JPH0513062A - 非水電解液型電池 - Google Patents
非水電解液型電池Info
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- JPH0513062A JPH0513062A JP3162617A JP16261791A JPH0513062A JP H0513062 A JPH0513062 A JP H0513062A JP 3162617 A JP3162617 A JP 3162617A JP 16261791 A JP16261791 A JP 16261791A JP H0513062 A JPH0513062 A JP H0513062A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- separator
- melting point
- battery
- thermoplastic 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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-
- 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
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Cell Separators (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】非水電解液型電池において、用いるセパレータ
ーが熱可塑性樹脂よりなる微孔性フィルムであって、少
なくとも融点が５℃異なるＡ層とＢ層よりなる２層また
はそれ以上の多層構造で、Ａ層とＢ層の厚み比が３．０
〜０．３であり、厚みが１００〜５μｍ、最大孔径が２
０μｍ以下、透気度が３０００秒／１００ｃｍ3以下で
あること。 【効果】不慮に電池が外部ショートしても、ジュール熱
で電池温度がセパレーターの低融点側樹脂の融点以上に
上昇することにより、セパレーターの微細孔が溶融物で
塞がれ、イオンの移動も阻止する絶縁体となって電流は
流れなくなり、温度上昇が止まり、高融点側の樹脂は溶
融せず、セパレーターが破れることがなく、その結果、
内部ショートによる発火や爆発といった事故が防止でき
る。
ーが熱可塑性樹脂よりなる微孔性フィルムであって、少
なくとも融点が５℃異なるＡ層とＢ層よりなる２層また
はそれ以上の多層構造で、Ａ層とＢ層の厚み比が３．０
〜０．３であり、厚みが１００〜５μｍ、最大孔径が２
０μｍ以下、透気度が３０００秒／１００ｃｍ3以下で
あること。 【効果】不慮に電池が外部ショートしても、ジュール熱
で電池温度がセパレーターの低融点側樹脂の融点以上に
上昇することにより、セパレーターの微細孔が溶融物で
塞がれ、イオンの移動も阻止する絶縁体となって電流は
流れなくなり、温度上昇が止まり、高融点側の樹脂は溶
融せず、セパレーターが破れることがなく、その結果、
内部ショートによる発火や爆発といった事故が防止でき
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、非水電解液型電池に関
する。更に詳しくは安全性を向上した高エネルギー密度
を有する非水電解液型電池に関する。
する。更に詳しくは安全性を向上した高エネルギー密度
を有する非水電解液型電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】金属酸化物、金属硫化物等の正極活物
質、リチウム、ナトリウム及びそれらの合金等を負極活
物質、非水電解液、正極と負極の間に用いられるセパレ
ーターよりなる非水電解液型電池は軽量でエネルギー密
度が高いことから近年注目されており、例えば正極活物
質に二酸化マンガン、負極活物質にリチウムを用いた円
筒型一次電池はカメラ用等に、ボタン型一次電池は電子
機器、コンピューターのメモリーのバックアップ用電源
等に使用されており、更に二硫化モリブデン、二酸化マ
ンガン等正極活物質、リチウム、リチウム系合金等を負
極活物質等に用いた二次電池も検討されている。この種
の電池に用いられるセパレーターは、例えば特開昭６０
−２３９５４号公報に、電池が外部ショートした場合
に、ジュール熱により電池内温度が上昇してセパレータ
ー部材が溶融し、内部ショートして電池の発火、爆発等
の事故防止をする目的で、ポリプロピレンまたはポリエ
チレン製の単層の微孔性フィルムを使用することが望ま
しいと開示されている。
質、リチウム、ナトリウム及びそれらの合金等を負極活
物質、非水電解液、正極と負極の間に用いられるセパレ
ーターよりなる非水電解液型電池は軽量でエネルギー密
度が高いことから近年注目されており、例えば正極活物
質に二酸化マンガン、負極活物質にリチウムを用いた円
筒型一次電池はカメラ用等に、ボタン型一次電池は電子
機器、コンピューターのメモリーのバックアップ用電源
等に使用されており、更に二硫化モリブデン、二酸化マ
ンガン等正極活物質、リチウム、リチウム系合金等を負
極活物質等に用いた二次電池も検討されている。この種
の電池に用いられるセパレーターは、例えば特開昭６０
−２３９５４号公報に、電池が外部ショートした場合
に、ジュール熱により電池内温度が上昇してセパレータ
ー部材が溶融し、内部ショートして電池の発火、爆発等
の事故防止をする目的で、ポリプロピレンまたはポリエ
