DE102021003633A1

DE102021003633A1 - Laminierter körper für sekundärbatterie mit wasserfreiem elektrolyt

Info

Publication number: DE102021003633A1
Application number: DE102021003633.6A
Authority: DE
Inventors: Hideto NAKAJIMA; Riku Matsumine
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 2020-07-17
Filing date: 2021-07-14
Publication date: 2022-01-20
Also published as: KR20220010441A; US20220021032A1; JP2022019433A; CN113948819A

Abstract

Bereitgestellt wird ein laminierter Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt, in dem eine poröse Schicht weniger wahrscheinlich bricht, auch wenn eine externe Kraft in einem Zustand angelegt wird, in dem der laminierte Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt in einer Batterie vorhanden ist. Ein laminierter Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist so, dass eine Abschälfestigkeit zwischen einer ersten Elektrodenplatte (10) und einer Außenoberflächenschicht eines laminierten Separators für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt (100a) niedriger ist als die Abschälfestigkeit zwischen einer porösen Schicht (30) und einem porösen Polyolefinfilm (40), wenn der laminierte Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt der Abschälfestigkeitsprüfung A unterzogen wurde. Schritt 1A: Ein laminierter Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt wird in ein festgelegtes Lösungsmittel eingetaucht. Schritt 2A: Die erste Elektrodenplatte (10) wird auf einem Träger (1000) befestigt. Schritt 3A: Der laminierte Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt (100a) wird unter festgelegten Bedingungen abgeschält.

Description

Technisches Fachgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen laminierten Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt (nachstehend als ein „laminierter Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt“ bezeichnet). Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Element für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt (nachstehend als ein „Element für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt“ bezeichnet), eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt und einen laminierten Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt (nachstehend als ein „laminierter Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt“ bezeichnet).
Stand der Technik
Sekundärbatterien mit wasserfreiem Elektrolyt, insbesondere Lithiumionen-Sekundärbatterien, weisen eine hohe Energiedichte auf und werden so weitverbreitet als Batterien für einen PC, ein Mobiltelefon, ein tragbares Informationsterminal und dgl. verwendet. Solche Sekundärbatterien mit wasserfreiem Elektrolyt wurden in letzter Zeit als Batterien in einem Fahrzeug entwickelt.
Ein stromerzeugendes Element, das in einer Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt enthalten ist, weist eine Struktur auf, bei der eine Elektrodenplatte und ein Separator abwechselnd laminiert sind. Das Verfahren zum festen Anhaften der Elektrodenplatte und des Separators, so dass eine solche laminierte Struktur aufrechterhalten werden kann, auch wenn externe Kraft ausgeübt wird, wurde in Bezug auf Stabilität und Sicherheit entwickelt (siehe zum Beispiel Patentliteratur 1).
Zitateliste
[Patentliteratur]
[Patentliteratur 1]
Japanische Patentanmeldung Veröffentlichung Tokukai Nr. 2014-149936
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Ein laminierter Separator, in dem eine poröse Schicht auf einem porösen Polyolefinfilm ausgebildet wird, wird weitverbreitet als ein Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt verwendet. Jedoch wurde als ein Ergebnis der Untersuchung durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung festgestellt, dass, wenn ein laminierter Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt als ein Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt verwendet wird, ein höherer Grad der Haftfähigkeit zwischen der Elektrodenplatte und dem Separator nicht notwendigerweise bevorzugt ist. Der Grund ist, da, wenn externe Kraft auf den laminierten Körper Elektrodenplatte-Separator in der Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt angelegt wird, übermäßig hohe Haftfähigkeit zwischen der Elektrodenplatte und dem Separator bewirken kann, dass die poröse Schicht von dem porösen Polyolefinfilm abgeschält wird, während die poröse Schicht an der Elektrodenplatte angehaftet bleibt. Das Auftreten dieses Abschälens in der Batterie bewirkt einen Abschnitt mit geringer Wärmebeständigkeit und geringer Festigkeit. Das kann ein Sicherheitsproblem der Batterie darstellen.
Aus der vorstehenden Erwägung haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung zuerst festgestellt, dass es einen technischen Bedarf an einem laminierten Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt gibt, in dem die Haftfähigkeit zwischen einer Elektrodenplatte und einem Separator in einer Batterie moderat ist, und eine poröse Schicht weniger wahrscheinlich durch Anwenden einer externen Kraft bricht. Eine Aufgabe eines Gesichtspunkts der vorliegenden Erfindung ist, einen laminierten Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt bereitzustellen, in dem eine poröse Schicht weniger wahrscheinlich bricht, auch wenn eine externe Kraft in einem Zustand angelegt wird, in dem der laminierte Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt in einer Batterie vorhanden ist.
Lösung des Problems
Die vorliegende Erfindung schließt die folgenden Merkmale ein.

<1> Ein laminierter Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt, bei dem eine erste Elektrodenplatte und ein laminierter Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt laminiert sind, wobei der laminierte Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt umfasst: einen porösen Polyolefinfilm; und eine poröse Schicht, die auf einer oder beiden Oberflächen des porösen Polyolefinfilms ausgebildet ist, wobei der laminierte Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt eine Außenoberflächenschicht umfasst, die mit der ersten Elektrodenplatte in Kontakt ist und mit Bezug zur ersten Elektrodenplatte eine Klebrigkeit aufweist, wobei die Abschälfestigkeit zwischen der ersten Elektrodenplatte und der Außenoberflächenschicht des laminierten Separators für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt niedriger ist als die Abschälfestigkeit zwischen der porösen Schicht und dem porösen Polyolefinfilm, wenn der laminierte Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt einer Abschälfestigkeitsprüfung A unter den folgenden Bedingungen unterworfen worden ist:
- Schritt 1A. Der laminierte Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt wird bei 60°C 24 Stunden lang in ein Lösungsmittel aus Ethylencarbonat, Dimethylcarbonat und Ethylmethylcarbonat in einem Volumenverhältnis von 30:35:35 getaucht;
- Schritt 2A. Die erste Elektrodenplatte wird auf einem Träger fixiert; und
- Schritt 3A. Der laminierte Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt wird mit einer Abschälgeschwindigkeit von 100 mm/min abgeschält, so dass der Winkel zwischen der ersten Elektrodenplatte und dem laminierten Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 180° beträgt.
<2> Der laminierte Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt, beschrieben in <1>, wobei die Abschälfestigkeit in Schritt 3A nicht mehr als 8 N/m beträgt.
<3> Der laminierte Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt, beschrieben in <1> oder <2>, wobei die Abschälfestigkeit zwischen der ersten Elektrodenplatte und der Außenoberflächenschicht des laminierten Separators für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt niedriger ist als die Abschälfestigkeit zwischen der porösen Schicht und dem porösen Polyolefinfilm, wenn der laminierte Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt einer Abschälfestigkeitsprüfung B unter den folgenden Bedingungen unterworfen worden ist:
- Schritt 1B. Der laminierte Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt wird getrocknet, so dass der Anteil an Lösungsmittel nicht mehr als 2 Gewichtsprozent beträgt;
- Schritt 2B. Die erste Elektrodenplatte wird auf dem Träger fixiert; und
- Schritt 3B. Der laminierte Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt wird mit einer Abschälgeschwindigkeit von 100 mm/min abgeschält, so dass der Winkel zwischen der ersten Elektrodenplatte und dem laminierten Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 180° beträgt.
(4) Der laminierte Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt, beschrieben in <3>, wobei die erste Elektrodenplatte eine positive Elektrodenplatte ist und die Abschälfestigkeit in Schritt 3B nicht mehr als 8 N/m beträgt.
<5> Der laminierte Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt, beschrieben in einem von <1> bis <4>, wobei die poröse Schicht ein oder mehrere Harze enthält, ausgewählt aus der Gruppe umfassend Harze auf (Meth)acrylatbasis, Fluor enthaltende Harze, Harze auf Polyamidbasis, Harze auf Polyimidbasis, Harze auf Polyamidimidbasis, Harze auf Polyesterbasis und wasserlösliche Polymere.
<6> Der laminierte Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt gemäß einem von <1> bis >5>, wobei die poröse Schicht ein Aramidharz enthält.
<7> Ein Batterieelement für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt umfassend: einen laminierten Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt, beschrieben in einem von <1> bis <6>; und eine zweite Elektrodenplatte, wobei in dem Batterieelement für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt die erste Elektrodenplatte, der laminierte Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt und die zweite Elektrodenplatte in dieser Reihenfolge angeordnet sind.
<8> Das Batterieelement für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt, beschrieben in <7>, wobei die erste Elektrodenplatte oder die zweite Elektrodenplatte eine positive Elektrodenplatte ist und die andere eine negative Elektrodenplatte ist, und wobei die Abschälfestigkeit zwischen der positiven Elektrodenplatte und dem laminierten Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt niedriger ist als die Abschälfestigkeit zwischen der negativen Elektrodenplatte und dem laminierten Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt.
<9> Eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt umfassend: einen laminierten Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt, beschrieben in einem von <1> bis <6>; oder ein Batterieelement für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt, beschrieben in <7> oder <8>.
<10> Ein laminierter Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt umfassend: einen porösen Polyolefinfilm; und eine poröse Schicht, die auf einer oder beiden Oberflächen eines porösen Polyolefinfilms ausgebildet ist, wobei mindestens eine der Außenoberflächenschichten des laminierten Separators für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt auf einer Seite der porösen Schicht angeordnet ist und mit Bezug zu einer Testelektrodenplatte eine Klebrigkeit aufweist, wobei die Testelektrodenplatte ein laminierter Körper mit einer Dicke von 1 mm ist, in dem ein Elektrodenaktivmaterial bestehend aus Lithium-Nickel-Cobalt-Mangan-Oxid (NCM523), Ruß, Graphit und PVDF in einem Verhältnis von 92:2,5:2,5:3 auf einer Aluminiumfolie gebildet ist, wobei eine Abschälfestigkeit zwischen der Testelektrodenplatte und der Außenoberflächenschicht des laminierten Separators für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt niedriger ist als die Abschälfestigkeit zwischen der porösen Schicht und dem porösen Polyolefinfilm, wenn der laminierte Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt einer Abschälfestigkeitsprüfung C unter den folgenden Bedingungen unterworfen worden ist:
- Schritt 1C. Der laminierte Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt und die Testelektrodenplatte werden derart laminiert, dass die poröse Schicht und die Testelektrodenplatte einander über die Außenoberfläche mit Klebrigkeit mit Bezug zur Testelektrodenplatte zugewandt sind, und das Anpressen unter den Bedingungen von 70°C, 6 MPa und 10 Sekunden erfolgt, um einen laminierten Testkörper herzustellen;
- Schritt 2C. Der laminierte Testkörper wird bei 60° 24 Stunden lang in ein Lösungsmittel aus Ethylencarbonat, Dimethylcarbonat und Ethylmethylcarbonat in einem Volumenverhältnis von 30:35:35 getaucht;
- Schritt 3C. Die Testelektrodenplatte wird auf einem Träger fixiert; und
- Schritt 4C. Der laminierte Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt wird mit einer Abschälgeschwindigkeit von 100 mm/min abgeschält, so dass der Winkel zwischen der Testelektrodenplatte und dem laminierten Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 180° beträgt.

Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen laminierten Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt bereitzustellen, indem eine poröse Schicht weniger wahrscheinlich bricht, auch wenn eine externe Kraft in einem Zustand angelegt wird, in dem der laminierte Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt in einer Batterie vorhanden ist.
Figurenliste

1 ist ein Diagramm, das schematisch einen laminierten Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
2 ist ein Diagramm, das schematisch einen laminierten Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt gemäß einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
3 ist eine Ansicht, die schematisch eine Abschälfestigkeitsprüfung der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
4 ist ein Diagramm das schematisch ein Batterieelement für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.

