KR20200123110A - 전기 화학 소자용 세퍼레이터 및 전기 화학 소자 - Google Patents

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KR20200123110A
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아츠시 이가와
나오키 후지모토
마사히코 우에타
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닛폰 고도시 코포레이션
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Abstract

전기 화학 소자의 고온 장수명화에 적합한, 전기 화학 소자용 세퍼레이터를 제공한다. 한 쌍의 전극 사이에 개재되고, 양 전극의 격리와 전해액의 유지를 하기 위한 전기 화학 소자용 세퍼레이터를, 세퍼레이터가 셀룰로오스계 섬유를 함유하고, JIS P 8215에 규정된 측정 방법에 의해 측정된, 세퍼레이터의 극한 점도가 150 내지 500ml/g의 범위인 구성으로 한다.

Description

전기 화학 소자용 세퍼레이터 및 전기 화학 소자
본 발명은, 전기 화학 소자용 세퍼레이터, 및 이 전기 화학 소자용 세퍼레이터를 사용한 전기 화학 소자에 관한 것이다.
전기 화학 소자에는, 알루미늄 전해 콘덴서, 도전성 고분자 알루미늄 고체 전해 콘덴서, 도전성 고분자 하이브리드 알루미늄 전해 콘덴서, 전기 이중층 커패시터, 리튬 이온 커패시터, 리튬 이온 이차 전지, 리튬 일차 전지 등이 있다.
그리고 이들 전기 화학 소자는, 자동차 관련 기기나 디지털 기기, 풍력 발전·태양광 발전 등의 재생 가능 에너지 관련 기기, 스마트 미터 등의 통신 기기와 같이, 많은 분야에 채용되어 있다.
근년, 일렉트로닉스화가 진행되는 자동차 관련 기기나 디지털 기기에 있어서, 이들 기기에 탑재되는 부품에는 장수명화가 요구되고 있다. 이들 기기에 탑재되는 부품의 장수명화는, 기기 자체의 장수명화의 하나의 요인이 되어, 큰 장점이 된다.
예를 들어 자동차에 사용되는 경우, 온도가 높은 엔진룸 내에 전기 화학 소자가 설치되는 케이스도 증가하고 있다. 또한, 예를 들어 축전 설비나 발전 설비에 사용되는 경우, 이들 기기가 옥외에서 직사광선에 노출되는 경우도 많다. 이러한 용도에 사용되는 전기 화학 소자에는, 점점 고온 환경하에서의 신뢰성 향상이 요구되고 있다.
상술한 전기 화학 소자는, 양극과 음극을 세퍼레이터에 의해 격리하고, 당해 세퍼레이터로 전해액을 유지하는 기본 구조를 채용하기 때문에, 세퍼레이터에는 전극 부재의 버에 대한 내성이나, 전해액의 유지성, 전해액 함침 후에는 저저항일 것, 소재로서 저이온성 불순물일 것 등, 많은 기능이 요구되고 있고, 이들 기능을 충족하는 소재로서, 셀룰로오스계 세퍼레이터가 채용되어 있다.
셀룰로오스계 세퍼레이터로서는, 천연 셀룰로오스 100％인 것이나, 천연 셀룰로오스와 재생 셀룰로오스를 혼합한 것, 재생 셀룰로오스와 합성 섬유를 혼합한 것, 재생 셀룰로오스 100％인 것 등이 제안되어 있다.
또한, 세퍼레이터의 버 내성이나, 전해액의 유지성, 세퍼레이터의 저저항화를 추구하기 위해, 많은 기술이 개시되어 있다.
특허문헌 1은, 특히 저압용 알루미늄 전해 콘덴서용 세퍼레이터를 개시한 것이며, 세퍼레이터를 구성하는 섬유의 형상을 최적화함으로써, 전해액 함침 후의 세퍼레이터의 저항을 저감시키는 기술이 개시되어 있다.
특허문헌 2는, 알루미늄 전해 콘덴서의 고압화에 기여하는 세퍼레이터를 개시한 것이며, 셀룰로오스를 고도로 고해한 고밀도층에서 세퍼레이터의 내쇼트성을 향상시키고, 저밀도층에서 전해액의 함침성을 향상시키는 기술이 개시되어 있다.
특허문헌 3은, 천연 셀룰로오스 섬유인 시살마 펄프 및 재생 셀룰로오스 섬유인 용제 방사 레이온에 의해 구성한 세퍼레이터를 개시한 것이며, 세퍼레이터의 치밀성을 높여, 전기 이중층 커패시터의 쇼트 불량률을 저감시키는 기술이 개시되어 있다.
특허문헌 4는, 섬유 길이를 제어한 셀룰로오스 섬유 및 합성 섬유로 구성한 세퍼레이터로 함으로써, 전해액의 흡액성을 개선하는 기술을 개시하고 있다.
특허문헌 5는, 매우 치밀성이 높고, 또한 이온 투과성도 양호한 세퍼레이터를 개시한 것이며, 전기 이중층 커패시터의 쇼트 불량의 저감, 내부 저항의 저감, 고 체적 에너지 밀도화에 기여할 수 있는 기술이 개시되어 있다.
일본 특허 공개 소62-126622호 공보 일본 특허 공개 평6-168848호 공보 일본 특허 공개 평9-45586호 공보 일본 특허 공개 제2012-222266호 공보 일본 특허 공개 제2000-3834호 공보
종래, 전기 화학 소자의 고온 장수명화의 방법으로서, 세퍼레이터에 함유되는 이온성 불순물이 관리되어 왔다. 특허문헌 1 내지 5에 있어서도, 전극 부재의 부식 방지를 목적으로 하여, 세퍼레이터에 포함되는 이온성 불순물은 낮추는 것이 긴요하다고 되어 있다.
구체적인 이온성 불순물량의 관리 방법으로서, 『JIS C 2300-2 전기용 셀룰로오스지-제2부: 시험 방법 「17 염소 함유량」』에 규정된 방법에 의해 염소 함유량을 측정하여, 관리하고 있다.
예를 들어, 알루미늄 전해 콘덴서에서는, 세퍼레이터를 전기 화학 소자에 내장하였을 때, 세퍼레이터는 전해액을 함침한 상태가 되지만, 가령 세퍼레이터에 음이온성 불순물이 함유되어 있을 경우, 세퍼레이터로부터 전해액으로 추출된 음이온성 불순물이 양극박의 산화 피막을 침식시킨다. 음이온성 불순물이 양극 산화 피막을 침식시키면, 전기 화학 소자는 정격 전압까지 전압이 상승하지 않거나, 박 면적 저감에 의한 용량 저하나, 박 부식에 의한 산소 가스나 수소 가스의 발생에 의해 밸브 작동하거나 한다고 하는 문제가 발생하게 된다.
