JP2003026847A - 多孔質フィルム - Google Patents
多孔質フィルムInfo
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Abstract
液、特にポリマー電解質を含有してなるポリマー電解液
を容易に保持可能である多孔質フィルムおよびその製造
方法、該多孔質フィルムからなる非水電解液電池用セパ
レーター、ならびに該セパレーターを用いてなる非水電
解液電池を提供すること。 【解決手段】重量平均分子量5×105 以上の超高分子
量ポリオレフィン樹脂および粒子径0.001〜10μ
mの粒子を含有してなり、且つ表面孔径0.01〜1μ
m、厚み方向の切断面孔径0.1〜10μmであり、表
面孔径/厚み方向の切断面孔径の比が0.2より小さい
多孔質フィルム、ならびに超高分子量ポリオレフィン樹
脂と溶媒と粒子とを含有する樹脂組成物を溶融混練する
工程、得られた溶融混練物をシート状に成形する工程、
得られたシート状成形物の圧延と延伸処理を行う工程、
脱溶媒処理により溶媒を除去する工程を有する該多孔質
フィルムの製造方法。
Description
関する。さらに詳しくは、高いイオン透過性を保持し、
非水電解液、特にポリマー電解質を含有してなるポリマ
ー電解液の保持能に優れた多孔質フィルムおよびその製
造方法、該多孔質フィルムからなる非水電解液電池用セ
パレーター、ならびに該セパレーターを用いてなる非水
電解液電池に関する。
れているが、近年、電子機器のコードレス化等に対応す
るために、軽量で、高起電力および高エネルギーを得る
ことができ、しかも自己放電が少ないリチウムおよびリ
チウムイオン電池が注目を集めている。一般に、このよ
うなリチウム電池においては、正極と負極の間に、これ
ら電極間の短絡を防止するためのセパレーターが設けら
れている。このようなセパレーターとしては、通常、正
極負極間のイオンの透過性を確保するために、多数の微
細孔を有する多孔質フィルムが用いられている。
来、超高分子量ポリオレフィン樹脂を、必要に応じてそ
の他のポリオレフィン樹脂と共に、溶媒中で加熱して溶
解させ、これをゲル状のシートに成形してこのシート状
成形物を延伸処理し、この延伸の前後に脱溶媒処理を行
ってシート状成形物中に残存する溶媒を除去することに
より、多孔質フィルムを製造する方法が種々提案されて
いる。
は、高い機械的強度および良好なイオン透過性を示す
が、使用される電解液、特にポリマー電解質を含有して
なるポリマー電解液によっては、多孔質フィルム中に電
解液やポリマー電解液が含浸され難く、イオンが透過す
るための流路を十分に確保できず、電池容量の低下およ
びサイクル特性等の低下を招く。なお、本明細書では、
「電解液」とは、ポリマー電解質を含有しない非水電解
液のことをいい、「ポリマー電解液」とは、さらにポリ
マー電解質を含有してなる非水電解液のことをいう。
ルムは、リチウムイオン電池用セパレーターとして通常
使用されている20〜50μmの薄膜化も可能である
が、薄膜化を行うために高倍率の圧延および延伸処理を
行うと、フィルムを構成している超高分子量ポリオレフ
ィン樹脂からなるフィブリル状構造がより微細になり、
フィルムの孔径がより小さくなり、且つ空孔率が低下す
るという欠点がある。この場合、電解液やポリマー電解
液中を透過するイオンにとって好ましくない、孔の高曲
路率化(イオンが透過する経路が長くなる)を招き、薄
膜化による高イオン透過性を相殺する傾向を生ずる。
ルムを得る方法として、特公昭58−32171号公報
には、ポリオレフィン樹脂と溶媒と無機粉体とを混合
し、これをシート状に成形し、得られたシート状成形物
に残存する溶媒および粒子を除去して多孔質フィルムを
製造する方法が記載されている。この多孔質フィルムは
孔径が大きく、良好なイオン透過性を示すが、電解液の
保持能が充分でない。
平均分子量2×106 以上の超高分子量ポリエチレン樹
脂、無機粉体および可塑剤を使用し、シート成形後、そ
れらを抽出除去し、その後、延伸処理を行なうことによ
り多孔質フィルムが得られることが記載されている。こ
の多孔質フィルムは、通常使用されるリチウムイオン電
池用セパレーターより孔径が大きく、良好なイオン透過
性を示すが、表面のフィブリル状構造がが微細でなく、
電解液の浸透性が十分でない。
イオン透過性を保持し、しかも非水電解液、特にポリマ
ー電解質を含有してなるポリマー電解液を容易に保持可
能である多孔質フィルムおよびその製造方法、該多孔質
フィルムからなる非水電解液電池用セパレーター、なら
びに該セパレーターを用いてなる非水電解液電池を提供
することにある。
重量平均分子量5×105 以上の超高分子量ポリオレフ
ィン樹脂および粒子径0.001〜10μmの粒子を含
有してなり、且つ表面孔径0.01〜1μm、厚み方向