Beschreibung der Ausführungsformen
Die folgende Beschreibung erörtert Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die nachstehenden Ausführungsformen beschränkt. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die nachstehend beschriebenen Anordnungen beschränkt, sondern kann auf verschiedene Weisen durch den Fachmann im Bereich der Patentansprüche geändert werden. Jede Ausführungsform, die auf einer geeigneten Kombination von technischen Maßnahmen basiert, die in verschiedenen Ausführungsformen offenbart sind, ist ebenfalls in den technischen Bereich der vorliegenden Erfindung eingeschlossen. Es ist anzumerken, dass die numerischen Ausdrücke, wie „A bis B“ hier „nicht weniger als A und nicht mehr als B“ bedeuten, wenn nicht anders angegeben.
[1. Laminierter Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt]
Wie bereits beschrieben, werden bei dem stromerzeugenden Element, das in einer Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt eingeschlossen ist, die Elektrodenplatte und der Separator, die laminiert sind, üblicherweise aneinander geklebt, um zu verhindern, dass die Elektrodenplatte und der Separator zueinander verschoben werden. Herkömmlich wurde angenommen, dass eine festere Haftung zwischen der Elektrodenplatte und dem Separator bevorzugt ist.
Jedoch wurde als ein Ergebnis der Untersuchung durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung festgestellt, dass, wenn ein laminierter Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt als ein Separator verwendet wird, ein Problem auftritt, wenn der Grad der Haftung zwischen der Elektrodenplatte und dem Separator, die ein Problem bewirkt, außerordentlich hoch ist. Das heißt, wenn eine externe Kraft an dem laminierten Körper Elektrodenplatte-Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt angelegt wird, kann die poröse Schicht von dem porösen Polyolefinfilm abgeschält werden, während die poröse Schicht an der Elektrodenplatte angehaftet bleibt. Daher ist im Zustand des Eintauchens in den Elektrolyt bevorzugt, dass die „Abschälfestigkeit zwischen der Elektrodenplatte und dem laminierten Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt“ geringer ist als die „Abschälfestigkeit zwischen dem porösen Polyolefinfilm und der porösen Schicht“. Wenn ein solches Größenverhältnis der Abschälfestigkeit etabliert ist, tritt ein Abschälen zwischen der Elektrodenplatte und der porösen Schicht erst auf, wenn externe Kraft an das Elektrodenplatte-Separator-Laminat in der Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt angelegt wird. Das ermöglicht, ein Abschälen der porösen Schicht von dem porösen Polyolefinfilm zu verhindern.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist auch in einem trockenen Zustand, in dem fast kein Elektrolyt enthalten ist, die „Abschälfestigkeit zwischen der Elektrodenplatte und dem laminierten Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt“ geringer als die „Abschälfestigkeit zwischen dem porösen Polyolefinfilm und der porösen Schicht“. Wenn ein solches Größenverhältnis der Abschälfestigkeit etabliert ist, tritt ein Abschälen zwischen der Elektrodenplatte und der porösen Schicht erst auf, wenn eine externe Kraft an den laminierten Körper Elektrodenplatte-Separator in einem trockenen Zustand angelegt wird (zum Beispiel während der Herstellung oder des Transports des laminierten Körpers Elektrodenplatte-Separator). Das ermöglicht, ein Abschälen der porösen Schicht von dem porösen Polyolefinfilm zu verhindern.
In einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird der laminierte Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt, der die vorstehend beschriebene Beziehung der Abschälfestigkeit aufweist, durch die Ergebnisse der Abschälfestigkeitsprüfung A und Abschälfestigkeitsprüfung B spezifiziert. Die Abschälfestigkeitsprüfung A ist ein Test zum Bestimmen des Größenverhältnis der Abschälfestigkeit zwischen einzelnen Schichten in einem laminierten Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt in dem Zustand, in dem er in einen Elektrolyt getaucht ist. Die Abschälfestigkeitsprüfung B ist ein Test zum Bestimmen des Größenverhältnis der Abschälfestigkeit zwischen einzelnen Schichten in einem laminierten Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt in einem trockenen Zustand.
Ferner wird in einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ein laminierter Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt, der durch ein Ergebnis der Abschälfestigkeitsprüfung C spezifiziert ist, ebenfalls bereitgestellt. Die Abschälfestigkeitsprüfung C ist ein Test, bei dem die Abschälfestigkeitsprüfung A modifiziert ist, so dass er auf einen laminierten Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt angewandt werden kann.
Die Haftfähigkeit zwischen der Elektrodenplatte und dem laminierten Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt kann gemäß zum Beispiel einem Gehalt des Klebharzes in der porösen Schicht oder in einer Klebschicht, einem Gewicht pro Einheitsfläche der porösen Schicht oder der Klebschicht und den Pressbedingungen bei der Herstellung des laminierten Körpers Elektrode-Separator angepasst werden. Im Allgemeinen kann, wenn der Gehalt des Klebharzes größer ist, eine festere Haftung gebildet werden. Ferner kann, wenn das Gewicht pro Einheitsfläche der porösen Schicht oder der Klebschicht größer ist, eine festere Haftung gebildet werden. Außerdem kann, wenn das Pressen für längere Pressdauer, bei höherer Presstemperatur, unter höherem Druck durchgeführt wird, eine festere Haftung ausgebildet werden.
[Struktur des laminierten Körpers für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt]
Es wird Bezug auf die 1 und 2 genommen. Ein laminierter Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 200a (oder 200b) gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein Laminat einer ersten Elektrodenplatte 10 und eines laminierten Separators für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 100a (oder 100b).
Die erste Elektrodenplatte 10 kann eine positive Elektrodenplatte sein oder kann eine negative Elektrodenplatte sein. Die erste Elektrodenplatte 10 ist ein Laminat eines Stromsammlers 12 und einer Schicht eines Elektrodenaktivmaterials 15 (Schicht eines positiven Elektrodenaktivmaterials oder Schicht eines negativen Elektrodenaktivmaterials). Die erste Elektrodenplatte 10, veranschaulicht in 1 und 2 ist derart, dass eine Schicht eines Elektrodenaktivmaterials 15 auf einer Seite des Stromsammlers 12 zur Verwendung in einem später beschriebenen Abschältest gebildet wird. Jedoch kann die erste Elektrodenplatte 10 eine Struktur aufweisen, in der die Schicht des Elektrodenaktivmaterials 15 auf beiden Oberflächen des Stromsammlers 12 gebildet wird.
Der laminierte Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 100a (oder 100b) ist derart, dass eine poröse Schicht 30 auf einer Oberfläche oder beiden Oberflächen des porösen Polyolefinfilms 40 gebildet wird. Die 1 und 2 veranschaulichen Beispiele, bei denen die poröse Schicht 30 auf einer Oberfläche des porösen Polyolefinfilms 40 gebildet wird.
In dem laminierten Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 200a (oder 200b) werden die erste Elektrodenplatte 10 und der laminierte Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 100a (oder 100b) derart laminiert, dass die Schicht des Elektrodenaktivmaterials 15 und die poröse Schicht 30 zueinander liegen. Zu diesem Zeitpunkt ist die Außenoberflächenschicht des laminierten Separators für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 100a (oder 100b), die in Kontakt mit der ersten Elektrodenplatte 10 ist, eine Schicht mit Haftfähigkeit in Bezug auf die erste Elektrodenplatte 10. Die Schicht mit Haftfähigkeit in Bezug auf die erste Elektrodenplatte 10 kann eine Klebschicht 20 sein, die getrennt zu der porösen Schicht 30 bereitgestellt wird (siehe 1). In einer anderen Ausführungsform kann die Schicht mit Haftfähigkeit in Bezug auf die erste Elektrodenplatte 10 die poröse Schicht 30 selbst sein (siehe 2).
[Abschälfestigkeitsprüfung A]
Die Abschälfestigkeitsprüfung A ist ein Test zum Bestimmen des Größenverhältnis der Abschälfestigkeit zwischen den einzelnen Schichten in dem laminierten Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 200a (oder 200b) in einem Zustand des Eintauchens in einen Elektrolyt. Der Ablösetest A wird gemäß dem folgenden Verfahren durchgeführt.

(Schritt 1A) Der laminierte Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 200a (oder 200b) wird bei 60°C für 24 Stunden lang in ein Lösungsmittel aus Ethylencarbonat, Dimethylcarbonat, Ethylmethylcarbonat in einem Volumenverhältnis von 30:35:35 getaucht.
(Schritt 2A) Die erste Elektrodenplatte 10 wird auf dem Träger 1000 fixiert.
(Schritt 3A) Der laminierte Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 100a (oder 100b) wird mit einer Abschälgeschwindigkeit von 100 mm/min abgeschält, so dass der Winkel zwischen der ersten Elektrodenplatte 10 und dem laminierten Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 100a (oder 100b) 180° beträgt.

