[发明专利]电化学元件用隔膜及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及电化学元件用隔膜及其制造方法。

背景技术

近年来，作为笔记本电脑或手机等移动终端用电源，要求具有高电压、高能量密度的二次电池。目前为了满足这些用途所要求的能力，非水电解液的锂离子二次电池受到注目。

以锂离子二次电池为代表的非水电解液二次电池由于电池电压高、具有高能量，所以在电池的内部短路时或外部短路时流过大电流。因此，在短路时，存在因焦耳放热所产生的电池放热的问题、或伴随电解液及隔膜的熔融分解的气体发生所导致的电池的膨胀或特性劣化的问题。为了解决这些问题，提出了使用由聚丙烯或聚乙烯制的微孔性薄膜构成的隔膜的电池(例如参照专利文献1)。专利文献1中记载了：该隔膜利用短路时的放热而发生熔融，从而隔膜的细孔关闭而实现高电阻化，电池的过剩的放热及起火得到抑制。

目前，伴随着非水电解液二次电池的用途变广，要求安全性更高的电池。特别是要求在产生内部短路时的安全性的提高。另外，据认为：在产生内部短路时，有时因局部的放热而使得短路部分达到600℃以上的温度。因此，对于由聚烯烃树脂构成的以往的隔膜，因短路时的热使得短路部分的隔膜收缩，正极与负极的接触面积(短路面积)有可能增大。

因此，提出了一种使用了隔膜的电池，其通过在多孔质基材表面形成包含金属氧化物等填料的层，从而使耐热性提高(例如参照专利文献2、3)。

此外，提出了对纤维素制无纺布赋予了含有无机粒子的层的隔膜作为高耐热性隔膜(例如参照专利文献4)。进而，提出了由玻璃纤维构成的隔膜作为高耐热性隔膜(例如参照专利文献5)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭60-23954号公报

专利文献2：日本特开2005-38793号公报

专利文献3：日本特开2006-164761号公报

专利文献4：日本特开2011-238427号公报

专利文献5：日本特开2005-502177号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，就专利文献2～4中提出的具有包含无机物的填料等的耐热层的隔膜而言，具有在300℃以上的高温下稳定性不充分、电池的安全性尚不充分的问题。此外，专利文献5中提出的玻璃纤维隔膜具有脆且在处理性上有困难的问题。

鉴于这样的状况，本发明的目的是提供具有高耐热性、且柔软性优异的新型的隔膜及该隔膜的制造方法。

用于解决问题的方法

本发明人们为了解决上述问题而进行了各种研究，结果发现：通过使用至少包含无机纤维及有机物(例如玻璃纤维及纤维素纤维)、且无机纤维通过有机物而粘接的隔膜，能够兼顾高的耐热性及柔软性与在电解液中的高的锂离子传导率。

本发明涉及<1>一种电化学元件用隔膜，其包含包括无机纤维及有机物的多孔质基体，无机纤维的一部分或全部被有机物覆盖，无机纤维通过有机物而粘接。

本发明还涉及<2>根据<1>所述的电化学元件用隔膜，其中，无机纤维为玻璃纤维及SiC纤维中的至少一种。

本发明还涉及<3>根据<1>或<2>所述的电化学元件用隔膜，其中，有机物为有机纤维及聚合物粒子中的至少一种。

本发明还涉及<4>根据<3>所述的电化学元件用隔膜，其中，有机纤维为选自由纤维素纤维、芳族聚酰胺纤维、聚酰胺纤维、聚酯纤维、聚氨酯纤维、聚丙烯酸纤维、聚乙烯纤维及聚丙烯纤维构成的组中的至少一种。

本发明还涉及<5>根据<3>或<4>所述的电化学元件用隔膜，其中，聚合物粒子为选自由聚烯烃粒子、交联聚甲基丙烯酸甲酯粒子、聚四氟乙烯粒子、苯并胍胺粒子、交联聚氨酯粒子、交联聚苯乙烯粒子及三聚氰胺粒子构成的组中的至少一种。

本发明还涉及<6>根据<1>～<5>中任一项所述的电化学元件用隔膜，其中，无机纤维的数均纤维直径为0.4～5μm。

本发明还涉及<7>根据<1>～<6>中任一项所述的电化学元件用隔膜，其中，多孔质基体进一步包含无机填料。