JP2000208126A

JP2000208126A - 電池用セパレ―タおよびその製造方法

Info

Publication number: JP2000208126A
Application number: JP11005614A
Authority: JP
Inventors: Mutsuko Yamaguchi; 睦子山口; Kazunari Yamamoto; 一成山本; Shigeru Fujita; 茂藤田; Toshisuke Nomi; 俊祐能見; Tomoaki Ichikawa; 智昭市川; Yutaka Kishii; 豊岸井
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1999-01-12
Filing date: 1999-01-12
Publication date: 2000-07-28
Anticipated expiration: 2019-01-12
Also published as: JP4573920B2

Abstract

(57)【要約】【課題】通常の通電時には優れた電池特性を発揮し、
高温下において電極間の接触を防止することが可能な電
池用セパレータを提供する。【解決手段】多孔質フィルム形成用樹脂と、溶媒と、
前記両者の混練時の温度では溶融せず前記混練による剪
断力で繊維化する樹脂とを溶融混練し、この混練物をフ
ィルム状に成形した後多孔質化して電池用セパレータを
製造する。前記剪断力で繊維化する樹脂としては、ポリ
テトラフルオロエチレン粉末または易フィブリル性ポリ
ビニルアルコール繊維が使用でき、その配合割合は、多
孔質フィルム形成用樹脂および溶媒の合計に対し１〜５
０重量％の範囲である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電池用セパレータ
およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】携帯電話やノートブック型パソコンの普
及などに代表される近年の電子機器のコードレス化に伴
い、これに用いる電池の高容量化が進んでいる。また、
環境問題に対応すべく電気自動車の開発が進められる
中、軽量かつ高起電力、高エネルギーが得られ、しかも
自己放電の少ないリチウム電池が、電気自動車用電池と
して期待されている。その一方、このような電池の高容
量化や大型化などに伴い、短絡などの異常時における安
全性の向上も要求されている。

【０００３】リチウム電池等の非水系電解液電池では、
電極間の短絡を防止するための電池用セパレータとし
て、イオン透過のための多数の微細孔が形成された多孔
質フィルムが使用されている。前記多孔質フィルムとし
ては、樹脂製のものが使用されるのが一般的であり、例
えば、ポリエチレン多孔質フィルムやポリプロピレン多
孔質フィルムがあり、これらは単独で使用されたり、２
層以上積層して使用されたりする。例えば、ポリエチレ
ン多孔質フィルムを電池用セパレータとして用いた場
合、約１３０〜１５０℃の範囲で前記フィルムの溶融が
始まり、この結果孔が閉塞し電極間の電流（イオン透
過）が遮断され、電池反応が停止する。

【０００４】しかしながら、従来の樹脂多孔質フィルム
は、電池内部温度が急激に上昇した場合、孔の閉塞が不
十分となり、電池内部の温度が上昇し続けるおそれがあ
る。温度上昇が続けば、前記多孔質フィルムが溶融し、
これが電池内部圧力の上昇により流動して電極活物質の
凹凸間の隙間に浸透したり、延伸などの応力の残留によ
り収縮することにより、電極間の遮断が不十分になるお
それがある。このため、電池用セパレータに対し耐熱性
の向上が求められており、従来から様々な検討がされて
いる。

【０００５】例えば、ポリオレフィン多孔質フィルムに
耐熱性樹脂層を積層する方法（例えば、特開平６−８４
５２２号公報）、架橋により溶融粘度を向上させて電池
用セパレータの溶融後の流動を抑制する方法（例えば、
特開平１０−７８３１号公報）、多孔質フィルムの製造
において延伸などの固相変形を施さないことによって溶
融後の収縮の原因となる残留応力を抑え高温でのフィル
ム形状を維持させる方法（例えば、特開平５−３１０９
８９号公報）等が検討されている。

【０００６】しかしながら、前記耐熱性樹脂を積層する
方法は、電池用セパレータの製造工程が複雑化し、また
通常の温度条件下でのフィルム抵抗が高くなりイオン透
過性が低下するなどの電池機能の低下が生じるという問
題がある。さらに、この方法では、電池用セパレータが
厚くなるという問題もある。前記架橋により溶融粘度を
向上させる方法では、通常、電子線架橋や化学架橋が採
用されるが、これらの工程は電池用セパレータの製造工
程を複雑にする。また、電子線架橋では、効率よく架橋
させるために高エネルギーを照射する必要があるが、こ
れにより電池用セパレータが劣化するおそれがある。ま
た、前記延伸をせずに残存応力を少なくする方法では、
高強度の多孔質フィルムが得られず、通常の温度条件下
での物性値が満足できないおそれがある。

