WO2013180073A1 - 非水系電池用セパレータ及び非水系電池 - Google Patents

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separator
fibers
sheet
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早川友浩
川井弘之
林英男
神戸光一
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株式会社クラレ
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Definitions

  • the present invention relates to a battery separator useful as a constituent material of a non-aqueous battery and a non-aqueous battery including the same.
  • the non-aqueous battery is also referred to as a non-aqueous electrolyte battery and is a battery that does not use water as an electrolytic solution, such as a lithium ion secondary battery.
  • the non-aqueous battery includes both a primary battery and a secondary battery.
  • non-aqueous batteries such as lithium batteries (lithium primary batteries) and lithium ion secondary batteries have been attracting attention as power sources that are lightweight, have high electromotive force, and high energy in order to cope with cordless electronic devices.
  • cylindrical lithium secondary batteries and the like are produced in large quantities because they are used in mobile phones, notebook computers, and the like, and their production volume is increasing year by year.
  • non-aqueous batteries are attracting attention as energy sources for next-generation electric vehicles, and there is an increasing demand for higher output by further suppressing electric resistance.
  • Separator performance requires strength properties (tensile strength, puncture strength, etc.), while it is required to be thin and breathable (porous, ion permeable). It is difficult to satisfy all of the above properties in a balanced manner, such as a paper made of only recycled paper and a paper formed only from a regenerated cellulose beating raw material, such as an increase in thickness in order to satisfy strength properties.
  • the present inventors have recognized that it is a problem to be solved to obtain a fiber sheet that is used as a separator for a non-aqueous battery and that is thin but has excellent strength properties and air permeability. As a result of intensive studies, the present invention has been achieved.
  • a polyvinyl alcohol fiber (fiber A) having a hot water dissolution temperature lower than 100 ° C. and higher than 85 ° C. is blended in an amount of 30% by mass or more (based on 100% by mass of the fiber sheet).
  • a separator for a non-aqueous battery comprising a formed fiber sheet.
  • the separator is preferably a non-aqueous battery separator made of a fiber sheet in which the fiber A is further blended with a polyvinyl alcohol fiber (fiber B) having a hot water dissolution temperature of less than 80 ° C.
  • the separator is for a non-aqueous battery composed of a fiber sheet formed by adding glass fibers to the fibers A or the fibers A and B.
  • the glass fiber is a crushed glass fiber having a maximum fiber diameter of 30 ⁇ m or less and an average fiber diameter of 0.1 to 1.0 ⁇ m.
  • the glass fiber is 20 to 50% by mass (based on 100% by mass of the fiber sheet).
  • a non-aqueous battery separator made of a fiber sheet formed by blending.
  • the thickness of the separator is 9 to 30 ⁇ m
  • the density is 0.6 to 1.0 g / cm 3
  • the strength in the longitudinal direction (MD direction of the fiber sheet) is 0. It is preferable that it is 6 kg / 15 mm or more.
  • the pulverized glass fiber is preferably a physically pulverized glass fiber, and the pulverized glass fiber is preferably a wet pulverized glass fiber.
  • the separator is for a nonaqueous battery comprising a fiber sheet formed by adding cellulose fibers to the fibers A or the fibers A and B.
  • the cellulose fiber is preferably a beaten product of organic solvent-based cellulose fiber or natural cellulose fiber.
  • the separator is preferably a non-aqueous battery separator that satisfies the following requirements (1) and (2).
  • the thickness of the separator is in the range of 5 to 30 ⁇ m.
  • the second configuration of the present invention is a nonaqueous battery comprising the separator for nonaqueous batteries described above.
  • the non-aqueous battery separator has 30% by mass or more of polyvinyl alcohol fiber (fiber A) having a hot water dissolution temperature lower than 100 ° C. and higher than 85 ° C. (based on 100% by mass of the fiber sheet). And a fiber sheet formed by blending to form a fiber sheet in which adhesion occurs at the fiber intersection while maintaining the fiber form.
  • fiber A polyvinyl alcohol fiber
  • fiber sheet formed by blending to form a fiber sheet in which adhesion occurs at the fiber intersection while maintaining the fiber form.
  • the thickness can be reduced while retaining the strength properties of the fibers, but on the other hand, the presence of voids between the fibers provides air permeability (ion permeability), and a fiber sheet with low resistance can be obtained. This is extremely effective as a separator.
  • the fiber B exhibits a binder function, and the fiber Adhesion at the intersection can be made stronger.
  • the fiber A or the fiber A and the fiber B are mixed with 20 to 50% by mass (based on 100% by mass of the fiber sheet) of glass fiber, particularly crushed glass fiber having a specific fiber diameter.
  • the separator formed by adding the glass fiber described above has the following three requirements, so that the thickness / density and mechanical strength are balanced.
  • Separator thickness is 9-30 ⁇ m 2.
  • Density is 0.6 to 1.0 g / cm 3 3.
  • Separator's longitudinal strength (kg / 15mm) is 0.6kg / 15mm or more
  • a fibrillated fiber is added, and the fiber sheet is joined by entanglement.
  • the flexibility of the sheet can be increased, and an appropriate shielding property can be given to the sheet.
  • the thickness of the separator is in the range of 5 to 30 ⁇ m. 2. Separator longitudinal strength (kg / 15 mm) / thickness ( ⁇ m)> 0.05
  • the non-aqueous battery obtained by mounting the separator according to the first configuration of the present invention having the above characteristics reduces the resistance by reducing the distance between the electrodes as the separator becomes thinner, and reduces the thickness of the separator.
  • the increase in capacity of the battery can be expected by increasing the number of positive and negative electrodes.
  • the fiber sheet constituting the non-aqueous battery separator of the present invention is formed by blending 30% by mass or more of polyvinyl alcohol fiber (fiber A) having a hot water dissolution temperature lower than 100 ° C. and higher than 85 ° C. There is a need.
  • the hot water dissolution temperature is lower than 100 ° C.
  • the fiber contains moisture when the fiber sheet is formed by a wet method (sheet forming method using a paper machine or the like), while maintaining the fiber structure during heating and drying. Bonding occurs on the fiber surface at the fiber intersection, and sheet formation can be performed.
  • the hot water dissolution temperature is 100 ° C.
  • the fiber surface is stable, and bonding between the fibers does not occur at the fiber intersection at the time of heating and drying, so that fiber sheet formation becomes difficult.
  • the hot water dissolution temperature is 85 ° C. or less
  • the polyvinyl alcohol is dissolved at the time of heating and drying after the fiber sheet is formed, making it difficult to form the fiber sheet.
  • a fiber sheet using a polyvinyl alcohol fiber having a hot water dissolution temperature lower than 98 ° C. and higher than 90 ° C. may be formed.
  • the hot water dissolution temperature is lower than 100 ° C., and is characterized by performing sheet formation using a polyvinyl alcohol fiber (fiber A) higher than 85 ° C.
  • the polyvinyl alcohol fiber is In addition to being a main fiber for sheet formation, it also functions as a binder fiber.
  • a polyvinyl alcohol fiber having a hot water dissolution temperature lower than 100 ° C. and higher than 85 ° C. can be obtained from a vinyl alcohol polymer having an average polymerization degree of 1000 to 5000 and a saponification degree of 95 mol% or more.
  • the vinyl alcohol-based polymer may be copolymerized with other copolymerization components within a range not inhibiting the hot water solubility, but from the viewpoint of fiber-forming property and mechanical properties of the formed fiber,
  • the copolymerization amount is preferably 20 mol% or less, particularly preferably 10 mol% or less.
  • the polyvinyl alcohol fiber need not be composed of only a vinyl alcohol polymer, and may contain other polymers. Of course, it may be a composite spun fiber or a mixed spun fiber (sea island fiber) with another polymer. In the present invention, since the polyvinyl alcohol fiber is desired to have high strength, it is preferably a polyvinyl alcohol fiber containing 80% by weight or more of a vinyl alcohol polymer.
  • the fiber formation method may be any of a wet method (a salt bath, an alkali bath, an organic solvent bath), a dry method, and a dry and wet method, and after spinning, further heat drawing (wet heat drawing, dry heat drawing), heat setting, etc. It is carried out, and a polyvinyl alcohol fiber having a hot water dissolution temperature lower than 100 ° C. and higher than 85 ° C. can be obtained by adjusting the hot draw ratio, the heat setting temperature and the like. Also, it is marketed under the trade name “VN20200” by Kuraray Co., Ltd.
  • the single fiber fineness of the fiber is 3.3 dtex or less, preferably 1.1 dtex or less, more preferably 0.8 dtex or less from the viewpoint of separation properties and thinning, and suppresses increase in papermaking properties and internal pressure. To 0.01 dtex or more, more preferably 0.1 dtex or more.
  • the fiber length may be appropriately set according to the single fiber fineness, but the fiber length is preferably from 0.5 to 10 mm, particularly preferably from 1 to 5 mm from the viewpoint of papermaking properties.
  • the hot water dissolution temperature is 80, which has binder performance (capability of dissolving the fiber A by heating during and after forming the fiber sheet by a wet method).
  • the addition of a polyvinyl alcohol fiber (fiber B) (also referred to as polyvinyl alcohol / binder fiber) of less than 0 ° C. is preferable in terms of enhancing the function of the fiber sheet by further strengthening the adhesion between the fibers.
  • the hot water dissolution temperature of the polyvinyl alcohol / binder fiber suitable for this is preferably higher than 60 ° C. and lower than 80 ° C., more preferably 70 ° C. to 80 ° C.
  • a fiber composed of a polyvinyl alcohol polymer having an average degree of polymerization of about 500 to 3000 and a saponification degree of 95 to 99 mol% is preferably used.
  • it may be a composite spun fiber or a mixed spun fiber (sea island fiber) with another polymer.
  • polyvinyl alcohol fiber containing 30% by weight or more, preferably 50% by weight or more, more preferably 80% by weight or more of a vinyl alcohol polymer.
  • Polyvinyl alcohol binder fiber has the above hot water dissolution temperature by reducing the degree of heat stretching and heat setting compared to fiber A after fiber formation in the same manner as fiber A.
  • Fibers can be formed.
  • the fineness is preferably from about 0.01 to 3 dtex, more preferably from 0.1 to 2.5 dtex, and the fiber length is from 1 to 2 in terms of water dispersibility, adhesion to other components, pore size, and the like. It is preferably about 5 mm.
