JPH10154501A - 電池用セパレータ及びこれを用いた非水系２次電池の製造方法 - Google Patents
電池用セパレータ及びこれを用いた非水系２次電池の製造方法Info
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- JPH10154501A JPH10154501A JP8310907A JP31090796A JPH10154501A JP H10154501 A JPH10154501 A JP H10154501A JP 8310907 A JP8310907 A JP 8310907A JP 31090796 A JP31090796 A JP 31090796A JP H10154501 A JPH10154501 A JP H10154501A
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- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電極材から脱落した活物質粒子や空気中の浮
遊微粒子をその表面に引き付けることのない電池用セパ
レータとこれを用いた非水系２次電池の製造方法を提供
する。 【解決手段】 ポリエチレンとポリプロピレンを混合比
（ポリエチレン：ポリプロピレン）５：５の割合で混合
した後これをフィルム化して第１のフィルムを得る。こ
れとは別にポリプロピレン単体からなる第２のフィルム
を作製する。第１のフィルムの両面にそれぞれ第２のフ
ィルムを重ね、この積層物に熱（１２０℃）を加え延伸
倍率２００％の１軸延伸を行って、厚みが２５μｍの多
孔質膜を芯材に巻き取る。巻き取り工程において芯材に
順次巻き取られていく多孔質膜の表裏両面にコロナ放電
処理を施してエレクトレット化を行い、多孔質膜の表面
を−２５０Ｖ、裏面を＋２７０Ｖに帯電させる。
遊微粒子をその表面に引き付けることのない電池用セパ
レータとこれを用いた非水系２次電池の製造方法を提供
する。 【解決手段】 ポリエチレンとポリプロピレンを混合比
（ポリエチレン：ポリプロピレン）５：５の割合で混合
した後これをフィルム化して第１のフィルムを得る。こ
れとは別にポリプロピレン単体からなる第２のフィルム
を作製する。第１のフィルムの両面にそれぞれ第２のフ
ィルムを重ね、この積層物に熱（１２０℃）を加え延伸
倍率２００％の１軸延伸を行って、厚みが２５μｍの多
孔質膜を芯材に巻き取る。巻き取り工程において芯材に
順次巻き取られていく多孔質膜の表裏両面にコロナ放電
処理を施してエレクトレット化を行い、多孔質膜の表面
を−２５０Ｖ、裏面を＋２７０Ｖに帯電させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電池用セパレータ及
びこれを用いた非水系２次電池の製造方法に関する。
びこれを用いた非水系２次電池の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】種々のタイプの電池が実用に供されてお
り、これらの電池では正負両極間の短絡防止のために正
極材と負極材の間にセパレータが介在させられる。
り、これらの電池では正負両極間の短絡防止のために正
極材と負極材の間にセパレータが介在させられる。
【０００３】近年、電子機器のコードレス化等に対応す
るための電池として、高エネルギー密度、高起電力、及
び自己放電の少なさ等から非水系２次電池、特に、リチ
ウム２次電池が注目を浴びている。
るための電池として、高エネルギー密度、高起電力、及
び自己放電の少なさ等から非水系２次電池、特に、リチ
ウム２次電池が注目を浴びている。
【０００４】非水系２次電池における正極材及び負極材
は、通常、電極材本体、すなわち、集電体としての金属
箔の表面に活物質を担持させて構成されている。
は、通常、電極材本体、すなわち、集電体としての金属
箔の表面に活物質を担持させて構成されている。
【０００５】例えばリチウム２次電池の負極材として
は、銅箔に例えばリチウム単体粒子や、リチウムとアル
ミニウム等の金属との合金粒子や、カーボンやグラファ
イト等のリチウムイオンを吸着又は吸蔵する材料の粒子
や、リチウムイオンをドーピングした導電性高分子材料
の粒子を活物質として付着させたものが知られている。
また、正極材としては、アルミニウム箔に例えば一般に
（ＣＦ）n で表されるフッ化黒鉛粒子、ＣｏＬｉＯ2 、
ＭｎＯ2 、Ｖ2 Ｏ5 、ＣｕＯ、Ａｇ2 ＣｒＯ4 等の金属
酸化物粒子や、ＴｉＯ2 、ＣｕＳ等の硫化物粒子を活物
質として付着させたものが知られている。
は、銅箔に例えばリチウム単体粒子や、リチウムとアル
ミニウム等の金属との合金粒子や、カーボンやグラファ
イト等のリチウムイオンを吸着又は吸蔵する材料の粒子
や、リチウムイオンをドーピングした導電性高分子材料
の粒子を活物質として付着させたものが知られている。
また、正極材としては、アルミニウム箔に例えば一般に
（ＣＦ）n で表されるフッ化黒鉛粒子、ＣｏＬｉＯ2 、
ＭｎＯ2 、Ｖ2 Ｏ5 、ＣｕＯ、Ａｇ2 ＣｒＯ4 等の金属
酸化物粒子や、ＴｉＯ2 、ＣｕＳ等の硫化物粒子を活物
