JP2981238B2 - 電池用セパレーター - Google Patents
電池用セパレーターInfo
- Publication number
- JP2981238B2 JP2981238B2 JP1217263A JP21726389A JP2981238B2 JP 2981238 B2 JP2981238 B2 JP 2981238B2 JP 1217263 A JP1217263 A JP 1217263A JP 21726389 A JP21726389 A JP 21726389A JP 2981238 B2 JP2981238 B2 JP 2981238B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- separator
- less
- thickness
- pore diameter
- porous membrane
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- 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
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Cell Separators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ニッケル−亜鉛電池、銀−亜鉛電池、リチ
ウム二次電池のような二次電池に用いられる電池用セパ
レーターに関する。
ウム二次電池のような二次電池に用いられる電池用セパ
レーターに関する。
前記のニッケル−亜鉛電池、銀−亜鉛電池、リチウム
二次電池のような二次電池はエネルギー密度が大きいこ
と、動作電圧が高いこと等の利点を有してはいるが、一
方で充放電サイクルの寿命が短い欠点を有している。充
放電サイクルの寿命が短い原因は、放電時に負極板から
電解液中に溶出したイオンが、充電時に負極板の表面上
に金属として樹枝状に析出するために、充放電を繰り返
すと該樹枝状析出物が成長し、負極板と正極板の間に設
けられたセパレーターを貫通して正極板に接触し内部短
絡を起こすためと考えられる。
二次電池のような二次電池はエネルギー密度が大きいこ
と、動作電圧が高いこと等の利点を有してはいるが、一
方で充放電サイクルの寿命が短い欠点を有している。充
放電サイクルの寿命が短い原因は、放電時に負極板から
電解液中に溶出したイオンが、充電時に負極板の表面上
に金属として樹枝状に析出するために、充放電を繰り返
すと該樹枝状析出物が成長し、負極板と正極板の間に設
けられたセパレーターを貫通して正極板に接触し内部短
絡を起こすためと考えられる。
該樹枝状析出物が負極板と正極板の間に設けられたセ
パレーターの細孔内で成長することを抑制するために、
細孔径の小さな多孔質膜をセパレーターとして用いるこ
とが考えられているが十分な効果は得られていない。
パレーターの細孔内で成長することを抑制するために、
細孔径の小さな多孔質膜をセパレーターとして用いるこ
とが考えられているが十分な効果は得られていない。
セパレーターには、電池の組立工程又は使用状態にお
いて必要とされる機械的強度等の性能を達成すること、
さらにセパレーター中に十分な電解液を保持し、極板表
面電解液を供給する電解液保持体としての機能も要求さ
れている。このような理由によりセパレーターの厚さと
しては25μｍ以上のものが使用されている。しかしなが
ら該樹枝状析出物の成長の速度を低く押さえるために細
孔径の小さな多孔質膜をセパレーターとして用いるとセ
パレーターの電気抵抗が大きくなるという問題点が生じ
た。このために正負極板間の電気抵抗が大きくなり、電
流が流れにくくなる。すなわち放電時の電流量が低下
し、高率放電時の容量が低下する問題が生じていた。
いて必要とされる機械的強度等の性能を達成すること、
さらにセパレーター中に十分な電解液を保持し、極板表
面電解液を供給する電解液保持体としての機能も要求さ
れている。このような理由によりセパレーターの厚さと
しては25μｍ以上のものが使用されている。しかしなが
ら該樹枝状析出物の成長の速度を低く押さえるために細
孔径の小さな多孔質膜をセパレーターとして用いるとセ
パレーターの電気抵抗が大きくなるという問題点が生じ
た。このために正負極板間の電気抵抗が大きくなり、電
流が流れにくくなる。すなわち放電時の電流量が低下
し、高率放電時の容量が低下する問題が生じていた。
