DE102023000693A1

DE102023000693A1 - Poröse Schicht für eine Sekundärbatterie mit nicht-wässrigem Elektrolyten

Info

Publication number: DE102023000693A1
Application number: DE102023000693.9A
Authority: DE
Inventors: Eri Okanishi; Kensaku Horie
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 2022-02-28
Filing date: 2023-02-27
Publication date: 2023-08-31
Also published as: US20230275268A1; JP2023126171A; CN116666898A; KR20230128986A

Abstract

Bereitgestellt wird eine poröse Schicht einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten, die einen Separator einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten darstellen kann, der sowohl Wärmebeständigkeit als auch Verbesserung einer Ladestromeigenschaft einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten erreicht. Die poröse Schicht einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten beinhaltet: ein Harz, enthaltend eine Amidbindung; und einen Füllstoff, und weist eine Porosität von nicht weniger als 75 % auf, wobei der Füllstoff einen Füllstoff A, der einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von nicht mehr als 0,04 µm aufweist, und einen Füllstoff B, der einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von nicht weniger als 0,1 µm aufweist, enthält.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine poröse Schicht für Sekundärbatterien mit einem nichtwässrigen Elektrolyten (hierin nachstehend als „poröse Schicht einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten“ bezeichnet).
Stand der Technik
Sekundärbatterien mit nichtwässrigem Elektrolyten, insbesondere Lithiumionen-Sekundärbatterien, haben eine hohe Energiedichte und sind deshalb in weitem Gebrauch als Batterien für Personal Computer, Mobiltelefone, tragbare Informationsterminals und dergleichen. Solche Sekundärbatterien mit nichtwässrigem Elektrolyten sind in jüngster Zeit als Batterien für Fahrzeuge entwickelt worden.
In Übereinstimmung mit der Ausbreitung der Anwendungen von Sekundärbatterien mit nichtwässrigem Elektrolyten wird von einem Separator für Batterien heutzutage gefordert, dass er wärmebeständig ist, damit die Sicherheit einer Batterie verbessert wird. Beispiele für einen Separator mit einer verbesserten Wärmebeständigkeit schließen einen Separator für eine Sekundärbatterie (Separator einer Sekundärbatterie) ein, der aus einem porösen Film aufgebaut ist, der einschließt: eine poröse Basis; und eine poröse Schicht, die auf mindestens einer Oberfläche der porösen Basis bereitgestellt ist und die anorganische Partikel und ein wärmebeständiges Harz enthält (Patentliteratur 1).
Literaturliste
[Patentliteratur]
[Patentliteratur 1] Druckschrift der internationalen Veröffentlichung Nr. WO 2018/155288
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Es ist allgemein bekannt, dass in Verbindung mit einem Separator für eine Sekundärbatterie mit einem nichtwässrigen Elektrolyten (hierin nachstehend als „Separator einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten“ bezeichnet) eine Ladestromeigenschaft der Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten und Wärmebeständigkeit in einer Spanungsbeziehung stehen. Jedoch wird es auf dem Fachgebiet der Separatoren von Sekundärbatterien mit nichtwässrigem Elektrolyten in jüngster Zeit gefordert, sowohl die Wärmebeständigkeit als auch die Verbesserung der Ladestromeigenschaft der Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten zu erzielen. Dies ist herkömmlich unmöglich.
Ein herkömmlicher Separator, wie der Separator, der in Patentliteratur 1 offenbart wird, bietet Raum für Verbesserungen bei der Ladestromeigenschaft einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten, die den Separator beinhaltet. In der Tat ist kein Separator bereitgestellt worden, der sowohl die Wärmebeständigkeit als auch die Verbesserung der Ladestromeigenschaft erzielt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine poröse Schicht einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten bereitzustellen, die einen Separator einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten darstellen kann, der sowohl Wärmebeständigkeit als auch Verbesserung einer Ladestromeigenschaft, wie ein Verhältnis der Erhaltung der Ladestrom-Kapazität einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten, erzielt.
Lösung des Problems
Die hier genannten Erfinder fanden als ein Ergebnis von sorgfältigen Untersuchungen, dass ein Separator, der eine poröse Schicht beinhaltet, die zwei Arten von Füllstoffen enthält, die voneinander verschiedene durchschnittliche Teilchendurchmesser aufweisen, sowohl Wärmebeständigkeit als auch Verbesserung einer Ladestromeigenschaft einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten erreichen kann. Als ein Ergebnis sind die hier genannten Erfinder zu der vorliegenden Erfindung gekommen.
Die vorliegende Erfindung schließt Gesichtspunkte ein, die in den nachstehenden Punkten <1> bis <9> beschrieben werden.

<1> Eine poröse Schicht einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten, enthaltend:
- ein Harz, enthaltend eine Amidbindung; und
- einen Füllstoff,
- wobei die poröse Schicht einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten eine Porosität von nicht weniger als 75 % aufweist,
- wobei der Füllstoff enthält
  - einen Füllstoff A mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von nicht mehr als 0,04 µm, und
  - einen Füllstoff B mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von nicht weniger als 0,1 µm.
<2> Die poröse Schicht einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten gemäß Punkt <1>, wobei der Füllstoff A in einer Menge von nicht weniger als 10 Gew.-% enthalten ist und der Füllstoff B in einer Menge von nicht weniger als 30 Gew.-% enthalten ist, bezogen auf ein Gesamtgewicht der porösen Schicht der Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten.
<3> Die poröse Schicht einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten gemäß Punkt <1> oder <2>, wobei der Füllstoff als Ganzes in einer Menge von nicht weniger als 70 Gew.-% enthalten ist, bezogen auf ein Gesamtgewicht der porösen Schicht einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten.
<4> Die poröse Schicht einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten gemäß einem der Punkte <1> bis <3>, wobei das Harz, enthaltend die Amidbindung, aromatisches Polyamid enthält.
<5> Die poröse Schicht einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten gemäß Punkt <4>, wobei das aromatische Polyamid para-aromatisches Polyamid ist.
<6> Die poröse Schicht einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten gemäß einem der Punkte <1> bis <5>, wobei der Füllstoff einen Füllstoff mit einer kugelförmigen Form enthält.
<7> Ein Separator einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten, enthaltend:
- einen porösen Film, enthaltend ein Harz auf der Basis von Polyolefin als einen Hauptbestandteil; und
- die poröse Schicht einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten gemäß einem der Punkte <1> bis <6>, gebildet auf einer Oberfläche oder beiden Oberflächen des porösen Films.
<8> Ein Element für eine Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten (hierin nachstehend als ein „Element einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten“ bezeichnet), wobei das Element umfasst:
- eine positive Elektrode;
- die poröse Schicht der Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten gemäß einem der Punkte <1> bis <6> oder den Separator der Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten gemäß Punkt <7>; und
- eine negative Elektrode,
- wobei die positive Elektrode, die poröse Schicht der Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten oder der Separator der Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten und die negative Elektrode in dieser Reihenfolge angeordnet sind.
<9> Eine Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten, umfassend die poröse Schicht der Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten gemäß einem der Punkte <1> bis <6> oder den Separator der Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten gemäß Punkt <7>.

Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Die poröse Schicht einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann in vorteilhafter Weise einen Separator einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten darstellen, der sowohl Wärmebeständigkeit als auch Verbesserung einer Ladestromeigenschaft, wie ein Verhältnis der Erhaltung der Ladestrom-Kapazität einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten, erzielt.
Beschreibung der Ausführungsformen
Die folgende Beschreibung erörtert Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Man beachte jedoch, dass die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen begrenzt ist. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die nachstehend beschriebenen Ausgestaltungen begrenzt, sondern kann auf verschiedene Arten von einem Fachmann innerhalb des Umfangs der Ansprüche abgeändert werden. Die vorliegende Erfindung umfasst in ihrem technischen Umfang auch jegliche Ausführungsform, die sich von dem Kombinieren technischer Mittel herleitet, die in unterschiedlichen Ausführungsformen offenbart werden. Jeder numerische Bereich, der als „A bis B“ ausgedrückt wird, bedeutet hierin „nicht weniger als A und nicht mehr als B“, sofern nicht anders angegeben.
[Ausführungsform 1: Poröse Schicht einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten]
Eine poröse Schicht einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten (hierin nachstehend auch einfach als „poröse Schicht“ bezeichnet) in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet: ein Harz, enthaltend eine Amidbindung; und einen Füllstoff und weist eine Porosität von nicht weniger als 75 % auf, wobei der Füllstoff einen Füllstoff A, der einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von nicht mehr als 0,04 µm aufweist, und einen Füllstoff B enthält, der einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von nicht weniger als 0,1 µm aufweist.
Die poröse Schicht an sich, beispielsweise in der Form einer Elektrodenbeschichtungsschicht, kann ein Separator einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten sein. In einer alternativen Ausführungsform kann die poröse Schicht ein Element des Separators einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sein, wenn sie auf einem später beschriebenen porösen Film gebildet wird.
Die poröse Schicht weist eine hohe Porosität von nicht weniger als 75 % auf. Im Hinblick auf Wärmebeständigkeit weist die Porosität einen oberen Grenzwert von vorzugsweise nicht mehr als 95 %, stärker bevorzugt nicht mehr als 80 % und noch stärker bevorzugt nicht mehr als 78 % auf.
[Harz, enthaltend Amidbindung]
Die poröse Schicht in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält ein Harz, enthaltend eine Amidbindung. Das Harz, enthaltend die Amidbindung, kann als ein Bindemittelharz dienen, das (i) Teilchen des Füllstoffs zusammen bindet, (ii) den Füllstoff und eine positive Elektrode oder negative Elektrode aneinander bindet oder (iii) den Füllstoff und einen später beschriebenen porösen Film aneinander bindet.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Harz, enthaltend die Amidbindung, vorzugsweise in einem Elektrolyten einer Batterie unlöslich und ist das Harz, wenn die Batterie in normalem Gebrauch ist, vorzugsweise elektrochemisch stabil. Außerdem ist das Harz, enthaltend die Amidbindung, vorzugsweise ein wärmebeständiges Harz.
Das Harz, enthaltend die Amidbindung, ist nicht auf ein bestimmtes begrenzt. Spezifische Beispiele für das Harz, enthaltend die Amidbindung, schließen ein Harz auf der Basis von Polyamid ein. Ferner kann das Harz, enthaltend die Amidbindung, aus einer einzigen Art von Harz oder einem Gemisch von zwei oder mehr Arten von Harzen gemacht sein.
Beispiele für das Harz auf der Basis von Polyamid schließen ein aromatisches Polyamid ein. Das Harz auf der Basis von Polyamid ist vorzugsweise ein vollständig aromatisches Polyamid (Aramidharz).
Außerdem ist das aromatische Polyamid vorzugsweise ein para-aromatisches Polyamid. Das para-aromatische Polyamid bezieht sich auf ein aromatisches Polyamid, bei dem Amidbindungen, die jeweils an eine para-Position eines aromatischen Rings gebunden sind, nicht weniger als 80 % der Amidbindungen in dem aromatischen Polyamid ausmachen. Das para-aromatische Polyamid weist eine geringe Biegbarkeit auf und ist somit ausgezeichneter im Hinblick auf die Wärmebeständigkeit. Deshalb ist, falls das Harz ein para-aromatisches Polyamid ist, die poröse Schicht ausgezeichneter im Hinblick auf die Wärmebeständigkeit.
Spezifische Beispiele für das aromatische Polyamid, insbesondere spezifische Beispiele für das Aramidharz schließen ein para-Aramid und ein meta-Aramid ein. Im Hinblick auf die vorstehend beschriebene Wärmebeständigkeit wird das para-Aramid bevorzugt. Beispiele für das para-Aramid schließen para-Aramide ein, die jeweils eine para-orientierte Struktur oder eine quasi-para-orientierte Struktur aufweisen, wie Poly(paraphenylenterephthalamid), Poly-(parabenzamid), Poly(4,4'-benzanilidterephthalamid), Poly(paraphenylen-4,4'-biphenylendicarbonsäureamid), Poly(paraphenylen-2,6-naphthalindicarbonsäureamid), Poly(2-chlorparaphenylenterephthalamid), ein Paraphenylenterephthalamid/2,6-Dichlorparaphenylenterephthalamid-Copolymer, Poly(4,4'-diphenylsulfonylterephthalamid) und ein Paraphenylenterephthalamid/4,4'-Diphenylsulfonylterephthalamid-Copolymer.
Das Harz, enthaltend die Amidbindung, weist eine Grenzviskosität von vorzugsweise nicht mehr als 2,4 dL/g und stärker bevorzugt nicht mehr als 2,0 dL/g auf. Außerdem weist das Harz, enthaltend die Amidbindung, eine Grenzviskosität von vorzugsweise nicht weniger als 1,4 dL/g und stärker bevorzugt nicht weniger als 1,6 dL/g auf. Wenn die Grenzviskosität innerhalb des vorstehenden bevorzugten Bereichs fällt, kann der Schritt des Bildens einer Beschichtungsschicht in einem Verfahren (das später beschrieben wird) zur Herstellung einer porösen Schicht einfacher durchgeführt werden. Die Grenzviskosität kann unter Verwendung eines im Handel erhältlichen Viskosimeters gemessen werden.
Die poröse Schicht kann ein anderes Harz als das Harz, enthaltend die Amidbindung, enthalten. Das andere Harz ist nicht auf ein bestimmtes begrenzt. Beispiele für das andere Harz schließen ein: Harze auf der Basis von Polyolefin; Harze auf der Basis von (Meth)acrylat; Fluor enthaltende Harze; Harze auf der Basis von Polyimid; Harze auf der Basis von Polyester; Kautschuke; Harze, die jeweils einen Schmelzpunkt oder eine Glasübergangstemperatur von nicht weniger als 180 °C aufweisen; und wasserlösliche Polymere. Das andere Harz kann aus einer einzigen Art von Harz oder einem Gemisch von zwei oder mehr Arten von Harzen gemacht sein.
Unter den vorstehenden spezifischen Beispielen werden Harze auf der Basis von Polyolefin, Harze auf der Basis von Polyester, Harze auf der Basis von Acrylat, Fluor enthaltende Harze und wasserlösliche Polymere als das andere Harz bevorzugt. Von den Harzen auf der Basis von Polyester werden Polyarylate und flüssigkristalline Polyester bevorzugt. Von den Fluor enthaltenden Harzen wird Harz auf der Basis von Polyvinylidenfluorid bevorzugt.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die poröse Schicht das Harz, enthaltend die Amidbindung, in einer Menge von vorzugsweise nicht weniger als 10 Gew.-% und nicht mehr als 30 Gew.-% und stärker bevorzugt nicht weniger als 20 Gew.-% und nicht mehr als 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der porösen Schicht.
[Füllstoff]
Die poröse Schicht enthält einen Füllstoff. Der Füllstoff enthält einen Füllstoff A, der einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von nicht mehr als 0,04 µm aufweist, und einen Füllstoff B, der einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von nicht weniger als 0,1 µm aufweist. Der durchschnittliche Teilchendurchmesser des Füllstoffs kann unter Verwendung eines Laserbeugungsteilchengrößenanalysators gemessen werden (hergestellt von Shimadzu Corporation, Produktname: SALD2200 usw.).
Da die poröse Schicht den Füllstoff A, der einen kleinen durchschnittlichen Teilchendurchmesser aufweist, und den Füllstoff B, der einen großen durchschnittlichen Teilchendurchmesser aufweist, enthält, ist die poröse Schicht mit sowohl feinen Poren, die jeweils eine verhältnismäßig kleine Porengröße aufweisen, als auch mit feinen Poren, die jeweils eine verhältnismäßig große Porengröße aufweisen, versehen.
Demgemäß weist die poröse Schicht eine hohe Porosität auf und enthält die feinen Poren, die jeweils eine verhältnismäßig große Porengröße aufweisen. Somit macht es die poröse Schicht einem Ion, das ein Ladungsträger ist, leicht, durch die poröse Schicht einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten durchzutreten. Deshalb macht es die poröse Schicht möglich, eine Ladestromeigenschaft der Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten, welche die poröse Schicht beinhaltet, in geeigneter Weise zu verbessern.
Außerdem weist die poröse Schicht eine hohe Porosität auf und enthält die feinen Poren, die jeweils eine verhältnismäßig geringe Porengröße aufweisen. Deshalb weist die poröse Schicht eine dichte Porenstruktur auf, die von den feinen Poren aufgebaut wird, die jeweils die verhältnismäßig geringe Porengröße aufweisen. Als ein Ergebnis weist die poröse Schicht eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit auf.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise der Füllstoff A in einer Menge (hierin nachstehend auch als „Gehalt an Füllstoff A“ bezeichnet) von nicht weniger als 10 Gew.-% enthalten und ist der Füllstoff B in einer Menge (hierin nachstehend auch als „Gehalt an Füllstoff B“ bezeichnet) von nicht weniger als 30 Gew.-% enthalten, bezogen auf das Gesamtgewicht der porösen Schicht. Stärker bevorzugt ist der Füllstoff A in einer Menge von nicht weniger als 15 Gew.-% enthalten und ist der Füllstoff B in einer Menge von nicht weniger als 50 Gew.-% enthalten, bezogen auf das Gesamtgewicht der porösen Schicht.
Wenn der Gehalt an Füllstoff A und der Gehalt an Füllstoff B, bezogen auf das Gesamtgewicht der porösen Schicht, innerhalb der vorstehend beschriebenen Bereiche fallen, ist es möglich, in der porösen Schicht die feinen Poren, die jeweils eine verhältnismäßig geringe Porengröße aufweisen, und die feinen Poren, die jeweils eine verhältnismäßig große Porengröße aufweisen, auf eine ausgewogene Art und Weise zu erzeugen. Als ein Ergebnis ist es möglich, in geeigneter Weise sowohl die Wärmebeständigkeit der porösen Schicht als auch die Ladestromeigenschaft der Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten, welche die poröse Schicht beinhaltet, auf eine ausgewogene Art und Weise zu verbessern.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Füllstoff einen anderen Füllstoff enthalten, der einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser aufweist, der sich von denen des Füllstoffs A und des Füllstoffs B unterscheidet. Unterdessen enthält die poröse Schicht, falls die poröse Schicht mit einer Porosität von nicht weniger als 75 % den anderen Füllstoff im Übermaß enthält, viele feine Poren, die jeweils eine mittlere Porengröße zwischen der verhältnismäßig geringen Porengröße und der verhältnismäßig großen Porengröße aufweisen.
Deshalb ist der andere Füllstoff in einer Menge (hierin nachstehend auch als „Gehalt an anderem Füllstoff“ bezeichnet) enthalten, die vorzugsweise so gering wie möglich ist. Der Gehalt an anderem Füllstoff beträgt vorzugsweise nicht mehr als 20 Gew.-%, stärker bevorzugt nicht mehr als 10 Gew.-% und noch stärker bevorzugt nicht mehr als 3 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Füllstoffs. Der Füllstoff besteht besonders bevorzugt aus dem Füllstoff A und dem Füllstoff B, das heißt, der Gehalt an anderem Füllstoff beträgt besonders bevorzugt 0 Gew.-%.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt vorzugsweise der Gehalt an Füllstoff A nicht weniger als 10 Gew.-% und beträgt der Gehalt an Füllstoff B nicht weniger als 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Füllstoffs. Stärker bevorzugt beträgt der Gehalt an Füllstoff A nicht weniger als 15 Gew.-% und beträgt der Gehalt an Füllstoff B nicht weniger als 67 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Füllstoffs.
Wenn der Gehalt an Füllstoff A und der Gehalt an Füllstoff B, bezogen auf das Gesamtgewicht des Füllstoffs, innerhalb der vorstehend beschriebenen Bereiche fallen, ist der vorstehend beschriebene Gehalt an anderem Füllstoff gering, und es ist möglich, die feinen Poren mit jeweils einer verhältnismäßig geringen Porengröße und die feinen Poren mit jeweils einer verhältnismäßig großen Porengröße auf eine ausgewogene Art und Weise zu erzeugen. Als ein Ergebnis ist es möglich, in noch angemessenerer Weise sowohl die Wärmebeständigkeit der porösen Schicht als auch die Ladestromeigenschaft einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten, welche die poröse Schicht beinhaltet, auf eine ausgewogene Art und Weise zu verbessern.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die poröse Schicht den Füllstoff in einer Menge (hierin nachstehend auch als „Füllstoffgehalt“ bezeichnet) von vorzugsweise nicht weniger als 70 Gew.-% und stärker bevorzugt nicht weniger als 75 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der porösen Schicht. Außerdem beträgt der Füllstoffgehalt vorzugsweise nicht mehr als 90 Gew.-% und stärker bevorzugt nicht mehr als 85 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der porösen Schicht.
