JPH09161756A - 電池用セパレータ - Google Patents

電池用セパレータ

Info

Publication number
JPH09161756A
JPH09161756A JP7319035A JP31903595A JPH09161756A JP H09161756 A JPH09161756 A JP H09161756A JP 7319035 A JP7319035 A JP 7319035A JP 31903595 A JP31903595 A JP 31903595A JP H09161756 A JPH09161756 A JP H09161756A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
separator
porous
molecular weight
polyethylene
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.)
Pending
Application number
JP7319035A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshiaki Sato
喜昭 佐藤
Sakuko Kaneda
佐久子 金田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Junkosha Co Ltd
Original Assignee
Junkosha Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Junkosha Co Ltd filed Critical Junkosha Co Ltd
Priority to JP7319035A priority Critical patent/JPH09161756A/ja
Publication of JPH09161756A publication Critical patent/JPH09161756A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電池の温度上昇時に電池の機能を停止するこ
とができる電池用セパレータを得る。 【解決手段】 延伸処理によってフィブリル化した多孔
性のフッ素樹脂フイルムの一方の面に、超高分子量ポリ
エチレンまたは高密度ポリエチレンからなる多孔性膜を
積層し、他方の面に高密度ポリエチレンの多孔性膜を設
けたリチウム二次電池、リチウムイオン電池に好適なセ
パレータ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電池用セパレータ
に関し、とくにリチウム二次電池、リチウムイオン電池
等のリチウムを利用した電池に有用な高温においてもセ
パレータとしての形状を維持することが可能なセパレー
タに関する。
【0002】
【従来の技術】リチウムを利用した電池は、大きなエネ
ルギー密度を有することを特徴としており、携帯用の電
子機器等をはじめ各種の用途においてひろく用いられて
いる。リチウム二次電池、リチウムイオン電池では、反
応性の高い活物質を使用しているために、電池あるいは
使用機器においては、各種の安全装置が設けられてい
る。外部回路の短絡、過充電等によって、電池の発熱、
発火、あるいは破裂事故等を防止するための一つの手段
として、正極と負極を分離するセパレータにおいても、
用いられているポリエチレン、ポリプロピレン製の微多
孔性膜の孔が、異常時の発熱によって閉塞され、セパレ
ータを通じた電池反応を停止する機能とともに、高温に
なってもセパレータとしての形状を維持し、正極物質と
負極物質が直接反応する危険な事態を防止する機能を有
することが要求されている。現在、広く用いられている
延伸によって製造した微多孔性のセパレータは、高温で
の膜形状維持特性が低く、高温での膜形状維持特性が大
きなセパレータが求められていた。
【0003】こうした問題点に対処するために、低温で
の閉塞性が高く、高温での膜形状維持特性を有するセパ
レータとして、超高分子量ポリエチレンからなる多孔膜
と、外層がポリエチレンで、中芯がポリエチレンより融
点が20℃以上高い樹脂からなる多層の繊維を含有する
不織布から用いた高温膜形状維持特性が大きなセパレー
タが特開平7−22014号において提案されている
が、さらに高温での特性が高く、安全性の大きな電池を
製造することができるセパレータが求められていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、高温膜形状
維持特性がより大きなリチウムを利用した二次電池に有
用なセパレータを提供することを課題とするものであ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、リチウム二次
電池等に有用なセパレータにおいて、延伸処理によって
フィブリル化した多孔性のフッ素樹脂フイルムの一方の