Im Schritt 1A wird der laminierte Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 200a (oder 200b) in das Lösungsmittel mit einer festgelegten Zusammensetzung getaucht. Das reproduziert einen Zustand des Eintauchens des laminierten Körpers für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 200a (oder 200b) in den Elektrolyt. Auch wenn die laminierten Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 200a (oder 200b) in unterschiedliche Arten von Elektrolyten getaucht wurden (zum Beispiel wenn sie aus Batterieprodukten entnommen werden), ermöglich das Eintauchen in den Elektrolyt mit bestimmter Zusammensetzung im Schritt 1A die Bildung gleichförmiger Bedingungen der laminierten Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 200a (oder 200b), die der Abschälfestigkeitsprüfung A unterworfen werden.
Im Schritt 2A wird die erste Elektrodenplatte 10 auf dem Träger 1000 derart fixiert, dass der Stromabnehmer 12 dem Träger 1000 zugewandt ist (siehe 3). Ein Material des Trägers 1000 und ein Verfahren des Fixierens der ersten Elektrodenplatte 10 sind nicht besonders beschränkt, sofern die erste Elektrodenplatte 10 in dem Ausmaß fixiert werden kann, dass die erste Elektrodenplatte 10 der Abschälfestigkeitsprüfung widerstehen kann. Als ein Beispiel ist der Träger 1000 eine Glasepoxyplatte. Als ein Beispiel wird die erste Elektrodenplatte 10 auf dem Träger 1000 mit einem doppelseitigen Band fixiert.
Im Schritt 3A wird eine Vorrichtung zum Abschälen des laminierten Separators für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 100a (oder 100b) durch eine Vorrichtung für die Abschälfestigkeitsprüfung veranschaulicht. Der Fachmann kann eine geeignete Vorrichtung für die Abschälfestigkeitsprüfung wählen, mit der er in der Lage ist, die vorstehend aufgeführten Bedingungen für die Abschälfestigkeitsprüfung zu erhalten.
Der laminierte Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 200a (oder 200b) ist, wenn er der Abschälfestigkeitsprüfung A unterworfen wurde, derart, dass die Abschälfestigkeit zwischen der ersten Elektrodenplatte 10 und der Außenoberflächenschicht des laminierten Separators für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 100a (oder 100b) niedriger als die Abschälfestigkeit zwischen der porösen Schicht 30 und dem porösen Polyolefinfilm 40 ist. Daher ist nach dem Schritt 3A die Menge der porösen Schicht 30, die an der Schicht des Elektrodenaktivmaterials 15 klebt, gering, wenn überhaupt vorhanden. In einer Ausführungsform beträgt die Fläche der porösen Schicht 30, die an der Schicht des Elektrodenaktivmaterials 15 klebt, vorzugsweise nicht mehr als 5 %, stärker bevorzugt nicht mehr als 1 % und noch stärker bevorzugt 0 %, wenn die Fläche der porösen Schicht 30, die an der Schicht des Elektrodenaktivmaterials 15 klebt, vor der Abschälfestigkeitsprüfung 100 % beträgt. In einer Ausführungsform werden die erste Elektrodenplatte 10 und der laminierte Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 100a (oder 100b) an einer Grenzfläche zwischen der Schicht des Elektrodenaktivmaterials 15 und der porösen Schicht 30 abgeschält.
Die Fläche der porösen Schicht 30, die an der Schicht des Elektrodenaktivmaterials 15 klebt, kann zum Beispiel durch Bildanalyse gemessen werden. Normalerweise nimmt die Schicht des Elektrodenaktivmaterials 15 eine schwarze Tönung an, und die poröse Schicht 30 ist nahezu weiß. Daher werden unter Verwendung einer geeigneten Bildbearbeitungssoftware (z.B. ImageJ) die Schicht des Elektrodenaktivmaterials 15 und die poröse Schicht 30 durch den Unterschied im Farbton unterschieden, so dass die Fläche der porösen Schicht 30 gemessen werden kann.
Nach dem Schritt 3A kann die Klebschicht 20 an der Schicht des Elektrodenaktivmaterials 15 oder an der porösen Schicht 30 kleben. Der Grund ist, dass die Klebschicht 20 üblicherweise eine ziemlich dünne Schicht ist, und es ist schwierig zu bestimmen, ob die Klebschicht 20 an der Schicht des Elektrodenaktivmaterials 15 oder der porösen Schicht 30 klebt. In 3 wird die Klebschicht 20 auch im abgeschälten Teil des laminierten Separators für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 100a dargestellt. Jedoch ist das nur eine Darstellung der Einfachheit halber.
Nach dem Schritt 3A ist die Menge der Schicht des Elektrodenaktivmaterials 15, die an der porösen Schicht 30 klebt, vorzugsweise null, aber eine kleine Menge ist akzeptabel. In einer Ausführungsform beträgt die Fläche der Schicht des Elektrodenaktivmaterials 15, die an der porösen Schicht 30 klebt, nicht mehr als 5 %, wenn die Fläche der Schicht des Elektrodenaktivmaterials 15, die an die poröse Schicht 30 geklebt wurde, vor der Abschälfestigkeitsprüfung A 100 % beträgt.
Im Schritt 3A ist die Abschälfestigkeit, wenn der laminierte Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 100a (oder 100b) abgeschält wird, nicht besonders beschränkt. Der Grund ist, dass in der vorliegenden Erfindung wichtig ist, dass die Fläche der porösen Schicht 30, die an der Schicht des Elektrodenaktivmaterials 15 nach dem Schritt 3A klebt, gering ist (die Fläche der porösen Schicht 30, die von dem porösen Polyolefinfilm 40 abgeschält wird, ist gering). In einer Ausführungsform beträgt die Abschälfestigkeit vorzugsweise nicht mehr als 8 N/m, stärker bevorzugt nicht mehr als 7 N/m und noch stärker bevorzugt nicht mehr als 6 N/m. Eine Untergrenze der Abschälfestigkeit ist vorzugsweise nicht weniger als 0,8 N/m und stärker bevorzugt nicht weniger als 1 N/m. Wenn die Abschälfestigkeit in dem vorstehenden Bereich liegt, besteht die Tendenz, dass in einem Zustand des Eintauchens in den Elektrolyt die Abschälfestigkeit zwischen der ersten Elektrodenplatte 10 und dem laminierten Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 100a (oder 100b) moderat ist, und die Struktur des laminierten Körpers für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 200a (oder 200b) beibehalten werden kann.
Im Schritt 3A kann die Abschälfestigkeit wenn der laminierte Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 100a (oder 100b) abgeschält wird, mit einer geeigneten Vorrichtung gemessen werden. Die Vorrichtung zum Messen der Abschälfestigkeit kann in eine Vorrichtung zum Durchführen der Abschälfestigkeitsprüfung integriert werden.
[Abschälfestigkeitsprüfung B]
Die Abschälfestigkeitsprüfung B ist ein Test zum Bestimmen der Größe der Beziehung der Abschälfestigkeit zwischen den einzelnen Schichten in dem laminierten Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 200a (oder 200b) im trockenen Zustand. Die Abschälfestigkeitsprüfung B wird gemäß dem folgenden Verfahren durchgeführt.

(Schritt 1B) Der laminierte Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 200a (oder 200b) wird getrocknet, so dass der Lösungsmittelgehalt nicht mehr als 2 Gew.-% beträgt.
(Schritt 2B) Die erste Elektrodenplatte 10 wird auf dem Träger 1000 fixiert.
(Schritt 3B) Der laminierte Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 100a (oder 100b) wird mit einer Abschälgeschwindigkeit von 100 mm/min abgeschält, so dass der Winkel zwischen der ersten Elektrodenplatte 10 und dem laminierten Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 100a (oder 100b) 180° beträgt.

Im Schritt 1B ist das Verfahren zum Entfernen des Lösungsmittels von dem laminierten Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 200a (oder 200b) nicht besonders beschränkt. Zum Beispiel kann das Lösungsmittel durch Waschen des laminierten Körpers für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 200a (oder 200b), der aus dem Batterieprodukt entnommen wurde, mit einem flüchtigen Lösungsmittel und Trocknen unter vermindertem Druck entfernt werden. Ferner kann der laminierte Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 200a (oder 200b) verwendet werden, bevor er zu einer Batterie angeordnet wurde.
Der laminierte Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 200a (oder 200b) ist, wenn er einer Abschälfestigkeitsprüfung B unterzogen wird, derart, dass die Abschälfestigkeit zwischen der ersten Elektrodenplatte 10 und der äußersten Schicht des laminierten Separators für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 100a (oder 100b) geringer ist als die Abschälfestigkeit zwischen der porösen Schicht 30 und dem porösen Polyolefinfilm 40. Daher ist nach dem Schritt 3B die Menge der porösen Schicht 30, die an der Schicht des Elektrodenaktivmaterials 15 klebt, gering, wenn vorhanden. In einer Ausführungsform beträgt die Fläche der porösen Schicht 30, die an der Schicht des Elektrodenaktivmaterials 15 klebt, vorzugsweise nicht mehr als 5 %, stärker bevorzugt nicht mehr als 1 % und noch stärker bevorzugt 0 %, wenn die Fläche der porösen Schicht 30, die an der Schicht des Elektrodenaktivmaterials 15 vor der Abschälfestigkeitsprüfung B klebt, 100 % beträgt. In einer Ausführungsform werden die erste Elektrodenplatte 10 und der laminierte Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 100a (oder 100b) an der Grenzfläche zwischen der Schicht des Elektrodenaktivmaterials 15 und der porösen Schicht 30 abgeschält.
Im Schritt 3B ist die Abschälfestigkeit, wenn der laminierte Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 100a (oder 100b) abgeschält wird, nicht besonders beschränkt. Der Grund ist, da in der vorliegenden Erfindung wichtig ist, dass die Fläche der porösen Schicht 30, die an der Schicht des Elektrodenaktivmaterials 15 nach dem Schritt 3B klebt, gering ist (die Fläche der porösen Schicht 30, die von dem porösen Polyolefinfilm 40 abgeschält wird, gering ist). In einer Ausführungsform ist (i) die erste Elektrodenplatte 10 eine positive Elektrodenplatte, und beträgt (ii) die Abschälfestigkeit in Schritt 3B vorzugsweise nicht mehr als 8 N/m und stärker bevorzugt nicht mehr als 7,5 N/m. Die Untergrenze der Abschälfestigkeit beträgt vorzugsweise nicht weniger als 0,8 N/m, stärker bevorzugt nicht weniger als 1 N/m, noch stärker bevorzugt nicht weniger als 1,2 N/m und noch stärker bevorzugt nicht weniger als 1,5 N/m. Wenn die Abschälfestigkeit in dem vorstehenden Bereich liegt, besteht im trockenen Zustand die Neigung, dass die Haftfähigkeit zwischen der positiven Elektrodenplatte und dem laminierten Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 100a (oder 100b) moderat ist und die Struktur des laminierten Körpers für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 200a (oder 200b) beibehalten werden kann.
Für andere Bedingungen in Bezug auf die Abschälfestigkeitsprüfung B ist die Beschreibung in Bezug auf die Abschälfestigkeitsprüfung A enthalten. Daher wird eine wiederholte Beschreibung weggelassen.
In 3 wird ein Zustand dargestellt, in dem der laminierte Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 200a, der einen laminierten Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 100a und die erste Elektrodenplatte 10 einschließt, der Abschälfestigkeitsprüfung A oder der Abschälfestigkeitsprüfung B unterzogen wird. Jedoch kann der laminierte Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 200b, der einen laminierten Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 100b und die erste Elektrodenplatte 10 einschließt, auch der Abschälfestigkeitsprüfung A oder der Abschälfestigkeitsprüfung B unterzogen werden. Ferner kann der laminierte Körper (d.h. ein Teil für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 500), in dem die zweite Elektrodenplatte an dem porösen Polyolefinfilm 40 bereitgestellt ist, auch der Abschälfestigkeitsprüfung A oder der Abschälfestigkeitsprüfung B unterzogen werden.
[2. Element für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt]
Es wird Bezug auf 4 genommen. Das Element für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 500 gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung schließt ein: einen laminierten Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 200a (oder 200b) und eine zweite Elektrodenplatte 50. In dem Element für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 500 werden die erste Elektrodenplatte 10, der laminierte Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 100a (oder 100b) und die zweite Elektrodenplatte 50 in dieser Reihenfolge übereinander gelegt.
Wenn die erste Elektrodenplatte 10 eine positive Elektrodenplatte ist, ist die zweite Elektrodenplatte 50 eine negative Elektrodenplatte. Wenn die erste Elektrodenplatte 10 eine negative Elektrodenplatte ist, ist die zweite Elektrodenplatte 50 eine positive Elektrodenplatte.
Wenn die poröse Schicht 30 auf einer Oberfläche des porösen Polyolefinfilms 40 ausgebildet wird, wird die poröse Schicht 30 zwischen der ersten Elektrodenplatte 10 und dem porösen Polyolefinfilm 40 angeordnet. Wenn die poröse Schicht 30 auf beiden Oberflächen des porösen Polyolefinfilms ausgebildet wird, wird die poröse Schicht 30 weiter zwischen der zweiten Elektrodenplatte 50 und dem porösen Polyolefinfilm 40 angeordnet.
Die Klebschicht 20, die als gegebenenfalls vorhandenes Element bereitgestellt wird, kann an einer oder mehreren Stellen, ausgewählt aus den folgenden Stellen: (i) einer Stelle zwischen der ersten Elektrodenplatte 10 und der porösen Schicht 30, die auf der Seite der ersten Elektrodenplatte 10 bereitgestellt ist, (ii) einer Stelle zwischen dem porösen Polyolefinfilm 40 und der zweiten Elektrodenplatte 50 und (iii) einer Stelle zwischen der porösen Schicht 30, die auf der Seite der zweiten Elektrodenplatte 50 bereitgestellt ist, und der zweiten Elektrodenplatte 50 angeordnet sein. In 4 ist die Klebschicht 20 an den Stellen (i) und (ii) unter den vorstehend beschriebenen Stellen angeordnet.
In einer Ausführungsform ist die Abschälfestigkeit zwischen der positiven Elektrodenplatte und dem laminierten Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 100a (oder 100b) niedriger als die Abschälfestigkeit zwischen der negativen Elektrodenplatte und dem laminierten Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 100a (oder 100b). Das heißt, die negative Elektrodenplatte wird fester an den laminierten Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 100a (oder 100b) angehaftet als es die positive Elektrodenplatte ist.
Mit einer solchen Konfiguration tritt, wenn eine externe Kraft an das Element für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 500 in der Batterie angelegt wird, ein Abschälen zwischen der positiven Elektrodenplatte und dem laminierten Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 100a (oder 100b) erst auf, wenn eine externe Kraft an das Teil für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 500 in der Batterie angelegt wird. Das hält die Haftfähigkeit zwischen der negativen Elektrodenplatte und dem laminierten Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 100a (oder 100b) bei. Eine Lücke zwischen der negativen Elektrodenplatte und dem laminierten Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 100a (oder 100b) kann ein Grund für eine Dendritbildung sein. Daher ist weniger wahrscheinlich, dass die vorstehende Konfiguration zur Ursache einer Dendritbildung führt, auch wenn externe Kraft an eine Batterie angelegt wird, und verbessert so die Sicherheit der Batterie.
[3. Laminierter Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt]
Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird, wenn die später beschriebene Abschälfestigkeitsprüfung C durchgeführt wird, der laminierte Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 100a (oder 100b) bereitgestellt, in dem die Größe der Abschälfestigkeit zwischen den einzelnen Schichten in einem festgelegten Verhältnis liegt. Die Abschälfestigkeitsprüfung C schließt einen Schritt der Herstellung des laminierten Körpers für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 200a (oder 200b) unter Verwendung einer festgelegten Elektrodenplatte unter festgelegten Pressbedingungen ein. Die Abschälfestigkeitsprüfung C ist eine Prüfung, bei der die Abschälfestigkeitsprüfung A modifiziert wird, um die Prüfungsbedingungen gleichförmig zu machen, so dass sie auf einen laminierten Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt angewandt werden kann.
[Abschälfestigkeitsprüfung C]
Dier Abschälfestigkeitsprüfung C ist eine Prüfung zum Bestimmen der Größe der Beziehung der Abschälfestigkeit zwischen dem laminierten Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 100a (oder 100b) und einem laminierten Testkörper, der eine Testelektrodenplatte einschließt, im Zustand des Eintauchens in einen Elektrolyten. Die Abschälfestigkeitsprüfung C wird gemäß dem folgenden Verfahren durchgeführt.

