JPH03283259A - 電池 - Google Patents
電池Info
- Publication number
- JPH03283259A JPH03283259A JP2078697A JP7869790A JPH03283259A JP H03283259 A JPH03283259 A JP H03283259A JP 2078697 A JP2078697 A JP 2078697A JP 7869790 A JP7869790 A JP 7869790A JP H03283259 A JPH03283259 A JP H03283259A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- separator
- temperature
- battery
- film
- synthetic resin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Cell Separators (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は一次電池および二次電池に関し、特にセパレー
タの安全性に優れた電池に関するものである。
タの安全性に優れた電池に関するものである。
[従来の技術]
近年、−次電池、二次電池、キャパシターあるいはコン
デンサー等の電気エネルギー蓄積装置においては高容量
化および高出力化が進みつつある。これに伴い、特に電
池において、短絡等の異常時に発生する安全上の問題が
太き(クローズアップされてきている。
デンサー等の電気エネルギー蓄積装置においては高容量
化および高出力化が進みつつある。これに伴い、特に電
池において、短絡等の異常時に発生する安全上の問題が
太き(クローズアップされてきている。
例えば近年著しく使用量が増加してきているリチウム電
池を例にとると、電池内外で短絡が起こると電池温度が
急激に上昇し、このため電池内容物が噴出し、さらには
爆発が発生する。
池を例にとると、電池内外で短絡が起こると電池温度が
急激に上昇し、このため電池内容物が噴出し、さらには
爆発が発生する。
かかる問題点を解決するために、正極と負極とを分離す
るためのセパレーターに種々の工夫を加えることが試み
られている。
るためのセパレーターに種々の工夫を加えることが試み
られている。
例えば特開昭60−23954号公報では、セパレータ
ーとして微細孔を有する合成樹脂フィルムを用いること
が提案されている。かかる方法によれば従来の不織布製
のセパレーターに比べ、単セルにおける外部短絡が発生
した場合はそれなりの効果が事実見出されるものの、内
部短絡あるいは直列に接続された2個以上の単セルにお
ける外部短絡等のようにより厳しい条件における短絡に
対しては、微細孔を有する合成樹脂フィルムをセパレー
タとして用いることは有効ではなかった。
ーとして微細孔を有する合成樹脂フィルムを用いること
が提案されている。かかる方法によれば従来の不織布製
のセパレーターに比べ、単セルにおける外部短絡が発生
した場合はそれなりの効果が事実見出されるものの、内
部短絡あるいは直列に接続された2個以上の単セルにお
ける外部短絡等のようにより厳しい条件における短絡に
対しては、微細孔を有する合成樹脂フィルムをセパレー
タとして用いることは有効ではなかった。
また、特開平1−186751号公報ではさらなる改良
として、上述の微細孔を有する合成樹脂フィルムに部分
的に低融点ワックスを塗布することが記載されている。
として、上述の微細孔を有する合成樹脂フィルムに部分
的に低融点ワックスを塗布することが記載されている。
この場合、塗布された部分はイオ:/透過性が全くなく
低温、すなわち実使用温度範囲で内部抵抗上昇が起こる
ので好ましくないと共に、かかるワックス状の絶縁膜で
覆われることにより室温近辺でも基本性能が損われ好ま
しくない。
低温、すなわち実使用温度範囲で内部抵抗上昇が起こる
ので好ましくないと共に、かかるワックス状の絶縁膜で
覆われることにより室温近辺でも基本性能が損われ好ま
しくない。
一方、特開昭60−52号公報では、ポリプロピレン不
織布の表面にポリエチレン粉末粒子を付着させたセパレ
ーターが提案されており、特開昭61−232560号
公報では高融点材料と低融点材料との二重構造を有する
複合繊維からなる不織布をセパレーターに用いたもの等
が提案されているが、不織布を基材としているため孔径
が大きく、樹脂が溶融して孔部を塞ぐまでに時間がかか
り、その閉塞も完全とはいれず好ましくない。
織布の表面にポリエチレン粉末粒子を付着させたセパレ
ーターが提案されており、特開昭61−232560号
公報では高融点材料と低融点材料との二重構造を有する
複合繊維からなる不織布をセパレーターに用いたもの等
が提案されているが、不織布を基材としているため孔径
が大きく、樹脂が溶融して孔部を塞ぐまでに時間がかか
り、その閉塞も完全とはいれず好ましくない。
また、特開平1−283585号公報では、低融点樹脂
からなる微細多孔膜と不織布とを重ね合わせて用いるこ
とが提案されており、安全面での向上は見られるが、電
池の内部短絡等の厳しい条件での短絡に対しては不充分
である。
からなる微細多孔膜と不織布とを重ね合わせて用いるこ
とが提案されており、安全面での向上は見られるが、電
池の内部短絡等の厳しい条件での短絡に対しては不充分
である。
さらに、不織布を用いるかぎり膜厚が大きく体積の増大
は必至であり、電池の小型軽量化の流れに逆行するもの
であるという問題点がある。
は必至であり、電池の小型軽量化の流れに逆行するもの
であるという問題点がある。
[発明が解決しようとする課題]
上述のような従来の改良手段は一部においてはその改良