の切断面孔径0.1〜10μmであり、表面孔径/厚み
方向の切断面孔径の比が0.2より小さい多孔質フィル
ム、ならびに〔2〕超高分子量ポリオレフィン樹脂と溶
媒と粒子とを含有する樹脂組成物を溶融混練する工程、
得られた溶融混練物をシート状に成形する工程、得られ
たシート状成形物の圧延と延伸処理を行う工程、脱溶媒
処理により溶媒を除去する工程を有する前記〔1〕記載
の多孔質フィルムの製造方法、に関する。
リックスとなる重量平均分子量5×105 以上の超高分
子量ポリオレフィン樹脂に加えて、粒子径0.001〜
10μmの粒子を含有してなり、且つ、表面孔径0.0
1〜1μm、厚み方向の切断面孔径0.1〜10μmで
あり、表面孔径/厚み方向の切断面孔径の比が0.2よ
り小さい点に大きな特徴を有する。この超高分子量ポリ
オレフィン樹脂および粒子を含有してなる多孔質フィル
ムは、高いイオン透過性を保持し、非水電解液、特にポ
リマー電解質を含有してなるポリマー電解液の保持能に
優れる。
ィン樹脂としては、従来より多孔質フィルムの製造に用
いられるものを特に限定されることなく使用することが
できる。例えば、超高分子量ポリオレフィン樹脂として
は、エチレン、プロピレン、1−ブテン、4−メチル−
1−ペンテン、1−ヘキセン等のオレフィンの単独重合
体、共重合体およびこれらの混合物等が挙げられる。こ
れら中では、得られる多孔質フィルムの高強度化の観点
から、超高分子量ポリエチレン樹脂を用いることが好ま
しい。
分子量は、5×105 以上、好ましくは5×105 〜2
0×106 、より好ましくは1×106 〜15×106
が望ましい。
は、無機粒子および有機粒子が挙げられる。無機粒子と
しては、微粉珪酸、珪酸カルシウム、珪酸アルミニウ
ム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、微粉タルク、
酸化チタン、珪藻土、スメクタイト、カオリンクレー、
カーボンブラック等が挙げられる。有機粒子としては、
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−1−ブテン、ポ
リ4−メチル−1−ペンテン等の単独重合体、エチレン
−プロピレン共重合体、エチレン−1−ブテン共重合
体、プロピレン−1−ブテン共重合体、エチレン−酢酸
ビニル共重合体等のポリオレフィン共重合体、ポリテト
ラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン、ヘキサ
フルオロエチレン共重合体、テトラフルオロエチレン−
パーフルオロアルコキシエチレン共重合体、トリフルオ
ロクロルエチレン、テトラフルオロエチレン−エチレン
共重合体、フッ化ビニリデン、フッ化ビニル等のフッ素
系樹脂、ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共
重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重
合体、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート等
の各種アクリレート、ポリビニルブチラール、ポリビニ
ルホルマール、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイ
ミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルサル
フォン、ポリサルフォン、ポリアリレート、ポリエーテ
ルエーテルケトン、ポリフェニレンオキサイド、ポリエ
ーテルアミド、ポリエーテルイミド、ポリイソブチレ
ン、ポリオキシベンジレン、ポリブチレンテレフタレー
ト、ポリブタジエン、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、
ポリ塩化ビニリデン、尿素樹脂、メラミン樹脂、ベンゾ
グアナミン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリ
コン樹脂、ホルマリン樹脂、キシレン樹脂、フラン樹
脂、ジアリルフタレート樹脂、ポリイソシアネート樹
脂、フェノキシ樹脂等が挙げられる。これらの中では、
多孔質フィルム中に均一に粒子を高濃度に分散できる観
点から、微粉珪酸、珪酸アルミニウム、炭酸カルシウ
ム、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレートが好まし
い。粒子は、多孔質フィルムの製造の際に、変形および
分解等が生じないように、架橋剤および硬化剤等で3次
元的に架橋されたものが好ましい。
生じさせることにより高空孔率化を可能にし、フィルム
表面に粒子が突出することなく平滑なフィルムを得る観
点から、0.001〜10μmであり、好ましくは0.
