JP2024508065A - 絶縁スラリー及びその製造方法、正極極板、二次電池、電池モジュール、電池パック及び電力消費装置 - Google Patents

Abstract

本出願は、絶縁スラリー及びその製造方法、正極極板、二次電池、電池モジュール、電池パック及び電力消費装置を提供し、前記絶縁スラリーは、樹脂と、無機フィラーと有機溶媒とを含み、そのうち、前記樹脂は、懸濁重合法により製造されたポリフッ化オレフィン樹脂から選ばれ、前記無機フィラーは、二次元無機材料から選ばれる。本出願は、絶縁スラリーの塗布速度と二次電池の安全性能を同時に向上させることができる。【選択図】 図２

Description

本出願は、電池技術分野に属し、具体的には、絶縁スラリー及びその製造方法、正極極板、二次電池、電池モジュール、電池パック及び電力消費装置に関する。

近年、二次電池は、水力、火力、風力と太陽光発電所などのエネルギー貯蔵電源システム、及び電動工具、電動自転車、電動バイク、電気自動車、軍事装備、航空宇宙などの複数の分野に広く応用される。二次電池の応用及び普及に伴い、その安全問題がますます注目されており、二次電池の安全問題が保証できなければ、この二次電池は使用できない。そのため、どのように二次電池の安全性能を増強するかは、現在早急な解決の待たれる技術問題である。

本出願は、絶縁スラリーの塗布速度と二次電池の安全性能を同時に向上させるための絶縁スラリー及びその製造方法、正極極板、二次電池、電池モジュール、電池パック及び電力消費装置を提供することを目的とする。

本出願の第一の方面によれば、樹脂と、無機フィラーと有機溶媒とを含む絶縁スラリーを提供し、前記樹脂は、懸濁重合法により製造されたポリフッ化オレフィン樹脂から選ばれ、前記無機フィラーは、二次元無機材料から選ばれる。

本出願の絶縁スラリーの技術案では、懸濁重合法により製造されたポリフッ化オレフィン樹脂と二次元無機材料とを併用することにより、前記正極スラリー塗布領域への前記絶縁スラリーの移行を抑制することができ、且つ塗布速度を向上させながら融着領域のボケ幅を大幅に低減させ、二次電池の安全性能を向上させることもできる。本出願の絶縁スラリーの技術案は、二次電池が高いエネルギー密度を有することを確保することもできる。本出願の絶縁スラリーにより製造された絶縁コーティングは、高い機械強度、高い耐熱性、高い絶縁性、高い密着性と優れた耐電解液性を同時に有することができ、異物やバリなどの原因で負極活物質層がセパレータを突き破って正極極板に接触した場合であっても、負極活物質層と正極集電体とを直接接触させることがなく、それによって二次電池が高い安全性能を有することを確保する。

本出願の任意の実施の形態では、前記絶縁スラリーの全質量に対して、前記樹脂の質量百分率含有量ｗ１は１％～５％であり、前記無機フィラーの質量百分率含有量ｗ２は５％～３５％であり、前記有機溶媒の質量百分率含有量ｗ３は６０％～９４％である。樹脂、無機フィラー及び有機溶媒の質量百分率含有量を合理的に調整することにより、塗布速度を大幅に向上させながら、融着領域のボケ幅を効果的に低減させることができる。なお、このようにして得られた絶縁コーティングは、高い機械強度、高い耐熱性、高い絶縁性、高い密着性と優れた耐電解液性を同時に有し、この絶縁コーティングを用いた二次電池は、良好な電気化学性能を有しながら、より高い安全性能を有することができる。

本出願の任意の実施の形態では、ｗ１／ｗ２は０．０５～１である。選択的に、ｗ１／ｗ２は０．１～１である。ｗ１／ｗ２が適当な範囲内にある場合、融着領域のボケ幅を効果的に低減させながら、絶縁コーティングが高い機械強度、高い耐熱性、高い絶縁性、高い密着性と優れた耐電解液性を同時に有することを確保することができる。

本出願の任意の実施の形態では、前記絶縁スラリーは、２５℃における粘度が１０００ｃｐｓ～２００００ｃｐｓである。選択的に、前記絶縁スラリーは、２５℃における粘度が３０００ｃｐｓ～８０００ｃｐｓである。

本出願の任意の実施の形態では、前記ポリフッ化オレフィン樹脂の数平均分子量は６０００００～１５０００００である。選択的に、前記ポリフッ化オレフィン樹脂の数平均分子量は１１０００００～１３０００００である。

本出願の任意の実施の形態では、前記ポリフッ化オレフィン樹脂の結晶化度は３０％～６０％である。選択的に、前記ポリフッ化オレフィン樹脂の結晶化度は４０％～５０％である。

本出願の任意の実施の形態では、前記ポリフッ化オレフィン樹脂の融点は１５０℃～１８０℃である。選択的に、前記ポリフッ化オレフィン樹脂の融点は１５５℃～１７５℃である。

本出願の任意の実施の形態では、前記ポリフッ化オレフィン樹脂は、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリフッ化ビニル樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、フッ化ビニリデン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体樹脂、フッ化ビニリデン－トリフルオロエチレン共重合体樹脂、フッ化ビニリデン－トリフルオクロロロエチレン共重合体樹脂、フッ化ビニリデン－テトラフルオロエチレン共重合体樹脂、フッ化ビニリデン－テトラフルオロエチレン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体樹脂のうちの少なくとも一つから選ばれる。

本出願の任意の実施の形態では、前記二次元無機材料の形態は、層状、シート状又は薄板状である。

本出願の任意の実施の形態では、前記二次元無機材料は、層状珪酸塩、二次元分子篩のうちの少なくとも一つから選ばれる。層状珪酸塩と二次元分子篩の形態は、層状、シート状又は薄板状であり、前記絶縁スラリーが前記正極スラリー塗布領域に移行する時、移行速度を低減させる作用を果たして、それによって融着領域のボケ幅を低減させることができる。層状珪酸塩と二次元分子篩は、強い吸着能力をさらに有し、ファンデルワールス力により絶縁スラリーにおける樹脂と結合することにより、絶縁スラリーの移行速度と融着領域のボケ幅をさらに低減させることができる。

本出願の任意の実施の形態では、前記層状珪酸塩は、雲母粉、フッ素金雲母粉、タルカムパウダー、ハイドロタルサイト、ハイドロタルサイト様化合物のうちの少なくとも一つを含む。

本出願の任意の実施の形態では、前記二次元分子篩は、ＭＷＷ型、ＳＡＰＯ型、ＦＥＲ型、ＰＬＳ－ｎ型分子篩のうちの少なくとも一つを含む。

本出願の任意の実施の形態では、前記二次元無機材料の体積平均粒径Ｄｖ５０は０．５μｍ～１０μｍである。選択的に、前記二次元無機材料の体積平均粒径Ｄｖ５０は０．５μｍ～５μｍである。

本出願の任意の実施の形態では、前記二次元無機材料のアスペクト比≧５０：１である。選択的に、前記二次元無機材料のアスペクト比は５０：１～１００：１である。

本出願の任意の実施の形態では、前記有機溶媒は、Ｎ－メチルピロリドン、リン酸トリエチル、ジメチルスルホキシド、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミドのうちの少なくとも一つを含む。

本出願の任意の実施の形態では、前記絶縁スラリーにおける乳化剤の質量百分率含有量は１／１００００００以下である。選択的に、前記絶縁スラリーにおける乳化剤の質量百分率含有量は０％であるである。

本出願の第二の方面によれば、絶縁スラリーの製造方法を提供する。方法は、有機溶媒と無機フィラーとを均一に分散させ、第一のスラリーを得るステップＳ１００と、分散させた状態で、得られた第一のスラリーに樹脂粒子を加え、均一に分散させた後、絶縁スラリーを得るステップＳ２００とを含み、そのうち、前記無機フィラーは、二次元無機材料のうちの少なくとも一つから選ばれ、前記樹脂粒子は、懸濁重合法により製造されたポリフッ化オレフィン樹脂のうちの少なくとも一つから選ばれる。

本出願の任意の実施の形態では、前記絶縁スラリーの全質量に対して、前記樹脂粒子の質量百分率含有量は１％～５％であり、前記無機フィラーの質量百分率含有量は５％～３５％であり、前記有機溶媒の質量百分率含有量は６０％～９４％である。

本出願の任意の実施の形態では、Ｓ１００では、分散線速度は２０ｍ／ｓ～１００ｍ／ｓであり、分散時間は１５ｍｉｎ～１２０ｍｉｎである。

本出願の任意の実施の形態では、Ｓ２００では、分散線速度は２０ｍ／ｓ～１００ｍ／ｓであり、分散時間は１２０ｍｉｎ～４８０ｍｉｎである。

本出願の任意の実施の形態では、前記方法は、絶縁スラリーを濾過して取得するステップＳ３００をさらに含む。選択的に、得られた絶縁スラリーを１００～２００メッシュのスクリーンを用いて濾過する。

本出願の任意の実施の形態では、前記樹脂粒子は一次粒子である。前記一次粒子の体積平均粒径Ｄｖ５０は２０μｍ～１５０μｍである。選択的に、前記一次粒子の体積平均粒径Ｄｖ５０は５０μｍ～１００μｍである。

本出願の第三の方面によれば、正極集電体と、正極活物質層と絶縁コーティングとを含む正極極板を提供し、そのうち、前記正極活物質層は、前記正極集電体の少なくとも一部の表面に位置し、前記絶縁コーティングは、前記正極集電体の表面に位置し、且つ前記正極集電体の長手方向に沿って前記正極活物質層の縁部に接していて、そのうち、前記絶縁コーティングは、本出願の第一の方面に記載の絶縁スラリーを乾燥して形成された層であり、又は本出願の第二の方面に記載の方法により製造された絶縁スラリーを乾燥した後に形成された層である。

本出願の任意の実施の形態では、前記絶縁コーティングの厚さは、２μｍ～１５０μｍである。

本出願の任意の実施の形態では、前記絶縁コーティングの幅は、０．１ｍｍ～１５ｍｍである。

本出願の第四の方面によれば、本出願の第三の方面の正極極板を含む二次電池を提供する。

本出願の第五の方面によれば、本出願の第四の方面の二次電池を含む電池モジュールを提供する。

本出願の第六の方面によれば、本出願の第四の方面の二次電池と、第五の方面の電池モジュールとのうちの少なくとも一つを含む電池パックを提供する。

本出願の第七の方面によれば、本出願の第四の方面の二次電池と、第五の方面の電池モジュールと、第六の方面の電池パックとのうちの少なくとも一つを含む電力消費装置を提供する。

［有益な効果］
本出願の絶縁スラリーは、懸濁重合法により製造されたポリフッ化オレフィン樹脂と二次元無機材料とを併用することにより、前記正極スラリー塗布領域への前記絶縁スラリーの移行を抑制することができ、且つ塗布速度を向上させながら融着領域のボケ幅を大幅に低減させ、二次電池の安全性能を向上させることもできる。本出願の絶縁スラリーは、二次電池が高いエネルギー密度を有することを確保することもできる。本出願の絶縁スラリーにより製造された絶縁コーティングは、高い機械強度、高い耐熱性、高い絶縁性、高い密着性と優れた耐電解液性を同時に有することができ、異物やバリなどの原因で負極活物質層がセパレータを突き破って正極極板に接触した場合であっても、負極活物質層と正極集電体とを直接接触させることがなく、それによって二次電池が高い安全性能を有することを確保する。本出願の電池モジュール、電池パックと電力消費装置は、本出願による二次電池を含むため、少なくとも前記二次電池と同じ優位性を有する。

