JP2000340204A

JP2000340204A - 電池用セパレーターおよびその製造方法、非水電解液二次電池

Info

Publication number: JP2000340204A
Application number: JP11145433A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Iwasaki; 崎博岩; Katsuaki Furuya; 矢克昭降; Hiroaki Tan; 弘明丹; Takehiko Onomi; 身毅彦尾
Original assignee: Mitsui Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 1999-05-25
Filing date: 1999-05-25
Publication date: 2000-12-08

Abstract

(57)【要約】【課題】強度が高く、内部抵抗が小さく、しかも膜厚
を任意の厚さにすることができる電池用セパレーターと
その製造方法を提供する。【解決手段】ポリマービーズを膜状に成形してなる多
孔質シートからなる電池用セパレーター。このような電
池用セパレーターは、ポリマービーズが分散媒に分散し
てなる分散液を電極材に塗布したのち、得られた塗膜を
乾燥することによって製造される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、電池用セパレーターおよ
び非水電解液二次電池に関するものであり、さらに詳し
くは、強度が高く、しかも透気度が高いため内部抵抗の
小さい電池用セパレーターとその製造方法および該電池
用セパレーターを用いた充放電効率の優れた非水電解液
二次電池に関する。

【０００２】

【発明の技術的背景】従来、非水電解液を用いた電池に
は、セパレーターとして、ポリプロピレン製の微多孔膜
が使用されていた（特公昭55-32531号参照）。

【０００３】しかしながら、このポリプロピレン製微多
孔膜は、その製法によっては、フィルムが長手方向に裂
けやすくなったり、あるいは気孔率が低いために、内部
抵抗が高くなるなどの問題があった。

【０００４】このため、特開平3-236155号公報には、ポ
リエチレンからなる多孔膜であって、(a)厚さが５〜５
０μｍ、(b)透気度が１００sec/100cc以下、(c)破断強
度が５００g/cm以上、(d)引裂強度が５ｇ以上であり、
かつ(e)特定のポリスチレンラテックス阻止率を有する
電池用セパレーターが提案されている。

【０００５】ところで、近年、電気機器が小型化される
のに伴い、電池の形状も、小型化、薄型される傾向にあ
り、電池用セパレーターにも薄膜化が望まれている。こ
のような情況のもと、本発明者らは、鋭意検討した結
果、ポリマービース単独で膜状に成形した多孔質シー
ト、またはポリマービーズを電極上に膜成形してなる多
孔質シートを、電池用セパレーターとして使用すること
によって、強度が高く、しかも内部抵抗の小さい電池用
セパレーターが得られ、しかも使用するポリマービーズ
の粒径によって電池用セパレーターの膜厚が所望の厚さ
に制御可能であることを見出し、本発明を完成するに至
った。

【０００６】

【発明の目的】本発明は、強度が高く、内部抵抗が小さ
く、しかも膜厚を任意の厚さにすることができる電池用
セパレーターとその製造方法および該電池用セパレータ
ーを用いた非水電解液二次電池を提供することを目的と
している。

【０００７】

【発明の概要】本発明に係る電池用セパレーターは、ポ
リマービーズを膜状に成形してなる多孔質シートからな
ることを特徴としている。

【０００８】このようなポリマービースは、ポリオレフ
ィンまたはアクリル系（共）重合体からなることが好ま
しい。また、ポリマービースの平均粒径は、１．０〜１
０μｍの範囲にあることが好ましい。

【０００９】また、本発明に係る電池用セパレーター
は、透気度が、好ましくは１００〜２０００、さらに好
ましくは１００〜１０００sec/100ccの範囲にあること
が好ましく、また膜厚は、５〜３０μｍの範囲にあるこ
とが、好ましい。

【００１０】

【発明の具体的説明】以下、本発明に係る電池用セパレ
ーターおよび非水電解液二次電池について、具体的に説
明する。

【００１１】本発明に係る電池用セパレーターは、ポリ
マービーズを膜状に成形してなる多孔質シートからなる
ことを特徴としている。まず、本発明で使用するポリマ
ービーズについて説明する。

