JP2000331663A

JP2000331663A - セパレータ及び該セパレータを使用した電解コンデンサ，電気二重層コンデンサ，非水系電池

Info

Publication number: JP2000331663A
Application number: JP11137174A
Authority: JP
Inventors: Taiji Mizobuchi; 泰司溝渕; Masaaki Yanase; 正明柳瀬; Teruyuki Shinsenji; 輝幸秦泉寺
Original assignee: Nippon Kodoshi Corp
Current assignee: Nippon Kodoshi Corp
Priority date: 1999-05-18
Filing date: 1999-05-18
Publication date: 2000-11-30

Abstract

(57)【要約】【課題】セパレータ形成後にセパレータ中に含有した
物質を溶解・除去してセパレータを多孔質とすることに
より、セパレータ形成時には存在しないイオン流路とし
ての新たな貫通孔を形成する新規なセパレータ及び該セ
パレータを使用した電解コンデンサ，電気二重層コンデ
ンサ，非水系電池を提供することを目的とする。【解決手段】電解液を含浸して機能する電子部品用の
セパレータであって、電解液で溶解する物質を含有して
セパレータを形成し、電解液含浸後に、該電解液によっ
てセパレータ中の前記物質を溶解させるセパレータ、及
び電解液を含浸して機能する電子部品用のセパレータで
あって、電解液で溶解する物質を含有してセパレータを
形成し、電解液含浸前にはセパレータ中に存在する前記
物質によって緻密性を保持し、かつ、電解液含浸後に
は、該電解液によってセパレータ中の前記物質を溶解さ
せることによってセパレータを多孔質として、イオン流
路としての貫通孔を形成するセパレータを提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電解液を含浸して機能す
る電子部品用のセパレータ及び該セパレータを使用した
電解コンデンサ，電気二重層コンデンサ，非水系電池に
係り、特にはセパレータ形成後にセパレータ中に含有し
た物質を溶解・除去してセパレータを多孔質とすること
により、セパレータ形成時には存在しないイオン流路と
しての新たな貫通孔を形成する新規なセパレータを提供
することにより、電気特性、ショート不良率の双方を高
いレベルで効果的に改善するとともに、セパレータを薄
葉化して、得られる電解コンデンサ等を小型化するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】電解コンデンサ，電気二重層コンデン
サ，非水系電池においては電解液を保持するとともに、
一対の電極を隔離するためにセパレータが使用されてい
る。電解コンデンサにおいては、アルミニウムやタンタ
ルなどの弁作用金属よりなる陽極箔と陰極箔との間にセ
パレータを介在させて巻付け形成してコンデンサ素子を
作成し、このコンデンサ素子を液状の電解液中に浸漬し
て電解液を含浸させ、封口して製作している。電解液と
しては通常エチレングリコール（ＥＧ）、ジメチルホル
ムアミド（ＤＭＦ）又はγ−ブチロラクトン（ＧＢＬ）
等を溶媒とし、これらの溶媒に硼酸やアジピン酸アンモ
ニウム、マレイン酸水素アンモニウム等の塩類を溶解し
たものを用いてコンデンサ素子の両端から浸透させて製
作している。

【０００３】また、電気二重層コンデンサにおいては、
活性炭繊維布、或いはアルミネットに活性炭やカーボン
ブラックを担持させてなる一対の分極性電極の間にセパ
レータを介在させ、かつ、これらに電解液を含浸させた
後に封口して製作している。電解液としてはプロピレン
カーボネート等の有機溶媒に、テトラエチルアンモニウ
ムテトラフルオロボレートやテトラエチルホスホニウム
テトラフルオロボレート等を溶解したものが使用されて
いる。

【０００４】更に、リチウム電池、リチウムイオン二次
電池等の非水系電池においては、電解液として非水系溶
媒、例えばプロピレンカーボネート、エチルメチルカー
ボネート、エチレンカーボネート、プロピオン酸メチ
ル、γ−ブチロラクトン（ＧＢＬ）、ジエトキシエタン
等の非プロトン性の有機溶媒を使用し、これらの溶媒に
電解質としてＬｉＢＦ₄、ＬｉＰＦ₆、ＣＨ₃ＳＯ₃Ｌｉ等
を溶解させて使用している。また、正極活物質としてリ
チウム含有酸化物のＬｉＣｏＯ₂やＬｉＮｉＯ₂等が使用
され、負極活物質として炭素材料の黒鉛やグラファイト
等が使用されている。

【０００５】これらの電解コンデンサ，電気二重層コン
デンサ，非水系電池に求められているものの中に、ショ
ート不良率が低いこと及び電子部品としてイオンの伝導
を妨げずに内部抵抗を小さくするためにインピーダンス
特性、特に等価直列抵抗（以下ＥＳＲと略する）が低い
ことがあり、この２つはセパレータによって大きく左右
される。即ち、セパレータには電解コンデンサ等がショ
ートしないように両極を隔離する役割と、電解液を含浸
して両極の間をイオンが移動できるイオン流路を提供す
るという役割があるのである。

【０００６】ショートの発生する箇所はセパレータの弱
い箇所であり、例えばピンホールがあればそこからショ
ートする。そこで、ショート不良率を低減するにはでき
るだけ均一でピンホールなどの大きな欠点が無い緻密性
の高いセパレータ、換言すれば気密度の高いセパレータ
とすることが要求される。

【０００７】一方ＥＳＲを低下させるためにはショート
不良率の改善とは逆に、イオンが通る経路としての貫通
孔を確保するために多孔質のセパレータ、換言すれば気
密度の低いセパレータとすることが要求される。これは
電解コンデンサ等の伝導方式はイオン伝導であって、電
荷を持ったイオンが移動することで電荷が移動するため
である。このようにショート不良率を低減するには緻密
性を高めて気密度を高くすることが、一方ＥＳＲの改善
のためには多孔質なものとして気密度を低くするという
相反する特性がセパレータには求められているのであ
る。

【０００８】従来、上記した電子部品用のセパレータと
して、セルロースを原料とするセパレータ或いは多孔質
フィルムからなるセパレータが提供されている。木材又
は非木材パルプを原料とするセルロースは２３０℃まで
の耐熱性を有しており、セルロースを溶かす薬剤が今も
探索されていることからも分るように薬品に対して安定
であり、耐熱性も耐薬品性を合せ持っていると言える。
また、再生産可能な天然資源である事から環境に対して
もやさしい原料といえる。

【０００９】セルロースを原料とするセパレータは低密
度の紙に抄紙することで、表裏間を結ぶ貫通孔を確保
し、低ＥＳＲを実現している。しかしながら、低密度で
あるため、気密度も数〜数１０秒／１００ｃｃと緻密性
に欠ける。そのため、４０〜５０μｍの厚さのセパレー
タが主に使われている。更に、緻密性を向上させるた
め、原料である木材あるいは非木材パルプを叩解し、フ
ィブリルを発生させ、密度を高くすることも可能である
が、密度が０．７５ｇ／ｃｍ³程度になると気密度は数
百〜数千秒／１００ｃｃと緻密になるが、ＥＳＲが悪く
なる。

【００１０】一方、多孔質フィルムの場合はポリエチレ
ン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）を原料とし、冷間
延伸法あるいは炭酸カルシウムなどを内添後、酸性洗浄
剤で洗浄・溶解するなどの方法で製造している。しかし
ながら、生産性が上がらず工業製品としてみた場合に高
価である。また、ＰＥは１２０℃近辺に、ＰＰは１７０
℃近辺に融点を有している為、ハンダリフローやショー
ト時の安全対策を心配する声もある。また、昨今の環境
への意識の高まりから、化石燃料から製造することに対
しても危惧する声もある。