1〜8μmである。
レフィン樹脂の含有量としては、良好な機械的強度のフ
ィルムを得る観点から、30〜95重量%が好ましく、
40〜90重量%がより好ましい。
ては、フィルム内部に高空孔率化に必要な層状孔を生じ
させる観点から、5〜70重量%が好ましく、10〜6
0重量%がより好ましい。
は、超高分子量ポリオレフィン樹脂と溶媒と粒子とを含
有する樹脂組成物を溶融混練し、得られた溶融混練物を
シート状に成形し、得られたシート状成形物の圧延と延
伸処理を行い、脱溶媒処理により溶媒を除去する方法が
挙げられる。
高分子量ポリオレフィン樹脂の溶解性に優れたものであ
れば、通常用いられている公知のものを限定されること
なく用いることができる。例えばノナン、デカン、ウン
デカン、ドデカン、デカリン、流動パラフィン等の脂肪
族または環式の炭化水素、沸点がこれらに対応する鉱油
留分等が挙げられ、なかでも、流動パラフィン等の不揮
発性溶媒が好ましく、特に混練物の微細な孔構造を維持
する観点から、40℃における動粘度が65cst以下
の不揮発性溶媒がより好ましい。
物における含有量は、超高分子量ポリオレフィン樹脂の
種類、溶解性、混練温度等により異なるため、一概には
決定できないが、得られるスラリー状の樹脂組成物を溶
融混練してシート状に成形できる程度であれば、特に限
定されない。例えば、超高分子量ポリオレフィン樹脂の
樹脂組成物における含有量が5〜30重量%であること
が好ましく、8〜20重量%であることがより好まし
い。超高分子量ポリオレフィン樹脂の樹脂組成物におけ
る含有量が5重量%以上であると、得られる多孔質フィ
ルムの強度を向上させることができるので好ましい。ま
た、超高分子量ポリオレフィン樹脂の樹脂組成物におけ
る含有量が30重量%以下であると、ポリオレフィン樹
脂を十分に溶媒に溶解させて、伸び切り状態近くにまで
混練して、ポリマー鎖の十分な絡み合いを得ることがで
きるので好ましい。
なスラリー状樹脂組成物を得る観点から、1〜30重量
%であることが好ましく、2〜20重量%であることが
より好ましい。
なスラリー状樹脂組成物を得、混練時にポリマー鎖の十
分な絡み合いと粒子の均一な分散を得ることができる観
点から、70〜95重量%であることが好ましく、75
〜90重量%であることがより好ましい。
て、重量平均分子量が5×105 未満のポリオレフィン
樹脂、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−ヘキセン等のオレフィン
の単独重合体、共重合体及びこれらの混合物等の樹脂を
加えてもよい。これらの中では、得られる多孔質フィル
ムの高強度化の観点から、高密度ポリエチレン樹脂が好
ましい。これらの樹脂の重量平均分子量は、好ましくは
1×104 以上、5×105 未満、より好ましくは、1
×104 〜3×105 である。前記樹脂組成物には、さ
らに、酸化防止剤、紫外線吸収剤、染料、造核剤、顔
料、帯電防止剤、界面活性剤等の添加剤を、本発明の目
的を損なわない範囲で添加することができる。
練物をシート状に成形する方法としては、例えば、超高
分子量ポリオレフィン樹脂と溶媒と粒子とを含有する樹
脂組成物をヘンシェルミキサー等であらかじめ均一に分
散して得られたスラリー状溶液を、バンバリーミキサ
ー、ニーダー等でバッチ式で溶融混練を行ない、その後
ダイスにてシート状に成形する方法、または重量式フィ
ーダーや液添ポンプを使用し、直接二軸押出機や連続式
混練機で溶融混練を行ない、得られた溶融混練物を混練
機先端につけたダイスでシート状に成形する方法等が挙
げられる。粒子が均一に分散した多孔質フィルムを得る
ためには、あらかじめ粒子を溶媒中に分散させた後に、
超高分子量ポリオレフィン樹脂を加えることが好まし
い。粒子の分散性を改善するために、樹脂組成物には界
面活性剤等の添加剤を適宜使用することができる。な
