JPH11260338A

JPH11260338A - 非水電解液電池並びに非水電解液電池用セパレータ

Info

Publication number: JPH11260338A
Application number: JP10074858A
Authority: JP
Inventors: Taizo Matsunami; 泰三松波; Eikichi Sato; 英吉佐藤; Haruji Imoto; 春二井本
Original assignee: Nippon Muki Co Ltd
Current assignee: Nippon Muki Co Ltd
Priority date: 1998-03-09
Filing date: 1998-03-09
Publication date: 1999-09-24
Anticipated expiration: 2018-03-09
Also published as: JP4270411B2

Abstract

(57)【要約】【課題】正極及び負極間の直接ショートを防止するよ
うにし、内部ショートが拡大しないようにすること。【解決手段】ポリオレフィン系樹脂２０〜８０ｗｔ％
と無機粉体及び／又は無機繊維８０〜２０ｗｔ％とで構
成される厚さ１０〜２００μｍの無機質多孔膜の少なく
とも片面に、厚さ１０〜６０μｍの耐熱多孔性支持体を
積層した非水電解液電池用セパレータ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種電子機器等の
電源として利用されるリチウムイオン二次電池等の非水
電解液電池並びに非水電解液電池用セパレータに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、小型の二次電池は、ＯＡ、ＦＡ、
家電、通信機器等のポータブル電子機器用電源として幅
広く使用されており、さらに機器に装着した場合に容積
効率がよく、機器の小型化、軽量化につながる二次電池
の要求がなされている。一方、大型の二次電池は、ロー
ドレベリング、ＵＰＳ、電気自動車をはじめ、環境問題
に関連する多くの分野において研究開発が進められ、大
容量、高出力、高電圧、長期保存性に優れた非水電解液
二次電池であるリチウムイオン二次電池が要求されてい
る。

【０００３】リチウムイオン二次電池では、充電時にリ
チウムイオンが正極の活物質から電解液を経て負極の活
物質中に入り込み、放電時は負極の活物質中に入り込ん
だリチウムイオンが電解液中に放出され、正極の活物質
中に再び戻ることによって、充放電動作をおこなってい
る。

【０００４】従来のリチウムイオン二次電池はエネルギ
ー密度を上げるため、活物質を金属箔の集電体の表裏両
面に塗布し、正負極電極シートを作製し、ポリエチレン
もしくはポリプロピレン等の微多孔性のポリオレフィン
樹脂フィルムよりなるセパレータを介して所定の大きさ
の電極対を多数積層した角型電池構造、あるいは長尺の
正負極電極を同上のセパレータを介して巻回した円筒型
電池構造のものがほとんどであった。

【０００５】前記微多孔性ポリオレフィン樹脂フィルム
からなるセパレータは、高温（１４０〜１６０℃）状態
になると、セパレータに開孔させた微細な孔を閉塞し、
その結果、電池内部のイオン伝導を遮断し、その後の電
池の温度上昇を防止できる機能（シャットダウン特性）
を有しており、延伸、アニール処理を施したポリプロピ
レンや高密度ポリエチレンからなるセパレータが特公平
３−１１２５９号に開示されている。

【０００６】ところが、ポリプロピレンからなるセパレ
ータは無孔化温度（孔がつぶれて閉塞した状態になる温
度）が高くて電池内部温度の上昇防止が十分でなく、ま
た、高密度ポリエチレン（超高分子量、高分子量ポリエ
チレン）からなるセパレータは無孔化温度は低いが膜破
れ温度（セパレータに破れが発生する温度）も低いとい
う不都合を有している。そこで、セパレータとして強度
を保ちつつ、その融点以上に加熱されると融着する材料
を用いることにより、温度上昇時にはセパレータ材料自
体が融着することによりその微細孔が閉塞してイオン透
過性を失わせ、しかも膜破れ温度と無孔化温度の差を３
０〜３５℃とすることで前記不都合を改善したセパレー
タとして、ポリプロピレンや高密度ポリエチレンからな
るセパレータに低密度（低融点）ポリエチレンを混合し
て用いることが特開平５−２３４５７８号に開示されて
いる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
公平３−１１２５９号に開示されている延伸、アニール
処理を施したポリプロピレンや高密度ポリエチレンから
なるセパレータ及び特開平５ー２３４５７８号に開示さ
れている低密度（低融点）ポリエチレンを混合したセパ
レータ単体では、外部加熱、外部短絡、あるいは内部シ
ョートなどにより温度が上昇し、電池内温度が１４０〜
１６０℃を越えるような場合には正負極電極間の微多孔
性ポリオレフィン樹脂フィルムよりなるセパレータがシ
ャットダウンする温度を超えてしまい、完全に熱溶融
し、熱分解し、さらに振動が加えられた場合には、セパ
レータに亀裂が発生して絶縁性が維持できなくなり、正
負極間が直接ショートし、内部ショートが拡大するとい
う不都合があった。