本出願の実施例の技術案をより明瞭に説明するために、以下は、本出願の実施例において使用される必要がある図面を簡単に紹介する。自明なことに、以下に記述された図面は、ただ本出願のいくつかの実施の形態に過ぎず、当業者にとって、創造的な労力を払わない前提で、図面に基づいて他の図面を得ることもできる。図面において、図面は必ずしも実際の縮尺で描かれているとは限らない。
本出願の正極極板の一実施の形態の概略図である。 本出願の二次電池の一実施の形態の概略図である。 図２の二次電池の実施の形態の分解図である。 本出願の電池モジュールの一実施の形態の概略図である。 本出願の電池パックの一実施の形態の概略図である。 図５に示す電池パックの実施の形態の分解図である。 電源として用いられる本出願の二次電池を含む電力消費装置の一実施の形態の概略図である。 実施例１と比較例１で製造された絶縁スラリーを高速塗布した場合の結果の比較図である。

以下、図面を適当に参照しながら本出願の絶縁スラリー及びその製造方法、正極極板、二次電池、電池モジュール、電池パック及び電力消費装置を具体的に開示した実施の形態を詳細に説明する。しかしながら、必要のない詳細な説明を省略する場合がある。例えば、周知の事項に対する詳細な説明、実際に同じである構造に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に長くなることを回避し、当業者に容易に理解させるためである。なお、図面及び以下の説明は、当業者に本出願を十分に理解させるために提供するものであり、特許請求の範囲に記載された主題を限定するためのものではない。

本出願に開示された「範囲」は、下限と上限の形式で限定され、与えられた範囲は、一つの下限と一つの上限を選定することで限定されるものであり、選定された下限と上限は、特定の範囲の境界を限定した。このように限定される範囲は、端値を含むか又は含まないものであってもよく、且つ任意の組み合わせが可能であり、即ち任意の下限は、任意の上限と組み合わせて、一つの範囲を形成することができる。例えば、特定のパラメータに対して６０－１２０と８０－１１０の範囲がリストアップされた場合、６０－１１０と８０－１２０の範囲も想定できると理解される。なお、最小範囲値として１と２がリストアップされており、最大範囲値として３、４と５がリストアップされている場合、１－３、１－４、１－５、２－３、２－４と２－５という範囲がすべて想定できる。本出願では、特に断りのない限り、「ａ－ｂ」という数値範囲は、ａ～ｂの任意の実数の組み合わせの短縮表現を表し、そのうち、ａとｂはいずれも実数である。例えば、「０－５」という数値範囲は、本明細書において「０－５」の間のすべての実数がすでにリストアップされていることを表し、「０－５」は、これらの数値の組み合わせの短縮表現だけである。また、あるパラメータが≧２の整数であると表記すると、このパラメータが例えば整数２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２などであることを開示していることに相当する。

特に説明しない場合、本出願のすべての実施の形態及び選択的な実施の形態は、互いに組み合わせて新たな技術案を形成することができるとともに、このような技術案は、本出願の開示内容に含まれると考えられるべきである。

特に説明しない場合、本出願のすべての技術的特徴及び選択的な技術的特徴は、互いに組み合わせて新たな技術案を形成することができるとともに、このような技術案は、本出願の開示内容に含まれると考えられるべきである。

特に説明しない場合、本出願のすべてのステップは、順番に行われてもよく、ランダムに行われてもよく、好ましくは、順番に行われる。例えば、前記方法がステップ（ａ）と（ｂ）とを含むことは、前記方法が、順番に行われるステップ（ａ）と（ｂ）とを含んでもよく、順番に行われるステップ（ｂ）と（ａ）とを含んでもよいことを表す。例えば、以上に言及された前記方法がステップ（ｃ）をさらに含んでもよいことは、ステップ（ｃ）が任意の順序で前記方法に追加されてもよいことを表し、例えば前記方法は、ステップ（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）を含んでもよく、ステップ（ａ）、（ｃ）と（ｂ）を含んでもよく、ステップ（ｃ）、（ａ）及び（ｂ）などを含んでもよい。

特に説明しない場合、本出願に言及された「含む」と「包含」は、開放型を表し、閉鎖型であってもよい。例えば、前記「含む」と「包含」は、リストアップされていない他の成分をさらに含むか又は包含してもよく、リストアップされている成分のみを含むか又は包含してもよいことを表してもよい。

特に説明しない場合、本出願では、用語である「又は」は包括的である。例を挙げると、「Ａ又はＢ」というフレーズは、「Ａ、Ｂ、又はＡとＢとの両方」を表す。より具体的には、Ａが真であり（又は存在し）且つＢが偽である（又は存在しない）条件と、Ａが偽である（又は存在しない）が、Ｂが真である（又は存在する）条件と、ＡとＢがいずれも真である（又は存在する）条件とのいずれも「Ａ又はＢ」を満たしている。

本出願において、「二次元無機材料」という用語とは、形態が二次元又は二次元に近い構造である無機材料をいい、例えば、無機材料の形態は、層状、シート状又は薄板状である。

二次電池は、充電電池又は蓄電池とも呼ばれ、電池の放電後に充電の方式で活物質を活性化させて使用し続けることができる電池を指す。一般的には、二次電池は、電極アセンブリと電解質とを含み、電極アセンブリは、正極極板と、負極極板とセパレータを含む。正極極板は、正極集電体と、正極活物質層とを含み、正極活物質層は、正極集電体の表面に塗布され、且つ正極活物質層は、正極活物質を含む。負極極板は、負極集電体と、負極活物質層とを含み、負極活物質層は、負極集電体の表面に塗布され、且つ負極活物質層は、負極活物質を含む。電池の充放電過程において、活性イオンは正極極板と負極極板との間に往復して吸蔵及び離脱する。セパレータは、正極極板と負極極板との間に設けられ、主に正負極の短絡を防止する役割を果たすとともに、イオンを通過させることもできる。電解質は、正極極板と負極極板との間で活性イオンを伝導する役割を果たす。

安全問題は二次電池の応用と普及を制約する重要な要素であり、そのうち、内部短絡は二次電池の安全問題に影響し、ひいては二次電池の故障を引き起こす主要な原因である。二次電池の内部短絡形式は主に、（１）負極集電体と正極集電体との間の短絡と、（２）負極活物質層と正極活物質層との間の短絡と、（３）負極活物質層と正極集電体との間の短絡と、（４）正極活物質層と負極集電体との間の短絡とを含む。多数の研究により、負極活物質層と正極集電体との間の短絡が最も危険であると考えており、主に負極活物質層は電子の良導体であるため、短絡点のインピーダンスが小さく、短絡後に電圧が急激に低下し、短絡点の温度が急激に上昇し、最終的に燃焼、ひいては爆発を引き起こす可能性がある。

二次電池の安全性能を向上させるためには、正極集電体表面の正極活物質層に隣接する領域に絶縁コーティングを塗布するなどの絶縁処理を施すポリシーが一般的に用いられている。しかし、正極極板の乾燥プロセスでは、既存の絶縁スラリーが正極スラリーの塗布領域に移行し、これにより、乾燥終了後には正極活物質層と絶縁コーティングとの境界に融着領域を（一般名はバーチャルエッジであり、即ちｍｉｇｒａｔｉｏｎ ｗｉｄｔｈ ｏｆ ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ ｃｏａｔｉｎｇ ｔｏ ｐｏｓｉｔｉｖｅ ａｃｔｉｖｅ ｍａｔｅｒｉａｌ ｌａｙｅｒ）形成し、融着領域のボケ幅は、実際には絶縁スラリーが正極スラリー塗布領域に移行する距離、あるいは正極活物質層が絶縁コーティングで被覆される領域の幅である。融着領域の出現は、レーザーダイカット中にＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）視覚検査機器の測位困難、正極極板のダイカット寸法の不正確を招き、さらに二次電池のＯｖｅｒｈａｎｇを危険に曝し、これにより、二次電池に深刻な安全リスクをもたらす。なお、融着領域は、実際には絶縁コーティング成分と正極活物質層成分とが互いに融着して形成された領域であり、あるいは、正極活物質層が絶縁コーティングで被覆されて形成された領域であるため、融着領域のイオン伝導性能が一般的に悪く、これにより、一部の活性イオンの離脱と吸蔵が阻止／妨害されるので、融着領域の出現は、二次電池のエネルギー密度も低下させ、且つ、融着領域が広いほど、二次電池のエネルギー密度の低下が顕著となる。また、塗布速度が速いほど、融着領域が広くなり、さらに、例えば、塗布速度＞３０ｍ／ｍｉｎの高速塗布時に、融着領域のボケ幅が３ｍｍを超えることがある。主に、塗布速度が速いほど、対応する乾燥温度が高くなり、高温での絶縁スラリーの流動性が良くなり、表面張力が低くなり、これにより、正極スラリー塗布領域への移行が容易になるためである。

二次電池の応用と普及に伴い、塗装速度に対する要求はますます高くなり、そのため、塗布速度を上げながら融着領域のボケ幅を低減させる有効な技術手段は必要となる。

絶縁スラリー
本出願の実施の形態の第一の方面によれば、樹脂と、無機フィラーと有機溶媒とを含む絶縁スラリーを提供し、そのうち、前記樹脂は、懸濁重合法により製造されたポリフッ化オレフィン樹脂から選ばれ、前記無機フィラーは、二次元無機材料から選ばれる。

ポリフッ化オレフィン樹脂は、優れた粘着力、耐電解液性、耐電気化学酸化性などの利点を有するため、現在、正極スラリーと絶縁スラリーに広く用いられている。しかし、ポリフッ化オレフィン樹脂を用いた絶縁スラリーは、必然的に正極スラリー塗布領域に移行し、且つ乾燥終了後には、正極活物質層と絶縁コーティングとの境界に広い融着領域を形成し、同時に、塗布速度が速いほど、融着領域が広くなり、これにより、塗布速度の向上が制約される。現在、技術者は融着領域形成の根本原因をずっと発見していないため、融着領域のボケ幅を低減し、二次電池の高い安全性能を確保するために、既存の技術では通常、塗布速度を低減させるポリシーを用いている。

本出願の発明者は、多くの研究を経て、既存の絶縁スラリーが広い融着領域を形成しやすい理由は、既存の絶縁スラリーが乳化重合法を用いて製造されたポリフッ化オレフィン樹脂にあることを意外に発見した。乳化重合系は通常、モノマーと、乳化剤と、開始剤と水との４種類の基本成分を含み、そのうち、乳化重合系における乳化剤の作用は、表面張力を下げ、モノマーを細かい液滴に分散させることと、液滴の表面に保護層を形成して凝集を防止することと、可溶化作用とを含む。乳化重合法を用いてポリフッ化オレフィン樹脂を製造する時、一般的にフッ素含有乳化剤を用い、最もよく使われるフッ素含有乳化剤は、ペンタデカフルオロオクタン酸（Ｐｅｎｔａｄｅｃａｆｌｕｏｒｏｏｃｔａｎｏｉｃ ａｃｉｄ、ＰＦＯＡ）及びそのアルカリ金属塩、パーフルオロブタンスルホン酸、パーフルオロブタンスルホン酸塩、パーフルオロポリエーテル、フッ素含有ポリエーテル酸及びその塩（例えばパーフルオロポリエーテルカルボン酸、パーフルオロポリエーテルカルボン酸アンモニウム）などを含む。乳化重合法を用いて製造されたポリフッ化オレフィン樹脂における乳化剤は、重合プロセス等の理由で除去しにくいため、絶縁スラリーの表面張力が低い。なお、フッ素は電気陰性度が最も大きく、強い電子吸収性を有し、Ｃ－Ｆ結合エネルギーが高いため、採用された乳化剤はフッ素含有乳化剤である場合、その画面活性がより高くなり、表面張力がより低くなり、それによって絶縁スラリーの表面張力がさらに低下し、且つ正極スラリーの表面張力よりも著しく小さくなる。そのため、乳化重合法を用いて製造されたポリフッ化オレフィン樹脂の絶縁スラリーは、必然的に広い融着領域を形成し、塗布速度の向上を制約した。

