電化學元件用隔板的製作方法
2023-08-01 05:10:16 1
專利名稱:電化學元件用隔板的製作方法
技術領域:
本發明涉及廉價、在高溫時的尺寸穩定性優異的電化學元件用隔板及使用該隔板而形成的、在高溫環境下也安全的電化學元件。
背景技術:
由於能量密度高這樣的特點,以鋰二次電池和超級電容器為代表的採用非水電解液的電化學元件被廣泛用作便攜電話、筆記本型個人電腦等便攜器械的電源。伴隨著便攜器械的高性能化,電化學元件的高容量化正在進一步發展,確保安全性變得重要。對於現在的鋰二次電池,採用例如厚度為20 30 μ m範圍的聚烯烴系多孔膜作為夾在正極和負極之間的隔板。另外,作為隔板材料有時適用熔點低的聚乙烯(PE),這是為了確保所謂關閉效果,即,在電池的熱失控(異常放熱)溫度以下隔板的構成樹脂熔融並堵塞空孔,由此增加電池的內部電阻,從而在短路時提高電池的安全性。然而,作為這種隔板為了多孔化和提高強度採用例如單軸拉伸或雙軸拉伸的薄膜。這種隔板由於以單獨存在的薄膜被供給,在作業性等方面要求一定的強度,通過上述拉伸確保了該強度。但是,這種拉伸膜的結晶度增大,關閉溫度也高至接近電池的熱失控溫度的溫度,從而確保電池安全性的餘量難以認為是充分的。另外,薄膜由於上述拉伸會產生應變,其在高溫下暴露時,存在因殘留應力產生收縮的問題。收縮溫度存在於熔點、即非常接近關閉溫度處。因此,使用聚烯烴系多孔膜隔板時,在充電異常時等如果電池溫度達到關閉溫度,則必須立刻減少電流以防止電池溫度上升。這是由於,當空孔沒有充分堵塞、不能立刻減少電流的情況,電池溫度容易上升到隔板的收縮溫度,從而存在由內部短路引起異常放熱的危險性。為了防止這種熱收縮引起的短路,提出了採用利用了耐熱性樹脂的微多孔膜或無紡布作為隔板的方法。例如在專利文獻1中公開了採用全芳香族聚醯胺的微多孔膜的隔板,在專利文獻2中公開了採用聚醯亞胺多孔膜的隔板。另外,在專利文獻3中公開了採用聚醯胺無紡布的隔板的技術,在專利文獻4中公開了採用芳香族聚醯胺的以無紡布為基材的隔板的技術,在專利文獻5中公開了採用聚丙烯(PP)無紡布的隔板的技術,在專利文獻 6中公開了採用聚酯無紡布的隔板的技術。如上所述的採用耐熱性樹脂或耐熱性纖維的隔板在高溫下的尺寸穩定性優異,可以薄型化,但是由於不具有在高溫時孔堵塞的所謂關閉特性,在外部短路或內部短路這樣的電池溫度急劇上升的異常情況不能充分確保安全性。作為解決這種問題的技術,在專利文獻7和專利文獻8中公開了以無紡布為基材、 使其含有熱熔融性的聚烯烴的結構的隔板的技術。對於這種結構的隔板,高溫時確實不會熱收縮,並且當達到聚烯烴的熔點以上的溫度時聚烯烴會熔融而顯示出關閉特性。但是,本發明人研究的結果是,上述結構的隔板中聚烯烴柔軟,在與以鋰電池的正極中通常採用的無機氧化物粒子為活性物質的正極並用而形成電池時,由於無機氧化物粒子非常硬,當夾著隔板擠壓正極和負極的情況下,正極的無機氧化物粒子的突起可能會刺破隔板而與負極接觸,形成短路,在確保電池的可靠性方面存在問題。另外,在專利文獻9和專利文獻10中,為了防止上述短路,提出了在無紡布中含有無機填料而構成隔板的方法。但是,對於這種結構的隔板,由於沒有賦予關閉功能,因此在確保安全性方面存在問題。另外,在專利文獻9和專利文獻10所示的實例中,作為無機填料採用了單一顆粒狀的微粒,但是根據本發明人的研究,由顆粒狀的無機微粒構成的多孔膜在產生鋰枝晶時該枝晶容易刺破多孔膜的可能性高,不能充分確保對由於枝晶引起的內部短路的可靠性。進而,在專利文獻9所示的實例中沒有使用粘結無機填料用的粘合劑,而在專利文獻10所示的實例中使用了無機粘合劑。對於這種結構的隔板,當不彎曲使用時沒有問題,但是在將正極、負極和隔板卷繞成膠捲狀而製作鋰電池中一般採用的卷繞體時,包含無機填料的隔板容易產生開裂,該開裂可能會引起短路等。特別是對於採用彎曲部的直徑小的卷繞體的方形電池,由隔板的開裂引起的短路等問題顯著。除此以外,在專利文獻11中公開了對由無紡布和無機填料構成的多孔膜設置由聚烯烴粒子構成的關閉層、確保了關閉功能的結構的隔板。根據這種結構,既可以確保隔板的耐熱性,又可以賦予關閉功能,但是作為基本的由無紡布和無機填料構成的多孔膜與專利文獻10所示的結構一樣,從而難以確保上述問題,即對由於枝晶引起的內部短路的耐性和對彎曲的可靠性。專利文獻1 特開平5-335005號公報專利文獻2 特開2000-306568號公報專利文獻3 特開平9-259856號公報專利文獻4 特開平11-40130號公報專利文獻5 特開2001-291503號公報專利文獻6 特開2003-123728號公報專利文獻7 特開昭60-136161號公報專利文獻8 特開平5-74436號公報專利文獻9 特開2003_2觀43號公報專利文獻10 特表2005-502177號公報專利文獻11 特表2005-536858號公報
發明內容
本發明鑑於上述情況而完成,其目的在於提供一種電化學元件的隔板及其製造方法、以及具有該隔板的電化學元件及其製造方法,該隔板的結構對於異常放熱時具有安全性,對由於各種原因引起的內部短路具有優異的可靠性。本發明的電化學元件用隔板是包括第1隔板層和第2隔板層的多孔電化學元件用隔板,其特徵在於,所述第1隔板層包含選自熔點為80 130°C的樹脂A以及通過加熱會吸收非水電解液而膨脹且膨脹度隨著溫度上升會增大的樹脂B中的至少一種樹脂作為主體,所述第2隔板層包含耐熱溫度為150°C以上的填料作為主體,所述第1隔板層和所述第2隔板層中的至少一個包含板狀粒子。本發明的電化學元件是包括正極、負極、非水電解液和多孔隔板的電化學元件,其特徵在於,所述隔板包括第1隔板層和第2隔板層,所述第1隔板層包含選自熔點為80 130°C的樹脂A以及通過加熱會吸收所述非水電解液而膨脹且膨脹度隨著溫度上升會增大的樹脂B中的至少一種樹脂作為主體,所述第2隔板層包含耐熱溫度為150°C以上的填料作為主體,所述第1隔板層和所述第2隔板層中的至少一個包含板狀粒子。本發明的電化學元件用隔板的第1製造方法,其特徵在於,包括準備漿液狀的第 1隔板層形成用組合物的工序,所述組合物包含選自熔點為80 130°C的樹脂A以及通過加熱會吸收非水電解液而膨脹且膨脹度隨著溫度上升會增大的樹脂B中的至少一種樹脂; 準備包含耐熱溫度為150°C以上的填料的漿液狀的第2隔板層形成用組合物的工序;將所述第1隔板層形成用組合物塗布到多孔基體上,形成包含選自所述樹脂A和所述樹脂B中的至少一種樹脂作為主體的第1隔板層的工序;將所述第2隔板層形成用組合物塗布到所述多孔基體上,形成包含所述填料作為主體的第2隔板層的工序;並且,所述第1隔板層形成用組合物和所述第2隔板層形成用組合物中的至少一個包含板狀粒子。本發明的電化學元件用隔板的第2製造方法,其特徵在於,包括準備漿液狀的第 1隔板層形成用組合物的工序,所述組合物包含選自熔點為80 130°C的樹脂A以及通過加熱會吸收非水電解液而膨脹且膨脹度隨著溫度上升會增大的樹脂B中的至少一種樹脂; 準備包含耐熱溫度為150°C以上的填料的漿液狀的第2隔板層形成用組合物的工序;將所述第1隔板層形成用組合物塗布到第1多孔基體上,形成包含選自所述樹脂A和所述樹脂 B中的至少一種樹脂作為主體的第1隔板層的工序;將所述第2隔板層形成用組合物塗布到第2多孔基體上,形成包含所述填料作為主體的第2隔板層的工序;並且,所述第1隔板層形成用組合物和所述第2隔板層形成用組合物中的至少一個包含板狀粒子。本發明的電化學元件的製造方法,其特徵在於,包括準備漿液狀的第1隔板層形成用組合物的工序,所述組合物包含選自熔點為80 130°C的樹脂A以及通過加熱會吸收非水電解液而膨脹且膨脹度隨著溫度上升會增大的樹脂B中的至少一種樹脂;準備包含耐熱溫度為150°C以上的填料的漿液狀的第2隔板層形成用組合物的工序;準備含活性物質層形成用組合物的工序;將所述含活性物質層形成用組合物塗布到集電體上,在塗布的組合物乾燥之前塗布所述第1隔板層形成用組合物或所述第2隔板層形成用組合物,形成包含選自所述樹脂A和所述樹脂B中的至少一種樹脂作為主體的第1隔板層或者包含所述填料作為主體的第2隔板層的工序;並且,所述第1隔板層形成用組合物和所述第2隔板層形成用組合物中的至少一個包含板狀粒子。根據本發明,可以提供對於由於各種原因引起的內部短路的可靠性優異、並且在電池溫度由於短路或過充電等異常上升時安全性也優異的電化學元件。
圖1為表示實施例3的鋰二次電池的內部電阻的溫度變化的圖。圖2為表示比較例3的鋰二次電池的內部電阻的溫度變化的圖。