本発明は前記の問題点を解決するために、樹枝状析出
物が貫通しない細孔径を有し、かつ電気抵抗の低い電池
用セパレーターを提供することを目的とする。
物が貫通しない細孔径を有し、かつ電気抵抗の低い電池
用セパレーターを提供することを目的とする。
すなわち、本発明は、細孔径が0.1μｍ〜20μｍの連
通孔を有するポリオレフィン系樹脂多孔質膜の片面また
は両面に、厚さが５μｍ以下かつ細孔径が0.1μｍ未満
の連通孔を有する層を積層した二次電池用セパレーター
である。
通孔を有するポリオレフィン系樹脂多孔質膜の片面また
は両面に、厚さが５μｍ以下かつ細孔径が0.1μｍ未満
の連通孔を有する層を積層した二次電池用セパレーター
である。
本発明におけるポリオレフィン系樹脂とは、ポリエチ
レン、ポリプロピレン、ポリブテンなどであり、これら
２種類以上の混合物、又はエチレン、プロピレン、ブテ
ン、ヘキセンの２種類以上の共重合物であってもよい。
これら樹脂のうち、ポリエチレン又はエチレンが主なる
共重合体が特に好ましい。しかしながら、使用時に寸法
や機械的性質が著しく変化しないことが必要なので樹脂
の選定には留意すべきである。特に用いられる電解液に
対する耐性が考慮されなければならない。
レン、ポリプロピレン、ポリブテンなどであり、これら
２種類以上の混合物、又はエチレン、プロピレン、ブテ
ン、ヘキセンの２種類以上の共重合物であってもよい。
これら樹脂のうち、ポリエチレン又はエチレンが主なる
共重合体が特に好ましい。しかしながら、使用時に寸法
や機械的性質が著しく変化しないことが必要なので樹脂
の選定には留意すべきである。特に用いられる電解液に
対する耐性が考慮されなければならない。
ポリオレフィン系樹脂多孔質膜の製造方法は、例え
ば、ポリオレフィン系樹脂と流動パラフィン等の有機液
状体を混合して高温の押し出し機のＴダイスからシート
状に成形し冷却し、その後に有機液状体を溶剤にて抽出
除去する方法等が知られている。しかし本発明に使用さ
れるポリオレフィン系樹脂多孔質膜の製造方法は該製造
方法に限定されるものではない。
ば、ポリオレフィン系樹脂と流動パラフィン等の有機液
状体を混合して高温の押し出し機のＴダイスからシート
状に成形し冷却し、その後に有機液状体を溶剤にて抽出
除去する方法等が知られている。しかし本発明に使用さ
れるポリオレフィン系樹脂多孔質膜の製造方法は該製造
方法に限定されるものではない。
該ポリオレフィン系樹脂多孔質膜の細孔径が0.1μｍ
未満の場合はセパレーターの電気抵抗が増大する。また
細孔径が20μｍを越える場合には電解液が流出しやすく
なり、保液性が十分でない。
未満の場合はセパレーターの電気抵抗が増大する。また
細孔径が20μｍを越える場合には電解液が流出しやすく
なり、保液性が十分でない。
該ポリオレフィン系樹脂多孔質膜の厚さは薄いことが
要求されるが、10μｍ〜100μｍが好ましい。さらに好
ましくは20μｍ〜50μｍである。10μｍ未満ではセパレ
ーターの機械的強度が低く、電池の組立工程又は使用状
態において必要とされる機械的強度の性能を達成するこ
とができない。また、100μｍを越えると電気抵抗が大
きくなること、電池容器内を占有する体積が大きくなる
ために電池内の活性質等を減少させることになる。
要求されるが、10μｍ〜100μｍが好ましい。さらに好
ましくは20μｍ〜50μｍである。10μｍ未満ではセパレ
ーターの機械的強度が低く、電池の組立工程又は使用状
態において必要とされる機械的強度の性能を達成するこ
とができない。また、100μｍを越えると電気抵抗が大
きくなること、電池容器内を占有する体積が大きくなる
ために電池内の活性質等を減少させることになる。
本発明における厚さが５μｍ以下でかつ細孔径が0.1
μｍ未満の連通孔を有する層とは、多孔質膜であって、
ポリスルホン、セルロースアセテート、ニトロセルロー
ス、ナイロン、ポリフッ化ビニリデン、ポリアクリロニ
トリル、ポリメチルメタクリレート、エチレン−ビニル
アルコール等から作られる限外濾過膜または透析膜等で
ある。限外濾過膜または透析膜としては電解液で膨潤す
る材料が電気抵抗を下げることができ、好ましい。しか
しながら、使用時に寸法や機械的性質が著しく変化しな
いことが必要なので材料の選定には留意すべきである。
特に用いられる電解液に対する耐性が考慮されなければ
ならない。
μｍ未満の連通孔を有する層とは、多孔質膜であって、
ポリスルホン、セルロースアセテート、ニトロセルロー
ス、ナイロン、ポリフッ化ビニリデン、ポリアクリロニ