本出願の絶縁スラリーは、懸濁重合法により製造されたポリフッ化オレフィン樹脂を用いる。懸濁重合系は通常、モノマーと、分散剤と、開始剤と、連鎖移動剤と水との５種類の基本成分を含み、そのうち、分散剤の主な作用は、モノマー液体表面に吸着して、重合系の安定性を維持することと、ポリマー粒子同士の合一を防止することとを含む。懸濁重合法を用いてポリフッ化オレフィン樹脂を製造する時、一般的に水溶性分散剤、例えば、セルロースエーテルやポリビニルアルコール等を用い、乳化重合法と比べて、懸濁重合法により製造されたポリフッ化オレフィン樹脂粒子へ吸着された分散剤が少なく、除去が容易であり、樹脂純度がより高い。

本出願の絶縁スラリーは、乳化剤を含まない、又は基本的に含まなく、その質量百分率含有量が検出下限値を下回り、例えば、≦１／１００００００である。そのため、本出願が懸濁重合法により製造されたポリフッ化オレフィン樹脂を用いて得られた絶縁スラリーと既存の絶縁スラリーと比べて、表面張力が高くなるため、正極スラリーとの間の表面張力の差が小さくなり、さらに本出願の絶縁スラリーは、融着領域のボケ幅を低減させることができる。

本出願の絶縁スラリーの技術案では、無機フィラーとして二次元無機材料を用いる。前記無機フィラーは、二次元（又は二次元に近い）構造を有する場合、前記正極スラリー塗布領域への液体溶液（即ち前記樹脂溶液）の拡散経路が長くなり、拡散抵抗が大きくなる。そのため、無機フィラーとして二次元無機材料を用いることは、前記絶縁スラリーの移行速度を低下させ、前記正極スラリー塗布領域への前記絶縁スラリーの移行を抑制することができ、これにより、融着領域のボケ幅をさらに低減させることができる。

そのため、本出願の絶縁スラリーの技術案では、懸濁重合法により製造されたポリフッ化オレフィン樹脂と二次元無機材料とを併用することにより、前記正極スラリー塗布領域への前記絶縁スラリーの移行を抑制することができ、且つ塗布速度を向上させながら融着領域のボケ幅を大幅に低減させ、二次電池の安全性能を向上させることもできる。本出願の技術案は、塗布速度が６０ｍ／ｍｉｎ以上の場合、融着領域のボケ幅≦０．５ｍｍ、さらに≦０．２ｍｍであってもよく、業界平均レベル（塗布速度が３０ｍ／ｍｉｎ～４０ｍ／ｍｉｎの場合、融着領域のボケ幅＞２ｍｍ）よりも著しく優れている。本出願の絶縁スラリーの技術案は、二次電池が高いエネルギー密度を有することを確保することもできる。本出願の絶縁スラリーにより製造された絶縁コーティングは、高い機械強度、高い耐熱性、高い絶縁性、高い密着性と優れた耐電解液性を同時に有することができ、異物やバリなどの原因で負極活物質層がセパレータを突き破って正極極板に接触した場合であっても、負極活物質層と正極集電体とを直接接触させることがなく、それによって二次電池が高い安全性能を有することを確保する。

いくつかの実施例において、前記絶縁スラリーの全質量に対して、前記樹脂の質量百分率含有量ｗ１は、１％、１．５％、２％、２．５％、３％、３．５％、４％、４．５％、５％又は以上のいずれかの数値からなる範囲であってもよい。選択的に、前記樹脂の質量百分率含有量ｗ１は、１％～５％、１．５％～５％、２％～５％、２．５％～５％、３％～５％、３．５％～５％、４％～５％、１％～４％、１．５％～４％、２％～４％、２．５％～４％、３％～４％、３．５％～４％、１％～３％、１．５％～３％、２％～３％、２．５％～３％、１％～２％、又は１．５％～２％である。

樹脂の質量百分率含有量が高い場合、絶縁コーティングの機械強度、耐熱性と絶縁性が悪く、負極活物質層と正極集電体との直接接触を効果的に防止できず、二次電池内部の短絡リスクが高くなる。同時に、樹脂の質量百分率含有量が高い場合、絶縁スラリーの粘度が一般的に高く、塗工が困難であり、樹脂の質量百分率含有量が低い場合、絶縁コーティングの密着性と耐電解液性が低下し、正極集電体から脱落しやすくなり、二次電池の長期使用時の安全性能を確保することもできない。そのため、樹脂の質量百分率含有量が適切な範囲内にある場合、絶縁コーティングは、高い機械強度、高い耐熱性、高い絶縁性、高い密着性と優れた耐電解液性を同時に有し、異物やバリなどの原因で負極活物質層がセパレータを突き破って正極極板に接触した場合であっても、負極活物質層と正極集電体とを直接接触させることがなく、これによって二次電池の長期使用時により高い安全性能を有することを確保する。

いくつかの実施例において、前記絶縁スラリーの全質量に対して、前記無機フィラーの質量百分率含有量ｗ２は、５％、８％、１０％、１２％、１４％、１６％、１８％、２０％、２２％、２４％、２６％、２８％、３０％、３２％、３５％又は以上のいずれかの数値からなる範囲であってもよい。選択的に、前記無機フィラーの質量百分率含有量ｗ２は、５％～３５％、１０％～３５％、１５％～３５％、２０％～３５％、２５％～３５％、３０％～３５％、５％～３２％、１０％～３２％、１５％～３２％、２０％～３２％、２５％～３２％、５％～３０％、１０％～３０％、１５％～３０％、２０％～３０％、２５％～３０％、５％～２８％、１０％～２８％、１５％～２８％、２０％～２８％、２５％～２８％、５％～２６％、１０％～２６％、１５％～２６％、２０％～２６％、５％～２４％、１０％～２４％、１５％～２４％、２０％～２４％、５％～２２％、１０％～２２％、１５％～２２％、５％～２０％、１０％～２０％、又は１５％～２０％である。

無機フィラーの質量百分率含有量が高い場合、絶縁コーティングの密着性と耐電解液性が低下し、正極集電体から脱落しやすくなり、二次電池の長期使用時の安全性能を確保することができず、無機フィラーの質量百分率含有量が低い場合、絶縁コーティングの機械強度、耐熱性と絶縁性が悪く、負極活物質層と正極集電体との直接接触を効果的に防止できず、二次電池内部の短絡リスクが高くなる。そのため、無機フィラーの質量百分率含有量が適切な範囲内にある場合、絶縁コーティングは、高い機械強度、高い耐熱性、高い絶縁性、高い密着性と優れた耐電解液性を同時に有し、異物やバリなどの原因で負極活物質層がセパレータを突き破って正極極板に接触した場合であっても、負極活物質層と正極集電体とを直接接触させることがなく、これによって二次電池の長期使用時により高い安全性能を有することを確保する。

いくつかの実施例において、前記絶縁スラリーの全質量に対して、前記有機溶媒の質量百分率含有量ｗ３は、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９４％又は以上のいずれかの数値からなる範囲であってもよい。選択的に、前記有機溶媒の質量百分率含有量ｗ３は、６０％～９４％、６５％～９４％、７０％～９４％、７５％～９４％、８０％～９４％、８５％～９４％、９０％～９４％、６０％～９０％、６５％～９０％、７０％～９０％、７５％～９０％、８０％～９０％、８５％～９０％、６０％～８５％、６５％～８５％、７０％～８５％、７５％～８５％、８０％～８５％、６０％～８０％、６５％～８０％、７０％～８０％、７５％～８０％、６０％～７５％、６５％～７５％、７０％～７５％、６０％～７０％、又は６５％～７０％である。

いくつかの実施例において、前記絶縁スラリーの全質量に対して、前記樹脂の質量百分率含有量ｗ１は１％～５％であり、前記無機フィラーの質量百分率含有量ｗ２は５％～３５％であり、前記有機溶媒の質量百分率含有量ｗ３は６０％～９４％である。樹脂、無機フィラー及び有機溶媒の質量百分率含有量を合理的に調整することにより、塗布速度を大幅に向上させながら、融着領域のボケ幅を効果的に低減させることができる。なお、このようにして得られた絶縁コーティングは、高い機械強度、高い耐熱性、高い絶縁性、高い密着性と優れた耐電解液性を同時に有し、この絶縁コーティングを用いた二次電池は、良好な電気化学性能を有しながら、より高い安全性能を有することができる。

ｗ１／ｗ２が小さい場合、無機フィラーの質量百分率含有量が高く、絶縁コーティングの密着性と耐電解液性が悪く、ｗ１／ｗ２が大きい場合、無機フィラーの質量百分率含有量が少なく、前記正極スラリー塗布領域への前記樹脂溶液の移行を効果的に抑制することができず、さらに融着領域が広がりやすくなる。ｗ１／ｗ２が適当な範囲内にある場合、融着領域のボケ幅を効果的に低減させながら、絶縁コーティングが高い機械強度、高い耐熱性、高い絶縁性、高い密着性と優れた耐電解液性を同時に有することを確保することができる。いくつかの実施例において、ｗ１／ｗ２は０．０５～１である。選択的に、ｗ１／ｗ２は０．１～１、０．１２～１、０．１５～１、又は０．１８～１である。

絶縁スラリーの粘度は、主に絶縁スラリーの塗工性能に影響し、粘度が大きすぎる時、絶縁スラリーが正極集電体表面に塗布することができない。同時に、絶縁スラリーの粘度も小さすぎることは好ましくなく、この時、絶縁スラリーの流動性が強く、さらに融着領域が広がりやすくなる。いくつかの実施例において、前記絶縁スラリーは、２５℃における粘度が１０００ｃｐｓ～２００００ｃｐｓである。例えば、前記絶縁スラリーは、２５℃における粘度が１０００ｃｐｓ、２０００ｃｐｓ、３０００ｃｐｓ、４０００ｃｐｓ、５０００ｃｐｓ、６０００ｃｐｓ、７０００ｃｐｓ、８０００ｃｐｓ、９０００ｃｐｓ、１００００ｃｐｓ、１１０００ｃｐｓ、１２０００ｃｐｓ、１３０００ｃｐｓ、１４０００ｃｐｓ、１５０００ｃｐｓ、１６０００ｃｐｓ、１７０００ｃｐｓ、１８０００ｃｐｓ、１９０００ｃｐｓ、２００００ｃｐｓ又は以上のいずれかの数値からなる範囲であってもよい。選択的に、前記絶縁スラリーは、２５℃における粘度が２０００ｃｐｓ～２００００ｃｐｓ、４０００ｃｐｓ～２００００ｃｐｓ、６０００ｃｐｓ～２００００ｃｐｓ、８０００ｃｐｓ～２００００ｃｐｓ、１００００ｃｐｓ～２００００ｃｐｓ、１２０００ｃｐｓ～２００００ｃｐｓ、１４０００ｃｐｓ～２００００ｃｐｓ、１６０００ｃｐｓ～２００００ｃｐｓ、１８０００ｃｐｓ～２００００ｃｐｓ、１０００ｃｐｓ～１５０００ｃｐｓ、２０００ｃｐｓ～１５０００ｃｐｓ、４０００ｃｐｓ～１５０００ｃｐｓ、６０００ｃｐｓ～１５０００ｃｐｓ、８０００ｃｐｓ～１５０００ｃｐｓ、１００００ｃｐｓ～１５０００ｃｐｓ、１２０００ｃｐｓ～１５０００ｃｐｓ、１０００ｃｐｓ～１００００ｃｐｓ、２０００ｃｐｓ～１００００ｃｐｓ、４０００ｃｐｓ～１００００ｃｐｓ、６０００ｃｐｓ～１００００ｃｐｓ、８０００ｃｐｓ～１００００ｃｐｓ、１０００ｃｐｓ～８０００ｃｐｓ、２０００ｃｐｓ～８０００ｃｐｓ、３０００ｃｐｓ～８０００ｃｐｓ、４０００ｃｐｓ～８０００ｃｐｓ、５０００ｃｐｓ～８０００ｃｐｓ、６０００ｃｐｓ～８０００ｃｐｓ、１０００ｃｐｓ～５０００ｃｐｓ、２０００ｃｐｓ～５０００ｃｐｓ、３０００ｃｐｓ～５０００ｃｐｓ、又は４０００ｃｐｓ～５０００ｃｐｓである。