【０００８】本発明は斯かる点に鑑み、正極及び負極間
の直接ショートを防止するようにし、内部ショートが拡
大しないようにすることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の非水電解液電池
用セパレータは、ポリオレフィン系樹脂２０〜８０ｗｔ
％と無機粉体及び／又は無機繊維８０〜２０ｗｔ％とで
構成される厚さ１０〜２００μｍの無機質多孔膜の少な
くとも片面に、厚さ１０〜６０μｍの耐熱多孔性支持体
を積層したことを特徴とする。また、請求項２記載の非
水電解液電池用セパレータは、ポリオレフィン系樹脂４
０〜８０ｗｔ％と無機粉体及び／又は無機繊維６０〜２
０ｗｔ％とで構成される厚さ１０〜１００μｍの無機質
多孔膜の少なくとも片面に、厚さ１０〜６０μｍの耐熱
多孔性支持体を積層したことを特徴とする。また、請求
項３記載の非水電解液電池用セパレータは、前記ポリオ
レフィン系樹脂が重量平均分子量２０万以上の高密度ポ
リエチレンであることを特徴とする。また、請求項４記
載の非水電解液電池用セパレータは、前記耐熱多孔性支
持体が耐熱性繊維及び／又は耐熱性粉体の抄造紙からな
ることを特徴とする。また、請求項５記載の非水電解液
電池は、正極と負極とをセパレータを介して積層し、非
水電解液を含む電池ケース内に収容してなる非水電解液
電池において、前記セパレータとして請求項１乃至４の
何れかに記載の非水電解液電池用セパレータを用いるこ
とを特徴とする。

【００１０】本発明によれば、セパレータの主構成要素
として、有機質の中に無機粉体及び／又は無機繊維を配
した無機質多孔膜を用いているので、外部加熱あるいは
外部ショートによる発熱があって２００℃までの電解液
の温度上昇があっても、正極及び負極間は、無機粉体及
び／又は無機繊維により絶縁が保たれるので大面積での
電極間ショートが起こらない。また、内部ショートが発
生しても無機質多孔膜の溶融によるショート部位の拡大
が防止されるので、直接的な大面積での電極間ショート
を防ぐことができる。また、さらに、無機質多孔膜の支
持体として使用される耐熱多孔性支持体の積層によっ
て、外部加熱あるいは外部ショートによる発熱があり、
電解液の温度が５００〜６００℃の高温になっても、無
機質多孔膜の亀裂の発生を防止して絶縁が維持継続され
るので、直接的な大面積での電極間ショートを防ぐこと
ができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】前記のように無機質多孔膜の構成
をポリオレフィン系樹脂２０〜８０ｗｔ％と無機粉体及
び／又は無機繊維８０〜２０ｗｔ％とするのは、ポリオ
レフィン系樹脂が２０ｗｔ％未満あるいは無機粉体及び
／又は無機繊維が８０ｗｔ％を越える場合は、ポリオレ
フィン系樹脂が無機質多孔膜全体に均一に分散できず機
械的強度が低くなり好ましくなく、また、ポリオレフィ
ン系樹脂が８０ｗｔ％を越えるかあるいは無機粉体が２
０ｗｔ％未満の場合は、十分な多孔性得られず一定温度
以上での加熱収縮が大きくなり、また、高温時のセパレ
ータ（無機質多孔膜）構造の保持ができなくなり好まし
くないからである。

【００１２】尚、前記組成において、ポリオレフィン系
樹脂が４０ｗｔ％未満の場合、あるいは無機粉体が６０
ｗｔ％を超える場合には、無機質多孔膜に均一に孔が開
かなくなるため、ポリオレフィン系樹脂は４０ｗｔ％以
上、無機粉体は６０ｗｔ％以下とするのが好ましい。