トリル、ポリメチルメタクリレート、エチレン−ビニル
アルコール等から作られる限外濾過膜または透析膜等で
ある。限外濾過膜または透析膜としては電解液で膨潤す
る材料が電気抵抗を下げることができ、好ましい。しか
しながら、使用時に寸法や機械的性質が著しく変化しな
いことが必要なので材料の選定には留意すべきである。
特に用いられる電解液に対する耐性が考慮されなければ
ならない。
細孔径が0.1μｍ〜20μｍの連通孔を有するポリオレ
フィン系樹脂多孔質膜の片面または両面に厚さが５μｍ
以下かつ細孔径が0.1μｍ未満の連通孔を有する層を積
層する方法としては、例えば限外濾過膜または透析膜を
作成するためのポリマー溶液を該ポリオレフィン系樹脂
多孔質膜に塗布した後に溶剤中に浸漬して凝固させ、溶
媒を抽出除去して厚さが５μｍ以下にする方法がある。
フィン系樹脂多孔質膜の片面または両面に厚さが５μｍ
以下かつ細孔径が0.1μｍ未満の連通孔を有する層を積
層する方法としては、例えば限外濾過膜または透析膜を
作成するためのポリマー溶液を該ポリオレフィン系樹脂
多孔質膜に塗布した後に溶剤中に浸漬して凝固させ、溶
媒を抽出除去して厚さが５μｍ以下にする方法がある。
例えばポリスルホンの層をポリオレフィン系樹脂多孔
質膜上に積層する場合は、ポリスルホンをジメチルアセ
トアミド又はジメチルアセトアミドを主たる成分とする
混合物溶媒中に溶解して作成したポリマー溶液を該ポリ
オレフィン系樹脂多孔質膜に塗布した後に水中に浸漬し
て凝固させ、溶媒を抽出除去し、厚さが５μｍ以下にす
る方法がある。本発明に使用される積層する方法は該方
法に限定するものではない。該方法にて積層した場合は
ポリオレフィン系樹脂多孔質膜の表面の細孔内に該ポリ
マー溶液が入り込み凝固するので溶媒を抽出除去した後
にポリオレフィン系樹脂多孔質膜との強固な結合が形成
されることとなり好ましい。
質膜上に積層する場合は、ポリスルホンをジメチルアセ
トアミド又はジメチルアセトアミドを主たる成分とする
混合物溶媒中に溶解して作成したポリマー溶液を該ポリ
オレフィン系樹脂多孔質膜に塗布した後に水中に浸漬し
て凝固させ、溶媒を抽出除去し、厚さが５μｍ以下にす
る方法がある。本発明に使用される積層する方法は該方
法に限定するものではない。該方法にて積層した場合は
ポリオレフィン系樹脂多孔質膜の表面の細孔内に該ポリ
マー溶液が入り込み凝固するので溶媒を抽出除去した後
にポリオレフィン系樹脂多孔質膜との強固な結合が形成
されることとなり好ましい。
細孔径は0.1μｍ未満、好ましくは0.05μｍ以下、さ
らに好ましくは0.01μｍ以下である。0.1μｍ以上であ
ると樹枝状析出物の細孔内での成長を抑制する効果は低
いものとなり、成長した該樹枝状析出物がセパレーター
を貫通して負極板と正極板を内部短絡させやすくなる。
らに好ましくは0.01μｍ以下である。0.1μｍ以上であ
ると樹枝状析出物の細孔内での成長を抑制する効果は低
いものとなり、成長した該樹枝状析出物がセパレーター
を貫通して負極板と正極板を内部短絡させやすくなる。
細孔径が0.1μｍ未満の連通孔を有する層の厚さは５
μｍ以下、好ましくは２μｍ以下である。該層の厚さが
５μｍ以上になれば電気抵抗が大きくなり、放電時の電
流量が低下するという問題点が生じる。従って該層の厚
さはできるだけ小さいことが望ましい。
μｍ以下、好ましくは２μｍ以下である。該層の厚さが
５μｍ以上になれば電気抵抗が大きくなり、放電時の電
流量が低下するという問題点が生じる。従って該層の厚
さはできるだけ小さいことが望ましい。
以下本発明を実施例により説明する。なお、各々の測
定は下記方法によって測定した。
定は下記方法によって測定した。
細孔径の測定方法……STM P316−70に記載されている
バブルポイント法に基づいて測定する。
バブルポイント法に基づいて測定する。
多孔質膜厚の測定……多孔質膜を厚さ方向に割断して
断面部分を露出させ、走査型電子顕微鏡にて断面部分を
観察して測定する。
断面部分を露出させ、走査型電子顕微鏡にて断面部分を
観察して測定する。
セパレーターの電気抵抗の測定に際して使用する電解
液としてはプロピレンカーボネート50部とジメチキシタ
エン50部の混合液に過塩素酸リチウムを1mol/l溶解した
ものを用いた。電気抵抗の測定は、交流抵抗1kHz、白金
黒電極を用い、常温下で行った。また、内部短絡はセパ
レーターを二次電池に用いた結果を示した。
液としてはプロピレンカーボネート50部とジメチキシタ
