JP2000208123A - 非水電解液電池用セパレ―タ - Google Patents
非水電解液電池用セパレ―タInfo
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Abstract
(57)【要約】
【課題】 セパレータ中の介在水分を少なくし、電池容
量の低下が少なく、耐熱性にも優れた非水電解液電池用
セパレータを提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明の非水電解液電池用セパレータ
は、ポリオレフィン系樹脂２０〜８０ｗｔ％と無機粉体
８０〜２０ｗｔ％とで構成される無機質含有多孔膜にお
いて、使用する無機粉体の平衡水分を４％未満とした。
量の低下が少なく、耐熱性にも優れた非水電解液電池用
セパレータを提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明の非水電解液電池用セパレータ
は、ポリオレフィン系樹脂２０〜８０ｗｔ％と無機粉体
８０〜２０ｗｔ％とで構成される無機質含有多孔膜にお
いて、使用する無機粉体の平衡水分を４％未満とした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、各種電子機器等の
電源として利用されるリチウムイオン二次電池等の非水
電解液電池用セパレータに関するものである。
電源として利用されるリチウムイオン二次電池等の非水
電解液電池用セパレータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、小型の二次電池は、ＯＡ、ＦＡ、
家電、通信機器等のポータブル電子機器用電源として幅
広く使用されており、さらに機器に装備した場合に容積
効率がよく、機器の小型化、軽量化につながることから
リチウムイオン二次電池を使用したポータブル機器が増
加している。一方、大型の二次電池は、ロードレベリン
グ、ＵＰＳ、電気自動車をはじめ、環境問題に関連する
多くの分野に置いて研究開発が進められ、大容量、高出
力、高電圧、長期保存性に優れている点より非水電解液
二次電池の一種であるリチウムイオン二次電池の要求が
高まっている。
家電、通信機器等のポータブル電子機器用電源として幅
広く使用されており、さらに機器に装備した場合に容積
効率がよく、機器の小型化、軽量化につながることから
リチウムイオン二次電池を使用したポータブル機器が増
加している。一方、大型の二次電池は、ロードレベリン
グ、ＵＰＳ、電気自動車をはじめ、環境問題に関連する
多くの分野に置いて研究開発が進められ、大容量、高出
力、高電圧、長期保存性に優れている点より非水電解液
二次電池の一種であるリチウムイオン二次電池の要求が
高まっている。
【０００３】リチウムイオン二次電池の使用電圧は、通
常、４．１から４．２Ｖを上限として設計されている。
このような高い電圧では、水溶液は電気分解を起こすの
で電解液として使うことができない。そのため、高い電
圧でも耐えられる電解液として、有機溶媒を使用したい
わゆる非水電解液が用いられている。非水電解液用の溶
媒は、より多くのリチウムイオンを存在させることがで
きる高誘電率有機溶媒としてポリプロピレンカーボネー
トやエチレンカーボネート等の有機炭酸エステルが使用
されている。また、溶媒中でリチウムイオン源となる支
持電解質として、６フッ化リン酸リチウム等の反応性の
高い電解質を溶媒中に溶かして使用している。
常、４．１から４．２Ｖを上限として設計されている。
このような高い電圧では、水溶液は電気分解を起こすの
で電解液として使うことができない。そのため、高い電
圧でも耐えられる電解液として、有機溶媒を使用したい
わゆる非水電解液が用いられている。非水電解液用の溶
媒は、より多くのリチウムイオンを存在させることがで