(Schritt 1C) Der laminierte Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 100a (oder 100b) und die Testelektrodenplatte werden über die Außenoberflächenschicht des laminierten Separators für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 100a (oder 100b) mit Klebrigkeit mit Bezug zur Testelektrodenplatte laminiert. Als Nächstes wird der laminierte Testkörper unter Durchführen eines Anpressens unter den Bedingungen von 70°C, 6 MPa und 10 Sekunden hergestellt.
(Schritt 2C) Der laminierte Testkörper wird bei 60°C 24 Stunden lang in ein Lösungsmittel aus Ethylencarbonat, Dimethylcarbonat und Ethylmethylcarbonat in einem Volumenverhältnis von 30:35:35 getaucht.
(Schritt 3C) Die Testelektrodenplatte wird auf dem Träger 1000 fixiert.
(Schritt 4C) Der laminierte Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 100a (oder 100b) wird mit einer Abschälgeschwindigkeit von 100 mm/min abgeschält, so dass der Winkel zwischen der Testelektrodenplatte und dem laminierten Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 100a (oder 100b) 180° beträgt.

Mindestens eine der Außenoberflächenschichten des laminierten Separators für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 100a (oder 100b) liegt auf der Seite der porösen Schicht 30 und weist Klebrigkeit in Bezug auf die Testelektrodenplatte auf. Im Schritt 1C werden der laminierte Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 100a (oder 100b) und die Testelektrodenplatte über diese Außenoberflächenschicht angeklebt. Die Außenoberflächenschicht mit Klebrigkeit in Bezug auf die Testelektrodenplatte kann die Klebschicht 20 sein, die auf der porösen Schicht 30 bereitgestellt wird, wie es bei dem laminierten Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 100a der Fall ist. In einer anderen Ausführungsform kann die Außenoberflächenschicht mit Klebrigkeit in Bezug auf die Testelektrodenplatte die poröse Schicht 30 selbst sein, wie es bei einem laminierten Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 100b der Fall ist.
Die Testelektrodenplatte, die in der Abschälfestigkeitsprüfung C verwendet wird, ist ein laminierter Körper mit einer Dicke von 1 mm, in dem ein Elektrodenaktivmaterial, bestehend aus Lithium-Nickel-Cobalt-Mangan-Oxid (NCM523), Ruß, Graphit und PVDF in einem Verhältnis von 92:2,5;2,5:3 auf einer Aluminiumfolie gebildet ist.
Der laminierte Testkörper, wenn er der Abschälfestigkeitsprüfung C unterworfen wurde, ist derart, dass die Abschälfestigkeit zwischen der Testelektrodenplatte und der Außenoberflächenschicht des laminierten Körpers für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 100a (oder 100b) niedriger ist als die Abschälfestigkeit zwischen der porösen Schicht 30 und dem porösen Polyolefinfilm 40. Daher ist nach dem Schritt 4A die Menge der porösen Schicht 30, die an der Testelektrodenplatte klebt, gering, wenn überhaupt vorhanden. In einer Ausführungsform ist die Fläche der porösen Schicht 30, die an der Testelektrodenplatte klebt, vorzugsweise nicht mehr als 5 %, stärker bevorzugt nicht mehr als 1 % und noch stärker bevorzugt 0 %, wenn die Fläche der porösen Schicht 30, die vor der Abschälfestigkeitsprüfung C klebte, 100 % beträgt. In einer Ausführungsform werden die erste Elektrodenplatte 10 und der laminierte Separator einer Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 100a (oder 100b) an einer Grenzfläche zwischen der Schicht des Elektrodenaktivmaterials 15 und der porösen Schicht 30 abgelöst.
Im Schritt 4C ist die Abschälfestigkeit, wenn der laminierte Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 100a (oder 100b) abgeschält wird, nicht besonders beschränkt. Der Grund ist, dass in der vorliegenden Erfindung wichtig ist, dass die Fläche der porösen Schicht 30, die an der Testelektrodenplatte nach dem Schritt 4C klebt, gering ist (die Fläche der porösen Schicht 30, die von dem porösen Polyolefinfilm 40 abgeschält wird, ist gering). In einer Ausführungsform beträgt die Abschälfestigkeit vorzugsweise nicht mehr als 8 N/m, stärker bevorzugt nicht mehr als 7 N/m und noch stärker bevorzugt nicht mehr als 6 N/m. Eine Untergrenze der Abschälfestigkeit beträgt vorzugsweise nicht weniger als 0,8 N/m und stärker bevorzugt nicht weniger als 1 N/m. Wenn die Abschälfestigkeit in dem vorstehenden Bereich liegt, besteht die Neigung in einem Zustand des Eintauchens in den Elektrolyt, dass die Haftfähigkeit zwischen der Elektrodenplatte und dem laminierten Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 100a (oder 100b) moderat ist, und die Struktur des laminierten Körpers für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt kann aufrechterhalten werden.
Für andere Bedingungen, die die Abschälfestigkeitsprüfung C betreffen, ist die Beschreibung bezüglich der Abschälfestigkeitsprüfung A enthalten. Daher wird eine wiederholte Beschreibung weggelassen.
[4. Materialien, die jedes Element bilden]
Dieser Abschnitt erklärt, aus welcher Art von Material(ien) jedes der in jedem der vorstehenden Abschnitte vorkommenden Elemente hergestellt ist.
[Laminierter Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt]
Der laminierte Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 100a (oder 100b) ist derart, dass die poröse Schicht 30 auf einer Oberfläche oder beiden Oberflächen des porösen Polyolefinfilms 40 gebildet wird. 1 bis 5 veranschaulichen den laminierten Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 100a (oder 100b), in dem die poröse Schicht 30 auf einer Oberfläche des porösen Polyolefinfilms 40 ausgebildet ist.
Der laminierte Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 100a (oder 100b) kann eine Außenoberflächenschicht mit Klebrigkeit an der Elektrode aufweisen. Wie es bei dem laminierten Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 100a der Fall ist, kann die Klebschicht 20, die sich von der porösen Schicht 30 unterscheidet, als die Außenoberflächenschicht mit Klebrigkeit an die Elektrode bereitgestellt werden. Wie es bei dem laminierten Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 100b der Fall ist, kann bewirkt werden, dass die poröse Schicht 30 selbst als die Außenoberflächenschicht mit Klebrigkeit an die Elektrode dient. In einer anderen Ausführungsform kann die Außenoberflächenschicht mit Klebrigkeit an die Elektrode auf beiden Oberflächen des porösen Polyolefinfilms 40 bereitgestellt werden. In jedem dieser Fälle wird die Außenoberflächenschicht mit Klebrigkeit an die Elektrode auf mindestens einer der Oberflächen des laminierten Separators für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 100a (oder 100b) bereitgestellt, wobei die Oberflächen mit der Elektrodenplatte (die positive Elektrodenplatte oder die negative Elektrodenplatte) in Kontakt sind.
(Poröser Polyolefinfilm)
Ein poröser Polyolefinfilm weist darin viele Poren auf, die miteinander verbunden sind, so dass ein Gas und/oder eine Flüssigkeit durch den porösen Polyolefinfilm von einer Seite zu der anderen Seite passieren können. Der poröse Polyolefinfilm kann als ein Grundmaterial für einen laminierten Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt dienen. Wenn eine Batterie, die einen laminierten Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt einschließt, der einen porösen Polyolefinfilm einschließt, Wärme bildet, schmilzt der poröse Polyolefinfilm, so dass bewirkt wird, dass der laminierte Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt nicht-porös wird. So kann der poröse Polyolefinfilm dem laminierten Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt eine Shutdown-Funktion verleihen.
Hier ist anzumerken, dass der „poröse Polyolefinfilm“ ein poröser Film ist, der ein Harz auf Polyolefinbasis als einen Hauptbestandteil enthält. Es ist anzumerken, dass der Begriff „enthält ein Harz auf Polyolefinbasis als einen Hauptbestandteil“ bedeutet, dass ein poröser Film ein Harz auf Polyolefinbasis in einem Anteil von nicht weniger als 50 Volumen-%, vorzugsweise nicht weniger als 90 Volumen-% und stärker bevorzugt nicht weniger als 95 Volumen-%, bezogen auf die Gesamtheit der Materialien, aus denen der poröse Film hergestellt ist, enthält.
Beispiele des Harzes auf Polyolefinbasis, die der poröse Polyolefinfilm als einen Hauptbestandteil enthält, schließen ein, sind aber nicht besonders beschränkt auf Homopolymere und Copolymere, die beide thermoplastische Harze sind und jeweils durch Polymerisation von Monomer(en), wie Ethylen, Propylen, 1-Buten, 4-Methyl-1-penten und/oder 1-Hexen, hergestellt werden. Insbesondere schließen Beispiele solcher Homopolymere Polyethylen, Polypropylen und Polybuten ein, und Beispiele solcher Copolymere schließen ein Ethylen-Propylen Copolymer ein. Der poröse Polyolefinfilm kann eine Schicht, die nur eines dieser Harze auf Polyolefinbasis enthält, oder eine Schicht, die zwei oder mehrere dieser Harze auf Polyolefinbasis enthält, einschließen. Unter diesen ist Polyethylen stärker bevorzugt, da es in der Lage ist, einen Fluss eines außerordentlich hohen elektrischen Stroms bei geringerer Temperatur zu verhindern (Shut-down). Ein Polyethylen mit höherem Molekulargewicht, das Ethylen als einen Hauptbestandteil enthält, ist insbesondere bevorzugt. Es ist anzumerken, dass der poröse Polyolefinfilm (einen) andere(n) Bestandteil(e) als das Polyolefin enthalten kann, sofern ein solcher Bestandteil nicht die Funktion der Schicht beeinträchtigt.
Beispiele des Polyethylens schließen Polyethylen geringer Dichte, Polyethylen hoher Dichte, lineares Polyethylen (Ethylen-α-Olefincopolymer) und Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht ein. Unter diesen Polyethylenen ist ein Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht stärker bevorzugt, und ein Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht, das einen Bestandteil mit hohem Molekulargewicht mit einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 5 x 10⁵ bis 15 x 10⁶ enthält, ist noch stärker bevorzugt. Insbesondere enthält das Harz auf Polyolefinbasis stärker bevorzugt einen Bestandteil mit hohem Molekulargewicht mit einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts von nicht weniger als 1.000.000, da ein solches Harz auf Polyolefinbasis ermöglicht, dass ein poröser Polyolefinfilm und ein laminierter Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt höhere Festigkeit aufweisen.
Der poröse Polyolefinfilm weist eine Filmdicke von vorzugsweise 3 µm bis 20 µm, stärker bevorzugt 5 µm bis 17 µm und noch stärker bevorzugt 5 µm bis 15 µm auf. Die Filmdicke, die nicht geringer als 3 µm ist, ermöglicht zufriedenstellend, eine Funktion (wie die Shutdown-Funktion) zu erreichen, von der erforderlich ist, dass sie der poröse Polyolefinfilm aufweist. Die Filmdicke, die nicht mehr als 20 µm beträgt, ermöglicht es, dass ein dünnerer laminierter Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt erhalten wird.
Der poröse Polyolefinfilm weist Poren auf, die jeweils einen Porendurchmesser von vorzugsweise nicht mehr als 0,1 µm und stärker bevorzugt nicht mehr als 0,06 µm aufweisen. Das ermöglicht, dass der Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt ausreichend Ionendurchlässigkeit erreicht und verhindert, dass Teilchen, die eine Elektrode bilden, in den Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt eindringen.
Der poröse Polyolefinfilm weist typischerweise ein Gewicht pro Einheitsfläche von vorzugsweise 4 g/m² bis 20 g/m² und stärker bevorzugt 5 g/m² bis 12 g/m² auf, um so zu ermöglichen, dass die Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt eine höhere Gewichts-Energiedichte und höhere Volumen-Energiedichte aufweist.
Der poröse Polyolefinfilm weist eine Luftdurchlässigkeit von vorzugsweise 30 s/100 ml bis 500 s/100 ml, stärker bevorzugt 50 s/100 ml bis 300 s/1 00 ml in Bezug auf Gurley-Werte, auf. Das ermöglicht, dass der laminierte Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt ausreichende Ionendurchlässigkeit aufweist.
Der poröse Polyolefinfilm weist eine Porosität von vorzugsweise 20 Vol.-% bis 80 Vol.-%, stärker bevorzugt 30 Vol.-% bis 75 Vol.-%, auf. Das ermöglicht, dass (i) eine größere Menge an Elektrolyt zurückgehalten wird und (ii) ein Fluss von übermäßig großem elektrischen Strom bei geringerer Temperatur zuverlässig verhindert wird (Shut-down).
Ein Verfahren zur Herstellung des porösen Polyolefinfilms ist nicht besonders beschränkt, und jedes allgemein bekannte Verfahren kann verwendet werden. Zum Beispiel wie im Japanischen Patent Nr. 5476844 offenbart, kann ein Verfahren verwendet werden, wobei (i) ein Füllstoff zu einem thermoplastischen Harz gegeben wird, (ii) das thermoplastische Harz, zu dem der Füllstoff gegeben wurde, zu einem Film geformt wird und dann (iii) der Füllstoff entfernt wird.
Ein bestimmtes Beispiel ist ein Verfahren zur Herstellung eines porösen Polyolefinfilms aus einem Harz auf Polyolefinbasis, das ein Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht und ein Polyolefin mit niedrigem Molekulargewicht mit einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts von nicht mehr als 10.000 enthält. In diesem Fall ist in Bezug auf die Herstellungskosten bevorzugt, einen porösen Polyolefinfilm mit dem Verfahren herzustellen, das die folgenden Schritte (1) bis (4) einschließt:

(1) Kneten von 100 Gewichtsteilen eines Polyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht, 5 Gewichtsteilen bis 200 Gewichtsteilen eines Polyolefins mit geringem Molekulargewicht mit einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts von nicht mehr als 10000 und 100 Gewichtsteilen bis 400 Gewichtsteilen eines anorganischen Füllstoffs, wie Calciumcarbonat, so dass eine Harzzusammensetzung auf Polyolefinbasis erhalten wird;
(2) Formen der Harzzusammensetzung auf Polyolefinbasis zu einer Platte;
(3) Entfernen des anorganischen Füllstoffs aus der im Schritt (2) hergestellten Platte; und
(4) Strecken der im Schritt (3) hergestellten Platte.

In einer anderen Ausführungsform kann der poröse Polyolefinfilm mit einem Verfahren hergestellt werden, das in einer der vorstehenden Patentdruckschriften offenbart ist.
In einer anderen Ausführungsform kann der poröse Polyolefinfilm ein im Handel erhältliches Produkt mit den vorstehend beschriebenen Eigenschaften sein.
(Poröse Schicht)
Die poröse Schicht enthält typischerweise einen Füllstoff und ein Bindemittelharz.
Beispiele einer Art von Füllstoff schließen einen organischen Füllstoff und einen anorganischen Füllstoff ein.
Beispiele des organischen Füllstoffs schließen Füllstoffe, hergestellt aus (i) einem Homopolymer eines Monomers, wie Styrol, Vinylketon, Acrylnitril, Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Glycidylmethacrylat, Glycidylacrylat oder Methylacrylat, oder (ii) ein Copolymer von zwei oder mehreren solcher Monomere; ein Harz auf Fluorbasis, wie Polytetrafluorethylen, ein Ethylentetrafluorid-Propylenhexafluorid-Copolymer, ein Ethylentetrafluorid-Ethylen-Copolymer oder Polyvinylidenfluorid; ein Melaminharz; ein Harnstoffharz; Polyolefin; oder Polymethylacrylat, ein. Diese organischen Füllstoffe können jeweils einzeln verwendet werden, oder ein Gemisch von zwei oder mehr davon kann in einer anderen Ausführungsform verwendet werden. Unter diesen organischen Füllstoffen ist wegen seiner chemischen Stabilität Polytetrafluorethylenpulver bevorzugt.
Beispiele des anorganischen Füllstoffs schließen Materialien, hergestellt aus einer anorganischen Substanz, wie einem Metalloxid, einem Metallnitrid, einem Metallcarbid, einem Metallhydroxid, einem Carbonat oder einem Sulfat, ein. Bestimmte Beispiele des anorganischen Füllstoffs schließen Aluminiumoxidpulver, Boehmitpulver, Siliciumdioxidpulver, Titandioxidpulver, Aluminiumhydroxidpulver und Calciumcarbonatpulver ein. Diese anorganischen Füllstoffe können jeweils einzeln verwendet werden, oder ein Gemisch von zwei oder mehr davon kann in einer anderen Ausführungsform verwendet werden. Unter diesen anorganischen Füllstoffen ist Aluminiumoxidpulver wegen seiner chemischen Stabilität bevorzugt.
Beispiele der Form des Füllstoffs schließen eine im Wesentlichen kugelförmige Form, eine Plattenform, eine Säulenform, eine Nadelform, eine Nadelkristallform und eine faserförmige Form ein. Diese Formen können auf jedes Teilchen angewandt werden. Im Wesentlichen kugelförmige Teilchen, die die Bildung gleichförmiger Poren einfach machen, sind bevorzugt.
Der Füllstoffgehalt in der porösen Schicht beträgt vorzugsweise 20 Gew.-% bis 95 Gew.-%, stärker bevorzugt 30 Gew.-% bis 90 Gew.-% und noch stärker bevorzugt 40 Gew.-% bis 90 Gew.-%. Es ist anzumerken, dass der Füllstoffgehalt in der porösen Schicht unter der Annahme berechnet wird, dass das Gesamtgewicht der porösen Schicht 100 Gew.-% beträgt. Der Füllstoffgehalt, der im vorstehenden Bereich eingestellt ist, ermöglicht es, einen Separator zu erhalten, der gute Ionendurchlässigkeit aufweist.
Der in der porösen Schicht enthaltene Füllstoff weist einen mittleren Teilchendurchmesser von vorzugsweise 0,01 µm bis 2,0 µm und stärker bevorzugt 0,05 µm bis 1,0 µm, auf. Wenn der mittlere Teilchendurchmesser des Füllstoffs im vorstehenden Bereich eingestellt wird, dann bedeutet der „mittlere Teilchendurchmesser des Füllstoffs“ hier einen mittleren Teilchendurchmesser auf Volumenbasis (D50) des Füllstoffs. D50 bedeutet einen Teilchendurchmesser mit einem Wert, bei dem ein kumulativer Wert von 50 % in einer Teilchengrößenverteilung auf Volumenbasis erreicht ist. D50 kann unter Verwendung von zum Beispiel einem Teilchengrößenanalysator mit Laserstreuung (Produktname: SALD2200 usw., hergestellt von Shimadzu Corporation) gemessen werden.
Das Bindemittelharz ist vorzugsweise ein Harz, das in dem Elektrolyt der Batterie unlöslich ist und das elektrochemisch stabil ist, wenn die Batterie normal verwendet wird.
Beispiele des Bindemittelharzes schließen Polyolefine; Harze auf (Meth)acrylat-Basis; Fluorenthaltende Harze; Harze auf Polyamid-Basis; Harze auf Polyimid-Basis; Harze auf Polyamidimid-Basis; Harze auf Polyester-Basis; Kautschuke; Harze mit jeweils einem Schmelzpunkt oder einer Glasübergangstemperatur von nicht weniger als 180°C; wasserlösliche Polymere; und Polycarbonat, Polyacetal und Polyetheretherketon ein.
Unter den vorstehend beschriebenen Harzen sind Harze auf (Meth)acrylat-Basis, Fluorenthaltende Harze, Harze auf Polyamid-Basis, Harze auf Polyimid-Basis, Harze auf Polyamidimid-Basis, Harze auf Polyester-Basis und wasserlösliche Polymere bevorzugt.
Bevorzugte Beispiele der Polyolefine schließen Polyethylen, Polypropylen, Polybuten und ein Ethylen-Propylen-Copolymer ein.
Beispiele der Fluor enthaltenden Harze schießen Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polytetrafluorethylen, ein Vinylidenfluorid-Hexafluorpropylen-Copolymer, ein Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Copolymer ein Tetrafluorethylen-Perfluoralkylvinylether-Copolymer, ein Vinylidenfluorid-Tetrafluroethylen-Copolymer, ein Vinylidenfluorid-Trifluorethylen-Copolymer, ein Vinylidenfluorid- Trichlorethylen-Copolymer, ein Vinylidenfluorid-Vinylfluorid-Copolymer, ein Vinylidenfluorid-Hexafluorpropylen-Tetrafluorethylen-Copolymer und ein Ethylen-Tetrafluorethylen-Copolymer ein. Die vorstehend aufgeführten Fluor-enthaltenden Harze werden insbesondere durch einen Fluor-enthaltenden Kautschuk mit einer Glasübergangstemperatur von nicht mehr als 23°C veranschaulicht.
Bevorzugte Beispiele der Harze auf Polyamidbasis schließen Aramidharze, wie aromatische Polyamide und vollständig aromatische Polyamide ein.
Bestimmte Beispiele der Aramidharze schließen Poly(para-phenylenterephthalamid), Poly(meta-phenylenisophthalamid), Poly(para-benzamid), Poly(meta-benzamid), Poly(4,4'benzanilidterephthalamid), Poly(para-phenylen-4,4' -biphenylendicarbonsäureamid), Poly(meta-phenylen-4,4'-biphenylendiarbonsäureamid), Poly(para-phenylen-2,6-naphthalindicarbonsäureamid), Poly(meta-phenylen-2,6-naphthalindicarbonsäureamid), Poly(2-chlor-para-phenylentetraphthalamid), ein para-Phenylenterephthalamid/2,6-Dichlorpara-phenylenterephthalamid-Copolymer und ein meta-Phenylenterephthalamid/2,6-Dichlorpara-phenylenterephthalamid-Copolymer ein. Unter den vorstehenden Aramidharzen ist Poly(para-phenylenterephthalamid) stärker bevorzugt.
Die Harze auf Polyesterbasis sind vorzugsweise aromatische Polyester, wie Polyarylate und flüssigkristalline Polyester.
Beispiele der Kautschuke schließen ein Stryrol-Butadien-Copolymer und ein Hydrid davon, ein Methacrylatester-Copolymer, ein Acrylnitril-Acrylester-Copolymer, ein Styrol-Acrylester-Copolymer, einen Ethylen-Propylen-Kautschuk und Polyvinylacetat ein.
Beispiele der Harze, die jeweils einen Schmelzpunkt oder eine Glasübergangstemperatur von nicht weniger als 180°C aufweisen, schließen Polyphenylenether, Polysulfon, Polyethersulfon, Polyphenylensulfid, Polyetherimid, Polyamidimid und Polyetheramid ein.
Beispiele der wasserlöslichen Polymere schließen Polyvinylalkohol, Polyethylenglycol, Celluloseether, Natriumalginat, Polyacrylsäure, Polyacrylamid und Polymethacrylsäure ein.
Es ist anzumerken, dass die Bindemittelharze in einer Art oder in Kombination von zwei oder mehreren Arten verwendet werden können.
(Klebschicht)
Die Klebschicht bewirkt die Haftung zwischen dem laminierten Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt und der Elektrodenplatte (die positive Elektrodenplatte oder die negative Elektrodenplatte). Die Klebschicht enthält ein Klebharz als einen Hauptbestandteil. Beispiele des Klebharzes schließen ein α-Olefincopolymer und andere Klebharze ein.
Das „α-Olefincopolymer“ bezieht sich hier auf ein Copolymer mit einer von α-Olefin abgeleiteten Struktureinheit und einer von einem anderen Monomer abgeleiteten Struktureinheit.
Das α-Olefinist vorzugsweise ein α-Olefinmit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen. Beispiele eines solchen α-Olefins schließen Ethylen, Propylen, 1-Buten, 1-Penten, 1-Hexen, 1-Hepten und 1-Octen ein. Unter den vorstehend beschriebenen α-Olefinen ist Ethylen bevorzugt. Die von einem α-Olefinabgeleitete Struktureinheit des α-Olefincopolymers kann nur eine Art von Struktureinheit sein oder kann zwei oder mehrere Arten von Struktureinheiten sein.
Das andere Monomer ist nicht besonders beschränkt, sofern es ein Monomer ist, das mit α-Olefin copolymerisierbar ist. Beispiele des anderen Monomers schießen Fettsäurevinyle (wie Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylbutyrat, Vinyllaurat, Vinylcaproat, Vinylstearat, Vinylpalmitat und Vinylversatat); Acrylsäureester, die jeweils einen C1-C16 Alkylrest aufweisen (wie Methylacrylat, Ethylacrylat, Propylacrylat, Butylacrylat, Hexylacrylat, Octylacrylat und Laurylacrylat); Methacrylsäureester mit einem C1-C16 Alkylrest (wie Ethylmethacrylat, Propylmethacrylat, Butylmethacrylat, Hexylmethacrylat, Octylmethacrylat und Laurylmethacrylat); eine saure Gruppe enthaltende Vinylmonomere (wie Acrylsäure, Methacrylsäure, 2-Acryloxyloxyethylsuccinat, 2-Methacryloyloxyethylsuccinat, Carboxyethylacrylat und Carboxyethylmethacrylat); aromatische Vinylmonomere (wie Styrol, Benzylacrylat und Benzylmethacrylat); Diene (1,3-Butadien und Isopren); und Acrylnitrile ein. Unter den vorstehend aufgeführten Monomeren sind Fettsäurevinyle, Acrylsäureester und Methacrylsäureester bevorzugt und Vinylacetat und Ethylacrylat sind stärker bevorzugt. Die von einem anderen Monomer in dem α-Ethylencopolymer abgeleitete Struktureinheit kann nur eine Art von Struktureinheit sein oder kann zwei oder mehrere Arten von Struktureinheiten sein.