の効果が見られたものの、下記の点において不充分であ
った。
の効果が見られたものの、下記の点において不充分であ
った。
例えば外部短絡というケースで云えば前記従来の改良に
より破裂あるいは爆発等のようなトラブルは防止できる
ものの、それよりも厳しい条件下での短絡、例えば、 ■ 多数セルが並列または直列接続された組電池の短絡
。
より破裂あるいは爆発等のようなトラブルは防止できる
ものの、それよりも厳しい条件下での短絡、例えば、 ■ 多数セルが並列または直列接続された組電池の短絡
。
■ 赤熱を伴うような内部短絡。
■ 高温下での短絡。
■ クギ刺しあるいは圧壊等の瞬間的な破壊に伴う短絡
。
。
■ セパレーターの劣化時の短絡。
■ デンドライト短絡。
■ 正、負極タブの内部接触による短絡。
のような激しい短絡が発生した場合には、やはり破裂あ
るいは爆発といった現象が起こり、周辺の機器、建物あ
るいは人体にまでも被害を及ぼすことになるという問題
点があった。
るいは爆発といった現象が起こり、周辺の機器、建物あ
るいは人体にまでも被害を及ぼすことになるという問題
点があった。
特に近年かかる原因に基く事故が頻発しており、従来よ
りさらに厳しい条件下での安全性確保が社会的な急務と
なっている。そのためにはセパレーターのさらなる改良
が必要である。
りさらに厳しい条件下での安全性確保が社会的な急務と
なっている。そのためにはセパレーターのさらなる改良
が必要である。
本発明の目的は上述の問題点を解決し、安全性に優れた
セパレーターを用いることにより異常時においても安全
性を維持することができる電池を提供することにある。
セパレーターを用いることにより異常時においても安全
性を維持することができる電池を提供することにある。
[課題を解決するための手段]
本発明者らは上述の目的を達成するために短絡等の異常
時に起こる現象を詳細に検討した結果、特定の熱変形挙
動を有するセパレーターを用いることにより、過酷な条
件の異常時に際しても、安全性を維持することができる
電池が得られることを見出した。
時に起こる現象を詳細に検討した結果、特定の熱変形挙
動を有するセパレーターを用いることにより、過酷な条
件の異常時に際しても、安全性を維持することができる
電池が得られることを見出した。
すなわち本発明の電池は、正電極、負電極およびセパレ
ーターを基本構成要素とする電池において、前記セパレ
ーターが合成樹脂微細多孔膜であり、かつ少なくともそ
の片面が軟化温度95℃以上160℃以下の樹脂多孔性
粉末集合体で被覆されてなることを特徴とする特 [作 用] 従来から、短絡等の異常時に大きな短絡電流が流れ、電
池の内部温度が上昇した際にセパレーターが軟化・溶融
し、その孔部を閉塞することによりイオンの透過性を減
少させ、短絡電流を減少させることにより一定温度以上
には達しないようにすることで安全性を確保するという
考え方はあった。しかしながら従来の方法では前述の如
く激しい条件下での短絡等の異常時にはやはり破裂ある
いは爆発という事態をもたらす。
ーターを基本構成要素とする電池において、前記セパレ
ーターが合成樹脂微細多孔膜であり、かつ少なくともそ
の片面が軟化温度95℃以上160℃以下の樹脂多孔性
粉末集合体で被覆されてなることを特徴とする特 [作 用] 従来から、短絡等の異常時に大きな短絡電流が流れ、電
池の内部温度が上昇した際にセパレーターが軟化・溶融
し、その孔部を閉塞することによりイオンの透過性を減
少させ、短絡電流を減少させることにより一定温度以上
には達しないようにすることで安全性を確保するという
考え方はあった。しかしながら従来の方法では前述の如
く激しい条件下での短絡等の異常時にはやはり破裂ある
いは爆発という事態をもたらす。
本発明者らは、かかる現象を詳細に検討した結果、従来
公知のセパレーターを用いた場合には内部温度上昇時に
上述のようにセパレーターの軟化および溶融によりセパ
レーターの孔部が閉塞されるという現象が起こるのは事
実ではあるが、同時にセパレーターが溶融・流動するこ
とにより、本来、正負極を電気的に絶縁すべき機能が失
われ、結果的により激しい短絡につながるという現象も
同時に発生していることを見出した。
公知のセパレーターを用いた場合には内部温度上昇時に
上述のようにセパレーターの軟化および溶融によりセパ
レーターの孔部が閉塞されるという現象が起こるのは事
実ではあるが、同時にセパレーターが溶融・流動するこ
とにより、本来、正負極を電気的に絶縁すべき機能が失
われ、結果的により激しい短絡につながるという現象も
同時に発生していることを見出した。
特に内部温度の上昇が均一でな(、温度分布がある場合
、局部的な温度上昇が発生する場合などにこの現象が著
しい。この現象が安全性を失わせる大きな原因であるこ
とが判明した。
、局部的な温度上昇が発生する場合などにこの現象が著
しい。この現象が安全性を失わせる大きな原因であるこ
とが判明した。
前述のように、本発明者らは、合成樹脂微細多孔膜に軟
化温度95℃以上160℃以下の樹脂多孔性粉末集合体
で被覆したセパレーターを用いることにより、上記問題
点に対しての著しい改良を見い出した。
化温度95℃以上160℃以下の樹脂多孔性粉末集合体
で被覆したセパレーターを用いることにより、上記問題
点に対しての著しい改良を見い出した。
本発明において、合成樹脂微細多孔膜とは特に限定され
るものではないが、例えば、特開昭54−52167号
公報において記載されてるような微細な連通孔からなる
網状構造を形成した微細多孔膜が挙げられる。
るものではないが、例えば、特開昭54−52167号
公報において記載されてるような微細な連通孔からなる
網状構造を形成した微細多孔膜が挙げられる。
また、材質においても特に限定されるものではないが、
