利用高耐熱性無紡布
隔膜方面,為了應用于大型電池,安全性研究正在開展之中。舊有隔膜的基材使用的是聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)等微多孔性膜,這些材料的耐熱性差。因此在最近,在舊有隔膜表面設置陶瓷層,提高耐熱性的措施占據(jù)了主流。

在180℃的保持試驗中,無紡布隔膜沒有大的變化(a)。使用層疊型單元的試驗結(jié)果顯示,無紡布隔膜在倍率性能和循環(huán)特性方面都更為優(yōu)異(b,c)。圖片由本站根據(jù)三菱制紙的資料制作。
在本屆電池討論會上,三菱制紙和東京理科大學對不使用低耐熱性基材,直接使用高耐熱性纖維素和聚對苯二甲酸乙二酯(PET)的無紡布隔膜進行了發(fā)表(圖6)(注11)。
(注11)以“ 使用非織布隔膜的鋰離子電池特性”[演講序號:1B25]為題進行了發(fā)表。
通過在180℃下放置3小時的試驗,比較了無紡布隔膜和具備氧化鋁(Al2O3)耐熱陶瓷層的PP制隔膜。其結(jié)果顯示,無紡布隔膜在3小時后仍未出現(xiàn)收縮,而具備耐熱陶瓷層的PP制隔膜5分鐘即發(fā)生了收縮。
意欲應用于層疊型單元
接著,二者還制作正極使用LiMn2O4,容量約為30mAh的層疊型單元,對其倍率性能和充放電循環(huán)特性進行了比較。無紡布隔膜不僅耐熱性好,因孔隙率大,電解液滲透性也十分優(yōu)良。因此,在倍率性能方面,與PP制隔膜相比,放電倍率越高,無紡布隔膜的容量維持率越高。
在充放電循環(huán)特性方面,從循環(huán)100次之后的容量維持率來看,無紡布隔膜在25℃下高達85%以上,在50℃下高達70%左右。與之相對,PP制隔膜在25℃下為77%,在50℃下僅為66.5%。
除此之外,把重復進行充放電的單元進行拆解觀察隔膜的結(jié)果顯示,無紡布隔膜基本未出現(xiàn)變化,而PP制隔膜的表面發(fā)生變色,因氧化發(fā)生了劣化(注12)。
(注12)以0.2/0.5/1/3/5/10/20C的倍率分別進行了5個循環(huán)的充放電試驗。

大阪府立大學就正極活性材料上覆蓋固體電解質(zhì)的全固體電池的單元特性進行了發(fā)表(a)。經(jīng)截面觀察確認,正極材料的活性材料表面覆蓋有高密度的固體電解質(zhì)(b)。試制單元表現(xiàn)出了良好的充放電循環(huán)特性(c)。圖片由本站根據(jù)大阪府立大學辰巳砂研究室的資料制作。