Wenn der Füllstoffgehalt innerhalb des vorstehend beschriebenen Bereichs fällt, ist es möglich, die Porosität der porösen Schicht in geeigneter Weise auf nicht weniger als 75 % zu regulieren. Außerdem ist es, wenn der Gehalt an Füllstoff A, der Gehalt an Füllstoff B, der Gehalt an anderem Füllstoff und der Füllstoffgehalt innerhalb der entsprechenden vorstehend beschriebenen Bereiche fallen, möglich, wie vorstehend beschrieben, die feinen Poren mit jeweils einer verhältnismäßig geringen Porengröße und die feinen Poren mit jeweils einer verhältnismäßig großen Porengröße auf eine ausgewogenere Art und Weise zu erzeugen. Als ein Ergebnis ist es möglich, in besonder angemessener Weise sowohl die Wärmebeständigkeit der porösen Schicht als auch die Ladestromeigenschaft der Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten zu verbessern.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Material, aus dem der Füllstoff ist, nicht auf ein bestimmtes begrenzt. Außerdem können die entsprechenden Materialien, aus denen der Füllstoff A, der Füllstoff B und der andere Füllstoff sind, die gleichen sein. In einer anderen Ausführungsform können zwei der entsprechenden Materialien die gleichen sein. In noch einer anderen Ausführungsform kann jedes der entsprechenden Materialien von den anderen Materialien verschieden sein.
Der Füllstoff kann ein anorganischer Füllstoff oder ein organischer Füllstoff sein. Beispiele für den anorganischen Füllstoff schließen Füllstoffe ein, die aus anorganischem Material sind, wie Calciumcarbonat, Talkum, Ton, Kaolin, Kieselgel, Hydrotalkit, Diatomeenerde, Magnesiumcarbonat, Bariumcarbonat, Calciumsulfat, Magnesiumsulfat, Bariumsulfat, Aluminiumhydroxid, Böhmit, Magnesiumhydroxid, Calciumoxid, Magnesiumoxid, Titanoxid, Titannitrid, Aluminiumoxid (Dialuminiumtrioxid), Aluminiumnitrid, Glimmer, Zeolith und Glas. Unter den vorstehenden Beispielen wird als der anorganische Füllstoff ein Füllstoff, der aus einem anorganischen Oxid ist, wie Kieselgel, Calciumoxid, Magnesiumoxid, Titanoxid, Aluminiumoxid, Glimmer, Zeolith, Aluminiumhydroxid oder Böhmit, bevorzugt und wird ein Füllstoff, der aus Calciumoxid, Magnesiumoxid oder Aluminiumoxid ist, stärker bevorzugt und wird ein Füllstoff, der aus Aluminiumoxid ist, noch stärker bevorzugt. Beispiele für den organischen Füllstoff schließen einen Füllstoff ein, der aus Harz ist.
Der Füllstoff weist eine Form auf, die nicht auf eine bestimmte begrenzt ist. Beispiele für die Form des Füllstoffs schließen eine kugelförmige Form, eine elliptische Form, eine Plättchenform, eine Stabform und eine unbestimmte unregelmäßige Form ein. Unter den vorstehenden Beispielen weist der Füllstoff vorzugsweise eine kugelförmige Form auf. Wenn der Füllstoff eine kugelförmige Form aufweist, kann die poröse Schicht gleichmäßig mit dem Füllstoff gefüllt werden. In diesem Fall wird angenommen, dass die Poren gleichmäßiger in der porösen Schicht verteilt sind, und dies verbessert weiter die Wärmebeständigkeit der porösen Schicht.
[Physikalische Eigenschaften der porösen Schicht]
Die poröse Schicht weist eine Dicke von vorzugsweise 0,5 µm bis 15 µm und stärker bevorzugt 1 µm bis 10 µm auf. Die Dicke, die innerhalb des vorstehend beschriebenen Bereichs fällt, ist beispielsweise geeignet, um einen internen Kurzschluss auf Grund des Bruchs einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten und/oder dergleichen zu verringern, um einen Elektrolyten in der porösen Schicht zu halten und um eine Abnahme der Ladestromeigenschaft oder einer Zykluseigenschaft zu verringern.
Ein Gewicht pro Flächeneinheit der porösen Schicht kann, wie es im Hinblick auf Festigkeit, Dicke, Gewicht und Handhabbarkeit der porösen Schicht angemessen ist, festgelegt werden. Das Gewicht pro Flächeneinheit der porösen Schicht beträgt vorzugsweise 0,5 g/m² bis 20 g/m² pro poröser Schicht und stärker bevorzugt 0,5 g/m² bis 10 g/m² pro poröser Schicht. Wenn das Gewicht pro Flächeneinheit innerhalb des vorstehend beschriebenen numerischen Bereichs fällt, ist es möglich, zuzulassen, dass eine Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten eine hohe gravimetrische Energiedichte und eine hohe volumetrische Energiedichte aufweist.
Die poröse Schicht weist eine Luftdurchlässigkeit von vorzugsweise 2 s/100 mL bis 300 s/100 mL, ausgedrückt als Gurley-Werte, und stärker bevorzugt 5 s/100 mL bis 40 s/100 mL, ausgedrückt als Gurley-Werte, auf. Wenn die Luftdurchlässigkeit der porösen Schicht innerhalb des vorstehend beschriebenen Bereichs fällt, kann die poröse Schicht eine ausreichende Ionendurchlässigkeit erreichen.
Die poröse Schicht weist Poren mit jeweils einer Porengröße von vorzugsweise nicht mehr als 1,0 µm und stärker bevorzugt nicht mehr als 0,5 µm auf. Wenn die Poren jeweils eine solche Größe aufweisen, kann eine Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten eine ausreichende Ionendurchlässigkeit erreichen.
Die poröse Schicht kann eine andere Komponente als den Füllstoff und das Harz enthalten. Beispiele für die Komponente schließen ein grenzflächenaktives Mittel und ein Wachs ein. Ferner enthält die poröse Schicht die Komponente in einer Menge von vorzugsweise 0 Gew.-% bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der porösen Schicht.
[Verfahren zum Herstellen von poröser Schicht]
Beispiele für ein Verfahren zum Herstellen der porösen Schicht schließen ein Verfahren ein, bei dem eine Beschichtungsflüssigkeit hergestellt wird, indem das Harz in einem Lösungsmittel gelöst und der Füllstoff in dem Lösungsmittel dispergiert wird, und dann die Beschichtungsflüssigkeit auf einem Basismaterial aufgetragen wird, das Lösungsmittel entfernt wird, so dass sich die poröse Schicht abscheidet. Man beachte, dass das Basismaterial beispielsweise ein poröser Film (der später beschrieben wird) sein kann, der einen Separator einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten darstellt, oder eine Elektrode, insbesondere eine positive Elektrode, in einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten sein kann.
Das Lösungsmittel (Dispersionsmedium) kann jedes Lösungsmittel sein, das (i) nicht nachteilig die Basismaterialien, wie den porösen Film und die Elektrode, beeinflusst, (ii) zulässt, dass sich das Harz gleichmäßig und stabil löst, und (iii) zulässt, dass sich der Füllstoff gleichmäßig und stabil dispergiert. Spezifische Beispiele für das Lösungsmittel schließen ein: Wasser; Niederalkohole, wie Methylalkohol, Ethylalkohol, n-Propylalkohol, Isopropylalkohol und t-Butylalkohol; Aceton; Toluol; Xylol; Hexan; N-Methylpyrrolidon; N,N-Dimethylacetamid; und N,N-Dimethylformamid. Diese Lösungsmittel können jeweils allein verwendet werden. In einer anderen Ausführungsform können zwei oder mehrere dieser Lösungsmittel in Kombination verwendet werden.
Die Beschichtungsflüssigkeit kann mit jedem Verfahren hergestellt werden, mit der Maßgabe, dass die Beschichtungsflüssigkeit Bedingungen erfüllen kann, wie Gehalt an festem Harz (Harzkonzentration) und die Menge an dem Füllstoff, die notwendig sind, um eine gewünschte poröse Schicht zu erhalten. Spezifische Beispiele für das Verfahren zum Herstellen der Beschichtungsflüssigkeit schließen ein Verfahren des mechanischen Rührens, ein Verfahren der Ultraschalldispersion, ein Verfahren der Hochdruckdispersion und ein Verfahren der Mediendispersion ein. Ferner kann der Füllstoff in dem Lösungsmittel unter Verwendung eines herkömmlich und allgemein bekannten Dispergiergeräts, wie eines Three-One-Motors, dispergiert werden. Ferner kann die Beschichtungslösung zusätzlich zum Harz und zum Füllstoff (einen) Zusatzstoffe), wie ein Dispergiermittel, einen Weichmacher, ein grenzflächenaktives Mittel und/oder ein Einstellmittel für den pH-Wert, enthalten, mit der Maßgabe, dass der Zusatzstoff nicht verhindert, dass die Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erreicht werden kann.
Die Beschichtungsflüssigkeit kann auf das Basismaterial mit jedem Verfahren aufgetragen werden, das nicht auf ein bestimmtes begrenzt ist. Beispielsweise ist es möglich, (i) ein Verfahren der sequenziellen Schichtbildung, bei dem eine poröse Schicht auf der einen Oberfläche des Basismaterials gebildet wird und dann eine weitere poröse Schicht auf der anderen Oberfläche des Basismaterials gebildet wird, oder (ii) ein Verfahren der gleichzeitigen Schichtbildung, bei dem poröse Schichten parallel auf jeweils beiden Oberflächen des Basismaterials gebildet werden.
Die Beschichtungsflüssigkeit kann auf das Basismaterial oder einen Träger mit jedem Verfahren, das nicht auf ein bestimmtes begrenzt ist, aufgetragen werden, mit der Maßgabe, dass das Verfahren ein notwendiges Gewicht pro Flächeneinheit und eine notwendige Beschichtungsfläche erreichen kann. Das Verfahren zum Auftragen der Beschichtungsflüssigkeit kann beispielsweise ein herkömmlich und allgemein bekanntes Verfahren, wie ein Tiefdruckbeschichterverfahren, sein.
Das Lösungsmittel kann typischerweise durch Trocknen entfernt werden. Das Trocknen kann mit jedem Verfahren durchgeführt werden, das in ausreichender Weise das Lösungsmittel entfernen kann. Unter den Verfahren zum Trocknen ist im Hinblick auf die Homogenisierung einer internen Struktur der porösen Schicht das Verfahren zum Entfernen des Lösungsmittels vorzugsweise ein Trocknungsverfahren, bei dem Luft in eine Richtung geblasen wird, die einer Richtung, in der eine nasse Beschichtungsschicht transferiert wird, entgegensteht, ein Wärmetrocknungsverfahren durch Erwärmen mit fernem Infrarot oder Gefriertrocknung. Ferner kann das Trocknen durchgeführt werden, nachdem das Lösungsmittel, das in der Beschichtungsflüssigkeit enthalten ist, durch ein anderes Lösungsmittel ersetzt wurde.
[Ausführungsform 2: Separator einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten]
Ein Separator einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schließt ein: einen porösen Film, der ein Harz auf der Basis von Polyolefin als eine Hauptkomponente enthält; und die poröse Schicht einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die auf einer Oberfläche oder beiden Oberflächen des porösen Films gebildet ist. Hierin nachstehend wird der Separator einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten auch einfach als „Separator“ bezeichnet und wird der vorstehende poröse Film auch einfach als „poröser Film“ bezeichnet.
Der Separator, der die poröse Schicht in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält, weist vorteilhafterweise eine Wärmebeständigkeit auf, die ausgezeichnet ist, und ermöglicht, dass eine Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten eine Ladestromeigenschaft, wie ein Verhältnis der Erhaltung der Ladestrom-Kapazität, aufweist, die in geeigneter Weise verbessert ist.
[Poröser Film]
Der poröse Film enthält ein Harz auf der Basis von Polyolefin als eine Hauptkomponente. Hier bedeutet der Ausdruck „enthält ein Harz auf der Basis von Polyolefin als eine Hauptkomponente“, dass das Harz auf der Basis von Polyolefin in dem porösen Film nicht weniger als 50 Gew.-%, vorzugsweise nicht weniger als 90 Gew.-% und stärker bevorzugt nicht weniger als 95 Gew.-% der gesamten Materialien ausmacht, aus denen der poröse Film gemacht ist.
Der poröse Film weist darin viele Poren auf, die miteinander verbunden sind. Dies ermöglicht, dass ein Gas und eine Flüssigkeit durch den porösen Film von einer Oberfläche zu der anderen Oberfläche durchtreten können.
Der poröse Film weist eine Dicke von vorzugsweise 4 µm bis 40 µm und stärker bevorzugt 5 µm bis 20 µm auf. Falls der poröse Film eine Dicke von nicht weniger als 4 µm aufweist, ist es möglich, einen internen Kurzschluss einer Batterie ausreichend zu verhindern. Im Gegensatz dazu ist es möglich, falls der poröse Film eine Dicke von nicht mehr als 40 µm aufweist, eine Zunahme der Größe einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten zu verhindern.
Das Harz auf der Basis von Polyolefin enthält vorzugsweise eine Komponente mit hohem Molekulargewicht, die ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 5 × 10⁵ bis 15 × 10⁶ aufweist. Insbesondere enthält das Harz auf der Basis von Polyolefin stärker bevorzugt eine Komponente mit hohem Molekulargewicht, die ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von nicht weniger als 1.000.000 aufweist, da eine solche Komponente mit hohem Molekulargewicht die Festigkeit eines resultierenden porösen Films und eines Separators, der den resultierenden porösen Film enthält, verbessert.
