JP2001319690A - ポリマー電解質電池およびその製造方法 - Google Patents
ポリマー電解質電池およびその製造方法Info
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 安全性に優れるとともに、負荷特性に優れる
ポリマー電解質電池を提供する。 【解決手段】 リチウムイオンを吸蔵・放出可能な正極
と、リチウムイオンを吸蔵・放出あるいは析出・溶解可
能な負極および多孔性セパレータシートを有し、さらに
多孔性セパレータシートと正極間あるいは多孔性セパレ
ータシートと負極間にポリマー電解質を有するポリマー
電解質電池において、ポリマー電解質を構成するゲル層
の保液力が、多孔性セパレータシートとゲル層の積層物
全体の保液力に比較して大きくなるように電池を構成す
る。
ポリマー電解質電池を提供する。 【解決手段】 リチウムイオンを吸蔵・放出可能な正極
と、リチウムイオンを吸蔵・放出あるいは析出・溶解可
能な負極および多孔性セパレータシートを有し、さらに
多孔性セパレータシートと正極間あるいは多孔性セパレ
ータシートと負極間にポリマー電解質を有するポリマー
電解質電池において、ポリマー電解質を構成するゲル層
の保液力が、多孔性セパレータシートとゲル層の積層物
全体の保液力に比較して大きくなるように電池を構成す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポリマー電解質電
池、特に、携帯用電子機器、電気自動車、ロードレベリ
ングなどの電源として使用するのに適した負荷特性、サ
イクル特性、安全性に優れたポリマー電解質電池とその
製造方法に関する。
池、特に、携帯用電子機器、電気自動車、ロードレベリ
ングなどの電源として使用するのに適した負荷特性、サ
イクル特性、安全性に優れたポリマー電解質電池とその
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ポリマー電解質電池では、電解質をシー
ト状にすることができるため、Ａ４版、Ｂ５版などの大
面積でしかも薄形の電池の作製が可能になり、各種薄形
製品への適用が可能となっており、電池の使用範囲が大
きく広がっている。またこの電池は、耐漏液性を含めた
安全性、貯蔵性が優れており、しかも薄く、フレキシブ
ルであることから、機器の形状に合わせた電池を設計で
きるという、今までの電池にない特徴を有している。
ト状にすることができるため、Ａ４版、Ｂ５版などの大
面積でしかも薄形の電池の作製が可能になり、各種薄形
製品への適用が可能となっており、電池の使用範囲が大
きく広がっている。またこの電池は、耐漏液性を含めた
安全性、貯蔵性が優れており、しかも薄く、フレキシブ
ルであることから、機器の形状に合わせた電池を設計で
きるという、今までの電池にない特徴を有している。
【０００３】このポリマー電解質電池では、集電体上に
正極合剤層を形成してなる正極と、集電体上に負極合剤
層を形成してなる負極、およびゲル状ポリマー電解質を
保持するセパレータシートから形成されている。正極内
および負極内の活物質間にも遊離の液体を保持するため
のポリマー電解質を形成している。更なる安全性の確保
のため、シャットダウン機能を有する多孔性フィルムを
セパレータとして用いる場合はこのセパレータと電極と
の間にポリマー電解質層を形成することとなる。
正極合剤層を形成してなる正極と、集電体上に負極合剤
層を形成してなる負極、およびゲル状ポリマー電解質を
保持するセパレータシートから形成されている。正極内
および負極内の活物質間にも遊離の液体を保持するため
のポリマー電解質を形成している。更なる安全性の確保
のため、シャットダウン機能を有する多孔性フィルムを
セパレータとして用いる場合はこのセパレータと電極と
の間にポリマー電解質層を形成することとなる。
【０００４】電極内、およびセパレータシート内に形成
されるポリマー電解質は電解液を保持し、電池の液漏れ
を防止することを目的とするため、ポリマー電解質はそ
の作動領域温度範囲において均一な状態で電解液を保持
する能力があることが必要である。
されるポリマー電解質は電解液を保持し、電池の液漏れ
を防止することを目的とするため、ポリマー電解質はそ
の作動領域温度範囲において均一な状態で電解液を保持
する能力があることが必要である。
【０００５】リチウムイオンの場合、負極活物質が充放
電によって膨張したり、高温保存時に、電極、セパレー
タ間の液膜が枯渇することで、電池特性の低下を引き起
こす。フィルムパッケージ内に封止した電池の場合、封
止部の信頼性確保のため、フィルム内に過剰の電解液を
存在させることは、液漏れの可能性があるため好ましく
ない。そのため、正負極とセパレータ界面にゲル層を存
在させ、それぞれを接着させることで、界面抵抗を減少
させると同時に、液の移動を抑え、電池特性の低下を防
止することができる。
電によって膨張したり、高温保存時に、電極、セパレー
タ間の液膜が枯渇することで、電池特性の低下を引き起
こす。フィルムパッケージ内に封止した電池の場合、封
止部の信頼性確保のため、フィルム内に過剰の電解液を
存在させることは、液漏れの可能性があるため好ましく
ない。そのため、正負極とセパレータ界面にゲル層を存
在させ、それぞれを接着させることで、界面抵抗を減少
させると同時に、液の移動を抑え、電池特性の低下を防
止することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】電極とセパレータとの
間にゲル層を形成するには、特開平８−２６４２０５号
公報、特開平１１−１６５７８号公報などに示されるよ
うに、電解液に高温で溶解させたポリマーを、電極とセ
パレータ間に塗布後、互いを貼り合わせた後、冷却して
ゲル化させる方法がある。しかし吸湿性が高く水分によ
って容易に分解するリチウム塩を共存させる必要がある
ため、全プロセスにおいてドライ雰囲気が必要になり、
製造コストが高くなる等の問題がある。
間にゲル層を形成するには、特開平８−２６４２０５号
公報、特開平１１−１６５７８号公報などに示されるよ
うに、電解液に高温で溶解させたポリマーを、電極とセ
パレータ間に塗布後、互いを貼り合わせた後、冷却して
ゲル化させる方法がある。しかし吸湿性が高く水分によ
って容易に分解するリチウム塩を共存させる必要がある
ため、全プロセスにおいてドライ雰囲気が必要になり、
製造コストが高くなる等の問題がある。
【０００７】このような問題点はあらかじめゲルを形成
するホストポリマーをセパレータ上、あるいは電極上に
塗布しておき、電池組立後にリチウム塩を含有する電解
液を注入し、封止後に過熱処理を施すことによってゲル