  • Polyvinyl alcohol binder fibers are commercially available from Kuraray Co., Ltd. under the trade names “VPB101” and “VPB041”.
  • the blending amount is preferably 3 to 20% by mass with respect to the mass of the fiber sheet.
  • the fiber B is less than 3% by mass, the required binder effect is not sufficiently exhibited.
  • the fiber B exceeds 20% by mass, air gaps between fibers are blocked, resulting in a decrease in air permeability.
  • Glass fiber In the present invention, it is preferable to add a glass fiber to the fiber A or the fiber A and the fiber B to form a fiber sheet.
  • the glass fiber is not particularly limited.
  • a fiber sheet is prepared by blending 20 to 50% by mass of pulverized glass fiber having a maximum fiber diameter of 30 ⁇ m or less and an average fiber diameter of 0.1 to 1.0 ⁇ m. Preferably formed.
  • the maximum diameter of the glass fiber is larger than 30 ⁇ m, it is not preferable for thinning the leaf more than a certain level.
  • it is 20 ⁇ m or less, more preferably 10 ⁇ m or less.
  • the glass fiber when the average fiber diameter of the glass fiber is less than 0.1 ⁇ m, the glass fiber is likely to fall out from the net when the fiber sheet is prepared, and the yield tends to be deteriorated. As a result, the pore size becomes large, and it becomes difficult to obtain sufficient shielding properties as a battery separator.
  • the thickness is preferably 0.2 to 0.8 ⁇ m, more preferably 0.3 to 0.7 ⁇ m.
  • the freeness after the glass fiber pulverization treatment is preferably 100 ml or more, more preferably 200 ml or more. If it is less than 100 ml, pulverization is insufficient.
  • the shielding property of the separator tends to be deteriorated, and when it exceeds 50% by mass, the strength of the separator tends to be lowered.
  • the amount is preferably 25 to 45% by mass, more preferably 30 to 40% by mass.
  • the glass fiber used for the fiber sheet of the present invention is not particularly limited, but is preferably obtained by pulverizing commercially available glass fiber having a fiber diameter of 0.1 to 1.0 ⁇ m, and the fiber diameter included as a shot is 30 ⁇ m or more. It is preferred to remove the fibers.
  • a pulverization method a physical pulverization method, for example, a pulverization method in a container filled with spherical ceramics, a pulverization method using a rotating blade, a mixer method, or a refiner method in which discs are rubbed and crushed are used.
  • a wet pulverization method in which a slurry is used is more preferable.
  • a step of removing fibers having a fiber diameter of 30 ⁇ m or more included as a shot by centrifugation before or after treatment or before and after treatment may be included.
  • Cellulose fiber The fiber sheet of the present invention may be formed by adding cellulosic fibers.
  • Cellulose fibers include organic solvent-based cellulose fibers obtained by dissolving cellulose in an organic solvent such as aminoxoxide and spinning, natural cellulose fibers such as various wood pulps and cotton linters, and their mercels.
  • Can include chemicals and beatings.
  • a beaten product of organic solvent-based cellulose fibers and a beaten product of natural cellulose are desirable because a fiber sheet having a network structure can be formed by the presence of fibrillated fibers.
  • the present invention by adding the above cellulose fibers to the fibers to which the fibers A and further fibers B are added, entanglement of the fibers by fibrillation is introduced into the fiber sheet, so that there is flexibility, A sheet having a shielding property can be obtained.
  • paper formed only of cellulosic fibers has been used as a battery separator.
  • the main component of the fiber constituting the separator is a specific polyvinyl alcohol fiber, so that the balance of mechanical properties, thickness, air permeability, resistance, etc.
  • Cellulosic fibers added to the fiber sheet are preferably contained in the fiber sheet in an amount of less than 70% by mass, more preferably 60% by mass, and even more preferably less than 50% by mass.
  • the cellulosic fibers used preferably have a fineness of 0.5 dtex to 2.0 dtex and a fiber length of 1 mm to 5 mm.
  • the beating degree is preferably 100 ml or less, more preferably 50 ml or less. .
  • the separator of the present invention can be formed by using the above-mentioned fiber A, preferably by adding fiber B, and further adding glass fiber or cellulosic fiber, for example, a wet nonwoven fabric.
  • the manufacturing method is not particularly limited.
  • a desired wet nonwoven fabric can be efficiently produced by using a general wet paper machine.
  • Examples of nets used include round nets, short nets, and long nets. These nets can be used alone to form a single layer, or a combination of paper nets can be combined into multiple layers. good. It is preferable to make multiple layers of paper from the viewpoint of obtaining paper with uniform and excellent electrical properties without any unevenness. Especially, double-layered paper is used with a short net-circular paper machine.
  • the desired non-aqueous battery separator is obtained by making paper with a wet paper machine and then drying with a Yankee type dryer or the like. Of course, after the heat drying, a hot press process or the like can be further performed as necessary. Furthermore, it is also possible to improve electrolyte solution absorptivity by performing hydrophilic treatment, such as surfactant treatment.
  • the thickness of the separator is preferably in the range of 5 to 30 ⁇ m when the separator is formed by adding cellulose fibers to the fibers A or the fibers A and B, and the separator
  • the ratio of the longitudinal tensile strength (kg / 15 mm) of the fiber sheet to the thickness ( ⁇ m) preferably satisfies the following formula. According to the present invention, this condition is set as shown in the following examples. A satisfactory separator can be obtained.
  • the thickness of the separator is preferably in the range of 9 to 30 ⁇ m, and the density is It is preferable to be within the range of 0.6 to 1.0 g / cm 3 , and the longitudinal tensile strength (kg / 15 mm) of the separator is 0.6 or more necessary for process passability during battery assembly.
  • the longitudinal tensile strength (kg / 15 mm) after immersion in the electrolyte is preferably 0.04 or more, and if it is less than that, the impact on the battery Or the shape of the separator cannot be maintained due to vibration. According to the present invention, as shown in the following examples, a separator that satisfies this condition can be obtained.
  • a non-aqueous battery using the separator of the present invention includes a positive electrode, a negative electrode, a non-aqueous electrolyte, and the above separator.
  • the shape of the non-aqueous battery of the present invention is not particularly limited, and can take various shapes such as a coin shape, a button shape, a paper shape, a cylindrical shape, and a square shape.
  • fluorinated graphite (CF x ), MnO 2 , V 2 O 5 , SOCl 2 , SO 2 , FeS 2 , CuO, CuS, and the like are preferable.
  • Graphitized graphite and MnO 2 are preferable.
  • metal oxides such as V 2 O 5 and Nb 2 O 5 , Li (1-X) NiO 2 , Li (1-X) MnO 2 , Li (1-X) Mn 2 O 4 , Li Examples thereof include conductive polymers such as lithium-containing composite oxides such as (1-X) CoO 2 and Li (1-X) FeO 2 and polyanionic lithium transition metal compounds such as LiFePO 4 .
  • X represents a number from 0 to 1.
  • Li (1-X) CoO 2 , Li (1-X) NiO 2 , Li (1-X) MnO having a layered structure or a spinel structure 2 is preferable, and LiCoO 2 , LiNiO 2 , and LiMn 2 O 4 are particularly preferable.
  • the negative electrode like the positive electrode, can occlude and release alkali metal ions such as lithium and sodium, and alkaline earth metal ions such as calcium, and can absorb and release the same kind of metal ions as the positive electrode at a lower potential than the combined positive electrode.
  • Those having such characteristics include lithium metal, carbonaceous material (artificial graphite, natural graphite, non-graphitizable carbon material, graphitizable low-temperature calcined carbon material, etc.), lithium titanate, iron sulfide, cobalt oxide, lithium aluminum alloy, Examples include tin oxide.
  • an active material in which the operating potential of the negative electrode is nobler than 0.5 V with respect to the potential of metallic lithium is desirable.
  • the lithium metal precipitation reaction during overcharge or overvoltage charge can be suppressed, and higher safety can be realized.
  • lithium titanate is most desirable as the negative electrode active material.
  • a mixture of two or more negative electrode active materials can be used. Various shapes such as flakes, fibers, and spheres are possible.
  • Electrode Solvents used for the electrolyte include ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), dimethyl carbonate (DMC), methyl ethyl carbonate (MEC), diethyl carbonate (DEC), ⁇ -butyrolactone (BL), acetonitrile (AN) , Ethyl acetate (EA), toluene, xylene or methyl acetate (MA).
  • EC ethylene carbonate
  • PC propylene carbonate
  • DMC dimethyl carbonate
  • MEC methyl ethyl carbonate
  • DEC diethyl carbonate
  • BL ⁇ -butyrolactone
  • AN acetonitrile
  • EA Ethyl acetate
  • MA toluene
  • MA methyl acetate
  • alkali metal salts contained in the electrolyte include lithium perchlorate, lithium hexafluorophosphate, lithium tetrafluoroborate, lithium hexafluoroarsenate, lithium trifluoromethylsulfonate, lithium bistrifluoromethylsulfonylimide.
  • a lithium salt such as bispentafluoroethylsulfonylimide lithium can be used.
  • An ionic liquid can also be used as the electrolyte.
  • a battery having excellent rate characteristics, charge / discharge cycle characteristics, pulse discharge characteristics, and the like can be formed by using cyclic / chain carbonates, lactones, and the like.
  • ionic liquids that do not volatilize the solvent components, and that do not ignite.
  • it consists of an ionic liquid and an alkali metal salt.
  • the above-described positive electrode, separator and negative electrode are laminated to constitute an electrode group, and the nonaqueous electrolyte is held in this and accommodated in a container to form a battery.
  • the test sample is a 5 cm long tow of polyvinyl alcohol fiber with a weight of 0.9 gf / 500 dtex attached.
  • the sample is suspended in 500 cc of water (20 ° C.), and the temperature is increased at a rate of 1 ° C./min.
  • the temperature when the fiber was melted was defined as the hot water dissolution temperature.
  • ⁇ Maximum fiber diameter ⁇ m> Ten glass fibers were photographed with a scanning electron microscope (“S-510” manufactured by Hitachi, Ltd.) at a magnification of 5000 times, and the glass fiber having the maximum diameter among the ten photographed locations was taken as the maximum fiber diameter.
  • ⁇ Tensile strength> The tensile strength in the machine direction of the fiber sheet was measured according to JIS P8113 “Testing method for tensile strength of paper and paperboard”.
  • ⁇ Strong piercing> The measurement was performed using a KES-G5 handy compression tester (manufactured by Kato Tech Co., Ltd.). The sample was fixed in a circle having a diameter of 10 mm, a penetration test was performed using a needle having a diameter of 1 mm and R of 0.5 mm, and the pressure strength (g) at that time was measured.
  • Example 1 Hot water dissolution temperature 95 ° C, fineness 0.3 dtex, fiber length 2 mm mm polyvinyl alcohol (PVA) fiber (non-FA fiber) (Kuraray Co., Ltd., trade name “VN20200”) (component fiber 1), hot water dissolution Polyvinyl alcohol fiber having a temperature of 72 ° C., a fineness of 1.1 dtex, and a fiber length of 3 mm (trade name “VPB101” manufactured by Kuraray Co., Ltd.) (constituent fiber 2), 1.7 dtex, a solvent-spun cellulose fiber having a fiber length of 3 mm (Lentining) Manufactured product name “Tencel”) with a pulper and fiber riser to adjust fibrillated 10 ml of CSF (component fiber 3), 50% component fiber 1, 15% component fiber 2, component fiber 3 Was mixed at a compounding ratio (mass%) of 35% to prepare a slurry, paper was made using a round net paper machine, and a
  • Example 3 Using the same constituent fiber 1, constituent fiber 2, and constituent fiber 3 as in Example 1, the constituent fiber 1 is mixed at a blending ratio of 50%, the constituent fiber 2 is 15%, and the constituent fiber 3 is 35%. Then, the paper is made in the same manner as in Example 1. After the paper making, the paper is dried with a dryer and then processed with a hot press to obtain a sheet having a basis weight of 10.1 g / m 2 , a thickness of 25 ⁇ m and a density of 0.40 g / m 3 . Produced. The thickness was adjusted by adjusting the clearance of the hot press machine.
  • Comparative Example 2 Using acetate fiber (constituent fiber 1) having a fineness of 1.1 and a fiber length of 3 mm, and the same constituent fiber 2 and constituent fiber 3 as in Example 1, constituent fiber 1 is 50%, constituent fiber 2 is 15% and constituent Fiber 3 was blended at a blending ratio of 35% to prepare a slurry, and paper was made using a round net paper machine. After making the paper, it was dried with a dryer and then processed with a hot press to produce a sheet having a basis weight of 8 g / m 2 , a thickness of 20 ⁇ m, and a density of 0.40 g / m 3 .
  • Example 3 When used in Example 1, a polyvinyl alcohol fiber (FA fiber, manufactured by Kuraray Co., Ltd., trade name “VN30200”) having a hot water dissolution temperature of 100 ° C. or higher, a fineness of 0.3 dtex, and a fiber length of 2 mm was used. Using the same constituent fiber 2 and constituent fiber 3, the constituent fiber 1 is mixed at a blending ratio of 50%, the constituent fiber 2 is 15%, and the constituent fiber 3 is 35%, and the slurry is adjusted.
  • F fiber polyvinyl alcohol fiber
  • Example 4 Except for changing the beating degree of the constituent fiber 3 from 10 ml of Example 1 to 50 ml, using the same constituent fiber 1 and constituent fiber 2 as used in Example 1, the constituent fiber 1 is 20%, and the constituent fiber 2 is 15 %, Constituting fiber 3 is blended at a blending ratio of 65%, slurry is prepared, paper is made with a round net paper machine, dried with a dryer after paper making, and processed with a hot press machine to have a basis weight of 10.3 g / A sheet having a thickness of m 2 , a thickness of 13 ⁇ m, and a density of 0.79 g / m 3 was produced.
  • Example 5 Using the constituent fiber 2 used in Example 1 and the constituent fiber 3 having a beating degree of 50 ml, the constituent fiber 2 was blended at a blending ratio of 15% and the constituent fiber 3 was 85% to prepare a slurry. Then, paper is made using a round net paper machine, dried with a dryer after paper making, and then processed with a hot press to produce a sheet having a basis weight of 10.3 g / m 2 , a thickness of 13 ⁇ m, and a density of 0.79 g / m 3. did.
  • Composition using polyvinyl alcohol fiber (non-FA-modified fiber) (component fiber 1) having a hot water solubility of 80 ° C., a fineness of 0.4 dtex, and a fiber length of 4 mm, and the same component fiber 2 and component fiber 3 as in Example 1
  • the fiber 1 was mixed at 50%, the component fiber 2 at 15%, and the component fiber 3 at a compounding ratio of 35%, the slurry was adjusted, paper was made using a round net paper machine, and dried with a dryer after paper making.
  • a sheet could not be formed by dissolving polyvinyl alcohol in constituent fiber 1 and constituent fiber 2.
  • Table 1 For the sheets of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 6, the specifications of the fibers constituting the sheets are shown in Table 1, and the sheet performance (tensile strength, puncture strength, air permeability, resistance value, tensile strength / thickness) Table 2 shows the ratio.
  • Table 3 shows the results of measuring the strength of the sheets of Example 1 and Comparative Example 4 after storage by impregnation with the electrolyte.
  • a cellulose fiber (constituent fiber 3) and a polyvinyl alcohol binder fiber (constituent fiber 2) are blended with polyvinyl alcohol fiber (constituent fiber 1) (blending amount: 50%) having a hot water dissolution temperature of 95 ° C.
  • a sheet (separator) having excellent strength properties per thickness and excellent air permeability was obtained (Example 1).
  • the beating degree of the cellulose fiber is increased (10 ⁇ 50 ml)
  • the blending ratio is increased from 35 ⁇ 45%, and the blending ratio of the constituent fiber 1 is decreased from 50% to 40%, it is a feature of the present invention.
  • Example 2 Example 2
  • Example 3 A sheet formed in the same manner as in Example 1 and a bulky sheet reduces the strength / thickness ratio, but maintains the strength itself and increases the air permeability (Example 3).
  • Example 4 With a sheet formed using the same constituent fibers as in Example 1 and having a reduced thickness, a sheet with high air permeability was obtained while maintaining the strength properties (Example 4).
  • Example 4 When a polyethylene film is used for the separator, the strength properties are excellent, but the disadvantage is that the air permeability is very low (Comparative Example 1).
  • PVA polyvinyl alcohol
  • VN20200 non-FA fiber
  • component fiber 1
  • component fiber 3 (With a maximum fiber diameter of 6 ⁇ m is used) (component fiber 3), component fiber 1 is 40%, component fiber 2 is 20%, Synthetic fiber 3 is mixed at a blending ratio (mass%) of 40% to prepare a slurry, paper is made using a round net paper machine, dried with a dryer (dryer temperature 130 ° C.) after paper making, and then hot press machine The sheet was processed at a processing temperature of 200 ° C. and a linear pressure of 100 kgf / cm to produce a sheet having a basis weight of 10.3 g / m 2 , a thickness of 15 ⁇ m, and a density of 0.69 g / m 3 .
  • Example 6 Except for changing the blending amount of the constituent fiber 3 from 40% of Example 5 to 30%, using the constituent fibers 1 to 3 similar to those of Example 5, the constituent fiber 1 is 50%, the constituent fiber 2 is 20%, The constituent fibers 3 were mixed at a blending ratio of 30% to prepare a slurry, and the paper was made in the same manner as in Example 5, dried with a dryer after paper making, and processed with a hot press machine, with a basis weight of 9.8 g / m 2 , A sheet having a thickness of 15 ⁇ m and a density of 0.65 g / m 3 was produced.
  • Example 7 Mixing at the same mixing ratio as Example 5 except that the constituent fiber 3 is glass fiber (product name “B-02-F” (average fiber diameter 0.46 ⁇ m), manufacturer name: Lauscha Fiber International Corporation)
  • the slurry was prepared, and paper was made in the same manner as in Example 5.
  • the paper was dried with a dryer and then processed with a hot press machine.
  • the basis weight was 10.1 g / m 2
  • the thickness was 15 ⁇ m
  • the density was 0.67 g / m 3.
  • a sheet of was prepared. The thickness was adjusted by adjusting the clearance of the hot press machine.
  • Example 8 Using constituent fiber 1, constituent fiber 2 and constituent fiber 3 similar to those in Example 5, mixing at the same blending ratio as in Example 5, adjusting the slurry, making paper as in Example 5, and after paper making A sheet having a basis weight of 14.9 g / m 2 , a thickness of 20 ⁇ m, and a density of 0.75 g / m 3 was prepared by drying with a dryer and changing the linear pressure during processing with a hot press to 40 kgf / cm.
  • Example 9 The composition ratio is the same as in Example 5 except that glass fiber of the product name “B-15-F” (average fiber diameter: 1.4 ⁇ m) and manufacturer name: Lauscha Fiber International Corporation is used as the constituent fiber 3.
  • the mixture was mixed to prepare a slurry, and paper was made in the same manner as in Example 5. After paper making, the paper was dried with a dryer and then processed with a hot press machine. The basis weight was 9.7 g / m 2 , the thickness was 15 ⁇ m, the density was 0.65 g / A sheet of m 3 was produced.
  • Example 10 Except for changing the blending amount of the constituent fiber 3 from 40% of Example 5 to 10%, using the constituent fibers 1 to 3 as in Example 5, the constituent fiber 1 is 70% and the constituent fiber 2 is 20%.
  • the constituent fibers 3 were mixed at a blending rate of 10% to prepare a slurry, and the paper was made in the same manner as in Example 5, dried with a dryer after paper making, and processed with a hot press machine to have a basis weight of 10.8 g / m 2 , thickness A sheet having a thickness of 15 ⁇ m and a density of 0.72 g / m 3 was produced.
  • Example 7 When used in Example 5 with a hot water dissolution temperature of 100 ° C. or higher, a fineness of 0.3 dtex, and a fiber length of 2 mm, a polyvinyl alcohol fiber (FA fiber) (manufactured by Kuraray Co., Ltd., trade name “VN30200”) (component fiber 1). Using the same constituent fiber 2 and constituent fiber 3, the constituent fiber 1 is mixed at a compounding ratio of 40%, the constituent fiber 2 is 20%, and the constituent fiber 3 is 40%, and the slurry is adjusted.