具體實施例方式本發明的電化學元件用隔板(以下簡稱為隔板)為包括多孔的第1隔板層和多孔的第2隔板層的多孔膜。上述第1隔板層包含選自熔點為80 130°C的樹脂A以及通過加熱會吸收非水電解液(以下有時簡稱為電解液)而膨脹且膨脹度隨著溫度上升會增大的樹脂B中的至少一種樹脂(以下有時簡稱為樹脂A和/或樹脂B)作為主體。另外,上述第 2隔板層包含耐熱溫度為150°C以上的填料作為主體。進而,上述第1隔板層和上述第2隔板層中的至少一個包含板狀粒子。本發明的隔板的第1隔板層用於確保關閉功能。上述第1隔板層含有樹脂A的情況下,裝入本發明的隔板的電化學元件的溫度達到樹脂A的熔點以上時,樹脂A會熔融而堵塞隔板的空孔,產生抑制電化學反應進行的關閉。另一方面,上述第1隔板層含有樹脂B的情況下,隨著裝入本發明的隔板的電化學元件的溫度上升,樹脂B會吸收電化學元件內的電解液而膨脹,膨脹的粒子堵塞隔板的空孔的同時,在隔板的空孔內部存在的可流動電解液減少,從而產生關閉。另外,對於本發明的隔板,當在第1隔板層中含有樹脂A時,也會存在下述情況通過堵塞隔板的空孔並沒有產生關閉,在隔板表面熔融的樹脂A形成膜而阻礙Li離子的傳導,產生了關閉。可以認為,在隔板表面存在含有樹脂A的第1隔板層、在隔板表面的樹脂A的體積比例高的情況下,容易產生這種關閉機構。此時,與堵塞隔板的空孔而產生關閉相比,可以更加期待快的關閉響應速度。另外,本發明的隔板的第2隔板層具有隔板本身的功能,主要具有防止正極和負極直接接觸而引起短路的功能,通過耐熱溫度為150°C以上的填料確保了該功能。S卩,通過第2隔板層,在電化學元件通常使用的溫度範圍,夾著隔板擠壓正極和負極而形成電極體的情況等,可以防止正極活性物質刺破隔板而與負極接觸所引起的短路。另外,電化學元件為高溫的情況,通過第2隔板層可以抑制隔板的熱收縮,維持其形狀,從而也能夠防止隔板熱收縮時造成的正負極直接接觸所引起的短路。這裡,除了後述的多孔基體,本說明書中所述的「耐熱溫度為150°C以上」是指至少在150°C沒有發現軟化等變形。耐熱溫度的上限沒有特別限制。進而,對於本發明的隔板,第1隔板層和第2隔板層中的至少一個含有板狀粒子。 通過第1隔板層、第2隔板層中的至少一個含有板狀粒子,隔板中正極負極間的路徑即所謂彎曲率變大。因此,對於採用了本發明的隔板的電化學元件,即使生成枝晶的情況,該枝晶也難以從負極到達正極,可以提高對於由於枝晶引起的內部短路的可靠性。另外,第2隔板層含有板狀粒子時,該板狀粒子可以兼作「耐熱溫度為150°C以上的填料」,可以由板狀粒子構成包含在第2隔板層中的填料的至少一部分。本說明書中所述的第1隔板層中「以樹脂A和/或樹脂B作為主體」是指以層內的固體成分比率(但具有後述的多孔基體的情況為除去多孔基體的固體成分比率)計樹脂 A和/或樹脂B為50體積%以上。另外,本說明書中所述的第2隔板層中「包含耐熱溫度為150°C以上的填料作為主體」是指以層內的固體成分比率(但具有後述的多孔基體的情況為除去多孔基體的固體成分比率)計耐熱溫度為150°C以上的填料在50體積%以上。第1隔板層的樹脂A的熔點為80 130°C。樹脂A的熔點例如可以根據日本工業標準(JIS)K 7121的規定,由採用差示掃描量熱計(DSC)測定的熔融溫度來求出。作為樹脂A優選具有電絕緣性、對電化學元件具有的電解液穩定、進而在電化學
6元件的工作電壓範圍難以氧化還原的電化學性能穩定的材料。具體地可舉出聚乙烯(PE)、 共聚合聚烯烴或者聚烯烴衍生物(氯化聚乙烯等)、聚烯烴蠟、石油蠟、巴西棕櫚(力 > 少 〃)蠟等。作為上述共聚合聚烯烴可以例示乙烯-乙烯基單體共聚物,更具體為乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)或者乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物等乙烯-丙烯酸共聚物。上述共聚合聚烯烴中源自乙烯的結構單元優選為85摩爾%以上。另外,也可以採用聚環烯烴等。對於樹脂A可以單獨使用1種上述例示的樹脂,也可以使用2種以上。上述例示的材料中,PE、聚烯烴蠟或源自乙烯的結構單元為85摩爾%以上的EVA 優選用作樹脂A。另外,根據需要樹脂A也可以含有通常添加到樹脂中的各種添加劑,例如抗氧化劑等。作為第1隔板層的樹脂B可以採用具有如下性質的樹脂在電化學元件通常使用的溫度範圍(大約70°C以下)不吸收電解液或者吸收量非常小,從而膨脹的程度在一定值以下,但是在被加熱到關閉所必需的溫度時會吸收電解液而產生大的膨脹,且膨脹度隨著溫度上升而增大。對於採用了在第1隔板層含有樹脂B的隔板的電化學元件,在比關閉溫度低的溫度側,不被樹脂B吸收的可流動電解液存在於隔板的空孔內,從而隔板內部的 Li(鋰)離子的傳導性高,成為具有良好的載荷特性的電化學元件。另一方面,在被加熱到膨脹度隨著溫度上升而增大的性質(以下有時稱為熱膨脹性)顯現的溫度以上的情況,樹脂B吸收電化學元件內的電解液而產生大的膨脹,膨脹的樹脂B堵塞隔板的空孔,同時可流動電解液減少,電化學元件呈現液枯狀態,從而產生關閉,確保電化學元件的安全性。並且, 在超過關閉溫度的高溫情況,上述液枯狀態由於熱膨脹性會進一步發展,電化學元件的反應被進一步抑制,從而也可以進一步提高關閉後的高溫安全性。樹脂B開始顯示熱膨脹性的溫度優選為75°C以上。這是由於,通過使樹脂B開始顯示熱膨脹性的溫度為75°C以上,Li離子的傳導性顯著減少,可以將電池的內部電阻上升的溫度(所謂的關閉溫度)設定為大約80°C以上。另一方面,由於顯示熱膨脹性的溫度下限越高,則隔板的關閉溫度越高,從而為了將關閉溫度設定為大約130°C以下,樹脂B開始顯示熱膨脹性的溫度優選為125°C以下,更優選為115°C以下。顯示熱膨脹性的溫度過高時,不能充分地抑制電池內的活性物質的熱失控反應,不能充分地確保電化學元件的安全性提高效果;另外,顯示熱膨脹性的溫度過低時,在通常的電化學元件的使用溫度範圍(大約70°C以下)Li離子的傳導性會變得太低。另外,對於比顯示熱膨脹性的溫度低的溫度,樹脂B優選儘可能不吸收電解液,膨脹少。這是由於,在電化學元件的使用溫度範圍例如室溫下,與被樹脂B吸入的情況相比, 電解液以可流動於隔板的空孔內的狀態保持時電化學元件的載荷特性等特性更為良好。在常溫(25°C )樹脂B吸收的電解液量可以通過表示樹脂B的體積變化的下述式 (1)所定義的膨脹度 進行評價。BE= (V0Ai)-I(1)上述式中,V0表示在電解液中在25°C浸漬M小時後樹脂B的體積(cm3),Vi表示在電解液中浸漬前樹脂B的體積(cm3)。對於本發明的隔板,常溫(25°C )下樹脂B的膨脹度 優選為1以下,理想的是由電解液的吸收引起的膨脹小,即 為儘可能接近0的較小值。另外,在比顯示熱膨脹性的溫度低的溫度側,理想的是膨脹度的溫度變化儘可能小。對於由粘合樹脂粘結了樹脂B的隔板,可以在與粘合樹脂共存的狀態下樹脂B的膨脹度為較小值。另一方面,作為樹脂B可以採用如下樹脂在加熱到顯示熱膨脹性的溫度的下限以上時,電解液的吸收量變大,在顯示熱膨脹性的溫度範圍膨脹度會隨著溫度增大。例如優選採用在120°C測定的由下述式(2)所定義的膨脹度 為1以上的樹脂。Bt = (V1A0)-I (2)上述式中,V0表示在電解液中在25°C浸漬M小時後樹脂B的體積(cm3),V1表示在電解液中在25°C浸漬M小時後將電解液升溫到120°C、並在120°C經過1小時後樹脂B 的體積(cm3)。另一方面,由上述式(2)定義的樹脂B的膨脹度過大時,電化學元件(例如電池) 有時也會產生變形,因此優選為10以下。由上述式( 定義的膨脹度可以通過採用光散射法或由CCD相機等攝製的圖像的圖像解析方法直接測定樹脂B的大小變化來進行估算,但是例如可以採用以下方法進行更準確的測定。採用由與上述式(1)和式(2)同樣定義的在25°C和120°C的膨脹度已知的粘合樹脂,對其溶液或乳液混合樹脂B而調製漿液,將該漿液塗布到聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET) 片或玻璃板等基材上製作薄膜,測定其質量。接著,將該薄膜在25°C的電解液中浸漬M小時後測定質量,進而將電解液加熱升溫到120°C,在120°C經過1小時後測定質量,通過下述式(3) (9)計算出膨脹度&。這裡,下述式(3) (9)中,從25°C到120°C升溫時電解液以外的成分的體積增加可以忽略。Vi=M1XWZPa⑶
VB=(M0-Mi)A3B(4)
Vc=M1ZiPc-M0Z^B(5)
Vv=MiX (I-W) /Pv(6)
V0=V^VB-VVX (BB+1)(7)
Vd=VvX (BB+1)⑶