前記絶縁コーティングが優れた密着性と優れた耐電解液性とを両立させる必要があることを考慮すると、前記ポリフッ化オレフィン樹脂は、中等の分子量を有してもよい。いくつかの実施例において、前記ポリフッ化オレフィン樹脂の数平均分子量は６０００００～１５０００００である。選択的に、前記ポリフッ化オレフィン樹脂の数平均分子量は１１０００００～１３０００００である。

前記絶縁コーティングが優れた密着性と優れた耐電解液性とを両立させる必要があることを考慮し、同時に前記正極極板の加工性能を考慮すると、前記ポリフッ化オレフィン樹脂は、中等の結晶化度を有してもよい。前記ポリフッ化オレフィン樹脂の結晶化度が低い場合、電解液におけるその膨潤度が高く、絶縁コーティングの耐電解液性が低下し、二次電池の長期使用時に正極集電体から脱落しやすくなる。前記ポリフッ化オレフィン樹脂の結晶化度が高い場合、それによって製造された正極極板の加工性能が低下し、捲回時にテープが切れやすくなる。いくつかの実施例において、前記ポリフッ化オレフィン樹脂の結晶化度は３０％～６０％である。選択的に、前記ポリフッ化オレフィン樹脂の結晶化度は４０％～５０％である。

前記絶縁コーティングが優れた密着性と優れた耐電解液性とを両立させる必要があることを考慮し、同時に前記正極極板の加工性能を考慮すると、前記ポリフッ化オレフィン樹脂は、中等の融点を有してもよい。前記ポリフッ化オレフィン樹脂の融点が低い場合、電解液におけるその膨潤度が高く、絶縁コーティングの耐電解液性が低下し、二次電池の長期使用時に正極集電体から脱落しやすくなる。前記ポリフッ化オレフィン樹脂の融点が高い場合、それによって製造された正極極板の加工性能が低下し、捲回時にテープが切れやすくなる。いくつかの実施例において、前記ポリフッ化オレフィン樹脂の融点Ｔ_ｍは１５０℃～１８０℃である。選択的に、前記ポリフッ化オレフィン樹脂の融点は１５５℃～１７５℃である。

いくつかの実施例において、前記懸濁重合法により製造されたポリフッ化オレフィン樹脂は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）樹脂、ポリフッ化ビニル樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、フッ化ビニリデン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＶＤＦ－ＨＦＰ）樹脂、フッ化ビニリデン－トリフルオロエチレン共重合体樹脂、フッ化ビニリデン－トリフルオクロロロエチレン共重合体樹脂、フッ化ビニリデン－テトラフルオロエチレン共重合体樹脂、フッ化ビニリデン－テトラフルオロエチレン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体樹脂のうちの少なくとも一つから選ばれる。

前記懸濁重合法により製造されたポリフッ化オレフィン樹脂は、Ｓｏｌｖａｙ社又は呉羽社などから購入してもよく、勿論、前記懸濁重合法により製造されたポリフッ化オレフィン樹脂は、合成により得てもよい。例示的に、前記懸濁重合法により製造されたポリフッ化オレフィン樹脂は、市販のＳｏｌｅｆ（登録商標）６００８、Ｓｏｌｅｆ６０１０、Ｓｏｌｅｆ６０１２、Ｓｏｌｅｆ６０２０、Ｓｏｌｅｆ５１２０、Ｓｏｌｅｆ５１３０、Ｓｏｌｅｆ５１４０、Ｓｏｌｅｆ９００７、Ｓｏｌｅｆ１０１５、Ｓｏｌｅｆ７５０４０、Ｓｏｌｅｆ７５１３０のうちの少なくとも一つを含む。

いくつかの実施例において、前記二次元無機材料の形態は、層状、シート状又は薄板状である。

いくつかの実施例において、前記二次元無機材料の材質は、層状珪酸塩、二次元分子篩のうちの少なくとも一つから選ばれる。前記層状珪酸塩と前記二次元分子篩の形態は、二次元又は二次元に近い構造、例えば、層状、シート状又は薄板状である。

層状珪酸塩の晶体構造は、構造ユニット層（又は結晶層）が互いに平行に積層されてなる。構造ユニット層は、シート層と層間物との二部分を含み、シート層は通常、ケイ素－酸素四面体シート（Ｔｅｔｒａｈｅｄｒａｌ ｓｈｅｅｔ）と金属陽イオン（例えば、Ｍｇ^２＋、Ｆｅ^２＋、Ａｌ^３＋など）－酸素八面体シート（Ｏｃｔｏｈｅｄｒａｌ ｓｈｅｅｔ）とから１：１又は２：１の方式で構成される。シート層の間は層間物であり、層間物は空であってもよく、水分子、陽イオン、陰イオン等を充填してもよい。二次元分子篩は、ケイ素－酸素四面体とアルミニウム－酸素四面体とが交互に配置された空間ネットワーク構造を有する結晶状態のアルミノケイ酸塩である。

本出願で用いられた層状珪酸塩と二次元分子篩の形態は、層状、シート状又は薄板状である。前記絶縁スラリーが前記正極スラリー塗布領域に移行する時、上記無機フィラーは、前記正極スラリー塗布領域への前記液体溶液（即ち前記樹脂溶液）の拡散経路と拡散抵抗を増加させることができ、これにより、絶縁スラリーの移行速度を低下させる作用を果たし、さらに融着領域のボケ幅を低減させる。層状珪酸塩と二次元分子篩は、強い吸着能力をさらに有し、ファンデルワールス力により絶縁スラリーにおける樹脂と結合することにより、絶縁スラリーの移行速度と融着領域のボケ幅をさらに低減させることができる。

層状珪酸塩と二次元分子篩は、いずれも熱安定性がよく、コストが安いという優位性があり、同時に黒鉛のようなシート層構造を有し、そして層間構造のファンデルワールス力は、層内のイオン力よりはるかに小さく、押し出された時に層間の摺動が発生することができる。そのため、上記無機フィラーを用いた絶縁コーティングは、より耐熱性及び絶縁性に優れ、これにより、二次電池の安全性能をさらに向上させることができる。なお、層状珪酸塩と二次元分子篩が良好な強靭性も有するので、これによって製造された正極極板は、良好な加工性能を有し、捲回時にテープ切れが生じにくい。

選択的に、前記層状珪酸塩は、雲母粉、フッ素金雲母粉、タルカムパウダー、ハイドロタルサイト、ハイドロタルサイト様化合物のうちの少なくとも一つを含む。

選択的に、前記二次元分子篩は、ＭＷＷ型、ＳＡＰＯ型、ＦＥＲ型、ＰＬＳ－ｎ型分子篩のうちの少なくとも一つを含む。例示的に、前記二次元分子篩は、ＭＣＭ－２２、ＭＣＭ－４９、ＭＣＭ－５６、ＳＡＰＯ－３４、ＳＡＰＯ－１８、Ａｌ－ＰＬＳ－３のうちの少なくとも一つを含む。

いくつかの実施例において、前記絶縁スラリーが雲母粉、タルカムパウダーのうちの少なくとも一つを含む場合、事前に酸洗いと水洗いプロセスにより、雲母粉、タルカムパウダーにおける遷移金属不純物の一部を除去してもよい。これらの遷移金属不純物は、二次電池の電気化学性能の発揮を阻害する可能性があり、例えば、二次電池の自己放電を増加させることなどである。本出願では、酸洗いと水洗いの回数に特に制限はなく、実際の需要に応じて選択してもよい。酸洗いには、弱酸の水溶液、例えばホウ酸水溶液などを用いることが好ましく、勿論、強酸の希釈液、例えば質量分率が１％程度の硝酸、硫酸又は塩酸水溶液を選択してもよい。

いくつかの実施例において、前記二次元無機材料の体積平均粒径Ｄｖ５０は０．５μｍ～１０μｍである。例えば、前記二次元無機材料の体積平均粒径Ｄｖ５０は０．５μｍ、１μｍ、２μｍ、３μｍ、４μｍ、５μｍ、６μｍ、７μｍ、８μｍ、９μｍ、１０μｍ又は以上のいずれかの数値からなる範囲であってもよい。選択的に、前記二次元無機材料の体積平均粒径Ｄｖ５０は０．５μｍ～９μｍ、０．５μｍ～８μｍ、０．５μｍ～７μｍ、０．５μｍ～６μｍ、０．５μｍ～５μｍ、０．５μｍ～４μｍ、０．５μｍ～３μｍ、１μｍ～１０μｍ、１μｍ～９μｍ、１μｍ～８μｍ、１μｍ～７μｍ、１μｍ～６μｍ、１μｍ～５μｍ、１μｍ～４μｍ、又は１μｍ～３μｍである。

前記二次元無機材料の形態は、層状、シート状又は薄板状であり、そのため、前記二次元無機材料は一般的に、高いアスペクト比（ｄｉａｍｅｔｅｒ－ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｒａｔｉｏ）を有する。前記二次元無機材料のアスペクト比が小さい場合、その前記絶縁スラリーの移行速度を低下させる作用が弱く、これにより、融着領域のボケ幅が若干大きくなる。いくつかの実施例において、前記二次元無機材料のアスペクト比≧３０：１、≧４０：１、≧５０：１、≧６０：１、≧７０：１、≧８０：１、≧９０：１、≧１００：１、≧１１０：１、≧１２０：１、≧１３０：１、≧１４０：１、≧１５０：１であってもよい。前記二次元無機材料のアスペクト比が大きいほど、その前記絶縁スラリーの移行速度を低下させる作用が顕著になるが、前記二次元無機材料の製造コストが高くなる。いくつかの実施例において、選択的に、前記二次元無機材料のアスペクト比は、５０：１～１５０：１、５０：１～１４０：１、５０：１～１３０：１、５０：１～１２０：１、５０：１～１１０：１、５０：１～１００：１、５０：１～９０：１、又は５０：１～８０：１である。

本出願では、前記有機溶媒の種類に特に制限はなく、前記樹脂を溶解できる本分野で公知の化合物を用いてもよい。いくつかの実施例において、前記有機溶媒は、Ｎ－メチルピロリドン（ＮＭＰ）、リン酸トリエチル、ジメチルスルホキシド、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミドのうちの少なくとも一つを含む。