Das Harz auf der Basis von Polyolefin ist nicht auf ein bestimmtes begrenzt. Beispiele für das Harz auf der Basis von Polyolefin schließen thermoplastische Harze, wie ein Homopolymer oder ein Copolymer ein, die jeweils durch Polymerisieren eines Monomers, wie Ethylen, Propylen, 1-Buten, 4-Methyl-1-penten und 1-Hexen, hergestellt wurden. Beispiele für das Homopolymer schließen Polyethylen, Polypropylen und Polybuten ein. Beispiele für das Copolymer schließen ein Ethylen-Propylen-Copolymer ein.
Unter den vorstehenden Beispielen wird Polyethylen als das Harz auf der Basis von Polyolefin bevorzugt, da die Verwendung von Polyethylen es ermöglicht, ein Fließen eines übermäßig großen elektrischen Stroms in einen Separator bei einer niedrigeren Temperatur zu verhindern (abzustellen). Beispiele für das Polyethylen schließen Polyethylen mit niedriger Dichte, Polyethylen mit hoher Dichte, lineares Polyethylen (Ethylen-α-Olefin-Copolymer) und Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht, das ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von nicht weniger als 1.000.000 aufweist, ein. Unter den vorstehenden Beispielen wird das Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht stärker bevorzugt.
Ein Gewicht pro Flächeneinheit des porösen Films kann, wie es im Hinblick auf Festigkeit, Dicke, Gewicht und Handhabbarkeit des porösen Films angemessen ist, bestimmt werden. Man beachte jedoch, dass das Gewicht pro Flächeneinheit vorzugsweise 4 g/m² bis 20 g/m², stärker bevorzugt 4 g/m² bis 12 g/m² und noch stärker bevorzugt 5 g/m² bis 10 g/m² beträgt, damit es einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten möglich ist, eine hohe gravimetrische Energiedichte und eine hohe volumetrische Energiedichte aufzuweisen.
Der poröse Film weist eine Luftdurchlässigkeit von vorzugsweise 30 s/100 mL bis 500 s/100 mL, ausgedrückt als Gurley-Werte, und stärker bevorzugt 50 s/100 mL bis 300 s/100 mL, ausgedrückt als Gurley-Werte, auf, damit ausreichende Ionendurchlässigkeit erreicht wird.
Der poröse Film weist eine Porosität von vorzugsweise 20 Vol.-% bis 80 Vol.-%, stärker bevorzugt 30 Vol.-% bis 75 Vol.-% auf, um so (i) eine größere Menge an Elektrolyt zu halten und (ii) die Funktion des zuverlässigen Verhinderns eines Fließens eines übermäßig großen elektrischen Stroms bei einer niedrigeren Temperatur zu erhalten. Ferner weist der poröse Film, damit ausreichende Ionendurchlässigkeit erhalten wird und Teilchen am Eindringen in die positive Elektrode und/oder die negative Elektrode gehindert werden, Poren mit jeweils einer Porengröße von vorzugsweise nicht mehr als 0,30 µm, stärker bevorzugt nicht mehr als 0,14 µm auf.
[Verfahren zum Herstellen von porösem Film]
Ein Verfahren zum Herstellen des porösen Films ist nicht auf ein bestimmtes begrenzt. Beispielsweise kann der poröse Polyolefinfilm mit einem Verfahren wie folgt hergestellt werden. Zuerst wird ein Harz auf der Basis von Polyolefin zusammen mit einem Poren bildenden Mittel, wie einem anorganischen Füllmittel oder einem Weichmacher, und gegebenenfalls mit (einem) anderen Mittel(n), wie einem Antioxidans, geknetet. Nach dem Kneten werden die gekneteten Substanzen extrudiert, um so eine Polyolefinharzmasse in Folienform herzustellen. Das Poren bildende Mittel wird dann aus der Polyolefinharzmasse in Folienform unter Verwendung eines geeigneten Lösungsmittels entfernt. Nachdem das Poren bildende Mittel entfernt wurde, wird die Polyolefinharzmasse gereckt, so dass ein poröser Polyolefinfilm erhalten wird.
Beispiele für das anorganische Füllmittel schließen einen anorganischen Füllstoff ein; ein spezifisches Beispiel für das anorganische Füllmittel ist Calciumcarbonat. Beispiele für den Weichmacher schließen einen Kohlenwasserstoff mit niedrigem Molekulargewicht ein, wie flüssiges Paraffin.
[Physikalische Eigenschaften des Separators einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten]
Ein Separator in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist eine Dicke von vorzugsweise 5,5 µm bis 45 µm und stärker bevorzugt 6 µm bis 25 µm auf.
Der Separator weist eine Luftdurchlässigkeit von vorzugsweise 100 s/100 mL bis 350 s/100 mL, ausgedrückt als Gurley-Werte, und stärker bevorzugt 100 s/100 mL bis 300 s/100 mL, ausgedrückt als Gurley-Werte, auf.
Der Separator in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann, bei Bedarf, eine andere poröse Schicht als den porösen Film und die poröse Schicht beinhalten, mit der Maßgabe, dass die andere poröse Schicht nicht verhindert, dass eine Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzielt wird. Beispiele für die andere poröse Schicht umfassen allgemein bekannte poröse Schichten, wie eine wärmebeständige Schicht, eine Klebstoffschicht und eine Schutzschicht.
[Verfahren zum Herstellen von Separator einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten]
Beispiele für das Verfahren zum Herstellen des Separators in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schließen ein Verfahren ein, bei dem in dem vorstehend beschriebenen Verfahren zum Herstellen der porösen Schicht der poröse Film als das Basismaterial verwendet wird.
[Ausführungsform 3: Element einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten und Ausführungsform 4: Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten]
Ein Element einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet: eine positive Elektrode; die poröse Schicht in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung oder den Separator in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; eine negative Elektrode, wobei die positive Elektrode, die poröse Schicht oder der Separator und die negative Elektrode in dieser Reihenfolge angeordnet sind. Außerdem beinhaltet die Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die poröse Schicht in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung oder den Separator in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Das Element einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten beinhaltet die poröse Schicht, so dass es möglich ist, in vorteilhafter Weise Wärmebeständigkeit aufzuweisen, die ausgezeichnet ist, und einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten zu erlauben, eine Ladestromeigenschaft aufzuweisen, wie ein Verhältnis der Erhaltung der Ladestrom-Kapazität, das in geeigneter Weise verbessert ist. Ist die poröse Schicht enthalten, weist die Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten eine ausgezeichnete Ladestromeigenschaft und einen ausgezeichneten Wert der Wärmebeständigkeit auf.
Die Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann mit einem herkömmlich und allgemein bekannten Verfahren hergestellt werden. Beispielsweise wird das Element einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten gebildet, indem eine positive Elektrode und die poröse Schicht oder der poröse Film, auf dem die poröse Schicht gebildet wurde, und eine negative Elektrode in dieser Reihenfolge bereitgestellt werden. Hier liegt, falls die poröse Schicht auf dem porösen Film gebildet wurde, die poröse Schicht zwischen dem porösen Film und der positiven Elektrode und/oder zwischen dem porösen Film und der negativen Elektrode vor. Als Nächstes wird das Element einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten in einen Behälter platziert, der ein Gehäuse für die Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten ist. Nachfolgend wird der Behälter mit einem nichtwässrigen Elektrolyten gefüllt und wird dann hermetisch verschlossen, während der Druck im Behälter verringert wird. Dies macht es möglich, die Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten herzustellen.
<Positive Elektrode>
Die positive Elektrode in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist nicht auf eine bestimmte begrenzt, mit der Maßgabe, dass die positive Elektrode eine ist, die typischerweise als eine positive Elektrode einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten verwendet wird. Beispiele für die positive Elektrode schließen eine positiven Elektrode in Folienform ein, die eine Struktur aufweist, bei der eine Schicht aus aktivem Material, die ein aktives Material einer positiven Elektrode und ein Bindemittel enthält, auf einem Stromabnehmer einer positiven Elektrode gebildet wird. Die Schicht aus aktivem Material kann ferner ein elektrisch leitfähiges Mittel enthalten.
Beispiele für das aktive Material einer positiven Elektrode schließen Materialien ein, die jeweils in der Lage sind, Metallionen, wie Lithiumionen oder Natriumionen, zu interkalieren und zu de-interkalieren. Spezifische Beispiele für die Materialien schließen Lithiumkomplexoxide ein, die jeweils mindestens eines enthalten, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Übergangsmetallen, wie V, Mn, Fe, Co und Ni.
Beispiele für das elektrisch leitfähige Mittel schließen mindestens eines ein, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus beispielsweise kohlenstoffhaltigen Materialien, wie natürlicher Graphit, künstlicher Graphit, Koks, Ruß, pyrolytische Kohlenstoffe, Kohlefaser und ein gebranntes Produkt aus einer organischen Polymerverbindung.
Beispiele für das Bindemittel schließen ein: Harze auf der Basis von Fluor, wie Polyvinylidenfluorid (PVDF); Acrylharz; und Styrol-Butadien-Kautschuk.
Beispiele für den Stromabnehmer einer positiven Elektrode schließen elektrische Leiter ein, wie Al, Ni und Edelstahl.
Beispiele für ein Verfahren zum Herstellen der Folie einer positiven Elektrode schließen ein Verfahren ein, bei dem das aktive Material einer positiven Elektrode, das elektrisch leitfähige Mittel und das Bindemittel auf dem Stromabnehmer einer positiven Elektrode formgepresst werden.
<Negative Elektrode>
Die negative Elektrode in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist nicht auf eine bestimmte begrenzt, mit der Maßgabe, dass die negative Elektrode eine ist, die typischerweise als eine negative Elektrode in einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten verwendet wird. Beispiele für die negative Elektrode schließen eine Folie einer negativen Elektrode ein, die eine Struktur aufweist, bei der eine Schicht aus aktivem Material, die ein aktives Material einer negativen Elektrode und ein Bindemittel enthält, auf einem Stromabnehmer einer negativen Elektrode gebildet wird. Die Schicht aus aktivem Material kann ferner ein elektrisch leitfähiges Mittel enthalten.
Beispiele für das aktive Material einer negativen Elektrode schließen Materialien ein, die jeweils in der Lage sind, Metallionen, wie Lithiumionen oder Natriumionen, zu interkalieren und zu de-interkalieren. Beispiele für die Materialien schließen kohlenstoffhaltige Materialien, wie natürlichen Graphit, ein.
Beispiele für den Stromabnehmer einer negativen Elektrode schließen Cu, Ni und Edelstahl ein.
Beispiele für ein Verfahren zum Herstellen der Folie einer negativen Elektrode schließen ein Verfahren ein, bei dem das aktive Material einer negativen Elektrode auf dem Stromabnehmer einer negativen Elektrode formgepresst wird.
<Nichtwässriger Elektrolyt>
Der nichtwässrige Elektrolyt in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist nicht auf einen bestimmten begrenzt, mit der Maßgabe, dass der nichtwässrige Elektrolyt einer ist, der typischerweise als der nichtwässrige Elektrolyt in einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten verwendet wird. Beispiele für den nichtwässrigen Elektrolyten schließen einen nichtwässrigen Elektrolyten ein, der hergestellt wird, indem ein Lithiumsalz in einem organischen Lösungsmittel gelöst wird. Beispiele für das Lithiumsalz schließen mindestens eines ein, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus LiClO₄, LiPF₆, LiAsF₆, LiSbF₆, LiBF₄, LiCF₃SO₃, LiN(CF₃SO₂)₂, LiC(CF₃SO₂)₃, Li₂B₁₀Cl₁₀, Lithiumsalz einer niederaliphatischen Carbonsäure, LiAlCl₄ und dergleichen.
Beispiele für das organische Lösungsmittel, das in dem nichtwässrigen Elektrolyten enthalten sein soll, schließen mindestens eines ein, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus beispielsweise Carbonaten, Ethem, Estern, Nitrilen, Amiden, Carbamaten, Schwefel enthaltenden Verbindungen, Fluor enthaltenden organischen Lösungsmitteln, die jeweils durch Einführen einer Fluorgruppe in beliebige dieser organischen Lösungsmittel erhalten wurden.
Beispiele
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend ausführlicher unter Bezug auf Beispiele und Vergleichsbeispiele beschrieben. Man beachte jedoch, dass die vorliegende Erfindung nicht auf solche Beispiele begrenzt ist.
[Verfahren zum Messen von verschiedenen physikalischen Eigenschaften]
Verschiedene physikalische Eigenschaften in Beispielen und Vergleichsbeispielen wurden mit den Verfahren, wie folgt, gemessen.
(1) Grenzviskosität
Die jeweiligen Grenzviskositäten von Harzen wurden mit einem Verfahren gemessen, das nachstehend in (i) bis (iii) beschrieben wird. Man beachte, dass als die Harze die Aramidharze 1 und 2 verwendet wurden, die in Synthesebeispielen 1 und 2, die später beschrieben werden, synthetisiert wurden.

