JP2000036297A

JP2000036297A - 電池部材、電池部材の製造方法及び電池

Info

Publication number: JP2000036297A
Application number: JP10202558A
Authority: JP
Inventors: Yuichiro Wakana; 裕一郎若菜; Yasushi Imai; 康今井; Tadashi Utsunomiya; 忠宇都宮; Yoshihide Fukahori; 美英深堀
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1998-07-17
Filing date: 1998-07-17
Publication date: 2000-02-02

Abstract

(57)【要約】【課題】非水系電池、特にリチウム一次電池や二次電
池、ペーパー電池などのセパレーターなどに使用され、
電解液の保持能力に優れるとともに、電解液が流出しに
くく、その製造時の工程数を低減しうる上、正極材や負
極材と接着しやすい実用的な電池部材及びそれを用いた
電池を提供すること。【解決手段】高分子重合体からなる三次元連続の網状
骨格を有し、かつ該網状骨格近傍にゲル化剤が保持され
た多孔体、あるいは該近傍にゲル化された電解質が保持
された多孔体を用いてなる電池部材、及び後者の電池部
材をセパレーターとして装着した電池である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電池部材，電池部
材の製造方法及び電池に関する。さらに詳しくは、本発
明は、非水系電池、特にリチウム一次電池や二次電池，
ペーパー電池などのセパレーターなどとして使用される
電池部材，電池部材を効率よく製造する方法及び該電池
部材を用いてなる一次電池や二次電池に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、非水系電池、特に渦巻き型リチウ
ム一次電池及び二次電池、有機電解液を用いるその他の
一次電池及び二次電池、ペーパー電池などに使用される
電池部材、例えばセパレーターには、ポリオレフィンな
どのポリマーフィルムや、不織布などの多孔体を適用す
る試みがなされている。具体的には、ポリエチレンから
なる多孔体を、リチウムイオン二次電池のセパレーター
として用いることが提案されている（特開平８−６４１
９４号公報）。この公報においては、ポリエチレンから
なる多孔体を用いる利点は、電池を外部短絡させた場
合、短絡電池によるジュール熱で電池内部で温度上昇が
起こるが、その際、多孔体の孔径を小さくするか、フィ
ルム化することにより、電池内温度の上昇が防止され、
セパレーター内部に保持された有機電解液の引火点に至
らず、発火事故などを未然に防止しうることが開示され
ている。しかしながら、従来の多孔体からなるセパレー
ターは、図１の模式図に示すように、連通径（ｄ')がほ
ぼ一定であるため、この内部に電解液を保持した場合に
流出しやすく、電池製造時の性能を保持できなくなるお
それがあるなどの問題があった。また、このような問題
は、電池製造時にも弊害をもたらす。すなわち、電解液
の含浸は容易となるが、同時に電解液の流出も生じるた
め、電解液注入時の工程数が増加したり、流出した電解
液による事故など、好ましくない事態を招来する。

【０００３】さらに、このようなセパレーターを正極材
や負極材と積層させた場合、セパレーターが多孔体であ
るために、正極材や負極材との接着力が不足するなどの
問題があった。一方、セパレーター内部の電解液をゲル
化することにより、電解液の漏れを防止しうることが知
られており、また、ゲル状電解質単体では強度的に問題
があるため、基材として多孔体を用いることで強度を上
げることが試みられている（特開平２−８２４５７号公
報）。しかしながら、この多孔体を基材としたゲル状電
解質は、導電性が必ずしも充分ではない上、このものを
セパレーターとして用いた場合、正極材や負極材との接
着力が不充分であるなどの欠点を有している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
状況下で、非水系電池、特にリチウム一次電池や二次電
池、ペーパー電池などのセパレーターなどに使用され、
電解質の保持能力に優れるとともに、電解質が流出しに
くく、その製造時の工程数を低減できるうえ、正極材や
負極材と接着しやすい実用的な電池部材を提供すること
を目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記の好
ましい性質を有する電池部材を開発すべく鋭意研究を重
ねた結果、電池部材の材料として、三次元連続の網状骨
格を有する高分子重合体からなる特定構造の多孔体を用
い、この網状骨格近傍に、ゲル化剤を保持したもの、あ
るいはゲル化された電解質を保持したものが、その目的
に適合しうることを見出した。本発明は、かかる知見に
基づいて完成したものである。すなわち、本発明は、
（１）高分子重合体からなる三次元連続の網状骨格を有
し、かつ該網状骨格近傍にゲル化剤が保持されてなる多
孔体を用いたことを特徴とする電池部材（以下、電池部
材Ｉと称する。）、（２）高分子重合体からなる三次元
連続の網状骨格を有し、かつ該網状骨格近傍にゲル化剤
によりゲル化された電解質が保持されてなる多孔体を用
いたことを特徴とする電池部材（以下、電池部材IIと称
する。）、（３）高分子重合体と低分子材料とゲル化剤
との混合物を成形して、高分子重合体からなる三次元連
続の網状骨格を形成したのち、低分子材料を除去し、網
状骨格近傍にゲル化剤が保持された多孔体を形成させる
ことを特徴とする電池部材の製造方法（以下、製造方法
Ｉと称する。）、

