CN1677715A - 隔板以及使用该隔板的非水电解质电池 - Google Patents

隔板以及使用该隔板的非水电解质电池 Download PDF

Info

Publication number
CN1677715A
CN1677715A CNA2005100625600A CN200510062560A CN1677715A CN 1677715 A CN1677715 A CN 1677715A CN A2005100625600 A CNA2005100625600 A CN A2005100625600A CN 200510062560 A CN200510062560 A CN 200510062560A CN 1677715 A CN1677715 A CN 1677715A
Authority
CN
China
Prior art keywords
dividing plate
battery
thickness
heat
nonaqueous electrolyte
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2005100625600A
Other languages
English (en)
Inventor
井町直希
吉村精司
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Publication of CN1677715A publication Critical patent/CN1677715A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/131—Electrodes based on mixed oxides or hydroxides, or on mixtures of oxides or hydroxides, e.g. LiCoOx
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/133—Electrodes based on carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/52—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
    • H01M4/525—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron of mixed oxides or hydroxides containing iron, cobalt or nickel for inserting or intercalating light metals, e.g. LiNiO2, LiCoO2 or LiCoOxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
    • H01M4/583—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • H01M4/587—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx for inserting or intercalating light metals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411—Organic material
    • H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411—Organic material
    • H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
    • H01M50/417—Polyolefins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411—Organic material
    • H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
    • H01M50/423—Polyamide resins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/449—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/449—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure
    • H01M50/457—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure comprising three or more layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/46—Separators, membranes or diaphragms characterised by their combination with electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/463—Separators, membranes or diaphragms characterised by their shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/489—Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/489—Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
    • H01M50/491—Porosity
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Cell Separators (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本发明提供一种隔板，是在夹隔安装于正极和负极之间的状态下被非水电解质浸渍的隔板，其特征是：所述隔板具有对多个微细多孔膜进行叠层的结构，且至少一个微细多孔膜构成由聚烯烃系材料形成的增强膜，同时，剩余的微细多孔膜当中的至少一个微细多孔膜构成由熔点200℃以上的材料形成的耐热膜，而且，以使所述隔板的厚度(μm)和隔板的孔隙率(％)相乘的值成为792μm·％以上的方式进行限制。由此，本发明能够提供在满足绝缘功能、电解质保持功能、以及关闭功能的同时实现薄型化的隔板以及使用该隔板的非水电解质电池。