Ein bevorzugtes α-Olefincopolymer weist (i) eine von α-Olefinabgeleitete Struktureinheit und (ii) eine von einer oder mehreren Substanzen, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Fettsäurevinylen, Acrylsäureestern und Methacrylsäureestern abgeleitete Struktureinheit auf. Ein stärker bevorzugtes α-Olefincopolymer weist (i) eine von α-Olefinabgeleitete Struktureinheit und (ii) eine von einer oder mehreren Substanzen, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Vinylacetat und Ethylacrylat, abgeleitete Struktureinheit auf.
Beispiele der Klebharze, die zu den α-Olefincopolymeren verschieden sind, schließen Fluorpolymere (wie Polyvinylidenfluorid); Esterpolymere (wie Polyethylenterephthalat und Polybutylenterephthalat); Cellulosepolymere (wie Carboxymethylcellulose, Carboxyethylcellulose, Ethylcellulose, Hydroxymethylcellulose, Hydroxypropylcellulose und Carboxyethylmethylcellulose) ein.
Die Dicke der Klebschicht beträgt vorzugsweise 0,005 bis 100 µm, stärker bevorzugt 0,005 µm bis 20 µm und noch stärker bevorzugt 0,005 µm bis 10 µm. Die Klebschicht, die eine Dicke aufweist, die im vorstehenden Bereich liegt, erhöht nicht signifikant den internen Widerstand, wenn die Klebschicht als ein Teil einer Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt verwendet wird.
Das Gewicht pro Einheitsfläche der Klebschicht beträgt vorzugsweise 0,0005 g/m² bis 10 g/m², stärker bevorzugt 0,0005 g/m² bis 2 g/m² und noch stärker bevorzugt 0,0005 g/m² bis 0,25 g/m².
Der Anteil des Klebharzes in der Klebschicht beträgt vorzugsweise nicht weniger als 50 Gew.%, stärker bevorzugt nicht weniger als 70 Gew.-%, noch stärker bevorzugt nicht weniger als 90 Gew.-%, unter Annahme, dass das Gewicht der gesamten Klebschicht 100 Gew.-% beträgt. In einer Ausführungsform wird die Klebschicht im Wesentlichen nur aus dem Klebharz hergestellt. Wenn der Gehalt des Klebharzes in der Klebschicht im vorstehenden Bereich liegt, wird ausreichende Haftfestigkeit erhalten.
Das Gewicht pro Einheitsfläche des Klebharzes in der Klebschicht beträgt vorzugsweise 0,001 g/m² bis 1 g/m², stärker bevorzugt 0,01 g/m² bis 1 g/m² und noch stärker bevorzugt 0,05 g/m² bis 0,5 g/m². Wenn das Gewicht pro Einheitsfläche des Klebharzes nicht geringer als 0,001 g/m² ist, wird ausreichende Haftfestigkeit erhalten. Wenn das Gewicht pro Einheitsfläche des Klebharzes nicht mehr als 1 g/m² beträgt, wird der Innenwiderstand nicht signifikant erhöht, wenn die Klebschicht als ein Teil für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt verwendet wird.
(Poröse Schicht mit Haftfähigkeit)
Die poröse Schicht selbst, die in dem laminierten Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt enthalten ist, kann so konfiguriert werden, dass sie Haftfähigkeit aufweist. Zum Beispiel indem bewirkt wird, dass ein Klebharz in der porösen Schicht enthalten ist, ist es möglich, eine poröse Schicht mit Haftfähigkeit zu bilden.
Beispiele des Klebharzes, das in der porösen Schicht enthalten sein kann, schließen das unter dem Abschnitt von (Klebschicht) aufgeführte Klebharz ein. Für die Beschreibungen anderer Harze und Füllstoffe, die in der porösen Schicht enthalten sind, ist die Beschreibung unter dem Abschnitt (Poröse Schicht) enthalten.
[Positive Elektrode]
Beispiele der positiven Elektrode schließen eine positive Elektrodenplatte mit einer Struktur ein, in der eine Schicht eines Aktivmaterials, die ein Aktivmaterial einer positiven Elektrode und ein Bindemittel enthält, auf einem Stromkollektor gebildet wird. Die Schicht eines Aktivmaterials kann ferner ein elektrisch leitendes Mittel enthalten.
Beispiele des Aktivmaterials der positiven Elektrode schließen ein Material ein, das zum Dotieren und Dedotieren mit Lithiumionen in der Lage ist. Beispiele eines solchen Materials schließen ein Lithiumkomplexoxid, das mindestens ein Übergangsmetall, wie V, Mn, Fe, Co oder Ni, enthält, ein.
Beispiele des elektrisch leitenden Mittels schließen Kohlenstoff enthaltende Materialien, wie natürlichen Graphit, künstlichen Graphit, Koks, Ruß, pyrolytische Kohlenstoffe, Kohlenstofffaser und ein gebranntes Produkt einer organischen Polymerverbindung ein.
Beispiele des Bindemittels schließen thermoplastische Harze, wie Polyvinylidenfluorid, ein Copolymer von Vinylidenfluorid, Polytetrafluorethylen, ein Copolymer von Vinylidenfluorid-Hexafluorpropylen, ein Copolymer von Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen, ein Copolymer von Tetrafluorethylen-Perfluoralkylvinylether, ein Copolymer von Ethylen-Tetrafluorethylen, ein Copolymer von Vinylidenfluorid-Tetrafluorethylen, ein Copolymer von Vinylidenfluorid-Trifluorethylen, ein Copolymer von Vinylidenfluorid-Trichlorethylen, ein Copolymer von Vinylidenfluorid-Vinylfluorid, ein Copolymer von Vinylidenfluorid-Hexafluorpropylen-Tetrafluorethylen, ein thermoplastisches Polyimid, Polyethylen und Polypropylen; Acrylharze; und Styrol-Butadien Kautschuk ein. Es ist anzumerken, dass das Bindemittel auch als ein Verdickungsmittel dient.
Beispiele des Stromsammlers der positiven Elektrode schließen elektrische Leiter, wie Al, Ni und Edelstahl, ein. Unter diesen ist Al bevorzugt, da Al leicht zu einer dünnen Folie verarbeitet wird und billig ist.
Die positive Elektrode, die in einer Plattenform ist, kann durch zum Beispiel ein Verfahren des Anlegens von Druck auf das positive Elektrodenaktivmaterial, das elektrisch leitende Mittel und das Aktivmaterial des Bindemittels auf dem Stromsammler der positiven Elektrode, wobei ein positives Elektrodengemisch darauf gebildet wird; oder ein Verfahren (i) der Verwendung eines geeigneten organischen Lösungsmittels zum Herstellen des positiven Elektrodenaktivmaterials, des elektrisch leitenden Materials und des Bindemittels in einer Pastenform, um so ein Gemisch einer positiven Elektrode bereitzustellen, (ii) Aufbringen des Gemisches der positiven Elektrode auf den Stromsammler der positiven Elektrode, (iii) Trocknen des aufgetragenen Gemisches der positiven Elektrode zum Herstellen eines plattenförmigen Gemisches der positiven Elektrode und (iv) Anlegen von Druck auf das plattenförmige Gemisch der positiven Elektrode, so dass das plattenförmige Gemisch der positiven Elektrode fest an dem Stromsammler der positiven Elektrode befestigt wird, hergestellt werden.
[Negative Elektrode]
Beispiele der negativen Elektrode schließen eine negative Elektrodenplatte mit einer Struktur ein, in der eine Schicht eines Aktivmaterials, die ein negatives Elektrodenaktivmaterial und ein Bindemittel enthält, auf einem Stromsammler gebildet wird. Die Schicht eines Aktivmaterials kann ferner ein elektrisch leitendes Mittel enthalten.
Beispiele des Aktivmaterials der negativen Elektrode schließen (i) ein Material, das mit Lithiumionen dotiert und dedotiert werden kann, (ii) ein Lithiummetall und (iii) eine Lithiumlegierung ein. Beispiele des Materials schließen kohlenstoffhaltige Materialien, wie natürlichen Graphit, künstlichen Graphit, Koks, Ruß, pyrolytische Kohlenstoffe, Kohlenstofffaser und ein gebranntes Produkt einer organischen Polymerverbindung; Chalcogenverbindungen, wie ein Oxid und ein Sulfid die mit Lithiumionen mit geringerem elektrischen Potential als die positive Elektrode dotiert und dedotiert werden; Metalle, wie Aluminium (Al), Blei (Pb), Zinn (Sn), Bismut (Bi) und Silicium (Si), von denen jedes mit Alkalimetall legiert ist; eine intermetallische Verbindung (AlSb, Mg₂Si, NiSi₂) eines kubischen Systems, in dem eine intermetallische Verbindung eines Alkalimetalls in einen Raum in einem Gitter eingefügt werden kann; und eine Litiumstickstoffverbindung (Li_3-xM_xN (wobei M ein Übergangsmetall darstellt)) ein.
Beispiele des negativen Elektrodenstromsammlers schließen Cu, Ni und Edelstahl ein. Unter diesen ist Cu bevorzugt, da Cu nicht leicht mit Lithium, insbesondere im Fall einer Sekundärbatterie mit Lithiumionen, legiert wird und leicht zu einem dünnen Film verarbeitet wird.
Die negative Elektrode, die in einer Plattenform ist, kann durch zum Beispiel ein Verfahren des Anlegens von Druck auf das Aktivmaterial der negativen Elektrode auf dem Stromsammler der negativen Elektrode, wobei ein negatives Elektrodengemisch darauf gebildet wird; oder ein Verfahren der (i) Verwendung eines geeigneten organischen Lösungsmittel zum Herstellen des negativen Elektrodenaktivmaterials in einer Pastenform, um ein negatives Elektrodengemisch bereitzustellen, (ii) Auftragen des negativen Elektrodengemisches auf dem Stromsammler der negativen Elektrode, (iii) Trocknen des aufgetragenen negativen Elektrodengemisches zum Herstellen eines plattenförmigen negativen Elektrodengemisches und (iv) Anlegen von Druck auf das plattenförmige negative Elektrodengemisch, so dass das plattenförmige negative Elektrodengemisch fest an den Stromsammler der negativen Elektrode fixiert wird, hergestellt werden. Die Paste schließt vorzugsweise das elektrisch leitende Mittel und das Bindemittel ein.
[5. Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt]
Die Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schließt das Sekundärbatterieelement mit wasserfreiem Elektrolyt gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein. Die Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt kann zum Beispiel mit dem folgenden Verfahren hergestellt werden.