【００１２】［ポリマービーズ］本発明で使用されるポ
リマービーズは、膜状に成形できるものであれば特に制
限されることなく使用することが可能であり、たとえば
ポリプロピレン、ナイロン、ポリエステル、ポリメチル
ペンテン、アイオノマー、エチレン酢酸ビニル共重合
体、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、（メタ）アク
リル酸重合体、（メタ）アクリル酸エステル共重合体、
ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリプロピレン変性重合体な
どからなるものが使用される。

【００１３】このうち、特にポリオレフィンまたはアク
リル系（共）重合体からなるものが好適である。ポリオ
レフィンとしては、結晶性のものであっても、非晶性の
ものであってもよく、具体的には、(i) エチレン、プロ
ピレン、1-ブテン、4-メチル-1-ペンテンなどのオレフ
ィンの単独重合体、または２種以上のオレフィンの共重
合体 (ii)前記オレフィンとスチレン、酢酸ビニル、メチルメ
タクリレート、メチルアクリレート、アクリロニトリ
ル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、メタアクリロニトリ
ル、ジエチルフマレート、無水マレイン酸などの不飽和
カルボン酸またはその酸無水物などのビニル系単量体と
の共重合体、(iii)オレフィンとブタジエン、エチリデ
ンノルボルネン、ジシクロペンタジエン、1,5-ヘキサジ
エン、イソプレンなど共役または非共役ジエンとの共重
合体、(iv)オレフィンの単独または共重合体に、前記共
役または非共役ジエン、酢酸エチレンなどをグラフト変
性したグラフト変性物などが挙げられる。

【００１４】ポリオレフィンは、ワックス状であって
も、ゴム状であってもよい。またポリオレフィンは、１
種単独でも２種以上を組み合わせて用いてもよい。この
ようなポリオレフィンとして特に、高圧法、中圧法、低
圧法のポリエチレン、低分子量ポリエチレン（粘度平均
分子量：５００〜１００００、ワックス状物、熱分解ポ
リエチレンなど）、低分子量ポリプロピレン、エチレン
-ブテン-1共重合体、エチレン-4-メチル-ペンテン-1共
重合体、エチレン-メタクリル酸共重合体、エチレン-酢
酸ビニル共重合体、低密度ポリエチレン、低密度ポリプ
ロピレン、非晶性ポリプロピレン、変性ポリプロピレン
などが好ましい。

【００１５】また、ポリマービーズは、前記ポリオレフ
ィンとカルボキシル基含有ポリオレフィンとの組成物か
らなるものであってもよい。カルボキシル基含有ポリオ
レフィンは、カルボキシル基および／または酸無水物基
を含有するオレフィン重合体であり、オレフィンと不飽
和カルボン酸のエステル、アミド、イミドなどの誘導体
をグラフトさせたもの、またはケン化させたものなどが
挙げられる。

【００１６】不飽和カルボン酸としては、アクリル酸、
メタクリル酸、クロトン酸、イソクロトン酸などの炭素
原子数が６以下の脂肪族カルボン酸、マレイン酸、フマ
ル酸、メザロン酸、シトラコン酸、イタコン酸などの脂
肪族カルボン酸、5-ノルボルネン-2,3-ジカルボン酸な
どが挙げられる。