チレン製の単層の微孔性フィルムを使用することが望ま
しいと開示されている。
【０００３】ポリプロピレン及びポリエチレン製微孔性
フィルムを用いた電池では、外部ショートさせた場合、
ジュール熱で電池温度が上昇して各フィルム素材の有す
る溶融点に達すると微細孔が溶融物で塞がれ、電気的絶
縁は勿論のことイオンの移動も阻止する絶縁体となるた
め電流は流れなくなる。（以下、この性能をメルトシャ
ットダウン性という。）その結果、電池温度もそれ以上
上昇することなく発火や爆発といった不都合は抑制され
ることになると記載されている。
フィルムを用いた電池では、外部ショートさせた場合、
ジュール熱で電池温度が上昇して各フィルム素材の有す
る溶融点に達すると微細孔が溶融物で塞がれ、電気的絶
縁は勿論のことイオンの移動も阻止する絶縁体となるた
め電流は流れなくなる。（以下、この性能をメルトシャ
ットダウン性という。）その結果、電池温度もそれ以上
上昇することなく発火や爆発といった不都合は抑制され
ることになると記載されている。
【０００４】しかしながら、上記の非水電解液型セパレ
ーターでは、ある程度安全性は向上するものの、温度が
上昇し、熱可塑性樹脂の融点近傍では樹脂の凝集力が小
さくなってしまい、樹脂の表面張力との力のバランスに
よっては、セパレーターが破れてしまう場合があり、前
記の内部ショートによる発火、爆発の危険性の解決には
十分とはいえない。
ーターでは、ある程度安全性は向上するものの、温度が
上昇し、熱可塑性樹脂の融点近傍では樹脂の凝集力が小
さくなってしまい、樹脂の表面張力との力のバランスに
よっては、セパレーターが破れてしまう場合があり、前
記の内部ショートによる発火、爆発の危険性の解決には
十分とはいえない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
課題を解決した安全性に優れた非水電解液型電池を提供
することにある。
課題を解決した安全性に優れた非水電解液型電池を提供
することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決するため、鋭意検討した結果、遂に本発明に到達し
た。
解決するため、鋭意検討した結果、遂に本発明に到達し
た。
【０００７】即ち、本発明は金属酸化物、金属硫化物等
の正極活物質、リチウム、ナトリウム及びそれらの合金
等の負極活物質、非水電解液、正極と負極の間に用いる
セパレーターからなる非水電解型電池において、下記
（１）〜（５）の物性を有するセパレーターを用いたこ
とを特徴とする非水電解型電池である。 （１）熱可塑性樹脂よりなる微孔性フィルムであってＡ
層とＢ層よりなる２層またはそれ以上の多層構造で、Ａ
層とＢ層の厚み比が３．０〜０．３であり、Ａ層に用い
る熱可塑性樹脂の融点が、Ｂ層に用いる熱可塑性樹脂の
融点より、５℃以上高いこと。 （２）Ａ層に用いる熱可塑性樹脂の融点が１３０℃以上
であり、Ｂ層に用いる熱可塑性樹脂の融点が８５〜１４
０℃であること。 （３）微孔性フィルムの厚みが１００〜５μｍであるこ
と。 （４）微孔性フィルムの最大孔径が２０μｍ以下である
こと。 （５）透気度が３０００秒／１００以下であること。 ここで、Ａ層とＢ層の厚み比とはＡ層の重量をＢ層の重
量で除した値である。（以下、単にＡ／Ｂ厚み比とい
う。）また、熱可塑性樹脂の融点は、ポリエチレン系樹
脂の場合ＪＩＳ Ｋ ６７６０、ポリプロピレン系樹脂
の場合ＪＩＳ Ｋ６７５８によって測定した値である。
の正極活物質、リチウム、ナトリウム及びそれらの合金
等の負極活物質、非水電解液、正極と負極の間に用いる
セパレーターからなる非水電解型電池において、下記
（１）〜（５）の物性を有するセパレーターを用いたこ
とを特徴とする非水電解型電池である。 （１）熱可塑性樹脂よりなる微孔性フィルムであってＡ
層とＢ層よりなる２層またはそれ以上の多層構造で、Ａ
層とＢ層の厚み比が３．０〜０．３であり、Ａ層に用い
る熱可塑性樹脂の融点が、Ｂ層に用いる熱可塑性樹脂の
融点より、５℃以上高いこと。 （２）Ａ層に用いる熱可塑性樹脂の融点が１３０℃以上
であり、Ｂ層に用いる熱可塑性樹脂の融点が８５〜１４
０℃であること。 （３）微孔性フィルムの厚みが１００〜５μｍであるこ
と。 （４）微孔性フィルムの最大孔径が２０μｍ以下である
こと。 （５）透気度が３０００秒／１００以下であること。 ここで、Ａ層とＢ層の厚み比とはＡ層の重量をＢ層の重
量で除した値である。（以下、単にＡ／Ｂ厚み比とい
う。）また、熱可塑性樹脂の融点は、ポリエチレン系樹
脂の場合ＪＩＳ Ｋ ６７６０、ポリプロピレン系樹脂
の場合ＪＩＳ Ｋ６７５８によって測定した値である。
【０００８】Ａ層に用いる熱可塑性樹脂は、融点が１３
０℃以上であることが必要であり、例えば高密度ポリエ
チレン、線状低密度ポリエチレン、プロピレンのホモ重
合体、プロピレンとα−オレフィンの共重合体、ポリブ
テン、ポリ−４−メチルペンテン−１等を挙げることが
できる。この中でも、高密度ポリエチレン、線状低密度
ポリエチレン、プロピレンのホモ重合体、プロピレンと
α−オレフィンの共重合体を好ましく用いることができ
る。
０℃以上であることが必要であり、例えば高密度ポリエ
チレン、線状低密度ポリエチレン、プロピレンのホモ重
合体、プロピレンとα−オレフィンの共重合体、ポリブ
テン、ポリ−４−メチルペンテン−１等を挙げることが
できる。この中でも、高密度ポリエチレン、線状低密度
