特表 2024-533026 セパレータ、その製造方法及びその関連する二次電池、電池モジュール、電池パックと電力消費装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-09-12

(54)【発明の名称】セパレータ、その製造方法及びその関連する二次電池、電池モジュール、電池パックと電力消費装置

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/457 20210101AFI20240905BHJP

   H01M 50/434 20210101ALI20240905BHJP

   H01M 50/443 20210101ALI20240905BHJP

   H01M 50/446 20210101ALI20240905BHJP

   H01M 50/451 20210101ALI20240905BHJP

   H01M 50/426 20210101ALI20240905BHJP

   H01M 50/414 20210101ALI20240905BHJP

   H01M 50/42 20210101ALI20240905BHJP

   H01M 50/489 20210101ALI20240905BHJP

   H01M 50/403 20210101ALI20240905BHJP

【ＦＩ】

H01M50/457

H01M50/434

H01M50/443 M

H01M50/446

H01M50/451

H01M50/426

H01M50/414

H01M50/42

H01M50/489

H01M50/403 D

H01M50/403 B

H01M50/403 A

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024504483

(86)(22)【出願日】2022-08-11

(85)【翻訳文提出日】2024-01-24

(86)【国際出願番号】 CN2022111710

(87)【国際公開番号】W WO2024031519

(87)【国際公開日】2024-02-15

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】513196256

【氏名又は名称】寧徳時代新能源科技股▲分▼有限公司

【氏名又は名称原語表記】Ｃｏｎｔｅｍｐｏｒａｒｙ Ａｍｐｅｒｅｘ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．， Ｌｉｍｉｔｅｄ

【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．２，Ｘｉｎｇａｎｇ Ｒｏａｄ，Ｚｈａｎｇｗａｎ Ｔｏｗｎ，Ｊｉａｏｃｈｅｎｇ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ，Ｎｉｎｇｄｅ Ｃｉｔｙ，Ｆｕｊｉａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ ３５２１００

(74)【代理人】

【識別番号】100167689

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 征二

(72)【発明者】

【氏名】▲劉▼▲鋒▼

(72)【発明者】

【氏名】范玉磊

(72)【発明者】

【氏名】▲鐘▼▲ウェイ▼

(72)【発明者】

【氏名】葛▲銷▼明

(72)【発明者】

【氏名】欧▲陽▼楚英

【テーマコード（参考）】

5H021

【Ｆターム（参考）】

5H021BB01

5H021BB02

5H021BB12

5H021CC03

5H021CC04

5H021EE02

5H021EE03

5H021EE06

5H021EE10

5H021EE21

5H021HH00

5H021HH01

5H021HH02

5H021HH03

5H021HH07

(57)【要約】

本出願は、セパレータに関し、該セパレータは、２層の基材と２層の基材の間に形成されたコーティングとを含み、前記コーティングは、無機粒子を含み、ここで、無機粒子の総重量を基準として、３０重量％～７０重量％の無機粒子の表面は、被覆層で塗覆されており、７０重量％～３０重量％の無機粒子の表面は、塗覆されていない。該セパレータは、高い機械的強度、高い濡れ性と良好な界面結合を実現することができ、リチウムデンドライトの成長を効果的に抑制することもでき、それによって二次電池のサイクル性能を改善した。
【選択図】 なし

【特許請求の範囲】

【請求項1】

セパレータであって、２層の基材と２層の基材の間に形成されたコーティングとを含み、前記コーティングは、無機粒子を含み、ここで、無機粒子の総重量を基準として、３０重量％～７０重量％の無機粒子の表面は、被覆層で塗覆されており、７０重量％～３０重量％の無機粒子の表面は、塗覆されていない、セパレータ。

【請求項2】

前記無機粒子は、Ｓｉ、Ｓｉの酸化物、Ｓｉの窒化物、Ｆｅの酸化物、Ｆｅの窒化物、Ｆｅの酸素酸塩、Ｓｎの酸化物、Ｔｉの酸化物、Ｔｉの窒化物、Ｃｕの酸化物、Ｃｕの窒化物、Ｍｎの酸化物、Ｇｅの酸化物、Ｎｉの酸化物、ＺｒＯ_２、ＺｎＯとＡｌＮの少なくとも一つから選択され、
任意選択的に、前記無機粒子は、ＳｉＯ_２、Ｓｉ、ＳｉＯ、ＳｎＯ_２、ＺｎＯ、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＮｉＯ、ＣｕＯ、ＴｉＯ_２とＦｅＰＯ_４のうちの少なくとも一つから選択される、請求項１に記載のセパレータ。

【請求項3】

前記無機粒子の粒径Ｄｖ５０は、０．０１ μｍ～１０ μｍであり、任意選択的に０．０５ μｍ～０．５ μｍである、請求項１又は２に記載のセパレータ。

【請求項4】

前記被覆層を形成する材料は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリドーパミン（ＰＤＡ）、ポリアニリン（ＰＡｎ）、ポリイミド（ＰＩ）とポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）のうちの少なくとも一つから選択される、請求項１から３のいずれか一項に記載のセパレータ。

【請求項5】

表面が被覆層で塗覆された無機粒子において、前記被覆層と被覆された無機粒子との質量比は、（０．０５～２）：１であり、任意選択的に（０．１～０．６）：１である、請求項１から４のいずれか一項に記載のセパレータ。

【請求項6】

前記被覆層の厚さは、３ ｎｍ～１０ ｎｍであり、任意選択的に５ ｎｍ～８ ｎｍである、請求項１から５のいずれか一項に記載のセパレータ。

【請求項7】

前記コーティングの厚さは、１ μｍ～１０ μｍであり、任意選択的に２ μｍ～８ μｍであり、及び／又は、
前記コーティングの塗覆量は、５ ｇ／ｍ^２～５０ ｇ／ｍ^２であり、任意選択的に１０ ｇ／ｍ^２～２０ ｇ／ｍ^２であり、及び／又は、
前記セパレータの厚さは、１０ μｍ～２０ μｍである、請求項１から６のいずれか一項に記載のセパレータ。

【請求項8】

前記コーティングは、８０重量％～９９重量％の無機粒子を含み、任意選択的に８５重量％～９５重量％の無機粒子、及び／又は、
１重量％～５重量％の接着剤、及び／又は、
１重量％～３重量％の分散剤、及び／又は、
０．１重量％～１重量％の増粘剤であり、以上は、いずれもコーティングの総重量を基準とし、
及び／又は、前記接着剤は、カルボキシメチルセルロースナトリウム（ＣＭＣ）とスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）とのうちの少なくとも一つから選択され、
及び／又は、前記分散剤は、加水分解ポリ無水マレイン酸、アクリル系ブロックポリマー、ポリエステル系ブロックポリマー、ポリエチレングリコール系ポリオールとポリエチレンイミン誘導体のうちの少なくとも一つから選択され、
及び／又は、前記増粘剤は、ヒドロキシメチルセルロースナトリウム、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ポリアクリレート、ポリウレタンとポリエーテルのうちの少なくとも一つから選択される、請求項１から７のいずれか一項に記載のセパレータ。

【請求項9】

前記基材を形成する材料は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアミド、ポリエステル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデンとポリ塩化ビニルのうちの少なくとも一つから選択され、及び／又は、
前記基材の厚さは、３ μｍ～３０ μｍであり、任意選択的に５ μｍ～２５ μｍであり、及び／又は、
前記基材は、多孔質膜であり、その空隙率は、３０％～８０％であり、任意選択的に４０％～５０％であり、及び／又は、
前記基材を形成する材料の数平均分子量は、１００，０００～１，０００，０００である、請求項１から８のいずれか一項に記載のセパレータ。

【請求項10】

セパレータを製造する方法であって、前記セパレータは、２層の基材と２層の基材の間に形成されたコーティングとを含み、前記コーティングは、無機粒子を含み、ここで、無機粒子の総重量を基準として、３０重量％～７０重量％の無機粒子の表面は、被覆層で塗覆されており、７０重量％～３０重量％の無機粒子の表面は、塗覆されておらず、
前記方法は、
無機粒子を有機溶媒に均一に分散させ、無機粒子の分散液を得るステップ（１）と、
ステップ（１）で得られた分散液に被覆層を形成する材料を加え、表面が被覆層で塗覆された無機粒子を得るステップ（２）と、
ステップ（２）で得られた表面が被覆層で塗覆された無機粒子を表面が塗覆されていない無機粒子とともに有機溶媒に加え、且つ接着剤、分散剤と増粘剤を加え、そして均一に攪拌し、基材を塗覆するための塗料を得るステップ（３）と、
ステップ（３）で得られた塗料を１つの基材に均一に塗覆し、そして別の基材で塗料が塗覆された基材の一方側を覆い、セパレータを得るステップ（４）とを含む、方法。