  • F fiber polyvinyl alcohol fiber
  • constituent fiber 1 is the same as Example 5, and constituent fiber 1 is 20% and constituent fiber 2 is 20%.
  • the slurry was prepared by mixing the fibers 3 at a blending ratio of 60%, and in the same manner as in Example 5, paper making, drying with a dryer after paper making, and processing with a hot press machine, weight per unit area 10.6 g / m 2 , thickness A sheet having a density of 15 ⁇ m and a density of 0.71 g / m 3 was produced.
  • the specifications of the constituent fibers constituting the sheets are shown in Table 4, and the sheet performance (tensile strength, puncture strength, air permeability, resistance value, tensile strength / thickness) Table 5 shows the ratio.
  • Table 6 shows the results of measuring the strength of the sheets of Example 5 and Example 9 after storage with the electrolyte solution impregnated.
  • Polyvinyl alcohol binder fiber (constituent fiber 2) (blending amount: 20%) is blended with polyvinyl alcohol fiber (constituent fiber 1) (blending amount: 40%) having a hot water melting temperature of 95 ° C., and A sheet formed by adding glass fibers (constituent fiber 3) (compounding amount: 40%) having an average fiber diameter of 0.33 ⁇ m and a maximum fiber diameter of 6 ⁇ m, is excellent in strength properties and excellent in air permeability (separator) Moreover, compared with the strength before impregnation with the electrolytic solution, the decrease in strength after storage with the electrolytic solution was the same as that in Example 1 in which the blending amount of polyvinyl alcohol was the same (Example 5).
  • Example 6 Even if the blending amount of the constituent fiber 1 is increased from 40% to 50% and the blending amount of the constituent fiber 3 is lowered from 40% to 30% in Example 5, the characteristics of the present invention (strength properties and ventilation) (Example 6). (3) In the sheet formed in the same manner as in Example 5 except that the average fiber diameter of the constituent fibers 3 is 0.46 ⁇ m, strength and air permeability are maintained (Example 7). (4) In the sheet formed by using the same constituent fibers as in Example 5 and increasing the basis weight and thickness, the strength properties are improved (Example 8). (5) As the constituent fiber 3, a preferred sheet can be obtained even with a fiber sheet containing 40% glass fiber having an average fiber diameter of 1.4 ⁇ m (Example 9).
  • the separator for a non-aqueous battery of the present invention can achieve a reduction in thickness of the separator, and the non-aqueous battery can be provided with the separator so that performance can be improved. .

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Abstract

　強度的性質を維持しながら、通気性を有し、かつ厚さの薄い、非水系電池用セパレータおよびかかるセパレータを具備する非水系電池を提供する。前記セパレータは、熱水溶解温度が１００℃よりも低く、８５℃よりも高いポリビニルアルコール系繊維を３０質量％以上（繊維シート１００質量％に対して）配合して形成された繊維シートからなる。

Description

非水系電池用セパレータ及び非水系電池 関連出願
　本出願は、２０１２年５月２８日出願の特願２０１２－１２１１１３および２０１２年９月２６日出願の特願２０１２－２１１６０３の優先権を主張するものであり、その全体を参照により本願の一部をなすものとして引用する。
　本発明は、非水系電池の構成材料として有用な電池用セパレータ及びこれを具備する非水系電池に関する。
　非水系電池とは、非水電解質電池とも称され、電解液として水を使用しない電池であり、例えばリチウムイオン二次電池などがある。本発明において、非水系電池は一次電池および二次電池の両者を包含する。
　近年、電子機器のコードレス化に対応するため、軽量で高起電力、高エネルギーが得られる電源として、リチウム電池（リチウム一次電池）やリチウムイオン二次電池等の非水系電池が注目を集めている。例えば、円筒形リチウム二次電池などは、携帯電話やノート型パソコン等に用いられるため大量に生産されており、その生産量は年々増加している。さらに、非水系電池は、次世代の電気自動車用のエネルギー源としても注目され、更なる電気抵抗抑制による高出力化の要求も高くなっている。
　この非水系電池の電解質液としては、後述するような有機溶剤に、ＬｉＰＦ６、ＬｉＣＦ３ＳＯ３，ＬｉＣｌＯ、ＬｉＢＦ４等を電解質として溶解したものが知られているが、短絡や正・負極等の誤接続により異常電流が流れた場合、これに伴って電池温度が著しく上昇する場合があるので、このような温度上昇の事態が発生した場合、セパレータの一部が溶融するようにして短絡や誤接続を防ぐ試みがなされている（例えば、特許文献１参照）。
　また、従来、非水系電池用のセパレータを構成する材料として耐熱性と耐久性があり、さらに極細化が可能なガラス繊維や叩解可能な再生セルロースの使用が検討されているが、ガラス繊維は自己接着性がなく繊維同士の絡みによる強度も期待できないため、強度不足を各種バインダーによって改善することが検討されている（例えば、特許文献２～５参照）。また、再生セルロースについては、叩解を進めることにより強度を得ることができるが、他の性能とのバランスについて検討がなされている（例えば、特許文献６～７）。
国際公開２０１１／０３３９７５号パンフレット 特開昭５９－０１４２６０号公報 特開平８－０３１４２９号公報 特開平１０－２８４０３８号公報 特許第４９２２６６４号公報 特許３６６１１０４号公報 特開平１０－２２３１９６号公報
　セパレータ性能としては、強度的性質（引張強力、突刺強力など）が要求される一方では、厚さが薄く、そして通気性(多孔性、イオン透過性)を有することが要求されるが、ガラス繊維を使用した紙や再生セルロース叩解原料のみから形成された紙では、強度的性質を満足させるために厚さが大きくなるなど、上記の特性をすべてバランスよく満足させることは困難である。
　本発明者らは、非水系電池用のセパレータとして用いられる、厚さが薄い一方で、強度的性質に優れ、しかも、通気性のある繊維シートを得ることを解決すべき課題であると認識して、鋭意検討を行った結果、本発明に到達した。
　本発明第1の構成は、熱水溶解温度が１００℃よりも低く、８５℃よりも高いポリビニルアルコール系繊維（繊維Ａ）を３０質量％以上（繊維シート１００質量％に対して）配合して形成された繊維シートからなる非水系電池用セパレータである。
