TW411636B - Cell and production method thereof - Google Patents

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TW411636B
TW411636B TW085110568A TW85110568A TW411636B TW 411636 B TW411636 B TW 411636B TW 085110568 A TW085110568 A TW 085110568A TW 85110568 A TW85110568 A TW 85110568A TW 411636 B TW411636 B TW 411636B
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Shunsuke Oki
Masaya Yamashita
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Asahi Chemical Ind
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經濟部中央標準局負工消費合作社印裝 A7 _______B7__五、發明説明（1 ) 本發明係有關新穎之電池及其製造方法。.更詳細而言 爲，.於含有電解質之容器內\以介有多孔性隔離物方式配 置包含正極活物質層之正極與包含負極活物質餍之負極而 成之電池*其中，，多孔性隔離物係由至少1層之絕緣性物 % 質粒子集合體層所形成，.該粒子集合體含有結合該粒子之 間的粘合劑，，該多孔性隔離物爲至少一種選自由該正極活 性物質層及該負極活性物質層所成群之活性物質層表面上_ ，被一體化的形式直接形成所成，且該絕緣性物質粒子集 合體層具有三維網目空隙構造，即.，本發明爲隔離物上形 成著離子能通過的孔所構成之非水系二次電池及其之製造 方法》因此，本發明之電池具有，，除了在無損其安全性，、 於高電流密度之情形下能發揮優良放電特性外.，比起目前 之電池，.其每單位體積所能收容之活物質量，.亦較目前電 池爲多的優良特性》 近年來：隨著電子機器之小型輕量化、.多機能化.、電 池內藏式化的要求，一般均積極地開發高性能電池丨一般 而言，.電池可分爲，用完即扔型的一次電池及充電可重覆 使用的二次電池》—次電池之例子有，錳電池、鹼性錳電 * « 池等。，而經種種改良後的這些一次電池，其普及靥面較以 前爲廣。，又，二次電池之例子有，鉛蓄電池、鎳一鎘電池. 、鎳-氫電池等，但，最近，尤其以使用非水系電解液之 I 鋰離子二次電池，因具有高電壓、4高容量，故，重童上能 輕' 小型化，.而廣受市場歡迎。. 而能使上述般電池達成高性能化方法有：增加電池每 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇[297公芨) ' ' 一 4 一 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印裂 411636 ' ' A7 __B7五、發明説明（2 ) 單位體積所能收容之活物質量、.電解質量、，或改良正極.、 負極間之離子傅導效率等方法，。 特別是有關上述的鋰離子二次電池等使用非水系電解 液之電池，，因非水系電解液之離子傳導性比水系電解液爲 差，_故I. 一般係利用多層層積或捲繞正極負極及分離器 所形成之單位電池層方式以增加正極及負極之相對面積 進而提升正極、.負極間的離子傳導效率I但，還是希望能 更進一步地改善此特性.。 而達成上述之改善目的的最有效方法之一爲，.使用薄 厚度，_離子透過性優良之隔離物。 目前，.一般所使用的隔離物爲，聚乙烯及聚丙烯等聚 烯烴系樹脂薄膜製之微多孔膜7其製造方法例如有，日本 國特開平3_1 0585 1號公報所記載的.，將含有聚烯 烴系樹脂組成物之熔融物擠壓成型爲片狀後：抽出.、去除 聚烯烴系樹脂以外之物質，_再延伸該片狀物而得到的，。 這類的樹脂薄膜製之隔離物\因必需具有電池製作時 不斷裂程度的機械強度，.故，.厚度上很難達到某種程度以 上的薄度特別是上述的鋰離子二次電池般以多層層積或 捲繞單位電池層型之電池，.會因隔離物的厚度而限制電池 每單位體積所能吸收的單位電池層的量•。又•’目前之隔離 物，.既使增加空孔率、，提升正極，、負極間之離子傳導性亦 因不明原因而無法得到令人滿意的結果（請參考本說明書 之比較例1 )。.另外.，該類樹脂薄膜製隔離物於耐久性方 面亦有所問題，若用於二次電池時是因重覆充放電操 本紙張尺度適用中國國家棕準（CNS ) A4規格（210X29?公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -5 - 411636 經濟部中央標率局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（3 ) 作的結果使得隔離物劣化，.因而降低電池之循環性的缺點 (請參考本說明書之比較例3),。目前的隔離物多半係利 用上述方法製得的，，因此.，隔離物會成爲電池構成部材中 較貴之部材。.尤其.，對上述鋰離子二次電池等電池而言.， 隔離物的使用面積較大，，因此，•隔離物價格會。.造成電池 製造成本提高的問題。· 本發明者爲了解決上述之問題，並開發出安全且高性 肯巨，.又能廉價製造之電池，，經專心研究的結果發現了，，一 種電池，，其爲於含電解質之容器內，.以介有多孔性隔離物 方式配置包含正極活物質層之正極與包含負極活物質層之 負極，.因多孔性隔離物係由至少1層之絕緣性物質粒子集 合體層所形成.，該粒子集合體含有結合該粒子之間的粘合 劑，.該多孔性隔離物爲至少一種選自由該正極活性物質層 及該負極活性物質層所成群之活性物質層表面上/被一體 化的形式直接形成所成，且該絕緣性物質粒子集合體層具 有三維網目空隙構造：即，.隔離物中形成著離子能通過的 孔，.並且，.意外地發現這類電池除了在無損其安全性：於 高電流密度下發揮優良放電特性外.，比起目前之電池.•其 每單位體積所能收容之活物質量亦較目前之電池爲多.，本 發明就是依據該見解而完成的： 因此，.本發明的第1個目的爲，提供一種非水系二次 電池，其除了在無損安全性於高電流密度之情形下能發 揮優良放電特性外，.比起目前之電池/其每單位體積所能 收容之活性物量亦較目前之電池爲多· ’故能發揮極高性能 本紙張尺度遴用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填疼本頁) 訂 ΛΤ _ 6 一 經濟部中央標準局員工消費合作社印褽 411636 A7 ____B7五、發明説明（4 ) 0 本發明的另一個目的爲，.提供一種製造上述高性能電 池的有效方法： 有關本發明之上述諸項目的、.特徵及其利益，.可由參 考下列圖面的詳細說明及申請專利範圍之記載而得知.。 圖面之簡單說明 圖1(A)爲：使用目前隔離物的電池之單位電池層 的部分概略剖面圖 圓1 ( B )爲，，比較例1〜7所使用的，，具有目前之 隔離物的單位電池層之另一例概略剖面圖.。 圖2爲，，本發明電池樣式之一的單位電池爲概略剖面 圖。. 圖3爲，.本發明電池樣式之二的單位電池層.，概略剖 面圖。. 圖4爲，本發明電池樣式之三的單位電池層，，概略剖 面圖。 « .圖5爲，本發明電池樣式之四的單位電池層.，概略剖 面圖。 圖6爲，本發明電池樣式之五的單位電池層.，概略剖 面圖·^ 圖7 (a)~7 (c)爲：實施例1〜7所使用的單 位電池層概略剖面圚 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙乐尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） -7 - 411636 A7 B7 經濟部中央榡準局員工消費合作社印裝 五、發明説明（ 5 ) 1 1 符 號 說 明 1 1 I 1 電 池 層 1 1 1 1 正 極 1 I 請 \ | 1 1 a 正 極 集 電 體 箔 先 聞 1 | 讀 1 I 1 1 b 正 極 活 物 質 層 背 面 1 | 之 1 1 2 負 極 1 事 1 1 2 a 負 極 集 電 體 箔 項 再 1 填 1 1 2 b 負 極 活 物 質 層 % 本 Λ 頁 ! 1 3 § 前 之 隔 離 物 S··· 1 1 3 A 以 — 體 化 形 態 直 接 形 成 於 正 極 活 物 質 層 表 面 1 1 上 的 本 發 明 所 使 用 之 隔 離 物 1 1 1 3 B 以 一 體 化 形 態 直 接 形 成 於 負 極 活 物 質 層 表 面 訂 1 上 的 本 發 明 所 使 用 之 隔 離 物, 1 1 1 3 C 以 一 體 化 形 態 形 成 於 正 極 活 物 質 層 及 負 極 活 1 I 物 質 層 兩 表 面 上 的 本 發 明 所 使 用 之 隔 離 物· 1 1 本 發 明 之 —' 爲 * 提 供 一 種 電 池 其 特 徵 爲 ， * 容 器 內 除 ) 了 含 有 電 解 質 外 也 包 含 正 極 活 物 質 層 之 正 極 含 負 極 活 \ 1 物 質 層 之 負 極 及 多 孔 性 隔 離 物 並 且 該 正 極 • 負 極 及 隔 1 I 離 物 係 以 ϊ 能 與 電 解 質 共 同 反 應 之 方 式 收 容 於 容 器 中 的 2 1 又 ‘多 孔 性 隔 離 物 介 於 正 極 與 負 極 間 係 以 其 兩 側 表 面 分 1 I 別 面 對 正 極 活 物 質 層 及 負 極 活 物 質 層 之 方 式 S3 置 因 多 孔 1 1 I 性 隔 離 物 係 由 至 少 一 層 之 絕 緣 性 物 質 粒 子 集 合 體 層 所 形 1 1 成 該 粒 子 集 合 體 含 有 結 合 該 粒 子 之 間 的 粘 合 劑 • 9 該 多 孔 I 1 性 隔 離 物 爲 至 少 --- 種 選 白 由 該 正 極 活 性 物 質 層 及 該 負 極 活 1 1 本紙張尺度適用中圉國家標準（CMS ) A4規格（210X297公釐） -8 - 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 «11636 A7 ' B7五、發明説明（6 ) 性物質層所成群之活性物質層表面上：被一體化的形式直 接形成所成，，且該至少一層之絕緣性物質粒子集合體層具 有三維網目空隙構造，，即，，形成了離子可通過的孔.。 