JP2003142062A

JP2003142062A - リチウムイオン二次電池用セパレータ及びリチウムイオン二次電池

Info

Publication number: JP2003142062A
Application number: JP2001340365A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Sano; 弘樹佐野; Satoshi Nishikawa; 聡西川; Hiroyuki Honmoto; 博行本元; Takahiro Omichi; 高弘大道
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 2001-11-06
Filing date: 2001-11-06
Publication date: 2003-05-16
Anticipated expiration: 2021-11-06
Also published as: JP4187434B2

Abstract

(57)【要約】【課題】耐熱性、電解液含浸時の強度が改善されたリ
チウムイオン二次電池用セパレータ、およびそれを用い
た、安全性の高いリチウムイオン二次電池を提供する。【解決手段】ポリフェニレンスルフィドを主成分とす
る網目状シートを内包した電解液に膨潤する有機高分子
体からなる二次元シート状リチウムイオン二次電池用セ
パレータおよびこれを用いたリチウムイオン二次電池。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リチウムイオン二
次電池用セパレータ及びリチウムイオン二次電池に関す
るものである。特に、耐熱性及び電解液に対する寸法安
定性の維持に優れたリチウムイオン二次電池用セパレー
タ及びリチウムイオン二次電池に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】正極にコバルト酸リチウムに代表される
リチウム含有遷移金属酸化物、負極にリチウムをドープ
・脱ドープ可能な炭素材料を用いた４Ｖ級リチウムイオ
ン二次電池は、高エネルギー密度を有するという特徴か
ら携帯電話に代表される携帯電子機器の電源として非常
に重要なものであり、これら携帯電子機器の急速な普及
に伴いその需要は高まる一方である。リチウムイオン二
次電池に用いられるセパレータに要求される特性として
は、正極と負極の接触による内部短絡を防止し、起電反
応を生ずるために必要にして十分な量の電解液を保持す
るとともに、イオンの伝導を妨げずに内部抵抗を小さく
でき、かつ、電池内部に組み込まれた場合の占有容積が
ちいさく、両極活物質の量を増やすことができるととも
に、電池の組み立てが容易となるように機械的強度を有
することである。

【０００３】これらの条件を満たし、現在のリチウムイ
オン二次電池に多く使用されているのがポリプロピレ
ン、ポリエチレン等のポリオレフィン系微多孔膜であ
る。また、これら微多孔膜は熱による高分子膜の融解に
より孔を塞ぎ、正極と負極を絶縁するシャットダウン効
果を利用して、セパレータに安全性を持たせているもの
もある。しかし、ポリオレフィン系高分子は電解液への
親和性が低く、電解液保持性が良くない。そのため、微
多孔膜の代わりに不織布等を用い、電解液を保持させる
ことが試みられている。しかし、不織布のみでは薄すぎ
ると、粒子短絡の可能性がある。また、粒子短絡を防止
するために不織布を厚くすると、エネルギー密度が低下
し、リチウムイオン二次電池用途としては不向きであ
る。

【０００４】よって、電解液保持性が高く十分なイオン
伝導性を持たせ、かつ、リチウムイオン二次電池用途と
して十分な薄さを実現するために、電解液で膨潤する有
機高分子体からなるゲル状の固体電解質と、強い機械的
強度を保つ有機高分子体からなる不織布を組み合わせ
て、機械的強度とイオン伝導性の両方を持つセパレータ
を作製することが提案されている。この様なセパレータ
の一つに、網目状シートを内包し、電解液に膨潤する有
機高分子体からなるセパレータがある。該セパレータに
用いられる網目状シートとして、ポリプロピレン、ポリ
エチレン等のポリオレフィン系不織布やポリエチレンテ
レフタレート等のポリエステル系不織布がある。（特開
平０９−０２２７２４号公報、米国特許第５６０３９８
２号明細書、米国特許５６０９９７４号明細書）

