JP2025536601A - セパレータ、二次電池と電力消費装置 - Google Patents

Abstract

本出願は、第一のベースフィルム及び第二のベースフィルムを含むセパレータを提供し、第二のベースフィルムの融点は、第一のベースフィルムの融点よりも低く、第二のベースフィルムの突刺強度は、２２０ｇｆ～４６０ｇｆであり、セパレータの突刺強度は、３３０ｇｆ～６２０ｇｆである。第一のベースフィルム及びセパレータの突刺強度が上記選定範囲であると、二次電池の信頼性を向上させることができる。

Description

本出願は、二次電池技術分野に属し、具体的にセパレータ、二次電池と電力消費装置に関する。

二次電池は、重量が軽く、汚染がなく、記憶効果がないという優れた特徴を有するため、各種の家電製品と電動車両に幅広く用いられる。新エネルギー産業の連続的な発展につれて、二次電池の信頼性に対するユーザの使用ニーズが高まっている。

したがって、どのように二次電池により高い信頼性を持たせるかは、現在早急に解決すべき問題である。

背景技術に存在する技術的問題に鑑み、本出願は、二次電池の信頼性を向上させることを目的とするセパレータ、二次電池と電力消費装置を提供する。

上記目的を実現するために、本出願の第一の態様は、第一のベースフィルム及び第二のベースフィルムを含むセパレータを提供し、第二のベースフィルムの融点は、第一のベースフィルムの融点よりも低く、第二のベースフィルムの突刺強度は、２２０ｇｆ～４６０ｇｆであり、セパレータの突刺強度は、３３０ｇｆ～６２０ｇｆである。

従来技術に対して、本出願は、少なくとも以下の有益な効果を含む：本出願によるセパレータは、第二のベースフィルムの融点が第一のベースフィルムの融点よりも低いように設定し、且つ第二のベースフィルムの突刺強度及びセパレータの突刺強度を上記範囲に選定することにより、セパレータに異なる程度の耐突刺能力を備えさせ、即ち一方側の耐突刺能力が他方側の耐突刺能力と異なり、電池におけるデンドライトの不均一に対処する時、デンドライトがセパレータを貫通して短絡を引き起こすことを防止することができ、それにより二次電池の信頼性を向上させることができる。

本出願のいずれかの実施形態では、第一のベースフィルムの突刺強度と第二のベースフィルムの突刺強度との比は、０．２～０．９５であり、選択的に０．３～０．７５である。第一のベースフィルムの突刺強度と第二のベースフィルムの突刺強度との比が上記条件を満たす場合、セパレータが良好な耐突刺性能を備えさせるとともに、他の性能をバランスさせることができ、それにより二次電池の信頼性をさらに向上させることができる。

本出願のいずれかの実施形態では、第一のベースフィルムの突刺強度は、１００ｇｆ～２２０ｇｆであり、第二のベースフィルムの突刺強度は、２６０ｇｆ～４００ｇｆである。第一のベースフィルムの突刺強度及び／又は、第二のベースフィルムの突刺強度が上記条件を満たす場合、セパレータが良好な耐突刺性能を備えさせ、二次電池の信頼性をさらに向上させることができる。

本出願のいずれかの実施形態では、セパレータは、
（１）第一のベースフィルムの横方向破断伸び率は、５０％～２００％であり、選択的に６０％～１６０％であることと、
（２）第一のベースフィルムの縦方向破断伸び率は、４０％～７００％であり、選択的に８０％～６００％であることと、
（３）第二のベースフィルムの横方向破断伸び率は、４０％～２２０％であり、選択的に８０％～１７０％であることと、
（４）第二のベースフィルムの縦方向破断伸び率は、３０％～１００％であり、選択的に４０％～８５％であることとのうちの少なくとも一つを満たす。

セパレータの上記（１）－（４）のうちの少なくとも１項が所与の範囲を満たす場合、セパレータは、耐突刺性能がより優れ、それにより二次電池の信頼性をさらに向上させる。

本出願のいずれかの実施形態では、第一のベースフィルムの平均フィラメント直径は、６０ｎｍ～３００ｎｍであり、選択的に８０ｎｍ～２００ｎｍであり、及び／又は、第二のベースフィルムの平均フィラメント直径は、４０ｎｍ～３５０ｎｍであり、選択的に７０ｎｍ～１８０ｎｍである。第一のベースフィルムの平均フィラメント直径及び／又は、第二のベースフィルムの平均フィラメント直径が上記範囲を満たす場合、ベースフィルム及びセパレータの突刺強度を本出願の範囲内に収めるのに有利であり、またセパレータに良好な延伸性能を両立させることができ、それにより二次電池の信頼性をより向上させることができる。

本出願のいずれかの実施形態では、第一のベースフィルムの融点は、１５５℃～３６０℃であり、選択的に１６０℃～３３５℃であり、第二のベースフィルムの融点は、１２５℃～２６０℃であり、選択的に１３０℃～２２０℃である。第一のベースフィルムの融点及び第二のベースフィルムの融点を以上の範囲内に限定することにより、第一のベースフィルム及び第二のベースフィルムが良好な耐突刺性能を有することを確保するとともに、良好な耐熱性を両立させることができる。

本出願のいずれかの実施形態では、第一のベースフィルムの材料の相対分子質量は、４０万～１８０万であり、選択的に５０万～１３０万であり、及び／又は、第二のベースフィルムの材料の相対分子質量は、３０万～１５０万であり、選択的に４０万～１１０万である。第一のベースフィルムの相対分子質量及び第二のベースフィルムの相対分子質量が上記条件を満たす場合、セパレータが良好な耐突刺性能を備えさせ、二次電池の信頼性をさらに向上させることができる。

本出願のいずれかの実施形態では、第一のベースフィルムの厚さは、第二のベースフィルムの厚さ以上であり、選択的に、第一のベースフィルムの厚さと第二のベースフィルムの厚さとの比は、１．０２～５であり、好ましくは１．１～３．０である。

本出願のいずれかの実施形態では、第一のベースフィルムの厚さは、２μｍ～１４μｍであり、選択的に３μｍ～９μｍであり、第二のベースフィルムの厚さは、２μｍ～１２μｍであり、選択的に３μｍ～７μｍである。

第一のベースフィルムの厚さ及び／又は、第二のベースフィルムの厚さが上記条件を満たす場合、セパレータに優れた耐突刺性能を備えさせ、それにより二次電池の信頼性をさらに向上させることができ、同時に、電池のエネルギー密度を向上させることができる。

本出願のいずれかの実施形態では、第一のベースフィルムと第二のベースフィルムとの間に中間層がさらに設けられ、中間層は、第一のベースフィルムと第二のベースフィルムとの間に設けられ、中間層は、接着剤を含み、選択的に、中間層は、充填粒子をさらに含み、選択的に、充填粒子は、無機粒子、有機粒子、有機－金属フレーム材料のうちの少なくとも一つを含む。第一のベースフィルムと第二のベースフィルムとの間に中間層が設けられる場合、ホットプレス複合過程におけるプロセス欠陥を補償することができるだけでなく、同時に、セパレータの物理的性質の安定性をさらに改善することができ、それにより二次電池の信頼性をさらに向上させる。

本出願のいずれかの実施形態では、接着剤は、ポリアクリレート、ポリアクリル酸、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオライド、フッ化ビニリデン－トリクロロエチレンコポリマー、ポリビニルピロリドン、ポリ酢酸ビニル、エチレン－酢酸ビニルコポリマー、ポリエチレンオキシド、ポリアリレート、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、再生セルロース、酢酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、酢酸酪酸セルロース、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアルコール、ポリエチレン、ポリプロピレン、デンプン、シアノエチルアミロペクチンのうちの一つ又は複数を含む。第一のベースフィルムと第二のベースフィルムとの間に中間層が設けられ、中間層中の接着剤が上記成分を含むことにより、二次電池の信頼性を向上させることができる。

