专利名称：非水电解液电池的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及具备非水电解液的非水电解液电池。
背景技术：
锂离子二次电池等使用非水电解液的非水电解液电池因为在施加高电压时能量密度高、能够实现小型化、轻量化，所以以个人电脑和移动电话等信息终端等的电源为中心被广泛地普及。作为非水电解液电池中使用的非水电解液，通常使用将LiPF6等支持盐溶解于酯化合物和醚化合物等非质子性有机溶剂而得到的溶液。但是，因为非质子性有机溶剂具有可燃性，所以存在从电池漏液时或者电池异常发热时发生起火等安全性方面的问题。此外，最近将非水电解液电池扩大至储存电力用电源和电动汽车用电源等大型机器的电源用途的研究在取得进步。因此，提高面向电池大型化的非水电解液电池的安全性成为主要的问题。作为提高非水电解液电池的安全性的技术，例如在日本特开2000-173619号公报(专利文献I)中公开有以作为阻燃性材料的磷腈单体覆盖负极表面而抑制电池的起火、破裂的技术。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2000-173619号公报(段落
，表I)
发明内容
发明所要解决的课 题如上所述，当以阻燃性材料覆盖电极表面时，能够抑制由非水电解液电池的内部温度的上升引起的电池起火和由内部压力的上升引起的电池膨胀。但是，由于形成于电极表面的阻燃层的存在，存在电极与电解液之间的离子传导性受到妨碍，放电特性等电池本来的性能下降的问题。本发明的目的在于提供一种非水电解液电池，该非水电解液电池即使在电极等的表面形成阻燃层，对放电特性等电池性能的影响也很小。本发明的另一目的在于提供一种非水电解液电池，该非水电解液电池在维持放电特性的同时，在由于内部短路等而产生急剧的放电的情况下也能够抑制电池的起火和破
ο 用于解决课题的方法本发明以具备非水电解液作为电池用电解液的非水电解液电池为改良的对象。在本发明的非水电解液电池中，在正极板、负极板和隔板中的至少一个的表面形成有使用阻燃性材料得到的多孔质层。所谓正极板、负极板和隔板中的至少一个的表面，例如，是指正极板的与隔板相对向的表面、负极 板的与隔板相对向的表面或隔板的表面等。多孔质层通过在正极板等的表面涂敷将阻燃性材料熔融而得到的热熔体而形成。在本申请说明书中，阻燃性材料是在常温时为固体、但是一旦加热则变得可塑或能够流动、具有阻止非水电解液起火的性质的不溶于非水电解液的热塑性树脂。热熔体是将由这样的热塑性树脂形成的阻燃性材料熔融后得到的物质。在将热熔体涂敷在正极板等的表面时，将热熔体从喷嘴向正极板等的表面喷射。其结果是，将热熔体涂敷在正极板等的表面而形成的阻燃性材料的涂敷层成为如所谓的无纺布那样具有在厚度方向上连通的多个细孔的多孔质层，显示出优异的离子透过性。离子透过性是指离子能够从多孔质层的细孔内通过。换言之，在本申请说明书中，所谓的多孔质层，能够表现为在内部形成有在厚度方向上连通的大量细孔的无纺布状的涂敷层。如本发明所述，当在正极板等的表面形成由多孔质层构成的阻燃层，其中，该多孔质层是涂敷将阻燃性材料熔融得到的热熔体所形成的时，能够在正极板等的表面形成显示出具有离子透过性且抑制电解液的起火的性质(在本申请说明书中将该性质表现为阻燃性)的阻燃层。这样形成的多孔质层由于离子透过性而在电池正常工作时不对电池性能产生影响。但是，在由于内部短路等而产生急剧的放电、电池内的温度上升时，阻燃性材料熔融，发挥抑制非水电解液的起火的作用，能够抑制电池的内部温度、内部压力的上升。因此，根据本发明，能够不使电池性能下降而使电池的起火、引火或电池的膨胀、破裂等危险性变小，能够得到安全性高的非水电解液电池。