【０００６】（４）高分子重合体と低分子材料との混合
物を成形して、高分子重合体からなる三次元連続の網状
骨格を形成したのち、低分子材料を除去して多孔体を形
成させ、次いでこの多孔体に溶剤とゲル化剤との混合物
を含浸後、該溶剤を除去し、網状骨格近傍にゲル化剤が
保持された多孔体を形成させることを特徴とする電池部
材の製造方法（以下、製造方法IIと称する。）、及び
（５）上記（２）の電池部材IIをセパレーターとして装
着したことを特徴とする電池、を提供するものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の電池部材Ｉ及びIIにおい
て用いられる多孔体は、高分子重合体からなる三次元連
続の網状骨格を有するものである。従来の連通性の高分
子重合体からなる多孔体のほとんどは、セル径Ｄと連通
径ｄの大きさがほぼ同じである。このような多孔体に液
体を含浸させる場合、液体は孔中に入りやすいが、流出
しやすい。したがって、Ｄに対してｄが小さい構造の多
孔体では、液体を含浸させるのに多少の困難が生じて
も、いったんセル内に入った液体は、非常に外に流出し
にくい（液体保持性が高い）特性をもつ。このようなセ
ル径と連通径が大きく異なる、いわば二重の孔径をもつ
多孔体を、以後二重多孔体と呼ぶ。図２は、このような
二重多孔体の一例を示す模式図であって、この図２で示
されるように、セル径Ｄに比べて、セルとセルとを連結
する連通径ｄが小さい場合、いったん外部からセル内に
含浸させた液体は、その入口，出口となる連通径が小さ
いために、そのまま封入保持される割合が格段に飛躍す
る。本発明の電池部材においては、その材料として、高
分子重合体からなる三次元連続の網状骨格を有する多孔
体、特に好ましくは二重多孔体が用いられる。

【０００８】この多孔体としては、二重多孔体が好まし
く、この二重多孔体においては、平均セル径Ｄが、該セ
ル間を連通する平均連通径ｄよりも大きいことが肝要で
あって、該平均セル径Ｄは、0.１〜５０μｍの範囲にあ
るのが好ましい。この平均セル径Ｄが0.１μｍ未満では
セルの表皮の割合が大きく、封入保持しうる電解質が少
なくなるおそれがあり、また５０μｍを超えると多孔体
の強度が低下して、電池組立てが不可能になる場合があ
る。封入保持しうる電解質及び多孔体の強度などを考慮
すると、この平均セル径Ｄのより好ましい範囲は0.２〜
２０μｍであり、特に0.５〜１０μｍの範囲が好適であ
る。一方、平均連通径ｄは、0.０１〜１０μｍの範囲に
あるのが好ましい。この平均連通径ｄが0.０１μｍ未満
では、連通孔を通過して流れる電解質の流動性が損なわ
れるおそれがあり、また１０μｍを超えると、いったん
含浸した電解質が流出しやすくなり、電解質保持効果が
低下する原因となる。連通孔を通過する電解質の流動性
及び電解質保持効果のバランスなどの面から、この平均
連通径ｄのより好ましい範囲は0.０５〜７μｍであり、
特に0.１〜５μｍの範囲が好適である。