例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、
ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ナイロ
ン、ポリテトラフルオロエチレン等、およびこれらの混
合物あるいは共重合物等が挙げられる。
例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、
ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ナイロ
ン、ポリテトラフルオロエチレン等、およびこれらの混
合物あるいは共重合物等が挙げられる。
本発明において、樹脂多孔性粉末集合体とは、樹脂粒子
が単独もしくは接点をともにした連続体であり、単層も
しくは多重層の状態で、粒子間に空隙を有した集合体の
ことである。
が単独もしくは接点をともにした連続体であり、単層も
しくは多重層の状態で、粒子間に空隙を有した集合体の
ことである。
本発明における樹脂多孔性粉末集合体の軟化温度は、ガ
ラス転移温度(Tg)および融点(Tm)がある95℃
以上160℃以下であり、好ましくば110℃以上15
0℃以下、さらに好ましくは110℃以上145℃以下
である。
ラス転移温度(Tg)および融点(Tm)がある95℃
以上160℃以下であり、好ましくば110℃以上15
0℃以下、さらに好ましくは110℃以上145℃以下
である。
軟化温度が95℃未満である場合には、安全性の確保と
いう観点からは好ましいが、電池が通常使用される温度
範囲において内部インピーダンスが上昇することになる
ので電池の性能が損なわれ好ましくない。
いう観点からは好ましいが、電池が通常使用される温度
範囲において内部インピーダンスが上昇することになる
ので電池の性能が損なわれ好ましくない。
また、軟化温度が160℃を越す場合には、前記の如(
電池の内部温度がこの温度まで上昇することとなり安全
性を確保することができず好ましくない。
電池の内部温度がこの温度まで上昇することとなり安全
性を確保することができず好ましくない。
軟化点が95〜160℃の範囲に属する樹脂は、特に限
定されるものではないが、その−例を挙げると、低密度
ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリ
エチレン、ポリブテン等のポリオレフィン樹脂、ポリス
チレン、スチレン・アクリロニトリル共重合体等のポリ
スチレン樹脂。
定されるものではないが、その−例を挙げると、低密度
ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリ
エチレン、ポリブテン等のポリオレフィン樹脂、ポリス
チレン、スチレン・アクリロニトリル共重合体等のポリ
スチレン樹脂。
ポリメタクリル酸エチル、ポリメタクリル酸メチル等の
ポリアクリル樹脂等が挙げられる。このうち、特に低密
度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレンおよび高密
度ポリエチレンが好ましい。
ポリアクリル樹脂等が挙げられる。このうち、特に低密
度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレンおよび高密
度ポリエチレンが好ましい。
樹脂多孔性粉末集合体の粒子の粒径は特に限定されるも
のではないが、0.01〜50μm、好ましくは01〜
20μm、さらに好ましくは0.5〜1104zの範囲
である。粒径が0,01μm未滴の場合は余りに小さす
ぎるので、合成樹脂微細多孔膜の孔部の中に入ってしま
い、このためセパレーターとしての通常の機能が損われ
好ましくない。粒径が50μmを越える場合は、被覆す
る層の厚さが増加し、体積が大きくなり電池の小型軽量
化という観点からは好ましくない。
のではないが、0.01〜50μm、好ましくは01〜
20μm、さらに好ましくは0.5〜1104zの範囲
である。粒径が0,01μm未滴の場合は余りに小さす
ぎるので、合成樹脂微細多孔膜の孔部の中に入ってしま
い、このためセパレーターとしての通常の機能が損われ
好ましくない。粒径が50μmを越える場合は、被覆す
る層の厚さが増加し、体積が大きくなり電池の小型軽量
化という観点からは好ましくない。
前述のように、あらゆる条件下での異常に対し安全性を
確保するには、上述の温度範囲に軟化温度を有する樹脂
多孔性粉末集合体を用いることは必須条件ではあるが、
さらに重要なことは、軟化温度を越えた温度範囲におい
て、樹脂多孔性粉末集合体が軟化・溶融して合成樹脂微
細多孔膜の孔部を閉塞し、電池の内部インピーダンスの
上昇および高抵抗を維持することである。
確保するには、上述の温度範囲に軟化温度を有する樹脂
多孔性粉末集合体を用いることは必須条件ではあるが、
さらに重要なことは、軟化温度を越えた温度範囲におい
て、樹脂多孔性粉末集合体が軟化・溶融して合成樹脂微
細多孔膜の孔部を閉塞し、電池の内部インピーダンスの
上昇および高抵抗を維持することである。
本発明において、樹脂多孔性粉末集合体の被覆厚は0.
1〜100μm、好ましくは0,5〜50μm1さらに
好ましくは0.5〜30μmである。この被覆厚が0.
1 um未満の場合は樹脂多孔性粉末集合体が軟化・溶
融したときに、この合成樹脂微細多孔膜の孔部の覆い方
が不充分であり、短絡電流を減少させ温度上昇を抑制し
安全性を確保することができず好ましくない。被膜厚が
100μmを越える場合は、セパレーターの体積が大き
くなり電池の小型軽量化という観点からは好ましくない
。
1〜100μm、好ましくは0,5〜50μm1さらに
好ましくは0.5〜30μmである。この被覆厚が0.