きる高誘電率有機溶媒としてポリプロピレンカーボネー
トやエチレンカーボネート等の有機炭酸エステルが使用
されている。また、溶媒中でリチウムイオン源となる支
持電解質として、６フッ化リン酸リチウム等の反応性の
高い電解質を溶媒中に溶かして使用している。
【０００４】リチウムイオン二次電池は、構成材料に多
くの可燃性物質が使われているので、誤使用されても発
火などの事故が起こらないように種々の対策を行ってい
る。特にセパレータは安全性向上で重要な役割を担って
おり、異常高温時にセパレータが溶融して微孔が閉鎖す
るいわゆるシャットダウン機能を具備したポリオレフィ
ン系樹脂からなる微多孔質膜がセパレータとして使用さ
れている。しかし、シャットダウン後も何らかの理由で
電池温度の上昇が続いてセパレータの耐熱温度を超える
と、セパレータが溶融し、極板間の隔離性が著しく低下
するため、電池内でショートが発生すると共に電池が発
火する問題点がある。この問題を解決するため、ポリオ
レフィン系樹脂と無機粉体等から構成された耐熱性の優
れた無機質含有多孔膜のセパレータが、特開平１０−５
０２８７号に開示されている。
くの可燃性物質が使われているので、誤使用されても発
火などの事故が起こらないように種々の対策を行ってい
る。特にセパレータは安全性向上で重要な役割を担って
おり、異常高温時にセパレータが溶融して微孔が閉鎖す
るいわゆるシャットダウン機能を具備したポリオレフィ
ン系樹脂からなる微多孔質膜がセパレータとして使用さ
れている。しかし、シャットダウン後も何らかの理由で
電池温度の上昇が続いてセパレータの耐熱温度を超える
と、セパレータが溶融し、極板間の隔離性が著しく低下
するため、電池内でショートが発生すると共に電池が発
火する問題点がある。この問題を解決するため、ポリオ
レフィン系樹脂と無機粉体等から構成された耐熱性の優
れた無機質含有多孔膜のセパレータが、特開平１０−５
０２８７号に開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
たようにリチウムイオン二次電池は、電解液の中に６フ
ッ化リン酸リチウム等のフッ素等を含んだ反応性の高い
電解質を使用しているため、電池内に水分が介在する
と、電解質と反応してフッ化水素が発生し、有機電解液
や極板を劣化させるため電池容量が低下する問題があ
る。そこで、電池の製造・組立行程での作業条件、放置
・保管において最新の注意を払って水分の管理を行って
いる。特開平１０−５０２８７号に開示されているポリ
オレフィン系樹脂と無機粉体とで構成されたセパレータ
は、付着水分が多かったり、構造中に結合水を含有する
ために平衡水分が５％以上という水分の多い無機粉体が
含まれていたため、乾燥処理で水分を抜くことが難し
く、電池使用中に電池容量が低下するという問題があっ
た。
たようにリチウムイオン二次電池は、電解液の中に６フ
ッ化リン酸リチウム等のフッ素等を含んだ反応性の高い
電解質を使用しているため、電池内に水分が介在する
と、電解質と反応してフッ化水素が発生し、有機電解液
や極板を劣化させるため電池容量が低下する問題があ
る。そこで、電池の製造・組立行程での作業条件、放置
・保管において最新の注意を払って水分の管理を行って
いる。特開平１０−５０２８７号に開示されているポリ
オレフィン系樹脂と無機粉体とで構成されたセパレータ
は、付着水分が多かったり、構造中に結合水を含有する
ために平衡水分が５％以上という水分の多い無機粉体が
含まれていたため、乾燥処理で水分を抜くことが難し
く、電池使用中に電池容量が低下するという問題があっ
た。
【０００６】本発明は、セパレータ中の介在水分を少な
くし、電池容量の低下が少なく、耐熱性にも優れた非水
電解液電池用セパレータを提供することを目的とする。