ポリエチレン、プロピレンのホモ重合体、プロピレンと
α−オレフィンの共重合体を好ましく用いることができ
る。
【０００９】Ｂ層に用いる熱可塑性樹脂は、融点が８５
〜１４０℃であることが必要であり、且つＡ層に用いる
樹脂の融点によって限定されるが、例えば低密度ポリエ
チレン、線状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレ
ン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、プロピレンとα−
オレフィン共重合体等を挙げることができる。この中で
も線状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、プロ
ピレンとα−オレフィン共重合体を好ましく用いること
ができる。
〜１４０℃であることが必要であり、且つＡ層に用いる
樹脂の融点によって限定されるが、例えば低密度ポリエ
チレン、線状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレ
ン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、プロピレンとα−
オレフィン共重合体等を挙げることができる。この中で
も線状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、プロ
ピレンとα−オレフィン共重合体を好ましく用いること
ができる。
【００１０】例えばＡ層に用いる熱可塑性樹脂の融点を
ＴｍＡ、Ｂ層に用いる熱可塑性樹脂の融点をＴｍＢとす
ると、ＴｍＡ−ＴｍＢは５℃以上、好ましくは８℃以上
であるように組合せなくてはならない。ＴｍＡ−ＴｍＢ
が５℃未満であると、融点の差が小さすぎ、電池の外部
ショートによる温度上昇によりＢ層の孔が融解する前に
Ａ層の強度も小さくなってしまい、樹脂の表面張力によ
り穴があき、内部ショートをしてしまう。
ＴｍＡ、Ｂ層に用いる熱可塑性樹脂の融点をＴｍＢとす
ると、ＴｍＡ−ＴｍＢは５℃以上、好ましくは８℃以上
であるように組合せなくてはならない。ＴｍＡ−ＴｍＢ
が５℃未満であると、融点の差が小さすぎ、電池の外部
ショートによる温度上昇によりＢ層の孔が融解する前に
Ａ層の強度も小さくなってしまい、樹脂の表面張力によ
り穴があき、内部ショートをしてしまう。
【００１１】また、ＴｍＡは１３０℃以上であることが
必要である。ＴｍＢによっても異なるが、１３０℃未満
では、電池の温度上昇速度が大きい場合にはＡ層までも
溶融してしまう。更にＴｍＢは８５〜１４０℃であるこ
とが必要である。好ましくは１００〜１４０℃である。
ＴｍＢは８５℃未満では電池使用温度範囲内で孔が溶融
してしまうし、１４０℃を越えると、電池がかなり高温
になるまで孔がなくならず、場合によっては負極が溶融
し、内部ショートする危険性が大きくなってしまう。
必要である。ＴｍＢによっても異なるが、１３０℃未満
では、電池の温度上昇速度が大きい場合にはＡ層までも
溶融してしまう。更にＴｍＢは８５〜１４０℃であるこ
とが必要である。好ましくは１００〜１４０℃である。
ＴｍＢは８５℃未満では電池使用温度範囲内で孔が溶融
してしまうし、１４０℃を越えると、電池がかなり高温
になるまで孔がなくならず、場合によっては負極が溶融
し、内部ショートする危険性が大きくなってしまう。
【００１２】Ａ層、Ｂ層の構成はＡ／Ｂの二層でも良い
し、Ａ／Ｂ／Ａ、Ｂ／Ａ／Ｂ等二層以上の多層構造であ
っても良い。またＡ／Ｂ層間は単なる重ね合わせだけの
全く層間接着力がないものでは、この安全性能は満足さ
れない。例えば、ポリプロピレンのホモ重合体製の微孔
性フィルムと線状低密度ポリエチレン製の微孔質フィル
ムを単に重ね合わせ二層にしたセパレーターを用いた場
合は、外部ショートした時に、線状低密度ポリエチレン
部が溶けＡ層とＢ層の層間接着力がないため、表面張力
により線状低密度ポリエチレンに穴が発生し、ポリプロ
ピレン製微孔性フィルムが溶けるまで、温度が上昇し、
更にポリプロピレンの表面張力により穴があき、発火や
爆発を起こしてしまう。Ａ／Ｂの層間の接着力がＡ層を
構成する熱可塑性樹脂の溶融状態での表面張力より大き
い場合は、外部ショートによる温度上昇により、Ａ層が
溶融しても破れることなく、均一な非多孔質の膜を形成
する。且つ、Ａ／Ｂの層間は部分的な接着でなく、孔以
外は全面的に接着していなくてはならない。
し、Ａ／Ｂ／Ａ、Ｂ／Ａ／Ｂ等二層以上の多層構造であ
っても良い。またＡ／Ｂ層間は単なる重ね合わせだけの
全く層間接着力がないものでは、この安全性能は満足さ
れない。例えば、ポリプロピレンのホモ重合体製の微孔
性フィルムと線状低密度ポリエチレン製の微孔質フィル
ムを単に重ね合わせ二層にしたセパレーターを用いた場
合は、外部ショートした時に、線状低密度ポリエチレン
部が溶けＡ層とＢ層の層間接着力がないため、表面張力
により線状低密度ポリエチレンに穴が発生し、ポリプロ
ピレン製微孔性フィルムが溶けるまで、温度が上昇し、
更にポリプロピレンの表面張力により穴があき、発火や
爆発を起こしてしまう。Ａ／Ｂの層間の接着力がＡ層を
構成する熱可塑性樹脂の溶融状態での表面張力より大き
い場合は、外部ショートによる温度上昇により、Ａ層が
溶融しても破れることなく、均一な非多孔質の膜を形成
する。且つ、Ａ／Ｂの層間は部分的な接着でなく、孔以
外は全面的に接着していなくてはならない。
【００１３】Ａ／Ｂ厚み比は３．０〜０．３であり、好