1. Das Sekundärbatterieelement mit wasserfreiem Elektrolyt wird in einem geeigneten Behälter gelagert.
2. Der Behälter wird mit einem wasserfreien Elektrolyt gefüllt.
3. Der Behälter wird unter vermindertem Druck hermetisch versiegelt.

[Wasserfreier Elektrolyt]
Der wasserfreie Elektrolyt kann zum Beispiel ein wasserfreier Elektrolyt sein, der ein organisches Lösungsmittel und ein Lithiumsalz, gelöst in einem organischen Lösungsmittel, enthält. Beispiele des Lithiumsalzes schließen L1ClO₄, LiPF₆, LiAsF₆, LiSbF₆, LiBF₄, LiCF₃SO3, LiN(CF₃SO₂)₂, LiC(CF₃SO₂)₃, Li₂B₁₀Cl₁₀, Lithiumsalz einer niedrigen aliphatischen Carbonsäure und LiAlCl₄ ein. Es ist bevorzugt, unter den vorstehenden Lithiumsalzen mindestens ein Fluor enthaltendes Lithiumsalz, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus LiPF₆, LiAF₆, LiSbF₆, LiBF₄, LiCF₃SO₃, LiN(CF₃SO₂)₂ und LiC(CF₃SO₂)₃, zu verwenden.
Beispiele des organischen Lösungsmittels schließen Carbonate, wie Ethylencarbonat, Propylencarbonat, Dimethylcarbonat, Diethylcarbonat, Ethylmethylcarbonat, 4-Trifluormethyl-1,3-dioxolan-2-on und 1,2-Di(methoxycarbonyloxy)ethan; Ether, wie 1,2-Dimethoxyethan, 1,3-Dimethoxypropan, Pentafluorpropylmethylether, 2,2,3,3-Tetrafluorpropyldifluormethylether, Tetrahydrofuran und 2-Methyltetrahydrofuran; Ester, wie Methylformiat, Methylacetat und γ-Butyrolacton; Nitrile, wie Acetonitril und Butyronitril; Amide, wie N,N-Dimethylformamid und N,N-Dimethylacetamid; Carbamate, wie 3-Methyl-2-oxazolidon; Schwefel enthaltende Verbindungen, wie Sulfolan, Dimethylsulfoxid und 1,3-Propansulton; und Fluor enthaltende organische Lösungsmittel, hergestellt durch Einführen einer Fluorgruppe in die vorstehend aufgeführten organischen Lösungsmittel, ein. Unter den vorstehenden organischen Lösungsmitteln sind Carbonate bevorzugt. Ein gemischtes Lösungsmittel eines cyclischen Carbonats und eines acyclischen Carbonats oder ein gemischtes Lösungsmittels eines cyclischen Carbonats und eines Ethers ist weiter bevorzugt. Das gemischte Lösungsmittel eines cyclischen Carbonats und eines acyclischen Carbonats ist weiter bevorzugt ein gemischtes Lösungsmittel von Ethylencarbonat, Dimethylcarbonat und Ethylmethylcarbonat. Ein solches gemischtes Lösungsmittel ermöglicht einen breiteren Temperaturbereich der Handhabung und wird nicht leicht zersetzt, auch wenn das negative Elektrodenaktivmaterial ein Graphitmaterial, wie natürlicher Graphit oder künstlicher Graphit, ist.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Ausführungsformen beschränkt, sondern kann durch einen Fachmann auf dem Fachgebiet im Bereich der Patentansprüche abgeändert werden. Die vorliegende Erfindung schließt auch in ihrem technischen Bereich jede Ausführungsform, abgeleitet durch Kombinieren der technischen Verfahren, die in unterschiedlichen Ausführungsformen offenbart sind, ein.
Beispiele
Die folgende Beschreibung erörtert Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weiter im Einzelnen in Bezug auf die Beispiele und Vergleichsbeispiele. Es ist jedoch anzumerken, dass die vorliegende Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt ist.
[Verwendete Substanzen]
In den Beispielen wurden die Abschälfestigkeitsprüfung A und Abschälfestigkeitsprüfung B unter Verwendung der folgenden Materialien durchgeführt.

- Positive Elektrodenplatte: eine positive Elektrodenplatte (5 cm lang x 2 cm breit x 1 mm dick), in der ein Elektrodenaktivmaterial, bestehend aus Lithium-Nickel-Cobalt-Manganoxid (NCM523), Ruß, Graphit und PVDF in einem Verhältnis von 92:2,5:2,5:3 auf einer Aluminiumfolie gebildet wurde
- Negative Elektrodenplatte: eine negative Elektrodenplatte (5 cm lang x 2 cm breit x 1 mm dick), in der ein Elektrodenaktivmaterial, bestehend aus Graphit, SBR und CMC, in einem Verhältnis von 98:1:1 auf einer Kupferfolie gebildet wurde
- Laminierter Separator: ein laminierter Separator (10 cm lang x 2,5 cm breit), in dem eine poröse Schicht auf einer Oberfläche eines porösen Polyethylenfilms gebildet wurde, wobei die Zusammensetzung der porösen Schicht derart war, dass Aramidharz : Aluminiumoxid = 33:67
- Klebharz: Ethylen-Vinylacetat Copolymer (EVA) oder Polyvinylidenfluorid (PVDF)
- Elektrolyt: Ethylencarbonat : Dimethylcarbonat : Ethylmethylcarbonat = 30:35:35 (Volumenverhältnis).

Wie vorstehend beschrieben, weist in den Beispielen der laminierte Separator eine größere Abmessung als die positive Elektrodenplatte und die negative Elektrodenplatte auf. Bei Durchführen der Abschälfestigkeitsprüfung wurde der laminierte Separator durch Fassen eines Teils des laminierten Separators, wobei der Teil nicht an der Elektrodenplatte angeklebt war, abgeschält.
[Messverfahren und Testverfahren]
[Abschälfestigkeitsprüfung A: Abschälfestigkeitsprüfung in einem Zustand des Eintauchens in einen Elektrolyten]
Die Abschälfestigkeitsprüfung A wurde mit dem folgenden Verfahren durchgeführt.

1. Ein hergestellter laminierter Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt wurde in einen Elektrolyten bei 60°C für 24 Stunden getaucht.
2. Eine erste Elektrodenplatte eines laminierten Körpers für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt wurde auf einen Träger (Glasepoxyplatte mit einer Abmessung von 10 cm Länge x 3 cm Breite x 1 mm Dicke) fixiert. Ein doppelseitiges Band wurde zum Fixieren verwendet.
3. Ein laminierter Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt wurde bei einer Abziehgeschwindigkeit von 100 mm/min in einer Atmosphäre von 23°C abgeschält, so dass der Winkel zwischen der ersten Elektrodenplatte und dem laminierten Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 180° betrug. RTG-1310 (hergestellt von Orientec) wurde zum Abschälen verwendet. Zu diesem Zeitpunkt wurde die Abschälfestigkeit ebenfalls gemessen.

[Abschälfestigkeitsprüfung B: Abschälfestigkeitsprüfung in einem trockenen Zustand]
Die Abschälfestigkeitsprüfung B wurde mit dem folgenden Verfahren durchgeführt.

1. Ein laminierter Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt, die nicht in einen Elektrolyt getaucht war, wurde hergestellt.
2. Eine erste Elektrodenplatte des laminierten Körpers für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt wurde auf einem Träger (Glasepoxyplatte mit einer Abmessung von 10 cm Länge x 3 cm Breite x 1 mm Dicke) fixiert. Ein doppelseitiges Band wurde zum Fixieren verwendet.
3. Ein laminierter Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt wurde bei einer Abschälgeschwindigkeit von 100 mm/min in einer Atmosphäre von 23°C abgeschält, so dass der Winkel zwischen der ersten Elektrodenplatte und dem laminierten Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 180° betrug. RTG-1310 (hergestellt von Orientec) wurde zum Abschälen verwendet. Zu diesem Zeitpunkt wurde die Abschälfestigkeit ebenfalls gemessen.