1 um未満の場合は樹脂多孔性粉末集合体が軟化・溶
融したときに、この合成樹脂微細多孔膜の孔部の覆い方
が不充分であり、短絡電流を減少させ温度上昇を抑制し
安全性を確保することができず好ましくない。被膜厚が
100μmを越える場合は、セパレーターの体積が大き
くなり電池の小型軽量化という観点からは好ましくない
。
本発明において、合成樹脂微細多孔膜を樹脂多孔性粉末
集合体で被覆する方法は、特に限定されるものではない
が、その−例を挙げれば、樹脂粒子の水性分散体または
油性分散体を用いて各種コーディング方式により合成樹
脂微細多孔膜上に塗布する方法、可溶性物質を含む樹脂
分散液を合成樹脂微細多孔膜上に均一に塗布した後可溶
性物質を抽圧剤により抽出する方法、また樹脂粒子のド
ライパウダーを合成樹脂微細多孔膜上に均一に塗布し融
着させる方法等が挙げられる。
集合体で被覆する方法は、特に限定されるものではない
が、その−例を挙げれば、樹脂粒子の水性分散体または
油性分散体を用いて各種コーディング方式により合成樹
脂微細多孔膜上に塗布する方法、可溶性物質を含む樹脂
分散液を合成樹脂微細多孔膜上に均一に塗布した後可溶
性物質を抽圧剤により抽出する方法、また樹脂粒子のド
ライパウダーを合成樹脂微細多孔膜上に均一に塗布し融
着させる方法等が挙げられる。
また、塗布後は、樹脂粒子および合成樹脂微細多孔膜が
大きく変形しない温度で乾燥することができ、場合によ
っては、粒子同士の部分的熱融着等が行われていてもさ
しつかえない。
大きく変形しない温度で乾燥することができ、場合によ
っては、粒子同士の部分的熱融着等が行われていてもさ
しつかえない。
ただし、重要なことは、いずれの方法においても、樹脂
多孔性粉末集合体が多孔性を有しているということであ
る。そのためには、塗布後の乾燥工程において、樹脂粒
子の最低成膜温度未満の温度で取り扱わなくてはならな
い。最低成膜温度以上で乾燥した場合は、樹脂粒子の熱
溶融が進むので成膜化が行われ、このため樹脂の多孔性
が失われるので好ましくない。
多孔性粉末集合体が多孔性を有しているということであ
る。そのためには、塗布後の乾燥工程において、樹脂粒
子の最低成膜温度未満の温度で取り扱わなくてはならな
い。最低成膜温度以上で乾燥した場合は、樹脂粒子の熱
溶融が進むので成膜化が行われ、このため樹脂の多孔性
が失われるので好ましくない。
従って、本発明におけるセパレーターの透気度は、特に
限定するものではないが、25℃において、300秒/
100cc以下、好ましくは200秒/100cc以下
、さらに好ましくは150秒/100cc以下である。
限定するものではないが、25℃において、300秒/
100cc以下、好ましくは200秒/100cc以下
、さらに好ましくは150秒/100cc以下である。
セパレーターの透気度転移温度の範囲は95℃以上16
0℃以下、好ましくは110℃以上155℃以下である
。
0℃以下、好ましくは110℃以上155℃以下である
。
また、同じく特に限定するものではないが25℃におけ
る膜抵抗値(R25)は低ければ低い方が好ましいが通
常0,5〜50Ω・cm2好ましくは0.5〜20Ωc
m2.さらに好ましくは0.5〜10Ω・Cm2の範囲
である。
る膜抵抗値(R25)は低ければ低い方が好ましいが通
常0,5〜50Ω・cm2好ましくは0.5〜20Ωc
m2.さらに好ましくは0.5〜10Ω・Cm2の範囲
である。
セパレーターの膜厚についても特に限定するものではな
いが、通常10〜100μm、好ましくは15〜80μ
m、さらに好ましくは15〜50μmの範囲である。1
0μm未満の場合は余りに薄すぎて絶縁機能が損われ好
ましくない。100μmを越える場合には体積が太き(
なり電池の小型軽量化という観点からは好ましくない。
いが、通常10〜100μm、好ましくは15〜80μ
m、さらに好ましくは15〜50μmの範囲である。1
0μm未満の場合は余りに薄すぎて絶縁機能が損われ好
ましくない。100μmを越える場合には体積が太き(
なり電池の小型軽量化という観点からは好ましくない。
気孔率は特に限定されるものではないが35〜85%好
ましくは45〜80%、さらに好ましくは50〜80%
である。
ましくは45〜80%、さらに好ましくは50〜80%
である。
本発明でいう電池とは、特に限定されるものではないが
、その−例を示すと、リチウム電池、マンガン−亜鉛電
池および銀−亜鉛電池等のような一次電池、ニッケルー
カドミウム電池、ニッケルー亜鉛電池、ニッケルー水素
電池、ポリマー電池 リチウム二次電池およびカーボン
二次電池等のような二次電池等が挙げられる。
、その−例を示すと、リチウム電池、マンガン−亜鉛電
池および銀−亜鉛電池等のような一次電池、ニッケルー
カドミウム電池、ニッケルー亜鉛電池、ニッケルー水素
電池、ポリマー電池 リチウム二次電池およびカーボン
二次電池等のような二次電池等が挙げられる。
本発明の要件を満足するセパレーターを用いることによ
り電池の安全性は飛躍的に向上し、厳しい条件下での短
絡、逆充電あるいは過充電等の異常時においても破裂あ
るいは爆発等の現象を起こすことがなくなる。
り電池の安全性は飛躍的に向上し、厳しい条件下での短
絡、逆充電あるいは過充電等の異常時においても破裂あ
るいは爆発等の現象を起こすことがなくなる。
[実施例]
以下、本発明の詳細な説明するために実施例を示すが、
本発明は以下の実施例に特に限定されるものではない。
本発明は以下の実施例に特に限定されるものではない。
なお、諸物性は次の測定方法によった。
〈膜抵抗〉
第1図は本発明で定義する膜抵抗の測定装置である。こ
の測定装置を用いてセパレーターの膜抵抗を測定する。
の測定装置を用いてセパレーターの膜抵抗を測定する。
第1図(A)において、IAおよびIBはlOμ厚のN
i箔であり、インピーダンス測定装置7と接続されてい
る。第1図fc)に示すように、Ni箔IAは、たて1
5mm、横10mmの長方形を残してテフロンテープ6
でマスキングされている。3は規定の電解液が含浸され