ましくは２．５〜０．５である。Ａ／Ｂ厚み比は前記外
の大きくても小さくても、メルトシャットダウン性能が
低下してしまう。Ａ／Ｂ厚み比が大きい場合はＢ層が薄
くなりすぎ、温度上昇によってＢ層に均一な孔のない膜
が形成しにくくなり一部穴が発生してしまう。Ａ／Ｂ厚
み比が小さすぎる場合は温度上昇時に、Ａ層の厚みが薄
すぎ、強度がないため、Ｂ層が溶融した時に一部穴が発
生してしまう。
ましくは２．５〜０．５である。Ａ／Ｂ厚み比は前記外
の大きくても小さくても、メルトシャットダウン性能が
低下してしまう。Ａ／Ｂ厚み比が大きい場合はＢ層が薄
くなりすぎ、温度上昇によってＢ層に均一な孔のない膜
が形成しにくくなり一部穴が発生してしまう。Ａ／Ｂ厚
み比が小さすぎる場合は温度上昇時に、Ａ層の厚みが薄
すぎ、強度がないため、Ｂ層が溶融した時に一部穴が発
生してしまう。
【００１４】本発明に用いる微孔性フィルムの厚みは１
００〜５μｍであることが好ましい。１００μｍを越え
ると電池の内容積にセパレーターの示す容積が大きくな
りすぎ、電池容量が小さくなるし、膜抵抗も大きくな
る。また、５μｍ未満では電気容量は大きくなるもの
の、外部ショートした場合に、温度上昇により、セパレ
ーターが薄く穴があきやすくなってしまう。
００〜５μｍであることが好ましい。１００μｍを越え
ると電池の内容積にセパレーターの示す容積が大きくな
りすぎ、電池容量が小さくなるし、膜抵抗も大きくな
る。また、５μｍ未満では電気容量は大きくなるもの
の、外部ショートした場合に、温度上昇により、セパレ
ーターが薄く穴があきやすくなってしまう。
【００１５】また、その最大孔径は２０μｍ以下である
ことが必要で、更に１０μｍ以下が好ましい。２０μｍ
を越えると穴が発生しやすくなるし、均一なイオン電流
とならず性能が低下してしまう。
ことが必要で、更に１０μｍ以下が好ましい。２０μｍ
を越えると穴が発生しやすくなるし、均一なイオン電流
とならず性能が低下してしまう。
【００１６】また、透気度は３０００秒／１００ｃｍ3
以下が必要であり、更に２０００秒／１００ｃｍ3以下
が好ましい。透気度が大きい場合には、膜抵抗が大き
く、大電流を流した場合、電圧降下や、電池が発熱して
しまう。
以下が必要であり、更に２０００秒／１００ｃｍ3以下
が好ましい。透気度が大きい場合には、膜抵抗が大き
く、大電流を流した場合、電圧降下や、電池が発熱して
しまう。
【００１７】本電池に用いる正極については、その活物
質、即ち原料、材質については特に制限はない。例えば
Ｖ2Ｏ5等のバナジウム酸化物やＣｒ3Ｏ8のようなクロム
酸化物、ＣｏＯ2のようなコバルト酸化物、ＭｎＯ2のよ
うなマンガン酸化物、 ＷＯ 3のようなタングステン酸
化物、またはＴｉＳ2，ＭｏＳ2のような遷移金属カルコ
ゲナイト等を用いることができる。
質、即ち原料、材質については特に制限はない。例えば
Ｖ2Ｏ5等のバナジウム酸化物やＣｒ3Ｏ8のようなクロム
酸化物、ＣｏＯ2のようなコバルト酸化物、ＭｎＯ2のよ
うなマンガン酸化物、 ＷＯ 3のようなタングステン酸
化物、またはＴｉＳ2，ＭｏＳ2のような遷移金属カルコ
ゲナイト等を用いることができる。
【００１８】正極活物質の抵抗を小さくするために炭素
材を使用することは好ましい。炭素材の種類としては、
特に制限はないが、好ましくは、カーボンブラック、黒
鉛、炭素繊維または活性炭である。上記カーボンブラッ
クには、サーマルブラック、ファーネスブラック、アセ
チレンブラック等があるがいずれでも良く、特に制限は
ない。また、黒鉛としては、天然黒鉛でも人造黒鉛でも
よく、また気相成長法により合成した繊維状黒鉛でもよ
い。炭素繊維にはポリアクリロニトリル系炭素繊維、セ
ルロース系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維等があるが、特
に制限はない。また、活性炭は粒状または粉末いずれで
もよい。炭素材の量はあまり多すぎると電極容量密度が
小さくなり、好ましくない。
材を使用することは好ましい。炭素材の種類としては、
特に制限はないが、好ましくは、カーボンブラック、黒
鉛、炭素繊維または活性炭である。上記カーボンブラッ
クには、サーマルブラック、ファーネスブラック、アセ
チレンブラック等があるがいずれでも良く、特に制限は
ない。また、黒鉛としては、天然黒鉛でも人造黒鉛でも
よく、また気相成長法により合成した繊維状黒鉛でもよ
い。炭素繊維にはポリアクリロニトリル系炭素繊維、セ
ルロース系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維等があるが、特
に制限はない。また、活性炭は粒状または粉末いずれで
もよい。炭素材の量はあまり多すぎると電極容量密度が
小さくなり、好ましくない。
【００１９】上記正極活物質の形態保存性、加工性を向
上するため、結着剤を使用しても良い。結着剤を使用す
る場合は、結着剤と電池で用いる電解液がほとんど反応
しないことが重要である。本発明の主旨に合う結着剤と
しては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プ
ロピレンコポリマー（ＥＰＭ）、エチレン−プロピレン
ゴム（ＥＰＲ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦ
Ｅ）等があるが、この中でも比較的少量で且つ結着効果
の大きいＥＰＲが良い。
上するため、結着剤を使用しても良い。結着剤を使用す