상술한 문제를 피하기 위해, JIS C 2300-2에 규정된 방법에 의한 염소 함유량의 관리는 적합한 수단이라고 할 수 있다.
그러나 최근 요구되는 전기 화학 소자의 고온 장수명화라고 하는 관점에서는, 이 방법만으로는 한계가 있다.
콘덴서나 전기 이중층 커패시터와 같은 전기 화학 소자를 분석함으로써, 최근 요구되는 전기 화학 소자의 장수명화에는, 세퍼레이터의 전해액에 대한 친액성·보액성을 향상시킬 필요가 있음이 판명되었다. 즉, 장기간의 사용이나, 온도 변화나, 진동에 대해서도, 소자 내에서 세퍼레이터가 전해액을 계속 유지하는 것이 중요함이 판명되었다.
셀룰로오스는, 친수성·친유성 모두 양호한 소재인 것이 알려져 있고, 세퍼레이터의 친액성을 향상시키기 위해, 전기 화학 소자용 세퍼레이터로서 셀룰로오스계 세퍼레이터가 널리 사용되고 있다. 셀룰로오스계 세퍼레이터가 아닌, 합성 수지로 이루어지는 필름이나 합성 섬유만으로 이루어지는 세퍼레이터는, 셀룰로오스계 세퍼레이터와 비교하여 친액성이 낮다.
또한, 세퍼레이터의 보액성을 향상시키는 데에는, 셀룰로오스계 세퍼레이터의 밀도를 제어한다고 하는 방법이 있다. 셀룰로오스계 세퍼레이터는, 그 구성재인 셀룰로오스 섬유를 고해(수중에서의 기계적 전단 처리)하고, 초지법에 의해 시트화함으로써, 원하는 밀도의 세퍼레이터가 얻어진다.
그러나 전해액의 유지량을 최적화한 밀도의 세퍼레이터라도, 고온 환경에서 장시간 사용하면, 점차 전해액 유지량의 불균일화(부분적인 액 마름)가 발생하는 것이 명확해졌다.
이와 같이, 종래 사용되어 온 기술만으로는, 전기 화학 소자에 최근 요구되는, 고온 장수명화의 달성은 곤란하였다.
또한, 전기 화학 소자의 고온 장수명화를 위해, 전기 화학 소자 자체의 발열을 저감시킬 것도 요구되고 있다. 전기 화학 소자의 발열을 저감시키기 위해서는 전기 화학 소자의 저저항화가 유효하며, 세퍼레이터에도 지금까지 이상으로 저저항화가 요구되고 있다.
본 발명은, 이러한 문제점들에 비추어 이루어진 것이며, 전기 화학 소자가 고온 환경에서 장시간 사용된 경우라도, 세퍼레이터의 전해액 유지량의 불균일화를 방지할 수 있어, 전기 화학 소자의 고온 장수명화에 적합한 세퍼레이터를 제공하는 것이다.
본 발명의 전기 화학 소자용 세퍼레이터는, 한 쌍의 전극 사이에 개재되고, 양 전극의 격리와 전해액의 유지를 하기 위한 전기 화학 소자용 세퍼레이터이며, 세퍼레이터가 셀룰로오스계 섬유를 함유하고, JIS P 8215에 규정된 측정 방법에 의해 측정된, 세퍼레이터의 극한 점도가 150 내지 500ml/g의 범위인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전기 화학 소자용 세퍼레이터에 있어서, 셀룰로오스계 섬유가, 재생 섬유를 함유하고 있는 구성으로 할 수 있다.
또한, 재생 섬유가 용제 방사 셀룰로오스 섬유인 구성으로 할 수 있다.
본 발명의 전기 화학 소자용 세퍼레이터는, 세퍼레이터의 총 염소 함유량이 30ppm 이하인 구성으로 할 수 있다.
본 발명의 전기 화학 소자용 세퍼레이터의 총 염소 함유량은, 「세퍼레이터를 석영관 연소법에 의해 연소 분해하고, 발생한 가스를 흡수액에 흡수시켜, 이온크로마토그래피법에 의해 정량한」 염소량이며, 종래 관리되어 온, 세퍼레이터로부터 물에 추출되는 염화물 이온의 함유량과는 달리, 세퍼레이터에 함유되는 총 염소량이다.
본 발명의 전기 화학 소자는, 본 발명의 전기 화학 소자용 세퍼레이터를 사용한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전기 화학 소자에 있어서, 전기 화학 소자를, 알루미늄 전해 콘덴서, 혹은 전기 이중층 커패시터로 할 수 있다.
종래의 천연 섬유를 사용한 세퍼레이터의 극한 점도는, 600 내지 1000ml/g 정도이다. 또한, 재생 셀룰로오스 섬유인 용제 방사 셀룰로오스 섬유를 사용한 세퍼레이터의 극한 점도도, 600ml/g 이상이다. 극한 점도가 높을수록, 붕괴되기 어려운, 강고한 섬유라고 생각하는 것이 일반적이다.
세퍼레이터의 전해액 유지량의 불균일화를 방지하는 것을 목적으로 하여, 본 발명자들이 예의 검토한 결과, 세퍼레이터의 극한 점도를 제어할 필요가 있음이 판명되었다. 극한 점도를 150 내지 500ml/g의 범위로 함으로써, 세퍼레이터의 전해액과의 친화성·유지성을 향상시켜, 종래 곤란했던, 전기 화학 소자의 고온 장수명화에 적합한 세퍼레이터를 제공할 수 있다.
상술한 본 발명에 따르면, 고온 환경하에서 장기간 사용하였을 때의, 용량 저하나 전압 저하를 억제하고, 사용 시의 발열도 저감한 전기 화학 소자를 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 이온성 불순물을 저감시킨 세퍼레이터도 제공 가능하고, 당해 세퍼레이터를 사용함으로써 전기 화학 소자의 고온 장수명화에 기여할 수 있다. 또한, 콘덴서를 고온 환경에서 사용하지 않아도, 즉 종래의 온도 영역에서 사용한 경우라도, 콘덴서를 더욱 장수명화하는 것이 가능해진다.
이하, 본 발명에 관한 실시 형태예를 설명한다.
종래, 주로 섬유의 세정에 의해 세퍼레이터의 이온성 불순물을 저감시킴으로써, 전기 화학 소자에 사용하였을 때의 성능 열화를 억제해 왔다.
그러나 이 방법으로는, 상술한 바와 같이, 전기 화학 소자에 최근 요구되는 고온 환경하에서의 장수명화는 곤란하였다.
본 발명의 전기 화학 소자용 세퍼레이터는, 한 쌍의 전극 사이에 개재되고, 양 전극의 격리와, 전해질을 함유한 전해액의 유지가 가능한 전기 화학 소자용 세퍼레이터이며, 세퍼레이터가 셀룰로오스계 섬유를 함유하고, JIS P 8215에 규정된 측정 방법에 의해 측정된, 세퍼레이터의 극한 점도가 150 내지 500ml/g의 범위이다.
JIS P 8215에 규정된 측정 방법에서는, 용매에 구리 에틸렌디아민(CED)의 희박 수용액을 사용하고, 이 용매에 셀룰로오스를 용해시켜, 극한 점도를 측정한다.
또한, JIS P 8215에서는, A법 「희박 농도에 있어서의 셀룰로오스 극한 점도수의 측정」과 B법 「일정 전단 속도에 있어서의 극한 점도수의 측정」의 두 가지의 방법이 규정되어 있다.
본 발명에서는, 극한 점도의 측정에, 이들 A법 및 B법 중 어느 방법을 채용해도 상관없다. 동일한 셀룰로오스를 측정한 경우에, A법에 의한 측정값과 B법에 의한 측정값에는, 큰 차이가 발생하지 않기 때문이다.
세퍼레이터의 극한 점도를 150 내지 500ml/g의 범위로 제어함으로써, 콘덴서나 전기 이중층 커패시터의 고온 장수명화에 적합한 세퍼레이터로 할 수 있다.
극한 점도는, 펄프의 중합도의 산출에도 사용되는 수치이며, 제조 공정의 증해나 표백 공정에서의 셀룰로오스의 붕괴의 정도를 평가하기 위해 측정된다. 극한 점도가 높을수록, 셀룰로오스의 중합도가 높은 것을 나타낸다. 즉, 극한 점도가 높을수록, 붕괴되기 어려운, 강고한 섬유라고 생각하는 것이 일반적이다. 지금까지, 세퍼레이터에 사용하는 재료로서도, 섬유의 붕괴 등과 같은 열화를 억제한다는 관점에서, 중합도가 높은 섬유가 선호되어 왔다.
본 발명에서는, 셀룰로오스의 중합도가 아닌, 셀룰로오스의 극한 점도를 채용하였는데, 그 이유는 이하와 같다.
셀룰로오스의 중합도는, 이하에 나타내는 식에 의해 구하는 것이 일반적이다.
Figure pct00001
P: 중합도
[η]: 극한 점도
M: 단량체의 분자량(162.15)
a: 상수
Km: 상수
여기서, a 및 Km은, 셀룰로오스의 재종에 따라 다르다. 이 때문에, 셀룰로오스의 재종에 관계없이 세퍼레이터의 평가를 행하는 것을 목적으로 하여, 극한 점도[η]를 채용하였다.
종래의 천연 섬유를 사용한 세퍼레이터의 극한 점도는, 600 내지 1000ml/g 정도이다. 또한, 재생 셀룰로오스 섬유인 용제 방사 셀룰로오스 섬유를 사용한 세퍼레이터의 극한 점도도, 600ml/g 이상이다.
세퍼레이터의 극한 점도가 500ml/g을 초과하면, 당해 세퍼레이터를 전기 화학 소자에 사용하였을 때, 고온 환경하에서는, 저항이 점차 상승해 가는 경우나, 용량이 점차 저하되어 가는 경우가 있다.
한편, 세퍼레이터의 극한 점도가 150ml/g 미만이면, 당해 세퍼레이터를 전기 화학 소자에 사용하였을 때, 쇼트 불량이 발생하기 쉬워진다.
이것은, 이하의 이유 때문이라고 생각된다.
셀룰로오스 섬유는, 셀룰로오스 분자의 다발인 마이크로피브릴이 또한 다발로 되어 구성되어 있다. 그리고 셀룰로오스 분자 사이나 마이크로피브릴 사이는, 다수의 수소 결합에 의해 강고하게 결합·결착되어 있다. 섬유가 전해액에 침지되면, 셀룰로오스 분자 사이·마이크로피브릴 사이에 전해액이 침입한다.
극한 점도가 지나치게 높은 경우는, 섬유 내부의 결합·결착이 강고하기 때문에, 셀룰로오스 분자 사이나 마이크로피브릴 사이에 전해액이 침입하기 어려워, 섬유의 전해액 유지성이나 친액성이 낮다.
한편, 극한 점도가 지나치게 낮은 경우는, 섬유 내부의 결합·결착이 약한 것을 나타내고 있다. 그 때문에, 세퍼레이터의 제조 과정에서 섬유가 붕괴될 우려나, 이 세퍼레이터를 사용한 전기 화학 소자가 고온 환경에 놓였을 때, 세퍼레이터를 구성하는 섬유가 점차 분해되거나 함으로써 전기 화학 소자의 특성 열화가 커질 리스크나, 세퍼레이터가 붕괴되어 쇼트 불량에 이를 리스크가 있다.
극한 점도를 150 내지 500ml/g의 범위로 한, 본 발명의 세퍼레이터를 사용함으로써, 세퍼레이터의 보액성이나 친액성을 향상시키고, 전해액 유지량의 불균일화를 방지하여, 전기 화학 소자의 장수명화를 할 수 있다. 또한, 이에 의해, 전기 화학 소자의 저항도 저감시킬 수 있다.
또한, 셀룰로오스계 섬유의 극한 점도가 상기 범위일 때, 세퍼레이터의 제조 과정에서 섬유가 세정되었을 때나, 섬유가 고해되었을 때, 섬유의 내부까지 물이 침입하기 쉽다. 이 때문에, 섬유 표층뿐만 아니라 섬유 내부의 이온성 불순물까지 추출되어, 세퍼레이터의 이온성 불순물도 저감시키기 쉽다. 따라서, 본 발명의 세퍼레이터를 사용한 전기 화학 소자가, 고온 환경에서 사용되었다고 해도, 세퍼레이터 내부로부터 전해액으로 용출되는 불순물을 저감시킬 수 있다.
본 발명의 세퍼레이터는, 셀룰로오스계 섬유의 극한 점도를 150 내지 500ml/g의 범위로 함으로써, 전기 화학 소자용 세퍼레이터로서 필요한 내구성을 유지하면서, 섬유의 친액성이나 보액성을 높여 저저항화함과 함께, 이온성 불순물을 효율적으로 제거할 수 있다.
