JP2005268095A - 電子部品用セパレータ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明の電子部品用セパレータは、フィルム面の垂直方向に貫通した実質上遮蔽構造を有しない平均孔径が50μm以下の貫通孔を有し、隣接する貫通孔間の最短距離の平均が100μm以下である微多孔樹脂フィルムの少なくとも一面及び/又は貫通孔内に、孔径0.1〜15μmの細孔を有する多孔質構造体が形成されており、そして微多孔樹脂フィルム表面又は/及び貫通孔内にフィラー粒子が保持されている。
【選択図】 図1
Description
本発明の電子部品用セパレータを構成するフィルム面の垂直方向に貫通した実質上遮蔽構造を有しない貫通孔を有する微多孔樹脂フィルムとしては、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリイミドおよびポリテトラフルオロエチレンから選ばれた樹脂よりなるものが好ましく使用されるが、必ずしもこれらに限定されるものではなく、熱収縮が少なく、また電解液に用いる有機溶媒やイオン性液体に対して溶解しないものであれば、いずれのものも用いることができる。ポリオレフィン系樹脂では、特にポリエチレンやポリプロピレンが好適に用いられる。これらの樹脂フィルムは、過充電や過熱時において、電気化学反応の暴走を抑制するための所定温度域で熱溶融し、微多孔樹脂フィルムの貫通孔を塞ぐために安全性において良好な特性をもたらす。また、ポリエステルのうち、特にポリエチレンテレフタレートは、上記所定温度域においては溶けないものの、熱収縮が少なく、比較的高温域においても電極間の短絡を生じないために好適に用いられる。また、ポリエチレンナフタレート(PEN)や、ポリテトラフルオロエチレン、ポリイミドは、電解液やイオン性流体への耐性が良好であり、耐熱収縮性も良好なことから、本発明では好適に用いることができる。また、本発明において、微多孔樹脂フィルムは貫通孔のみを有するものが好ましい。
実施例1において、貫通孔の孔径aが60μmである以外は、実施例1と同様の微多孔フィルムを用いて、実施例1と同様にして比較用のセパレータを作製した。
[比較例2]
実施例1において、貫通孔同士の最短距離bが120μmである以外は、実施例1と同様の微多孔フィルムを用いて、実施例1と同様にして比較用のセパレータを作製した。
[比較例3]
厚さ20μmのポリエチレン製延伸多孔質膜を比較用の電子部品用セパレータとした。[比較例4]
厚さ10μmのポリエチレン製延伸多孔質膜を比較用の電子部品用セパレータとした。
上記各セパレータに関してイオン伝導度を評価した。測定には、前記各セパレータを使用し、コイン型セルを作製した。その結果を表1に示す。測定環境、測定装置は次の通りである。
測定環境:20℃50%RH
測定装置:solartron社製 SI 1287 1255B
上記各セパレータに関してシャットダウン性を評価した。測定には、前記セパレータを使用しコイン型セルを作製した。その結果を表2に示す。試験方法としては、満充電したコイン型セルに更に充電を行い、その際の電池内部の温度変化を測定し、温度が下がり始めた点をシャットダウン温度とした。
更に、実施例及び比較例の各セパレータについて、耐熱寸法安定性を以下の手順で調べた。すなわち、各セパレータを5cm×5cmの正方形に切り出して、2枚の7cm×7cmの正方形である厚さ10mmの表面平滑な透明ガラス板の中央部に挟み、160℃の乾燥機中に24時間放置した。そして加熱後の面積を求め、これと元の面積(=25cm2)の比を面積収縮率として評価した。すなわち、面積収縮率=(加熱後の面積/加熱前の面積)×100(%)の値を評価した。結果を表3に示す。
Claims (18)
- フィルム面の垂直方向に貫通した実質上遮蔽構造を有しない平均孔径が50μm以下の貫通孔を有し、隣接する貫通孔間の最短距離の平均が100μm以下である微多孔樹脂フィルムを少なくとも一つ有する厚さ2〜150μmの電子部品用セパレータ。
- 前記微多孔樹脂フィルムの表面及び/又は内部にフィラー粒子を50g/m2以下の範囲で含有するものであって、該フィラー粒子の一次平均粒子径が、貫通孔の孔径の0.1〜95%であることを特徴とする請求項1記載の電子部品用セパレータ。