る場合は、結着剤と電池で用いる電解液がほとんど反応
しないことが重要である。本発明の主旨に合う結着剤と
しては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プ
ロピレンコポリマー（ＥＰＭ）、エチレン−プロピレン
ゴム（ＥＰＲ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦ
Ｅ）等があるが、この中でも比較的少量で且つ結着効果
の大きいＥＰＲが良い。
【００２０】負極活物質は金属リチウム、ナトリウム及
びそれらの合金等を使用することができる。
びそれらの合金等を使用することができる。
【００２１】負極に用いる活物質が電解液に用いる溶媒
のプロトンと反応するので、非プロトン性溶媒を用いる
必要がある。例えばプロピレンカーボネート、ジメトキ
シエタン等を使用することができる。電解質は負極活物
質によって異なるが、過塩素酸リチウム、過塩素酸ナト
リウム等である。
のプロトンと反応するので、非プロトン性溶媒を用いる
必要がある。例えばプロピレンカーボネート、ジメトキ
シエタン等を使用することができる。電解質は負極活物
質によって異なるが、過塩素酸リチウム、過塩素酸ナト
リウム等である。
【００２２】本発明に用いることができる電池構造に
は、特に限定されず、ボタン型でも良いし、円筒型でも
良い。
は、特に限定されず、ボタン型でも良いし、円筒型でも
良い。
【００２３】本発明に用いる微孔性フィルムの製造方法
は、特公昭４６−４０１１９号公報等に見られるよう
な、方向性を有するラメラ結晶と非結晶の間で微孔を生
成させる方法、特開昭６１−１２１９２５号公報等に見
られるような、ポリオレフィン樹脂に非相溶物質を充填
し、溶融製膜した後、延伸処理を施す方法、特開昭６３
−１９９７４２号公報等に見られるような、ポリプロピ
レン樹脂に非相溶物質を充填し、溶融製膜した後、延伸
処理を施し、非相溶物質を溶剤で抽出する方法、特開昭
５７−４７０１７号公報に見られるようなポリオレフィ
ン樹脂に無機充填材及び有機液体を抽出する方法等を挙
げることができる。
は、特公昭４６−４０１１９号公報等に見られるよう
な、方向性を有するラメラ結晶と非結晶の間で微孔を生
成させる方法、特開昭６１−１２１９２５号公報等に見
られるような、ポリオレフィン樹脂に非相溶物質を充填
し、溶融製膜した後、延伸処理を施す方法、特開昭６３
−１９９７４２号公報等に見られるような、ポリプロピ
レン樹脂に非相溶物質を充填し、溶融製膜した後、延伸
処理を施し、非相溶物質を溶剤で抽出する方法、特開昭
５７−４７０１７号公報に見られるようなポリオレフィ
ン樹脂に無機充填材及び有機液体を抽出する方法等を挙
げることができる。
【００２４】製膜法はＴ−ダイ法、インフレーション
法、カレンダー法等の公知の方法を使用でき、Ａ層とＢ
層の多層構造のフィルムを得る方法は、それぞれの層を
製膜した後に、熱ロールで熱接着しても良いし、予めＡ
層あるいはＢ層を製膜した後に押出ラミネーションを行
ってもよいが、層間の接着強度、作業性、生産性の点か
ら、共押出法が最も適している。共押出はＴ−ダイ法で
もインフレーション法であっても良い。
法、カレンダー法等の公知の方法を使用でき、Ａ層とＢ
層の多層構造のフィルムを得る方法は、それぞれの層を
製膜した後に、熱ロールで熱接着しても良いし、予めＡ
層あるいはＢ層を製膜した後に押出ラミネーションを行
ってもよいが、層間の接着強度、作業性、生産性の点か
ら、共押出法が最も適している。共押出はＴ−ダイ法で
もインフレーション法であっても良い。
【００２５】
【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明する
が、本発明はその主旨を越えない限り、以下の実施例に
限定されるものではない。
が、本発明はその主旨を越えない限り、以下の実施例に
限定されるものではない。
【００２６】製造例１〜８（微孔性フィルム（セパレー
ター）の製造） 密度０．９６０ｇ／ｃｃ、融点１３５℃、メルトインデ
ックス１．０ｇ／１０ｍｉｎの高密度ポリエチレン１０
０重量部に、平均粒径０．９μｍの硫酸バリウムを１５
０重量部、ステアリン酸カルシウムを２重量部添加し、
得られた配合物をヘンシェルミキサーで混合し、その後
二軸押出機で溶融混練ペレット化し、樹脂組成物Ａ−１
を得た。
ター）の製造） 密度０．９６０ｇ／ｃｃ、融点１３５℃、メルトインデ
ックス１．０ｇ／１０ｍｉｎの高密度ポリエチレン１０
０重量部に、平均粒径０．９μｍの硫酸バリウムを１５
０重量部、ステアリン酸カルシウムを２重量部添加し、
得られた配合物をヘンシェルミキサーで混合し、その後
二軸押出機で溶融混練ペレット化し、樹脂組成物Ａ−１
を得た。
【００２７】密度０．９２０ｇ／ｃｃ、融点１２５℃、
メルトインデックス２．０ｇ／１０ｍｉｎの線状低密度
ポリエチレン１００重量部に、平均粒径０．９μｍの硫
酸バリウムを１５０重量部、ステアリン酸カルシウムを
２重量部添加し、Ａ樹脂組成物を得た方法と同様にして
樹脂組成物Ｂ−１を得た。
メルトインデックス２．０ｇ／１０ｍｉｎの線状低密度
ポリエチレン１００重量部に、平均粒径０．９μｍの硫
酸バリウムを１５０重量部、ステアリン酸カルシウムを
２重量部添加し、Ａ樹脂組成物を得た方法と同様にして
樹脂組成物Ｂ−１を得た。
【００２８】密度０．９００ｇ／ｃｃ、融点１４５℃、
メルトインデックス２．０ｇ／１０ｍｉｎのポリプロピ
レン１００重量部に、平均粒径０．９μｍの硫酸バリウ
