TW201413077A - 鋰離子二次電池用隔離片 - Google Patents

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Yuji Tsuruta
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Abstract

本發明所提供的鋰離子二次電池用隔離片，係解決不適合作為鋰離子二次電池用途的不織布隔離片之缺點，雖較薄但不會出現短路，且電解液保持性、電壓特性均優異的鋰離子二次電池用隔離片，係由下述複合體所構成：由熱可塑性材料形成、且平均纖維徑5~40μm之纖維構成、且基重2~20g/m2的不織布，與相對於不織布依重量計為1/5~3倍量且平均纖維徑1μm以下的極細纖維，所構成的複合體；該複合體係當僅對不織布施行加熱壓縮處理時，在其60度JIS規格(JIS Z 8741)的光澤度為3~30之範圍內，且依厚度成為10~40μm的條件施行加熱壓縮處理，而形成厚度10~40μm。

Description

鋰離子二次電池用隔離片
本發明係關於電解液保持性、電壓特性、及安全性均優異，且能降低電化學元件的內部電阻、達長壽命的鋰離子二次電池用隔離片。
對各種電池所使用的隔離片所要求的最重要特性，係可列舉電解液保持性。當該電解液保持性較低時，會導致電化學元件的內部電阻變高，其結果產生電化學元件的電容不足、電壓降低、短壽命化等問題。
例如作為鋰一次‧二次電池等的電池隔離片，在日本專利特開平3-105851號公報(專利文獻1)中揭示有：「一種鋰電池用隔離片，其特徵係，由含有重量平均分子量達7×105以上之超高分子量聚乙烯1重量%以上，且重量平均分子量/數量平均分子量10~300的聚乙烯組成物構成，厚度0.1~25μm、空孔率40~95%、平均貫通孔徑0.001~0.1μm、10mm寬之斷裂強度達0.5kg以上的微多孔膜構成」。
然而，此形式的隔離片由於細孔徑為次微米以下的極小狀態，因此當電解液的黏性較高時，會有電解液不易滲透於隔離片中，而電池組裝效率差的問題。又，由於細孔係在隔離片的厚度方向上呈直線性形成，因此電解液的保持能力略低，隨著重複充放電而進行電極的膨脹/收縮，因而隔離片受壓迫而使於隔離片所保持的電解液被擠 出，會有電容逐漸降低的問題。
因此，最近提案有將吸液性等優異的不織布使用作為隔離片。在不織布的情況下，由於在厚度方向上纖維一條一條地比較無秩序地積層，因此細孔並未呈直線性形成，而有電解液保持性優異的優點。
然而，習知之不織布若過薄，便會有正負極出現短路的可能性，反之若較厚，雖可防止正負極短路，但會有能量密度降低的缺點，而不利於作為鋰離子二次電池用途。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本專利特開平3-105851號公報
本發明之目的在於解決習知技術所具有的不織布隔離片之問題，並提供一種：雖薄但不會出現短路，且電解液保持性、電壓特性及安全性均優異的鋰離子二次電池用隔離片。
本發明者等人針對上述問題經反覆深入鑽研的結果，遂完成本發明。
即，本發明係關於一種鋰離子二次電池用隔離片，其係由下述複合體所構成：由熱可塑性材料形成、且平均纖維徑5~40μm之纖維構成、且基重2~20g/m2的不織布，與相對於不織布依重量計為1/5~3倍量且平均纖維徑1μm以下的極細纖維，所構成的複合體；該複合體係 當僅對不織布施行加熱壓縮處理時，在其60度JIS規格(JIS Z 8741)的光澤度為3~30之範圍內，且依厚度成為10~40μm的條件施行加熱壓縮處理，而形成厚度10~40μm。