【請求項11】

前記方法は、
（ａ）ステップ（１）において、前記無機粒子と有機溶媒との重量比が１：（１５～４５）であることと、
（ｂ）ステップ（２）において、被覆層を形成する材料と無機粒子との重量比が（１～１０）：１であり、任意選択的に（２～６）：１であり、及び／又は、ステップ（１）で得られた分散液に被覆層を形成する材料を加えて均一に攪拌し、そして遠心分離し、乾燥して研磨することと、
（ｃ）ステップ（３）において、前記塗料の固形分が３０重量％～６０重量％であることと、
（ｄ）ステップ（１）と（３）における有機溶媒が同じであっても又は異なってもよく、任意選択的に、前記有機溶媒がＮ，Ｎ－ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ－メチルピロリドン（ＮＭＰ）、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）とテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）のうちの少なくとも一つから選択されることと、
（ｅ）ステップ（４）において、別の基材で塗料が塗覆された基材の一方側を覆った後、そしてホットプレス、真空乾燥を行い、及び／又は、前記ホットプレスがホットプレス機で行われ、ここで、圧力が３ ＭＰａ～８ ＭＰａであり、及び／又は、温度が１００°Ｃ～１５０°Ｃであり、及び／又は、ホットプレス時間が１分～１０分であり、任意選択的に、乾燥温度が８０°Ｃ～１２０°Ｃであることとのうちの一つ又は複数を満たす、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

請求項１から９のいずれか一項に記載のセパレータ又は請求項１０から１１のいずれか一項に記載の方法により得られたセパレータを含む、二次電池。

【請求項13】

請求項１２に記載の二次電池を含む、電力消費装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、二次電池技術分野に関し、特にセパレータ、その製造方法及びその関連する二次電池、電池モジュール、電池パックと電力消費装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、リチウムイオン電池の応用範囲が益々広くなることに伴い、リチウムイオン電池は、水力、火力、風力と太陽光発電所等のエネルギー貯蔵電源システム、及び電動ツール、電動自転車、電動オートバイク、電気自動車、軍事装備、航空宇宙等の複数の分野に広く応用されている。リチウムイオン電池が飛躍的な発展を遂げたため、そのエネルギー密度、サイクル性能と安全性能などに対してもより高い要求が求められている。

【0003】

二次電池構造において、セパレータは、肝心な内層アセンブリの一つであり、リチウムイオン電池の総合性能に重要な影響を与える。しかしながら、従来の技術に使用されるセパレータの性能は、さらに改善される必要がある。

【発明の概要】

【0004】

本出願は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、セパレータに高い機械的強度、高い濡れ性、良好な界面結合性を持たせるとともに、それを含む二次電池に改善されたサイクル性能を持たせるためのセパレータを提供することである。

【0005】

上記の目的を達成するために、本出願の第１の態様は、セパレータを提供し、該セパレータは、２層の基材と２層の基材の間に形成されたコーティングとを含み、前記コーティングは、無機粒子を含み、ここで、無機粒子の総重量を基準として、３０重量％～７０重量％の無機粒子の表面は、被覆層で塗覆されており、７０重量％～３０重量％の無機粒子の表面は、塗覆されていない。

【0006】

基材の間に表面が被覆層で塗覆された無機粒子と表面が塗覆されていない無機粒子とを一定の割合で設置することにより、セパレータに高い機械的強度、高い濡れ性を持たせることができ、良好な界面結合性を実現することもでき、同時にリチウムデンドライトの成長を効果的に抑制することもできる。

【0007】

いずれかの実施形態では、前記無機粒子は、Ｓｉ、Ｓｉの酸化物、Ｓｉの窒化物、Ｆｅの酸化物、Ｆｅの窒化物、Ｆｅの酸素酸塩、Ｓｎの酸化物、Ｔｉの酸化物、Ｔｉの窒化物、Ｃｕの酸化物、Ｃｕの窒化物、Ｍｎの酸化物、Ｇｅの酸化物、Ｎｉの酸化物、ＺｒＯ_２、ＺｎＯとＡｌＮの少なくとも一つから選択され、
任意選択的に、前記無機粒子は、ＳｉＯ_２、Ｓｉ、ＳｉＯ、ＳｎＯ_２、ＺｎＯ、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＮｉＯ、ＣｕＯ、ＴｉＯ_２とＦｅＰＯ_４のうちの少なくとも一つから選択される。

【0008】

いずれかの実施形態では、前記無機粒子の粒径Ｄｖ５０は、０．０１ μｍ～１０ μｍであり、任意選択的に０．０５ μｍ～０．５ μｍである。

【0009】

本出願の無機粒子は、無機粒子がより良く基材に付着することを確保することができ、特にセパレータの通気性を改善し、イオンをより良く伝導させることができ、電池の容量とサイクル寿命に寄与する。粒径の小さい無機粒子を導入することにより、セパレータの空隙率も著しく向上し、リチウムの拡散が促進され、電池インピーダンスが著しく向上することはない。

【0010】

いずれかの実施形態では、前記被覆層を形成する材料は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリドーパミン（ＰＤＡ）、ポリアニリン（ＰＡＮ）、ポリイミド（ＰＩ）とポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）のうちの少なくとも一つから選択される。

【0011】

接着性を有するポリマー材料で無機粒子を被覆することにより、粒子を基材表面により良く固着させることもできる。

【0012】

いずれかの実施形態では、表面が被覆層で塗覆された無機粒子において、前記被覆層と被覆された無機粒子との質量比は、（０．０５～２）：１であり、任意選択的に（０．１～０．６）：１である。

【0013】

無機粒子上に上記質量の被覆層を塗覆することにより、セパレータの機械特性と濡れ性をより良く確保することができる。

【0014】

いずれかの実施形態では、前記被覆層の厚さは、３ ｎｍ～１０ ｎｍであり、任意選択的に５ ｎｍ～８ ｎｍである。

【0015】

いずれかの実施形態では、前記コーティングの厚さは、１ μｍ～１０ μｍであり、任意選択的に２ μｍ～８ μｍであり、及び／又は、前記コーティングの塗覆量は、５ ｇ／ｍ^２～５０ ｇ／ｍ^２であり、任意選択的に１０ ｇ／ｍ^２～２０ ｇ／ｍ^２であり、及び／又は、前記セパレータの厚さは、１０ μｍ～２０ μｍである。

【0016】

本出願では、コーティングの厚さを上記範囲内に設定することにより、電池の内部抵抗を適切な範囲内によりよく確保し、リチウムイオンがセパレータを通過して伝送しやすくなり、それによって電池性能を保証することができる。

【0017】

いずれかの実施形態では、前記コーティングは、８０重量％～９９重量％を含み、任意選択的に８５重量％～９６．５重量％の本出願の無機粒子、及び／又は、１重量％～５重量％の接着剤、及び／又は、１重量％～３重量％の分散剤、及び／又は、０．１重量％～１重量％の増粘剤であり、以上は、いずれもコーティングの総重量を基準とする。

【0018】

上記の割合の様々な成分を使用することにより、得られたセパレータが本発明の技術的効果を実現できることをより良く確保することができる。

【0019】

いずれかの実施形態では、前記接着剤は、カルボキシメチルセルロースナトリウム（ＣＭＣ）とスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）とのうちの少なくとも一つから選択される。

【0020】

上記接着剤は、本発明のセパレータのコーティングが優れた機械的性能を有し、破断しにくいことをより良く確保することができる。

【0021】

いずれかの実施形態では、前記分散剤は、加水分解ポリ無水マレイン酸、アクリル系ブロックポリマー、ポリエステル系ブロックポリマー、ポリエチレングリコール系ポリオールとポリエチレンイミン誘導体のうちの少なくとも一つから選択される。

【0022】

上記分散剤は、無機粒子間の分散均一性をより良く確保することができる。

【0023】

いずれかの実施形態では、前記増粘剤は、ヒドロキシメチルセルロースナトリウム、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ポリアクリレート、ポリウレタンとポリエーテルのうちの少なくとも一つから選択される。

【0024】

上記増粘剤は、塗料の粘度を改善し、塗料を均一で安定した状態に保つことができる。

【0025】

いずれかの実施形態では、前記基材を形成する材料は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアミド、ポリエステル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデンとポリ塩化ビニルのうちの少なくとも一つから選択される。

【0026】

上記基材は、ポリマーの形式であり、優れた機械的強度を有し且つ耐薬品性に優れている。

【0027】

いずれかの実施形態では、前記基材の厚さは、３ μｍ～３０ μｍであり、任意選択的に５ μｍ～２５ μｍである。

【0028】

いずれかの実施形態では、前記基材は、多孔質膜であり、その空隙率は、３０％～８０％であり、任意選択的に４０％～５０％である。

【0029】

いずれかの実施形態では、前記基材を形成する材料の数平均分子量は、１００，０００～１，０００，０００である。

【0030】

本出願の第２の態様は、セパレータを製造する方法を提供し、前記セパレータは、２層の基材と２層の基材の間に形成されたコーティングとを含み、前記コーティングは、無機粒子を含み、ここで、無機粒子の総重量を基準として、３０重量％～７０重量％の無機粒子の表面は、被覆層で塗覆されており、７０重量％～３０重量％の無機粒子の表面は、塗覆されておらず、
前記方法は、
無機粒子を有機溶媒に均一に分散させ、無機粒子の分散液を得るステップ（１）と、
ステップ（１）で得られた分散液に被覆層を形成する材料を加え、表面が被覆層で塗覆された無機粒子を得るステップ（２）と、
ステップ（２）で得られた表面が被覆層で塗覆された無機粒子を表面が塗覆されていない無機粒子とともに有機溶媒に加え、且つ接着剤、分散剤と増粘剤を加え、そして均一に攪拌し、基材を塗覆するための塗料を得るステップ（３）と、
ステップ（３）で得られた塗料を１つの基材に均一に塗覆し、そして別の基材で塗料が塗覆された基材の一方側を覆い、セパレータを得るステップ（４）とを含む。