本出願のいずれかの実施形態では、セパレータは、
（１）セパレータの突刺強度は、３３０ｇｆ～６３０ｇｆであり、選択的に４００ｇｆ～６００ｇｆであることと、
（２）セパレータの横方向引張強度は、≧７００ｋｇ／ｃｍ^２であり、選択的に１０００ｋｇ／ｃｍ^２～１９００ｋｇ／ｃｍ^２であることと、
（３）セパレータの縦方向引張強度は、≧１０００ｋｇ／ｃｍ^２であり、選択的に１２００ｋｇ／ｃｍ^２～２２００ｋｇ／ｃｍ^２であることと、
（４）セパレータは、２５０℃、１ｈでの横方向熱収縮率が≦３％であり、選択的に≦２．０％であることと、
（５）セパレータは、２５０℃、１ｈでの縦方向熱収縮率が≦３％であり、選択的に≦２．０％であることとのうちの少なくとも一つを満たす。

セパレータの上記（１）－（５）のうちの少なくとも１項が所与の範囲を満たす場合、セパレータは、良好な耐突刺性能を有し、二次電池の信頼性を向上させることができる。

本出願の第二の態様は、本出願の第一の態様に係るセパレータを含む二次電池を提供し、二次電池が所与のセパレータを採用する場合、二次電池の信頼性を向上させることができる。

本出願のいずれかの実施形態では、二次電池は、正極極板と負極極板とをさらに含み、セパレータは、正極極板と負極極板との間に設置され、セパレータの第二のベースフィルムは、負極極板に向く。

セパレータの第二のベースフィルムは、負極極板に向き、第二のベースフィルムの突刺強度が高いことは、耐リチウムデンドライト突刺の効果を増加させ、二次電池の信頼性をさらに向上させることができる。

本出願の第三の態様は、電力消費装置を提供し、この電力消費装置は、本出願の第二の態様の二次電池を含む。電力消費装置の二次電池に所与のセパレータを用いると、電力消費装置の信頼性を向上させることができる。

本出願の装置は、本出願による二次電池を含むため、少なくとも二次電池と同じ優位性を有する。

本出願の技術案をより明瞭に説明するために、以下は、本出願に使用され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。
本出願のセパレータの一実施形態の構造概略図である。 本出願のセパレータの別の実施形態の構造概略図である。 二次電池の一実施形態の概略図である。 図３の分解図である。 電池モジュールの一実施形態の概略図である。 電池パックの一実施形態の概略図である。 図６の分解図である。 二次電池を電源として用いる装置の一実施形態の概略図である。

以下では、具体的な実施形態を結び付けながら、本出願をさらに記述する。理解すべきこととして、これらの具体的な実施形態は、本出願を説明するためにのみ用いられ、本出願の範囲を限定するためのものではない。

簡単明瞭にするために、本明細書は、いくつかの数値の範囲のみを具体的に開示する。しかしながら、任意の下限と任意の上限は、組み合わせて明確に記載されていない範囲を形成することができ、及び任意の下限と他の下限は、組み合わせて明確に記載されていない範囲を形成することができ、同様に任意の上限と任意の他の上限は、組み合わせて明確に記載されていない範囲を形成することができる。なお、単独で開示された各点又は単一の数値は、それ自体が下限又は上限として他の任意の点又は単一の数値と組み合わせ又は他の下限又は上限と組み合わせて明確に記載されていない範囲を形成してもよい。

本明細書の記述において、特に断りのない限り、用語である「又は（ｏｒ）」は包括的である。つまり、フレーズである「Ａ又は（ｏｒ）Ｂ」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（又は存在する）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）条件とのうちのいずれも「Ａ又はＢ」を満たしている。

本明細書の記述において、説明すべきこととして、特に断りのない限り、「以上」、「以下」は、この数を含み、「一つ又は複数」における「複数」は、二つ及び二つ以上を意味する。

特に断りのない限り、本出願では使用される用語は、当業者により一般的に理解される公知の意味を有する。別段の記載がない限り、本出願に言及された各パラメータの数値は、当分野でよく使われる様々な測定方法で測定することができる（例えば、本出願の実施形態による方法によって試験することができる）。

二次電池
二次電池は、電池放電後に充電の方式によって活物質をアクティブ化し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、正極極板と、負極極板と、セパレータと、電解質とを含む。電池の充放電中に、活性イオンは、正極極板と負極極板との間で往復して吸蔵と脱離する。セパレータは、正極極板と負極極板との間に設置され、隔離の作用を果たす。電解質は、正極極板と負極極板との間でイオンを伝導する役割を果たす。

［セパレータ］
図１を参照すると、本出願の実施形態は、第一のベースフィルム１１及び第二のベースフィルム１２を含むセパレータ１０を提供し、第二のベースフィルム１２の融点は、第一のベースフィルム１１の融点よりも低く、第二のベースフィルム１２の突刺強度は、２２０ｇｆ～４６０ｇｆであり、セパレータ１０の突刺強度は、３３０ｇｆ～６２０ｇｆである。

いかなる理論にも拘束されることを望まないが、発明者は、大量の研究により、本出願の特定構造のセパレータにおいて、融点が低い第二のベースフィルムの突刺強度及びセパレータの突刺強度がいずれも上記特定の範囲内にある場合、セパレータにおける特定のベースフィルムを利用してセパレータの耐突刺性能を強化し、耐デンドライト破裂能力を向上させることができることを発見した。一般的に、デンドライト析出は、負極側で発生し、セパレータの耐突刺性能に対する要求がより高く、正極側に向かう耐突刺性能に対する要求が相対的に弱いが、正極側は、他の性能（例えば熱破壊を防止するための耐熱性）に対する要求がより高い可能性がある。従って、第二のベースフィルムを利用してその優れた性能を発揮することにより、セパレータの耐突刺性能を強化することができ、第一のベースフィルムを利用してセパレータの他の性能をバランスよく調整し、例えば耐熱性、通気性、耐酸化性などを調整し、セパレータの全体的な性能を向上させ、それにより二次電池の信頼性を向上させることができる。

発明者は、さらに研究により、セパレータが選択的に下記設計のうちの一つ又は複数を満たす場合、電池の性能をさらに改善できることを発見した。

本出願のいずれかの実施形態では、第一のベースフィルム１１の突刺強度と第二のベースフィルム１２の突刺強度との比は、０．２～０．９５であり、選択的に０．３～０．７５である。例えば、第一のベースフィルム１１の突刺強度と第二のベースフィルム１２の突刺強度との比は、選択的に０．２、０．３、０．３２、０．４１、０．４８、０．５２、０．５４、０．６６、０．７１、０．７５、０．８５、０．８９、０．９２、０．９５など、又は上記のいずれか二つの数値からなる範囲であり、例えば、０．２～０．３２、０．３～０．７５，０．４１～０．５４、０．４８～０．６６、０．７１～０．８９、０．９２～０．９５などである。第一のベースフィルムの突刺強度と第二のベースフィルムの突刺強度との比が上記条件を満たす場合、第一のベースフィルム及び第二のベースフィルムの耐突刺性能と耐熱性能を両立させることができ、それにより二次電池の信頼性をさらに向上させることができる。

本出願のいずれかの実施形態では、第一のベースフィルム１１の突刺強度は、１００ｇｆ～２２０ｇｆであり、及び／又は、第二のベースフィルム１２の突刺強度は、２６０ｇｆ～４００ｇｆである。例えば、第一のベースフィルム１１の突刺強度は、選択的に１００ｇｆ、１０２ｇｆ、１１４ｇｆ、１２０ｇｆ、１２６ｇｆ、１３３ｇｆ、１３９ｇｆ、１４０ｇｆ、１６４ｇｆ、１９０ｇｆ、２２０ｇｆなど、又は上記のいずれか二つの数値からなる範囲であり、例えば、１００ｇｆ～１３３ｇｆ、９０ｇｆ～１１４ｇｆ、１２０ｇｆ～１２６ｇｆ、１３３ｇｆ～１６４ｇｆ、１９０ｇｆ～２２０ｇｆなどである。第二のベースフィルム１２の突刺強度は、選択的に２６０ｇｆ、２６７ｇｆ、２７７ｇｆ、３００ｇｆ、３２３ｇｆ、３３９ｇｆ、３６１ｇｆ、３７０ｇｆ、４００ｇｆなど、又は上記のいずれか二つの数値からなる範囲であり、例えば、２６０ｇｆ～３００ｇｆ、３２３ｇｆ～３６１ｇｆ、３６１ｇｆ～４００ｇｆなどである。第一のベースフィルムの突刺強度及び／又は、第二のベースフィルムの突刺強度が上記条件を満たす場合、第一のベースフィルムと第二のベースフィルムとの耐突刺性能及び耐熱性能を両立させることができる。良好な耐突刺性能を有するとともに、他の性能をバランスさせることができ、それにより二次電池の信頼性を向上させることができる。