(i) Im Hinblick auf eine Lösung, in der 0,5 g Harz in 100 mL konzentrierter Schwefelsäure (wässrige Lösung von H₂SO₄ (Schwefelsäurelösung) mit einer H₂SO₄-Konzentration von 96 Gew.-% bis 98 Gew.-%) gelöst waren, wurde unter Verwendung eines Ubbelohde-Kapillarviskosimeters bei einer Temperatur, die auf 30 °C festgelegt war, eine Auslaufzeit gemessen.
(ii) Im Hinblick auf die konzentrierte Schwefelsäure, welche dieselbe ist wie diejenige in (i), abgesehen davon, dass das Harz nicht gelöst war, wurde unter Verwendung des Ubbelohde-Kapillarviskosimeters bei einer Temperatur, die auf 30 °C festgelegt war, eine Auslaufzeit gemessen.
(iii) Unter Verwendung der Auslaufzeiten, die in (i) und (ii) gemessen worden waren, wurden die jeweiligen Grenzviskositäten der Harze mit der folgenden Formel (1) berechnet.

$Grenzviskosit \ddot{a} t = ln ({T/T}_{0}) / C (Einheit: dL/g)$

T:: eine Auslaufzeit (s) der Lösung des Aramidharzes in konzentrierter Schwefelsäure, welche die in (i) gemessene Auslaufzeit war.
T0:: eine Auslaufzeit (s) der konzentrierten Schwefelsäure, welche die in (ii) gemessene Auslaufzeit war.
C:: eine Konzentration (g/dL) des Aramidharzes in der Lösung des Aramidharzes in konzentrierter Schwefelsäure.

(2) Dicke
Eine Dicke eines Separators wurde unter Verwendung eines digitalen Hochpräzisionsmessgeräts, hergestellt von Mitutoyo Corporation, gemessen. Ferner wurde ein Ablöseband („peel-off tape“) an einer Oberfläche, auf der eine poröse Schicht gebildet worden war und die zu dem Separator gehörte, befestigt und dann wurde das Ablöseband abgezogen. Dies löste die poröse Schicht von einem porösen Film ab. Eine Dicke des porösen Films, von dem die poröse Schicht abgezogen worden war, wurde wie bei der Messung der Dicke des Separators gemessen. Außerdem wurde eine Dicke der porösen Schicht berechnet, indem die derart gemessene Dicke des porösen Films (von dem die poröse Schicht abgezogen worden war) von der derart gemessenen Dicke des Separators subtrahiert wurde.
(3) Gewicht pro Flächeneinheit der porösen Schicht
Eine Probe, die ein quadratisches Stück mit einer Seitenlänge von 8 cm war, wurde aus dem Separator herausgeschnitten und das Gewicht W₁ [g] der Probe wurde gemessen. Ferner wurde ein Ablöseband an einer Oberfläche, die zu der Probe gehörte und auf der die poröse Schicht gebildet worden war, befestigt und dann wurde das Ablöseband abgezogen. Dies löste die poröse Schicht von dem porösen Film ab. Das Gewicht W₂ [g] des porösen Films, von dem die poröse Schicht abgezogen worden war, wurde gemessen. Unter Verwendung der derart gemessenen Werte von W₁ und W₂ wurde ein Gewicht pro Flächeneinheit [g/m²] der porösen Schicht mit der folgenden Formel (2) berechnet.
$Gewicht pro Fl \ddot{a} cheneinheit von por \ddot{o} ser Schicht = (w_{1} - w_{2}) / (0,08 \times 0,08)$
(4) Luftdurchlässigkeit
Die jeweiligen Luftdurchlässigkeiten des Separators und des porösen Films wurden in Übereinstimmung mit JIS P8117 unter Verwendung eines Gurley-Densometers mit digitaler Zeitmessung (hergestellt von YASUDA SEIKI SEISAKUSHO, LTD.) gemessen. Die Luftdurchlässigkeit der porösen Schicht wurde berechnet, indem die Luftdurchlässigkeit des porösen Films von der Luftdurchlässigkeit des Separators subtrahiert wurde. Der Wert, der durch Dividieren der Luftdurchlässigkeit der porösen Schicht durch ein Gewicht pro Flächeneinheit der porösen Schicht erhalten wurde, wurde als „Luftdurchlässigkeit pro Gewicht pro Flächeneinheit“ der porösen Schicht definiert.
(5) Porosität der porösen Schicht
Die jeweiligen konstituierenden Materialien der porösen Schicht werden mit a, b, c ... angegeben. Die jeweiligen Massenzusammensetzungen der konstituierenden Materialien werden mit Wa, Wb, Wc ..., Wn (Gew.-%) angegeben. Die jeweiligen tatsächlichen Dichten der konstituierenden Materialien werden mit da, db, dc ..., dn (g/cm³) angegeben. Die Dicke der porösen Schicht wird mit t (cm) angegeben. Unter Verwendung dieser Parameter wird die Porosität ε [%] der porösen Schicht mit der folgenden Formel (3) berechnet. Man beachte, dass hierin nachstehend jedes der Gewichte der konstituierenden Materialien in der Probe als „Gewicht von konstituierendem Material pro 1 cm²“ bezeichnet wird.
$Porosit \ddot{a} t ε por \ddot{o} sen Schicht = [1 - {(Wa/da + Wb/db + Wc/dc + \dots + Wn/dn)}] \times 100$
Als die tatsächliche Dichte eines Füllstoffs wurde eine Dichte eingesetzt, die in der Produktinformation über den Füllstoff, der verwendet wurde, offenbart wurde. Als die tatsächliche Dichte des Harzes wurde eine Dichte eingesetzt, die in Nicht-Patentliteratur 1 offenbart wurde (Takashi Noma. „Aramidosenni no Tokutyou to Youto (Characteristics and Applications of Aramid)“, spezielles Thema „Gouseisenni no Kaihatsu Doukou (Move in Development of Synthetic Fibers“). Senni to Kougyou (Fibers and Industries). S. 242.)
(7) Formbeständigkeitsverhältnis nach Erwärmen
Der Separator, der ausgeschnitten worden war, um eine Größe von Länge × Breite: 108 mm × 54 mm aufzuweisen, wurde so auf einer Glasplatte platziert, dass eine Oberfläche, auf welcher der poröse Film gebildet worden war, nach unten zeigte. Beide Längsenden des Separators wurden unter Verwendung eines Polyimid-Klebebandes (hergestellt von Nitto Denko Corporation) an der Glasplatte befestigt. In diesem Zustand war jedes der beiden Längsenden um 4 mm in einer Längsrichtung mit dem Polyimid-Klebeband bedeckt. Das heißt, der Separator wies einen Teil zur Messung auf, der nicht mit dem Polyimid-Klebeband bedeckt war und der eine Länge von 100 mm aufwies. In diesem Zustand wurde die Breite (L₁) [mm] eines Mittelteils des Separators gemessen. Die Breite (L₁) entspricht der Breite des Separators, die ausgeschnitten worden war. Deshalb gilt L₁ = 54 mm.
Nachfolgend wurde die Glasplatte, an welcher der Separator befestigt worden war, in einem Heizofen stehen gelassen, der eingestellt worden war, dass er eine Temperatur von 200 °C hatte, und die Glasplatte wurde 5 Minuten lang erhitzt. Als Nächstes wurde die Glasplatte aus dem Heizofen entnommen und wurde dann stehen gelassen, um so auf Zimmertemperatur abzukühlen. Die Breite (L₂) [mm] des Mittelteils des Separators wurde dann gemessen.
L₁ - L₂ wurde als „Wärmeverformungsmaß“ definiert. Der Wert, der durch L₂/L₁ erhalten wurde, wurde als „Formbeständigkeitsverhältnis nach Erwärmen“ definiert. Es kann gesagt werden, dass der Separator eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit aufweist, wenn das Formbeständigkeitsverhältnis nach Erwärmen nicht weniger als 70 % beträgt.
(8) Ladestromtest
<Herstellung von Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten zum Testen>
Unter Verwendung des Separators, der in jedem der Beispiele und Vergleichsbeispiele, die später beschrieben werden, erhalten wurde, wurde eine Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten zum Testen mit einem Verfahren hergestellt, das nachstehend 1. bis 4. beschrieben wird.

1. Eine positive Elektrode und eine negative Elektrode wurden hergestellt. Als die positive Elektrode wurde ein Elektrodenband (JFE Techno-Research Corporation) mit einer Dicke von 51 µm und einer Dichte von 2,95 g/cm³ eingesetzt. Die Zusammensetzung eines aktiven Materials einer positiven Elektrode war wie folgt. LiNi_0,8Co_0,15Al_0,05O₂: 92 Gewichtsteile, ein elektrisch leitfähiges Mittel: 4 Gewichtsteile und ein Bindemittel: 4 Gewichtsteile. Als die negative Elektrode wurde ein Elektrodenband (JFE Techno-Research Corporation) mit einer Dicke von 59 µm und einer Dichte von 1,45 g/cm³ eingesetzt. Die Zusammensetzung eines aktiven Materials einer negativen Elektrode war wie folgt. Künstlicher Graphit: 96,5 Gewichtsteile, Bindemittel: 2 Gewichtsteile und Carboxymethylcellulose: 1,5 Gewichtsteile.
2. Ein Element einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten wurde hergestellt, indem die positive Elektrode, ein Separator und die negative Elektrode aufeinander in dieser Reihenfolge in einem Laminatbeutel gebildet wurden. In diesem Zustand war der Separator derart angeordnet, dass (a) die poröse Schicht des Separators mit dem aktiven Material einer positiven Elektrode der positiven Elektrode in Kontakt war und (b) der poröse Film des Separators mit dem aktiven Material einer negativen Elektrode der negativen Elektrode in Kontakt war.
3. Das Element einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten, das in 2. hergestellt worden war, wurde in einem Beutel gelagert, der aus einer Aluminiumschicht und einer Heißverklebungsschicht hergestellt war, die aufeinander gebildet worden waren, und 230 µL nichtwässriger Elektrolyt wurden in den Beutel injiziert. Der nichtwässrige Elektrolyt wurde erhalten, indem in einem gemischten Lösungsmittel Vinylencarbonat und LiPF₆ so gelöst wurden, dass eine Konzentration von Vinylencarbonat 1 Gew.-% betragen konnte und eine Konzentration von LiPF₆ 1 mol/L betragen konnte. Das gemischte Lösungsmittel war ein Lösungsmittel, das aus Ethylencarbonat, Ethylmethylcarbonat und Diethylcarbonat gemacht war, die in einem Volumenverhältnis von 3:5:2 gemischt worden waren.
4. Während der Druck im Inneren des Beutels verringert wurde, in den das Element einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten und der nichtwässrige Elektrolyt im vorstehenden 3. platziert worden waren, wurde der Beutel heißverklebt. Als ein Ergebnis wurde die Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten zum Testen hergestellt.