質として付着させたものが知られている。
【０００６】かかるリチウム２次電池では、負極材の活
物質であるリチウムが強い反応性を有し、また、エチレ
ンカーボネート、プロピレンカーボネート、アセトニト
リル、γ−ブチルラクトン、１、２−ジメトキシエタ
ン、テトラヒドロフラン等の有機溶媒にＬｉＰＦ6 、Ｌ
ｉＣＦ3 ＳＯ3 、ＬｉＣｌＯ4 、ＬｉＢＦ4 等を電解質
とした非水系の電解液を使用しているため、電池の誤使
用によって外部短絡が生じると正極−負極間に電流が流
れて、電解液の抵抗による発熱を生じて電池内部の温度
が著しく上昇し、遂には火災や破裂といった重大事故を
引き起こす危険性がある。従って、この様な事故を防ぐ
ためにリチウム２次電池では安全対策のために種々の機
構が施されている。例えば、電流遮断装置は、外部短絡
により電池の温度が上昇した場合に電解液の蒸発などに
よって電池内部の気圧が上がるのを利用して、強制的に
回路の一部を切断するよう構成されたものである。ま
た、電池用セパレータが有するシャットダウン機構も安
全機構の一つであり、これについては種々の提案がなさ
れている。例えば、シャットダウン開始設計温度に融点
があるポリエチレンとポリエチレンより３０℃程度融点
が高いポリプロピレンの混合物の多孔質膜からなるもの
（特開平４−２０６２５７）や、融点が異なる熱可塑性
高分子の多孔質膜（具体的にはポリエチレンの多孔質膜
とポリプロピレンの多孔質膜）を積層した積層多孔質膜
からなるもの（特開平４−１８１６５１、特開昭６２−
１０８５７）等がある。これらはいずれも多孔質膜の孔
が溶融した樹脂によって塞がれて膜の電気抵抗（以下、
単に抵抗と称する。）が増大することにより電流を遮断
するものであり、低融点のポリエチレンが溶融すること
によりシャットダウンが低温で開始し、かつ、高融点の
ポリプロピレンがポリエチレンの溶融時に溶融せず、セ
パレータの膜形状を保持するよう働くことにより、充分
な耐熱温度が得られるようになっている。
物質であるリチウムが強い反応性を有し、また、エチレ
ンカーボネート、プロピレンカーボネート、アセトニト
リル、γ−ブチルラクトン、１、２−ジメトキシエタ
ン、テトラヒドロフラン等の有機溶媒にＬｉＰＦ6 、Ｌ
ｉＣＦ3 ＳＯ3 、ＬｉＣｌＯ4 、ＬｉＢＦ4 等を電解質
とした非水系の電解液を使用しているため、電池の誤使
用によって外部短絡が生じると正極−負極間に電流が流
れて、電解液の抵抗による発熱を生じて電池内部の温度
が著しく上昇し、遂には火災や破裂といった重大事故を
引き起こす危険性がある。従って、この様な事故を防ぐ
ためにリチウム２次電池では安全対策のために種々の機
構が施されている。例えば、電流遮断装置は、外部短絡
により電池の温度が上昇した場合に電解液の蒸発などに
よって電池内部の気圧が上がるのを利用して、強制的に
回路の一部を切断するよう構成されたものである。ま
た、電池用セパレータが有するシャットダウン機構も安
全機構の一つであり、これについては種々の提案がなさ
れている。例えば、シャットダウン開始設計温度に融点
があるポリエチレンとポリエチレンより３０℃程度融点
が高いポリプロピレンの混合物の多孔質膜からなるもの
（特開平４−２０６２５７）や、融点が異なる熱可塑性
高分子の多孔質膜（具体的にはポリエチレンの多孔質膜
とポリプロピレンの多孔質膜）を積層した積層多孔質膜
からなるもの（特開平４−１８１６５１、特開昭６２−
１０８５７）等がある。これらはいずれも多孔質膜の孔
が溶融した樹脂によって塞がれて膜の電気抵抗（以下、
単に抵抗と称する。）が増大することにより電流を遮断
するものであり、低融点のポリエチレンが溶融すること
によりシャットダウンが低温で開始し、かつ、高融点の
ポリプロピレンがポリエチレンの溶融時に溶融せず、セ
パレータの膜形状を保持するよう働くことにより、充分
な耐熱温度が得られるようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に電池
用セパレータは電池内に組み込まれる前は芯材に巻き取
られて巻回物として保管されている。電池を製造する
際、セパレータは製造ラインの所定位置に巻回物の状態
でセッティングされて送りロールによって繰り出され、
製造ラインの他の位置にセッティングされた正極材と負
極材のそれぞれの巻回物から繰り出されてくる正極材と
負極材の間に挟まれながら、これら正極材及び負極材と
ともに巻き取られて（以下、これを巻き替え作業と称す
る。）、巻回物とされる。そして、この巻回物を電池缶
内に挿入し、他の所要の工程を経て電池が完成する。
用セパレータは電池内に組み込まれる前は芯材に巻き取
られて巻回物として保管されている。電池を製造する
際、セパレータは製造ラインの所定位置に巻回物の状態
でセッティングされて送りロールによって繰り出され、
製造ラインの他の位置にセッティングされた正極材と負
極材のそれぞれの巻回物から繰り出されてくる正極材と
負極材の間に挟まれながら、これら正極材及び負極材と
ともに巻き取られて（以下、これを巻き替え作業と称す
る。）、巻回物とされる。そして、この巻回物を電池缶
内に挿入し、他の所要の工程を経て電池が完成する。