ベースフィルム又はセパレータの突刺強度は、当分野において公知の意味を有し、当分野において既知の機器及び方法を用いて試験することができる。例えば、突刺強度は、基準ＧＢ／Ｔ １０００４－２００８に従って試験してもよい。具体的に、測定対象サンプルをストリップ状に切断してもよく、ここでストリップ状サンプルの幅は、１００ｍｍである。幅が１００ｍｍの試験片をサンプルフィルム固定クランプリングに取り付け、次に直径が１．０ｍｍ、直径の先端半径が０．５ｍｍである鋼針を用いて、（５０±５）ｍｍ／ｍｉｎの速度で突刺し、鋼針が試験片を貫通する最大荷重を読み取る。一般的には、同時に５つの平行試験サンプルを取り、各試験サンプルに３つの点を測定し、その算術平均値を最終的な突刺強度とする。

本出願のいずれかの実施形態では、セパレータ１０は、
（１）第一のベースフィルム１１の横方向破断伸び率は、５０％～２００％であり、選択的に６０％～１６０％であることと、
（２）第一のベースフィルム１１の縦方向破断伸び率は、４０％～７００％であり、選択的に８０％～６００％であることと、
（３）第二のベースフィルム１２の横方向破断伸び率は、４０％～２２０％であり、選択的に８０％～１７０％であることと、
（４）第二のベースフィルム１２の縦方向破断伸び率は、３０％～１００％であり、選択的に４０％～８５％であることとのうちの少なくとも一つを満たす。

セパレータの上記（１）－（４）のうちの少なくとも１項が所与の範囲を満たす場合、セパレータは、耐突刺性能がより優れ、それにより二次電池の信頼性をさらに向上させる。

当業者である場合分かるように、ベースフィルムの突刺強度は、ベースフィルムの固有パラメータ（例えばベースフィルムの平均フィラメント直径、ベースフィルム材料の相対分子質量などのうちの一つ又は複数）を調整することによって大きさを調整できることを知っている。当業者は、本出願による各パラメータ範囲内で、既知の方法によってベースフィルムの膨潤率を調整することができ、例えばベースフィルムの生産プロセスを調整し（ベースフィルムの平均フィラメント直径、ベースフィルム材料の相対分子質量などを調整する）、限られた回数の試験により必要な突刺強度の大きさのベースフィルムを得ることができる。

本出願のいずれかの実施形態では、第一のベースフィルム１１の平均フィラメント直径は、６０ｎｍ～３００ｎｍであり、選択的に８０ｎｍ～２００ｎｍであり、及び／又は、第二のベースフィルム１２の平均フィラメント直径は、４０ｎｍ～３５０ｎｍであり、選択的に７０ｎｍ～１８０ｎｍである。

第一のベースフィルム１１の平均フィラメント直径は、６０ｎｍ、７０ｎｍ、７５ｎｍ、８０ｎｍ、９６ｎｍ、１００ｎｍ、１２４ｎｍ、１４０ｎｍ、１７２ｎｍ、１８９ｎｍ、２００ｎｍ、２１６ｎｍ、２３８ｎｍ、２５０ｎｍ、２６４ｎｍ、２７０ｎｍ、２８３ｎｍ、３００ｎｍなど、又は上記のいずれか二つの数値からなる範囲であってもよく、例えば、６０ｎｍ～７５ｎｍ、７０ｎｍ～１００ｎｍ、１２４ｎｍ～１８９ｎｍ、１７２ｎｍ～２３８ｎｍ、２６４ｎｍ～２７０ｎｍ、２８３ｎｍ～３００ｎｍなどであってもいい。いくつかの実施形態では、第一のベースフィルム１１の平均フィラメント直径は、８０ｎｍ～２００ｎｍであってもよい。

第二のベースフィルム１２の平均フィラメント直径は、４０ｎｍ、６４ｎｍ、７０ｎｍ、８９ｎｍ、１００ｎｍ、１１９ｎｍ、１４２ｎｍ、１５７ｎｍ、１８０ｎｍ、１９６ｎｍ、２２４ｎｍ、２６５ｎｍ、２７４ｎｍ、２９０ｎｍ、３００ｎｍ、３１５ｎｍ、３２４ｎｍ、３３０ｎｍ、３３９ｎｍ、３４１ｎｍ、３５０ｎｍなど、又は上記のいずれか二つの数値からなる範囲であってもよく、例えば、１１９ｎｍ～１５７ｎｍ、１５７ｎｍ～１９６ｎｍ、２２４ｎｍ～２６５ｎｍ、２７４ｎｍ～３１５ｎｍ、３００ｎｍ～３３０ｎｍ、３３０ｎｍ～３４１ｎｍ、３４１ｎｍ～３５０ｎｍなどであってもいい。いくつかの実施形態では、第二のベースフィルム１２の平均フィラメント直径は、７０ｎｍ～１００ｎｍであってもよい。

第一のベースフィルムの平均フィラメント直径及び／又は、第二のベースフィルムの平均フィラメント直径が上記範囲を満たす場合、ベースフィルム及びセパレータの突刺強度を本出願の範囲内に収めるのに有利であり、またセパレータに良好な延伸性能を両立させることができ、それにより二次電池の信頼性をより向上させることができる。

ベースフィルムの平均フィラメント直径は、当分野において公知の意味を有し、既知の機器及び方法を用いて試験することができる。例えば、走査型電子顕微鏡（例えばＺＥＩＳＳ Ｓｉｇｍａ ３００）を用いて、ＪＹ／Ｔ０１０－１９９６を参照して、ベースフィルムの走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真を取得する。具体的に、ベースフィルムにおいて長さ×幅＝５ｍｍ×５ｍｍの試験サンプルを任意に選択し、試験サンプルにおいて複数の試験領域（例えば５個）をランダムに選択し、且つ一定の拡大倍率（例えば１０Ｋ倍）で繊維直径を明瞭に観測し、スケールで複数の位置（例えば少なくとも３０箇所）を選択して測定し、複数のフィラメント直径の平均値を求め、即ちベースフィルムの平均フィラメント直径である。

本出願のいずれかの実施形態では、第一のベースフィルム１１の融点は、１５５℃～３６０℃であり、選択的に１６０℃～３３５℃であり、第二のベースフィルム１２の融点は、１２５℃～２６０℃であり、選択的に１３０℃～２２０℃である。

第一のベースフィルム１１の融点は、１５５℃、１５９℃、１６０℃、１７０℃、１８６℃、１９０℃、２１２℃、２３５℃、２４６℃、２６４℃、２７９℃、２８１℃、３１２℃、３４５℃、３５５℃、３６０℃など、又は上記のいずれか二つの数値からなる範囲であってもよく、例えば、１５５℃～１７０℃、１８６℃～２１２℃、２３５℃～２７９℃、１６０℃～３３５℃、２８１℃～３１２℃、３４５℃～３６０℃などであってもよい。

第二のベースフィルム１２の融点は、１２５℃、１３５℃、１５３℃、１７１℃、１９６℃、２００℃、２２４℃、２３５℃、２６０℃など、又は上記のいずれか二つの数値からなる範囲であり、例えば、１２５℃～１３５℃、１５３℃～１９６℃、１３０℃～２２０℃、１９６℃～２００℃、２２４℃～２６０℃などである。

第一のベースフィルムの融点及び第二のベースフィルムの融点を以上の範囲内に限定することにより、第一のベースフィルム及び第二のベースフィルムが良好な耐突刺性能を有することを確保するとともに、良好な耐熱性を両立させることができる。