Bt={VVVdX(Bc+I)}/V1(9)在此,上述式⑶ ⑶中Vi 在電解液中浸漬前樹脂B的體積(cm3),V0 在電解液中在25°C浸漬M小時後樹脂B的體積(cm3),Vb 在電解液中在常溫浸漬M小時後薄膜所吸收的電解液的體積(cm3),Vc 從在電解液中在常溫浸漬了 M小時的時刻開始直至將電解液升溫到120°C、 進而在120°C經過1小時的期間薄膜所吸收的電解液的體積(cm3),Vv 在電解液中浸漬前粘合樹脂的體積(cm3),Vd 在電解液中在常溫浸漬M小時後粘合樹脂的體積(cm3),Mi 在電解液中浸漬前薄膜的質量(g),M0 在電解液中在常溫浸漬M小時後薄膜的質量(g),M1 在電解液中在常溫浸漬M小時後將電解液升溫到120°C、進而在120°C經過1 小時後薄膜的質量(g),W:在電解液中浸漬前薄膜中的樹脂B的質量比率,
Pa 在電解液中浸漬前樹脂B的比重(g/cm3),Pb 在常溫下電解液的比重(g/cm3),Pc 在規定溫度下電解液的比重(g/cm3),Pv 在電解液中浸漬前粘合樹脂的比重(g/cm3),Bb 在電解液中在常溫浸漬M小時後粘合樹脂的膨脹度,Bc 由上述式(2)定義的升溫時粘合樹脂的膨脹度。另外,由通過上述方法從上述式(3)和上述式(7)求出的Vi和Vtl,利用上述式(1) 可以求出常溫下的膨脹度 。本發明的隔板應用於具有非水電解液的電化學元件,對於以往的具有非水電解液的電化學元件採用例如將鋰鹽溶解於有機溶劑中的溶液作為非水電解液(鋰鹽和有機溶劑的種類、鋰鹽濃度等詳細情況在後面進行說明)。因此,作為樹脂B推薦如下樹脂在鋰鹽的有機溶劑溶液中,當達到75 125°C的任意溫度時開始顯示上述熱膨脹性,優選在上述溶液中能夠膨脹至膨脹度 和 滿足上述值。作為樹脂B優選具有耐熱性和電絕緣性、對電解液穩定、進而在電化學元件的工作電壓範圍難以氧化還原的電化學性能穩定的材料,作為這種材料可舉出例如樹脂交聯體。更具體地可以例示選自由苯乙烯樹脂[聚苯乙烯(PQ等]、苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)、 丙烯酸類樹脂[聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等]、聚環氧烷[聚環氧乙烷(PEO)等]、氟樹脂 [聚偏氟乙烯(PVDF)等]和它們的衍生物組成的組中的至少一種樹脂的交聯體,脲樹脂,聚氨酯等。對於樹脂B可以單獨採用1種上述例示的樹脂,也可以並用2種以上。另外,根據需要樹脂B也可以含有通常在樹脂中添加的各種添加劑,例如抗氧化劑等。作為樹脂B所例示的材料中,優選苯乙烯樹脂交聯體、丙烯酸類樹脂交聯體和氟樹脂交聯體,特別優選採用交聯PMMA。關於這些樹脂交聯體通過溫度上升會吸收電解液而膨脹的機理還不清楚,但被認為與玻璃轉化點(Tg)有關。即推定是,由於樹脂一般在加熱至其Tg時會變得柔軟,上述樹脂可能是在Tg以上的溫度會吸收大量的電解液而膨脹。從而,考慮到樹脂B實際上產生關閉作用的溫度比樹脂B開始顯示熱膨脹性的溫度高一些,優選採用在75 125°C範圍具有 Tg的樹脂交聯體。這裡,作為本說明書所述的樹脂B的樹脂交聯體的Tg為根據JIS K 7121 的規定、使用DSC測定的值。對於上述樹脂交聯體伴隨著溫度變化的體積變化存在一定程度的可逆性,S卩,在包含電解液前的所謂乾燥狀態下即使隨著溫度上升而膨脹,隨著溫度降低也會再次收縮; 並且,由於具有比顯示熱膨脹性的溫度相當高的耐熱溫度,即使顯示熱膨脹性的溫度的下限為100°C左右,也可以選擇能夠加熱至200°C或其以上的材料。因此,即使在隔板的製作工藝等中進行加熱,也不會發生樹脂熔融,或者損害樹脂的熱膨脹性,從而包括一般的加熱過程的製造工藝中操作變得容易。關於樹脂A和樹脂B的使用形態沒有特別限制,可以直接以微粒狀來使用,除此以外,例如可以將構成後述的多孔基體的纖維狀物作為芯材,在其表面附著或者被覆樹脂A 或樹脂B,也可以在第1隔板層中含有樹脂A或樹脂B。並且,還可以核殼結構的形態包含在第1隔板層中,所述核殼結構是以後述的第2隔板層中「耐熱溫度為150°C以上的填料」等作為核體,並以樹脂A或樹脂B作為殼體的結構。進而,同時使用樹脂A和樹脂B的情況,例如可以在樹脂B的表面附著樹脂A或者由樹脂A被覆樹脂B的表面,一體地來使用。對於上述使用形態,樹脂A和樹脂B特別優選採用微粒狀的樹脂。使用微粒狀的樹脂A和樹脂B的情況,乾燥時這些樹脂的粒徑可以比隔板的厚度小,優選具有隔板厚度的1/100 1/3的平均粒徑。具體而言,樹脂A和樹脂B的平均粒徑優選為0. 1 20 μ m。樹脂A和樹脂B的粒徑過小時,粒子間的間隙變小,離子的傳輸路徑變長,從而電化學元件的特性會降低。另外,粒徑過大時,第1隔板層的厚度變大,導致電化學元件的能量密度降低,因此並非優選。本說明書中所述的微粒(樹脂A、樹脂B、後述的填料、 後述的板狀粒子)的平均粒徑例如可以規定為採用雷射散射粒度分布計(例如HORIBA社製造LA-920),在樹脂A、樹脂B的情況對不會使這些樹脂膨脹的介質(例如水)分散這些微粒並測定的數均粒徑;在後述的填料、板狀粒子的情況對不溶解它們的介質分散這些微粒並測定的數均粒徑。樹脂A和樹脂B可以各自單獨包含在第1隔板層中,也可以並用兩者。為了更容易得到關閉效果,樹脂A和樹脂B在隔板中的含量例如優選為下述範圍。 在隔板的全部構成成分的總體積中樹脂A和樹脂B的總體積優選為10體積%以上,更優選為20體積%以上。並且,樹脂A和樹脂B的總體積在第1隔板層的全部構成成分的總體積中(採用了後述的多孔基體的情況為除了該多孔基體的全部構成成分的總體積中)優選為 50體積%以上,更優選為70體積%以上,特別優選為80體積%以上。進而,優選由後述方法求出的第2隔板層的空孔率為10 50%,且樹脂A和樹脂B的總體積為第2隔板層的全部空孔體積的50%以上。樹脂A通過在放熱時熔融並堵塞第2隔板層的空孔來發揮關閉效果,因此樹脂A的體積相對於第2隔板層的全部空孔體積優選為一定值以上。另外,樹脂B 通過在放熱時吸收保持在隔板中的電解液、發生膨脹而產生液枯來發揮關閉效果,並且第2 隔板層的全部空孔體積關係到可用於樹脂B膨脹的電解液量,因此樹脂B的體積相對於第 2隔板層的全部空孔體積優選為一定值以上。樹脂A和樹脂B的總體積的上限沒有特別限制。另一方面,從確保隔板在高溫時的形狀穩定性的角度考慮,隔板的全部構成成分的總體積中樹脂A和樹脂B的總體積優選為80體積%以下,更優選為40體積%以下。第2隔板層的填料只要是耐熱溫度為150°C以上、具有電絕緣性、對電解液和在隔板製造時使用的溶劑穩定、進而在電化學元件的工作電壓範圍難以氧化還原的電化學性能穩定的材料,有機粒子和無機粒子均可以;從分散性等角度考慮優選為微粒,從穩定性等角度考慮更優選使用無機微粒。作為無機粒子的構成材料的具體例可舉出例如氧化鐵、SiO2, A1203、TiO2, BaTiO2, ZrO2等無機氧化物,氮化鋁、氮化矽等無機氮化物,氟化鈣、氟化鋇、硫酸鋇等難溶性的離子結晶,矽、金剛石等共價鍵性結晶,蒙脫石等粘土等。在此,上述無機氧化物可以是源自勃姆石、沸石、磷灰石、高嶺土、莫來石、尖晶石、橄欖石、雲母等礦物資源的物質或者它們的人造物等。另外,還可以是由具有電絕緣性的材料例如上述的無機氧化物等被覆導電性材料的表面而形成的具有電絕緣性的粒子,該導電性材料可以例示金屬,SnO2、錫-銦氧化物 (ITO)等導電性氧化物,碳黑、石墨等碳質材料等。上述的無機氧化物中,優選Al203、Si02* 勃姆石,特別優選採用勃姆石,其對因生成鋰枝晶造成的內部短路的防止效果最高。上述勃姆石更優選為易於控制粒徑和形狀的、能夠減少對電化學元件特性產生不良影響的離子性雜質的合成勃姆石。另外,作為上述有機微粒(有機粉末)可以例示交聯聚甲基丙烯酸甲酯、交聯聚苯乙烯、交聯聚二乙烯基苯、苯乙烯-二乙烯基苯共聚物交聯物、聚醯亞胺、三聚氰胺樹脂、 酚樹脂、苯並三聚氰二胺-甲醛縮合物等各種交聯高分子微粒(但是為不符合樹脂B的微粒),或者聚丙烯(PP)、聚碸、聚丙烯腈、聚芳醯胺、聚縮醛、熱塑性聚醯亞胺等耐熱性高分子微粒等。另外,構成這些有機微粒的有機樹脂(高分子)還可以是上述例示的材料的混合物、改性體、衍生物、共聚物(無規共聚物、交替共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物)、交聯體(上述的耐熱性高分子微粒的情況)。作為填料的形狀例如可以為接近球狀的形狀,也可以為板狀,但從防止短路的角度考慮優選為板狀的粒子。