いくつかの実施例において、前記絶縁スラリーは、樹脂、無機フィラー及び有機溶媒を含み、前記樹脂は、懸濁重合法により製造されたポリフッ化オレフィン樹脂から選ばれ、前記無機フィラーは、二次元無機材料から選ばれる。前記絶縁スラリーの全質量に対して、前記樹脂の質量百分率含有量ｗ１は１％～５％であり、前記無機フィラーの質量百分率含有量ｗ２は５％～３５％であり、前記有機溶媒の質量百分率含有量ｗ３は６０％～９４％である。前記懸濁重合法により製造されたポリフッ化オレフィン樹脂は、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリフッ化ビニル樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、フッ化ビニリデン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体樹脂、フッ化ビニリデン－トリフルオロエチレン共重合体樹脂、フッ化ビニリデン－トリフルオクロロロエチレン共重合体樹脂、フッ化ビニリデン－テトラフルオロエチレン共重合体樹脂、フッ化ビニリデン－テトラフルオロエチレン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体樹脂のうちの少なくとも一つから選ばれる。前記二次元無機材料の形態は、層状、シート状又は薄板状である。前記二次元無機材料のアスペクト比≧５０：１である。前記二次元無機材料の材質は、層状珪酸塩、二次元分子篩のうちの少なくとも一つから選ばれる。

本出願において、樹脂の数平均分子量は本分野で公知の意味であり、本分野で公知の器具及び方法を用いて測定してもよい。例えば、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）を用いて測定してもよく、テストにはアジレント（Ａｇｉｌｅｎｔ）１２９０ Ｉｎｆｉｎｉｔｙ ＩＩ ＧＰＣシステムを用いてもよい。

本出願において、樹脂の結晶化度は本分野で公知の意味であり、本分野で公知の器具及び方法を用いて測定してもよい。例えば、示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）を用いて測定してもよく、テストにはメトラー・トレド（Ｍｅｔｔｌｅｒ－Ｔｏｌｅｄｏ）のＤＳＣ－３型示差走査熱量計を用いてもよい。

本出願において、樹脂の融点は本分野で公知の意味であり、本分野で公知の器具及び方法を用いて測定してもよい。例えば、ＧＢ／Ｔ ２９６１１－２０１３『原料ゴム ガラス転移温度の求め方 示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）』を参考に測定してもよく、テストにはメトラー・トレド（Ｍｅｔｔｌｅｒ－Ｔｏｌｅｄｏ）のＤＳＣ－３型示差走査熱量計を用いてもよい。

本出願において、絶縁スラリーの粘度は本分野で公知の意味であり、本分野で公知の器具及び方法を用いて測定してもよい。例えば、ＧＢ／Ｔ ２７９４－２０１３『接着剤の粘度測定 単一円筒回転粘度計法』を参考に測定してもよい。

本出願において、材料の体積平均粒径Ｄｖ５０は、本分野で公知の意味であり、これは累積体積分布率が５０％に達した時に対応する粒径を表し、本分野で公知の器具及び方法を用いて測定してもよい。例えば、ＧＢ／Ｔ １９０７７－２０１６粒度分布レーザー回折法を参考に、イギリスＭａｌｖｅｒｎ Ｐａｎａｌｙｔｉｃａｌ社のＭａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ ２０００Ｅ型レーザー粒度分析計のようなレーザー粒度分析計を用いて簡単に測定してもよい。

本出願において、二次元無機材料のアスペクト比は、本分野で公知の意味であり、本分野で公知の器具及び方法を用いて測定してもよい。例えば、ＪＣ／Ｔ ２０６３－２０１１『雲母粉のアスペクト比の測定方法』を参考に測定してもよい。

絶縁スラリーの製造方法
本出願の実施の形態の第二の方面によれば、絶縁スラリーの製造方法を提供する。方法は、有機溶媒と無機フィラーとを均一に分散させ、第一のスラリーを得るステップＳ１００と、分散させた状態で得られた第一のスラリーに樹脂粒子を加え、均一に分散させた後、絶縁スラリーを得るステップＳ２００とを含み、そのうち、前記無機フィラーは、二次元無機材料のうちの少なくとも一つから選ばれ、前記樹脂粒子は、懸濁重合法により製造されたポリフッ化オレフィン樹脂のうちの少なくとも一つから選ばれる。

いくつかの実施例において、前記絶縁スラリーの全質量に対して、前記樹脂粒子の質量百分率含有量は１％～５％であり、前記無機フィラーの質量百分率含有量は５％～３０％であり、前記有機溶媒の質量百分率含有量は６５％～９４％である。

前記樹脂粒子は、懸濁重合法により製造されたポリフッ化オレフィン樹脂を用いるため、前記樹脂粒子の粒径が、一般的に大きくて凝集しにくい。いくつかの実施例において、前記樹脂粒子は一次粒子の形態である。選択的に、前記一次粒子の体積平均粒径Ｄｖ５０は２０μｍ～１５０μｍである。例えば、前記一次粒子の体積平均粒径Ｄｖ５０は２０μｍ、３０μｍ、４０μｍ、５０μｍ、６０μｍ、７０μｍ、８０μｍ、９０μｍ、１００μｍ、１１０μｍ、１２０μｍ、１３０μｍ、１４０μｍ、１５０μｍ又は以上のいずれかの数値からなる範囲であってもよい。選択的に、前記一次粒子の体積平均粒径Ｄｖ５０は３０μｍ～１５０μｍ、５０μｍ～１５０μｍ、７０μｍ～１５０μｍ、９０μｍ～１５０μｍ、２０μｍ～１２０μｍ、３０μｍ～１２０μｍ、５０μｍ～１２０μｍ、７０μｍ～１２０μｍ、９０μｍ～１２０μｍ、２０μｍ～１００μｍ、３０μｍ～１００μｍ、５０μｍ～１００μｍ、７０μｍ～１００μｍ、２０μｍ～８０μｍ、３０μｍ～８０μｍ、又は５０μｍ～８０μｍである。

いくつかの実施例において、Ｓ１００では、分散線速度は２０ｍ／ｓ～１００ｍ／ｓであり、分散時間は１５ｍｉｎ～１２０ｍｉｎである。

いくつかの実施例において、Ｓ２００では、分散線速度は２０ｍ／ｓ～１００ｍ／ｓであり、分散時間は１２０ｍｉｎ～４８０ｍｉｎである。

いくつかの実施例において、前記方法は、絶縁スラリーを濾過して取得するステップＳ３００をさらに含む。選択的に、得られた絶縁スラリーを１００～２００メッシュのスクリーンを用いて濾過する。

本出願の実施の形態の第二の方面の絶縁スラリーの製造方法は、本出願の実施の形態の第一の方面の絶縁スラリーを製造することができる。説明すべきこととして、本出願の実施の形態の第二の方面の絶縁スラリーの製造方法により製造された絶縁スラリーの関連パラメータは、本出願の実施の形態の第一の方面の各実施例による絶縁スラリーを参照することができる。

正極極板
本出願の実施の形態の第三の方面によれば、正極集電体と、正極活物質層と絶縁コーティングとを含む正極極板を提供し、そのうち、前記正極活物質層は、前記正極集電体の少なくとも一部の表面に位置し、前記絶縁コーティングは、前記正極集電体の表面に位置し、且つ前記正極集電体の長手方向に沿って前記正極活物質層の縁部に接している。前記絶縁コーティングは、本出願の実施の形態の第一の方面によるいずれか実施例に記載の絶縁スラリーを乾燥して形成された層であり、又は本出願の実施の形態の第二の方面によるいずれか実施例に記載の方法により製造された絶縁スラリーを乾燥した後に形成された層である。

本出願の正極極板は、負極活物質層と正極集電体とが直接接触する確率を低減し、二次電池が高い安全性能を有することを確保することができる。本出願の正極極板は、良好な加工性能も有し、捲回時にテープ切れが生じにくい。

いくつかの実施例において、前記絶縁コーティングは、前記正極活物質層の長手方向の片側または両側に位置する。選択的に、前記絶縁コーティングは、前記正極活物質層の長手方向の両側に位置する。図１は、本出願の正極極板の一実施の形態の概略図である。図１に示すように、前記正極極板は、正極集電体１０１と、正極活物質層１０２と絶縁コーティング１０３とを含み、絶縁コーティング１０３は、正極活物質層１０２の長手方向Ｌの両側に位置するが、本出願は、これに限定されるものではない。

本出願では、前記絶縁コーティングの厚さに特に制限はなく、実際の需要に応じて調整してもよい。いくつかの実施例において、前記絶縁コーティングの厚さは、２μｍ～１５０μｍである。

本出願では、前記絶縁コーティングの幅に特に制限はなく、実際の需要に応じて調整してもよい。いくつかの実施例において、前記絶縁コーティングの幅は、０．１ｍｍ～１５ｍｍである。

いくつかの実施例では、前記正極集電体は、自体の厚さ方向において対向する二つの表面を有し、前記正極活物質層は、前記正極集電体の二つの対向する表面のうちのいずれか一方又は両方上に設置される。

いくつかの実施例では、前記正極集電体は、自体の厚さ方向において対向する二つの表面を有し、前記絶縁コーティングは、前記正極集電体の二つの対向する表面のうちのいずれか一方又は両方上に設置される。

前記正極活物質層は、正極活物質を含み、前記正極活物質は、当分野において公知の二次電池用の正極活物質を採用してもよい。例えば、前記正極活物質は、リチウム遷移金属酸化物、オリビン構造のリチウム含有リン酸塩及びそれぞれの改質化合物のうちの少なくとも一つを含んでもよい。リチウム遷移金属酸化物の例は、リチウムコバルト酸化物、リチウムニッケル酸化物、リチウムマンガン酸化物、リチウムニッケルコバルト酸化物、リチウムマンガンコバルト酸化物、リチウムニッケルマンガン酸化物、リチウムニッケルコバルトマンガン酸化物、リチウムニッケルコバルトアルミニウム酸化物及びその改質化合物のうちの少なくとも一つを含んでもよい。オリビン構造のリチウム含有リン酸塩の例は、リン酸鉄リチウム、リン酸鉄リチウムと炭素との複合材料、リン酸マンガンリチウム、リン酸マンガンリチウムと炭素との複合材料、リン酸マンガン鉄リチウム、リン酸マンガン鉄リチウムと炭素との複合材料及びそれぞれの改質化合物のうちの少なくとも一つを含んでもよい。本出願は、これらの材料に限らず、二次電池の正極活物質として使用されることができる他の従来の公知の材料を使用してもよい。これらの正極活物質は、単独で一つのみを使用してもよく、二つ以上を組み合わせて使用してもよい。本出願では、上記各正極活物質の改質化合物は、前記正極活物質をドーピング改質したもの、又は表面を被覆改質したものであってもよい。

一実施例では、前記正極活物質は、オリビン構造のリチウム含有リン酸塩及びその改質化合物のうちの少なくとも一つを含む。

いくつかの実施例では、前記正極活物質層は、さらに選択的に正極導電剤を含む。本出願は、前記正極導電剤の種類に対して特に限定せず、例として、前記正極導電剤は、超伝導カーボン、導電黒鉛、アセチレンブラック、カーボンブラック、ケッチェンブラック、カーボンドット、カーボンナノチューブ、グラフェン、カーボンナノファイバーのうちの少なくとも一つを含む。いくつかの実施例では、前記正極活物質層の全質量に対して、前記正極導電剤の質量百分率含有量≦５％である。