第一のベースフィルム及び第二のベースフィルムの融点は、当分野において既知の機器及び方法を用いて測定することができる。例えば、示差走査熱量測定法を用いて測定することができる。詳細については、標準ＧＢ／Ｔ １９４６６．３－２００４を参照することができる。一例として、以下の方法で測定することができる：４～６ｍｇの測定対象サンプルを取り、示差走査熱量計のサンプル室に置き、温度を２５℃から４００℃まで昇温させ、昇温速度が１０℃／ｍｉｎであり、サンプルの溶融吸熱曲線を得て、曲線ピークに対応する温度は、サンプルの融点である。

本出願のいずれかの実施形態では、第一のベースフィルム１１の材料の相対分子質量は、４０万～１８０万であり、選択的に５０万～１３０万であり、及び／又は、第二のベースフィルム１２の材料の相対分子質量は、３０万～１５０万であり、選択的に４０万～１１０万である。

第一のベースフィルム１１の材料の相対分子質量は、選択的に４０万、４５万、４６万、５５万、６４万、７５万、９６万、１２０万、１３７万、１４５万、１５４万、１６２万、１７１万、１７４万、１７８万、１８０万など、又は上記のいずれか二つの数値からなる範囲であり、例えば、４０万～４５万、４５万～７５万、７５万～９６万、１２０万～１３７万、１４５万～１７４万、１７４万～１７８万、１７８万～１８０万などである。いくつかの実施形態では、第一のベースフィルム１１の材料の相対分子質量は、５０万～１３０万であってもよい。

第二のベースフィルム１２の材料の相対分子質量は、選択的に３０万、３９万、４９万、５７万、６４万、６６万、８０万、９７万、１０３万、１１４万、１２４万、１３８万、１４１万、１４４万、１４８万、１５０万など、又は上記のいずれか二つの数値からなる範囲であり、例えば、３０万～３９万、５７万～６６万、８０万～１１４万、１１４万～１４４万、１４４万～１５０万などである。いくつかの実施形態では、第二のベースフィルム１２の材料の相対分子質量は、４０万～１１０万であってもよい。

ここで、ベースフィルム材料の相対分子質量の大きさは、ベースフィルムの最終的な膜形成状態に影響を与え、さらにベースフィルムの突刺強度に影響を与える。材料の相対分子質量は、ベースフィルムの突刺強度に影響を与えるほか、材料の引張強度などの他の性能にも影響を与える。第一のベースフィルムの材料の相対分子質量と第二のベースフィルムの材料の相対分子質量とを上記範囲に限定することにより、第一のベースフィルムの突刺強度をさらに向上させることができ、それによりリチウムデンドライトの突刺確率を低減させ、且つ第一のベースフィルムの第二のベースフィルムに対する支持力を向上させることができ、それにより二次電池の信頼性を向上させることができる。

ベースフィルムの相対分子質量は、当分野において公知の意味を有し、当分野で既知の機器及び方法を用いて試験することができる。例えば、高温ＧＰＣ試験（示差屈折検出器）を用いて試験を行う。

本出願のいずれかの実施形態では、第一のベースフィルム１１の厚さは、第二のベースフィルム１２の厚さ以上であり、選択的に、第一のベースフィルム１１の厚さと第二のベースフィルム１２の厚さとの比は、１．０２～５であり、好ましくは、１．１～３．０である。いくつかの実施形態では、第一のベースフィルム１１の厚さと第二のベースフィルム１２の厚さとの比は、選択的に１．０２、１．１、１．２、１．４、１．６、２．２、２．８、３．０、３．５、３．９、４．１、４．４、４．６、４．８、５など、又は上記のいずれか二つの数値からなる範囲であり、例えば、１．０２～１．２、１．４～２．２、２．８～３．５、１．１～３．０、３．９～４．４、４．６～５などである。

本出願のいずれかの実施形態では、第一のベースフィルム１１の厚さは、２μｍ～１４μｍであり、選択的に３μｍ～９μｍであり、第二のベースフィルム１２の厚さは、２μｍ～１２μｍであり、選択的に３μｍ～７μｍである。

第一のベースフィルム１１の厚さは、選択的に２μｍ、３．５μｍ、４μｍ、５μｍ、７μｍ、９μｍ、１０μｍ、１１μｍ、１１．５μｍ、１２μｍ、１３．５μｍ、１４μｍなど、又は上記のいずれか二つの数値からなる範囲であり、例えば、２μｍ～４μｍ、５μｍ～１０μｍ、１０μｍ～１２μｍ、１２μｍ～１４μｍなどである。いくつかの実施形態では、第一のベースフィルム１１の厚さは、３μｍ～９μｍであってもよい。

第二のベースフィルム１２の厚さは、選択的に２μｍ、３μｍ、４μｍ、５μｍ、６μｍ、７μｍ、８μｍ、９μｍ、１０μｍ、１１μｍ、１２μｍなど、又は上記のいずれか二つの数値からなる範囲であり、例えば、２μｍ～４μｍ、５μｍ～７μｍ、８μｍ～９μｍ、１０μｍ～１２μｍなどである。いくつかの実施形態では、第二のベースフィルム１２の厚さは、３μｍ～７μｍであってもよい。

第一のベースフィルムの厚さ及び／又は、第二のベースフィルムの厚さが上記条件を満たす場合、セパレータに優れた耐突刺性能を備えさせ、それにより二次電池の信頼性を向上させることができ、同時に、電池のエネルギー密度を向上させることができる。

ベースフィルムの厚さは、当分野で既知の機器及び方法を用いて試験することができる。例えば、リチウム電池セパレータ厚さ計を使用してベースフィルムの厚さを測定する。試験は、ＧＢ／Ｔ６６７２「プラスチックフィルム及びシートの厚さの機械的測定方法」を参照して行った。具体的には、以下のステップを用いることができる：６組の平行サンプルを取り、マルチメーター厚さ計を利用して各組のサンプルの異なる位置の厚さを測定し、各組のサンプルは、少なくとも２０箇所を測定し、６組のサンプルの厚さの平均値は、サンプルの厚さである。

第一のベースフィルム１１と第二のベースフィルム１２は、ホットプレス方式で直接複合してもよく、ホットプレス方式で複合する過程において、温度が高すぎると、空隙率が小さくなり、通気性が悪くなり、温度が低すぎると、第一のベースフィルム１１と第二のベースフィルム１２との接着が弱くなるため、適切なホットプレス温度を調整する必要がある。選択的に、ホットプレス温度は、２０℃～５０℃である。

本出願のいずれかの実施形態では、図２を参照すると、第一のベースフィルム１１と第二のベースフィルム１２との間に中間層１３がさらに設けられ、中間層１３は、第一のベースフィルム１１と第二のベースフィルム１２との間に設けられ、中間層１３は、接着剤を含む。選択的に、中間層１３は、充填粒子をさらに含む。選択的に、充填粒子は、無機粒子、有機粒子、有機－金属フレーム材料のうちの少なくとも一つを含む。第一のベースフィルムと第二のベースフィルムとの間に中間層が設けられる場合、ホットプレス複合過程におけるプロセス欠陥を補償することができるだけでなく、同時に、セパレータの物理的性質の安定性をさらに改善することができ、それにより二次電池の信頼性を向上させる。

本出願のいずれかの実施形態では、接着剤は、ポリアクリレート、ポリアクリル酸、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオライド、フッ化ビニリデン－トリクロロエチレンコポリマー、ポリビニルピロリドン、ポリ酢酸ビニル、エチレン－酢酸ビニルコポリマー、ポリエチレンオキシド、ポリアリレート、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、再生セルロース、酢酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、酢酸酪酸セルロース、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアルコール、ポリエチレン、ポリプロピレン、デンプン、シアノエチルアミロペクチンのうちの一つ又は複数を含む。第一のベースフィルムと第二のベースフィルムとの間に中間層が設けられ、中間層中の接着剤が上記成分を含むことにより、二次電池の信頼性を向上させることができる。

選択的に、前記無機粒子は、５以上の誘電率を有する無機粒子、イオン伝導性を有するがイオンを貯蔵しない無機粒子、及び電気化学反応を起こすことができる無機粒子のうちの一つ又は複数を含む。