【００１７】さらにまた、ポリマービーズは、ポリオレ
フィンの塩素物である塩素化オレフィン系重合体からな
るものであってもよい。塩素化オレフィン系重合体の製
造に用いられるポリオレフィンとしては、エチレン・プ
ロピレン・1-ブテン共重合体、プロピレン・4-メチルペ
ンテン共重合体、プロピレン・1-ブテン・1-ウンデシレ
ン酸共重合体、プロピレン・4-メチル-1-ペンテン・1-
ウンデシレン酸共重合体、プロピレン・1-ウンデセノー
ル共重合体、プロピレン・4-メチル-1-ペンテン・ウン
デセノール共重合体、プロピレン・1-ブテン・マレイン
酸共重合体、プロピレン・1-ブテン・イタコン酸共重合
体、プロピレン・1-ブテン・エチレン・マレイン酸共重
合体、プロピレン・1-ブテン・スチレン共重合体、プロ
ピレン・3-メチル-1-ブテン・スチレン共重合体、プロ
ピレン・4-メチル-1-ペンテン・スチレン共重合体、プ
ロピレン・3-メチル-1-ペンテン・スチレン共重合体な
どが挙げられる。

【００１８】塩素化オレフィン系重合体中の塩素含有量
は、５〜４０重量％、好ましくは８〜３５重量％の範囲
にあることが望ましい。このようなポリオレフィンから
なるポリマービースは、ポリマービーズが水に分散した
水分散体の水分を蒸発させたものを使用してもよく、ま
たセパレーターの作製法によっては水性分散体として使
用してもよい。水分散体中の固形分濃度は、使用したポ
リマービーズの種類によるが、通常５〜５０重量％、好
ましくは８〜２５重量％の範囲にあることが望ましい。
この水分散体には、必要に応じて、水酸化リチウムなど
のアルカリ成分が含まれていてもよく、さらには、他の
ポリマー成分、酸化防止剤、紫外線吸収剤、塩酸吸収
剤、脱塩酸防止剤、顔料、染料、充填剤、核剤、ブロッ
キング防止剤、スリップ剤、帯電防止剤、難燃剤などの
添加剤を有していてもよい。

【００１９】また、アクリル系（共）重合体としては、
アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸メチル、メタク
リル酸メチルなどのアクリル酸またはその誘導体の重合
体、共重合体が使用される。

【００２０】本発明においてポリマービースの平均粒径
は、０．１〜５０μｍ、好ましくは４〜１０μｍの範囲
にあることが好ましい。本発明では、ポリマービーズと
して、異なる粒径のものを２種以上混合して使用しても
よく、さらには、異なるポリマー成分からなる２種以上
のポリマービーズを混合して使用してもよい。

【００２１】このようなポリマービーズを用いて、膜状
に成形して多孔質シートとすることにより、強度が高
く、しかも透気度が高く、このため内部抵抗の小さい電
池用セパレーターを得ることができる。また本発明の電
池用セパレーターを用いた二次電池は充放電効率に優れ
ている。しかも使用するポリマービーズの粒径によっ
て、電池用セパレーターの膜厚を、所望の厚さに制御す
ることができる。

【００２２】［電池用セパレーター］本発明に係る電池
用セパレーターは、上記のようなポリマービーズが膜状
に成形してなる多孔性シートである。

【００２３】このような電池用セパレーターの膜厚は、
通常５〜５０μｍ、好ましくは５〜３０μｍの範囲にあ
ることが望ましい。また、電池用セパレーターの透気度
は、１００〜２０００sec/100cc、好ましくは１００〜
１０００sec/100ccの範囲にあることが好ましい。

【００２４】この電池用セパレーターの空孔率は、５〜
７０％、好ましくは１０〜５０％、特に好ましくは３５
〜５０％の範囲にあることが望ましい。このような電池
用セパレーターは、上記したポリマービーズに圧を加え
て圧縮成形することによって作製することができる。成
形圧としては２〜５０kg／cm²が好ましい。また、例え
ば、上記したポリマービースを、必要に応じて可塑剤と
ともに、ポリマービーズが完全に溶融しない（すなわち
一部が溶融する）条件で、例えばポリマービーズの内部
が固体の状態を保持するような条件で溶融押出してシー
ト状に成形することによって作製することもできる。

【００２５】可塑剤としては、ポリマービーズを構成す
るポリマー成分との相溶性がよく、沸点が溶融成形温度
以上であり、しかもシート成形中に蒸散が起こりにくい
ものが望ましく、具体的には流動パラフィン、固形パラ
フィン、ステアリルアルコール、セリルアルコールなど
が挙げられる。