[Untersuchung zur Bestimmung ob ein Abschälen aufgetreten ist oder nicht]
Die erste Elektrodenplatte nach der Abschälfestigkeitsprüfung A oder B wurde optisch untersucht, um zu bestimmen, ob ein Abschälen der porösen Schicht auftrat oder nicht.
[Gewicht pro Einheitsfläche der Klebschicht (EVA)]
Für den laminierten Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt unter Verwendung von EVA als das Klebharz wurde ein Stärkeverhältnis der Infrarotabsorption (IR-Intensitätsverhältnis) berechnet und als ein Parameter angesehen, der das Gewicht pro Einheitsfläche der Klebschicht darstellt. Insbesondere wurde das Stärkeverhältnis der Infrarotabsorption durch Teilen der IR-Intensität (1740 cm^-1), EVA zugeordnet, durch die IR-Intensität (1470 cm^-1), Polyethylen zugeordnet, berechnet. Je höher das IR Intensitätsverhältnis ist, desto höher ist das Gewicht pro Einheitsfläche des EVA.
[Beispiele 1 bis 5 und Vergleichsbeispiele 1 bis 3]

Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse der Abschälfestigkeitsprüfung A und Abschälfestigkeitsprüfung B der laminierten Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt gemäß den Beispielen 1 bis 5 und Vergleichsbeispielen 1 bis 3. Die Arten der Klebharze, Gewichte pro Einheitsfläche der Klebschichten und eine Pressbedingung bei der Herstellung der laminierten Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt sind wie in Tabelle 1 gezeigt. [Tabelle 1]

	Klebharz	Gewicht pro Einheitsfläche EVA (IR Intensitätsverhältnis)	Pressbedingung (°C, MPa, s)	Erste Elektrodenplatte = Positive Elektrodenplatte				Erste Elektrodenplatte = Negative Elektrodenplatte
				Abschälfestigkeitsprüfung A		Abschälfestigkeitsprüfung B		Abschälfestigkeitsprüfung A		Abschälfestigkeitsprüfung B
				Abschälfestigkeit (N/m)	Abschälen trat auf oder nicht	Abschälfestigkeit (N/m)	Abschälen trat auf oder nicht	Abschälfestigkeit (N/m)	Abschälen trat auf oder nicht	Abschälfestigkeit (N/m)	Abschälen trat auf oder nicht
Beispiel 1	EVA	0,102	70, 6,10	1,2	Nicht aufgetreten	2,2	Nicht aufgetreten	1,8	Nicht aufgetreten	13,8	Aufgetreten
Beispiel 2	PVDF	-	70, 6, 10	1,6	Nicht aufgetreten	7,0	Nicht aufgetreten	1,9	Nicht aufgetreten	11,9	Aufgetreten
Beispiel 3	EVA	0,189	70, 6,10	1,9	Nicht aufgetreten	9,9	Aufgetreten	10,1	Aufgetreten
Beispiel 4	EVA	0,235	70, 6,10	4,9	Nicht aufgetreten			10,1	Aufgetreten
Beispiel 5	EVA	0,303	70, 2, 10	5,9	Nicht aufgetreten			8,6	Aufgetreten
Vergleichsbeispiel 1	EVA	0,270	70, 6, 10	8,3	Aufgetreten			15,2	Aufgetreten
Vergleichsbeispiel 2	EVA	0,303	70, 4,10	11,6	Aufgetreten			13,6	Aufgetreten
Vergleichsbeispiel 3	EVA	0,303	70, 6, 10	11,2	Aufgetreten	23,2	Aufgetreten

[Bezugsbeispiel 1]
Der laminierte Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt, der in den Beispielen und Vergleichsbeispielen verwendet wurde, wurde in den Elektrolyt bei 60°C für 24 Stunden auf gleiche Weise wie bei der Abschälfestigkeitsprüfung A getaucht. Als Nächstes wurde die Abschälfestigkeit zwischen dem porösen Polyethylenfilm und der porösen Schicht gemäß dem in JIS-K-6854-2 festgelegten Verfahren (Klebmittel - Bestimmung der Abschälfestigkeit der gebundenen Anordnungen-Teil 2: 180° Abschälen) gemessen. Es wurde festgestellt, dass die Abschälfestigkeit 8,1 N/m beträgt.
[Bezugsbeispiel 2]
Der in den Beispielen und Vergleichsbeispielen verwendete laminierte Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt wurde im trockenen Zustand hergestellt. Als Nächstes wurde die Abschälfestigkeit zwischen dem porösen Polyethylenfilm und der porösen Schicht gemäß dem in JIS-K-6854-2 festgelegten Verfahren (Klebmittel - Bestimmung der Abschälfestigkeit der gebundenen Anordnungen-Teil 2: 180° Abschälen) gemessen. Es wurde festgestellt, dass die Abschälfestigkeit 8,0 N/m beträgt.
[Ergebnisse]
Durch Einstellen der Art des Klebharzes, des Gewichts pro Einheitsfläche der Klebschicht und die Pressbedingungen wie bei den Beispielen 1 bis 5 wurden die laminierten Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt mit einer passenden Haftfähigkeit zwischen der Elektrodenplatte und dem Separator hergestellt. Ein Vergleich der Beispiele 1, 3 und 4 mit den Vergleichsbeispielen 1 und 3 zeigt, dass ein laminierter Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt mit höherem Gewicht pro Einheitsfläche der Klebschicht dazu neigt, höhere Haftfähigkeit zwischen der Elektrodenplatte und dem Separator aufzuweisen. Ein Vergleich von Beispiel 5 mit den Vergleichsbeispielen 2 und 3 zeigt, dass ein höherer Pressdruck dazu neigt, einen laminierten Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt mit höherer Haftfähigkeit zwischen der Elektrodenplatte und dem Separator zu ergeben.
Die laminierten Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt gemäß den Ausführungsformen 1 und 2 waren, wenn sie eine positive Elektrodenplatte als die erste Elektrodenplatte aufwiesen, frei von Abschälen der porösen Schicht und wiesen optimale Haftfähigkeit auf, ungeachtet ob die laminierten Körper einer Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt im Zustand des Eintauchens in den Elektrolyten oder im trockenen Zustand waren. Diese laminierten Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt waren, auch wenn sie eine negative Elektrodenplatte als die erste Elektrodenplatte aufwiesen, frei von Abschälen der porösen Schicht im Zustand des Eintauchens in den Elektrolyt und waren so bevorzugt.
Die Ergebnisse der Beispiele 1 bis 5 und von Vergleichsbeispiel 1 legen nahe, dass die Abschälfestigkeit in der Abschälfestigkeitsprüfung A vorzugsweise nicht mehr als etwa 8 N/m beträgt. Die Ergebnisse der Beispiele 1 und 2 und von Bezugsbeispiel 2 legen nahe, dass die Abschälfestigkeit in der Abschälfestigkeitsprüfung B vorzugsweise nicht mehr als 8 N/m beträgt.
Industrielle Anwendbarkeit
Die vorliegende Erfindung kann zum Beispiel in einer Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt verwendet werden.
Bezugszeichenliste

10:: Erste Elektrodenplatte
20:: Klebschicht
30:: Poröse Schicht
40:: Poröser Polyolefinfilm
50:: zweite Elektrodenplatte
100a, 100b:: laminierter Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt
200a, 200b:: laminierter Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt
500:: Sekundärbatterieelement mit wasserfreiem Elektrolyt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2014149936 [0004]
JP 5476844 [0061]

Claims

Ein laminierter Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt, bei dem eine erste Elektrodenplatte und ein laminierter Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt laminiert sind, wobei der laminierte Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt umfasst: einen porösen Polyolefinfilm; und eine poröse Schicht, die auf einer oder beiden Oberflächen des porösen Polyolefinfilms ausgebildet ist, wobei der laminierte Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt eine Außenoberflächenschicht umfasst, die mit der ersten Elektrodenplatte in Kontakt ist und mit Bezug zur ersten Elektrodenplatte eine Klebrigkeit aufweist, wobei die Abschälfestigkeit zwischen der ersten Elektrodenplatte und der Außenoberflächenschicht des laminierten Separators für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt niedriger ist als die Abschälfestigkeit zwischen der porösen Schicht und dem porösen Polyolefinfilm, wenn der laminierte Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt einer Abschälfestigkeitsprüfung A unter den folgenden Bedingungen unterworfen worden ist: Schritt 1A. Der laminierte Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt wird bei 60°C 24 Stunden lang in ein Lösungsmittel aus Ethylencarbonat, Dimethylcarbonat und Ethylmethylcarbonat in einem Volumenverhältnis von 30:35:35 getaucht; Schritt 2A. Die erste Elektrodenplatte wird auf einem Träger fixiert; und Schritt 3A. Der laminierte Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt wird mit einer Abschälgeschwindigkeit von 100 mm/min abgeschält, so dass der Winkel zwischen der ersten Elektrodenplatte und dem laminierten Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 180° beträgt.
Der laminierte Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt gemäß Anspruch 1, wobei die Abschälfestigkeit in Schritt 3A nicht mehr als 8 N/m beträgt.
Der laminierte Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Abschälfestigkeit zwischen der ersten Elektrodenplatte und der Außenoberflächenschicht des laminierten Separators für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt niedriger ist als die Abschälfestigkeit zwischen der porösen Schicht und dem porösen Polyolefinfilm, wenn der laminierte Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt einer Abschälfestigkeitsprüfung B unter den folgenden Bedingungen unterworfen worden ist: Schritt 1B. Der laminierte Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt wird getrocknet, so dass der Anteil an Lösungsmittel nicht mehr als 2 Gewichtsprozent beträgt; Schritt 2B. Die erste Elektrodenplatte wird auf dem Träger fixiert; und Schritt 3B. Der laminierte Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt wird mit einer Abschälgeschwindigkeit von 100 mm/min abgeschält, so dass der Winkel zwischen der ersten Elektrodenplatte und dem laminierten Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 180° beträgt.
Der laminierte Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt gemäß Anspruch 3, wobei die erste Elektrodenplatte eine positive Elektrodenplatte ist und die Abschälfestigkeit in Schritt 3B nicht mehr als 8 N/m beträgt.
Der laminierte Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die poröse Schicht ein oder mehrere Harze enthält, ausgewählt aus der Gruppe umfassend Harze auf (Meth)acrylatbasis, Fluor enthaltende Harze, Harze auf Polyamidbasis, Harze auf Polyimidbasis, Harze auf Polyamidimidbasis, Harze auf Polyesterbasis und wasserlösliche Polymere.
Der laminierte Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die poröse Schicht ein Aramidharz enthält.
Ein Batterieelement für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt umfassend: einen laminierten Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6; und eine zweite Elektrodenplatte, wobei in dem Batterieelement für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt die erste Elektrodenplatte, der laminierte Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt und die zweite Elektrodenplatte in dieser Reihenfolge angeordnet sind.
Das Batterieelement für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt gemäß Anspruch 7, wobei die erste Elektrodenplatte oder die zweite Elektrodenplatte eine positive Elektrodenplatte ist und die andere eine negative Elektrodenplatte ist, und wobei die Abschälfestigkeit zwischen der positiven Elektrodenplatte und dem laminierten Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt niedriger ist als die Abschälfestigkeit zwischen der negativen Elektrodenplatte und dem laminierten Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt.
Eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt umfassend: einen laminierten Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6; oder ein Batterieelement für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt gemäß Anspruch 7 oder 8.
Ein laminierter Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt umfassend: einen porösen Polyolefinfilm; und eine poröse Schicht, die auf einer oder beiden Oberflächen des porösen Polyolefinfilms ausgebildet ist, wobei mindestens eine der Außenoberflächenschichten des laminierten Separators für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt auf einer Seite der porösen Schicht angeordnet ist und mit Bezug zu einer Testelektrodenplatte eine Klebrigkeit aufweist, wobei die Testelektrodenplatte ein laminierter Körper mit einer Dicke von 1 mm ist, in dem ein Elektrodenaktivmaterial bestehend aus Lithium-Nickel-Cobalt-Mangan-Oxid (NCM523), Ruß, Graphit und PVDF in einem Verhältnis von 92:2,5:2,5:3 auf einer Aluminiumfolie gebildet ist, wobei eine Abschälfestigkeit zwischen der Testelektrodenplatte und der Außenoberflächenschicht des laminierten Separators für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt niedriger ist als die Abschälfestigkeit zwischen der porösen Schicht und dem porösen Polyolefinfilm, wenn der laminierte Körper für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt einer Abschälfestigkeitsprüfung C unter den folgenden Bedingungen unterworfen worden ist: Schritt 1C. Der laminierte Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt und die Testelektrodenplatte werden derart laminiert, dass die poröse Schicht und die Testelektrodenplatte einander über die Außenoberfläche mit Klebrigkeit mit Bezug zur Testelektrodenplatte zugewandt sind, und das Anpressen unter den Bedingungen von 70°C, 6 MPa und 10 Sekunden erfolgt, um einen laminierten Testkörper herzustellen; Schritt 2C. Der laminierte Testkörper wird bei 60°C 24 Stunden lang in ein Lösungsmittel aus Ethylencarbonat, Dimethylcarbonat und Ethylmethylcarbonat in einem Volumenverhältnis von 30:35:35 getaucht; Schritt 3C. Die Testelektrodenplatte wird auf einem Träger fixiert; und Schritt 4C. Der laminierte Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt wird mit einer Abschälgeschwindigkeit von 100 mm/min abgeschält, so dass der Winkel zwischen der Testelektrodenplatte und dem laminierten Separator für eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt 180° beträgt.