섬유의 내구성과 친액성·보액성의 밸런스의 관점에서, 셀룰로오스계 섬유의 극한 점도는, 200 내지 400ml/g이 보다 바람직하고, 250 내지 350ml/g이 더욱 바람직하다.
본 발명에 사용하는 셀룰로오스계 섬유는, 천연 셀룰로오스 섬유와 비교하여 극한 점도를 제어하기 쉽기 때문에, 셀룰로오스를 용해한 후에 빈용매욕에서 재생하여 얻어지는 재생 셀룰로오스 섬유가 바람직하다.
재생 셀룰로오스 섬유 중에서도, 순도가 높은 재생 셀룰로오스 섬유를 얻을 수 있으므로, 셀룰로오스의 화학 변화를 거치지 않고 용해·재생되는 용제 방사 셀룰로오스가 보다 바람직하다. 단, 재생 셀룰로오스 섬유라도, 큐프라 섬유나 비스코스 레이온 섬유, 폴리노직 레이온 섬유는, 제법상, 구리나 황산 이온 등의 불순물을 다량으로 포함하기 때문에, 적합하지 않다.
또한, 본 발명에 사용하는 셀룰로오스계 섬유는, 상술한 불순물 제거의 관점에서, 고해하여 사용하는 것이 바람직하다.
이러한 셀룰로오스계 섬유를 사용함으로써, 친액성이나 보액성이 양호하고, 섬유 내부의 이온성 불순물까지 제거한 세퍼레이터로 할 수 있다.
본 발명의 세퍼레이터를 석영관 연소법으로 측정한 총 염소 함유량은, 30ppm 이하가 바람직하다.
본 발명의 세퍼레이터에 포함되는 염소 함유량은 「세퍼레이터를 석영관 연소법에 의해 연소 분해하고, 발생 가스를 흡수액에 흡수시켜, 이온 크로마토그래피법에 의해 정량」한 염소량이며, 종래 관리되어 온, 세퍼레이터로부터 물에 추출되는 염화물 이온량과는 달리, 세퍼레이터에 함유되는 총 염소량이다.
세퍼레이터에 포함되는 총 염소 함유량은, 30ppm 이하가 바람직하다. 보다 바람직하게는 15ppm 이하이고, 더욱 바람직하게는 10ppm 이하이다.
전기 화학 소자가 알루미늄 전해 콘덴서인 경우는, 세퍼레이터에 함유되는 총 염소가 30ppm을 초과하면, 세퍼레이터에 함침 유지된 전해액에 염소가 이온화되어 침출되고, 양극 산화 피막을 침범하여, 밸브 작동에 의한 가스 누설이나 누액, 혹은 쇼트에 이른다.
전기 화학 소자가 전기 이중층 커패시터(전기 이중층 콘덴서)인 경우, 세퍼레이터에 함침 유지된 전해액에 염소가 이온화되어 침출되고, 집전체인 알루미늄박을 침범하여, 용량의 저하나 저항의 증대를 초래한다.
본 발명의 세퍼레이터는, 셀룰로오스계 섬유의 극한 점도가 150 내지 500ml/g의 범위이고, 또한 세퍼레이터로서 요구되는 그 밖의 기능을 저해하지 않는 범위이면, 재생 셀룰로오스 섬유 이외의 섬유도 특별히 한정없이 사용할 수 있다.
본 발명에 사용하는 셀룰로오스계 섬유의 제조 방법에는, 특별히 한정은 없지만, 극한 점도의 제어 및 고순도화를 위해, 셀룰로오스계 섬유의 원재료가 되는 펄프는, 알칼리법, 설페이트법(크라프트법), 설파이트법과 같은 증해 방법을 채용할 수 있다. 또한, 증해 전이나 증해 후에 가수 분해 처리를 행함으로써, 더욱 순도를 높여도 된다. 또한, 표백 처리를 해도 된다. 또, 표백하는 경우, 염화물 이온의 잔류의 관점에서, 무염소 표백이 바람직하고, 무염소 표백 중에서도, 완전무염소 표백이 보다 바람직하다.
그리고 이러한 원재료를 용해하고, 재생함으로써, 원하는 극한 점도의 재생 셀룰로오스 섬유를 얻을 수 있다.
단, 세퍼레이터 원료가 되는 섬유의 제조 방법에 한정은 없고, 상술한 증해 방법이나 표백 방법에 한정되는 것은 아니다.
세퍼레이터의 두께는 10 내지 80㎛ 정도가, 세퍼레이터의 밀도는 0.25 내지 1.00g/㎤ 정도가, 각각 일반적으로 사용되고, 또한 이들의 두께 및 밀도의 시트를 조합하여 다층 구조로 한 것도 있다.
그러나 본 발명에서는, 셀룰로오스계 섬유의 극한 점도가 150 내지 500ml/g이면, 세퍼레이터의 두께 및 밀도는 특별히 한정되지 않는다.
이상 설명한 바와 같이, 셀룰로오스계 섬유를 사용한 극한 점도가 500ml/g 이하인 세퍼레이터는, 친액성·보액성을 높임으로써 저저항화할 수 있고, 또한 세퍼레이터 제조 과정에서 이온성 불순물을 용이하게 제거할 수 있다. 그리고 총 염소 함유량이 30ppm 이하인 세퍼레이터이면, 예를 들어 콘덴서를 150℃와 같은 고온 환경에서 사용하는 경우라도, 콘덴서 특성의 열화를 억제하고, 또한 쇼트 불량이나 내압 상승에 의한 밸브 작동, 혹은 누액의 저감에도 기여할 수 있다.
그리고 극한 점도가 150ml/g 이상인 셀룰로오스계 섬유를 사용한 세퍼레이터는, 예를 들어 콘덴서를 150℃와 같은 고온 환경에서 사용하는 경우라도, 세퍼레이터를 구성하는 섬유의 열화를 억제하여, 콘덴서의 특성 열화 억제에 기여할 수 있다.
또한, 근년 요망되는 정도의 고온에서의 사용은 아닌 경우라도, 종래의 세퍼레이터를 사용한 콘덴서와 비교하여, 장수명화가 가능해진다.
이하, 본 발명에 관한 전기 화학 소자용 세퍼레이터, 및 당해 전기 화학 소자용 세퍼레이터를 구비한 전기 화학 소자의 구체적인 각종 실시예, 비교예 등에 대해 상세하게 설명한다.
〔극한 점도〕
『JIS P 8215 셀룰로오스 희박 용액-극한 점도수 측정 방법-구리 에틸렌디아민법』에 규정된, 「6. A법-희박 농도에 있어서의 셀룰로오스 극한 점도의 측정」에 따라서, 각 섬유, 펄프, 세퍼레이터의 극한 점도수를 구하여, 극한 점도로 하였다.