【０００８】前記のように、電池用セパレータの多くは
高分子材料で形成されているので、前記巻き替え作業に
おける巻回物からの繰り出し時に、セパレータ同士の摩
擦や剥離によって簡単に帯電し、その表裏両面が同一極
性に帯電される。一方、正極材及び負極材においては、
前記巻き替え作業時に、これらを繰り出していく送りロ
ールとの接触やそれ自体の屈曲等によってその表面に付
着している活物質粒子の一部が空気中に脱落する。従っ
て、前記巻き替え作業中に、電池用セパレータの帯電し
た表裏両面に、正極材及び負極材から脱落した活物質粒
子や空気中に浮遊している微粒子が引きつけられて付着
し、これら活物質粒子や浮遊微粒子がセパレータととも
に正極材と負極材の間に巻き込まれてしまう。しかる
に、活物質粒子は導電体であり、また、空気中の浮遊微
粒子には導電体のものが含まれるため、このような活物
質粒子や浮遊微粒子の巻き込みが生じると、活物質粒子
や浮遊微粒子の粒径がセパレータの厚みより大きい場合
に、巻回物中においてこれら粒子がセパレータを貫通し
て正極材と負極材の間を導通させることとなり、電池の
内部短絡が生じてしまうという不具合を生じていた。
高分子材料で形成されているので、前記巻き替え作業に
おける巻回物からの繰り出し時に、セパレータ同士の摩
擦や剥離によって簡単に帯電し、その表裏両面が同一極
性に帯電される。一方、正極材及び負極材においては、
前記巻き替え作業時に、これらを繰り出していく送りロ
ールとの接触やそれ自体の屈曲等によってその表面に付
着している活物質粒子の一部が空気中に脱落する。従っ
て、前記巻き替え作業中に、電池用セパレータの帯電し
た表裏両面に、正極材及び負極材から脱落した活物質粒
子や空気中に浮遊している微粒子が引きつけられて付着
し、これら活物質粒子や浮遊微粒子がセパレータととも
に正極材と負極材の間に巻き込まれてしまう。しかる
に、活物質粒子は導電体であり、また、空気中の浮遊微
粒子には導電体のものが含まれるため、このような活物
質粒子や浮遊微粒子の巻き込みが生じると、活物質粒子
や浮遊微粒子の粒径がセパレータの厚みより大きい場合
に、巻回物中においてこれら粒子がセパレータを貫通し
て正極材と負極材の間を導通させることとなり、電池の
内部短絡が生じてしまうという不具合を生じていた。
【０００９】本発明は前記のような事情に鑑みてなされ
たものであり、電極材から脱落した活物質粒子や空気中
の浮遊微粒子をその表面に引き付けることのない電池用
セパレータを提供することを目的とする。
たものであり、電極材から脱落した活物質粒子や空気中
の浮遊微粒子をその表面に引き付けることのない電池用
セパレータを提供することを目的とする。
【００１０】また、本発明の他の目的は内部短絡不良の
発生を軽減できる非水系２次電池の製造方法を提供する
ことにある。
発生を軽減できる非水系２次電池の製造方法を提供する
ことにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的
を達成するため種々の検討を行った結果、電池用セパレ
ータの静電気特性を改良することで、電池用セパレータ
の表裏両面に活物質粒子や空気中の浮遊微粒子が引き付
けられなくなることを見い出した。
を達成するため種々の検討を行った結果、電池用セパレ
ータの静電気特性を改良することで、電池用セパレータ
の表裏両面に活物質粒子や空気中の浮遊微粒子が引き付
けられなくなることを見い出した。
【００１２】すなわち、本発明の電池用セパレータは、
その表面と裏面を互いに逆極性に帯電させたことを特徴
とする。このような本発明の電池用セパレータでは、表
面と裏面が逆極性に帯電していることから、電気力線は
セパレータ内のみを通ることとなってセパレータの外部
に漏れず、セパレータの厚さ（一般的な厚さは１０〜数
十μｍ。）より十分に遠い距離だけ離れた位置からセパ
レータを見ると、表裏両面の電荷（正、負）が実質的に
相殺されて帯電していないように見なされる。従って、
その表裏両面には空気中の活物質粒子や浮遊微粒子が実
質的に引きつけられなくなる。
その表面と裏面を互いに逆極性に帯電させたことを特徴
とする。このような本発明の電池用セパレータでは、表
面と裏面が逆極性に帯電していることから、電気力線は
セパレータ内のみを通ることとなってセパレータの外部
に漏れず、セパレータの厚さ（一般的な厚さは１０〜数
十μｍ。）より十分に遠い距離だけ離れた位置からセパ
レータを見ると、表裏両面の電荷（正、負）が実質的に
相殺されて帯電していないように見なされる。従って、
その表裏両面には空気中の活物質粒子や浮遊微粒子が実
質的に引きつけられなくなる。
【００１３】また、本発明の非水系２次電池の製造方法
は、正極材と負極材の間に前記した本発明の電池用セパ
レータを介在させながらこれら３者を巻き取って巻回物
を得る工程を含むことを特徴とする。このような本発明
の非水系２次電池の製造方法では、電池用セパレータが
その表裏両面が逆極性に帯電され、正極材及び負極材の
巻回物からの繰り出し作業において正極材及び負極材か
ら脱落した活物質粒子や空気中の浮遊微粒子をその表裏
両面に引きつけないため、活物質粒子や浮遊微粒子がセ
パレータとともに正極材と負極材の間に巻き込まれてし