お、溶融混練は、適当な温度条件下であればよく、特に
限定されないが、超高分子量ポリエチレン樹脂を用いた
場合は、好ましくは140〜200℃である。
状、チューブ状および丸棒状の形状であってよい。圧延
処理前のシート状成形物の形状がシート状およびチュー
ブ状である場合、シート状成形物の厚みは3〜30mm
が好ましく、5〜20mmがより好ましい。シート状成
形物の厚みが3mm以上であると、その後の圧延および
延伸処理により得られる多孔質フィルムの強度が大き
く、電池セパレーターとして好ましく使用できる。ま
た、シート状成形物の厚みが30mm以下であると、圧
延処理での薄膜化を短時間で行なうことができ、生産性
に優れ好ましい。
用するプレス法および所定の形状のダイスを使用するダ
イス圧延により行なうことができる。シート状成形物の
形状がチューブ状である場合、チューブ状ダイスが適用
できる。チューブ状ダイスを使用する場合は、シート状
成形物を引取方向から引張り、縦横強度比を調整するの
が好ましい。
オレフィン樹脂の融点−30〜融点−10℃が好まし
い。即ち、圧延による薄膜化を容易に行なうために、超
高分子量ポリオレフィン樹脂の融点−30℃以上の温度
が好ましく、電池用セパレーターとして使用する際に必
要な強度および厚みの均質性を確保するために、超高分
子量ポリオレフィン樹脂の融点−10℃以下の温度が好
ましい。プレスによる全加圧時間は、特に限定されるわ
けではないが、1分〜5分が好ましい。所定の厚みの圧
延処理後のシート状成形物を得るために、加圧時間は1
分以上が好ましい。また、生産性の向上の観点から、加
圧時間は5分以下が好ましい。
に限定されるわけではないが、0.2〜3mmが好まし
く、0.2〜2mmがより好ましい。ダイス圧延による
薄膜化が容易であるために、シート状成形物の厚みは
0.2mm以上が好ましい。また、続く延伸処理の際に
チャック部と中央部に厚み差が生じにくく、製品として
多孔質フィルムの歩留りが向上し、生産性に優れるため
に、シート状成形物の厚みが3mm以下が好ましい。
理後のシート状成形物の延伸処理を行なうことができ
る。本発明において、延伸処理とは圧延処理後のシート
状成形物を所望の厚さに延ばす工程を意味する。延伸処
理の方式としては、特に限定されるものではなく、通常
のテンター法、ロール法、インフレーション法またはこ
れらの方法の組合せであってもよい。また、一軸延伸、
二軸延伸等のいずれの方式をも適用することができる。
延伸処理の温度は、超高分子量ポリオレフィン樹脂の融
点以下が望ましい。その他、延伸処理の条件は、通常用
いられる公知の条件を採用することができる。
に脱溶媒処理により溶媒を除去することができる。脱溶
媒処理は、シート状成形物から溶媒を除去して多孔質構
造を形成させる工程であり、例えば、シート状成形物を
溶剤で洗浄して該成形物中の溶媒を除去することにより
行うことができる。溶剤は、樹脂組成物の調製に用いた
溶媒に応じて適宜選択することができるが、具体的に
は、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、デカン等の炭化水
素、塩化メチレン、四塩化炭素等の塩素化炭化水素、ジ
エチルエーテル、ジオキサン等のエーテル類、アルコー
ル類等の易揮発性溶剤が挙げられ、これらは単独で又は
二種以上を混合して用いることができる。かかる溶剤を
用いた脱溶媒処理の方法は、特に限定されず、例えば、
シート状成形物を溶剤中に浸漬して溶媒を抽出する方
法、溶剤をシート状成形物にシャワーする方法等が挙げ
られる。
理前に行ってもよく、延伸処理後に行なってもよい。例
えば、シート状組成物を圧延処理後、延伸処理してから
脱溶媒処理に供してもよく、あるいはシート状組成物を
圧延処理後、延伸処理前に脱溶媒処理を行い、延伸処理
後に再度脱溶媒処理を行ってもよい。
質フィルムに、必要に応じてさらにフィルムの熱収縮を
