JP2003257405A - 非水系二次電池用セパレータおよびそれを用いた電池 - Google Patents
非水系二次電池用セパレータおよびそれを用いた電池Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 内部短絡防止と耐熱性を兼ね備えた非水系電
池用セパレータを提供する。 【解決手段】 平均繊維径が２０μｍ以下の合成樹脂
繊維にて構成されている不織布において、白色光透過法
により得られた輝度の変化とその分布から得られる地合
（σ）が３．０以下であることを特徴とする非水系二次
電池用セパレータ。地合（σ）は下記のように測定す
る：平均透過光量が一定となるように光源からの光の強
さを自動調整し、ＣＣＤカメラを用いた画像解析技術に
より６４ｍｍ×６４ｍｍの測定面積に対して２４５，７
６０ピクセルの測定点の輝度の変化を捕らえる。その結
果をグレイレベル２５６段階に区別しヒストグラムをプ
ロットして作り、得られた輝度の変化（Ｔｉ）とその分
布（Ｈｉ）より算出する。 σ＝√（（Σ（Ｔｉ２×Ｈｉ））／ΣＨｉ）
池用セパレータを提供する。 【解決手段】 平均繊維径が２０μｍ以下の合成樹脂
繊維にて構成されている不織布において、白色光透過法
により得られた輝度の変化とその分布から得られる地合
（σ）が３．０以下であることを特徴とする非水系二次
電池用セパレータ。地合（σ）は下記のように測定す
る：平均透過光量が一定となるように光源からの光の強
さを自動調整し、ＣＣＤカメラを用いた画像解析技術に
より６４ｍｍ×６４ｍｍの測定面積に対して２４５，７
６０ピクセルの測定点の輝度の変化を捕らえる。その結
果をグレイレベル２５６段階に区別しヒストグラムをプ
ロットして作り、得られた輝度の変化（Ｔｉ）とその分
布（Ｈｉ）より算出する。 σ＝√（（Σ（Ｔｉ２×Ｈｉ））／ΣＨｉ）
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、セパレータの収縮
等によって引き起こされる電極間の接触による短絡、発
火を防止する、力学的な耐熱温度が２００℃以上である
非水系二次電池用セパレータに関するものである。
等によって引き起こされる電極間の接触による短絡、発
火を防止する、力学的な耐熱温度が２００℃以上である
非水系二次電池用セパレータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子機器の発達にともない、小型
化、軽量化はめざましく、またエネルギー密度が高く繰
り返しの充電回数が多い二次電池の開発が望まれてい
る。この種の電池として水溶液電解液ではなく有機電解
液（非水電解液）を使用するリチウムイオン二次電池が
注目されている。この種のリチウムイオン二次電池は、
負極活物質としてリチウムイオンを吸蔵・脱離し得るカ
ーボン系材料を用い、正極材料としてＬｉＣｏＯ２、Ｌ
ｉＮｉＯ ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＦｅＯ２等のリチウ
ム含有金属酸化物を用い、有機溶媒に溶質としてリチウ
ム塩を溶解した電解液が用いられている。またセパレー
タとしては、ポリオレフィンからなるフィルム状の多孔
体が多く使用される。このようなセパレータにおいて
は、電池の発火を防止するためにシャットダウン機能を
有している。シャットダウン機能とは、電極が外部短絡
し大電流が流れて発熱した場合に、電池温度が１８０℃
まで達してLiが溶融し発火するのを防止する機能で、具
体的には、Liが発火する以前にセパレータが溶融し、そ
の開孔部を目詰まりさせることによって、電池反応を停
止させ、発熱を抑えるというものである。
化、軽量化はめざましく、またエネルギー密度が高く繰
り返しの充電回数が多い二次電池の開発が望まれてい
る。この種の電池として水溶液電解液ではなく有機電解
液（非水電解液）を使用するリチウムイオン二次電池が
注目されている。この種のリチウムイオン二次電池は、
負極活物質としてリチウムイオンを吸蔵・脱離し得るカ
ーボン系材料を用い、正極材料としてＬｉＣｏＯ２、Ｌ
ｉＮｉＯ ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＦｅＯ２等のリチウ
ム含有金属酸化物を用い、有機溶媒に溶質としてリチウ
ム塩を溶解した電解液が用いられている。またセパレー
タとしては、ポリオレフィンからなるフィルム状の多孔
体が多く使用される。このようなセパレータにおいて
は、電池の発火を防止するためにシャットダウン機能を
有している。シャットダウン機能とは、電極が外部短絡
し大電流が流れて発熱した場合に、電池温度が１８０℃
まで達してLiが溶融し発火するのを防止する機能で、具
体的には、Liが発火する以前にセパレータが溶融し、そ