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ポリオレフィ
ン系不織布は融点がせいぜい１３０〜１７０℃程度であ
り、高温になると熱収縮を起こすことで寸法安定性が悪
くなり、内部短絡が発生し、異常過熱になる危険性があ
る。また、ポリエステル系不織布は融点が２５０℃以上
と高く、高温時の熱収縮による内部短絡及び異常過熱の
危険性は低い。しかし、ポリエステル系不織布は電解液
により繊維の膨潤やバインダーの軟化が発生すること
で、不織布の強度が低下し寸法安定性が悪くなる。この
ため、内部短絡が発生し、異常過熱になる危険性があ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は上記の問
題点を解決するために鋭意検討した結果、ポリフェニレ
ンスルフィドを主成分とする網目状シートを用いること
により、耐熱性（寸法安定性）および電解液含浸時の強
度が改善したリチウムイオン二次電池用セパレータを開
発できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち本発明は、ポリフェニレンスルフィドを主成分
とする網目状シートを内包した電解液に膨潤する有機高
分子体からなる二次元シート状リチウムイオン二次電池
用セパレータである。また、本発明には下記各発明も含
まれる。

【０００７】２．該網目状シートが不織布である上記
発明記載のリチウムイオン二次電池用セパレータ。３．該不織布の膜厚が１０〜５０μｍ、目付量６〜２
５ｇ／ｍ²、密度０．３〜１．１ｇ／ｃｍ³、平均繊維径
３〜１５μｍであることを特徴とする２記載のリチウム
イオン二次電池用セパレータ。４．該有機高分子体がポリフッ化ビニリデン系高分
子、ポリアクリロニトリル系高分子、ポリエチレンオキ
サイド系高分子、ポリメチルメタクリレート系高分子の
いずれか１種類以上を主成分とした有機高分子体からな
る上記発明〜３のいずれかに記載のリチウムイオン二次
電池用セパレータ。

【０００８】５．該ポリフッ化ビニリデン系高分子
が、フッ化ビニリデンを８５重量部以上含むポリフッ化
ビニリデン共重合体である上記発明〜４のいずれかに記
載のリチウムイオン二次電池用セパレータ。６．該有機高分子体が多孔質であることを特徴とする
上記発明〜５のいずれかに記載のリチウムイオン二次電
池用セパレータ。７．該セパレータに該電解液を含浸担時した際の２５
℃におけるイオン伝導度が５×１０^-2Ｓ／ｍ以上である
ことを特徴とする上記発明〜６のいずれかに記載のリチ
ウムイオン二次電池用セパレータ。

【０００９】さらにまた、本発明は、負極がリチウムを
ドープ・脱ドープ可能な炭素材料から主としてなり、正
極がリチウム含有遷移金属酸化物から主としてなるリチ
ウムイオン二次電池であって、上記発明〜７のいずれか
に記載のリチウムイオン二次電池用セパレータを用いる
リチウムイオン二次電池である。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。

【００１１】＜リチウムイオン二次電池用セパレータ＞
本発明のセパレータは、ポリフェニレンスルフィドを主
成分とする網目状シートを含む。ポリフェニレンスルフ
ィドを主成分とする網目状シートとは、主繊維にポリフ
ェニレンスルフィド糸を、バインダー成分に未延伸ポリ
フェニレンスルフィド、ポリエステル、ポリアミド、全
芳香族ポリアミド（アラミド）、ポリイミド、ポリオレ
フィン、フッ素系ポリマー、エチレン―酢酸ビニル共重
合体等を用いた網目状シートのことである。これらのな
かでも、バインダー成分として、ポリフェニレンスルフ
ィド、ポリエステル、アラミド、ポリプロピレンを用い
たものが、耐熱性の点で好ましい。

【００１２】また、網目状シートとは、前述に示すよう
な繊維を組み合わせることにより、空孔を有しているシ
ートのことである。この空孔の中には、シートの表から
裏を貫通しているものもある。このようなポリフェニレ
ンスルフィドを主成分とする網目状シートのなかでも、
本発明の網目状シートとしては、その耐熱性をシートの
面積維持率から評価した場合に、この面積維持率が９８
％以上１０２％以下のものが好適であり、９９％以上１
０１％以下が更に好適である。ここで面積維持率とは、
後記する「耐熱性評価」法により求めたものをいう。