防止するためのヒートセット処理等を施して、形状固定
してもよい。
物性は、以下のものであると、非水電解液電池用セパレ
ーターとして好ましく用いることができる。
ましい。機械的強度が大きく取り扱いが容易である観点
から、1μm以上が好ましい。また、好適なイオン透過
性を得る観点から、50μm以下が好ましい。
好ましい。イオン透過に最適な十分な流路が得られる観
点から、40%以上が好ましい。また、大きな機械的強
度が得られる観点から、70%以下が好ましい。
μmであり、0.01〜0.1μmが好ましい。様々な
電解液においてもフィルムが電解液をはじきにくく、フ
ィルム表面と電解液との接触が十分であり、電解液が容
易にフィルム内部に浸透できる観点から、0.01μm
以上である。また、電解液、特にポリマー電解液のフィ
ルム表面との接触が十分であり、容易にフィルム内部に
浸透できる観点から、1μm以下である。
〜10μmである。また、表面孔径/厚み方向の切断面
孔径の比が0.2より小さくなるように設定する。電極
の膨張収縮等に伴うセパレーターへの圧縮の際にも、セ
パレーターが含有している電解液等を維持できる観点か
ら、フィルムの厚み方向の切断面孔径は0.1〜5μm
であることが好ましく、表面孔径/厚み方向の切断面孔
径の比が0.1より小さいことが好ましい。
孔質フィルムをセパレーターとして用いてなるものであ
ればよく、その構造、構成物質、及び製造方法などにつ
いては通常の非水電解液電池及びその製造方法に用いら
れているものであれば特に限定はない。
電解液は、電解質を非水電解液用溶媒に溶解させること
により得ることができる。非水電解液は、さらにポリマ
ー電解質を非水電解液用溶媒に溶解させてもよい。
F6 、LiBF4 等通常使用されるものを利用すること
ができる。これらの電解質は、それぞれ単独で、または
2種以上を混合して使用できる。
キサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリエチレング
リコール、ポリプロピレングリコール、ポリフッ化ビニ
リデン、ポリアクリロニトリル、ポリメタクリレート、
ポリ(メタ)アクリル酸オリゴエチレンオキサイド、ポ
リエチレンイミン、ポリアルキレンスルフィド、オリゴ
エチレンイミンオリゴエチレンイミンオキサイド等が挙
げられる。これらのポリマー電解質は、それぞれ単独
で、または2種以上を混合して使用できる。
ン、炭酸プロピレン、炭酸ブチレン、γ−ブチロラクト
ン、1,2−ジメトキシエタン、炭酸エチルメチル、炭
酸ジエチル等公知の溶媒が挙げられる。
を固定化させるために、各種のゲル化剤や架橋剤もその
特性を損なわない範囲で添加可能である。
製造する際に、本発明の多孔質フィルムをポリマー電解
液に含浸させる方法は、ポリマー電解液中に直接多孔質
フィルムを浸漬する方法、多孔質フィルムにポリマー電
解質を塗布しその後ポリマー電解質を含まない電解液を
注入する等公知の方法をいずれも採用することができ
る。
に説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定さ
れるものではない。なお、各種特性については下記要領
にて測定を行う。
熱量計「DSC−200」を使用し、室温から200℃
まで10℃/minの割合で昇温させ、この昇温過程で
の吸熱ピーク値を融点とする。
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℃
で測定する。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社製データ処
理システムを用いる。また、分子量はポリスチレンを基
準として算出する。
ージおよび多孔質フィルムの断面の1万倍走査電子顕微
鏡写真から測定する。
mmφのポンチで打抜き、1/1000mmのシックネ
スゲージで厚みを求め、その全体積を計算する。この多
