[发明专利]蓄电装置用隔离物及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种蓄电装置用隔离物，尤其涉及一种锂离子二次电池、聚合物锂二次电池、双电层电容器或者铝电解电容器用等蓄电装置用隔离物(以下，称作“隔离物”)。

本申请基于2009年3月17日在日本申请的专利申请2009-064888号、2009年3月17日在日本申请的专利申请2009-065205号的优先权，并将其全部内容结合于此作为参考。

背景技术

近年来，不论是工业设备还是民用设备，由于电气、电子设备的需求增加以及混合汽车等的开发，作为电子部件的锂离子二次电池、聚合物锂二次电池、双电层电容器以及铝电解电容器的需求在显著地增加。这些电气、电子设备在日新月异地进行着高容量化、高功能化，在锂离子二次电池、聚合物锂二次电池、双电层电容器以及铝电解电容器上也要求了高容量化、高功能化，并且也增加了在严酷环境下的使用。

锂离子二次电池和聚合物锂二次电池是如下这样结构的电池：将在1-甲基-2-吡咯烷酮中混合活性物质、含锂氧化物和聚偏二氟乙烯等粘合剂并在铝制集电体上薄片化得到的正极；在1-甲基-2-吡咯烷酮中混合能够吸藏放出锂离子的碳质材料和聚偏二氟乙烯等粘合剂并在铜制集电体上薄片化得到的负极；以及由聚乙烯或者聚丙烯等形成的多孔质电解质膜按照正极、电解质膜、负极的顺序缠结或者层叠，得到电极体，使驱动用电解液浸渍在该电极体上，再用铝壳封装。

双电层电容器是如下结构的电容器：将混炼了活性碳、导电剂以及粘合剂而得到的混合物粘贴到铝制正极、负极各集电体的两面上，并经由纤维素等构成的隔离物而缠结或层叠，进而得到电极体，在该电极体中浸渍驱动用电解液，再用铝壳和封装体包装而使正极引线和负极引线贯通于封装体中，以防止短路，并引出至外部。

铝电解电容器是如下这样结构的电容器：将在蚀刻之后实施化成处理而形成有电介质皮膜的铝制正极箔、被蚀刻后的铝制负极箔经由纤维素等构成的隔离物缠结或者层叠，进而得到电极体，在该电极体中含渍驱动用电解液，再用铝壳和封装体包装而使正极引线和负极引线贯通于封装体中，以防止短路，并引出至外部。

以前，作为所述锂离子二次电池和聚合物锂二次电池的隔离物，一直使用聚乙烯、聚丙烯等多孔质膜的，而作为双电层电容器和铝电解电容器的隔离物，一直使用由纤维素纸浆形成的纸或者由纤维素纤维构成的无纺布。

然而，在上述那样的电子部件中，高容量化、高功能化的要求在越来越大。为了高容量化，一直在寻求具有用于能够承受充放电时的自我发热或者异常充电时等的异常发热的耐热性、机械强度、尺寸稳定性的隔离物。另一方面，作为高功能化之一，一直在寻求快速充放电特性的提高、高输出特性的提高、在高温气氛下使用等，而对于隔离物强烈要求薄膜化、均匀性提高、耐热性。然而，在现有的隔离物中，不仅耐热性不足，而且由于薄膜化而易于存在贯通孔，同时机械强度下降，其结果，在电极间发生内部短路，或者由于均匀性不好而容易产生离子的移动局部集中的部分，进而存在有可靠性下降等问题。另外，在上述的锂离子二次电池、聚合物锂二次电池、双电层电容器以及铝电解电容器中，在驱动用电解液中使用了有机溶剂或者离子性液体，纤维素等隔离物存在有在高温下的长期耐久试验中劣化相当严重这样的问题。

针对这样的隔离物要求，例如，已经提出了如下一种方案：将在通过延伸聚烯烃而制作的透气度值比较高的微多孔树脂膜(延伸膜)上用针或者激光设有贯通孔的薄膜作为隔离物来使用(例如，参照专利文献1)。然而，这种微多孔树脂薄膜如果以其单一成分使用，则由于具有贯通孔，因而正极和负极就可能会发生短路。另外，具有在闭孔温度以上的熔融粘接温度范围内易于收缩的性质，其结果，具有在变为高温时，易于引起电极间的短路这样的问题。

另外，已经提出了如下一种方案：通过使用含有在驱动用电解液中的热劣化较少的化学纤维的隔离物，进而提高耐热性，延长高温使用时的寿命(例如，参照专利文献2)。在该文献中具有如下这样的记述：隔离物中的化学纤维的混合比为10％左右，剩下可以使用纤维素纤维等纤维。然而，该隔离物在有机溶剂或者离子性液体存在下的高温环境下，随着隔离物的质量减少，易于发生强度、耐久性的劣化。另外，由于是将耐久性高的化学纤维和耐久性低的纤维素纤维任意地抄造的，因而对于有机溶剂，就会不均匀地发生隔离物的劣化，进而就易于发生电流集中。而且，该隔离物的结构是单层结构，因而在薄膜化时，易于发生内部短路。