【００２６】なお、添加された可塑剤は、易揮発性溶剤
によって抽出除去される。易揮発性溶媒としてはペンタ
ン、ヘキサン、へプタンなどの炭化水素、塩化メチレ
ン、四塩化炭素などの塩素系炭化水素、三フッ化エタン
などのフッ化炭化水素、メタノール、エタノール、プロ
パノールなどのアルコール類が挙げられる。

【００２７】また、作製した多孔性シートは、必要に応
じて、延伸してもよく、延伸は公知の延伸法、たとえば
二軸延伸機、チューブラー法、圧延法、テンダー法、ロ
ール法などによって行うことができる。

【００２８】また、本発明に係る電池用セパレーター
は、上記のようにポリマービーズを単独で膜状に成形し
たものであっても、さらには上記のポリマービーズ分散
液を後述する電極材に塗布・乾燥して成形したものであ
ってもよい。

【００２９】ポリマービーズの分散液を電極材に塗布す
る方法によって、電池用セパレーターを作製すると、電
池用セパレーターと電極材とを一体化させることができ
る。たとえば以下のような方法によって、電極材と一体
化した電池用セパレーターを作製することができる。

【００３０】上記ポリマービーズを、通常、水、メタノ
ール、エタノールなどのアルコール類、エステル類、ア
セトンなどのケトン類などの非溶解性の溶媒に分散させ
て、更に必要によりポリマービーズ同士を接着させる接
着剤を加えて、ポリマービーズ分散液を調製する。この
際、ポリマービーズ分散液が水分散体の場合には、水を
上記溶媒に置換してもよい。

【００３１】このポリマービーズ分散液を、正極または
負極を構成する電極材に塗布して、塗膜を作製する。得
られた塗膜は、乾燥後、必要に応じて圧縮、または加熱
する。

【００３２】加熱する場合、加熱温度は、ポリマービー
ズが完全に溶融しない温度であれば特に制限されるもの
ではない。なお、本発明で使用されるポリマービーズは
その種類によってはそれ自体が接着性能を有しているの
で、接着性能を有しているポリマービーズを用いる場合
は、ポリマービーズ同士を接着させるための接着剤は必
ずしも必要ではない。

【００３３】さらにまた、上記のポリマービーズを、ポ
リマービーズが膨潤する溶媒に分散させて、ポリマービ
ーズ分散液を調製し、該ポリマービーズ分散液を、電極
材に塗布したのち、乾燥することによっても、電極材と
一体化した膜状の電池用セパレーターを作製することが
できる。

【００３４】ポリマービーズが膨潤する溶媒としては、
ヘキサン、オクタン、ノナン、トルエン、キシレン、モ
ノエチルベンゼン、トリメチルベンゼントルエン、テト
ラメチルベンゼン、エチルトルエン、プロピルトルエ
ン、ブチルトルエン、シメン、ジエチルベンゼン、ナフ
タレン、モノメチルナフタレン、ジメチルナフタレン、
キシレンなどが挙げられ、さらには炭素数１０〜２９の
アルカン類、炭素数３〜３６の分枝アルキル基を有する
分枝アルキルベンゼンなども使用することができる。こ
のような溶媒は、単独であってもまたいくつかの混合溶
媒であってもよい。なお、混合溶媒としては、たとえ
ば、オクタン・ノナン・トルエン混合溶媒、ノナン・炭
素数１０〜２９のアルカン・モノエチルベンゼン・キシ
レン混合溶媒、炭素数１０〜２９のアルカン・トリまた
はテトラメチルベンゼン・アルキルトルエン・分枝アル
キルベンゼン混合溶媒、トリまたはテトラメチルベンゼ
ン・アルキルトルエン・分枝アルキルベンゼン混合溶
媒、トリまたはテトラメチルベンゼン・シメン・ジエチ
ルベンゼン・ナフタレン混合溶媒、ジエチルベンゼン・
分枝アルキルベンゼン・モノおよびジメチルナフタレン
・ナフタレン混合溶媒などが使用される。

