JPH0381953A - 電池用セパレーター - Google Patents
電池用セパレーターInfo
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- JPH0381953A JPH0381953A JP1217263A JP21726389A JPH0381953A JP H0381953 A JPH0381953 A JP H0381953A JP 1217263 A JP1217263 A JP 1217263A JP 21726389 A JP21726389 A JP 21726389A JP H0381953 A JPH0381953 A JP H0381953A
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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)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ニッケルー亜鉛電池、銀−亜鉛電池、リチウ
ム２次電池のような２次電池に用いられる電池用セパレ
ーターに関する。
ム２次電池のような２次電池に用いられる電池用セパレ
ーターに関する。
前記のニッケルー亜鉛電池、銀−亜鉛電池、リチウム２
次電池のような２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。
次電池のような２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。
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。
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。
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０．１μＩ１１〜２０μ
ｍ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０．１
μｍ未満の連通孔を有する層を積層した電池用セパレー
ターである。
ｍ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０．１
μｍ未満の連通孔を有する層を積層した電池用セパレー
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。
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。
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遠
戚することができない。
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遠
戚することができない。
また、１００ｕＩ１１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
池内の活物質等を減少させることになる。
こと、電池容器内を占有する体積が大きくなるために電
池内の活物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。
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。
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〜２０ ｕ ｍ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′ｔＪ１．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。
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′ｔＪ１．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。
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Ｏ，ＯＳμｍ以下
、さらに好ましくは０．０１μｍ以下である。０．１μ
ｍ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。
、さらに好ましくは０．０１μｍ以下である。０．１μ
ｍ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。
μｍ以下、好ましくは２μｍ以下である。
核層の厚さが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
って核層の厚さはできるだけ小さいことが望ましい。
、放電時の電流量が低下するという問題点が生じる。従
って核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。
は下記方法によって測定した。
細孔径の測定方法・・・・・・ＳＴＭ Ｆ３１６−７０
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
。
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
。
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。
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。
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。
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部との混合物を作威し、ｉｓｏ ’ｃ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、ｌ−トリクロ
ロエタンを用いて該シート状底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。
パラフィン７０部との混合物を作威し、ｉｓｏ ’ｃ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、ｌ−トリクロ
ロエタンを用いて該シート状底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１７４１７０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１７４１７０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７μｍ
の多孔質積層膜（比較例２）を得た。
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。
以下余白
Claims (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５
μｍ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 true JPH0381953A (ja) | 1991-04-08 |
| JP2981238B2 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 (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 |
| WO2012066663A1 (ja) * | 2010-11-18 | 2012-05-24 | 日立ビークルエナジー株式会社 | 有機電解液二次電池 |
| JP2022552092A (ja) * | 2019-09-20 | 2022-12-15 | エルアイ－エス エナジー リミテッド | 可撓性リチウム硫黄電池 |
Families Citing this family (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 |
-
1989
- 1989-08-25 JP JP1217263A patent/JP2981238B2/ja not_active Expired - Lifetime
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