エン50部の混合液に過塩素酸リチウムを1mol/l溶解した
ものを用いた。電気抵抗の測定は、交流抵抗1kHz、白金
黒電極を用い、常温下で行った。また、内部短絡はセパ
レーターを二次電池に用いた結果を示した。
実施例１及び比較例１〜２ 重量平均分子量20万であるポリエチレン30部と流動パ
ラフィン70部との混合物を作成し、180℃のＴダイスを
取付けた押し出し機を用いてシート状に押し出し成形し
た後に冷却した。次に１、１、１−トリクロロエタンを
用いて該シート状成形物から流動パラフィンを抽出除去
して細孔径が約0.5μｍであるポリエチレン多孔質膜
（比較例１）を得た。
ラフィン70部との混合物を作成し、180℃のＴダイスを
取付けた押し出し機を用いてシート状に押し出し成形し
た後に冷却した。次に１、１、１−トリクロロエタンを
用いて該シート状成形物から流動パラフィンを抽出除去
して細孔径が約0.5μｍであるポリエチレン多孔質膜
（比較例１）を得た。
該多孔質膜の片面に、ポリスルホン20部をジメチルア
セトアミド70部とテトラエチレングリコール10部を混合
した溶媒に溶解したポリマー溶液を塗布し積層した。そ
の後該積層膜を水中に浸漬して凝固させ溶媒を抽出除去
して、ポリスルホン層の厚さが２μｍの多孔質積層膜
（実施例１）を得た。
セトアミド70部とテトラエチレングリコール10部を混合
した溶媒に溶解したポリマー溶液を塗布し積層した。そ
の後該積層膜を水中に浸漬して凝固させ溶媒を抽出除去
して、ポリスルホン層の厚さが２μｍの多孔質積層膜
（実施例１）を得た。
また、同様な方法にて、ポリスルホン層の厚さが７μ
ｍの多孔質積層膜（比較例２）を得た。
ｍの多孔質積層膜（比較例２）を得た。
各セパレーターの特性を第１表に示す。
Claims (1)
- 【請求項１】細孔径が0.1μｍ〜20μｍの連通孔を有す
るポリオレフィン系樹脂多孔質膜の片面または両面に、
厚さが５μｍ以下かつ細孔径が0.1μｍ未満の連通孔を
有する層を積層した二次電池用セパレーター。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1217263A JP2981238B2 (ja) | 1989-08-25 | 1989-08-25 | 電池用セパレーター |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1217263A JP2981238B2 (ja) | 1989-08-25 | 1989-08-25 | 電池用セパレーター |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0381953A JPH0381953A (ja) | 1991-04-08 |
| JP2981238B2 true JP2981238B2 (ja) | 1999-11-22 |
Family
ID=16701401
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1217263A Expired - Lifetime JP2981238B2 (ja) | 1989-08-25 | 1989-08-25 | 電池用セパレーター |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2981238B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011070710A1 (ja) * | 2009-12-11 | 2011-06-16 | パナソニック株式会社 | 非水電解質二次電池 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006344506A (ja) * | 2005-06-09 | 2006-12-21 | Tomoegawa Paper Co Ltd | 電子部品用セパレータ |
| CN103222101B (zh) * | 2010-11-18 | 2015-08-19 | 日立汽车系统株式会社 | 有机电解液二次电池 |
| KR20220068244A (ko) * | 2019-09-20 | 2022-05-25 | 엘아이-에스 에너지 리미티드 | 가요성 리튬-황 배터리 |
-
1989