作為板狀粒子的代表性物質可舉出板狀的Al2O3和板狀的勃姆石。填料的粒徑為由上述測定方法測定的數均粒徑,例如優選為0.01 μ m以上,更優選為0. 1 μ m以上,且優選為15 μ m以下,更優選為5 μ m以下。為了提高防止內部短路的效果,填料的含量在隔板的全部構成成分的總體積中優選為20體積%以上,更優選為50體積%以上。另外,為了確保隔板中樹脂A和樹脂B的含量並維持關閉特性,在隔板的全部構成成分中填料的含量優選控制在80體積%以下。包含填料作為主體的第2隔板層中還可以含有後述的纖維狀物、上述的樹脂A、樹脂B、其他添加粒子等,但是如上所述第2隔板層主要用於確保防止正負極短路的隔板本身的功能,第2隔板層中的填料的含量少時,難以確保該功能。因此,第2隔板層中填料的含量在全部固體成分量(但使用後述的多孔基體的情況為除了多孔基體的全部固體成分量) 的總體積中優選為50體積%以上,更優選為70體積%以上,進一步優選為80體積%以上。本發明的隔板中,第1隔板層和第2隔板層中的至少一個含有板狀粒子。第2隔板層含有板狀粒子時,如上所述板狀粒子可以兼作第2隔板層的填料。作為板狀粒子的形態,長寬比優選為2 100,更優選為5以上,最優選為10以上, 並且更優選為50以下。並且,粒子的平板面的長軸方向長度與短軸方向長度之比(長軸方向長度/短軸方向長度)的平均值優選為3以下、更優選為2以下、接近1的值。板狀粒子中上述平板面的長軸方向長度與短軸方向長度之比的平均值可以通過例如對由掃描型電子顯微鏡(SEM)攝製的圖像進行圖像解析來求出。進而,板狀粒子的上述長寬比也可以通過對由SEM攝製的圖像進行圖像解析來求出。另外,作為板狀粒子的平均粒徑只要小於隔板的厚度就可以,並且優選為隔板厚度的1/100以上。更具體而言,由上述的測定方法測定的數均粒徑例如優選為0. 01 μ m以上,更優選為0. 1 μ m以上,且優選為15 μ m以下,更優選為5 μ m以下。隔板中板狀粒子的存在形態優選平板面大致平行於隔板面,更具體而言,隔板表面附近的板狀粒子的平板面與隔板面的平均角度優選為30°以下,最優選的是該平均角度為0°,即隔板表面附近的板狀粒子的平板面平行於隔板面。在此所述的「表面附近」是指距離隔板表面大約為總厚度的10%的範圍。板狀粒子的存在形態為上述情況時,可以更有效地防止由於在電極表面析出的鋰枝晶和電極表面的活性物質突起產生內部短路。作為板狀粒子的材質,除了在上面以板狀填料的具體例所例示的無機微粒(代表性地為板狀的Al2O3和板狀的勃姆石)以外,還可以使用耐熱溫度為150°C以上的樹脂材料等。板狀粒子的構成材料也可以並用2種以上。為了更有效地發揮第1隔板層和第2隔板層中的至少一個含有板狀粒子所產生的效果,板狀粒子的含量在隔板的全部構成成分的總體積中(但採用後述的多孔基體的情況為除了多孔基體的全部構成成分的總體積中)優選為25%以上,更優選為40%以上,進一步優選為70%以上。更優選在第2隔板層中含有板狀粒子,進一步優選在第2隔板層將填料形成為板狀粒子。為了確保隔板的形狀穩定性等,本發明的隔板的第1隔板層和第2隔板層中優選含有有機粘合劑,可以僅在一個層中含有,但優選各個層均含有。作為有機粘合劑可舉出 EVA(源自醋酸乙烯酯的結構單元為20 35摩爾%)、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA)等乙烯-丙烯酸共聚物、氟系橡膠、苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)、羧甲基纖維素(CMC)、羥乙基纖維素(HEC)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯基丁縮醛(PVB)、聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)、交聯丙烯酸類樹脂、聚氨酯、環氧樹脂等,特別優選採用具有150°C以上的耐熱溫度的耐熱性粘合劑。 有機粘合劑可以單獨使用1種上述例示的粘合劑,也可以並用2種以上。上述例示的有機粘合劑中,優選EVA、乙烯-丙烯酸共聚物、氟系橡膠、SBR等柔軟性高的粘合劑。作為這種柔軟性高的有機粘合劑的具體例存在三井# > #丨」 $力>
社的EVA 「工八7 l·夕夕7〉丨J 一文」、日本工二力一社的EVA、三井r工水。> 'J夂笑力^ 社的乙烯-丙烯酸共聚物「工K 7 l· 7夕ζ -EEA *〗J 一文,,、日本二二力一社的EEA、夕· ^ 3C >工業社的氟橡膠「夕'^ i 7 r ^ ^ ν丨J 一?:,,、JSR社的SBR「TRD-2001,,、日本七才乂社的 SBR 「BM-400B」 等。使用上述有機粘合劑的情況,可以使其溶解於後述的隔板形成用組合物的溶劑中,或者以分散的乳液形態使用。另外,為了確保隔板的形狀穩定性、柔軟性,可以將纖維狀物等與填料和樹脂A、樹脂B混合。作為纖維狀物只要是耐熱溫度為150°C以上、具有電絕緣性、電化學性能穩定、進而對下面詳述的電解液和製造隔板時使用的溶劑穩定,材質沒有特別限制。本說明書中所述的「纖維狀物」是指縱橫比[長度方向的長度/與長度方向正交的方向的寬度(直徑)] 為4以上的物體,縱橫比優選為10以上。作為纖維狀物的具體構成材料可舉出例如纖維素及其改性體[羧甲基纖維素 (CMC)、羥丙基纖維素(HPC)等]、聚烯烴[聚丙烯(PP)、丙烯的共聚物等]、聚酯[聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等]、聚丙烯腈(PAN)、芳族聚醯胺、聚醯胺醯亞胺、聚醯亞胺等樹脂,玻璃、氧化鋁、氧化鋯、二氧化矽等無機氧化物等。這些構成材料可以並用2種以上來構成纖維狀物。另外,根據需要纖維狀物可以含有各種添加劑,例如纖維狀物為樹脂時可含有抗氧化劑等。另外,對於本發明的隔板,在通過上述有機粘合劑固定填料的情況下,由於第2隔板層在一定程度上發揮隔板基材的功能,在將隔板與電極一體化時其操作性基本上沒有問題,但是為了提高用作獨立膜時的操作性,優選採用獨立的多孔基體作為基材。多孔基體為上述纖維狀物形成織布、無紡布(包括紙)等片狀物而得到的耐熱溫度150°C以上的基體, 可以採用市售的無紡布等作為多孔基體。對於這種隔板優選在多孔基體的空隙內含有填料和樹脂A、樹脂B的微粒。另外,為了將多孔基體與填料和樹脂A、樹脂B的微粒粘結,也可以採用上述的有機粘合劑。另外,本發明的隔板的第1隔板層和/或第2隔板層不與電極一體化而作為獨立膜時,通過採用多孔基體,強度會增加,操作更容易,因此優選。多孔基體的「耐熱性」是指不發生軟化等實質的尺寸變化,利用對象物的長度變化來評價耐熱性,即對於多孔基體在室溫下長度的收縮比例(收縮率)能夠維持5%以下的上限溫度(耐熱溫度)比關閉溫度是否足夠高。為了提高關閉後的電化學元件的安全性,多孔基體優選具有比關閉溫度高20°C以上的耐熱溫度,更具體而言,多孔基體的耐熱溫度優選為150°C以上,更優選為180°C以上。耐熱溫度的上限沒有特別限制。多孔基體可以用於以樹脂A和/或樹脂B作為主體的第1隔板層,也可以用於包含填料作為主體的第2隔板層。並且,也可以將多孔基體用於第1隔板層和第2隔板層兩者。此時,第1隔板層和第2隔板層可以共有1個多孔基體而一體化,也可以第1隔板層、 第2隔板層分別具有各自的多孔基體。採用多孔基體構成隔板時,優選樹脂A、樹脂B、填料和板狀粒子等的全部或一部分形成存在於多孔基體的空隙內的形態。通過形成這種形態,可以更有效地發揮樹脂A、樹脂B、填料和板狀粒子等的作用。纖維狀物(包括構成多孔基體的纖維狀物、其他的纖維狀物)的直徑只要為隔板厚度以下就可以,例如優選為0.01 5μπι。直徑過大時,纖維狀物間的纏繞不充分,例如形成片狀物而構成多孔基體時,其強度會變小,難以操作。另外,直徑過小時,隔板的空隙過小,離子透過性會降低,從而會降低電化學元件的載荷特性。本發明的隔板中纖維狀物的含量在全部構成成分的總體積中例如優選為10體積%以上,更優選為20體積%以上,並且優選為90體積%以下,更優選為80體積%以下。 隔板中纖維狀物的存在狀態例如優選長軸(長度方向的軸)對隔板面的角度平均為30°以下,更優選為20°以下。另外,採用纖維狀物作為多孔基體時,優選調整其他成分的含量,使得多孔基體所佔的比例在隔板的全部構成成分的總體積中為10體積%以上90體積%以下。從進一步提高電化學元件的防短路效果,確保隔板的強度並形成良好的操作性的角度考慮,本發明的隔板的厚度優選為3 μ m以上,更優選為5 μ m以上。