いくつかの実施例では、前記正極活物質層は、さらに選択的には、正極接着剤を含む。本出願は、前記正極接着剤の種類に対して特に限定せず、例として、前記正極接着剤は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、フッ化ビニリデン－テトラフルオロエチレン－プロピレン三元共重合体、フッ化ビニリデン－ヘキサフルオロプロピレン－テトラフルオロエチレン三元共重合体、テトラフルオロエチレン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体、フッ素含有アクリレート系樹脂のうちの少なくとも一つを含んでもよい。いくつかの実施例では、前記正極活物質層の全質量に対して、前記正極接着剤の質量百分率含有量≦５％である。

いくつかの実施例では、前記正極集電体は、金属箔シート又は複合集電体を採用してもよい。金属箔シートの例として、アルミニウム箔を採用してもよい。複合集電体は、高分子材料ベース層及び高分子材料ベース層の少なくとも一つの表面上に形成される金属材料層を含んでもよい。例として、金属材料は、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ニッケル合金、チタン、チタン合金、銀、銀合金のうちの少なくとも一つから選ばれてもよい。例として、高分子材料ベース層は、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレン（ＰＥ）などから選ばれてもよい。

前記正極活物質層は、一般的には正極スラリーを正極集電体上に塗布し、乾燥、冷間プレスを経て得られたものである。前記正極スラリーは、一般的には正極活物質、選択的な導電剤、選択的な接着剤及び任意の他の成分を溶媒に分散させて均一に攪拌して形成されたものである。溶媒は、Ｎ－メチルピロリドン（ＮＭＰ）であってもよいが、これに限らない。

本出願の正極極板の製造方法は、公知のものである。いくつかの実施例では、正極スラリーと本出願の実施の形態の第一の方面によるいずれか一つの実施例に記載の絶縁スラリーとを正極集電体上に塗布し、乾燥、冷間プレスを経て得られてもよい。

二次電池
本出願の実施の形態の第四の方面は、二次電池を提供し、正極極板、負極極板及び電解質を含む。二次電池の充放電中、活性イオンは、前記正極極板と前記負極極板との間で往復して吸蔵と離脱をし、前記電解質は、前記正極極板と前記負極極板との間で活性イオンを伝導する作用を果たす。

［正極極板］
本出願の二次電池において使用される正極極板は、本出願の実施の形態の第三の方面によるいずれか一つの実施例に記載の正極極板である。

［負極極板］
いくつかの実施例では、前記負極極板は、負極集電体及び前記負極集電体の少なくとも一つの表面に設置され且つ負極活物質を含む負極活物質層を含む。例えば、前記負極集電体は、自体の厚さ方向において対向する二つの表面を有し、前記負極活物質層は、前記負極集電体の二つの対向する表面のうちのいずれか一方又は両方上に設置される。

前記負極活物質は、当分野において公知の二次電池用の負極活物質を採用してもよい。例として、前記負極活物質は、天然黒鉛、人造黒鉛、ソフトカーボン、ハードカーボン、シリコン系材料、スズ系材料、チタン酸リチウムのうちの少なくとも一つを含むが、それらに限らない。前記シリコン系材料は、シリコン単体、シリコン酸化物、ケイ素炭素複合体、シリコン窒素複合体、シリコン合金材料のうちの少なくとも一つを含んでもよい。前記スズ系材料は、スズ単体、スズ酸化物、スズ合金材料のうちの少なくとも一つを含んでもよい。本出願は、これらの材料に限らず、二次電池負極活物質として使用されることができる他の従来の公知の材料を使用してもよい。これらの負極活物質は、単独で一つのみを使用してもよく、二つ以上を組み合わせて使用してもよい。

いくつかの実施例では、前記負極活物質層は、さらに選択的に負極導電剤を含む。本出願は、前記負極導電剤の種類に対して特に限定せず、例として、前記負極導電剤は、超伝導カーボン、導電黒鉛、アセチレンブラック、カーボンブラックク、ケッチェンブラック、カーボンドット、カーボンナノチューブ、グラフェン、カーボンナノファイバーのうちの少なくとも一つを含んでもよい。いくつかの実施例では、前記負極活物質層の全質量に対して、前記負極導電剤の質量百分率含有量≦５％である。

いくつかの実施例では、前記負極活物質層は、さらに選択的に負極接着剤を含む。本出願は、前記負極接着剤の種類に対して特に限定せず、例として、前記負極接着剤は、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、水溶性不飽和樹脂ＳＲ－１Ｂ、水性アクリル酸系樹脂（例えば、ポリアクリル酸（ＰＡＡ）、ポリメタクリル酸（ＰＭＡＡ）、ポリアクリル酸ナトリウム（ＰＡＡＳ））、ポリアクリルアミド（ＰＡＭ）、ポリエチレンアルコール（ＰＶＡ）、アルギン酸ナトリウム（ＳＡ）、カルボキシメチルキトサン（ＣＭＣＳ）のうちの少なくとも一つを含んでもよい。いくつかの実施例では、前記負極活物質層の全質量に対して、前記負極接着剤の質量百分率含有量≦５％である。

いくつかの実施例では、前記負極活物質層は、さらに選択的に他の助剤を含む。例として、他の助剤は、増粘剤、例えばカルボキシメチルセルロースナトリウム（ＣＭＣ－Ｎａ）、ＰＴＣサーミスタ材料などを含んでもよい。いくつかの実施例では、前記負極活物質層の全質量に対して、前記他の助剤の質量百分率含有量≦２％。

いくつかの実施例では、前記負極集電体は、金属箔シート又は複合集電体を採用してもよい。金属箔シートの例として、銅箔を採用してもよい。複合集電体は、高分子材料ベース層及び高分子材料ベース層の少なくとも一つの表面上に形成される金属材料層を含んでもよい。例として、金属材料は、銅、銅合金、ニッケル、ニッケル合金、チタン、チタン合金、銀、銀合金のうちの少なくとも一つから選ばれてもよい。例として、高分子材料ベース層は、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレン（ＰＥ）などから選ばれてもよい。

前記負極活物質層は、一般的には負極スラリーを負極集電体上に塗布し、乾燥、冷間プレスを経て得られたものである。前記負極スラリーは、一般的には負極活物質、選択的な導電剤、選択的な接着剤、他の選択的な助剤を溶媒に分散させて均一に攪拌して形成されたものである。溶媒は、Ｎ－メチルピロリドン（ＮＭＰ）又は脱イオン水であってもよいが、これに限らない。

前記負極極板には、前記負極活物質層以外の他の追加の機能層が排除されていない。例えば、いくつかの実施例では、本出願に記載の負極極板は、前記負極集電体と前記負極活物質層との間に挟み込まれ、前記負極集電体表面に設置される導電アンダーコーティング（例えば導電剤と接着剤で構成される）をさらに含む。別のいくつかの実施例では、本出願に記載の負極極板は、前記負極活物質層表面を覆う保護層をさらに含む。

［電解質］
本出願は、前記電解質の種類に対して具体的に限定せず、需要に応じて選択することができる。例えば、前記電解質は、固体電解質及び液体電解質（即ち電解液）のうちの少なくとも一つから選ばれてもよい。

いくつかの実施例では、前記電解質は、電解液を採用し、前記電解液は、電解質塩と溶媒と含む。

前記電解質塩の種類は、具体的に制限されず、実際の需要に応じて選択することができる。いくつかの実施例では、例として、前記電解質塩は、ヘキサフルオロリン酸リチウム（ＬｉＰＦ_６）、テトラフルオロホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ_４）、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ_４）、ヘキサフルオロヒ酸リチウム（ＬｉＡｓＦ_６）、リチウムビス（フルオロスルホニル）イミド（ＬｉＦＳＩ）、リチウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド（ＬｉＴＦＳＩ）、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム（ＬｉＴＦＳ）、ジフルオロ（オキサラト）ホウ酸リチウム（ＬｉＤＦＯＢ）、ビス（オキサラト）ホウ酸リチウム（ＬｉＢＯＢ）、ジフルオロリン酸リチウム（ＬｉＰＯ_２Ｆ_２）、ジフルオロビス（オキサラト）リン酸リチウム（ＬｉＤＦＯＰ）、テトラフルオロ（オキサラト）リン酸リチウム（ＬｉＴＦＯＰ）のうちの少なくとも一つを含んでもよい。

前記溶媒の種類は、具体的に制限されず、実際の需要に応じて選択することができる。いくつかの実施例では、例として、前記溶媒は、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジプロピルカーボネート（ＤＰＣ）、メチルプロピルカーボネート（ＭＰＣ）、エチルプロピルカーボネート（ＥＰＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、フルオロエチレンカーボネート（ＦＥＣ）、ギ酸メチル（ＭＦ）、酢酸メチル（ＭＡ）、酢酸エチル（ＥＡ）、酢酸プロピル（ＰＡ）、プロピオン酸メチル（ＭＰ）、プロピオン酸エチル（ＥＰ）、プロピオン酸プロピル（ＰＰ）、酪酸メチル（ＭＢ）、酪酸エチル（ＥＢ）、１，４－ブチロラクトン（ＧＢＬ）、スルホラン（ＳＦ）、ジメチルスルホン（ＭＳＭ）、エチルメチルスルホン（ＥＭＳ）及びジエチルスルホン（ＥＳＥ）のうちの少なくとも一つを含んでもよい。

いくつかの実施例では、前記電解液には、さらに選択的に添加剤が含まれる。例えば、前記添加剤は、負極膜形成添加剤を含んでもよく、正極膜形成添加剤を含んでもよく、電池のいくつかの性能を改善できる添加剤、例えば電池の過充電性能を改善する添加剤、電池の高温性能を改善する添加剤、電池の低温パワー性能を改善する添加剤などを含んでもよい。

［セパレータ］
電解液を採用する二次電池、及び固体電解質を採用するいくつかの二次電池には、セパレータがさらに含まれる。前記セパレータは、前記正極極板と前記負極極板との間に設置され、主に正負極の短絡を防止する役割を果たすとともに、活性イオンを通過させることができる。本出願は、前記セパレータの種類に対して特に限定せず、良好な化学安定性と機械安定性を持つ任意の公知の多孔質構造セパレータを選択して使用することもできる。

いくつかの実施例では、前記セパレータの材質は、ガラス繊維、不織布、ポリエチレン、ポリプロピレン及びポリビニリデンフルオロライドのうちの少なくとも一つを含んでもよい。前記セパレータは、単層フィルムであってもよく、多層複合フィルムであってもよい。前記セパレータが多層複合フィルムである場合、各層の材料は同じであっても異なってもよい。

いくつかの実施例では、前記正極極板、前記セパレータと前記負極極板は、捲回プロセス又は積層プロセスによって電極アセンブリを製造することができる。

いくつかの実施例では、前記二次電池は、外装体を含んでもよい。この外装体は、上記電極アセンブリ及び電解質をパッケージングするために用いられてもよい。

いくつかの実施例では、前記二次電池の外装体は、硬質ケース、例えば硬質プラスチックケース、アルミニウムケース、鋼製ケースなどであってもよい。前記二次電池の外装体は、ソフトバッグ、例えばパウチ型ソフトバッグであってもよい。前記ソフトバッグの材質は、プラスチック、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）などのうちの少なくとも一つであってもよい。