【0031】

上記方法によって、製造されたセパレータが本発明に記載の効果を有し、即ち高い機械的強度、高い濡れ性を有することを確保することができ、良好な界面結合性を実現することもでき、同時にリチウムデンドライトの成長を効果的に抑制することもできる。

【0032】

いずれかの実施形態では、ステップ（１）において、前記無機粒子と有機溶媒との重量比は、１：（１５～４５）である。

【0033】

上記割合によって、無機粒子が被覆層を形成する材料と十分に接触できることをより良く確保し、それによって均一な塗覆を実現することができる。

【0034】

いずれかの実施形態では、ステップ（２）において、被覆層を形成する材料と無機粒子との重量比は、（１～１０）：１であり、任意選択的に（２～６）：１である。

【0035】

上記重量比は、すべての無機粒子の表面が十分に塗覆されることを確保することができる。

【0036】

いずれかの実施形態では、ステップ（３）において、前記塗料の固形分は、３０重量％～６０重量％である。

【0037】

適度な固形分は、最終的に塗覆されたコーティングが必要な性能を実現できることを確保することができる。

【0038】

いずれかの実施形態では、ステップ（１）と（３）における有機溶媒は、同じであっても又は異なってもよく、任意選択的に、前記有機溶媒は、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ－メチルピロリドン（ＮＭＰ）、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）とテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）のうちの少なくとも一つから選択される。

【0039】

いずれかの実施形態では、ステップ（４）において、別の基材で塗料が塗覆された基材の一方側を覆った後、そしてホットプレス、真空乾燥を行い、及び／又は、前記ホットプレスがホットプレス機で行われ、ここで、圧力は、３ ＭＰａ～８ ＭＰａであり、及び／又は、温度は、１００°Ｃ～１５０°Ｃであり、及び／又は、ホットプレス時間は、１分～１０分であり、及び／又は、乾燥温度は、８０°Ｃ～１２０°Ｃである。

【0040】

本出願の第３の態様は、二次電池を提供し、該二次電池は、本出願の第１の態様に記載のセパレータ又は本出願の第２の態様に記載の方法によって製造されるセパレータを含む。

【0041】

本出願の第４の態様は、電池モジュールを提供し、該電池モジュールは、本出願の第３の態様に記載の二次電池を含む。

【0042】

本出願の第５の態様は、電池パックを提供し、該電池パックは、本出願の第４の態様に記載の電池モジュールを含む。

【0043】

本出願の第６の態様は、電力消費装置を提供し、該電力消費装置は、本出願の第３の態様に記載の二次電池、本出願の第４の態様に記載の電池モジュール又は本出願の第５の態様に記載の電池パックのうちの少なくとも一つを含む。

【0044】

本出願のセパレータは、優れた機械的強度、濡れ性と電解液に対する吸収率を有する。本出願のセパレータを使用する二次電池は、低レートと高レートの電流サイクルのいずれにおいても良いサイクル性能を有する。

【0045】

本出願の電力消費装置が本出願による二次電池、電池モジュール又は電池パックのうちの少なくとも一つを含むため、少なくとも前記二次電池と同じ利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【0046】

【図1】本出願の一実施形態のセパレータの概略図である。

【図2】本出願の一実施形態の二次電池の概略図である。

【図3】図２に示す本出願の一実施形態の二次電池の分解図である。

【図4】本出願の一実施形態の電池モジュールの概略図である。

【図5】本出願の一実施形態の電池パックの概略図である。

【図6】図５に示す本出願の一実施形態の電池パックの分解図である。

【図7】本出願の一実施形態の二次電池が電源として用いられる電力消費装置の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0047】

以下は、本出願のセパレータ、その製造方法及びそれに関連する二次電池、電池モジュール、電池パックと電力消費装置を具体的に開示した実施形態を、図面を適宜参照して詳細に説明する。しかし、必要のない詳細な説明を省略する場合がある。例えば、周知の事項に対する詳細な説明、実際に同じである構造に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に長くなることを回避し、当業者に容易に理解させるためである。なお、図面及び以下の説明は、当業者に本出願を十分に理解させるために提供するものであり、特許請求の範囲に記載された主題を限定するためのものではない。

【0048】

以下は、本出願のセパレータ及びその製造方法、二次電池、電池モジュール、電池パックと電力消費装置を具体的に開示した実施形態を、図面を適宜参照して詳細に説明する。しかし、必要のない詳細な説明を省略する場合がある。例えば、周知の事項に対する詳細な説明、実際に同じである構造に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に長くなることを回避し、当業者に容易に理解させるためである。なお、図面及び以下の説明は、当業者に本出願を十分に理解させるために提供するものであり、特許請求の範囲に記載された主題を限定するためのものではない。

【0049】

本出願に開示される「範囲」は、下限及び上限の形式で限定され、所定範囲は、特定の範囲の境界を限定する一つの下限と一つの上限を選定することによって限定される。このように限定される範囲は、端値を含んでもよく含まなくてもよく、任意に組み合わせてもよく、即ち、任意の下限と任意の上限とを組み合わせて一つの範囲を形成してもよい。例えば、特定のパラメータについて６０～１２０と８０～１１０の範囲が列挙されている場合、６０～１１０と８０～１２０の範囲も予想されると理解される。なお、最小範囲値１と２、最大範囲値３、４と５が列挙されている場合、以下の１～３、１～４、１～５、２～３、２～４と２～５は全て予想される。本出願において、別段の記載がない限り、数値範囲「ａ～ｂ」は、ａ～ｂの間のすべての実数の組み合わせを表す短縮表現であり、ここで、ａとｂはいずれも実数である。例えば、数値範囲「０～５」は、本明細書で「０～５」の間の全ての実数がリストアップされていることを意味し、「０～５」はこれら数値の組み合わせの省略表示にすぎない。また、あるパラメータ≧２の整数であると記述している場合、該パラメータは例えば、整数２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２などであることを開示していることに相当する。

【0050】

特に説明されていない限り、本出願の全ての実施形態及び選択可能な実施形態は、互いに組み合わせて新たな技術案を形成してもよい。

【0051】

特に説明されていない限り、本出願の全ての技術的特徴及び選択可能な技術的特徴は、互いに組み合わせて新たな技術案を形成してもよい。

【0052】

特に説明されていない限り、本出願のすべてのステップは、順次行われてもよく、ランダムに行われてもよく、好ましくは、順次行われる。例えば、前記方法がステップ（ａ）と（ｂ）とを含むことは、前記方法が順次行われるステップ（ａ）と（ｂ）とを含んでもよく、順次行われるステップ（ｂ）と（ａ）とを含んでもよいことを表す。例えば、以上に言及された前記方法がステップ（ｃ）をさらに含んでもよいことは、ステップ（ｃ）がいずれかの順で前記方法に追加されてもよいことを表し、例えば、前記方法は、ステップ（ａ）、（ｂ）と（ｃ）を含んでもよく、ステップ（ａ）、（ｃ）と（ｂ）を含んでもよく、ステップ（ｃ）、（ａ）と（ｂ）などを含んでもよい。

【0053】

特に説明されていない限り、本出願で言及した「含む」と「包含」は、開放型を表し、閉鎖型であってもよい。例えば、前記「含む」と「包含」は、リストアップされていない他の成分をさらに含み又は包含してもよく、リストアップされた成分のみを含み又は包含してもよいことを表してもよい。

【0054】

特に説明されていない限り、本出願において、用語「又は」は包括的である。例えば、「Ａ又はＢ」という語句は、「Ａ、Ｂ、又はＡとＢの両方」を表す。より具体的には、以下のいずれか一つの条件は、いずれも「Ａ又はＢ」という条件を満たす。Ａが真であり（又は存在し）且つＢが偽であり（又は存在せず）、Ａが偽であり（又は存在せず）且つＢが真であり（又は存在し）、又はＡとＢがいずれも真である（又は存在する）。

【0055】

特に説明されていない限り、本出願の全ての実施形態及び選択可能な実施形態は、互いに組み合わせて新たな技術案を形成してもよい。

【0056】

特に説明されていない限り、本出願の全ての技術的特徴及び選択可能な技術的特徴は、互いに組み合わせて新たな技術案を形成してもよい。

【0057】

特に説明しない場合、本出願では、すべての操作は、常温（２５°Ｃ）と常圧（１０１ｋＰａ）で行われる。

【0058】

発明者の研究によると、従来の技術では、被覆材で無機粒子を被覆して基材に塗覆することで、製造されたセパレータが優れた機械的性能と濡れ性を有するが、製造された二次電池は、リチウムデンドライトに耐性がなく且つサイクル性能が良くない。いかなる理論にもとらわれず、現在、無機粒子が完全に被覆されているため、リチウムデンドライトは、成長後に無機粒子に直接接触して反応することができず、セパレータの耐デンドライト能力が低下すると考えられている。発明者の意外な発見によると、表面が被覆層で塗覆された無機粒子と表面が塗覆されていない無機粒子とを一定の割合で用いて基材に塗覆することにより、製造されたセパレータは、高い機械的強度、高い濡れ性と良好な界面結合（特に電解液吸収率）を実現することができ、リチウムデンドライトの成長を効果的に抑制することもでき、それによって二次電池のサイクル性能を改善した。