を形成することで解決される。しかし、ゲルを形成する
ホストポリマーをただ単に良溶媒であるＮＭＰ、ジメチ
ルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、アセトンなど
に溶解させ、キャストして皮膜を形成すると、セパレー
タや電極の空孔をふさぐ状態で皮膜を形成してしまい、
後の電解液の存在下での加熱の際、皮膜内に液が均一に
含浸するには長時間の加熱を必要とし、プロセス上望ま
しくない。また、セパレータに、高温においてシャット
ダウン機能を有する多孔性フィルムを使用する場合に
は、その空孔内の大部分にゲルが存在することで、期待
する安全機構が十分に働かなくなる可能性がある。
するホストポリマーをセパレータ上、あるいは電極上に
塗布しておき、電池組立後にリチウム塩を含有する電解
液を注入し、封止後に過熱処理を施すことによってゲル
を形成することで解決される。しかし、ゲルを形成する
ホストポリマーをただ単に良溶媒であるＮＭＰ、ジメチ
ルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、アセトンなど
に溶解させ、キャストして皮膜を形成すると、セパレー
タや電極の空孔をふさぐ状態で皮膜を形成してしまい、
後の電解液の存在下での加熱の際、皮膜内に液が均一に
含浸するには長時間の加熱を必要とし、プロセス上望ま
しくない。また、セパレータに、高温においてシャット
ダウン機能を有する多孔性フィルムを使用する場合に
は、その空孔内の大部分にゲルが存在することで、期待
する安全機構が十分に働かなくなる可能性がある。
【０００８】皮膜への電解液の含浸を良好にするため多
孔質にするための方法が試みられており、ＵＳＰ５５４
０７４１に有るように、フッ化ビニリデンとヘキサフル
オロプロピレンの共重合体をジブチルフタレートの様な
低分子量の可塑剤と一緒にアセトンやＴＨＦ等に溶解
し、キャストして皮膜を形成した後にジエチルエーテル
などで可塑剤を抽出し、分子レベルの細孔を形成する方
法がある。また、ポリフッ化ビニリデン系のポリマーを
良溶媒によって塗布した後、乾燥前に貧溶媒に浸漬する
ことで溶剤交換を起こし、同様に多孔質構造にすること
も試みられている。
孔質にするための方法が試みられており、ＵＳＰ５５４
０７４１に有るように、フッ化ビニリデンとヘキサフル
オロプロピレンの共重合体をジブチルフタレートの様な
低分子量の可塑剤と一緒にアセトンやＴＨＦ等に溶解
し、キャストして皮膜を形成した後にジエチルエーテル
などで可塑剤を抽出し、分子レベルの細孔を形成する方
法がある。また、ポリフッ化ビニリデン系のポリマーを
良溶媒によって塗布した後、乾燥前に貧溶媒に浸漬する
ことで溶剤交換を起こし、同様に多孔質構造にすること
も試みられている。
【０００９】しかしながら、これらの方法は、可塑剤の
抽出工程の煩雑さや、溶媒抽出の際に使用される界面活
性剤などが電池特性に影響を与えるという問題点があっ
た。また、物理的な細孔が膜中に形成された構造のた
め、溶剤と分子レベルまで混合したゲルにはなっておら
ず、これらを使用した電池の安全は極めて液系の電解液
を使用したものと同一であり、ポリマー電池としての安
全性を満たすものではない。
抽出工程の煩雑さや、溶媒抽出の際に使用される界面活
性剤などが電池特性に影響を与えるという問題点があっ
た。また、物理的な細孔が膜中に形成された構造のた
め、溶剤と分子レベルまで混合したゲルにはなっておら
ず、これらを使用した電池の安全は極めて液系の電解液
を使用したものと同一であり、ポリマー電池としての安
全性を満たすものではない。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、リチウムイオ
ンを吸蔵・放出可能な正極と、リチウムイオンを吸蔵・
放出あるいは析出・溶解可能な負極および多孔性セパレ
ータシートを有し、さらに多孔性セパレータシートと正
極間あるいは多孔性セパレータシートと負極間にポリマ
ー電解質を有するポリマー電解質電池において、ポリマ
ー電解質を構成するゲル層の保液力が、多孔性セパレー
タシートとゲル層の積層物全体の保液力に比較して大き
くなるように電池を構成することにより上記問題点を解
決したものである。
ンを吸蔵・放出可能な正極と、リチウムイオンを吸蔵・
放出あるいは析出・溶解可能な負極および多孔性セパレ
ータシートを有し、さらに多孔性セパレータシートと正
極間あるいは多孔性セパレータシートと負極間にポリマ
ー電解質を有するポリマー電解質電池において、ポリマ
ー電解質を構成するゲル層の保液力が、多孔性セパレー
タシートとゲル層の積層物全体の保液力に比較して大き
くなるように電池を構成することにより上記問題点を解
決したものである。
【００１１】すなわち本発明のポリマー電解質電池は、
多孔性セパレータシートと正極間あるいは多孔性セパレ
ータシートと負極間に形成されたゲル層がセパレータ内
の細孔を完全に塞いでいないため、良好なイオンの伝導
性とセパレータのシャットダウン機能が確保されるので
ある。
多孔性セパレータシートと正極間あるいは多孔性セパレ
ータシートと負極間に形成されたゲル層がセパレータ内
の細孔を完全に塞いでいないため、良好なイオンの伝導
性とセパレータのシャットダウン機能が確保されるので
ある。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明では、電解液との存在下で
の加熱によってゲル化する樹脂を貧溶媒によって分散さ
せ、かつ結着剤として作用する樹脂を第二成分として使
用することで、これら混合物をセパレータに塗布後に形
成される樹脂層に電解液が速やかに浸透する構造となっ
ている。これに加熱処理を行うことにより、前者の樹脂
が膨潤してセパレータ上にゲル層が形成される。そのゲ
ル層自体の保液力は、２０〜５０％の範囲にあることが
好ましく、多孔性セパレータシートとゲル層の積層物全
体の保液力は４０％以下であることが好ましい。
の加熱によってゲル化する樹脂を貧溶媒によって分散さ
せ、かつ結着剤として作用する樹脂を第二成分として使
用することで、これら混合物をセパレータに塗布後に形
成される樹脂層に電解液が速やかに浸透する構造となっ
ている。これに加熱処理を行うことにより、前者の樹脂
が膨潤してセパレータ上にゲル層が形成される。そのゲ
ル層自体の保液力は、２０〜５０％の範囲にあることが
好ましく、多孔性セパレータシートとゲル層の積層物全
体の保液力は４０％以下であることが好ましい。
【００１３】このとき単にこのポリマーの良溶媒によっ
て多孔膜セパレータに皮膜を形成した場合は、皮膜が緻
密な膜となるため、電解液の浸透が悪く、加熱処理によ
るゲル化に長い時間が必要になる。それと同時に、良溶
