%和涂層材料的涂層面密度為0. 60mg/cm2之外，按照實施例5-1的相同方式制備 隔膜。
[0323] 〈對比例 5-1 >
[0324] 除了調(diào)節(jié)涂層材料的涂層面密度為0.lOmg/cm2之外，按照實施例5-1的相同方式 制備隔膜。
[0325] 〈對比例 5_2>
[0326] 除了調(diào)節(jié)涂層材料的涂層面密度為2.OOmg/cm2之外，按照實施例5-1的相同方式 制備隔膜。
[0327] 〈對比例 5_3>
[0328] 除了不設(shè)置第二層之外，按照實施例5-1的相同方式制備隔膜。
[0329] [評價]
[0330] 類似于實施例1，按照以下進(jìn)行計算。
[0331] (a)隔膜透氣度之差
[0332] 透氣度之差[sec/lOOml]=形成第二層之后隔膜的透氣度-第一層的透氣度
[0333] (b)隔膜透氣度升高率
[0334] 透氣度升高率[%] = (隔膜壓力載荷之后的透氣度-隔膜壓力載荷之前的透氣 度）/隔膜壓力載荷之前的透氣度
[0335] (c)容量維持率
[0336] 容量維持率[%] = (第100次循環(huán)時放電電量/首次容量）X100
[0337] 在以下所示表5中描述了評價結(jié)果。
[0338]
[0339] 在表5中，其中容量維持率大于或等于80%的情況標(biāo)識為"0"，而其中容量維持率 小于80 %的情況標(biāo)識為"X"。
[0340] 由表5顯而易見，通過調(diào)節(jié)第二層涂層面密度大于或等于0. 20mg/cm2而小于或 等于1. 80mg/cm2,如實施例5-1~5-6中的情況，其中在第一層平均孔直徑大于或等于 0. 03μm而小于或等于2. 00μm的情況下，容量維持率大于或等于80 %。
[0341] 相比而言，如在對比例5-1中的情況，在其中第二層涂層面密度較低，如為 0.lOmg/cm2的情況下，發(fā)生第二層涂層不均或涂層破裂。因此，很難形成根據(jù)本發(fā)明具體實 施方式的隔膜。另一方面，正如在對比例5-2中，在其中第二層涂層面密度較高如2.OOmg/ cm2的情況下，通過卷繞制備的卷繞電極體的組件直徑增加。因此，很難將卷繞電極體插入 電池殼。還有在對比例5-3中，沒有設(shè)置第二層，容量維持率降低。其原因被認(rèn)為是由于作 為第一層，即隔膜的聚乙烯微孔膜的孔道壓塌導(dǎo)致離子滲透性降低，這是由于電極膨脹所 致。
[0342] 由實施例5可以發(fā)現(xiàn)，考慮到第一層表面優(yōu)選第二層的涂層面密度等于或大于 0· 20mg/cm2而小于或等于 1. 8010mg/cm2。
[0343] [實施例6]
[0344] 在實施例6中，通過采用以分別改變第一層的厚度和混合到第二層中的無機(jī)顆粒 的平均顆粒直徑而制備的隔膜來制備電池，并評價隔膜和電池特性。
[0345] 〈實施例 6_1>
[0346] [隔膜的制備]
[0347] 〈涂層材料的制備〉
[0348] 首先，作為分散于聚偏氟乙烯（PVdF)樹脂中的無機(jī)顆粒，使用了平均顆粒直徑 D20為0. 21μm和平均顆粒直徑D90為3. 18μm氧化鋁顆粒，而氧化鋁顆粒的混合量調(diào)節(jié)至 90.Ovol%并作為涂層材料使用。
[0349] 〈涂覆工藝〉
[0350] 接著，聚乙烯微孔膜（第一層）的兩個側(cè)面，其中暴露于表面上的諸多孔道的平均 孔直徑為0. 05μm，在臺式涂布機(jī)中用上述涂層材料以厚度16μm進(jìn)行涂覆。此時，調(diào)節(jié)涂 層材料使得面密度為〇. 60mg/cm2。接著，通過實施相分離經(jīng)過水浴然后實施干燥工藝在作 為第一層的聚乙烯微孔膜的兩側(cè)上形成含有氧化鋁顆粒的第二層。結(jié)果，獲得隔膜。
[0351] 〈實施例 6_2>
[0352] 除了設(shè)置第一層厚度為9. 0μπι和第一層表面的平均孔直徑為0. 04μπι并使用平 均顆粒直徑D20為0. 13μm和平均顆粒直徑D90為2. 48μm的氧化硅顆粒作為混入第二層 的無機(jī)顆粒之外，按照實施例6-1的相同方式制備隔膜。