【0059】

そのため、本出願の第１の態様は、セパレータを提供し、該セパレータは、２層の基材と２層の基材の間に形成されたコーティングとを含み、前記コーティングは、無機粒子を含み、ここで、無機粒子の総重量を基準として、３０重量％～７０重量％の無機粒子の表面は、被覆層で塗覆されており、７０重量％～３０重量％の無機粒子の表面は、塗覆されていない。

【0060】

いくつかの実施形態では、前記コーティングは、無機粒子を含み、ここで、無機粒子の総重量を基準として、４０重量％～６０重量％、任意選択的に４５重量％～５５重量％の無機粒子の表面は、被覆層で塗覆されており、６０重量％～４０重量％、任意選択的に５５重量％～４５重量％の無機粒子の表面は、塗覆されていない。

【0061】

本出願の２層の基材を含むセパレータは、無機粒子が正負極と直接接触することを防止することによって、多くの副反応の発生を回避することができる。これらの副反応は、いずれもリチウムを消費し、電池容量及びサイクル寿命を低減させる。両面に無機粒子コーティングが塗布された従来のセパレータに比べて、このサンドイッチ構造のセパレータの構造がより安定している。

【0062】

本出願のセパレータは、上記の設計条件を満たした上で、さらに任意選択的に下記条件のうちの一つ又は複数を満たす場合、二次電池の性能をさらに改善することができる。

【0063】

いくつかの実施形態では、前記無機粒子は、Ｓｉ、Ｓｉの酸化物、Ｓｉの窒化物、Ｆｅの酸化物、Ｆｅの窒化物、Ｆｅの酸素酸塩、Ｓｎの酸化物、Ｔｉの酸化物、Ｔｉの窒化物、Ｃｕの酸化物、Ｃｕの窒化物、Ｍｎの酸化物、Ｇｅの酸化物、Ｎｉの酸化物、ＺｒＯ_２、ＺｎＯとＡｌＮの少なくとも一つから選択され、
任意選択的に、前記無機粒子は、ＳｉＯ_２、Ｓｉ、ＳｉＯ、ＳｎＯ_２、ＺｎＯ、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＮｉＯ、ＣｕＯ、ＴｉＯ_２とＦｅＰＯ_４のうちの少なくとも一つから選択される。上記無機粒子は、良好な機械的強度、高い電気化学的安定性を有し且つ電解液に対する濡れ性に優れており、本発明の技術的効果をより良く実現することを確保することができる。

【0064】

いくつかの実施形態では、前記無機粒子は、ＳｉＯ_２、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＳｎＯ_２、ＴｉＯ_２とＣｕＯのうちの少なくとも一つから選択される。二酸化ケイ素は、リチウム吸蔵反応を起こし、タイムリーにＬｉデンドライトを吸収し、Ｌｉデンドライトの更なる成長を回避することができ、酸化第二鉄は、リチウムデンドライトと合金化反応を行うことができ、その比容量が高く、安定性が良く、電子伝導率が低く、リチウムデンドライトの消費に有利であるとともに、セパレータによる内部抵抗を低減させており、二酸化チタンは、リチウムデンドライトとインターカレーション反応を起こし、チタン酸リチウムを生成することができ、その理論容量が高く、構造が安定しており、リチウム吸蔵後に酸化物の構造は、あまり変化せず、酸化銅は、リチウムと変換反応を起こし、非晶質のＬｉ_２Ｏとナノレベルの金属銅粒子を生成し、生成したナノ銅粒子は、Ｌｉ_２Ｏとさらに反応して酸化物を生成することもでき、高い比容量と良好なサイクル性能を有することになる。

【0065】

いくつかの実施形態では、前記無機粒子の粒径Ｄｖ５０は、０．０１ μｍ～１０ μｍであり、任意選択的に０．０５ μｍ～０．５ μｍであり、さらに任意選択的に０．０８ μｍ～０．３ μｍである。本出願の無機粒子の粒径が上記範囲内にある場合、無機粒子がより良く基材に付着することを確保することができ、特にセパレータの通気性を改善し、イオンをより良く伝導させることができ、電池の容量とサイクル寿命に寄与する。粒径の小さい無機粒子を導入することにより、セパレータの空隙率も著しく向上し、リチウムの拡散が促進され、電池インピーダンスが著しく向上することはない。

【0066】

Ｄｖ５０は、本分野で公知の意味であり、本分野で既知の機器及び方法を採用して測定することができる。例えば、ＧＢ／Ｔ １９０７７－２０１６レーザー回折式粒度分布法を参照し、レーザー粒度分析計（たとえば、Ｍａｓｔｅｒ Ｓｉｚｅ ３０００）を使用して測定できる。

【0067】

いくつかの実施形態では、前記被覆層を形成する材料は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリドーパミン（ＰＤＡ）、ポリアニリン（ＰＡＮ）、ポリイミド（ＰＩ）とポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）のうちの少なくとも一つから選択される。接着性を有するポリマー材料で無機粒子を被覆することにより、粒子を基材表面により良く固着させることもできる。

【0068】

いくつかの実施形態では、前記被覆層を形成する材料の数平均分子量は、１０，０００～１，０００，０００であり、任意選択的に１５，０００～１００，０００であり、さらに任意選択的に２０，０００～８０，０００である。

【0069】

本出願では、数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）法により、ＧＢ／Ｔ ２１８６３－２００８『ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法（ＧＰＣ）によるテトラヒドロフランの洗浄液』に従って測定される。

【0070】

いくつかの実施形態では、表面が被覆層で塗覆された無機粒子において、前記被覆層と被覆された無機粒子との質量比は、（０．０５～２）：１であり、任意選択的に（０．１～０．６）：１であり、さらに任意選択的に（０．３５～０．５５）：１である。

【0071】

いくつかの実施形態では、前記被覆層とすべての無機粒子との質量比は、（０．０５～０．５）：１であり、任意選択的に（０．１～０．４）：１であり、さらに任意選択的に（０．１５～０．３５）：１である。ここで、理解すべきこととして、すべての無機粒子の質量は、被覆層の質量を含まない。

【0072】

いくつかの実施形態では、前記被覆層の厚さは、３ ｎｍ～１０ ｎｍであり、任意選択的に５ ｎｍ～８ ｎｍである。

【0073】

本出願では、前記被覆層の厚さは、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって測定されることができ、測定された値は、複数の測定値（例えば１０～１００個）の平均値である。

【0074】

いくつかの実施形態では、前記コーティングの厚さは、１ μｍ～１０ μｍであり、任意選択的に２ μｍ～８ μｍであり、及び／又は、前記コーティングの塗覆量は、５ ｇ／ｍ^２～５０ ｇ／ｍ^２であり、任意選択的に１０ ｇ／ｍ^２～２０ ｇ／ｍ^２であり、及び／又は、前記セパレータの厚さは、１０ μｍ～２０ μｍである、さらに任意選択的に１２ μｍ～１８ μｍである。本明細書では、特に説明がない限り、塗覆量とは、コーティングを乾燥させた後に測定した塗覆量であり、その測定方法は、当業者に知られており、例えば、単位面積当たりに塗覆されたコーティングの質量を測定することで塗覆量を算出することができる。

【0075】

本出願では、コーティングの厚さを上記範囲内に設定することにより、電池の内部抵抗を適切な範囲内によりよく確保し、リチウムイオンがセパレータを通過して伝送しやすくなり、それによって電池性能を保証することができる。

【0076】

いくつかの実施形態では、前記コーティングは、８０重量％～９９重量％を含み、任意選択的に８５重量％～９５重量％の本出願の無機粒子であり、及び／又は、１重量％～５重量％、任意選択的に１．２重量％～３．０重量％の接着剤であり、及び／又は、１重量％～３重量％、任意選択的に１．２重量％～２．５重量％の分散剤であり、及び／又は、０．１重量％～１重量％、任意選択的に０．４重量％～１．５重量％の増粘剤であり、以上は、いずれもコーティングの総重量を基準とする。ここで、理解すべきこととして、前記無機粒子とは、表面が塗覆されていない無機粒子と表面が被覆層で塗覆された無機粒子である。

【0077】

いくつかの実施形態では、前記接着剤は、カルボキシメチルセルロースナトリウム（ＣＭＣ）とスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）とのうちの少なくとも一つから選択され、任意選択的に、前記接着剤は、カルボキシメチルセルロースナトリウム（ＣＭＣ）である。

【0078】

いくつかの実施形態では、前記分散剤は、加水分解ポリ無水マレイン酸（ＣＡＳ番号２６０９９－０９－０２）、アクリル系ブロックポリマー、ポリエステル系ブロックポリマー、ポリエチレングリコール系ポリオールとポリエチレンイミン誘導体のうちの少なくとも一つから選択される。

【0079】

いくつかの実施方案では、前記加水分解ポリ無水マレイン酸の相対分子量は、４００～８００であり、前記アクリル系ブロックポリマー、ポリエステル系ブロックポリマー、ポリエチレングリコール系ポリオールとポリエチレンイミン誘導体の数平均分子量は、一般的に５０，０００～１，０００，０００であり、任意選択的に６０，０００～８００，０００である。

【0080】

いくつかの実施形態では、前記増粘剤は、ヒドロキシメチルセルロースナトリウム、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ポリアクリレート、ポリウレタンとポリエーテルのうちの少なくとも一つから選択される。

【0081】

本出願のセパレータは、親水性に優れており、極性の強い電解液との親和性が悪いという問題を解決し、セパレータが電解液を吸収して保持することができる。なお、セパレータの耐熱性と機械的性能を高めることによって、電池の電気的性能と安全性を向上させることもできる。