の開孔部を目詰まりさせることによって、電池反応を停
止させ、発熱を抑えるというものである。
【０００３】例えば、ポリエチレン多孔体をセパレータ
として用いる場合は１２０℃付近で、またポリプロピレ
ン多孔体をセパレータとして用いる場合は１４０℃付近
でシャットダウンが起こり電池の発熱が止まり、温度上
昇が抑えられるように設計されている。しかし、シャッ
トダウン機能でおさまらない多大な発熱状態となった場
合は、セパレータの溶融が進行してセパレータの完全溶
融や溶融による亀裂を生じ、電極間の接触が起こり、再
び短絡電流が流れて発熱状態となり、発火に至るという
問題を有している。特に電気自動車用途などに代表され
る大型電池においては、使用環境が高温になりやすい場
所に設置されるため、セパレータにおいては、耐熱性の
向上が求められていた。
として用いる場合は１２０℃付近で、またポリプロピレ
ン多孔体をセパレータとして用いる場合は１４０℃付近
でシャットダウンが起こり電池の発熱が止まり、温度上
昇が抑えられるように設計されている。しかし、シャッ
トダウン機能でおさまらない多大な発熱状態となった場
合は、セパレータの溶融が進行してセパレータの完全溶
融や溶融による亀裂を生じ、電極間の接触が起こり、再
び短絡電流が流れて発熱状態となり、発火に至るという
問題を有している。特に電気自動車用途などに代表され
る大型電池においては、使用環境が高温になりやすい場
所に設置されるため、セパレータにおいては、耐熱性の
向上が求められていた。
【０００４】またこれらのフィルム状の多孔体セパレー
タは、不織布に比べて製造工程が複雑でコストが高いた
め、製造のし易さから従来のフィルムに代わり不織布を
用いたセパレータの開発が望まれている。しかしながら
不織布の場合はピンホールができやすいことから、電池
組込み時の内部短絡の発生が大きな問題となっていた。
タは、不織布に比べて製造工程が複雑でコストが高いた
め、製造のし易さから従来のフィルムに代わり不織布を
用いたセパレータの開発が望まれている。しかしながら
不織布の場合はピンホールができやすいことから、電池
組込み時の内部短絡の発生が大きな問題となっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、セパレータ
の収縮等によって引き起こされる電極間の接触による短
絡、発火を防止し、かつ電池組込み時の内部短絡も防止
する、力学的な耐熱温度が２００℃以上である非水系二
次電池用セパレータ用不織布を提供することにある。こ
のような状況に鑑み鋭意検討した結果、実用的な内部短
絡防止と耐熱性を兼ね備えた非水系電池用セパレータを
開発し、本発明を完成するに至った。
の収縮等によって引き起こされる電極間の接触による短
絡、発火を防止し、かつ電池組込み時の内部短絡も防止
する、力学的な耐熱温度が２００℃以上である非水系二
次電池用セパレータ用不織布を提供することにある。こ
のような状況に鑑み鋭意検討した結果、実用的な内部短
絡防止と耐熱性を兼ね備えた非水系電池用セパレータを
開発し、本発明を完成するに至った。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、エネルギー密
度を向上させつつも電解液保持性、内部短絡防止性に優
れ、かつ力学的な耐熱温度が２００℃以上である非水系
二次電池用セパレータを提供するものである。本発明は
下記の態様を含む。
度を向上させつつも電解液保持性、内部短絡防止性に優
れ、かつ力学的な耐熱温度が２００℃以上である非水系
二次電池用セパレータを提供するものである。本発明は
下記の態様を含む。
【０００７】［１］平均繊維径が２０μｍ以下の合成樹
脂繊維にて構成されている不織布において、下記で規定
される地合（σ）が３．０以下、好ましくは２．５以
下、より好ましくは２以下、最も好ましくは１．５以下
であることを特徴とする非水系二次電池用セパレータ。
地合（σ）は下記のように測定する：平均透過光量が一
定（グレイレベル１２８）となるように光源からの光の
強さを自動調整し、ＣＣＤカメラを用いた画像解析技術
により６４ｍｍ×６４ｍｍの測定面積に対して２４５，
７６０ピクセルの測定点の輝度の変化を捕らえる。その
結果をグレイレベル２５６段階（白と黒の間を２５６段
階に分けた）に区別しヒストグラムをプロットして作
り、得られた輝度の変化（Ｔｉ）とその分布（Ｈｉ）よ
り、算出する。 σ＝√（（Σ（Ｔｉ２×Ｈｉ））／ΣＨｉ）
脂繊維にて構成されている不織布において、下記で規定
される地合（σ）が３．０以下、好ましくは２．５以
下、より好ましくは２以下、最も好ましくは１．５以下
であることを特徴とする非水系二次電池用セパレータ。
地合（σ）は下記のように測定する：平均透過光量が一
定（グレイレベル１２８）となるように光源からの光の