【０００９】また、平均連通径ｄと平均セル径Ｄとの比
ｄ／Ｄ比は、0.０１〜0.５０の範囲にあるのが好まし
い。このｄ／Ｄ比が0.０１未満では封入された電解質の
流動性が損なわれるおそれがあり、また0.５０を超える
と電解質保持効果が低下する原因となる。封入された電
解質の流動性及び電解質保持効果のバランスなどの面か
ら、このｄ／Ｄ比のより好ましい範囲は0.０３〜0.４０
であり、特に0.０５〜0.３０の範囲が好適である。本発
明の電池部材Ｉは、このような多孔体の三次元連続網状
骨格近傍にゲル化剤が保持されたものを用いたものであ
って、その製造方法としては特に制限はなく、様々な方
法を用いることができるが、以下に示す本発明の方法、
すなわち製造方法Ｉ又はIIに従えば、極めて効率よく製
造することができる。本発明の製造方法Ｉにおいては、
高分子重合体と低分子材料とゲル化剤との混合物を成形
して、高分子重合体からなる三次元連続の網状骨格を形
成したのち、低分子材料を除去することにより、網状骨
格近傍にゲル化剤が保持された多孔体、特に二重多孔体
が得られる。

【００１０】一方、製造方法IIにおいては、高分子重合
体と低分子材料との混合物を成形して、高分子重合体か
らなる三次元連続の網状骨格を形成したのち、低分子材
料を除去して二重多孔体を形成させ、次いでこの多孔体
に溶剤とゲル化との混合物を含浸後、該溶剤を除去する
ことにより、網状骨格近傍にゲル化剤が保持された多孔
体、特に二重多孔体が得られる。この製造方法Ｉ及びII
において用いられる高分子重合体としては、性能の点か
ら、結晶性ポリオレフィンからなる硬質ブロック部及び
軟質ブロック部を有するブロック共重合体又はシンジオ
タクティック１，２−ポリブタジエン（以下、ＳＰＢＤ
ということがある。）が好適である。前記高分子重合体
としては、上述のようにブロック共重合体やＳＰＢＤを
挙げることができるが、ここでブロック共重合体として
は、例えば（１）結晶性ポリエチレンブロック（硬質ブ
ロック部）とポリブテンブロック（軟質ブロック部）と
を有する共重合体、（２）結晶性ポリエチレンブロック
（硬質ブロック部）とポリエチレン／ブチレンブロック
（軟質ブロック部）とを有する共重合体、（３）結晶性
ポリエチレンブロック（硬質ブロック部）とポリ酢酸ビ
ニルブロック（軟質ブロック部）とを有する共重合体、
（４）結晶性ポリプロピレンブロック（硬質ブロック
部）とポリエチレン−プロピレンランダムブロック（軟
質ブロック部）とを有する共重合体、（５）結晶性ポリ
エチレンブロック（硬質ブロック部）とポリプロピレン
を含むブロック（軟質ブロック部）とを有する共重合
体、などを好ましく挙げることができる。

【００１１】これらの高分子重合体は一種用いてもよ
く、二種以上を組み合わせて用いてもよいが、結晶構造
や結晶化度などが異なる二種以上の重合体を混合して用
いると、よりニーズに合った特性を出すことができるの
で好ましい。さらに、このような二種以上の重合体を多
層薄膜として多孔体を製造することにより、傾斜構造を
もつ二重多孔膜を得ることができる。このものは、ニー
ズの多用化に応えうる優れた電池部材の材料である。本
発明の電池部材に用いられる多孔体は、一般のプラスチ
ックから得られたものに比べて、軟らかいものであるの
が望ましい。これは、電解質を含んだ際のゲル体として
の軟らかさと、電解質をより多く封入しうることが期待
されるからである。ただし、軟らかすぎると多孔体自体
の強度が不充分となる。したがって、該多孔体の温度２
５℃における動的貯蔵剪断弾性率Ｇ’は、好ましくは５
〜５０００ｋｇ／ｃｍ²、より好ましくは１０〜１００
０ｋｇ／ｃｍ²、さらに好ましくは２０〜５００ｋｇ／
ｃｍ²の範囲である。