又，.爲了使本發明易於理解，.首先，.將列舉本發明之 基本特徵及諸樣式，。 1 . 一種電池*其特徵爲容器內除了含有非水系電解 質外，.也包含正極活物質層之正極、.含負極活物質層之負 極及多孔性隔離物，並且：該正極，.負極及隔離物係以/ 能與電解質共同反應之方式收容於容器中，，又，，多孔性隔 離物於正極與負極間，係以其兩側表面各別面對正極活物 質層及負極活物質層方式配置：其中，*多孔性隔離物係由 至少一層之絕緣性物質粒子集合體層所形成.，該粒子集合 體含有結合該粒子之間的粘合劑，.該多孔性隔離物爲至少 一種選自由該正極活性物質層及該負極活性物質層所成群 之活性物質層表面上.，被一體化的形式直接形成所成.，且 集合體層具有三維網目空隙構造，.即：隔離物上形成著離 子可通過的孔/ 2.如前項1所記載之非水系二次電池，其特徵 爲，..多孔性隔離物之空孔率於乾燥狀態下爲1 0 %以上ί 3 ·如前項1所記載之非水系二次電池.，其特徵 爲’.多孔性隔離物具有粒子集合體之空隙以外的要因爲起 因之離子傳導性，。 4.如前項1〜3中任何一項所記載之非水系二次電 池’.其特徵爲，.絕緣性物質係無機物 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（21〇χ2ί>7公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標隼局員工消费合作社印製 A7 ____B7 五、發明説明（7 ) 5 .如前項1〜3中任何一項所記載之非水系二次電 池，其特徵爲，.絕緣性物質爲有機物 6 .如前項1〜5中任何一項所記載之非水系二次電 池’.其特徵爲粒子集合體係由至少2種不同絕緣性物質 形成的，。 7.如前項1所記載之非水系二次電池，.其特徵爲.， 多孔性隔離物係由不同粒子集合體分別構成的至少2層所 形成。 8 .如前項1所記載之非水系二次電池*其特徵爲， 多孔性隔離物係由，至少一層無機絕緣性物質粒子集合體 層所形成的第1隔離層及至少一層有機絕緣性物質粒子集 合體層所形成的第2隔離層所構成的.，又.，第1隔離層係 以一體化形態直接形成於正極活物質層及負極活物質層中 任何一方之活物質層表面上，.第2隔離層則以一體化形態 直接形成於正極活物質層及負極活物質層中另一方之活物 質層表面上' 9.如前項1〜8項中任一項所記載之非水系二次電 池，其特徵爲，非水電解質含有鋰離子，。 ..10.如前項9項所記載之非水系二次電池：其特徵 爲，正極活物質層含有錳酸鋰。 * · 1 1 . 一種非水系二次電池之製造方法，，其特徵爲.， (1) 分別提供包含正極活物質層之正極及包含負極 活物質層之負極： (2) 將絕緣性物質粒子與該粒子用粘合劑之混合物 本紙掁尺度適用中國國家楳準（CNS ) A4規格（210X297公釐} ί：請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁)
,1T -10 - 411636 A7 __B7 五、發明説明（8 ) 以分散劑分散而得之分散液塗佈於，，選自正極活物質層及 負極活物質層所形成之群中至少一個的活物質層表面上.， (3)利用蒸散去除塗布於至少一個活性物層表面之 分散液中的分散劑：以形成利用粘合劑結合粒子的粒子集 合體層，.因此，能於至少一個活性物層表面上形成一體化 ，且該絕緣性物質粒子集合體層中具有三維網目空隙構造 的多孔性隔離物，. (4 )將所得的，，至少於任何一方之活性物層表面上 已形成多孔性隔離物的正極及負極收容於容器內，此時係 以、正極活物質層及負極活物質層對向夾住隔離物，且與 容器內電解質以可共同反應之方式配置。 « 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明之非水系二次電池可藉存在於，，由形成多孔性 隔離物之絕緣性物質粒子的空隙所形成的具有三維網目空 隙構造之孔中的電解質來傳導離子，，另外.，因介有隔離物 ，而使得正極活物質層及負極活物質層能形成不使電氣短 路的構造 '又，本發明所使用之隔離物，.比起目前的聚烯 烴樹脂薄膜製隔離物等，.具有較高的離子傳導性其係因 ，形成本發明多孔性隔離物的絕緣性物質粒子集合體層之 空隙係存在分離器內：因此.，比起目前的樹脂薄膜製之分 離器等，.本發明之分離器能其有更有效之三維網目空隙構 造。， 上述之絕緣性物質粒子可爲無機物粒子或有機物粒子 β而無機物粒子之例子有.，氧化物〔例如，.L i 2 〇、 B e 0、‘B203、. Na2〇.、MgO.、A 12〇3\ S i 〇2 本紙乐尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) — A7 B7 經濟部中央橾準局員工消費合作社印策 五、發明説明（ 9 ) 1 1 、 P 2 〇 5 、 * C a 0 > .C Γ 2 0 3 、 F e 2 ◦ 3 « Z η 0 Μ 1 1 I Z r 〇 2及T 0 2 等 :沸 石 C Μ 2 / n〇 • A 1 2 0 3 • 1 1 I X S 0 2 • y Η 2 0 ( 式 中的 Μ 爲 Ν a % • K 、 « C a 及 Β a 等 1 I 請 1 I 金 屬 原子 η 相 當 於 金 屬陽 離 子 Μ η + 之 電 荷 的 數 i X 及 Y 先 閱 1 I 讀 1 I 爲 S i 0 2及Η 2 0 之 克 分子 數 * 又 2 X 1 0 » 2 背 面 1 I 之 1 Y 7 ) 、 « 氮 化 物 C 例如 ，Β Ν， A 1 N 、 S i 3n 4 意 玄 1 I B a 3ν ζ 等 % • rtu 碳 化 矽 (s i C ) > 鍩 石 ( Z r S i 0 4 Ψ 項 再 1 填 1 ) 、 碳酸 鹽 c 例 如 .M g 0 a 1 C a C 0 3等〕 ; 硫 酸 鹽 [ 例 寫 本 I 如 1 C a S 0 A \ B a S 0 4 等 ] 及 其 複 合 體 C 例 如 磁 器 的 頁 1 1 一 種 ，.塊 滑 石 ( Μ g 0 • S i 0 2 ) :鎂橄攬石 (2 M g 1 1 0 * S i 0 2〕 及 2 M g 0 2 A 1 2 0 3 5 S i 0 2) 1 1 0 有 機物 粒 子 之 例 子 有 '聚 乙 烯 聚 丙 烯 聚 苯 乙 烯 聚 訂 i 氯 化 乙烯 基 • 聚 氯 化 乙 烯叉 聚 丙 烯 睛 聚 異 丁 嫌 酸 甲 基 1 I 聚 丙烯 酸 酯 氟 樹 脂 (例 如 聚 四 氟 乙 烯 聚 氟 化 乙 烯 1 I 叉 等 )' 聚 醯 胺 樹 脂 聚亞 胺 樹 脂 % 聚 酯 樹 脂 、 聚 碳 酸 酯 1 1 樹 脂 '.聚 苯 撐 氧 化 物 樹 脂、 a 矽 樹 脂 X % 苯 酚 樹 脂 % • 尿 素 樹 脂 1 1 蜜 胺樹 脂 \ 聚 尿 焼 樹 脂.、 聚 醚 樹 脂 ( 例 如 > 聚 乙 烯 氧 化 1 1 物 聚丙 嫌 氧 化 物 等 ) ，.環 氧 樹 脂 * 聚 甲 醛 樹 脂 \ A S 樹 1 1 脂 A B S 樹 脂 等 樹 脂 0 1 1 一般 而 • 又 以 使 用硬 度 高 之 物 作 爲 絕 緣 性 物 質 粒 1 1 0 因 爲， 使 用 這 類 的 粒 子， 既 使 因 活 性 物 質 層 之 體 積 膨 脹 1 I 等 而 施加 壓 力 於 隔 離 物 上， 也 不 會 產 生 變 形 故 不 會 有 隔 1 1 1 離 物 中空 隙 崩 潰 的 情 形 產生 » 因 此 > 能 常 保 電 解 質 存 在 1 1 1 而 不 會降 低 傳 導 性 > * 且 可提 升 電 池 之 耐 久 性 〇 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210X297公釐） -12 - 411636 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印策 五、發明説明（ 10 ) 1 I 因 所 使 用 之 絕 緣 性 物 質 粒 子 爲 » 具 有 熔 點 2 0 0 °C 以 1 1 上 之 耐 熱 性 者 9 * 其 例 如 » * a — A 1 2 〇 3 ( 熔 點 2 0 5 5 Dc 1 1 1 ) y ‘耐 熱 性 樹 脂 之 聚 亞 胺 ·( 2 5 0 電 解 質 4 0 0 °C 下 不 V 請 1 1 1 溶 > 不 熔 之 不 分 離 物 ) 等 因 此 * • 比 起 巨 前 之 聚 乙 烯 製 微 7L 閲 1 1 多 孔 膜 ( 熔 點 約 1 4 0 X ) 或 聚 丙 烯 製 微 多 孔 膜 ( 熔 點 約 背 ιέ 1 1 之 1 | 1 8 0 °c ) 其 更 能 得 到 耐 熱 性 優 良 之 隔 離 物 ΰ • 注 意 1 I 事 1 又 絕 緣 性 物 質 粒 子 之 粒 徑 較好 爲 平 均 粒 徑 5 η m 項 再 1 * 填 1 0 0 β m 又 以 5 η m 1 0 β m 爲 佳 最 好 係 5 η m 本 { I 1 β m 0 «W1 1 1 j 隔 離 物 * 厚 度 並 Jtrrt. m 限 制 9 但 較 好 爲 1 0 0 η ΙΏ 1 1 I 1 0 0 n m 又 以 1 0 0 η ΤΠ 1 0 β m 爲 佳 0 1 1 就 本 發 明 而 言 % 上 述 之 粒 子 集 合 體 較 好 係 含 有 粘 合 劑 訂 1 以 結 合 粒 子 0 • 1 I 粘 合 劑 的 例 子 如 膠 乳 例 如 苯 乙 烯 — 丁 二 烯 共 聚 1 I 合 體 膠 乳 及 丙 烯 腈 一 丁 二 烯 共 聚 合 體 膠 乳 ) 纖 維 素 衍 生 1 f 物 ( 例 如 羧 / 甲 基 纖 維 素 之 鈉 鹽 ) 氣 橡 膠 ( 例 如 氟 1 I 化 乙 烯 叉 及 —L- 氟 丙 烯 及 四 氟 乙 烯 之 共 聚 合 體 ) 氟 樹 脂 ( 1 I 例 如 聚 氟 化 乙 烯 叉 及 聚 四 氟 乙 烯 ) 等 0 1 i • 而 關 於 粘 合 劑 的 -Εί. 