【００３５】以上のようなポリマービーズが膨潤しうる
溶媒を使用すると、膨潤したポリマービーズ同士が接触
面で接着し、膜を形成し、さらに乾燥時の球晶現象によ
り、膜に孔部が生成される。

【００３６】［非水電解液二次電池］次に、本発明の電
池用セパレーターとして用いた非水電解液二次電池につ
いて詳述する。一般的に電池は正極活物質からなる正
極、負極活物質からなる負極、電解質、および上記した
電池用セパレーターより構成される。

【００３７】このような非水電解液二次電池は、たとえ
ば円筒型非水電解液二次電池に適用できる。円筒型非水
電解液二次電池は、図１に示すように負極集電体９に負
極活物質を塗布してなる負極１と、正極集電体１０に正
極活物質を塗布してなる正極２とを、非水電解液を注入
された上記電池用セパレーター３を介して巻回し、巻回
体の上下に絶縁板４を載置した状態で電池缶５に収納し
てなるものである。なお、上記電池用セパレーターが、
ポリマービーズ分散体を塗布して作製される場合、ポリ
マービーズ分散体を、負極１または正極２のいずれか
に、塗布すればよい。

【００３８】電池缶５には電池蓋７が封口ガスケット６
を介してかしめることにより取り付けられ、それぞれ負
極リード１１および正極リード１２を介して負極１ある
いは正極２と電気的に接続され、電池の負極あるいは正
極として機能するように構成されている。

【００３９】この電池では、正極リード１２は、電流遮
断用薄板８を介して電池蓋７との電気的接続がはかられ
ていてもよい。このような電池では、電池内部の圧力が
上昇すると、電流遮断用薄板８が押し上げられ変形し、
正極リード１２が上記薄板８と溶接された部分を残して
切断され、電流が遮断されるようなっている。

【００４０】このような負極１を構成する負極活物質と
しては、リチウム、リチウムアルミ合金、リチウムスズ
合金、リチウムマグネシウム合金などの金属負極、炭素
（黒鉛系のものや非黒鉛系のものを含む）、炭素ボロン
置換体（ＢＣ₂Ｎ）等のリチウムイオンのドープ・脱ド
ープが可能な炭素材料、リチウムイオンのドープ・脱ド
ープが可能な酸化スズ、リチウムイオンのドープ・脱ド
ープが可能なシリコン、リチウムイオンなどを例示でき
る。

【００４１】前記炭素材料としては、グラファイト、ピ
ッチコークス、合成高分子、天然高分子の焼成体が挙げ
られ、特に、以下のものが望ましい。フェノール、ポリイミドなどの合成高分子、天然高分
子を４００〜８００℃の還元雰囲気下で焼成することに
より得られる絶縁性ないし半導体炭素体石炭、ピッチ、合成高分子あるいは天然高分子を８０
０〜１３００℃での還元雰囲気下で焼成することにより
得られる導電性炭素体コークス、ピッチ、合成高分子、天然高分子を２００
０℃以上の温度で還元雰囲気下で焼成することによって
得られたもの天然のグラファイト系炭素体。

【００４２】本発明に使用する正極集電体としては、た
とえばステンレス鋼、金、白金、ニッケル、アルミニウ
ム、モリブデン、チタン等の金属シート、金属箔、金属
網、パンチングメタル、エキスパンドメタル、あるいは
金属メッキ繊維、金属蒸着線、金属含有合成繊維等から
なる網や不織布があげられる。これらの正極集電体のう
ち、特に、電気伝導度、化学的、電気化学的安定性、経
済性、加工性の点でアルミニウム、ステンレス、チタン
を用いることが望ましい。