【００１２】このような動的貯蔵剪断弾性率Ｇ’を有す
る多孔体が得られるように、前記重合体の中から、適宜
選択するのがよい。また、低分子材料としては、特に制
限されず、固体でも液体でもよく、様々な有機材料を用
いることができるが、数平均分子量が２００００未満、
好ましくは１００００以下、より好ましくは５０００以
下のものが有利である。このような低分子材料として
は、例えば次に示すような材料を挙げることができる。軟化剤：鉱物油系，植物油系，合成油系などの各種ゴ
ム用又は樹脂軟化剤。ここで鉱物油系としては、芳香族系，ナフテン系，パラ
フィン系などのプロセス油などが挙げられる。植物油系
としては、ひまし油，綿実油，あまに油，なたね油，大
豆油，パーム油，やし油，落花生油，木ろう，パインオ
イル，オリーブ油などが挙げられる。

【００１３】可塑剤：フタル酸エステル，フタル酸混
基エステル，脂肪族二塩基酸エステル，グリコールエス
テル，脂肪酸エステル，リン酸エステル，ステアリン酸
エステルなどの各種エステル系可塑剤、エポキシ系可塑
剤、その他プラスチック用可塑剤又はフタレート系，ア
ジペード系，セバケート系，フォスフェート系，ポリエ
ーテル系，ポリエステル系などのＮＢＲ用可塑剤。粘着付与剤：クマロン樹脂，クマロン−インデン樹
脂，フェノールテルペン樹脂，石油系炭化水素，ロジン
誘導体などの各種粘着付与剤（タッキファイヤー）。オリゴマー：クラウンエーテル，含フッ素オリゴマ
ー，ポリイソブチレン，キシレン樹脂，塩化ゴム，ポリ
エチレンワックス，石油樹脂，ロジンエステルゴム，ポ
リアルキレングリコールジアクリレート，液状ゴム（ポ
リブタジエン，スチレン−ブタジエンゴム，ブタジエン
−アクリロニトリルゴム，ポリクロロプレンゴムな
ど）、シリコーン系オリゴマー，ポリ−α−オレフィン
などの各種オリゴマー。

【００１４】滑剤：パラフィン，ワックスなどの炭化
水素系滑剤、高級脂肪酸，オキシ脂肪酸などの脂肪酸系
滑剤、脂肪酸アミド，アルキレンビス脂肪酸アミドなど
の脂肪酸アミド系滑剤、脂肪酸低級アルコールエステ
ル，脂肪酸多価アルコールエステル，脂肪酸ポリグリコ
ールエステルなどのエステル系滑剤、脂肪族アルコー
ル，多価アルコール，ポリグリコール，ポリグリセリン
などのアルコール系滑剤、金属石鹸、混合系滑剤の各種
滑剤。その他、ラテックス，エマルジョン，液晶，歴青
組成物，粘土，天然のデンプン，糖、更に、無機系のシ
リコーンオイル，フォスファゼンなども低分子材料とし
て適している。更に牛油，豚油，馬油等の動物油、鳥油
又は魚油：はちみつ，果汁、さらにはチョコレート又は
ヨーグルトなどの乳製品系，炭化水素系，ハロゲン化炭
化水素系，アルコール系，フェノール系，エーテル系，
アセタール系，ケトン系，脂肪酸系，エステル系，窒素
化合物系，硫黄化合物系などの有機溶剤：あるいは、種
々の薬効成分，土壌改質剤，肥料類，石油，水，水溶液
などが適している。これらの成分は一種を単独で用いて
も二種以上を混合して用いてもよい。これらの低分子材
料は、前記高分子重合体で構成される三次元連続の網状
骨格間（特に内部連通空間内）に保持されるものである
が、この場合できる限り少量の重合体によって三次元連
続の網状骨格を形成するのが好ましい。そして、三次元
連続の網状骨格を構成する共重合体の量をＡ、低分子材
料の量をＢとした場合、重合体の重量分率〔｛Ａ／（Ａ
＋Ｂ）｝×１００〕が３０％以下が好ましく、より好ま
しくは７〜２５％、最も好ましくは１０〜２０％の範囲
である。

【００１５】さらに、本発明の製造方法Ｉ及びIIにおい
て用いられるゲル化剤としては、液状有機電解質をゲル
化しうるものであればよく、特に制限されず、例えばポ
リエチレンオキシド及びそのグラフト物などのポリエー
テル誘導体、ポリアクリロニトリル，ポリフッ化ビニリ
デン，ポリ塩化ビニル，フッ化ビニリデン−六フッ化プ
ロピレン共重合体，フッ化ビニリデン−四フッ化エチレ
ン共重合体，二フッ化エチレン−四フッ化エチレン共重
合体，フッ素系エラストマー，ポリメタクリル酸メチル
などのアクリル系樹脂，ポリウレタン系樹脂，ポリエス
テル系樹脂，ポリイミン系樹脂，ポリスルフィド系樹脂
及びこれらの架橋物などの中から、電解質の種類や製造
方法などに応じて適宜一種又は二種以上を選択して用い
ることができる。これらの中で、電極部材をセパレータ
ーとして用いた場合の正極材や負極材との接着性の点か
ら、正極材や負極材の結合剤として通常用いられている
ポリフッ化ビニリデンが好適である。

【００１６】まず、製造方法Ｉの具体的な方法について
説明する。例えば、高剪断型混合機などを用い、前記の
高分子重合体，低分子材料及び平均粒径数μｍ〜数十μ
ｍ程度の微粉体状ゲル化剤を、それぞれ所定の割合で充
分に混合する。この際、混合温度は各粉体が相互に融着
しない温度が好ましい。次に、この混合物をシート状な
どの所望形状の高分子網状構造体に成形し、次いでこの
構造体の中の低分子材料を除去することにより所望の多
孔体を製造することができる。この低分子材料を除去す
る方法としては特に制限はないが、例えば適当な溶媒を
用いて低分子材料を溶解抽出したのち、残留する溶媒を
揮発乾燥する方法が好適に用いられる。ここで、使用さ
れる溶媒としては、該高分子重合体が不溶又は難溶で、
かつ低分子材料が易溶性のものであればよく、その種類
は特に制限されず、様々なものを用いることができる。
このような溶媒としては、例えばアセトン，メチルエチ
ルケトンなどのケトン系溶媒、メタノール，エタノール
などのアルコール系溶媒、デカン，ウンデカンなどの炭
化水素系溶媒などを好ましく挙げることができる。これ
らの溶媒を用いて溶解抽出を行う際の操作としては、例
えば低分子材料を含むシート状の高分子網状構造体を上
記溶媒に浸漬して低分子材料の抽出を行うのが好まし
い。このようにして、高分子重合体からなる三次元連続
の網状骨格を有し、かつ該網状骨格近傍にゲル化剤が保
持された多孔体、特に二重多孔体が得られる。なお、微
粉体状のゲル化剤を用いる代わりに、ゲル化剤を溶融し
て低分子材料と相溶させ、これと高分子重合体とを、上
記と同様にして充分に混合し、高分子網状構造体に成形
したのち、冷却してゲル化剤を析出させ、次いで、低分
子材料を除去してもよい。

【００１７】次に、製造方法IIの具体的な方法について
説明する。前記と同様に、高剪断型混合機などを用い、
高分子重合体及び低分子材料を、それぞれ所定の割合で
充分に混合したのち、シート状などの所望形状の高分子
網状構造体に成形し、次いでこの構造体の中の低分子材
料を、前記と同様に除去して、三次元連続の網状骨格を
有する多孔体、特に二重多孔体を形成させる。次いで、
この多孔体に溶剤とゲル化剤との混合物（以下、ゲル化
剤液と称する。）を含浸させたのち、該溶剤を除去する
ことにより、網状骨格近傍にゲル化剤が保持された多孔
体、特に二重多孔体が得られる。上記の溶剤除去は、通
常真空乾燥又は熱風乾燥などによって行われる。