【０００７】一方、前述の方法の他に、多孔質フィルム
が高温下で溶融しても、電極間が接触しないように、無
機微粉体のような粒子充填剤を多孔質フィルムに含有さ
せることが提案されている（例えば、特開平１０−５０
２８７号公報）。しかしながら、粒子充填剤を配合した
樹脂をフィルム状に成形し、これを延伸により多孔質化
する場合、延伸時に前記粒子とフィルムを形成する樹脂
との界面で剥離が生じやすく、これにより粗大な孔が形
成され、微細かつ均質な多孔構造が形成され難い。ま
た、この粒子充填剤を含有する多孔質フィルムを電池用
セパレータに使用した場合、電池内において、前記粒子
充填剤が、電解液中に流出したり、電池用セパレータの
目詰まりをおこしたりして電池機能が低下するおそれも
ある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的
は、通常の通電時には優れた電池特性を発揮し、高温下
においても電極間の接触を防止することが可能な電池用
セパレータおよびその製造方法を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の電池用セパレータは、樹脂多孔質フィルム
を用いた電池セパレータであって、前記多孔質フィルム
の多孔構造が、３次元に広がる編目状の多孔構造であ
り、前記多孔質フィルムが樹脂繊維を含有し、この樹脂
繊維の繊維形状が維持されなくなる温度が前記多孔質フ
ィルムの溶融開始温度よりも高いという構成を有する。

【００１０】このように、本発明の電池用セパレータ
は、３次元に広がる編目状の多孔構造を有する樹脂多孔
質フィルムを使用することにより、通常の通電時におい
て優れた電池特性を発揮し、前記多孔質フィルムが前記
特殊な樹脂繊維を含有することにより、高温下において
も電極間の接触を防止することが可能となる。すなわ
ち、前記多孔質フィルムが加熱により溶融して流動した
場合であっても、前記樹脂繊維がその繊維形状を維持す
るため、電極間にそのまま存在し、これにより電極相互
の接触が防止される。また、この樹脂繊維は、通常の使
用時において、電池用セパレータから流出することはな
い。さらに、この樹脂繊維を含有する多孔質フィルム
は、微細で均一な多孔構造を有することが可能であり、
機械的強度の点でも問題がない。

【００１１】なお、本発明において、繊維形状を維持す
るとは、当初の繊維形状が維持される必要はなく、実質
的に繊維形状が維持され電極相互の接触が防止されるこ
とを意味する。また、前記樹脂繊維の繊維形状が維持さ
れなくなる温度が前記多孔質フィルムの溶融開始温度よ
りも高いということは、一般に前記樹脂繊維の融点が前
記多孔質フィルムの融点より高いことを意味するが、本
発明ではこれに限定されず、前記樹脂繊維の融点を超え
てもなお繊維形状が維持されることがある。例えば、前
記樹脂繊維を形成する樹脂の溶融粘度が高かったり、前
記樹脂繊維が架橋されていれば、その融点以上の温度で
あっても繊維形状が維持される場合がある。

【００１２】本発明において、前記多孔質フィルムが、
３次元に広がる編目状の多孔構造であることは、電子顕
微鏡等による観察で確認できる。また、前記樹脂繊維の
繊維形状が維持されなくなる温度が前記多孔質フィルム
の溶融開始温度よりも高いことは、通常の方法で確認で
きる。例えば、その融点以上の温度で加熱処理した前記
多孔質フィルムを電子顕微鏡等で観察し、その内部に繊
維形状の樹脂の存在を確認すればよい。また、本発明に
かかる多孔質フィルムにおいて、前記樹脂繊維は、前記
多孔質フィルムを形成する樹脂と融着等せず独立して存
在している。

【００１３】本発明の電池用セパレータにおいて、前記
樹脂繊維の繊維形状が維持されなくなる温度と、前記多
孔質フィルムの溶融開始温度との温度差は、大きいほど
よく、３０℃以上が好ましい。