由于热熔体呈现粘接性且随温度下降而固化，因此涂敷在正极板等的表面的由阻燃性材料形成的热熔体保持附着于正极板等的表面的状态不变。因此，在组装电池时不会出现多孔质层掉下等问题。此外，由于本发明中使用的多孔质层具有离子透过性，所以能够抑制形成有多孔质层的正极板等的表面与电解液之间的离子传导性下降。因此，根据本发明，能够不使高电压性能、高放电容量、大电流放电性能等在非水电解液电池中所要求的放电特性下降而提供一种安全性高的非水电解液电池。在非水电解液电池中，从维持高放电容量、大电流放电性能等放电特性的观点出发，优选多孔质层的孔隙率为30 70%。孔隙率(P)能够定义为将在多孔质层的体积Vl中所占的细孔的体积V2以百分率表示的(P = V2 / V1X100)。此外，在设阻燃性材料的比重(真比重)为dl、设多孔质层的比重(表观比重)为d2的情况下，孔隙率(P)还能够使用由P=[1- d2 / dl] XlOO的数学式运算而得到的数值。在本发明中，通过如上述那样涂敷热熔体，能够在正极板等的表面形成孔隙率为30 70%的多孔质层。另外，在孔隙率不到30%时，离子透过性或离子传导性低，因此放电特性下降。另一方面，当孔隙率超过70%时，由于多孔质层与正极板等的表面之间的接合面积下降，所以多孔质层的接合强度下降，多孔质层变得容易脱落。进而，在孔隙率超过80%时，多孔质层会从正极板等的表面容易地脱落，因此不能发挥阻燃性材料的阻燃作用，不能确保非水电解液电池的安全性。将阻燃性材料熔融、涂敷热熔体的方法是任意的。但是，在形成具有上述那样的孔隙率的多孔质层时，作为在正极板等的表面涂敷热熔体的方法，优选使用非接触涂布法。非接触涂布法是涂敷热熔体的公知的方法，该方法不使涂敷装置的喷嘴与涂敷对象物接触而向涂敷对象物的表面喷射热熔体进行涂敷。在本发明中，使用市场上出售的热熔体涂敷装置(可控涂布喷枪)，以规定的涂布速度涂敷将在常温时为固体的阻燃性材料以90°C以上的温度加热熔融得到的热熔体，摇动喷嘴和正极板等中的至少一方，使得喷射在正极板等的表面上的线条状态的热熔体在厚度方向上不规则地重叠。这样就能够以简单的方法在正极板等的表面形成具有呈现所需的离子透过性的孔隙率的无纺布状的多孔质层。其中，所谓无纺布状是指具有不规则的纤维状的三维网结构、在机械的强度上没有方向性的状态。从使阻燃性材料成为热熔体的状态而涂敷至正极板等的表面的观点出发，优选使用熔点为90°C以上的阻燃性材料。熔点为90°C以上的阻燃性材料在常温时为固体，但是在90°C以上时变得可塑或能够流动。由于电解液的起火温度多高于90°C，如果使用这样的阻燃性材料，则在电池内的温度接近电解液的起火温度时阻燃性材料软化，而在此之前不软化，因此对电池性能没有影响，能够提高安全性。另外，从确保在正极板等的表面形成的多孔质层的孔隙率的观点出发，优选使用熔融时的粘度为1000 3500mPa *s的阻燃性材料。在熔融时的粘度不到IOOOmPa.s时，热熔体的粘性过低，不能形成具有离子透过性的多孔质层。因此，电极的离子传导性受到妨碍，高速率放电特性下降。此外，如果熔融时的粘度超过3500mPa.s，则热熔体的粘性过高，热熔体就会以不连续的状态从喷嘴喷出，因此难以形成无纺布状的层。因此，高速率放电特性下降。从另一角度出发，优选以阻燃性材料的含有量相对于正极板的正极活性物质为3.5 7.5重量％的范围的方式构成多孔质层。将阻燃性材料的含有量以相对于正极活性物质100重量％的阻燃性材料的重量％表示是考虑到电池的起火(冒烟)起因于正极。SP，考虑到阻燃性的效果是通过在电池异常发热时阻燃性材料捕获(trap)在正极(具体而言为正极活性物质)产生的氧自由基而获得的，以成为氧自由基产生之处的正极活性物质为基准确定阻燃性材料的使用量。