媒に溶解したポリマーが、セパレータ内の細孔中にも浸
入して孔をふさぐため、イオンの伝導性が低下する。
て多孔膜セパレータに皮膜を形成した場合は、皮膜が緻
密な膜となるため、電解液の浸透が悪く、加熱処理によ
るゲル化に長い時間が必要になる。それと同時に、良溶
媒に溶解したポリマーが、セパレータ内の細孔中にも浸
入して孔をふさぐため、イオンの伝導性が低下する。
【００１４】ポリマーを微粉末として貧溶剤に分散し、
セパレータ上に塗布すると、その塗膜は電解液を速やか
に浸透しその後の熱処理過程において速やかに膨潤しゲ
ル層を形成することができる。しかし、樹脂のセパレー
タに対する接着性、および樹脂同士の接着性に劣るた
め、セパレータ上の樹脂層はもろく、剥離しやすいとい
う問題点が有る。そのためこのポリマー微粉末間、ある
いはポリマー微粉末と基材であるセパレータを接着する
ための第２成分の樹脂が必要となる。
セパレータ上に塗布すると、その塗膜は電解液を速やか
に浸透しその後の熱処理過程において速やかに膨潤しゲ
ル層を形成することができる。しかし、樹脂のセパレー
タに対する接着性、および樹脂同士の接着性に劣るた
め、セパレータ上の樹脂層はもろく、剥離しやすいとい
う問題点が有る。そのためこのポリマー微粉末間、ある
いはポリマー微粉末と基材であるセパレータを接着する
ための第２成分の樹脂が必要となる。
【００１５】電解液に膨潤しゲルポリマーを形成するポ
リマーとしては、電池の組み込み後に施す熱処理によっ
て溶解し、冷却後には電解液と分離することなく均一な
ゲル構造を形成する必要があると同時に、電池の作動温
度領域内において流動したり、液を分離することのない
良好なゲルを形成する必要がある。このようなポリマー
に求められる性質は、５〜２０％の濃度範囲において電
解液と共存させたときの溶解温度が６０℃以上１００℃
以下であることが要求される。このようなポリマー成分
としては、例えばポリ（フッ化ビニリデン−ヘキサフル
オロプロピレン）共重合体、ポリエチレンオキサイド、
ポリアクリロニトリルなどが挙げられる。
リマーとしては、電池の組み込み後に施す熱処理によっ
て溶解し、冷却後には電解液と分離することなく均一な
ゲル構造を形成する必要があると同時に、電池の作動温
度領域内において流動したり、液を分離することのない
良好なゲルを形成する必要がある。このようなポリマー
に求められる性質は、５〜２０％の濃度範囲において電
解液と共存させたときの溶解温度が６０℃以上１００℃
以下であることが要求される。このようなポリマー成分
としては、例えばポリ（フッ化ビニリデン−ヘキサフル
オロプロピレン）共重合体、ポリエチレンオキサイド、
ポリアクリロニトリルなどが挙げられる。
【００１６】また、この電解液に膨潤しゲルになるポリ
マーは、塗膜を形成するための塗料中にて溶剤に均一に
分散している必要がある。このときポリマーは微粉末と
なっていることが好ましい。このような微粉末として
は、粒径０．０５〜１μｍ好ましくは０．１〜０．５μ
ｍが好適に用いられる。粒径が０．０５μｍ未満ではセ
パレータ内の細孔に浸入して、イオンの伝導度を低下さ
せることとなり、また、１μｍを超えるとセパレータ上
に薄膜を作製するのが困難となる。このようなポリマー
微粉末としては、例えば、Ｐ(ＶｄＦ−ＨＦＰ)の乳化重
合品などの微粉末、また凍結粉砕による樹脂粉末が好適
に使用される。ポリマー微粉末を接着するための樹脂の
全ポリマー成分に対する割合は、３０％以上９５％以下
であることが望ましく、さらに望ましくは、５０％以上
９０％以下が良い。９５％を超える場合はセパレータと
の接着性が低下し、３０％以下になると結着剤樹脂がセ
パレータの細孔上に皮膜を形成し、ゲル化後のゲル層の
イオン伝導性が著しく低下する。
マーは、塗膜を形成するための塗料中にて溶剤に均一に
分散している必要がある。このときポリマーは微粉末と
なっていることが好ましい。このような微粉末として
は、粒径０．０５〜１μｍ好ましくは０．１〜０．５μ
ｍが好適に用いられる。粒径が０．０５μｍ未満ではセ
パレータ内の細孔に浸入して、イオンの伝導度を低下さ
せることとなり、また、１μｍを超えるとセパレータ上
に薄膜を作製するのが困難となる。このようなポリマー
微粉末としては、例えば、Ｐ(ＶｄＦ−ＨＦＰ)の乳化重
合品などの微粉末、また凍結粉砕による樹脂粉末が好適
に使用される。ポリマー微粉末を接着するための樹脂の
全ポリマー成分に対する割合は、３０％以上９５％以下
であることが望ましく、さらに望ましくは、５０％以上
９０％以下が良い。９５％を超える場合はセパレータと
の接着性が低下し、３０％以下になると結着剤樹脂がセ
パレータの細孔上に皮膜を形成し、ゲル化後のゲル層の
イオン伝導性が著しく低下する。
【００１７】本発明において保液力とは、ゲル層または
多孔性セパレータシートとゲル層の積層物全体を遠心分
離器にかける前後の、ゲルが保持している溶液の重量
比、すなわち（遠心分離器にかけた後の液重量）／（遠
心分離器にかける前の重量）×１００（％）と定義す
る。
多孔性セパレータシートとゲル層の積層物全体を遠心分
離器にかける前後の、ゲルが保持している溶液の重量
比、すなわち（遠心分離器にかけた後の液重量）／（遠
心分離器にかける前の重量）×１００（％）と定義す
る。
【００１８】単にポリマーを良溶媒によって多孔膜セパ
レータに皮膜を形成した場合は、良溶媒に溶解したポリ
マーが、セパレータ内の細孔中にも浸入し、孔内にもゲ
ルが存在するため、保液力が増し、イオンの伝導が低下
する。
レータに皮膜を形成した場合は、良溶媒に溶解したポリ
マーが、セパレータ内の細孔中にも浸入し、孔内にもゲ
ルが存在するため、保液力が増し、イオンの伝導が低下
する。
【００１９】ポリマーを微粉末として貧溶剤に分散し、
セパレータ上に塗布すると、ポリマーはセパレータ空孔
内に入らず、表面にとどまるため、セパレータ表面にの
保液力の高いゲル層が形成されるにもかかわらず、セパ
レータ内の空孔内は十分に液性が保たれ、その結果イオ
ン伝導度が良好でしかもシャットダウン特性も良好に機
能することとなる。
セパレータ上に塗布すると、ポリマーはセパレータ空孔
内に入らず、表面にとどまるため、セパレータ表面にの
保液力の高いゲル層が形成されるにもかかわらず、セパ
レータ内の空孔内は十分に液性が保たれ、その結果イオ
ン伝導度が良好でしかもシャットダウン特性も良好に機
能することとなる。
【００２０】このポリマー微粉末を接着するための樹脂
は、ポリマー微粉末を分散する溶剤を良溶媒とするもの
である必要があると同時に、ポリマー微粉末に対しても
相溶性に優れるものである必要がある。ポリマー微粉末
を接着するための樹脂としては、ポリ（フッ化ビニリデ