【００１４】本発明の電池用セパレータにおいて、前記
多孔質フィルムの孔の平均孔径が、０．１μｍ以下であ
ることが好ましい。このような孔径を有する多孔質フィ
ルムは、リチウム電池等の非水電解液電池の電池用セパ
レータとして好ましく使用できるからである。

【００１５】本発明の電池用セパレータにおいて、樹脂
繊維が、平均直径０．０２〜５μｍの樹脂繊維であるこ
とが好ましい。このような樹脂繊維を含有すれば、多孔
質フィルムが溶融しても、さらに有効に電極相互の接触
を防止することができる。

【００１６】本発明の電池用セパレータにおいて、多孔
質フィルムにおける樹脂繊維の含有率は３〜８０重量％
の範囲が好ましい。

【００１７】本発明の電池用セパレータにおいて、多孔
質フィルムを形成する樹脂は、ポリオレフィンが好まし
く、特に好ましくは、重量平均分子量が５０万以上の超
高分子量ポリエチレンを５重量％以上含有するポリオレ
フィンである。このようなポリオレフィンを使用すれ
ば、電池用セパレータの機械的強度が高くなるからであ
る。なお、本発明において、前記ポリオレフィンは、そ
れ以外の成分を含む組成物であってもよい。

【００１８】本発明の電池用セパレータにおいて、前記
樹脂繊維を形成する樹脂は、ポリテトラフルオロエチレ
ン（ＰＴＦＥ）およびポリビニルアルコール（ＰＶＡ）
の少なくとも一つであることが好ましい。このような樹
脂繊維を含有すれば、多孔質フィルムが溶融しても、さ
らに有効に電極相互の接触を防止することができる。

【００１９】つぎに、本発明の電池用セパレータの製造
方法は、多孔質フィルム形成用樹脂と、溶媒と、前記両
者の混練時の温度では溶融せず前記混練による剪断力で
繊維化する樹脂とを溶融混練し、この混練物をフィルム
状に成形した後多孔質化するという方法である。この方
法により前記本発明の電池用セパレータを製造すること
ができる。

【００２０】本発明の製造方法において、前記剪断力で
繊維化する樹脂の配合割合は、前記多孔質フィルム形成
用樹脂および前記溶媒の合計に対し１〜５０重量％の範
囲がこのましい。

【００２１】本発明の製造方法において、前記混練物を
フィルム状に成形した後、または前記混練物をフィルム
状に成形する過程において、前記混練物またはこのフィ
ルム状成形物を冷却体に接触させる冷却工程を有し、前
記冷却体の温度が、前記混練物の固化温度より２０℃以
上低い温度であることが好ましい。このような急冷工程
を有することにより、得られる多孔質フィルムの多孔構
造が均一かつ緻密となる。

【００２２】前述と同様の理由から、本発明の製造方法
において、多孔質フィルムを形成する樹脂は、ポリオレ
フィンであることが好ましく、特に好ましくは、重量平
均分子量が５０万以上の超高分子量ポリエチレンを５重
量％以上含有するポリオレフィンである。また、前記繊
維化する樹脂は、ポリテトラフルオロエチレンおよびポ
リビニルアルコールの少なくとも一つであり、その形態
が粉末状若しくは繊維状であることが好ましい。なお、
繊維化する樹脂が繊維状である場合、この樹脂は、混練
時の剪断力でさらに細かい小繊維となる。

【００２３】つぎに、本発明の電池は、その電池用セパ
レータとして本発明の電池用セパレータを用いたもので
ある。前述のように、本発明の電池用セパレータは、優
れた機能を有するため、これを用いた電池は、通常の通
電時においては電池特性に優れ、異常時においては安全
性に優れる。

【００２４】

【発明の実施の形態】前記多孔質フィルム形成用樹脂と
しては、前述のようにポリオレフィンが好ましくは、例
えば、エチレン、プロピレン、１−ブテン、４−メチル
−１−ペンテン、１−ヘキセン等のモノマーを単独重合
したもの（ホモポリマー）または前記モノマーを２種類
以上共重合したもの（コポリマー）、またはこれらのポ
リマーのブレンド物が使用できる。また、これらの樹脂
は結晶性であることが機械的強度の点から好ましい。さ
らに、多孔質フィルムの常温での突刺し強度などの機械
的特性を考慮すると、重量平均分子量が５０万以上の超
高分子量ポリエチレンを５重量％以上含有しているポリ
オレフィンが好ましく、特に好ましくは、重量平均分子
量が５０万以上の超高分子量ポリエチレンを５重量％以
上含有している前記高密度ポリエチレンである。