- 1989-08-25 JP JP1217263A patent/JP2981238B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011070710A1 (ja) * | 2009-12-11 | 2011-06-16 | パナソニック株式会社 | 非水電解質二次電池 |
| JPWO2011070710A1 (ja) * | 2009-12-11 | 2013-04-22 | パナソニック株式会社 | 非水電解質二次電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0381953A (ja) | 1991-04-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10384426B2 (en) | Polyolefin microporous membrane | |
| KR101040572B1 (ko) | 셀룰로오스 나노섬유를 이용한 다공성 분리막 및 그 제조방법 | |
| JP4540607B2 (ja) | ポリオレフィン微多孔膜 | |
| US8323815B2 (en) | Optimized microporous structure of electrochemical cells | |
| CA2922834C (en) | A protective film, and a separator and a secondary battery using the same | |
| TWI279939B (en) | Separator for a battery having a zinc electrode | |
| KR20000019372A (ko) | 균질상의 고체고분자합금 전해질 및 그 제조방법과, 그 전해질을 이용한 복합전극, 리튬고분자전지, 리튬이온고분자전지 및그 제조방법 | |
| JP2002541633A (ja) | 非水系バッテリに用いる細孔質電極又は隔壁及びその製造方法 | |
| JP4986199B2 (ja) | ポリエチレン製微多孔膜及びそれを用いた電池 | |
| KR101164650B1 (ko) | 셀룰로오스 나노섬유를 포함하는 이차전지용 다공성 분리막 및 그 제조방법 | |
| CN109841785A (zh) | 一种电池隔膜及其制备方法及包含该隔膜的锂离子电池 | |
| JP2992598B2 (ja) | リチウムイオン電池 | |
| JP4884008B2 (ja) | ポリエチレン微多孔膜 | |
| JP4230592B2 (ja) | 部分親水化ポリオレフィン微多孔膜 | |
| JP4209986B2 (ja) | ポリオレフィン系微多孔膜二次電池用セパレータ | |
| JP2981238B2 (ja) | 電池用セパレーター | |
| EP3920201A1 (en) | Separator for electricity storage devices, and electricity storage device | |
| CN113036308A (zh) | 一种锂离子电池复合凝胶隔膜及其制备方法和应用 | |
| CN111740077A (zh) | 锂离子电池极片及其上涂覆隔膜的制备方法和电池 | |
| CN114171849B (zh) | 一种核壳结构复合隔膜及其制备方法 | |
| CN115513410A (zh) | 一种具有涂层的负极极片及其制备方法以及锂离子电池 | |
| JP5443114B2 (ja) | ポリオレフィン微多孔膜 | |
| JP2000315523A (ja) | 電解液担持ポリマー膜及びそれを用いた二次電池 | |
| CN115117554A (zh) | 复合隔膜及利用该复合隔膜的电化学器件 | |
| JPH11339555A (ja) | 固体型ポリマー電解質膜及びその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090917 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090917 Year of fee payment: 10 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090917 Year of fee payment: 10 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |