CN109326817B - 非水电解液二次电池 - Google Patents

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Abstract

本发明作为初始高倍率特性测定时的充电容量特性优异的非水电解液二次电池，提供一种非水电解液二次电池，具备：非水电解液二次电池用间隔件，其每单位膜厚的离子透过势垒能量为300～900J/mol/μm；正极板，其每900mm2测定面积的静电容量为1nF以上且1000nF以下；以及负极板，其所述静电容量为4nF以上且8500nF以下。

Description

非水电解液二次电池
技术领域
本发明涉及一种非水电解液二次电池。
背景技术
非水电解液二次电池、特别是锂二次电池由于能量密度高，因此被作为个人电脑、便携电话、便携信息终端等中所用的电池广泛地使用，另外，最近正在推进作为车载用的电池的开发。
在以锂二次电池为代表的非水电解液二次电池中，作为确保安全性的手段，一般的方法是对非水电解液二次电池赋予关闭功能，即，利用由在发热时熔融的材质构成的间隔件，在异常发热时，阻断正－负极间的离子的通过，防止进一步的发热。
作为具有此种关闭功能的非水电解液二次电池，例如提出过包含在多孔基材上形成由无机微粒和粘合剂高分子的混合物构成的活性层(涂层)而成的间隔件的非水电解液二次电池(专利文献1～3)。另外，还提出过包含在电极上形成能够作为间隔件发挥作用的、由无机微粒及粘结剂(树脂)构成的多孔膜而成的锂二次电池用电极的非水电解液二次电池(专利文献4)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本公开专利公报《特表2008－503049号公报》
专利文献2：日本公开专利公报《专利第5460962号公报》
专利文献3：日本公开专利公报《专利第5655088号公报》
专利文献4：日本公开专利公报《专利第5569515号公报》
发明内容
发明所要解决的问题
然而，上述的以往的非水电解液二次电池从初始高倍率特性测定时的充电容量的观点考虑存在有改善的余地。即，对于所述非水电解液二次电池，希望提高初始高倍率特性测定时的充电容量特性。
用于解决问题的方法
本发明包括以下所示的非水电解液二次电池。
[1]一种非水电解液二次电池，具备：
非水电解液二次电池用间隔件，其每单位膜厚的离子透过势垒能量为300J/mol/μm以上且900J/mol/μm以下；
正极板，其每900mm2测定面积的静电容量为1nF以上且1000nF以下；以及
负极板，其每900mm2测定面积的静电容量为4nF以上且8500nF以下。
[2]根据[1]中记载的非水电解液二次电池，其中，所述正极板包含过渡金属氧化物。
[3]根据[1]或[2]中记载的非水电解液二次电池，其中，所述负极板包含石墨。
发明效果
本发明的一个实施方式的非水电解液二次电池起到初始高倍率特性测定时的充电容量特性优异的效果。
附图说明
图1是表示本申请的实施例中作为静电容量的测定对象的测定对象电极的示意图。
图2是表示本申请的实施例中静电容量的测定时使用的探针电极的示意图。
具体实施方式
对本发明的一个实施方式说明如下，然而本发明并不受其限定。本发明并不限定于以下说明的各构成，可以在技术方案的范围中所示的范围中进行各种变更，对于将在不同的实施方式中分别公开的技术手段适当地组合而得的实施方式，也包含于本发明的技术范围中。需要说明的是，本说明书中只要没有特别记述，表示数值范围的“A～B”就是指“A以上且B以下”。
[实施方式1：非水电解液二次电池]
本发明的实施方式1的非水电解液二次电池具备后述的非水电解液二次电池用间隔件、后述的正极板及后述的负极板。对构成本发明的一个实施方式的非水电解液二次电池的构件等详述如下。
[非水电解液二次电池用间隔件]
本发明的一个实施方式的非水电解液二次电池用间隔件在其内部具有多个连结了的细孔，能够使气体、液体从一个面向另一个面通过。所述非水电解液二次电池用间隔件通常包含聚烯烃多孔膜，优选由聚烯烃多孔膜形成。此处，所谓“聚烯烃多孔膜”，是以聚烯烃系树脂作为主成分的多孔膜。另外，所谓“以聚烯烃系树脂作为主成分”，是指聚烯烃系树脂在多孔膜中所占的比例为构成多孔膜的材料整体的50体积％以上，优选为90体积％以上，更优选为95体积％以上。所述聚烯烃多孔膜可以成为本发明的一个实施方式的非水电解液二次电池用间隔件的基材。
在所述聚烯烃系树脂中，更优选包含重均分子量为3×105～15×106的高分子量成分。特别是如果在聚烯烃系树脂中包含重均分子量为100万以上的高分子量成分，则包含所述聚烯烃多孔膜的非水电解液二次电池用间隔件的强度提高，因此更优选。
作为所述聚烯烃多孔膜的主成分的聚烯烃系树脂没有特别限定，例如可以举出作为热塑性树脂的将乙烯、丙烯、1－丁烯、4－甲基－1－戊烯、1－己烯等单体聚合而成的均聚物(例如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯)或共聚物(例如乙烯－丙烯共聚物)。
聚烯烃多孔膜可以是单独地包含这些聚烯烃系树脂的层、或包含这些聚烯烃系树脂的2种以上的层。其中，由于可以在更低温度下阻止(关闭)过大电流流过，因此优选包含聚乙烯，特别是更优选包含以乙烯作为主体的高分子量的聚乙烯。需要说明的是，聚烯烃多孔膜可以在不损害该膜的功能的范围中包含聚烯烃以外的成分。
作为所述聚乙烯，可以举出低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线形聚乙烯(乙烯－α－烯烃共聚物)、重均分子量为100万以上的超高分子量聚乙烯等，其中，更优选重均分子量为100万以上的超高分子量聚乙烯，进一步优选包含重均分子量为5×105～15×106的高分子量成分。
所述聚烯烃多孔膜的膜厚没有特别限定，然而优选为4～40μm，更优选为5～20μm。如果所述聚烯烃多孔膜的膜厚为4μm以上，则从可以充分地防止电池的内部短路的观点考虑优选。另一方面，如果所述聚烯烃多孔膜的膜厚为40μm以下，则从可以防止非水电解液二次电池的大型化的观点考虑优选。
对于所述聚烯烃多孔膜的每单位面积的基重(重量目付)，为了可以提高电池的重量能量密度或体积能量密度，通常优选为4～20g/m2，更优选为5～12g/m2。
对于所述聚烯烃多孔膜的透气度，从显示出足够的离子透过性的观点考虑，以Gurley值计优选为30～500sec/100mL，更优选为50～300sec/100mL。
对于所述聚烯烃多孔膜的空隙率，为了可以提高电解液的保持量，并且可以获得更加可靠地阻止(关闭)过大电流流过的功能，优选为20体积％～80体积％，更优选为30～75体积％。
对于所述聚烯烃多孔膜所具有的细孔的孔径，从足够的离子透过性、以及防止构成电极的粒子的进入的观点考虑，优选为0.3μm以下，更优选为0.14μm以下。
(每单位膜厚的离子透过势垒能量)
本发明中，非水电解液二次电池用间隔件的每单位膜厚的离子透过势垒能量是将非水电解液二次电池动作时作为电荷载体的离子(例如Li+)通过所述非水电解液二次电池用间隔件时的活化能量(势垒能量)除以该非水电解液二次电池用间隔件的膜厚而得的值。所述每单位膜厚的离子透过势垒能量是表示所述非水电解液二次电池用间隔件的离子透过的容易度的指标。
在所述每单位膜厚的离子透过势垒能量小的情况下，可以说离子容易在所述非水电解液二次电池用间隔件内透过。即，可以说非水电解液二次电池用间隔件内部的树脂壁与离子的相互作用弱。另一方面，在所述每单位膜厚的离子透过势垒能量大的情况下，可以说离子难以在所述非水电解液二次电池用间隔件内透过。即，可以说非水电解液二次电池用间隔件内部的树脂壁与离子的相互作用强。
在所述每单位膜厚的离子透过势垒能量过低的情况下，具备通常所使用的膜厚的非水电解液二次电池用间隔件的离子透过势垒能量就会过小。
因而可以认为，离子透过非水电解液二次电池用间隔件的速度变得过快，从电极向间隔件流过过多的电解液，电极中离子枯竭，由此使得初始高倍率特性测定时的充电容量特性降低。
此处，所谓“初始高倍率特性测定时的充电容量特性”，是指对于进行了初始充放电的非水电解液二次电池，实施充电电流值1C的CC－CV充电(终止电流条件0.02C)、依照放电电流值0.2C、1C、5C、10C的顺序，在温度：55℃、电压范围：2.7V～4.2V的条件下，对各倍率重复实施3个循环的充放电的CC放电时的、10C放电倍率特性测定时的第3个循环的1C充电时的充电容量。
另外，在所述每单位膜厚的离子透过势垒能量过低的情况下，为了使非水电解液二次电池用间隔件的离子透过势垒能量在特定的范围，需要使膜厚过大。该情况下，可以认为，离子的移动距离变大，非水电解液二次电池内部的离子的移动受到阻碍，因此初始高倍率特性测定时的充电容量特性降低。
因而，从防止初始高倍率特性测定时的充电容量特性降低的观点考虑，每单位膜厚的离子透过势垒能量为300J/mol/μm以上，优选为320J/mol/μm以上，更优选为350J/mol/μm以上。
另一方面，在每单位膜厚的离子透过势垒能量过高的情况下，具备通常所使用的膜厚的非水电解液二次电池用间隔件的离子透过势垒能量变得过高。
因而，可以认为，非水电解液二次电池用间隔件的离子的透过性变得过低，非水电解液二次电池内部的离子的移动受到阻碍，因此初始高倍率特性测定时的充电容量特性降低。
另外，在所述每单位膜厚的离子透过势垒能量过高的情况下，为了使非水电解液二次电池用间隔件的离子透过势垒能量在特定的范围，需要使膜厚过小。该情况下，可以认为，非水电解液二次电池用间隔件过薄，容易破损、短路，因此初始高倍率特性测定时的充电容量特性有可能降低。
因而，从防止初始高倍率特性测定时的充电容量特性降低的观点考虑，每单位膜厚的离子透过势垒能量为900J/mol/μm以下，优选为800J/mol/μm以下，更优选为780J/mol/μm以下。
(每单位膜厚的离子透过势垒能量的测定方法)
本发明的一个实施方式的非水电解液二次电池用间隔件的每单位膜厚的离子透过势垒能量是利用以下所示的方法算出。
首先，将所述非水电解液二次电池用间隔件切割为φ17mm的圆盘状，用2片厚0.5mm、φ15.5mm的SUS板夹入，注入电解液而制成纽扣电池(CR2032型)。作为所述电解液，使用将LiPF6以使LiPF6的浓度为1mol/L的浓度的方式溶解于以碳酸亚乙酯(EC)/碳酸甲乙酯(EMC)/碳酸二乙酯(DEC)＝3/5/2(体积比)的比例混合的混合溶剂中而得的溶液。
然后，将所制作的纽扣电池设置在设定为给定的温度的恒温槽中，使用Solartron公司制交流阻抗装置(FRA 1255B)及电池测试系统(1470E)，在频率1MHz～0.1Hz、振幅10mV下算出奈奎斯特图，根据X截距的值求出各温度下的非水电解液二次电池用间隔件的液体电阻r0。使用所得的值，根据下述的式(1)及(2)算出离子透过势垒能量。恒温槽的温度设定为50℃、25℃、5℃、－10℃。
此处，离子透过势垒能量以下式(1)表示。
k＝1/r0＝Aexp(－Ea/RT)(1)
Ea：离子透过势垒能量(J/mol)
k：反应常数
r0：液体电阻(Ω)
A：频率因子
R：气体常数＝8.314J/mol/K
T：恒温槽的温度(K)
当取式(1)的两边的自然对数时即变为下式(2)。基于该式(2)，相对于温度的倒数(1/T)对ln(1/r0)绘图，求出作为从该绘图中利用最小二乘法得到的直线的斜率的－Ea/R，在－Ea/R的值上乘以气体常数R而算出Ea。其后，将算出的Ea除以非水电解液二次电池用间隔件的膜厚，算出每单位膜厚的离子透过势垒能量。
ln(k)＝ln(1/r0)＝lnA－Ea/RT(2)
需要说明的是，频率因子A是由通过所述非水电解液二次电池用间隔件内部的离子的形态、电荷量、大小等来确定的、不会随着温度变化而变动的固有的值。频率因子A是(1/T)＝0时的ln(1/r0)的值，是根据所述绘图通过实验算出。
所述非水电解液二次电池用间隔件的膜厚没有特别限定，然而优选为4～40μm，更优选为5～20μm。
如果所述非水电解液二次电池用间隔件的膜厚为4μm以上，则从可以充分地防止电池的内部短路的观点考虑优选。
另一方面，如果非水电解液二次电池用间隔件的膜厚为40μm以下，则从可以防止非水电解液二次电池的大型化的观点考虑优选。
对于所述非水电解液二次电池用间隔件的每单位面积的基重，为了可以提高电池的重量能量密度、体积能量密度，通常优选为4～20g/m2，更优选为5～12g/m2。
对于所述非水电解液二次电池用间隔件的透气度，从显示出足够的离子透过性的观点考虑，以Gurley值计优选为30～500sec/100mL，更优选为50～300sec/100mL。
对于所述非水电解液二次电池用间隔件的空隙率，为了可以提高电解液的保持量，并且可以获得在更低温度下可靠地阻止(关闭)过大电流流过的功能，优选为20体积％～80体积％，更优选为30～75体积％。
对于所述非水电解液二次电池用间隔件所具有的细孔的孔径，从足够的离子透过性、以及防止构成电极的粒子的进入的观点考虑，优选为0.3μm以下，更优选为0.14μm以下。
本发明的一个实施方式的非水电解液二次电池用间隔件也可以在所述聚烯烃多孔膜以外，还根据需要具备耐热层或粘接层、保护层等。
[聚烯烃多孔膜的制造方法]
所述聚烯烃多孔膜的制造方法没有特别限定，例如可以举出如下的方法，即，将聚烯烃系树脂、石油树脂、以及增塑剂混炼后挤出，由此制成片状的聚烯烃树脂组合物，拉伸该聚烯烃树脂组合物后，利用适当的溶剂除去增塑剂的一部分或全部，进行干燥、热固定。
具体而言，可以举出以下所示的方法。
(A)将聚烯烃系树脂和石油树脂加入混炼机中进行熔融混炼，得到熔融混合物的工序；
(B)向所得的熔融混合物中再加入增塑剂而混炼，得到聚烯烃树脂组合物的工序；
(C)将所得的聚烯烃树脂组合物从挤出机的T形模头中挤出，在冷却的同时成形为片状，得到片状的聚烯烃树脂组合物的工序；
(D)拉伸所得的片状的聚烯烃树脂组合物的工序；
(E)使用清洗液清洗经过拉伸的聚烯烃树脂组合物的工序；
(F)通过对经过清洗的聚烯烃树脂组合物进行干燥、热固定而得到聚烯烃多孔膜的工序。
工序(A)中，对于聚烯烃系树脂的使用量，在将所得的聚烯烃树脂组合物的重量设为100重量％的情况下，优选为6重量％～45重量％，更优选为9重量％～36重量％。
作为石油树脂，可以举出以异戊二烯、戊烯、以及戊二烯等C5石油馏分为主原料聚合而得的脂肪族烃树脂；以茚、乙烯基甲苯、以及甲基苯乙烯等C9石油馏分为主原料聚合而得的芳香族烃树脂；它们的共聚树脂；将所述树脂氢化而得的脂环族饱和烃树脂；以及它们的混合物。石油树脂优选为脂环族饱和烃树脂。所述石油树脂由于在结构中具有多个容易生成自由基的不饱和键或叔碳，因此具有容易被氧化的特征。
通过将石油树脂混合到聚烯烃树脂组合物中，可以调整所得的聚烯烃多孔膜内部的树脂壁与电荷载体的相互作用。即，可以恰当地调节非水电解液二次电池用间隔件的离子透过势垒能量。
通过混合作为比聚烯烃系树脂更容易被氧化的成分的石油树脂，可以适度地氧化所得的聚烯烃多孔膜内部的树脂壁。即，与未加入石油树脂的情况相比，在加入石油树脂的情况下，所得的非水电解液二次电池用间隔件的离子透过势垒能量变大。
所述石油树脂优选使用软化点为90℃～125℃的石油树脂。对于所述石油树脂的使用量，在将所得的聚烯烃树脂组合物的重量设为100重量％的情况下，优选为0.5重量％～40重量％，更优选为1重量％～30重量％。
作为增塑剂，可以举出邻苯二甲酸二辛脂等邻苯二甲酸酯类、油醇等不饱和高级醇、石蜡或硬脂醇等饱和高级醇、以及液体石蜡等。
工序(B)中，将增塑剂加入混炼机时的混炼机内部的温度优选为135℃以上且200℃以下，更优选为140℃以上且170℃以下。
通过将混炼机内部的温度控制为上述的范围，可以在将聚烯烃系树脂与石油树脂恰当地混合的状态下加入增塑剂。其结果是，可以更加恰当地获得将聚烯烃系树脂与石油树脂混合的效果。
例如，如果加入增塑剂时的混炼机内部的温度过低，则无法进行聚烯烃系树脂与石油树脂的均匀混合，会有无法将聚烯烃多孔膜内部的树脂壁适度地氧化的情况。另一方面，在所述温度过高(例如200℃以上)时，会有引起树脂的热劣化的情况。
工序(D)中，拉伸可以仅沿MD方向进行，也可以仅沿TD方向进行，还可以沿MD方向和TD方向两个方向进行。作为沿MD方向和TD方向两个方向拉伸的方法，可以举出在沿MD方向拉伸后、接着沿TD方向拉伸的逐次双轴拉伸、以及同时进行MD方向和TD方向的拉伸的同时双轴拉伸。
在拉伸时，可以使用用夹盘抓紧片状的聚烯烃树脂组合物的端部而拉长的方法，也可以使用通过改变运送片状的聚烯烃树脂组合物的辊的转速而拉长的方法，还可以使用一对辊压延片状的聚烯烃树脂组合物的方法。
工序(D)中，将所述片状的聚烯烃树脂组合物沿MD方向拉伸时的拉伸倍率优选为3.0倍以上且7.0倍以下，更优选为4.5倍以上且6.5倍以下。将沿MD方向拉伸过的片状的聚烯烃树脂组合物再沿TD方向拉伸时的拉伸倍率优选为3.0倍以上且7.0倍以下，更优选为4.5倍以上且6.5倍以下。
拉伸温度优选为130℃以下，更优选为110℃～120℃。
工序(E)中，清洗液只要是可以除去增塑剂等的溶剂，就没有特别限定，例如可以举出庚烷、辛烷、壬烷、癸烷等脂肪族烃、二氯甲烷、氯仿、二氯乙烷、1，2－二氯丙烷等卤代烃等。
工序(F)中，通过在特定的温度下对清洗了的聚烯烃树脂组合物进行热处理，而进行干燥、热固定。干燥、热固定通常是在大气下使用通风干燥机或加热辊等进行。
从进一步微调整聚烯烃多孔膜内部的树脂壁的氧化程度、恰当地控制聚烯烃多孔膜内部的树脂壁与电荷载体的相互作用的观点考虑，所述干燥、热固定优选在100℃以上且150℃以下、更优选在110℃以上且140℃以下、进一步优选在120℃以上且135℃以下的温度实施。另外，所述干燥、热固定优选用1分钟以上且60分钟以下、更优选用1分钟以上且30分钟以下的时间来进行。
〔层叠体〕
本发明的一个实施方式的非水电解液二次电池所具备的非水电解液二次电池用间隔件也可以是在所述〔非水电解液二次电池用间隔件〕一项中所述的非水电解液二次电池用间隔件的聚烯烃多孔膜的一面或两面具备绝缘性多孔层的方式。以下，有时将该方式的非水电解液二次电池用间隔件称作“层叠体”。另外，有时将所述〔非水电解液二次电池用间隔件〕一项中所述的非水电解液二次电池用间隔件称作“间隔件1”。
[绝缘性多孔层]
所述绝缘性多孔层通常为含有树脂而成的树脂层，优选为耐热层或粘接层。构成绝缘性多孔层(以下也简称为“多孔层”)的树脂优选不溶于电池的电解液中，另外，在该电池的使用范围中在电化学上稳定。
多孔层根据需要层叠于所述聚烯烃多孔膜的一面或两面，构成层叠体。在仅在所述聚烯烃多孔膜的一面层叠有多孔层的情况下，该多孔层优选在本发明的一个实施方式的非水电解液二次电池中层叠于所述聚烯烃多孔膜的与正极板相面对的面，更优选层叠于与正极板接触的面。
作为构成多孔层的树脂，例如可以举出聚烯烃；(甲基)丙烯酸酯系树脂；含氟树脂；聚酰胺系树脂；聚酰亚胺系树脂；聚酯系树脂；橡胶类；熔点或玻璃化转变温度为180℃以上的树脂；水溶性聚合物等。
上述的树脂当中，优选聚烯烃、聚酯系树脂、丙烯酸酯系树脂、含氟树脂、聚酰胺系树脂及水溶性聚合物。作为聚酰胺系树脂，优选全芳香族聚酰胺(芳族聚酰胺树脂)。作为聚酯系树脂，优选聚芳酯及液晶聚酯。
多孔层也可以包含微粒。本说明书的所谓微粒，是一般被称作填料的有机微粒或无机微粒。因而，在多孔层包含微粒的情况下，多孔层中所含的上述的树脂就会具有使微粒之间、以及使微粒与多孔膜粘结的作为粘合剂树脂(バインダー樹脂)的功能。另外，所述微粒优选为绝缘性微粒。
作为多孔层中所含的有机微粒，可以举出由树脂形成的微粒。
作为多孔层中所含的无机微粒，具体而言，例如可以举出由碳酸钙、滑石、粘土、高岭土、二氧化硅、水滑石、硅藻土、碳酸镁、碳酸钡、硫酸钙、硫酸镁、硫酸钡、氢氧化铝、勃姆石、氢氧化镁、氧化钙、氧化镁、氧化钛、氮化钛、氧化铝(alumina)、氮化铝、云母、沸石及玻璃等无机物形成的填料。这些无机微粒为绝缘性微粒。所述微粒可以仅使用1种，也可以组合使用2种以上。
所述微粒当中，适合为由无机物形成的微粒，更优选由二氧化硅、氧化钙、氧化镁、氧化钛、氧化铝、云母、沸石、氢氧化铝、或勃姆石等无机氧化物形成的微粒，进一步优选选自二氧化硅、氧化镁、氧化钛、氢氧化铝、勃姆石及氧化铝中的至少1种微粒，特别优选氧化铝。
多孔层中的微粒的含量优选为多孔层的1～99体积％，更优选为5～95体积％。通过将微粒的含量设为所述范围，由微粒之间的接触形成的空隙被树脂等堵塞的情况会变少。由此，可以获得足够的离子透过性，并且可以使每单位面积的基重为恰当的值。
微粒也可以组合使用粒子或比表面积彼此不同的2种以上。
多孔层的厚度优选在每一层中为0.5～15μm，更优选为2～10μm。
如果多孔层的厚度在每一层中小于0.5μm，则会有无法充分地防止由电池的破损等造成的内部短路的情况。另外，会有多孔层中的电解液的保持量降低的情况。另一方面，如果多孔层的厚度在每一层中大于15μm，则会有初始高倍率特性测定时的充电容量特性等电池特性降低的情况。
多孔层的每单位面积的基重优选在每一层中为1～20g/m2，更优选在每一层中为4～10g/m2。
另外，多孔层的每1平方米中所含的多孔层构成成分的体积优选在每一层中为0.5～20cm3，更优选在每一层中为1～10cm3，进一步优选在每一层中为2～7cm3。
对于多孔层的空隙率，为了可以获得足够的离子透过性，优选为20～90体积％，更优选为30～80体积％。另外，对于多孔层所具有的细孔的孔径，从防止构成电极的粒子进入细孔中的观点考虑，优选为3μm以下，更优选为1μm以下。
本发明的一个实施方式的层叠体的膜厚优选为5.5μm～45μm，更优选为6μm～25μm。
本发明的一个实施方式的层叠体的透气度以Gurley值计优选为30～1000sec/100mL，更优选为50～800sec/100mL。
需要说明的是，本发明的一个实施方式的层叠体也可以在所述聚烯烃多孔膜及绝缘性多孔层以外，还根据需要在不损害本发明的目的的范围中包含耐热层或粘接层、保护层等公知的多孔膜(多孔层)。
本发明的一个实施方式的层叠体具有与所述间隔件1相同的特定的范围的每单位膜厚的离子透过势垒能量。由此，可以提高包含该层叠体的非水电解液二次电池的初始高倍率特性测定时的充电容量特性。该层叠体的每单位膜厚的离子透过势垒能量例如可以通过利用所述的方法(将石油树脂混合到聚烯烃树脂组合物中)调整该层叠体中所含的所述间隔件1的每单位膜厚的离子透过势垒能量来控制。
[层叠体的制造方法]
作为本发明的一个实施方式的层叠体的制造方法，例如可以举出通过将后述的涂布液涂布于所述聚烯烃多孔膜的表面并使之干燥而使多孔层析出的方法。
需要说明的是，在将所述涂布液涂布于所述聚烯烃多孔膜的表面前，可以根据需要对该聚烯烃多孔膜的涂布涂布液的表面进行亲水化处理。
本发明的一个实施方式的层叠体的制造方法中所使用的涂布液通常可以通过将能够包含于上述的多孔层中的树脂溶解于溶剂中、并且使能够包含于上述的多孔层中的微粒分散来制备。此处，溶解树脂的溶剂兼作分散微粒的分散介质。此处，树脂也可以不溶解于溶剂中而是作为乳液包含于所述涂布液中。
所述溶剂(分散介质)只要不会对聚烯烃多孔膜造成不良影响，可以将所述树脂均匀并且稳定地溶解、使所述微粒均匀并且稳定地分散即可，没有特别限定。作为所述溶剂(分散介质)，具体而言，例如可以举出水及有机溶剂。所述溶剂可以仅使用1种，也可以组合使用2种以上。
涂布液只要可以满足为了获得所期望的多孔层而必需的树脂固体成分(树脂浓度)或微粒量等条件，则无论利用哪种方法形成都可以。作为涂布液的形成方法，具体而言，例如可以举出机械搅拌法、超声波分散法、高压分散法、介质分散法等。另外，所述涂布液也可以在不损害本发明的目的的范围中，作为所述树脂及微粒以外的成分，包含分散剂或增塑剂、表面活性剂、pH调节剂等添加剂。需要说明的是，添加剂的添加量只要是不损害本发明的目的的范围即可。
对于涂布液向聚烯烃多孔膜的涂布方法、即在聚烯烃多孔膜的表面形成多孔层的方法，没有特别限制。作为多孔层的形成方法，例如可以举出将涂布液直接涂布于聚烯烃多孔膜的表面后除去溶剂(分散介质)的方法；将涂布液涂布于适当的支撑体并除去溶剂(分散介质)而形成多孔层后，使该多孔层与聚烯烃多孔膜压接，然后剥离支撑体的方法；将涂布液涂布于适当的支撑体后，使聚烯烃多孔膜压接于涂布面，然后剥离支撑体后除去溶剂(分散介质)的方法等。
作为涂布液的涂布方法，可以采用以往公知的方法，具体而言，例如可以举出凹版涂布法、浸涂法、棒涂法、以及模涂法等。
溶剂(分散介质)的除去方法通常为借助干燥的方法。另外，也可以将涂布液中所含的溶剂(分散介质)置换为其他的溶剂后进行干燥。
[正极板、负极板]
(静电容量)
本发明中，正极板的静电容量是在后述的电极板的静电容量的测定方法中使测定用电极(探针电极)接触正极板的正极合剂层侧的面进行测定的值，主要表示正极板的正极合剂层的极化状态。
另外，本发明中，负极板的静电容量是在后述的电极板的静电容量的测定方法中使测定用电极接触负极板的负极合剂层侧的面进行测定的值，主要表示负极板的负极合剂层的极化状态。
非水电解液二次电池中，充电时，从正极板放出作为电荷载体的阳离子(例如在锂离子二次电池的情况下为Li+)，该阳离子通过非水电解液二次电池用间隔件，其后，被引入到负极板。
所述阳离子在从正极板放出的情况下，在正极板中及正极板与非水电解液二次电池用间隔件接触的场所由电解液溶剂加以溶剂化。另外，所述阳离子在被引入负极板的情况下，在负极板中及负极板与非水电解液二次电池用间隔件接触的场所被去溶剂化。
上述的阳离子的溶剂化的程度受正极板的正极合剂层的极化状态影响，另外，上述的阳离子的去溶剂化的程度受负极板的负极合剂层的极化状态影响。
通过将本发明的一个实施方式的非水电解液二次电池的电极板(正极板、负极板)的静电容量控制为特定的范围，可以促进正极板中及正极板与非水电解液二次电池用间隔件接触的场所中的电荷载体的溶剂化。另外，通过将所述静电容量控制为特定的范围，可以促进负极板中及负极板与非水电解液二次电池用间隔件接触的场所中的电荷载体的去溶剂化。其结果是，可以提高初始高倍率特性测定时的充电容量特性。
从提高初始高倍率特性测定时的充电容量特性的观点考虑，本发明的一个实施方式的非水电解液二次电池的正极板的每900mm2测定面积的静电容量为1nF以上，优选为2nF以上。另外，所述静电容量也可以为3nF以上。另外，从相同的观点考虑，所述静电容量为1000nF以下，优选为600nF以下，更优选为400nF以下。
在所述正极板的每900mm2测定面积的静电容量小于1nF的情况下，由于该正极板的极化能低，因此所述静电容量基本上无助于所述溶剂化。因而可以认为，在装入了该正极板的非水电解液二次电池中，不会发生初始高倍率特性测定时的充电容量特性的充分的提高。
另一方面，在所述正极板的每900mm2测定面积的静电容量大于1000nF的情况下，由于该正极板的极化能过高，因此该正极板的空隙的内壁与阳离子(例如Li+)的亲和性变得过高。由此，该正极板的正极合剂层中的阳离子(例如Li+)的移动(放出)受到阻碍。因而可以认为，在装入了该正极板的非水电解液二次电池中，其初始高倍率特性测定时的充电容量特性反而降低。
从提高初始高倍率特性测定时的充电容量特性的观点考虑，本发明的一个实施方式的非水电解液二次电池的负极板的每900mm2测定面积的静电容量为4nF以上。所述静电容量也可以为100nF以上，也可以为200nF以上，也可以为1000nF以上。另外，从相同的观点考虑，所述静电容量为8500nF以下，优选为3000nF以下，更优选为2600nF以下。
在所述负极板的每900mm2测定面积的静电容量小于4nF的情况下，由于该负极板的极化能低，因此所述静电容量基本上无助于所述去溶剂化的促进。因而可以认为，在装入了该负极板的非水电解液二次电池中，不会发生初始高倍率特性测定时的充电容量特性的充分的提高。
另一方面，在所述负极板的每900mm2测定面积的静电容量大于8500nF的情况下，由于该负极板的极化能过高，因此所述去溶剂化过度地进行。此时，由于用于在负极板内部移动的溶剂被去溶剂化，并且负极板内部的空隙内壁与去溶剂化了的阳离子(例如Li+)的亲和性过高，因此负极板内部的阳离子(例如Li+)的移动受到阻碍。因而可以认为，在装入了该负极板的非水电解液二次电池中，其初始高倍率特性测定时的充电容量特性反而降低。
即，通过如前所述地将非水电解液二次电池用间隔件的离子透过势垒能量调整为恰当的范围，并且将正极板及负极板的静电容量调整为恰当的范围，具备这些构件的非水电解液二次电池的初始高倍率特性测定时的充电容量特性就会足够优异。
需要说明的是，本说明书中所谓“测定面积”，是指在后述的静电容量的测定方法中LCR测试仪的测定用电极(上部(主)电极、探针电极)的与测定对象(多孔膜、正极板或负极板)接触的部位的面积。因而，所谓每Xmm2测定面积的静电容量的值，是指在LCR测试仪中使测定对象与测定用电极以使两者重叠的部位的该测定用电极的面积为Xmm2的方式接触而测定静电容量时的测定值。
＜静电容量的调整方法＞
上述的正极板及负极板的每900mm2测定面积的静电容量分别可以通过调整正极合剂层及负极合剂层的表面积来控制。具体而言，例如，通过用砂纸等研磨正极合剂层及负极合剂层的表面，可以增大所述表面积，增大静电容量。
或者，也可以通过调整分别构成正极板及负极板的材料的相对介电常数来调整正极板及负极板的每900mm2测定面积的静电容量。所述相对介电常数可以通过在正极板及负极板中分别改变空隙的形状、空隙率、以及空隙的分布来调整。另外，相对介电常数也可以通过调整分别构成正极板及负极板的材料来控制。
＜静电容量的测定方法＞
(电极板的静电容量的测定方法)
本发明的一个实施方式的每900mm2测定面积的电极板(正极或负极)的静电容量是使用LCR测试仪，设定为CV：0.010V、SPEED：SLOW2、AVG：8、CABLE：1m、OPEN：All，SHORT：AllDCBIAS 0.00V，在频率为300KHz的条件下测定。
需要说明的是，在所述条件下，测定装入非水电解液二次电池前的非水电解液二次电池用的电极板的静电容量。另一方面，静电容量是由固体绝缘材料(非水电解液二次电池用电极板)的形状(表面积)、构成材料、空隙的形状、空隙率、以及空隙的分布等确定的固有的值。因此，装入非水电解液二次电池后的非水电解液二次电池用的电极板的静电容量也是与装入非水电解液二次电池前测定的静电容量的值同等的值。