　上記のセパレータにおいて、前記繊維Ａに、熱水溶解温度が８０℃未満のポリビニルアルコール系繊維（繊維Ｂ）がさらに配合された繊維シートからなる非水系電池用セパレータであることが好ましい。
　前記繊維Ａまたは前記繊維Ａと繊維Ｂに、ガラス繊維が加えられて形成された繊維シートからなる非水系電池用セパレータであることが好ましい。
　前記ガラス繊維は、最大繊維径が３０μｍ以下で平均繊維径が０．１～１．０μｍの粉砕処理されたガラス繊維であり、該ガラス繊維を２０～５０質量％（繊維シート１００質量％に対して）配合して形成された繊維シートからなる非水系電池用セパレータであることが好ましい。
　前記ガラス繊維が加えられた非水系電池用セパレータにおいて、前記セパレータの厚さが９～３０μｍ、密度が０．６～１．０ｇ／ｃｍ３、縦方向（繊維シートのＭＤ方向）の強力が０．６ｋｇ／１５ｍｍ以上であることが好ましい。
　前記粉砕処理されたガラス繊維は、物理的に粉砕処理されたガラス繊維であることが好ましく、また、前記粉砕処理されたガラス繊維は、湿式粉砕処理されたガラス繊維であることが好ましい。
　前記繊維Ａまたは前記繊維Ａと繊維Ｂに、セルロース繊維が加えられて形成された繊維シートからなる非水系電池用セパレータであることが好ましい。
　前記セルロース繊維が、有機溶剤系セルロース繊維または天然セルロース繊維の叩解物であることが好ましい。
　前記セルロース繊維が加えられた非水系電池用セパレータにおいて、前記セパレータは、下記の要件（１）および（２）を満たす非水系電池用セパレータであることが好ましい。
１．セパレータの厚さが５～３０μｍの範囲内にあること。
２．セパレータの縦方向強度（ｋｇ／１５ｍｍ）／厚さ（μｍ）＞０．０５
　本発明第２の構成は、前記記載の非水系電池用セパレータを具備してなる非水系電池である。
　なお、請求の範囲および／または明細書に開示された少なくとも２つの構成要素のどのような組合せも、本発明に含まれる。特に、請求の範囲に記載された請求項の２つ以上のどのような組合せも本発明に含まれる。
　本発明によれば、非水系電池用セパレータが、熱水溶解温度が１００℃よりも低く、８５℃よりも高いポリビニルアルコール系繊維（繊維Ａ）を３０質量％以上（繊維シート１００質量％に対して）配合して形成された繊維シートからなることにより、繊維形態を維持しながら、繊維交点では接着が生じている繊維シートを形成することができる。これにより、繊維が保有している強度的性質を保有しながら厚さを薄くできる一方では、繊維間の空隙の存在により通気性（イオン通過性）があり、抵抗の低い繊維シートを得ることができ、このものは、セパレータとして極めて有効なものである。
　さらに、前記繊維（Ａ）に、前記繊維（Ａ）よりも水中溶解温度の低いポリビニルアルコール系繊維（繊維Ｂ）を加えてシート形成を行うことにより、繊維Ｂがバインダー機能を発揮して、繊維交点における接着をより強固にすることができる。
　さらに、前記繊維Ａまたは前記繊維Ａと繊維Ｂに、ガラス繊維、とくに特定の繊維径を有する粉砕処理されたガラス繊維を２０～５０質量％（繊維シート１００質量％に対して）配合してシート形成を行うことにより、非水系電池用セパレータは、強度的性質に優れ、しかも、セパレータの遮蔽性と薄葉化が達成される。
　さらに、前記のガラス繊維が加えられて形成されたセパレータは、下記の三つの要件を備えることにより、厚さ・密度と機械的強度がバランスしたものとなる。
　１．セパレータの厚さが９～３０μｍ
　２．密度が０．６～１．０ｇ／ｃｍ３
　３．セパレータの縦方向の強力（ｋｇ／１５ｍｍ）が０．６ｋｇ／１５ｍｍ以上
　また、繊維Ａまたは繊維Ａと繊維Ｂに、セルロース系繊維、とくに叩解したセルロース系を加えてシート形成を行うことにより、フィブリル化した繊維が加わり、繊維シートに絡み合いによる接合が加わることにより、シートの柔軟性が増加し、シートに適度な遮蔽性を与えることができる。
　前記のセルロース系繊維を加えたセパレータにおいて、下記の二つの要件を備えることにより、厚さと機械的強度がバランスしたものとなる。
　１．セパレータの厚さが５～３０μｍの範囲内にあること。
　２．セパレータの縦方向強度（ｋｇ／１５ｍｍ）／厚さ（μｍ）＞０．０５
　前記の特性を有する本発明第1の構成に係るセパレータを装着することにより得られる非水系電池は、セパレータが薄くなることにより極間距離が減少して低抵抗化し、かつ、セパレータの薄型化により正極・負極が増やせることによる電池の高容量化が期待できる。
　（繊維シート）
　本発明の非水系電池用セパレータを構成する繊維シートは、熱水溶解温度が１００℃よりも低く、８５℃よりも高いポリビニルアルコール系繊維(繊維Ａ)を３０質量％以上配合して形成される必要がある。熱水溶解温度が１００℃よりも低いと、繊維シート形成を湿式法（抄紙機などを用いるシート成形法）で行う際に繊維が水分を含むことにより、加熱乾燥時に繊維構造を維持しながら、繊維交点において繊維表面で接合が生じて、シート形成をすることができる。熱水溶解温度が１００℃以上であると、繊維表面が安定していて、加熱乾燥時において繊維交点において繊維間に接合が生じないので、繊維シート形成が困難となる。一方、熱水溶解温度が８５℃以下であると、繊維シート形成後の加熱乾燥時においてポリビニルアルコールが溶解して、繊維シートの形成が困難となる。好ましくは、熱水溶解温度が９８℃よりも低く、９０℃よりも高いポリビニルアルコール系繊維を使用する繊維シートを形成するのがよい。
　本発明では、熱水溶解温度が１００℃よりも低く、８５℃よりも高いポリビニルアルコール系繊維(繊維Ａ)を用いてシート形成を行うことが特徴であり、この場合、ポリビニルアルコール系繊維は、シート形成の主体繊維であるだけでなく、バインダー繊維としての機能も有する。
　（繊維Ａ）
　本発明において、熱水溶解温度が１００℃よりも低く、８５℃よりも高いポリビニルアルコール系繊維は、平均重合度１０００～５０００、ケン化度９５モル％以上のビニルアルコール系ポリマーから得ることができる。上記の熱水溶解性を阻害しない範囲内で、該ビニルアルコール系ポリマーは他の共重合成分により共重合されていてもよいが、繊維形成性、形成された繊維の機械的性質の点から、共重合量は２０モル％以下、特に１０モル％以下であるのが好ましい。また、ホルマール化（ＦＡ化）などのアセタール化等の処理または架橋処理が施されていないことが、繊維シート形成時の繊維間接着性を保持する点で望ましい。なお、該ポリビニルアルコール系繊維は、ビニルアルコール系ポリマーのみから構成されている必要はなく、他のポリマーを含んでいても構わない。勿論、他のポリマーとの複合紡糸繊維、混合紡糸繊維（海島繊維）であっても構わない。本発明においてポリビニルアルコール系繊維は高強度であることが望まれるので、ビニルアルコール系ポリマーを８０重量％以上含むポリビニルアルコール系繊維であることが好ましい。繊維の形成方法は、湿式法（芒硝浴、アルカリ浴、有機溶剤浴）、乾式法、乾湿式法のいずれでもよく、紡糸後、さらに熱延伸（湿熱延伸、乾熱延伸）、熱固定等が行われ、熱延伸倍率、熱固定温度等を調節することにより、熱水溶解温度が１００℃よりも低く、８５℃よりも高いポリビニルアルコール系繊維を得ることができる。また、株式会社クラレにより商品名「VN２０２００」などとして市販されている。
　該繊維の単繊維繊度は、セパレート性、薄型化の点から３．３ｄｔｅｘ以下、好ましくは１．１ｄｔｅｘ以下、さらに好ましくは、０．８ｄｔｅｘ以下であり、抄紙性、内部圧力の増大を抑制する点から０．０１ｄｔｅｘ以上が好ましく、さらに好ましくは０．１ｄｔｅｘ以上である。また、繊維長は単繊維繊度に応じて適宜設定すればよいが、抄紙性等の点から繊維長０．５～１０ｍｍが好ましく、特に１～５ｍｍとするのが好ましい。
　（繊維Ｂ）
　また本発明では、上記した繊維Ａの他に、バインダー性能（湿式法で繊維シート形成時および形成後の加熱により溶解して、繊維Ａ間を接着させる性能）を有する、熱水溶解温度が８０℃未満のポリビニルアルコール系繊維(繊維Ｂ)（ポリビニルアルコール・バインダー繊維とも称する）が加えられているのが、繊維間の接着をより強固にして、繊維シートの機能を高める点で好ましい。これに適したポリビニルアルコール・バインダー繊維の熱水溶解温度としては、６０℃よりも高く、８０℃未満であることが好ましく、さらに好ましくは７０℃～８０℃である。かかる繊維Ｂは、平均重合度は５００～３０００程度、ケン化度９５～９９モル％のポリビニルアルコール系ポリマーから構成された繊維が好適に使用される。勿論、他のポリマーとの複合紡糸繊維、混合紡糸繊維（海島繊維）であっても構わない。電解液吸液性、機械的性能等の点からはビニルアルコール系ポリマーを３０重量％以上、好ましくは５０重量％以上、さらに好ましくは８０重量％以上含むポリビニルアルコール繊維を用いることが好ましい。
　ポリビニルアルコール・バインダー繊維は、上記繊維Ａと同様に繊維形成を行った後、繊維Ａに比して熱延伸・熱固定の度合いを小さくすることにより、上記の熱水溶解温度を有するポリビニルアルコール系繊維を形成することができる。繊度は、水分散性、他成分との接着性、ポアサイズ等の点から０．０１～３ｄｔｅｘ程度であるのが好ましく、０．１～２．５ｄｔｅｘであるのがより好ましく、繊維長は１～５ｍｍ程度であるのが好ましい。ポリビニルアルコール・バインダー繊維は、株式会社クラレにより商品名「ＶＰＢ１０１」、「ＶＰＢ０４１」などとして市販されている。
　本発明の非水系電池用セパレータに、繊維Ｂをバインダー成分として加える場合には、その配合量は繊維シートの質量に対して３～２０質量％が好ましい。繊維Ｂが３質量％未満であると、必要なバインダー効果の発現が不十分であり、２０質量％を超える場合には、繊維間の空隙を塞ぐため、通気度を減少させる結果となり好ましくない。
　（ガラス繊維）
　本発明において、前記の繊維Ａまたは繊維Ａと繊維Ｂに、ガラス繊維を加えて繊維シートを形成するのが好ましい。ガラス繊維としては、特に限定されないが、なかでも最大繊維径が３０μｍ以下で、平均繊維径が０．１～１．０μｍの粉砕処理されたガラス繊維を２０～５０質量％配合して繊維シートを形成するのが好ましい。