【００１３】また、前記無機質多孔膜の厚さは１０μｍ
から２００μｍの範囲にするのが好ましい。これは、厚
さが２００μｍを越える場合は、電池におけるセパレー
タの容積が増えて、その結果、活物資の容積が減少する
不都合があり、また、厚さ１０μｍ未満の場合は、セパ
レータ強度が著しく低下して電池の作成が困難になるか
らである。

【００１４】前記無機質多孔膜を構成するポリオレフィ
ン樹脂としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ
ブデン及びこれらの共重合物あるいはこれらの混合物等
が使用できる。特に重量平均分子量２０万以上の高密度
ポリエチレンを使用すれば、加熱収縮による無機質多孔
膜の寸法変化がなくかつ成形加工性にも優れたもとなり
好ましい。また、重量平均分子量２００万以上の高密度
ポリエチレンと重量平均分子量２０万未満の低密度ポリ
エチレンをブレンドして重量平均分子量７０万以上の高
密度ポリエチレンとして使用することもできる。

【００１５】前記無機質多孔膜を構成する無機粉体とし
ては、酸化珪素、酸化チタン、酸化アルミニウム、チタ
ン酸カリウム等が使用できる。特に比表面積が大きくて
可塑剤兼開孔剤となる鉱物オイルを吸着保持できる無機
粉体であれば、後記する無機質多孔膜の製造時における
鉱物オイル抽出により気孔率（空隙率）を確保すると共
に無機質多孔膜の骨格となる担体として加熱収縮し難く
かつ有機質物が消失した後でも無機質多孔膜（セパレー
タ）の形状を保持して電極間の絶縁体となるので好まし
い。

【００１６】また、無機繊維としては、平均繊維径０．
１〜２０μｍ、平均繊維長０．１〜数十ｍｍのものが使
用できる。

【００１７】前記無機質多孔膜は、ポリオレフィン系樹
脂と無機粉体及び／又は無機繊維及び鉱物オイルの混合
物に対して鉱物オイルを３０〜７０ｗｔ％添加し、該混
合物を混練・加熱溶融しながらシート状に成形した後、
樹脂の融点もしくは軟化点よりも低い温度で少なくとも
１軸方向に延伸し、さらに延伸温度以上であって樹脂の
融点もしくは軟化点よりも低い温度でアニール処理し、
鉱物オイルを抽出除去し、乾燥することにより製造され
る。

【００１８】この時、ポリオレフィン系樹脂と無機粉体
及び／又は無機繊維及び鉱物オイルの混合物に対して鉱
物オイルが３０ｗｔ％未満の場合は、無機質多孔膜の十
分な気孔率が確保できず、７０ｗｔ％を越える場合は、
無機粉体に吸着されない遊離オイルが多くなり成形性が
悪くなる。

【００１９】上記開孔剤抽出による微細孔化によれば、
孔構造は、膜の表面からほぼ直線的に孔が貫通する貫通
構造に対して、網状骨格構造となり高気孔率のものが得
られ、電気抵抗を小さくできる。

【００２０】また、前記製造方法における延伸は、少な
くとも１軸方向に延伸することでシート厚さを１０〜２
００μｍと薄くして空隙率と機械的強度を向上させるこ
とを目的に行われるものであり、延伸倍率は１〜１０倍
程度とし、低温時の加熱収縮及び高温時のセパレータ構
造保持に影響しない。

【００２１】延伸方法としては、空間延伸（非接触型の
延伸）、例えばテンター法、ロール式延伸法等がある。

【００２２】その延伸温度条件は、樹脂の融点もしくは
軟化点よりも５〜５０℃低い温度で行う。樹脂の融点も
しくは軟化点よりも５℃未満の温度で行うと、樹脂が溶
融しないまでも孔がつぶれて多孔膜化できない。また、
樹脂の融点もしくは軟化点よりも５０℃を越えて低けれ
ば延伸による結晶化が進まず機械的強度の増加が図れ
ず、また寸法安定性が悪く、延伸応力が高く、延伸時の
膜の破断が発生する。

【００２３】尚、乾燥後に、延伸温度以上であって樹脂
の融点もしくは軟化点よりも低い温度でアニール処理す
ることで、延伸による残留応力が緩和され、残留応力発
生により寸法安定性が悪くなることを防止できる。ま
た、同時に機械的強度の向上にも寄与する。熱処理法と
しては、空間熱処理は緊張状態あるいは飽和状態のどち
らでもよい。その熱処理温度条件は、延伸温度より低い
と熱処理の効果がなく、樹脂の融点もしくは軟化点以上
では孔がつぶれるからである。熱処理時間は数秒〜１分
程度で十分である。

【００２４】前記のようにして得られた無機質多孔膜に
積層させる耐熱多孔性支持体は、耐熱性繊維及び／又は
耐熱性粉体の抄造紙で構成するのが好ましく、耐熱性繊
維としては、ガラス、酸化アルミニウム、芳香族ポリア
ミド繊維（アラミド繊維）等の短繊維及び長繊維が使用
でき、平均繊維径は０．１〜２０μｍ、短繊維の場合は
平均繊維長は０．１〜１００ｍｍ程度のものの使用が好
ましい。また、耐熱性無機粉体としては、酸化珪素、酸
化チタン、酸化アルミニウム、チタン酸カリウム、酸化
マグネシウム、酸化ホウ素、雲母等が使用でき、粒子径
０．００１〜１μｍ、比表面積５〜２２０ｍ²／ｇ程度
のものの使用が好ましい。

【００２５】前記耐熱性支持体は、抄造紙として構成し
た場合には、柔軟性を有し、電池巻回時の組立作業性に
支障をきたすことがなく、また、クッション性をも有す
るため、外部から振動を加えられた場合にこのクッショ
ン性によって亀裂を生じにくいものとなる。

【００２６】尚、前記耐熱性支持体の厚さは２０μｍか
ら４０μｍの範囲にするのが好ましい。これは、厚さが
４０μｍを越える場合は、電池におけるセパレータの容
積が増えて、その結果、活物質の容積が減少する不都合
があり、また、厚さ２０μｍ未満の場合は、無機質多孔
膜支持体強度が著しく低下して電池の作製が困難になる
からである。

【００２７】前記無機質多孔膜と耐熱多孔性支持体は、
各々別々にロール状に卷き取ったものを電池組立時に巻
き戻しながら電極と共に積層して巻回する。

【００２８】

【実施例】次に、図面を参照して本発明非水電解液電池
を円筒型リチウムイオン二次電池に適用した具体的実施
例につき説明する。

【００２９】本例による円筒型リチウムイオン二次電池
は、図１乃至図３に示す如く、帯状の正極電極２と負極
電極３をセパレータ８を介して渦巻き状に巻回した電極
渦巻体１４をニッケルメッキを施した鉄板製の円筒形状
の電池缶４７に収納するようにしたものである。

【００３０】この負極電極３は次のようにして作製し
た。即ち、先ず負極活物質の出発原料として石油ピッチ
を用い、これを焼成して粗粒状のピッチコークスを得
た。この粗粒状ピッチコークスを粉砕して平均粒径２０
μｍの粉末とし、この粉末を不活性ガス中、１０００℃
にて焼成して不純物を除去し、コークス材料粉末を得
た。

【００３１】このコークス材料粉末を９０重量部と、結
着剤としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）１０重量
部とを混合し、負極合剤を調整した。この負極合剤６を
溶剤であるＮ−メチルピロリドンに分散させて、スラリ
ーとし、この負極合剤スラリーを図１に示す如く厚さ１
０μｍの帯状の銅箔よりなる負極集電体７の両面に均一
に塗布し、この溶剤を乾燥後、ローラープレス機により
圧縮成形して厚さ１９０μｍの帯状の負極電極原板を
得、これを幅５５．６ｍｍ、長さ５５１．５ｍｍにカッ
トして負極電極３を得た。

【００３２】また、正極電極２は次のようにして作製し
た。即ち、先ず炭酸リチウム０．５モルを炭酸コバルト
１モルと混合し、空気中、９００℃で５時間焼成するこ
とによってＬｉＣｏＯ₂を得た。

【００３３】このＬｉＣｏＯ₂を正極活物質とし、この
ＬｉＣｏＯ₂を９１重量部、導電剤としてのグラファイ
トを６重量部、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン
（ＰＶＤＦ）を３重量部混合して正極合剤４とし、この
正極合剤４を溶剤Ｎ−メチルピロリドンに分散させてス
ラリーとした。