たセパレーターであり、IAおよびIBの間に配置され
、その四方はテフロンテープで固定されている。5は温
度を測定するための熱電対であり、テフロンテープでガ
ラス板2Bに貼り付けられている。ガラス板2Aと2B
との間は規定の電解液が満たされている。
i箔であり、インピーダンス測定装置7と接続されてい
る。第1図fc)に示すように、Ni箔IAは、たて1
5mm、横10mmの長方形を残してテフロンテープ6
でマスキングされている。3は規定の電解液が含浸され
たセパレーターであり、IAおよびIBの間に配置され
、その四方はテフロンテープで固定されている。5は温
度を測定するための熱電対であり、テフロンテープでガ
ラス板2Bに貼り付けられている。ガラス板2Aと2B
との間は規定の電解液が満たされている。
Ni箔IAおよびIB、ガラス板2人および2B、セパ
レーター3および熱電対5を、第1図(B)に示すケー
ス4の中に収納して使用する。8は温度と測定したイン
ピーダンスを記録するための記録装置である。
レーター3および熱電対5を、第1図(B)に示すケー
ス4の中に収納して使用する。8は温度と測定したイン
ピーダンスを記録するための記録装置である。
電解液としてIM−ホウフッ化リチウム/プロピレンカ
ーボネート溶液を用いる。測定は25℃で測定周波数は
1kHzであり、下式により25℃における膜抵抗R2
5を求める。
ーボネート溶液を用いる。測定は25℃で測定周波数は
1kHzであり、下式により25℃における膜抵抗R2
5を求める。
R25=測定値(Ω) X 1 cmX L、5cm(
単位:Ω・cn+2) 第3図に示す膜抵抗変化の測定は、第1図に示した膜抵
抗測定装置を用い、連続的にインピーダンスを測定しな
がら、25℃から175℃まで2℃/minの昇温速度
に設定されたオーブン内で電池を昇温する。
単位:Ω・cn+2) 第3図に示す膜抵抗変化の測定は、第1図に示した膜抵
抗測定装置を用い、連続的にインピーダンスを測定しな
がら、25℃から175℃まで2℃/minの昇温速度
に設定されたオーブン内で電池を昇温する。
く気孔率〉
気孔率は以下の式によって算出する。
空孔容積=含水重量−絶乾重量
く透気度〉
第2図に示すように、セパレーター9をテフロンホルダ
ーlOにセットした透気度測定用試料を2’C/min
の速度に設定されたオーブン内で昇温し、各温度に到達
した時点で取り出し、25℃において下記の方法により
透気度を測定する。
ーlOにセットした透気度測定用試料を2’C/min
の速度に設定されたオーブン内で昇温し、各温度に到達
した時点で取り出し、25℃において下記の方法により
透気度を測定する。
ASTM D−726Method Aにより測定する
。単位は秒/100cc ・枚である。
。単位は秒/100cc ・枚である。
なお、透気度測定装置の精度的な面から、5000秒/
100cc・枚以上は、無限大(■)とみなすことにす
る。
100cc・枚以上は、無限大(■)とみなすことにす
る。
K施土ユ
本実施例はセパレーターの製造例を示す。
ポリエチレン微多孔膜であるに−878(セラニーズ社
製)上に、低密度ポリエチレンディスバージョンである
ケミパールM−200(平均粒径6μm、三井石油化学
社製)をNo、12のワイヤーバーを用い、バーコータ
一方式で塗工を行った。
製)上に、低密度ポリエチレンディスバージョンである
ケミパールM−200(平均粒径6μm、三井石油化学
社製)をNo、12のワイヤーバーを用い、バーコータ
一方式で塗工を行った。
塗工後80℃熱風乾燥を行い、表−1のような特性を示
すセパレーターを得た。このセパレーターの昇温時の透
気度変化を表−2に示す。昇温時の膜抵抗の温度変化を
第3図の曲線Aに示す。
すセパレーターを得た。このセパレーターの昇温時の透
気度変化を表−2に示す。昇温時の膜抵抗の温度変化を
第3図の曲線Aに示す。
表−2から、このセパレーターの透気度転移温度は12
5℃であることがわかる。なお、透気度が無限大(oo
)であるとはセパレーターの孔部が閉塞された状態をい
い、透気度がOであるとはセパレーターが破裂した状態
を示す。
5℃であることがわかる。なお、透気度が無限大(oo
)であるとはセパレーターの孔部が閉塞された状態をい
い、透気度がOであるとはセパレーターが破裂した状態
を示す。
1嵐±ユ
本実施例はセパレーターの製造例を示す。
低分子量ポリエチレンディスバージョンであるケミパー
ルW−500(平均粒径2.5μm、三井石油化学社製
)を用いた以外は実施例1と同様の操作を行った。得ら
れたセパレーターの特性を表−1に示す。このセパレー
ターの昇温時の透気度変化を表−2に示す。昇温時の膜
抵抗の温度変化を第3図の曲線Bに示す。
ルW−500(平均粒径2.5μm、三井石油化学社製
)を用いた以外は実施例1と同様の操作を行った。得ら
れたセパレーターの特性を表−1に示す。このセパレー
ターの昇温時の透気度変化を表−2に示す。昇温時の膜
抵抗の温度変化を第3図の曲線Bに示す。
夫立五旦
本実施例はセパレーターの製造例を示す。
ポリエチレン微細多孔膜であるハイボア4030Ll(
旭化成工業社製)を用いた以外は実施例1と同様の操作
を行った。得られたセパレーターの特性を表−1に示す
。このセパレーターの昇温時の透気度変化を表−2に示
す。昇温時の膜抵抗の温度変化を第3図の曲線Cに示す
。この測定の測定前と測定後におけるセパレーターの表
面状態の電子顕微鏡写真をそれぞれ第4A図および第4
B図に示す。
旭化成工業社製)を用いた以外は実施例1と同様の操作
を行った。得られたセパレーターの特性を表−1に示す
。このセパレーターの昇温時の透気度変化を表−2に示
す。昇温時の膜抵抗の温度変化を第3図の曲線Cに示す
。この測定の測定前と測定後におけるセパレーターの表
面状態の電子顕微鏡写真をそれぞれ第4A図および第4
B図に示す。
次に、実施例1,2および3で得られた膜の特性を確か
めるための比較例を示す。
めるための比較例を示す。
工較土ユ
ポリプロピレン不織布(日本バイリーン社製)に、実施
例1で用いたのと同様の低密度ポリエチレンディスバー