또한, 합성 섬유의 극한 점도는 측정하지 않았다.
〔총 염소 함유량〕
『JIS K 0127 이온 크로마토그래피 통칙 「6.3.5 유기 화합물의 연소 전처리」』에 기재된, 석영관 연소법에 의한 전처리를 행하고, 발생 가스를 흡수액에 흡수시켜 이온 크로마토그래피 측정에 사용하였다. 즉, 시험편을 전량 완전 연소시켜 가스화하여, 발생된 염소 전량을 측정하였다.
〔추출 염소 함유량〕
『JIS C 2300-2 전기용 셀룰로오스지-제2부:시험 방법 「17 염소 함유량」』의, 「17.2.3 한도법(추출 제3법)」에 규정된 방법으로 추출액을 얻어, 이 추출액을 사용하여, 「17.2.4.3 이온 크로마토그래피법(측정)」에 준하여 추출액의 염소 함유량을 측정하여, 추출 염소 함유량으로 하였다.
〔CSF〕
『JIS P 8121-2 「펄프-여수도 시험 방법-제2부:캐나다 표준 여수도법」』에 따라서, 세퍼레이터에 사용한 섬유의 여수도를 측정하여, CSF로 하였다.
각 실시예, 비교예 등에 사용한 각종 펄프 및 섬유의 극한 점도, 및 염소 함유량을, 표 1에 나타낸다. 또한, 표 1의 염소 함유량은, 고해 처리 전의 측정값이다.
Figure pct00002
표 1로부터도 명백한 바와 같이, 추출 염소 함유량이 2ppm 이하로 매우 적은 섬유나 펄프라도, 총 염소 함유량이 적다고는 할 수 없음을 알 수 있다.
표 1에 기재된 각 섬유, 각 펄프를 사용하여, 이하의 각 실시예, 비교예, 종래예의 세퍼레이터를 제작하였다.
또한, 본 실시 형태예에서는, 세퍼레이터는 모두 초지법에 의해 형성하였지만, 세퍼레이터의 형성 방법은 초지법에 한정되는 것은 아니다.
본 실시 형태예의 세퍼레이터의 각종 물성은, 이하의 방법에 의해 측정하였다.
〔두께〕
「JIS C 2300-2 『전기용 셀룰로오스지-제2부:시험 방법』 5.1 두께」에 규정된, 「5.1.1 측정기 및 측정 방법 a) 외측 마이크로미터를 사용하는 경우」의 마이크로미터를 사용하여, 「5.1.3 종이를 접어 두께를 측정하는 경우」의 10매로 접는 방법으로, 세퍼레이터의 두께를 측정하였다.
〔밀도〕
「JIS C 2300-2 『전기용 셀룰로오스지-제2부:시험 방법』 7.0A 밀도」의 B법에 규정된 방법으로, 절건 상태의 세퍼레이터의 밀도를 측정하였다.
〔세퍼레이터의 극한 점도〕
세퍼레이터의 극한 점도는, 상술한 〔극한 점도〕와 동일한 방법으로 측정하였다.
또한, 합성 섬유만으로 이루어지는 세퍼레이터의 극한 점도는 측정하지 않았다.
또한, 합성 섬유와 셀룰로오스 섬유를 혼합하여 제작한 세퍼레이터의 극한 점도의 값은, 사용한 셀룰로오스 섬유의 극한 점도의 값을 사용하였다.
〔총 염소 함유량 및 추출 염소 함유량〕
총 염소 함유량 및 추출 염소 함유량은, 상술한 〔펄프 및 섬유의 염소 함유량〕과 동일한 방법으로 측정하였다.
(실시예 1)
디스크 리파이너에 의해 고해한 CSF 0ml의 섬유 1만을 사용하여 장망 초지하여, 실시예 1의 세퍼레이터를 얻었다.
이 세퍼레이터의 두께는 80㎛, 밀도는 0.85g/㎤였다. 또한, 극한 점도는 470ml/g, 총 염소 함유량은 23.1ppm, 추출 염소 함유량은 0.4ppm이었다.
(실시예 2)
디스크 리파이너에 의해 고해한 CSF 10ml의 섬유 2만을 사용하여 장망 초지하여, 실시예 2의 세퍼레이터를 얻었다.
이 세퍼레이터의 두께는 60㎛, 밀도는 0.40g/㎤였다. 또한, 극한 점도는 388ml/g, 총 염소 함유량은 9.2ppm, 추출 염소 함유량은 0.2ppm이었다.
(실시예 3)
디스크 리파이너에 의해 고해한 CSF 0ml의 섬유 3만을 사용하여 장망 초지 하여, 실시예 3의 세퍼레이터를 얻었다.
이 세퍼레이터의 두께는 40㎛, 밀도는 0.48g/㎤였다. 또한, 극한 점도는 339ml/g, 총 염소 함유량은 5.5ppm, 추출 염소 함유량은 0.1ppm이었다.
(실시예 4)
디스크 리파이너에 의해 고해한 CSF 0ml의 섬유 4만을 사용하여 장망 초지하여, 실시예 4의 세퍼레이터를 얻었다.
이 세퍼레이터의 두께는 30㎛, 밀도는 0.45g/㎤였다. 또한, 극한 점도는 252ml/g, 총 염소 함유량은 28.9ppm, 추출 염소 함유량은 0.5ppm이었다.
(실시예 5)
디스크 리파이너에 의해 고해한 CSF 0ml의 섬유 5만을 사용하여 장망 초지하여, 실시예 5의 세퍼레이터를 얻었다.
이 세퍼레이터의 두께는 25㎛, 밀도는 0.40g/㎤였다. 또한, 극한 점도는 206ml/g, 총 염소 함유량은 14.6ppm, 추출 염소 함유량은 0.3ppm이었다.
(실시예 6)
디스크 리파이너에 의해 고해한 CSF 0ml의 섬유 6만을 사용하여 장망 초지하여, 실시예 6의 세퍼레이터를 얻었다.
이 세퍼레이터의 두께는 10㎛, 밀도는 0.30g/㎤였다. 또한, 극한 점도는 153ml/g, 총 염소 함유량은 5.7ppm, 추출 염소 함유량은 0.4ppm이었다.
(실시예 7)
50질량％의 섬유 3을 코니컬 리파이너에 의해 고해한 CSF 0ml의 원료와, 고해하지 않은 50질량％의 섬유 9(CSF 780ml)를 혼합하여 장망 초지하여, 실시예 7의 세퍼레이터를 얻었다.