<Messung von Verhältnis der Erhaltung von Ladestrom-Entladekapazität >
Die Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten zum Testen wurde einem Zyklus der anfänglichen Ladung und Entladung unterzogen. Die anfängliche Ladung und Entladung wurde (i) bei 25 °C, (ii) bei einer Spannung im Bereich von 2,7 V bis 4,2 V und (iii) bei Werten für den elektrischen Strom von 0,1 C (Ladung) und 0,2 C (Entladung) durchgeführt. Man beachte, dass sich 1 C auf einen Wert für den elektrischen Strom bezieht, bei dem eine festgelegte Kapazität, die als eine Ein-Stunden-Entladekapazität definiert ist, in 1 Stunde entladen wird. Das Gleiche gilt für die folgende Beschreibung.
Nach der anfänglichen Ladung und Entladung wurden 10 Zyklen von Ladung und Entladung bei Werten für den elektrischen Strom von 1 C (Ladung) und 5 C (Entladung) durchgeführt, so dass Alterung durchgeführt wurde.
Im Hinblick auf die Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten, die der Alterung unterzogen worden war, wurden 9 Zyklen von Ladung und Entladung bei 25 °C unter den Bedingungen, wie folgt, durchgeführt. Wert für Strom bei Ladung: 1,0 C, Ladeschluss-Spannung: 2,7 V und Werte für Strom bei Entladung: 0,2 C, 1 C, 2 C, 3 C, 4 C, 5 C, 6 C, 7 C und 0,2 C. Während der Zyklen der Ladung und Entladung wurde eine Ladekapazität (mAh) und eine Entladekapazität (mAh) unter jeder der Bedingungen gemessen. Unter Verwendung der Entladekapazität bei einer ersten Ladung und Entladung (0,2 C) und der Entladekapazität bei Ladung und Entladung bei einem Wert für den Strom bei Entladung von 4 C, wurde ein Verhältnis der Erhaltung von Ladestrom-Entladekapazität (%) mit der folgenden Formel (4) berechnet.
$\begin{array}{l} Verh \ddot{a} ltnis der Erhaltung von Ladestrom-Entladekapazit \ddot{a} t (%) = {Entladekapazit \ddot{a} t (mAh) be i \\ 4 C/Entladekapazit \ddot{a} t (mAh) bei erster Ladung und Entladung (Entladekapazit \ddot{a} t bei 0,2 C)} \times \\ 100 \end{array}$
[Synthese von Aramidharzen]
Poly(paraphenylenterephthalamid), das einem Aramidharz entspricht, wurde mit jedem der Verfahren, die nachstehend in Synthesebeispielen 1 und 2 beschrieben werden, synthetisiert. Außerdem wurde als eine tatsächliche Dichte der derart synthetisierten Aramidharze 1,44 g/cm² eingesetzt, was vorstehend in Nicht-Patentliteratur 1 offenbart wurde.
[Synthesebeispiel 1]
Als ein Gefäß für die Synthese wurde ein teilbarer Kolben eingesetzt, der ein Fassungsvermögen von 3 L aufwies und der einen Rührflügel, ein Thermometer, ein Einlassrohr für Stickstoff und einen Pulver-Zugabeport aufwies. In den teilbaren Kolben, der in ausreichendem Maße getrocknet worden war, wurden 2200 g N-Methyl-2-pyrrolidon (NMP) eingeführt. Ferner wurden in diesen Kolben 151,07 g Calciumchlorid-Pulver gegeben, und die Temperatur wurde auf 100 °C angehoben, so dass sich das Calciumchlorid-Pulver vollständig auflöste. Das Calciumchlorid-Pulver war zuvor 2 Stunden lang bei 200 °C im Vakuum getrocknet worden.
Nachfolgend wurde eine Temperatur (Lösungstemperatur) der Lösung in dem teilbaren Kolben auf Zimmertemperatur abgekühlt, und 68,23 g Paraphenylendiamin wurde zugegeben. Das Paraphenylendiamin wurde dann vollständig aufgelöst, so dass eine Lösung A erhalten wurde. Danach wurden, während die Temperatur (Lösungstemperatur) der Lösung A bei 20 °C ± 2 °C gehalten wurde, 124,97 g Terephthalsäuredichlorid zu der Lösung A in vier getrennten Portionen in Abständen von ungefähr 10 Minuten zugegeben. Dies ergab eine Lösung B. Danach wurde, während die Lösung B mit 150 Upm gerührt wurde, die Lösung B eine Stunde lang in einem Zustand reifen gelassen, bei dem die Temperatur der Lösung B bei 20 °C ± 2 °C gehalten wurde. Dies ergab eine Aramid-Polymerisationslösung (1). Die Aramid-Polymerisationslösung (1) enthielt in einer Menge von 6 Gew.-% das Poly(paraphenylenterephthalamid), das dem Aramidharz entspricht. Das Poly(paraphenylenterephthalamid), das in der Aramid-Polymerisationslösung (1) enthalten ist, wird als „Aramidharz 1“ bezeichnet. Das Aramidharz 1 wies eine Grenzviskosität von 1,9 dL/g auf.
[Synthesebeispiel 2]
Eine Aramid-Polymerisationslösung (2) wurde wie in Synthesebeispiel 1 erhalten, ausgenommen, dass die Menge des zugegebenen Terephthalsäuredichlorids auf 124,61 g geändert wurde. Die Aramid-Polymerisationslösung (2) enthielt das Poly(paraphenylenterephthalamid) in einer Menge von 6 Gew.-%. Das Poly(paraphenylenterephthalamid), das in der Aramid-Polymerisationslösung (2) enthalten ist, wird als „Aramidharz 2“ bezeichnet. Das Aramidharz 2 wies eine Grenzviskosität von 1,7 dL/g auf.
[Beispiel 1]
<Herstellung von Beschichtungsflüssigkeit>
Eine Lösung C(1) wurde hergestellt, indem ein Füllstoff mit geringer Teilchengröße und ein Füllstoff mit großer Teilchengröße zu der Aramid-Polymerisationslösung (1) gegeben wurden, so dass ein Gewichtsverhältnis von Aramidharz LFüllstoff mit geringer Teilchengröße:Füllstoff mit großer Teilchengröße 20:20:60 betragen konnte. Der Füllstoff mit geringer Teilchengröße war aus Alumina C, hergestellt von Nippon Aerosil Co., Ltd., und wies einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,02 µm und eine tatsächliche Dichte von 3,27 g/cm³ auf. Der Füllstoff mit großer Teilchengröße war aus AKP-3000, hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd., und wies einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,7 µm und eine tatsächliche Dichte von 3,97 g/cm³ auf. Als Nächstes wurde zu der Lösung C(1) NMP zugegeben und wurde verdünnt. Als ein Ergebnis wurde eine Beschichtungsflüssigkeit (1) hergestellt, in der eine Gesamtkonzentration des Aramidharzes 1 und des Füllstoffs, das heißt die Konzentration des Feststoffgehalts, 6 Gew.-% betrug.
<Herstellung von laminiertem Separator einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten>
Die Beschichtungsflüssigkeit (1) wurde auf einen porösen Film mit einem Rakelmesserverfahren aufgetragen, so dass ein beschichtetes Produkt (1) erhalten wurde. Der poröse Film war aus Polyethylen und wies eine Dicke von 10,6 µm, eine Porosität von 42 %, eine Luftdurchlässigkeit von 173 s/100 mL und ein Gewicht pro Flächeneinheit von 6,0 g/m² auf. Nachfolgend wurde das beschichtete Produkt (1) 1 Minute lang an Luft bei 50 °C und bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 70 % stehen gelassen, so dass das Aramidharz 1 auf dem porösen Film abgeschieden wurde. Danach wurde das beschichtete Produkt (1), auf dem das Aramidharz 1 abgeschieden worden war, in entmineralisiertes Wasser eingetaucht, so dass Calciumchlorid und ein Lösungsmittel aus dem beschichteten Produkt (1) entfernt wurden. Ferner wurde das beschichtete Produkt (1) unter Verwendung eines Ofens bei 80 °C getrocknet, so dass sich eine poröse Schicht (1) auf dem porösen Film bildete. Dies stellte einen Separator (1) bereit. Die Tabellen 1 und 2 führen die physikalischen Eigenschaften des Separators (1) auf.
[Beispiel 2]
Eine Lösung C(2) wurde hergestellt, indem der Füllstoff mit geringer Teilchengröße und der Füllstoff mit großer Teilchengröße zu der Aramid-Polymerisationslösung (1) gegeben wurden, so dass ein Gewichtsverhältnis von Aramidharz I : Füllstoff mit geringer Teilchengröße:Füllstoff mit großer Teilchengröße 10:10:80 betragen konnte. Ein Separator (2) wurde erhalten, indem eine poröse Schicht (2) auf dem porösen Film wie in Beispiel 1 gebildet wurde, ausgenommen, dass die Lösung C(2) an Stelle der Lösung C(1) verwendet wurde. Die Tabellen 1 und 2 führen die physikalischen Eigenschaften des Separators (2) auf.
[Beispiel 3]
Eine Lösung C(3) wurde hergestellt, indem der Füllstoff mit geringer Teilchengröße und der Füllstoff mit großer Teilchengröße zu der Aramid-Polymerisationslösung (1) gegeben wurden, so dass ein Gewichtsverhältnis von Aramidharz LFüllstoff mit geringer Teilchengröße:Füllstoff mit großer Teilchengröße 15:15:70 betragen konnte. Ein Separator (3) wurde erhalten, indem eine poröse Schicht (3) auf dem porösen Film wie in Beispiel 1 gebildet wurde, ausgenommen, dass die Lösung C(3) an Stelle der Lösung C(1) verwendet wurde. Die Tabellen 1 und 2 führen die physikalischen Eigenschaften des Separators (3) auf.
[Beispiel 4]
Eine Lösung C(4) wurde hergestellt, indem der Füllstoff mit geringer Teilchengröße und der Füllstoff mit großer Teilchengröße zu der Aramid-Polymerisationslösung (1) gegeben wurden, so dass ein Gewichtsverhältnis von Aramidharz LFüllstoff mit geringer Teilchengröße: Füllstoff mit großer Teilchengröße 25:25:50 betragen konnte. Ein Separator (4) wurde erhalten, indem eine poröse Schicht (4) auf dem porösen Film wie in Beispiel 1 gebildet wurde, ausgenommen, dass die Lösung C(4) an Stelle der Lösung C(1) verwendet wurde. Die Tabellen 1 und 2 führen die physikalischen Eigenschaften des Separators (4) auf.
[Vergleichsbeispiel 1]
Eine Vergleichslösung C(1) wurde hergestellt, indem der Füllstoff mit geringer Teilchengröße und der Füllstoff mit großer Teilchengröße zu der Aramid-Polymerisationslösung (1) gegeben wurden, so dass ein Gewichtsverhältnis von Aramidharz 1 :Füllstoff mit geringer Teilchengröße:Füllstoff mit großer Teilchengröße 33:33:34 betragen konnte. Ein Vergleichsseparator (1) wurde erhalten, indem eine poröse Vergleichsschicht (1) auf dem porösen Film wie in Beispiel 1 gebildet wurde, ausgenommen, dass die Vergleichslösung C(1) an Stelle der Lösung C(1) verwendet wurde. Die Tabellen 1 und 2 führen die physikalischen Eigenschaften des Vergleichsseparators (1) auf.
[Vergleichsbeispiel 2]
Eine Vergleichslösung C(2) wurde hergestellt, indem der Füllstoff mit großer Teilchengröße zu der Aramid-Polymerisationslösung (1) gegeben wurde, so dass ein Gewichtsverhältnis von Aramidharz 1:Füllstoff mit geringer Teilchengröße:Füllstoff mit großer Teilchengröße 20:0:80 betragen konnte. Ein Vergleichsseparator (2) wurde erhalten, indem eine poröse Vergleichsschicht (2) auf dem porösen Film wie in Beispiel 1 gebildet wurde, ausgenommen, dass die Vergleichslösung C(2) an Stelle der Lösung C(1) verwendet wurde.
[Vergleichsbeispiel 3]
Die Aramid-Polymerisationslösung (2) wurde an Stelle der Aramid-Polymerisationslösung (1) verwendet. Eine Vergleichslösung C(3) wurde hergestellt, indem der Füllstoff mit geringer Teilchengröße zu der Aramid-Polymerisationslösung (2) gegeben wurde, so dass ein Gewichtsverhältnis von Aramidharz 2:Füllstoff mit geringer Teilchengröße:Füllstoff mit großer Teilchengröße 50:50:0 betragen konnte. Ein Vergleichsseparator (3) wurde erhalten, indem eine poröse Vergleichsschicht (3) auf dem porösen Film wie in Beispiel 1 gebildet wurde, ausgenommen, dass die Vergleichslösung C(3) an Stelle der Lösung C(1) verwendet wurde. Die Tabellen 1 und 2 führen die physikalischen Eigenschaften des Vergleichsseparators (3) auf.
[Vergleichsbeispiel 4]
Zu 4180 g NMP wurden 320 g Calciumchlorid und 500 g Poly(metaphenylenterephthalamid) (hergestellt von Sigma-Aldrich) gegeben, so dass eine Lösung von Poly(metaphenylenterephthalamid) hergestellt wurde, deren Konzentration 10 Gew.-% betrug. Hierin nachstehend wird das Poly(metaphenylenterephthalamid) als „Aramidharz 3“ bezeichnet. Man beachte, dass die tatsächliche Dichte des Aramidharzes 3 1,38 g/cm³ betrug, wie in Nicht-Patentliteratur 1 offenbart.
Die Lösung des Poly(metaphenylenterephthalamid) wurde an Stelle der Aramid-Polymerisationslösung (1) verwendet. Eine Vergleichslösung C(4) wurde hergestellt, indem der Füllstoff mit geringer Teilchengröße und der Füllstoff mit großer Teilchengröße zu der Lösung des Poly(metaphenylenterephthalamid) gegeben wurden, so dass ein Gewichtsverhältnis von Aramidharz 3:Füllstoff mit geringer Teilchengröße:Füllstoff mit großer Teilchengröße 10:10:80 betragen konnte. Ein Vergleichsseparator (4) wurde erhalten, indem eine poröse Vergleichsschicht (4) auf dem porösen Film wie in Beispiel 1 gebildet wurde, ausgenommen, dass die Vergleichslösung C(4) an Stelle der Lösung C(1) verwendet wurde. Die Tabellen 1 und 2 führen die physikalischen Eigenschaften des Vergleichsseparators (4) auf.
[Vergleichsbeispiel 5]
Die Lösung (hergestellt in Vergleichsbeispiel 4) des Poly(metaphenylenterephthalamid) wurde an Stelle der Aramid-Polymerisationslösung (1) verwendet. Eine Vergleichslösung C(5) wurde hergestellt, indem der Füllstoff mit großer Teilchengröße zu der Lösung des Poly(metaphenylenterephthalamid) gegeben wurde, so dass ein Gewichtsverhältnis von Aramidharz 3:Füllstoff mit geringer Teilchengröße:Füllstoff mit großer Teilchengröße 20:0:80 betragen konnte. Ein Vergleichsseparator (5) wurde erhalten, indem eine poröse Vergleichsschicht (5) auf dem porösen Film wie in Beispiel 1 gebildet wurde, ausgenommen, dass die Vergleichslösung C(5) an Stelle der Lösung C(1) verwendet wurde. Die Tabellen 1 und 2 führen die physikalischen Eigenschaften des Vergleichsseparators (5) auf.
[Vergleichsbeispiel 6]
Als der Füllstoff mit großer Teilchengröße wurde Böhmit (hergestellt von Anhui Estone Materials technology; Produktname: BG-611; durchschnittlicher Teilchendurchmesser: 0,7 µm, und tatsächliche Dichte: 3,05 g/cm³) eingesetzt, der ein Füllstoff mit großer Teilchengröße mit einer Plättchenform war. Eine Vergleichslösung C(6) wurde hergestellt, indem der Füllstoff mit großer Teilchengröße mit einer Plättchenform zu der Aramid-Polymerisationslösung (1) gegeben wurde, so dass ein Gewichtsverhältnis von Aramidharz 1:Füllstoff mit geringer Teilchengröße:Füllstoff mit großer Teilchengröße mit einer Plättchenform 20:0:80 betragen konnte. Ein Vergleichsseparator (6) wurde erhalten, indem eine poröse Vergleichsschicht (6) auf dem porösen Film wie in Beispiel 1 gebildet wurde, ausgenommen, dass die Vergleichslösung C(6) an Stelle der Lösung C(1) verwendet wurde. Die Tabellen 1 und 2 führen die physikalischen Eigenschaften des Vergleichsseparators (6) auf.
[Synthesebeispiel 3]
<Herstellung von Aramid-Polymerisationslösung>
Eine Aramid-Polymerisationslösung wurde mit einem Verfahren hergestellt, das die Schritte einschließt, die nachstehend in (a) bis (g) beschrieben sind.