【００４３】また正極２を構成する正極活物質として
は、ＴｉＳ₂、ＭｏＳ₂、Ｃｏ₂Ｓ₅、Ｖ₂Ｏ₅、ＭｎＯ₂、
ＣｏＯ₂等の遷移金属酸化物、遷移金属カルコゲン化合
物およびこれらとＬｉとの複合体（Ｌｉ複合酸化物）と
しては、ＬｉＭｎＯ₂、ＬｉＭｎ₂Ｏ₄、ＬｉＣｏＯ₂、Ｌ
ｉＮｉＯ₂、ＬｉＣｏ_xＮｉ_1-xＯ₂（０＜ｘ＜１）、Ｌｉ
Ｍｎ_2-aＸ_aＯ₄、ＬｉＭｎ_2-a-bＸ_aＹ_bＯ₄（０＜ａ＜
２、０＜ｂ＜２、０＜ａ＋ｂ＜２）等が挙げられる。ま
た、正極の導電性を確保するために添加される導電材と
しては、有機物の熱重合物である一次元グラファイト化
物、弗化カーボン、グラファイトあるいは１０^-2Ｓ／ｃ
ｍ以上の電気伝導度を有する導電性高分子、具体的には
ポリアニリン、ポリピロール、ポリアズレン、ポリフェ
ニレン、ポリアセチレン、ポリフタロシアニン、ポリ−
３−メチルチオフェン、ポリピリジン、ポリジフェニル
ベンジジン等の高分子およびこれらの誘導体が挙げられ
る。

【００４４】非水電解液としては、通常リチウム塩を有
機溶媒に溶解したものが使用される。リチウム塩として
は、具体的に、ＬiＰＦ₆、ＬiＢＦ₄、ＬiＣlＯ₄、ＬiＡ
sＦ₆、ＬiＯＳＯ₂ＣＦ₃、ＬiＡlＣl₄、ＬiＮ(ＳＯ₂ＣＦ
₃)₂、ＬiＣ(ＳＯ₂ＣＦ₃)₃、ＬｉＯＳＯ₂Ｃ₄Ｆ₉などが挙
げられる。

【００４５】有機溶媒としては、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、
メチルエチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メ
チルイソプロピルカーボネートなどのカーボネート類、
γ-ブチロラクトン、蟻酸メチル、酢酸メチルなどのエ
ステル類などが挙げられる。

【００４６】また、このような非水電解液とポリエチレ
ンオキサイド重合体、ポリアクリロイルオキシカーボネ
ート重合体とからなるゲル状高分子電解質を、電池用電
解質として使用することもできる。なお、ゲル状高分子
電解質を使用する場合、電池用セパレーターとゲル状高
分子電解質とか複合化してもよい。

【００４７】また、本発明に係る電池用セパレーター
は、図２に示すようなコイン型非水電解液二次電池にも
適用することができる。図２のコイン型非水電解液二次
電池では、円盤状負極１３、円盤状正極１４、セパレー
ター１５およびステンレスの板１７が、負極１３、セパ
レーター１５、正極１４、ステンレスの板１７の順序で
積層された状態で電池缶１６に収納され、電池缶（蓋）
１９がガスケット１８を介してかしめることにより取り
付けられている。負極１３、セパレーター１５、正極１
４としては、前記と同様のものが使用される。また電池
缶１６、電池缶（蓋）１９は、電解液で腐食しにくいス
テンレスなどの材質のものが使用される。

【００４８】なお、本発明に係る非水電解液二次電池
は、セパレーターとして上記説明した電池用セパレータ
ーを含むものであり、電池の形状などは図１および図２
に示したものに限定されず、角型などであってもよい。

【００４９】本発明では、電池用セパレーターとして、
特定のポリマービーズをからなる多孔質シートを使用し
ているので、たとえば、薄型や小型などの所望の形状の
電池を作製することができる。しかも、従来の多孔質セ
パレーターを用いた非水電解液二次電池と同等の充放電
効率のものが得られる。