Description

隔板以及使用该隔板的非水电解质电池
技术领域
本发明涉及锂离子电池或者聚合物电池等非水电解质电池的改进，尤其涉及耐热性优良且在高能密度电池中也能引出优良的循环性能的隔板。
背景技术
近年来，随着携带电话、个人电脑、PDA等移动信息终端的小型轻量化的急速发展，作为其驱动电源的电池也被要求具有更高的容量。对于伴随着充放电并通过使锂离子在正、负极间移动而进行充放电的非水电解质电池，具有高的能量密度，且具有高容量，因此广泛应用于上述移动信息终端的驱动电源。
在这里，伴随着由上述移动信息终端的多功能化带来的消耗电力的增加，进一步要求具有更高能量密度的非水电解质电池，但是作为电池构成要素中的发电要素的材料(正负两极的活性物质材料)本身的原有的能量几乎达到临界区域。从而，已要求开发新型的发电要素，例如作为正极活性物质，代替目前使用的钴酸锂的高能量新材料的开发缓慢，所以从这点来看，很难突破目前现状。其结果，为达到电池的高容量化，必须对电池构成要素进行薄型轻量化或者高填充化，尤其是对不直接参与发电的的电池壳、隔板、集电体(正极：Al箔，负极：Cu箔)的薄型化的要求很高。但是，对于不直接参与发电的部件，直接/间接地带给电池特性的影响也很大，必须在考虑与电池特性的平衡的同时，推进其薄型化。
接着，在不直接参与发电的电池构成要素中，考虑很难进行薄型轻量化的隔板的动向。
首先，作为隔板所必备的功能，需要以下功能，即：即使在包括隔板的发电要素的卷绕时施加张力也防止隔板的破裂、同时即使电池被加热到某种程度也抑制隔板收缩、从而对正负极进行确切绝缘的绝缘功能；保持非水电解质的电解质保持功能；以及，在120～140℃程度下阻塞微细多孔阻断电流的关闭功能(作为保险丝的功能)等。因此以烯烃系材料(考虑关闭功能，通常使用低熔点聚乙烯)为主体进行开发。
对由该烯烃系材料构成的隔板进行薄型化本身很容易，但如果单单进行薄型化，则会出现以热收缩为代表的耐久性的降低、或者施加张力时的隔板的断裂等造成绝缘功能不充分，或者损害关闭功能，另一方面，如果过分重视强度而使隔板的孔隙率降低，则电解质保持功能变得不充分，以循环特性为代表的电池特性的降低等。
因此，已提出了包含由纤维等构成的多孔基材、和对该基材进行覆盖等的对氨基聚合物的隔板(参照下述专利文献1)。
专利文献：特开平10-324758号公报
然而，在上述的以往发明中，由于在基材中使用纤维和/或纸浆，因此在该状态下无法赋予关闭功能。从而，为了向具有这种结构的隔板赋予关闭功能，尤其有必要如本发明之二所示另外添加/混合热塑性聚合物。但是在该构造中，关闭应答性在热塑性聚合物的量上具有依赖性，而且当对隔板进行薄膜化时，由于耐热物质的量必然会减少，造成很难确保期望的耐热性。在实施例中记载了具有相当大厚度的隔板，也是出于如上所述的理由。由此，以往的隔板具有无法在满足绝缘功能、电解质保持功能、以及关闭功能的同时实现薄型化的问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种能够在满足绝缘功能、电解质保持功能、以及关闭功能的同时实现薄型化的隔板、以及使用该隔板的非水电解质电池。
为达到上述目的，本发明之一是提供一种隔板，是在被夹隔安装于正极和负极之间的状态下被非水电解质浸渍的隔板，其特征是：所述隔板具有对多个微细多孔膜进行叠层的结构，且至少一个微细多孔膜构成由聚烯烃系材料形成的增强膜，同时，剩余的微细多孔膜当中的至少一个微细多孔膜构成由熔点200℃以上的材料形成的耐热膜，而且，对其进行限制以使所述隔板的厚度(μm)和隔板的孔隙率(％)相乘的值成为792μm·％。
如上述的结构那样，如果隔板具有由烯烃系材料形成的增强膜和由熔点200℃以上的材料形成的耐热膜，则可以相互弥补耐热性差的增强膜和强度低的耐热膜的各自的缺点。
即，由于具有热稳定优良的耐热膜，因此可以抑制隔板进行热收缩。由此，在对以往的由聚烯烃单独膜形成的隔板进行薄型化的时候，考虑到耐热性而不得不降低孔隙率，但通过上述结构的隔板能确保耐热性，因此可不必大幅降低由烯烃系的材料构成的增强膜的孔隙率。而且，由于具有由抗拉强度等机械性强度大的聚烯烃系材料构成增强膜，因此可以抑制在隔板的卷绕时等隔板断裂等情况的发生。由此，可以将耐热膜的孔隙率设定得很高。由此，可以在完成隔板的薄型化的同时，较高保持作为隔板整体的孔隙率(保液性)，因此可以提高电池的循环寿命。
如上所述，在本发明中，可以在满足绝缘功能、以及电解质保持功能的同时，实现隔板的薄型化。
而且，由聚烯烃系材料构成的增强膜自身可以出现关闭功能，因此没必要像以往技术那样另外添加/混合热塑性聚合物，由隔板自身即能满足关闭功能，同时还能实现隔板的薄型化。另外，在使用聚烯烃系材料的情况下，由于能够采用已确立的聚烯烃系微细多孔膜的经验技术，因此在能够充分确保电池性能这一点上发挥优越性。
在这里，以使隔板的厚度(μm)和隔板的孔隙率(％)相乘的值成为792μm·％以上的方式进行限制，这是因为，当该值不到792μm·％时，无法满足目前要求的500次循环的充放电。
另外，将耐热膜的熔点规定在200℃以上是出于以下理由。即，例如在作为增强膜使用聚乙烯的情况下，聚乙烯在120～140℃下熔化，而这是在电池极端平稳地升温的状态下的物质固有的值。但是，当电池出现异常状况时，常常在过量充电、热量的同时伴随着温度上升，在这种状况下，聚乙烯具有的关闭应答性变得非常迟钝。在本发明者等进行的试验中，能够确认以2℃/分钟的升温速度且在材料固有的120～140℃下关闭，但能够确认当升温速度变为20℃/分钟时，如果温度没有达到160℃以上，则没有应答(没发生关闭)。根据该结果，在更高的升温速度下，即使在160～170℃附近也要求耐热膜具有充分的热稳定性，因此限制耐热膜的熔点为200℃以上。
如本发明之一所述的隔板，本发明之二的特征是：将所述耐热膜的厚度限制为3μm以上且不到10μm。
进行这样的限制的理由如下，当耐热膜的厚度不到3μm时，有时无法完全抑制隔板的热收缩；另一方面，当耐热膜的厚度为10μm以上时，由于耐热膜和增强膜的材料的伸缩性差，在延展性差的耐热膜上产生卷曲等问题。
如本发明之一或者二所述的隔板，本发明之三的特征是：将隔板的厚度限制为12μm以上。
进行该控制的理由如下，当隔板的厚度不到12μm时，由于保液性不到792μm·％，因此可能会降低循环特性。
如本发明之三所述的隔板，本发明之四的特征是：将隔板的厚度限制为18μm以下。
进行该控制的理由如下，如果隔板的厚度超过18μm，即使是一直以来使用的聚乙烯隔板也能够确保充分的保液性，因此无法实现作为本发明主要目的的薄型化。但是，通过本发明而完成的隔板的保液性是以直到进行500循环也产生液体枯竭为目标，所以当要求直到上述以上的充放电次数也不产生液体枯竭时，则有必要将隔板的厚度设定为18μm以上。
如本发明之一～四中任何一项发明所述的隔板，本发明之五的特征是：所述耐热膜的材质是聚酰胺或者聚酰亚胺。
作这样的限定是因为聚酰胺等的熔点在200℃以上，从而能够充分发挥本发明的作用效果。
如本发明之五所述的隔板，本发明之六的特征是：所述聚酰胺是对位取向性芳香族聚酰胺。
作这样的限定是因为，对位取向性芳香族聚酰胺即使在聚酰胺当中，具有直到200℃也几乎没有强度劣化且耐热性特别优良的倾向。另外，通常对位取向性芳香族聚酰胺被认为具有自我灭火作用，因此针对电池万一燃烧的情况，还具有赋予阻燃性效果的优点。
如本发明之一～六中任何一项发明所述的隔板，本发明之七的特征是：所述增强膜的材质是聚乙烯。
作这样的限定是因为聚乙烯的熔点为120～140℃，较低，在低温下能够堵塞隔板的孔，因此可以更安全地发挥关闭功能。
如本发明之一～七中任何一项发明所述的隔板，本发明之八的特征是：所述隔板构成为3层结构，且在3片增强膜之间配置1片耐热膜。
采用这样的结构的理由如下，即，由于耐热膜在材料性质上摩擦大，因此在卷取电极时，会有发电要素很难从中心销脱离的问题。因此，如果在2片增强膜之间配置1片耐热膜从而用增强膜夹持耐热膜，则可以消除这样的问题，因此仅能够提高电池的生产率，同时如果用增强膜夹持耐热膜，则还能降低卷曲等产生的危险性。
另外，为了达到上述目的，本发明之九提供一种非水电解质电池，其包括具有正极活性物质的正极、具有负极活性物质的负极、以及夹隔安装在该两极之间的隔板，其特征是：所述隔板具有对多个微细多孔膜进行叠层的结构，且至少一个微细多孔膜构成由聚烯烃系材料形成的增强膜，同时剩余的微细多孔膜当中的至少一个微细多孔膜构成由熔点200℃以上的材料形成的耐热膜，而且，以使所述隔板的厚度(μm)和隔板的孔隙率(％)相乘的值成为792μm·％以上的方式进行限制。
通过采用上述结构，可以发挥与本发明之一相同的作用效果。
如本发明之九所述的非水电解质电池，本发明之十的特征是：将所述耐热膜的厚度限制在3μm以上且不到10μm。
通过采用上述结构，可以发挥与本发明之二相同的作用效果。
如本发明之九或者十所述的非水电解质电池，本发明之十一的特征是：将所述隔板的厚度限制在12μm以上。
通过采用上述结构，可以发挥与本发明之三相同的作用效果。
如本发明之十一所述的非水电解质电池，本发明之十二的特征是：将所述隔板的厚度限制在18μm以下。
通过采用上述结构，可以发挥与本发明之四相同的作用效果。
如本发明之九～十二中任何发明所述的非水电解质电池，本发明之十三的特征是：所述耐热膜的材质是聚酰胺或者聚酰亚胺。
通过采用上述结构，可以发挥与本发明之五相同的作用效果。
如本发明之十三所述的非水电解质电池，本发明之十四的特征是：所述聚酰胺是对位取向性芳香族聚酰胺。
通过采用上述结构，可以发挥与本发明之六相同的作用效果。
如本发明之九～十四中任何一项发明所述的非水电解质电池，本发明之十五的特征是：所述增强膜的材质是聚乙烯。