里 k 就 粘 合 劑 與 絕 緣 性 物 質 粒 子 之 體 1 1 積 比 而 者 較 好 爲 1 / 5 0 0 5 / 3 > • 又 以 1 / 5 0 0 1 I 1 / 2 爲 佳 ； 最 好 係 使 用 1 / 5 0 0 / 5 的 量 0 1 1 另 外 » • 本 發 明 的 多 孔 性 隔 離 物 較 好 爲 1 以 一 體 化 之 形 1 i 態 直 接 形 成 於 選 白 正 極 活 物 質 層 及 負 極 活 物 質 餍 所 形 成 之 1 1 群 中 至 少 個 活 性 物 層 表 面 上 0 1 1 本紙汝尺度適用中囤國家標隼（CNS ) A4規格（210x297公釐） A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作枉印製 五、發明説明（11 ) 目前，電池中作爲隔離物使用的樹脂薄膜製微多孔膜 ft ，於單體之情況下丨因需保有處理上所必要之機械強度.， 故很難其厚度降至2 5 以下：因本發明使用以一體化 形態直接形成於上述活性物層表面之隔離物.，於不無以單 體方式處理隔離物之情形下.*其厚度可非常薄因此.，不 僅能增加電池，.每單位體積所收容之活物質量，，也能減低 內部電阻，.所以能減少超電壓及明顯地提升入出力特性 上述，.多孔性隔離物之空孔率於乾燥狀態下.，較好爲 1 0%以上：又以2 0%以上爲佳，最好爲4 0%以上.。 雖然高空孔率有助於提升離子傳導性>，但，，隔離物薄而空 孔率過高時.，將很難防止正極及負極間的短路問題/因此 ，實用上以9 0%以下爲佳。. k 至於上述空孔率的測定：若能使隔離物成爲單體之情 形下*.可用水銀孔率計測得.，但.，本發明之隔離物係與電 極至一體化.，於無法單離之情形下只能以下面方法求取空 孔率。，即，將樹脂溶液含浸於隔離物之孔內：固化後利用 S E M ( scanning electron microscope)攝得隔離物剖 面照片*.並依據此照片算出全剖面面積中的樹脂含浸部分 面積之比率（％)。·又，.分別取10個以上不同處所之隔 離物剖面位置：進行前述之測定*，最後以所得數值的平均 值作爲空孔率·。 上述隔離物也可以粒子集合體空隙以外之要因作爲離 子具傳導性之起因： 又，得到這類隔離物的方法有.，使用多孔質材料作爲 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) ,ιτ 本紙張尺度適用中國S家標準（CNS ) Α4規格（21〇χ297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 411636 A7 __B7 五、發明説明（12 ) 絕緣性物質粒子之方法，.或以骨架內具有分子能出入間隙 之材料（例如，.沸石）作爲絕緣性物質粒子的方法.，或以 電解液中能膨脹之材料（例如，聚乙烯睛，聚異丁烯甲基 ，聚氟化乙烯叉等）作爲絕緣性物質粒子及/與其混合之 物質的方法，或以固體含浸電解液後僅蒸發溶劑而得到之 材料（例如，聚乙烯氧化物：聚丙烯氧化物，聚磷睛等鹼 性金屬鹽及其複合體）作爲絕緣性物質粒及/或與其混合 之物質的方法。 本發明中上述6，7，8項中的隔離物係分別由：不 同絕緣性物質形成的粒子集合體所形成，.及不同粒子集合 體所分別構成的至少2層所形成.，及以無機絕緣性物質粒 子集合體層所構成的第1分離層與以有機絕緣性物質粒子 集合體層所構成的第2分離層所形成。又，此「不同」係 指其化學組成的不同.，或化學組成相同而熔點等性質不同 。而使用前述各樣式之隔離物的結果：能具有保險絲機能 。例如，第8項爲具有高熔點（例如1 〇 〇 〇 °C以上） 之無機氧化物及具有低熔點（例如2 0 0°C以下）之樹脂 粒子混合而成粒子集合體層時 '或第1 〇項爲.，正極活物 質層表面上形成具有高熔點（例如1 〇 〇 〇°c以上）之無 機氧化物粒子集合體：又，，負極活物質層表面上形成具有 低熔點（例如2 0 0 °C以下）之樹脂粒子集合體時，，當電 池陷於高溫狀態下：能僅熔融樹脂粒子而堵塞空隙.，因此 ，能揮發遮斷電流之保險絲機能以確保安全.。 本發明之電池可爲，.例如，.二氧化錳一鋰電池，，氟化 本紙張尺度適用中國國家標皁（CNS〉A4規格（210X297公釐） (讀先閲讀背面之注意事項再填两本頁) 、?τ < -(5 - 經濟部中央標準局負工消f合作社印裝 A7 ____B7五、發明説明（13 ) 黑鉛一鋰電池等一次電池，，或鋁蓄電池、鎳-鎘電池’鎳 _氫電池等使用水系電解液之二次電池，或鋰離子二次電 池等使用非水系電解液之二次電池i 本發明所使用的容器例子有，铝、SUS、鐵：鎳、 鍍金之鐵等罐子：或層壓板、樹脂膜形成之物。 若本發明之電池爲一次電池時，可使用已知的正極.、 負極及電解質：例如，.本發明之電池爲二氧化錳-鋰電池 時所使用的正極可爲二氧化錳、負極爲鋰金屬，，及以有 機溶劑溶解鋰鹽之物作爲電解質。或本發明之電池爲氟化 鋰黑鉛一鋰電池時，其中的負極及電解質可同前述二氧化 錳一鋰電池所使用之物。 本發明之電池也可爲二次電池*其中的正極、負極、 I 電解質可使用已知之物。例如，本發明之電池爲鉛蓄電池 時，_所使用的正極活物質可爲P b 02，負極活物質爲 P b、電解液爲H2S 04水溶液。或本發明電池鎳一鎘電 池時，所使用的正極活物質可爲N i 00H :負極活物質 層爲C d、，電解液係以KOH爲主體的添加L i 0H或 N a 0H之水溶液。或本發明之電池爲鎳-氫電池時|，所 使用的負極活物質可爲氫（吸藏氳之合金），正極活物質 及電解液可同鎳-鎘電池。、 又，本發明之電池爲鋰離子二次電池時，.有關其正極 活物質、.負極活物質及電解質，、下面將詳述之，。而所使用 的正極用集電體箔之例子有鋁' 鈦及不銹鋼等金屬箔.，其 中又以鋁箔爲佳。負極用集電體箔之例子有銅.、鎳.，不銹 本紙掁尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐) ' -(6-- {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 411636 A7 87 經濟部中央標準局員工消費合作社印装 五、發明説明（14 ) 鋼等金屣箔，、其中又以銅箔爲佳，。 鋰離子二次電池所使用的正極活物質可爲，，L i及 C〇、N i 、Mn、. F e等與過渡金屬之複合金屬氧化物 * · ，或L i與過渡金屬丨非過渡金屬之複合金觴氧化物.。例 如，t具有層狀構造的以電氣化學上之intevcalate、dein-tervca late方式得到的鋰複合金屬氧化物等。、又：鋰複合 金屬氧化物之具體例如，，日本國特開昭5 5 -136131號公報（美國特許第4357215號）所 掲示的L i Co〇2，或日本國特開平3 — 49 1 55號 公報所掲示的L ixN iyCo(x_”02(其中，OSxS 1 'CJSySl)及 LixMn2〇4(其中 0 客 x^l) 等。， 而這類化合物可利用氫氧化鋰、.氧化鋰，、碳酸鋰.、硝 酸鋰等鋰化合物及金靥氧化物、金屬氫氧化物.、金屬碳酸 鹽、、金屬硝酸鹽等及所希望之其他金饜化合物的燒成反應 而易於得到，。 鋰離子二次電池所使用的負極活物質可爲、，焦炭，、石 墨、.非晶質碳等碳質材料，.而其形狀較好爲，•破碎狀.、鱗 片.狀、.球狀中的任何一種形狀丨又，.碳質材枓並無特別限 制，，例如日本國特開昭5 8_3 5 8 8 1號公報（美國特 許第4617243號）所揭示的高表面積碳材料、石墨 • · '特開昭5 8 — 2 0 9 8 6 4號公報所記載的苯酚系樹脂 等燒成碳化物：或日本國特開昭6 1 — 1 1 1 9 〇 7號公 報（美國特許第4725422號）所記載的：縮合多環 (請先閱讀背面之注意事項再填{巧本頁) 訂 笋1. 本紙伕尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210X297公釐） -17 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 411636 A7 _B7五、發明説明（15 ) 碳化氫系化合物之燒成碳化物等》 鋰離子二次電池所使用的非水系電解液並無特別限制 ，例如可使用有機溶劑溶解L i C 1 〇4、L i BF4、 LiAsFe、.CF3S〇3Li、 （CF3S02)2N* « * Li ： L i P F 5 'LiI、LiAici4、 « · NaC 1 〇4' NaBF4' Na I 、 (n - B a ) 4N C 1 04、、（n-Bu)4NBF4、 K P Fe等電解質所形成的，有機電解液：而有機電解液 中的電解質濃度較好爲，，約0. 1〜2.5mol/I 。 所使用的有機溶劑例子有.，醚類、酮類、內酯類、腈 類、.胺類、.醯胺類 '硫黃化合物、氯化羥類.、酯類.、碳酸 鹽類、.碳基化合物、、磷酸酯系化合物，、環丁碼系化合物等 ，其中又以醚類：酮類、睛類、.氯化羥類'•碳酸鹽類•、環 丁碼系化合物爲佳•最好爲環狀碳酸鹽類其代表例子.，有 氫化呋喃' 2_甲基四氫化呋喃、1 ，4一二噁烷、苯甲 * ♦ 醚、monogrime、乙睛、丙腈、，4 一甲基—2 —戊酮、丁 睛、.戊睛、苯甲腈、1 ，2 —二氯乙烷、r 一丁內酯、二 • * 甲氧基乙烷.、甲基甲酸酯、.丙烯碳酸鹽、.乙烯碳酸鹽.、二 乙基碳酸鹽：二甲基碳酸鹽、，甲基乙基碳酸鹽.、乙烯撐碳 酸鹽：二甲基甲醯胺二甲基亞碼·、二甲基硫代甲醯胺、 環丁碼、3-甲基-環丁碼、磷酸三甲基、磷酸三乙基及 它們的混合溶劑等，但，非限於這些例子* 若使用上述鋰離子般的非水性電解質之電池時、，因非 水系電解質缺乏離子傳導性因此，舄了提升正：負極間 _ '18 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210x297公釐） (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製