【００１８】この際、用いられる溶剤としては、ゲル化
剤を溶解するが、多孔体を構成する高分子重合体を実質
上溶解しないものが好適である。このようなものとして
は、例えばアセトン，メチルエチルケトンなどのケトン
類，酢酸エチル，テトラヒドロフラン，トルエン，キシ
レン，ジメチルホルムアミド，Ｎ−メチルピロリドン，
その他極性溶剤などが挙げられる。また、ゲル化剤液中
のゲル化剤の濃度としては特に制限はないが、通常５〜
３５重量％，好ましくは１０〜２５重量％の範囲で選定
される。多孔体中のゲル化剤の含浸量は、ゲル化剤液の
ゲル化剤濃度で決定されるが、含浸，溶剤除去操作を繰
り返すことによって、含浸量を上げることができる。こ
の方法においては、ゲル化剤と多孔体との接着性を高め
るために、ゲル化剤液の含浸処理前に該多孔体表面に、
高エネルギー照射を行なってもよく、また硫酸処理など
の化学的処理を施してもよい。上記高エネルギー照射に
使用する高エネルギー源としては、プラズマ，スパッタ
ー，電子線，紫外線，オゾン，コロナ放電などが挙げら
れるが、特にプラズマ放電が有効である。

【００１９】前記の製造方法Ｉ及びII以外の方法として
は、例えば以下に示す方法を挙げることができる。多孔
体の三次元網状骨格を構成する高分子重合体が、シンジ
オタクティック１，２−ポリブタジエンのように二重結
合を有する場合、酸化還元反応を利用して多孔体表面に
ゲル化剤ポリマーをグラフトさせることにより、ゲル化
剤を保持させることができる。また、ゲル化剤の原料モ
ノマーを多孔体に含浸させたのち、重合させることによ
り、ゲル化剤を保持させることができる。以上、本発明
の電池部材Ｉについて説明したが、次に本発明の電池部
材IIについて説明する。本発明の電池部材IIは、高分子
重合体からなる三次元連続の網状骨格を有し、かつ該網
状骨格近傍にゲル化剤によりゲル化された電解質が保持
されてなる二重多孔体を用いたものである。

【００２０】この電池部材IIにおける多孔体としては、
上記構造を有するものであれば、いかなる方法によって
得られたものであってもよいが、例えば、前記電池部材
Ｉにおける二重多孔体のセル中に液状電解質を注入する
方法によって得られたものを好ましく挙げることができ
る。前記液状電解質としては、非水系のものであればよ
く、特に制限されず、例えばエチレンカーボネート，プ
ロピレンカーボネート，ジメチルカーボネート，ジエト
キシエタン，ジエチルカーボネート，ジメトキシエタ
ン，ジプロピルカーボネート及びこれらの混合物などを
用いることができる。この方法においては、多孔体の網
状骨格近傍にゲル化剤がすでに保持されているので、該
多孔体のセル中に上記液状電解質を注入することによ
り、ゲル化剤と液状電解質とが接触し、網状骨格近傍に
ゲル化された電解質が保持される。この場合、液状電解
質はすべてゲル化されてもよく、また一部ゲル化され、
ゲル状電解質と液状電解質とが混在していてもよいが、
通常は混在状態となっている。このような本発明の電池
部材IIは、上述のように、通常ゲル状電解質と液状電解
質とが混在しているため、従来知られているゲル状電解
質単体に比べてイオンが移動しやすく、導電性が向上す
る。