另一方面,從進一步提高電化學元件的能量密度的角度考慮,本發明的隔板的厚度優選為30μπι以下,更優選為20 μ m以下。另外,第1隔板層的厚度優選為1 μ m以上,更優選為3 μ m以上,並且優選為15 μ m 以下,更優選為10 μ m以下。第2隔板層的厚度優選為2 μ m以上,更優選為4 μ m以上,並且優選為30 μ m以下,更優選為20 μ m以下。另外,為了確保電解液的保液量並形成良好的離子透過性,本發明的隔板的空孔率在乾燥狀態下優選為15%以上,更優選為20%以上。另一方面,從確保隔板強度和防止內部短路的角度考慮,本發明的隔板的空孔率在乾燥狀態下優選為70%以下,更優選為 60%以下。隔板的空孔率P(%)可以由隔板的厚度、單位面積的質量、構成成分的密度,利用下述(10)式針對各成分i求出總和來計算。P = 100-( Σ Bi/ P i) X (m/t) (10)在此,上述式中, 為以質量%表示的成分i的比率,P i為成分i的密度(g/cm3),m為隔板的每單位面積的質量(g/cm2),t為隔板的厚度(cm)。另外,在上述式(10)中,通過假定m為第2隔板層的每單位面積的質量(g/cm2),假定t為第2隔板層的厚度(cm),也可以利用上述式(10)求出第2隔板層的空孔率P(%)。 由該方法求出的第2隔板層的空孔率如上所述優選為10 50%。對於包含樹脂B的隔板,在電化學元件組裝後,即使樹脂B吸收電解液而膨脹、隔板的空孔率有所降低也沒有問題,只要隔板的空孔率為10%以上就是適宜的。另外,本發明的隔板以利用JIS P 8117規定的方法進行的、在0.879g/mm2的壓力下IOOml空氣透過薄膜的秒數表示的格萊爾值(Gurley value)優選為10 300秒鐘。透氣度過大時,離子透過性會變小,相反過小時,隔板的強度會變小。進而,隔板的強度以使用直徑Imm針的刺穿強度計優選為50g以上。上述刺穿強度過小時,在產生鋰枝晶的情況,會由於隔板的刺破產生短路。本發明的隔板的關閉特性例如在非水電解液的共存下可以通過電化學元件的內部電阻的溫度變化來求出。具體而言,在恆溫槽中設置電化學元件,從室溫(25°C)以每分鐘1°C的比例上升溫度,通過求出電化學元件的內部電阻上升的溫度可以進行測定。此時, 150°C的電化學元件的內部電阻優選為室溫的5倍以上,更優選為10倍以上。上述內部電阻的上限沒有特別限制。本發明的隔板與以往的由PE制多孔膜構成的隔板不同,與第2隔板層的存在互相結合,形成難以熱收縮的結構。而且,採用上述多孔基體構成的隔板由於多孔基體實質上幾乎沒有熱收縮,因此可以進一步抑制熱收縮。這樣本發明的隔板從製造方法方面可以提高電化學元件在高溫下的安全性。對於這種本發明的隔板,通過採用上述各構成可以使150°C的熱收縮率為以下。即,電化學元件的內部即使為150°C左右,隔板也幾乎不會產生收縮,從而可以防止正負極的接觸引起的短路,可以提高電化學元件在高溫下的安全性。熱收縮率的下限值沒有特別限制,優選儘可能接近0%。在本說明書中所述的隔板的「150°C的熱收縮率」是在恆溫槽中放入隔板,將溫度上升到150°C並放置30分鐘後取出,通過與放入恆溫槽前隔板的尺寸相比較求出尺寸的減少比例,再以百分率表示該減少比例的數值。作為本發明的隔板的製造方法可以採用例如下述(a) (d)的方法。製造方法 (a)是對多孔基體塗布了含有樹脂A和/或樹脂B的第1隔板層形成用組合物(漿液等液態組合物等)或者含有耐熱溫度為150°C以上的填料的第2隔板層形成用組合物(漿液等液態組合物等)後,在規定溫度下進行乾燥,隨後塗布另一種組合物並在規定溫度下進行乾燥的製造方法。作為此時的多孔基體具體地可舉出包含上述例示的各材料為構成成分的纖維狀物的至少一種所構成的織布、具有這些纖維狀物間互相纏繞的結構的無紡布等多孔片等。更具體地可以例示紙、PP無紡布、聚酯無紡布(PET無紡布、PEN無紡布、PBT無紡布等)、PAN無紡布等無紡布。第1隔板層形成用組合物中除了樹脂A和/或樹脂B(例如微粒狀的樹脂)以外根據需要還可以含有填料(也可以形成板狀粒子)、有機粘合劑等,這些成分被分散到溶劑 (包括分散介質,以下相同)中。有機粘合劑也可以溶解到溶劑中。第1隔板層形成用組合物中採用的溶劑只要是能夠均勻分散樹脂A和樹脂B、填料等,並且能夠均勻溶解或分散有機粘合劑的溶劑就可以,通常可以適宜採用例如甲苯等芳香族烴,四氫呋喃等呋喃類,甲乙
14酮、甲基異丁酮等酮類等有機溶劑。為了控制表面張力,可以對這些溶劑適宜添加醇(乙二醇、丙二醇等)或者單甲基醋酸酯等各種環氧丙烷系二醇醚等。另外,有機粘合劑為水溶性的情況,以乳液狀態使用時等,可以將水作為溶劑,此時也可以適宜加入醇類(甲醇、乙醇、 異丙醇、乙二醇等)來控制表面張力。第2隔板層形成用組合物中除了填料(也可以形成板狀粒子)以外根據需要可以含有樹脂A和樹脂B (例如微粒狀的樹脂)、有機粘合劑等,這些成分被分散到溶劑中。對於溶劑可以採用與以第1隔板層形成用組合物用溶劑所例示的各種溶劑相同的溶劑,並且也可以加入對第1隔板層形成用組合物所例示的上述各種成分作為適宜控制表面張力的成分。第1隔板層形成用組合物和第2隔板層形成用組合物中包括樹脂A、樹脂B、填料和有機粘合劑的固體成分含量例如優選為10 80質量%。上述多孔基體的空孔的開口徑比較大時,例如為5μπι以上時,其容易成為電化學元件短路的主要原因。因此,此時優選形成樹脂A和樹脂B、填料、板狀粒子等的全部或一部分存在於多孔基體的空隙內的結構。為了使樹脂A和樹脂B、填料、板狀粒子等存在於多孔基體的空隙內,例如可以採用如下工藝將含有這些成分的隔板層形成用組合物塗布到多孔基體上後疏通一定的間隙,除去多餘的組合物後,進行乾燥等。為了提高隔板中含有的板狀粒子的取向性而更有效地發揮其功能,將含有板狀粒子的隔板層形成用組合物塗布到多孔基體上浸透後,可以採用對上述組合物施加剪切或磁場。例如,如上所述將含有板狀粒子的隔板層形成用組合物塗布到多孔基體上後,通過疏通一定的間隙可以對上述組合物施加剪切。另外,為了更有效地發揮樹脂A和樹脂B、填料、板狀粒子等各構成物所具有的作用,可以使上述構成物不均勻分布,形成上述構成物與隔板的膜面平行或大致平行地集合成層狀的形態。為了形成這種形態,可以採用例如下述方法使用2個模塗布器或逆轉輥塗布器的頭部或輥,從多孔基體的表面和背面兩個方向分別塗布不同的組合物例如第1隔板層形成用組合物和第2隔板層形成用組合物,並進行乾燥。本發明的隔板的製造方法(b)是在對多孔基體塗布第1隔板層形成用組合物或第 2隔板層形成用組合物、並乾燥塗布的組合物之前塗布並乾燥另一種組合物的方法。本發明的隔板的製造方法(C)是對多孔基體塗布並乾燥第1隔板層形成用組合物,形成以樹脂A和/或樹脂B作為主體的第1隔板層,對另一多孔基體塗布並乾燥第2隔板層形成用組合物,形成包含耐熱溫度為150°C以上的填料作為主體的第2隔板層,再將這兩個隔板層重疊而形成一個隔板的方法。此時,第1隔板層和第2隔板層可以被一體化,也可以為各自獨立的結構,通過電化學元件的組裝在電化學元件內以重疊的狀態發揮一體的隔板的功能。本發明的隔板的製造方法(d)是根據需要在第1隔板層形成用組合物和第2隔板層形成用組合物中進一步含有纖維狀物,將其塗布在薄膜或金屬箔等基板上,在規定溫度乾燥後從該基板剝離的方法。(d)方法與(c)方法同樣,以樹脂A和/或樹脂B作為主體的第1隔板層和包含填料作為主體的第2隔板層可以為各自獨立的結構,也可以為一體的結構。當第1隔板層和第2隔板層形成一體的結構時,與(a)方法同樣可以在形成並乾燥一個隔板層後形成另一個隔板層,也可以在塗布、乾燥一個隔板層形成用組合物之前塗布另一個隔板層形成用組合物,還可以採用同時塗布兩者的隔板層形成用組合物的所謂同時雙層塗布方式。另外,根據(d)方法也可以在構成電化學元件的正極和負極的至少一個電極表面形成第1隔板層或第2隔板層,形成隔板與電極一體化的結構。此時,可以在正極和負極的至少一個電極上形成兩個隔板層,也可以在兩個電極上形成任意的隔板層,還可以在正極或負極的一個上形成第1隔板層而在另一個電極上形成第2隔板層。本發明的隔板並不限於由上述(a) (d)方法製造的各結構。例如也可以是(C) 方法與(d)方法組合而形成的方式,即形成為對第1隔板層或第2隔板層的任意一個採用多孔基體、對另一個不採用多孔基體的結構。另外,還可以第1隔板層或第2隔板層的一個形成與電極一體的結構,另一個形成獨立的隔板層。另外,以樹脂A和/或樹脂B作為主體的第1隔板層和包含填料作為主體的第2 隔板層不必須各自為1層,也可以多層存在於隔板中。例如可以為在第2隔板層的兩面形成第1隔板層的結構。