[0353] 〈實施例 6_3>
[0354] 除了設(shè)置第一層厚度為12. 0μπι和第一層表面的平均孔直徑為0. 03μπι并使用平 均顆粒直徑D20為0. 13μm和平均顆粒直徑D90為2. 48μm的氧化硅顆粒作為混入第二層 的無機(jī)顆粒之外，按照實施例6-1的相同方式制備隔膜。
[0355] 〈實施例 6_4>
[0356] 除了設(shè)置第一層表面的平均孔直徑為1.50μπι并使用平均顆粒直徑D20為 2. 10μm和平均顆粒直徑D90為5. 00μm的氧化硅顆粒作為混入第二層的無機(jī)顆粒之外，按 照實施例6-1的相同方式制備隔膜。
[0357] 〈對比例 6-1 >
[0358] 除了設(shè)置第一層厚度為9. 0μπι之外，按照實施例6-1的相同方式制備隔膜。
[0359] 〈對比例 6_2>
[0360] 除了設(shè)置第一層厚度為9. 0μπι和平均孔直徑為0. 04μπι并使用平均顆粒直徑D20 為1. 00μm和平均顆粒直徑D90為5. 00μm的氧化硅顆粒作為混入第二層的無機(jī)顆粒之 外，按照實施例6-1的相同方式制備隔膜。
[0361] 〈對比例 6_3>
[0362] 除了設(shè)置第一層厚度為12. 0μπι和平均孔直徑為0. 03μπι并使用平均顆粒直徑 D20為1. 00μm和平均顆粒直徑D90為5. 00μm的氧化硅顆粒作為混入第二層的無機(jī)顆粒 之外，按照實施例6-1的相同方式制備隔膜。
[0363] [評價]
[0364] 類似于實施例1，按照以下進(jìn)行計算。
[0365] (a)隔膜透氣度之差
[0366] 透氣度之差[sec/lOOml]=形成第二層之后隔膜的透氣度-第一層的透氣度
[0367] (b)隔膜的透氣度升高率
[0368] 透氣度升高率[%] = (隔膜壓力載荷之后的透氣度-隔膜壓力載荷之前的透氣 度）/隔膜壓力載荷之前的透氣度
[0369] (c)容量維持率
[0370] 容量維持率[%] = (第100次循環(huán)時放電電量/首次容量）X100
[0371] 在以下所示表6中描述了評價結(jié)果。
[0372]
[0373] 在表6中，其中容量維持率大于或等于80%的情況標(biāo)識為"0"，而其中容量維持率 小于80 %的情況標(biāo)識為"X"。
[0374] 由表6顯而易見，如在實施例6-1~6-4中，在其中第二層中所含無機(jī)顆粒平均顆 粒直徑D90小于或等于第一層厚度的1/3的情況下，并不存在制備卷繞電極體的不便，而容 量維持率等于或大于80 %。
[0375] 相比而言，在其中第二層中所含無機(jī)顆粒的平均顆粒直徑D90超過第一層厚度的 1/3的情況下，第二層的無機(jī)顆粒穿過第一層。因此，隔膜破裂。另外，由于無機(jī)顆粒太大， 發(fā)生網(wǎng)紋化（cobwebbing)，S卩，在形成第二層之時形成涂層材料未涂覆的部分（其中涂層 并未鋪展到無機(jī)顆粒側(cè)面上的部分）。因此，很難制備根據(jù)本發(fā)明【具體實施方式】的隔膜。
[0376] 從實施例6可以發(fā)現(xiàn)，優(yōu)選無機(jī)顆粒的平均顆粒直徑D90小于或等于第一層厚度 的 1/3。
[0377] 如上述，本發(fā)明的【具體實施方式】按照具體的方式進(jìn)行了描述。然而，本發(fā)明并不限 于以上描述的【具體實施方式】，而可以基于本發(fā)明的技術(shù)思想在其中作出形式的各種變化。
[0378] 例如，以上所述的【具體實施方式】的構(gòu)造結(jié)構(gòu)、形狀、材料和數(shù)值僅僅是實例。因此， 按照所需，除了這些之外的構(gòu)造、形狀、材料或數(shù)值都可以使用。
[0379] 另外，在以上所述的【具體實施方式】中，描述了其中本發(fā)明【具體實施方式】適用于鋰 離子電池的實施例。然而，本發(fā)明的【具體實施方式】并不限于該類型的電池，而可以適用于具 有隔膜的任何電池。例如，本發(fā)明【具體實施方式】能夠適用于各種電池，如鎳氫電池、鋰鎘電 池，鋰-二氧化錳電池和鋰-硫化鐵電池。