【００１３】また本発明の網目状シートとしては、電解
液に含浸させたときの強度を引張り強度で評価した場合
に、電解液含浸前の引張り強度に対する、電解液含浸後
の引張り強度の比が、０．９以上が好適であり、０．９
５以上が更に好適である。ここで引張り強度は、後記す
る「電解液含浸時の強度の評価」法により求めたものを
いう。網目状シートが不織布の形態をとるとき、これら
の特性を得られやすいので好適である。不織布の作製方
法はメルトブロー法、乾式法、湿式法のいずれでもよ
い。また、不織布が前述の耐熱性と電解液含浸時の十分
な強度条件を満足していれば、ポリフェニレンスルフィ
ド以外の化合物をバインダー成分として使用しても構わ
ない。不織布は、リチウムイオン二次電池用セパレータ
に用いるので、膜厚が薄すぎるとセパレータが十分な強
度を得られず、破損し易くなる。逆に膜厚が厚すぎる
と、エネルギー密度が低下する。そのため、膜厚が１０
〜５０μｍであることが好適である。不織布の密度が低
いと、単位体積に占める繊維の体積が少なくなり、粒子
短絡の可能性が高くなる。逆に密度が高いと単位体積に
占める繊維の体積が大きくなり、イオン伝導の妨げにな
る。従って、密度０．３〜１．１ｇ／ｃｍ ³であること
が好適である。

【００１４】前記の２つの条件を満たし、適切な機械強
度、イオン伝導度、目開きをもつ不織布を得るには目付
量６〜２５ｇ／ｍ²が好適である。また、不織布を形成
する繊維が細すぎると機械的強度の低下につながる。逆
に太すぎると不織布の目開きが大きくなり、粒子短絡に
つながる上、不織布が厚くなってしまう。そのため、適
切な機械的強度、目開き、膜厚を持つ不織布を得るには
平均繊維径３〜１５μｍであることが好適である。すな
わち本発明の網目状シートのなかでも、ポリフェニレン
スルフィド糸を主成分とするその面積維持率が９８％以
上１０２％以下なかでも９９％以上１０１％以下で、引
張り強度比が０．９以上なかでも０．９５以上のものが
好ましく、より好ましくはその密度が０．３〜１．１ｇ
／ｃｍ³、その膜厚（膜厚計で測定した平均膜厚をい
う）が１０〜５０μｍ、目付量６〜２５ｇ／ｍ²で平均
繊維径３〜１５μｍの不織布である。

【００１５】本発明の有機高分子体は、電解液に膨潤す
る性質を有していれば良い。そのような高分子体として
は、例えば、ポリフッ化ビニリデン系高分子、ポリアク
リロニトリル系高分子、ポリエチレンオキサイド系高分
子、ポリメチルメタクリレート系高分子等を１種類以上
を主成分として含む有機高分子体が挙げられる。有機高
分子体の重量平均分子量として、１０，０００〜１，０
００，０００であることが好適である。なかでも、本発
明においてはポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を主体
としたポリマーが製膜性の観点からより好適に用いられ
る。ポリフッ化ビニリデン系高分子を主成分としたポリ
マーとして、ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）、パ
ーフルオロビニルエーテル（ＰＦＭＶ）、テトラフルオ
ロエチレン、クロロトリフルオロエチレン等をフッ化ビ
ニリデンに共重合したものが挙げられる。このとき、共
重合体にフッ化ビニリデンを８５重量部以上含むことが
好適である。

【００１６】本発明のセパレータは電解液を保持し、リ
チウムイオン二次電池として十分なイオン伝導度を持つ
ことが望ましい。イオン伝導度は、セパレータを電解液
に含浸し、２枚のSUS板の間に挟んで、交流インピーダ
ンス法で測定する。電解液としてプロピレンカーボネー
トとエチレンカーボネートを重量比で１対１に混合した
混合溶媒に１Ｍの濃度でＬｉＢＦ₄を溶解したものを用
いる。この時の測定温度は２５℃である。本発明のセパ
レータのイオン伝導度は５×１０^-2S／ｍ以上が好適で
あり、１×１０^-1 S／ｍ以上がさらに好適である。イオ
ン伝導度は、電解液を多く保持するほど高くなるという
観点から、セパレータは多孔質であることが好適であ
る。例えば、セパレータを多孔質とする製膜方法として
は、電解液に膨潤する有機高分子体、可塑剤及びシリカ
粒子、アルミナ等の無機粒子を有機溶剤に溶解、混合
し、これをキャスト法により製膜し、最後に可塑剤と親
和性があり、有機高分子を溶解しない有機溶媒で可塑剤
を抽出することで、微多孔膜を形成する方法が好適であ
る。