選択的に、前記の、５以上の誘電率を有する無機粒子は、ベーマイト、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化バリウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化ニッケル、酸化スズ、酸化セリウム、酸化イットリウム、酸化ハフニウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭化ケイ素、炭化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、硫酸バリウム、ケイ酸マグネシウムアルミニウム、ケイ酸マグネシウムリチウム、ケイ酸マグネシウムナトリウム、ベントナイト、ヘクトライト、チタン酸ジルコニウム、チタン酸バリウム、Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ_３（ＰＺＴと略記）、Ｐｂ_１－ｍＬａ_ｍＺｒ_１－ｎＴｉ_ｎＯ_３（ＰＬＺＴと略記し、０＜ｍ＜１、０＜ｎ＜１）、Ｐｂ（Ｍｇ_３Ｎｂ_２／３）Ｏ_３－ＰｂＴｉＯ_３（ＰＭＮ－ＰＴと略記）、及びそれぞれの改質無機粒子のうちの少なくとも一つを含む。選択的に、各無機粒子の改質方式は、化学的な改質及び／又は物理的な改質であってもよい。前記化学的な改質方式は、カップリング剤改質（例えばシランカップリング剤、チタネートカップリング剤などを用いる）、界面活性剤改質、ポリマーグラフト改質などを含む。前記物理的な改質方式は、機械力分散、超音波分散、高エネルギー処理などであってもよい。改質処理により無機粒子の凝集を減少させることができ、それにより中間層がより安定的でより均一な構造を有することができ、また、特定の官能基を有するカップリング剤、界面活性剤又はポリマーを選択して無機粒子を改質することにより、中間層の電解液に対する浸潤及び保持特性を向上させ、第一のベースフィルム、第二のベースフィルムに対する接着層の接着性の向上にも寄与する。

選択的に、前記の、イオン伝導性を有するがイオンを貯蔵しない無機粒子は、Ｌｉ_３ＰＯ_４、リン酸チタンリチウムＬｉ_ｘ１Ｔｉ_ｙ１（ＰＯ_４）_３、リン酸チタンアルミニウムリチウムＬｉ_ｘ２Ａｌ_ｙ２Ｔｉ_ｚ１（ＰＯ_４）_３、（ＬｉＡｌＴｉＰ）_ｘ３Ｏ_ｙ３型ガラス、チタン酸ランタンリチウムＬｉ_ｘ４Ｌａ_ｙ４ＴｉＯ_３、チオリン酸ゲルマニウムリチウムＬｉ_ｘ５Ｇｅ_ｙ５Ｐ_ｚ２Ｓ_ｗ、窒化リチウムＬｉ_ｘ６Ｎ_ｙ６、ＳｉＳ_２型ガラスＬｉ_ｘ７Ｓｉ_ｙ７Ｓ_ｚ３及びＰ_２Ｓ_５型ガラスＬｉ_ｘ８Ｐ_ｙ８Ｓ_ｚ４のうちの少なくとも一つを含んでもよく、０＜ｘ１＜２、０＜ｙ１＜３、０＜ｘ２＜２、０＜ｙ２＜１、０＜ｚ１＜３、０＜ｘ３＜４、０＜ｙ３＜１３、０＜ｘ４＜２、０＜ｙ４＜３、０＜ｘ５＜４、０＜ｙ５＜１、０＜ｚ２＜１、０＜ｗ＜５、０＜ｘ６＜４、０＜ｙ６＜２、０＜ｘ７＜３、０＜ｙ７＜２、０＜ｚ３＜４、０＜ｘ８＜３、０＜ｙ８＜３、０＜ｚ４＜７である。それによりセパレータのイオン伝導率をさらに向上させることができる。

選択的に、前記の、電気化学反応が発生可能な無機粒子は、リチウム含有遷移金属酸化物、リチウム含有リン酸塩、炭素系材料、シリコーン系材料、スズ系材料及びリチウムチタン化合物のうちの少なくとも一つを含んでもよい。

選択的に、有機粒子は、ポリカーボネート、ポリチオフェン、ポリピリジン、ポリスチレン、ポリアクリル酸ワックス、ポリエチレン、ポリプロピレン、セルロース、セルロース改質剤（例えばカルボキシメチルセルロース）、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル（例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート）、シリコン樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアラミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリールエーテルケトン、アクリル酸ブチルとメタクリル酸エチルのコポリマー（アクリル酸ブチルとメタクリル酸エチルとの架橋重合体）のうちの一つ又は複数を含んでもよい。

選択的に、有機－金属フレーム材料は、含窒素複素環系配位子構築構造、有機カルボン酸系配位子構築構造、含窒素酸素ガス混合系配位子構築構造のうちの一つ又は複数を含んでもよい。

いくつかの実施形態では、接着剤の含有量は、接着層の総重量を基準として、１０％以上であってもよく、選択的に１０％～３０％である。

いくつかの実施形態では、充填物の含有量は、接着層の総重量を基準として、９０％以下であってもよく、選択的に４０％～９０％、６０％～８０％である。

いくつかの実施形態では、中間層は、分散剤、例えばカルボキシメチルセルロースをさらに含んでもよく、これにより、中間層スラリーの粘度を調整し、中間層の品質及び均一性を向上させることができる。

いくつかの実施形態では、分散剤の含有量は、接着層の総重量を基準として、２５％以下であってもよく、選択的に２０％以下である。

本出願のいずれかの実施形態では、セパレータ１０は、
（１）セパレータの突刺強度は、３３０ｇｆ～６３０ｇｆであり、選択的に４００ｇｆ～６００ｇｆであることと、
（２）セパレータの横方向引張強度は、≧７００ｋｇ／ｃｍ^２であり、選択的に１０００ｋｇ／ｃｍ^２～１９００ｋｇ／ｃｍ^２であることと、
（３）セパレータの縦方向引張強度は、≧１０００ｋｇ／ｃｍ^２であり、選択的に１２００ｋｇ／ｃｍ^２～２２００ｋｇ／ｃｍ^２であることと、
（４）セパレータ１０は、２５０℃、１ｈでの横方向熱収縮率が≦３％であり、選択的に≦２．０％であることと、
（５）セパレータ１０は、２５０℃、１ｈでの縦方向熱収縮率が≦３％であり、選択的に≦２．０％であることとのうちの少なくとも一つを満たす。

セパレータの上記（１）－（５）のうちの少なくとも１項が所与の範囲を満たす場合、セパレータは、良好な耐突刺性能を有し、二次電池の信頼性を向上させることができる。

ベースフィルム又はセパレータの横方向引張強度、縦方向引張強度、横方向熱収縮率及び縦方向熱収縮率は、いずれも当分野において公知の意味を有し、当分野において既知の機器及び方法を用いて試験することができる。例えば、標準ＧＢ／Ｔ ３６３６３～２０１８を参照して試験してもよい。

特に断らない限り、セパレータに使用される各原料（例えば第一のベースフィルム、第二のベースフィルム、接着剤、充填物など）は、いずれも市販品として入手することができる。

［正極極板］
二次電池においては、正極極板は、一般的には正極集電体及び正極集電体上に設置される正極膜層を含み、正極膜層は、正極活物質を含む。

正極集電体は、従来の金属箔シート又は複合集電体を採用してもよい（金属材料を高分子基材上に設置して複合集電体を形成してもよい）。一例として、正極集電体は、アルミニウム箔を採用してもよい。

正極活物質の具体的な種類を制限せず、当分野において既知の二次電池正極に使用できる活物質を採用してもよく、当業者は、実際の需要に応じて選択することができる。

一例として、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一つ又は複数を含んでもよいが、それらに限らない。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一つ又は複数を含んでもよいが、それらに限らない。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の改質化合物のうちの一つ又は複数を含んでもよいが、それらに限らない。これらの材料は、いずれも商業的な方法によって入手することができる。

上記各材料の改質化合物は、材料に対してドーピング改質及び／又は表面被覆改質を行うものであってもよい。

正極膜層は、一般的にはさらに選択的に接着剤、導電剤と他の選択的な助剤を含む。

一例として、導電剤は、超伝導カーボン、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、導電性カーボンブラック（Ｓｕｐｅｒ Ｐ、ＳＰ）、グラフェン及びカーボンナノファイバーのうちの一つ又は複数であってもよい。