ムを１５０重量部、ステアリン酸カルシウムを２重量部
添加し、Ａ−１樹脂組成物を得た方法と同様にして樹脂
組成物Ａ−２を得た。
メルトインデックス２．０ｇ／１０ｍｉｎのポリプロピ
レン１００重量部に、平均粒径０．９μｍの硫酸バリウ
ムを１５０重量部、ステアリン酸カルシウムを２重量部
添加し、Ａ−１樹脂組成物を得た方法と同様にして樹脂
組成物Ａ−２を得た。
【００２９】得られた樹脂組成物を用い、口径６５ｍｍ
のＡ／Ｂとなる二種二層のＴ−ダイ共押出機または口径
６５ｍｍの単層Ｔ−ダイ共押出機を用い、〔表１〕に示
す構成で樹脂組成物を溶融製膜し、チルロールで冷却固
化した。得られた未延伸フィルムをロール延伸機を用
い、予熱温度７５℃で縦方向に６．０倍に延伸し、次い
で、９５℃の熱ロールで熱固定し、微孔性フィルムを得
た。得られた微孔性フィルムの物性を〔表１〕に示す。
のＡ／Ｂとなる二種二層のＴ−ダイ共押出機または口径
６５ｍｍの単層Ｔ−ダイ共押出機を用い、〔表１〕に示
す構成で樹脂組成物を溶融製膜し、チルロールで冷却固
化した。得られた未延伸フィルムをロール延伸機を用
い、予熱温度７５℃で縦方向に６．０倍に延伸し、次い
で、９５℃の熱ロールで熱固定し、微孔性フィルムを得
た。得られた微孔性フィルムの物性を〔表１〕に示す。
【００３０】
【表１】
尚、物性の測定方法は下記の方法によって評価した。
１．透気度（秒／１００ｃｍ3）────ＪＩＳ Ｐ−
８１１７ ２．最大孔径（μｍ）────────ＡＳＴＭ Ｆ−
３１６
８１１７ ２．最大孔径（μｍ）────────ＡＳＴＭ Ｆ−
３１６
【００３１】実施例１
正極活物質としては二酸化マンガン１００重量部に対
し、アセチレンブラック２０重量部、ＥＰＲ７重量部を
混合し、集電体に塗布し熱処理して厚み約 ５００μｍ
のものを用いた。負極活物質としては厚み約１５０μｍ
のリチウム圧延板を用いた。電解液としてはプロピレン
カーボネートとジメトキシエタン１対１の混合溶媒に過
塩素酸リチウムを溶解し濃度１モル／Ｌとしたものを用
いた。
し、アセチレンブラック２０重量部、ＥＰＲ７重量部を
混合し、集電体に塗布し熱処理して厚み約 ５００μｍ
のものを用いた。負極活物質としては厚み約１５０μｍ
のリチウム圧延板を用いた。電解液としてはプロピレン
カーボネートとジメトキシエタン１対１の混合溶媒に過
塩素酸リチウムを溶解し濃度１モル／Ｌとしたものを用
いた。
【００３２】セパレーターは製造例で得たＦ−１を用い
た。前記材料を用いＡＡサイズの電池を常法に従い作成
した。この電池を雰囲気温度２３℃の恒温室で外部ショ
ートさせ、電流値の経時変化及び電池ケースの温度を測
定し、更に外観変化及び外部ショート評価の終了した電
池を常温まで冷却してセパレーターの外観を観察した。
その評価結果を〔表２〕に示した。外部ショートさせた
後、速やかに電流が小さくなり良好であった。
た。前記材料を用いＡＡサイズの電池を常法に従い作成
した。この電池を雰囲気温度２３℃の恒温室で外部ショ
ートさせ、電流値の経時変化及び電池ケースの温度を測
定し、更に外観変化及び外部ショート評価の終了した電
池を常温まで冷却してセパレーターの外観を観察した。
その評価結果を〔表２〕に示した。外部ショートさせた
後、速やかに電流が小さくなり良好であった。
【００３３】実施例２
セパレーターをＦ−４とした以外は、実施例１と同様に
して評価した。その評価結果を〔表２〕に示した。外部
ショートさせた後、速やかに電流が小さくなり良好であ
った。
して評価した。その評価結果を〔表２〕に示した。外部
ショートさせた後、速やかに電流が小さくなり良好であ
った。
【００３４】実施例３
セパレーターをＦ−５とした以外は、実施例１と同様に
して評価した。その評価結果を〔表２〕に示した。外部
ショートさせた後、速やかに電流が小さくなり良好であ
った。実施例２に比較し若干ケース温度が高かった。
して評価した。その評価結果を〔表２〕に示した。外部
ショートさせた後、速やかに電流が小さくなり良好であ
った。実施例２に比較し若干ケース温度が高かった。
【００３５】比較例１及び２
セパレーターをＦ−２及びＦ−３とした以外は、実施例
１と同様にして評価した。その評価結果を〔表２〕に示
した。外部ショートさせた後も経時電流が大きく、電池
ケースの温度も高く、評価途中で電池から電解液がもれ
てきたので、それ以上の評価は中止した。外部ショート
評価の終了した電池を常温まで冷却してセパレーターの
外観を観察したところ、セパレーターの一部が破れてい
た。Ａ層とＢ層の厚み比が適正でなかったものと思われ
る。
１と同様にして評価した。その評価結果を〔表２〕に示
した。外部ショートさせた後も経時電流が大きく、電池
ケースの温度も高く、評価途中で電池から電解液がもれ
てきたので、それ以上の評価は中止した。外部ショート
評価の終了した電池を常温まで冷却してセパレーターの
外観を観察したところ、セパレーターの一部が破れてい
た。Ａ層とＢ層の厚み比が適正でなかったものと思われ
る。
【００３６】比較例３
セパレーターをＦ−６とＦ−７を二枚重にして用いた以
外は、実施例１と同様にして評価した。その評価結果を
〔表２〕に示した。比較例１と同様に、外部ショートさ
せた後も経時電流が大きく、電池ケースの温度も高く、
評価途中で電池から電解液がもれてきたので、それ以上
の評価は中止した。外部ショート評価の終了した電池を
常温まで冷却してセパレーターの外観を観察したとこ
ろ、Ｆ−６、Ｆ−７共に一部が破れていた。Ａ層とＢ層