くし、電池容量の低下が少なく、耐熱性にも優れた非水
電解液電池用セパレータを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の非水電解液電池
用セパレータは、請求項１に記載の通り、ポリオレフィ
ン系樹脂２０〜８０ｗｔ％と無機粉体８０〜２０ｗｔ％
とで構成される無機質含有多孔膜において、使用する無
機粉体の平衡水分が４％未満であることを特徴とする。
また、請求項２記載の非水電解液電池用セパレータは、
請求項１記載の非水電解液電池用セパレータにおいて、
上記無機粉体は構造中に結合水を実質的に含まぬ無機粉
体であることを特徴とする。また、請求項３記載の非水
電解液電池用セパレータは、請求項２記載の非水電解液
電池用セパレータにおいて、上記無機粉体は無水ケイ酸
であることを特徴とする。
用セパレータは、請求項１に記載の通り、ポリオレフィ
ン系樹脂２０〜８０ｗｔ％と無機粉体８０〜２０ｗｔ％
とで構成される無機質含有多孔膜において、使用する無
機粉体の平衡水分が４％未満であることを特徴とする。
また、請求項２記載の非水電解液電池用セパレータは、
請求項１記載の非水電解液電池用セパレータにおいて、
上記無機粉体は構造中に結合水を実質的に含まぬ無機粉
体であることを特徴とする。また、請求項３記載の非水
電解液電池用セパレータは、請求項２記載の非水電解液
電池用セパレータにおいて、上記無機粉体は無水ケイ酸
であることを特徴とする。
【０００８】
【作用】本発明の非水電解液電池用セパレータによれ
ば、無機質含有多孔膜を構成する無機粉体として、水分
の少ない無機粉体を使用しているため、耐熱性に優れ、
しかも、電池容量低下の少ない電池を得ることができ
る。
ば、無機質含有多孔膜を構成する無機粉体として、水分
の少ない無機粉体を使用しているため、耐熱性に優れ、
しかも、電池容量低下の少ない電池を得ることができ
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】前記のようにセパレータの構成を
ポリオレフィン系樹脂２０〜８０ｗｔ％と無機粉体８０
〜２０ｗｔ％とするのは、ポリオレフィン系樹脂が２０
ｗｔ％未満、あるいは、無機粉体が８０ｗｔ％を超える
場合は、ポリオレフィン系樹脂がセパレータ全体に均一
に分散できず機械的強度が弱くなり好ましくなく、ま
た、ポリオレフィン系樹脂が８０ｗｔ％を超える、ある
いは、無機粉体が２０ｗｔ％未満の場合は、実質的な耐
熱性向上効果が得られないためである。
ポリオレフィン系樹脂２０〜８０ｗｔ％と無機粉体８０
〜２０ｗｔ％とするのは、ポリオレフィン系樹脂が２０
ｗｔ％未満、あるいは、無機粉体が８０ｗｔ％を超える
場合は、ポリオレフィン系樹脂がセパレータ全体に均一
に分散できず機械的強度が弱くなり好ましくなく、ま
た、ポリオレフィン系樹脂が８０ｗｔ％を超える、ある
いは、無機粉体が２０ｗｔ％未満の場合は、実質的な耐
熱性向上効果が得られないためである。
【００１０】前記のように無機質含有多孔膜を構成する
無機粉体の平衡水分を４％未満とするのは、含水ケイ酸
等の構造中に結合水を有した無機粉体の平衡水分は４％
以上あり、このように水分の多い無機粉体を使用した場
合、電池容量が３％以上も低下するためである。一方、
構造中に実質的に結合水を含まぬ平衡水分４％未満とい
う無水ケイ酸等の水分の少ない無機粉体を使用した場合
は、電池容量の低下は認められなかった。
無機粉体の平衡水分を４％未満とするのは、含水ケイ酸
等の構造中に結合水を有した無機粉体の平衡水分は４％
以上あり、このように水分の多い無機粉体を使用した場
合、電池容量が３％以上も低下するためである。一方、
構造中に実質的に結合水を含まぬ平衡水分４％未満とい
う無水ケイ酸等の水分の少ない無機粉体を使用した場合
は、電池容量の低下は認められなかった。