孔質フィルムの重量を電子天秤にて秤量し、その空孔体
積を計算する。樹脂成分の密度は0.940g/ml、
粒子は各粒子の真密度を使用した。尚、脱溶媒処理で脱
落した粒子分は補正した。計算により得られたフィルム
体積と空孔体積とを用いて、下記の式で空孔率を求め
た。 空孔率(%)=空孔体積×100/フィルム全体積
000倍走査型電子顕微鏡写真5cm×5cmあたりに
存在する孔の長径と短径をカウントし、その平均値から
求めた。
面の5000倍走査型電子顕微鏡写真5cm×5cmあ
たりに存在する孔の長径のみをカウントし、その平均値
から求めた。
定する。槽2に、エチレンカーボネートとエチルメチル
カーボネートとを容量比で1:2の割合で混合した溶媒
に6フッ化リン酸リチウムを1.4mol/l溶解させ
た電解液13.5mlを入れた。次いで、槽3にエチル
カーボネートとエチルメチルカーボネートを容量比で
1:2の割合で混合した溶媒を20.5ml入れた。そ
の後、マグネチックスターラー4で攪拌しながら、槽3
の伝導度の時間変化を伝導度計6で測定した。あらかじ
め測定した伝導度−モル濃度プロットから、伝導度をモ
ル濃度に換算し、時間−モル濃度のプロットの傾きをイ
オン流速(mmol/min)とした。
率) 電解液含浸率 1.0M LiClO4 を含有する炭酸プロピレン溶液
を調製し、得られた多孔質フィルムを浸漬した。その
後、表面の過剰の電解液をふき取り、下記の式により、
電解液含浸率を求めた。尚、電解液の密度は、炭酸プロ
ピレンの密度である1.19g/mlとした。また、含
浸電解液量(g)は電解液をふき取った後の多孔質フィ
ルムの重量(g)と、電解液に浸漬する前の多孔質フィ
ルムの重量(g)の差である。
配合した溶媒中に、1.0MになるようにLiClO4
を溶解させた。得られた電解液中に4重量%の含有量と
なるようにポリエチレンオキサイド(分子量1×1
06 )を溶解して、ポリマー電解液を調製した以外は、
上記と同じ方法により、ポリマー電解液含浸率を算出し
た。
脂(GUR 4012、Ticona製、融点:135
℃)14重量部と、スチレン−アクリル架橋粒子(MG
−351、粒子径:1μm、日本ペイント製)8重量部
と、溶媒である流動パラフィン(凝固点:−15℃、4
0℃における動粘度:59cst)78重量部とを含有
する樹脂組成物をヘンシェルミキサーを使用して均一に
混合し、得られた混合物を同方向二軸押出機(シリンダ
ー径40mm、L/D=30)を使用し、160℃で溶
解混練りした。得られた樹脂組成物の溶融混練物を、二
軸押出機の先端に取り付けられたTダイス(リップ厚み
5mm)を用い、160℃でシート状に押し出した直
後、水浴により急冷し、厚み約5mmのシート状成形物
を得た。得られたシート状成形物を115℃に予備加熱
した後、120℃で加熱圧延し、厚み0.2mmのシー
ト状成形物を得た。得られたシート状成形物を、バッチ
式同時二軸延伸機を用い、120℃で、塩化メチレンを
使用して脱溶媒処理を行った。その後、得られたシート
状成形物を120℃で縦横2×2倍延伸後、ヘプタンを
使用して残留している微量の流動パラフィンの脱溶媒処
理を行い、厚み14μm、空孔率53%の多孔質フィル
ムを得た。
脂(GUR 4012、Ticona製、融点:135
℃)14重量部と、炭酸カルシウム粒子(キューブ粒子
径:0.5μm、丸尾カルシウム製)8重量部と、溶媒
である流動パラフィン(凝固点:−15℃、40℃にお
ける動粘度:59cst)78重量部とを含有する樹脂
組成物を使用した以外は、実施例1と同様にして多孔質
フィルムを得た。
脂(GUR 4012、Ticona製、融点:135
℃)14重量部と、シリカ粒子(アエロジル200、粒
子径:0.012μm、日本アエロジル製)8重量部
と、溶媒である流動パラフィン(凝固点:−15℃、4
0℃における動粘度:59cst)78重量部とを含有