【００１７】その他では、有機高分子を有機溶媒に溶解
させドープを作製し、ドープを含浸させた網目状シート
を、先に示す有機溶媒と親和性を示し、かつ有機高分子
を溶解しない溶媒に、接触させることで有機高分子を多
孔性に凝固させる有機溶媒湿式法が好ましい。孔が少な
いと、十分に電解液を保持できずリチウムイオン二次電
池として十分な性能を発揮できない。逆に孔が多いとセ
パレータの機械的強度が低下し、破損しやすくなる。そ
のため、多孔度は２０〜８０％であることが好適であ
る。多孔度はセパレータの質量から間接的に求められ
る。

【００１８】＜リチウムイオン二次電池＞本発明のリチ
ウムイオン二次電池は上記で説明してきたような本発明
のリチウムイオン二次電池用セパレータを用いることが
特徴であり、電解液及び電極が従来のリチウムイオン二
次電池で用いてきたものを使用できる。本発明のリチウ
ム二次電池に用いる電極は、リチウムイオンをドープ・
脱ドープする活物質、この活物質を結着させ電解液に膨
潤するバインダーポリマー、電子伝導性向上のための導
電助剤、集電体で構成される。電極はゲル化し電解液を
保持できる構造になっていてもかまわない。

【００１９】正極活物質としては、種々のリチウム含有
遷移金属酸化物を挙げることができるが、特にこれに限
定されるものではなく、いわゆる４Ｖ級リチウムイオン
二次電池に用いる活物質であれば構わない。リチウム含
有遷移金属酸化物の例として、ＬｉＣｏＯ₂などのリチ
ウム含有コバルト酸化物、ＬｉＮｉＯ₂などのリチウム
含有ニッケル酸化物、ＬｉＭｎ₂Ｏ₄などのリチウム含有
マンガン酸化物などを挙げることができる。負極活物質
にはリチウムイオンを吸蔵放出する炭素材料が用いられ
る。炭素材料として、ポリアクリロニトリル、フェノー
ル樹脂、フェノールノボラック樹脂、セルロースなどの
有機高分子化合物を焼結したもの、人造黒鉛や天然黒鉛
を挙げることが出来る。

【００２０】活物質を結着させ電解液に膨潤するバイン
ダーポリマーとしてはＰＶｄＦ、ＰＶｄＦとＨＦＰやＰ
ＦＭＶ及びテトラフルオロエチレンとの共重合体などの
ＰＶｄＦ共重合体樹脂；ポリテトラフルオロエチレン、
フッ素ゴムなどのフッ素系樹脂；スチレン―ブタジエン
共重合体、スチレン―アクリロニトリル共重合体などの
炭化水素ポリマー；カルボキシメチルセルロース、ポリ
イミド樹脂などを用いることができるが、これに限定さ
れるものではない。また、これらは単独でも２種類以上
を混合して用いても構わない。集電体としては、正極に
用いるものは酸化安定性の優れた材料、負極に用いるも
のは還元安定性に優れた材料で作られた箔またはメッシ
ュが好適に用いられる。具体的には正極にはアルミニウ
ム、ステンレススチール、ニッケル、炭素などを、負極
には金属銅、ステンレススチール、ニッケル、炭素など
を挙げることができる。特に、正極にはアルミニウム箔
またはメッシュ、負極には銅箔またはメッシュが好適に
用いられる。