【００２１】本発明の電池は、前記電池部材IIをセパレ
ーターとして装着してなるものであって、電池の種類と
しては、非水系の電解液を使用する電池であれば、一次
電池、二次電池のいずれであってもよい。このような電
池としては、例えば渦巻き型リチウム一次電池，リチウ
ムイオン二次電池，ペーパー電池などを挙げることがで
きる。本発明の電池は、前記電池部材IIからなるセパレ
ーターに正極材と負極材を積層することにより作製され
る。この正極材及び負極材は、一般に集電体と電極活物
質と結合剤から構成されている。集電体としては、例え
ばアルミニウム，銅，ニッケル，ステンレススチールな
どの金属箔が用いられる。電極活物質は、電池の種類に
より異なり、例えば代表的なリチウムイオン二次電池に
おいては、正極活物質として、リチウムコバルト酸化
物，リチウムニッケル酸化物，リチウムマンガン酸化
物，リチウムクロム酸化物などが用いられ、負極活物質
として、黒鉛系炭素材料，非黒鉛質炭素材料，導電性ポ
リマーのポリアセンなどが用いられる。さらに、結着剤
としては、例えばポリフッ化ビニリデン，ポリ四フッ化
エチレン，スチレン−ブタジエンゴムなどが挙げられる
が、本発明においては、正極材や負極材とセパレーター
との接着性を向上させるために、セパレーター（電極部
材II）に用いられているゲル化剤と同一のものを使用す
るのが好ましい。例えば、ゲル化剤としてポリフッ化ビ
ニリデンを用いている場合には、この結着剤としてポリ
フッ化ビニリデンを使用するのがよい。

【００２２】

【実施例】次に、本発明を実施例によりさらに詳しく説
明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定さ
れるものではない。実施例１エチレン結晶部をもつエチレン−ブテン共重合体１５重
量％とジオクチルアジペート８５重量％とを、高剪断型
混合機を用いて、温度１８０℃、回転数２５００ｒｐｍ
の条件で混合し、薄膜状の高分子網状構造体を作製した
のち、アセトンを用いて該構造体中のジオクチルアジペ
ートを除去することにより、三次元連続の網状骨格を有
する薄膜状の二重多孔体を得た。この多孔体は、平均セ
ル径Ｄが１０μｍ、平均連通径ｄが1.５μｍ、ｄ／Ｄ比
が0.１５、温度２５℃における動的貯蔵剪断弾性率Ｇ’
が６０ｋｇ／ｃｍ²であった。

【００２３】次に、この二重多孔体にアルゴンガス雰囲
気中でプラズマ処理を施し、次いでこれを熱可塑性ポレ
ウレタン１０重量％を含有するアセトン溶液中に室温で
３０秒間浸漬して引き上げたのち、真空乾燥してアセト
ンを除去することにより、ゲル化剤の熱可塑性ポリウレ
タンが多孔体初期重量に対して１００重量％保持された
二重多孔体が得られた。次に、このゲル化剤保持二重多
孔体を、プロピレンカーボネートからなる電解液中に室
温で３０秒間浸漬して引き上げたのち、多孔体表面部を
吸取紙で軽く拭き取って、少なくともゲル状体を含む電
解質（以下、単に電解質ということがある。）を含浸し
た多孔体を得た。電解質含浸前の多孔体に対する電解質
含浸後の多孔体の重量比は3.０であり、電解質を多量に
保持するゲル電解質が得られたことを示している。ま
た、この電解質を保持した状態は極めて安定で、電解質
のしみ出しはほとんどなかった。

【００２４】実施例２プロピレン結晶部をもつプロピレン−エチレン共重合体
１５重量％とジオクチルフタレート８５重量％とを用
い、実施例１と同様にして、三次元連続の網状骨格を有
する薄膜状の二重多孔体を得た。この多孔体は、平均セ
ル径Ｄが６μｍ，平均連通径ｄが0.５μｍ，ｄ／Ｄ比が
0.０８，温度２５℃における動的貯蔵剪断弾性率Ｇ’が
１３０ｋｇ／ｃｍ²であった。

