[发明专利]二次电池用多孔膜、制造方法及用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种二次电池用多孔膜、其制造方法以及使用该多孔膜的电极、隔板及二次电池。

背景技术

在已实用化的电池中，锂离子二次电池显示出最高的能量密度，特别广泛用于小型电子制品。另外，也有望用于汽车用途。为了用于这些用途，进一步期望一种容量大、寿命长且安全性高的锂离子二次电池。

为了防止正极和负极间的短路，锂离子二次电池中通常使用有机隔板。通常的有机隔板由聚乙烯或聚丙烯等聚烯烃类材料制成，其具有在200℃以下熔融的物性。因此，在电池因内部和/或外部的刺激而达到高温的情况下，有可能引起有机隔板的收缩或熔融等体积变化。这种现象有可能招致正极及负极的短路、电能的释放等，进而导致电池爆炸等。

为了解决这样的问题，提出了在有机隔板上和/或电极(正极和/或负极)上设置含有无机微粒等非导电性颗粒的多孔膜。无机微粒可以形成耐热性优异、强度高的多孔膜(例如专利文献1及专利文献2)。

但是，无机微粒制品不可避免地含有水分及金属离子，且难以降低其含量。若多孔膜中混入水分及金属离子，则对电池性能造成不良影响，因此，利用无机微粒进一步提高电池性能是有限的。

为了解决这种问题，提出了使用有机微粒代替无机微粒(专利文献3及专利文献4)。有机微粒可通过选择使用的单体种类来对表面进行疏水化，因此，与无机微粒相比，可以降低混入多孔膜的水分。另外，可以在无金属离子的条件下进行制造，因此也可以降低金属离子的混入量。因此，可以期待通过使用有机微粒来进一步提高电池性能。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-294437号公报

专利文献2：日本特开2005-327680号公报

专利文献3：日本特开2006-139978号公报

专利文献4：日本特开2009-64566号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

但是，含有有机微粒的多孔膜存在其强度低、防止电池在高温使用环境下短路的性能低这样的问题。

另外，含有有机微粒的多孔膜还存在难以使其膜厚均匀分布及强度均匀分布这样的问题。若膜厚及强度分布不均匀，则容易产生部分破裂或在制造中进行裁剪时产生落粉(在将大面积的多孔膜裁剪为适于使用的大小时产生粉状的微小的断片)，这些也成为妨碍电池性能的因素。

因此，本发明的目的在于，提供一种二次电池用多孔膜、其制造方法，以及含有这样的多孔膜的二次电池构成元素及二次电池，所述二次电池用多孔膜的水分及金属离子的混入量低，而且可以使膜厚分布及强度分布均匀从而避免落粉等不期望的现象，可以提供安全性高、寿命长的二次电池。

用于解决技术问题的方案

为了解决上述技术问题，本申请的发明人注意到多孔膜的性能根据二次电池用多孔膜所含的非导电性颗粒的形状的不同而不同。

在对无机微粒进行了研究的专利文献1及2中已经记载了将颗粒形状制成特定形状的技术本身，迄今为止认为优选板状形状或颗粒连接而成的形状等非球形颗粒。

然而，本申请发明人等进行了探讨，结果意外地发现，与无机微粒的情况不同，有机微粒的情况下，接近球形形状且表面具有微细凹凸的形状的颗粒有时可得到特别良好的效果。对什么情况下能得到上述良好效果进一步进行了研究，结果发现，除颗粒形状以外，其材质采用特定材质的情况下，可得到期望的效果。本发明是基于上述见解而完成的。

即，根据本发明，提供下述内容。

[1]一种二次电池用多孔膜，其含有非导电性颗粒及多孔膜用粘合剂，其中，所述非导电性颗粒为表面具有凹凸的球状聚合物颗粒，

所述颗粒满足下述式(1)：

1.2≤(SB)/(SD)≤5.0   (1)

(式中，SB为所述颗粒的实际比表面积，SD为所述颗粒的理论比表面积)，

所述颗粒的形状系数的算术平均值为1.20以下，

所述颗粒含有50重量%以上的(甲基)丙烯酸类多官能单体单元。

[2]根据[1]所述的二次电池用多孔膜，其中，所述多孔膜用粘合剂为(甲基)丙烯酸类聚合物，

所述二次电池用多孔膜中的所述多孔膜用粘合剂的含有比率为3～20重量%。

[3]根据[1]或[2]所述的二次电池用多孔膜，其中，所述非导电性颗粒的数均粒径为100～1500nm。

[4][1]所述的二次电池用多孔膜的制造方法，该方法包括：

使聚合性单体组合物聚合，得到非导电性颗粒；