本發明的鋰離子二次電池用隔離片較薄，儘管高空隙率，但由於具有微細的纖維因此不會出現短路，是安全的，且電解液保持性、電壓特性亦均優異。
圖1係表示未含極細纖維、不織布單獨時，在60度JIS規格(JIS Z 8741)的光澤度、與電池短路率及電池初期放電電容量間之關係圖。
圖2係表示未含極細纖維、不織布單獨時，在60度JIS規格(JIS Z 8741)的光澤度、與由極細纖維與不織布複合的複合不織布之短路率及電池初期充放電電容量間之關係圖。
以下，針對本發明進行詳細說明。
本發明的鋰離子二次電池用隔離片，係由下述複合體所構成：由熱可塑性材料形成、且平均纖維徑5~40μm之纖維構成、且基重2~20g/m2的不織布，與相對於不織布依重量計為1/5~3倍量且平均纖維徑1μm以下的極細纖維，所構成的複合體；該複合體係當僅對不織布施行加熱壓縮處理時，在其60度JIS規格(JIS Z 8741)的光澤度為3~30之範圍內，且依厚度成為10~40μm的條件施行加熱壓縮處理，而形成厚度10~40μm。
在施行加熱壓縮處理前的不織布係由：由熱可塑性材料 構成且平均纖維徑5~40μm的纖維構成。若纖維徑較40μm大，便會導致不織布變厚，因而不適合。又，較粗且體積較大的不織布會在加熱壓縮處理時產生較大的薄膜部分，有導致電池特性惡化的問題。另一方面，若纖維徑較5μm細，便會導致不織布強度降低。
本發明所使用的不織布係使用基重較佳為2~20g/m2、更佳為4~10g/m2之範圍內者。若基重未滿2g/m2，由於不織布變薄，因而當使用由於為隔離片時會有電池出現短路的問題；若超過20g/m2，不織布變厚，因而不適合作為隔離片。
構成不織布的纖維係在由平均纖維徑5~40μm的熱可塑性材料構成之前提下，並無特別的限制，可使用：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等聚烯烴；聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸丁二酯等聚酯；聚醯胺、聚醯亞胺、聚丙烯腈、及聚乙烯醇等各種熱可塑性材料。該等係可為共聚合體。該等係可單獨使用1種、亦可組合2種以上使用。熱可塑性材料的熔點較理想係相當於構成極細纖維之材料的熔點以下。若構成極細纖維之材料的熔點較低，在加熱壓縮處理時，由於極細纖維會先熔解，因而不佳。但，若熔點較高的熱可塑性材料亦與熔點較低的熱可塑性材料組合，且以熔點較低的熱可塑性材料為主成分，便可使用。
本發明中，較佳係使用聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等聚烯烴，特佳係使用複合纖維，例如聚烯烴的芯鞘型複合纖維(芯：PP、鞘：PE)。芯鞘型複合纖維係纖維彼此間的熔接較為容易，藉由施行熱壓合、熱層壓等加熱壓縮處理，便可將纖維彼此間予以熔接，可提升不織布的強度。又，在該聚烯烴的芯鞘型複合纖維中，組合由上述之外 的熱可塑性材料所構成的各種纖維亦屬較佳採用。
複合纖維並不僅侷限於芯鞘型，較佳亦可使用並列型、分割型複合纖維等。又，亦可由構成上述複合纖維的成分各自所形成的纖維彼此間進行混合者。例如將由PP構成的纖維、與由PE構成的纖維彼此間予以混合者作為不織布使用時，可獲得接近芯(PP)鞘(PE)型複合纖維的效果。
不織布係除了由上述熱可塑性材料構成的纖維之外，尚可含有其他各種纖維。纖維的種類並無特別的限制，可使用例如：纖維素、各種氟系樹脂等。當含有其他各種纖維時，由熱可塑性材料構成的纖維、與其他各種纖維的重量比，較佳係60：40~100：0。當熱可塑性材料的重量比未滿60%時，在加熱壓縮處理時較不易薄型化，故不佳。