【００２１】導電助剤としては人造黒鉛、カーボンブラ
ック（アセチレンブラック）、ニッケル粉末が好適に用
いられる。負極においては、この導電助剤を含まなくて
も構わない。本発明のリチウム二次電池には極性有機溶
媒に電解質としてリチウム塩を溶解した電解液が好適に
用いられる。使用する溶媒はリチウム二次電池に一般に
用いられている炭素数１０以下の極性有機溶媒であれば
特に限定はしない。例えば、プロピレンカーボネート
（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ブチレンカ
ーボネート（ＢＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭ
Ｃ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、メチルエチル
カーボネート（ＭＥＣ）、１，２−ジメトキシエタン
（ＤＭＥ）、１，２−ジエトキシエタン（ＤＥＥ）、γ
―ブチロラクトン（γ―ＢＬ）、スルフォラン、アセト
ニトリル等を挙げることができる。これらの極性有意溶
媒は単独で用いても、２種類以上混合して用いてもよ
い。特に、ＰＣ、ＥＣ、γ−ＢＬ、ＤＭＣ、ＤＥＣ、Ｍ
ＥＣ及びＤＭＥから選ばれる少なくとも１種類以上の有
機溶媒が好適に用いられる。

【００２２】前記の有機溶媒に溶解するリチウム塩とし
ては、例えば過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ₄）、六フ
ッ化りん酸リチウム（ＬｉＰＦ₆）、ホウ四フッ化リチ
ウム（ＬｉＢＦ₄）、六フッ化砒素リチウム（ＬｉＡｓ
Ｆ₆）、トリフロロスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ₃ＳＯ
₃）、リチウムパーフロロメチルスルホニルイミド［Ｌ
ｉＮ（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂］、リチウムパーフロロエチルス
ルホニルイミド［ＬｉＮ（Ｃ₂Ｆ₅ＳＯ₂）₂］等が挙げら
れる。また、これらは混合して用いても構わない。溶解
するリチウム塩の濃度としては０．２〜２Ｍの範囲が好
適に用いられる。本発明のリチウムイオン二次電池は、
基本的には角型・円筒型・フィルム外装型といったどの
ような形状においても実施可能である。また、いわゆる
ゲル電解質膜を用いたポリマー電池のような電極とセパ
レータを一体化させたリチウムイオン二次電池において
も実施可能である。このときは正負極間にあるゲル電解
質膜層をセパレータとする。また、基本的にはどのよう
な電池容量においても実施可能である。

【００２３】

【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明す
る。ただし、以下の実施例は本発明を限定するものでは
ない。＜網目状シートの評価法＞以下、本実施例における網目
状シートの評価法を説明する。 [耐熱性評価]網目状シートを１０ｃｍ×１０ｃｍに切り
出し、乾燥機中で１５０℃の条件で３０分保存する。保
存後、乾燥機から取り出し網目状シートの面積を測定
し、元の面積に対しての面積維持率（％）を求める。

【００２４】[電解液含浸時の強度の評価]網目状シート
を、６０℃の電解液中で３０分保存し、１ｃｍ×４ｃｍ
に切り出し、抄紙方向に平行方向（ＭＤ）、及び垂直方
向（ＴＤ）にテンシロン（ＯＲＩＥＮＴＥＣ製、ＲＴＣ
―１２１０Ａ）を用い引張試験を行った。引張速度は２
０ｍｍ／分で行った。この測定により、破断時の最大点
荷重を算出した。このとき、本実施例においては電解液
として、プロピレンカーボネートとエチレンカーボネー
トを重量比で１対１に混合した混合溶媒に１Ｍの濃度で
ＬｉＢＦ₄を溶解した電解液を用いた。また、比較のた
めに電解液中で保存しなかった網目状シートに関して、
同様の条件でテンシロンによる引張試験を行った。

【００２５】［実施例１及び比較例１、２］実施例１と
して、網目状シートに目付量１９ｇ／ｍ²、平均膜厚３
１μｍ、密度０．６１ｇ／ｃｍ³、平均繊維径１０μmか
らなるポリフェニレンスルフィド不織布（東レ製、トル
コンＰＳ００２０）を用いた。この網目状シートの多孔
度は４５％であった。