一例として、接着剤は、スチレンブタジエンゴム（Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚｅｄ Ｓｔｙｒｅｎｅ Ｂｕｔａｄｉｅｎｅ Ｒｕｂｂｅｒ、ＳＢＲ）、水性アクリル樹脂（ｗａｔｅｒ－ｂａｓｅｄ ａｃｒｙｌｉｃ ｒｅｓｉｎ）、ポリビニリデンフルオライド（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ Ｄｉｆｌｕｏｒｉｄｅ、ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（Ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ、ＰＴＦＥ）、エチレン－酢酸ビニルコポリマー（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｖｉｎｙｌ Ａｃｅｔａｔｅ Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ、ＥＶＡ）、ポリアクリル酸（Ｐｏｌｙａｃｒｙｌｉｃ Ａｃｉｄ、ＰＡＡ）、カルボキシメチルセルロース（Ｃａｒｂｏｘｙｍｅｔｈｙｌ Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ、ＣＭＣ）、ポリビニルアルコール（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ Ａｌｃｏｈｏｌ、Ｖｉｎｙｌａｌｃｏｈｏｌ Ｐｏｌｙｍｅｒ、ＰＶＡ）及びポリビニルブチラール（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ Ｂｕｔｙｒａｌ、ＰＶＢ）のうちの一つ又は複数であってもよい。

［負極極板］
二次電池においては、負極極板は、一般的には負極集電体及び負極集電体上に設置される負極膜層を含み、負極膜層は、負極活物質を含む。

負極集電体は、従来の金属箔シート又は複合集電体を採用してもよい（例えば金属材料を高分子基材上に設置して複合集電体を形成してもよい）。一例として、負極集電体は、銅箔を採用してもよい。

負極活物質の具体的な種類を制限せず、当分野において既知の二次電池負極に使用できる活物質を採用してもよく、当業者は、実際の需要に応じて選択することができる。一例として、負極活物質は、人造黒鉛、天然黒鉛、ハードカーボン、ソフトカーボン、シリコーン系材料とスズ系材料のうちの一つ又は複数を含んでもよいが、それらに限らない。シリコーン系材料は、シリコーン単体、シリコーン酸化物（例えば亜酸化ケイ素）、シリコーン炭素複合体、シリコーン窒素複合体、シリコーン合金のうちの一つ又は複数から選ばれてもよい。スズ系材料は、単体スズ、スズ酸化合物、スズ合金のうちの一つ又は複数から選ばれてもよい。これらの材料は、いずれも商業的な方法によって入手することができる。

いくつかの実施形態では、電池のエネルギー密度をさらに向上させるために、負極活物質は、シリコーン系材料を含んでもよい。

負極膜層は、一般的にはさらに選択的に接着剤、導電剤と他の選択的な助剤を含む。

一例として、導電剤は、超伝導カーボン、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、グラフェン及びカーボンナノファイバーのうちの一つ又は複数であってもよい。

一例として、接着剤は、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、水性アクリル樹脂（ｗａｔｅｒ－ｂａｓｅｄ ａｃｒｙｌｉｃ ｒｅｓｉｎ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、エチレン－酢酸ビニルコポリマー（ＥＶＡ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）及びポリビニルブチラール（ＰＶＢ）のうちの一つ又は複数であってもよい。

一例として、他の選択的な助剤は、増粘及び分散剤（例えばカルボキシメチルセルロースナトリウム Ｃａｒｂｏｘｙｍｅｔｈｙｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅ Ｓｏｄｉｕｍ、ＣＭＣ－Ｎａ）、ＰＴＣサーミスタ材料であってもよい。

［電解液］
二次電池は、電解液を含んでもよく、電解液は、正極と負極との間でイオンを伝導する作用を果たす。電解液は、電解質塩と溶媒とを含んでもよい。

一例として、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）とテトラフルオロ（オキサラト）リン酸リチウム（ＬｉＴＦＯＰ）のうちの一つ又は複数から選ばれてもよい。

一例として、溶媒は、エチレンカーボネート（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｃａｒｂｏｎａｔｅ、ＥＣ）、プロピレンカーボネート（Ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ Ｃａｒｂｏｎａｔｅ、ＰＣ）、エチルメチルカーボネート（Ｍｅｔｈｙｌ Ｅｔｈｙｌ Ｃａｒｂｏｎａｔｅ、ＥＭＣ）、ジエチルカーボネート（Ｄｉｅｔｈｙｌ Ｃａｒｂｏｎａｔｅ、ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート（Ｄｉｍｅｔｈｙｌ Ｄａｒｂｏｎａｔｅ、ＤＭＣ）、ジプロピルカーボネート（Ｄｉｐｒｏｐｙｌ Ｃａｒｂｏｎａｔｅ、ＤＰＣ）、メチルプロピルカーボネート（Ｍｅｔｈｙｌ Ｐｒｏｐｙｌ Ｃａｒｂｏｎａｔｅ、ＭＰＣ）、エチルプロピルカーボネート（Ｄｉｉｓｏｐｒｏｐｙｌ Ｃａｒｂｏｎａｔｅ、ＥＰＣ）、ブチレンカーボネート（Ｂｕｔｙｌｅｎｅ Ｃａｒｂｏｎａｔｅ、ＢＣ）、フルオロエチレンカーボネート（Ｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｃａｒｂｏｎａｔｅ，ＦＥＣ）、ギ酸メチル（Ｍｅｔｈｙｌ Ｆｏｒｍａｔｅ、ＭＦ）、酢酸メチル（Ｍｅｔｈｙｌ Ａｃｅｔａｔｅ、ＭＡ）、酢酸エチル（Ｅｔｈｙｌ Ａｃｅｔａｔｅ、ＥＡ）、酢酸プロピル（ｎ－Ｐｒｏｐｙｌ Ａｃｅｔａｔｅ、ＰＡ）、プロピオン酸メチル（Ｍｅｔｈｙｌ Ｐｒｏｐｉｏｎａｔｅ、ＭＰ）、プロピオン酸エチル（Ｅｔｈｙｌ Ｐｒｏｐａｎｏａｔｅ、ＥＰ）、プロピオン酸プロピル（ｎ－Ｐｒｏｐｙｌ Ｐｒｏｐｉｏｎａｔｅ、ＰＰ）、酪酸メチル（Ｍｅｔｈｙｌ ＢｕｔｙｒａｔｅＭＢ）、酪酸エチル（Ｅｔｈｙｌ Ｂｕｔｙｒａｔｅ、ＥＢ）、１，４－ブチロラクトン（１，４－ Ｂｕｔｙｒｏｌａｃｔｏｎｅ、ＧＢＬ）、スルホラン（Ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｓｕｌｆｏｎｅ、ＳＦ）、ジメチルスルホン（Ｍｅｔｈｙｌ Ｓｕｌｆｏｎｅ、ＭＳＭ）、メチルエチルスルホン（Ｍｅｔｈｙｌ Ｅｔｈｙｌ Ｓｕｌｆｏｎｅ、ＥＭＳ）及びジエチルスルホン（Ｄｉｅｔｈｙｌ Ｓｕｌｆｏｎｅ、ＥＳＥ）のうちの一つ又は複数から選択されてもよい。

いくつかの実施形態では、電解液には、添加剤がさらに含まれる。例えば、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、さらに、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、電池の低温性能を改善する添加剤を含んでもよい。

いくつかの実施形態では、二次電池は、リチウムイオン二次電池であってもよい。本出願のいずれかの実施形態では、セパレータ１０の第二のベースフィルム１２は、負極極板に向く。

セパレータ１０の第二のベースフィルム１２は、負極極板に向き、第二のベースフィルム１２の突刺強度が高く、耐リチウムデンドライト突刺の効果を増加させ、二次電池の信頼性を向上させることができる。