Pi636 A7 ___B7__五、發明説明（16 ) 離子傳導性效率：目前，一般所採用的方法如圖1(A) 所示爲，.具有多數層積或捲繞由正極集電體箔1 1 a之兩 面上塗布正極活物質以作爲正極活物質層1 1 b : 1 1 b 所形成的正極1 1及負極集電體箔1 2 a之兩面上塗布負 極活物質以作爲負極活物質層1 2 b1 2 b所形成的負 極1 2及設置於正極活物質層1 1 b與負極活物質層1 2 b間的樹脂薄膜製隔離物1 3所構成之單位電池構造_。但 ，因前述樹脂薄膜製隔離物1 3.*單體之情形下需保有處 理上所必要的機械強度，故，，其厚度很難低於2 5 M m 1 因此，I會有限制電池，，每單位體積所能收容活物質量之缺 點。.而若以本發明所使用的上述多孔性隔離物取代具有前 述構造之電池中的隔離物1 3時，.可得到迅速提升電池每 單位體積所收容之活物質量及正、，負極間之離子傳導性效 率的高性能電池ΐ另外，.目前的具有前述構造之電池.，因 電池構成部材中大量使用較貴的樹脂薄膜製隔離物，故有 提高電池製造成本之問題。.而本發明所使用的隔離物非常 廉價，、因此，_能廉價地製造出前述般的高性能電池β 製造本發明所使用之隔離物的方法並無限制，.例如可 爲參考圖2所說明的下列方法。即，於集電體箔1 1 a上 以已知方法形成正極活物質層1 1 b作爲正極，.再於正極 活物質層11b表面上形成絕緣性物質粒子集合體層作爲 隔離物1 3 A '具體而言爲，_將絕緣性物質粒子均勻地被 覆於正極活物質層1 1 b表面，並以輥壓機壓緊後，於正 極活物質層1 1 b表面均一地塗布—定厚度的；絕緣性物 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁} ' 19 - 411636 A7 B7 _ 五、發明説明（17 ) 質粒子與粘合劑之混合物分散於分散劑的分散液·*再加熱 蒸發去除分散劑，t即可得到形成於正極活物質上由絕緣性 物質粒子集合體層所構成的隔離物1 3 A若使用上述分 散液的方法，、則所使用的分散劑並不限於’不會溶解絕緣 性物質粒子而溶解粘合劑，，且能以適當溫度加熱蒸發之物 ，例如，，醋酸乙基，、乙二醇單乙基醚（2 —乙氧基乙醇） 、1-甲基一 2_吡咯烷酮（NMP) 、N，N —二甲基 甲醯胺（DMF)、.二甲亞碉（DMSO)、四氫呋喃（ TH F )及水等。，又，利用加熱去除分散劑時：以絕緣性 物質粒子不產生變形、熔解之溫度、.時間進行即可/一般 係以5 0〜2 0 0°C進行5〜3 0分鐘 '又，.分散液的固 體成分（絕緣性物質粒子）濃度並無特別限制.*較好爲 40〜60重量％。 » 經濟部中央標隼局負工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 白 丨 若使用上述方法，4則各絕緣性物質粒子於隔離物形成 前後不會產生形狀等變化：因此：基本上係不同於例如因 熱而使粒子們熔著（燒結）之類的方法.。因本發明之粒子 集合體中的粒子們不會熔著及形成化學結合故能保有各 粒子之完整原貌。， ..使用圖2所示單位電池製作本發明之電池時.，例如， 可利用捲繞以負極側爲外側的單位電池層.，或層積複數個 正極'負極以介有隔離物且爲相對方式配置所形成之單位 電池層，•而使得位於正極1 1及負極1 2間之隔離物1 3 A配置爲，，其兩側表面分別面向正極活物質層1 1 b及負 極活物質層12b.。 本紙浪尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（21〇><297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 411636 A7 B7 五、發明説明（18 ) 如圖2所示之隔離物1 3 A，，其爲：以一體化形態直 接形成於電極活物質層表面上的隔離物，，因此.，不像上述 般 '有單體處理的必要性，，所以，.能配合絕緣性物質粒子 粒徑％於確保規定之空孔率芨不產生正；負極間短路之範 圍內，•使其厚度很薄。.例如，所使用的絕緣性物質粒子之 平均粒徑爲1 以下時，隔離物1 3 A之厚度可爲5〜 lOym;空孔率則達60%。， 又，，這類隔離物1 3 A係以粘合劑結合的t，因此，，柔 軟性高，又，係以一體化形態直接形成於電極活物質層表 面上，因此：隔離物於電極上並不會移動：故，，對電池生 產步驟而言非常有利 '又，，這般柔軟性實非例如燒結粒子 而形成的隔離物所能比的、。 爲了說明本發明電池的具體構成：下面請參照圖2〜 圖6 :以說明各種實施樣式 可如圖2般，，正極集電體箔1 1 a兩側的的2個正極 活物質層1 1 b 1 1 b兩表面上一體成型隔離物1 3A 、1 3A 或者，.如圖3所示般，.於負極集電體箔12a ，兩側的2個負極活物質層1 2 b ,、1 2 bj兩表面上一 體成型隔離物13B、13B〇 聲 · 或者，.如圖4所示般，，於正極1 1之一邊的活性物層 1 1 B表面上一體化形成隔離物1 3 a :再於負極1 2之 一邊的活物質層1 2 b表面上一體成型隔離物1 3 B後.， 以介有隔離物13A且正極活物質層11b及負極活物質 層12b相對方式形成單位電池層1β _______ · 本紙伕尺度適用t國國家標準（"CNS)T^見格（2]0Χ297公楚)- -21 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 411636 A7 B7 五、發明説明（19 ) 或者：如圖5所示般，分別於正極1 1兩側的2個活 物質層1 1 b，. 1 1 b兩表面上一體成型隔離物1 3A * « 1 3 Bm.又，分別於負極1 2兩側的2個活性物層1 2 b « · ，：L2b兩表面上一體化形成隔離物13B.，13B,，再 以介有隔離物1 3A1 3A兩者且以正極活物質層 1 1 b及負極活物質層1 2 b相對方式形成電池層1_。又 ，此時形成於正極1 1兩側之活性物層1 1 b,，1 1 b兩 瓠 表面上的隔離物13A，、13A可爲相同，也可不同，形 成於負極1 2兩側的活性物層1 2b，. 1 2b兩表面上的 隔離物1 3B3B可相同，.也可不同。若使用具有圖 * 5所示構造之單位電池層的電池時·，即使隔離物1 3A,、 1 3 A中任何一個具有針孔（貫穿隔離物大約厚度方向的 孔），.也會因隔離物13A，，13B的重疊，.而使針孔確 實重疊率降至幾乎沒有，.因此，.能防止正極活物質層1 1 b與負極活物質層1 2 b間產生短路 又，本發明之隔離物可如圖6所示般爲，，於正極活物 質層1 1 b表面及負極活物質層1 2 b表面上一體成型的 隔離物1 3 c。而該隔離物的製法有，.將絕緣性物質及粘 合劑之混合物分散於分散劑所形成的分散液塗布於一方電 極的活物質層表面後，，以兩電極活物質層介有分散液且相 對方式將另一電極直接重疊於該表面上.，再加熱蒸發分散 劑，.以貼合兩電極的方法，.或至少於一方電極活物質層表 面上塗布前述分散液，.乾燥以形成隔離層：再以兩電極活 物質層介有該隔離層且面對之方式重叠另一電極，.其後：
本紙張尺度適元中国國家櫺隼（CNS ) A4規格（210X297公H ---------ί------IT------^ τ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -22 - 經濟部中央標準局員工消费合作社印繁 «1636 A7 B7五、發明説明（20 ) 以熔融粘合劑之溫度熱壓，.使其貼合的方法：或至少於一 方電極活物質層表面上塗布前述分散液後：乾燥以形成隔 離層，再於隔離層上塗布溶解粘合劑之溶劑後：以兩電極 活物質層介有隔離層且面對之方向重疊另一電極I，再壓延 、乾燥\使其貼合的方法等 本發明之電池中，，由正極、，負極及隔離物形成的單位 電池層可爲/圖2〜圖6所示般由複數個正極活物質層及 複數個負極活物質層所構成的單位電池層：或實施例所參 照的圖7 ( a )〜7 ( c )所示般由1個正極活物質層及 負極活物質層所構成的單位電池層：或層積：捲繞這些所 構成旳單位電池層％ 另外，.本發明的電池製造方法並無特別限制，下列方 4 法爲較好的方法之一； 即，.一種電池製法，，其特徵爲， (1) 分別提供包含正極活物質層之正極及包含負極 活物質層之負極， I (2) 將絕緣性物質粒子與該粒子用粘合劑之混合物 以分散劑分散而得之分散液塗布於：選自前述正極活物質 層及負極活物質層所形成之群中至少1個之活性物層表面 上，. (3) 利用蒸散去除塗布於至少1個活性物層表面上 的分散液中之分散劑後：以形成利用粘合劑結合粒子的粒 子集合體層’•因此，.能於至少一個活性物層表面上形成一 體化，、且該絕緣性物質粒子集合體層中具有三維網目空隙 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙伕尺度適用中國國家榡隼（CNS ) A4規格（210X297公餐} 經濟部中央標準局貝工消f合作社印裝 A7 ___B7 五、發明説明（2i ) 構造的多孔性隔離物，， (4 )將所得的，至少於任何一方活性物層表面上已 形成多孔性隔離物的正極及負極收容於容器內，，此時係以 ’·正極活物質層及負極活物質層對向夾住隔離物•，且與容 器內電解質以可共同反應之方式配置》 下面’，將以實施例更詳細地說明本發明：但：非限於 比例。 % 啻施例1 利用具有圖7所不構造的實驗用小規模之單位.，調 查本發明電池的充放電特性' 又，片狀電極的製法如下，》 • 脅 正極：，以L i C 〇 02作爲正極活物質層：鱗片狀石 墨及乙炔炭黑作爲填充物、，氟橡膠〔氟化乙烯叉及六氟丙 烯及四氟乙烯之共聚合體，、又，.商品名爲米拉夫隆：且本 國旭化成工業（股）製〕作爲粘合劑，.並且：以 L i Co02 :鱗片狀沸石··乙块炭黒：氟橡膠=1〇〇 * · :2. 5:2. 5:1. 96之重量比方式混合於醋酸乙 基及乙基溶織劑體稹比1 : 3的混合溶劑中.，得淤漿後 將淤漿塗布於厚1 5 pm之鋁箔1 1 a (集電體箔）之單 面上·.乾燥後以壓延滾軸進行壓延，使其成爲厚8 8 之正極活物質層而得。 負極：，以針狀焦炭作爲負極活物質.、羧基甲基纖維素 作爲分散劑、.膠乳（苯乙烯-丁二烯共聚合體膠乳）作爲 本紙張尺度適用中國國家樣率（CNS ) A4規格（210X297公釐} 訂------^~ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -24 - «1636 A7 _____B7__ 五、發明説明（22 ) 粘合劑’並且，以針狀焦炭：羧基甲基纖維素：膠乳==： • * * 1 00 : 0. 8 : 2. 0之重量比方式混合於精製水中.’ 得游漿後，，將其塗布於厚1 8 之銅箔1 2 a (集電體 范）單面上，.乾燥後以壓延滾軸進行壓延，，使其成爲厚 124^πι之負極活物質層而得^ , 又絕緣體粒子集合體所使用的材料及製法如下。 « 〔使用材料〕 絕緣性物質粒子：平均粒徑0. 5#111之6!- « A 1 2 0 3 粘合劑：氟橡膠〔商品名：米拉夫隆，旭化成工 業（股）製〕 » 溶劑：醋酸乙基及乙基溶纖劑體積比1 : 3的混合溶 劑. 經濟部中夹標皁局員工消費合作杜印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 將上述米拉夫隆溶解於醋酸乙基及乙基溶纖劑之混合 溶劑中，.並調整爲4 . 3w t %之米拉夫隆溶液後，.再混 合α-Α12〇3粉末，得固體成分率45. 3wt%之淤 漿。. •.利用刮片將淤漿均匀地塗布一定厚度於上述正極活物 質層上後，.於1 2 0°C烤箱中乾燥1 5分鐘：以固定α — Α 120 3粒子集合髖，作爲隔離物1 3Α »結果.，隔離物 « ♦ 1 3Α之空孔率爲52%。·又，空孔率係以.，於鋁箔製盤 子上形成同前述隔離物後再由鋁箔製盤子剝下，，並以曰 本國島津製作所（股）製的水銀孔率計測得的*。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格（210X297公釐） 411636 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7___五、發明説明（23 ) 接著：將固定上述隔離物1 3 A的正極1 1加工成 1. 5 c m X 1 . Ocm大小。負極12加工成1. 55 c m X 1 . 〇5cm 大小。 t 以介有隔離物1 3 A且面對之方式配置正極及負極_， 製成具有圖7 (a)所示構造的樣品（實施例1— A)。 » 又，此時的隔離物厚度爲2 5 jam » 另外，，製作負極活物質上也具有隔離物1 3 B的同上 述（實施例1-A)具有圖7 (a)所示構造的樣品（實 施例1-B)。又，此時的隔離物厚度爲，正極側加負極 側合計爲50^m。，再於丙烯碳酸鹽（pC)、，乙烯碳酸 鹽（EC)及r - 丁內酯（r-BL)體積比1 : 1 : 2 的混合溶劑以1 . Omo P方式溶解L i BF4所形成的 電解液中’，並以下列之條件進行這些樣品的充放電試驗.。 〔充放電條件〕 溫度：2 5 °C 第1循環. •.充電：以1· OmA/cm2充電8小時，.電壓成爲 4 . 2 V 放電：以1. 0mA/cm2(相當於1/3C)進 行放電至電壓爲2. 7V爲止 第2〜1 5循環， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 訂 -26 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印装 411636 A7 B7五、發明説明（24 ) 充電：以1. OmA/cm2充電6小時_，電壓成爲 4 . 2 V ； 放電：以1 . 0mA/cm2(相當於1/3C)進 行放電至電壓爲2. 7V爲止。 * 第1 6、1 7循環 充電：同第2~15循環 * 放電：以3. 0mA/cm2(相當於1. OC)進 行放電至電壓爲2. 7V爲止。. 第1 8循環 充電：同第2〜15循環^ 放電：同第2〜1 5循環 第1 9循環 充電：同第2〜15循環 放電：以6. 0mA/cm2(相當於2. OC)進 行放電至電壓爲2. 7V爲止/ ..又.，求取各樣品的第1 5及1 6循環之放電容量變化 率、第1 8及1 9循環之放電容量變化率.。結果記載於表 1 比較例1 同實施例1之方法，•製造正極及負極：再分別加工成 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（2[〇χ 297公釐） 27 411636 A7 B7 五、發明説明（25 ) 1. 5 c m X 1 , 〇cm' 1 . 5 5 c m x 1 . 05cm ，其次，.使用厚2 5 /zm及空孔率4 8%的聚乙烯（P E )微多孔膜所形成之隔離物：製造具有圖1 (B)所示構 造的樣品（比較例1 一 A).，另外，，除了使用厚34μιη 及空孔率6 3%的聚乙烯微多孔膜所形成之隔離物外，其 他同上述製成樣品（比較例1 一 Β)·。又，ΡΕ微多孔膜 之空孔率係以空孔容積/多孔膜容積X 1 〇 〇 (其中的空 孔容積=含水重量一絕乾重量）而求得的。，接著：同實施 例1於同電解液中：以同樣條件進行充電放電.•並求取第 1 5及1 6循環之放電容量變化率_，第1 8及1 9循環之 放電容量變化率〗結果記載於表1 ·。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消费合作社印取 本紙浪尺度適用中國國家標窣< CNS ) Μ規格（210Χ2?7公釐） -28 - 經濟部中央標隼局員工消費合作杜印裝 411636 A7 B7 五、發明説明（4)
表1 第15循環 1/3C放電 容量El 5 mAh 第16循環 1. 0C放電 容量Ε1β mAh 15—16循 環容量變 化率 % 第18循環 1/3C放電 容量Eis mAh 第19循環 2. 0C放電 容量Ε1β mAh 18—19 循 環容量變 化率 % 實施例卜A 4. 326 4. 017 -7. 1 4. 311 2. 354 -45. 4 實施例1-B 4.342 4. 076 -6. 1 4. 303 1. 553 -63. 9 比較例1-A 4.350 3. 959 -9.0 4.337 1. 341 -69. 1 比較例1-B 4. 383 4. 058 -7. 4 4. 364 .1. 502 -65. 6 第（n-1)循環—第π循環的容量變化率ttEn-E^-D/Eh-^xiOO (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨OX297公釐） >1 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 411636 A7 __B7__ 五、發明説明（27 ) 由表1內容，比較有同等隔離物膜厚之實施例1 - A * 及比較例1 — A的丨放電電流密度由1 /3 C變化至 2 . 0 C第1 8—第1 9循環之放電容量變化率的結果， 9 實施例1明顯地較小。其原因可推斷爲丨因本發明的由絕 緣性物質粒子集合體所形成之隔離物中的空孔大小及分布 狀態不同於與目前的由聚乙烯製微多孔膜所形成之隔離物 ，，故.，能提升本發明之隔離物中的離子傳導性，.而得以提 升高電流密度下的放電特性\另外，.由此可得知.，隔離物 厚度雖遠比比較例1— A、1 一 B厚許多的實施例1_B ，仍能；具有比前2例高之放電特性的原理.。 又：比較實施例1_A及比較例1一B的放電電流密 度由1/3 C變化至2 . 0 C的第1 8 — 1 9循環之高電 容量變化的結果，隔離物空孔率低、.膜薄的實施例1 — 4 顯著低許多其原因可推定爲’.本發明之隔離物雖有較低 空孔率，.但其膜厚較薄’•故’·能提升隔離物中之離子傳導 性〜而提升高電流密度下的放電特性，。 實施例2及比較例2 _ .因實施例1 ,，以實驗用小規模之單位調查本發明電池 之充放電特性。. 首先，準備下列物所形成之片狀電極/ 〔電極〕 正極：以L i C〇〇 2作爲正極活物質、，鱗片狀石墨 本紙乐尺度適用肀國國家標準（CNS ) A4规格（2丨0χ297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1r -气 -30 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印裳 411636 A7 B7 五、發明説明（28 ) 及乙炔炭黑作爲填充物、，氟橡膠作爲粘合劑：並以 L i Co02:.鱗片狀石墨：乙炔炭黑：.氟橡膠=1〇〇 :2 . 5:2. 5:1. 96重量比方式混合於醋酸乙 基及乙基溶纖劑體積比1:3的混合溶劑中，得淤漿， 聲 再將其塗布於厚1 5 之鋁箔（集電體箔）上，乾燥後 以壓延成厚8 7 μπι之正極活物質層而得。 負極：.以中間相瀝青碳嫌維石墨及鱗片狀之石墨作爲 負極活物質、·羧基甲基織維作爲分散劑、.膠乳作爲粘合劑 ，並以中間相瀝青碳纖維石墨：.鱗片狀石墨.：竣基甲基纖 維素：膝乳=90 : 10 : 1. 4:1. 8重量比方式混 合於精製水中，.得淤漿後乾燥之•再壓延成厚8 1 之 負極活物質層而得.。 又：絕緣性物質粒子集合體所使用的材料及製法如下· 〔使用材料〕 絕緣性物質粒子：平均粒徑1. A 1 ζ Ο 3 •.粘合劑：聚氟化乙烯叉（PVDF). KF#ll〇〇 〔吳羽化學工業（股）製〕 溶劑：.1_甲基一2_乙烯叉（NMP) * 將上述α — A 1 2〇3粉體及p VD F粉體以重量比 1 〇 〇 : 5之方式，.直接以粉體狀態混合後，加λΝΜρ 混合得固體成分率56. 8wt%之淤漿 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4说格（210X297公釐} (诗先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 "'1 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 411636 A7 B7五、發明説明（29 ) 利用刮片將淤漿均勻地塗布一定厚度於上述電極片上 ，於1 20°C烤箱中乾燥1 5分鐘.，使α — A 120 3粒子 集合體固定於電極上：得隔離物β.結果，.該隔離物之空孔 率爲5 2%。.又*.空孔率的測定方式同實施例1。 將塗布上述a_ A 1 2〇 3粒子集合體的片狀物加工成 正極面積1. 5cmxl. Ocm，.負極面積1. 55 c m X 1 . 0 5 cm後^，以塗布部分相對於方式製造圊7 (b )般之樣品％又，.準備負極側及正極側之隔離物厚度 合計爲2 5 的樣品（實施例2— A)及1 〇 的樣 品（實施例2 — B ) ^ 另外，·將上述淤漿塗布於正極上後•.直接以相對之方 式重疊上負極活物質層，再加熱蒸發溶劑，.使其貼合。其 後，.加工成1. 5cmxi. 〇cm以製成圖7(C)般 之樣品（實施例2 — C)。.此時的分離器厚度爲2 5//m » 接著於乙烯碳酸鹽（E C )及二乙基碳酸鹽（ DEC)體積比1 : 1的混合溶劑以1. 〇m〇5/J?方 式溶解L i P F β所形成的電解液中，，並以下列條件進行 樣品之充放電試驗。. -.另外：除了未形成α — αι2〇 3粒子集合體外，，其他 同實施例2_Α及2 — Β，.並將正極及負極加工成1. 5 c m X 1 . 0cm、1. 5 5 c m x 1 . 05cm 後，，以 夾住厚2 5 的聚乙烯（P E )微多孔膜所形成之隔離 物（空孔率3 6%)且以相對之方式配置兩極.，以製成圖 1 ( B )般之樣品，.其次同實施例2 :於相同電解液中 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4規格（210X297公釐） -32 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印衷 411636 A7 B7 五、發明説明（30 ) ，以相同充放電條件進行充放電。 又，P E微多孔膜之空孔率係由空孔容積/多孔膜容 積X 1 0 0 (其中*空孔容積=含水重量-絕乾重量）求 得的《 , 〔充放電條件〕 溫度：2 5 °C， 第1〜1 0循環， 充電：以1 . OmA/cm2充電6小時，，電壓成爲 4 . 2 V。. 放電：以1. 0mA/cm2(相當於1/3C)進 行放電至電壓爲2. 7 V爲止。. 第1 1循環. 充電：同第1〜10循環. 放電•以3. 0mA/cm2(相當於1. 0C)進 行放電至電壓爲2. 7V爲止。. 第1 2循環 充電：同第1〜10循環. 放電：同第1〜10循環. 第1 3循環_ 本紙張尺度適用中园國家標準（C»S ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
'1T -33 _ 411636 A7 B7 五、發明説明（31 ) 充電：同第1〜10循環_ 放電：以6. 0mA/cm2(相當於2 0 C )進 第之 的環 2 循 例 3 較 1 比及 ' 及 2 止 C 1 爲-第 V 2 , ‘ 7 、·率 2 .B 化表 2 | 變於 爲 2 量載 壓、容記 電 A 電果 至 I 放結 電 2 之的 放例環率 行施循化 實 1 變 ，.1 量 又及容 ο 電 1 放 吹 丨 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印裂 本紙張尺度適用中國國家標準（〔、5)厶4規格（21〇乂297公釐） -34 - 411636 A7 B7 五、發明説明（#>) 表2 第10循環 第11循環 10—11 第12循環 第13循環 12—13 1/3C放電 1.0C放電 循環容量 1/3C放電 2.0C放電 循環容量 容量Ειο 容量El 1 變化率 容量El 2 容量El 3 變化率 mAh mAh % mAh mAh % 實施例2-A 5. 027 4. 944 -1. 7 5. 002 4.695 -6. 1 實施例2-B 5. 031 4. 977 -1. 1 5. 005 4. 821 -3.7 實施例2-C 5. Oil 4. 933 -1.6 4. 998 4.655 -6.9 比較例2 5. 025 4. 925 -2. 0 5. 000 4.425 -11. 5 第（n-1)循環—第η循環的容量變化率％:[En-ECn-：〇/E(n-：〇x 100 請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁
*1T 级 經濟部中央標準局員工消费合作社印犁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 411636 A7 _B7_ 五、發明説明（33 ) 由表2內容，比較具有同等隔離物膜厚之實施例2 -* A及比較例2的，.放電之電流密度由1/3 C變化至 2. 0C的第12 — 13循環之放電容量變化率的結果.， 實施例2的顯著地較小。其原因可推斷爲，因本發明的絕 _ 緣性物質粒子集合體所形成之隔離物中的空孔大小或分布 狀態下同於與目前的聚乙烯微多孔膜所形成之隔離物，，故 ，，能提升本發明之隔離物中的離子傳導性，進而提升高電 * 流密度下的放電特性.-。 又：實施例2 - B之隔離物膜厚更薄。因此，更能提 升其放電特性.。 而實施例2 _ C之隔離物.，雖同時固定於正極及負極 兩方，.但，.仍能証明其提升了同樣的性能.。 實施例3及比鮫例3 製造同實施例2 - Α的實驗用小規模之單元，，以作爲 實施例3，*又.，製造同比較例2的實驗用小規模之單元，， 以作爲比較例3 *，再以下列之充放電條件進行循環特性評 估》.結果由實施例3証明，.本發明之隔離物除了具有比 目.前之隔離物更優良的離子傅導性外，.也能提升耐久性 〔充放電條件〕 第1循環 充電：以1 . OmA/cm2充電6小時.，電壓成爲 4 . 2 V 〇 本紙張尺度適用中國国家榡準（CNS ) A4規格（2丨OX297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本页) 訂 ^ -36 - 421636 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 A7 B7 ___五、發明説明（34 ) 放電：以1. 〇mA/ctn2(相當於1/3C)進 行放電至電壓爲2 . 7 V爲止·。 第2〜200循環. 充電：以3. 〇mA/cm2充電3小時’電壓成爲 4 . 2 V。 放電：以3. 〇mA/cm2進行放電至電壓成爲 2 . 7 V爲止.。 就此對第2循環放電容量的第200循環之放電容量 維持率而言：實施例3爲88. 8%，比較例3爲· 8 3. 8 %。該結果顯示，具有同一隔離物厚度的實施例 - 、J 3之放電容量維持率比比較例3的高.。因此.，可証明本發 明的絕緣性物質粒子集合體所形成之隔離物比目前的聚乙 烯製微多孔膜所形成之隔離物更能提升耐久性·。. 實施例4 同實施例1 ，2，利用實驗用小規模之軍元’調査本 發明電池的充放電特性，。 -.首先：準備相同於實施例2及3之片狀電極.。 又，絕緣性物質粒子集合體所使用的材料及製法如下 4 Ο 〔使用材料〕 絕緣性物質粒子：分子數比S i 〇2/A 1 203 = 本紙乐尺度適用中圉國家標準{ CNS ) A4規格（21〇;<297公釐） (請先閲讀背面之注^^^項再填寫本頁)
，1T -37 - €12636 A7 _B7 __ 五、發明説明（35 ) 2 9的沸石. 粘合劑：.聚氟化乙烯叉（P V D F ). KF#ll〇〇 〔吳羽化學工業（股）製〕 溶劑：1 一甲基一2 —吡咯烷酮（NMP). 將上述沸石粉體及P V D F粉體 '直接以粉體狀態.， 重量比100 : 5方式混合後，加入NMP混合.，得固體 成分率55. Owt%的淤漿 接著，，用刮片將淤漿均勻地塗布於上述電極片上， 放入1 2 0°C之烤箱中乾燥1 5分鐘.，以固定電極上沸石 粒子集合體，.而成爲隔離物。.結果，.該隔離物之空孔率爲 5 0 % 又，.空孔率係以同實施例1之方法測得的 將上述塗布沸石粒子集合體部分的正極加工成1. 5 c m X 1 . 0cm' 負極加工成 1. 55cmxl. 〇 5 cm再以塗布部分相對之方式製成圖7 (b)般之樣品/ 結果，隔離物正極及負極兩側的厚度合計爲2 5 jum。其 次，.於乙烯碳酸鹽（E C )及二乙基碳酸鹽（de C)體 積比1 : 1的混合溶劑以1. 方式溶解 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) L i PFe所形成的電解液中進行充放電（實施例4)，， 而充放電條件同實施例2。. 比較例4則引用比較例2 又實施例4及比較例4的第1 0循環及第1 i循環 之放電容量變化率•，第1 2循環及第1 3循環之放電容量 變化率如表3所示，。 本紙張尺度適用中S國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 一 38 — A7 經濟部中央標羋局員工消费合作社印絮 411636 B7 五、發明説明U4) 表3 第10循環 第11循環 10—11 第12循環 第13循環 12-M3 1/3C放電 1. 0C放電 循環容量 1/3C放電 2. 0C放電 循環容量 容量El 〇 容量Eh 變化率 容量Elz 容量El 3 變化率 mAh mAh % mAh mAh % 實施例4 5. 040 4. 960 -I. 6 5. 009 4. 771 -4.8 比較例4 5. 025 4.925 -2. 0 5. 000 4.425 -11.5 (請先閲讀背面之注意事項再填ΪΪΪ本頁) .\=° 本紙张尺度適用中國困家標準（CNS ) A4規格（210x297公釐） 經濟部中央標準局負工消费合作社印裝 «11636 * A7 ____B7 _五、發明説明（37 ) 由表3內容，.比較具有同等隔離物厚度的實施例4與 比較例4之結果爲：實施例4的放電電流密度由1/3C 變化至2 . 0 C的第1 2 — 1 3循環之放電容量變化率顯 著地較小。其原因可推斷爲，本發明因提升分離器中離子 * · 傳導性，.故能提升高電流密度下的放電特性。 實施例5 同實施例1 ，2 ，4 '利用實驗用小規模之單元調査 本發明之電池的充放電特性。 % 首先，·準備相同於實施例2，. 3，. 4之片狀電極.。 又，·絕緣性物質粒子集合體所使用的材料及製法如下 9 〔使用材料〕 絕緣性物質粒子：聚對苯撐對苯二酸醯胺（阿拉米得 )商品名Twaron(日本阿拉米得（股）製） 粘合劑：聚氟化乙烯叉（P V D F ) KF#1 1〇〇〔吳羽化學工業（股）製〕 •溶劑：1 一甲基一2 -吡咯烷酮（NMP). 將上述阿拉米得粉體及p VD F粉體，，直接以粉體狀 態’·重量比1 0 0 : 5方式混合後，加入Ν Μ P混合，，得 固體成分率5 0 ..〇w t %之游黎。 利用刮片將上述淤漿均勻地塗布於上述電極片後，，於 1 2 0°C之烤箱中乾燥1 5分鐘，.以固定電極上的阿拉米 本紙浪尺度適用中國國家標隼（CNS) Μ規格（210X297^iY~ ί請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