ン−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレ
ン）系フッ素ゴムが好適に使用される。
は、ポリマー微粉末を分散する溶剤を良溶媒とするもの
である必要があると同時に、ポリマー微粉末に対しても
相溶性に優れるものである必要がある。ポリマー微粉末
を接着するための樹脂としては、ポリ（フッ化ビニリデ
ン−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレ
ン）系フッ素ゴムが好適に使用される。
【００２１】セパレータ上に塗布するための溶剤として
はポリマーの微粉末にとっては貧溶媒であるが、微粉末
を良好に分散するという性質が求められ、好ましくはＭ
ＩＢＫ、ＭＥＫ、シクロヘキサノンなどのケトン系の溶
媒の中の少なくとも一種、あるいはこれらの溶剤を含有
する混合溶剤として好適に使用される。
はポリマーの微粉末にとっては貧溶媒であるが、微粉末
を良好に分散するという性質が求められ、好ましくはＭ
ＩＢＫ、ＭＥＫ、シクロヘキサノンなどのケトン系の溶
媒の中の少なくとも一種、あるいはこれらの溶剤を含有
する混合溶剤として好適に使用される。
【００２２】もちろんこれらの溶剤以外に、ポリマー微
粉末の分散性を制御するために、アセトンなどの良溶
媒、トルエン、イソプロピルアルコール、エタノールな
どの貧溶媒なども使用することが可能である。また、ポ
リマー微粉末の分散性を良好にするための、界面活性剤
などを使用しても良い。
粉末の分散性を制御するために、アセトンなどの良溶
媒、トルエン、イソプロピルアルコール、エタノールな
どの貧溶媒なども使用することが可能である。また、ポ
リマー微粉末の分散性を良好にするための、界面活性剤
などを使用しても良い。
【００２３】本発明において、ポリマー電解質の支持体
となる多孔質セパレータシートとしては、例えば、微孔
性フィルムなどが用いられる。例えば、ポリプロピレ
ン、ポリエチレン、エチレン−プロピレン共重合体の微
孔性フィルムなどが挙げられる。
となる多孔質セパレータシートとしては、例えば、微孔
性フィルムなどが用いられる。例えば、ポリプロピレ
ン、ポリエチレン、エチレン−プロピレン共重合体の微
孔性フィルムなどが挙げられる。
【００２４】これらの微孔性フィルムの表面にポリマー
電解質を形成するゲル化成分としては、例えば、ポリフ
ッ化ビニリデン、ポリエチレンオキサイド、ポリアクリ
ロニトリル、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピ
レン共重合体などのように直鎖状のポリマーを加熱する
ことにより電解液に溶解させた後、冷却することによっ
て電解液をゲル化させるポリマーが挙げられる。紫外線
（ＵＶ）、電子線（ＥＢ）などの活性光線などにより一
部架橋していてもよい。
電解質を形成するゲル化成分としては、例えば、ポリフ
ッ化ビニリデン、ポリエチレンオキサイド、ポリアクリ
ロニトリル、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピ
レン共重合体などのように直鎖状のポリマーを加熱する
ことにより電解液に溶解させた後、冷却することによっ
て電解液をゲル化させるポリマーが挙げられる。紫外線
（ＵＶ）、電子線（ＥＢ）などの活性光線などにより一
部架橋していてもよい。
【００２５】ゲルポリマーを形成するための熱処理温度
は、これらのポリマーを良好に電解液に膨潤させる必要
がある。また、セパレータフィルムとして、高温にて一
部溶解し電池内の抵抗を増大させる、いわゆるシャット
ダウン機能を有する多孔性熱過疎性樹脂フィルムを使用
する場合は、熱処理温度はセパレータフィルムの耐熱温
度以下でなければならない。このため熱処理温度は６０
℃から１００℃の範囲がよい。
は、これらのポリマーを良好に電解液に膨潤させる必要
がある。また、セパレータフィルムとして、高温にて一
部溶解し電池内の抵抗を増大させる、いわゆるシャット
ダウン機能を有する多孔性熱過疎性樹脂フィルムを使用
する場合は、熱処理温度はセパレータフィルムの耐熱温
度以下でなければならない。このため熱処理温度は６０
℃から１００℃の範囲がよい。
【００２６】ポリマー電解質層を形成する電解液として
は、例えば、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネ
ート、メチルエチルカーボネート、プロピオン酸メチ
ル、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、
ブチレンカーボネート、ガンマーブチロラクトン、エチ
レングリコールサルファイト、１，２−ジメトキシエタ
ン、１，３−ジオキソラン、テトラヒドロフラン、２−
メチル−テトラヒドロフラン、ジエチルエーテルなどの
有機溶媒に、例えば、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢ
Ｆ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＳｂＦ6、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、Ｌ
ｉＣ4Ｆ9ＳＯ3、ＬｉＣＦ3ＣＯ2、Ｌｉ2Ｃ2Ｆ4（Ｓ
Ｏ3）2、ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）2、ＬｉＣ（ＣＦ 3Ｓ
Ｏ2）3、ＬｉＣnＦ2n+1ＳＯ3（ｎ≧２）、ＬｉＮ（Ｒｆ
ＯＳＯ2）2〔ここでＲｆはフルオロアルキル基〕などの
無機イオン塩を溶解させることによって調製したものが
使用される。この無機イオン塩の電解液中の濃度として
は、０．５〜１．５ｍｏｌ／ｌ、特に０．９〜１．２５
ｍｏｌ／ｌが好ましい。
は、例えば、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネ
ート、メチルエチルカーボネート、プロピオン酸メチ
ル、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、
ブチレンカーボネート、ガンマーブチロラクトン、エチ
レングリコールサルファイト、１，２−ジメトキシエタ
ン、１，３−ジオキソラン、テトラヒドロフラン、２−
メチル−テトラヒドロフラン、ジエチルエーテルなどの
有機溶媒に、例えば、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢ
Ｆ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＳｂＦ6、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、Ｌ