通过采用上述结构，可以发挥与本发明之七相同的作用效果。
如本发明之九～十五中任何发明所述的非水电解质电池，本发明之十六的特征是：所述隔板构成3层结构，且在2片所述增强膜之间配置有1片所述耐热膜。
通过采用上述结构，可以发挥与本发明之八相同的作用效果。
如本发明之九～十六中任何发明所述的非水电解质电池，本发明之十七的特征是：所述正极活性物质含有钴酸锂或者锂镍复合氧化物，且所述负极活性物质含有碳材料。
作这样的限定是出于以下理由，当作为正极活性物质含有钴酸锂或者锂镍复合氧化物且作为负极活性物质含有碳材料时，特别是在反复进行充放电循环时容易产生干透现象的倾向显著，因此可以更有效地发挥本发明的作用效果。
根据本发明，能够发挥以下优良效果，即，在满足隔板所必要的绝缘功能、电解质保持功能、以及关闭功能的同时，还能够实现隔板的薄型化。
附图说明
图1是表示预实验电池P6、P7、P11的循环特性的图。
图2是表示在作为隔板使用聚乙烯单独膜的情况下的、孔隙率和隔板厚度之间的关系的图。
图3是表示在作为隔板使用聚乙烯膜和聚酰胺膜的双层结构的情况下的、孔隙率和隔板厚度之间的关系的图。
具体实施方式
下面，进一步详细说明本发明，但本发明并不被以下最佳实施方式所限定，而可以在不变更其主旨的范围内进行各种适当的变更。
[正极的制作]
首先，将作为正极活性物质的钴酸锂和作为碳导电剂的SP300以及乙炔黑以92∶3∶2的质量比混合，制作了正极合剂粉末。接着，将该粉末填充至混合装置(例如，ホソカワミクロン制的机械熔合装置(AM-15F))内200g之后，以转速1500rpm使混合装置工作10分钟，从而一边起压缩、冲击、剪断作用的同时一边进行混合，制作了混合正极活性物质。然后，以该混合正极活性物质和氟系树脂粘接剂(PVDF)的质量比成为97∶3的方式将两者在NMP溶剂中混合，制作成正极浆料，接着，在作为正极集电体的铝铂的两面涂敷正极浆料，再进行干燥、轧制，从而制作正极。
其中，为了在后述的实施例的试验中明确对电池进行高容量化时的影响，规定正极浆料的涂敷量在两面为546mg/10cm2(不包括正极集电体的重量)，且将填充密度规定为3.57g/cc。
[负极的制作]
将碳材料(碳黑)和CMC(羧甲基纤维素钠)和SBR(苯乙烯丁二烯橡胶)以98∶1∶1的质量比在水溶液中混合，制作了负极浆料，然后在作为负极集电体的铜箔的两面涂敷负极浆料，再进行干燥、轧制，从而制作负极。
其中，为了在后述的实施例的试验中明确对电池进行高容量化时的影响，规定负极浆料的涂敷量在两面为240mg/10cm2(不包括负极集电体的重量)，且将填充密度规定为1.70g/cc。
在这里，上述正极浆料和负极浆料的涂敷量被认为是防止正负极的弯曲性或者包含正负极的发电要素的碎卷时的电极裂纹等同时能够涂敷的界限值。
[非水电解质的调制]
向以3∶7的体积比对碳酸乙烯酯(EC)和碳酸二乙酯(DEC)进行混合的溶剂中，主要将LiPF6以1.0摩尔/L的比例溶解而调制。
[隔板的制作]
首先，将聚酰胺溶解于作为水溶性溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)溶液中，并使作为非水溶性耐热材料的聚酰胺的比例为1摩尔/L的方式，然后，在成为基材的聚乙烯(PE)膜的一方的面上，涂敷上述溶剂并使其成为规定厚度。接着，将涂敷后的聚乙烯膜浸渍在水中，去除水溶性的NMP溶剂，同时进行非水溶性的聚酰胺的析出/凝固。由此，在聚乙烯膜的一方的面上形成被微细多孔化了的聚酰胺膜。之后，通过在聚乙烯的熔点以下的温度(具体是80℃)下进行干燥而去除水分，获得由作为目标的叠层微细多孔膜构成的隔板。
[电池的组装]
在正负极上分别安装引线端子，并按压借助隔板卷取为涡旋状的部件，从而制作压碎成扁平状的发电要素之后，在作为电池外装体的铝层压薄膜的收容空间内填装发电要素，然后向该空间内注入非水电解质液之后，对铝层压薄膜相互间进行熔敷并密封，从而制作电池。
其中，由上述正负极的活性物质的涂敷量计算出的电池的设计容量是880mAh。
[其他事项]
(1)在上述实施例中，隔板采用了增强膜(聚乙烯膜)合耐热膜(聚酰胺膜)的双层结构，但由于耐热膜在其材料性质上摩擦大，因此在卷取电极时，会有发电要素很难从中心销脱离的问题。但是，如上述实施例那样，即使是双层膜的时候只要将外周面设定为耐热膜则没有问题，但为了确保稳定的生产率，且为了降低卷曲等产生的危险性，优选将隔板设置为增强膜/耐热膜/增强膜的三层结构。
(2)在上述实施例中，作为耐热膜的材料使用了对位取向性芳香族聚酰胺，但并不限定于此，也可以采用其他的聚酰胺、聚酰亚胺、或者具有这些骨架的材料。这是因为，这些物质的熔点都高于200℃，且可以较高设定孔隙率至约80％左右。
(3)作为水溶性溶剂，不限定于N-甲基-2-吡咯烷酮，还可以使用N，N-二甲替甲酰胺、N，N-二甲替乙酰胺等。其中，微细多孔膜的数目和大小可以由水溶性溶剂中的耐热材料的浓度进行调整。
(4)作为正极合剂的混合方法，并不限定于所述的机械熔合法，即可以采用边以到会方式磨碎边进行干式混合的方法、或者通过湿式直接在浆料中混合/分散的方法等。
(5)作为正极活性物质，并不限定于所述钴酸锂，还可以使用以镍酸锂为代表的锂镍复合氧化物、以尖晶石型锰酸锂为代表的锂锰复合氧化物、或者橄榄石型磷酸化合物等。
(6)作为负极活性物质，并不限定于上述碳黑，只要是能插入脱离锂离子的材料，可采用各个种类，例如可采用石墨、焦炭、氧化锡、金属锂、硅、以及它们的混合物等。
(7)作为电解液的锂盐，并不限定于上述LiPF6，还可以采用LiBF4、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2C2F5)2、LiPF6-x(CnF2n+1)x(其中，1＜x＜6、n＝1或者2)，或者，也能够混合它们两种以上使用。对锂盐的浓度没有特别限定，但优选限制在每1升电解液1L含有0.8～1.5摩尔。另外，作为电解液的溶剂，并不限定于上述碳酸乙烯酯(EC)或者碳酸二乙酯(DEC)，优选使用碳酸丙烯酯(PC)、γ-丁内酯(GBL)、甲基碳酸乙酯(EMC)、碳酸二甲酯(DMC)等碳酸酯系溶剂，更优选环状碳酸酯和链状碳酸酯的组合。
(8)本发明并不限定于液体系统的电池，还可以适用于凝胶系的聚合物电池。作为此时的聚合物材料，可以例示：聚酯系固体高分子、聚碳酸酯系固体高分子、聚丙烯腈系固体高分子、氧杂环丁烷系聚合物、环氧系聚合物、以及由它们两种以上构成的共聚物或者交联的高分子或者PVDF，还可以使用对这些聚合物材料和锂盐和电解质进行组合成为凝胶状的固体电解质。
(实施例)
[预实验]
(预实验电池1～16)
作为隔板使用聚乙烯单独膜，同时如表1～表3所示，除了使隔板的厚度和孔隙率发生变化之外，与上述最佳实施方式相同地制作了电池。
由此获得的电池，以下分别称为预实验电池P1～P16。
其中，隔板的孔隙率按以下方式测定。而该测定方法，在以后的实验中都是相同的。
[隔板的孔隙率的测定]
切取在隔板中使用的薄膜，并切成一边长度为10cm的正方形形状，测定了质量(Wg)和厚度(Dcm)。通过计算算出样品中的材质的质量，用实质比重去除各个材质的质量[Wi(i＝1～n)]，假定各个材质的体积，再由下述数式1求出了孔隙率(体积％)。
[数式1]
孔隙率(％)＝100-{(W1/实质比重1)+(W2/实质比重2)+…+(Wn/实质比重n)}×100/(100*D)
(实验1)
在实验1中，对隔板物性(保液性)和循环寿命之间的关系进行研究。具体地说，在下述充放电条件(温度：25℃)下将上述预实验电池P1～P16充放电500次，并对各电池的循环寿命(是否出现电解液枯竭以及由电解液枯竭而产生循环劣化的大致的循环数)进行研究，其结果如表1～表3所示。其中，对预实验电池P6、P7、P11，研究其循环数和放电容量之间的关系，其结果如图1所示。
[充放电条件]
充电条件
以1C(850mA)的电流，进行恒电流充电至4.2V，并在4.2V的恒压下充电直至电流为C/20(42.5mA)的条件。
放电试验
以1C(850mA)的电流，进行恒电流放电至2.75V的条件。
停止
充电和放电的间隔为10分钟。
表1
  预实验电池P1   预实验电池P2   预实验电池P3   预实验电池P4   预实验电池P5   预实验电池P6
隔板厚度(μm)   5   5   8   8   12   12
孔隙率(％)   30   42   33   45   36   50
保液性(μm·％)   150   210   264   360   432   600
是否有液体枯竭   有   有   有   有   有   有
备考   30   40   50   80   90   180
备考栏中的数值是指由电解液枯竭造成循环劣化产生的其大致循环经过数量
表2
  预实验电池P7   预实验电池P8   预实验电池P9   预实验电池P10   预实验电池P11   预实验电池P12
隔板厚度(μm)   18   18   18   18   18   18
孔隙率(％)   30   35   40   43   44   50
保液性(μm·％)   540   630   720   774   792   900
是否有液体枯竭   有   有   有   有   无   无
备考   140   160   340   420   -   -
备考栏中的数值是指由电解液枯竭造成循环劣化产生的其大致循环经过数量
表3
预实验电池P13 预实验电池P14 预实验电池P15 预实验电池P16
隔板厚度(μm)     20     20     25     25
孔隙率(％)     40     48     36     55
