JP4368114B2

JP4368114B2 - リチウムイオン二次電池および二次電池の製造法

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Publication number: JP4368114B2
Application number: JP2003025885A
Authority: JP
Inventors: 積大畠; 徹也林; 隆高野; 茂雄生田; 耕次西田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-02-03
Filing date: 2003-02-03
Publication date: 2009-11-18
Anticipated expiration: 2023-02-03
Also published as: JP2004241135A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二次電池およびその製造法に関し、特に二次電池に用いられるセパレータの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の携帯用電子機器の普及に伴い、二次電池の小型・軽量化に対する要望は大きくなってきている。二次電池の小型・軽量化と、エネルギー密度の向上を両立するには、空隙率が高く、薄く、かつ、丈夫なセパレータを用いることが有効である。また、二次電池の特性を高めるには、セパレータや極板による電解液の保液性が高くなければならない。
【０００３】
従来、二次電池のセパレータには、不織布や織布など、繊維状材料からなる微多孔膜が多用されている。しかし、繊維状材料からなるセパレータは、保液性が低くなりがちである。繊維状材料からなる微多孔膜を用いる場合、二次電池の製造工程においても、正極と負極との間に微多孔膜を介在させて捲回する工程を要するため、生産性を高めることが困難である。
【０００４】
そこで、保液性の高いセパレータの原料からペーストを調製し、そのペーストを極板表面に塗布することにより、極板と一体化したセパレータを得ることが試みられている。例えば、ポリマー電池には、セパレータの原料として、保液性の高いポリマー材料が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
極板による電解液の保液性を高める観点から、電解液に溶解するポリマー微粉末を極板に添加したリチウムイオン二次電池なども開発されている（例えば、特許文献２参照）。これらのポリマー微粉末には、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレングリコール、ポリアクリロニトリルなどが用いられている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１１７８９９号公報
【特許文献２】
特開平１０−２８４１３１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の極板と一体化したセパレータにおいては、通常、セパレータ内に適度な空隙を形成するために、アルミナ、シリカなどの無機フィラーが添加されている。無機フィラーを用いない場合、孔径の大きな空隙を有するセパレータが形成されやすくなり、二次電池の短絡が起こる可能性が高くなる。また、セパレータの原料からなるペーストの性状が安定せず、均一な厚さのセパレータを得ることが困難である。一方、無機フィラーを含んだセパレータは、電解液の保液性が低いという欠点がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記を鑑みてなされたものであり、適度な孔径の空隙と均一な厚さを有し、電解液の保液性に優れたセパレータを有するリチウムイオン二次電池を提供することを目的とする。また、本発明は、二次電池の製造法を簡略化することを目的とする。
すなわち、本発明は、正極、負極、前記正極と前記負極との間に介在するセパレータおよび非水電解液からなり、前記セパレータが、フッ素樹脂またはアクリロニトリル単位を含む重合体からなる多孔質樹脂膜Ａと、カルボニル基を含む重合体からなる樹脂粒子Ｂとからなり、かつ、前記正極および負極の少なくとも一方の少なくとも１つの表面に形成されており、前記多孔質樹脂膜Ａは、その真体積の１０体積％未満の前記非水電解液を保持して膨潤しており、前記樹脂粒子Ｂは、乾燥状態における平均粒径が０．１〜２０μｍであり、前記多孔質樹脂膜Ａが有する空隙内に分布しており、かつ、前記非水電解液で膨潤しており、前記非水電解液は、非水溶媒と、前記非水溶媒に溶解されるリチウム塩とからなる、リチウムイオン二次電池に関する。
【０００９】
前記多孔質樹脂膜Ａは、２５℃で、Ｎ−メチル−２−ピロリドンに溶解し、前記樹脂粒子Ｂは、２５℃で、Ｎ−メチル−２−ピロリドンに溶解しないことが好ましい。
【００１０】
前記樹脂粒子Ｂの乾燥状態の平均粒径は、０．１〜２０μｍである。乾燥状態の平均粒径は、電解液で膨潤する前の樹脂粒子Ｂについて測定される平均粒径を言う。
前記セパレータに含まれる前記樹脂粒子Ｂの量は、前記多孔質樹脂膜Ａの１００重量部あたり、１０〜４００重量部であることが好ましい。
前記二次電池において、前記多孔質樹脂膜Ａは、その真体積の１０体積％未満の前記電解液を保持して膨潤している。前記樹脂粒子Ｂは、その真体積の１０〜３００体積％の前記電解液を保持して膨潤していることが好ましい。
【００１１】
本発明は、また、上述のセパレータを含む二次電池の製造法に関する。
すなわち、本発明の製造法は、樹脂Ａを含む溶液に、乾燥状態における平均粒径が０．１〜２０μｍであり、かつ電解液で膨潤可能な樹脂粒子Ｂを分散させることにより、ペーストを調製する工程（ａ）、前記ペーストを、正極および負極の少なくとも一方の少なくとも１つの表面に塗布して、塗膜を形成する工程（ｂ）、および前記塗膜を乾燥させて、前記樹脂Ａからなる多孔質樹脂膜Ａおよび前記多孔質樹脂膜Ａが有する空隙内に分布する樹脂粒子Ｂからなり、前記表面に密着したセパレータを形成する工程（ｃ）を有する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の二次電池は、正極、負極、正極と負極との間に介在するセパレータおよび電解液からなり、前記セパレータは、多孔質樹脂膜Ａおよび樹脂粒子Ｂからなり、樹脂粒子Ｂは、多孔質樹脂膜Ａが有する空隙内に分布している。
このような構造のセパレータは、例えば、以下のような方法で製造することができる。まず、多孔質樹脂膜Ａの原料樹脂（以下、樹脂Ａという。）と、樹脂粒子Ｂと、２５℃で樹脂Ａを溶解し、樹脂粒子Ｂを溶解しない液状物質とを混合する。得られた混合物においては、樹脂Ａは液状物質に均一に溶解しているが、樹脂粒子Ｂは液状物質に溶解せずに分散した状態となっている。このとき、樹脂粒子Ｂは、混合物の性状が均一になるように、ある程度、液状物質で膨潤していることが好ましい。
【００１３】
前記混合物を成膜し、液状物質を蒸発させることにより、セパレータを得ることができる。樹脂粒子Ｂが液状物質により膨潤している場合、混合物のチクソ性（チキソトロピー）が高くなるため、混合物からなる薄く均一な塗膜を得ることは容易となる。液状物質が除かれた塗膜内では、それまで液状物質を保持して膨潤し、膨らんでいた樹脂粒子Ｂは、小さく縮んでいると考えられる。膨潤している状態と縮んだ状態との樹脂粒子の体積の差により、セパレータ内には好適な空隙が形成されると考えられる。電池内では、樹脂粒子Ｂは電解液を保持して再び膨潤するため、前記セパレータの保液性は極めて良好となる。
【００１４】
多孔質樹脂膜Ａは、炭素−炭素二重結合を含まない重合体からなることが好ましい。炭素−炭素二重結合を含む重合体は、二次電池内において、劣化し易いからである。
一方、樹脂粒子Ｂは、電解液の保液性を樹脂粒子Ｂに付与する観点から、カルボニル基を含む重合体からなることが好ましい。また、樹脂粒子Ｂの膨潤能力を高める観点から、カルボニル基を含む重合体は、架橋構造を有することが好ましい。
【００１５】
多孔質樹脂膜Ａは、例えば、フッ素樹脂および／またはアクリロニトリル単位を含む重合体からなることが好ましい。
フッ素樹脂には、例えば、ポリフッ化ビニリデンおよびフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体よりなる群から選ばれた少なくとも１種を用いることが好ましい。
アクリロニトリル単位を含む重合体には、例えば、分子量１０万〜１００万のニトリルゴムを用いることができる。このようなニトリルゴムには、アクリロニトリル単位の他に、エチレン単位などが含まれていることが好ましい。
【００１６】
カルボニル基を含む重合体には、例えば、ポリアルキルアクリレートおよび／またはポリアルキルメタクリレートを用いることが好ましい。ポリアルキルアクリレートとしては、例えば、ポリメチルアクリレート、ポリエチルアクリレートなどを用いることができる。また、ポリアルキルメタクリレートとしては、例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリエチルメタクリレートなどを用いることができる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。上述のような樹脂材料を用いる場合、液状物質には、例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリドンを用いることが好ましいが、他にジメチルフォルムアミド、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）などを用いることもできる。
【００１７】
多孔質樹脂膜Ａは、電解液で膨潤しにくい樹脂からなる。多孔質樹脂膜Ａが、その真体積の１０体積％以上の電解液を保持して膨潤すると、多孔質樹脂膜Ａの機械的強度が低下し、セパレータの形状を保つことが困難となり、二次電池の充放電を繰り返すうちに内部短絡を起こす可能性が生じる。
【００１８】
一方、上述のように、樹脂粒子Ｂは、電解液で適度に膨潤しやすいことが好ましく、少なくとも、その真体積の１０体積％以上の電解液を保持して膨潤し得ることが好ましい。ただし、樹脂粒子Ｂが、その真体積の３００体積％を超える電解液を保持して膨潤すると、樹脂粒子Ｂの機械的強度が大きく低下し、二次電池の充放電を繰り返すうちに、セパレータが破損して内部短絡を起こす可能性が生じる。
【００１９】
以上のように、多孔質樹脂膜Ａは、多くともその真体積の１０体積％以下の電解液を保持して膨潤する能力しか有さず、かつ、樹脂粒子Ｂは、その真体積の１０〜３００体積％、さらには５０〜３００体積％の電解液を保持して膨潤する能力を有することが好ましい。
【００２０】
樹脂粒子Ｂの乾燥状態の平均粒径は、０．１〜２０μｍ、さらには２〜１０μｍであることが好ましい。樹脂粒子Ｂの粒径が小さすぎると、液状物質に均一に分散させることが困難となり、大きすぎると、セパレータの空隙が大きくなりすぎ、二次電池の短絡が起こる可能性が生じることがある。
樹脂粒子Ｂの形状は、特に限定はないが、球状もしくはほぼ球状であることが好ましい。樹脂粒子Ｂが球状もしくはほぼ球状であることにより、樹脂Ａ、樹脂粒子Ｂおよび液状物質からなるペーストの作業性・成形性が高められるため、均一な塗膜を得やすくなる。
【００２１】
セパレータに含まれる樹脂粒子Ｂの量は、多孔質樹脂膜Ａの１００重量部あたり、１０〜４００重量部、さらには５０〜２５０重量部であることが好ましい。上述の範囲よりも樹脂粒子Ｂの量が少なくなると、樹脂Ａと樹脂粒子Ｂと液状物質からなるペーストのチクソ性が低くなり、均一な厚さのセパレータの形成が困難になり、多くなると、ペーストの粘度が高くなり、やはりセパレータの形成が困難になる。
【００２２】
次に、二次電池の好ましい製造法の一例について説明する。
以下の製造法は、正極および／または負極と一体化されたセパレータを形成する工程を含む。具体的には、以下の工程を含む。
工程（ａ）
まず、樹脂Ａを含む溶液に、電解液で膨潤可能な樹脂粒子Ｂを分散させることにより、ペーストを調製する。リチウムイオン二次電池を製造する場合には、樹脂Ａを含む溶液として、例えば、フッ素樹脂やニトリルゴムのＮ−メチル−２−ピロリドン溶液などを用いることが好ましい。樹脂粒子Ｂには、例えば、架橋構造を有するポリアルキルアクリレートおよび／またはポリアルキルメタクリレートを用いることが好ましい。
【００２３】
前記ペーストに含まれる樹脂粒子Ｂの量は、セパレータに含ませる量と同様に、樹脂Ａの１００重量部あたり、１０〜４００重量部とすることが好ましい。ペーストの粘度は、以降の工程を容易に行えるように、２５℃において１００〜３００Ｐａ・ｓに調整することが好ましい。
【００２４】
ペーストには、さらに、高級脂肪酸エステル、高級アルコールなどの可塑剤を添加することができる。可塑剤を添加することで、以下の工程（ｃ）において、塗膜の乾燥状態を制御することが可能となる。可塑剤の添加量は、１００重量部の樹脂Ａに対して５０〜２００重量部であることが好ましい。
高級脂肪酸エステルには、炭素数１０〜１４の脂肪族カルボン酸のメチルエステルを用いることが好ましい。高級アルコールには、例えばデカノール、ドデカノール、オクタノールを用いることが好ましい。
【００２５】
工程（ｂ）
前記ペーストを、正極および負極の少なくとも一方の少なくとも１つの表面に塗布して、塗膜を形成する。例えば、正極の両面および／または負極の両面に、それぞれ乾燥後の厚さが５〜３０μｍになるようにペーストを塗布する。ペーストを塗布する前に、正極や負極の活物質層の圧延を済ませておくことが好ましい。
【００２６】
工程（ｃ）
前記塗膜を乾燥させて、樹脂Ａからなる多孔質樹脂膜Ａおよび多孔質樹脂膜Ａが有する空隙内に分布する樹脂粒子Ｂからなるセパレータを完成させる。このような方法で作製したセパレータは、樹脂Ａの結着剤としての作用等により、極板表面に密着している。従って、正極と負極とをセパレータを介在させて捲回した極板群の作製は容易であり、二次電池の生産性が飛躍的に向上する。
【００２７】
リチウムイオン二次電池には、従来から用いられている非水電解液を特に限定なく用いることができる。非水電解液は、一般に、非水溶媒およびそれに溶解するリチウム塩からなる。
非水溶媒には、例えば、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、γ−ブチロラクトン（ＧＢＬ）、γ−バレロラクトン（ＧＶＬ）、α−メチル−γ−ブチロラクトン（α−ＭＧＢＬ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、ビニレンカーボネート（ＶＣ）、ビニルエチレンカーボネート（ＶＥＣ）、ジビニルエチレンカーボネート（ＤＶＥＣ）などを用いることができるが、これらに限定されない。
【００２８】
リチウム塩には、例えば、ＬｉＰＦ₆（六フッ化リン酸リチウム）、ＬｉＢＦ₄（ホウフッ化リチウム）、ＬｉＣｌＯ₄、ＬｉＡｓＦ₆、ＬｉＣＦ₃ＳＯ₃、ＬｉＮ（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂、ＬｉＮ（Ｃ₂Ｆ₅ＳＯ₂）₂、ＬｉＮ（ＣＦ₃ＳＯ₂）（Ｃ₄Ｆ₉ＳＯ₂）、ＬｉＣ（ＣＦ₃ＳＯ₂）₃、ＬｉＢ［Ｃ₆Ｆ₃（ＣＦ₃）₂-３，５］₄などを用いることができるが、これらに限定されない。
非水電解液におけるリチウム塩濃度は、特に限定されないが、一般に０．５〜１．５ｍｏｌ／Ｌである。
【００２９】
リチウムイオン二次電池の正極には、従来から用いられている正極材料を特に限定なく用いることができるが、例えば、リチウム含有遷移金属複合酸化物を好ましく用いることができる。負極には、従来から用いられている負極材料を特に限定なく用いることができるが、例えば、金属リチウム、黒鉛、ガラス状炭素、有機高分子化合物焼成体などを好ましく用いることができる。
【００３０】
正極材料は、一般に、結着剤、導電剤等と混練される。こうして得られた正極合剤を芯材に塗着して活物質層を形成することにより、正極が作製される。前記結着剤および導電剤等には、従来公知のものを特に限定なく使用可能である。負極材料は、一般に、結着剤等と混練される。こうして得られた負極合剤を芯材に塗着して活物質層を形成することにより、負極が作製される。前記結着剤等には、従来公知のものを特に限定なく使用可能である。
【００３１】
【実施例】
《実施例１》
（イ）正極
１００重量部のＬｉＣｏＯ₂に、導電剤としてアセチレンブラックを３重量部、結着剤としてポリ四フッ化エチレンを７重量部、カルボキシメチルセルロースの１重量％水溶液を１００重量部添加し、攪拌・混合し、ペースト状の正極合剤を得た。前記正極合剤を、厚さ３０μｍのアルミニウム箔芯材の両面に塗布し、乾燥後、圧延し、所定寸法に裁断して、正極とした。
【００３２】
（ロ）負極
鱗片状黒鉛を平均粒径が約２０μｍになるように粉砕・分級した。得られた鱗片状黒鉛１００重量部に、結着剤としてスチレン／ブタジエンゴムを３重量部、カルボキシメチルセルロースの１重量％水溶液を１００重量部添加し、攪拌・混合し、ペースト状負極合剤を得た。前記負極合剤を、厚さ２０μｍの銅箔芯材の両面に塗布し、乾燥後、圧延し、所定寸法に裁断して、負極とした。
【００３３】
（ハ）非水電解液
非水溶媒として、エチレンカーボネート（ＥＣ）とエチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）との体積比１：３の混合物を用いた。前記非水溶媒に１ｍｏｌ／Ｌの濃度でＬｉＰＦ₆を溶解した。
【００３４】
（ニ）セパレータ用ペーストの調製
表１に示す樹脂Ａ１００重量部と、樹脂粒子Ｂ１００重量部と、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）１９００重量部とを混合し、均一なペーストを調製した。ここで用いた樹脂Ａおよび樹脂粒子Ｂの詳細を以下に示す。
【００３５】
【表１】

【００３６】
〔ａ〕樹脂Ａ
ＮＲ：アクリロニトリル単位とエチレン単位とを含む平均分子量約１００万のニトリルゴム、Ｔｇ３０℃、ＤＳＣによる熱変曲点２５０℃
ＰＶＤＦ：ソルベイ社（ベルギー）製の６０２０（商品名）、ポリフッ化ビニリデン、平均分子量３０〜１００万
ＰＶＤＦ−ＨＦＰ：ソルベイ社（ベルギー）製の２１２１６（商品名）、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、平均分子量３０〜１００万、フッ化ビニリデン単位８８モル％、ヘキサフルオロプロピレン単位１２モル％
【００３７】
〔ｂ〕樹脂粒子Ｂ
ＰＭＭＡ：綜研化学（株）製のＭＲ（商品名）、架橋されたポリメタクリル酸メチルからなる粒子、平均粒径０．２μｍ
ＰＭＡ：架橋されたポリアクリル酸メチルからなる粒子、平均粒径０．２μｍＰＥＭＡ：架橋されたポリメタクリル酸エチルからなる粒子、平均粒径０．２μｍ
ＰＥＡ：架橋されたポリアクリル酸エチルからなる粒子、平均粒径０．２μｍ
【００３８】
上記樹脂Ａおよび樹脂粒子Ｂの膨潤率を表１に示す。
膨潤率は、樹脂Ａおよび樹脂粒子Ｂを上記電解液に浸漬して充分に膨潤させた後の体積（Ｖｓ）を測定し、浸漬前の体積（Ｖ）を以下の式に代入して求めた。
膨潤率（％）＝｛（Ｖｓ−Ｖ）／Ｖ｝×１００
【００３９】
（ホ）電池の組み立て
図１に示すような角型リチウムイオン二次電池を組み立てた。
上記セパレータ用ペーストを、正極の片面に、乾燥後の厚さが２０μｍになるように塗布し、１００〜１２０℃で乾燥させた。次いで、正極のもう一方の面にも同様にセパレータ用ペーストを塗布し、乾燥させた。こうして正極の両面に樹脂Ａと樹脂粒子Ｂからなるセパレータを形成した。
【００４０】
両面にセパレータを有する正極を、負極と重ね、捲回し、長円形の端面を有する極板群１を作製した。正極には、アルミニウム製正極リード２を溶接し、負極にはニッケル製負極リード３を溶接した。極板群１の上部にポリエチレン樹脂製絶縁リング（図示せず）を装着し、アルミニウム製の角型電池ケース４内に挿入した。正極リード２の他端は、アルミニウム製封口板５にスポット溶接した。負極リード３の他端は、封口板５の中央部にあるニッケル製負極端子６の下部にスポット溶接した（図１では未溶接）。電池ケース４の開口端部と封口板５の周縁部とをレーザー溶接し、所定量の上記電解液を注入口から注入した。最後に注入口をアルミニウム製の封栓７で塞ぎ、レーザー溶接で密封した。上記角型電池の公称容量は７００ｍＡｈとした。
【００４１】
（ヘ）電池の容量維持率の評価
環境温度２０℃で、各電池の充放電サイクルを繰り返した。
前記充放電サイクルにおいて、充電は、最大電流値６００ｍＡで、充電終止電位４．２Ｖの定電流充電を行い、電位が４．２Ｖに到達してからは２時間の定電圧充電を行った。放電は、電流値６００ｍＡで、放電終止電位３．０Ｖの定電流放電を行った。そして、１００サイクル目の放電容量の、１サイクル目の放電容量に対する割合を、容量維持率として百分率（％）で求めた。結果を表１に示す。
【００４２】
表１の結果から、電解液による膨潤率が１０体積％未満の樹脂Ａおよび電解液による膨潤率の大きな樹脂粒子Ｂからなるセパレータを用いることにより、優れた容量維持率を有する電池が得られることがわかる。
なお、ここでは電解液として、ＥＣとＥＭＣとの体積比１：３の混合溶媒にＬｉＰＦ₆を溶解させたものを用いたが、従来から非水電解液二次電池に用いられているどのような電解液を用いても、ほぼ同様の膨潤率が得られることから、やはり同様の結果が得られるものと考えられる。
【００４３】
《実施例２》
実施例１において良好な結果が得られた樹脂Ａと樹脂粒子Ｂとの組み合わせ（ＮＲ／ＰＭＭＡ）について、樹脂Ａと樹脂粒子Ｂとの混合比を検討した。
表２に示すように樹脂粒子Ｂの量を変化させたこと以外、実施例１の場合と同様に、セパレータ用ペーストを調製し、実施例１と同様の電池を組み立てて同様に評価した。ただし、ここでは、可塑剤として樹脂Ａ１００重量部あたり２００重量部のラウリル酸メチルをペーストに混合した。セパレータ用ペーストの粘度および電池の容量維持率を表２に示す。
【００４４】
【表２】

【００４５】
粘度は、２５℃で、Ｂ型粘度計（トキメック（株）製）を用いて、Ｎｏ．４のコーンを用いて測定した。表２の結果より、塗工に適した粘度のペーストを得るためには、樹脂Ａ１００重量部あたり、１０〜２５０重量部の樹脂粒子Ｂをペーストに混合することが好ましいことがわかる。ただし、樹脂Ａ１００重量部あたり３００重量部の樹脂粒子Ｂを用いた場合にも、セパレータの作製は可能であった。
【００４６】
《実施例３》
実施例１において良好な結果が得られた樹脂Ａと樹脂粒子Ｂとの組み合わせ（ＮＲ／ＰＭＭＡ）について、樹脂粒子Ｂの平均粒径を検討した。
表３に示すように樹脂粒子Ｂの平均粒径（膨潤前の乾燥状態）を変化させたこと以外、実施例１の場合と同様に、セパレータ用ペーストを調製し、実施例１と同様の電池を組み立てて同様に評価した。ここでは、可塑剤として樹脂Ａ１００重量部あたり２００重量部のラウリル酸メチルをペーストに混合した。セパレータ用ペーストの粘度および電池の容量維持率を表３に示す。
【００４７】
【表３】

【００４８】
表３の結果より、塗工に適した粘度のペーストを得るため、および優れた容量維持率の電池を得るためには、平均粒径０．１〜２０μｍの樹脂粒子Ｂを用いることが好ましいことがわかる。樹脂粒子Ｂの粒径が大きすぎると、ペーストの塗工時に塗布ノズルに目詰まりが生じたり、塗膜に筋状の欠損部が発生したりすることがあり、均一な塗膜を得ることが困難であった。
【００４９】
《実施例４》
ペーストに含ませる可塑剤の量について検討した。
表４に示すように可塑剤の量を変化させたこと以外、実施例１の試料１と同様に、セパレータ用ペーストを調製し、実施例１と同様の電池を組み立てて同様に評価した。セパレータ用ペーストの粘度および電池の容量維持率を表４に示す。
【００５０】
【表４】

【００５１】
表４の結果より、優れた容量維持率の電池を得るためには、可塑剤を用いることが好ましく、また、可塑剤の量は、樹脂Ａ１００重量部あたり、５０〜２００重量部が好ましいことがわかる。可塑剤の量が多すぎると、ペースト粘度が低下しすぎ、塗膜が電極の活物質層に浸透してしまい、目的とする厚さの塗膜を得ることが困難であった。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば、適度な孔径の空隙と均一な厚さを有し、電解液の保液性に優れたセパレータを有する二次電池を得ることが可能であり、しかも二次電池の製造法を簡略化することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例にかかる角型電池の一部を切り欠いた斜視図である。
【符号の説明】
１極板群
２正極リード
３負極リード
４電池ケース
５封口板
６負極端子
７封栓

Claims

正極、負極、前記正極と前記負極との間に介在するセパレータおよび非水電解液からなり、
前記セパレータが、フッ素樹脂またはアクリロニトリル単位を含む重合体からなる多孔質樹脂膜Ａと、カルボニル基を含む重合体からなる樹脂粒子Ｂとからなり、かつ、前記正極および負極の少なくとも一方の少なくとも１つの表面に形成されており、
前記多孔質樹脂膜Ａは、その真体積の１０体積％未満の前記非水電解液を保持して膨潤しており、
前記樹脂粒子Ｂは、乾燥状態における平均粒径が０．１〜２０μｍであり、前記多孔質樹脂膜Ａが有する空隙内に分布しており、かつ、前記非水電解液で膨潤しており、
前記非水電解液は、非水溶媒と、前記非水溶媒に溶解されるリチウム塩とからなる、リチウムイオン二次電池。
前記多孔質樹脂膜Ａは、２５℃で、Ｎ−メチル−２−ピロリドンに溶解し、前記樹脂粒子Ｂは、２５℃で、Ｎ−メチル−２−ピロリドンに溶解しない請求項１記載のリチウムイオン二次電池。
前記多孔質樹脂膜Ａが、炭素−炭素二重結合を含まない重合体からなる請求項１記載のリチウムイオン二次電池。
前記カルボニル基を含む重合体が、ポリアルキルアクリレートおよび／またはポリアルキルメタクリレートからなる請求項１記載のリチウムイオン二次電池。
前記カルボニル基を含む重合体が、架橋構造を有する請求項１記載のリチウムイオン二次電池。
前記フッ素樹脂が、ポリフッ化ビニリデンおよびフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体よりなる群から選ばれた少なくとも１種である請求項１記載のリチウムイオン二次電池。
前記セパレータに含まれる前記樹脂粒子Ｂの量が、前記多孔質樹脂膜Ａの１００重量部あたり、１０〜４００重量部である請求項１記載のリチウムイオン二次電池。
前記樹脂粒子Ｂは、その真体積の１０〜３００体積％の前記電解液を保持して膨潤している請求項１記載のリチウムイオン二次電池。
正極、負極、前記正極と前記負極との間に介在するセパレータおよび電解液からなる二次電池の製造法であって、
樹脂Ａを含む溶液に、乾燥状態における平均粒径が０．１〜２０μｍであり、かつ電解液で膨潤可能な樹脂粒子Ｂを分散させることにより、ペーストを調製する工程（ａ）、
前記ペーストを、正極および負極の少なくとも一方の少なくとも１つの表面に塗布して、塗膜を形成する工程（ｂ）、および
前記塗膜を乾燥させて、前記樹脂Ａからなる多孔質樹脂膜Ａおよび前記多孔質樹脂膜Ａが有する空隙内に分布する樹脂粒子Ｂからなり、前記表面に密着したセパレータを形成する工程（ｃ）を有する二次電池の製造法。
前記樹脂Ａが、炭素−炭素二重結合を含まない重合体からなり、前記樹脂粒子Ｂが、カルボニル基を含む重合体からなる請求項９記載の二次電池の製造法。
前記カルボニル基を含む重合体が、ポリアルキルアクリレートおよび／またはポリアルキルメタクリレートからなる請求項１０記載の二次電池の製造法。
前記カルボニル基を含む重合体が、架橋構造を有する請求項１０記載の二次電池の製造法。
前記樹脂Ａが、フッ素樹脂からなる請求項９記載の二次電池の製造法。
前記フッ素樹脂が、ポリフッ化ビニリデンおよびフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体よりなる群から選ばれた少なくとも１種である請求項１３記載の二次電池の製造法。
前記樹脂Ａが、アクリロニトリル単位を含む重合体からなる請求項９記載の二次電池の製造法。
前記ペーストに含まれる前記樹脂粒子Ｂの量が、前記樹脂Ａの１００重量部あたり、１０〜４００重量部である請求項９記載の二次電池の製造法。