本發明中，不織布特佳係以熱可塑性材料為鞘成分的芯鞘型複合纖維，或由該芯鞘型複合纖維、與熱可塑性材料構成的其他纖維所構成者。
不織布的空孔率係可依照所使用的纖維種類、加熱壓縮處理條件等而適當調整，較佳係30~80%、更佳係50~80%、進而更佳係60~80%。
即便該不織布在未與平均纖維徑1μm以下的極細纖維進行複合之情況下施行加熱壓縮處理，而形成在60度JIS規格(JIS Z 8741)的光澤度15~30、厚度10~40μm的不織布，仍可獲得薄型、且電極間不易出現短路的高安全性鋰離子二次電池用隔離片。然而，如圖1所示，光澤度15者的短路率約5成，而期待提高改善在不織布上開設較大孔的可能性。
本發明藉由在上述不織布中組合平均纖維徑1μm以下的極細纖維(以下簡稱「極細纖維」)並複合化，便不會有因較大孔遭阻塞而引發短路，可改善隔離片。進而，本發明中，即便係光澤度15以下、短路率100%者，亦可藉由與極細纖維組合，而成為短路率為0%者。
本發明所使用的極細纖維，係可利用例如：熔噴法、電紡絲法、熔融電紡絲法等各種方法而獲得。
本發明所使用之極細纖維的材質，係各種聚烯烴、聚酯、聚乙烯醇、各種氟樹脂、聚醯亞胺、聚苯硫醚等，在可極細纖維化的前提下，其種類並無限制。該等係可為共聚合體。該等之中，較佳係使用以聚丙烯為主成分者。又，極細纖維係在利用加熱壓縮處理而可與不織布熔接固定之前提下，無論長纖維或短纖維均可。又，極細纖維亦可具有芯鞘構造。
在將不織布與極細纖維予以複合化時，亦可在原本製造不織布時，便含有極細纖維，再藉由施行加熱壓縮處理而形成1片不織布。或者，亦可將經施行或未施行熱處理的不織布、與極細纖維，依極細纖維/不織布、不織布/極細纖維/不織布、極細纖維/不織布/極細纖維等任一形狀，利用加熱壓縮處理而施行積層一體化。在施行積層一體化時，在不織布/極細纖維/不織布的情況下，由於不織布的厚度增加，因此較理想係極性纖維/不織布、或極性纖維/不織布/極細纖維中之任一者。
複合化後，相對於不織布極細纖維的使用比例係依照複合化前的不織布厚度、基重、空孔率等而有所變化，因而無法一概性決定，但採用在與不織布組合並經加熱壓縮處理後的厚度係收束於 10~40μm之範圍，且相對於不織布的重量在1/5~3倍的範圍、較佳係1/2~2倍的範圍。若極細纖維的量過少，則短路率未獲改善；且若過度使用極細纖維，則有對複合不織布的基重、厚度造成影響之虞。
本發明中，藉由對由熱可塑性材料構成、平均纖維徑5~40μm的纖維所構成、且基重2~20g/m2的不織布施行加熱壓縮處理，則能成為在60度JIS規格(JIS Z 8741)的光澤度為3~30之範圍內、且厚度為10~40μm的不織布之加熱壓縮處理條件，便可適用與後述對不織布與極細纖維之複合品所施加的加熱壓縮處理相同之條件。
關於複合品的加熱壓縮處理方法，係在一邊對複合品加熱而使纖維軟化，並使部分熔解，且一邊施加壓力而薄型化的方法之前提下，關於其種類並無特別的限制，可列舉例如熱壓合、熱層壓等方法。
圖1所示係未含極細纖維的不織布單獨時，在60度JIS規格的光澤度、與短路率及初期放電電容量間之關係。如圖1所示，得知在60度JIS規格的光澤度直到15~23時均維持較高的初期放電電容量，但隨著光澤度較23高，初期放電電容量會逐漸降低。其理由係藉由施行更強烈的熱處理，熔融的纖維會增加，導致不織布全體的薄膜狀部分變大。薄膜狀部分的多寡，與光澤度有比例關係。且，由於該薄膜部分不會穿透離子，因初期放電電容量會降低。
另一方面，若從短路率的觀點來看，在60度JIS規格的光澤度若達27以上則短路率為0%，但隨著光澤度較27低，短路率亦會隨之增加，若光澤度較15低，則短路率會大幅增加。