ジョンであるケミバールM−200を、浸漬コーター法
で塗工し、80℃で熱風乾燥を行い、表−1のような特
性を示すセパレーターを得た。このセパレーターの昇温
時の透気度変化を表−2に示す。また昇温時の膜抵抗の
温度変化を第3図の曲線りに示す。この測定の測定前と
測定後におけるセパレーターの表面状態の電子顕微鏡写
真をそれぞれ第5A図および第5B図に示す。
例1で用いたのと同様の低密度ポリエチレンディスバー
ジョンであるケミバールM−200を、浸漬コーター法
で塗工し、80℃で熱風乾燥を行い、表−1のような特
性を示すセパレーターを得た。このセパレーターの昇温
時の透気度変化を表−2に示す。また昇温時の膜抵抗の
温度変化を第3図の曲線りに示す。この測定の測定前と
測定後におけるセパレーターの表面状態の電子顕微鏡写
真をそれぞれ第5A図および第5B図に示す。
L較■ユ
ポリエチレン微細多孔膜に−878(セラニーズ社製)
上に、エチレン−酢酸ビニル共重合(酢酸ビニル含有j
180wt%)エマルジョン(平均粒径0.5μm)を
N096のワイヤーバーを用い、バーコータ一方式で塗
工を行い、80℃で熱風乾燥を行い、表−1のような特
性を示すセパレーターを得た。
上に、エチレン−酢酸ビニル共重合(酢酸ビニル含有j
180wt%)エマルジョン(平均粒径0.5μm)を
N096のワイヤーバーを用い、バーコータ一方式で塗
工を行い、80℃で熱風乾燥を行い、表−1のような特
性を示すセパレーターを得た。
このセパレーターの昇温時の透気度変化を表−2に示す
。昇温時の膜抵抗の温度変化を第3図の曲線Eに示す。
。昇温時の膜抵抗の温度変化を第3図の曲線Eに示す。
二較至ユ
ポリエチレン微細多孔膜に−878(セラニーズ社製)
上にポリ塩化ビニリデンエマルジョンをNo、6のワイ
ヤーバーを用い、バーコータ一方式で塗工を行い、80
℃で熱風乾燥を行い、表−1のような特性を示すセパレ
ーターを得た。このセパレーターの昇温時の透気度変化
を表−2に示す。また昇温時の膜抵抗の温度変化を第3
図の曲線Fに示す。
上にポリ塩化ビニリデンエマルジョンをNo、6のワイ
ヤーバーを用い、バーコータ一方式で塗工を行い、80
℃で熱風乾燥を行い、表−1のような特性を示すセパレ
ーターを得た。このセパレーターの昇温時の透気度変化
を表−2に示す。また昇温時の膜抵抗の温度変化を第3
図の曲線Fに示す。
(以下余白)
大jl性迭
二酸化マンガンを正極活物質とし、グラファイトおよび
アセチレンブラックを導電剤とし、四フッ化エチレンを
結着剤とし、各々二酸化マンガン、グラファイト:アセ
チレンブラック:四フッ化エチレン= 85+5:5:
5の重量比で混合したものを水ペーストとし、ステンレ
スラス板に塗布乾燥したシートを正電極とし、リチウム
金属箔を負電極とし、第6図に示す単2型の電池を製造
した。第6図はうす巻き型電池の半裁断面図である。こ
こで、11は正極、12はセパレーター、 13は負極
、 14は絶縁板、15は負極リード、16は正極リー
ド、 17はガスケットである。
アセチレンブラックを導電剤とし、四フッ化エチレンを
結着剤とし、各々二酸化マンガン、グラファイト:アセ
チレンブラック:四フッ化エチレン= 85+5:5:
5の重量比で混合したものを水ペーストとし、ステンレ
スラス板に塗布乾燥したシートを正電極とし、リチウム
金属箔を負電極とし、第6図に示す単2型の電池を製造
した。第6図はうす巻き型電池の半裁断面図である。こ
こで、11は正極、12はセパレーター、 13は負極
、 14は絶縁板、15は負極リード、16は正極リー
ド、 17はガスケットである。
なお、セパレーター12としては実施例1で得られた膜
を使用し、電解液としてプロピレンカーボネートとジメ
トキシエタンの混合溶媒(体積比1:l)に過塩素酸リ
チウムを1.OMの濃度に調整した液を用いた。この電
池の各種試験評価結果を表−3に示す。
を使用し、電解液としてプロピレンカーボネートとジメ
トキシエタンの混合溶媒(体積比1:l)に過塩素酸リ
チウムを1.OMの濃度に調整した液を用いた。この電
池の各種試験評価結果を表−3に示す。
実11」旦
LiCo0□を正極活物質とし、グラファイトおよびア
セチレンブラックを導電剤とし、フッ素ゴムを結着剤と
し各々LiCo0□:グラファイト:アセチレンブラッ
ク:フッ素ゴム= 88ニア、 5:2.5:2の重量
比で混合したものをジメチルホルムアミドペーストとし
て、Aβ箔に塗布乾燥したシートを正電極とし、ニード
ルコークス粉末を負極活物質とし、フッ素ゴムを結着剤
としニードルコークス:フッ素ゴム= 95:5の重量
比で混合したものをジメチルホルムアミドペーストとし
てCo箔に塗布乾燥したシートを負電極とし、第6図に
示す単2型の電池を製造した。
セチレンブラックを導電剤とし、フッ素ゴムを結着剤と
し各々LiCo0□:グラファイト:アセチレンブラッ
ク:フッ素ゴム= 88ニア、 5:2.5:2の重量
比で混合したものをジメチルホルムアミドペーストとし
て、Aβ箔に塗布乾燥したシートを正電極とし、ニード
ルコークス粉末を負極活物質とし、フッ素ゴムを結着剤
としニードルコークス:フッ素ゴム= 95:5の重量
比で混合したものをジメチルホルムアミドペーストとし
てCo箔に塗布乾燥したシートを負電極とし、第6図に
示す単2型の電池を製造した。
なお、セパレーター12として実施例1で得られた膜を
使用し、電解液としてプロピレンカーボネートとブチロ
ラクトンの混合溶媒(体積比=1:1)にホウフッ化リ
チウムを1.0Mの濃度に調整した液を用いた。この電
池を定電圧4.2■で5時間充電した。この電池の各種
試験評価結果を表−3に示す。
使用し、電解液としてプロピレンカーボネートとブチロ
ラクトンの混合溶媒(体積比=1:1)にホウフッ化リ
チウムを1.0Mの濃度に調整した液を用いた。この電
池を定電圧4.2■で5時間充電した。この電池の各種
試験評価結果を表−3に示す。
衷11肌旦
セパレーターとして実施例2で得られた膜を用いた以外
は実施例4と同様の操作を行った。この電池の各種試験