【００３４】この正極合剤スラリーを、厚さ２０μｍの
帯状のアルミニウム箔よりなる正極集電体５の両面に均
一に塗布して乾燥し、その後、ローラープレス機により
圧縮成形して厚み１６０μｍの帯状の正極電極原板を
得、これを幅５３．６ｍｍ、長さ５２３．５ｍｍにカッ
トして正極電極２を得た。

【００３５】本例においてはセパレータ８として無機質
多孔膜８ａは、ポリオレフィン系樹脂と無機粉体で構成
されたものを使用した。また、耐熱多孔性支持体８ｂ
は、耐熱抄造紙と耐熱織布を使用した。

【００３６】（実施例１）比表面積２００ｍ²／ｇのシ
リカ粉体２５重量部と重量平均分子量１５０万の高密度
ポリエチレン２０重量部と鉱物オイル５５重量部の混合
物を混練・加熱溶融して２軸押出機により０．１ｍｍの
膜状に成形した。次に、該無機質膜を１３０℃に加熱し
た縦延伸機により延伸し、さらに熱処理を行い、トリク
ロロエチレン溶剤にて浸漬して膜中の鉱物オイルを抽出
除去して乾燥し、膜厚さ４０μｍ、高密度ポリエチレン
４５ｗｔ％、シリカ粉体５５ｗｔ％からなる無機質多孔
膜８ａを作製した。次に、平均繊維径０．５μｍ、繊維
長約３ｍｍのガラス短繊維８５重量部と平均繊維径０．
５μｍ、繊維長約１ｍｍのセルロース繊維５重量部と比
表面積２００ｍ²／ｇのシリカ粉体１０重量部をパルパ
ーを用いて切断、離解分散を行い、通常の円網抄紙機を
用いて抄造し、脱水後、１３０℃で乾燥して厚さ１００
μｍの多孔性シートを得た。更に、これをヒートプレス
して、厚さ４５μｍのリチウムイオン二次電池用耐熱セ
パレータ用多孔性支持体８ｂを得た。これらを積層して
実施例１のセパレータとした。物性は、表１の通りであ
った。

【００３７】（実施例２）実施例１の無機質多孔膜８ａ
と平均繊維径５μｍで厚さ３０μｍのガラスクロス多孔
性支持体を積層して実施例２のセパレータとした。物性
は、表１の通りであった。

【００３８】（実施例３）比表面積１００ｍ²／ｇのア
ルミナ粉体３０重量部と重量平均分子量１２０万の高密
度ポリエチレン２５重量部と鉱物オイル４５重量部の混
合物を混練・加熱溶融して２軸押出機により０．１ｍｍ
の膜状に成形した。次に、該無機質膜を１３０℃に加熱
した縦延伸機により延伸し、さらに熱処理を行い、トリ
クロロエチレン溶剤にて浸漬して膜中の鉱物オイルを抽
出除去して乾燥し、膜厚さ４０μｍ、高密度ポリエチレ
ン４５ｗｔ％、アルミナ粉体５５ｗｔ％からなる無機質
多孔膜８ａを作製した。次に、平均繊維径３μｍ、繊維
長約２ｍｍのアルミナ短繊維８５重量部と平均繊維径
０．５μｍ、繊維長約１ｍｍのセルロース繊維５重量部
と比表面積１００ｍ²／ｇのアルミナ粉体３０重量部を
パルパーを用いて切断、離解分散を行い、通常の円網抄
紙機を用いて抄造し、脱水後、１３０℃で乾燥して厚さ
１１０μｍの多孔性シートを得た。更に、これをヒート
プレスして、厚さ５０μｍのリチウムイオン二次電池用
耐熱セパレータ用多孔性支持体８ｂを得た。これらを積
層して実施例３のセパレータとした。物性は、表１の通
りであった。