保液性(μm·％)     800     960     900     1375
是否有液体枯竭     无     无     无     无
备考     -     -     -     -
备考栏中的数值是指由电解液枯竭造成循环劣化产生的其大致循环经过数量
从表1～表3中可以清楚地看到，既有循环寿命为500次以上的电池，也有不是这样的电池。本发明者等对其原因进行了调查，其结果发现，这种差距的起因是隔板中的电解液的量。其中，隔板中的电解液量可以大致用隔板厚度(μm)×孔隙率(％)＝保液性来代替。
在这里，对通过隔板中的电解液的量为何使循环寿命不同的问题进行了考虑。锂离子电池用材料多是通过锂离子的插入脱离而反复进行膨胀和伸缩的材料，且一并进行电解液的吸收和放出。此时，由于作为副反应，还会同时引起消耗(分解)电解液的反应，因此在循环试验后期就会引起电解液的不足。因此，如同图1中的预实验电池P6、P7那样产生电解液的干枯(以下记录为干透)，常常会看到电池容量急剧降低的现象。如果增高隔板的孔隙率，则不会看到这种现象，但是作为在隔板中所要求的特性，不仅需要只保持电解液为规定量的功能，还需要抑制电池处于高温状态时的热收缩并防止发电要素卷绕时的断裂的功能等。为了满足这些功能，有必要干脆降低孔隙率。由此，在提高由聚乙烯构成的隔板的孔隙率的方面存在界限，特别对于薄型隔板是极为困难的。
本发明者等进行各种研究的结果，从上述表1～表3中可知，为了在不引起电解液的干透的情况下满足循环特性，有必要将隔板的保液性设定为约792μm·％以上。这相当于使用厚度18μm、孔隙率44％的聚乙烯制隔板的情况。在这以下的区域，随着保液量的增加，尽管直到干透为止的循环数右延长的倾向，但没有明确的比例关系。至少确认了在使用保液性为792μm·％以上的隔板的情况下，不产生干透现象。
其中，循环经过时的干透现象还依赖于电极的涂敷量，但如上所述，如果考虑到弯曲性和碎卷时的电极裂纹等问题，估计此次试制时的电极涂敷量大致是界限。从而，认为如果此次试制的电池不产生干透现象，则其他样式的电池也能在所要求的500循环以内的范围内不产生干透现象。
另外，要求隔板的保液性为792μm·％以上，不是聚乙烯制隔板特有的值，对其他隔板(后述的复合隔板)也适用。
(实验2)
对用于弄清被设定为UL规格的电池的热试验的条件进行研究。具体地说，通过如下所示的的隔板的热收缩性的测定，在120℃下保持10分钟之后的隔板的热收缩性最好在20％以下。
(隔板的热收缩性的测定)
用滑动玻璃夹持隔板片(5cm×2cm)，将两端用夹子固定，在各设定温度下保持10分钟之后算出了面积收缩率。
其结果，在隔板的厚度超过18μm的情况下，通过厚度的影响能够确保耐热收缩性为必要强度量(相当于下述热试验)，因此在单独由聚乙烯构成隔板的情况下，可以比较自由地设定孔隙率，但是在减小厚度的情况下，为维持耐热性能而无法增大孔隙率。因此，用薄型隔板增大孔隙率，同时保持耐热性，这通过单独由聚乙烯构成的隔板很难实现。另外，关于热收缩的抑制，还可以考虑用聚合物材料确保电极和隔板之间的密合性的方法，但即使采用该方法，通过聚乙烯制的隔板使孔隙率达到70～90％也是极端困难的。需要确保能承受卷取等的强度，所以，一般认为目前现状是，单独由聚乙烯构成的隔板的孔隙率界限为60％左右是界限。
(实验1和实验2的总结)
对实验1和实验2进行总结的结果表示在图2中。根据对在各厚度下变动孔隙率的样品进行评价的结果，结合能确保上述耐热性的上限值，获得了厚度和孔隙率的相关(实线A)。另外，对能够确保成为电解液的干透的目标的隔板的保液性792μm·％的、各厚度下的必要孔隙率，进行了计算(实线B)。其中，在图2中，为确保隔板的耐热性，必须设定为实线A下方的孔隙率，且为确保隔板的保液性，必须设定为实线B上方的孔隙率。
从图2中可以清楚地看到，在18μm以下(点a的左侧)区域，为确保耐热性，不得不降低孔隙率。另一方面，为满足保液性，在16μm厚度下需要孔隙率约为50％、在12μm厚度下需要孔隙率约为66％、且在10μm厚度下需要孔隙率约为79％。其结果可知，在18μm以下(点a的左侧)区域无法制作满足两者的聚乙烯制的隔板。
另外，还可以通过使用聚丙烯(PP：熔点160～180℃左右)等热稳定性高的材料而提高耐热性，但是为确保作为隔板所必要的关闭功能，需要含有某一程度的一定量的聚乙烯材料，而且，即使使用其他烯烃系材料，不仅无法赋予大的耐热性，而且很难提高孔隙率。因此，如果不使用以聚乙烯为主体的耐热性高的混合型材料，则很难制作厚度在18μm以下且孔隙率高的隔板。
                       [第一实施例]
(实施例1～5)
使作为增强膜的聚乙烯(PE)膜的厚度为4μm，使作为耐热膜的对位取向性芳香族聚酰胺(PA)膜的厚度发生变化，除此之外，与上述最佳实施方式相同地制作电池。其中，使作为增强膜的聚乙烯膜的厚度为4μm，这是因为即使使用增强膜也要研究是否可以用耐热膜进行增补，而且，为了最大限度地确保保液性，关于耐热膜的孔隙率，使用了在由本发明者等进行最佳化的过程中作为最大值的80％的方式进行调整的部件。
将由此制作的电池在以下分别称为本发明电池A1～A5。
(比较例1～3)
作为隔板使用聚乙烯单独膜，同时如表5所示，使隔板厚度和孔隙率发生变化，除此之外，与上述实施例1～5相同地制作电池。
对于由此制作的电池，在以下分别称为比较电池X1～X3。
(实验)
对本发明电池A1～A5和比较电池X1～X3的热收缩率进行研究，其结果表示于表4和表5中。其中，对于实验条件，除了改变温度之外，采用了与所述预实验2的条件相同的条件。
表4
  本发明电池A1   本发明电池A2   本发明电池A3   本发明电池A4   本发明电池A5
隔板的材质   PE/PA   PE/PA   PE/PA   PE/PA   PE/PA
隔板的厚度(μm)   4/1 4/3 4/5 4/10 4/15
孔隙率(％)   40   52   58   66   70
面积收缩率(％)   120℃   20.5   0.1   0.0   0.0   0.0
  130℃   25.1   0.1   0.0   0.0   0.0
  140℃   27.3   0.2   0.0   0.0   0.0
  150℃   29.4   0.2   0.0   0.0   0.0
是否有卷曲、裂纹   无   无   无   卷曲小   有裂纹
表5
  比较例X1   比较例X2   比较例X3
隔板的材质     PE     PE     PE
隔板的厚度(μm)     4     10     20
孔隙率(％)     31     37     48
面积收缩率(％)   120℃     25.6     20.0     17.0
  130℃     34.2     32.4     31.2
  140℃     34.8     32.9     32.5
  150℃     35.4     33.3     33.4
是否有卷曲、裂纹     无     无     无
从表4和表5中可以清楚地看到，具备耐热膜(对位取向性芳香族聚酰胺膜)的本发明电池A1～A5，与不存在耐热膜的比较电池X1～X3相比，前者能够抑制隔板的热收缩，特别是耐热膜厚度为3μm以上的本发明电池A2～A5，几乎可以完全抑制隔板的热收缩。但是，对于耐热膜的厚度为10μm以上的本发明电池A4、A5，由于耐热膜和增强膜的材料的伸缩性的差，在延展性低的耐热膜上有产生卷曲或者产生裂纹的倾向。另外，对于耐热膜的厚度不足3μm的本发明电池A1来说，只能某种程度地抑制隔板的热收缩。
由此可知，加进几乎完全抑制热收缩、以及卷取生产率或者裂纹等强度问题，耐热膜的厚度最好限制在3μm以上且不到10μm。
                    [第二实施例]
由于聚酰胺和聚酰亚胺不仅在耐热性方面优秀，而且还可以将聚乙烯用于基材以增补延展性等强度方面，因此可以较高设定孔隙率至最大80％左右，从这一点来看，作为本发明的耐热膜的材料，是很出色的。因此，制作所述的电池，对循环特性和是否有隔板的卷曲进行调查。
(实施例1～10)
通过改变隔板的厚度和孔隙率而改变保液性，同时对聚乙烯(PE)膜的厚度和聚酰胺(PA)膜的厚度进行改变，除此之外，与所述最佳实施方式相同地制作电池。
对于由此制作的电池，在以下分别称为本发明电池B1～B10。
在这里，使聚酰胺膜的孔隙率成为接近作为界限值的80％的状态，另一方面，考虑机械强度(拉伸性)，将聚乙烯膜的孔隙率调整为接近于作为大致界限值的60％的状态。这样将聚乙烯膜的孔隙率限制在60％的具体理由如下。
即，由于在卷取发电要素时对隔板施加张力，因此需要某一定程度的抗拉强度。此时，对于孔隙率高的情况，容易断裂，因此在生产方面产生问题。另外，当厚度在4μm以下的情况下，无法维持微细多孔化时的强度。因此，在此次试验中，将厚度4μm的聚乙烯膜用作基材，另一方面，将聚乙烯膜的孔隙率限制在60％以下。其中，确认进行如此限制的聚乙烯膜在生产电池时不发生断裂。
(比较例1～6)
通过改变隔板的厚度和孔隙率来改变保液性，同时，对聚乙烯膜的厚度和聚酰胺膜的厚度进行改变，除此之外，与所述实施例1～10相同地制作电池。
对于由此制作的电池，以下分别称为比较电池Y1～Y6。
(实验)
对上述本发明电池B1～B10以及比较电池Y1～Y6进行充放电循环试验，对各电池的循环寿命(是否出现电解液枯竭的情况以及由电解液枯竭而产生循环劣化的大致的其循环数)和隔板是否出现卷曲，进行了研究，其结果表示在表6～8中。另外，充放电条件与所述预实验的实验1的条件相同。
表6