本發明中，針對短路率達5成以上的不織布，亦可藉由複合化平均纖維徑1μm以下的聚烯烴製極細纖維並施行加熱壓縮處理，而獲得 薄型、且電極間不易出現短路的高安全性鋰離子二次電池用隔離片。
圖2所示係未含極細纖維的不織布單獨時在60度JIS規格之光澤度、以及使極細纖維與不織布組合時的初期充放電電容量、短路率關係。設為未含極細纖維的不織布單獨的光澤度之理由，係如前述，當含有極細纖維時，因極細纖維會使光散射，導致無法測定原本不織布纖維的光澤度。在含有極細纖維的複合不織布，初期放電電容量係依照複合前的不織布光澤度而決定。藉由與極細纖維組合，便可使短路率50%的光澤度15之不織布的短路率成為0%。又，亦可使短路率100%的光澤度10以下之不織布的短路率成為0%，便可使用作為隔離片。
因此，極細纖維與不織布組合時的最佳光澤度範圍並不會因短路率而受影響，而是由初期充放電電容量規範。即便係光澤度30的不織布亦可使用，但最佳係初期充放電電容量不會降低的光澤度20以下之區域，且就強度面的觀點而言較理想係光澤度達3以上。
本發明中，對不織布與極細纖維的複合品所施行之加熱壓縮處理，當由不織布單獨施行加熱壓縮處理時，便依在60度JIS規格(JIS Z 8741)的光澤度成為3~30的範圍實施，但重要的係將光澤度設為30以下。較佳係25以下、更理想係20以下。關於下限，經加熱壓縮後的光澤度仍小的情況，表示纖維未因加熱壓縮而熔接，會有強度的問題。因此，較理想係光澤度達3以上。此處，雖設為未含極細纖維之不織布單獨的光澤度，其理由係於測定光澤度時，在含有極細纖維的情況下，極細纖維會使光散射，而導致無法測定原本不織布纖維的光澤度(對初期充放電特性的影響)之緣故。
光澤度係利用加熱壓縮處理時的溫度與壓力而可適當 調整。通常，提升加熱壓縮處理溫度時便降低壓力，而降低加熱壓縮處理溫度時便提高壓力等，可藉此施行調整。例如，當所使用之熱可塑性材料的熔點較低時，降低加熱壓縮處理溫度便可獲得既定光澤度。
本發明中，加熱壓縮處理溫度係依照構成不織布的熱可塑性材料種類而適當決定，通常係100~300℃之範圍，當熱可塑性材料為聚烯烴時較佳係100~160℃。當使用複合纖維時，較佳係僅有應熱熔接的成分會熔解，而其他成分不會熔解的溫度範圍。又，壓力係0.5~3MPa、較佳係1~1.5MPa，此時亦必需使經加熱壓縮處理後的不織布厚度不會超過10~40μm之範圍。此時，必需考慮不織布與極細纖維的熔點差，俾使極細纖維不會熔解。
作為本發明之隔離片所使用之加熱壓縮處理後的複合不織布的厚度，係依照加熱壓縮處理前的複合不織布之纖維徑或厚度、以及加熱壓縮處理條件而變化，但必需設為40μm以下。關於較40μm厚者，由於不適合作為隔離片，因而無法使用。再者，較佳係30μm以下、更佳係25μm以下。另一方面，若加熱壓縮處理後的積層體的厚度過薄，由於強度或操作性亦會出現問題，因而必需達10μm以上、較佳係15μm以上。
加熱壓縮處理後的複合不織布之空孔率，係可依照所使用之纖維的種類、加熱壓縮處理條件等而適當調整，較佳係設為30~80%、更佳係50~80%、進而更佳係60~80%。空孔率較高的隔離片之電池特性較良好。
如上述所獲得的本發明之複合不織布，藉由纖維一部分熔接，便可提升積層體的強度，且纖維間的孔徑較小。由該複合不織布構成的本發明之鋰離子二次電池用隔離片，藉由將不織布與極細纖 維複合化而使纖維間的孔徑縮小，因而變為較薄，且儘管高空隙率但電極間仍不易出現短路，俾可提高安全性。
其次，針對具備有本發明之隔離片的鋰離子二次電池進行說明。
鋰離子二次電池係具備有：負極、正極、隔離片、溶劑及非水系電解質。隔離片係除了使用本發明之隔離片之外，尚可使用鋰離子二次電池通常可使用的任何物。