【００１１】前記セパレータの厚さは１０μｍから２０
０μｍの範囲にするのが好ましい。これは、厚さが２０
０μｍを超える場合は、電池におけるセパレータの容積
が増えて、その結果、活物質の容積が減少する不都合が
あり、また、厚さ１０μｍ未満の場合は、セパレータ強
度が著しく低下して電池の作成が困難になるからであ
る。
０μｍの範囲にするのが好ましい。これは、厚さが２０
０μｍを超える場合は、電池におけるセパレータの容積
が増えて、その結果、活物質の容積が減少する不都合が
あり、また、厚さ１０μｍ未満の場合は、セパレータ強
度が著しく低下して電池の作成が困難になるからであ
る。
【００１２】前記無機質含有多孔膜を構成する無機粉体
としては、平衡水分４％未満の構造中に実質的に結合水
を含まぬものより選択され、無水ケイ酸、酸化チタン、
チタン酸カリウム、酸化マグネシウム、酸化硼素、雲母
等が使用できる。その使用方法としては、通常は単独で
使用するが、二種以上のものを混合して使用することも
できる。また、無機粉体は一次粒子径が０．００１〜１
μｍ程度のものの使用が好ましい。
としては、平衡水分４％未満の構造中に実質的に結合水
を含まぬものより選択され、無水ケイ酸、酸化チタン、
チタン酸カリウム、酸化マグネシウム、酸化硼素、雲母
等が使用できる。その使用方法としては、通常は単独で
使用するが、二種以上のものを混合して使用することも
できる。また、無機粉体は一次粒子径が０．００１〜１
μｍ程度のものの使用が好ましい。
【００１３】なお、平衡水分４％未満の無機粉体であれ
ば、前記無機粉体の表面を各種処理剤で表面処理したも
の、あるいは、含水ケイ酸等の構造中に結合水を有する
ものを約１０００℃で焼成することで実質的に結合水を
除去したものも含まれる。
ば、前記無機粉体の表面を各種処理剤で表面処理したも
の、あるいは、含水ケイ酸等の構造中に結合水を有する
ものを約１０００℃で焼成することで実質的に結合水を
除去したものも含まれる。
【００１４】また、前記無機質含有多孔膜を構成するポ
リオレフィン系樹脂としては、ポリプロピレン、ポリエ
チレン、ポリブテン及びこれらの共重合物、あるいは、
これらの混合物等が使用できる。特に重量平均分子量２
００万以上の高密度ポリエチレンと重量平均分子量２０
万未満の低密度ポリエチレンをブレンドして重量平均分
子量７０万以上の高密度ポリエチレンとして使用するこ
とができる。
リオレフィン系樹脂としては、ポリプロピレン、ポリエ
チレン、ポリブテン及びこれらの共重合物、あるいは、
これらの混合物等が使用できる。特に重量平均分子量２
００万以上の高密度ポリエチレンと重量平均分子量２０
万未満の低密度ポリエチレンをブレンドして重量平均分
子量７０万以上の高密度ポリエチレンとして使用するこ
とができる。
【００１５】次に、本発明非水電解液電池用セパレータ
の製造方法について詳述する。前記ポリエチレン樹脂粉
体、または、ポリプロピレン樹脂粉体の単独、あるい
は、混合物の２０〜８０ｗｔ％と無機粉体８０〜２０ｗ
ｔ％及び可塑剤の適量をレーディゲミキサで混合する。
次いで、この混合物を押出機で加熱溶融・混練しながら
シート状の成形を行う。シートの厚さはシート成形条件
を変更したり、延伸・圧延等の二次加工によって自由に
調整できるものである。その後、可塑剤を有機溶媒で抽
出除去し、乾燥することで本発明の非水電解液電池用セ
パレータが得られる。なお、可塑剤としては、パラフィ
ン系、ナフテン系等の工業用潤滑油、あるいは、フタル
酸ジオクチル等の樹脂用可塑剤が使用できる。
の製造方法について詳述する。前記ポリエチレン樹脂粉
体、または、ポリプロピレン樹脂粉体の単独、あるい
は、混合物の２０〜８０ｗｔ％と無機粉体８０〜２０ｗ
ｔ％及び可塑剤の適量をレーディゲミキサで混合する。
次いで、この混合物を押出機で加熱溶融・混練しながら