ｉＣ4Ｆ9ＳＯ3、ＬｉＣＦ3ＣＯ2、Ｌｉ2Ｃ2Ｆ4（Ｓ
Ｏ3）2、ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）2、ＬｉＣ（ＣＦ 3Ｓ
Ｏ2）3、ＬｉＣnＦ2n+1ＳＯ3（ｎ≧２）、ＬｉＮ（Ｒｆ
ＯＳＯ2）2〔ここでＲｆはフルオロアルキル基〕などの
無機イオン塩を溶解させることによって調製したものが
使用される。この無機イオン塩の電解液中の濃度として
は、０．５〜１．５ｍｏｌ／ｌ、特に０．９〜１．２５
ｍｏｌ／ｌが好ましい。
【００２７】
【実施例】つぎに、実施例をあげて本発明をより具体的
に説明する。ただし、本発明は実施例に例示のもののみ
に限定されるものではない。
に説明する。ただし、本発明は実施例に例示のもののみ
に限定されるものではない。
【００２８】実施例１ ポリ（フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン−
テトラフルオロエチレン）共重合体（デュポン社製）１
２．３重量部をＭＩＫＢ１０００重量部に投入し、加熱
攪拌することにより均一な溶液を調整した後、ポリ（フ
ッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン）共重合体
（アトケムジャパン製、Kynar2851（ＨＦＰ共重合率：
５％））６０重量部を少量ずつ投入し、均一に分散する
ことによって、粘度１５０ｃｐの白濁したペーストを得
た。この樹脂中のポリ（フッ化ビニリデン−ヘキサフル
オロプロピレン）共重合体の重量％は８３％である。そ
のペーストを支持体となる厚さ２５μｍのポリエチレン
製多孔性フィルム（東燃製：E25MMS）上の両面に塗布す
ることによって、塗布厚み２μｍの樹脂層を形成しセパ
レータシートとした。
テトラフルオロエチレン）共重合体（デュポン社製）１
２．３重量部をＭＩＫＢ１０００重量部に投入し、加熱
攪拌することにより均一な溶液を調整した後、ポリ（フ
ッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン）共重合体
（アトケムジャパン製、Kynar2851（ＨＦＰ共重合率：
５％））６０重量部を少量ずつ投入し、均一に分散する
ことによって、粘度１５０ｃｐの白濁したペーストを得
た。この樹脂中のポリ（フッ化ビニリデン−ヘキサフル
オロプロピレン）共重合体の重量％は８３％である。そ
のペーストを支持体となる厚さ２５μｍのポリエチレン
製多孔性フィルム（東燃製：E25MMS）上の両面に塗布す
ることによって、塗布厚み２μｍの樹脂層を形成しセパ
レータシートとした。
【００２９】実施例２ 実施例１において、ポリ（フッ化ビニリデン−ヘキサフ
ルオロプロピレン）共重合体（アトケムジャパン製、Ky
nar2851（ＨＦＰ共重合率：５％））に代えてポリ（フ
ッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン）共重合体
（アトケムジャパン製、Kynar2801（ＨＦＰ共重合率：
１２％））６０重量部に変更した以外は実施例１と同様
にしてセパレータシートを作製した。この樹脂中のポリ
（フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン）共重
合体の重量％は８３％であった。
ルオロプロピレン）共重合体（アトケムジャパン製、Ky
nar2851（ＨＦＰ共重合率：５％））に代えてポリ（フ
ッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン）共重合体
（アトケムジャパン製、Kynar2801（ＨＦＰ共重合率：
１２％））６０重量部に変更した以外は実施例１と同様
にしてセパレータシートを作製した。この樹脂中のポリ
（フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン）共重
合体の重量％は８３％であった。
【００３０】実施例３ 実施例１において、塗料作製時の溶媒をＭＩＢＫに代え
てシクロヘキサノンを使用した以外は、実施例１と同様
にセパレータシートを作製した。
てシクロヘキサノンを使用した以外は、実施例１と同様
にセパレータシートを作製した。
【００３１】実施例４ 実施例１において、塗料作製時の溶媒をMIBKに代えてMI
BK／シクロヘキサノン（重量比１：１）を使用した以外
は、実施例１と同様にセパレータシートを作製した。
BK／シクロヘキサノン（重量比１：１）を使用した以外
は、実施例１と同様にセパレータシートを作製した。
【００３２】実施例５ 実施例１において、ポリ（フッ化ビニリデン−ヘキサフ
ルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン）共重合体
（デュポン社製）と、ポリ（フッ化ビニリデン−ヘキサ
フルオロプロピレン）共重合体（アトケムジャパン製、
Kynar2851（HFP共重合率：５％））の重量部をそれぞれ
３．６重量部、６８．７重量部に変更した以外は実施例
１と同様にしてセパレータシートを作製した。この樹脂
中のポリ（フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレ
ン）共重合体の重量％は９５％であった。
ルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン）共重合体
（デュポン社製）と、ポリ（フッ化ビニリデン−ヘキサ
フルオロプロピレン）共重合体（アトケムジャパン製、
Kynar2851（HFP共重合率：５％））の重量部をそれぞれ
３．６重量部、６８．７重量部に変更した以外は実施例
１と同様にしてセパレータシートを作製した。この樹脂
中のポリ（フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレ
ン）共重合体の重量％は９５％であった。
【００３３】実施例６ 実施例１において、ポリ（フッ化ビニリデン−ヘキサフ
ルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン）共重合体
（デュポン社製）と、ポリ（フッ化ビニリデン−ヘキサ
フルオロプロピレン）共重合体（アトケムジャパン製、
Kynar2851（HFP共重合率：５％））の重量部をそれぞれ
５．８重量部、６５．１重量部に変更した以外は実施例
１と同様にしてセパレータシートを作製した。この樹脂
中のポリ（フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレ
ン）共重合体の重量％は９０％であった。
ルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン）共重合体
（デュポン社製）と、ポリ（フッ化ビニリデン−ヘキサ
フルオロプロピレン）共重合体（アトケムジャパン製、
Kynar2851（HFP共重合率：５％））の重量部をそれぞれ
５．８重量部、６５．１重量部に変更した以外は実施例
１と同様にしてセパレータシートを作製した。この樹脂
中のポリ（フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレ
ン）共重合体の重量％は９０％であった。
【００３４】実施例７ 実施例１において、ポリ（フッ化ビニリデン−ヘキサフ
ルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン）共重合体
（デュポン社製）と、ポリ（フッ化ビニリデン−ヘキサ
フルオロプロピレン）共重合体（アトケムジャパン製、
Kynar2851（ＨＦＰ共重合率：５％））の重量部をそれ
ぞれ３６．２重量部、３６．２重量部に変更した以外は
実施例１と同様にしてセパレータシートを作製した。こ
の樹脂中のポリ（フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプ
ロピレン）共重合体の重量％は５０％であった。
ルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン）共重合体
（デュポン社製）と、ポリ（フッ化ビニリデン−ヘキサ
フルオロプロピレン）共重合体（アトケムジャパン製、
Kynar2851（ＨＦＰ共重合率：５％））の重量部をそれ
ぞれ３６．２重量部、３６．２重量部に変更した以外は
実施例１と同様にしてセパレータシートを作製した。こ
の樹脂中のポリ（フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプ
ロピレン）共重合体の重量％は５０％であった。
【００３５】実施例８ 実施例１において、ポリ（フッ化ビニリデン−ヘキサフ
ルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン）共重合体
（デュポン社製）と、ポリ（フッ化ビニリデン−ヘキサ
フルオロプロピレン）共重合体（アトケムジャパン製、
Kynar2851（ＨＦＰ共重合率：５％））の重量部をそれ
ぞれ５０．６重量部、２１．７重量部に変更した以外は
実施例１と同様にしてセパレータシートを作製した。こ
の樹脂中のポリ（フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプ
ロピレン）共重合体の重量％は３０％であった。
ルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン）共重合体
（デュポン社製）と、ポリ（フッ化ビニリデン−ヘキサ
フルオロプロピレン）共重合体（アトケムジャパン製、
Kynar2851（ＨＦＰ共重合率：５％））の重量部をそれ
ぞれ５０．６重量部、２１．７重量部に変更した以外は
実施例１と同様にしてセパレータシートを作製した。こ
の樹脂中のポリ（フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプ
ロピレン）共重合体の重量％は３０％であった。
【００３６】比較例１ 実施例１において、塗料作製時の溶媒をＭＩＫＢに代え
てアセトンを使用した以外は、実施例１と同様にセパレ
ータシートを作製した。
てアセトンを使用した以外は、実施例１と同様にセパレ
ータシートを作製した。
【００３７】比較例２ アセトン１０００重量部にポリ（フッ化ビニリデン−ヘ
キサフルオロプロピレン）共重合体（アトケムジャパン
製、Kynar2851（ＨＦＰ共重合率：５％））６０重量部
を少量ずつ投入し、均一に溶解することによって、粘度
３００ｃｐの白濁溶液を得た。その溶液を支持体となる
厚さ２５μｍのポリエチレン製多孔性フィルム（東燃
製：E25MMS）上の両面に塗布することによって、塗布厚
み２〜３μｍの樹脂層を形成した。
キサフルオロプロピレン）共重合体（アトケムジャパン
製、Kynar2851（ＨＦＰ共重合率：５％））６０重量部
を少量ずつ投入し、均一に溶解することによって、粘度
３００ｃｐの白濁溶液を得た。その溶液を支持体となる
厚さ２５μｍのポリエチレン製多孔性フィルム（東燃
製：E25MMS）上の両面に塗布することによって、塗布厚
み２〜３μｍの樹脂層を形成した。
【００３８】比較例３ 実施例１において、ポリ（フッ化ビニリデン−ヘキサフ
ルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン）共重合体
（デュポン社製）１２．３重量部と、ポリ（フッ化ビニ
リデン−ヘキサフルオロプロピレン）共重合体（アトケ
ムジャパン製、Kynar2851（ＨＦＰ共重合率：５％））
６０重量部に変えて、ポリ（フッ化ビニリデン−ヘキサ
フルオロプロピレン）共重合体（アトケムジャパン製、
Kynar2851（ＨＦＰ共重合率：５％））のみを６０重量
部使用した以外は実施例１と同様にしてセパレータシー
トを作製した。
ルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン）共重合体
（デュポン社製）１２．３重量部と、ポリ（フッ化ビニ
リデン−ヘキサフルオロプロピレン）共重合体（アトケ
ムジャパン製、Kynar2851（ＨＦＰ共重合率：５％））
６０重量部に変えて、ポリ（フッ化ビニリデン−ヘキサ
フルオロプロピレン）共重合体（アトケムジャパン製、
Kynar2851（ＨＦＰ共重合率：５％））のみを６０重量
部使用した以外は実施例１と同様にしてセパレータシー
トを作製した。
【００３９】比較例４ 実施例１において、ポリ（フッ化ビニリデン−ヘキサフ
ルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン）共重合体
（デュポン社製）１２．３重量部と、ポリ（フッ化ビニ
リデン−ヘキサフルオロプロピレン）共重合体（アトケ
ムジャパン製、Kynar2851（ＨＦＰ共重合率：５％））
６０重量部に変えて、ポリ（フッ化ビニリデン−ヘキサ
フルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン）共重合
体（デュポン社製）のみを６０重量部使用した以外は実
施例１と同様にしてセパレータシートを作製した。
ルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン）共重合体
（デュポン社製）１２．３重量部と、ポリ（フッ化ビニ