正極及負極一般係由活性物質、與黏結活性物質之黏合劑聚合物及集電體構成，在提升電極導電率之目的下，亦可添加導電助劑。
此處，正極活性物質係可列舉各種含鋰之過渡金屬氧化物，惟並非特別限定於此，只要任何屬於所謂的4V級鋰離子二次電池所使用的活性物質便可使用，可列舉主要由含鋰之過渡金屬氧化物構成者，作為含鋰之過渡金屬氧化物之例係可列舉：LiCoO2、LiNiO2、LiNiCoO2、LiMn2O4等。
負極活性物質係可使用主要由可摻雜/無摻雜鋰離子的碳材料構成者。此處，碳材料係可列舉將聚丙烯腈、酚樹脂、酚醛清漆樹脂、纖維素等有機高分子施行燒結而成者，或人造石墨、天然石墨。
又，正極較佳係含有導電助劑，可較佳地使用人造石墨、碳黑(乙炔黑)、鎳粉末等。另一方面，負極中雖不需要導電助劑，但亦可含有。
黏合劑聚合物係可使用：聚偏二氟乙烯(PVDF)；或偏二氟乙烯、與六氟丙烯(HFP)或全氟甲基乙烯醚(PFMV)及四氟乙烯的共 聚合體等PVDF系共聚合體樹脂；聚四氟乙烯、氟橡膠等氟樹脂；苯乙烯-丁二烯共聚合體、苯乙烯-丙烯腈共聚合體等烴系聚合物；或羧甲基纖維素、聚醯亞胺樹脂等，惟並不僅侷限於該等。又，該等係可單獨使用、亦可混合2種以上。
關於集電體，正極係使用耐氧化性優異的材料，而負極係使用耐還原性優異的材料。具體而言，正極集電體係可列舉鋁、不銹鋼等，而負極集電體係可列舉銅、鎳、不銹鋼。又，關於形狀係可採用箔狀、篩網狀物。特佳係正極集電體使用鋁箔、而負極集電體使用銅箔。
活性物質、黏合劑聚合物、導電助劑的調配比，係相對於活性物質100質量份，較佳為黏合劑聚合物3~30質量份的範圍，在含有導電助劑的情況下，只要設定在10質量份以下的範圍便可。
鋰離子二次電池所使用的非水系電解質係可使用鋰鹽溶解於溶劑中的電解液。所使用的溶劑係在鋰離子二次電池一般所使用之碳數10以下的極性有機溶劑之前提下，並無特別的限定，可列舉例如：碳酸丙烯酯、碳酸伸乙酯、丁烯碳酸酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、1,2-二甲氧乙烷、1,2-二乙氧乙烷、γ-丁內酯、環丁碸、乙腈等、或該等的混合物。
上述溶解於溶劑中的鋰鹽係可列舉：過氯酸鋰、六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、六氟砷酸鋰、三氟磺酸鋰、全氟甲基磺醯亞胺鋰、全氟乙基磺醯亞胺鋰等。又，該等亦可混合。所溶解的鋰鹽濃度較佳係使用0.2~2M/L之範圍。
具備有本發明之隔離片的鋰離子電池之製造方法並無特別的限定，亦可採用任何公知的鋰離子二次電池之製造方法。
具體而言，一般係通過本發明之隔離片將由正極與負極接合的接合體裝入外裝殼內，注入非水系電解質後，藉由密封而製造的方法。此處，非水系電解質的注入較佳係採取真空注入法，惟並非特別限定於此。又，在裝入外裝殼內之前，亦可使該接合體含潤非水系電解液。
外裝殼係由鋁積層薄膜構成的包裝殼之所謂薄膜外裝電池，較佳係電極與隔離片接著而呈一體化。
隔離片與電極的接著主要係利用熱壓接法實施，此方法可依未含非水系電解質的乾燥狀態實施，亦可依含有非水系電解質的潤濕狀態實施。又，當隔離片與電極的接著性良好時，亦可不經由熱壓接步驟而製造電池。
依此方式所獲得之鋰離子二次電池的形狀並無特別的限定，可為如圓筒形、方型的扁平型及鈕釦型等任何形狀。
外裝殼係可列舉由鐵罐、鋁罐、鋁積層薄膜構成之包裝殼，但並非特別限定於該等。
[實施例]
以下，針對本發明利用實施例進行更具體的說明，惟本發明並不受該等實施例的任何限定。又，實施例中的各數值係依照下述方法求取。
(1)纖維之平均徑：