まうことを防止でき（たとえ巻き込まれても極めて微量
であり）、その結果、電池の内部短絡を防止することが
できる。
は、正極材と負極材の間に前記した本発明の電池用セパ
レータを介在させながらこれら３者を巻き取って巻回物
を得る工程を含むことを特徴とする。このような本発明
の非水系２次電池の製造方法では、電池用セパレータが
その表裏両面が逆極性に帯電され、正極材及び負極材の
巻回物からの繰り出し作業において正極材及び負極材か
ら脱落した活物質粒子や空気中の浮遊微粒子をその表裏
両面に引きつけないため、活物質粒子や浮遊微粒子がセ
パレータとともに正極材と負極材の間に巻き込まれてし
まうことを防止でき（たとえ巻き込まれても極めて微量
であり）、その結果、電池の内部短絡を防止することが
できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明において、電池用セパレー
タの表面と裏面は、セパレータの一方の主面と他方の主
面の関係であり、電池用セパレータにおいて表面側と裏
面側を特に限定しているものではない。また、電池用セ
パレータの表面と裏面の帯電電位（Ｖ in，Ｖout）は特
に限定されないが、それぞれを０Ｖ＜Ｖin(out)≦１０
００Ｖ（絶対値）の範囲に設定するのが好ましい。両者
間の電位差（絶対値の電位差）が２００Ｖを越えると、
電気力線がセパレータの周辺へ向き易くなるため、両者
間の電位差（絶対値の電位差）は０〜２００Ｖの範囲に
あるのが好ましい。
タの表面と裏面は、セパレータの一方の主面と他方の主
面の関係であり、電池用セパレータにおいて表面側と裏
面側を特に限定しているものではない。また、電池用セ
パレータの表面と裏面の帯電電位（Ｖ in，Ｖout）は特
に限定されないが、それぞれを０Ｖ＜Ｖin(out)≦１０
００Ｖ（絶対値）の範囲に設定するのが好ましい。両者
間の電位差（絶対値の電位差）が２００Ｖを越えると、
電気力線がセパレータの周辺へ向き易くなるため、両者
間の電位差（絶対値の電位差）は０〜２００Ｖの範囲に
あるのが好ましい。
【００１５】本発明において、電池用セパレータの表面
と裏面を逆極性に帯電させる方法としては、エアーフィ
ルタ等の分野で使用されている公知のエレクトレット化
法により電池用セパレータをエレクトレット化する（分
極が保持されたものにする）方法や、電池用セパレータ
の製造時にセパレータの原材料中に帯電防止剤を混入す
る（練り込む）方法等がある。なお、セパレータの原材
料中に帯電防止剤を混入することによりセパレータの表
面と裏面が逆極性に帯電することは実験により見出され
たことであり、その理由は不明である。
と裏面を逆極性に帯電させる方法としては、エアーフィ
ルタ等の分野で使用されている公知のエレクトレット化
法により電池用セパレータをエレクトレット化する（分
極が保持されたものにする）方法や、電池用セパレータ
の製造時にセパレータの原材料中に帯電防止剤を混入す
る（練り込む）方法等がある。なお、セパレータの原材
料中に帯電防止剤を混入することによりセパレータの表
面と裏面が逆極性に帯電することは実験により見出され
たことであり、その理由は不明である。
【００１６】通常物体をエレクトレット化すると分極は
徐々に消え、いずれ消滅する。エアーフィルタの場合
は、分極が長期間、望ましくは半永久的に保持されるこ
とが要求されるが、電池用セパレータの場合は、セパレ
ータの製造後、電池に組み込まれるまでの間、すなわ
ち、正極材と負極材の間に挟まれて巻き取られて巻回物
になるまでの間だけ分極が保持されていればよいので、
エレクトレット化のためにセパレータを特別な材質で形
成する必要はなく、従来から使用されている材質のセパ
レータを使用することができる。
徐々に消え、いずれ消滅する。エアーフィルタの場合
は、分極が長期間、望ましくは半永久的に保持されるこ
とが要求されるが、電池用セパレータの場合は、セパレ
ータの製造後、電池に組み込まれるまでの間、すなわ
ち、正極材と負極材の間に挟まれて巻き取られて巻回物
になるまでの間だけ分極が保持されていればよいので、
エレクトレット化のためにセパレータを特別な材質で形
成する必要はなく、従来から使用されている材質のセパ
レータを使用することができる。
【００１７】公知のエレクトレット化のうちコロナ放電
を用いる方法が好ましい。これは、エレクトレット化す
べき試料（セパレータ）に熱を加える必要がなく、か
つ、作業性に優れているためである。通常、コロナ放電
処理は室温で行われる。
を用いる方法が好ましい。これは、エレクトレット化す
べき試料（セパレータ）に熱を加える必要がなく、か
つ、作業性に優れているためである。通常、コロナ放電
処理は室温で行われる。
【００１８】セパレータの分極が正極材と負極材の間に
挟まれて巻き取られるまでに消えることがないように、
エレクトレット化は電池用セパレータの製造工程の最終
段階（セパレータを巻き取って巻回物にして保存する前
の段階）で行うのが好ましい。また、セパレータの製造
工程ではエレクトレット化処理は行わず、電池の製造ラ
インに巻回物状態でセッティングされている電池用セパ
レータの近傍にコロナ放電装置等のエレクトレット化処