本出願の実施形態は、二次電池の形状に対して特に限定せず、それは、円筒型、四角形又は他の任意の形状であってもよい。図３は、一例とする四角形構造の二次電池５である。

いくつかの実施形態では、二次電池は、外装体を含んでもよい。この外装体正極極板、負極極板と電解質をパッケージングするために用いられる。

いくつかの実施形態では、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。二次電池の外装体は、パウチ、例えば袋状パウチであってもよい。パウチの材質は、プラスチックであってもよく、例えばポリプロピレン（Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ、ＰＰ）、ポリブチレンテレフタレート（Ｐｏｌｙｂｕｔｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＢＴ）、ポリブチレンサクシネート（Ｐｏｌｙｂｕｔｙｌｅｎｅ Ｓｕｃｃｉｎａｔｅ、ＰＢＳ）のうちの一つ又は複数を含んでもよい。

いくつかの実施形態では、図４を参照すると、外装体は、ケース５１とカバープレート５３とを含んでもよい。ここで、ケース５１は、底板と底板上に接続された側板とを含んでもよく、底板と側板とは、囲んで収容キャビティを形成する。ケース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、収容キャビティを密閉するように、開口に蓋設可能である。

本出願の二次電池の製造方法は、公知のものである。いくつかの実施形態では、正極極板、セパレータ１０、負極極板と電解液を組み立てて二次電池を形成することができる。一例として、正極極板、セパレータ１０、負極極板を捲回プロセス及び／又は積層プロセスにより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、乾燥後に電解液を注入し、真空パッケージング、静置、化成、整形などの工程を経て、電池セルを得てもよい。複数の電池セルは、さらに直列接続又は並列接続又は直並列接続により電池モジュールを構成してもよい。複数の電池モジュールは、さらに直列接続又は並列接続又は直並列接続を介して電池パックを形成してもよい。いくつかの実施形態では、複数の電池セルは、電池パックを直接構成してもよい。

図５は、一例としての電池モジュール４である。図５を参照すると、電池モジュール４には、複数の二次電池５が電池モジュール４の長手方向に沿って順に並べ設置されてもよい。無論、他の任意の方式で配列してもよい。さらに締結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。

電池モジュール４は、収容空間を有するハウジング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。

いくつかの実施形態では、上記電池モジュールは、さらに電池パックに組み立てられてもよく、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することができる。

図６と図７は、一例としての電池パック１である。図６と図７を参照すると、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とが含まれてもよい。電池ボックスは、上部筐体２と下部筐体３とを含み、上部筐体２は、下部筐体３に蓋設可能であり、且つ電池モジュール４を収容するための密閉空間を形成する。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。

［装置］
本出願は、本出願の二次電池を含む電力消費装置をさらに提供する。電池セル、電池モジュール又は電池パックは、装置の電源としてもよく、装置のエネルギー貯蔵ユニットとしてもよい。装置は、移動体機器（例えば携帯電話、ノートパソコン）、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）、電気列車、船舶及び衛星、エネルギー貯蔵システムであってもよいが、それらに限らない。

装置は、その使用ニーズに基づいて電池セル、電池モジュール又は電池パックを選択してもよい。

図８は、一例としての電力消費装置である。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であってもよい。この電力消費装置の二次電池の高出力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することができる。

別の例の電力消費装置として、携帯電話、タブレットパソコン、ノートパソコンであってもよい。この電力消費装置は、一般的には薄型化を要求し、電池セルを電源として採用してもよい。

以下では、実施形態を結び付けながら本出願の有益な効果をさらに説明する。

本出願の実施形態によって解決される技術問題、技術案及び有益な効果をより明瞭にするために、以下では実施形態と図面を結び付けてさらに詳細に説明する。明らかに、記述された実施形態は、ただ本出願の一部の実施形態であり、すべての実施形態ではない。以下は、少なくとも１つの例示的な実施形態の記述は、実際にはただ説明的なものであり、本出願及びその応用のいかなる制限にもならない。本出願における実施形態に基づき、当業者が創造的な労力を払わない前提で得られたすべての他の実施形態は、いずれも本出願の保護範囲に属する。

一、セパレータの製造
セパレータ１：
（１）第一のベースフィルム及び第二のベースフィルムの提供：第一のベースフィルムは、ポリプロピレン（ＰＰ）であり、第二のベースフィルムは、ポリエチレン（ＰＥ）であり、ここで第一のベースフィルムの融点は、１６５℃であり、第二のベースフィルムの融点は、１３５℃である。第一のベースフィルムの横方向破断伸び率は、６０％であり、縦方向破断伸び率は、８０％である。第二のベースフィルムの横方向破断伸び率は、１３０％であり、縦方向破断伸び率は、７５％である。第一のベースフィルムの突刺強度Ｐ１は、１２０ｇｆであり、第二のベースフィルムの突刺強度Ｐ２は、３００ｇｆであり、ここで第一のベースフィルムの突刺強度Ｐ１と第二のベースフィルムの突刺強度Ｐ２との比Ｐ１／Ｐ２は、０．４０である。

（２）中間層スラリーの調製：接着剤ポリアクリレートと充填物アルミナ粒子、カルボキシメチルセルロースを１：４：１の割合で適量の溶媒脱イオン水に均一に混合し、中間層スラリーを製造した。

（３）ステップ（２）の中間層スラリーをステップ（１）の第二のベースフィルムの片側に塗布して、中間層を形成する。

（４）第一のベースフィルムとステップ（３）で塗布された第二のベースフィルムとをホットプレス複合して、セパレータを得て、ここで、中間層は、第一のベースフィルムと第二のベースフィルムとの間にある。

セパレータ２－１１の製造方法は、セパレータ１と類似しており、相違点は、第一のベースフィルム又は、第二のベースフィルムの融点、物質、横方向破断伸び率、縦方向破断伸び率及び突刺強度のうちの一つ又は複数を調整したことであり、具体的に表１に示すようにである。他の製造方法は、いずれも実施例１のセパレータの製造方法と一致する。

二、電池の製造
（実施例１）
１、正極極板の製造
正極活物質であるＬｉＮｉ_０．８Ｃｏ_０．１Ｍｎ_０．１Ｏ_２（ＮＣＭ８１１）、導電剤であるカーボンブラック（ＳｕｐｅｒＰ）、接着剤であるポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）を質量比９６．２：２．７：１．１に従って適量の溶媒Ｎ－メチルピロリドン（Ｎ－Ｍｅｔｈｙｌｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ、ＮＭＰ）内で均一に混合して、正極スラリーを得、正極スラリーを正極集電体アルミニウム箔上に塗布し、乾燥、冷間プレス、スリット、裁断工程を経、正極極板を得た。

２、負極極板の製造
負極活物質である人造黒鉛、導電剤であるカーボンブラック（ＳｕｐｅｒＰ）、接着剤であるスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）とカルボキシメチルセルロースナトリウム（ＣＭＣ－Ｎａ）を質量比９６．４：０．７：１．８：１．１に従って適量の溶媒脱イオン水内で均一に混合して、負極スラリーを得、負極スラリーを負極集電体銅箔上に塗布し、乾燥、冷間プレス、スリット、裁断工程を経、負極極板を得た。

３、セパレータ
セパレータは、上記製造されたセパレータ１を採用した。

４、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）を質量比３０：７０に従って混合して、有機溶媒を得て、十分に乾燥した電解質塩ＬｉＰＦ_６を上記混合溶媒中に溶解させ、電解質塩の濃度は、１．０ｍｏｌ／Ｌであり、均一に混合した後に電解液を得た。

５、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、セパレータが正極極板、負極極板の間に位置して隔離の役割を果たすようにし、ここで、第二のベースフィルムは、負極極板に向き、そして捲回して電極アセンブリを得、電極アセンブリを外装体に置き、上記製造された電解液を乾燥後の二次電池に注入し、真空パッケージング、静置、化成、整形の工程を経て、二次電池を得た。

実施例２－９及び比較例１－２の二次電池は、実施例１の二次電池の製造方法と似ており、異なる点は、異なるセパレータ（ここで、実施例１－９は、セパレータ１－９を用い。比較例１－２は、セパレータ１０－１１を用いる）を使用した点であり、詳細は、表１を参照する。