【００１１】このように耐熱性を有し、再生産可能なセ
ルロースからセパレータを製造すると緻密性を高めるこ
とが難しく、緻密性の高い多孔質フィルムをセパレータ
とすると耐熱性に難点を有し、又化石燃料からの製造で
あり環境に配慮した製品とは言い難い。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】これら従来のセパレー
タはショート不良を発生させることなく、セパレータの
電気特性を改善するために、内部短絡等を防止すること
のできる緻密性を前提としてセパレータの表裏間にイオ
ン流路としての貫通孔を効率よく、かつ、数多く有する
セパレータを製造しようと種々の改良が重ねられてい
る。そのために、セパレータの原料であるセルロース繊
維の種類、叩解の程度、厚さ、密度等が種々研究されて
いる。

【００１３】更に、本発明者は先に緻密な紙を製造する
ために高度に叩解したパルプを用い、乾燥に際してはフ
ィブリル間に生成する水素結合を抑制するために湿紙中
の水分を表面張力の小さいアルコールなどの溶媒と置換
することで、気密度が数千秒／１００ｃｃと緻密なが
ら、表裏間に貫通孔を有する多孔質高気密度紙を提供し
た（特開平１０−１４０４９３号）。そして、この多孔
質高気密度紙をセパレータとして使用した電解コンデン
サ（特開平１０−１７２８６７号），電気二重層コンデ
ンサ（特開平１０−２５６０８８号）及び非水系電池
（特開平１０−２２３１９６号）はショート不良を軽減
し、電気特性を改善することができる。

【００１４】従来のセパレータ或いは前記した本発明者
の提供した発明に係るセパレータもコンデンサや電池に
組み込む前の段階で、即ちセパレータの製造時点におい
て、緻密であって、同時にセパレータの表裏間を結ぶ貫
通孔を形成することを主眼としている。即ち、従来のセ
パレータはセパレータ製造時点において貫通孔を形成す
ることを大前提としている。

【００１５】しかしながら、貫通孔はコンデンサや電池
に組み込まれて、電解液を含浸した後に初めてイオン流
路として機能するものであり、電解液含浸前においては
何ら機能するものではなく、必ずしも必要がない。即
ち、セパレータの表裏間の貫通孔は電解液を含浸したと
きに、電解液がその貫通孔を満たして表裏間にイオン伝
導のためのイオン流路を形成するための役割を担うため
に必要なのであり、したがって、電解液を含浸したとき
に存在すれば良く、電解液の含浸前には機能しない。む
しろセパレータの表裏間に貫通孔を含んでいるためセパ
レータの強度や伸びの問題が発生し、又製造コストが上
昇する。

【００１６】そこで、本発明者は従来のセパレータの概
念を離れ、セパレータ形成時には存在しないイオン流路
としての貫通孔を、電解液を含浸したときに新たに形成
することにより電気特性、ショート不良率の双方を高い
レベルで効果的に改善することのできる新規なセパレー
タを提供するとともに、該セパレータを使用した電解コ
ンデンサ，電気二重層コンデンサ，非水系電池を提供す
るものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を達成
するために、電解液を含浸して機能する電子部品用のセ
パレータであって、電解液で溶解する物質を含有してセ
パレータを形成し、電解液含浸後に、該電解液によって
セパレータ中の前記物質を溶解させるセパレータ、及び
該セパレータはセルロース繊維を原料とし、セルロース
繊維間にセルロース繊維と結合する物質を介在させてセ
パレータの紙層を形成し、セパレータ形成後に前記物質
を溶解してなるセパレータ、更には該セパレータはセル
ロース繊維を原料とし、セルロース繊維間にセルロース
繊維の水素結合を抑制する物質を介在させてセパレータ
の紙層を形成し、セパレータ形成後に前記物質を溶解し
てなるセパレータを提供する。また、叩解によってフィ
ブリルを発生させたセルロース繊維を原料とし、該フィ
ブリル間に物質を充填した構成、高圧下剪断力で解繊し
たマイクロフィブリル化したセルロース繊維を原料と
し、該マイクロフィブリル間に物質を充填した構成を提
供する。

【００１８】また、該セパレータはセルロース誘導体を
原料とし、セルロース誘導体の分子間に該分子の水素結
合を抑制する物質を介在させてセパレータのフィルム層
を形成し、セパレータ形成後に前記物質を溶解してなる
構成を提供する。

【００１９】そして、前記物質として電解液で溶解する
物質を使用し、電解液含浸後に電解液によって物質を溶
解する構成、前記物質として電解液で溶解する物質を使
用し、セパレータを電解液又は電解液と同様の溶解力を
有する溶媒で洗浄することによってセパレータ中の前記
物質を溶解する構成、セパレータ中の前記物質を溶解さ
せることによってセパレータを多孔質とする構成、セパ
レータ中の前記物質を溶解させることによってセパレー
タを多孔質としてイオン流路としての貫通孔を形成する
構成を提供する。

【００２０】更に、電解液で溶解する物質を含有してセ
パレータを形成し、電解液含浸前にはセパレータ中に存
在する前記物質によって緻密性を保持し、かつ、電解液
含浸後には、該電解液によってセパレータ中の前記物質
を溶解させることによってセパレータを多孔質として、
イオン流路としての貫通孔を形成するセパレータを提供
する。また、前記物質は電解液に溶解すると共に、水に
溶解するものである構成、前記物質はポリエチレングリ
コール，ポリプロピレングリコール，脂肪族アルコール
アルコキシレート，界面活性剤から選択されたものであ
る構成を提供する。

【００２１】そして、前記したセパレータを陽極箔と陰
極箔との間に介在させてなる電解コンデンサ、一対の分
極性電極を隔離してなる電気二重層コンデンサ、正極活
物質と負極活物質とを電子的に隔離してなる非水系電池
を提供する。

【００２２】上記した本発明によれば、電解液含浸前に
おいてはセパレータのセルロース繊維間やセルロース誘
導体の分子間にセルロース繊維等の水素結合を抑制する
ような特定の物質を含有させておき、コンデンサや電池
に組み込んで電解液を含浸させた後に、該電解液によっ
てセパレータ中の前記物質を溶解・除去させることによ
り、前記物質の存在していた箇所が貫通孔として形成さ
れ、しかも既に電解液に満たされている状態であるた
め、再び水素結合が生じることがなく、形成された貫通
孔はその状態を維持し、イオン流路として機能すること
ができる。よって、コンデンサや電池への組み込み時に
は前記物質がセパレータ中に存在して貫通孔が形成され
ていないため、ショート不良を改善することができ、か
つ、イオン流路としての貫通孔を必要とする電解液含浸
後においては前記物質は電解液によって溶解・除去され
ているため、多数の安定した貫通孔を形成・維持するこ
とができて電気特性を大きく改善することができる。

【００２３】また、コンデンサや電池への組み込む前の
段階において、セパレータを電解液又は電解液と同様の
溶解力を有する溶媒で洗浄することによってセパレータ
中の前記物質を溶解・除去することもできるため、密度
を高く形成したセパレータに貫通孔を形成することがで
きて従来のセパレータの目的とした気密度が高く、か
つ、多孔質のセパレータを得ることができる。