評価結果を表−3に示す。
は実施例4と同様の操作を行った。この電池の各種試験
評価結果を表−3に示す。
!血土ユ
セパレーターとして実施例3で得られた膜を用いた以外
は実施例5と同様の操作を行った。この電池の各種試験
評価結果を表−3に示す。
は実施例5と同様の操作を行った。この電池の各種試験
評価結果を表−3に示す。
以下の述べる比較例はそれぞれの実施例において作製さ
れた電池の性能を確かめるためのものである。
れた電池の性能を確かめるためのものである。
L較皿A
セパレーターとして、ポリエチレン微細多孔膜セルガー
ドに−878(セラニーズ社製)を用いた以外は実施例
4と同様の操作を行った。セルガードに−878の透気
度は表−2に示すとおりである。この電池の各種試験評
価結果を表−3に示す。このセパレーターの昇温時の膜
抵抗の温度変化を第3図の曲線Gに示す。
ドに−878(セラニーズ社製)を用いた以外は実施例
4と同様の操作を行った。セルガードに−878の透気
度は表−2に示すとおりである。この電池の各種試験評
価結果を表−3に示す。このセパレーターの昇温時の膜
抵抗の温度変化を第3図の曲線Gに示す。
比Jl江旦
セパレーターとして、ポリプロピレン不織布(日本バイ
リーン社製)を用いた以外は実施例4と同様の操作を行
った。このポリプロピレン不織布の透気度は表−2に示
すとおりである。この電池の各種試験評価結果を表−3
に示す。また、このセパレーターの昇温時の膜抵抗の温
度変化を第3図の曲線Hに示す。
リーン社製)を用いた以外は実施例4と同様の操作を行
った。このポリプロピレン不織布の透気度は表−2に示
すとおりである。この電池の各種試験評価結果を表−3
に示す。また、このセパレーターの昇温時の膜抵抗の温
度変化を第3図の曲線Hに示す。
L較孤互
セパレーターとして、比較例1で得られた膜を用いた以
外は実施例4と同様の操作を行った。この電池の各種試
験評価結果を表−3に示す。
外は実施例4と同様の操作を行った。この電池の各種試
験評価結果を表−3に示す。
比較■l
セパレーターとして、比較例1で得られた膜を用いた以
外は実施例5と同様の操作を行った。この電池の各種試
験評価結果を表−3に示す。
外は実施例5と同様の操作を行った。この電池の各種試
験評価結果を表−3に示す。
工較廻1
セパレーターとして、比較例3で得られた膜を用いた以
外は実施例5と同様の操作を行った。この電池の各種試
験評価結果を表−3に示す。
外は実施例5と同様の操作を行った。この電池の各種試
験評価結果を表−3に示す。
比JLf肌旦
セパレーターとして、比較例2で得られた膜を用いた以
外は実施例5と同様の操作を行った。この電池は、表−
2に示したように、セパレーターの膜抵抗が高(、通常
の充電、放電が行われず、使用不可能である。
外は実施例5と同様の操作を行った。この電池は、表−
2に示したように、セパレーターの膜抵抗が高(、通常
の充電、放電が行われず、使用不可能である。
(以下余白)
以上説明したように、実施例1〜3において作製された
セパレーターを用いた電池は優れた特性を有することが
わかる。
セパレーターを用いた電池は優れた特性を有することが
わかる。
〔発明の効果J
以上説明したように、本発明で限定する電池は、厳しい
条件下での短絡等の異常時に対しても破裂あるいは爆発
等の現象が発生せず、安全性および信頼性に優れた性能
を発揮することができるという効果がある。
条件下での短絡等の異常時に対しても破裂あるいは爆発
等の現象が発生せず、安全性および信頼性に優れた性能
を発揮することができるという効果がある。
第1図は本発明において定義する膜抵抗測定装置を示す
図、 第2図は本発明の実施例および比較例における透気度測
定用試料を示す図、 第3図は本発明の実施例および比較例におけるセパレー
ターの昇温時の膜抵抗値変化を示す図、 第4A図および第4B図は本発明の実施例3の粒子構造
を示す電子顕微鏡写真、 第5A図および第5B図は本発明の比較例1における粒
子構造を示す電子顕微鏡写真、 第6図は本発明の実施例および比較例におけるうす巻き
型電池の半裁断面図である。 LA、 IB・・・Ni箔、 2A、 2B・−・ガラス板、 3.9.12・・・セパレーター 4・・・ケース、 5・・・熱電対、 6・・・テフロンテープ、 7・・・インピーダンス測定装置、 8・・・記録計、 10・・・テフロンホルダー 11・・・正極、 13・・・負極、 14・・・絶縁板、 15・・・負極リード、 16・・・正極リード、 17・・・ガスケット。 本発明の少JJP’131=b+γる寧立チaatf<
l”電2千顕4歓1先写真第4A図 オ(季ご明の亥JtSjJ 3 r=おIIるオ立チ1
μm乏ネ1電J1帽魅涜丸写襄第4B図 本り」目のrし車(1列1にhIする#子llL表ホ4
911良稲文恢耳I噸第5A図 第6 図
図、 第2図は本発明の実施例および比較例における透気度測
定用試料を示す図、 第3図は本発明の実施例および比較例におけるセパレー
ターの昇温時の膜抵抗値変化を示す図、 第4A図および第4B図は本発明の実施例3の粒子構造
を示す電子顕微鏡写真、 第5A図および第5B図は本発明の比較例1における粒
子構造を示す電子顕微鏡写真、 第6図は本発明の実施例および比較例におけるうす巻き
型電池の半裁断面図である。 LA、 IB・・・Ni箔、 2A、 2B・−・ガラス板、 3.9.12・・・セパレーター 4・・・ケース、 5・・・熱電対、 6・・・テフロンテープ、 7・・・インピーダンス測定装置、 8・・・記録計、 10・・・テフロンホルダー 11・・・正極、 13・・・負極、 14・・・絶縁板、 15・・・負極リード、 16・・・正極リード、 17・・・ガスケット。 本発明の少JJP’131=b+γる寧立チaatf<
l”電2千顕4歓1先写真第4A図 オ(季ご明の亥JtSjJ 3 r=おIIるオ立チ1
μm乏ネ1電J1帽魅涜丸写襄第4B図 本り」目のrし車(1列1にhIする#子llL表ホ4
911良稲文恢耳I噸第5A図 第6 図
Claims (1)