本出願は、前記二次電池の形状に対して特に限定せず、それは、円柱形、四角形又は他の任意の形状であってもよい。図２は、一例としての四角形構造の二次電池５である。

いくつかの実施例では、図３に示すように、外装体は、ハウジング５１とカバープレート５３を含んでもよい。そのうち、ハウジング５１は、底板と底板上に接続される側板を含んでもよく、底板と側板は、囲んで収容キャビティを形成する。ハウジング５１は、収容キャビティと連通する開口を有し、カバープレート５３は、前記収容キャビティを密閉するように、前記開口に蓋設されるために用いられる。正極極板、負極極板とセパレータは、捲回プロセス又は積層プロセスによって電極アセンブリ５２を形成することができる。電極アセンブリ５２は、前記収容キャビティにパッケージングされる。電解液は、電極アセンブリ５２に浸潤される。二次電池５に含まれる電極アセンブリ５２の数は、一つ又は数個であってもよく、需要に応じて調節することができる。

本出願の二次電池の製造方法は、公知のものである。いくつかの実施例では、正極極板、セパレータ、負極極板と電解液を組み立てて二次電池を形成してもよい。例として、正極極板、セパレータ、負極極板を捲回プロセス又は積層プロセスによって電極アセンブリを形成し、電極アセンブリを外装体に置き、乾燥後、電解液を注入し、真空パッケージング、静置、化成、整形などの工序を経て、二次電池を得るようにしてもよい。

本出願のいくつかの実施例では、本出願による二次電池は、電池モジュールとして組み立てられることができ、電池モジュールに含まれる二次電池の数は、複数であってもよく、具体的な数は、電池モジュールの応用と容量に応じて調節されることができる。

図４は、一例としての電池モジュール４の概略図である。図４に示すように、電池モジュール４において、複数の二次電池５は、電池モジュール４の長手方向に沿って順に並べて設置されてもよい。無論、他の任意の方式で配列してもよい。さらに締め具によってこれらの複数の二次電池５を固定してもよい。

選択的に、電池モジュール４は、収容空間を有する外筐をさらに含んでもよく、複数の二次電池５は、この収容空間に収容される。

いくつかの実施例では、上記電池モジュールは、電池パックとして組み立てられることができ、電池パックに含まれる電池モジュールの数は、電池パックの応用と容量に応じて調節されることができる。

図５と図６は、一例としての電池パック１の概略図である。図５と図６に示すように、電池パック１には、電池ボックスと電池ボックスに設置される複数の電池モジュール４が含まれてもよい。電池ボックスは、上筐体２と下筐体３とを含み、上筐体２は、下筐体３に蓋設され、電池モジュール４を収容するための密閉空間を形成するために用いられる。複数の電池モジュール４は、任意の方式で電池ボックスに配列されてもよい。

電力消費装置
本出願の実施の形態は、電力消費装置をさらに提供し、前記電力消費装置は、本出願の二次電池、電池モジュール、又は電池パックのうちの少なくとも一つを含む。前記二次電池、電池モジュール又は電池パックは、前記電力消費装置の電源として使用されてもよく、前記電力消費装置のエネルギー貯蔵ユニットとして使用されてもよい。前記電力消費装置は、移動体機器（例えば携帯電話、ノートパソコンなど）、電動車両（例えば純電気自動車、ハイブリッド電気自動車、プラグインハイブリッド電気自動車、電動自転車、電動スクータ、電動ゴルフカート、電動トラックなど）、電気列車、船舶及び衛星、エネルギー貯蔵システムなどであってもよいが、これらに限らない。

前記電力消費装置は、その使用需要に応じて二次電池、電池モジュール又は電池パックを選択することができる。

図７は、一例としての電力消費装置の概略図である。この電力消費装置は、純電気自動車、ハイブリッド電気自動車、又はプラグインハイブリッド電気自動車などである。この電力消費装置の高パワーと高エネルギー密度に対する需要を満たすために、電池パック又は電池モジュールを採用してもよい。

別の例としての電力消費装置は、携帯電話、タブレットパソコン、ノートパソコンなどであってもよい。この電力消費装置は、一般的には薄型化が求められており、二次電池を電源として採用してもよい。

実施例
下記実施例は、本出願に開示された内容をより具体的に記述するものであり、これらの実施例は、単に例示的な説明のためにのみ使用される。これは、本出願に開示された内容の範囲内で様々な修正及び変更が行われることが当業者にとって明らかであるためである。別段の宣言がない限り、以下の実施例で記載されるすべての部、百分率、及び比率は、いずれも質量ベースであり、且つ実施例で使用されるすべての試薬は、いずれも市販又は従来の方法で合成して得られ、且つ処理することなく直接使用することができ、実施例で使用される器具は、市販されることができる。

そのうち、乳化重合法により製造されたポリフッ化オレフィン樹脂は、いずれもアルケマ社から購入し、懸濁重合法により製造されたポリフッ化オレフィン樹脂は、いずれもＳｏｌｖａｙ社から購入した。

実施例１
絶縁スラリーの製造
体積平均粒径Ｄｖ５０が２μｍ、アスペクト比が１００：１の酸洗いと水洗いにより不純物を除去したタルカムパウダーを、有機溶媒ＮＭＰに添加して均一に分散させ、分散線速度は２２ｍ／ｓであり、分散時間は６０ｍｉｎである。引き続き分散状態で、数平均分子量が１１０００００、結晶化度が４５％、融点Ｔ_ｍが１７２℃のポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）樹脂Ｓｏｌｅｆ５１３０を添加し、分散線速度は２０ｍ／ｓであり、分散時間は２４０ｍｉｎである。最後に、１５０メッシュのスクリーンを用いて濾過し、絶縁スラリーを得る。前記絶縁スラリーの全質量に対して、前記樹脂の質量百分率含有量ｗ１は３．８％であり、前記無機フィラーの質量百分率含有量ｗ２は２１．２％であり、前記有機溶媒の質量百分率含有量ｗ３は７５．０％である。

正極極板の製造
正極活物質のリン酸鉄リチウムと、導電剤のカーボンブラック（Ｓｕｐｅｒ Ｐ）と、接着剤のポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）とを質量比９７：１：２に従って、適量の溶媒ＮＭＰに十分に攪拌して混合し、均一な正極スラリーを形成する。正極スラリーと上記絶縁スラリーとを図１に示す方式に従って、同じ塗布速度で正極集電体アルミニウム箔の表面に均一に塗布し、乾燥（正極極板におけるＮＭＰの含有量＜０．３％まで乾燥）、冷間プレスを経た後、正極極板を得る。正極スラリーの塗布重量は３６０ｍｇ／１５４０．２５ｍｍ^２であり、絶縁スラリーの塗布幅は１０ｍｍであり、塗布速度は６０ｍ／ｍｉｎである。

負極極板の製造
負極活物質の黒鉛と、接着剤のスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）と、増稠剤のカルボキシメチルセルロースナトリウム（ＣＭＣ－Ｎａ）と、導電剤のカーボンブラック（Ｓｕｐｅｒ Ｐ）とを質量比９６．２：１．８：１．２：０．８に従って、適量の溶媒である脱イオン水に十分に攪拌して混合し、均一な負極スラリーを形成する。負極スラリーを負極集電体銅箔の表面に均一に塗布し、乾燥、冷間プレスを経た後、負極極板を得る。

電解液の製造
エチレンカーボネート（ＥＣ）と、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）と、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）とを体積比１：１：１に従って混合して有機溶媒を得、続いて、十分に乾燥したＬｉＰＦ_６を上記有機溶媒に溶解し、濃度１ｍｏｌ／Ｌの電解液を調製する。

セパレータの製造
セパレータとして多孔質ポリエチレンフィルムを用いる。

二次電池の製造
正極極板、セパレータ、負極極板を順番に積層して捲回、電極アセンブリを得て、電極アセンブリを外装体に置き、乾燥後、電解液を注入し、真空パッケージング、静置、化成、整形などの工程を経て、二次電池を得る。

実施例２～２１と比較例１～３
二次電池の製造方法は、実施例１と類似しており、相違点は、絶縁スラリーの構成が異なることにあり、具体的なパラメータの詳細は表１に示すとおりである。そのうち、実施例１～１５、１９～２１と比較例３に用いたタルカムパウダー又は雲母粉は、酸洗い（質量分率１％の塩酸水溶液）と水洗い処理が施されており、実施例１６に用いたタルカムパウダーは、酸洗いと水洗い処理が施されていない。

比較例４
二次電池の製造方法は、実施例１と類似しており、相違点は、絶縁スラリーの投入順序が異なることにある。

数平均分子量が１１０００００、結晶化度が４５％、融点Ｔ_ｍが１７２℃のポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）樹脂Ｓｏｌｅｆ５１３０を、有機溶媒ＮＭＰに添加して均一に分散させ、分散線速度は２２ｍ／ｓであり、分散時間は６０ｍｉｎである。続いて分散状態で、体積平均粒径Ｄｖ５０が２μｍ、アスペクト比が１００：１の酸洗いと水洗いにより不純物を除去したタルカムパウダーを添加し、分散線速度は２０ｍ／ｓであり、分散時間は２４０ｍｉｎである。最後に、１５０メッシュのスクリーンを用いて濾過し、絶縁スラリーを得る。前記絶縁スラリーの全質量に対して、前記樹脂の質量百分率含有量ｗ１は３．８％であり、前記無機フィラーの質量百分率含有量ｗ２は２１．２％であり、前記有機溶媒の質量百分率含有量ｗ３は７５．０％である。

テスト部分
（１）絶縁スラリーの粘度テスト
ＧＢ／Ｔ ２７９４－２０１３『接着剤の粘度測定 単一円筒回転粘度計法』を参考に、得られた絶縁スラリーの粘度を測定する。テスト温度は２５℃であり、テスト器具は米国ブルックフィールド社のＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄ ＤＶＳ＋型回転粘度計を用いる。

（２）絶縁スラリーの表面張力テスト
ドイツｄａｔａｐｈｙｓｉｃｓ社のＤＣＡＴ９Ｔ型表面張力試験機を用いて、２５℃における得られた絶縁スラリーの表面張力を測定する。

（３）絶縁スラリーの高速塗布結果分析
各実施例と比較例に対応する正極極板を、ＣＣＤ視覚検査機器により、正極極板上の融着領域のボケ幅（即ち最大幅）をそれぞれ測定する。そのうち、比較例１と比較例３の正極スラリーと絶縁スラリーの塗布速度はいずれも３６ｍ／ｍｉｎであり、比較例２の正極スラリーと絶縁スラリーの塗布速度はいずれも４５ｍ／ｍｉｎであり、実施例１～２１の正極スラリーと絶縁スラリーの塗布速度はいずれも６０ｍ／ｍｉｎである。

（４）絶縁コーティングの耐電解液性テスト
各実施例と比較例に対応する正極極板を、それぞれ常温で上記標準電解液に１６８ｈ浸漬した後、グローブボックス内で標準電解液を除去し、絶縁コーティングが落下するまで綿棒で絶縁コーティングを繰り返し拭き取る。そのうち、綿棒の拭き取り回数が多いほど、絶縁コーティングの耐電解液性が向上する。

（５）絶縁コーティングの密着性テスト
各実施例と比較例で製造された二次電池を、６０℃で３．６５Ｖまで１Ｃの定電流で充電した後、３．６５Ｖで電流≦０．０５ｍＡまで定電圧で充電し、５ｍｉｎ静置した後、１Ｃの定電流で２．５０Ｖまで放電し、これは一つのサイクル充放電過程である。二次電池を上記方法で５００回のサイクル充放電テストを行った後、二次電池を解体して絶縁コーティングが正極集電体から脱落するかを観察する。