の層間接着力が殆どないため、セパレーターが破れたも
のと思われる。
外は、実施例１と同様にして評価した。その評価結果を
〔表２〕に示した。比較例１と同様に、外部ショートさ
せた後も経時電流が大きく、電池ケースの温度も高く、
評価途中で電池から電解液がもれてきたので、それ以上
の評価は中止した。外部ショート評価の終了した電池を
常温まで冷却してセパレーターの外観を観察したとこ
ろ、Ｆ−６、Ｆ−７共に一部が破れていた。Ａ層とＢ層
の層間接着力が殆どないため、セパレーターが破れたも
のと思われる。
【００３７】比較例４
セパレーターをＦ−８とした以外は、実施例１と同様に
して評価した。その評価結果を〔表２〕に示した。比較
例１と同様に、外部ショートさせた後も経時電流が大き
く、電池ケースの温度も高く、評価途中で電池から電解
液がもれてきたので、それ以上の評価は中止した。外部
ショート評価の終了した電池を常温まで冷却して、セパ
レーターの外観を観察したところ、セパレーターの一部
が破れていた。
して評価した。その評価結果を〔表２〕に示した。比較
例１と同様に、外部ショートさせた後も経時電流が大き
く、電池ケースの温度も高く、評価途中で電池から電解
液がもれてきたので、それ以上の評価は中止した。外部
ショート評価の終了した電池を常温まで冷却して、セパ
レーターの外観を観察したところ、セパレーターの一部
が破れていた。
【００３８】
【表２】
注＞外観変化 １：破れなし
２：破れあり
【００３９】
【発明の効果】融点の異なる二層以上のセパレーターを
用いた本発明の非水電解液型電池は、不慮にも電池が外
部ショートしても、ジュール熱で電池温度が上昇するこ
とによって、低温側の樹脂の溶融点に達すると微細孔が
溶融物で塞がれ、電気的絶縁は勿論のことイオンの移動
も阻止する絶縁体となるため電流は流れなくなり、恒温
側の樹脂は溶融せず、セパレーターが破れることがな
く、その結果、電池温度もそれ以上上昇することなく、
内部ショートによる発火や爆発といった事故が防止でき
る。
用いた本発明の非水電解液型電池は、不慮にも電池が外
部ショートしても、ジュール熱で電池温度が上昇するこ
とによって、低温側の樹脂の溶融点に達すると微細孔が
溶融物で塞がれ、電気的絶縁は勿論のことイオンの移動
も阻止する絶縁体となるため電流は流れなくなり、恒温
側の樹脂は溶融せず、セパレーターが破れることがな
く、その結果、電池温度もそれ以上上昇することなく、
内部ショートによる発火や爆発といった事故が防止でき
る。
Claims (3)
- 【請求項１】 金属酸化物、金属硫化物等の正極活物
質、リチウム、ナトリウム及びそれらの合金等の負極活
物質、非水電解液、正極と負極の間に用いるセパレータ
ーからなる非水電解液型電池において、下記（１）〜
（５）の物性を有するセパレーターを用いたことを特徴
とする非水電解液型電池。 （１）熱可塑性樹脂よりなる微孔性フィルムであって、
Ａ層とＢ層よりなる２層またはそれ以上の多層構造で、
Ａ層とＢ層の厚み比が３．０〜０．３であり、Ａ層に用
いる熱可塑性樹脂の融点が、Ｂ層に用いる熱可塑性樹脂
の融点より、５℃以上高いこと。 （２）Ａ層に用いる熱可塑性樹脂の融点が１３０℃以上
であり、Ｂ層に用いる熱可塑性樹脂の融点が８５〜１４
０℃であること。 （３）微孔性フィルムの厚みが１００〜５μｍであるこ
と。 （４）微孔性フィルムの最大孔径が２０μｍ以下である
こと。 （５）透気度が３０００秒／１００ｃｍ3以下であるこ
と。 - 【請求項２】 Ａ層が高密度ポリエチレン、Ｂ層が線状
低密度ポリエチレンよりなるセパレーターを用いたこと
を特徴とする請求項１記載の非水電解液型電池。 - 【請求項３】 Ａ層がポリプロピレン系樹脂、Ｂ層が線
状低密度ポリエチレンまたは高密度ポリエチレンよりな
るセパレーターを用いたことを特徴とする請求項１記載
の非水電解液型電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3162617A JPH0513062A (ja) | 1991-07-03 | 1991-07-03 | 非水電解液型電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3162617A JPH0513062A (ja) | 1991-07-03 | 1991-07-03 | 非水電解液型電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0513062A true JPH0513062A (ja) | 1993-01-22 |
Family
ID=15758013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3162617A Pending JPH0513062A (ja) | 1991-07-03 | 1991-07-03 | 非水電解液型電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0513062A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0794583A1 (en) * | 1996-02-09 | 1997-09-10 | Nitto Denko Corporation | Separator for battery |