  本发明电池B1   本发明电池B2   本发明电池B3   本发明电池B4     本发明电池B5   本发明电池B6
隔板厚度(μm)   12   12   12   12     12   14
孔隙率(％)   73   70   70   68     66   65
保液性(μm·％)   876   840   840   816     792   910
PE膜厚度(μm)   4   5   6   7     8   10
PA膜厚度(μm)   8   7   6   5     4   4
是否有液体枯竭   无   无   无   无     无   无
是否有卷曲、裂纹   有   有   有   无     无   无
备考   -   -   -   -     -   -
备考栏中的数值是指由电解液枯竭造成循环劣化产生的其大致循环经过数量
表7
 本发明电池B7  本发明电池B8  本发明电池B9  本发明电池B10
隔板厚度(μm)     16     18     18     20
孔隙率(％)     66     66     70     58
保液性(μm·％)     1056     1188     1260     1160
PE膜厚度(μm)     11     12     9     14
PA膜厚度(μm)     5     6     9     6
是否有液体枯竭     无     无     无     无
是否有卷曲、裂纹     无     无     无     无
备考     -     -     -     -
备考栏中的数值是指由电解液枯竭造成循环劣化产生的其大致循环经过数量
表8
    比较电池Y1     比较电池Y2     比较电池Y3     比较电池Y4     比较电池Y5     比较电池Y6
隔板厚度(μm)     7     8     9     10     10     11
孔隙率(％)     40     47     53     60     58     65
保液性(μm·％)     280     376     477     600     580     715
PE膜厚度(μm)     4     4     4     4     5     5
PA膜厚度(μm)     3     4     5     6     5     6
是否有液体枯竭     有     有     有     有     有     有
是否有卷曲、裂纹     有     有     有     有     有     有
备考     60     110     130     280     170     410
备考栏中的数值是指由电解液枯竭造成循环劣化产生的其大致循环经过数量
如上述表6～8中可以清楚地看到，比较电池Y1～Y6在500循环以下就已产生电解液枯竭而达到循环寿命，而与之相对，本发明电池B1～B10即使经过500循环也不发生电解液枯竭，因此确认没有达到循环寿命。这是因为，对于隔板厚度为12μm以上的本发明电池B1～B10，其保液性都为792μm·％以上，与此相对，对于隔板厚度不到12μm的比较电池Y1～Y6，其保液性都不到792μm·％。从而，如果考虑循环特性，可以理解隔板厚度应为12μm以上。
另外，即使隔板厚度相同，因为聚酰胺膜(耐热膜)的厚度越大，则整体的膜的孔隙率就具有提高的倾向(例如，比较本发明电池B1和本发明电池B5，则聚酰胺膜的比率高的本发明电池B1的孔隙率更上升，保液性增高)，因此有时认为聚酰胺膜的厚度越大越好。但是，如果增大聚酰胺膜的厚度，则同样程度地减小聚乙烯膜的厚度，因此会降低作为隔板整体的强度。特别是在隔板的厚度小的区域，显示出在聚酰胺膜的厚度大于聚乙烯膜的情况下几乎都卷曲的倾向(参照本发明电池B1～B3)。其结果，在隔板的厚度小的区域，从经验得出，聚乙烯膜(增强膜)和聚酰胺膜(耐热膜)之间的厚度比最好控制在2∶1左右，如果是该比率范围，可以合成不产生卷曲且生产率高的隔板。
另外，对于120℃下的面积收缩率，上述隔板几乎都为0％左右，从而确认在耐热收缩性方面完全没有问题。
(隔板的厚度和孔隙率之间的关系)
使用上述本发明电池B1～B10和比较电池Y1～Y6，以及隔板厚度和孔隙率与这些电池不同的各种电池，对隔板厚度和孔隙率之间的关系进行研究，其结果表示于图3。根据对在各厚度下变动孔隙率的样品进行评价的结果，结合能够确保耐热性的上限值，获得了厚度和孔隙率之间的相关(实线C)。另外，还对能够确保成为电解液的干透的目标的隔板的保液性792μm·％的、各厚度下的必要孔隙率进行了计算(与所述的图2中的实线B相同)。另外，对于仅使用聚乙烯的隔板的厚度和孔隙率之间的相关，也一并进行了表示(与所述的图2中的实线A相同)。
从图3中可以清楚地看到，对于使用了由聚酰胺/聚乙烯复合膜构成的隔板的电池(实线C)，无论隔板厚度如何，与使用以往的由聚乙烯单独膜构成的隔板的电池(实线A)相比，可以在保持耐热性的状态下将孔隙率提高很多，其结果可以确认隔板中的电解液的保液性提高。但是，在隔板厚度不到12μm(点b的左侧)的区域，即使是使用了由聚酰胺/聚乙烯复合膜构成的隔板的电池，其保液率也达不到792μm·％以上，因此会产生循环经过时的干透现象。从而，对于使用了由聚酰胺/聚乙烯复合膜构成的隔板的电池，最好使隔板厚度为12μm以上。
另一方面，如果隔板的厚度超过18μm(点a的右侧)，则即使是以往的由聚乙烯单独膜构成的隔板，能够将保液率设定成792μm·％，因此从隔板的薄型化的观点出发，其结果是很难发现其优点。从而，为了发挥由聚酰胺/聚乙烯复合膜构成的隔板的特性，最好使隔板的厚度为18μm以下。
其中，在目前现状下，成为电池的充放电循环数的基准是500循环，因此将隔板的保液率限制在792μm·％以上，但当要求其以上的循环次数时，必须增高隔板的保液率(假想线D)。从而，点a成为点a’、点b成为点b’，因此隔板的厚度范围也移动。
                       [第三实施例]
(比较例1)
通过改变隔板的厚度和孔隙率而改变保液性，同时，对聚乙烯(PE)膜的厚度和聚酰胺(PA)膜的厚度进行改变，除此之外，与所述最佳实施方式相同地制作电池。
对于由此制作的电池，以下称为比较电池Z1。
(比较例2)
作为正极活性物质采用LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2，除此以外，与上述比较例1相同地制作电池。
对于由此制作的电池，以下称为比较电池Z2。
(比较例3)
作为正极活性物质采用LiMn2O4，除此以外，与上述比较例1相同地制作电池。
对于由此制作的电池，以下称为比较电池Z3。
(实验)
对上述比较电池Z1～Z3进行充放电循环试验，对各电池的循环寿命(是否出现电解液枯竭的情况以及由电解液枯竭产生循环劣化的大致的其循环数)和隔板是否出现卷曲进行研究，其结果表示在表9中。另外，充放电条件与所述预实验的实验1的条件相同。
表9
  比较电池Z1     比较电池Z2   比较电池Z3
正极活性物质种类     LiCoO2     LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2     LiMn2O4
负极活性物质种类     人造碳黑     人造碳黑     人造碳黑
隔板厚度(μm)     11     11     11
孔隙率(％)     65     65     65
保液性(μm·％)     715     715     715
PE膜厚度(μm)     5     5     5
PA膜厚度(μm)     6     6     6
是否有液体枯竭     有     有     有
是否有卷曲、裂纹     有     有     有
循环数     410     390     480
如上述表9中可以清楚地看到，使用钴酸锂或者锂镍复合氧化物作为正极活性物质的比较电池Z1、Z2，与使用锰酸锂的比较电池Z3相比，确认直到产生干透的循环数变短。其理由认为如下。
即，对于使用钴酸锂或者锂镍复合氧化物作为正极活性物质的比较电池Z1、Z2，在非水电解质电池的充电时，正极放出锂离子而使晶体膨胀，因此与放电状态相比，具有在极板中大量吸入电解液的倾向，而且，由于负极通过包藏锂离子而使晶体膨胀，因此仍具有在极板中大量吸入电解液的倾向。由此，正负两活性物质都在充电时膨胀而大量吸入电解液，这样，保持在隔板中的部分就充当了该电解液。
在这里，由于隔板在吸收电解液的状态下溶胀，因此具有某种程度的厚度，但通过将电解液提供给电极进行收缩。从而，充电时电极的膨胀量，因隔板的收缩而进行某种程度的吸收。即，隔板发挥保持电解液的缓冲作用的功能。另外，放电时两电极收缩而放出电解液，被放出的电解液重新由隔板吸收而膨润，由此可以与充电时一样，确保电极间的吃紧性。
与之相对，对于使用了正极活性物质锰酸锂的比较电池Z3，与上述钴酸锂不同，电池在充电时具有收缩的倾向。从而，可以通过正极的收缩使负极的膨胀得到某种程度的缓和，因此电池整体的厚度的增减减小。其结果，可以减小发挥保持电解液的缓冲作用的功能的隔板的负担。
如上所述，在使用钴酸锂或者锂镍复合氧化物作为正极活性物质，且使用碳材料作为负极活性物质的情况下，特别是在反复进行充放电循环的情况下，容易干透的倾向显著，因此，如果在这种容易干透的电池捉拿嘎使用本发明的隔板，可以更有效地发挥本发明的作用效果。
本发明并不仅限于例如携带电话、笔记本、PDA等移动信息终端的驱动电源的使用，还可以使用于电车或者混合式车的车载用电源等大型领域。