強さを自動調整し、ＣＣＤカメラを用いた画像解析技術
により６４ｍｍ×６４ｍｍの測定面積に対して２４５，
７６０ピクセルの測定点の輝度の変化を捕らえる。その
結果をグレイレベル２５６段階（白と黒の間を２５６段
階に分けた）に区別しヒストグラムをプロットして作
り、得られた輝度の変化（Ｔｉ）とその分布（Ｈｉ）よ
り、算出する。 σ＝√（（Σ（Ｔｉ２×Ｈｉ））／ΣＨｉ）
【０００８】［２］湿式抄紙法により製造されることを
特徴とする［１］に記載の非水系二次電池用セパレー
タ。 ［３］合成樹脂繊維のポリエステル繊維を含有する
［１］または［２］に記載の非水系二次電池用セパレー
タ。 ［４］合成樹脂繊維が繊維状バインダーを含有する
［１］〜［３］のいずれかに記載の非水系二次電池用セ
パレータ。 ［５］正極、［１］〜［４］のいずれかに記載された非
水系二次電池用セパレータ、電解液、負極を具備する非
水系二次電池。
特徴とする［１］に記載の非水系二次電池用セパレー
タ。 ［３］合成樹脂繊維のポリエステル繊維を含有する
［１］または［２］に記載の非水系二次電池用セパレー
タ。 ［４］合成樹脂繊維が繊維状バインダーを含有する
［１］〜［３］のいずれかに記載の非水系二次電池用セ
パレータ。 ［５］正極、［１］〜［４］のいずれかに記載された非
水系二次電池用セパレータ、電解液、負極を具備する非
水系二次電池。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明では従来の課題である内部
短絡を防止すべく、その主原因と考えられる不織布の繊
維構成に注目し、不織布の地合を制御することにより成
功している。本発明における地合とはシート面における
ミクロな質量分布または繊維分布の状態が織り成す地模
様のことを指し、光にかざした時の透過光量の変化を判
定して良否を判断する。具体的には、平均透過光量が一
定（グレイレベル１２８）となるように光源を自動調整
した白色光を透過させ、その透過光をＣＣＤカメラを用
いた画像解析技術により６４ｍｍ×６４ｍｍの測定面積
に対して２４５，７６０ピクセルの測定点の輝度の変化
を捕らえる。その結果をグレイレベル２５６段階に区別
しヒストグラムをプロットして作り、得られた輝度の変
化（Ｔｉ）とその分布（Ｈｉ）より地合（σ）を算出す
る。 σ＝√（（Σ（Ｔｉ２×Ｈｉ））／ΣＨｉ）
短絡を防止すべく、その主原因と考えられる不織布の繊
維構成に注目し、不織布の地合を制御することにより成
功している。本発明における地合とはシート面における
ミクロな質量分布または繊維分布の状態が織り成す地模
様のことを指し、光にかざした時の透過光量の変化を判
定して良否を判断する。具体的には、平均透過光量が一
定（グレイレベル１２８）となるように光源を自動調整
した白色光を透過させ、その透過光をＣＣＤカメラを用
いた画像解析技術により６４ｍｍ×６４ｍｍの測定面積
に対して２４５，７６０ピクセルの測定点の輝度の変化
を捕らえる。その結果をグレイレベル２５６段階に区別
しヒストグラムをプロットして作り、得られた輝度の変
化（Ｔｉ）とその分布（Ｈｉ）より地合（σ）を算出す
る。 σ＝√（（Σ（Ｔｉ２×Ｈｉ））／ΣＨｉ）
【００１０】本発明における電池用セパレータは、その
骨格（合成樹脂繊維、チョップドストランド）が平均繊
維径２０μｍ以下、好ましくは１５μｍ以下、より好ま
しくは１０μｍ以下、更に好ましくは５μｍ以下の合成
樹脂繊維にて構成される。下限は特に無いが０．１μｍ
程度まで使用可能であり、より好ましくは１μｍ以上で
ある。これにより地合の優れた非水系二次電池用セパレ
ータが得られる。これは細径の繊維を用いることにより
単位面積当たりの繊維本数を増やすことにより均一な地
合が得られるものと思われる。この合成樹脂を熱融着
（熱カレンダー処理、或いはドライヤーで過熱すること
もできる）したものが好ましい。素材としては、ポリエ
チレンテレフタレート等のポリエステルや、アクリルパ
ルプを使用することができる。使用される合成樹脂繊維
は数種類の繊維径の組合わせでもよい。これら細径繊維
の細い方の含有量が少ないと、ピンホールなどの発生が
懸念され、内部短絡が生じる恐れがある。また一方細径
繊維の細い方の含有量が多いと、繊維間の結着力を生じ
せしめる交点面積が増加し孔が塞がりやすくなることか
ら、電気伝導性の点より注意が必要である。したがっ
て、１μｍを超えて２０μｍまでの繊維１００重量部に
対して、繊維径１μｍ以下の微細繊維を使用する場合は
１００重量部以下が好ましい。さらに樹脂接着剤を含
浸、スプレーする場合、適切な量を見出すことが非常に
重要であり、繊維１００重量部に対し０．５重量部〜３
０重量部が好ましい。
骨格（合成樹脂繊維、チョップドストランド）が平均繊
維径２０μｍ以下、好ましくは１５μｍ以下、より好ま