【００２５】本発明に使用される溶媒は、特に制限され
ず、例えば、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、
デカリン、流動パラフィンなどの脂肪族または環式の炭
化水素、あるいは沸点がこれらに対応する鉱油留分等の
ように、前記多孔質フィルム形成用樹脂の溶解性に優れ
た溶媒が好ましく、特に好ましくは、パラフィン油など
の不揮発性溶媒である。

【００２６】前記多孔質フィルム形成用樹脂と溶媒との
混合割合は、前記樹脂の種類、溶解性、混練温度または
溶融粘度等により適宜選択されるが、通常、前記樹脂５
〜３０重量部に対し前記溶媒が９５〜７０重量部であ
り、好ましくは前記樹脂８〜２０重量部に対し前記溶媒
９２〜８０重量部である。前記樹脂が、これと前記溶媒
との合計に対し３０重量％を超えると、溶解性が不十分
となって混練が不十分となり、得られる多孔質フィルム
の多孔構造に影響を及ぼすおそれがある。

【００２７】前記剪断力によって繊維化する樹脂として
は、前述のように、ＰＴＦＥ粉末やＰＶＡ繊維等が使用
できる。これらは単独で使用してもよく、また併用して
もよい。また、前記ＰＶＡ繊維は、易フィブリル化ＰＶ
Ａ繊維として市販されており、これを使用してもよい。

【００２８】前記剪断力によって繊維化する樹脂の配合
割合は、前記多孔質フィルム形成用樹脂および溶媒の合
計１００重量部に対し、通常、１〜５０重量部であり、
好ましくは２〜３０重量部の範囲である。５０重量部を
超えると、前記多孔質フィルム形成用樹脂内での均一分
散が困難となるおそれがあり、１重量部未満では、得ら
れる電池用セパレータの高温条件下で電極相互の接触防
止機能が充分に発揮されないおそれがある。

【００２９】なお、本発明にかかる多孔質フィルムは、
前記多孔質フィルム形成用樹脂および剪断力により繊維
化する樹脂の他に、これらの機能を害しない範囲で、そ
の他の成分を含有してもよい。例えば、本発明にかかる
多孔質フィルムは、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定
剤、染料、造核剤、顔料、帯電防止剤など各種添加剤等
を含有することができる。

【００３０】つぎに、本発明にかかる多孔質フィルム
は、前記材料を用い、例えば、以下のようにして作製さ
れる。

【００３１】まず、前記多孔質フィルム形成用樹脂、溶
媒および剪断力により繊維化する樹脂を、前記所定の割
合で配合し、混練する。混練温度は、通常、前記多孔質
フィルム形成用樹脂を前記溶媒が溶解開始する温度（ｍ
Ｔ）からこれより６０℃高い温度（ｍＴ＋６０℃）の範
囲（ｍＴ〜ｍＴ＋６０℃）であり、好ましくは前記溶解
開始温度（ｍＴ）より３０〜５０℃高い温度範囲（ｍＴ
＋３０℃〜ｍＴ＋５０℃）である。溶解開始温度より６
０℃を超えると、混練時の溶融粘度が過度に低くなり、
充分な剪断力を得ることができず、前記繊維化する樹脂
を充分に繊維とすることができないおそれがある。な
お、混練に使用する混練機において、充分な剪断力を与
えることができない場合も、同様の問題が生じるおそれ
がある。

【００３２】前記混練により、繊維化する樹脂が樹脂繊
維となり、多孔質フィルム形成用樹脂と均一に絡み合
う。例えば、平均粒径０．３〜３ｍｍのＰＴＦＥ粉末を
用いた場合、前記混練によって、平均繊維直径０．０２
〜０．２μｍのＰＴＦＥ繊維が生じる。また、平均繊維
直径１０〜４０μｍで繊維長２〜７６ｍｍの易フィブリ
ル性ＰＶＡ繊維を用いた場合、前記混練によって、平均
繊維直径０．０５〜１μｍのＰＶＡ繊維が生じる。