【００５０】

【発明の効果】本発明の電池用セパレーターは、ポリマ
ービーズを膜状に成形してなる多孔質シートからなって
いるので強度が高く、内部抵抗が小さく、しかも膜厚を
任意の厚さにすることができる。このため、このような
電池用セパレーターを使用すると、小型化、薄型化され
た電池にも好適に使用できる。

【００５１】また本発明の電池用セパレーターを用いた
二次電池は充放電効率が優れているという特長を有す
る。

【００５２】

【実施例】以下、本発明について実施例に基づいてさら
に具体的に説明するが、本発明は、これら実施例により
何等限定されるものではない。

【００５３】

【実施例１】＜電池用セパレーターの作製＞平均粒径３
μｍのポリプロピレンビーズを成形圧５kg／cm²で圧縮
成形して、膜厚４２５μｍ、空孔率３２％の電池用セパ
レーターを作製した。

【００５４】得られた電池用セパレーターの表面を、走
査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって観察した。結果を図
３に示す。図３から明らかなように、得られた電池用セ
パレーターは、微細な細孔を有した多孔質のものであっ
た。

【００５５】上記のようにして得られる電池用セパレー
ターを用いて、以下のようにして、図２に示される電池
を作製した。＜電池の作製＞非水電解液の調製エチレンカーボネート(EC)、ジメチルカーボネート(DM
C)、リン酸トリメチル(TMPA)、クロロメチルエチレンカ
ーボネート(CMEC)の混合溶媒（重量比、EC:DMC:TMPA:CM
EC=37.6:56.7:5.2:0.5）に、電解質LiPF₆を溶解し、電
解質濃度１．０mol／リットルの非水電解液を調製し
た。

【００５６】負極の作製大阪ガス（株）製のメソカーボンマイクロビーズ(MCMB6
-28、d002=0.337nm、密度2.17g/cm³)の炭素粉末９５重
量部と、結着剤のポリフッ化ビニリデン(PVDF)5重量部
とを混合し、溶剤のN-メチルピロリドンに分散させ、ペ
ースト状の負極合剤スラリーを調製した。

【００５７】この負極合剤スラリーを厚さ２０μｍの帯
状銅箔製の負極集電体に塗布し、乾燥させた後、帯状の
炭素負極を得た。乾燥後の負極合剤の厚さは２５μｍで
あった。さらに、この帯状電極を直径１５mmの円盤状に
打ち抜いた後、圧縮成形し負極電極とした。

【００５８】＜正極の作製＞本庄ケミカル（株）製のLi
CoO₂（製品名：HLC-21、平均粒径８μｍ）微粒子９１重
量部と、導電材のグラファイト6重量部と、結着剤のポ
リフッ化ビニリデン3重量部とを混合して正極合剤を調
製し、その後N-メチルピロリドンに分散させることによ
り、正極合剤スラリーを得た。

【００５９】このスラリーを厚さ20μｍの帯状アルミニ
ウム箔製正極集電体に塗布し、乾燥させ、圧縮成形し
て、帯状正極を得た。乾燥後の正極合剤の厚さは４０μ
ｍであった。さらにこの帯状電極を直径１５mmの円盤状
に打ち抜くことにより正極電極とした。

【００６０】＜電池の作製＞このようにして得られた円
盤状負極、円盤状正極、およびセパレーターを、ステン
レス製の２０３２サイズの電池缶に、負極、セパレータ
ー、正極の順序で積層した。その後、セパレーターに前
記非水電解液を注入し、ステンレス製の板（厚さ2.4m
m、直径15.4mm）を収納した。ポリプロピレン製のガス
ケットを介して、電池缶（蓋）をかしめることにより、
電池内の気密性を保持し、直径20mm、高さ3.2mmのボタ
ン型非水電解液二次電池を作製した。