Claims (17)

1.一种隔板，是在夹隔安装于正极和负极之间的状态下被非水电解质浸渍的隔板，其特征是：
所述隔板具有对多个微细多孔膜进行叠层的结构，且至少一个微细多孔膜构成由聚烯烃系材料形成的增强膜，同时剩余的微细多孔膜当中的至少一个微细多孔膜构成由熔点200℃以上的材料形成的耐热膜，而且，以使所述隔板的厚度(μm)和隔板的孔隙率(％)相乘的值成为792μm·％以上的方式进行限制。
2.如权利要求1所述的隔板，其特征是：
将所述耐热膜的厚度限制在3μm以上且不到10μm。
3.如权利要求1或者2所述的隔板，其特征是：
将厚度限制在12μm以上。
4.如权利要求3所述的隔板，其特征是：
将厚度限制在18μm以下。
5.如权利要求1～4中任何一项所述的隔板，其特征是：
所述耐热膜的材质是聚酰胺或者聚酰亚胺。
6.如权利要求5所述的隔板，其特征是：
所述聚酰胺是对位取向性芳香族聚酰胺。
7.如权利要求1～6中任何一项所述的隔板，其特征是：
所述增强膜的材质是聚乙烯。
8.如权利要求1～7中任何一项所述的隔板，其特征是：
构成3层结构，且在2片所述增强膜之间配置1片所述耐热膜。
9.一种非水电解质电池，其包括具有正极活性物质的正极、具有负极活性物质的负极、以及夹隔安装在该两个极之间的隔板，其特征是：
所述隔板具有对多个微细多孔膜进行叠层的结构，且至少一个微细多孔膜构成由聚烯烃系材料形成的增强膜，同时剩余的微细多孔膜当中的至少一个微细多孔膜构成由熔点200℃以上的材料形成的耐热膜，而且，以使所述隔板的厚度(μm)和隔板的孔隙率(％)相乘的值成为792μm·％以上的方式进行限制。
10.如权利要求9所述的非水电解质电池，其特征是：
将所述耐热膜的厚度限制在3μm以上且不到10μm。
11.如权利要求9或者10所述的非水电解质电池，其特征是：
将所述隔板的厚度限制在12μm以上。
12.如权利要求11所述的非水电解质电池，其特征是：
将所述隔板的厚度限制在18μm以下。
13.如权利要求9～12中任何一项所述的非水电解质电池，其特征是：
所述耐热膜的材质是聚酰胺或者聚酰亚胺。
14.如权利要求13所述的非水电解质电池，其特征是：
所述聚酰胺是对位取向性芳香族聚酰胺。
15.如权利要求9～14中任何一项所述的非水电解质电池，其特征是：
所述增强膜的材质是聚乙烯。
16.如权利要求9～15中任何一项所述的非水电解质电池，其特征是：
所述隔板构成3层结构，且在2片所述增强膜之间配置1片所述耐热膜。
17.如权利要求9～16中任何一项所述的非水电解质电池，其特征是：
所述正极活性物质含有钴酸锂或者锂镍复合氧化物，所述负极活性物质含有碳材料。
CNA2005100625600A 2004-03-29 2005-03-29 隔板以及使用该隔板的非水电解质电池 Pending CN1677715A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004093987 2004-03-29
JP2004093987A JP2005285385A (ja) 2004-03-29 2004-03-29 セパレータ及びこのセパレータを用いた非水電解質電池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1677715A true CN1677715A (zh) 2005-10-05