【００３３】剪断力を効率よく付与して前記繊維化およ
び絡み合いを充分にするためには、予め、前記多孔質フ
ィルム形成用樹脂の一部および溶媒の一部と、前記繊維
化する樹脂とを予備混練し、この混練物に、残量の前記
多孔質フィルム形成用樹脂と溶媒とを加え、さらに混練
することが好ましい。

【００３４】つぎに、得られた混練物を押し出し成形等
により、フィルム状に成形したのちまたはフィルム状に
成形しながら、これを冷却して固化させる。この冷却
は、前述のように、前記混練物またはこのフィルム状成
形物を前記混練物の固化温度より２０℃以上低い温度の
冷却体に接触させて急冷することが好ましい。具体的に
は、溶融状態から短時間（好ましくは１分以内）に、得
られたフィルム状成形物等を、室温以下（好ましくは０
℃以下）の冷却体に接触させる。このように急冷する
と、冷却固化の最も遅くなるフィルム断面の中央部に至
るまで、混練時の樹脂繊維の絡み合いを保持しかつ多孔
質フィルム形成用樹脂を理想的に結晶化させることがで
きる。逆に緩慢に冷却すれば、絡み合った樹脂繊維が、
糸毬状になり、得られる多孔質フィルムにおいて、粗大
な孔が形成されて緻密で均一な多孔構造にならないおそ
れがある。

【００３５】そして、固化したフィルム状成形物に対
し、延伸による多孔質化処理を行う。この場合、冷却固
化させた後、直ちに延伸するのが好ましい。直ちに延伸
できない場合は、固化したフィルム状成形物を、溶媒の
流動点以下の温度で冷却保存することが好ましい。冷却
固化から延伸までの時間が長いと、前述と同様に、絡み
合っている樹脂繊維が糸毬状になり、この結果、得られ
る多孔質フィルムにおいて、粗大な孔が形成されて緻密
で均一な多孔構造にならないおそれがある。

【００３６】延伸温度は、通常、多孔質フィルム形成用
樹脂の融点（示差走査熱量計（ＤＳＣ）測定におけるオ
ンセット温度）より５℃高い温度以下の温度、好ましく
は前記樹脂の融点より１０℃低い温度以下の温度であ
る。また、延伸は、一軸延伸でもよいが二軸延伸が好ま
しい。また、二軸延伸の場合、同時に二軸延伸してもよ
いし、逐次延伸してもよい。延伸率は、延伸前の大きさ
に対し、通常、２〜３００％、好ましくは１０〜２５０
％の範囲である。この延伸工程により、多孔質フィルム
が得られる。

【００３７】前記多孔質フィルム中には溶媒が含有され
ているため、これを除去することが好ましい。例えば、
前記溶媒を抽出可能でかつ前記多孔質フィルムおよびこ
れに含まれる樹脂繊維を溶解しない溶媒を前記多孔質フ
ィルムに接触させることにより除去する。このような溶
媒としては、例えば、塩化メチレンなどの塩素化炭化水
素、ヘプタンなどの炭化水素、エーテル類、アルコール
類等がある。この溶媒除去工程は、延伸工程の前、途
中、後のいずれの段階でも可能であるが、延伸性を考慮
すると、延伸後に除去することが好ましい。

【００３８】また、前記多孔質フィルムは、延伸時の応
力が残存するため、必要に応じてヒートセット処理を施
してもよい。ヒートセット処理は、多孔質フィルムのサ
イズを固定した状態で加熱する処理であり、処理温度と
処理時間は樹脂の種類により、適宜決定される。通常、
処理温度は樹脂融点〜樹脂融点−２０℃の範囲であり、
処理時間は５秒〜１時間の範囲である。

【００３９】以上の工程を経て得られる多孔質フィルム
は、通常、厚み１〜６０μｍ（好ましくは５〜４５μ
ｍ）、ＢＪＨ法で測定した平均孔径０．０３μｍ以下
（好ましくは０．０１〜０．０３μｍ）であり、３次元
に広がる編目状の多孔構造を有する。また、前記多孔質
フィルムは、通常、空孔率３５〜６５％、通気度１００
〜８００秒／１００ｍｌ（好ましくは１００〜５００秒
／１００ｍｌ）である。