이 세퍼레이터의 두께는 40㎛, 밀도는 0.38g/㎤였다. 또한, 극한 점도는 331ml/g, 총 염소 함유량은 3.7ppm, 추출 염소 함유량은 0.3ppm이었다.
(실시예 8)
디스크 리파이너에 의해 고해한 CSF 0ml의 펄프 1만을 사용하여 장망 초지한, 두께 20㎛, 밀도 0.85g/㎤의 시트와, 디스크 리파이너에 의해 고해한 CSF 50ml의 섬유 4만을 사용하여 원망 초지한, 두께 40㎛, 밀도 0.45g/㎤의 시트를 맞붙여, 실시예 8의 세퍼레이터를 얻었다.
이 세퍼레이터의 두께는 60㎛, 밀도는 0.58g/㎤였다. 또한, 극한 점도는 390ml/g, 총 염소 함유량은 16.1ppm, 추출 염소 함유량은 0.5ppm이었다.
(비교예 1)
디스크 리파이너에 의해 고해한 CSF 0ml의 섬유 7만을 사용하여 장망 초지하여, 비교예 1의 세퍼레이터를 얻었다.
이 세퍼레이터의 두께는 40㎛, 밀도는 0.40g/㎤였다. 또한, 극한 점도는 610ml/g, 총 염소 함유량은 64.0ppm, 추출 염소 함유량은 0.7ppm이었다.
또한, 이 비교예 1은, 특허문헌 5의 실시예 1을 참고로 제작한 세퍼레이터이다.
(비교예 2)
디스크 리파이너에 의해 고해한 CSF 0ml의 섬유 8만을 사용하여 장망 초지하여, 비교예 2의 세퍼레이터를 얻었다.
이 세퍼레이터의 두께는 80㎛, 밀도는 0.75g/㎤였다. 또한, 극한 점도는 135ml/g, 총 염소 함유량은 9.7ppm, 추출 염소 함유량은 0.6ppm이었다.
(비교예 3)
섬유 9와 섬유 10을 50질량％씩 혼합하여 원망 초지하여, 비교예 3의 세퍼레이터를 얻었다.
이 세퍼레이터의 두께는 40㎛, 밀도는 0.35g/㎤였다. 또한, 총 염소 함유량은 2.1ppm, 추출 염소 함유량은 0.4ppm이었다.
이 세퍼레이터는 합성 섬유만으로 이루어지는 세퍼레이터이며, 극한 점도는 측정하지 않았다.
(종래예 1)
특허문헌 1의 표 1에 따라서, 디스크 리파이너에 의해 고해한 CSF 400ml의 펄프 4만을 사용하여 원망 초지하여, 종래예 1의 세퍼레이터를 얻었다.
이 세퍼레이터의 두께는 50㎛, 밀도는 0.50g/㎤였다. 또한, 극한 점도는 680ml/g, 총 염소 함유량은 55.8ppm, 추출 염소 함유량은 0.4ppm이었다.
(종래예 2)
특허문헌 3의 실시예 1에 따라서, 고해하지 않은 60질량％의 펄프 4(CSF 660ml)와, 40질량％의 섬유 7을 코니컬 리파이너에 의해 CSF 100ml에 고해한 원료를, 혼합하여 장망 초지하여, 종래예 2의 세퍼레이터를 얻었다.
이 세퍼레이터의 두께는 70㎛, 밀도는 0.48g/㎤였다. 또한, 극한 점도는 604ml/g, 총 염소 함유량은 47.3ppm, 추출 염소 함유량은 0.5ppm이었다.
(종래예 3)
특허문헌 4의 실시예 2에 따라서, 고해하지 않은 50질량％의 섬유 7(CSF 780ml)과, 50질량％의 섬유 9를 코니컬 리파이너에 의해 CSF 0ml에 고해한 원료를, 혼합하여 원망 초지하여, 종래예 5의 세퍼레이터를 얻었다.
이 세퍼레이터의 두께는 25㎛, 밀도는 0.55g/㎤였다. 또한, 극한 점도는 610ml/g, 총 염소 함유량은 33.0ppm, 추출 염소 함유량은 0.6ppm이었다.
(종래예 4)
특허문헌 2의 실시예 3에 따라서, 펄프 3을 디스크 리파이너에 의해 고해한 CSF 0ml의 원료를 사용하여 장망 초지한, 두께 25㎛, 밀도 0.95g/㎤의 층과, 펄프 2와 펄프 3을 질량비 1:1로 혼합한 CSF 700ml의 원료를 사용하여 원망 초지한, 두께 25㎛, 밀도 0.32g/㎤의 층을 맞붙여, 종래예 4의 세퍼레이터를 얻었다.
이 세퍼레이터의 두께는 50㎛, 밀도는 0.64g/㎤이고, 장망층과 원망층의 질량비는 장망 74:원망 26이었다. 따라서, 세퍼레이터 전체의 각 펄프의 질량비는, 펄프 3:펄프 2＝87:13이다. 또한, 극한 점도는 667ml/g, 총 염소 함유량은 51.8ppm, 추출 염소 함유량은 0.4ppm이었다.
각 실시예, 비교예, 종래예의 세퍼레이터 평가 결과를, 표 2에 나타낸다.
Figure pct00003
다음으로, 표 2에 기재된 각 실시예, 비교예의 세퍼레이터를 사용하여 전기 화학 소자를 제작하였다.
실시예 1 내지 실시예 7, 비교예 1 내지 비교예 3, 종래예 1 내지 종래예 3의 세퍼레이터를 각각 사용하여, 정격 전압 16V, 정격 용량 550μF, 외경 10㎜, 높이 20㎜의 알루미늄 전해 콘덴서와, 정격 전압 2.5V, 정격 용량 300F, 직경 35㎜, 높이 60㎜의 전기 이중층 커패시터를 제작하였다.
또한, 실시예 8 및 종래예 4의 세퍼레이터를 각각 사용하여, 정격 전압 450V, 정격 용량 3.3μF, 외경 12㎜, 높이 20㎜의 알루미늄 전해 콘덴서를 제작하였다.
또한, 비교예 3의 세퍼레이터를 사용한 알루미늄 전해 콘덴서 및 전기 이중층 커패시터는, 제작 직후의 정전 용량이 정격 용량과 비교하여 20％ 이상 적었기 때문에, 상세한 소자 평가는 실시하지 않았다.
각 실시예, 비교예의 세퍼레이터를 사용하여 제작한 전기 화학 소자의 구체적인 평가는, 이하의 조건 및 방법으로 행하였다.