理装置を配置し、巻回物から繰り出されていくセパレー
タにエレクトレット化処理を施すようにしてもよい。
挟まれて巻き取られるまでに消えることがないように、
エレクトレット化は電池用セパレータの製造工程の最終
段階（セパレータを巻き取って巻回物にして保存する前
の段階）で行うのが好ましい。また、セパレータの製造
工程ではエレクトレット化処理は行わず、電池の製造ラ
インに巻回物状態でセッティングされている電池用セパ
レータの近傍にコロナ放電装置等のエレクトレット化処
理装置を配置し、巻回物から繰り出されていくセパレー
タにエレクトレット化処理を施すようにしてもよい。
【００１９】前記エレクトレット化処理が施されるセパ
レータとしては、従来公知の種々のセパレータを用いる
ことができるが、ポリオレフィンの多孔質膜からなるセ
パレータを用いるのが最も一般的である。ポリオレフィ
ンの多孔質膜としては、例えば、ポリエチレンとポリプ
ロピレンの混合物の多孔質膜単体、ポリエチレンとポリ
プロピレンの混合物の多孔質膜とポリプロピレンの多孔
質膜を積層した積層体を挙げることができる。ポリエチ
レンとポリプロピレンの混合物の多孔質膜とポリプロピ
レンの多孔質膜を積層した積層体としては、ポリエチレ
ンとポリプロピレンの混合物の多孔質膜にポリプロピレ
ンの多孔質膜を積層した積層体、ポリエチレンとポリプ
ロピレンの混合物の多孔質膜の両面にポリプロピレンの
多孔質膜を積層した積層体、ポリプロピレンの多孔質膜
の両面にポリエチレンとポリプロピレンの混合物の多孔
質膜を積層した積層体、ポリエチレンとポリプロピレン
の混合物の多孔質膜とポリプロピレンの多孔質膜を交互
にトータルの層数が４層以上となるように積層した積層
体を挙げることができる。
レータとしては、従来公知の種々のセパレータを用いる
ことができるが、ポリオレフィンの多孔質膜からなるセ
パレータを用いるのが最も一般的である。ポリオレフィ
ンの多孔質膜としては、例えば、ポリエチレンとポリプ
ロピレンの混合物の多孔質膜単体、ポリエチレンとポリ
プロピレンの混合物の多孔質膜とポリプロピレンの多孔
質膜を積層した積層体を挙げることができる。ポリエチ
レンとポリプロピレンの混合物の多孔質膜とポリプロピ
レンの多孔質膜を積層した積層体としては、ポリエチレ
ンとポリプロピレンの混合物の多孔質膜にポリプロピレ
ンの多孔質膜を積層した積層体、ポリエチレンとポリプ
ロピレンの混合物の多孔質膜の両面にポリプロピレンの
多孔質膜を積層した積層体、ポリプロピレンの多孔質膜
の両面にポリエチレンとポリプロピレンの混合物の多孔
質膜を積層した積層体、ポリエチレンとポリプロピレン
の混合物の多孔質膜とポリプロピレンの多孔質膜を交互
にトータルの層数が４層以上となるように積層した積層
体を挙げることができる。
【００２０】セパレータの原材料中に帯電防止剤を混入
する（練り込む）ことにより、セパレータの表面と裏面
を逆極性に帯電させる場合、一般に原材料当り（セパレ
ータの表面または裏面を構成する原材料当り）０．０１
〜１０重量％の帯電防止剤を混入する（練り込む）。こ
こでの帯電防止剤としては、例えば第４級アンモニウム
塩、脂肪族スルホン酸塩、高級アルコール硫酸エステル
塩、高級アルコールエチレンオキサイド、高級アルコー
ルエチレンオキサイド付加リン酸エステル塩、、高級ア
ルコールエチレンオキサイド付加硫酸エステル塩、ポリ
エチレングリコール脂肪酸エステル、多価アルコール脂
肪酸エステル、ベタイン等を挙げることができる。かか
る帯電防止剤を用いる方法も種々の材質及び形態のセパ
レータに適用できる。ポリオレフィンの多孔質膜からな
るセパレータを製造する場合について説明すると、この
セパレータは、通常、ポリオレフィンをフィルム化し
（積層タイプの場合、複数のポリオレフィンのフィルム
を作成する。）、次にこのポリオレフィンのフィルム
（複数のポリオレフィンフィルムの積層体）を一回また
は複数回延伸して多孔質化せしめることにより製造され
るが、帯電防止剤は例えばＴダイ法やインフレーション
法等を用いた前記ポリオレフィンのフィルム化工程にお
いてフィルム中に練りむ。当然、積層タイプのセパレー
タ（多孔質膜）を得る場合は、最外層（上下層）のポリ
オレフィンフィルムを得る際のフィルム化工程において
フィルム中に帯電防止剤を練り込む。なお、フィルム化
工程においてフィルム中に帯電防止剤を練り込むとは、
通常、原料段階で混合して溶融押出しすることが多い。
する（練り込む）ことにより、セパレータの表面と裏面
を逆極性に帯電させる場合、一般に原材料当り（セパレ
ータの表面または裏面を構成する原材料当り）０．０１
〜１０重量％の帯電防止剤を混入する（練り込む）。こ
こでの帯電防止剤としては、例えば第４級アンモニウム
塩、脂肪族スルホン酸塩、高級アルコール硫酸エステル
塩、高級アルコールエチレンオキサイド、高級アルコー
ルエチレンオキサイド付加リン酸エステル塩、、高級ア
ルコールエチレンオキサイド付加硫酸エステル塩、ポリ
エチレングリコール脂肪酸エステル、多価アルコール脂
肪酸エステル、ベタイン等を挙げることができる。かか
る帯電防止剤を用いる方法も種々の材質及び形態のセパ