　ガラス繊維の最大径が３０μｍよりも大きいと、一定以上の薄葉化をする上で好ましくない。好ましくは、２０μｍ以下、さらに好ましくは１０μｍ以下である。
　また、前記ガラス繊維の平均繊維径が０．１μｍ未満であると細かすぎて繊維シート作成時に抄き網からガラス繊維が抜け落ちてしまい歩留まりが悪くなる傾向があり、１．０μｍよりも大きいとセパレータのポアサイズが大きくなり電池用のセパレータとして十分な遮蔽性が得られにくくなる。好ましくは０．２～０．８μｍ、より好ましくは０．３～０．７μｍである。
　また、ガラス繊維の粉砕処理後の濾水度は、１００ｍｌ以上、より好ましくは、２００ｍｌ以上であることが好ましい。１００ｍｌ未満であると粉砕が不十分である。
　さらに前記ガラス繊維の配合量が２０質量％より少ないと、セパレータの遮蔽性が悪くなる傾向にあり、５０質量％よりも多いと、セパレータの強度が低下する傾向にある。好ましくは２５～４５質量％、より好ましくは３０～４０質量％である。
　本発明の繊維シートに用いるガラス繊維は、特に限定されないが、市販の繊維径０．１～１．０μｍのガラス繊維を粉砕処理することにより得るのが好ましく、ショットとして含まれる繊維径３０μｍ以上の繊維を除去するのが好ましい。
　粉砕処理方法としては物理的な粉砕方法、例えば、球状のセラミック等を充填した容器内で粉砕処理するミル方式、回転するブレードにより粉砕するミキサー方式、ディスク間の摺り合わせ粉砕するリファイナー方式などによる粉砕方法が挙げられ、より好ましくはスラリー状で処理する湿式粉砕処理方法が好適である。処理前もしくは処理後、或いは処理前後に遠心法でのショットとして含まれる繊維径３０μｍ以上の繊維を除去する工程を入れても構わない。
　（セルロース系繊維）
　本発明の繊維シートを、セルロース系繊維を加えて形成してもよい。セルロース繊維としては、セルロースをアミノキサイドなどの有機溶剤に溶解して紡糸して得られる有機溶剤系のセルロース繊維、再生セルロース繊維、各種の木材パルプやコットンリンターなどの天然セルロース繊維、それらのマーセル化物、叩解物などをあげることができる。とくに、有機溶剤系のセルロース繊維の叩解物、天然セルロースの叩解物が、フィブリル化した繊維の存在により網状構造を有する繊維シートを形成することができるので望ましい。
　本発明においては、繊維A、さらには繊維Bが加えられた繊維に、上記のセルロース繊維が加えられることにより、繊維シート中にフィブリル化による繊維の絡み合いが導入されるので、柔軟性があり、遮蔽性のあるシートを得ることができる。
　従来、セルロース系繊維のみにより形成された紙が電池セパレータとして用いられているが、所定の強度的性質を得るように、緻密なシートを形成すると通気性が低くなるという問題を有していた。これに対して、本発明では、セパレータを構成する繊維の主体を特定のポリビニルアルコール系繊維とすることにより、機械的性質、厚さ、通気性・抵抗等のバランスを取りながら、さらに、セルロース系繊維を加えることにより、シートに柔軟性と遮蔽性を与えて、より優れたセパレータを形成することができる。繊維シートに加えるセルロース系繊維としては、繊維シート中に７０質量％未満、より好ましくは、６０質量％、さらに好ましくは５０質量％未満含まれるのが好ましい。また、用いられるセルロース系繊維は、繊度が０．５ｄｔｅｘ～２．0ｄｔｅｘ、繊維長が１ｍｍ～５ｍｍの範囲にあるのが好ましく、叩解度は、１００ｍｌ以下、より好ましくは５０ｍｌ以下であるのが好ましい。
　(繊維シート形成)
　本発明のセパレータは、上記の繊維Ａを用いて、好ましくは、繊維Ｂ、さらには、ガラス繊維またはセルロース系繊維を加えて、例えば湿式不織布とすることにより形成することができるが、その湿式不織布の製造方法は特に限定されない。例えば一般の湿式抄紙機を用いることにより効率的に所望の湿式不織布を製造できる。用いる抄き網としては、円網、短網、長網等が挙げられ、これらの抄き網を単独で用いて単層としても、また抄き網の組み合わせによる複数層の抄き合せとしても良い。地合斑のない均質で電気特性に優れた紙を得る点からは複数層の抄き合せとすることが好ましく、なかでも短網－円網抄紙機にて２層抄き合せ紙とするのが好ましい。湿式抄紙機により抄き上げた後にヤンキー型乾燥機等で乾燥することで目的とする非水系電池用セパレータが得られる。勿論、加熱乾燥後、必要に応じて熱プレス加工等をさらに行うこともできる。さらには、界面活性剤処理等の親水化処理を行うことで、電解液吸液性を向上させることも可能である。
　（セパレータの特性）
　非水系電池用のセパレータとしては、セパレータを電池に取付ける加工工程を通過するに必要な引張強力[繊維シート長手(縦)方向]や、活物質等との接触に耐える突刺強力を備えている必要があり、また、イオン透過性を確保するために多孔性（通気性）のあるものがよい。そして、厚さは小さい方が所定容積に電極材料をより多く充填できることから望ましい。強度的性質と通気性、厚さとは、相反する特性であるが、本発明に係る繊維シートは、熱水溶解温度が１００℃よりも低く、８５℃よりも高いポリビニルアルコール系繊維を用いて形成することにより、繊維構造を維持しながら繊維交点において接合を生じるために、ポリビニルアルコール系繊維の有する高強度特性が生かされ、所望の性能を有する繊維シートが少ない目付で得られる。
　具体的には、セパレータの厚さは、繊維Aまたは繊維Aと繊維Bにセルロース繊維を加えてセパレータが形成された場合には、５～３０μｍの範囲内にあることが好ましく、かつ、セパレータの厚さ(μｍ)に対する繊維シートの縦方向引張強力（ｋｇ／１５ｍｍ）との比は、下記式を満足することが好ましく、本発明によれば、以下の実施例に示すように、この条件を満足するセパレータを得ることができる。
　セパレータ（繊維シート）の縦方向強度／セパレータの厚さ（μｍ）＞０．０５
　上記の式において、さらに好ましくは、＞０．１０である。
　また、上記繊維Aまたは繊維Aと繊維Bにガラス繊維を加えてセパレータが形成された場合には、具体的には、セパレータの厚さは９～３０μｍの範囲内にあることが好ましく、密度は０．６～１．０ｇ／ｃｍ３に範囲内であることが好ましく、かつ、セパレータの縦方向引張強力（ｋｇ／１５ｍｍ）は、電池組み立て時の工程通過性に必要な０．６以上であることが好ましく、一方で電池組み立て後は電極で挟まれた状態となるため電解液浸漬後での縦引張強力（ｋｇ／１５ｍｍ）は０．０４以上が好ましく、それ未満であると電池への衝撃や振動でセパレータの形状が保てなくなってしまう。本発明によれば、以下の実施例に示すように、この条件を満足するセパレータを得ることができる。
　（非水系電池）
　本発明のセパレータを用いた非水系電池は、正極、負極、非水電解液と上記のセパレータを備える。そのほか必要に応じて非水系電池の技術分野で通常使用されている他の部材を備えていてもよい。本発明の非水系電池は、その形状は特に制限されず、コイン型、ボタン型、ペーパー型、円筒型、角型等、種々の形状を取りうることができる。
　（正極）
　正極活物質としては、一次電池では、フッ化黒鉛（ＣＦＸ）、ＭｎＯ２、Ｖ２Ｏ５、ＳＯＣｌ２、ＳＯ２、ＦｅＳ２、ＣｕＯ、ＣｕＳなどが好適なものとして挙げられる、なかでもフッ化黒鉛、ＭｎＯ２が好ましい。二次電池では、Ｖ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５等の金属酸化物、Ｌｉ（１－Ｘ）ＮｉＯ２、Ｌｉ（１－Ｘ）ＭｎＯ２、Ｌｉ（１－Ｘ）Ｍｎ２Ｏ４、Ｌｉ（１－Ｘ）ＣｏＯ２、Ｌｉ（１－Ｘ）ＦｅＯ２等のリチウム含有複合酸化物、ＬｉＦｅＰＯ４などのポリアニオン系リチウム遷移金属化合物等の導電性ポリマー等があげられる。なお、この例示におけるＸは０～１の数を表す。これらの正極活物質は、単独で、または二種以上を組み合わせて用いてもよい。これらのうち、高エネルギー密度が可能であるとともに安全性にも優れるため、層状構造またはスピネル構造のＬｉ（１－Ｘ）ＣｏＯ２、Ｌｉ（１－Ｘ）ＮｉＯ２、Ｌｉ（１－Ｘ）ＭｎＯ２が好ましく、とくに、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４が好ましい。
　（負極）
　負極は、正極同様にリチウム、ナトリウム等のアルカリ金属イオン、カルシウム等のアルカリ土類金属イオンを吸蔵放出でき、組み合わせた正極よりも卑な電位で正極と同種の金属イオンを吸蔵放出しうる負極活物質を含有する。高い電池容量が得られることからリチウムイオンを吸蔵放出するものが望ましい。こうした特性を有するものとしては、リチウム金属、炭素質物（人造黒鉛、天然黒鉛、難黒鉛化炭素材料、易黒鉛化低温焼成炭素材料等）、チタン酸リチウム、硫化鉄、酸化コバルト、リチウムアルミニウム合金、スズ酸化物などが挙げられる。さらに、負極の作動電位が金属リチウムの電位に対して０．５Ｖよりも貴となる活物質が望ましい。こうした活物質を選択することにより、過充電もしくは過大電圧充電時におけるリチウム金属の析出反応を抑制することができ、より高い安全性を実現できる。この点から、負極活物質としては、チタン酸リチウムが最も望ましい。さらに、２種以上の負極活物質を混合して用いることもできる。形状としてはりん片状、繊維状、球状など各種形状のものが可能である。
（電解液）
　電解質に用いられる溶媒としては、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、γ－ブチロラクトン（ＢＬ）、アセトニトリル（ＡＮ）、酢酸エチル（ＥＡ）、トルエン、キシレンまたは酢酸メチル（ＭＡ）などを挙げることができる。また、電解質に含まれるアルカリ金属塩としては、過塩素酸リチウム、六フッ化リン酸リチウム、四フッ化ホウ酸リチウム、六フッ化砒素リチウム、トリフルオロメチルスルホン酸リチウム、ビストリフルオロメチルスルホニルイミドリチウム、ビスペンタフルオロエチルスルホニルイミドリチウムなどのリチウム塩を用いることができる。