しくは１０μｍ以下、更に好ましくは５μｍ以下の合成
樹脂繊維にて構成される。下限は特に無いが０．１μｍ
程度まで使用可能であり、より好ましくは１μｍ以上で
ある。これにより地合の優れた非水系二次電池用セパレ
ータが得られる。これは細径の繊維を用いることにより
単位面積当たりの繊維本数を増やすことにより均一な地
合が得られるものと思われる。この合成樹脂を熱融着
（熱カレンダー処理、或いはドライヤーで過熱すること
もできる）したものが好ましい。素材としては、ポリエ
チレンテレフタレート等のポリエステルや、アクリルパ
ルプを使用することができる。使用される合成樹脂繊維
は数種類の繊維径の組合わせでもよい。これら細径繊維
の細い方の含有量が少ないと、ピンホールなどの発生が
懸念され、内部短絡が生じる恐れがある。また一方細径
繊維の細い方の含有量が多いと、繊維間の結着力を生じ
せしめる交点面積が増加し孔が塞がりやすくなることか
ら、電気伝導性の点より注意が必要である。したがっ
て、１μｍを超えて２０μｍまでの繊維１００重量部に
対して、繊維径１μｍ以下の微細繊維を使用する場合は
１００重量部以下が好ましい。さらに樹脂接着剤を含
浸、スプレーする場合、適切な量を見出すことが非常に
重要であり、繊維１００重量部に対し０．５重量部〜３
０重量部が好ましい。
【００１１】平均繊維長は１０ｍｍ以下が好ましく、よ
り好ましくは７ｍｍ以下で、下限は特に無いが０．５ｍ
ｍ程度まで可能である。なお繊維間の結着力を生じせし
める合成樹脂の種類につき、特に限定するものではな
く、適宣選択した繊維状バインダー（熱溶融温度が例え
ば１２０〜１３０℃と比較的に低い繊維でポリエステル
でもよい）を使用するほか、必要に応じて樹脂接着剤を
含浸、スプレーすることもできる。例えばポリエチレン
テレフタレート等のポリエステル、ポリビニルアルコー
ル、ポリプロピレンとポリエチレンのサイドバイサイド
繊維、ポリプロピレンとポリエチレンの多分割繊維、芯
がポリプロピレンで鞘がポリエチレンの芯鞘繊維が例示
できる。繊維状バインダーの平均径は５μｍ〜２０μｍ
程度が好ましい。なお電池用セパレータの厚さは８０μ
ｍ以下であり、好ましくは４０μｍ以下である。
り好ましくは７ｍｍ以下で、下限は特に無いが０．５ｍ
ｍ程度まで可能である。なお繊維間の結着力を生じせし
める合成樹脂の種類につき、特に限定するものではな
く、適宣選択した繊維状バインダー（熱溶融温度が例え
ば１２０〜１３０℃と比較的に低い繊維でポリエステル
でもよい）を使用するほか、必要に応じて樹脂接着剤を
含浸、スプレーすることもできる。例えばポリエチレン
テレフタレート等のポリエステル、ポリビニルアルコー
ル、ポリプロピレンとポリエチレンのサイドバイサイド
繊維、ポリプロピレンとポリエチレンの多分割繊維、芯
がポリプロピレンで鞘がポリエチレンの芯鞘繊維が例示
できる。繊維状バインダーの平均径は５μｍ〜２０μｍ
程度が好ましい。なお電池用セパレータの厚さは８０μ
ｍ以下であり、好ましくは４０μｍ以下である。
【００１２】本発明における繊維状バインダーとは、繊
維自身が熱により一部または全部溶解して繊維間の結着
力を生じせしめる熱溶融タイプの繊維などを用いること
が出来る。形状は単繊維であっても複合繊維であっても
良い。ここで言う複合繊維とは複数の樹脂が組合わされ
た繊維を指し、その断面の形状より、芯鞘型、サイドバ
イサイド型、偏芯型、あるいは菊花状、層状に積層した
ものを例示でき、分割性、非分割性繊維などが挙げられ
る。分割性繊維は複数種の樹脂が溶け合わずに混合され
ており、極細性の繊維にフィブリル化することができ
る。熱溶融タイプの繊維状バインダーはポリエステル等
のチョップドストランド１００質量部に対し５〜３０質
量部程度添加することが出来る。
維自身が熱により一部または全部溶解して繊維間の結着
力を生じせしめる熱溶融タイプの繊維などを用いること
が出来る。形状は単繊維であっても複合繊維であっても
良い。ここで言う複合繊維とは複数の樹脂が組合わされ
た繊維を指し、その断面の形状より、芯鞘型、サイドバ
イサイド型、偏芯型、あるいは菊花状、層状に積層した
ものを例示でき、分割性、非分割性繊維などが挙げられ
る。分割性繊維は複数種の樹脂が溶け合わずに混合され
ており、極細性の繊維にフィブリル化することができ
る。熱溶融タイプの繊維状バインダーはポリエステル等
のチョップドストランド１００質量部に対し５〜３０質
量部程度添加することが出来る。
【００１３】また本発明に使用される合成樹脂繊維（チ
ョップドストランド）の材質としては、ポリエステルが
好適であるが、繊維の種類は特に限定するものではな
い。ポリエステルとしてはポリエチレンテレフタレー
ト、ポリエチレンナフタレート等を例示できるが、ポリ
エチレンテレフタレートが好ましい。ポリエステルの場
合、ポリオレフィンよりも融点が高いものを選べること
から、セパレータとしての熱安定性は従来のセパレータ
より非常に優れるという利点を有する。
ョップドストランド）の材質としては、ポリエステルが
好適であるが、繊維の種類は特に限定するものではな
い。ポリエステルとしてはポリエチレンテレフタレー
ト、ポリエチレンナフタレート等を例示できるが、ポリ
エチレンテレフタレートが好ましい。ポリエステルの場
合、ポリオレフィンよりも融点が高いものを選べること
から、セパレータとしての熱安定性は従来のセパレータ
より非常に優れるという利点を有する。
【００１４】本発明における電池用セパレータ不織布
は、湿式抄紙法にて製造することが好ましい。これによ
り薄く且つ地合の良いシートが得られる。湿式抄紙法と
は、通常、繊維を固形分濃度０．１〜５質量％程度にな
るように、分散助剤、粘剤等を用いて水中に均一に分散
してスラリーとし、これを抄紙機を用いてシート化する
ものであり、非常に均一性の高い不織布が得られる抄紙
方法である。さらに生産速度が乾式抄紙法に比べて速
く、また同一装置で繊維径の異なる繊維や複数の種類の
繊維を任意の割合で混合できることから、不織布シート
の設計が容易であるという利点も有する。抄紙機として
は、傾斜型抄紙機、長網抄紙機、円網抄紙機、さらには
２種以上組合わせたコンビネーションなどが挙げられ
る。
は、湿式抄紙法にて製造することが好ましい。これによ
り薄く且つ地合の良いシートが得られる。湿式抄紙法と
は、通常、繊維を固形分濃度０．１〜５質量％程度にな
るように、分散助剤、粘剤等を用いて水中に均一に分散
してスラリーとし、これを抄紙機を用いてシート化する
ものであり、非常に均一性の高い不織布が得られる抄紙
方法である。さらに生産速度が乾式抄紙法に比べて速
く、また同一装置で繊維径の異なる繊維や複数の種類の
繊維を任意の割合で混合できることから、不織布シート
の設計が容易であるという利点も有する。抄紙機として
は、傾斜型抄紙機、長網抄紙機、円網抄紙機、さらには
２種以上組合わせたコンビネーションなどが挙げられ
る。
【００１５】これらのシートはドライヤーで加熱するこ
とにより熱融着させることもできる。また熱カレンダー
処理することができる。例えば１１０℃〜２００℃程度
のチルドロールとチルドロール間を通し、バインダー繊
維を溶融して強度の高いセパレータを得ることもでき
る。
とにより熱融着させることもできる。また熱カレンダー
処理することができる。例えば１１０℃〜２００℃程度
のチルドロールとチルドロール間を通し、バインダー繊
維を溶融して強度の高いセパレータを得ることもでき
る。
【００１６】上記セパレータはリチウムイオン二次電池
等に使用できる。例えば負極活物質としてリチウムイオ
ンを吸蔵・脱離し得るカーボン系材料を用い、正極材料
としてＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４、
ＬｉＦｅＯ２等のリチウム含有金属酸化物を用い、有機
溶媒に溶質としてリチウム塩を溶解した電解液が用いら
れる。
等に使用できる。例えば負極活物質としてリチウムイオ
ンを吸蔵・脱離し得るカーボン系材料を用い、正極材料
としてＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４、
ＬｉＦｅＯ２等のリチウム含有金属酸化物を用い、有機
溶媒に溶質としてリチウム塩を溶解した電解液が用いら
れる。
【００１７】
【実施例】以下に、本発明の電池用セパレータ不織布の
実施例を記載するが、本発明は以下の実施例に限定され
るものではない。なお、％とは、特に断らない限り質量
％を意味する。
実施例を記載するが、本発明は以下の実施例に限定され
るものではない。なお、％とは、特に断らない限り質量
％を意味する。
【００１８】実施例１
平均繊維径７μｍのポリエステル繊維（クラレ社製、エ
ステルＥＰ、ポリエチレンテレフタレート、融点２３０
℃）を４０％、および平均繊維径５μｍのポリエステル
繊維（帝人社製、テピルスＴＫ０８ＰＮ、ポリエチレン
テレフタレート、融点１７０℃）を４８％、繊維状バイ
ンダーであり繊維径１２μｍの芯鞘型ポリエステル繊維
（帝人社製、テピルスＴＪ０４ＣＮ、鞘の融点が１３０
℃の変性ポリエチレンテレフタレート、芯は融点２４０
℃のポリエチレンテレフタレート）を１２％水中に分散
させたスラリーを調成、湿式抄紙し、電池セパレータ用
基材を作製した。その後、１３０℃で熱カレンダー処理
し、坪量３４ｇ／ｍ２、厚みを４０μｍに調整した電池
用セパレータ不織布を得た。
ステルＥＰ、ポリエチレンテレフタレート、融点２３０
℃）を４０％、および平均繊維径５μｍのポリエステル
繊維（帝人社製、テピルスＴＫ０８ＰＮ、ポリエチレン
テレフタレート、融点１７０℃）を４８％、繊維状バイ
ンダーであり繊維径１２μｍの芯鞘型ポリエステル繊維
（帝人社製、テピルスＴＪ０４ＣＮ、鞘の融点が１３０
℃の変性ポリエチレンテレフタレート、芯は融点２４０
℃のポリエチレンテレフタレート）を１２％水中に分散
させたスラリーを調成、湿式抄紙し、電池セパレータ用
基材を作製した。その後、１３０℃で熱カレンダー処理
し、坪量３４ｇ／ｍ２、厚みを４０μｍに調整した電池
用セパレータ不織布を得た。
【００１９】実施例２
平均繊維径３μｍのポリエステル繊維（帝人社製、テピ
ルスＴＭ０４ＰＮ、ポリエチレンテレフタレート、融点
２４０℃）を５０％、および平均繊維径５μｍのポリエ
ステル繊維（帝人社製、テピルスＴＫ０８ＰＮ、ポリエ
チレンテレフタレート、融点１７０℃）を５０％を水中
に分散させたスラリーを調成、抄紙し、電池セパレータ
用基材を作製した。その後、線圧５００ｋｇ／ｃｍ，１
７０℃で熱カレンダー処理し（チルドロールとチルドロ
ール間を１回通した）、坪量３４ｇ／ｍ２、厚み４０μ
ｍに調整した電池用セパレータ不織布を得た。
ルスＴＭ０４ＰＮ、ポリエチレンテレフタレート、融点
２４０℃）を５０％、および平均繊維径５μｍのポリエ
ステル繊維（帝人社製、テピルスＴＫ０８ＰＮ、ポリエ
チレンテレフタレート、融点１７０℃）を５０％を水中
に分散させたスラリーを調成、抄紙し、電池セパレータ
用基材を作製した。その後、線圧５００ｋｇ／ｃｍ，１
７０℃で熱カレンダー処理し（チルドロールとチルドロ
ール間を１回通した）、坪量３４ｇ／ｍ２、厚み４０μ
ｍに調整した電池用セパレータ不織布を得た。
【００２０】実施例３
平均繊維径３μｍのポリエステル繊維（帝人社製、テピ
ルスＴＭ０４ＰＮ、ポリエチレンテレフタレート、融点
２４０℃）を３５％、平均繊維径５μｍのポリエステル
繊維（帝人社製、テピルスＴＫ０８ＰＮ、ポリエチレン
テレフタレート、融点１７０℃）を５０％、平均繊維径
０．５μｍのアクリルパルプ繊維（日本エクスラン社
製、R５６D）を１５％、水中に分散させたスラリーを調
成、抄紙し、電池セパレータ用基材を作製した。その
後、（線圧５００ｋｇ／ｃｍ）１７０℃で熱カレンダー
処理し（チルドロールとチルドロール間を１回通し
た）、坪量３４ｇ／ｍ２、厚み４０μｍに調整した電池
用セパレータ不織布を得た。
ルスＴＭ０４ＰＮ、ポリエチレンテレフタレート、融点
２４０℃）を３５％、平均繊維径５μｍのポリエステル
繊維（帝人社製、テピルスＴＫ０８ＰＮ、ポリエチレン
テレフタレート、融点１７０℃）を５０％、平均繊維径
０．５μｍのアクリルパルプ繊維（日本エクスラン社
製、R５６D）を１５％、水中に分散させたスラリーを調
成、抄紙し、電池セパレータ用基材を作製した。その
後、（線圧５００ｋｇ／ｃｍ）１７０℃で熱カレンダー
処理し（チルドロールとチルドロール間を１回通し
た）、坪量３４ｇ／ｍ２、厚み４０μｍに調整した電池
用セパレータ不織布を得た。
【００２１】実施例４
実施例２と同様にスラリーを調成した後、ポリオレフィ
ン系樹脂エマルジョン（住友精化社製：ザイクセンＡ
Ｃ）を対繊維２０％塗布して（オンマシンでスプレーす
る）抄紙し、その後、１７０℃で前記同様の熱カレンダ
ー処理し、坪量４１ｇ／ｍ２、厚み４０μｍの電池用セ
パレータ不織布を得た。
ン系樹脂エマルジョン（住友精化社製：ザイクセンＡ
Ｃ）を対繊維２０％塗布して（オンマシンでスプレーす
る）抄紙し、その後、１７０℃で前記同様の熱カレンダ
ー処理し、坪量４１ｇ／ｍ２、厚み４０μｍの電池用セ
パレータ不織布を得た。
【００２２】比較例１
平均繊維径２２μｍのポリプロピレン繊維（ダイワボウ
社製、ＰＺ）を５０％、平均繊維径１１μｍのポリエチ
レン／ポリプロピレン芯鞘型繊維（ダイワボウ社製、Ｎ
ＢＦ−Ｈ）を４０％、および平均繊維径１μｍ以下のパ
ラ系アラミドパルプ（ダイセル社製、ティアラＫＹ４０
０Ｓ）１０％を水中に分散させたスラリーを調成した以
外は、実施例１と同様にして、坪量３０ｇ／ｍ２、厚み
４０μｍに調整した電池用セパレータ不織布を得た。
社製、ＰＺ）を５０％、平均繊維径１１μｍのポリエチ
レン／ポリプロピレン芯鞘型繊維（ダイワボウ社製、Ｎ
ＢＦ−Ｈ）を４０％、および平均繊維径１μｍ以下のパ
ラ系アラミドパルプ（ダイセル社製、ティアラＫＹ４０
０Ｓ）１０％を水中に分散させたスラリーを調成した以
外は、実施例１と同様にして、坪量３０ｇ／ｍ２、厚み
４０μｍに調整した電池用セパレータ不織布を得た。
【００２３】比較例２
平均繊維径１８μｍ、ポリエチレン／ポリプロピレン分
割型複合繊維（チッソ社製、ＥＤＣ １７分割繊維、中
心がポリプロピレンでその周囲を１６等分してポリエチ
レンとポリプロピレンが囲んでいる、これをフィブリル
化している）を使用し、湿式抄紙法により不織布を作製
した。次いで、この不織布を水圧８０ｋｇ／ｃｍ２の水
流により分割型繊維を分割すると同時に絡合し、乾燥し
て坪量３０ｇ／ｍ２、厚み４０μｍの電池用セパレータ
不織布を得た。
割型複合繊維（チッソ社製、ＥＤＣ １７分割繊維、中
心がポリプロピレンでその周囲を１６等分してポリエチ
レンとポリプロピレンが囲んでいる、これをフィブリル
化している）を使用し、湿式抄紙法により不織布を作製
した。次いで、この不織布を水圧８０ｋｇ／ｃｍ２の水
流により分割型繊維を分割すると同時に絡合し、乾燥し
て坪量３０ｇ／ｍ２、厚み４０μｍの電池用セパレータ
不織布を得た。
【００２４】比較例３
平均厚み２５μｍのポリプロピレン微多孔膜（セルガー
ド社製、セルガード＃２５００）を用いて、電池用セパ
レータとした。
ド社製、セルガード＃２５００）を用いて、電池用セパ
レータとした。
【００２５】試験方法
（１） 地合：シートサンプルを１０枚採取し、KAJAAN
I Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ａｎａｌｙｚｅｒ（KAJAANI Ｅ
ＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ Ｌｔｄ．製）を用いて、ＩＮＤ
ＥＸ ＨＩＳＴＯＧＲＡＭモードにおける、白色光透過
により得られた輝度の変化Ｔｉとその分布Ｈｉから下記
の地合：σを求めた。 σ＝√（（Σ（Ｔｉ２×Ｈｉ））／ΣＨｉ） 得られた地合（σ）の１０枚の平均値を表１、２に示
す。
I Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ａｎａｌｙｚｅｒ（KAJAANI Ｅ
ＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ Ｌｔｄ．製）を用いて、ＩＮＤ
ＥＸ ＨＩＳＴＯＧＲＡＭモードにおける、白色光透過
により得られた輝度の変化Ｔｉとその分布Ｈｉから下記
の地合：σを求めた。 σ＝√（（Σ（Ｔｉ２×Ｈｉ））／ΣＨｉ） 得られた地合（σ）の１０枚の平均値を表１、２に示
す。
【００２６】（２） 内部短絡：正極活物質としてコバ
ルト酸リチウム（日本化学工業製、セルシードＣ−１
０）、負極活物質としてメソカーボンマイクロビーズ
（大阪ガスケミカル社製、ＭＣＭＢ６−２８）を用い
て、実施例および比較例で作製した電池用セパレータ不
織布を各電極に接するように配置し、全体を渦巻状構造
の電極とした。次いで、前記同様に電解液を調整し、こ
れら電極と電解液を用いて円筒形リチウム二次電池を作
製した。この電池を１００個作製し、単セルで１０ｍΩ
の外部短絡試験を行ったときの内部短絡率を求めた。得
られた内部短絡率を表１、２に示す。
ルト酸リチウム（日本化学工業製、セルシードＣ−１
０）、負極活物質としてメソカーボンマイクロビーズ
（大阪ガスケミカル社製、ＭＣＭＢ６−２８）を用い
て、実施例および比較例で作製した電池用セパレータ不
織布を各電極に接するように配置し、全体を渦巻状構造
の電極とした。次いで、前記同様に電解液を調整し、こ
れら電極と電解液を用いて円筒形リチウム二次電池を作
製した。この電池を１００個作製し、単セルで１０ｍΩ
の外部短絡試験を行ったときの内部短絡率を求めた。得
られた内部短絡率を表１、２に示す。
【００２７】（３） 面積保持率（耐熱性）：１０ｃｍ
×１０ｃｍのサンプルを採取し、テンションフリーの状
態で、１２０℃雰囲気下で１時間放置した後の面積（Ａ
１）を測定する。 面積保持率（％）＝１００（初期面積）／Ａ１×１００ 得られた面積保持率を表１、２に示す。 （４） 充放電測定（充放電効率）：作製した円筒形電
池は、充放電システム（東洋システム社製、ＴＯＳＣＡ
Ｔ３０００Ｕ）にて電流値１．０Ｃ、３．０〜４．２Ｖ
までの充放電を２００サイクル行った。１サイクル目の
充放電効率（％）＝放電容量／充電容量を１００とし、
２００サイクル後の充放電効率を求めた。得られた充放
電効率を表１、２に示す。
×１０ｃｍのサンプルを採取し、テンションフリーの状
態で、１２０℃雰囲気下で１時間放置した後の面積（Ａ
１）を測定する。 面積保持率（％）＝１００（初期面積）／Ａ１×１００ 得られた面積保持率を表１、２に示す。 （４） 充放電測定（充放電効率）：作製した円筒形電
池は、充放電システム（東洋システム社製、ＴＯＳＣＡ
Ｔ３０００Ｕ）にて電流値１．０Ｃ、３．０〜４．２Ｖ
までの充放電を２００サイクル行った。１サイクル目の
充放電効率（％）＝放電容量／充電容量を１００とし、
２００サイクル後の充放電効率を求めた。得られた充放
電効率を表１、２に示す。
【００２８】
【表１】
【００２９】
【表２】
【００３０】
【発明の効果】上記の如く製造された本発明に係るセパ
レータは、セパレータの収縮等によって引き起こされる
電極間の接触による短絡、発火を防止できる。また電池
組込み時の内部短絡も防止する、力学的な耐熱温度が２
００℃以上である非水系二次電池用セパレータとして使
用できる。
レータは、セパレータの収縮等によって引き起こされる
電極間の接触による短絡、発火を防止できる。また電池
組込み時の内部短絡も防止する、力学的な耐熱温度が２
００℃以上である非水系二次電池用セパレータとして使
用できる。
Claims (5)
- 【請求項１】 平均繊維径が２０μｍ以下の合成樹脂繊
維にて構成されている不織布において、白色光透過法に
より得られた輝度の変化とその分布から得られる地合
（σ）が３．０以下であることを特徴とする非水系二次
電池用セパレータ。地合（σ）は下記のように測定す
る：平均透過光量が一定となるように光源からの光の強
さを自動調整し、ＣＣＤカメラを用いた画像解析技術に
より６４ｍｍ×６４ｍｍの測定面積に対して２４５，７
６０ピクセルの測定点の輝度の変化を捕らえる。その結
果をグレイレベル２５６段階に区別しヒストグラムをプ
ロットして作り、得られた輝度の変化（Ｔｉ）とその分
布（Ｈｉ）より算出する。 σ＝√（（Σ（Ｔｉ２×Ｈｉ））／ΣＨｉ） - 【請求項２】 湿式抄紙法により製造されることを特徴
とする請求項１に記載の非水系二次電池用セパレータ。 - 【請求項３】 合成樹脂繊維がポリエステル繊維を含有
する請求項１または２に記載の非水系二次電池用セパレ
ータ。 - 【請求項４】 合成樹脂繊維が繊維状バインダーを含有
する請求項１〜３のいずれかに記載の非水系二次電池用
セパレータ。 - 【請求項５】 正極、請求項１〜４のいずれかに記載さ
れた非水系二次電池用セパレータ、電解液、負極を具備
する非水系二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002052541A JP2003257405A (ja) | 2002-02-28 | 2002-02-28 | 非水系二次電池用セパレータおよびそれを用いた電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002052541A JP2003257405A (ja) | 2002-02-28 | 2002-02-28 | 非水系二次電池用セパレータおよびそれを用いた電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003257405A true JP2003257405A (ja) | 2003-09-12 |
Family
ID=28664207
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002052541A Pending JP2003257405A (ja) | 2002-02-28 | 2002-02-28 | 非水系二次電池用セパレータおよびそれを用いた電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003257405A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009230975A (ja) * | 2008-03-21 | 2009-10-08 | Mitsubishi Paper Mills Ltd | リチウムイオン二次電池用基材 |
| JP2010238448A (ja) * | 2009-03-30 | 2010-10-21 | Mitsubishi Paper Mills Ltd | リチウムイオン二次電池用セパレータ |
| CN111933870A (zh) * | 2020-10-13 | 2020-11-13 | 河南银金达新材料股份有限公司 | 一种分布均匀的膜及其二维拉伸制备方法 |
-
2002
- 2002-02-28 JP JP2002052541A patent/JP2003257405A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009230975A (ja) * | 2008-03-21 | 2009-10-08 | Mitsubishi Paper Mills Ltd | リチウムイオン二次電池用基材 |
| JP2010238448A (ja) * | 2009-03-30 | 2010-10-21 | Mitsubishi Paper Mills Ltd | リチウムイオン二次電池用セパレータ |
| CN111933870A (zh) * | 2020-10-13 | 2020-11-13 | 河南银金达新材料股份有限公司 | 一种分布均匀的膜及其二维拉伸制备方法 |
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