面に、超高分子量ポリエチレンまたは高密度ポリエチレ
ンからなる多孔性膜を積層し、他方の面に高密度ポリエ
チレン多孔性膜を設けたセパレータである。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明のセパレータは、図1にそ
の断面図を示すように、セパレータ1は、延伸処理によ
ってフィブリル化した多孔性のフッ素樹脂フイルム2の
一方の面に超高分子量ポリエチレンの多孔性膜3、他方
の面に高密度ポリエチレン製多孔性膜4が設けられてい
る。本発明のセパレータに用いることができる延伸処理
によってフィブリル化した多孔性のフッ素樹脂フイルム
には、ポリテトラフロオロエチレンフイルムを延伸処理
によってフィブリル化した多孔性膜が好ましい。この多
孔性膜は、260℃まで、多孔性膜としての形態を保持
することができる。
【0007】また、多孔性膜には、気孔率が30〜90
%のものが好ましく、とくに50〜80%のものが好ま
しい。気孔率が30%よりも小さいとポリエチレンの浸
透が悪くなるので好ましくなく、95%よりも大きいと
その強度が小さくなるので好ましくない。また、孔径
は、0.01〜5μmのものが好ましく、とくに0.0
1〜3μmのものが好ましい。孔径が0.01μmより
も小さいとポリエチレンの浸透が悪くなるので好ましく
なく、5μmよりも大きいとその強度が小さくなるので
好ましくない。また、厚みが5〜200μmのものが好
ましく、とくに10〜30μmのものが好ましい。厚み
が5μmよりも小さいとセパレータの強度が小さいので
好ましくなく、200μmよりも大きいセパレータの厚
みが大きくなるので好ましくない。
【0008】延伸処理によってフィブリル化した多孔性
のフッ素樹脂フイルム上に積層する超高分子量ポリエチ
レンの多孔性膜は、重量平均分子量が50万以上であ
り、粘度平均分子量が1,000,000〜6,00
0,000のものが好ましい。また、超高分子量ポリエ
チレンの多孔膜は、圧縮成形により、板状、或いは棒状
の成形品を作成し、この成形品からフィルム状物また
は、シート状物を切削する方法。超高分子量ポリエチレ
ンを有機溶媒に溶解し、キャスティング法によりフィル
ム化、シート化する方法。超高分子量ポリエチレンに有
機溶媒を加え、この有機溶媒を加えた超高分子量ポリエ
チレン溶液を押出成形し、成形後に有機溶媒を揮散させ
る方法等によって製造することができる。超高分子量ポ
リエチレンの多孔性膜は、フィルムまたはシートを作製
する過程において、開孔剤を添加し、開孔剤を溶剤によ
って溶出することによって得ることができる。とくに、
開孔剤としては、超高分子量ポリエチレンのフイルムの
成形において可塑剤としての機能を有する物質を用いる
ならば、フイルムの形成用の物質をフイルムの多孔化に
併用することができる。可塑剤の機能を有する開孔剤に
は、流動パラフィン、固形パラフィンやステアリルアル
コール、セチルアルコール等を挙げることができる。
【0009】超高分子量ポリエチレンの多孔性膜は、気
孔率が5〜80%のものが好ましく、とくに20〜50
%のものが好ましい。気孔率が5%よりも小さいとイオ
ンの透過性が悪くなるので好ましくなく、80%よりも
大きいとセパレータとしての強度が小さくなるので好ま
しくない。また、孔径は、0.01〜1μmのものが好
ましく、とくに0.1〜0.2μmのものが好ましい。
孔径が0.01μmよりも小さいとイオン透過性が悪く
なるので好ましくなく、1μmよりも大きいと分離性が
悪くなるので好ましくない。また、厚みが1〜500μ
mのものが好ましく、とくに5〜100μmのものが好
ましい。厚みが1μmよりも小さいとセパレータ強度が
小さくなるので好ましくなく、500μmよりも大きい
とイオン透過性が悪くなるので好ましくない。
【0010】多孔性のフッ素樹脂フイルムの他方の面に
は高密度ポリエチレン製多孔性膜が設けられており、こ
の高密度ポリエチレン製多孔性膜は、延伸によって多孔
化した膜を用いることが好ましい。高密度ポリエチレン
の多孔性膜は、気孔率が5〜80%のものが好ましく、
とくに20〜50%のものが好ましい。気孔率が5%よ
りも小さいとイオン透過性が悪くなるので好ましくな
く、80%よりも大きいとセパレータの強度が小さくな
るので好ましくない。また、孔径は、0.01〜1μm
のものが好ましく、とくに0.1ないし0.2μmのも
のが好ましい。孔径が0.01μmよりも小さいとイオ
ン透過性が悪くなるので好ましくなく、1μmよりも大
きいと分離性が悪くなるので好ましくない。また、厚み
が1〜500μmのものが好ましく、とくに5〜100
μmのものが好ましい。厚みが1μmよりも小さいとセ
パレータ強度が小さくなるので好ましくなく、500μ
mよりも大きいとイオン透過性が悪くなるので好ましく
ない。
【0011】本発明のセパレータは、延伸処理によって
フィブリル化した多孔性フイルムの一方の面上に、超高
分子量ポリエチレンの多孔性膜、他方の面に高密度ポリ