【００４０】このようにして得られる多孔質フィルム
は、通常、そのまま電池用セパレータとして用いられる
が、この多孔質フィルムを複数枚積層したり、またはそ
の他の多孔質フィルム等を積層し、電池用セパレータと
してもよい。

【００４１】

【実施例】つぎに、実施例について比較例と併せて説明
する。なお、実施例等の電池用セパレータの各種特性
は、下記に示す方法により測定した。

【００４２】（重量平均分子量）ゲル浸透クロマトグラ
フィー（ウォーターズ社製、ＧＰＣ−１５０Ｃ）によ
り、溶媒としてｏ−ジクロロベンゼンを用い、１３５℃
で測定した。なおカラムはＳｈｏｄｅｘ−８０Ｍ（昭和
電工社製）を用い、データ処理にはＴＲＣ社製のデータ
処理システムを用いた。また、分子量はポリスチレンを
基準として算出した。

【００４３】（厚み）１／１００００ｍｍシックネスゲ
ージ及び多孔質フィルム断面の１万倍走査電子顕微鏡写
真から測定した。

【００４４】（通気度）ＪＩＳＰ８１１７に準じて
測定した。

【００４５】（平均孔径および最大孔径）窒素扱脱着方
式の比表面積・細孔分布測定器（島津製作所社製、ＡＳ
ＡＰ２０１０）を用い、ＢＪＨ法で孔径の分布を描き測
定した。

【００４６】（耐熱性評価）正負両極間に電池用セパレ
ータを配置し、これらをトルクレンチで均一に面荷重を
負荷した状態（絞め圧力０．５ｋｇｆｃｍ）で、２００
℃の乾燥機内に放置し、熱電対で前記電池用セパレータ
の温度を測定した。そして、前記電池用セパレータの温
度が１９０℃に達した時点で、前記乾燥器から室温雰囲
気中に取り出して冷却し、この電池用セパレータについ
て、通電の有無を確認した。そして、下記の表１におい
て、通電しなかったものを○、通電したものを×で示し
た。通電の確認は、電池用セパレータを電極で挟み込み
昇温試験した後、正極、負極にそれぞれテスターを接触
させ、抵抗値を測定した。導通がなければ抵抗は∞であ
り、導通していれば０に近づく。

【００４７】（空孔率）電池用セパレータの厚みをｔ、
重量をｗ、面積をＳ、樹脂密度をｄとし、下記の式によ
り算出した。空孔率（％）＝（１−ｗ／（Ｓ×ｔ×ｄ））×１００

【００４８】（実施例１）重量平均分子量２０万の高密
度ポリエチレン３重量部、流動パラフィン（４０℃にお
ける動粘度が５９ｃｓｔ）７重量部およびＰＴＦＥ粉末
（平均粒径：約１μｍ）４重量部をスラリー状に均一混
合し、この混合物を１６０℃の温度で小型ニーダーによ
り約６０分間予備混練した。他方、重量平均分子量２０
０万の超高分子量ポリエチレン１０重量部および前記流
動パラフィン８０重量部をスラリー状に均一混合し、こ
れを前記予備混練物に加え、前記小型ニーダーを用い、
温度１６０℃で約４０分溶解混練した。その後、この混
練物を、０℃に冷却されたロールまたは金属板に挟み込
み冷却しながらフィルム状に成形した。ついで約１１５
℃の温度で同時に縦横４×４倍に二軸延伸した。そし
て、塩化メチレンを使用して溶媒を抽出除し、１２０℃
で１０秒間ヒートセットすることにより、厚み３０μｍ
で空孔率６６％の多孔質フィルム（電池用セパレータ）
を得た。

【００４９】（実施例２）重量平均分子量２００万の超
高分子量ポリエチレン３重量部、重量平均分子量２０万
の高密度ポリエチレン３重量部、流動パラフィン（４０
℃における動粘度が５９ｃｓｔ）５重量部および易フィ
ブリル性ＰＶＡ繊維（クラレ社製、クラロンＫ−ＩＩ）
３重量部をスラリー状に均一混合して、１６０℃の温度
で小型ニーダーを用い約６０分間予備混練した。他方、
前記超高分子量ポリエチレン７重量部および前記流動パ
ラフィン８２重量部をスラリー状に均一混合し、これを
前記予備混練物に加え、前記小型ニーダーにより温度１
６０℃で約４０分溶解混練した。その後、この混練物
を、０℃に冷却されたロールまたは金属板に挟み込み冷
却しながらフィルム状に成形した。ついで約１１５℃の
温度で同時に縦横４×４倍に二軸延伸した。そして、塩
化メチレンを使用して溶媒を抽出除し、１２０℃で１０
秒間ヒートセットすることにより、厚み２５μｍで空孔
率６９％の多孔質フィルム（電池用セパレータ）を得
た。