所獲得之纖維的集合體表面利用掃描式電子顯微鏡(日立製作所股份有限公司製SU-1500)進行拍攝(倍率7000倍)。隨機選取所獲得之照片10張，並測定照片內的所有纖維徑，求取10張照片中所含的全部纖維徑之平均值，並設為纖維的平均徑。
(2)光澤度計：
不織布在60度的光澤度係利用光澤度計(日本電色工業股份有限公司製PG-IIM)進行測定。針對不織布的TD方向、MD方向分別隨機測定5個地方，將合計10處的測定平均值設為不織布的光澤度。
<正極之製作>
將鈷酸鋰(LiCoO2)粉末25.5g、乙炔黑1.5g、PVDF(3g)、及N-甲基-吡咯啶酮(NMP)27g混合呈均勻狀態，而製作正極劑糊膏。將所獲得之糊膏塗佈於厚度20μm鋁箔上並使乾燥。將其沖孔為直徑15mm後，施行壓合而獲得正極。
<負極之製作>
將人造石墨15g、乙炔黑0.16g、PVDF(0.8g)、及N-甲基-吡咯啶酮(NMP)11.2g，塗佈於厚度20μm銅箔上並使乾燥。將其沖孔為直徑15mm後，施行壓合便獲得負極。
<非水系電解液之製備>
電解液係在將碳酸伸乙酯(EC)與碳酸二甲酯(DMC)依3：7體積比進行調製的混合溶劑中，依電解質濃度成為1.2M/L的方式添加六氟磷酸鋰(LiPF6)並使溶解。
[實施例1]
(積層體隔離片A1之製作)
將平均纖維徑15μm的芯鞘型纖維(芯：聚丙烯、鞘：聚乙烯)、與 平均纖維徑5μm的纖維素纖維，依90：10重量比利用濕式抄紙法進行抄紙，而獲得膜厚20μm、基重4g/m2的不織布a。在不織布a之上，積層有相對於不織布a之重量為等倍量的平均纖維徑1μm之聚丙烯製極細纖維，並依135℃、1MPa施行加熱壓縮處理(熱層壓法)，而製作積層體隔離片A1。隔離片A1的厚度係22μm、基重係8g/m2。再者，不織布a單獨依135℃、1MPa施行加熱壓縮處理時，在60度JIS規格(JIS Z 8741)的光澤度係4。
具備有隔離片A1的鋰離子二次電池之短路率係0%，初期放電電容量亦是140mAh/g的極高值。
[實施例2]
(積層體隔離片A2之製作)
在不織布a之上，積層有相對於不織布a之重量為1/2倍量的平均纖維徑1μm之聚丙烯製極細纖維，並依135℃、1MPa施行加熱壓縮處理(熱層壓法)，而製作積層體隔離片A2。隔離片A2的厚度係22μm、基重係6g/m2。
具備有隔離片A2的鋰離子二次電池之短路率係0%，初期放電電容量亦是140mAh/g的極高值。
[實施例3]
(積層體隔離片B1之製作)
將平均纖維徑15μm的芯鞘型纖維(芯：聚丙烯、鞘：聚乙烯)、與平均纖維徑5μm的纖維素纖維，依85：15重量比利用濕式抄紙法進行抄紙，而獲得膜厚30μm、基重6g/m2的不織布b。在不織布b之上， 積層有相對於不織布b之重量為1/3倍量的平均纖維徑1μm之聚丙烯製極細纖維，並依135℃、1.5MPa施行加熱壓縮處理(熱層壓法)，而製作積層體隔離片B1。隔離片B1的厚度係24μm、基重係8g/m2。再者，不織布b單獨依135℃、1.5MPa施行加熱壓縮處理時，在60度JIS規格(JIS Z 8741)的光澤度係11。
具備有隔離片B1的鋰離子二次電池之短路率係0%，初期放電電容量亦是140mAh/g的極高值。
[實施例4]
(積層體隔離片C1之製作)
將平均纖維徑15μm的芯鞘型纖維(芯：聚丙烯、鞘：聚乙烯)、與平均纖維徑5μm的纖維素纖維，依85：15重量比利用濕式抄紙法進行抄紙，而獲得膜厚34μm、基重8g/m2的不織布c。在不織布c之上，積層有相對於不織布c之重量為1/3倍量的平均纖維徑1μm之聚丙烯製極細纖維，並依135℃、1.5MPa施行加熱壓縮處理(熱層壓法)，而製作積層體隔離片C1。隔離片C1的厚度係25μm、基重係11g/m2。再者，不織布c單獨依135℃、1.5MPa施行加熱壓縮處理時，在60度JIS規格(JIS Z 8741)的光澤度係15。