411636 A7 B7 五、發明説明（38 ) 得粒子集合體：而成爲隔離物。結果：其空孔率爲5 0% 。又：空孔率係以同實施例1之方法測得的， 將上述塗布阿拉米得粒子集合體部分之正極片加工成 1 · 5 c m X 1 . 0cm、負極加工成 1. 55cmx 1 - 〇 5 cm再以塗布部分相對之方式製成圖7 ( b)般 之樣品？結果：正極側及負極側的隔離物厚度合計爲2 5 :接著：於乙烯碳酸鹽（EC)及二乙基碳酸鹽（ DEC)體積比1 : 1的混合溶劑以1. Οιηοβ/β方 式溶解L i P Fem形成的電解液中進行充放電（實施例 5 ):充放電條件則同實施例2、4 比較例5係引用比較例2。. 又，實施例5及比較例5的第1 0循環及第1 1循環 之放電容量變化率；第12循環及第13循環之放電容量 變化率如表4所示，。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 丁 --'5 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙张尺度適用中国國家搮隼（CNS ) A4規格（2丨OX297公楚） -41 - 411636 λ t Α7 Β7 五、發明説明（Μ) 表4 第10循環 第11循環 10—11 第12循環 第13循環 12—13 1/3C放電 1. 0C放電 循環容量 1/3C放電 2. 0C放電 循環容量 容量El 〇 容量En 變化率 容量E12 容量E13 變化率 mAh mAh % mAh mAh % 贲施例5 5. 027 4. 944 -1.7 5. 003 4. 766 -4.7 比較例5 5. 025 4. 925 -2. 0 5. 000 4. 425 -11.5 ---------------1Τ------坡-- (讀先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印^ 本紙乐尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（2】〇Χ 297公釐） α> 4*1ί636 A7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ____B7五、發明説明（4〇 ) 由表4內容.，比較具有同等隔離物膜厚的實施例5及 比較例5之結果爲實施例5的放電電流密度由1/3 C 變化至2. 0C的第12—13循環之放電容量變化率顯 著地較小。· 實施例6 同實施例1 ，2，4，5，利用實驗用小規模之單元 * 調查本發明電池的充放電特性。 首先|準備相同於實施例2，_3 : 45之片狀電極_ 〇 又：絕緣性物質粒子集合體所使用的材料及製法如下 0 〔正極上塗布用的使用材料〕 絕綠性物質粒子：平均粒徑1 . Ο Θ m之α - A 1 2 Ο 3 粘合劑：聚氟化乙烯叉（PVDF). KF#1 1〇〇 〔吳羽化學工業（股）製〕 ..溶劑：1_甲基—2 —吡咯烷酮（NMP) 將上述α— A 120 3粉體及PVDF粉體.，直接以粉 體狀態，重量比1 0 0 5方式混合後，.加入NMP混合、 ，得固體成分率5 6 8w t %之淤漿 利用刮片將上述淤漿均勻地塗布於一定厚度於上述正 極片後，於1 2 0°C之烤箱中乾燥1 5分鐘·，以固定電極 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) -e if 本紙浪尺度適用中囷國家標準（CNS ) A4规格{ 210X297公釐） -43 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 411636 A7 ____B7五、發明説明（41 ) 上的α - A 120 3粒子集合體，.而成爲隔離物。結果，其 # * * 空孔率爲5 2%。.又.，空孔率係，利用島津製作所（股） 製之水銀孔率計測定單獨形成的前述隔離物而得到的， 接著：將上述’塗布α - A 1 203粒子集合體部分的片 狀物加工爲1. 5cmxl. 〇cm。 〔負極上塗布用的使用材料〕 絕緣性物質粒子：％聚乙烯. 粘合劑：羧基甲基纖維素：膠乳. 溶劑：_精製水. 將上述羧基甲基纖維素溶解於精製水，使其成爲 0 2. Owt %之水溶液後，·加入聚乙烯粉體混合：其後， 再加入4 _ t %膠乳水溶液混合，.得重量比爲.，聚乙 烯：羧基甲基纖維素：膠乳=1〇〇:1:2的固體成分 率45, Owt%之淤漿 利用刮片將上述淤漿均勻地塗布一定厚度於上述負 極片後，.於 1 0 0°C之烤箱中乾燥5分鐘，.以固定電極上的聚乙烯粒 子集合體，.而成爲隔離物。.結果/其空孔率爲 5 0 % :又·，空孔率係，利用島津製作所（股）製之水銀 孔率計測定單獨形成的前述隔離物而得到的： 接著，.將塗布聚乙烯粒子集合體部分的. 片狀物加工爲1. 55cmxl/〇5cm\ 再以正極側與負極側之絕緣性物質粒子塗布部分相對 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -I» 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） -44 - A7 411636 B7 五、發明説明（42 ) 之方式，.製作圖7 ( b )般之樣品：此時的正極側及負極 側之隔離物厚度合計爲2 5 。.其次，，於乙烯碳酸鹽（ EC)及二乙基碳酸鹽（DEC)體積比1:1的混合溶 劑以1. Omo$/J2方式溶解LiPFe所形成的電解 液中、以下條件進行充放電（實施例6)。，又，•充放電條 件同實施例2，4，5 比較例6則引用比較例2。 又，.實施例6及比較例6的第1 0循環及第1 1循環 之放電容量變化率：第12循環及第13循環之放電容量 變化率如表5所示。， {請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) --s 經濟部中央螵準扃員工消費合作社印製 本紙乐尺度適用中國國家標皁（CNS ) A4規格（210X297公釐） -45 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 «ΪΪ636 ' A7 B7 五、發明説明（以） 表5 第10循環 第11循環 10—11 第12循環 第13循環 12—13 1/3C放電 1.0C放電 循環容量 1/3C放電 2. 0C放電 循環容量 容量E10 容量Ει 1 變化率 容量El 2 容量El 3 變化率 mAh mAh % mAh mAh % 實施例6 5. 016 4. 923 -1.9 4. 998 4. 732 -5. 3 比較例6 5. 025 4.925 -2. 0 5. 000 4. 425 -11.5 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -Φ 熄 本紙張尺度適用中國國家標準（CMS ) A4規格（210X 297公釐） «ί；63β Α7 __Β7 五、發明説明（44 ) 由表5內容，，比較具有同爲隔離物膜厚的實施例6及
比較例6之結果爲實施例6的放電電流密度由1/3 C 變化至2. 0C的第12—13循環之放電容量變化率顯 著地較小·;其原因可推斷爲：因使用本發明之隔離物而提 升分離器中之離子傅導性，故能提升急速放電特性。 * » 又，*如實施例6般：因正極上形成具有高熔點（ 2 0 5 5 °C)之無機氧化物粒子層及負極上形成具有低熔 點（1 4 0°C)之樹脂粒子層：故，，當電池陷入高溫狀態 時，•能僅熔融樹脂粒子而阻塞空孔，，使其具有遮斷電流的 保險絲效果* * 實施例7 同實施例1 ，，2 ，. 4，. 5及6 :利用實驗用小規模之 單之調査本發明電池的充放電特性.。 首先：準備相同於下列內容之片狀電極 〔電極〕 經濟部中央標準局員工消費合作社印装 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -合 丨· 正極：以L i Μη20 4作爲正極活物質，.鱗片狀石墨 作爲填充物：氟橡膠作爲粘合劑，.並以L i Μη204:鱗 片狀石墨：氟橡膠=1〇〇:6:1. 96重量比方式混 石於醋酸乙基及乙基溶纖劑，體稹比1 : 3的混合溶劑中 ’得淤漿/再將其塗布於厚1 5 之鋁箔（集電體箔） * 上•，乾燥後進行壓延，.以形成厚1 1 2 /zm之正極活物質 層‘。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格（210X297公楚） -47 - Α7 Α7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ______Β7__ 五、發明説明（45 ) 負極：以中間相瀝青碳纖維石墨及鱗片狀之石墨作爲 活物質羧基甲基纖維素作爲分散劑、，膠乳作爲粘合 胃’.並以中間相瀝青碳纖維石墨：鱗片狀石墨：羧基甲基
I 纖維：膠乳=90:10:1. 4:1. 8重量比方式混 合於精製水中，_得淤漿，.再將其塗布於厚1 2 之銅范 (集電體箔）上·，乾燥後進行壓延，以形成厚8 1 之 負極活物質層ί 又，絕緣性物質粒子集合體所使用的材料及製法如下 ψ · 〇 〔使用材料] 絕緣性物質粒子：平均粒徑1. Ojum之α — A 1 2 0 3 粘合劑：聚氟化乙烯叉（PVDF) KF#1 1〇〇〔吳羽化學工業（股）製〕 溶劑：1-甲基—2 -吡咯烷酮（NMP)· 將上述α — A 1 2〇3粉體及P VD F粉體.，直接以粉 體狀態，重量比1 0 0 : 5方式混合後，.再加入Ν Μ P混 合’·.得固體成分率5 6 ..8w t %之激獎*。 利用刮刀將上述淤漿均勻地塗布一定厚度於上述電極 上後、，於1 2 0°C之烤箱中乾燥1 5分鐘丨以固定於電極 上之α — A丨2〇 3粒子集合體：而成爲隔離物·。結果：其 空孔率爲5 2%〜又v空孔率係以同實施例1之方法測得 的 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A#·!# ( 公楚1 ~ -48 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
、tT 經濟部中央標準局員工消费合作社印策 411636 A7 _ B7 五、發明説明（46 ) 接著，將上述塗布α _A 1 20 3粒子集合體部分之正 極片及負極片分別加工爲1. 5cxl. Ocm、 1，5 5 c m x 1 . 05cm，並以塗布部分相對之方式 ’製成圖7 ( b )般之樣品' 準備正極側及負極側隔離物 膜厚度合計爲2 5 μιτι之樣品：於乙烯碳酸鹽（EC)及 二乙基碳酸鹽（DEC)體積比1:1的混合溶劑以 1. 方式溶解LiPFe所形成的電解液中 進行該樣品的充放電（實施例7 ) ΐ又，充放電條件同實 施例2 : 4 ' 5及6 : 比較例7爲：將未形成a — A 1 20 3粒子集合體之同 實施例7的正極及負極分別加工爲1. 5cmxl. 〇 cm、l. 5 5 c m x 1 . 05cm後：再以夾住聚乙烯 (P E )微多孔膜所製成之厚2 5 隔離物（空孔率 36%)且兩極相對之方式，.製成圖1 (B)般之樣黾， 接著：於同實施例2之電解液及充放電條件進行行充放電 〇 結果，.實施例7及比較例7的第1 0及1 1循環之放 電容量變化率.、第1 2及第1 3循環之放電容量變化率如 表6所示ϊ 本紙張尺度適用中囡國家標车（CNS ) A4規格（2丨〇 X 297公釐） (锖先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -49 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 411636 A7 B7 五、發明説明（仏？） 表6 第10循環 第Π循環 第 10—11 第12循環 第13循環 第12—13 1/3C放電 1. 0C放電 循環容量 1/3C放電 2. 0C放電 循環容量 容量Ει。 容量En 變化率 容量El2 容量El 3 變化率 mAh mAh % mAh mAh % 實施例7 4. 957 4. 755 -4. 1 4.925 4. 451 -9.6 比較例7 4. 949 4.639 -6. 3 4. 910 4.009 -18.4 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁
S1T 本紙張尺度適用中國國家標孳（CNS ) Λ4規格（210X297公釐） 411636 A7 ______B7 五、發明説明（48 ) 由表6內容：比較具有同等隔離物膜厚的實施例7及 比較例7的結果爲實施例7的放電電流密度由1 / 3 C 變化至2. 0C的第12—13循環之放電容量變化率明 顯地較小.。其原因可推斷爲.，使用本發明之隔離物可提升 隔離物中的離子傳導性，.因此：能提升急速放電特性.。 由上述得知，.本發明之電池，除了在無損安全性：並 且I.於高電流密度下發揮優良之放電特性外 '比起目前之 電池，.因其電池每單位體積所收容的活物質量亦較目前之 電池爲多.，故能發揮出比目前之電極高很多的性能。，又.， 於維持電池性能的同時能達成電池小型化輕量化之目的.。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本貢) ^! 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS 現格（210X297公釐） -51

Claims (1)

  1. 411636 第8511 〇568號專利申請裹 中文申請專利範圍修正;^ DS 民國87年4月呈 /年 ν'.. -:?-.部中央標率局員工消費合作社印製 #、申請專利範圍 一- 1 -—種非水系二次電池，其特徵爲，容器內除了含 有電解質外’也包含正極活物質層之正極及包含負極活物 質層之負極及多孔性隔離物，並且，該正極、負極、隔離 物係以’能與電解質共同反應之方式收容於容器中，又， 多孔性隔離物於正極及負極間，係以其兩側表面各別面向 正極活物質層及負極活物質層方式配置.，其中，多孔性隔 離物係由至少1層之絕緣性物質粒子集合體層所形成， 該粒子集合體含有結合該粒子之間的粘合劑，該多孔性隔 離物爲至少一種選自由該正極活性物質層及該負極活性物 質層所成群之活性物質層表面上，被一體化的形式直接形 成所成，且該集合體層具有三維網目空隙構造，即，隔離 物上形成了離子可通過的孔。 2. 如申請專利範圍第1項之非水系二次電池，其特 徵爲多孔性隔離物之空孔率於乾燥狀態下爲1 〇%以上。 3. 如申請專利範圍第1項之非水系二次電池，其特 徵爲，多孔性隔離物具有粒子集合體之空隙以外的要因爲 起因之離子傳導性。 4. 如申請專利範圍第1項中任何一項之非水系二次 電池，其特徵爲其中的絕緣性物質爲無機物。 5. 如申請專利範圍第2項之非水系二次電池，其中 的絕緣性物質爲無機物* 6 ‘如申請專利範圍第3項之非水系二次電池，其中 該絕緣物質爲無機物。 7.如申請專利範圍第1項之非水系二次電池，其中 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐〉 (請先閱讀背面之注意事項再填寫衣頁) ------------.私------1T---- 411636 第8511 〇568號專利申請裹 中文申請專利範圍修正;^ DS 民國87年4月呈 /年 ν'.. -:?-.部中央標率局員工消費合作社印製 #、申請專利範圍 一- 1 -—種非水系二次電池，其特徵爲，容器內除了含 有電解質外’也包含正極活物質層之正極及包含負極活物 質層之負極及多孔性隔離物，並且，該正極、負極、隔離 物係以’能與電解質共同反應之方式收容於容器中，又， 多孔性隔離物於正極及負極間，係以其兩側表面各別面向 正極活物質層及負極活物質層方式配置.，其中，多孔性隔 離物係由至少1層之絕緣性物質粒子集合體層所形成， 該粒子集合體含有結合該粒子之間的粘合劑，該多孔性隔 離物爲至少一種選自由該正極活性物質層及該負極活性物 質層所成群之活性物質層表面上，被一體化的形式直接形 成所成，且該集合體層具有三維網目空隙構造，即，隔離 物上形成了離子可通過的孔。 2. 如申請專利範圍第1項之非水系二次電池，其特 徵爲多孔性隔離物之空孔率於乾燥狀態下爲1 〇%以上。 3. 如申請專利範圍第1項之非水系二次電池，其特 徵爲，多孔性隔離物具有粒子集合體之空隙以外的要因爲 起因之離子傳導性。 4. 如申請專利範圍第1項中任何一項之非水系二次 電池，其特徵爲其中的絕緣性物質爲無機物。 5. 如申請專利範圍第2項之非水系二次電池，其中 的絕緣性物質爲無機物* 6 ‘如申請專利範圍第3項之非水系二次電池，其中 該絕緣物質爲無機物。 7.如申請專利範圍第1項之非水系二次電池，其中 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐〉 (請先閱讀背面之注意事項再填寫衣頁) ------------.私------1T---- 411636 AS BS C8 D8 六、申請專利範圍 該絕緣物質爲有機物· 8 ·如申請專利範圍第1項之非水系二次電池*其中 該粒子集合體至少由兩種不同之絕緣物質所構成· 9. 如申請專利範圍第1項之非水系二次電池，其特 徵爲其中多孔性隔離物係分別由不同之粒子集合體分別構 成的至少2層所形成的* 10. 如申請專利範圍第1項之非水系二次電池，其 特徴爲多孔性隔離物係由至少1層無機絕緣性質粒子集合 體所形成的第1隔離層及至少1層有機絕緣性質粒子集合 體層所形成的第2隔離物所構成的，又，第1隔離物爲， 以一體化形態直接形成於正極活物質層及負極活物質層中 任何一活物質層表面上，而第2隔離層則以一體化形態直 接形成於正極活物質層及負極活物質層中另一活性物層表 面上· 1 1 .如申請專利範圍第1〜1 〇項中任何一項之電 池，其中的該非水電解質含有鋰離子· 經谇部中央標搫局員工消资合作社印踅 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 2 ·如申請專利範園第1 1項之非水系二次電池， 其特徵爲其中的正極活物質層含有錳酸鋰· 1 3 · —種非水系二次電池之製造方法，其特徵爲（ 1)分別提供包含正極活物質層之正極及與包含負極活物 質層之負極· （2)將絕緣性物質粒子及該粒子用之粘合 劑的混合物以分散劑分散而得之分散液塗布於，選自正極 活物質層及負極活物質層所形成之群中至少1個活物質層 表面上’ （3)利用蒸散去除塗布於至少1個活物質層表 本紙張尺度適种關家標準（CNS )T4規格（210X297公11 53 - ~ 411636 C8 _ D8 六、申請專利範圍 面上的分散液中之分散劑，以形成利用粘合劑結合粒子的 粒子集合體層，因此，能於至少1個之活物質層表面上形 成一體化且絕緣性物質粒子集合體層中具有三維網目空隙 構造的隔離物· （4)將所得的至少有一方之活物質層表 面上形成著多孔性隔離物的正極及負極收容於容器內，又 ，此時係以|正極活物質層與負極活物質層對向夾住多孔 性隔離物，且與容器內非水系二次電解質以可共同反應之 方式配置· ^^^1 ^^^1 —>^1 n^i n ^^^1 I ^^1 *^5^. {請先»讀背面之注意事項再填寫本页) 經濟部中央標準局員工消費合作社印褽 j紙 本 Μ ij/ Ns c /V 準 揲 家 國 國 中 用 適
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