另外，在阻燃性材料的含有量为相对于正极板的正极活性物质不到3.5重量％的范围时，虽然具有相应的效果，但是由于阻燃性材料的量少，所以存在不能充分发挥在电池内配置阻燃性材料的效果的可能性。此外，当阻燃性材料的含有量相对于正极活性物质超过7.5重量％的范围时，离子传导性由于多孔质层的体积增加而受到妨碍，因此电池特性下降。即使电池特性下降，如果以提高安全性为目的，也可以使阻燃性材料的含有量超过7.5重量％的范围。但是，为了充分地确保非水电解液电池的安全性，且维持电池性能，优选使阻燃性材料相对于正极活性物质的含有量为5.0 7.5重量％的范围。作为阻燃性材料，例如能够使用在常温时为固体、一旦加热则熔融成为热熔体的磷腈化合物。通过将这样的磷腈化合物作为热熔体涂敷，即使没有粘合剂等其它成分，也能够使作为阻燃层的多孔质层以牢固地附着在正极板等的表面的状态形成。磷腈化合物从其结构上具有捕获(trap)非水电解液内的氧(例如，在电池异常发热时在正极产生的氧自由基)的性质。能够利用该性质通过在正极板的表面形成磷腈化合物来有效地抑制电池的热失控反应。 作为这样的磷腈化合物，特别能够使用通式(I)所示的环状磷腈化合物。
权利要求
1.一种非水电解液电池，其特征在于: 在正极板、负极板和隔板中的至少一个的表面形成有具有离子透过性的多孔质层，该具有离子透过性的多孔质层是涂敷将阻燃性材料熔融而得到的热熔体而形成的。
2.如权利要求1所述的非水电解液电池，其特征在于: 所述多孔质层的孔隙率为30 70%。
3.如权利要求1所述的非水电解液电池，其特征在于: 所述阻燃性材料的熔点为90°C以上，熔融时的粘度为1000 3500mPa.S。
4.如权利要求2所述的非水电解液电池，其特征在于: 所述多孔质层相对于所述正极板的正极活性物质含有3.5 7.5重量％的所述阻燃性材料。
5.如权利要求4所述的非水电解液电池，其特征在于: 所述阻燃性材料是在常温时为固体、一旦加热则熔融成为热熔体的磷腈化合物。
6.如权利要求5所述的非水电解液电池，其特征在于: 磷腈化合物为环状磷腈化合物。
7.如权利要求6所述的非水电解液电池，其特征在于: 所述环状磷腈化合物为通式(I)所示的磷腈化合物，
8.如权利要求1所述的非水电解液电池，其特征在于: 在所述正极板的与所述隔板相对向的所述表面形成有所述多孔质层。
9.如权利要求1所述的非水电解液电池，其特征在于: 在所述负极板的与所述隔板相对向的所述表面形成有所述多孔质层。
10.如权利要求1所述的非水电解液电池，其特征在于: 在所述隔板的所述表面形成有所述多孔质层。
11.如权利要求1所述的非水电解液电池，其特征在于: 利用非接触涂布法形成所述多孔质层，该非接触涂布法是不使喷嘴接触所述表面而喷射所述热熔体进行涂敷的方法。
12.如权利要求11所述的非水电解液电池，其特征在于: 所述非接触涂布法是将所述热熔体以线条状态从所述喷嘴喷射而在所述表面形成无纺布状的涂敷层的方法。
全文摘要
本发明提供一种即使在电极等的表面形成阻燃层，对放电特性的影响也很小的非水电解液电池。构成具备正极板(3)、负极板(5)和隔板(7)的非水电解液电池(1)。在正极板(3)的表面，使用阻燃性材料形成具有离子透过性的多孔质层。多孔质层是将由热塑性树脂形成的阻燃性材料熔融而得到的热熔体涂敷在正极板(3)的表面而形成的。
文档编号H01M4/08GK103081183SQ20118004291
公开日2013年5月1日 申请日期2011年9月6日 优先权日2010年9月6日
发明者辻川知伸, 荒川正泰, 西山洋生, 爱知且英 申请人:新神户电机株式会社