する樹脂組成物を使用した以外は、実施例1と同様にし
て多孔質フィルムを得た。
脂(GUR 4012、Ticona製、融点:135
℃)14重量部と、酸化チタン粒子(AM−100、粒
子径:0.006μm、テイカ製)8重量部と、溶媒で
ある流動パラフィン(凝固点:−15℃、40℃におけ
る動粘度:59cst)78重量部とを含有する樹脂組
成物を使用した以外は、実施例1と同様にして多孔質フ
ィルムを得た。
脂(GUR 2122、Ticona製、融点:135
℃)8重量部と、シリカ粒子(アエロジル200、粒子
径:0.012μm、日本アエロジル製)10重量部
と、溶媒である流動パラフィン(凝固点:−15℃、4
0℃における動粘度:59cst)72重量部とを含有
する樹脂組成物を使用した以外は、実施例1と同様にし
て多孔質フィルムを得た。
脂(GUR 2122、Ticona製、融点:135
℃)7重量部と、シリカ粒子(アエロジル200、粒子
径:0.012μm、日本アエロジル製)18重量部
と、溶媒である流動パラフィン(凝固点:−15℃、4
0℃における動粘度:59cst)75重量部とを含有
する樹脂組成物を使用した以外は、実施例1と同様にし
て多孔質フィルムを得た。
脂(GUR 4012、Ticona製、融点:135
℃)20重量部と、溶媒である流動パラフィン(凝固
点:−15℃、40℃における動粘度:59cst)8
0重量部とを含有する樹脂組成物をヘンシェルミキサー
を使用して均一に混合し、得られた混合物を同方向二軸
押出機(シリンダー径40mm、L/D=30)を使用
し、160℃で溶解混練りした。得られた樹脂組成物の
溶融混練物を、二軸押出機の先端に取り付けられたTダ
イス(リップ厚み5mm)を用い、160℃でシート状
に押し出した直後、水浴により急冷し、厚み約5mmの
シート状成形物を得た。得られたシート状成形物を11
5℃に予備加熱した後、120℃で加熱圧延し、厚み
0.2mmのシート状成形物を得た。得られたシート状
成形物を、バッチ式同時二軸延伸機を用い、120℃で
縦横2×2倍延伸後、ヘプタンを使用して脱溶媒処理を
行ない、多孔質フィルムを得た。
脂(GUR 4012、Ticona製、融点:135
℃)20重量部と、流動パラフィン(40℃における動
粘度が59cstの溶媒)80重量部とを含有する樹脂
組成物をヘンシェルミキサーを使用して均一に混合し、
得られた混合物を同方向二軸押出機(シリンダー径40
mm、L/D=30)を使用し、160℃で溶解混練り
した。得られた樹脂組成物の溶融混練物を、二軸押出機
の先端に取り付けられたTダイス(リップ厚み5mm)
を用い、160℃でシート状に押し出した直後、水浴に
より急冷し、厚み約5mmのシート状成形物を得た。得
られたシート状成形物を115℃に予備加熱した後、1
20℃で加熱圧延し、厚み0.2mmのシート状成形物
を得た。得られたシート状成形物を、ヘプタン中に浸漬
して脱溶媒処理を行なった。得られたシート状成形物
を、バッチ式同時二軸延伸機を用い120℃で縦横2×
2倍延伸後、ヘプタンを使用して残留している微量の流
動パラフィンの脱溶媒処理を行い、多孔質フィルムを得
た。
脂(GUR 4012、Ticona製、融点:135
℃)14重量部と、炭酸カルシウム粒子(キューブ粒子
径:0.5μm、丸尾カルシウム製)8重量部と、溶媒
である流動パラフィン(凝固点:−15℃、40℃にお
ける動粘度:59cst)72重量部とを含有する樹脂
組成物を使用した以外は、比較例2と同様にして多孔質
フィルムを得た。
脂(GUR 4012、Ticona製、融点:135
℃)10重量部と、炭酸カルシウム粒子(キューブ粒子
径:1μm、丸尾カルシウム製)8重量部と、溶媒であ
る流動パラフィン(40℃における動粘度:59cs
t)80重量部とを含有する樹脂組成物を使用した以外
は、比較例2と同様にして多孔質フィルムを得た。
