[发明专利]电池多孔膜用浆料组合物、二次电池用多孔膜的制造方法、二次电池用多孔膜、二次电池用电极、二次电池用隔板及二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种电池多孔膜用浆料组合物、使用其的二次电池用多孔膜及其制造方法，以及具备所述的二次电池用多孔膜的二次电池电极、二次电极用隔板及二次电池。

背景技术

在实用化的电池之中，锂离子二次电池显示较高的能量密度，特别是多用于小型电子设备用。另外，除小型用途以外，也期待面向汽车的展开。其中，要求锂离子二次电池的长寿命化和安全性的进一步的提高。

锂离子二次电池一般具备集电体上所担载的含有电极合剂层(也称为电极活性物质层。)的正极及负极、以及隔板及非水电解液。另外，电极合剂层通常含有平均粒径5μm～50μm左右的电极活性物质和电极合剂层用粘结剂。电极通常在集电体上涂布含有粉末的电极活性物质合剂浆料形成电极合剂层来制作。另外，作为用于隔离正极和负极的隔板，通常可使用厚度10μm～50μm左右的非常薄的隔板。锂离子二次电池经过电极和隔板的层叠工序及切断为规定的电极形状的切断工序来制造。

但是，在通过该一系列制造工序期间，有时电极活性物质从电极合剂层上脱落，脱落的一部分电极活性物质作为异物包含在电池内。这样的异物的粒径为5μm～50μm左右，与隔板的厚度为相同程度，因此，有时在所组装的电池内贯通隔板，引起短路。

另外，在电池工作时伴随放热。该结果，由拉伸聚乙烯树脂等拉伸树脂构成的隔板也被加热。由拉伸树脂构成的隔板一般即使在150℃以下温度下也容易收缩，容易产生电池的短路。另外，在如钉子之类的锐利的形状的突起物贯穿电池时(例如钉刺试验时)，立即发生短路，产生反应热，存在短路部扩大的趋势。

因此，为了解决这样的课题，提出有在隔板的表面或隔板的内部设置含有无机填料等非导电性粒子的二次电池用多孔膜。通过在隔板上设置这样的多孔膜，隔板的强度提高，安全性提高。

另外，也提出有与其在隔板上设置多孔膜，不如在电极的表面设置多孔膜。通常多孔膜不易引起因热产生的收缩，因此，若在电极的表面设置多孔膜，则短路的危险性大幅降低，预计安全性大幅提高。进而，通过设置多孔膜，也可以防止电池制作过程中的电极活性物质的脱落。进而，由于多孔膜具有孔，因此，电解液可以在多孔膜中浸透，也不会阻碍电池反应。

作为涉及如上所述的技术，例如已知有如专利文献1及专利文献2中记载那样的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2009/123168号(对应欧洲公报：欧洲专利申请公开第2282364号说明书)

专利文献2：国际公开第2010/016476号(对应欧洲公报：欧洲专利申请公开第2011129731号说明书)

发明内容

发明要解决的课题

所述的多孔膜通常可如下得到：准备使多孔膜的材料溶解或分散在溶剂中而成的浆料组合物，涂布该浆料组合物及使其干燥。

但是，在现有的多孔膜中，由于浆料组合物中的非导电性粒子的分散性不充分，因此，容易产生非导电性粒子凝聚。另外，在专利文献2的技术中，具有磺酸基及环氧基的丙烯酸共聚物有时存在如下情况：相同分子链中的磺酸基和环氧基在聚合中交联，在浆料组合物的制造中或储存中容易引起凝胶化，难以使非导电性粒子均匀地分散。另外，现有的浆料组合物由于在非导电性粒子分散时需要较大的力，因此有时非导电性粒子由于在分散时施加的力而破碎。产生如上所述的凝聚及破碎时，非导电性粒子的粒径发生变化，因此，有时得到的多孔膜的空隙率下降，损伤电池的速率特性。另外，非导电性粒子的粒径发生变化时，多孔膜的比表面积扩大，吸附于非导电性粒子的水分量增加，气体产生量增加，由此，有时损伤电池的循环特性(特别是高温循环特性)。

进而，为了使分散性不充分的非导电性粒子分散，为了分散而耗费较长的时间和较大的能量，因此，在制造效率方面也要求改善。

本发明是鉴于所述的课题而发明的，其目的在于，提供一种非导电性粒子的分散性优异的电池多孔膜用浆料组合物以及使用其的二次电池用多孔膜的制造方法、二次电池用多孔膜、二次电池用电极、二次电池用隔板及二次电池。

解决课题的手段

为了解决上述的课题进行了潜心研究，结果本发明人发现，在作为溶剂含有水的电池多孔膜用浆料组合物中，通过组合含有非导电性粒子、具有磺酸基的水溶性聚合物和非水溶性粒状聚合物，可以显著改善非导电性粒子的分散性，于是完成了本发明。

即，根据本发明，可提供以下的[1]～[11]。