【００２６】比較例１として、網目状シートに目付量１
１ｇ／ｍ²、平均膜厚１５μｍ、密度０．７３ｇ／ｃ
ｍ³、平均繊維径８μmの湿式法により作製されたポリエ
チレンテレフタレート不織布を用いた。この網目状シー
トの多孔度は５２％であった。

【００２７】比較例２として、網目状シートに鞘部分が
ポリエチレン、芯部分がポリプロピレンのシスコア式短
繊維からなる目付量１０ｇ／ｍ²、平均膜厚２７μｍ、
密度０．３７ｇ／ｃｍ³、平均繊維径１２μmの湿式法に
より作製された不織布を用いた。この網目状シートの多
孔度は４１％であった。

【００２８】これら網目状シートについて耐熱性評価及
び電解液含浸時の強度評価を行った。この評価結果を表
１に示す。

【００２９】

【表１】

【００３０】＜セパレータの作成法＞電解液に膨潤する
有機高分子体として、フッ化ビニリデン：ヘキサフルオ
ロプロピレン：クロロトリフルオロエチレン＝９６．
０：２．０：２．０のモル比で共重合したポリマー（重
量平均分子量４０００００）を用いた。有機高分子体を
溶解したドープは、溶媒としてジメチルアセトアミド
（ＤＭＡｃ）、相分離剤としてトリプロピレングリコー
ル（ＴＰＧ）を用い、有機高分子の濃度が１０重量部、
相分離剤濃度が４０重量部となるように調整した。

【００３１】上記のそれぞれの網目状シートにドープを
十分含浸させ、両面が凝固浴と接するように浸漬し凝固
浴中で凝固させた。凝固浴の組成は重量比で水：ジメチ
ルアセトアミド：トリプロピレングリコール＝６０：２
０：２０とした。ついで、水洗・乾燥を行い、リチウム
イオン二次電池用セパレータを得た。

【００３２】［実施例２及び比較例３，４，５］実施例
１及び比較例１、２で用いた不織布シートをそれぞれ用
いて、上記に示す方法でリチウムイオン二次電池用セパ
レータを作製した。これらのイオン伝導度はそれぞれ、
２．４×１０^-1S／ｃｍ、９．７×１０^-2S／ｃｍ、８．
７×１０ ^-2S／ｃｍであった。また、ここで作製したセ
パレータをそれぞれ用いて、下記に示す方法でフィルム
外装リチウムイオン二次電池を作製し、耐熱性評価及び
電解液含浸時の強度評価を行った。

【００３３】＜リチウムイオン二次電池の評価法＞［フィルム外装電池の作製法］正極は、コバルト酸リチ
ウム粉末８９．５重量部、カーボンブラック４．５重量
部とポリフッ化ビニリデンの乾燥重量が６．０重量部に
なるように５重量部のＰＶｄＦのＮ−メチル−２−ピロ
リドン溶液を用い、正極剤ペーストを作成し、得られた
ペーストを厚さ２０μｍのアルミ箔上に塗布乾燥後プレ
スし、作製した。これを３ｃｍ×４ｃｍに切り出した。

【００３４】負極は、炭素質負極剤としてメゾフェーズ
カーボンマイクロビーズ粉末８７重量部、カーボンブラ
ック３重量部とポリフッ化ビニリデンの乾燥重量が１０
重量部になるように５重量部のポリフッ化ビニリデンの
Ｎ−メチル−２−ピロリドン溶液を用い、負極剤ペース
トを作成し、得られたペーストを厚さ１８μｍの銅箔上
に塗布乾燥後プレスし、作製した。これを３ｃｍ×４ｃ
ｍに切り出した。

【００３５】前述に示すセパレータを３．１ｃｍ×４．
１ｃｍに切り出し、これを正負極間に挟み、電解液を含
浸させ、これをアルミラミネートパックに封入すること
でフィルム外装電池リチウムイオン二次電池を作製し
た。電解液として、エチレンカーボネートとエチルメチ
ルカーボネートを重量比で１：１に混合した混合溶媒に
１Ｍの濃度でＬｉＰＦ₆を溶解した電解液を用いた。

【００３６】［リチウムイオン二次電池の評価］上記の
リチウムイオン二次電池を０．２Ｃで充電電圧３．９５
Ｖまで充電し、１５０℃で３０分保存した。加熱後に開
回路電圧を測定し、短絡の有無を確認した。［リチウムイオン二次電池の評価］上記のリチウムイオ
ン二次電池を０．２Ｃで充電電圧３．９５Ｖまで充電
し、６０℃で３０分保存した。加熱後に１ｋｇｆ／ｃｍ
²の圧力を加えた後、前記同様、開回路電圧測定により
短絡の有無を確認した。これらをそれぞれ、実施例２及
び比較例３、４とする。これらのリチウムイオン二次電
池の評価結果を表２に示す。また、比較例５として、実
施例１に示す不織布のみをリチウムイオン二次電池用セ
パレータとして用いて、リチウムイオン二次電池を作製
したが、短絡が発生し、評価を行うことができなかっ
た。

【００３７】

【表２】

【００３８】

【発明の効果】以上詳述してきたように、本発明によれ
ば、耐熱性すなわち高温時でも十分な寸法安定性を有
し、電解液含浸時の強度が改善された安全性の高いリチ
ウムイオン二次電池用セパレータが提供される。さら
に、このリチウムイオン二次電池用セパレータを用いる
ことで、高温時のセパレータの寸法変化や変形による内
部短絡が回避された異常過熱が起きない安全性の高いリ
チウムイオン二次電池が提供できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者本元博行山口県岩国市日の出町２番１号帝人株式会社岩国研究センター内 (72)発明者大道高弘山口県岩国市日の出町２番１号帝人株式会社岩国研究センター内Ｆターム(参考） 5H021 AA06 BB12 CC02 EE02 EE33 HH00 HH02 HH03 HH05 HH06 5H029 AJ11 AJ12 AK03 AL06 AM03 AM04 AM05 AM07 AM16 CJ08 CJ11 DJ04 DJ13 DJ15 EJ12 HJ04 HJ05 HJ08 HJ14 HJ20 5H050 AA14 AA15 BA15 CA07 CA08 CA09 CB07 FA17 FA19 HA04 HA05 HA08 HA14 HA17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリフェニレンスルフィドを主成分とす
る網目状シートを内包した電解液に膨潤する有機高分子
体からなる二次元シート状リチウムイオン二次電池用セ
パレータ。
【請求項２】該網目状シートが不織布である請求項１
記載のリチウムイオン二次電池用セパレータ。
【請求項３】該不織布の膜厚が１０〜５０μｍ、目付
量６〜２５ｇ／ｍ²、密度０．３〜１．１ｇ／ｃｍ³、平
均繊維径３〜１５μｍであることを特徴とする請求項２
記載のリチウムイオン二次電池用セパレータ。
【請求項４】該有機高分子体がポリフッ化ビニリデン
系高分子、ポリアクリロニトリル系高分子、ポリエチレ
ンオキサイド系高分子、ポリメチルメタクリレート系高
分子のいずれか１種類以上を主成分とした有機高分子体
からなる請求項１〜３のいずれかに記載のリチウムイオ
ン二次電池用セパレータ。
【請求項５】該ポリフッ化ビニリデン系高分子が、フ
ッ化ビニリデンを８５重量部以上含むポリフッ化ビニリ
デン共重合体である請求項１〜４のいずれかに記載のリ
チウムイオン二次電池用セパレータ。
【請求項６】該有機高分子体が多孔質であることを特
徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のリチウムイオ
ン二次電池用セパレータ。
【請求項７】該セパレータに該電解液を含浸担時した
際の２５℃におけるイオン伝導度が５×１０^-2Ｓ／ｍ以
上であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記
載のリチウムイオン二次電池用セパレータ。
【請求項８】負極がリチウムをドープ・脱ドープ可能
な炭素材料から主としてなり、正極がリチウム含有遷移
金属酸化物から主としてなるリチウムイオン二次電池で
あって、請求項１〜７のいずれかに記載のリチウムイオ
ン二次電池用セパレータを用いるリチウムイオン二次電
池。