但是,由於增加層數會增加隔板的厚度,導致內部電阻的增加和能量密度的降低,因此並不優選增多層數,隔板層的層數優選為5層以下。另外,樹脂A和樹脂B可以各自以粒子狀獨立存在,也可以相互熔粘或者部分熔粘到纖維狀物等上。另外,第 1隔板層和第2隔板層除了以一體化獨立膜構成隔板以外,還可以分別為獨立的構成要素, 在電化學元件被組裝的階段在電化學元件內形成重疊的狀態,發揮夾在正極和負極間的隔板的功能。進而,第1隔板層和第2隔板層不必須相接,可以在它們之間夾入其他層例如構成多孔基體的纖維狀物層等。可以適用本發明的隔板的電化學元件只要是採用非水電解液就沒有特別限制,除了鋰二次電池以外,鋰一次電池和超級電容器等要求高溫下的安全性的用途可以優選適用。即,本發明的電化學元件如果具有上述本發明的隔板,其他的結構或構成沒有特別限制,可以採用以往的具有非水電解液的各種電化學元件(鋰二次電池、鋰一次電池、超級電容器等)所具備的各種結構或構成。以下,針對適用於作為本發明的電化學元件的一例的鋰二次電池進行詳細說明。 作為鋰二次電池的形態可舉出使用鋼罐或鋁罐等作為外裝罐的筒形(方筒形或圓筒形等) 等。另外,還可以形成將蒸鍍了金屬的層疊膜作為外裝體的軟包裝電池。作為正極可以是以往用於鋰二次電池的正極,即含有可吸附放出鋰離子的活性物質的正極,沒有特別限制。例如作為正極活性物質可以採用由Li1+xM02(-0. 1 < χ < 0. 1、 M :Co、Ni、Mn、Al、Mg等)表示的層狀結構的含鋰過渡金屬氧化物、LiMn2O4和用其他元素置換了其元素的一部分的尖晶石結構的鋰錳氧化物、由LiMPO4(M :Co、Ni、Mn、!^等)表示的橄欖石型氧化物等。作為上述層狀結構的含鋰過渡金屬氧化物的具體例,除了 LiCoO2和 LiNihCcvyAlyO2O). 1彡χ彡0. 3,0. 01 ^ y ^ 0. 2)等以外還可以例示至少包含Co、Ni和 Mn 的氧化物(LiMnv3Niv3C0lZ3OyLiMn5Z12Ni5Z12C0v6OyLiMn3Z5Ni1Z5C0v5O2 等)等。對上述正極活性物質添加作為導電助劑的碳黑等碳材料以及作為粘合劑的聚偏氟乙烯(PVDF)等氟樹脂,調製正極合劑。使用該正極合劑例如在集電體上形成含正極活性物質層。另外,作為正極的集電體可以使用鋁等金屬的箔、衝壓金屬、網、金屬網等,通常優選採用厚度為10 30 μ m的鋁箔。
正極側的引線部通常如下設置在正極製作時集電體的一部分不形成含正極活性物質層而留出集電體的露出部,將其作為引線部。但是,引線部不一定要求自始與集電體一體化,也可以隨後對集電體連接鋁製箔來設置。作為負極可以是以往用於鋰二次電池的負極,即含有可吸附放出鋰離子的活性物質的負極,沒有特別限制。例如作為負極活性物質可以使用石墨、熱解碳類、焦炭類、玻璃狀碳類、有機高分子化合物的燒成體、中間相碳微珠(MCMB)、碳纖維等可吸附、放出鋰的碳系材料的1種或者2種以上的混合物。另外,Si、Sn、Ge、Bi、Sb、In等元素及其合金、含鋰氮化物或者含鋰氧化物等能夠以接近鋰金屬的低電壓進行充放電的化合物或者鋰金屬和鋰/ 鋁合金也可以用作負極活性物質。對這些負極活性物質適宜添加導電助劑(碳黑等碳材料等)和PVDF等粘合劑等而形成負極合劑,以集電體為芯材將負極合劑做成成形體(含負極活性物質層)或者單獨對上述各種合金或鋰金屬的箔、或者在集電體上層積負極合劑後的製品等用作負極。在負極中使用集電體的情況,作為集電體可以採用銅製或鎳制的箔、衝壓金屬、 網、金屬網等,通常採用銅箔。為了得到高能量密度的電池而使整個負極的厚度變薄時,該負極集電體厚度的上限優選為30 μ m,下限優選為5 μ m。另外,負極側的引線部可以與正極側的引線部同樣地形成。電極能夠以夾著本發明的隔板而層積上述正極和上述負極的電極層積體或者進一步對其卷繞的電極卷繞體的形態來使用。作為非水電解液如上所述可以採用將鋰鹽溶解到有機溶劑中的溶液。作為鋰鹽, 只要是可以在溶劑中解離而形成鋰離子、在作為電池使用的電壓範圍難以產生分解等副反應的鋰鹽就沒有特別限制。可以使用例如LiC104、LiPF6, LiBF4, LiAsF6, LiSbF6等無機鋰鹽,LiCF3S03、LiCF3C02、Li2C2F4 (SO3) 2、LiN (CF3SO2) 2、LiC (CF3SO2) 3、LiCnF2n+1S03 O 彡 η 彡 5)、 LiN (RfOSO2)2 [在此Rf為氟烷基]等有機鋰鹽等。作為用於非水電解液的有機溶劑,只要是可以溶解上述鋰鹽、在作為電池使用的電壓範圍不產生分解等副反應的有機溶劑就沒有特別限制。可舉出例如碳酸亞乙酯、碳酸亞丙酯、碳酸亞丁酯、碳酸亞乙烯酯等環狀碳酸酯,碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯等鏈狀碳酸酯,丙酸甲酯等鏈狀酯,Y-丁內酯等環狀酯,二甲氧基乙烷、二乙基醚、1,3_ 二氧戊環、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚等鏈狀醚,二噁烷、四氫呋喃、 2-甲基四氫呋喃等環狀醚,乙腈、丙腈、甲氧基丙腈等腈類,亞硫酸乙二醇酯等亞硫酸酯類等,這些溶劑也可以混合2種以上而使用。為了形成更良好特性的電池,優選採用碳酸亞乙酯和鏈狀碳酸酯的混合溶劑等可以得到高導電率的組合。另外,為了對這些電解液提高安全性、充放電循環性、高溫儲藏性這樣的特性,也可以適宜添加碳酸亞乙烯酯類、1,3_丙烷磺內酯、二苯基硫醚、環己烷、聯苯、氟代苯、叔丁基苯等添加劑。上述鋰鹽在非水電解液中的濃度優選為0.5 1.5mol/L,更優選為0. 9 1.25mol/L0如上所述具有含正極活性物質層的正極和具有含負極活性物質層的負極可以如下製作在集電體上塗布將正極合劑分散於N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)等溶劑中而形成的含正極活性物質層形成用組合物(漿液等)或將負極合劑分散於NMP等溶劑中而形成的含正極活性物質層形成用組合物(漿液等),並進行乾燥。此時,例如在將含正極活性物質層形成用組合物塗布到集電體上並乾燥該組合物之前,通過塗布上述的第1隔板層形成用組合物和第2隔板層形成用組合物中的至少一種,可以形成正極以及第1隔板層和/或第2 隔板層的一體物。另外,在將含負極活性物質層形成用組合物塗布到集電體上並乾燥該組合物之前,通過塗布上述的第1隔板層形成用組合物和第2隔板層形成用組合物中的至少一種,可以形成負極以及第1隔板層和/或第2隔板層的一體物。本發明的電化學元件(例如上述鋰二次電池)如上所述可以通過將電極和隔板層一體化來製造。並且,本發明的電化學元件可以適用於與以往電化學元件被應用的各種用途相同的用途。以下基於實施例詳細地說明本發明。但是,本發明並不限於下述實施例。本實施例中樹脂B的膨脹度 和&為通過上述方法基於上述式(1) (9)求出的膨脹度。另外,各實施例中表示的第1隔板層和第2隔板層中的各成分的體積含量在使用多孔基體(無紡布)的情況為除了該多孔基體的全部構成成分中的體積含量。進而,在各實施例中表示的樹脂A的熔點(熔融溫度)和樹脂B的Tg均為根據JIS K 7121的規定、 採用DSC測定的值。製造例1(負極的製作)以NMP作為溶劑均勻混合作為負極活性物質的石墨95質量份和作為粘合劑的 PVDF :5質量份,調製含有負極合劑的漿液。在作為集電體的厚度IOym的銅箔的兩面間歇塗布該含有負極合劑的漿液,使得活性物質塗布長度為表面320mm、背面^Omm,乾燥後進行砑光處理,將負極合劑層的厚度調整至總厚度為142 μ m,切割成寬度45mm,製作長度 330mm、寬度45mm的負極。進而,在該負極的銅箔的露出部焊接電極接片而形成引線部。製造例2 (正極的製作)以NMP作為溶劑均勻混合作為正極活性物質的LiCoA 85質量份、作為導電助劑的乙炔黑10質量份和作為粘合劑的PVDF 5質量份,調製含有正極合劑的漿液。在作為集電體的厚度15 μ m的鋁箔的兩面間歇塗布該漿液,使得活性物質塗布長度為表面319 320mm、背面258 ^Omm,乾燥後進行砑光處理,將正極合劑層的厚度調整至總厚度為 150 μ m,切割成寬度43mm,製作長度330mm、寬度43mm的正極。進而,在該正極的鋁箔的露出部焊接電極接片而形成引線部。實施例1在製造例1製作的負極的兩面通過刮刀塗布器塗布PE微粒(平均粒徑1 μ m、熔點 125°C)的水分散體(固體成分濃度40質量%)[液態組合物(I-A)]並乾燥,形成厚度5 μ m 的以作為樹脂A的PE為主體的第1隔板層。