られた多孔質フィルムはイオン流速の値が大きいことか
ら、イオン透過性に優れたものであることがわかる。ま
た、実施例1〜6で得られた多孔質フィルムは、電解液
およびポリマー電解液の含浸性能に優れていることがわ
かる。一方、比較例1で得られた多孔質フィルムは、電
解液およびポリマー電解液の含浸性能には優れるもの
の、イオン透過性は十分ではない。また、比較例2〜4
で得られた多孔質フィルムは、電解液およびポリマー電
解液の含浸性能が良好でなく、イオン透過性も十分では
ないことがわかる。
よび電解液を使用して2016サイズのコイン型の密閉
した非水電解液電池を作製した。正極は、コバルト酸リ
チウムを活物質とし、バインダーとしてPVdFを、導
電助材として黒鉛を集電体のアルミ箔上に塗布したもの
を用いた。負極は、黒鉛を活物質とし、バインダーとし
てPVdFを集電体の銅箔上に塗布したものを用いた。
セパレーターは、実施例および比較例で得られた多孔質
フィルムを用いた。電解液は、エチレンカーボネートと
エチルメチルカーボネートを容量比で1:1の割合で混
合した溶媒に六フッ化リン酸リチウムを1.0mol/
lの濃度になるように溶解させたものを用いた。得られ
た非水電解液電池は、初回に0.2CmAで充放電し、
次いで慣らし充放電として0.5CmAで8サイクル充
放電を行った後に、5CmAの放電試験を行った。非水
電解液電池の充放電はいずれも25℃の恒温器中で行っ
た。結果を表2に示す。
られた多孔質フィルムを用いてなる非水電解液電池の放
電容量は、比較例1〜4で得られた多孔質フィルムを用
いてなる非水電解液電池の放電容量に比べて大きいこと
がわかる。
透過性を有し、電解液、特にポリマー電解液の保持性能
に優れている。したがって、本発明の多孔質フィルム
は、非水電解液電池用セパレーターとして好適に使用す
ることができ、該セパレーターを用いてなる非水電解液
電池は、良好な電池性能(例えば、放電容量が大きい)
を発現する。
ある。
Claims (5)
- 【請求項1】 重量平均分子量5×105 以上の超高分
子量ポリオレフィン樹脂および粒子径0.001〜10
μmの粒子を含有してなり、且つ表面孔径0.01〜1
μm、厚み方向の切断面孔径0.1〜10μmであり、
表面孔径/厚み方向の切断面孔径の比が0.2より小さ
い多孔質フィルム。 - 【請求項2】 請求項1記載の多孔質フィルムからなる
非水電解液電池用セパレーター。 - 【請求項3】 請求項2記載のセパレーターを用いてな
る非水電解液電池。 - 【請求項4】 非水電解液がポリマー電解質を含有して
なる請求項3記載の非水電解液電池。 - 【請求項5】 超高分子量ポリオレフィン樹脂と溶媒と
粒子とを含有する樹脂組成物を溶融混練する工程、得ら
れた溶融混練物をシート状に成形する工程、得られたシ
ート状成形物の圧延と延伸処理を行う工程、脱溶媒処理
により溶媒を除去する工程を有する請求項1記載の多孔
質フィルムの製造方法。
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---|---|---|---|
JP2001214619A JP2003026847A (ja) | 2001-07-16 | 2001-07-16 | 多孔質フィルム |
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Publication Number | Publication Date |
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- 2001-07-16 JP JP2001214619A patent/JP2003026847A/ja active Pending
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