【００５０】（実施例３）重量平均分子量２０万の高密
度ポリエチレン１０重量部、流動パラフィン（４０℃に
おける動粘度が５９ｃｓｔ）２０重量部および前記ＰＴ
ＦＥ粉末３５重量部をスラリー状に均一混合して、１６
０℃の温度で小型ニーダーにより約４５分間予備混練し
た。他方、重量平均分子量２００万の超高分子量ポリエ
チレン５重量部および前記流動パラフィン６５重量部を
スラリー状に均一混合し、これを前記予備混練物に加
え、前記小型ニーダーを用い温度１６０℃で約５０分溶
解混練した。その後、この混練物を、０℃に冷却された
ロールまたは金属板に挟み込み冷却しながらフィルム状
に成形した。ついで約１１５℃の温度で同時に縦横４×
４倍に二軸延伸した。そして、塩化メチレンを使用して
溶媒を抽出除し、１２０℃で１０秒間ヒートセットする
ことにより、厚み２５μｍで空孔率５７％の多孔質フィ
ルム（電池用セパレータ）を得た。

【００５１】（実施例４）重量平均分子量が２００万の
超高分子量ポリエチレン５重量部、流動パラフィン（４
０℃における動粘度が５９ｃｓｔ）２０重量部および前
記易フィブリル性ＰＶＡ繊維２８重量部をスラリー状に
均一混合し、１６０℃の温度で小型ニーダーにより約５
０分間予備混練を行った。他方、前記超高分子量ポリエ
チレン３重量部と前記流動パラフィン７２重量部とをス
ラリー状に均一混合し、これを前記予備混練物に添加
し、前記小型ニーダーにより温度１６０℃で約４０分溶
解混練した。その後、この混練物を、０℃に冷却された
ロールまたは金属板に挟み込み冷却しながらフィルム状
に成形した。ついで約１１５℃の温度で同時に縦横４×
４倍に二軸延伸した。そして、塩化メチレンを使用して
溶媒を抽出除し、１２０℃で１０秒間ヒートセットする
ことにより、厚み３０μｍで空孔率５２％の多孔質フィ
ルム（電池用セパレータ）を得た。

【００５２】（比較例１）重量平均分子量５０万の高密
度ポリエチレン１５重量部、流動パラフィン（４０℃に
おける動粘度が５９ｃｓｔ）８５重量部をスラリー状に
均一に混合して、１６０℃の温度で小型ニーダーにより
６０分溶解混練した。その後、この混練物を、０℃に冷
却された金属板に挟み込み、冷却しながらフィルム状に
成形した。ついで、約１１５℃の温度で同時に縦横４×
４倍に二軸延伸した。そして、塩化メチレンを使用して
溶媒を抽出除し、１２０℃で１０秒間ヒートセットする
ことにより、厚みが２５μｍで空孔率５８％の多孔質フ
ィルムを得た。

【００５３】このようにして得られた各実施例および比
較例の電池用セパレータについて、前記方法により、各
種特性を評価した。この結果を、下記の表１に示す。

【００５４】

【表１】平均孔径最大孔径通気度針突刺し耐熱性強度（μｍ）（μｍ）（sec／100ml）（g／25μm）（190℃）実施例１ 0.021 0.07 261 598 ○ 実施例２ 0.020 0.08 266 506 ○ 実施例３ 0.022 0.08 332 570 ○ 実施例４ 0.019 0.06 370 580 ○ 比較例１ 0.025 0.08 300 400 ×

【００５５】前記表１の結果から、実施例の電池用セパ
レータは、孔径が均一であり、粗大な孔もなく、また通
気性も良好で機械的強度が高く、そして、加熱加圧して
も通電しなかった。これに対し、比較例の電池用セパレ
ータは、加熱加圧により通電した。