（６）二次電池Ｋ値テスト
各実施例と比較例で製造された二次電池を常温で４８ｈ静置した後、開放電圧をテストしてＯＣＶ１と記し、二次電池を常温で４８ｈ静置し続けた後、開放電圧をテストしてＯＣＶ２と記する。二次電池のＫ値（ｍＶ／ｈ）＝（ＯＣＶ１－ＯＣＶ２）／４８である。

（７）二次電池の高温サイクル性能テスト
各実施例と比較例で製造された二次電池を、６０℃で３．６５Ｖまで１Ｃの定電流で充電した後、３．６５Ｖで電流≦０．０５ｍＡまで定電圧で充電し、５ｍｉｎ静置した後、１Ｃの定電流で２．５０Ｖまで放電し、これは一つのサイクル充放電過程である。二次電池を上記方法で５００回のサイクル充放電テストを行った後、容量保持率を測定する。

二次電池の６０℃での５００回のサイクル後の容量保持率（％）＝５００サイクル目の放電容量／１サイクル目の放電容量×１００％である。

（８）二次電池の高温保管性能テスト
各実施例と比較例で製造された二次電池を、常温で１／３Ｃの定電流で３．６５Ｖまで充電した後、６０℃で６０日間保管した後、常温で５ｈ保持し、１／３Ｃの定電流で２．５０Ｖまで放電し、引き続き１／３Ｃの定電流で３．６５Ｖまで充電し、さらに１／３Ｃの定電流で２．５０Ｖまで放電し、二次電池保管後の放電容量を得る。

二次電池を６０℃で６０日間保管した後の容量保持率（％）＝二次電池保管後の放電容量／二次電池の定格容量×１００％である。

表２は、実施例１～２１と比較例１～４の性能テスト結果を示す。

図８は、実施例１と比較例１で製造された絶縁スラリーを高速塗布した場合の結果の比較図であり、図８に示すように、本出願の絶縁スラリーの技術案は、融着領域のボケ幅を効果的に低減させることができる。表２のテスト結果から、実施例１で製造された絶縁スラリーの６０ｍ／ｍｉｎ塗布速度での融着領域のボケ幅は０．４ｍｍのみであるが、比較例１で製造された絶縁スラリーの３６ｍ／ｍｉｎ塗布速度での融着領域のボケ幅は２．２ｍｍに達していることが分かる。そのため、本出願では、懸濁重合法により製造されたポリフッ化オレフィン樹脂と二次元無機材料とを併用することにより、前記正極スラリー塗布領域への前記絶縁スラリーの移行を抑制することができ、そして塗布速度を向上させながら、融着領域のボケ幅を大幅に低減させることができる。

比較例２では、懸濁重合法により製造されたポリフッ化オレフィン樹脂と、通常の球状または球状に近い無機フィラーであるベーマイトとを併用することにより、塗布速度をある程度向上させながら、融着領域のボケ幅を低減させることができる。しかし、改善効果は限られ、絶縁スラリーの４５ｍ／ｍｉｎ塗布速度での融着領域のボケ幅は１．０ｍｍに達しているため、比較例２で製造された絶縁スラリーを、６０ｍ／ｍｉｎ以上の塗布速度で使用することは困難である。比較例３では、乳化重合法により製造されたポリフッ化オレフィン樹脂と二次元無機材料とを併用することにより、塗布速度をある程度向上させながら、融着領域のボケ幅を低減させることもできる。しかし、改善効果も限られ、絶縁スラリーの３６ｍ／ｍｉｎ塗布速度での融着領域のボケ幅は１．５ｍｍに達しているため、比較例３で製造された絶縁スラリーを、６０ｍ／ｍｉｎ以上の塗布速度で使用することも困難である。比較例４では、絶縁スラリーを製造する時、樹脂を先に添加し、その後で無機フィラーを添加するため、無機フィラーが均一に分散できない。

表２のテスト結果からも、樹脂、無機フィラー及び有機溶媒の質量百分率含有量を合理的に調整することにより、ｗ１が１％～５％であり、ｗ２が５％～３５％であり、ｗ３が６０％～９４％であることを満足させた時、正極極板の融着領域のボケ幅をさらに低減できることが分かる。なお、これを基礎として、樹脂及び無機フィラーの質量比をさらに合理的に調整することにより、ｗ１／ｗ２を０．１と１との間にする時、絶縁コーティングの密着性と耐電解液性を向上させることができる。

実施例１、１９～２１のテスト結果からも、二次元無機材料のアスペクト比が高いほど、スラリーの移行速度を低下させる作用が顕著になり、正極極板融着領域のボケ幅が小さくなることが分かる。

説明すべきこととして、本出願は、上記実施の形態に限らない。上記実施の形態は、例示だけであり、本出願の技術案の範囲内に技術的思想と実質的に同じ構成を有し、同じ作用効果を奏する実施の形態は、いずれも本出願の技術範囲内に含まれる。なお、本出願の趣旨を逸脱しない範囲内で、実施の形態に対して当業者が想到できる各種の変形を加え、実施の形態における一部の構成要素を組み合わせて構筑された他の方式も、本出願の範囲内に含まれる。

Claims (20)

1. 樹脂、無機フィラー及び有機溶媒を含む絶縁スラリーであって、
   前記樹脂は、懸濁重合法により製造されたポリフッ化オレフィン樹脂から選ばれ、前記無機フィラーは、二次元無機材料から選ばれ、
   選択的に、前記二次元無機材料の形態は、層状、シート状又は薄板状である、絶縁スラリー。
2. 前記絶縁スラリーの全質量に対して、前記樹脂の質量百分率含有量ｗ１は１％～５％であり、前記無機フィラーの質量百分率含有量ｗ２は５％～３５％であり、前記有機溶媒の質量百分率含有量ｗ３は６０％～９４％であり、
   選択的に、ｗ１／ｗ２は０．０５～１であり、選択的に０．１～１である、請求項１に記載の絶縁スラリー。
3. 前記絶縁スラリーは、２５℃における粘度が１０００ｃｐｓ～２００００ｃｐｓであり、選択的に３０００ｃｐｓ～８０００ｃｐｓである、請求項１又は２に記載の絶縁スラリー。
4. 前記ポリフッ化オレフィン樹脂の数平均分子量は６０００００～１５０００００であり、選択的に１１０００００～１３０００００であり、及び／又は、
   前記ポリフッ化オレフィン樹脂の結晶化度は３０％～６０％であり、選択的に４０％～５０％であり、及び／又は、
   前記ポリフッ化オレフィン樹脂の融点は１５０℃～１８０℃であり、選択的に１５５℃～１７５℃である、請求項１から３のいずれか１項に記載の絶縁スラリー。
5. 前記ポリフッ化オレフィン樹脂は、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリフッ化ビニル樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、フッ化ビニリデン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体樹脂、フッ化ビニリデン－トリフルオロエチレン共重合体樹脂、フッ化ビニリデン－トリフルオクロロロエチレン共重合体樹脂、フッ化ビニリデン－テトラフルオロエチレン共重合体樹脂、フッ化ビニリデン－テトラフルオロエチレン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体樹脂のうちの少なくとも一つから選ばれる、請求項４に記載の絶縁スラリー。
6. 前記二次元無機材料は、層状珪酸塩、二次元分子篩のうちの少なくとも一つから選ばれ、
   選択的に、前記層状珪酸塩は、雲母粉、フッ素金雲母粉、タルカムパウダー、ハイドロタルサイト、ハイドロタルサイト様化合物のうちの少なくとも一つを含み、
   選択的に、前記二次元分子篩は、ＭＷＷ型、ＳＡＰＯ型、ＦＥＲ型、ＰＬＳ－ｎ型分子篩のうちの少なくとも一つを含む、請求項１から５のいずれか１項に記載の絶縁スラリー。
7. 前記二次元無機材料の体積平均粒径Ｄｖ５０は０．５μｍ～１０μｍであり、選択的に０．５μｍ～５μｍであり、及び／又は、
   前記二次元無機材料のアスペクト比≧５０：１であり、選択的に５０：１～１００：１である、請求項１から６のいずれか１項に記載の絶縁スラリー。
8. 前記有機溶媒は、Ｎ－メチルピロリドン、リン酸トリエチル、ジメチルスルホキシド、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミドのうちの少なくとも一つを含む、請求項１から７のいずれか１項に記載の絶縁スラリー。
9. 前記絶縁スラリーにおける乳化剤の質量百分率含有量は１／１００００００以下であり、選択的に、前記絶縁スラリーにおける乳化剤の質量百分率含有量は０％である、請求項１から８のいずれか１項に記載の絶縁スラリー。
10. 絶縁スラリーの製造方法であって、
    有機溶媒と無機フィラーとを均一に分散させ、第一のスラリーを得るステップＳ１００と、
    分散させた状態で、得られた第一のスラリーに樹脂粒子を加え、均一に分散させた後、絶縁スラリーを得るステップＳ２００とを含み、
    そのうち、前記無機フィラーは、二次元無機材料から選ばれ、前記樹脂粒子は、懸濁重合法により製造されたポリフッ化オレフィン樹脂から選ばれる、絶縁スラリーの製造方法。
11. 前記絶縁スラリーの全質量に対して、前記樹脂粒子の質量百分率含有量は１％～５％であり、前記無機フィラーの質量百分率含有量は５％～３５％であり、前記有機溶媒の質量百分率含有量は６０％～９４％である、請求項１０に記載の方法。
12. Ｓ１００では、分散線速度は２０ｍ／ｓ～１００ｍ／ｓであり、分散時間は１５ｍｉｎ～１２０ｍｉｎであり、及び／又は、
    Ｓ２００では、分散線速度は２０ｍ／ｓ～１００ｍ／ｓであり、分散時間は１２０ｍｉｎ～４８０ｍｉｎである、請求項１０又は１１に記載の方法。
13. 前記方法は、
    得られた絶縁スラリーを濾過し、選択的に、得られた絶縁スラリーを１００～２００メッシュのスクリーンを用いて濾過するステップＳ３００をさらに含む、請求項１０から１２のいずれか１項に記載の方法。
14. 前記樹脂粒子は一次粒子であり、前記一次粒子の体積平均粒径Ｄｖ５０は２０μｍ～１５０μｍであり、選択的に５０μｍ～１００μｍである、請求項１０から１３のいずれか１項に記載の方法。
15. 正極極板であって、
    正極集電体と、
    前記正極集電体の少なくとも一部の表面に位置する正極活物質層と、
    前記正極集電体の表面に位置し、且つ前記正極集電体の長手方向に沿って前記正極活物質層の縁部に接している絶縁コーティングとを含み、
    そのうち、前記絶縁コーティングは、請求項１から９のいずれか１項に記載の絶縁スラリーを乾燥した後に形成された層であり、又は請求項１０から１４のいずれか１項に記載の方法により製造された絶縁スラリーを乾燥した後に形成された層である、正極極板。
16. 前記絶縁コーティングの厚さは、２μｍ～１５０μｍであり、及び／又は、
    前記絶縁コーティングの幅は、０．１ｍｍ～１５ｍｍである、請求項１５に記載の正極極板。
17. 請求項１５又は１６に記載の正極極板を含む、二次電池。
18. 請求項１７に記載の二次電池を含む、電池モジュール。
19. 請求項１７に記載の二次電池、又は請求項１８に記載の電池モジュールを含む、電池パック。
20. 請求項１７に記載の二次電池、請求項１８に記載の電池モジュール、請求項１９に記載の電池パックのうちの少なくとも一つを含む、電力消費装置。

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