レータに適用できる。ポリオレフィンの多孔質膜からな
るセパレータを製造する場合について説明すると、この
セパレータは、通常、ポリオレフィンをフィルム化し
（積層タイプの場合、複数のポリオレフィンのフィルム
を作成する。）、次にこのポリオレフィンのフィルム
（複数のポリオレフィンフィルムの積層体）を一回また
は複数回延伸して多孔質化せしめることにより製造され
るが、帯電防止剤は例えばＴダイ法やインフレーション
法等を用いた前記ポリオレフィンのフィルム化工程にお
いてフィルム中に練りむ。当然、積層タイプのセパレー
タ（多孔質膜）を得る場合は、最外層（上下層）のポリ
オレフィンフィルムを得る際のフィルム化工程において
フィルム中に帯電防止剤を練り込む。なお、フィルム化
工程においてフィルム中に帯電防止剤を練り込むとは、
通常、原料段階で混合して溶融押出しすることが多い。
【００２１】本発明のセパレータを前記のようなポリオ
レフィンの多孔質膜で構成する場合、多孔質膜の孔径は
一般に０．００５〜１μｍ、好ましくは０．０１〜０．
５μｍにする。また、空孔率は一般に２０〜８０％、好
ましくは３０〜７０％にする。また、ポリエチレンやポ
リプロピレンの種類は特に限定されるものではなく、ポ
リエチレンとしては、低密度、中密度、または高密度の
ポリエチレンや、直鎖状のポリエチレン等の各種ポリエ
チレンを使用でき、ポリプロピレンとしては、高い空孔
率を得るためにはアイソタクチックインデックスが９０
％以上、好ましくは９５％以上のアイソタクチックポリ
プロピレンを用いるのが好ましい。
レフィンの多孔質膜で構成する場合、多孔質膜の孔径は
一般に０．００５〜１μｍ、好ましくは０．０１〜０．
５μｍにする。また、空孔率は一般に２０〜８０％、好
ましくは３０〜７０％にする。また、ポリエチレンやポ
リプロピレンの種類は特に限定されるものではなく、ポ
リエチレンとしては、低密度、中密度、または高密度の
ポリエチレンや、直鎖状のポリエチレン等の各種ポリエ
チレンを使用でき、ポリプロピレンとしては、高い空孔
率を得るためにはアイソタクチックインデックスが９０
％以上、好ましくは９５％以上のアイソタクチックポリ
プロピレンを用いるのが好ましい。
【００２２】
（実施例１）ポリエチレンとポリプロピレンを混合比
（ポリエチレン：ポリプロピレン）５：５の割合で混合
した後フィルム化して第１のフィルムを得た。また、ポ
リプロピレン単体からなる第２のフィルムを別に作製し
た。そして、第１のフィルムの両面にそれぞれ第２のフ
ィルムを重ね、この積層物を熱（１２０℃）を加え延伸
倍率２００％の１軸延伸を行って、厚みが２５μｍの多
孔質膜を芯材に巻き取った。かかる多孔質膜における各
層の厚さの比率は１：１：１であり、膜全体当たりのポ
リエチレンの配合率は１６．７重量％であった。また、
巻き取り工程において順次芯材に巻き取られていく多孔
質膜の表裏両面にコロナ放電処理を施してエレクトレッ
ト化を行ったことにより、多孔質膜の表面の電位は−２
５０Ｖ、裏面の電位は＋２７０Ｖになっていた。
（ポリエチレン：ポリプロピレン）５：５の割合で混合
した後フィルム化して第１のフィルムを得た。また、ポ
リプロピレン単体からなる第２のフィルムを別に作製し
た。そして、第１のフィルムの両面にそれぞれ第２のフ
ィルムを重ね、この積層物を熱（１２０℃）を加え延伸
倍率２００％の１軸延伸を行って、厚みが２５μｍの多
孔質膜を芯材に巻き取った。かかる多孔質膜における各
層の厚さの比率は１：１：１であり、膜全体当たりのポ
リエチレンの配合率は１６．７重量％であった。また、
巻き取り工程において順次芯材に巻き取られていく多孔
質膜の表裏両面にコロナ放電処理を施してエレクトレッ
ト化を行ったことにより、多孔質膜の表面の電位は−２
５０Ｖ、裏面の電位は＋２７０Ｖになっていた。
【００２３】そして、アルミニウム箔に活物質としての
ＬｉＣｏＯ2 と導電助材としてのカーボンとＮ−メチル
ピロリドン（ＮＭＰ）の混合物を塗布して乾燥して得ら
れた正極材の巻回物、電解銅箔に活物質としての黒鉛と
ＮＭＰの混合物を塗布し乾燥して得られた負極材の巻回
物、及び前記エレクトレット化を行った多孔質膜の巻回
物をリチウムイオン２次電池の製造ラインに組み込み、
送りローラによって繰り出される正極材と負極材の間に
多孔質膜が挟まれるように多孔質膜を繰り出ししながら
これら３者を巻き取って、巻回物を得た。そして、この
巻回物を電池缶内に収容して電池を完成させた。このよ
うにして製造した電池の不良率（内部短絡の発生率）は
０／１００個であった。
ＬｉＣｏＯ2 と導電助材としてのカーボンとＮ−メチル
ピロリドン（ＮＭＰ）の混合物を塗布して乾燥して得ら
れた正極材の巻回物、電解銅箔に活物質としての黒鉛と
ＮＭＰの混合物を塗布し乾燥して得られた負極材の巻回
物、及び前記エレクトレット化を行った多孔質膜の巻回
物をリチウムイオン２次電池の製造ラインに組み込み、
送りローラによって繰り出される正極材と負極材の間に
多孔質膜が挟まれるように多孔質膜を繰り出ししながら
これら３者を巻き取って、巻回物を得た。そして、この
巻回物を電池缶内に収容して電池を完成させた。このよ
うにして製造した電池の不良率（内部短絡の発生率）は