シート状の成形を行う。シートの厚さはシート成形条件
を変更したり、延伸・圧延等の二次加工によって自由に
調整できるものである。その後、可塑剤を有機溶媒で抽
出除去し、乾燥することで本発明の非水電解液電池用セ
パレータが得られる。なお、可塑剤としては、パラフィ
ン系、ナフテン系等の工業用潤滑油、あるいは、フタル
酸ジオクチル等の樹脂用可塑剤が使用できる。
【００１６】
【実施例】次に、本発明の実施例を説明する。 （実施例１）平衡水分２．０％の無水ケイ酸無機粉体２
５ｗｔ％と、重量平均分子量２００万の高密度ポリエチ
レン樹脂粉体２２ｗｔ％に鉱物オイル５３ｗｔ％を混合
し、二軸押出機で加熱溶融・混練しながら０．２ｍｍの
無機多孔質シートを得た。その後、１２０℃に加熱した
状態で一軸方向に６倍延伸し、鉱物オイルを抽出し、ポ
リエチレン樹脂４７ｗｔ％と無機粉体５３ｗｔ％とで構
成される厚さ４０μｍの多孔質膜セパレータを作成し
た。
５ｗｔ％と、重量平均分子量２００万の高密度ポリエチ
レン樹脂粉体２２ｗｔ％に鉱物オイル５３ｗｔ％を混合
し、二軸押出機で加熱溶融・混練しながら０．２ｍｍの
無機多孔質シートを得た。その後、１２０℃に加熱した
状態で一軸方向に６倍延伸し、鉱物オイルを抽出し、ポ
リエチレン樹脂４７ｗｔ％と無機粉体５３ｗｔ％とで構
成される厚さ４０μｍの多孔質膜セパレータを作成し
た。
【００１７】次に、このようにして得られたセパレータ
を、正極材にマンガン酸リチウム、負極材に非晶質炭素
材、電解液は有機炭酸エステル、支持電解質として６フ
ッ化リン酸リチウムを使用した電池に組み込み、電池の
放電容量と耐熱性を測定した。その結果、表１に示すよ
うに放電容量、耐熱性とも良好な結果が得られた。
を、正極材にマンガン酸リチウム、負極材に非晶質炭素
材、電解液は有機炭酸エステル、支持電解質として６フ
ッ化リン酸リチウムを使用した電池に組み込み、電池の
放電容量と耐熱性を測定した。その結果、表１に示すよ
うに放電容量、耐熱性とも良好な結果が得られた。
【００１８】（実施例２）無機粉体として含水ケイ酸を
焼成及び微粉化して得られた構造中に結合水を含まぬ平
衡水分が３．６％の含水ケイ酸を焼成して得られた構造
中に結合水を含まぬ無機粉体を用いて前記実施例１と同
様にしてセパレータを作成し、前記実施例と同様の試験
を行った。その結果、表１に示すように電池の放電容
量、耐熱性とも良好な結果が得られた。
焼成及び微粉化して得られた構造中に結合水を含まぬ平
衡水分が３．６％の含水ケイ酸を焼成して得られた構造
中に結合水を含まぬ無機粉体を用いて前記実施例１と同
様にしてセパレータを作成し、前記実施例と同様の試験
を行った。その結果、表１に示すように電池の放電容
量、耐熱性とも良好な結果が得られた。
【００１９】（実施例３）無機粉体として含水ケイ酸を
焼成及び微粉化して得られた構造中に結合水を含まぬ平
衡水分が３．０％の無機粉体３０ｗｔ％と、重量平均分
子量１４０万の高密度ポリエチレン１５ｗｔ％と鉱物オ
イル５５ｗｔ％を混合し、二軸押出機で加熱溶融・混練
しながら０．１ｍｍの無機多孔質シートを得た。その
後、１２０℃に加熱した状態で一軸方向に３．５倍延伸
し、鉱物オイルを抽出し、ポリエチレン樹脂３３ｗｔ％
と無機粉体６７ｗｔ％とで構成される厚さ４０μｍの多
孔質膜セパレータを作成し、上記と同様の試験を行っ
た。その結果、表１に示すように電池の放電容量、耐熱
性とも良好な結果が得られた。
焼成及び微粉化して得られた構造中に結合水を含まぬ平
衡水分が３．０％の無機粉体３０ｗｔ％と、重量平均分
子量１４０万の高密度ポリエチレン１５ｗｔ％と鉱物オ
イル５５ｗｔ％を混合し、二軸押出機で加熱溶融・混練
しながら０．１ｍｍの無機多孔質シートを得た。その
後、１２０℃に加熱した状態で一軸方向に３．５倍延伸
し、鉱物オイルを抽出し、ポリエチレン樹脂３３ｗｔ％