並且,在由製造例2製作的正極的兩面也同樣地形成厚度5μπι的以作為樹脂A的PE微粒為主體的第1隔板層。在正極上和負極上形成的第1隔板層僅由作為樹脂A的PE微粒構成,第1隔板層中樹脂A的體積含量為100%。接著,將PE微粒(平均粒徑1 μ m、熔點125°C )的水分散液(固體成分濃度40 質量% )2000g和乙醇800g加入容器中,用分散器在^OOrpm的條件下攪拌分散1小時,進而添加作為填料的二氧化矽(SiO2)微粒(平均粒徑0. 4 μ m、粒度分布0. 3 0. 7 μ m) 2400g,並添加作為粘合劑的自交聯性丙烯酸類樹脂乳液,使得100質量份固體成分量的填料添加3質量份粘合劑,攪拌3小時,得到均勻的漿液狀的液態組合物Q-A)。在該液態組合物O-A)中通過作為多孔基體的厚度為15μπι的PP制熔噴無紡布,通過提拉塗布而塗布液態組合物O-A)後,通過乾燥得到在無紡布的空隙內含有樹脂A(PE)和填料 (二氧化矽微粒)、以二氧化矽微粒作為主體的第2隔板層即多孔膜(厚度20 μ m)。由SEM觀察的結果可知,本實施例中使用的二氧化矽微粒包含25體積%的板狀粒子。並且,假定PE的比重為1. Og/cm3、二氧化矽的比重為2. 2g/cm3、丙烯酸類樹脂的比重為 1. 2g/cm3時算出的第2隔板層中的二氧化矽微粒的體積含量為58%。將作為第2隔板層的多孔膜與上述具有第1隔板層的正極和上述具有第1隔板層的負極一起卷繞成膠捲狀,製作卷繞電極體。擠壓該卷繞電極體而形成扁平狀,並裝填在電池容器內。另外,作為非水電解液準備將LiPF6以1. 2mol/L的濃度溶解到溶劑中得到的溶液,該溶劑為以體積比1 2混合碳酸亞乙酯和碳酸甲乙酯後的溶劑。將上述非水電解液注入上述電池內後,進行密封,形成鋰二次電池。這裡,本實施例中隔板是指在上述正極和上述負極上形成的第1隔板層與以無紡布為基材的第2隔板層(多孔膜)兩者的集合體(後述的各實施例也一樣)。實施例2代替二氧化矽微粒而採用4400g板狀氧化鋁(Al2O3)微粒(平均粒徑2 μ m、長寬比50),除此以外,與實施例1的液態組合物同樣地調製液態組合物O-B)。使用在互相對向的位置具有2個模具的模塗布器在厚度18 μ m的PET制溼式無紡布(多孔基體) 的兩面同時塗布液態組合物O-B)和實施例1中使用的液態組合物(I-A),由此得到具有以作為樹脂A的PE為主體的第1隔板層和以作為填料的板狀氧化鋁微粒為主體的第2隔板層的多孔膜。第1隔板層和第2隔板層的厚度分別為大約10 μ m。假定PE的比重為1. Og/cm3、氧化鋁的比重為4. Og/cm3時算出的第2隔板層中的板狀氧化鋁微粒的體積含量為58%。以上述多孔膜的第2隔板層側為負極側而重疊由製造例1製作的負極、上述多孔膜和由製造例2製作的正極,並且卷繞成膠捲狀而製作卷繞電極體。除了使用該卷繞電極體以外,與實施例1同樣地製作鋰二次電池。實施例3在IOOOg水中分散IOOOg作為填料的板狀勃姆石(平均粒徑1 μ m、長寬比10), 進而加入120g作為粘合劑的SBR膠乳,均勻分散而調製液態組合物Q-C)。在液態組合物 (2-C)中通過厚度為15 μ m的PP制熔噴無紡布,通過提拉塗布而塗布液態組合物(2-C)後, 通過乾燥得到在無紡布的空隙內含有填料(板狀勃姆石)、以該板狀勃姆石作為主體的第2 隔板層即多孔膜(厚度20 μ m)。在實施例1中使用的液態組合物(I-A)中通過該多孔膜, 通過提拉塗布而塗布液態組合物(I-A)後,通過乾燥得到在第2隔板層的表面、背面兩面具有以作為樹脂A的PE微粒為主體的第1隔板層的多孔膜。以SBR的比重為0. 97g/cm3、勃姆石的比重為3. Og/cm3算出的第2隔板層中的板狀勃姆石的體積含量為87%。除了使用上述多孔膜以外,與實施例2同樣地製作鋰二次電池。這裡,對於本實施例的隔板,單獨加熱至150°C再冷卻至室溫後,用掃描型電子顯微鏡觀察其截面,在隔板的表面發現由於第1隔板層的PE微粒的熔融形成的薄膜。實施例4對實施例3中調製的液態組合物(2-C)進一步加入交聯PMMA(平均粒徑為0. 4ym, Be = 0. 5、Bt = 4、Tg 105°C )的水分散體(固體成分比率40質量% )330g,均勻分散而形成液態組合物O-D)。代替液態組合物(2-C)而使用液態組合物O-D),除此以外,與實施例3同樣地得到在以板狀勃姆石為主體且含有作為樹脂B的交聯PMMA的第2隔板層的表面、背面兩面具有以作為樹脂A的PE微粒為主體的第1隔板層的多孔膜。除了使用該多孔膜以外,與實施例2同樣地製作鋰二次電池。以SBR的比重為0. 97g/cm3、勃姆石的比重為3. Og/cm3、交聯PMMA的比重為1. 2g/ cm3,算出的第2隔板層中的板狀勃姆石的體積含量為68%。實施例5對作為樹脂B的交聯PMMA微粒(平均粒徑為0. 1 μ m,BE = 1. O,Bt = 5,Tg :85°C ) 的水分散體(固體成分比率40質量% ) IOOOg加入IOOg作為粘合劑的SBR膠乳,該粘合劑與實施例3中使用的相同,均勻分散而形成液態組合物(I-B)。除了代替液態組合物(I-A)而使用液態組合物(I-B)以外,與實施例3同樣地得到在以板狀勃姆石為主體的第2隔板層的表面、背面兩面具有以作為樹脂B的交聯PMMA微粒為主體的第1隔板層的多孔膜。除了使用該多孔膜以外,與實施例2同樣地製作鋰二次電池。以SBR的比重為0. 97g/cm3、交聯PMMA的比重為1. 2g/cm3算出的第1隔板層中的交聯PMMA微粒的體積含量為89%。實施例6作為填料採用以質量比4 1混合與實施例3中使用的同樣的板狀勃姆石和另一板狀勃姆石(平均粒徑為0. 8 μ m、長寬比50)的混合物,除此以外,與實施例3的液態組合物O-C)同樣地調製液態組合物O-E)。在該液態組合物O-E)中通過作為多孔基體的厚度為15 μ m的PET制溼式無紡布,通過提拉塗布而塗布液態組合物O-E)後,通過乾燥得到在無紡布的空隙內含有填料(板狀勃姆石)、以該板狀勃姆石作為主體的第2隔板層即多孔膜(厚度20 μ m)。以SBR的比重為0. 97g/cm3、勃姆石的比重為3. Og/cm3算出的第2隔板層中的板狀勃姆石的體積含量為87%。另外,與實施例1同樣地在製造例1中製作的負極的兩面塗布液態組合物(I-A) 並乾燥,形成以作為樹脂A的PE微粒為主體的第1隔板層。夾著上述多孔膜將上述負極和製造例2中製作的正極重疊,卷繞成膠捲狀而製作卷繞電極體。除了使用該卷繞電極體以外,與實施例1同樣地製作鋰二次電池。實施例7作為填料使用IOOOg與實施例1中使用的相同的二氧化矽微粒,將其分散在IOOOg 水中。進而,作為粘合劑添加120g與實施例3中使用的相同的SBR膠乳,均勻分散而形成液態組合物O-F)。在該液態組合物O-F)中通過厚度為15 μ m的PP制熔噴無紡布(多孔基體),通過提拉塗布而塗布液態組合物O-F)後,在乾燥前使用模塗布器塗布液態組合物 (I-A)並乾燥,得到具有以作為樹脂A的PE微粒為主體的第1隔板層和以作為填料的二氧化矽微粒(包括板狀微粒)為主體的第2隔板層的多孔膜(厚度23 μ m)。以SBR的比重為0. 97g/cm3、二氧化矽的比重為2. 2g/cm3算出的第2隔板層中的二氧化矽微粒的體積含量為90%。除了使用上述多孔膜以外,與實施例2同樣地製作鋰二次電池。實施例8將IOOg作為粘合劑的EVA(源自醋酸乙烯酯的結構單元為34摩爾% )和^cg甲苯加入容器中,在室溫下攪拌至均勻溶解。進而,作為樹脂A添加IkgPE微粒(平均粒徑為 5 μ m、熔點為105°C ),利用分散器以^OOrpm的條件攪拌分散1小時。進而,加入Ikg氧化鋁微粒(平均粒徑為0. 4 μ m)並攪拌,從而調製液態組合物(I-C)。與實施例1同樣地在製造例1中製作的負極的兩面塗布液態組合物(I-C)並乾燥,在負極上形成厚度為ΙΟμπκ以作為樹脂A的PE為主體且含有氧化鋁微粒的第1隔板層。以PE的比重為1. Og/cm3、EVA的比重為0. 94g/cm3、氧化鋁的比重為4. Og/cm3,算出的第1隔板層中的PE微粒的體積含量為74%。接著,在製造例2中製作的正極的兩面使用刮刀塗布器塗布液態組合物(2-C)並乾燥,使得乾燥時的厚度為 ο μ m,從而在正極上形成以作為填料的板狀勃姆石為主體的第 2隔板層。將上述形成有第1隔板層的負極和形成有第2隔板層的正極重疊,卷繞成膠捲狀而製作卷繞電極體。除了使用該卷繞電極體以外,與實施例1同樣地製作鋰二次電池。實施例9向Ikg液態組合物(I-A)進一步加入400g氧化鋁微粒(平均粒徑為0. 