０／１００個であった。
【００２４】なお、前記延伸倍率は下記式（数１）によ
り算出した。また、前記多孔質膜の表面及び裏面の電位
は、図１（ａ）に示すように、多孔質膜の巻回物１を巻
き戻してアルミニウム基板２上に置き、巻き戻された
（引き出された）多孔質膜１ａの上面に図示しないプロ
ーブを当てて図示しない表面電位計（ＴＲｅＫ社製 Ｍ
ｏｄｅｌ１３４４）で電位を測定し、更に、図１（ｂ）
に示すように、多孔質膜の巻回物１を前記とは巻き戻し
端（引き出し端）の位置が上下逆になるようにアルミニ
ウム基板２上に置き、前記と同様にして巻き戻された
（引き出された）多孔質膜１ａの上面の電位を測定する
ことにより得た。
り算出した。また、前記多孔質膜の表面及び裏面の電位
は、図１（ａ）に示すように、多孔質膜の巻回物１を巻
き戻してアルミニウム基板２上に置き、巻き戻された
（引き出された）多孔質膜１ａの上面に図示しないプロ
ーブを当てて図示しない表面電位計（ＴＲｅＫ社製 Ｍ
ｏｄｅｌ１３４４）で電位を測定し、更に、図１（ｂ）
に示すように、多孔質膜の巻回物１を前記とは巻き戻し
端（引き出し端）の位置が上下逆になるようにアルミニ
ウム基板２上に置き、前記と同様にして巻き戻された
（引き出された）多孔質膜１ａの上面の電位を測定する
ことにより得た。
【００２５】
【数１】
【００２６】式中、Ｌ0は延伸前のフィルムの長さ、Ｌ1
は延伸後のフィルムの長さである。
は延伸後のフィルムの長さである。
【００２７】（実施例２）実施例１の多孔質膜の製造工
程における第２のフィルムの作際時に帯電防止剤をフィ
ルム全体に対して１％練り込んだ以外は同様にして厚み
２５μｍの多孔質膜を作製した。実施例１と同様にして
多孔質膜の表面及び裏面の電位を測定したところ、多孔
質膜の表面の電位は＋４０Ｖ、裏面の電位は−５０Ｖで
あった。そして、この多孔質膜をセパレータとして実施
例１と同様にして電池を作製したところ、電池の不良率
（内部短絡の発生率）は０／１００個であった。
程における第２のフィルムの作際時に帯電防止剤をフィ
ルム全体に対して１％練り込んだ以外は同様にして厚み
２５μｍの多孔質膜を作製した。実施例１と同様にして
多孔質膜の表面及び裏面の電位を測定したところ、多孔
質膜の表面の電位は＋４０Ｖ、裏面の電位は−５０Ｖで
あった。そして、この多孔質膜をセパレータとして実施
例１と同様にして電池を作製したところ、電池の不良率
（内部短絡の発生率）は０／１００個であった。
【００２８】（比較例１）実施例１の多孔質膜の製造工
程においてエレクトレット化処理を行わない以外は同様
にして多孔質膜を作製した。実施例１と同様にして多孔
質膜の表面及び裏面の電位を測定したところ、多孔質膜
の表面の電位は＋４０Ｖ、裏面の電位は＋５０Ｖであっ
た。これを電池に組み込んだ際の不良率は２／１００個
であった。そして、この多孔質膜をセパレータとして実
施例１と同様にして電池を作製したところ、電池の不良
率（内部短絡の発生率）は２／１００個であった。
程においてエレクトレット化処理を行わない以外は同様
にして多孔質膜を作製した。実施例１と同様にして多孔
質膜の表面及び裏面の電位を測定したところ、多孔質膜
の表面の電位は＋４０Ｖ、裏面の電位は＋５０Ｖであっ
た。これを電池に組み込んだ際の不良率は２／１００個
であった。そして、この多孔質膜をセパレータとして実
施例１と同様にして電池を作製したところ、電池の不良
率（内部短絡の発生率）は２／１００個であった。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の電池用セ
パレータは、表面と裏面が互いに逆極性に帯電している
ので、その表面両面には電極材（正極材及び負極材）か
ら脱落した活物質粒子や空気中の浮遊微粒電子が実質的
に引きつけられなくなる。そして、かかる本発明の電池
用セパレータを正極材と負極材の間に介在させながらこ
れら３者を巻き取って巻回物を得、これを電池缶内に収
容して電池を作製することにより、前記３者の巻回物に
おける正極材と負極材の間に電池用セパレータとともに
前記電極材（正極材及び負極材）から脱落した活物質粒
子や空気中の浮遊微粒子が巻き込まれてしまうのを防止
でき、その結果、電池の内部短絡を防止することができ
る。
パレータは、表面と裏面が互いに逆極性に帯電している
ので、その表面両面には電極材（正極材及び負極材）か
ら脱落した活物質粒子や空気中の浮遊微粒電子が実質的
に引きつけられなくなる。そして、かかる本発明の電池
用セパレータを正極材と負極材の間に介在させながらこ
れら３者を巻き取って巻回物を得、これを電池缶内に収
容して電池を作製することにより、前記３者の巻回物に
おける正極材と負極材の間に電池用セパレータとともに
前記電極材（正極材及び負極材）から脱落した活物質粒
子や空気中の浮遊微粒子が巻き込まれてしまうのを防止
でき、その結果、電池の内部短絡を防止することができ
る。
【図１】 本発明の電池用セパレータ（多孔質膜）の表
面及び裏面の電位の測定作業を示した側面図である。
面及び裏面の電位の測定作業を示した側面図である。
１ 多孔質膜の巻回物 １ａ 巻回物から巻き戻された（引き出された）多孔質
膜 ２ アルミニウム基板