- 1)正電極、負電極およびセパレーターを基本構成要素
とする電池において、前記セパレーターが合成樹脂微細
多孔膜であり、かつ少なくともその片面が軟化温度95
℃以上160℃以下の樹脂多孔性粉末集合体で被覆され
てなることを特徴とする電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2078697A JPH03283259A (ja) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | 電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2078697A JPH03283259A (ja) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | 電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03283259A true JPH03283259A (ja) | 1991-12-13 |
Family
ID=13669061
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2078697A Pending JPH03283259A (ja) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | 電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03283259A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994018711A1 (fr) * | 1993-02-09 | 1994-08-18 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Diaphragme pour pile, et pile |
| WO1997008763A1 (fr) * | 1995-08-28 | 1997-03-06 | Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha | Pile et son procede de fabrication |
| JP2000173572A (ja) * | 1998-11-30 | 2000-06-23 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水電解液電池 |
| KR100409019B1 (ko) * | 2001-06-13 | 2003-12-06 | 주식회사 엘지화학 | 다층 미세 기공막 및 그 제조방법 |
| JP2005268095A (ja) * | 2004-03-19 | 2005-09-29 | Tomoegawa Paper Co Ltd | 電子部品用セパレータ及びその製造方法 |
| JP2006286311A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Asahi Kasei Chemicals Corp | 複合多孔膜 |
-
1990
- 1990-03-29 JP JP2078697A patent/JPH03283259A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994018711A1 (fr) * | 1993-02-09 | 1994-08-18 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Diaphragme pour pile, et pile |
| US5591542A (en) * | 1993-02-09 | 1997-01-07 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Battery diaphragm and battery with such a diaphragm |
| WO1997008763A1 (fr) * | 1995-08-28 | 1997-03-06 | Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha | Pile et son procede de fabrication |
| KR100289973B1 (ko) * | 1995-08-28 | 2001-05-15 | 야마모토 카즈모토 | 전지및그의제조방법 |
| US6287720B1 (en) | 1995-08-28 | 2001-09-11 | Asahi Kasei Kabushiki Kaisha | Nonaqueous battery having porous separator and production method thereof |
| JP2000173572A (ja) * | 1998-11-30 | 2000-06-23 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水電解液電池 |
| KR100409019B1 (ko) * | 2001-06-13 | 2003-12-06 | 주식회사 엘지화학 | 다층 미세 기공막 및 그 제조방법 |
| JP2005268095A (ja) * | 2004-03-19 | 2005-09-29 | Tomoegawa Paper Co Ltd | 電子部品用セパレータ及びその製造方法 |
| JP2006286311A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Asahi Kasei Chemicals Corp | 複合多孔膜 |
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