또한, 본 실시 형태예의 전기 화학 소자는, 모두 한 쌍의 전극 사이에 세퍼레이터를 개재시켜 권회하고, 바닥이 있는 원통형의 알루미늄 케이스 내에 수납하고, 전해액을 주입하여 함침을 행한 후, 밀봉 고무로 밀봉하여 제작하였다.
이 제작 방법은, 전극 부재와 전해액이 다른 것 이외에는, 알루미늄 전해 콘덴서도 전기 이중층 커패시터도 마찬가지이다.
〔정전 용량〕
알루미늄 전해 콘덴서의 정전 용량은, 「JIS C 5101-1 『전자 기기용 고정 콘덴서 제1부:품목별 통칙』」에 규정된, 「4.7 정전 용량」의 방법에 의해 구하였다.
또한, 전기 이중층 커패시터의 정전 용량은, 「JIS C 5160-1 『전자 기기용 고정 전기 이중층 콘덴서 제1부:품목별 통칙』」에 규정된, 「4.5 정전 용량」의 정전류 방전법에 의해 구하였다.
〔임피던스〕
알루미늄 전해 콘덴서의 임피던스는, 「JIS C 5101-1 『전자 기기용 고정 콘덴서 제1부:품목별 통칙』」에 규정된, 「4.10 임피던스」의 방법에 의해 구하였다.
〔내부 저항〕
전기 이중층 커패시터의 내부 저항은, 「JIS C 5160-1 『전자 기기용 고정 전기 이중층 콘덴서 제1부:품목별 통칙』」에 규정된, 「4.6 내부 저항」의 교류(a.c.) 저항법에 의해 측정하였다.
또한, 실시예, 비교예, 종래예의 세퍼레이터를 사용한 전기 화학 소자의 수명 특성을 측정할 목적으로, 고온 부하 시험 및 장시간 부하 시험을 행하여, 시험 전후의 특성 차 등을 산출하였다.
〔알루미늄 전해 콘덴서의 고온 부하 시험 후 특성 변화율〕
이하의 조건에서, 알루미늄 전해 콘덴서의 고온 부하 시험을 행하였다.
160℃ 환경하에서, 정격 직류 전압을 1000시간 인가하였다.
이 부하 시험 중에 쇼트된 전기 화학 소자의 개수를 계수하고, 시험에 제공한 전기 화학 소자수로 나누어, 쇼트 불량률을 산출하였다.
또한, 이 부하 시험 후, 상기한 측정 방법에 의해, 부하 시험 후의 정전 용량 및 저항값(임피던스 또는 내부 저항)을 측정하였다.
그리고 각각의 부하 시험 후의 정전 용량과 초기의 정전 용량의 차를, 초기의 정전 용량으로 나누어, 고온 부하 시험 후의 용량 감소율을 산출하였다.
또한, 고온 부하 시험 후의 저항값과 초기의 저항값의 차를, 초기의 저항값으로 나누어, 고온 부하 시험 후의 저항 증가율을 산출하였다.
또한, 이 쇼트 불량률, 용량 감소율 및 저항 증가율은, 백분율로 표기하였다.
〔알루미늄 전해 콘덴서의 장시간 부하 시험 후의 특성 변화율〕
이하의 조건에서, 알루미늄 전해 콘덴서의 장시간 부하 시험을 행하였다.
130℃ 환경하에서, 정격 직류 전압을 4000시간 인가하였다.
그리고 고온 부하 시험 후의 특성 변화율과 마찬가지의 방법으로, 장시간 부하 시험 후의 특성 변화율을 측정, 산출하였다.
〔전기 이중층 커패시터의 플로트 시험〕
이하의 조건에서, 전기 이중층 커패시터의 플로트 시험을 행하였다.
80℃ 환경하에서, 2.7V의 직류 전압을 1000시간 인가하였다.
이 시험 후, 상기한 측정 방법에 의해, 플로트 시험 후의 정전 용량과 내부 저항을 측정하고, 알루미늄 전해 콘덴서와 마찬가지로 플로트 시험 후의 용량 감소율 및 저항 증가율을 산출하였다.
〔전기 이중층 커패시터의 사이클 시험〕
이하의 조건에서, 전기 이중층 커패시터의 사이클 시험을 행하였다.
60℃ 환경하에서, 100A의 전류량으로 25000사이클의 충방전을 행하였다.
이 시험 후, 상기한 측정 방법에 의해, 사이클 시험 후의 정전 용량과 내부 저항을 측정하고, 알루미늄 전해 콘덴서와 마찬가지로 사이클 시험 후의 용량 감소율 및 저항 증가율을 산출하였다.
제작한 알루미늄 전해 콘덴서의 평가 결과를 표 3에, 전기 이중층 커패시터의 평가 결과를 표 4에, 각각 나타낸다.
Figure pct00004
Figure pct00005
표 3 및 표 4로부터 알 수 있듯이, 각 실시예의 알루미늄 전해 콘덴서의 임피던스, 및 전기 이중층 커패시터의 내부 저항의 값은, 비교예 1 및 각 종래예의 수준보다 작다. 이것은, 각 실시예의 세퍼레이터의 극한 점도가, 비교예 1 및 각 종래예와 비교하여 낮고, 세퍼레이터를 구성하는 섬유 사이, 및 섬유 내부의 전해액 유지성이 높아진 결과라고 생각된다.
각 실시예와, 비교예 1 및 각 종래예의 비교로부터, 세퍼레이터의 극한 점도는 500ml/g 이하가 바람직함을 알 수 있다.
또한, 비교예 2의 알루미늄 전해 콘덴서의 고온 부하 시험 후의 쇼트 불량률, 및 전기 이중층 커패시터의 플로트 시험 후의 쇼트 불량률은, 각 실시예, 종래예와 비교하여 대폭 높다. 이것은, 비교예 2의 세퍼레이터의 극한 점도가, 각 실시예 및 종래예와 비교하여 지나치게 낮았던 결과, 세퍼레이터를 구성하는 섬유가 고온 전해액 중에서 분해된 것이 원인이라고 생각된다.
비교예 2와, 각 실시예 및 각 종래예의 비교로부터, 세퍼레이터의 극한 점도는 150ml/g 이상이 바람직함을 알 수 있다.
비교예 3의 알루미늄 전해 콘덴서 및 전기 이중층 커패시터는, 초기의 용량이 정격 용량보다 20％ 이상 낮았다. 비교예 3의 세퍼레이터는, 합성 섬유만으로 구성된 세퍼레이터이며, 셀룰로오스계 섬유를 함유하고 있지 않으므로, 세퍼레이터의 친액성, 전해액 유지성이 낮았던 결과라고 생각된다.
비교예 3과, 각 실시예의 비교로부터, 세퍼레이터는, 셀룰로오스계 섬유를 50질량％ 이상 함유하는 것이 바람직함을 알 수 있다.
