铝的涂层的每单位面积的重量(每一面)只要考虑非水电解液二次电池用层叠分离膜的强度、膜厚、重量、和操作性而适当决定即可,但为了能够提高含有非水电解液二次电池用层叠分离膜作为构件的非水电解液二次电池的重量能量密度、体积能量密度,通常为1~20g/m2,优选为4~15g/m2,更优选为4~12g/m2。含有氧化铝的涂层的单位面积重量为上述范围内可以提高以具有该含有氧化铝的涂层的非水电解液二次电池用层叠分离膜为构件的非水电解液二次电池的重量能量密度、体积能量密度,该电池的重量变轻,因此是优选的。
含有氧化铝的涂层的空隙率在具有该含有氧化铝的涂层的非水电解液二次电池用层叠分离膜可得到充分的离子透过性这方面,优选为20~90体积%,更优选为30~70体积%。另外,含有氧化铝的涂层所具有的细孔的孔径在具有该含有氧化铝的涂层的非水电解液二次电池用层叠分离膜可得到充分的离子透过性这方面,优选为1μm以下,更优选为0.5μm以下。
上述层叠分离膜的透气度以Gurley值计优选为30~1000秒/100mL,更优选为50~800秒/100mL。通过使层叠分离膜具有上述透气度,将上述层叠分离膜用作非水电解液二次电池用的构件时,可以得到充分的离子透过性。
透气度超过上述范围时,由于层叠分离膜的空隙率高,因此意味着层叠分离膜的层叠结构变粗,作为结果,有分离膜的强度降低、特别在高温下的形状稳定性变得不充分的担心。另一方面,透气度小于上述范围时,在将上述层叠分离膜用作非水电解液二次电池用的构件的情况下,有时不能得到充分的离子透过性,使非水电解液二次电池的电池特性降低。
<实施例>
以下,为了帮助理解本发明,提出了合适的实施例和比较例,但这些实施例只不过是对本发明进行列举,并非限制所附的权利要求的范围。对于这些实施例,在本发明的范畴和技术思想的范围内可以施加各种的改变和修正,这对于本领域技术人员而言是明确的,这些变形和修正当然也属于所附的权利要求的范围。
实施例1~2和比较例1~2
将拜耳法的氢氧化铝用燃气炉进行烧成而制作原料氧化铝粉末,将该制作的原料氧化铝粉末利用图1中说明的连续式球磨机进行粉碎、分级,由此得到下表1中所示的实施例1和实施例2的氧化铝粉末。各氧化铝粉末的松散堆积密度(LBD)、振实堆积密度(TBD)、TBD/LBD、D50、D90、D10、D90/D10、D100、20μm以上的粒子的含量和BET比表面积示于下表1中。另外,分别将仅用球磨机对与实施例同样的原料氧化铝粉末粉碎了的氧化铝粉末示于表1的比较例1,将市售的氧化铝粉末A示于表1的比较例2。
松散堆积密度(LBD)、振实堆积密度(TBD)、TBD/LBD、D50、D90、D10、D90/D10、D100、20μm以上的粒子的含量(≥20μm(ppm))和BET比表面积的测定方法在以下详述。
(松散堆积密度(LBD)和振实堆积密度(TBD))
堆积密度根据JIS R 930-2-3进行测定。测定容器使用了内径37mm、高度186mm、内容积200mL的玻璃制圆筒。使粉末从圆筒上端1cm处自然落下,投入粉末直至在圆筒中装满,用玻璃棒刮掉从量筒上端溢出部分的粉末后,测定圆筒内的粉末质量,用质量除以圆筒体积,算出松散堆积密度(LBD)。然后,使圆筒从3cm的高度落下100次,进行振实,读取此时的体积,用质量除以体积,算出振实堆积密度(TBD)。应予说明,在100次振实的途中确认粉末的体积减少达到饱和后,进行测定。表1中还记载了TBD/LBD的值。
(粒径(D50、D90、D10和D100))
使用激光粒度分布测定装置〔マイクロトラック・ベル(株)制“マイクロトラックMT3300EXII”〕利用激光衍射法进行测定。另外,将相当于从粒度分布的小直径侧起、质量基准的累积百分率10%、50%、90%、100%的粒径分别设为D10、D50、D90、D100。测定时,在0.2质量%的六偏磷酸钠水溶液中进行5分钟的超声波分散,折射率为1.76。
(20μm以上的粗大粒子的含量(≥20μm(ppm)))
在1000mL的烧杯中放入α氧化铝粉末200g、和作为分散剂的含有0.4%六偏磷酸钠的纯水750mL,照射5分钟的超声波(300W),进行分散,制备α氧化铝浆料后,使该浆料通过20μm的筛子,连同筛子一起干燥后,回收在筛子上残留的α氧化铝粉末。用筛子上残留的α氧化铝量除以投入的α氧化铝量200g,作为20μm以上的粗大粒子的含量(ppmwt)。
(BET比表面积(m2/g))
作为比表面积测定装置,使用マウンテック公司制的“HM model-1201”,按照JIS-Z8830(2013)中规定的方法,利用氮气吸附法一点法求得。其中,作为测定前的干燥处理,在氮气流通下于200℃加热20分钟来进行。
(基材多孔质膜(隔板)的制作)
添加超高分子量聚乙烯粉末(340M、三井化学株式会社制)70质量%、和质均分子量1000的聚乙烯蜡(FNP-0115,日本精鑞株式会社制)30质量%、和相对于该超高分子量聚乙烯与聚乙烯蜡的总计100质量份为0.4质量份的抗氧化剂(Irg1010,チバ・スペシャリティ・ケミカルズ株式会社制)、0.1质量份的抗氧化剂(P168,チバ・スペシャリティ・ケミカルズ株式会社制)、和1.3质量份的硬脂酸钠,进而以相对于总体积为38体积%的方式添加平均粒径0.1μm的碳酸钙(丸尾カルシウム株式会社制),将这些物质以粉末的状态用亨舍尔混合机混合后,用双螺杆混炼机进行熔融混炼,形成聚烯烃树脂组合物。将熔融挤出的该聚烯烃树脂组合物利用表面温度为150℃的一对辊进行轧制,制作片。通过使该片浸渍于盐酸水溶液(盐酸4mol/L,非离子系表面活性剂0.5质量%)中,除去碳酸钙,紧接着在105℃拉伸至6倍,得到基材多孔质膜(厚度:16.2μm,单位面积重量:7.3g/m2,透气度:140秒/100cc)。
(含有氧化铝的涂层的形成)
在上述基材多孔质膜上,利用以下的方法形成含有氧化铝的涂层,制作层叠多孔质膜。
将ダイセルファインケム株式会社制羧甲基纤维素;产品编号1110(3质量份)、异丙醇(11质量份)、纯水(63质量份)和氧化铝(23质量份)混合搅拌后,利用CLEARMIX(エム・テクニック株式会社制“CLM-0.8S”)以15000rpm进行21分钟的循环分散,制备浆料。接着,在基材多孔质膜上利用各型号的刮条涂胶机(#16、#18、#20、#22、#24、#28)涂敷上述浆料后,在干燥温度65℃下进行干燥,在基材多孔质膜表面形成含有氧化铝的涂层,得到层叠多孔质膜。
(含有氧化铝的涂层的单位面积重量)
将层叠多孔质膜切割出8cm×8cm的正方形,测定质量W(g),首先算出层叠多孔质膜的单位面积重量(g/m2)=W/(0.08×0.08)。从其中减去基材多孔质膜的单位面积重量,算出含有氧化铝的涂层的单位面积重量。
对于形成了各含有氧化铝的涂层的层叠多孔质膜,利用下述方法进行含有氧化铝的涂层的薄膜化的评价和层叠多孔质膜的耐热性的评价。评价的结果汇总示于下表1中。
(1)含有氧化铝的涂层的薄膜化的评价
上述层叠多孔质膜的膜厚(单位:μm)利用株式会社ミツトヨ制的高精度数字测定仪“VL-50A”测定。含有氧化铝的涂层的膜厚D(μm)通过从层叠多孔质膜的厚度中减去基材多孔质膜的厚度后而算出。对于用各型号的刮条涂胶机(#16、#18、#20、#22、#24、#28)制作的层叠多孔质膜,以在比较例1中形成的含有氧化铝的涂层的膜厚为基准(Ref),测定与基准相比减少或增加的膜厚的变化比例(%)。算出算出的膜厚的变化比例的平均值(%),基于下述基准来评价薄膜化的程度。
i)◎:与Ref相比膜厚减少20%以上
ii)○:与Ref相比膜厚减少10%~19%
iii)△:与Ref(比较例)为相同程度(膜厚的减少小于10%)
iv)×:比Ref厚。
(2)层叠多孔质膜的耐热性(加热形状维持率)的评价
将利用#24的刮条涂胶机制作的层叠多孔质膜切割出8cm×8cm的正方形,在其中画入6cm×6cm的正方形,将该画入了正方形的膜夹在纸中,放入加热至150℃的烘箱中。1小时后,从烘箱中取出膜,测定画入的四方形的边的尺寸,计算加热形状维持率。算出方法如以下所述。
MD方向的加热前的画线的长度:L1
MD方向的加热后的画线的长度:L2
MD加热形状维持率(%)=(L2/L1)×100
应予说明,L1和L2分别设为画入的正方形的MD方向的左右两边的平均值。此处所谓的MD方向是指基材多孔质膜片成型时的长度方向。
以比较例1的层叠多孔质膜为基准(Ref),基于下述的基准进行评价。
i)◎:层叠多孔质膜的MD加热形状维持率为95%以上,且含有氧化铝的涂层的膜厚小于6.0μm
ii)○:层叠多孔质膜的MD加热形状维持率为95%以上,且含有氧化铝的涂层的膜厚为6.0μm以上且小于7.0μm
iii)△:与Ref(比较例)为相同程度(层叠多孔质膜的MD加热形状维持率为80%以上且小于95%,且含有氧化铝的涂层的膜厚为7.0μm以上)
iv)×:层叠多孔质膜的MD加热形状维持率小于80%。
[表1]