【００６１】＜放電容量の測定＞このようにして作製し
た二次電池の充放電容量を測定した。なお、本実施例で
は、負極にＬi⁺がドープされる電流方向を充電、脱ドー
プされる電流方向を放電とした。充電は、4.2V、１mA定
電流定電圧充電方法で行い、充電電流が５０μＡ以下に
なった時点で終了とした。放電は、１mAの定電流で行
い、電圧が2.7Vに達した時点で終了とした。この充放電
サイクルの充電容量と放電容量とから、次式により充放
電効率を計算した。結果を表１に示す。

【００６２】

【数１】

【００６３】結果を図４に示す。

【００６４】

【実施例２】平均粒径４μｍのポリエチレンビーズを成
形圧２０kg／cm²で圧縮成形して、膜厚４２０μｍ、空
孔率２７％の電池用セパレーターを作製した。

【００６５】得られた電池用セパレーターを使用して、
実施例１と同様にコイン型非水電解液二次電池を作製
し、充放電効率を評価した。結果を図４に示す。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の非水電解液二次電池の一実施例を示す
円筒型電池の概略断面図である。

【図２】本発明の非水電解液二次電池の一実施例を示す
コイン電池の概略断面図である。

【図３】実施例１で作製した電池用セパレーターの表面
ＳＥＭ観察図を示す。

【図４】実施例で評価した充放電効率を示す図である。

【符号の説明】

１,１３・・・・負極２,１４・・・・正極３,１５・・・・セパレーター４・・・・絶縁板５,１６・・・・電池缶６・・・・封口ガスケット７・・・・電池蓋８・・・・電流遮断用薄板９・・・・負極集電体１０・・・・正極集電体１１・・・・負極リード１２・・・・正極リード１７・・・・ステンレス製の板１８・・・・ガスケット１９・・・・電池缶（蓋）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者丹弘明千葉県袖ヶ浦市長浦字拓二号580番32 三井化学株式会社内 (72)発明者尾身毅彦千葉県袖ヶ浦市長浦字拓二号580番32 三井化学株式会社内Ｆターム(参考） 5H021 BB04 BB12 BB13 EE04 EE06 EE15 HH00 HH03 5H029 AJ06 AJ11 AK02 AK03 AK05 AL06 AL07 AL08 AL12 AM03 AM04 AM05 AM07 BJ02 BJ03 BJ12 BJ14 CJ02 CJ22 DJ04 DJ13 DJ16 EJ12 EJ14 HJ00 HJ05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリマービーズを膜状に成形してなる多孔
質シートからなる電池用セパレーター。
【請求項２】前記ポリマービースが、ポリオレフィンま
たはアクリル系（共）重合体からなることを特徴とする
請求項１に記載の電池用セパレーター。
【請求項３】前記ポリマービースの平均粒径が、０．１
〜５０μｍの範囲にあることを特徴とする請求項１また
は２に記載の電池用セパレーター。
【請求項４】透気度が、１００〜２０００sec/100ccの
範囲にあることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに
記載の電池用セパレーター。
【請求項５】多孔体シートの膜厚が５〜５０μｍの範囲
にあることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載
の電池用セパレーター。
【請求項６】ポリマービーズが分散媒に分散してなる分
散液を電極材に塗布したのち、得られた塗膜を乾燥する
ことを特徴とする電池用セパレーターの製造方法。
【請求項７】ポリマービーズを、ポリマービーズが膨潤
しうる溶媒に分散させて、膨潤ポリマービーズ分散液を
調製し、該膨潤ポリマービーズ分散液を、電極材に塗布
したのち、乾燥することを特徴とするポリマービーズの
製造方法。
【請求項８】請求項１〜５のいずれかに記載の電池用セ
パレーターと、負極活物質として金属リチウム、リチウム含有合金、リ
チウムイオンのドープ・脱ドープが可能な炭素材料のい
ずれかを含む負極と、正極活物質としてリチウムと遷移金属の複合酸化物を含
む正極と、非水電解液とを有することを特徴とする非水電解液二次
電池。