【００２５】次に、この二重多孔体に酸素ガス雰囲気中
でプラズマ処理を施し、次いでこれを二フッ化エチレン
−四フッ化エチレン共重合体１０重量％を含有するアセ
トン溶液中に室温で３０秒間浸漬して引き上げたのち、
真空乾燥してアセトンを除去することにより、ゲル化剤
の二フッ化エチレン−四フッ化エチレン共重合体が多孔
体初期重量に対して１００重量％保持された二重多孔体
が得られた。次に、このゲル化剤保持二重多孔体を、プ
ロピレンカーボネートからなる電解液中に室温で３０秒
間浸漬して引き上げたのち、多孔体表面部を吸取紙で軽
く拭き取って、少なくともゲル状体を含む電解質を含浸
した多孔体を得た。電解質含浸前の多孔体に対する電解
質含浸後の多孔体の重量比は3.０であり、電解質を多量
に保持するゲル電解質が得られたことを示している。ま
た、この電解質を保持した状態は極めて安定で、電解質
のしみ出しはほとんどなかった。

【発明の効果】本発明の電池部材は、三次元連続の網状
骨格を有する高分子重合体からなる多孔体から構成され
たものであって、電解質の保持能力に優れるとともに、
該網状骨格近傍にゲル状電解質を保持することにより、
電解質が極めて流出しにくく、かつその製造時の工程数
を低減しうる上、正極材や負極材と接着しやすく、非水
系電池、特にリチウム一次電池や二次電池、ペーパー電
池などのセパレーターなどとして好適に用いられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のセパレーターを構成する多孔体の一例
の構造を示す模式図である。

【図２】本発明の電池部材を構成する多孔体の一例の
構造を示す模式図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4F074 AA09 AA16B AA17 AA38 AD11 AG20 CB16 CB17 CC10Z CC22X CC29Z CD11 DA03 DA13 DA14 DA49 5H021 BB00 BB12 BB13 CC07 EE04 EE10 EE16 EE33 HH03 5H024 BB03 BB07 BB10 CC06 DD09 EE09 GG01 HH13 5H029 AM03 CJ08 CJ12 CJ13 DJ04 DJ09 DJ13 EJ12 HJ06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高分子重合体からなる三次元連続の網状
骨格を有し、かつ該網状骨格近傍にゲル化剤が保持され
てなる多孔体を用いたことを特徴とする電池部材。
【請求項２】高分子重合体からなる三次元連続の網状
骨格を有し、かつ該網状骨格近傍にゲル化剤によりゲル
化された電解質が保持されてなる多孔体を用いたことを
特徴とする電池部材。
【請求項３】網状骨格近傍にゲル化剤によりゲル化さ
れた電解質が保持されてなる多孔体が、請求項１記載の
電池部材における多孔体のセル中に液状電解質を注入す
ることにより得られたものである請求項２記載の電池部
材。
【請求項４】高分子重合体が、結晶性ポリオレフィン
からなる硬質ブロック部及び軟質ブロック部を有するブ
ロック共重合体又はシンジオタクティック１，２−ポリ
ブタジエンである請求項１又は２記載の電池部材。
【請求項５】網状骨格を形成する平均セル径Ｄが、該
セル間を連通する平均連通径ｄより大きいことを特徴と
する請求項１又は２記載の電池部材。
【請求項６】ゲル化剤が、ポリフッ化ビニリデンであ
る請求項１又は２記載の電池部材。
【請求項７】高分子重合体と低分子材料とゲル化剤と
の混合物を成形して、高分子重合体からなる三次元連続
の網状骨格を形成したのち、低分子材料を除去し、網状
骨格近傍にゲル化剤が保持された多孔体を形成させるこ
とを特徴とする電池部材の製造方法。
【請求項８】高分子重合体と低分子材料との混合物を
成形して、高分子重合体からなる三次元連続の網状骨格
を形成したのち、低分子材料を除去して多孔体を形成さ
せ、次いでこの多孔体に溶剤とゲル化剤との混合物を含
浸後、該溶剤を除去し、網状骨格近傍にゲル化剤が保持
された多孔体を形成させることを特徴とする電池部材の
製造方法。
【請求項９】請求項２記載の電池部材をセパレーター
として装着したことを特徴とする電池。
【請求項１０】正極材及び／又は負極材を構成する結
合剤が、ゲル化剤と同一のものである請求項９記載の電
池。