(a) Ein teilbarer Kolben wurde in ausreichendem Maße getrocknet. Der teilbare Kolben wies ein Fassungsvermögen von 5 L auf und wies einen Rührflügel, ein Thermometer, ein Einlassrohr für Stickstoff und einen Pulver-Zugabeport auf.
(b) In den teilbaren Kolben wurden 4177 g NMP eingeführt. Ferner wurden in diesen Kolben 366,29 g Calciumchlorid (das zwei Stunden lang bei 200 °C getrocknet worden war) gegeben und die Temperatur wurde auf 100 °C angehoben, so dass sich das Calciumchlorid vollständig auflöste. Dies ergab eine Lösung des Calciumchlorids. Hierbei wurde die Lösung des Calciumchlorids so hergestellt, dass sie eine Calciumchlorid-Konzentration von 8,00 Gew.-% und einen Wassergehalt von 300 ppm aufwies.
(c) Während die Temperatur der Lösung des Calciumchlorids bei 100 °C gehalten wurde, wurden 141,119 g 4,4'-Diaminodiphenylsulfon (DDS) zu der Lösung des Calciumchlorids gegeben und das DDS wurde vollständig aufgelöst, so dass eine Lösung 1 erhalten wurde.
(d) Die so erhaltene Lösung 1 wurde auf 20 °C abgekühlt. Dann wurden, während die Temperatur der derart gekühlten Lösung 1 bei 25 ± 5 °C gehalten wurde, insgesamt 226,911 g Terephthalsäuredichlorid (TPC) in drei getrennten Portionen zu der Lösung 1 gegeben und wurden 1 Stunde lang mit dem DDS umgesetzt, so dass eine Reaktionslösung 1 erhalten wurde. In der Reaktionslösung 1 wurde ein Block 1, gemacht aus Poly(4,4'-diphenylsulfonylterephthalamid), hergestellt.
(e) Zu der so erhaltenen Reaktionslösung 1 wurden 61,460 g Paraphenylendiamin (PPD) gegeben und das PPD wurde im Verlauf von 1 Stunde vollständig gelöst, so dass eine Lösung 2 erhalten wurde.
(f) Während die Temperatur der Lösung 2 bei 25 ± 2 °C gehalten wurde, wurden insgesamt 123,059 g TPC in drei getrennten Portionen zu der Lösung 2 gegeben und wurden 1,5 Stunden lang mit einem Reaktionsprodukt aus dem PPD und dem Block 1 umgesetzt, so dass eine Reaktionslösung 2 erhalten wurde. In der Reaktionslösung 2 erstreckte sich ein Block 2, der aus Poly(paraphenylenterephthalamid) gemacht war, auf beiden Seiten des Blocks 1.
(g) Die Reaktionslösung 2 wurde 1 Stunde lang reifen gelassen, während die Temperatur der Reaktionslösung 2 auf 20 ± 2 °C gehalten wurde. Die Reaktionslösung 2 wurde dann 1 Stunde lang unter vermindertem Druck gerührt, so dass Luftblasen entfernt wurden. Dies ergab eine Lösung (Aramid-Polymerisationslösung (3)), die ein Blockcopolymer enthielt, in dem der Block 1 50 % eines ganzen Moleküls ausmachte und der Block 2 die anderen 50 % des ganzen Moleküls ausmachte. Das Blockcopolymer war ein Harz, das eine Amidbindung einschloss. Das Blockcopolymer wurde als ein Aramidharz 4 angesehen. Das Aramidharz 4 wies eine Grenzviskosität von 1,57 dL/g auf.

[Beispiel 5]
<Herstellung von Beschichtungsflüssigkeit>
Eine Lösung C(5) wurde hergestellt, indem ein Füllstoff mit geringer Teilchengröße und ein Füllstoff mit großer Teilchengröße zu der Aramid-Polymerisationslösung (3) gegeben wurden, so dass ein Gewichtsverhältnis von Aramidharz 4:Füllstoff mit geringer Teilchengröße:Füllstoff mit großer Teilchengröße 20:20:60 betragen konnte. Der Füllstoff mit geringer Teilchengröße war aus Alumina C, hergestellt von Nippon Aerosil Co., Ltd., und wies einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,02 µm und eine tatsächliche Dichte von 3,27 g/cm³ auf. Der Füllstoff mit großer Teilchengröße war aus AKP-3000, hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd., und wies einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,7 µm und eine tatsächliche Dichte von 3,97 g/cm³ auf. Als Nächstes wurde NMP zu der Lösung C(5) gegeben und die Lösung C(5) wurde verdünnt. Als ein Ergebnis wurde eine Beschichtungsflüssigkeit (5) hergestellt, in der eine Gesamtkonzentration des Aramidharzes 4 und des Füllstoffs, das heißt die Konzentration des Feststoffgehalts, 6 Gew.-% betrug.
<Herstellung von laminiertem Separator einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten>
Die Beschichtungsflüssigkeit (5) wurde auf einen porösen Film mit einem Rakelmesserverfahren aufgetragen, so dass ein beschichtetes Produkt (5) erhalten wurde. Der poröse Film war aus Polyethylen und wies eine Dicke von 10,6 µm, eine Porosität von 42 %, eine Luftdurchlässigkeit von 173 s/100 mL und ein Gewicht pro Flächeneinheit von 6,0 g/m² auf. Nachfolgend wurde das beschichtete Produkt (5) 1 Minute lang an Luft bei 50 °C und bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 70 % stehen gelassen, so dass das Aramidharz 4 auf dem porösen Film abgeschieden wurde. Danach wurde das beschichtete Produkt (5), auf dem das Aramidharz 4 abgeschieden worden war, in entmineralisiertes Wasser eingetaucht, so dass Calciumchlorid und ein Lösungsmittel aus dem beschichteten Produkt (5) entfernt wurden. Ferner wurde das beschichtete Produkt (5) unter Verwendung eines Ofens bei 80 °C getrocknet, so dass sich eine poröse Schicht (5) auf dem porösen Film bildete. Dies stellte einen Separator (5) bereit. Die Tabellen 3 und 4 führen die physikalischen Eigenschaften des Separators (5) auf.
[Beispiel 6]
Eine Lösung C(6) wurde hergestellt, indem der Füllstoff mit geringer Teilchengröße und der Füllstoff mit großer Teilchengröße zu der Aramid-Polymerisationslösung (3) gegeben wurden, so dass ein Gewichtsverhältnis von Aramidharz 4:Füllstoff mit geringer Teilchengröße:Füllstoff mit großer Teilchengröße 25:25:50 betragen konnte. Eine poröse Schicht (6) wurde auf dem porösen Film wie in Beispiel 5 gebildet, außer, dass die Lösung C(6) an Stelle der Lösung C(5) verwendet wurde. Ein Separator (6) wurde so erhalten. Die Tabellen 3 und 4 führen die physikalischen Eigenschaften des Separators (6) auf.
[Vergleichsbeispiel 7]
Eine Vergleichslösung C(7) wurde hergestellt, indem der Füllstoff mit geringer Teilchengröße zu der Aramid-Polymerisationslösung (3) gegeben wurde, so dass ein Gewichtsverhältnis von Aramidharz 4:Füllstoff mit geringer Teilchengröße:Füllstoff mit großer Teilchengröße 50:50:0 betragen konnte. Eine poröse Vergleichsschicht (7) wurde auf dem porösen Film wie in Beispiel 5 gebildet, außer, dass die Vergleichslösung C(7) an Stelle der Lösung C(5) verwendet wurde. Ein Vergleichsseparator (7) wurde so erhalten. Die Tabellen 3 und 4 führen die physikalischen Eigenschaften des Vergleichsseparators (7) auf.
[Ergebnis]