エチレン製多孔性膜を積層して加熱および加圧すること
によって製造することができるが、その際、超高分子量
ポリエチレンおよび高密度ポリエチレンの多孔性フイル
ムは、超高分子量ポリエチレンおよび高密度ポリエチレ
ンのそれぞれに開孔剤として流動パラフィン等を混合し
た後にフイルム化して形成し、開孔剤を除去する前にフ
ィブリル化した多孔性フイルムの一方の面に積層し、他
方の面に高密度ポリエチレンの多孔性膜を積層して加熱
および加圧して、いわゆるアンカー効果を発揮させて一
体接合化した後に溶剤で処理して開孔剤を除去すること
によって作製する。なお、その際、成形を容易にし、リ
チウムイオン等のイオンの通過を良くする等の目的で、
超高分子量ポリエチレンまたは高密度ポリエチレン中に
アルミナ等の無機物を添加してもよい。得られた積層体
は、熱ロールによって処理し、熱による変形等を防止す
ることが好ましい。また、あらかじめ超高分子量ポリエ
チレンの多孔性膜を作製した後に積層し、加熱および加
圧して一体化しても良い。
【0012】フィブリル化した多孔性フイルムと超高分
子量ポリエチレンフイルムおよび高密度ポリエチレンフ
イルムとの加熱および加圧による積層は、フィブリル化
した多孔性フイルムがポリテトラフルオロエチレンのよ
うに、高い軟化点を有するものであっても、超高分子量
ポリエチレンフイルムおよび高密度ポリエチレンフイル
ムが軟化する温度に加熱して積層体を加圧するならば、
フィブリル化した多孔性フイルム表面がいわゆるアンカ
ー効果を発揮し、これらを十分な強度で接合一体化する
ことが可能となる。フィブリル化した多孔性のポリテト
ラフルオロエチレンフイルムと超高分子量ポリエチレン
フイルムおよび高密度ポリエチレンフイルムとの加熱、
加圧は、170〜190℃、1〜50kg/cmの熱ロ
ールによって処理することが好ましく、これにより超高
分子量ポリエチレンフイルムおよび高密度ポリエチレン
フイルムが共に軟化してフィルブリル化した多孔性フイ
ルムの表面のアンカー効果によって、これら三者は充分
な強度で接合一体化される。
【0013】また、以上の説明では、フィルブリル化し
たポリテトラフルオロエチレンの多孔性フイルムの一方
の面に超高分子量ポリエチレンフイルムを配置し、他方
には高密度ポリエチレンフイルムを配置する例を示した
が、両面に高密度ポリエチレンフイルムを配置しても同
様の特性を有する電池用セパレータを得ることができ
る。
【0014】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を説明する。 実施例1 粘度平均分子量(2,000,000)の超高分子量ポ
リエチレン粉末(三井石油化学製ミペロンXM−22
0)40重量部と開孔剤としての作用もする流動パラフ
ィン(松村石油製 スモイルP−350)60重量部と
をドライブレンドし、2軸押出機において180℃で混
練しながら、幅250mm、間隔を0.5mmに設定し
たダイから押出してテンションを与えながら巻き取り、
厚さ30μmの超高分子量ポリエチレンフイルムを作製
した。高密度ポリエチレン粉末(昭和電工製 ショウレ
ックスS4002F)40重量部と、前記の流動パラフ
ィン60重量部を同様に混練し、押出し成形によってフ
イルム化した。両者を、延伸によってフィブリル化した
厚さ30μm、気孔率70%、最大孔径1μmを有する
ポリテトラフルオロエチレンフイルムの両側に配置し、
180℃、10kg/cmの熱ロールによって処理をし
た。
【0015】得られた積層体を25℃のヘキサン中にお
いて10分間処理し、積層体を多孔化した。次いで、乾
燥後に80℃、1分間の熱処理(ヒートセット)を行っ
た。
【0016】得られたセパレータは、110〜130℃
で開孔がなくなり、温度による閉塞性が認められ、ま
た、260℃を超えても形状を保持していた。したがっ
て、リチウム電池に適用した場合には、電池の温度の異
常な上昇の際にも、電池反応の停止とともに、正極およ
び負極の活物質が混合して異常な反応が起こることを防
止することができる。
【0017】比較例1 フィルブリル化した多孔性のポリテトラフルオロエチレ
ンフイルムを用いなかった点を除き、実施例1と同様に
作製したセパレータは130℃で形状を保持することが
できなくなった。
【0018】
【発明の効果】本発明のセパレータは、発熱時には速や
かに孔を閉塞するとともに、同時に高温においても膜の
形状を保持することが可能となるので、リチウムを利用
した二次電池においても、正極と負極の活物質による直
接的な反応による電池の破裂等を防止することができ、
安全性に優れたリチウム二次電池、リチウムイオン電池
を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のセパレータの一例を説明する図であ
る。
【符号の説明】
1…セパレータ、2…多孔性のフッ素樹脂フイルム、3
…超高分子量ポリエチレンの多孔性膜、4…ポリエチレ
ン製多孔性膜