- フィルム面の垂直方向に貫通した実質上遮蔽構造を有しない平均孔径が50μm以下の貫通孔を有し、隣接する貫通孔間の最短距離の平均が100μm以下である微多孔樹脂フィルムの少なくとも一面及び/又は貫通孔内に、平均孔径0.1〜15μmの細孔を有する多孔質構造体が形成されていることを特徴とする請求項1記載の電子部品用セパレータ。
- 微多孔樹脂フィルム及び多孔質構造体の少なくとも一方の表面及び/又は内部にフィラー粒子を50g/m2以下の範囲で含有するものであって、該フィラー粒子の一次平均粒子径が、貫通孔又は細孔のいずれか小さい方の孔径の0.1〜95%であることを特徴とする請求項3に記載の電子部品用セパレータ。
- 微多孔樹脂フィルムが、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリイミド及びポリテトラフルオロエチレンから選ばれたものからなることを特徴とする請求項1〜4に記載の電子部品用セパレータ。
- ポリオレフィンが、ポリエチレンまたはポリプロピレンであることを特徴とする請求項5に記載の電子部品用セパレータ。
- ポリエステルがポリエチレンテレフタレートである請求項5に記載の電子部品用セパレータ。
- 前記フィラー粒子が有機化合物からなることを特徴とする請求項2または4に記載の電子部品用セパレータ。
- 前記フィラー粒子が、ポリエチレン及び/又はポリプロピレンからなることを特徴とする請求項8に記載の電子部品用セパレータ。
- 前記微多孔樹脂フィルムが、前記貫通孔が垂直方向に直接的に貫通しない位置に2枚以上を配置された積層構造を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の電子部品用セパレータ。
- 前記多孔質構造体が実質的に溶媒可溶型の樹脂より形成されることを特徴とする請求項3又は4に記載の電子部品用セパレータ。
- 前記溶媒可溶型の樹脂がポリフッ化ビニリデン及び/又はフッ化ビニリデン共重合体であることを特徴とする請求項11に記載の電子部品用セパレータ。
- 電子部品が、リチウムイオン二次電池、ポリマーリチウム二次電池、リチウム二次電池または電気二重層キャパシタである請求項1〜12のいずれか1項に記載の電子部品用セパレータ。
- 多孔質構造体が、保持材面に載置された微多孔樹脂フィルムに多孔質構造体作製用の塗布液を塗布し、そのまま乾燥することによって形成されたものである請求項3又は4に記載の電子部品用セパレータ。
- 保持材面に、微多孔樹脂フィルムを載置する工程、該微多孔樹脂フィルムの上に、結着樹脂とその良溶媒及び貧溶媒を含有する塗布液を塗工する工程、形成された塗工層を乾燥して溶媒を除去することによって微多孔樹脂フィルムの表面及び/又は内部に多孔質構造体を形成する工程、その後保持材面から剥離する工程を含み、前記微多孔樹脂フィルムが、フィルム面の垂直方向に貫通した実質上遮蔽構造を有しない平均孔径が50μm以下の貫通孔を有し、隣接する貫通孔間の最短距離の平均が100μm以下であることを特徴とする電子部品用セパレータの製造方法。
- 保持材面に、結着樹脂とその良溶媒及び貧溶媒を含有する塗布液を塗工して塗工層を形成する工程、微多孔樹脂フィルムを上記塗工層に重ね合わせる工程、その後、乾燥して溶媒を除去することによって微多孔樹脂フィルムの表面及び/又は内部に多孔質構造体を形成する工程、その後保持材面から剥離する工程を含み、前記微多孔樹脂フィルムが、フィルム面の垂直方向に貫通した実質上遮蔽構造を有しない平均孔径が50μm以下の貫通孔を有し、隣接する貫通孔間の最短距離の平均が100μm以下であることを特徴とする電子部品用セパレータの製造方法。
- 微多孔樹脂フィルムとして、フィラー粒子を50g/m2以下の範囲で付着させたものを用い、且つ、該フィラー粒子の一次平均粒子径が、貫通孔又は細孔のいずれか小さい方の孔径の0.1〜95%であることを特徴とする請求項15又は16に記載の電子部品用セパレータの製造方法。
- 前記塗布液における貧溶媒の沸点が、良溶媒の沸点よりも高いことを特徴とする請求項15又は16に記載の電子部品用セパレータの製造方法。
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