[Tabelle 1]

	Poröse Schicht					Separator
	Aramidharz	Dicke [µm]	Gewicht pro Flächeneinheit [g/m²]	Luftdurchlässigkeit [s/100 mL]	Luftdurchlässigkeit pro Gewicht pro Flächeneinheit [s·m²/100 mL·g]	Dicke [µm]	Luftdurchlässigkeit [s/100 mL]
Beispiel 1	1	5,9	4,1	46	11	16,8	219
Beispiel 2	1	5,9	4,1	11	3	16,8	184
Beispiel 3	1	5,1	3,5	12	3	16,0	185
Beispiel 4	1	5,4	3,5	33	9	16,3	206
Vergleichsbeispiel 1	1	5,3	3,6	74	21	16,2	247
Vergleichsbeispiel 2	1	6,6	4,2	62	15	17,5	235
Vergleichsbeispiel 3	2	5,7	3,9	189	48	16,6	362
Vergleichsbeispiel 4	3	3,0	2,6	13	5	14,3	186
Vergleichsbeispiel 5	3	5,9	4,6	16	3	17,3	189
Vergleichsbeispiel 6	1	6,2	4,1	49	12	17,8	222

[Tabelle 2]

	Poröse Schicht					Separator	Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten
	Harzgehalt [Gew.-%]	Gehalt an Füllstoff mit geringer Teilchengröße Gew.-%	Gehalt an Füllstoff mit großer Teilchengröße Gew.-%	Füllstoff-Gesamtgehalt [Gew.-%]	Porosität [%]	Formbeständigkeitsrate nach Erwärmen [%]	Verhältnis der Erhaltung von Ladestrom-Entladekapazität [%]
Beispiel 1	20	20	60	80	75,7	83,7	51
Beispiel 2	10	10	80	90	79,2	76,6	52
Beispiel 3	15	15	70	85	77,5	74,8	54
Beispiel 4	25	25	50	75	75,5	85,5	53
Vergleichsbeispiel 1	33	33	34	67	71,8	83,6	47
Vergleichsbeispiel 2	20	0	80	80	78,5	64,9	47
Vergleichsbeispiel 3	50	50	0	50	65,8	89,2	48
Vergleichsbeispiel 4	10	10	80	90	73,6	Bruch	-
Vergleichsbeispiel 5	20	0	80	80	73,0	Bruch	-
Vergleichsbeispiel 6	20	0	80	80	73,5	67,2	-

[Tabelle 3]

	Poröse Schicht					Separator
	Aramidharz	Dicke [µm]	Gewicht pro Flächeneinheit [g/m²]	Luftdurchlässigkeit [s/100 mL]	Luftdurchlässigkeit pro Gewicht pro Flächeneinheit [s·m²/100 mL·g]	Dicke [µm]	Luftdurchlässigkeit [s/100 mL]
Beispiel 5	4	7,1	3,1	11	3,6	18,4	193
Beispiel 6	4	6,0	3,2	21	6,5	16,9	200
Vergleichsbeispiel 7	4	3,9	2,9	250	20,8	14,6	250

Tabelle 4]

	Poröse Schicht					Separator	Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten
	Harzgehalt [Gew.-%]	Gehalt an Füllstoff mit geringer Teilchengröße [Gew.-%]	Gehalt an Füllstoff mit großer Teilchengröße [Gew.-%]	Füllstoff-Gesamtgehalt [Gew.-%]	Porosität [%]	Formbeständigkeitsverhältnis nach Erwärmen [%]	Verhältnis der Erhaltung von Ladestrom-Entladekapazität [%]
Beispiel 5	20	20	60	80	84,3	70,6	49
Beispiel 6	25	25	50	75	80,2	79,5	49
Vergleichsbeispiel 7	50	50	0	50	65,9	85,2	45

Die Vergleichsseparatoren (4) und (5), die in den Vergleichsbeispielen 4 und 5 beschrieben wurden, wiesen geringe Wärmebeständigkeiten auf und zerbrachen deshalb auf Grund des Erwärmens bei der Messung des Formbeständigkeitsverhältnisses nach Erwärmen. Der Ausdruck „Bruch“ in Tabelle 2 bedeutet ein Versagen, das „Formbeständigkeitsverhältnis nach Erwärmen“ zu messen auf Grund des Bruchs der Vergleichsseparatoren (4) und (5). Der Ausdruck „-“ in Tabelle 2 bedeutet „keine Daten“.
Wie in Tabelle 2 aufgeführt, entspricht jede der porösen Schichten (1) bis (4), die in den Beispielen 1 bis 4 beschrieben sind, der porösen Schicht in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die poröse Schicht in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist eine Porosität von nicht weniger als 75 % auf und beinhaltet einen Füllstoff mit einer geringen Teilchengröße mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von nicht mehr als 0,04 µm und einen Füllstoff mit einer großen Teilchengröße mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von nicht weniger als 0,1 µm. Im Gegensatz dazu weist jede der porösen Schichten (1) bis (6), die in den Vergleichsbeispielen 1 bis 6 beschrieben werden, (i) eine Porosität von weniger als 75 % und/oder ist (ii) arm an dem Füllstoff mit geringer Teilchengröße oder dem Füllstoff mit großer Teilchengröße. Im Vergleich zu den Separatoren, die in den Vergleichsbeispielen 1 bis 6 beschrieben werden, weist jeder der Separatoren, die in den Beispielen 1 bis 4 beschrieben werden, hohe Werte nicht nur für ein Formbeständigkeitsverhältnis nach Erwärmen, sondern auch für eine Verhältnis der Erhaltung von Ladestrom-Entladekapazität einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten, die den Separator beinhaltet, auf.
Wie in Tabelle 4 aufgeführt, entsprechen die porösen Schichten (5) und (6), die in den Beispielen 5 und 6 beschrieben werden, die jeweils das Aramidharz 4 enthalten, der porösen Schicht in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die eine Porosität von nicht weniger als 75 % aufweist und die einen Füllstoff mit einer geringen Teilchengröße mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von nicht mehr als 0,04 µm und einen Füllstoff mit einer großen Teilchengröße mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von nicht weniger als 0,1 µm enthält. Im Gegensatz dazu weist die poröse Vergleichsschicht (7), die in Vergleichsbeispiel 7 beschrieben wird, die das Aramidharz 4 enthält, eine Porosität von weniger als 75 % auf und enthält nicht den Füllstoff mit großer Teilchengröße. Jeder der Separatoren, die in den Beispielen 5 und 6 beschrieben werden, konnte hohe Werte für sowohl das Formbeständigkeitsverhältnis nach Erwärmen als auch das Verhältnis der Erhaltung von Ladestrom-Entladekapazität einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten, die den Separator beinhaltet, erreichen. Im Gegensatz dazu war der Separator, der in Vergleichsbeispiel 7 beschrieben wird, ausgezeichnet in dem Formbeständigkeitsverhältnis nach Erwärmen, war aber schlecht in dem Verhältnis der Erhaltung von Ladestrom-Entladekapazität einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten, die den Separator beinhaltet.
Man beachte, dass es für einen Fachmann klar ist, dass eine Differenz von einem Prozent im Verhältnis der Erhaltung der Ladestrom-Kapazität technisch bemerkenswert ist.
Wie vorstehend beschrieben, wurde es gefunden, dass die poröse Schicht in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung es möglich macht, einen Separator einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten herzustellen, der sowohl Wärmebeständigkeit als auch Verbesserung einer Ladestromeigenschaft, wie ein Verhältnis der Erhaltung der Ladestrom-Kapazität einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten, erreicht.
Industrielle Anwendbarkeit
Die poröse Schicht in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann zur Herstellung einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten verwendet werden, die sowohl eine ausgezeichnete Ladestromeigenschaft als auch eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit erreicht.
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

WO 2018/155288 [0004]

Claims

Eine poröse Schicht einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten, enthaltend: ein Harz, enthaltend eine Amidbindung; und einen Füllstoff, wobei die poröse Schicht einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten eine Porosität von nicht weniger als 75 % aufweist, und wobei der Füllstoff enthält einen Füllstoff A mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von nicht mehr als 0,04 µm, und einen Füllstoff B mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von nicht weniger als 0,1 µm.
Die poröse Schicht einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten gemäß Anspruch 1, wobei der Füllstoff A in einer Menge von nicht weniger als 10 Gew.-% enthalten ist und der Füllstoff B in einer Menge von nicht weniger als 30 Gew.-% enthalten ist, bezogen auf ein Gesamtgewicht der porösen Schicht der Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten.
Die poröse Schicht einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Füllstoff in einer Menge von nicht weniger als 70 Gew.-% enthalten ist, bezogen auf ein Gesamtgewicht der porösen Schicht einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten.
Die poröse Schicht einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Harz, enthaltend die Amidbindung, aromatisches Polyamid enthält.
Die poröse Schicht einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten gemäß Anspruch 4, wobei das aromatische Polyamid para-aromatisches Polyamid ist.
Die poröse Schicht einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Füllstoff einen Füllstoff mit einer kugelförmigen Form enthält.
Ein Separator einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten, umfassend: einen porösen Film, enthaltend ein Harz auf der Basis von Polyolefin als einen Hauptbestandteil; und die poröse Schicht einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, gebildet auf einer Oberfläche oder beiden Oberflächen des porösen Films.
Ein Element einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten, umfassend: eine positive Elektrode; die poröse Schicht der Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 oder den Separator der Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten gemäß Anspruch 7; und eine negative Elektrode, wobei die positive Elektrode, die poröse Schicht der Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten oder der Separator der Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten und die negative Elektrode in dieser Reihenfolge angeordnet sind.
Eine Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten, umfassend die poröse Schicht der Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 oder den Separator der Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten gemäß Anspruch 7.