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電池用セパレータにおいて、延伸処理に
    よってフィブリル化した多孔性のフッ素樹脂フイルムの
    一方の面に、超高分子量ポリエチレンまたは高密度ポリ
    エチレンからなる多孔性膜を積層し、他方の面に高密度
    ポリエチレンの多孔性膜を設けたことを特徴とするセパ
    レータ。
JP7319035A 1995-12-07 1995-12-07 電池用セパレータ Pending JPH09161756A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7319035A JPH09161756A (ja) 1995-12-07 1995-12-07 電池用セパレータ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7319035A JPH09161756A (ja) 1995-12-07 1995-12-07 電池用セパレータ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09161756A true JPH09161756A (ja) 1997-06-20

Family

ID=18105794

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7319035A Pending JPH09161756A (ja) 1995-12-07 1995-12-07 電池用セパレータ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH09161756A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000173572A (ja) * 1998-11-30 2000-06-23 Sanyo Electric Co Ltd 非水電解液電池
KR100749645B1 (ko) * 2006-03-21 2007-08-14 삼성에스디아이 주식회사 세퍼레이터와 이를 이용한 리튬 이차전지

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000173572A (ja) * 1998-11-30 2000-06-23 Sanyo Electric Co Ltd 非水電解液電池
KR100749645B1 (ko) * 2006-03-21 2007-08-14 삼성에스디아이 주식회사 세퍼레이터와 이를 이용한 리튬 이차전지
US8940428B2 (en) 2006-03-21 2015-01-27 Samsung Sdi Co., Ltd. Separator, a lithium rechargeable battery using the same and a method of manufacture thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101110264B1 (ko) 복합 미다공막 및 그 제조 방법과 용도
JP4931163B2 (ja) ポリオレフィン製微多孔膜
KR100452784B1 (ko) 미세다공성폴리올레핀복합막,이의제조방법및전지용세퍼레이터
EP3200257B1 (en) Separator for battery
KR101448087B1 (ko) 폴리올레핀 다층 미세 다공막, 그 제조 방법, 전지용 세퍼레이터 및 전지
CA2623574C (en) Multi-layer, microporous polyethylene membrane, its production method, and battery separator
TWI413657B (zh) 聚烯烴多層微多孔膜、其製法、電池用隔離材及電池
US6127438A (en) Polyethylene microporous film and process for producing the same
CA2620076A1 (en) Multi-layer, microporous polyethylene membrane, battery separator formed thereby and battery
CA2617252A1 (en) Microporous polyethylene membrane, its production method and battery separator
CA2615495A1 (en) Multi-layer, microporous polyolefin membrane and battery separator
TW200417564A (en) Polyolefin microporous membrane and method of evaluating the same
CN101267934A (zh) 多孔叠层体的制造方法和多孔叠层体
WO2007037289A1 (ja) ポリエチレン微多孔膜の製造方法及び電池用セパレータ
WO2011118735A1 (ja) ポリオレフィン微多孔膜及びその製造方法、非水系二次電池用セパレータ、並びに非水系二次電池
WO2007032450A1 (ja) ポリエチレン微多孔膜及びその製造方法、並びに電池用セパレータ
TW200815519A (en) Polyolefin composition, its production method, and a battery separator made therefrom
JP5156158B2 (ja) 複合膜およびその製造方法
CN101568575A (zh) 聚烯烃制微多孔膜
WO2015194504A1 (ja) ポリオレフィン微多孔質膜、電池用セパレータ及び電池
KR102290094B1 (ko) 폴리올레핀 미다공막, 축전 디바이스용 세퍼레이터 및 축전 디바이스
WO2007116672A1 (ja) ポリオレフィン微多孔膜
JPH08236093A (ja) バッテリーセパレーター
JP5213768B2 (ja) ポリオレフィン微多孔膜
JPH09161756A (ja) 電池用セパレータ