另外，也可以在装入非水电解液二次电池后，从经过充放电的历程的电池中取出正极板及负极板，测定该正极板及该负极板的静电容量。
具体而言，例如可以举出以下的方法。即，从非水电解液二次电池的外装构件中取出电极层叠体(非水电解液二次电池用构件)并展开，取出1片电极板(正极板或负极板)，以与前述的电极板的静电容量的测定方法中作为测定对象的电极板相同的尺寸切出而得到试验片。其后，将该试验片在碳酸二乙酯(DEC)中清洗数次(例如3次)。该清洗是通过重复进行数次(例如3次)向DEC中加入试验片并清洗后、将DEC替换为新的DEC并清洗试验片的工序而除去附着于电极板的表面的电解液、电解液分解产物、以及锂盐等的工序。在使所得的已经清洗的电极板充分地干燥后，作为测定对象电极使用。作为取出正极板及负极板的对象的电池的外装构件、层叠结构的种类没有特别限定。
(正极板)
本发明的一个实施方式的非水电解液二次电池的正极板只要每900mm2测定面积的静电容量为1nF以上且1000nF以下，就没有特别限定，例如可以使用在正极集电体上担载有包含正极活性物质、导电剂及粘结剂的正极合剂的片状的正极板。需要说明的是，正极板可以在正极集电体的两面上担载正极合剂，也可以在正极集电体的一面上担载正极合剂。
作为所述正极活性物质，例如可以举出能够进行锂离子或钠离子等金属离子的掺杂、去掺杂的材料。作为该材料，具体而言，优选过渡金属氧化物，作为该过渡金属氧化物，例如可以举出包含至少1种V、Mn、Fe、Co、Ni等过渡金属的锂复合氧化物。
所述锂复合氧化物当中，由于平均放电电位高，因此更优选镍酸锂、钴酸锂等具有α－NaFeO2型结构的锂复合氧化物、锂锰尖晶石等具有尖晶石型结构的锂复合氧化物。该锂复合氧化物也可以包含各种金属元素，进一步优选复合镍酸锂。
此外，从以高容量使用非水电解液二次电池时，该非水电解液二次电池的循环特性优异的理由考虑，特别优选以相对于选自Ti、Zr、Ce、Y、V、Cr、Mn、Fe、Co、Cu、Ag、Mg、Al、Ga、In及Sn中的至少1种金属元素的摩尔数与镍酸锂中的Ni的摩尔数的和，使所述至少1种金属元素的比例为0.1～20摩尔％的方式，使用包含该金属元素的复合镍酸锂。
作为所述导电剂，例如可以举出天然石墨、人造石墨、焦炭类、炭黑、热解碳类、碳纤维、有机高分子化合物烧成体等碳质材料等。所述导电剂可以仅使用1种，也可以将例如人造石墨与炭黑混合使用等，组合使用2种以上。
作为所述粘结剂，例如可以举出聚偏二氟乙烯、偏二氟乙烯的共聚物、聚四氟乙烯、四氟乙烯－六氟丙烯的共聚物、四氟乙烯－全氟烷基乙烯基醚的共聚物、乙烯－四氟乙烯的共聚物、偏二氟乙烯－六氟丙烯共聚物、偏二氟乙烯－六氟丙烯－四氟乙烯的共聚物、热塑性聚酰亚胺、聚乙烯、以及聚丙烯等热塑性树脂、丙烯酸类树脂、以及苯乙烯丁二烯橡胶。需要说明的是，粘结剂也具有作为增稠剂的功能。粘结剂可以仅使用1种，也可以组合使用2种以上。
作为获得正极合剂的方法，例如可以举出将正极活性物质、导电剂及粘结剂在正极集电体上加压而得到正极合剂的方法；使用适当的有机溶剂将正极活性物质、导电剂及粘结剂制成浆状而得到正极合剂的方法；等。
作为所述正极集电体，例如可以举出Al、Ni、不锈钢等导体，由于容易加工为薄膜、廉价，因此更优选Al。
作为片状的正极板的制造方法，即作为使正极合剂担载于正极集电体的方法，例如可以举出将成为正极合剂的正极活性物质、导电剂及粘结剂在正极集电体上加压成型的方法；使用适当的有机溶剂将正极活性物质、导电剂及粘结剂制成浆状而得到正极合剂后，将该正极合剂涂布于正极集电体并干燥，将所得的片状的正极合剂加压而固着于正极集电体的方法；等。
(负极板)
本发明的一个实施方式的非水电解液二次电池的负极板只要每900mm2测定面积的静电容量为4nF以上且8500nF以下，就没有特别限定，例如可以使用在负极集电体上搭载有包含负极活性物质的负极合剂的片状的负极板。在片状的负极板中优选包含所述导电剂以及所述粘结剂。需要说明的是，负极板可以在负极集电体的两面上担载负极合剂，也可以在负极集电体的一面上担载负极合剂。
作为所述负极活性物质，例如可以举出能够进行锂离子或钠离子等金属离子的掺杂、去掺杂的材料。作为该材料，具体而言，例如可以举出天然石墨、人造石墨、焦炭类、炭黑、热解碳类、碳纤维、有机高分子化合物烧成体等碳质材料；在比正极低的电位进行锂离子的掺杂、去掺杂的氧化物、硫化物等硫属化合物。
所述负极活性物质当中，由于电位平坦性高，另外平均放电电位低，所以在与正极板组合的情况下可以获得大的能量密度，因此优选包含石墨的负极活性物质，更优选以天然石墨、人造石墨等石墨材料作为主成分的碳质材料。此外，所述负极活性物质也可以是以石墨作为主成分、此外还包含硅的材料。
作为获得负极合剂的方法，例如可以举出将负极活性物质在负极集电体上加压而得到负极合剂的方法；使用适当的有机溶剂将负极活性物质制成浆状而得到负极合剂的方法；等。
作为所述负极集电体，例如可以举出Cu、Ni、不锈钢等导体，特别是由于在锂离子二次电池中难以与锂形成合金、并且容易加工为薄膜，因此更优选Cu。
作为片状的负极板的制造方法，即作为使负极合剂担载于负极集电体的方法，例如可以举出将成为负极合剂的负极活性物质在负极集电体上加压成型的方法；使用适当的有机溶剂将负极活性物质制成浆状而得到负极合剂后，将该负极合剂涂布于负极集电体并干燥，对所得的片状的负极合剂加压而固着于负极集电体上的方法；等。在所述浆料中优选包含所述导电剂以及所述粘结剂。
(非水电解液)
作为本发明的一个实施方式的非水电解液二次电池中可以包含的非水电解液，例如可以使用将锂盐溶解于作为电解液溶剂的有机溶剂中而成的非水电解液。作为锂盐，例如可以举出LiClO4、LiPF6、LiAsF6、LiSbF6、LiBF4、LiCF3SO3、LiN(CF3SO2)2、LiC(CF3SO2)3、Li2B10Cl10、低级脂肪族羧酸锂盐、LiAlCl4等。所述锂盐可以仅使用1种，也可以组合使用2种以上。
所述锂盐当中，更优选选自LiPF6、LiAsF6、LiSbF6、LiBF4、LiCF3SO3、LiN(CF3SO2)2、以及LiC(CF3SO2)3中的至少1种含氟锂盐。
作为电解液溶剂，没有特别限定，具体而言，例如可以举出碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PMC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)、4－三氟甲基－1，3－二氧戊环－2－酮、1，2－二(甲氧基羰基氧基)乙烷等碳酸酯类；1，2－二甲氧基乙烷、1，3－二甲氧基丙烷、五氟丙基甲基醚、2，2，3，3－四氟丙基二氟甲基醚、四氢呋喃、2－甲基四氢呋喃等醚类；甲酸甲酯、乙酸甲酯、γ－丁内酯等酯类；乙腈、丁腈等腈类；N，N－二甲基甲酰胺、N，N－二甲基乙酰胺等酰胺类；3－甲基－2－噁唑烷酮等氨基甲酸酯类；环丁砜、二甲亚砜、1，3－丙磺酸内酯等含硫化合物；以及向所述有机溶剂中导入氟基而成的含氟有机溶剂；等。所述有机溶剂可以仅使用1种，也可以组合使用2种以上。
所述有机溶剂当中，更优选碳酸酯类，进一步优选环状碳酸酯与非环状碳酸酯的混合溶剂、或环状碳酸酯与醚类的混合溶剂。作为环状碳酸酯与非环状碳酸酯的混合溶剂，由于工作温度范围宽、并且在作为负极活性物质使用了天然石墨、人造石墨等石墨材料的情况下也显示出难分解性，因此进一步优选包含碳酸亚乙酯、碳酸二甲酯及碳酸甲乙酯的混合溶剂。
(非水电解液二次电池的制造方法)
作为制造本发明的一个实施方式的非水电解液二次电池的方法，例如可以在依次配置所述正极板、非水电解液二次电池用间隔件、以及负极板而形成非水电解液二次电池用构件后，将该非水电解液二次电池用构件放入成为非水电解液二次电池的壳体的容器中，然后，将该容器内用非水电解液充满后，在减压的同时密闭，由此可以制造本发明的一个实施方式的非水电解液二次电池。非水电解液二次电池的形状没有特别限定，可以是薄板(纸)型、圆盘型、圆筒型、长方体等方柱型等任何的形状。需要说明的是，本发明的一个实施方式的非水电解液二次电池的制造方法没有特别限定，可以采用以往公知的制造方法。
[非水电解液二次电池用构件]
本发明的一个实施方式的非水电解液二次电池用构件是依次配置有正极板、非水电解液二次电池用间隔件和负极板的非水电解液二次电池用构件，所述非水电解液二次电池用间隔件的每单位膜厚的离子透过势垒能量为300J/mol/μm以上且900J/mol/μm以下，所述正极板的每900mm2测定面积的静电容量为1nF以上且1000nF以下，所述负极板的每900mm2测定面积的静电容量为4nF以上且8500nF以下。
通过使本发明的一个实施方式的非水电解液二次电池用构件具备所述构成，可以提高装入了该非水电解液二次电池用构件的非水电解液二次电池的初始高倍率特性测定时的充电容量特性。
所述构成由于与作为本发明的实施方式1的非水电解液二次电池的构件、即正极板、负极板及非水电解液二次电池用间隔件说明的构成分别相同，因此在此处省略说明。
本发明并不限定于上述的各实施方式，可以在技术方案所示的范围中进行各种变更，对于将在不同的实施方式中分别公开的技术手段适当地组合而得的实施方式也包含于本发明的技术范围中。此外，通过将各实施方式中分别公开的技术手段组合，可以形成新的技术特征。
[实施例]
以下，利用实施例及比较例，对本发明进一步详细说明，然而本发明并不限定于这些实施例。
[测定方法]
利用以下的方法测定出实施例1～7、比较例1～3中所用的电极板(正极板或负极板)及非水电解液二次电池用间隔件的物性值、以及非水电解液二次电池的初始高倍率特性测定时的充电容量特性。
(1)膜厚(单位：μm)：
使用株式会社三丰制的高精度数字式测长仪(VL－50)测定出非水电解液二次电池用间隔件的膜厚、以及正极板及负极板的厚度。
(2)非水电解液二次电池用间隔件的每单位膜厚的离子透过势垒能量(单位：J/mol/μm)
将实施例1～7、比较例1～3中所用的非水电解液二次电池用间隔件(聚烯烃多孔膜)切割为φ17mm的圆盘状，用2片厚0.5mm、φ15.5mm的SUS板夹入，注入电解液而制成纽扣电池(CR2032型)。此处作为电解液，使用了以使LiPF6的浓度为1mol/L的方式将LiPF6溶解于以碳酸亚乙酯(EC)/碳酸甲乙酯(EMC)/碳酸二乙酯(DEC)＝3/5/2(体积比)的比例混合的混合溶剂中而得的溶液。
将所制作出的纽扣电池设置于后述的设定为给定的温度的恒温槽中。接下来，使用Solartron公司制交流阻抗装置(FRA 1255B)及电池测试系统(1470E)，在频率1MHz～0.1Hz、电压振幅10mV下算出奈奎斯特图，根据X截距的值求出各温度下的非水电解液二次电池用间隔件的液体电阻r0。使用所得的值，根据下述的式(1)及(2)算出离子透过势垒能量。恒温槽的温度设定为50℃、25℃、5℃、－10℃。
此处，离子透过势垒能量以下式(1)表示。
k＝1/r0＝Aexp(－Ea/RT) (1)
Ea：离子透过势垒能量(J/mol)
k：反应常数
r0：液体电阻(Ω)
A：频率因子
R：气体常数＝8.314J/mol/K
T：恒温槽的温度(K)
当取式(1)的两边的自然对数时即变为下式(2)。基于该式(2)，相对于温度的倒数对ln(1/r0)绘图，求出作为从该绘图中利用最小二乘法得到的直线的斜率的－Ea/R，在－Ea/R的值上乘以气体常数R而算出Ea。其后，将算出的Ea除以非水电解液二次电池用间隔件的膜厚，算出每单位膜厚的离子透过势垒能量。
ln(k)＝ln(1/r0)＝lnA－Ea/RT (2)
(3)电极板的静电容量的测定
使用日置电机制LCR测试仪(型号：IM3536)测定出实施例1～7、比较例1～3中得到的正极板及负极板的每900mm2测定面积的静电容量。此时，测定条件设定为CV：0.010V、SPEED：SLOW2、AVG：8、CABLE：1m、OPEN：All、SHORT：All DCBIAS 0.00V，将频率设为300KHz。将测定出的静电容量的绝对值作为每900mm2测定面积的静电容量。
具体而言，从成为测定对象的电极板中，一体化地切出3cm×3cm的正方形的层叠有电极合剂的部位、和1cm×1cm的正方形的没有层叠电极合剂的部位。在切出的电极板的没有层叠电极合剂的部位，超声波焊接长6cm、宽0.5cm的连接引线，得到静电容量的测定用的电极板。图1是表示作为静电容量的测定对象的测定对象电极的示意图。作为正极板的连接引线，使用了铝制的连接引线，作为负极板的连接引线使用了镍制的连接引线。
另外，从集电体中，一体化地切出5cm×4cm的长方形、和作为连接引线焊接用部位的1cm×1cm的正方形。在切出的集电体的连接引线焊接用部位，超声波焊接长6cm、宽0.5cm的连接引线，得到探针电极(测定用电极)。图2是表示静电容量的测定时使用的探针电极的示意图。作为正极板的静电容量的测定用的探针电极，使用了厚20μm的铝制的探针电极，作为负极板的静电容量的测定用的探针电极使用了厚20μm的铜制的探针电极。
其后，将所述探针电极与所述测定用的电极板的层叠有电极合剂的部位(3cm×3cm的正方形的部分)重叠而制作出层叠体。将所得的层叠体用2片硅橡胶夹入，再从各个硅橡胶上用2片SUS板以0.7MPa的压力夹入而得到用于测定的层叠体。连接引线从用于测定的层叠体向外伸出，从该连接引线的接近电极板的一方，将LCR测试仪的电压端子与电流端子连接。
(4)正极合剂层的空隙率的测定
利用下述的方法测定出实施例1中所用的正极板所具备的正极合剂层的空隙率。实施例2～7、比较例1～3中所用的其他的正极板所具备的正极合剂层的空隙率也是利用相同的方法测定。
将在正极集电体(铝箔)的一面层叠有正极合剂(LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2/导电剂/PVDF(重量比92/5/3))的正极板以14.5cm2(4.5cm×3cm+1cm×1cm)的大小切出。切出的正极板的质量为0.215g，厚度为58μm。将所述正极集电体以相同尺寸切出，其结果是，其质量为0.078g，厚度为20μm。
算出正极合剂层密度ρ，为(0.215－0.078)/{(58-20)/10000×14.5}＝2.5g/cm3。
构成正极合剂的材料的真密度分别是，LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2为4.68g/cm3，导电剂为1.8g/cm3，PVDF为1.8g/cm3。
使用这些值基于下式算出的正极合剂层的空隙率ε为40％。
ε＝[1－{2.5×(92/100)/4.68+2.5×(5/100)/1.8+2.5×(3/100)/1.8}]＊100＝40％
(5)负极合剂层的空隙率的测定
使用下述的方法测定出实施例1的负极板所具备的负极合剂层的空隙率。实施例2～7、比较例1～3的其他负极板所具备的负极合剂层的空隙率也是利用相同的方法测定。
将在负极集电体(铜箔)的一面层叠有负极合剂(石墨/苯乙烯－1，3－丁二烯共聚物/羧甲基纤维素钠(重量比98/1/1))的负极板以18.5cm2(5cm×3.5cm+1cm×1cm)的大小切出。切出的负极板的质量为0.266g，厚度为48μm。将所述负极集电体以相同尺寸切出，其结果是，其质量为0.162g，厚度为10μm。
算出负极合剂层密度ρ，为(0.266－0.162)/{(48-10)/10000×18.5}＝1.49g/cm3。
构成负极合剂的材料的真密度分别是，石墨为2.2g/cm3，苯乙烯－1，3－丁二烯共聚物为1g/cm3，羧甲基纤维素钠为1.6g/cm3。
使用这些值基于下式算出的负极合剂层空隙率ε为31％。
ε＝[1－{1.49×(98/100)/2.2+1.49×(1/100)/1+1.49×(1/100)/1.6}]＊100＝31％
(6)非水电解液二次电池的电池特性
利用以下的工序(A)～工序(B)中所示的方法，测定出实施例、比较例中制造的非水电解液二次电池的初始高倍率特性测定时的充电容量特性。
(A)初始充放电试验
对使用了实施例1～7、比较例1～3中制造的非水电解液二次电池用间隔件的、没有经过充放电循环的新的非水电解液二次电池，以电压范围；2.7～4.1V、充电电流值0.2C的CC－CV充电(终止电流条件0.02C)、放电电流值0.2C的CC放电(以将基于1小时率的放电容量的额定容量用1小时放电的电流值作为1C，以下也相同)作为1个循环，在25℃实施了4个循环的初始充放电。
此处所谓CC－CV充电，是以设定好的一定的电流充电、到达给定的电压后、一边缩减电流一边维持电压的充电方法。另外所谓CC放电，是以设定好的一定的电流放电至给定的电压的方法，以下也相同。
(B)初始高倍率特性测定时的充电容量特性(单位：mAh)
对进行了所述初始充放电的非水电解液二次电池，实施充电电流值1C的CC－CV充电(终止电流条件0.02C)、依照放电电流值0.2C、1C、5C、10C的顺序的CC放电。对于各倍率，在55℃实施3个循环的充放电。此时，电压范围设为2.7V～4.2V。此时，测定10C放电倍率特性测定时的第3个循环的1C充电时的充电容量，作为高倍率特性测定时的充电容量。
[实施例1]
[非水电解液二次电池用间隔件的制造]
准备超高分子量聚乙烯粉末(HI-ZEX MILION 145M、三井化学株式会社制)18重量份、在结构中具有多个叔碳原子的石油树脂(软化点90℃的脂环族饱和烃树脂)2重量份。利用搅拌机将这些粉末破碎至粉末的粒径相同并混合，得到混合物1。
然后，将混合物1从定量加料器加入双轴混炼机中进行熔融混炼。此时，将即将投入液体石蜡前的双轴混炼机内部的温度设定为144℃，将液体石蜡80重量份用泵向双轴混炼机中侧向加料。需要说明的是，所谓“双轴混炼机内部的温度”，是指双轴混炼机的区段型的机筒内部的部分的温度。区段型的机筒是指能够以任意的长度连结的分区型的机筒。
其后，将熔融混炼了的混合物1经由齿轮泵从设定为210℃的T形模头中以片状挤出，制成片状的聚烯烃树脂组合物1。使所挤出的片状的聚烯烃树脂组合物1环抱在冷却辊上而冷却。冷却后，进行将片状的聚烯烃树脂组合物1沿MD方向以6.4倍拉伸后、沿TD方向以6.0倍拉伸的逐次拉伸，得到经过拉伸的聚烯烃树脂组合物2。
将经过拉伸的聚烯烃树脂组合物2用清洗液(庚烷)清洗后，在118℃的通风烘箱内静置1分钟，由此进行清洗后的片(片状的聚烯烃树脂组合物)的干燥、热固定，得到聚烯烃多孔膜。将所得的聚烯烃多孔膜设为非水电解液二次电池用间隔件1。
其后，利用上述的测定方法，测定出非水电解液二次电池用间隔件1的物性。非水电解液二次电池用间隔件1的膜厚为23μm，透气度为128sec/100mL。
[非水电解液二次电池的制作]
(正极板的制作)
使用了通过将LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2/导电剂/PVDF(重量比92/5/3)涂布于铝箔而制造的正极。对所述正极以使形成有正极活性物质层的部分的大小为45mm×30mm、并且在其外周以宽度13mm残留没有形成正极活性物质层的部分的方式，切取铝箔而制成正极板。将所述正极板设为正极板1。在正极板1中，正极活性物质层的厚度为58μm，密度为2.50g/cm3。
(负极的制作)
使用了通过将石墨/苯乙烯－1，3－丁二烯共聚物/羧甲基纤维素钠(重量比98/1/1)涂布于铜箔而制造的负极。对所述负极以使形成有负极活性物质层的部分的大小为50mm×35mm、并且在其外周以宽度13mm残留没有形成负极活性物质层的部分的方式，切取铜箔而制成负极板。将所述负极板设为负极板1。在负极板1中，负极活性物质层的厚度为49μm，密度为1.40g/cm3。
(非水电解液二次电池的组装)
使用正极板1、负极板1及非水电解液二次电池用间隔件1，利用以下所示的方法制造出非水电解液二次电池。
在复合膜软包内，依次层叠(配置)正极板1、非水电解液二次电池用间隔件1、以及负极板1，由此得到非水电解液二次电池用构件1。此时，以使正极板1的正极活性物质层的主面的全部包含于负极板1的负极活性物质层的主面的范围中(与主面重叠)的方式，配置正极板1及负极板1。
接下来，将非水电解液二次电池用构件1放入预先制作出的层叠铝层与热封层而成的袋中，再向该袋中加入非水电解液0.25mL。所述非水电解液是将LiPF6以使LiPF6的浓度为1mol/L的方式溶解于将碳酸亚乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯以3：5：2(体积比)的比例混合得到的混合溶剂中而制备。此后，在将袋内减压的同时，将该袋热封，由此制作出非水电解液二次电池1。
其后，进行了非水电解液二次电池1的初始高倍率特性测定时的充电容量特性的测定。将其结果表示于表1中。
[实施例2]
[非水电解液二次电池用间隔件的制造]
除了在100℃用9分钟进行使用清洗液(庚烷)清洗了的片的干燥、热固定以外，利用与实施例1相同的方法，得到聚烯烃多孔膜。将所得的聚烯烃多孔膜设为非水电解液二次电池用间隔件2。
其后，利用上述的测定方法，测定出非水电解液二次电池用间隔件2的物性。非水电解液二次电池用间隔件2的膜厚为20μm，透气度为105sec/100mL。
[非水电解液二次电池的制作]
除了作为非水电解液二次电池用间隔件，取代非水电解液二次电池用间隔件1而使用了非水电解液二次电池用间隔件2以外，与实施例1相同地制作出非水电解液二次电池。将所制作出的非水电解液二次电池设为非水电解液二次电池2。
其后，进行了非水电解液二次电池2的初始高倍率特性测定时的充电容量特性的测定。将其结果表示于表1中。
[实施例3]
[非水电解液二次电池用间隔件的制造]
除了在134℃用16分钟进行了使用清洗液(庚烷)清洗了的片的干燥、热固定以外，利用与实施例1相同的方法，得到聚烯烃多孔膜。将所得的聚烯烃多孔膜设为非水电解液二次电池用间隔件3。
其后，利用上述的测定方法，测定出非水电解液二次电池用间隔件3的物性。非水电解液二次电池用间隔件3的膜厚为12μm，透气度为124sec/100mL。
[非水电解液二次电池的制作]
除了作为非水电解液二次电池用间隔件，取代非水电解液二次电池用间隔件1而使用了非水电解液二次电池用间隔件3以外，与实施例1相同地制作出非水电解液二次电池。将所制作出的非水电解液二次电池设为非水电解液二次电池3。
其后，进行了非水电解液二次电池3的初始高倍率特性测定时的充电容量特性的测定。将其结果表示于表1中。
[实施例4]
[非水电解液二次电池的制作]
(正极板的制作)
对与正极板1相同的正极板的正极合剂层侧的表面使用永塚工业株式会社制研磨布片(型号TYPE AA GRIT No100)研磨3次，得到正极板。将所得的正极板设为正极板2。正极板2的正极合剂层的厚度为38μm，空隙率为40％。
(非水电解液二次电池的组装)
除了作为非水电解液二次电池用间隔件，取代非水电解液二次电池用间隔件1而使用了实施例2中得到的非水电解液二次电池用间隔件2，作为正极板，取代正极板1而使用了正极板2以外，与实施例1相同地制作出非水电解液二次电池。将所制作出的非水电解液二次电池设为非水电解液二次电池4。
其后，进行了非水电解液二次电池4的初始高倍率特性测定时的充电容量特性的测定。将其结果表示于表1中。
[实施例5]
[非水电解液二次电池的制作]
(正极板的制作)
对与正极板1相同的正极板的正极合剂层侧的表面使用永塚工业株式会社制研磨布片(型号TYPE AA GRIT No100)研磨5次，得到正极板。将所得的正极板设为正极板3。正极板3的正极合剂层的厚度为38μm，空隙率为40％。
(非水电解液二次电池的组装)
除了作为非水电解液二次电池用间隔件，取代非水电解液二次电池用间隔件1而使用了实施例2中得到的非水电解液二次电池用间隔件2，作为正极板，取代正极板1而使用了正极板3以外，与实施例1相同地制作出非水电解液二次电池。将所制作出的非水电解液二次电池设为非水电解液二次电池5。
其后，进行了非水电解液二次电池5的初始高倍率特性测定时的充电容量特性的测定。将其结果表示于表1中。
[实施例6]
[非水电解液二次电池的制作]
(负极板的制作)
对与负极板1相同的负极板的负极合剂层侧的表面使用永塚工业株式会社制研磨布片(型号TYPE AA GRIT No100)研磨3次，得到负极板。将所得的负极板设为负极板2。负极板2的负极合剂层的厚度为38μm，空隙率为31％。
(非水电解液二次电池的组装)
除了作为非水电解液二次电池用间隔件，取代非水电解液二次电池用间隔件1而使用了实施例2中得到的非水电解液二次电池用间隔件2，作为负极板，取代负极板1而使用了负极板2以外，与实施例1相同地制作出非水电解液二次电池。将所制作出的非水电解液二次电池设为非水电解液二次电池6。
其后，进行了非水电解液二次电池6的初始高倍率特性测定时的充电容量特性的测定。将其结果表示于表1中。
[实施例7]
[非水电解液二次电池的制作]
(负极板的制作)
对与负极板1相同的负极板的负极合剂层侧的表面使用永塚工业株式会社制研磨布片(型号TYPE AA GRIT No100)研磨7次，得到负极板。将所得的负极板设为负极板3。负极板3的负极合剂层的厚度为38μm，空隙率为31％。
(非水电解液二次电池的组装)
除了作为非水电解液二次电池用间隔件，取代非水电解液二次电池用间隔件1而使用了实施例2中得到的非水电解液二次电池用间隔件2，作为负极板，取代负极板1而使用了负极板3以外，与实施例1相同地制作出非水电解液二次电池。将所制作出的非水电解液二次电池设为非水电解液二次电池7。
其后，进行了非水电解液二次电池7的初始高倍率特性测定时的充电容量特性的测定。将其结果表示于表1中。
[比较例1]
[非水电解液二次电池用间隔件的制造]
除了将超高分子量聚乙烯粉末(HI-ZEX MILION 145M、三井化学株式会社制)设为20重量份，将石油树脂设为不添加，以及将即将向双轴混炼机中投入液体石蜡前的双轴混炼机内部的温度设定为134℃以外，利用与实施例1相同的方法得到聚烯烃多孔膜。将所得的聚烯烃多孔膜设为非水电解液二次电池用间隔件4。
其后，利用上述的测定方法，测定出非水电解液二次电池用间隔件4的物性。非水电解液二次电池用间隔件4的膜厚为24μm，透气度为160sec/100mL。
[非水电解液二次电池的制作]
除了作为非水电解液二次电池用间隔件，取代非水电解液二次电池用间隔件1而使用了非水电解液二次电池用间隔件4以外，与实施例1相同地制作出非水电解液二次电池。将所制作出的非水电解液二次电池设为非水电解液二次电池8。
其后，进行了非水电解液二次电池8的初始高倍率特性测定时的充电容量特性的测定。将其结果表示于表1中。
[比较例2]
[非水电解液二次电池的制作]
(正极板的制作)
对与正极板1相同的正极板的正极合剂层侧的表面使用永塚工业株式会社制研磨布片(型号TYPE AA GRIT No100)研磨10次，得到正极板。将所得的正极板设为正极板4。正极板4的正极合剂层的厚度为38μm，空隙率为40％。
(非水电解液二次电池的组装)
除了作为非水电解液二次电池用间隔件，取代非水电解液二次电池用间隔件1而使用了实施例2中得到的非水电解液二次电池用间隔件2，作为正极板，取代正极板1而使用了正极板4以外，利用与实施例1相同的方法，制作出非水电解液二次电池。将所得的非水电解液二次电池设为非水电解液二次电池9。
其后，进行了非水电解液二次电池9的初始高倍率特性测定时的充电容量特性的测定。将其结果表示于表1中。
[比较例3]
[非水电解液二次电池的制作]
(负极板的制作)
对与负极板1相同的负极板的负极合剂层侧的表面使用永塚工业株式会社制研磨布片(型号TYPE AA GRIT No100)研磨10次，得到负极板。将所得的负极板设为负极板4。负极板4的负极合剂层的厚度为38μm，空隙率为31％。
(非水电解液二次电池的组装)
除了作为非水电解液二次电池用间隔件，取代非水电解液二次电池用间隔件1而使用了实施例2中得到的非水电解液二次电池用间隔件2，作为负极板，取代负极板1而使用了负极板4以外，利用与实施例1相同的方法，制作出非水电解液二次电池。将所得的非水电解液二次电池设为非水电解液二次电池10。
其后，进行了非水电解液二次电池10的初始高倍率特性测定时的充电容量特性的测定。将其结果表示于表1中。
[结果]
[表1]
Figure BDA0001746032170000321
如表1中记载所示，实施例1～7中制造的非水电解液二次电池与比较例1～3中制造的非水电解液二次电池相比，初始高倍率特性测定时的充电容量特性优异。
因而可知，在非水电解液二次电池中，通过满足(i)非水电解液二次电池用间隔件的每单位膜厚的离子透过势垒能量为300J/mol/μm以上且900J/mol/μm以下、(ii)正极板的每900mm2测定面积的静电容量为1nF以上且1000nF以下、(iii)负极板的每900mm2测定面积的静电容量为4nF以上且8500nF以下这3个要件，可以提高该非水电解液二次电池的初始高倍率特性测定时的充电容量特性。
产业上的可利用性
本发明的一个实施方式的非水电解液二次电池由于初始高倍率特性测定时的充电容量特性优异，因此可以作为个人电脑、便携电话及便携信息终端等中所用的电池、以及车载用电池合适地利用。

Claims (5)

1.一种非水电解液二次电池，具备：
非水电解液二次电池用间隔件，其每单位膜厚的离子透过势垒能量为300J/mol/μm以上且900J/mol/μm以下；
正极板，其每900mm2测定面积的静电容量为1nF以上且1000nF以下；以及
负极板，其每900mm2测定面积的静电容量为4nF以上且8500nF以下。
2.根据权利要求1所述的非水电解液二次电池，其中，
所述正极板包含过渡金属氧化物。
3.根据权利要求1或2所述的非水电解液二次电池，其中，
所述负极板包含石墨。
4.根据权利要求1所述的非水电解液二次电池，其中，
所述非水电解液二次电池用间隔件是具备包含50体积％以上的聚烯烃系树脂的聚烯烃多孔膜、和层叠于所述聚烯烃多孔膜的一面或两面的绝缘性多孔层的层叠体。
5.根据权利要求4所述的非水电解液二次电池，其中，
所述绝缘性多孔层包含芳族聚酰胺树脂。
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