　前記電解質には、イオン液体を用いることも可能である。使用環境が６０℃以下である場合は、環状・鎖状カーボネート類やラクトン類などを用いることでレート特性や充放電サイクル特性、パルス放電特性などに優れた電池を構成しうる。一方、使用環境の最大温度が６０℃を超える場合は、溶媒成分の揮発、さらには引火等のないイオン液体類を用いることが望ましい。この場合は、イオン液体とアルカリ金属塩からなることを特徴とする。
　上記の正極、セパレータおよび負極を積層して電極群を構成し、非水電解質がこれに保持され、容器に収納されて電池が形成される。
　本発明に係るセパレータについて実施例を示して具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例において、各物性値は以下のようにして測定した。
＜ポリビニルアルコール系繊維の熱水溶解温度℃＞
　試験長５ｃｍのポリビニルアルコール系繊維のトウに荷重０．９ｇｆ／５００ｄｔｅｘの錘を取り付けたものを試料とし、該試料を５００ｃｃの水（２０℃）中で吊るし、昇温速度１℃／分で昇温して、繊維が溶断したときの温度を熱水溶解温度とした。
＜叩解度＞[（濾水度） ＣＳＦ ml]
　ＪＩＳ Ｐ ８１２１「パルプの濾水度試験方法」に準じてカナダ標準濾水度を測定した。
＜平均繊維径　μｍ＞
　走査型電子顕微鏡（日立製作所社製「Ｓ－５１０」）により倍率５０００倍で撮影したガラス繊維の拡大写真から、無作為に２０本の繊維を選び、それらの繊維径を測定し、その平均値を平均繊維径とした。
＜最大繊維径　μｍ＞
　走査型電子顕微鏡（日立製作所社製「Ｓ－５１０」）により倍率５０００倍でガラス繊維を１０箇所撮影し、撮影した10箇所中で最大径となるガラス繊維を最大繊維径とした。
＜目付＞
　試料長さ方向より、１００×１００ｍｍの試験片を採取し、水分平衡状態の質量を測定し、１ｍ２当りに換算して求めた。
＜厚さ ｍｍ、密度 ｇ／ｃｍ３＞
　ＪＩＳ Ｐ ８１１８「紙及び板紙の厚さと密度の試験方法」に準じて測定した。
＜引張強力＞
　ＪＩＳ Ｐ８１１３「紙及び板紙の引張強さ試験方法」に準じて、繊維シートの縦方向の引張強力を測定した。
＜突刺強力＞
　ＫＥＳ－Ｇ５ハンディ圧縮試験機（カトーテック（株）製）を使用して測定を行った。サンプルをφ１０ｍｍ径の円形に固定し、径１ｍｍ、Ｒ０．５ｍｍの針を使って貫通試験を行い、その時の圧力の強さ（ｇ）を測定した。
＜通気度 ｃｃ／ｃｍ２／ｓ＞
　ＪＩＳ Ｌ １０９６ ６．２７「一般織物試験方法 通気性」に準じ、フラジール形試験機にて測定した。
＜インピーダンス（抵抗値）＞
　試料を、１モル％の四フッ化ホウ素リチウム液［キシダ化学（株）、１ｍｏｌ／Ｌ　ＬｉＢＦ４／ＥＣ（エチルカーボネート）：ＥＭＣ（エチルメチルカーボネート（３：７ｖ／ｖ％）］に２０℃、３０℃浸漬し、保液十分な状態（３０秒液切りした状態）で、測定雰囲気（２０℃×６５％）にてインピーダンス測定器［国洋電気工業（株）製：ＫＣ－５４７　ＬＣＲ　ＭＥＴＥＲ］で測定した。
＜電解液含浸保管後強力＞
　幅１５ｍｍ×長さ１７０ｍｍにカットした試料を、ＬＩＢ用電解液［キシダ化学（株）製、電解質：ＬｉＢＦ６　１ｍｏｌ／Ｌ、溶媒：ＥＣ（エチレンカーボネート）とＥＭＣ(エチレンメチルカーボネート)とを、３：７（Ｖ／Ｖ％）に配合した混合溶媒］に、グローボックス内で浸漬して、密封容器に入れ、６０℃に設定された乾燥機内で３ケ月保管し、保管後の引張強力を求めた。
　（実施例１）
　熱水溶解温度９５℃、繊度０．３ｄｔｅｘ、繊維長２ｍｍｍのポリビニルアルコール（ＰＶＡ）繊維（未ＦＡ化繊維）（株式会社クラレ製、商品名「VN２０２００」）（構成繊維１）と、熱水溶解温度７２℃、繊度１．１ｄｔｅｘ、繊維長３ｍｍのポリビニルアルコール系繊維（株式会社クラレ製、商品名「ＶＰＢ１０１」）（構成繊維２）、１．７ｄｔｅｘ、繊維長３ｍｍの溶剤紡糸セルロース繊維（レンチング社製、商品名「テンセル」）をパルパーとファイバライザにて叩解し、ＣＳＦ１０ｍｌのフィブリル化したもの（構成繊維３）を調整し、構成繊維１を５０％、構成繊維２を１５％、構成繊維３を３５％の配合率（質量％）で混合してスラリーを調整し、丸網抄紙機を用いて抄紙し、抄紙後ドライヤー（ドライヤー温度１３０℃）で乾燥し、ついで熱プレス機で処理温度２００℃、線圧１００Kgｆ／ｃｍで処理して、目付１０．３ｇ／ｍ２、厚さ１３μｍ、密度０．７９ｇ／ｍ３のシートを作製した。
　（実施例２）
　構成繊維３の叩解度を実施例１の１０ｍｌから５０ｍｌに変えるほかは、実施例１と同様の構成繊維１および構成繊維２を用いて、構成繊維１を４０％、構成繊維２を１５％および構成繊維３を４５％の配合率で混合してスラリーを調整し、実施例１と同様にして抄紙、抄紙後ドライヤーで乾燥、熱プレス機で処理して、目付９．８ｇ／ｍ２、厚さ１２μｍ、密度０．８２ｇ／ｍ３のシートを作製した。
　（実施例３）
　実施例１と同様の構成繊維１、構成繊維２および構成繊維３を用いて、構成繊維１を５０％、構成繊維２を１５％および構成繊維３を３５％の配合率で混合してスラリーを調整し、実施例1と同様にして抄紙し、抄紙後ドライヤーで乾燥、ついで熱プレス機で処理して、目付１０．１ｇ／ｍ２、厚さ２５μｍ、密度０．４０ｇ／ｍ３のシートを作製した。なお、厚さの調整は熱プレス機のクリアランスを調整して行った。
　（実施例４）
　実施例１と同様の構成繊維１、構成繊維２および構成繊維３を用いて、構成繊維１を５０％、構成繊維２を１５％および構成繊維３を３５％の配合率で混合して、スラリーを調整し、実施例１と同様に抄紙し、抄紙後ドライヤーで乾燥、熱プレス機で処理して、目付７．１ｇ／ｍ２、厚さ９μｍ、密度０．７９ｇ／ｍ３のシートを作製した。
　（比較例１）
　実施例１～４のシートの代わりに、ポリエチレンフィルム（目付９ｇ／ｍ２、厚さ２０μｍ、密度０．４５ｇ／ｃｍ３）を用いた。
　（比較例２）
　繊度１．１、繊維長３ｍｍのアセテート繊維（構成繊維１）と、実施例１におけると同じ構成繊維２および構成繊維３を用いて、構成繊維１を５０％、構成繊維２を１５％および構成繊維３を３５％の配合率で配合して、スラリーを調整し、丸網抄紙機を用いて抄紙した。抄紙後ドライヤーで乾燥し、ついで熱プレス機で処理して、目付８ｇ／ｍ２、厚さ２０μｍ、密度０．４０ｇ／ｍ３のシートを作製した。
　（比較例３）
　熱水溶解温度１００℃以上、繊度０．３ｄｔｅｘ、繊維長２ｍｍのポリビニルアルコール繊維（ＦＡ化繊維）（株式会社クラレ製、商品名「VN３０２００」）（構成繊維Ｉ）と、実施例１において用いたと同じ構成繊維２および構成繊維３とを用いて、構成繊維１を５０％、構成繊維２を１５％、構成繊維３を３５％の配合率で混合して、スラリーを調整し、丸網抄紙機を用いて抄紙し、抄紙後ドライヤーで乾燥、熱プレス機で処理して、目付１０．２ｇ／ｍ２、厚さ１５μｍ、密度０．６８ｇ／ｍ３のシートを作製した。
　（比較例４）
　構成繊維３の叩解度を実施例１の１０ｍｌから５０ｍｌに変えるほかは、実施例１で用いたのと同じ構成繊維１および構成繊維２を用い、構成繊維１を２０％、構成繊維２を１５％、構成繊維３を６５％の配合率で配合して、スラリーを調整し、丸網抄紙機を用いて抄紙し、抄紙後ドライヤーで乾燥、熱プレス機で処理して、目付１０．３ｇ／ｍ２、厚さ１３μｍ、密度０．７９ｇ／ｍ３のシートを作製した。
　（比較例５）
　実施例１で用いた構成繊維２と、叩解度を５０ｍｌとした構成繊維３とを用いて、構成繊維２を１５％、構成繊維３を８５％の配合率で配合して、スラリーを調整し、丸網抄紙機を用いて抄紙し、抄紙後ドライヤーで乾燥し、ついで熱プレス機で処理して、目付１０．３ｇ／ｍ２、厚さ１３μｍ、密度０．７９ｇ／ｍ３のシートを作製した。
　（比較例６）
　熱水溶解度８０℃、繊度０．４ｄｔｅｘ、繊維長４ｍｍのポリビニルアルコール系繊維（未ＦＡ化繊維）（構成繊維１）と、実施例１におけると同じ構成繊維２および構成繊維３を用いて、構成繊維１を５０％、構成繊維２を１５％および構成繊維３を３５％の配合率で配合して、スラリーを調整し、丸網抄紙機を用いて抄紙し、抄紙後ドライヤーで乾燥したが、構成繊維１および構成繊維２のポリビニルアルコールの溶解によりシートを形成することができなかった。
　実施例１～４および比較例１～６のシートについて、シートを構成している構繊維の仕様を表１に、シートの性能（引張強力、突刺強力、通気度、抵抗値、引張強力／厚さ比）を表２に示す。また、実施例１と比較例４のシートについて電解液含浸保管後の強力を測定した結果を表３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　（１）熱水溶解温度９５℃のポリビニルアルコール系繊維（構成繊維１）（配合量：５０％）に、セルロース繊維（構成繊維３）とポリビニルアルコール・バインダー繊維（構成繊維２）を配合して形成したシートでは、厚さ当たりの強度的性質に優れるとともに、通気度に優れたシート（セパレータ）が得られた(実施例１)。
　（２）セルロース繊維の叩解度を高くし（１０→５０ｍｌ）かつ配合率を３５→４５％と高くし、構成繊維１の配合率を５０％から４０％に低くしても、本発明の特徴（厚さあたりの強度的性質および通気度に優れている）を保持している(実施例２)。
　（３）実施例１と同様にシートを形成し、嵩高く形成したシートでは、強度／厚さ比は低下するが、強度そのものは維持され、通気度が増す（実施例３）。
　（４）実施例１と同様の構成繊維を用いて、厚みを薄くして形成したシートでは、強度的性質を維持しながら、通気度の高いシートが得られた（実施例４）。
　（５）ポリエチレンフィルムをセパレータに使用すると、強度的性質は優れているが、通気度が非常に低い点が欠点となる(比較例１)。
　（６）アセテート繊維を５０％配合した繊維シートでは、繊維間の接着が弱く、強度／厚さ比が０．０１４であり、実用レベルに達していないと判断される（比較例２）
　（７）熱水溶解度１００℃以上のポリビニルアルコール系繊維(ＦＡ化繊維)を配合して形成したシートでは、通気度は得られているが、強度的性質、強度／厚さ比において見劣りがする。（比較例３）。