と無機粉体６７ｗｔ％とで構成される厚さ４０μｍの多
孔質膜セパレータを作成し、上記と同様の試験を行っ
た。その結果、表１に示すように電池の放電容量、耐熱
性とも良好な結果が得られた。
【００２０】（実施例４）平衡水分が２．０％の無水ケ
イ酸無機粉体２４ｗｔ％と、重量平均分子量２００万の
高密度ポリエチレンと重量平均分子量２０万の低密度ポ
リエチレンをブレンドした重量平均分子量１５０万の高
密度ポリエチレン粉体２０ｗｔ％に鉱物オイル５７ｗｔ
％を混合し、二軸押出機で加熱溶融・混練しながら０．
１５ｍｍの無機多孔質シートを得た。その後、１２０℃
に加熱した状態で一軸方向に４．５倍延伸し、鉱物オイ
ルを抽出し、ポリエチレン樹脂５５ｗｔ％と無機粉体４
５ｗｔ％とで構成される厚さ４０μｍの多孔質セパレー
タを作成し、上記と同様の試験を行った。その結果、表
１に示すように電池の放電容量、耐熱性とも良好な結果
が得られた。
イ酸無機粉体２４ｗｔ％と、重量平均分子量２００万の
高密度ポリエチレンと重量平均分子量２０万の低密度ポ
リエチレンをブレンドした重量平均分子量１５０万の高
密度ポリエチレン粉体２０ｗｔ％に鉱物オイル５７ｗｔ
％を混合し、二軸押出機で加熱溶融・混練しながら０．
１５ｍｍの無機多孔質シートを得た。その後、１２０℃
に加熱した状態で一軸方向に４．５倍延伸し、鉱物オイ
ルを抽出し、ポリエチレン樹脂５５ｗｔ％と無機粉体４
５ｗｔ％とで構成される厚さ４０μｍの多孔質セパレー
タを作成し、上記と同様の試験を行った。その結果、表
１に示すように電池の放電容量、耐熱性とも良好な結果
が得られた。
【００２１】（実施例５）平衡水分が２．０％の無水ケ
イ酸無機粉体２７ｗｔ％と、重量平均分子量２００万の
高密度ポリエチレンと１２ｗｔ％、重量平均分子量６０
万のポリプロピレン２ｗｔ％に鉱物オイル５９ｗｔ％を
混合し、二軸押出機で加熱溶融・混練しながら０．１５
ｍｍの無機多孔質シートを得た。その後、１２０℃に加
熱した状態で一軸方向に４．５倍延伸し、鉱物オイルを
抽出し、ポリエチレン樹脂２９ｗｔ％とポリプロピレン
樹脂５ｗｔ％と無機粉体６６ｗｔ％とで構成される厚さ
４０μｍの多孔質膜セパレータを作成し、上記と同様の
試験を行った。その結果、表１に示すように電池の放電
容量、耐熱性とも良好な結果が得られた。
イ酸無機粉体２７ｗｔ％と、重量平均分子量２００万の
高密度ポリエチレンと１２ｗｔ％、重量平均分子量６０
万のポリプロピレン２ｗｔ％に鉱物オイル５９ｗｔ％を
混合し、二軸押出機で加熱溶融・混練しながら０．１５
ｍｍの無機多孔質シートを得た。その後、１２０℃に加
熱した状態で一軸方向に４．５倍延伸し、鉱物オイルを
抽出し、ポリエチレン樹脂２９ｗｔ％とポリプロピレン
樹脂５ｗｔ％と無機粉体６６ｗｔ％とで構成される厚さ
４０μｍの多孔質膜セパレータを作成し、上記と同様の
試験を行った。その結果、表１に示すように電池の放電
容量、耐熱性とも良好な結果が得られた。
【００２２】（比較例１）平衡水分が８．６％の含水ケ
イ酸無機粉体２５ｗｔ％と、重量平均分子量２００万の
高密度ポリエチレン樹脂粉体２２ｗｔ％に鉱物オイル５
３ｗｔ％を混合し、二軸押出機で加熱溶融・混練しなが
ら０．２ｍｍの無機多孔質シートを得た。その後、一軸
方向に６倍延伸し、鉱物オイルを抽出し、ポリエチレン
樹脂４７ｗｔ％と無機粉体５３ｗｔ％とで構成される厚
さ４０μｍの多孔質膜セパレータを作成し、上記と同様
の試験を行った。その結果、表１に示すように電池の放
電容量が低下することが分かった。尚、耐熱性について
は良好な結果が得られた。
イ酸無機粉体２５ｗｔ％と、重量平均分子量２００万の
高密度ポリエチレン樹脂粉体２２ｗｔ％に鉱物オイル５
３ｗｔ％を混合し、二軸押出機で加熱溶融・混練しなが
ら０．２ｍｍの無機多孔質シートを得た。その後、一軸