三、電池性能試験
１、針刺し試験（６０ｍｉｎ）
２５Ｃ及び１００％ＳＯＣの条件下で電池を試験し、感温線を正極柱／負極柱／大面中心（針刺し口の上方５ｍｍに近い）／大面中心の裏面／電池コア防爆弁の順に配備し、電圧線をＶ正負／Ｖ正針／Ｖ負針の順に配備し、且つマルチチャネルの収集周波数≦０．１Ｓであり、φ１ｍｍの耐高温鋼針（針先の円錐角度は、３０°である）を使用し、電池コアの大面中心位置に位置合わせし、針刺し速度は、０．０１ｍｍ／ｓであり、電圧が０．５Ｖに達するまで正極に針刺し、深さ３ｍｍまで刺し続け、１ｈ保持し、計器のメーター表示数値を観察し、電圧が正常で変動しない場合は、正常で暴走ではないとし、ＰＡＳＳと記し、電圧変動が異常であり、電池コアが失効した場合、ＮＰと記した。

２、電池サイクル性能（サイクル数）
２５℃で、実施例及び比較例で製造された二次電池を１Ｃのレートで充電カットオフ電圧Ｖ１まで定電流充電し、その後電流≦０．０５Ｃまで定電圧充電し、５ｍｉｎ静置し、さらに０．３３Ｃのレートで放電カットオフ電圧Ｖ２まで定電流放電し、５ｍｉｎ静置し、これが一つの充放電サイクルである。この方法に従って電池容量が８０％に減衰するまで、電池に対してサイクル充放電試験を行った。この時のサイクル数は、電池の２５℃でのサイクル寿命である。

表１から分かるように、実施例１－９と比較例１－２とを比較して分析したところ、実施例１－９では、第二のベースフィルムの融点は、第一のベースフィルムの融点よりも低く、且つ第二のベースフィルムの突刺強度は、２２０ｇｆ～４６０ｇｆであり、セパレータの突刺強度は、３３０ｇｆ～６２０ｇｆであり、本出願のセパレータを使用する電池は、針刺し試験に合格できるだけでなく、且つサイクル数が増加し、即ち同様の電池性能基準では、本出願によるセパレータを用いて製造された電池は、信頼性がより高い。

上記は、本出願の具体的な実施形態に過ぎず、本出願の保護範囲はこれに限らず、当業者であれば、本出願に掲示された技術範囲内で、各種等価な修正又は置き換えを容易に想到することができ、こられの等価な修正又は置き換えは、いずれも本出願の保護範囲内に含まれるべきである。そのため、本出願の保護範囲は、特許請求の保護範囲に準ずるべきである。

Claims (15)

1. セパレータであって、
   第一のベースフィルムと、
   融点が前記第一のベースフィルムの融点よりも低い第二のベースフィルムとを含み、
   前記第二のベースフィルムの突刺強度は、２２０ｇｆ～４６０ｇｆであり、前記セパレータの突刺強度は、３３０ｇｆ～６２０ｇｆである、セパレータ。
2. 前記第一のベースフィルムの突刺強度と前記第二のベースフィルムの突刺強度との比は、０．２～０．９５であり、選択的に０．３～０．７５である、請求項１に記載のセパレータ。
3. 前記第一のベースフィルムの突刺強度は、１００ｇｆ～２２０ｇｆであり、及び／又は、
   前記第二のベースフィルムの突刺強度は、２６０ｇｆ～４００ｇｆである、請求項１又は２に記載のセパレータ。
4. 前記セパレータは、
   （１）前記第一のベースフィルムの横方向破断伸び率は、５０％～２００％であり、選択的に６０％～１６０％であることと、
   （２）前記第一のベースフィルムの縦方向破断伸び率は、４０％～７００％であり、選択的に８０％～６００％であることと、
   （３）前記第二のベースフィルムの横方向破断伸び率は、４０％～２２０％であり、選択的に８０％～１７０％であることと、
   （４）前記第二のベースフィルムの縦方向破断伸び率は、３０％～１００％であり、選択的に４０％～８５％であることとのうちの少なくとも一つを満たす、請求項１から３のいずれか１項に記載のセパレータ。
5. 前記第一のベースフィルムの平均フィラメント直径は、６０ｎｍ～３００ｎｍであり、選択的に８０ｎｍ～２００ｎｍであり、及び／又は、
   前記第二のベースフィルムの平均フィラメント直径は、４０ｎｍ～３５０ｎｍであり、選択的に７０ｎｍ～１８０ｎｍである、請求項１から４のいずれか１項に記載のセパレータ。
6. 前記第一のベースフィルムの融点は、１５５℃～３６０℃であり、選択的に１６０℃～３３５℃であり、及び／又は、
   前記第二のベースフィルムの融点は、１２５℃～２６０℃であり、選択的に１３０℃～２２０℃である、請求項１から５のいずれか１項に記載のセパレータ。
7. 前記第一のベースフィルムの材料の相対分子質量は、４０万～１８０万であり、選択的に５０万～１３０万であり、及び／又は、
   前記第二のベースフィルムの材料の相対分子質量は、３０万～１５０万であり、選択的に４０万～１１０万である、請求項１から６のいずれか１項に記載のセパレータ。
8. 前記第一のベースフィルムの厚さは、前記第二のベースフィルムの厚さ以上であり、選択的に、前記第一のベースフィルムの厚さと前記第二のベースフィルムの厚さとの比は、１．０２～５であり、好ましくは１．１～３．０である、請求項１から７のいずれか１項に記載のセパレータ。
9. 前記第一のベースフィルムの厚さは、２μｍ～１４μｍであり、選択的に３μｍ～９μｍであり、及び／又は、
   前記第二のベースフィルムの厚さは、２μｍ～１２μｍであり、選択的に３μｍ～７μｍである、請求項１から８のいずれか１項に記載のセパレータ。
10. 前記セパレータは、中間層をさらに含み、前記中間層は、前記第一のベースフィルムと前記第二のベースフィルムとの間に設けられ、且つ前記中間層は、接着剤を含み、選択的に、前記中間層は、接着剤及び充填粒子を含む、請求項１から９のいずれか１項に記載のセパレータ。
11. 前記接着剤は、ポリアクリレート、ポリアクリル酸、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオライド、フッ化ビニリデン－トリクロロエチレンコポリマー、ポリビニルピロリドン、ポリ酢酸ビニル、エチレン－酢酸ビニルコポリマー、ポリエチレンオキシド、ポリアリレート、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、再生セルロース、酢酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、酢酸酪酸セルロース、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアルコール、ポリエチレン、ポリプロピレン、デンプン、シアノエチルアミロペクチンのうちの一つ又は複数を含み、及び／又は、
    前記充填粒子は、無機粒子、有機粒子、有機－金属フレーム材料のうちの少なくとも一つを含む、請求項１０に記載のセパレータ。
12. 前記セパレータは、
    （１）前記セパレータの突刺強度は、３３０ｇｆ～６３０ｇｆであり、選択的に４００ｇｆ～６００ｇｆであることと、
    （２）前記セパレータの横方向引張強度は、≧７００ｋｇ／ｃｍ^２であり、選択的に１０００ｋｇ／ｃｍ^２～１９００ｋｇ／ｃｍ^２であることと、
    （３）前記セパレータの縦方向引張強度は、≧１０００ｋｇ／ｃｍ^２であり、選択的に１２００ｋｇ／ｃｍ^２～２２００ｋｇ／ｃｍ^２であることと、
    （４）前記セパレータは、２５０℃、１ｈでの横方向熱収縮率が≦３％であり、選択的に≦２．０％であることと、
    （５）前記セパレータは、２５０℃、１ｈでの縦方向熱収縮率が≦３％であり、選択的に≦２．０％であることとのうちの少なくとも一つを満たす、請求項１から１１のいずれか１項に記載のセパレータ。
13. 請求項１から１２のいずれか１項に記載のセパレータを含む、二次電池。
14. 正極極板及び負極極板を含み、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けられ、且つ前記第二のベースフィルムは、前記負極極板に向く、請求項１３に記載の二次電池。
15. 請求項１３又は１４に記載の二次電池を含む、電力消費装置。