【００２４】そして、これらのセパレータは厚さを薄く
しても強度を維持することができるため、現在のセパレ
ータに強く望まれている薄葉化、延いては該セパレータ
を使用して得られる電解コンデンサ等の小型化を実現す
ることができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下本発明にかかるセパレータ及
び該セパレータを使用した電解コンデンサ、電気二重層
コンデンサ、非水系電池の各実施形態を説明する。本発
明に係るセパレータは、電解液含浸前においてはセパレ
ータのセルロース繊維間やセルロース誘導体の分子間に
セルロース繊維等の水素結合を抑制するような特定の物
質を含有させておき、コンデンサや電池に組み込んで電
解液を含浸させた後に、該電解液によってセパレータ中
の前記物質を溶解・除去させることにより、前記物質の
存在していた箇所がセパレータ形成時には存在しないイ
オン流路としての貫通孔として形成されることに特徴を
有する。

【００２６】先ず、セパレータにおけるイオン流路とし
ての貫通孔について説明する。従来より、アルミ電解コ
ンデンサ等のセパレータとして、天然繊維であるパルプ
を用いて抄紙したセパレータが使用されている。このセ
パレータのＥＳＲはセパレータの密度や厚さによっても
左右されるが、パルプ繊維の形状によっても大きく左右
される。図６は（ａ）針葉樹パルプ（クラフトパル
プ）、（ｂ）マニラ麻パルプ、（ｃ）エスパルトパルプ
の断面模式図であり、楕円形及び円形の図は一本一本の
繊維の断面を表わしている。セパレータの表裏、即ち、
図示例では上下に電極があり、セパレータ中には電解液
が満たされる。セパレータ中のイオンは図の矢印に示す
ように上下の電極から繊維間のイオン流路を通って対極
に移動する。このとき繊維の形状がイオン流路の長さに
影響を与える。セパレータの厚さが同じ場合、最もイオ
ン流路が長いのは（ａ）のクラフトパルプを使用したも
のである。クラフトパルプの断面は楕円形で短径が約１
０μｍ、長径が約４０μｍである。イオンはパルプに突
き当たっては大回りをして進まなければならない。その
ため、イオン流路が長くなり、ひいてはＥＳＲが高くな
る。

【００２７】一方、（ｂ）のマニラ麻パルプの断面形は
ほぼ円形であり、繊維径も２０μｍ程度である。そのた
め、イオンがパルプに突き当たってもそれほど大回りを
する必要がない。さらに、（ｃ）のエスパルト繊維は断
面形が円形であり、かつ繊維径も１０μｍ程度である。
従って、ＥＳＲは更に良くなる。このように、従来のセ
パレータは繊維と繊維の間（繊維間）の空隙をイオン流
路としており、この空隙を確保することがセパレータの
課題であった。

【００２８】次に、一本の繊維の断面を詳しく見ると、
細胞壁は多数のフィブリル１，１…から構成されてい
る。図５（ａ）に示すように細胞壁のフィブリル１，１
…は強固な水素結合で結ばれているが、水中でもみほぐ
される（叩解）とフィブリル１，１…間に空隙を生じて
繊維が柔軟になる。図５（ｂ）に示すようにこの空隙に
水が進入しフィブリル１，１…間が広がることとなる。
この現象を内部フィブリル化と呼んでいる。また、仮導
管繊維である針葉樹パルプなどの場合、ルーメンと呼ば
れる樹液が通った後の空腔がある。

【００２９】このパルプを叩解することにより生じた一
本一本の繊維内のフィブリル１，１…間の空隙は、図５
（ｃ）に示すように、抄紙の乾燥工程において水２，２
…が蒸発する際、水素結合が発生してフィブリル１，１
…同士が引き合い、乾燥したときにはその空隙が癒され
る。したがって、電解液を含浸しても、もはや繊維内の
フィブリル１，１…間の空隙は存在せず、イオン流路と
して使われることはない。

【００３０】更にパルプを叩解していくと、内部フィブ
リル化が進行し、ついには外部フィブリル化が起こる。
外部フィブリル化による発生したフィブリルの繊維径は
０．４μｍ程度と天然繊維の繊維径である数１０μｍか
ら比べると２桁も小さい。この外部フィブリル化した繊
維を用いたセパレータの断面模式図を図７に示す。図６
（ａ）（ｂ）（ｃ）と比較するとセルロース繊維のフィ
ブリルが微細な繊維であることが分かる。

【００３１】セパレータをより緻密にし、ＥＳＲを低く
するためには偏平な繊維より円い繊維を、円い繊維であ
れば小さい繊維を使うことが有効である。図６，図７に
示すようにフィブリルが丸く、繊維径が一番小さいこと
が分かる。

【００３２】しかしながら、通常の抄紙法により外部フ
ィブリルした原料を用い製造した紙は緻密ではあるが、
表裏間の貫通孔がなくなり、ＥＳＲは大きくなってしま
う。これは図５に示したように表面張力の大きい水が乾
燥時に蒸発する際、フィブリル同士をひき付け合い、乾
紙になった時にはフィブリル同士が密着するためであ
る。このことは内部フィブリルであっても、外部フィブ
リルであっても同様である。よって、図７に示すような
外部フィブリル化したセルロース繊維を原料とするセパ
レータはセパレータ形成時にはフィブリル同士が強固に
水素結合して既にフィブリル間に貫通孔が存在しないの
である。この原理は先に図５に基づき説明した内部フィ
ブリルの場合と同様である。

【００３３】一般に繊維径が小さいほど水の表面張力に
よる湿紙中の繊維間に働く力は大きくなる。このことは
キャンプベル効果（Ｃａｍｐｂｅｌｌ効果）として知ら
れている。キャンプベルの計算によると繊維径３０μｍ
の繊維間の引力は６．１Ｋｇ／ｃｍ²、であるのに対
し、繊維径２μｍでは繊維間の引力は３８Ｋｇ／ｃｍ²
となり、更に繊維径０．２μｍとなると繊維間の引力は
１７４Ｋｇ／ｃｍ²になる。高度に叩解された植物繊維
は繊維径が元の大きさに比べ小さくなっており、その繊
維間に働く力も大きく、繊維間の距離も小さくなってい
る。そこで、湿紙の状態から乾燥工程に入ると水が蒸発
し、このとき水の表面張力が大きいため、隣同志の繊維
を強力に引き付ける。繊維間距離が小さくなるとワンデ
ルウァールス力が働き、更に繊維相互を引き付け、つい
には水素結合により密着することとなり、繊維間の空隙
が減少してしまうのである。そのため、一定以上（ＣＳ
Ｆの値で２００ｍｌ以下）に叩解を進めると得られたセ
パレータの繊維間の空隙、即ち、イオンが通る経路とし
ての貫通孔が無くなってしまうこととなる。一方、どの
ように叩解を進めた原料繊維であっても、湿紙の状態に
おいては繊維間に空隙を有しており、該空隙部分に水が
存在している。この湿紙の状態から乾燥によって、水分
が蒸発し、セルロース繊維相互の水素結合によって空隙
が癒されて貫通孔が存在しなくなるのである。

【００３４】この水素結合は叩解によってフィブリル化
した内部フィブリルや外部フィブリルだけではなく、原
料繊維の叩解の程度が浅く大きな繊維の形状が保持され
ている場合においても同様に繊維同士の間は繊維の接触
点においては強固に水素結合で結ばれている。しかしな
がら、原料繊維の叩解の程度が浅く大きな繊維の形状が
保持されている場合には、繊維の接触点で水素結合が発
生しても全体としてみると空隙が多く存在するのであ
る。一方叩解を進めてフィブリル化した原料繊維の場合
は、前記のように貫通孔が無くなってしまうのである。

【００３５】このイオン流路としての貫通孔はセパレー
タの機能を決定付ける最も重要な要素であるが、電解液
を含浸した状態においてイオン流路として働くものであ
り、必ずしも電解液の含浸前に存在する必要はない。そ
こで本発明は従来のセパレータの概念を離れ、セパレー
タ形成時には存在しないイオン流路としての貫通孔を、
電解液を含浸したときに新たに形成することのできるセ
パレータを、耐熱性、耐薬品性に優れた再生産可能な天
然資源であるセルロース、或いはセルロース誘導体を用
いてセルロースのフィブリル間、或いはセルロース誘導
体の分子間に電解液で溶解する物質を充填させることに
より形成する。

【００３６】使用するセルロースそのものには限定がな
く、針葉樹木材パルプ、広葉樹木材パルプ、エスパルト
パルプ、マニラ麻パルプ、サイザル麻パルプ、コットン
パルプ等の天然セルロース繊維、或はこれら天然セルロ
ース繊維を冷アルカリ処理して得たマーセル化パルプ、
更には普通レーヨン繊維、ポリノジックレーヨン繊維、
有機溶剤紡糸レーヨン繊維等の再生セルロース繊維など
のいずれでもよい。

【００３７】使用する繊維径に限定はなく、セパレータ
として使用可能な繊維径であればどのようなものであっ
ても、本発明の効果を奏する。また、より緻密性を高め
るためには叩解を施したセルロース、高度に叩解を施す
ことによってフィブリル化したセルロース、或は高圧下
剪断力で解繊したマイクロフィブリル化セルロース（Ｍ
ＦＣ）を使用することによってより大きな効果を奏す
る。高度に叩解したセルロースは、基のセルロースの繊
維の形状が破壊されて、外部フィブリル化が進み、直径
０．４μｍ程度のフィブリルの占有率が高くなっている
ものであり、繊維径としては１μｍ以下のものとなって
いる。なお、この繊維径が１μｍ以下の微細なセルロー
スは、フィブリルの占有率が高いもの、即ちフィブリル
が繊維の主たる要素となっていればよく、フィブリルだ
けのものと共に、一部にフィブリル化されていない繊維
径１μｍを越える基の繊維が残存しているものであって
もよい。

【００３８】前記したようにセルロース繊維を叩解する
とセルロース繊維は１／２や１／３に段階的に開裂して
行くのではなく、直径０．４μｍ程度のフィブリルが繊
維の外部から段階的にひげ状に発生して行く。従って、
天然セルロース繊維を叩解或は他の手段によって、開裂
させて繊維径を小さくすることはできないのである。叩
解の程度は０．４μｍのフィブリルの発生状況のことで
あり、叩解が進むことはフィブリルの比率が増加するこ
とを示している。本発明ではこのフィブリルの占有率の
高い微細な天然セルロースを原料とするものである。因
に天然セルロース繊維で繊維径の小さいものとしてエス
パルト繊維があるが、このエスパルト繊維でも繊維径は
図６に示すように１０μｍ程度である。なお、本発明は
フィブリル化されたセルロース繊維に限定されるもので
ないことは前記した通りである。

【００３９】また、この繊維径が１μｍ以下の微細なセ
ルロースを原料とすることによって、得られるセパレー
タの緻密性が高まり地合が均一となってＥＳＲも改善さ
れる。従来においてもセパレータの原料を通常の木材ク
ラフトパルプから針葉樹木材パルプ，マニラ麻パルプ，
エスパルトパルプ等の繊維径のより小さなパルプへ変更
することによって、薄く、かつ、低密度で緻密なセパレ
ータを製造する試みがなされてきている。しかしなが
ら、従来は繊維径が１μｍ以下まで高度に叩解した原料
を使用すると乾燥時の水素結合によって貫通孔が存在し
なくなり、ＥＳＲが極端に悪化するのである。本発明で
は従来より繊維径が小さい１μｍ以下の繊維径の微細な
セルロースを原料としてもイオンが通る経路としての貫
通孔をセパレータ形成後に新たに形成することができる
のである。なお、前記したように使用する繊維径に限定
はなく、繊維径が１μｍを越えるもの、未叩解のもの、
叩解の程度の浅いものであっても、本発明の効果を奏す
ることができ、本発明は叩解の有無、叩解の程度、繊維
径に限定されるものではない。

【００４０】フィブリル間に充填する物質は電解液で溶
解し、コンデンサや電池の特性に悪い影響を与えないも
のであれば何でも良い。特に水にも溶解すれば取扱は容
易であり、かつ、微細なフィブリル間に均一に充填する
ことも容易である。例を挙げればＰＥＧ（ポリエチレン
グリコール），ＰＰＧ（ポリプロピレングリコール），
脂肪族アルコールアルコキシレート，界面活性剤などで
ある。セパレータは通常の円網抄紙機、長網抄紙機を使
用して抄紙をすればよい。この物質を原料繊維中に分散
させてよいし、湿紙の段階で塗工してもよく、更には乾
紙の段階で塗工することも考えられ、充填手段に限定は
ない。

【００４１】また、使用する電解液は電解コンデンサ，
電気二重層コンデンサ，非水系電池等の電子部品の電解
液として使用可能なものであれば限定はなく、γ−ブチ
ロラクトン（ＧＢＬ）系の非水系の電解液、エチレング
リコール（ＥＧ）系の水系の電解液であってもよい。

【００４２】また、セパレータはセルロース繊維を原料
とするものに限定されるものではなく、例えば、セルロ
ース誘導体のように水に溶け、フィルム形成能を持つも
のの分子間に該分子の水素結合を抑制する物質を介在さ
せてセパレータのフィルム層を形成することにより、セ
パレータを形成してもよい。

【００４３】このセパレータ中に充填した物質は、セパ
レータをコンデンサや電池への組み込んだ後、電解液を
含浸させた際に、該電解液によって溶解・除去され、該
物質の存在した部分が貫通孔として形成され、電解液を
含浸した状態でセパレータは多孔質となり、イオン流路
としての貫通孔が電解液含浸後に形成されることとな
る。

【００４４】また、コンデンサや電池への組み込む前の
段階で、セパレータを電解液又は電解液と同様の溶解力
を有する溶媒で洗浄することによってセパレータ中の前
記物質を溶解・除去して貫通孔を形成することも可能で
ある。この手段によれば、緻密で多孔質のセパレータを
得ることができる。

【００４５】そして、これらのセパレータを陽極箔と陰
極箔との間に介在させて電解コンデンサを、一対の分極
性電極を隔離して電気二重層コンデンサを、正極活物質
と負極活物質とを電子的に隔離して非水系電池を得るこ
とができる。

【００４６】上記した本発明に係るセパレータの特徴的
構成を図１に基づいて説明する。図１は本発明にかかる
セパレータの作用を表わした模式説明図であり、図１
（ａ）に示すように、水中で叩解或いは分散させること
により、水２，２…によって空隙を有するフィブリル
１，１…間に水２，２…とともに物質３，３…を充填す
る。この状態で乾燥させると図１（ｂ）に示すように、
水２，２…が揮発し、水の表面張力によってフィブリル
１，１…同士が引き付けあってフィブリル１，１…間が
狭くなる。この状態でセパレータとして提供する。この
とき、フィブリル１，１…間に物質３，３…が含有され
た状態である。このセパレータをコンデンサや電池への
組み込んだ後に電解液を含浸させる。電解液を含浸させ
ると、図１（ｃ）に示すように物質３，３…が電解液に
よって溶解・除去されてフィブリル１，１…間の物質の
存在していた部分に貫通孔が形成され、この貫通孔がイ
オン流路として機能するため、電気特性が改善されるの
である。コンデンサや電池への組み込む前に、図１
（ｃ）に示すようにセパレータを電解液又は電解液と同
様の溶解力を有する溶媒、例えばアセトンで洗浄するこ
とによってセパレータ中の前記物質を溶解・除去し、図
１（ｃ）に示すように貫通孔を形成することもできる。
このことは内部フィブリルであっても、外部フィブリル
であっても、更にフィブリル化していないセルロース繊
維であっても同様である。

【００４７】よって、本発明にかかるセパレータによれ
ば、セルロース繊維の内部フィブリル間に貫通孔が形成
されるため、図２（ａ）の模式図に示すようにイオンが
内部フィブリル間を通過することができ、又外部フィブ
リル間にも貫通孔が形成されるため、図２（ｂ）の模式
図に示すように、イオンが外部フィブリル１ａ間を通過
することができるため、電気特性を大幅に改善すること
ができる。

【００４８】

【実施例】そこで、セルロース繊維とセルロース誘導体
を原料として製造した本発明にかかるセパレータ、及び
該セパレータを使用した電解コンデンサ，電気二重層コ
ンデンサ，非水系電池の各種実施例と、比較のために製
造した従来品の比較例を示す。各実施例および比較例の
各測定値は次の方法で測定したものである。

【００４９】（１）セルロース繊維の叩解度セルロース繊維の叩解の程度はＪＩＳＰ８１２１に規
定するＣＳＦ（カナダ標準形口水度、Ｃａｎａｄｉａｎ
ＳｔａｎｄａｒｄＦｒｅｅｎｅｓｓ）により測定し
た。未叩解のバージンパルプのＣＳＦの値は８００ｍｌ
程度である。叩解を進めていくと、ＣＳＦの値は下が
り、ある時点で０ｍｌとなる。そこで、実施例では更に
正確に気密度をコントロールするために、これ以上の叩
解度についてはＪＩＳＰ８１２１で定める試料の量３
ｇを０．３ｇとした変法で測定をした。この変法ＣＳＦ
による場合は、ＣＳＦの値の後に（変）と示す。この変
法ＣＳＦの概要を次に示す。

【００５０】ＪＩＳ法ＣＳＦではパルプの採取量を３ｇ
と規定している。この方法は叩解度の低いパルプを想定
しており、低気密度の電解紙を抄紙するには、ＪＩＳ法
ＣＳＦは叩解の程度の変化が値として判り易くて都合が
良い。しかしながら、高気密度の電解紙を抄紙するため
叩解を進めていくと、ある時点からＪＩＳ法ＣＳＦの値
が０ｍｌとなって、叩解の進行度を把握することができ
なくなる。そこで、本発明では、高度に叩解を進めた原
料の叩解の程度をより正確に測定するために、ＪＩＳ法
ＣＳＦを基準として次のような変法を用いた。

【００５１】この変法ＣＳＦによれば、高度に叩解を進
めた原料であっても叩解の程度の差をＣＳＦの値として
捉えることができる。このＪＩＳ法ＣＳＦによる測定値
と変法ＣＳＦによる測定値を比較検討するため、図３に
叩解を進めたときのＪＩＳ法ＣＳＦと変法ＣＳＦの値の
変化をグラフとして示すと共に、図４に縦軸に変法ＣＳ
Ｆの値を、横軸にＪＩＳ法ＣＳＦの値を取って、両者の
関係をグラフとして示す。図３に示すように、変法ＣＳ
Ｆで７００ｍｌの値は、ＪＩＳ法ＣＳＦで略２００ｍｌ
の値となり、変法ＣＳＦで３００ｍｌの値はＪＩＳ法Ｃ
ＳＦでは０ｍｌとなって、もはや叩解の程度をＣＳＦの
値として測定することができない。また、図４に示すよ
うに叩解の浅い初期の段階、即ちＪＩＳ法ＣＳＦの値で
２００ｍｌ以上の状態（２００〜８００ｍｌ）ではＪＩ
Ｓ法ＣＳＦの測定値が大きく変化するのに対し変法ＣＳ
Ｆの値の測定値は変化が乏しい。この段階ではＪＩＳ法
ＣＳＦの方が叩解の深浅の程度を把握しやすい。逆に、
叩解が進んだ段階、即ちＪＩＳ法ＣＳＦで２００ｍｌ以
下の値となると、変法ＣＳＦでの測定値の方が変化が大
きくなって捉らえやすくなる。一方、ＪＩＳ法ＣＳＦの
値では０ｍｌになった場合においても変法ＣＳＦの値で
は３００ｍｌであり、更に叩解を進めた場合ＪＩＳ法Ｃ
ＳＦでは測定不可能であるが、変法ＣＳＦでは叩解の程
度を数値として測定することができる。

【００５２】変法ＣＳＦの値は図４中の換算式を用いる
ことにより、ＪＩＳ法ＣＳＦの値から換算することがで
きる。なお、換算式は図４に示すように、ＪＩＳ法ＣＳ
Ｆの値で、２００ｍｌ以下の値、２００〜６００ｍｌの
範囲の値、６００ｍｌ以上の値の範囲の３種類のゾーン
にて係数を異にしている。

【００５３】（２）セパレータの厚さ，密度厚さ、密度は旧ＪＩＳＣ２３０１（電解コンデンサ
紙）に規定された方法で測定した。

【００５４】（３）セパレータの気密度気密度に関してはＪＩＳＣ２１１１（電気絶縁紙試験
方法）に規定する“１２．１気密度”の項に従い、Ｂ
型試験器（ガーレーデンソメータ）によって測定した。
但し穴の部分の直径が６ｍｍであるアダプターを使用し
た。

【００５５】（４）セパレータのＥＳＲセパレータのＥＳＲは電解液を含浸した後、３８ｍｍφ
の電極に挟み２０℃、１ｋＨｚの周波数でＬＣＲメータ
ーによって測定した。

【００５６】［実施例１〜７］実施例１〜７は叩解の程
度を異にするＮＵＫＰ（針葉樹未晒しクラフトパルプ）
を原料としてセパレータを抄紙したものである。このセ
ルロース繊維間（特にはセルロース繊維の内外のフィブ
リル間）にセルロース繊維と結合してセルロース繊維の
水素結合を抑制し、かつ、電解液又は電解液と同様の溶
解力を有する溶媒によって溶解する物質としてＰＰＧ
（ポリプロピレングリコール）を介在させてセパレータ
を形成した。ＰＰＧ（ポリプロピレングリコール）は乾
紙の段階で塗工することにより充填した。ただし、高度
に叩解を施した実施例７は乾紙の段階で塗工を試みても
既に形成した水素結合が強固でありフィブリル間に目的
の物質を充填することが困難であるため、水素結合の形
成前、即ち湿紙の段階で塗工した。また、コンデンサや
電池への組み込んだ後に電解液で物質が溶解・除去され
たセパレータの特性を測定することは困難であるため、
コンデンサや電池への組み込む前のセパレータを電解液
で洗浄することによって、物質が溶解・除去された後の
セパレータの特性を測定した。なお、比較例１〜３は実
施例１〜７と同じ原料により、セパレータを抄紙したも
のである。

【００５７】

【表１】

【００５８】実施例１と比較例１は略同一の厚さ、密度
を有するものであるが、物質を充填し、該物質を電解液
で溶解・除去することにより、貫通孔が形成されている
ため、ＥＳＲが比較例１の０．１４６Ω／１００ｋＨｚ
から０．１２９Ω／１００ｋＨｚと改善されている。ま
た、実施例２〜６は比較例２に電解液で溶解する物質を
充填したものであり、充填する物質の量が増加するに従
って坪量が増えるが厚さはあまり変わらず密度が高くな
る。そして、密度が高くなるにもかかわらず、ＥＳＲは
大幅に改善されている。特に充填量が実施例２に示す
０．１％のようなごく微量のものから効果が表われ、実
施例４に示す２％も充填すればＥＳＲは実施例２の０．
６６７Ω／１００ｋＨｚから０．３９８Ω／１００ｋＨ
ｚとほぼ半分に低減している。更に、実施例１，５，７
は原料調成の程度を変えて、充填量を同じくした場合の
効果である。対応する比較例は比較例１，２，３であ
る。いずれの実施例も強度は弱くなるもののＥＳＲが改
善されていることが分かる。その改善効果は叩解を進め
てフィブリル間が広がった原料を使ったものほど大きく
なっている。

【００５９】［実施例８］実施例８はセルロース誘導体
であるＨＰＭＣ（ヒドロキシ・プロピル・メチル・セル
ロース）水溶液に電解液で溶解するＰＥＧ（ポリエチレ
ングリコール）を混合し、フィルム化したものである。
ＨＰＭＣとＰＥＧは等量になるよう混合した。また、コ
ンデンサや電池への組み込んだ後に電解液で物質が溶解
・除去されたセパレータの特性を測定することは困難で
あるため、コンデンサや電池への組み込む前のセパレー
タを電解液で洗浄することによって、物質が溶解・除去
された後のセパレータの特性を測定した。比較例４はＰ
ＥＧを混合せずにフィルム化したものである。その測定
結果を表２に示す。

【００６０】

【表２】

【００６１】セルロース誘導体はフィルム形成能を有し
ていることは良く知られているが、セルロース誘導体に
よるフィルムには表裏間を結ぶ貫通孔が存在せず、従来
セパレータとして使用されることはなかった。実施例８
のように電解液で溶解する物質を混合・溶解しキャステ
ィング製膜を行うと、電解液で溶解しないセルロース誘
導体の部分と電解液で溶解する物質の部分が複雑に入り
組んだ状態のフィルムを形成する。電解液を含浸すると
電解液に溶解する物質が溶解し、その部分がイオン流路
となる。電解液に溶解しないセルロース誘導体の部分が
両極を隔離する役割を担い、電解液に溶解する物質が存
在していた部分がイオン流路として働くのである。比較
例４は電解液に溶解する物質を含んでいないため、電解
液を含浸してもイオン流路がなく、ＥＳＲが高い。

【００６２】［実施例９：電解コンデンサ］実施例９及
び１０は本発明にかかるセパレータを用い作製した電解
コンデンサである。電解コンデンサの作製は次のように
行った。タブ付けした陽極箔と陰極箔の間に両極が接触
しないようにセパレータを介在させ、巻き取って電解コ
ンデンサ素子を作製した後、所定の電解液を含浸させて
ケースに封入し、エージングを行ってアルミ乾式電解コ
ンデンサを作製した。ショート不良率は素子巻時及びエ
ージング時にそれぞれ１００個の素子巻及びアルミ電解
コンデンサに対しショートを測定し、測定個数に対する
割合をもってショート不良率とした。アルミ電解コンデ
ンサのＥＳＲはエージング後に測定した。実施例９はＧ
ＢＬ（γ−ブチロラクトン）系電解液を用いた低圧用電
解コンデンサである。アルミ電解コンデンサの定格は２
２０μＦ，５０ＷＶである。一方、比較例５のセパレー
タはマニラ麻パルプを用い、ＣＳＦ３００ｍｌまで叩解
し円網抄紙機で抄紙したものである。実施例９は比較例
５のセパレータに電解液に溶解する物質として脂肪族ア
ルコールアルコキシレート水溶液を塗工し乾燥させた。

【００６３】

【表３】

【００６４】実施例９及び比較例５に用いたセパレータ
は略同一の厚さ・密度を有するものであり、又厚さも５
０μｍ程度と厚いことからショート不良率も０％であ
る。一方、ＥＳＲを見ると電解液で溶解する物質を含ま
ない比較例５に対し、電解液で溶解する物質を含む実施
例９は約３０％の改善効果がある。これは電解液によっ
てセパレータ中の前記物質を溶解・除去させることによ
り、前記物質の存在していた箇所が貫通孔として形成さ
れ、しかも既に電解液に満たされている状態であるた
め、再び水素結合が生じることがなく、形成された貫通
孔はその状態を維持し、イオン流路として機能すること
ができるためである。

【００６５】比較例５のセパレータは現在の低圧用アル
ミ電解コンデンサに多く使われているセパレータであ
る。このことは本発明にかかる実施例９のようなセパレ
ータを用いれば、従来のショート不良率のまま、電気特
性を大幅に改善できることを意味している。

【００６６】［実施例１０：電解コンデンサ］次にＧＢ
Ｌ（γ−ブチロラクトン）系電解液を用いた中高圧用ア
ルミ電解コンデンサの実施例を示す。アルミ電解コンデ
ンサの定格は３３μＦ，３５０ＷＶである。比較例６に
用いたセパレータは長網円網二重紙である。ＮＵＫＰを
ＣＳＦ８０ｍｌ（変）まで叩解し、長網で抄紙したもの
と、ＮＵＫＰをＣＳＦ５００ｍｌまで叩解し、円網で抄
紙したものを抄紙機上で張り合わせ乾燥して得た。実施
例１０に用いたセパレータは比較例６のセパレータに電
解液で溶解する物質として脂肪族アルコールアルコキシ
レート水溶液を塗工して乾燥することにより得た。ただ
し、長網抄紙機で抄紙するほど叩解の進んだ原料の場
合、一度乾燥するとフィブリル間の水素結合が強いた
め、抄紙機の乾燥工程の前に塗工することでフィブリル
の間に充填した。

【００６７】

【表４】

【００６８】比較例７に用いたセパレータは、現在ＧＢ
Ｌ（γ−ブチロラクトン）系電解液を用いた中高圧用セ
パレータとして使われているマニラ麻とエスパルトを使
った円網二重紙である。マニラ麻とエスパルトの等量混
合原料をＣＳＦ４００ｍｌまで叩解し、円網多層抄紙機
で抄紙したものである。円網抄紙品であり、薄いとピン
ホールが発生するため、９０μｍと厚くして高い電圧に
耐える使い方をした。

【００６９】実施例１０と比較例６を比べると同一原
料、同一調成方法、同一抄紙法を用いて、略同一の厚
さ、密度に抄紙したセパレータを用いており、ショート
不良率はどちらも０％である。それにもかかわらず、Ｅ
ＳＲを比較すると実施例１０の方が格段に低くなってい
る。逆に言えば従来の抄紙法では耐電圧を高めるために
原料を叩解して密度の高いセパレータを製造すると、Ｇ
ＢＬのような非水系電解液ではイオン流路がなく、電気
特性が極端に悪くなっていたのである。従来の抄紙法で
ＧＢＬ系中高圧用セパレータを製造しようとすると比較
例７のように厚さを厚くして耐電圧を持たせる試みがな
されている。比較例７と実施例１０と比べると実施例１
０の方が厚さが薄い。厚さが薄いにもかかわらず、ショ
ート不良率は低く、かつ、ＥＳＲも改善されている。こ
のことから期待されているＧＢＬ（γ−ブチロラクト
ン）系中高圧用電解コンデンサの小型化あるいは高耐電
圧化を実現することができる。

【００７０】［実施例１１：電気二重層コンデンサ］実
施例１１は捲回型電気二重層コンデンサの実施例であ
る。電気二重層コンデンサの定格は２．３Ｖ，１０Ｆ
（１２．５ｍｍφ，３５ｍｍｌ）である。この捲回型電
気二重層コンデンサの作製は次のようにして行った。一
対の分極性電極（アルミネットに活性炭・カーボンブラ
ックを担持させたもの）の間にセパレータを介在させて
円柱状に素子巻したものに電解液を含浸させた後に有底
円筒状のアルミケースに収納し、かつ、アルミケースの
開口部をゴム封口体で密封して捲回型の電気二重層コン
デンサを作製した。この電気二重層コンデンサの評価は
次のようにして行った。ショート不良率は組立後ショー
トした個数を全体の個数に占める割合で表わした。な
お、測定個数は１００個とした。また、コンデンサの初
期特性として静電容量Ｃ，内部抵抗Ｚ，漏れ電流ＬＣを
測定した。

【００７１】実施例１１及び比較例８に用いたセパレー
タはマニラ麻パルプをＣＳＦ１００ｍｌ（変）まで叩解
し、長網抄紙機で抄紙し乾燥したものである。なお、実
施例１１のセパレータは電解液で溶解する物質を原料調
成の最後に内添し、凝集剤の添加により、パルプに定着
させた後に抄紙した。比較例９のセパレータはマニラ麻
とガラス繊維を原料とし、ＣＳＦ７３０ｍｌまで叩解し
円網抄紙機で抄造して乾燥した。比較例９は従来の製法
によるセパレータとして使用されている。

【００７２】

【表５】

【００７３】実施例１１及び比較例８のセパレータは高
度に叩解した原料を用いて抄紙しており、緻密であるた
めショート不良率はいずれも０である。しかし、比較例
８は表裏間を結ぶ貫通孔がなく電気特性が悪い。一方、
実施例１１は同様に緻密であるが、セパレータ内に電解
液で溶解する物質を含んでおり、電解液含浸後はその物
質が溶解しイオン流路となるため、電気特性も良好であ
る。比較例９は原料にガラス繊維を用いることで繊維径
が小さく、かつ、乾燥時に繊維同士が密着することを防
止して、イオン流路を確保しているため、電気特性は良
好である。しかし、気密度が７０秒／１００ｃｃと緻密
性に欠け、ショート不良率も１％であり、また、漏れ電
流も実施例に比べると大きくなっている。また、実施例
１１はこのようにショート不良及び電気特性に関し良好
な特性を有し、かつ、４０μｍと薄いことが特徴であ
る。このことは電気二重層コンデンサの電気特性の向上
及び小型化に資するものである。

【００７４】［実施例１２：非水系電池］実施例１２は
非水系電池の実施例である。正極・負極及び非水系電池
は次のように製作した。Ｌｉ_1.03Ｃｏ_0.92Ｓｎ_0.02Ｏ₂
の組成を有するＬｉ・Ｃｏ複合酸化物１００重量％とグ
ラファイト２．５重量％、アセチレンブラック２．５重
量％を混合した後、フッ素ゴム２重量％を酢酸エチル／
エチルセロソルブの１：１（重量比）混合溶剤６０重量
％に溶解させた液を混合し、スラリー状塗工液を得た。
そして、この塗工液を幅６００ｍｍ、厚さ１５μｍのア
ルミニウム箔の両面にドクターブレードコーターヘッド
を有する塗工機を用いて片面当たり２７０ｇ／ｍ²（乾
燥時）の塗布量で塗布し、その塗工厚を２１５μｍとす
る。この塗工品をカレンダープレスにてプレス後、スリ
ッターを用い３９ｍｍ幅にスリットして非水系電池の正
極とした。

【００７５】また、ニードルコークス粉砕品１００重量
％とフッ素ゴム５重量％を、酢酸エチル／エチルセロソ
ルブの１：１（重量比）混合溶剤９０重量％に溶解させ
た液を混合し、スラリー状塗工液を得た。そして、この
塗工液を幅６００ｍｍ、厚さ１０μｍの銅箔の片面にド
クターブレードコーターヘッドを有する塗工機を用いて
１３８ｇ／ｍ²（乾燥時）の塗布量で塗布し、その塗工
厚を３００μｍとした。この塗工品をカレンダーロール
にてプレス後、スリッターを用い４０ｍｍ幅にスリット
して非水系電池の負極とした。

【００７６】そして、セパレータの両面に上記正極と負
極を重ね、捲回機を用いて外径１４．９ｍｍのコイル状
に捲回する。この捲回コイルを外径１６ｍｍの電池缶に
入れて、プロピレンカーボネイト／エチレンカーボネイ
ト／γーブチロラクトンの１：１：２（重量比）の混合
溶剤にＬｉＢＦ₄を１Ｍ溶液に溶かしたものを電解液と
して含浸させた後封口して高さ５０ｍｍの非水系電池を
得た。また、非水系電池の特性として電池容量及びショ
ート不良率を測定した。電池容量は２０℃にて０．５Ａ
で放電した時の値を測定した。ショート不良率は、非水
系電池組立初期におけるセパレータの絶縁不良の比率を
絶縁不良個数／測定総数で表わした。また、耐熱性を評
価するために、加熱時のショート不良率として２００℃
のオーブン中に非水系電池を１０分間放置した後の絶縁
不良の比率を絶縁不良個数／測定総数で表わした。

【００７７】実施例１２及び比較例１０のセパレータは
マニラ麻パルプをＣＳＦ２００ｍｌ（変）まで叩解した
原料を用い長網抄紙機で製造した。実施例１２のセパレ
ータは原料調成後、電解液で溶解する物質を内添して製
造した。比較例１１のセパレータはマニラ麻パルプをＣ
ＳＦ７８０ｍｌまで叩解し、円網抄紙機で製造した。比
較例１２は市販のポリエチレン多孔質フィルムを、比較
例１３は市販のポリプロピレン多孔質フィルムをそれぞ
れセパレータとして使用した。

【００７８】

【表６】

【００７９】実施例１２及び比較例１０のセパレータは
高度に叩解して発生したフィブリルを原料に製造してお
り、気密度が測定不能なほど緻密である。また、耐熱性
のあるセルロースを用いており、組立時及び加熱時にも
ショート不良が発生していない。電気特性を見ると比較
例１０は表裏間を結ぶイオン流路がないため、電気特性
が悪く充放電が不能である。実施例１２は電解液で溶解
する物質を含んでおり、電解液含浸後はその物質が溶解
しイオン流路となるため、電気特性も良好である。比較
例１１のセパレータは原料の叩解が進んでいなく、原料
パルプの形状が保持された状態である。そのため、気密
度が１秒／１００ｃｃと緻密性に欠け、ショート不良率
が高い。

【００８０】一方現在、非水系電池のセパレータとして
使われることの多いポリエチレンやポリプロピレンをセ
パレータとして用いた比較例１２及び１３は組立時のシ
ョート不良率や放電特性は良好である。しかし、ポリエ
チレンが１３０℃付近に、ポリプロピレンが１７０℃付
近に融点をそれぞれ有しており、加熱時にはセパレータ
として形態を保持することが困難であり、ショート不良
率が高くなっている。これらの実施例１２及び比較例１
０〜１３から耐熱性を有するセルロースに電解液で溶解
する物質を含有することで耐熱性に優れ及びショート不
良率が低く放電特性の良い非水系電池のセパレータを得
ることが判る。

【００８１】

【発明の効果】以上詳細に説明した通り、本発明によれ
ば電解液含浸前においてはセパレータのセルロース繊維
間やセルロース誘導体の分子間にセルロース繊維等の水
素結合を抑制するような特定の物質を含有させておき、
コンデンサや電池に組み込んで電解液を含浸させた後
に、該電解液によってセパレータ中の前記物質を溶解・
除去させることにより、前記物質の存在していた箇所が
貫通孔として形成され、しかも既に電解液に満たされて
いる状態であるため、再び水素結合が生じることがな
く、形成された貫通孔はその状態を維持し、イオン流路
として機能することができる。よって、コンデンサや電
池への組み込み時には前記物質がセパレータ中に存在し
て貫通孔が形成されていないため、ショート不良を改善
することができ、かつ、イオン流路としての貫通孔を必
要とする電解液含浸後においては前記物質は電解液によ
って溶解・除去されているため、多数の安定した貫通孔
を形成・維持することができて電気特性を大きく改善す
ることができる。

【００８２】また、コンデンサや電池への組み込む前の
段階において、セパレータを電解液又は電解液と同様の
溶解力を有する溶媒で洗浄することによってセパレータ
中の前記物質を溶解・除去することもできるため、密度
を高く形成したセパレータに貫通孔を形成することがで
きて従来のセパレータの目的とした気密度が高く、か
つ、多孔質のセパレータを得ることができる。

【００８３】そして、これらのセパレータは厚さを薄く
しても強度を維持することができるため、現在のセパレ
ータに強く望まれている小型化を実現することができ
る。さらに、セルロース及びセルロース誘導体は２３０
℃までの耐熱性を有しており、耐熱性に優れたセパレー
タを提供できる。そのため、使用するアルミ電解コンデ
ンサ・電気二重層コンデンサ及び非水系電池の信頼性の
向上は勿論、これらの電子部品を使用する電子機器の信
頼性も向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるセパレータの作用を表わした模
式説明図。

【図２】本発明におけるセパレータのイオンの通過を表
わした模式説明図。

【図３】本発明における変法ＣＳＦとＪＩＳ法ＣＳＦと
の関係を示すグラフ。

【図４】本発明における変法ＣＳＦとＪＩＳ法ＣＳＦと
の関係を示すグラフ。

【図５】フィブリルの水素結合の状態を表わした模式説
明図。

【図６】イオンの通過状態を表わした模式説明図。

【図７】外部フィブリル化した繊維を用いたセパレータ
の模式説明図。

【符号の説明】

１…フィブリル１ａ…外部フィブリル２…水３…物質整理番号Ｐ２９４９

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電解液を含浸して機能する電子部品用の
セパレータであって、電解液で溶解する物質を含有して
セパレータを形成し、電解液含浸後に、該電解液によっ
てセパレータ中の前記物質を溶解させることを特徴とす
るセパレータ。
【請求項２】電解液を含浸して機能する電子部品用の
セパレータであって、該セパレータはセルロース繊維を
原料とし、セルロース繊維間にセルロース繊維と結合す
る物質を介在させてセパレータの紙層を形成し、セパレ
ータ形成後に前記物質を溶解してなることを特徴とする
セパレータ。
【請求項３】電解液を含浸して機能する電子部品用の
セパレータであって、該セパレータはセルロース繊維を
原料とし、セルロース繊維間にセルロース繊維の水素結
合を抑制する物質を介在させてセパレータの紙層を形成
し、セパレータ形成後に前記物質を溶解してなることを
特徴とするセパレータ。
【請求項４】叩解によってフィブリルを発生させたセ
ルロース繊維を原料とし、該フィブリル間に物質を充填
した請求項２又は３記載のセパレータ。
【請求項５】高圧下剪断力で解繊したマイクロフィブ
リル化したセルロース繊維を原料とし、該マイクロフィ
ブリル間に物質を充填した請求項２又は３記載のセパレ
ータ。
【請求項６】電解液を含浸して機能する電子部品用の
セパレータであって、該セパレータはセルロース誘導体
を原料とし、セルロース誘導体の分子間に該分子と結合
する物質を介在させてセパレータのフィルム層を形成
し、セパレータ形成後に前記物質を溶解してなることを
特徴とするセパレータ。
【請求項７】電解液を含浸して機能する電子部品用の
セパレータであって、該セパレータはセルロース誘導体
を原料とし、セルロース誘導体の分子間に該分子の水素
結合を抑制する物質を介在させてセパレータのフィルム
層を形成し、セパレータ形成後に前記物質を溶解してな
ることを特徴とするセパレータ。
【請求項８】前記物質として電解液で溶解する物質を
使用し、電解液含浸後に電解液によって物質を溶解する
請求項２，３，４，５，６又は７記載のセパレータ。
【請求項９】前記物質として電解液で溶解する物質を
使用し、セパレータを電解液又は電解液と同様の溶解力
を有する溶媒で洗浄することによってセパレータ中の前
記物質を溶解する請求項２，３，４，５，６又は７記載
のセパレータ。
【請求項１０】セパレータ中の前記物質を溶解させる
ことによってセパレータを多孔質とする請求項１，２，
３，４，５，６，７，８又は９記載のセパレータ。
【請求項１１】セパレータ中の前記物質を溶解させる
ことによってセパレータを多孔質としてイオン流路とし
ての貫通孔を形成する請求項１，２，３，４，５，６，
７，８又は９記載のセパレータ。
【請求項１２】電解液を含浸して機能する電子部品用
のセパレータであって、電解液で溶解する物質を含有し
てセパレータを形成し、電解液含浸前にはセパレータ中
に存在する前記物質によって緻密性を保持し、かつ、電
解液含浸後には、該電解液によってセパレータ中の前記
物質を溶解させることによってセパレータを多孔質とし
て、イオン流路としての貫通孔を形成することを特徴と
するセパレータ。
【請求項１３】前記物質は電解液に溶解すると共に、
水に溶解するものである請求項１，２，３，４，５，
６，７，８，９，１０，１１又は１２記載のセパレー
タ。
【請求項１４】前記物質はポリエチレングリコール，
ポリプロピレングリコール，脂肪族アルコールアルコキ
シレート，界面活性剤から選択されたものである請求項
１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０，１１又は
１２記載のセパレータ。
【請求項１５】請求項１〜１４のいずれか記載のセパ
レータを陽極箔と陰極箔との間に介在させてなる電解コ
ンデンサ。
【請求項１６】請求項１〜１４のいずれか記載のセパ
レータによって一対の分極性電極を隔離してなる電気二
重層コンデンサ。
【請求項１７】請求項１〜１４のいずれか記載のセパ
レータによって正極活物質と負極活物質とを電子的に隔
離してなる非水系電池。