【００３９】（実施例４）比表面積２００ｍ²／ｇのシ
リカ粉体２５重量部と重量平均分子量１５０万の高密度
ポリエチレン２０重量部と鉱物オイル５５重量部の混合
物を混練・加熱溶融して２軸押出機により０．１ｍｍの
膜状に成形した。次に、該無機質膜を１３０℃に加熱し
た縦延伸機により延伸し、さらに熱処理を行い、トリク
ロロエチレン溶剤にて浸漬して膜中の鉱物オイルを抽出
除去して乾燥し、膜厚さ４０μｍ、高密度ポリエチレン
４５ｗｔ％、シリカ粉体５５ｗｔ％からなる無機質多孔
膜８ａを作製した。次に、平均繊維径０．５μｍ、繊維
長約３ｍｍのガラス短繊維８５重量部と平均繊維径０．
５μｍ、繊維長約１ｍｍのセルロース繊維５重量部をパ
ルパーを用いて切断、離解分散を行い、通常の円網抄紙
機を用いて抄造し、脱水後、１３０℃で乾燥して厚さ１
００μｍの多孔性シートを得た。更に、これをヒートプ
レスして、厚さ４５μｍのリチウムイオン二次電池用耐
熱セパレータ用多孔性支持体８ｂを得た。これらを積層
して実施例４のセパレータとした。物性は、表１の通り
であった。

【００４０】（比較例１）厚さ４０μｍの微多孔性ポリ
プロピレンフィルム単体を比較例１のセパレータとし
た。物性は、表１の通りであった。

【００４１】

【表１】表１から、本発明の方法による積層体セパレータは耐熱
絶縁性に優れていることがわかる。

【００４２】次に、以上のようにして作製した実施例１
乃至４及び比較例１の各セパレータ８を用いて、図１に
示す如く、負極電極３、セパレータ８、正極電極２、及
びセパレータ８の順に積層して４層構造の積層体とし、
この積層体をその長さ方向に沿って、渦巻き状に多数回
巻回し、その最外周に絶縁シートを巻回して接着テープ
で固定して電極渦巻体１４を形成した。

【００４３】また、図３に示す如く、この電極渦巻体１
４の負極電極３の一側のリード部にニッケルよりなる負
極リード４６の一端を抵抗溶接により溶着すると共に正
極電極２の一側のリード部にアルミニウムよりなる正極
リード４５の一端を抵抗溶接により溶着した。

【００４４】また、ニッケルメッキを施した鉄製の直径
１８ｍｍ、高さ６５ｍｍの円筒状の電池缶４７ａを用意
し、この電池缶４７ａの底部に絶縁板を挿入した後、図
３に示す如く、この電池缶４７ａに電極渦巻体１４を挿
入収納した。この場合、電池蓋４７ｂに設けた正極端子
４９及び負極端子５０に正極リード４５及び負極リード
４６のそれぞれの他端をそれぞれ溶接した。

【００４５】そして、この電池缶４７ａの中にプロピレ
ンカーボネイト５０重量％とジエチルカーボネイト５０
重量％との混合溶媒中にＬｉＰＦ₆を１モル／リットル
の割合で溶解させてなる電解液を５．０ｇ注入し、この
電極渦巻体１４に含浸させた。その後、アスファルトを
塗布した絶縁封口ガスケットを介して電池蓋４７ｂを電
池缶４７ａにかしめることで、この電池蓋４７ｂを固定
し、円筒型のリチウム二次電池を作製した。

【００４６】また、この電池蓋４７ｂにこの密封型の電
池ケース４７の内圧が所定値より高くなったときに、こ
の内部の気体を抜く安全弁装置４８を設けた。

【００４７】この安全弁装置４８は電池蓋４７ｂの中央
部に設けた電解液注入口に例えば厚さ５μｍのステンレ
ス箔よりなる開裂板４８ａを開裂板ホルダー４８ｂで密
閉固定したものである。

【００４８】本実施例セパレータによれば、セパレータ
８として高密度ポリエチレンとシリカあるいはアルミナ
粉末からなる無機質多孔膜を使用しているので、外部加
熱あるいは外部ショートによる発熱があっても正極電極
２及び負極電極３間はこのセパレータ８を構成する無機
質多孔膜８ａ中のシリカあるいはアルミナ粉末により絶
縁が保たれるので大面積での電極間ショートが起こらな
い利益がある。

【００４９】また、本実施例セパレータによれば、内部
ショートが発生しても無機質多孔膜８ａの溶融によるシ
ョート部位の拡大が防止されるので、直接的な大面積で
の電極間ショートを防ぐことができる。

【００５０】さらに、本実施例セパレータによれば、外
部加熱、外部短絡あるいは内部ショートなどにより温度
が上昇し、電池内部が５００〜６００℃を越えるような
場合になっても、耐熱多孔性支持体の積層によって、無
機質多孔膜の亀裂の発生を防止して絶縁性が維持継続さ
れるので、直接的な大面積での電極間ショートを防ぐこ
とができる。