4 μ m),均勻分散而調製液態組合物(I-D)。在該液態組合物Q-D)中通過厚度為15 μ m的PET制溼式無紡布(多孔基體),通過提拉塗布而塗布液態組合物O-D)後,在乾燥前使用模塗布器塗布液態組合物(I-D)並乾燥,得到具有以作為樹脂A的PE微粒為主體且含有氧化鋁微粒的第1隔板層和以板狀勃姆石為主體且含有作為樹脂B的交聯PMMA的第2隔板層的多孔膜(厚度20 μ m)。以PE的比重為1. Og/cm3、氧化鋁的比重為4. Og/cm3算出的第1隔板層中的PE微粒的體積含量為80%。除了使用上述多孔膜以外,與實施例2同樣地製作鋰二次電池。實施例10將Ikg氧化鋁微粒(平均粒徑為0. 3 μ m)分散在Ikg水中而調製漿液。對該漿液進一步加入IOOg作為粘合劑的自交聯性丙烯酸類樹脂乳液(固體成分比率為45質量% ) 並攪拌,從而調製液態組合物O-G)。在製造例1中製作的負極的兩面通過刮刀塗布器塗布液態組合物O-G)並乾燥, 形成厚度為5 μ m、以作為填料的氧化鋁微粒為主體的第2隔板層。以粘合劑的比重為1. 2g/cm3、氧化鋁的比重為4g/cm3時算出的第2隔板層中的氧化鋁微粒的體積含量為87%。另外,對Ikg液態組合物(I-A)進一步加入Ikg與實施例3中使用的相同的板狀勃姆石,均勻分散而調製液態組合物。在該液態組合物(I-E)中通過厚度為15μπι的PP制熔噴無紡布(多孔基體),通過提拉塗布而塗布液態組合物(I-E)後,通過乾燥得到在無紡布的空隙內含有樹脂Α(ΡΕ微粒)和板狀粒子(板狀勃姆石)、以PE微粒作為主體的第1隔板層即多孔膜(厚度20 μ m)。
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以PE的比重為1. Og/cm3、勃姆石的比重為3. Og/cm3算出的第1隔板層中的PE微粒的體積含量為55%,板狀勃姆石的體積含量為45%。夾著上述多孔膜將上述負極和製造例2中製作的正極重疊,並卷繞成膠捲狀而製作卷繞電極體。除了使用該卷繞電極體以外,與實施例1同樣地製作鋰二次電池。實施例11在液態組合物(2-C)中通過厚度為15 μ m的PET制溼式無紡布(多孔基體),通過提拉塗布而塗布液態組合物(2-C)後,通過乾燥得到在無紡布的空隙內含有填料(板狀勃姆石)、以板狀勃姆石作為主體的第2隔板層即多孔膜(厚度20 μ m)。向作為樹脂B的交聯PMMA (平均粒徑為0. 1 μ m、 =1. O、Be = 5、Tg :85°C )的水分散體(固體成分比率40質量% ) Ikg加入IOOg作為粘合劑的SBR膠乳,該粘合劑與實施例3中使用的相同,攪拌而調製液態組合物(I-F)。在製造例1中製作的正極的兩面使用刮刀塗布器塗布該液態組合物(I-F)並乾燥,形成厚度為6 μ m、以作為樹脂B的交聯PMMA 微粒為主體的第1隔板層。以SBR的比重為0. 97g/cm3、交聯PMMA的比重為1. 2g/cm3算出的第1隔板層中的交聯PMMA微粒的體積含量為89%。夾著上述多孔膜將製造例1中製作的負極和形成有第2隔板層的正極重疊,並卷繞成膠捲狀而製作卷繞電極體。除了使用該卷繞電極體以外,與實施例1同樣地製作鋰二次電池。實施例12除了使用液態組合物(I-A)以外,與實施例10同樣地得到以作為樹脂A的PE微粒為主體的第1隔板層即多孔膜(厚度為20 μ m、多孔膜1)。另外,使用液態組合物(2-C) 與實施例11同樣地得到以板狀勃姆石為主體的第2隔板層即多孔膜(厚度為20 μ m、多孔膜2)。將夾著上述多孔膜1和多孔膜2的製造例1中製作的正極和製造例2中製作的負極進行重疊,其中多孔膜2位於負極一側,並卷繞成膠捲狀而得到卷繞電極體。除了使用該卷繞電極體以外,與實施例1同樣地製作鋰二次電池。實施例13除了代替液態組合物(I-A)而使用液態組合物(I-D)以外,與實施例12中的多孔膜1同樣地製作以作為樹脂A的PE微粒為主體且含有氧化鋁微粒的第1隔板層即多孔膜 3。另外,除了代替液態組合物(2-C)而使用液態組合物O-D)以外,與實施例12中的多孔膜2同樣地製作以板狀勃姆石為主體且含有作為樹脂B的交聯PMMA微粒的第2隔板層即多孔膜4。將夾著上述多孔膜3和多孔膜4的製造例1中製作的正極和製造例2中製作的負極進行重疊,其中,多孔膜4位於負極一側,並卷繞成膠捲狀而得到卷繞電極體。除了使用該卷繞電極體以外,與實施例1同樣地製作鋰二次電池。實施例14向Ikg板狀氧化鋁(平均粒徑為2 μ m、長寬比為50)添加Ikg水、IOOg作為粘合劑的EVA乳液(源自醋酸乙烯酯的結構單元為20摩爾%、固體成分比率為50質量% ),利用分散器以^OOrpm的條件攪拌分散1小時,進而,加入300g氧化鋁纖維(平均纖維直徑為3 μ m、平均纖維長度為IOcm),在室溫下攪拌至均勻,得到液態組合物Q-H)。使用模塗布器在PET基材上以塗層厚度50μπι而塗布液態組合物Q-H)並乾燥後,通過從PET基材上剝離,得到以作為填料的板狀氧化鋁為主體的第2隔板層即多孔膜(厚度為15μπι)。以EVA的比重為0. 94g/cm3、氧化鋁的比重為4. Og/cm3算出的第2隔板層中的板狀氧化鋁的體積含量為66%。另外,使用液態組合物(I-C),與實施例8同樣地在負極上形成厚度為10 μ m、以作為樹脂A的PE微粒為主體且含有氧化鋁微粒的第1隔板層。將具有第1隔板層的負極、上述多孔膜和製造例2中製作的正極重疊,並卷繞成膠捲狀而得到卷繞電極體。除了使用該卷繞電極體以外,與實施例1同樣地製作鋰二次電池。實施例15使用液態組合物Q-H),與實施例14同樣地在PET基材上塗布,在乾燥前進一步使用刮刀塗布器以塗層厚度15 μ m塗布液態組合物(I-A),乾燥後通過從PET基材上剝離,得到具有以作為樹脂A的PE微粒為主體的第1隔板層和以作為填料的板狀氧化鋁為主體的第2隔板層的多孔膜。以上述多孔膜的第2隔板層位於負極一側而將製造例1中製作的正極和製造例2 中製作的負極重疊,並卷繞成膠捲狀而得到卷繞電極體。除了使用該卷繞電極體以外,與實施例1同樣地製作鋰二次電池。比較例1除了僅使用實施例12中製作的多孔膜2作為隔板以外,與實施例12同樣地製作鋰二次電池。比較例2除了僅使用實施例12中製作的多孔膜1作為隔板以外,與實施例12同樣地製作鋰二次電池。比較例3使用PE制多微孔膜(厚度為20 μ m),夾著上述PE制多微孔膜而將製造例1中製作的負極和製造例2中製作的正極重疊,並卷繞成膠捲狀而製作卷繞電極體。除了使用該卷繞電極體以外,與實施例1同樣地製作鋰二次電池。在表1和表2中表示實施例1 16和比較例1 3中的隔板的構成。在表1和表2中,空孔率由上述式(10)求出,並且「樹脂體積/空孔體積」是指假定第2隔板層的空孔體積為100%時包含在第1隔板層中的樹脂A和樹脂B的總體積的比率(%)。進而,在各層的構成中省略了多孔基體(無紡布)、粘合劑,只要沒有特別說明,構成中的尺寸為平均粒徑,其他尺寸為平均值。表 權利要求
1.一種電化學元件用隔板,其是包括第1隔板層和第2隔板層的多孔的電化學元件用隔板,其特徵在於,所述第1隔板層包含在熔點以上的溫度發生熔融的樹脂來作為主體,並且是在105 135°C的溫度範圍內發生關閉的多孔質層,所述第2隔板層包含耐熱溫度為150°C以上的填料來作為主體,同時含有固定所述填料的有機粘合劑,所述電化學元件用隔板整體的厚度為5 30 μ m,所述第1隔板層和所述第2隔板層中的至少一個包含板狀粒子。
2.根據權利要求1所述的電化學元件用隔板,其中,所述樹脂為聚乙烯。
3.根據權利要求1所述的電化學元件用隔板,其中,所述有機粘合劑為具有150°C以上的耐熱溫度的耐熱性粘合劑。
4.根據權利要求1 3任一項所述的電化學元件用隔板,其中,所述板狀粒子的存在形態為平板面與隔板的面的平均角度為30°以下。
全文摘要
本發明提供一種電化學元件用隔板,其是包括第1隔板層和第2隔板層的多孔的電化學元件用隔板。所述第1隔板層包含在熔點以上的溫度發生熔融的樹脂來作為主體,並且是在105~135℃的溫度範圍內發生關閉的多孔質層;所述第2隔板層包含耐熱溫度為150℃以上的填料來作為主體,同時含有固定所述填料的有機粘合劑;所述電化學元件用隔板整體的厚度為5~30μm;所述第1隔板層和所述第2隔板層中的至少一個包含板狀粒子。
文檔編號H01M2/16GK102244221SQ201110159740
公開日2011年11月16日 申請日期2006年12月8日 優先權日2005年12月8日
發明者佐藤吉宣, 松本修明, 片山秀昭, 阿部敏浩 申請人:日立麥克賽爾株式會社