　（８）熱水溶解度９５℃のポリビニルアルコール系繊維（未ＦＡ化繊維）を２０％配合し、セルロース繊維の叩解度を高めた（５０ｍｌ）場合には、通気度の点で見劣りがするとともに実施例1に比べてポリビニルアルコールの配合量が少ないためか、電解液含浸前の強力に対して電解液含浸保管後強力の低下度合いが大きい結果を示した（比較例４）。
　（９）セルロース繊維(叩解度１０ｍｌ)をポリビニルアルコール・バインダー繊維で接着させることにより形成されたシートでは、強度的性質が低く、通気度も低い結果であった(比較例５)。
　（１０）熱水溶解度８０℃以下のポリビニルアルコール系繊維が６５％を占めると、シート形成時の水分を含んだ状態での加熱処理に耐えることができなく、安定したシートの形成が困難となる(比較例６)。
　（実施例５）
　熱水溶解温度９５℃、繊度０．３ｄｔｅｘ、繊維長２ｍｍのポリビニルアルコール（ＰＶＡ）繊維（未ＦＡ化繊維）（株式会社クラレ製、商品名「ＶＮ２０２００」）（構成繊維１）と、熱水溶解温度７２℃、繊度１．１ｄｔｅｘ、繊維長３ｍｍのポリビニルアルコール系繊維（株式会社クラレ製、商品名「ＶＰＢ１０５－１」）（構成繊維２）と、ガラス繊維（製品名「Ｂ－００－Ｆ」（平均繊維径０．３３μｍ）、製造メーカー名：ラウシャファイバーインターナショナルコーポレーション、粉砕方法：アトライターＭＡ１ＳＣ型（三井三池製作所製）にφ5ｍｍのセラミックボール充填してガラス繊維１ｗｔ％スラリーを２時間処理し最大繊維径６μｍとしたものを使用）（構成繊維３）を、構成繊維１を４０％、構成繊維２を２０％、構成繊維３を４０％の配合率（質量％）で混合してスラリーを調整し、丸網抄紙機を用いて抄紙し、抄紙後ドライヤー（ドライヤー温度１３０℃）で乾燥し、ついで熱プレス機で処理温度２００℃、線圧１００ｋｇｆ／ｃｍで処理して、目付１０．３ｇ／ｍ2、厚さ１５μｍ、密度０．６９ｇ／ｍ3のシートを作製した。
　（実施例６）
　構成繊維３の配合量を実施例５の４０％から３０％に変えるほかは、実施例５と同様の構成繊維１～３を用いて、構成繊維１を５０％、構成繊維２を２０％、構成繊維３を３０％、の配合率で混合してスラリーを調整し、実施例５と同様にして抄紙、抄紙後ドライヤーで乾燥、熱プレス機で処理して、目付９．８ｇ／ｍ2、厚さ１５μｍ、密度０．６５ｇ／ｍ3のシートを作製した。
　（実施例７）
　構成繊維３をガラス繊維（製品名「Ｂ－０２－Ｆ」（平均繊維径０．４６μｍ）、製造メーカー名：ラウシャファイバーインターナショナルコーポレーション）とする以外は実施例５と同様の配合比率で混合してスラリーを調整し、実施例５と同様にして抄紙し、抄紙後ドライヤーで乾燥、ついで熱プレス機で処理して、目付１０．１ｇ／ｍ2、厚さ１５μｍ、密度０．６７ｇ／ｍ3のシートを作製した。なお、厚さの調整は熱プレス機のクリアランスを調整して行った。
　（実施例８）
　実施例５と同様の構成繊維１、構成繊維２および構成繊維３を用いて、実施例５と同様の配合比率で混合して、スラリーを調整し、実施例５と同様に抄紙し、抄紙後ドライヤーで乾燥、熱プレス機で処理時の線圧を４０ｋｇｆ／ｃｍに変更して、目付１４．９ｇ／ｍ2、厚さ２０μｍ、密度０．７５ｇ／ｍ3のシートを作製した。
　（実施例９）
　構成繊維３として製品名「Ｂ－１５－Ｆ」（平均繊維径1．４μｍ）、製造メーカー名：ラウシャファイバーインターナショナルコーポレーション）のガラス繊維を用いること以外は、実施例５と同様の配合比率で混合してスラリーを調整し、実施例５と同様にして抄紙し、抄紙後ドライヤーで乾燥、ついで熱プレス機で処理して、目付９．７ｇ／ｍ2、厚さ１５μｍ、密度０．６５ｇ／ｍ3のシートを作製した。
　（実施例１０）
　構成繊維３の配合量を実施例５の４０％から１０％に変えるほかは、実施例５と同様の構成繊維１～３を用いて、構成繊維１を７０％および構成繊維２を２０％、構成繊維３を１０％の配合率で混合してスラリーを調整し、実施例５と同様にして抄紙、抄紙後ドライヤーで乾燥、熱プレス機で処理して、目付１０．８ｇ／ｍ2、厚さ１５μｍ、密度０．７２ｇ／ｍ3のシートを作製した。
　（比較例７）
　熱水溶解温度１００℃以上、繊度０．３ｄｔｅｘ、繊維長２ｍｍのポリビニルアルコール繊維（ＦＡ化繊維）（株式会社クラレ製、商品名「VN３０２００」）（構成繊維１）と、実施例５において用いたと同じ構成繊維２および構成繊維３とを用いて、構成繊維１を４０％、構成繊維２を２０％、構成繊維３を４０％の配合率で混合して、スラリーを調整し、丸網抄紙機を用いて抄紙し、抄紙後ドライヤーで乾燥、熱プレス機で処理して、目付１０．４ｇ／ｍ2、厚さ１５μｍ、密度０．６９ｇ／ｍ3のシートを作製した。
　（比較例８）
　構成繊維３の配合量を実施例５の４０％から６０％に変えるほかは、実施例５と同様の構成繊維１～３を用いて構成繊維１を２０％、構成繊維２を２０％、構成繊維３を６０％の配合率で混合してスラリーを調整し、実施例５と同様にして抄紙、抄紙後ドライヤーで乾燥、熱プレス機で処理して、目付１０．６ｇ／ｍ2、厚さ１５μｍ、密度０．７１ｇ／ｍ3のシートを作製した。
　実施例５～１０および比較例７～８のシートについて、シートを構成している構成繊維の仕様を表４に、シートの性能（引張強力、突刺強力、通気度、抵抗値、引張強力／厚さ比）を表５に示す。実施例５と実施例９のシートについて電解液含浸保管後の強力を測定した結果を表６に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　（１）熱水溶解温度９５℃のポリビニルアルコール系繊維（構成繊維１）（配合量：４０％）に、ポリビニルアルコール・バインダー繊維（構成繊維２）（配合量：２０％）を配合し、さらに平均繊維径０．３３μｍ、最大繊維径６μｍのガラス繊維（構成繊維３）（配合量：４０％）を加えて形成したシートでは、強度的性質に優れるとともに、通気度に優れたシート（セパレータ）が得られ、また、電解液含浸前の強力に比べて電解液含浸保管後強力の低下程度は、ポリビニルアルコールの配合量が同程度の実施例１と同程度であった(実施例５)。
　（２）構成繊維１の配合量を４０％から５０％に増やし、構成繊維３の配合量を実施例５の４０％から３０％に低くしても、本発明の特徴（強度的性質および通気度に優れている）を保持している(実施例６)。
　（３）構成繊維３の平均繊維径を０．４６μｍとした以外は実施例５と同様に形成したシートでは、強度および通気度が維持される（実施例７）。
　（４）実施例５と同様の構成繊維を用いて、目付、厚みを厚くして形成したシートでは、強度的性質が向上する（実施例８）。
　（５）構成繊維３として、平均繊維径が１．４μｍのガラス繊維を４０％配合した繊維シートでも、好ましいシートが得られる（実施例９）。
　（６）構成繊維１の配合量を７０％に増やし、構成繊維３の配合量を実施例５の４０％から１０％に変えることにより形成されたシートでは、通気度が高くなるが、セパレータとして使用可能である（実施例１０）。
　（７）熱水溶解度１００℃以上のポリビニルアルコール系繊維(ＦＡ化繊維)を配合して形成したシートでは、通気度は得られているが、強度的性質において見劣りがする（比較例７）。
　（８）熱水溶解度９５℃のポリビニルアルコール系繊維（未ＦＡ化繊維）〔構成繊維I〕を２０％配合した場合には、通気度の点で見劣りがする（比較例８）。
　本発明の非水系電池用セパレータによりセパレータの薄型化を達成することができ、非水系電池がかかる該セパレータを具備することにより性能の向上を図ることができるので、産業上の利用可能性がある。
　以上のとおり、実施例を示しながら、本発明を具体的に説明したが、当業者であれば本明細書を見て、自明な範囲内で種々の変更および修正を容易に想定するであろう。したがって、そのような変更および修正は、特許請求の範囲から定まる発明の範囲内のものと解釈される。

Claims (11)

  1. 　熱水溶解温度が１００℃よりも低く、８５℃よりも高いポリビニルアルコール系繊維（繊維Ａ）を３０質量％以上（繊維シート１００質量％に対して）配合して形成された繊維シートからなる非水系電池用セパレータ。
  2. 　前記繊維Ａに、熱水溶解温度が８０℃未満のポリビニルアルコール系繊維（繊維Ｂ）がさらに配合された繊維シートからなる、請求項1に記載の非水系電池用セパレータ。
  3. 　前記繊維Ａまたは前記繊維Ａと繊維Ｂに、ガラス繊維が加えられて形成された繊維シートからなる、請求項１または請求項2に記載の非水系電池用セパレータ。
  4. 　前記ガラス繊維は、最大繊維径が３０μｍ以下で平均繊維径が０．１～１．０μｍの粉砕処理されたガラス繊維であり、該ガラス繊維を２０～５０質量％（繊維シート１００質量％に対して）配合して形成された繊維シートからなる、請求項３に記載の非水系電池用セパレータ。
  5. 　前記セパレータの厚さが９～３０μｍ、密度が０．６～１．０ｇ／ｃｍ３、縦方向の強力が０．６ｋｇ／１５ｍｍ以上である請求項３または請求項４に記載の非水系電池用セパレータ。
  6. 　前記粉砕処理されたガラス繊維は、物理的に粉砕処理されたガラス繊維である、請求項３～５のいずれか１項に記載の非水系電池用セパレータ。
  7. 　前記粉砕処理されたガラス繊維は、湿式粉砕処理されたガラス繊維である、請求項３～６のいずれか１項に記載の非水系電池用セパレータ。
  8. 　前記繊維Ａまたは前記繊維Ａと繊維Ｂに、セルロース繊維が加えられて形成された繊維シートからなる、請求項１または請求項２に記載の非水系電池用セパレータ。
  9. 　前記セルロース繊維が、有機溶剤系セルロース繊維または天然セルロース繊維の叩解物である請求項８に記載の非水系電池用セパレータ。
  10. 　前記セパレータは、下記の要件（１）および（２）を満たす請求項８または請求項９に記載の非水系電池用セパレータ。
    １．セパレータの厚さが５～３０μｍの範囲内にあること。
    ２．セパレータの縦方向強度（Ｋｇ／１５ｍｍ）／厚さ（μｍ）＞０．０５
  11. 　請求項１～１０のいずれか１項に記載の非水系電池用セパレータを具備してなる非水系電池。
     
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