[0380] 另外，在以上所述的【具體實施方式】中，描述了其中本發(fā)明【具體實施方式】適用于具 有卷繞結(jié)構(gòu)的電池的實施例。然而，電池的結(jié)構(gòu)并不僅限于此。因此，本發(fā)明的具體實施方 式能夠適用于具有其中正極和負(fù)極折疊的結(jié)構(gòu)、其中正極和負(fù)極交疊的結(jié)構(gòu)等的電池。
[0381] 另外，在以上所述的【具體實施方式】中，描述了其中本發(fā)明【具體實施方式】適用于具 有圓柱形或平板型形狀的電池的實施例。然而，電池的形狀并不僅限于此。因此，本發(fā)明的
【具體實施方式】能夠適用于具有硬幣形、紐扣形、拐角形（cornershape)等形狀的電池。
[0382] 本申請包含有關(guān)在2009年12月4日提交日本專利局的日本優(yōu)先權(quán)專利申請JP 2009-277071中公開的主題物質(zhì)，其全部內(nèi)容結(jié)合于本文中作為參考。
[0383] 在本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解到，根據(jù)設(shè)計要求和其它因素在其所附權(quán)利要求 或其等價物的范圍內(nèi)，可以產(chǎn)生各種修改、組合、子組合和替代。
【主權(quán)項】
1. 一種隔膜，包括： 具有第一主面和第二主面的第一聚合物層；和 形成于所述第一主面和所述第二主面中至少之一上的第二聚合物層； 其中所述第二聚合物層包括無機(jī)顆粒和氟化物樹脂； 其中，所述無機(jī)顆粒的平均顆粒直徑D20大于所述第一聚合物層的表面上的孔道開口 的平均孔直徑， 其中，所述第二聚合物層中所述顆粒的體積分?jǐn)?shù)大于或等于60vol%而小于或等于 95vol%, 其中，所述第二聚合物層的單位面積的面密度大于或等于〇.2mg/cm2而小于或等于 1. 8mg/cm2 〇2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔膜，其中，所述聚合物樹脂具有網(wǎng)孔形結(jié)構(gòu)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔膜，其中，所述隔膜的透氣度和所述第一聚合物層的透氣 度之差等于或小于60sec/100ml。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔膜，其中，在50kgf/cm2下于60°C向所述隔膜施壓兩分鐘 時透氣度相對于加壓之前的透氣度的透氣度升高率等于或小于35%。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔膜，其中，所述第一聚合物層的所述表面上的所述孔道開 口的所述平均孔直徑大于或等于〇. 03μm而小于或等于2. 00μm。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔膜，其中，所述第一聚合物層的平均厚度大于或等于 10. 0μm而小于 30. 0μm。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的隔膜，其中，所述無機(jī)顆粒的所述平均顆粒直徑D90等于或小 于所述第一聚合物層的平均厚度的1/3。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔膜，其中，所述無機(jī)顆粒為氧化鋁、氧化硅、氧化鋯或氧化 鈦。9. 一種電池，包括： 正極； 負(fù)極； 電解質(zhì)；和 隔膜， 其中，所述隔膜包括： 具有第一主面和第二主面的第一聚合物層，和 形成于所述第一主面和所述第二主面中至少之一上的第二聚合物層， 其中所述第二聚合物層包括無機(jī)顆粒和氟化物樹脂； 其中，所述無機(jī)顆粒的平均顆粒直徑D20大于所述第一聚合物層的表面上的孔道開口 的平均孔直徑， 其中，所述第二聚合物層中所述顆粒的體積分?jǐn)?shù)大于或等于60vol%而小于或等于 95vol% ? 