リデン−ヘキサフルオロプロピレン）共重合体（アトケ
ムジャパン製、Kynar2851（ＨＦＰ共重合率：５％））
６０重量部に変えて、ポリ（フッ化ビニリデン−ヘキサ
フルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン）共重合
体（デュポン社製）のみを６０重量部使用した以外は実
施例１と同様にしてセパレータシートを作製した。
【００４０】上記実施例および比較例のセパレータシー
トの塗膜の状態を目視で次の様に評価した。 ◎：全く粉落ちがない。 ○：一部粉落ちがみられ
る。 ×：粉落ちが激しい。
トの塗膜の状態を目視で次の様に評価した。 ◎：全く粉落ちがない。 ○：一部粉落ちがみられ
る。 ×：粉落ちが激しい。
【００４１】次に、上記実施例および比較例のセパレー
タシートを、端子を接続した２枚の白金板にはさみ、こ
れをアルミラミネートフィルムに入れ、一方を残して封
止した。これに、ＥＣとＰＣの混合溶液（重量比で１：
１）にＬｉＰＦ6を１．２Ｍ溶解させた電解液を注入し
た後、真空封止することでモデルセルを作製した。この
モデルセルを２４時間放置した後、８０℃にて０．５時
間加熱処理することで樹脂層をゲル化させた。
タシートを、端子を接続した２枚の白金板にはさみ、こ
れをアルミラミネートフィルムに入れ、一方を残して封
止した。これに、ＥＣとＰＣの混合溶液（重量比で１：
１）にＬｉＰＦ6を１．２Ｍ溶解させた電解液を注入し
た後、真空封止することでモデルセルを作製した。この
モデルセルを２４時間放置した後、８０℃にて０．５時
間加熱処理することで樹脂層をゲル化させた。
【００４２】モデルセルによるイオン伝導度の測定を行
い、ゲル層の高温安定性をモデルセルを８０℃で４８時
間放置することにより次の様に評価した。 ◎：変化無し。 ○：一部流動化する。 ×：ゲル
層が溶解し、むらになっている。
い、ゲル層の高温安定性をモデルセルを８０℃で４８時
間放置することにより次の様に評価した。 ◎：変化無し。 ○：一部流動化する。 ×：ゲル
層が溶解し、むらになっている。
【００４３】また、セパレータのシャットダウン特性
を、モデルセルを１４０℃に昇温したときの内部抵抗の
変化を調べることで評価し、シャットダウン特性の優れ
たものを○、特性の劣るものを△、シャットダウン特性
を有していなかったものを×とした。
を、モデルセルを１４０℃に昇温したときの内部抵抗の
変化を調べることで評価し、シャットダウン特性の優れ
たものを○、特性の劣るものを△、シャットダウン特性
を有していなかったものを×とした。
【００４４】さらに、ゲルの保液力を、次のように評価
した。実施例および比較例で作製したセパレータシート
をポリ袋に入れ、所定量の電解液を注入後、真空封止
し、８０℃、２時間加熱することで、セパレータのポリ
マー層をゲル化した。ゲル単体とセパレータを分離し、
それぞれ遠心分離器（６００ｒｐｍ、５分）にかけ、次
の式から保液力を求めた。 保液力（重量％）＝遠心分離器にかけた後の液重量／遠
心分離器にかける前の重量×１００。
した。実施例および比較例で作製したセパレータシート
をポリ袋に入れ、所定量の電解液を注入後、真空封止
し、８０℃、２時間加熱することで、セパレータのポリ
マー層をゲル化した。ゲル単体とセパレータを分離し、
それぞれ遠心分離器（６００ｒｐｍ、５分）にかけ、次
の式から保液力を求めた。 保液力（重量％）＝遠心分離器にかけた後の液重量／遠
心分離器にかける前の重量×１００。
【００４５】次に以下のようにして電池を作製した。 正極の作製：正極活物質であるＬｉＣｏＯ2 ８０重量
部、導電助剤であるアセチレンブラック１０重量部、バ
インダーであるポリフッ化ビニリデン１０重量部とをＮ
−メチルピロリドンを溶剤として均一になるように混合
し、正極合剤含有ペーストを調製した。そのペーストを
集電体となる厚さ２０μｍのアルミニウム箔の両面に塗
布し、乾燥した後、カレンダー処理を行って、全厚が１
３０μｍになるように正極合剤層の厚みを調整し、活物
質塗布面積部分が７０ｍｍ×４０ｍｍになるように切断
して正極を作製した。ただし、上記正極の作製にあたっ
ては、アルミニウム箔の一部に正極合剤含有ペーストを
塗布せず、アルミニウム箔の露出部をリード部として残
し、そのリード部を正極端子との接続部分とした。
部、導電助剤であるアセチレンブラック１０重量部、バ
インダーであるポリフッ化ビニリデン１０重量部とをＮ
−メチルピロリドンを溶剤として均一になるように混合
し、正極合剤含有ペーストを調製した。そのペーストを
集電体となる厚さ２０μｍのアルミニウム箔の両面に塗
布し、乾燥した後、カレンダー処理を行って、全厚が１
３０μｍになるように正極合剤層の厚みを調整し、活物
質塗布面積部分が７０ｍｍ×４０ｍｍになるように切断
して正極を作製した。ただし、上記正極の作製にあたっ
ては、アルミニウム箔の一部に正極合剤含有ペーストを
塗布せず、アルミニウム箔の露出部をリード部として残
し、そのリード部を正極端子との接続部分とした。
【００４６】負極の作製：負極活物質である黒鉛９０重
量部とポリフッ化ビニリデン１０重量部とをＮ−メチル
ピロリドンを溶剤として均一になるように混合して負極
合剤含有ペーストを調製し、銅箔からなる厚さ１０μｍ
の集電体の両面に塗布し、乾燥した後、カレンダー処理
を行って全厚が１３０μｍになるように負極合剤層の厚
みを調整し、活物質塗布面積部分が７２ｍｍ×４２ｍｍ
になるように切断して負極を作製した。切断は、負極端
子との接続部分となるリード部を、電極の幅方向に対し
て中央位置になるようにした。また、上記正極同様、負
極の作製にあたっても、リード部分には負極合剤含有ペ
ーストを塗布せず、銅箔の露出部をリード部として残し
た。
量部とポリフッ化ビニリデン１０重量部とをＮ−メチル
ピロリドンを溶剤として均一になるように混合して負極
合剤含有ペーストを調製し、銅箔からなる厚さ１０μｍ
の集電体の両面に塗布し、乾燥した後、カレンダー処理
を行って全厚が１３０μｍになるように負極合剤層の厚
みを調整し、活物質塗布面積部分が７２ｍｍ×４２ｍｍ
になるように切断して負極を作製した。切断は、負極端
子との接続部分となるリード部を、電極の幅方向に対し
て中央位置になるようにした。また、上記正極同様、負
極の作製にあたっても、リード部分には負極合剤含有ペ
ーストを塗布せず、銅箔の露出部をリード部として残し
た。
【００４７】電池の組立 上記のようにして得た正極および負極を、実施例または
比較例のセパレータシートと貼り合わせ単層セルとし
た。このセルをポリエステルフィルム−アルミニウムフ
ィルム−変性ポリオレフィンフィルムの三層構造のラミ
ネートフィルムからなる外装体に一方向のみを残して封