【００５１】因みに、上述実施例１乃至４のセパレータ
を用いたリチウムイオン二次電池は、図４に実線で示す
如く５００〜６００℃以上になっても耐熱絶縁性は１０
⁶Ω以上であったが、上述比較例１の微多孔性ポリオレ
フィン系フィルムのリチウムイオン二次電池の耐熱絶縁
性は、図４に破線で示す如く１６０℃以上では１０⁶Ω
より０Ωに急激に低下した。

【００５２】尚、上述実施例においては無機質多孔膜８
ａとして高密度ポリエチレンとシリカあるいはアルミナ
粉末からなるセパレータを使用したが、このセパレータ
の代わりにポリプロピレン、ポリブテン等と酸化チタ
ン、チタン酸カリウム粉末あるいは繊維等から構成され
る無機質多孔膜を使用したときにも上述実施例同様の作
用効果が得られた。

【００５３】また、上述実施例では本発明をリチウムイ
オン二次電池に適用した例につき述べたが本発明をその
他の非水電解液電池に適用できることは勿論である。

【００５４】また、本発明は上述実施例に限ることな
く、本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成
が取り得ることは勿論である。

【００５５】

【発明の効果】本発明によれば、セパレータの主構成要
素として、有機質の中に無機粉体及び／又は無機繊維を
配した無機質多孔膜を用いているので、外部加熱あるい
は外部ショートによる発熱があって２００℃までの電解
液の温度上昇があっても、正極及び負極間は、無機粉体
及び／又は無機繊維により絶縁が保たれるので大面積で
の電極間ショートが起こらない。また、内部ショートが
発生しても無機質多孔膜の溶融によるショート部位の拡
大が防止されるので、直接的な大面積での電極間ショー
トを防ぐことができる。また、さらに、無機質多孔膜の
支持体として使用される耐熱多孔性支持体の積層によっ
て、外部加熱あるいは外部ショートによる発熱があり、
電解液の温度が５００〜６００℃の高温になっても、無
機質多孔膜の亀裂の発生を防止して絶縁が維持継続され
るので、直接的な大面積での電極間ショートを防ぐこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明非水電解液二次電池の一実施例の要部の
説明に供する拡大断面図である。

【図２】本発明非水電解液二次電池用セパレータの一実
施例の拡大断面図である。

【図３】上記非水電解液二次電池の一実施例の分解斜視
図である。

【図４】本発明の説明に供する電池特性を示す線図であ
る。

【符号の説明】

２正極電極３負極電極４正極合剤５正極集電体６負極合剤７負極集電体８セパレータ８ａ無機質多孔体８ｂ耐熱多孔支持体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリオレフィン系樹脂２０〜８０ｗｔ％
と無機粉体及び／又は無機繊維８０〜２０ｗｔ％とで構
成される厚さ１０〜２００μｍの無機質多孔膜の少なく
とも片面に、厚さ１０〜６０μｍの耐熱多孔性支持体を
積層したことを特徴とする非水電解液電池用セパレー
タ。
【請求項２】ポリオレフィン系樹脂４０〜８０ｗｔ％
と無機粉体及び／又は無機繊維６０〜２０ｗｔ％とで構
成される厚さ１０〜１００μｍの無機質多孔膜の少なく
とも片面に、厚さ１０〜６０μｍの耐熱多孔性支持体を
積層したことを特徴とする非水電解液電池用セパレー
タ。
【請求項３】前記ポリオレフィン系樹脂が重量平均分
子量２０万以上の高密度ポリエチレンであることを特徴
とする請求項１又は２記載の非水電解液電池用セパレー
タ。
【請求項４】前記耐熱多孔性支持体が耐熱性繊維及び
／又は耐熱性粉体の抄造紙からなることを特徴とする請
求項１乃至３の何れかに記載の非水電解液電池用セパレ
ータ。
【請求項５】正極と負極とをセパレータを介して積層
し、非水電解液を含む電池ケース内に収容してなる非水
電解液電池において、前記セパレータとして請求項１乃
至４の何れかに記載の非水電解液電池用セパレータを用
いることを特徴とする非水電解液電池。