方向に６倍延伸し、鉱物オイルを抽出し、ポリエチレン
樹脂４７ｗｔ％と無機粉体５３ｗｔ％とで構成される厚
さ４０μｍの多孔質膜セパレータを作成し、上記と同様
の試験を行った。その結果、表１に示すように電池の放
電容量が低下することが分かった。尚、耐熱性について
は良好な結果が得られた。
【００２３】（比較例２）ポリエチレン単体の多孔質膜
セパレータで上記と同様の試験を行った。その結果、表
１に示すように電池の放電容量は良好であるが、耐熱性
は絶縁抵抗値が１５０℃で急激に低下した。
セパレータで上記と同様の試験を行った。その結果、表
１に示すように電池の放電容量は良好であるが、耐熱性
は絶縁抵抗値が１５０℃で急激に低下した。
【００２４】
【表１】
【００２５】上記試験は次のようにして行い、評価し
た。 １）無機粉体の平衡水分：平衡水分は、まず、温度３７
℃、湿度７２％の条件で２日放置した無機粉体の重量を
測定し、重量既知の平型秤量ビンに入れ、１０５℃の恒
温乾燥器中で２時間乾燥する。その後、デシケータ中に
放冷し、重量をはかり、減量を求め、次式によって水分
を算出した。 平衡水分（％）＝（減量（ｇ）／試料（ｇ））×１００ ２）放電容量（電池特性）：放電容量は、充電電圧４．
２Ｖ、充電電流１ＣｍＡ、充電時間３ｈで定電流定電圧
充電した電池を周囲温度２５℃で０．３３ＣｍＡ放電
し、終止電圧２．７Ｖにおける電池容量をパーセントで
表したものであり、比較例２の無機粉体を含有しないセ
パレータを１００％として示した。 ３）耐熱性（電池特性）：アルゴンで充満させた電気炉
内に電池を置き、速度１０℃／ｍｉｎで昇温させ、正負
極間の初期の絶縁抵抗値を１００％とした時、１０％以
下になった温度を耐熱性とした。評価については、耐熱
温度が１８０℃以上で耐熱性有り、放電容量が９５％を
超えるものを放電容量に優れるものとして評価し、両者
を満たすものを表１中に○で示した。
た。 １）無機粉体の平衡水分：平衡水分は、まず、温度３７
℃、湿度７２％の条件で２日放置した無機粉体の重量を
測定し、重量既知の平型秤量ビンに入れ、１０５℃の恒
温乾燥器中で２時間乾燥する。その後、デシケータ中に
放冷し、重量をはかり、減量を求め、次式によって水分
を算出した。 平衡水分（％）＝（減量（ｇ）／試料（ｇ））×１００ ２）放電容量（電池特性）：放電容量は、充電電圧４．
２Ｖ、充電電流１ＣｍＡ、充電時間３ｈで定電流定電圧
充電した電池を周囲温度２５℃で０．３３ＣｍＡ放電
し、終止電圧２．７Ｖにおける電池容量をパーセントで
表したものであり、比較例２の無機粉体を含有しないセ
パレータを１００％として示した。 ３）耐熱性（電池特性）：アルゴンで充満させた電気炉
内に電池を置き、速度１０℃／ｍｉｎで昇温させ、正負
極間の初期の絶縁抵抗値を１００％とした時、１０％以
下になった温度を耐熱性とした。評価については、耐熱
温度が１８０℃以上で耐熱性有り、放電容量が９５％を
超えるものを放電容量に優れるものとして評価し、両者
を満たすものを表１中に○で示した。
【００２６】表１から、本発明の方法による無機質含有
多孔膜を構成する無機粉体として、付着水分、結合水が
極めて少ない無機粉体を使用したセパレータは、電池の
放電容量、耐熱性に優れていることが分かる。
多孔膜を構成する無機粉体として、付着水分、結合水が
極めて少ない無機粉体を使用したセパレータは、電池の
放電容量、耐熱性に優れていることが分かる。
【００２７】
【発明の効果】本発明の非水電解液電池用セパレータ
は、無機粉体を含有させることで耐熱性の優れたセパレ
ータに構成され、セパレータを使用した電池は、外部加
熱、あるいは、外部ショートによる発熱があっても、セ
パレータ中の無機粉体による正負極間の絶縁性をより高
温まで維持できるため、耐熱性の優れた電池が得られ
る。また、特に水分の少ない無機粉体を使用しているた