【００５６】

【発明の効果】以上のように、本発明の電池用セパレー
タは、通常の通電時には優れた電池特性を発揮し、高温
下においても電極間の接触を防止することが可能であ
る。したがって、本発明の電池用セパレータを、例え
ば、高出力特性が要求される電気自動車用のリチウム電
池等に使用すれば、通常の通電時には優れた電池特性を
発揮し、高温下においては優れた安全性を発揮する電池
とすることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藤田茂大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号日東電工株式会社内 (72)発明者能見俊祐大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号日東電工株式会社内 (72)発明者市川智昭大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号日東電工株式会社内 (72)発明者岸井豊大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号日東電工株式会社内Ｆターム(参考） 4F074 AA16 AA39 AA42 AE04 CB34 CC02X CC04X CC04Z CC22X DA49 5H021 BB01 BB02 BB04 BB05 CC00 CC01 EE01 EE04 EE05 EE08 HH01 HH03 HH06 HH07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】樹脂多孔質フィルムを用いた電池セパレ
ータであって、前記多孔質フィルムの多孔構造が、３次
元に広がる編目状の多孔構造であり、前記多孔質フィル
ムが樹脂繊維を含有し、この樹脂繊維の繊維形状が維持
されなくなる温度が前記多孔質フィルムの溶融開始温度
よりも高い電池用セパレータ。
【請求項２】樹脂繊維の繊維形状が維持されなくなる
温度と前記多孔質フィルムの溶融開始温度との温度差
が、３０℃以上である請求項１記載の電池用セパレー
タ。
【請求項３】多孔質フィルムの孔の平均孔径が、０．
１μｍ以下である請求項１または２記載の電池用セパレ
ータ。
【請求項４】樹脂繊維が、平均直径０．０２〜５μｍ
で平均繊維長１００〜１０００μｍの樹脂繊維である請
求項１〜３いずれか一項に記載の電池用セパレータ。
【請求項５】多孔質フィルムにおける樹脂繊維の含有
率が３〜８０重量％である請求項１〜４のいずれか一項
に記載の電池用セパレータ。
【請求項６】多孔質フィルムを形成する樹脂が、ポリ
オレフィンである請求項１〜５のいずれか一項に記載の
電池用セパレータ。
【請求項７】ポリオレフィンが、重量平均分子量が５
０万以上の超高分子量ポリエチレンを５重量％以上含有
する請求項６記載の電池用セパレータ。
【請求項８】樹脂繊維を形成する樹脂が、ポリテトラ
フルオロエチレンおよびポリビニルアルコールの少なく
とも一つである請求項１〜７のいずれか一項に記載の電
池用セパレータ。
【請求項９】多孔質フィルム形成用樹脂と、溶媒と、
前記両者の混練時の温度では溶融せず前記混練による剪
断力で繊維化する樹脂とを溶融混練し、この混練物をフ
ィルム状に成形した後多孔質化する電池用セパレータの
製造方法。
【請求項１０】剪断力で繊維化する樹脂の配合割合
が、多孔質フィルム形成用樹脂および溶媒の合計に対し
１〜５０重量％の範囲である請求項９記載の電池用セパ
レータの製造方法。
【請求項１１】混練物をフィルム状に成形した後、ま
たは前記混練物をフィルム状に成形する過程において、
前記混練物またはこのフィルム状成形物を冷却体に接触
させる冷却工程を有し、前記冷却体の温度が、前記混練
物の固化温度より２０℃以上低い温度である請求項９ま
たは１０記載の電池用セパレータの製造方法。
【請求項１２】多孔質フィルムを形成する樹脂が、ポ
リオレフィンである請求項９〜１１のいずれか一項に記
載の電池用セパレータの製造方法。
【請求項１３】ポリオレフィンが、重量平均分子量が
５０万以上の超高分子量ポリエチレンを５重量％以上含
有する請求項１２記載の電池用セパレータの製造方法。
【請求項１４】繊維化する樹脂が、ポリテトラフルオ
ロエチレンおよびポリビニルアルコールの少なくとも一
つであり、その形態が粉末状若しくは繊維状である請求
項９〜１３のいずれか一項に記載の電池用セパレータの
製造方法。
【請求項１５】電池用セパレータとして請求項１〜８
のいずれか一項に記載の電池用セパレータを用いた電
池。