Family

ID=34990326

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2005100625600A Pending CN1677715A (zh) 2004-03-29 2005-03-29 隔板以及使用该隔板的非水电解质电池

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20050214637A1 (zh)
JP (1) JP2005285385A (zh)
KR (1) KR20060044828A (zh)
CN (1) CN1677715A (zh)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101356665B (zh) * 2006-04-28 2011-07-13 松下电器产业株式会社 非水电解质二次电池用隔膜及非水电解质二次电池
CN101558513B (zh) * 2006-11-20 2011-12-14 帝人株式会社 非水系二次电池用隔板、其制造方法及非水系二次电池
CN101038960B (zh) * 2006-03-17 2011-12-28 三洋电机株式会社 非水电解质电池
CN102362385A (zh) * 2009-03-25 2012-02-22 住友化学株式会社 钠离子电池
CN103066230A (zh) * 2012-12-28 2013-04-24 广东精进能源有限公司 一种复合聚合物隔膜及其制备方法
CN101779311B (zh) * 2007-06-06 2013-11-20 帝人株式会社 非水系二次电池隔膜用聚烯烃微多孔膜基材、其制备方法、非水系二次电池隔膜和非水系二次电池
CN105762318A (zh) * 2016-01-07 2016-07-13 圣欧芳纶（江苏）股份有限公司 锂离子电池专用隔膜及其制备方法
CN106133947A (zh) * 2014-04-07 2016-11-16 尤尼吉可株式会社 层叠多孔膜及其制造方法
CN111164817A (zh) * 2017-10-13 2020-05-15 远景Aesc能源元器件有限公司 锂离子二次电池
CN111316488A (zh) * 2017-12-22 2020-06-19 松下知识产权经营株式会社 二次电池