め、電解液の中に６フッ化リン酸リチウム等のフッ素等
を含んだ反応性の高い電解質を使用していても、有機電
解液や極板の劣化がないことから、前記耐熱性に優れる
ばかりでなく容量低下の少ない電池が得られる。
は、無機粉体を含有させることで耐熱性の優れたセパレ
ータに構成され、セパレータを使用した電池は、外部加
熱、あるいは、外部ショートによる発熱があっても、セ
パレータ中の無機粉体による正負極間の絶縁性をより高
温まで維持できるため、耐熱性の優れた電池が得られ
る。また、特に水分の少ない無機粉体を使用しているた
め、電解液の中に６フッ化リン酸リチウム等のフッ素等
を含んだ反応性の高い電解質を使用していても、有機電
解液や極板の劣化がないことから、前記耐熱性に優れる
ばかりでなく容量低下の少ない電池が得られる。
フロントページの続き (72)発明者 遠藤 秀夫 岐阜県不破郡垂井町630 日本無機株式会 社垂井工場内 (72)発明者 井本 春二 岐阜県不破郡垂井町630 日本無機株式会 社垂井工場内 Ｆターム(参考） 4F074 AA16 AA17 AA18 AA20 AA24 AA26 AA98 AC32 AC37 CB31 CC29Y DA23 DA49 4J002 BB001 BB031 BB121 BB171 DJ016 FD016 GQ00 5H021 CC00 EE04 EE21 EE22 HH01 5H029 AJ05 AK03 AL08 AM03 AM07 DJ04 DJ13 DJ16 EJ05 EJ12 HJ01
Claims (3)
- 【請求項１】 ポリオレフィン系樹脂２０〜８０ｗｔ％
と無機粉体８０〜２０ｗｔ％とで構成される無機質含有
多孔膜において、使用する無機粉体の平衡水分が４％未
満であることを特徴とする非水電解液電池用セパレー
タ。 - 【請求項２】 上記無機粉体は構造中に結合水を実質的
に含まぬ無機粉体であることを特徴とする請求項１記載
の非水電解液電池用セパレータ。 - 【請求項３】 上記無機粉体は無水ケイ酸であることを
特徴とする請求項２記載の非水電解液電池用セパレー
タ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11010182A JP2000208123A (ja) | 1999-01-19 | 1999-01-19 | 非水電解液電池用セパレ―タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11010182A JP2000208123A (ja) | 1999-01-19 | 1999-01-19 | 非水電解液電池用セパレ―タ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000208123A true JP2000208123A (ja) | 2000-07-28 |
Family
ID=11743160
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11010182A Pending JP2000208123A (ja) | 1999-01-19 | 1999-01-19 | 非水電解液電池用セパレ―タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000208123A (ja) |
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-
1999
- 1999-01-19 JP JP11010182A patent/JP2000208123A/ja active Pending
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