【0082】

本出願では、前記コーティングは、上記成分に加えて、他の添加剤、例えば塗料の表面張力を低減させ、セパレータと塗料の親和性を改善するための界面活性剤をさらに含んでもよく、例としてフルオロカーボン系界面活性剤、シラン系界面活性剤、ポリオール系界面活性剤などが挙げられ、導電剤は、リチウムイオンの伝導作用を補強するために用いられ、カーボンナノチューブが良く使われ、導電性の改善やＰＶＤＦ骨格構造の強化などに用いられる。

【0083】

いくつかの実施形態では、前記基材を形成する材料は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアミド、ポリエステル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデンとポリ塩化ビニルのうちの少なくとも一つから選択される。

【0084】

いくつかの実施形態では、前記基材の厚さは、３ μｍ～３０ μｍであり、任意選択的に５ μｍ～２５ μｍであり、さらに任意選択的に６ μｍ～１０ μｍである。

【0085】

いくつかの実施形態では、前記基材は、多孔質膜であり、その空隙率は、３０％～８０％であり、任意選択的に４０％～５０％である。

【0086】

いくつかの実施形態では、前記基材を形成する材料の数平均分子量は、１００，０００～１，０００，０００である。

【0087】

リチウム金属電池の数回の充放電の過程において、不可避的にリチウムデンドライトが発生し、リチウムデンドライトは、絶えず成長し、最終的に接触してセパレータを突き破った後、コーティングと接触する。本出願のセパレータは、２層の基材と２層の基材の間に形成されたコーティングとを含み、コーティングは、一部の表面が塗覆されていない無機粒子を含み、それがリチウムデンドライトと反応して発生したリチウムを消費することができ、それによってリチウムデンドライトの成長を抑制し、電池の短絡を防止した。同時に、コーティングは、表面が被覆層で塗覆された無機粒子をさらに含み、それがセパレータの比表面積と微細孔を向上させることができ、それによってセパレータの吸液性、保液性と濡れ性をさらに改善することができ、且つ接触部位数と伝導経路をさらに向上させ、さらにイオン伝導性を補強して伝導距離を短縮し、濃差分極を低減させ、電池の急速充電性能をさらに改善することができる。

【0088】

本出願の第２の態様は、セパレータを製造する方法を提供し、前記セパレータは、２層の基材と２層の基材の間に形成されたコーティングとを含み、前記コーティングは、無機粒子を含み、ここで、無機粒子の総重量を基準として、３０重量％～７０重量％の無機粒子の表面は、被覆層で塗覆されており、７０重量％～３０重量％の無機粒子の表面は、塗覆されておらず、
前記方法は、
無機粒子を有機溶媒に均一に分散させ、無機粒子の分散液を得るステップ（１）と、
ステップ（１）で得られた分散液に被覆層を形成する材料を加え、表面が被覆層で塗覆された無機粒子を得るステップ（２）と、
ステップ（２）で得られた表面が被覆層で塗覆された無機粒子を表面が塗覆されていない無機粒子とともに有機溶媒に加え、且つ接着剤、分散剤と増粘剤を加え、そして均一に攪拌し、基材を塗覆するための塗料を得るステップ（３）と、
ステップ（３）で得られた塗料を１つの基材に均一に塗覆し、そして別の基材で塗料が塗覆された基材の一方側を覆い、セパレータを得るステップ（４）とを含む。

【0089】

いくつかの実施形態では、ステップ（１）において、前記無機粒子と有機溶媒との重量比は、１：（１５～４５）であり、任意選択的に１：（１６～３０）である。

【0090】

いくつかの実施形態では、ステップ（２）において、使用された被覆層を形成する材料と無機粒子との重量比は、（１～１０）：１であり、任意選択的に（２～６）：１である。

【0091】

いくつかの実施形態では、ステップ（２）において、ステップ（１）で得られた分散液に被覆層を形成する材料を加え、そして均一に攪拌し、遠心分離し、乾燥して研磨する。

【0092】

いくつかの実施形態では、ステップ（２）において、攪拌回転速度は、５００ ｒｐｍ～１０００ ｒｐｍであり、任意選択的に７００ ｒｐｍ～９００ ｒｐｍであり、任意選択的に、攪拌時間は、１時間～６時間であり、任意選択的に２時間～４時間である。

【0093】

いくつかの実施形態では、ステップ（２）において、遠心分離回転速度は、８０００ ｒｐｍ～１５０００ ｒｐｍであり、任意選択的に９０００ ｒｐｍ～１２０００ ｒｐｍである。理解できるように、遠心分離後、遠心分離物を収取して乾燥する。

【0094】

いくつかの実施形態では、ステップ（２）において、乾燥温度は、８０～１８０°Ｃであり、任意選択的に１００～１５０°Ｃであり、乾燥時間は、２時間～２４時間であってもよく、任意選択的に５時間～１５時間である。

【0095】

いくつかの実施形態では、研磨の粒径を１ μｍ～１０ μｍに設定し、任意選択的に２ μｍ～８ μｍである。理解すべきこととして、ステップ（２）における研磨は、無機粒子の凝集を防止するための研磨であり、先に加えられた無機粒子自体の粒径を変えるものではない。そのため、いくつかの実施形態では、ステップ（２）における研磨の粒径を無機粒子の粒径よりも大きく設定する
いくつかの実施形態では、ステップ（３）において、前記塗料の固形分は、３０重量％～６０重量％であり、任意選択的に４０重量％～５０重量％である。

【0096】

前記塗料の固形分は、以下の方法で試験することができる。

【0097】

重量Ｍ１の塗料を取ってオーブンに入れ、１２０°Ｃで４８ ｈ放置して乾燥させ、乾燥後の重量Ｍ２、固形分 ＝ Ｍ２／Ｍ１×１００％である。

【0098】

いくつかの実施形態では、ステップ（３）において、攪拌回転速度は、５００ ｒｐｍ～１０００ ｒｐｍであり、任意選択的に７００ ｒｐｍ～９００ ｒｐｍであり、任意選択的に、攪拌時間は、０．５時間～５時間であり、任意選択的に１．５時間～４時間である。

【0099】

ステップ（３）において、前記接着剤、分散剤と増粘剤の使用量は、上記の通りである。

【0100】

いくつかの実施形態では、ステップ（１）と（３）における有機溶媒は、同じであっても又は異なってもよく、任意選択的に、前記有機溶媒は、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ－メチルピロリドン（ＮＭＰ）、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）とテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）のうちの少なくとも一つから選択される。

【0101】

いくつかの実施形態では、ステップ（４）において、塗料の塗覆は、当分野で通常用いられている塗覆方法、例えばブレード塗布の方式で行ってもよい。

【0102】

いくつかの実施形態では、ステップ（４）において、別の基材で塗料が塗覆された基材の一方側を覆った後、そしてホットプレス、真空乾燥を行う。

【0103】

いくつかの実施形態では、ステップ（４）において、前記ホットプレスは、ホットプレス機で行われ、ここで、圧力は、３ ＭＰａ～８ ＭＰａであり、任意選択的に４ ＭＰａ～６ ＭＰａであり、温度は、１００°Ｃ～１５０°Ｃであり、任意選択的に１１０°Ｃ～１４０°Ｃであり、ホットプレス時間は、１分～１０分であり、任意選択的に２分～８分であり、任意選択的に、乾燥温度は、８０°Ｃ～１２０°Ｃであり、任意選択的に９０°Ｃ～１１０°Ｃである。

【0104】

いくつかの実施形態では、ステップ（４）において、真空乾燥は、６時間～１５時間行われ、任意選択的に８時間～１３時間である。本出願では、理解すべきこととして、「真空乾燥」とは、大気圧よりも低い圧力で行う乾燥であり、前記絶対圧力は、０～１００ ＫＰａであってもよく、任意選択的に７５ ＫＰａよりも小さい。

【0105】

本明細書では、ステップ（１）において使用された無機粒子が、表面が塗覆されていない無機粒子であると理解されてもよく、同様に、ステップ（４）において使用された別の基材は、表面にコーティングが塗覆されていない基材である。

【0106】

本明細書では、ステップ（４）において使用された２種類の基材は、同じ又は異なる基材であり、任意選択的に同じ基材である。
二次電池

【0107】

二次電池は、電池が放電した後、充電の方式によって活物質を活性化して使用し続ける可能な電池を指す。

【0108】

二次電池は、一般的には、正極板と、負極板と、セパレータと、電解質とを含む。電池の充放電過程において、活性イオンは正極板と負極板との間に往復してインターカレーションやデインターカレーションをする。セパレータは正極板と負極板との間に設置され、隔離する役割を果たす。電解質は、正極板と負極板との間でイオンを伝導する役割を果たす。
［正極板］

【0109】

正極板は、一般的に正極集電体と、正極集電体の少なくとも一つの表面設置される正極膜層とを含み、正極膜層は、正極活物質を含む。

【0110】

例として、正極集電体は、それ自体の厚さ方向において対向する二つの表面を有し、正極膜層は、正極集電体の対向する二つの表面のいずれか一方又は両方上に設置される。

【0111】

いくつかの実施形態では、正極集電体は、金属箔又は複合集電体を採用してもよい。例えば、金属箔として、アルミニウム箔を採用してもよい。複合集電体は、高分子材料基層と、高分子材料基層の少なくとも一つの表面上に形成された金属層とを含んでもよい。複合集電体は、金属材料（アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ニッケル合金、チタン、チタン合金、銀及び銀合金など）を高分子材料基材（例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレン（ＰＥ）などの基材）上に形成することによって形成されてもよい。

【0112】

いくつかの実施形態において、正極活物質は、当分野でよく知られている電池用の正極活物質を採用してもよい。例として、正極活物質は、オリビン構造のリチウム含有リン酸塩、リチウム遷移金属酸化物及びそれぞれの改質化合物のうちの少なくとも一つの材料を含んでもよい。しかし、本出願は、これらの材料に限定されず、さらに電池の正極活物質として使用可能な他の従来の材料を使用してもよい。これらの正極活物質は、一つのみを単独に使用してもよく、二つ以上を組み合わせて使用してもよい。ここで、リチウム遷移金属酸化物の例は、リチウムコバルト酸化物（例えば、ＬｉＣｏＯ_２）、リチウムニッケル酸化物（例えば、ＬｉＮｉＯ_２）、リチウムマンガン酸化物（例えば、ＬｉＭｎＯ_２、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４）、リチウムニッケルコバルト酸化物、リチウムマンガンコバルト酸化物、リチウムニッケルマンガン酸化物、リチウムニッケルコバルトマンガン酸化物（例えば、ＬｉＮｉ_１／３Ｃｏ_１／３Ｍｎ_１／３Ｏ_２（ＮＣＭ_３３３＞と略称されてもよい）、ＬｉＮｉ_０．５Ｃｏ_０．２Ｍｎ_０．３Ｏ_２（ＮＣＭ_５２３と略称されてもよい）、ＬｉＮｉ_０．５Ｃｏ_０．２５Ｍｎ_０．２５Ｏ_２（ＮＣＭ_２１１と略称されてもよい）、ＬｉＮｉ_０．６Ｃｏ_０．２Ｍｎ_０．２Ｏ_２（ＮＣＭ_６２２と略称されてもよい）、ＬｉＮｉ_０．８Ｃｏ_０．１Ｍｎ_０．１Ｏ_２（ＮＣＭ_８１１と略称されてもよい）、リチウムニッケルコバルトアルミニウム酸化物（例えば、ＬｉＮｉ_０．８５Ｃｏ_０．１５Ａｌ_０．０５Ｏ_２）及びその改質化合物などのうちの少なくとも一つを含んでもよいが、それらに限られない。オリビン構造のリチウム含有リン酸塩の例は、リン酸鉄リチウム（例えば、ＬｉＦｅＰＯ_４（ＬＦＰと略称されてもよい））、リン酸鉄リチウムと炭素との複合材料、リン酸マンガンリチウム（例えば、ＬｉＭｎＰＯ_４）、リン酸マンガンリチウムと炭素との複合材料、リン酸マンガン鉄リチウム、リン酸マンガン鉄リチウムと炭素との複合材料のうちの少なくとも一つを含んでもよいが、それらに限られない。

【0113】

いくつかの実施形態では、前記正極活物質の前記正極膜層に占める質量百分率は、７５％～９９％であり、任意選択的に８０％～９７％である。

【0114】

いくつかの実施形態では、正極膜層は、任意選択的に接着剤をさらに含む。例として、接着剤は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、フッ化ビニリデン－テトラフルオロエチレン－プロピレン三元共重合体、フッ化ビニリデン－ヘキサフルオロプロピレン－テトラフルオロエチレン三元共重合体、テトラフルオロエチレン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体及び含フッ素アクリル酸エステル樹脂のうちの少なくとも一つを含んでもよい。

【0115】

いくつかの実施形態では、前記接着剤の前記正極膜層に占める質量百分率は、０．１％～１０％であり、任意選択的に０．５％～２．５％である。

【0116】

いくつかの実施形態では、正極膜層は、任意選択的に導電剤をさらに含む。例として、導電剤は、超伝導性カーボン、アセチレンブラック、カーボンブラック、ケッチェンブラック、カーボンドット、カーボンナノチューブ、グラフェン及びカーボンナノファイバーのうちの少なくとも一つを含んでもよい。

【0117】

いくつかの実施形態では、前記導電剤の前記正極膜層に占める質量百分率は、０．０５％～１０％であり、任意選択的に０．５％～３％である。

【0118】

いくつかの実施形態では、以下の方式によって正極板を製造することができる。正極板を製造するための上記成分、例えば正極活物質、導電剤、接着剤と任意の他の成分を溶媒（例えばＮ－メチルピロリドン）に分散させて、正極スラリーを形成し、正極スラリーを正極集電体に塗布し、乾燥、冷間加圧などの工程を経て、正極板が得られる。
［負極板］

【0119】

負極板は、負極集電体と、負極集電体の少なくとも一つの表面上に設けられた負極膜層とを含み、前記負極膜層は、負極活物質を含む。

【0120】

例として、負極集電体は、それ自体の厚さ方向において対向する二つの表面を有し、負極膜層は、負極集電体の対向する二つの表面のいずれか一方又は両方上に設置される。

【0121】

いくつかの実施形態では、負極集電体は、金属箔又は複合集電体を採用してもよい。例えば、金属箔として、銅箔を採用してもよい。複合集電体は、高分子材料基層と、高分子材料基材の少なくとも一つの表面上に形成された金属層とを含んでもよい。複合集電体は、金属材料（銅、銅合金、ニッケル、ニッケル合金、チタン、チタン合金、銀及び銀合金など）を高分子材料基材（例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレン（ＰＥ）などの基材）上に形成することによって形成されてもよい。

【0122】

いくつかの実施形態では、負極活物質は、当分野でよく知られている電池用の負極活物質を採用してもよい。例として、負極活物質は、人造黒鉛、天然黒鉛、ソフトカーボン、ハードカーボン、シリコン系材料、スズ系材料及びチタン酸リチウムなどのうちの少なくとも一つを含んでもよい。シリコン系材料は、シリコン単体、シリコン酸化物、シリコン炭素複合体、シリコン窒素複合体及びシリコン合金のうちの少なくとも一つから選択されてもよい。スズ系材料は、スズ単体、スズ酸化物及びスズ合金のうちの少なくとも一つから選択されてもよい。しかし、本出願は、これらの材料に限定されず、さらに電池の負極活物質として使用可能な他の従来の材料を使用してもよい。これらの負極活物質は、一つのみを単独に使用してもよく、二つ以上を組み合わせて使用してもよい。

【0123】

いくつかの実施形態では、負極板は、金属リチウムシートであってもよい。

【0124】

いくつかの実施形態では、前記負極活物質の前記負極膜層に占める質量百分率は、７５％～９９％であり、任意選択的に８０％～９７％である。

【0125】

いくつかの実施形態では、負極膜層は、任意選択的に接着剤をさらに含む。例として、接着剤は、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリアクリル酸（ＰＡＡ）、ポリアクリル酸ナトリウム（ＰＡＡＳ）、ポリアクリルアミド（ＰＡＭ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、アルギン酸ナトリウム（ＳＡ）、ポリメタクリル酸（ＰＭＡＡ）及びカルボキシメチルキトサン（ＣＭＣＳ）のうちの少なくとも一つから選択されてもよい。

【0126】

いくつかの実施形態では、前記接着剤の前記負極膜層に占める質量百分率は、０．１％～３．５％であり、任意選択的に０．５％～２．５％である。

【0127】

いくつかの実施形態では、負極膜層は、任意選択的に導電剤をさらに含む。例として、導電剤は、超伝導性カーボン、アセチレンブラック、カーボンブラック、ケッチェンブラック、カーボンドット、カーボンナノチューブ、グラフェン、及びカーボンナノファイバーのうちの少なくとも一つから選択されてもよい。

【0128】

いくつかの実施形態では、前記導電剤の前記負極膜層に占める質量百分率は、０．０４％～５％であり、任意選択的に０．５％～３％である。

【0129】

いくつかの実施形態では、負極膜層は、任意選択的に他の助剤、例えば増粘剤（例えば、カルボキシメチルセルロースナトリウム（ＣＭＣ－Ｎａ））などをさらに含む。

【0130】

いくつかの実施形態では、以下の方式によって負極板を製造することができる。負極板を製造するための上記成分、例えば負極活物質、導電剤、接着剤と任意の他の成分を溶媒（例えば脱イオン水）に分散させて、負極スラリーを形成し、負極スラリーを負極集電体に塗布し、乾燥、冷間加圧などの工程を経て、負極板が得られる。
［電解質］

【0131】

電解質は、正極板と負極板との間でイオンを伝導する役割を果たす。本出願は、電解質の種類を具体的に制限せず、需要に応じて選択することができる。例えば、電解質は、液体、ゲル状又は全固体であってもよい。

【0132】

いくつかの実施形態では、電解質は、液体であり、電解質塩と溶媒とを含む。

【0133】

いくつかの実施形態では、電解質塩は、ヘキサフルオロリン酸リチウム、テトラフルオロホウ酸リチウム、過塩素酸リチウム、ヘキサフルオロヒ酸リチウム、リチウムビスフルオロスルホンイミド、リチウムビストリフルオロメタンスルホンイミド、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム、ジフルオロリン酸リチウム、リチウムジフルオロ（オキサラト）ボレート、リチウムビス（オキサラト）ボレート、リチウムジフルオロビス（オキサラト）ボレート及びリチウムテトラフルオロ（オキサラト）ホスフェートのうちの少なくとも一つから選択されてもよい。

【0134】

いくつかの実施形態では、溶媒は、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸エチルメチル、炭酸ジエチル、炭酸ジメチル、炭酸ジプロピル、炭酸メチルプロピル、炭酸エチルプロピル、炭酸ブチレン、炭酸フルオロエチレン、ギ酸メチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、酪酸メチル、酪酸エチル、１，４－ブチロラクトンン、スルホラン、ジメチルスルホン、エチルメチルスルホン及びジエチルスルホンのうちの少なくとも一つから選択されてもよい。

【0135】

いくつかの実施形態では、溶媒は、エーテル系溶媒、例えばジメチルエーテルテトラエチレングリコール（ＴＥＧＤＭＥ）、エチレングリコールジメチルエーテル（ＤＭＥ）又は１，３－ジオキソラン（ＤＯＬ）などであってもよい。

【0136】

いくつかの実施形態では、溶媒は、プロピオン酸メチルなどの鎖状アルキルエステル類、リン酸トリメチルなどの鎖状リン酸トリエステル、３－メトキシプロピオニトリルなどのニトリル系溶媒、樹枝状化合物を代表とする、エーテル結合を有する分岐型化合物などの非水溶媒（有機溶媒）であってもよい。

【0137】

いくつかの実施形態では、溶媒は、フッ素系溶媒、例えばＨ（ＣＦ_２）_２ＯＣＨ_３、Ｃ_４Ｆ_９ＯＣＨ_３、Ｈ（ＣＦ_２）_２ＯＣＨ_２ＣＨ_３、Ｈ（ＣＦ_２）_２ＯＣＨ_２ＣＦ_３、Ｈ（ＣＦ_２）_２ＣＨ_２Ｏ（ＣＦ_２）_２Ｈ又はＣＦ_３ＣＨＦＣＦ_２ＯＣＨ_３、ＣＦ_３ＣＨＦＣＦ_２ＯＣＨ_２ＣＨ_３などの直鎖構造の（パーフルオロアルキル）アルキルエーテル、即ち２－トリフルオロメチルヘキサフルオロプロピルメチルエーテル、２－トリフルオロメチルヘキサフルオロプロピルエチルエーテル、２－トリフルオロメチルヘキサフルオロプロピルプロピルエーテル、３－トリフルオロメチルオクタフルオロブチルメチルエーテル、３－トリフルオロメチルオクタフルオロブチルエチルエーテル、３－トリフルオロメチルオクタフルオロブチルプロピルエーテル、４－トリフルオロメチルデカフルオロペンチルメチルエーテル、４－トリフルオロメチルデカフルオロペンチルエチルエーテル、４－トリフルオロメチルデカフルオロペンチルプロピルエーテル、５－トリフルオロメチルドデカフルオロヘキシルメチルエーテル、５－トリフルオロメチルドデカフルオロヘキシルエチルエーテル、５－トリフルオロメチルドデカフルオロヘキシルプロピルエーテル、６－トリフルオロメチルテトラデカフルオロヘプチルメチルエーテル、６－トリフルオロメチルテトラデカフルオロヘプチルエチルエーテル、６－トリフルオロメチルテトラデカフルオロヘプチルプロピルエーテル、７－トリフルオロメチルヘキサデカフルオロオクチルメチルエーテル、７－トリフルオロメチルヘキサデカフルオロオクチルエチルエーテル、７－トリフルオロメチルヘキサデカフルオロオクチルプロピルエーテルなどであってもよい。また、上記エーテル系溶媒の２種類以上の混合物を使用してもよい。

【0138】

いくつかの実施形態では、電解質塩の非水電解液における濃度は、例えば０．３ｍｏｌ／Ｌ（モル／リットル）以上であり、任意選択的に０．７ｍｏｌ／Ｌ以上であり、任意選択的に１．７ｍｏｌ／Ｌ以下であり、さらに任意選択的に１．２ｍｏｌ／Ｌ以下である。

【0139】

いくつかの実施形態では、電解液は、任意選択的に添加剤をさらに含む。例として、添加剤は、負極膜形成添加剤と、正極膜形成添加剤とを含んでもよく、電池のいくつかの性能を改善できる添加剤、例えば電池の過充電性能を改善する添加剤、電池の高温又は低温特性を改善する添加剤などをさらに含んでもよい。

【0140】

いくつかの実施形態において、正極板と負極板とセパレータは、捲回プロセス又は積層プロセスによって電極アセンブリを製造してもよい。

【0141】

いくつかの実施形態において、二次電池は、外装を含んでもよい。この外装は、上記電極アセンブリと電解質のパッケージングに用いられてもよい。

【0142】

いくつかの実施形態において、二次電池の外装は、硬質プラスチックシェル、アルミニウムシェル、スチールシェルなどの硬質シェルであってもよい。二次電池の外装は、軟包装でもよく、例えば、袋型軟包装である。軟包装の材質はプラスチックであってもよく、プラスチックとして、ポリプロピレン、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンサクシネートなどが挙げられる。

【0143】

本出願では、二次電池の形状に対して特に制限することはなく、それは、円柱状、四角形又は他のいずれかの形状であってもよい。例えば、図２は、一例としての四角形構造の二次電池５である。

【0144】

いくつかの実施形態では、図３を参照すると、外装は、筐体５１とカバープレート５３とを含んでもよい。ここで、筐体５１は、底板と、底板上に接続された側板とを含んでもよく、底板と側板とで取り囲んで収容キャビティを形成する。筐体５１は収容キャビティに連通する開口を有し、カバープレート５３は、前記開口をカバーして設けられることによって前記収容キャビティを閉鎖することができる。正極板と負極板とセパレータは、捲回プロセス又は積層プロセスによって電極アセンブリ５２を形成することができる。電極アセンブリ５２は、前記収容キャビティ内にパッケージングされる。電解液は、電極アセンブリ５２に浸潤する。二次電池５に含まれる電極アセンブリ５２の数は、一つ又は複数であってもよく、当業者は、実際の具体的な需要に応じて選択してもよい。

【0145】

いくつかの実施の形態では、二次電池を電池モジュールに組み立てもよく、電池モジュールに含まれる二次電池の数は、一つ又は複数であってもよく、具体的な数は、当業者が電池モジュールの応用と容量に基づいて選択してもよい。

【0146】

図４は、一例としての電池モジュール４である。図４を参照すると、電池モジュール４において、複数の二次電池５は、電池モジュール４の縦方向に沿って順に並べて設けられてもよい。無論、任意の他の方式に従って配置されてもよい。さらに、該複数の二次電池５を締め具で固定してもよい。

【0147】

任意選択的に、電池モジュール４は、収容空間を有するハウジングをさらに含んでもよく、複数の二次電池５は、該収容空間に収容される。

【0148】

いくつかの実施形態では、上記電池モジュールは、さらに電池パックに組み立てられてもよく、電池パックに含まれる電池モジュールの数は、一つ又は複数であってもよく、具体的な数は、当業者が電池パックの応用と容量に基づいて選択してもよい。

【0149】

図５と図６は、一例としての電池パック１である。図５と図６を参照すると、電池パック１には、電池ケースと電池ケースの中に設置された複数の電池モジュール４が含まれてもよい。電池ケースは、上部ケース２と下部ケース３とを含み、上部ケース２は、下部ケース３をカバーして設けられ、且つ電池モジュール４を収容するための密閉空間を形成することができる。複数の電池モジュール４は、任意の方式に従って電池ケースの中に配置されてもよい。

【0150】

また、本出願は、本出願による二次電池、電池モジュール、または電池パックのうちの少なくとも一つを含む電力消費装置をさらに提供する。前記二次電池、電池モジュール、又は電池パックは、前記電力消費装置の電源として用いられてもよいし、前記電力消費装置のエネルギー貯蔵ユニットとして用いられてもよい。前記電力消費装置は、移動体設備（例えば携帯電話、ノートパソコンなど）、電動車両（例えば純電気自動車、ハイブリッド電気自動車、プラグインハイブリッド電気自動車、電動自転車、電動スクーター、電動ゴルフカート、電動トラックなど）、電気列車、船舶と衛星、エネルギー貯蔵システムなどを含んでもよいが、それらに限らない。

【0151】

前記電力消費装置として、その使用上の需要に応じて二次電池、電池モジュール又は電池パックを選択してもよい。

【0152】

図７は、一例としての電力消費装置である。該の電力消費装置は、純電気自動車、ハイブリッド電気自動車、又はプラグインハイブリッド電気自動車などである。該電力消費装置の、二次電池の高出力と高エネルギー密度への要求を満たすために、電池パック又は電池モジュールを採用することができる。

【0153】

以下には、実施例を参照して本出願の有益な効果をさらに説明する。
［実施例］

【0154】

以下では、本出願の実施例を説明する。以下に記述されている実施例は、例示的なもので、本出願を解釈することにのみ用いられ、本出願を制限するものとして理解すべきではない。実施例において具体的な技術又は条件が明記されていないものは、当技術分野の文献に記述されている技術又は条件、又は製品説明書に従って実行する。使用する試薬又は機器について、製造メーカーが明記されていないものは、いずれも市販で購入できる一般的な製品である。
実施例１
[セパレータの製造]

【0155】

ステップ１：ＳｉＯ_２（Ｄｖ５０ ＝ １００ ｎｍ）５ ｇをＮ－メチルピロリドン（ＮＭＰ）１００ ｇ に均一に分散し、超音波で２ｈ分散後に均一な分散液を得、
ステップ２：ステップ１で得られた分散液にポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ、Ｍｎ ＝ ３０，０００）２０ ｇを加え、磁力で均一に分散するまで３ ｈ攪拌した（回転速度８００ ｒｐｍ）。得られた溶液を遠心分離（回転速度１０，０００ ｒｐｍ）、乾燥（１２０°Ｃ、１２ｈ）、ボールミル（ボールミルの粒径が５ μｍである）した後に表面がポリフッ化ビニリデンで塗覆されたＳｉＯ_２粒子を得、７．５ ｇであり、
ステップ３：ステップ２で得られた、表面がポリフッ化ビニリデンで塗覆されたＳｉＯ_２を、表面が塗覆されていないＳｉＯ_２ ５ ｇとともにＮＭＰに加え、且つカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）０．２ ｇ、加水分解ポリ無水マレイン酸０．２ ｇ、ヒドロキシメチルセルロースナトリウム０．１ ｇを加え、磁力で２ ｈ攪拌し（回転速度８００ ｒｐｍ）、基材を塗覆するための塗料を得、固形分は、４６％であり、
ステップ４：ステップ３で得られた塗料をブレード塗布で厚さ７ μｍのポリプロピレン（ＰＰ）膜（空隙率４０％）に均一に塗覆し、そして別の厚さ７ μｍのポリプロピレン膜で塗料が塗覆された一方側を覆い、そしてホットプレス（温度１２０°Ｃ、圧力５ ＭＰａ、５分）し、真空乾燥（１００°Ｃ、１２ ｈ）し、本出願のセパレータを得、厚さは、１７ μｍであり、ここで、コーティングの厚さは、３ μｍであり、塗覆量は、１３ ｇ／ｍ^２である。
実施例２

【0156】

セパレータの製造方法は、実施例１と基本的に同じであり、相違点は、二酸化ケイ素を酸化第二鉄（Ｄｖ５０ ＝ １００ ｎｍ）に置き換えることである。
実施例３

【0157】

セパレータの製造方法は、実施例１と基本的に同じであり、相違点は、二酸化ケイ素を二酸化スズ（Ｄｖ５０ ＝ １００ ｎｍ）に置き換えることである。
実施例４

【0158】

その製造方法は、実施例１と基本的に同じであり、相違点は、二酸化ケイ素を二酸化チタン（Ｄｖ５０ ＝ １００ ｎｍ）に置き換えることである。
実施例５

【0159】

セパレータの製造方法は、実施例１と基本的に同じであり、相違点は、二酸化ケイ素を酸化銅（Ｄｖ５０ ＝ １００ ｎｍ）に置き換えることである。
実施例６

【0160】

その製造方法は、実施例１と基本的に同じであり、相違点は、ステップ１において ＳｉＯ_２ ４ ｇを使用し且つステップ２において ＳｉＯ_２ ６ ｇを使用することである。
実施例７

【0161】

セパレータの製造方法は、実施例１と基本的に同じであり、相違点は、ステップ１においてＳｉＯ_２ ６ ｇ を使用し且つステップ２において ＳｉＯ_２ ４ ｇを使用することである。
実施例８

【0162】

その製造方法は、実施例１と基本的に同じであり、相違点は、ステップ１においてＳｉＯ_２ ３ ｇを使用し且つステップ２においてＳｉＯ_２ ７ ｇを使用することである。
実施例９

【0163】

セパレータの製造方法は、実施例１と基本的に同じであり、相違点は、ステップ１においてＳｉＯ_２ ７ ｇを使用し且つステップ２においてＳｉＯ_２ ３ ｇを使用することである。
比較例１

【0164】

その製造方法は、実施例１と基本的に同じであり、相違点は、塗料における無機粒子が、すべて表面がポリフッ化ビニリデンで塗覆されたＳｉＯ_２を使用することである。
比較例２

【0165】

セパレータの製造方法は、実施例１と基本的に同じであり、相違点は、塗料における無機粒子が、いずれも表面が塗覆されていないＳｉＯ_２を使用することである。
比較例３

【0166】

セパレータの製造方法は、実施例１と基本的に同じであり、相違点は、セパレータがコーティングを含まないことである。
[性能試験]

【0167】

セパレータの引張強度（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ，ＴＤ）試験

【0168】

ＡＳＴＭ Ｄ８８２－０９規格に従って試験するセパレータを幅１０ｍｍ且つ長さ≧１５０ｍｍの大きさに裁断し、万能引張機を用いて５００ ｍｍ／ｍｉｎのレートで引張り、試料破断時の最大荷重値を取得した後にこれをセパレータの断面積（試料幅×基材厚さ）で割り、セパレータの引張強度を算出した。

【0169】

セパレータの剥離力試験

【0170】

ロールプレス機を用いて固定応力（２ ｋｇ、３００ ｍｍ／ｍｉｎ）で２０ ｍｍ幅の標準テープ（３１Ｂ、日東から購入）をセパレータのコーティング面（試験の必要のため、ここでのセパレータは、１層のポリプロピレン膜とその上に塗覆されたコーティングのみを含む）に貼り付け、引張試験機を用いて３００ ｍｍ／ｍｉｎの速度で１８０度剥離試験を行い、５０ ｍｍ～１２０ ｍｍの試験距離で５０点の剥離力の数値を取得して平均値を算出した。

【0171】

セパレータの濡れ性試験

【0172】

試験のセパレータ（試験の必要のため、ここでのセパレータは、１層のポリプロピレン膜とその上に塗覆されたコーティングのみを含む）を５０ ｍｍ×５０ ｍｍの大きさに裁断し、１ ｍＬの標準電解液（１ ＭのＬｉＰＦ_６をエチレンカーボネート（ＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）とジメチルカーボネート（ＤＭＣ）に溶解して重量比１：１：１の割合で混合して形成された電解液）をセパレータのコーティングの一方側に滴下し、接触角計で液滴とセパレータとのなす角を観察した。

【0173】

セパレータの電解液吸収率試験

【0174】

セパレータを電解液（１ ＭのＬｉＰＦ_６をエチレンカーボネート（ＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）とジメチルカーボネート（ＤＭＣ）（重量比１：１：１）に溶解する）に６０ ｍｉｎ浸漬し、１０ ｍｉｎ毎に取り出して乾燥させた後にセパレータ重量を測定し、電解液吸収率は、（吸液後のセパレータ重量－初期セパレータ重量）／初期セパレータ重量で得られる。電解液の吸収率が高いほど、セパレータの濡れ性が良いことを示す。

【0175】

試験結果を表１に示す。

【0176】

【表1】

【0177】

表１から分かるように、本出願のセパレータは、従来の技術のセパレータと同等以上の機械的強度、濡れ性と電解液吸収率を有する。
[セパレータの放電レート試験]

【0178】

１）ＣＲ２０２５型ボタン電池を用いて放電レート試験を行い、電池の正極集電体は、アルミニウム箔であり、正極活物質は、リン酸鉄リチウムであり、ここで、リン酸鉄リチウム：導電カーボンブラック：ＰＶＤＦ接着剤の重量比は、８：１：１であり、負極は、リチウムシートを使用し、電解液は、２５０ μＬの１ Ｍ ＬｉＰＦ_６（溶媒におけるエチレンカーボネート（ＥＣ）：ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）の重量比が１：１である）を使用し、セパレータは、上記実施例と比較例のセパレータである。

【0179】

２）充電条件：室温で定電流－定電圧モード（ＣＣ－ＣＶ ｍｏｄｅ）で電池を充電した。まず定電流モードで０．１Ｃの固定電流で電圧が３．６５Ｖに上昇するまで充電し、次に定電圧モードに切り替え、カットオフ電流が０．０２Ｃになり、電池を満充電させた。

【0180】

３）放電条件：異なる放電率（Ｃ－ｒａｔｅ：０．１Ｃ／１Ｃ／３Ｃ）で２．５Ｖまで定電流モード放電し、２０サイクル循環させた。

【0181】

４）２００サイクル後の異なる放電レートでのクーロン効率（放電容量／充電容量＊１００％）を計算して記録し、具体的な結果を下記の表２に示す。

【0182】

【表2】

【0183】

表２に示すように、本出願のセパレータを使用する二次電池のクーロン効率は、いずれも比較例のセパレータを使用する二次電池よりも優れており、これは、低レートと高レートの電流サイクルのいずれにおいても、セパレータの耐デンドライト能力、サイクル性能がいずれも著しく改善されたことを示す。

【0184】

説明すべきこととして、本出願は、上記実施形態に限定されない。上記実施形態は例に過ぎず、本出願の技術案の範囲内で、技術思想と実質的に同一の構成を有し、同様な作用と効果を奏する実施形態は、いずれも本出願の技術範囲内に含まれるものとする。なお、本出願の主旨から逸脱しない範囲内で、実施形態に対して当業者が想到し得る様々な変形を実施し、実施形態における一部の構成要素を組み合わせて構成される他の形態も、本出願の範囲内に含まれるものとする。

【符号の説明】

【0185】

１電池パック、２上部ケース、３下部ケース、４電池モジュール、５二次電池、５１筐体、５２電極アセンブリ、５３トップカバーアセンブリ、Ａコーティング、Ｂ基材。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【国際調査報告】