또한, 재생 섬유인 용제 방사 셀룰로오스 섬유만으로 이루어지는 실시예 1 내지 실시예 6과, 천연 섬유를 함유한 실시예 8이나 종래예의 비교로부터, 재생 섬유를 사용함으로써 전기 화학 소자의 저항을 저감시킬 수 있음을 알 수 있다.
각 실시예의 알루미늄 전해 콘덴서의 장시간 부하 시험 후의 용량 감소율 및 저항 증가율과, 전기 이중층 커패시터의 사이클 시험 후의 용량 감소율 및 저항 증가율은, 각 종래예의 수준과 비교하여 낮다. 또한, 대부분의 예에서 쇼트 불량은 일체 발생하지 않았다. 각 실시예의 세퍼레이터의 총 염소 함유량은 30ppm 이하이다. 이것은, 세퍼레이터를 구성하는 섬유 내부의 염화물 이온 함유량도 적은 것을 나타내며, 장시간의 시험 후라도 전해액 중으로 염화물 이온이 추출되기 어려워, 전기 화학 소자의 전극 부재를 침범하는 일이 없기 때문이라고 생각된다.
각 실시예와 각 종래예의 비교로부터, 세퍼레이터의 총 염소 함유량은 30ppm 이하가 바람직함을 알 수 있다.
또한, 실시예 8의 알루미늄 전해 콘덴서는, 종래예 4의 알루미늄 전해 콘덴서와 비교하여, 초기의 임피던스가 대폭 낮고, 고온 부하 시험 및 장시간 부하 시험 후의 용량 감소율, 저항 증가율이 모두 낮다. 또한, 고온 부하 시험 후의 쇼트 불량도 발생하지 않았다. 이것으로부터, 본 발명의 세퍼레이터를 사용함으로써 전기 화학 소자의 정격 전압에 관계없이, 전기 화학 소자의 고온 장수명화가 도모되고, 또한 저항값도 저감시킬 수 있음을 알 수 있다.
또한, 실시예 8의 세퍼레이터의 추출 염소 함유량은, 종래예 4의 세퍼레이터보다 많음에도 불구하고, 이러한 결과라는 점에서, 알루미늄 전해 콘덴서의 고온 환경하에서의 신뢰성이나 장수명화에는, 종래 검토되어 온 추출법에 의한 염소 함유량이 아닌, 총 염소 함유량이 중요함을 알 수 있다.
표 1에 기재된 섬유 3과 섬유 6을 비교하면, 섬유 6의 총 염소 함유량이 50％ 이상 많지만, 이 섬유들을 사용한 실시예 3과 실시예 6의 세퍼레이터의 총 염소 함유량은 대략 동일하다. 이와 같이, 표 1의 섬유 1 내지 섬유 6의 총 염소 함유량과, 이 섬유들만을 사용한 표 2의 실시예 1 내지 실시예 6의 세퍼레이터의 총 염소 함유량을 비교하면, 극한 점도가 낮을수록 세퍼레이터에 사용하였을 때의 총 염소 함유량의 제거율이 높음을 알 수 있다.
한편, 실시예 5 및 실시예 6의 알루미늄 전해 콘덴서에서는 쇼트 불량이 조금 발생되어 있고, 전술한 비교예 2도 고려하면, 극한 점도는 200 내지 400ml/g이 보다 바람직하고, 250 내지 350ml/g이 더욱 바람직함을 알 수 있다.
각 실시예의 세퍼레이터의 총 염소 함유량과, 알루미늄 전해 콘덴서의 장시간 부하 시험 후의 용량 감소율 및 저항 증가율, 및 전기 이중층 커패시터의 사이클 시험 후의 용량 감소율 및 저항 증가율로부터, 세퍼레이터의 총 염소 함유량이 적을수록, 이들의 특성 변화를 억제할 수 있음을 알 수 있다. 실시예 1 내지 실시예 7로부터, 세퍼레이터의 총 염소 함유량이 15ppm 이하이면, 보다 특성 변화를 억제할 수 있고, 10ppm 이하가 더욱 특성 변화를 억제할 수 있음을 알 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 극한 점도가 150 내지 500ml/g인 본 발명의 세퍼레이터를 사용함으로써, 전기 화학 소자에 최근 요구되는 가혹한 사용 환경에서의 신뢰성 향상이나, 장수명화, 저저항화에 기여할 수 있다.
이상, 본 실시 형태의 세퍼레이터를 알루미늄 전해 콘덴서, 전기 이중층 커패시터에 대해 사용한 예를 설명하였다.
본 발명에 관한 전기 화학 소자에 있어서, 전극 재료 및 전해액 재료, 그 밖의 부재 등에 대해서는 특별히 한정을 필요로 하는 일은 없으며, 다양한 재료를 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 전기 화학 소자용 세퍼레이터는, 본 실시 형태예에서 설명한 것 이외의 전기 화학 소자, 예를 들어 리튬 이온 커패시터나 리튬 일차 전지, 리튬 이온 이차 전지와 같은 전기 화학 소자에 적용하는 것도 가능하다.

Claims (7)

  1. 한 쌍의 전극 사이에 개재되고, 양 전극의 격리와 전해액의 유지를 하기 위한 전기 화학 소자용 세퍼레이터이며,
    당해 세퍼레이터가 셀룰로오스계 섬유를 함유하고,
    JIS P 8215에 규정된 측정 방법에 의해 측정된, 상기 세퍼레이터의 극한 점도가 150 내지 500ml/g의 범위인
    것을 특징으로 하는 전기 화학 소자용 세퍼레이터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 셀룰로오스계 섬유가, 재생 섬유를 함유하는 것을 특징으로 하는 전기 화학 소자용 세퍼레이터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 재생 섬유가, 용제 방사 셀룰로오스 섬유인 것을 특징으로 하는 전기 화학 소자용 세퍼레이터.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기 화학 소자용 세퍼레이터의 총 염소 함유량이 30ppm 이하인 것을 특징으로 하는 전기 화학 소자용 세퍼레이터.
  5. 한 쌍의 전극과,
    당해 한 쌍의 전극 사이에 개재되는 세퍼레이터를 구비하고,
    당해 세퍼레이터에, 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 전기 화학 소자용 세퍼레이터를 사용한
    것을 특징으로 하는 전기 화학 소자.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 전기 화학 소자가 알루미늄 전해 콘덴서인 것을 특징으로 하는 전기 화학 소자.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 전기 화학 소자가 전기 이중층 커패시터인 것을 특징으로 하는 전기 화학 소자.
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