膜 ２ アルミニウム基板
Claims (2)
- 【請求項１】 表面と裏面が互いに逆極性に帯電してな
る電池用セパレータ。 - 【請求項２】 正極材と負極材の間に請求項１に記載の
電池用セパレータを介在させながらこれら３者を巻き取
って巻回物を得る工程を含む非水系２次電池の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8310907A JPH10154501A (ja) | 1996-11-21 | 1996-11-21 | 電池用セパレータ及びこれを用いた非水系２次電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8310907A JPH10154501A (ja) | 1996-11-21 | 1996-11-21 | 電池用セパレータ及びこれを用いた非水系２次電池の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10154501A true JPH10154501A (ja) | 1998-06-09 |
Family
ID=18010828
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8310907A Pending JPH10154501A (ja) | 1996-11-21 | 1996-11-21 | 電池用セパレータ及びこれを用いた非水系２次電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10154501A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001338630A (ja) * | 2000-05-30 | 2001-12-07 | Toshiba Battery Co Ltd | リチウム二次電池 |
| JP2003109567A (ja) * | 2001-09-28 | 2003-04-11 | Nippon Muki Co Ltd | 密閉型鉛蓄電池用セパレータ |
| WO2013084988A1 (ja) * | 2011-12-07 | 2013-06-13 | 東レバッテリーセパレータフィルム株式会社 | 微多孔膜捲回体およびその製造方法 |
| JP2015079752A (ja) * | 2013-10-18 | 2015-04-23 | 三星エスディアイ株式会社Ｓａｍｓｕｎｇ ＳＤＩ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． | コーティング分離膜、及びそれを含む電気化学素子 |
| JP2018026245A (ja) * | 2016-08-09 | 2018-02-15 | トヨタ自動車株式会社 | 電極体の製造方法および電極体 |
-
1996
- 1996-11-21 JP JP8310907A patent/JPH10154501A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001338630A (ja) * | 2000-05-30 | 2001-12-07 | Toshiba Battery Co Ltd | リチウム二次電池 |
| JP2003109567A (ja) * | 2001-09-28 | 2003-04-11 | Nippon Muki Co Ltd | 密閉型鉛蓄電池用セパレータ |
| WO2013084988A1 (ja) * | 2011-12-07 | 2013-06-13 | 東レバッテリーセパレータフィルム株式会社 | 微多孔膜捲回体およびその製造方法 |
| EP2789560A4 (en) * | 2011-12-07 | 2015-07-29 | Toray Battery Separator Film | ROLLING BODY WITH MICROPOROUS MEMBRANES AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF |
| JP2015079752A (ja) * | 2013-10-18 | 2015-04-23 | 三星エスディアイ株式会社Ｓａｍｓｕｎｇ ＳＤＩ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． | コーティング分離膜、及びそれを含む電気化学素子 |
| JP2018026245A (ja) * | 2016-08-09 | 2018-02-15 | トヨタ自動車株式会社 | 電極体の製造方法および電極体 |
| US10916801B2 (en) | 2016-08-09 | 2021-02-09 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Manufacturing method of electrode body and electrode body |
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