止し、電解液を注入した後、残りのシール部分も封止
し、ポリマー電解質電池を作製した。作製した電池は恒
温槽にて８０℃、３０分加熱し、ゲル層を形成させた。
比較例のセパレータシートと貼り合わせ単層セルとし
た。このセルをポリエステルフィルム−アルミニウムフ
ィルム−変性ポリオレフィンフィルムの三層構造のラミ
ネートフィルムからなる外装体に一方向のみを残して封
止し、電解液を注入した後、残りのシール部分も封止
し、ポリマー電解質電池を作製した。作製した電池は恒
温槽にて８０℃、３０分加熱し、ゲル層を形成させた。
【００４８】上記実施例および比較例のセパレータシー
ト使用した電池の負荷特性は以下のようにして測定し
た。０．２Cで上限を４．２Vとする定電流定電圧充電で
８時間充電し、放電は、１Ｃまたは０．２Cでそれぞれ
２．７５Ｖまで放電して放電容量を測定し、１Cで放電
したときの放電容量を０．２Cで放電したときの放電容
量で割った値を負荷特性として求めた。これらの結果を
表１に示した。
ト使用した電池の負荷特性は以下のようにして測定し
た。０．２Cで上限を４．２Vとする定電流定電圧充電で
８時間充電し、放電は、１Ｃまたは０．２Cでそれぞれ
２．７５Ｖまで放電して放電容量を測定し、１Cで放電
したときの放電容量を０．２Cで放電したときの放電容
量で割った値を負荷特性として求めた。これらの結果を
表１に示した。
【００４９】
【表１】
【００５０】表１の結果から、樹脂微粉末をＭＩＫＢに
よって分散し、結着剤樹脂によって樹脂層を形成したセ
パレータは、セパレータ上のゲル層の保液力がセパレー
タ内の空孔内ゲルの保液力よりも大きく、セパレータ内
は液性が保たれていることがわかる。これに伴いイオン
の伝導性が高く、セパレータの高温でのシャットダウン
特性を妨げないゲル層を得ることができた。これに対し
て樹脂をアセトンに溶解したものからは、セパレータ上
のゲル層の保液力がセパレータ内の空孔内ゲルの保液力
と同等もしくは小さく、セパレータ内の細孔にゲルが入
りこむことにより、イオンの伝導性が悪く、セパレータ
のシャットダウン特性を妨げていることがわかった。ま
た、全樹脂中のＰ(ＶｄＦ−ＨＦＰ)微粉末が８０％より
多いときは塗膜の強度が低くなり、セパレータから欠落
しやすくなることがわかった。また、３０％より少ない
ときはイオンの伝導性が低下することがわかり、５０％
〜９０％のとき、強度、性能にバランスの取れた塗膜が
得られることが明らかになった。
よって分散し、結着剤樹脂によって樹脂層を形成したセ
パレータは、セパレータ上のゲル層の保液力がセパレー
タ内の空孔内ゲルの保液力よりも大きく、セパレータ内
は液性が保たれていることがわかる。これに伴いイオン
の伝導性が高く、セパレータの高温でのシャットダウン
特性を妨げないゲル層を得ることができた。これに対し
て樹脂をアセトンに溶解したものからは、セパレータ上
のゲル層の保液力がセパレータ内の空孔内ゲルの保液力
と同等もしくは小さく、セパレータ内の細孔にゲルが入
りこむことにより、イオンの伝導性が悪く、セパレータ
のシャットダウン特性を妨げていることがわかった。ま
た、全樹脂中のＰ(ＶｄＦ−ＨＦＰ)微粉末が８０％より
多いときは塗膜の強度が低くなり、セパレータから欠落
しやすくなることがわかった。また、３０％より少ない
ときはイオンの伝導性が低下することがわかり、５０％
〜９０％のとき、強度、性能にバランスの取れた塗膜が
得られることが明らかになった。
【００５１】
【発明の効果】以上より明らかなように、リチウムイオ
ンを吸蔵・放出可能な正極と、リチウムイオンを吸蔵・
放出あるいは析出・溶解可能な負極および多孔性セパレ
ータシートを有し、さらに多孔性セパレータシートと正
極間あるいは多孔性セパレータシートと負極間にポリマ
ー電解質を有するポリマー電解質電池において、ポリマ
ー電解質を構成するゲル層の保液力が、多孔性セパレー
タシートとゲル層の積層物全体の保液力に比較して大き
くなるように電池を構成することにより、電池の負荷特
性を向上させかつ安全性を確保することが出来る。
ンを吸蔵・放出可能な正極と、リチウムイオンを吸蔵・
放出あるいは析出・溶解可能な負極および多孔性セパレ
ータシートを有し、さらに多孔性セパレータシートと正
極間あるいは多孔性セパレータシートと負極間にポリマ
ー電解質を有するポリマー電解質電池において、ポリマ
ー電解質を構成するゲル層の保液力が、多孔性セパレー
タシートとゲル層の積層物全体の保液力に比較して大き
くなるように電池を構成することにより、電池の負荷特
性を向上させかつ安全性を確保することが出来る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H029 AJ06 AJ12 AJ14 AK03 AL07 AM02 AM03 AM04 AM05 AM07 AM16 BJ04 BJ12 CJ02 CJ05 CJ22 CJ23 DJ04 EJ12 EJ14 HJ00
Claims (4)
- 【請求項１】 リチウムイオンを吸蔵・放出可能な正極
と、リチウムイオンを吸蔵・放出あるいは析出・溶解可
能な負極および多孔性セパレータシートを有し、さらに
多孔性セパレータシートと正極間あるいは多孔性セパレ
ータシートと負極間にポリマー電解質を有するポリマー
電解質電池において、ポリマー電解質を構成するゲル層
の保液力が、多孔性セパレータシートとゲル層の積層物
全体の保液力に比較して大きいことを特徴とするポリマ
ー電解質電池。 - 【請求項２】 前記ゲル層の保液力が２０〜５０％の範
囲にあり、前記積層物全体の保液力が４０％以下である
ことを特徴とする請求項１記載のポリマー電解質電池。 - 【請求項３】 前記ゲル層が、ポリビニリデンフルオラ
イドとヘキサフルオロプロピレンの共重合体と、前記以
外の少なくとも１種類の樹脂との混合物からなることを
特徴とする請求項１または２記載のポリマー電解質電
池。 - 【請求項４】 ポリフッ化ビニリデンとヘキサフルオロ
プロピレンの共重合体と前記以外の少なくとも１種類の
樹脂との混合物からなるゲル層の形成において、前記共
重合体に対して貧溶媒となり、かつ前記樹脂に対して良
溶媒となる溶媒を用い、セパレータ上に前記共重合体が
分散された樹脂層を形成し、これをさらにゲル層に転化
することを特徴とするポリマー電解質電池の製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP2000140376A JP2001319690A (ja) | 2000-05-12 | 2000-05-12 | ポリマー電解質電池およびその製造方法 |
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