具備有隔離片C1的鋰離子二次電池之短路率係0%，初期放電電容量亦是140mAh/g的極高值。
[比較例1]
(單層隔離片a1之製作)
對不織布a依135℃、1MPa施行加熱壓縮處理(熱層壓法)，而製 作厚度18μm、基重4g/m2、在60度JIS規格(JIS Z 8741)的光澤度4之單層隔離片a1。
具備有隔離片a1的鋰離子二次電池之短路率係100%，不適合作為隔離片。
[比較例2]
(單層隔離片b1之製作)
對不織布b依135℃、1.5MPa施行加熱壓縮處理(熱層壓法)，而製作厚度22μm、基重6g/m2、在60度JIS規格(JIS Z 8741)的光澤度11之單層隔離片b1。
具備有隔離片b1的鋰離子二次電池之短路率係100%，不適合作為隔離片。
[比較例3]
(單層隔離片c1之製作)
對不織布c依135℃、1.5MPa施行加熱壓縮處理(熱層壓法)，而製作厚度23μm、基重8g/m2、在60度JIS規格(JIS Z 8741)的光澤度15之單層隔離片c1。
具備有隔離片c1的鋰離子二次電池之短路率係50%。
[比較例4]
(積層體隔離片A3之製作)
在不織布a之上，積層有相對於不織布a之重量為1/6倍量的平均纖維徑1μm之聚丙烯製極細纖維，並依135℃、1MPa施行加熱壓縮處 理(熱層壓法)，而製作積層體隔離片A3。隔離片A3的厚度係22μm、基重係5g/m2。
具備有隔離片A3的鋰離子二次電池之短路率係100%，不適合作為隔離片。
<電池之製作、電池試驗>
將在60度JIS規格(JIS Z 8741)的光澤度不同、且加熱壓縮處理後的不織布使用作為隔離片，製作2032型硬幣型電池(分別N=5)。電池評價係依截止電壓4.15V施行定電流(0.1C)/定電壓充電。將未含極細纖維的不織布單獨在60度JIS規格(JIS Z 8741)的光澤度、與電池短路率及電池初期放電電容量間之關係，示於圖1。將未含極細纖維的不織布單獨在60度JIS規格(JIS Z 8741)的光澤度、及使極細纖維與不織布複合的複合不織布之短路率及電池初期充放電電容量間之關係，示於圖2。

Claims (5)

  1. 一種鋰離子二次電池用隔離片，其係由下述複合體所構成：由熱可塑性材料形成、且平均纖維徑5~40μm之纖維構成、且基重2~20g/m2的不織布，與相對於不織布依重量計為1/5~3倍量且平均纖維徑1μm以下的極細纖維，所構成的複合體；該複合體係當僅對不織布施行加熱壓縮處理時，在其60度下JIS規格(JIS Z 8741)的光澤度為3~30之範圍內，且依厚度成為10~40μm的條件施行加熱壓縮處理，而形成厚度10~40μm。
  2. 如申請專利範圍第1項之鋰離子二次電池用隔離片，其中，熱可塑性材料係從聚烯烴、聚酯、聚醯胺、聚醯亞胺、聚丙烯腈、及聚乙烯醇所構成之群組中選擇至少1種的熱可塑性材料。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之鋰離子二次電池用隔離片，其中，不織布係以熱可塑性材料為鞘成分的芯鞘型複合纖維、或由該芯鞘型複合纖維與熱可塑性材料所構成的其他纖維構成。
  4. 如申請專利範圍第3項之鋰離子二次電池用隔離片，其中，芯鞘型複合纖維的芯成分係聚丙烯，鞘成分係聚乙烯。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之鋰離子二次電池用隔離片，其中，加熱壓縮處理係在100~300℃、0.5~3MPa的條件下實施。
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