其中，所述第二聚合物層的單位面積的面密度大于或等于〇.2mg/cm2而小于或等于 1. 8mg/cm2〇10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的電池，其中，在滿充電狀態(tài)下的開路電壓在4. 2V至4. 6V的 范圍。11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的電池，其中，所述聚合物樹脂具有網(wǎng)孔形結(jié)構(gòu)。12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的電池，其中，所述隔膜的透氣度和所述第一聚合物層的透氣 度之差等于或小于60sec/100ml。13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的電池，其中，在50kgf/cm2下于60°C向所述隔膜施壓兩分鐘 時透氣度相對于對所述隔膜加壓之前的透氣度的透氣度升高率小于或等于35%。14. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的電池，其中，所述第一聚合物層的所述表面上的所述孔道開 口的所述平均孔直徑大于或等于〇. 03μm而小于或等于2. 00μm。15. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的電池，其中，所述第一聚合物層的平均膜厚度大于或等于 10. 0μm而小于 30. 0μm。16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的電池，其中，所述無機(jī)顆粒的所述平均顆粒直徑D90等于或 小于所述第一聚合物層的平均厚度的1/3。17. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的電池，其中，所述正極、所述負(fù)極和所述隔膜被層疊和卷繞 而構(gòu)成卷繞電極體，所述隔膜的外端暴露在所述卷繞電極體的外周上。18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的電池，其中，引線連接至所述正極和所述負(fù)極的外端中的 至少之一上。19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的電池，其中，所述正極或所述負(fù)極的集電體的內(nèi)主面和外 主面中的至少一個暴露于所述正極和所述負(fù)極的外端中的至少之一處，而所述引線連接至 所述集電體的暴露部分。
【專利摘要】本發(fā)明涉及隔膜和電池。一種隔膜包含：具有第一主面和第二主面的第一層；和形成于第一主面和第二要面中至少之一上的第二層；其中第一層是包含第一聚合物樹脂的微孔膜，而第二層是包含具有電絕緣性質(zhì)的無機(jī)粒子和第二聚合物樹脂的微孔膜。本發(fā)明還涉及包含該隔膜的電池。根據(jù)本發(fā)明，能夠獲得耐壓性和離子滲透性都能夠?qū)崿F(xiàn)的隔膜。
【IPC分類】H01M2/16, H01M2/14, H01M2/18, H01M10/0525, H01M2/28, H01M10/04, B32B15/085, B32B1/08
【公開號】CN105355825
【申請?zhí)枴緾N201510992753
【發(fā)明人】千葉一毅, 梶田篤史, 手島由香子, 林正健
【申請人】索尼公司
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2010年12月6日
【公告號】CN102088067A, CN102088067B, US20110293976