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2400257A1 (en) * 2001-09-19 2003-03-19 Wilson Greatbatch Technologies, Inc. Silver vanadium oxide having a fine particle size for improved cell performance
US7396612B2 (en) * 2003-07-29 2008-07-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Lithium ion secondary battery
CN100544078C (zh) * 2004-02-18 2009-09-23 松下电器产业株式会社 二次电池
EP1659650A4 (en) * 2004-03-30 2008-12-24 Panasonic Corp NONAQUEOUS ELECTROLYTE SECONDARY BATTERY
EP1657767B1 (en) 2004-06-22 2009-12-30 Panasonic Corporation Secondary battery and method for producing same
KR20070069188A (ko) * 2005-03-31 2007-07-02 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 리튬 2차 전지
CN101199079B (zh) * 2005-06-15 2010-12-29 松下电器产业株式会社 锂二次电池
WO2007037145A1 (ja) * 2005-09-29 2007-04-05 Sanyo Electric Co., Ltd. 非水電解質電池用正極、非水電解質電池用負極、非水電解質電池用セパレータ及びこれらを用いた非水電解質電池
KR100686848B1 (ko) * 2005-10-11 2007-02-26 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지
CN1983676A (zh) * 2006-01-27 2007-06-20 松下电器产业株式会社 锂离子二次电池及其充电系统
JP2007220321A (ja) * 2006-02-14 2007-08-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd リチウム二次電池
US20080038637A1 (en) * 2006-08-14 2008-02-14 Hiroshi Minami Non-aqueous electrolyte secondary battery
JP5286817B2 (ja) 2007-02-27 2013-09-11 住友化学株式会社 セパレータ
JP5286844B2 (ja) * 2007-03-23 2013-09-11 住友化学株式会社 セパレータ
JP2008243660A (ja) * 2007-03-28 2008-10-09 Sanyo Electric Co Ltd 非水電解質二次電池
KR101137975B1 (ko) 2007-05-10 2012-04-20 히다치 막셀 에너지 가부시키가이샤 전기 화학 소자의 제조방법
JP5109789B2 (ja) * 2007-05-14 2012-12-26 住友化学株式会社 多孔質フィルムの製造方法
JP2008311221A (ja) * 2007-05-14 2008-12-25 Sumitomo Chemical Co Ltd 積層多孔質フィルム
JP2009070726A (ja) * 2007-09-14 2009-04-02 Teijin Ltd 非水電解質電池の製造方法
WO2010008003A1 (ja) 2008-07-16 2010-01-21 東レ株式会社 蓄電デバイス用セパレータ
JP2011100635A (ja) * 2009-11-06 2011-05-19 Sumitomo Chemical Co Ltd 積層フィルムおよび非水電解質二次電池
JP5089831B2 (ja) 2010-10-29 2012-12-05 帝人株式会社 非水電解質電池用セパレータ及び非水電解質二次電池
JP5626602B2 (ja) * 2012-06-29 2014-11-19 トヨタ自動車株式会社 非水電解質二次電池
JP6554261B2 (ja) * 2012-12-05 2019-07-31 三星エスディアイ株式会社Samsung SDI Co., Ltd. 非水電解質二次電池パック
KR101666871B1 (ko) * 2013-04-23 2016-10-24 삼성에스디아이 주식회사 양극 활물질 및 이의 제조 방법, 그리고 상기 양극 활물질을 포함하는 리튬 이차 전지
US10153474B1 (en) 2015-09-30 2018-12-11 Apple Inc. Separators having improved temperature ranges for battery shutdown
US9994715B2 (en) * 2016-02-16 2018-06-12 Sila Nanotechnologies Inc. Formation and modifications of ceramic nanowires and their use in functional materials
CN107529343B (zh) 2016-04-15 2019-12-10 住友化学株式会社 多孔质间隔件条带及其制造方法、卷绕体及锂离子电池
JP6549175B2 (ja) * 2017-03-30 2019-07-24 住友化学株式会社 多孔質セパレータ長尺、その捲回体、その製造方法及びリチウムイオン電池
CN113178662A (zh) * 2021-04-28 2021-07-27 合达信科技集团有限公司 一种用于电动物流车的安全锂动力电池及制作工艺

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4650730A (en) * 1985-05-16 1987-03-17 W. R. Grace & Co. Battery separator
ID18173A (id) * 1996-05-09 1998-03-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd Baterai sekunder elektrolit tidak berair
US6406817B2 (en) * 1998-07-01 2002-06-18 Ube Industries, Ltd. Crosslinked polymer, electrolyte using the polymer, and nonaqueous secondary battery using the electrolyte
WO2001093350A1 (fr) * 2000-05-29 2001-12-06 Mitsubishi Paper Mills Limited Separateur pour dispositif electrochimique, procede de production de ce dernier et dispositif electrochimique
US7087343B2 (en) * 2003-07-15 2006-08-08 Celgard, Inc. High melt integrity battery separator for lithium ion batteries

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101038960B (zh) * 2006-03-17 2011-12-28 三洋电机株式会社 非水电解质电池
CN101356665B (zh) * 2006-04-28 2011-07-13 松下电器产业株式会社 非水电解质二次电池用隔膜及非水电解质二次电池
US8404377B2 (en) 2006-04-28 2013-03-26 Panasonic Corporation Separator for use in non-aqueous electrolyte secondary battery and non-aqueous electrolyte secondary battery
CN101558513B (zh) * 2006-11-20 2011-12-14 帝人株式会社 非水系二次电池用隔板、其制造方法及非水系二次电池
US8906537B2 (en) 2006-11-20 2014-12-09 Teijin Limited Separator for non-aqueous secondary battery, process for producing same, and non-aqueous secondary battery separator for non-aqueous secondary battery, process for producing same, and non-aqueous secondary battery
CN101779311B (zh) * 2007-06-06 2013-11-20 帝人株式会社 非水系二次电池隔膜用聚烯烃微多孔膜基材、其制备方法、非水系二次电池隔膜和非水系二次电池
CN102362385A (zh) * 2009-03-25 2012-02-22 住友化学株式会社 钠离子电池
CN103066230A (zh) * 2012-12-28 2013-04-24 广东精进能源有限公司 一种复合聚合物隔膜及其制备方法
CN106133947A (zh) * 2014-04-07 2016-11-16 尤尼吉可株式会社 层叠多孔膜及其制造方法
CN105762318A (zh) * 2016-01-07 2016-07-13 圣欧芳纶（江苏）股份有限公司 锂离子电池专用隔膜及其制备方法
CN105762318B (zh) * 2016-01-07 2018-08-21 超美斯新材料股份有限公司 锂离子电池专用隔膜及其制备方法
CN111164817A (zh) * 2017-10-13 2020-05-15 远景Aesc能源元器件有限公司 锂离子二次电池
CN111164817B (zh) * 2017-10-13 2023-09-01 株式会社Aesc 日本 锂离子二次电池
CN111316488A (zh) * 2017-12-22 2020-06-19 松下知识产权经营株式会社 二次电池
CN111316488B (zh) * 2017-12-22 2023-09-12 松下知识产权经营株式会社 二次电池

Also Published As

Publication number Publication date
KR20060044828A (ko) 2006-05-16
US20050214637A1 (en) 2005-09-29
JP2005285385A (ja) 2005-10-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1677715A (zh) 隔板以及使用该隔板的非水电解质电池
CN1225815C (zh) 电池组和便携式电子装置
CN1725549A (zh) 非水电解质电池
CN1197192C (zh) 锂离子二次电池、隔膜、电池组和充电方法
CN1160811C (zh) 固体电解质电池
CN1185739C (zh) 固体聚合物合金电解质及其制备方法以及采用它的锂聚合物电池
CN1309103C (zh) 电极用复合粒子及制法、电极及制法和电化学元件及制法
CN1236511C (zh) 制备正极活性材料及非水电解质二次电池的方法
CN101048892A (zh) 电化学元件用隔膜及电化学元件
CN1196217C (zh) 制造非水系凝胶电解质电池的方法
CN1285133C (zh) 锂二次电池
CN1238915C (zh) 锂离子二次电池
CN1393954A (zh) 锂聚合物电池
CN101047235A (zh) 负极和二次电池
CN1918727A (zh) 用有机/无机复合多孔层涂覆的电极以及包括该电极的电化学装置
CN101075690A (zh) 锂离子电池
CN1204647C (zh) 非水电解质及非水电解质二次电池
CN1577944A (zh) 用于锂二次电池的电解液和包括该电解液的锂二次电池
CN1933232A (zh) 蓄电系统和蓄电方法
CN1428012A (zh) 非水电解质锂二次电池
CN1177417A (zh) 无水二次电池
CN1322028A (zh) 非水电解质二次电池
CN1439179A (zh) 非水电解液及非水电解液二次电池
CN1350709A (zh) 添加剂在用于电化学电池的电解质中的用途
CN1855584A (zh) 锂二次电池

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Open date: 20051005