由表1可知,在TBD/LBD的值为1.5以上(例如为1.82~1.90)、具有0.45~0.65μm的范围的D50值、具有4以下的D90/D10的值的实施例1、实施例2的情况下,对于薄膜化和耐热性这两者,是优异的。应予说明,实施例中使用的氧化铝粉末的纯度测定为99.9%。
在比较例1和比较例2的情况下,由于TBD/LBD的值小于1.5,导致与实施例相比,耐热性的特性差。
另一方面,在图3中,使用实施例1和比较例1的氧化铝粉末,表示了根据每单位面积的氧化铝粉末的量的变化而改变的涂层的膜厚。由图3可以确认:通过使用实施例1的氧化铝粉末,以相同的量,可以形成与比较例1相比较薄的薄型涂层。
在图4中,表示了根据使用实施例2和比较例1的氧化铝粉末形成的涂层的膜厚的变化而改变的加热形状维持率。由图4可以确认:通过使用实施例1的氧化铝粉末,与比较例1相比,以更薄的膜厚显示高的加热形状维持率,耐热性提高。例如,比较例1在氧化铝单位面积重量为10.4g/m2时,含有氧化铝的涂层的膜厚为7.7μm,层叠多孔质膜的加热形状维持率为87.1%,而实施例1在氧化铝单位面积重量为10.9g/m2时,含有氧化铝的涂层的膜厚可以薄至5.3μm而形成,层叠多孔质膜的加热形状维持率也高达95.3%。
产业上的可利用性
本发明提供了氧化铝粉末,其可形成厚度均匀的薄膜的含有氧化铝的涂层。该氧化铝粉末可以用于含有氧化铝的涂层、层叠分离膜和二次电池。
符号的说明
200,205:电极组合体
210:第1电极
220:第2电极
230:分离膜
240,245:含有氧化铝的涂层

Claims (19)

1.氧化铝粉末,其振实堆积密度(TBD)与松散堆积密度(LBD)的比例(TBD/LBD)为1.5以上。
2.根据权利要求1所述的氧化铝粉末,其中,氧化铝粉末的纯度为99.9质量%以下。
3.根据权利要求1所述的氧化铝粉末,其中,TBD/LBD为1.82~1.90。
4.根据权利要求1所述的氧化铝粉末,其中,上述LBD为0.39~0.44g/cm3,上述TBD为0.72~0.80g/cm3
5.根据权利要求1所述的氧化铝粉末,其中,相当于体积基准累积百分率50%的粒径(D50)为0.45~0.65μm。
6.根据权利要求5所述的氧化铝粉末,其中,相当于体积基准累积百分率90%的粒径(D90)与相当于体积基准累积百分率10%的粒径(D10)的比例(D90/D10)为4.0以下。
7.根据权利要求5所述的氧化铝粉末,其中,相当于体积基准累积百分率100%的粒径(D100)为3.5μm以下。
8.根据权利要求1所述的氧化铝粉末,其中,具有20μm以上的粒径的粒子的含量小于100ppm。
9.根据权利要求1所述的氧化铝粉末,其中,BET比表面积为3.0~7.0m2/g。
10.氧化铝浆料,其含有根据权利要求1~9中任一项所述的氧化铝粉末、粘合剂和溶剂。
11.含有氧化铝的涂层,其含有根据权利要求1~9中任一项所述的氧化铝粉末和粘合剂。
12.层叠分离膜,其含有分离膜、和在上述分离膜的至少一个表面上形成的根据权利要求11所述的含有氧化铝的涂层。
13.二次电池,其含有
依次层叠的第1电极、分离膜和第2电极;
在上述第1电极、上述分离膜或上述第2电极的至少一个表面上形成的、由根据权利要求1~9中任一项所述的氧化铝粉末形成的含有氧化铝的涂层。
14.根据权利要求13所述的二次电池,其中,上述含有氧化铝的涂层在上述第1电极和上述分离膜的界面、或上述第2电极和上述分离膜的界面中的至少一个界面上形成。
15.根据权利要求13所述的二次电池,其中,上述含有氧化铝的涂层整体地覆盖上述第1电极、上述分离膜或上述第2电极的至少一个表面。
16.根据权利要求13所述的二次电池,其中,上述含有氧化铝的涂层在上述分离膜上形成,上述含有氧化铝的涂层由上述氧化铝粉末和含有水溶性聚合物的粘合剂形成。
17.根据权利要求13所述的二次电池,其中,上述含有氧化铝的涂层在上述分离膜上形成,上述含有氧化铝的涂层由上述氧化铝粉末和含有芳香族聚合物的粘合剂形成。
18.根据权利要求13所述的二次电池,其中,上述含有氧化铝的涂层在上述分离膜上形成,上述含有氧化铝的涂层由上述氧化铝粉末、和含有含氟树脂或含氟橡胶的粘合剂形成。
19.根据权利要求13所述的二次电池,其中,上述含有氧化铝的涂层在上述分离膜上形成,上述含有氧化铝的涂层由上述氧化铝粉末、和含有丙烯酸酯系单体或2种以上的单体的共聚物的粘合剂形成。
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