| WO2002065561A1 (fr) * | 2001-02-14 | 2002-08-22 | Sony Corporation | Pile a electrolyte non aqueux |
| JP2002279956A (ja) * | 2001-03-16 | 2002-09-27 | Sony Corp | 非水電解質電池 |
| WO2005057690A1 (ja) * | 2003-12-15 | 2005-06-23 | Mitsubishi Chemical Corporation | 非水系電解液二次電池 |
| JP2005174868A (ja) * | 2003-12-15 | 2005-06-30 | Mitsubishi Chemicals Corp | 非水系電解液二次電池 |
| JP2005209570A (ja) * | 2004-01-26 | 2005-08-04 | Teijin Ltd | 非水系二次電池用セパレータ、その製造法および非水系二次電池 |
| KR100563028B1 (ko) * | 1999-02-19 | 2006-03-22 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차전지의 전극 롤 |
| WO2012132173A1 (ja) * | 2011-03-29 | 2012-10-04 | 株式会社豊田自動織機 | 非水電解質二次電池および車両 |
| US8409747B2 (en) | 2005-07-25 | 2013-04-02 | Teijin Limited | Nonaqueous secondary battery separator and process for its fabrication |
| US8455053B2 (en) | 2007-07-06 | 2013-06-04 | Sony Corporation | Separator, battery using the same, and method for manufacturing separator |
| US8980461B2 (en) | 2011-02-03 | 2015-03-17 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Separator for lithium secondary battery and lithium secondary battery including the same |
| JP2018060802A (ja) * | 2010-01-19 | 2018-04-12 | セルガード エルエルシー | Ｘ線感知可能電池セパレータ及び関連方法 |
| US11424510B2 (en) | 2018-01-17 | 2022-08-23 | Lg Energy Solution, Ltd. | Separator having through-holes sealed by thermoplastic polymer and electrochemical device including the same |
-
1991
- 1991-07-03 JP JP3162617A patent/JPH0513062A/ja active Pending
Cited By (17)
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| US8137846B2 (en) | 2003-12-15 | 2012-03-20 | Mitsubishi Chemical Corporation | Nonaqueous-electrolyte secondary battery |
| JP2005209570A (ja) * | 2004-01-26 | 2005-08-04 | Teijin Ltd | 非水系二次電池用セパレータ、その製造法および非水系二次電池 |
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| US10424772B2 (en) | 2007-07-06 | 2019-09-24 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Separator, battery and electronic device |
| US8455053B2 (en) | 2007-07-06 | 2013-06-04 | Sony Corporation | Separator, battery using the same, and method for manufacturing separator |
| US9627669B2 (en) | 2007-07-06 | 2017-04-18 | Sony Corporation | Separator including glass layer covering polyolefin resin layer having a three-dimensional mesh framework, and battery using the same |
| JP2018060802A (ja) * | 2010-01-19 | 2018-04-12 | セルガード エルエルシー | Ｘ線感知可能電池セパレータ及び関連方法 |
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| JPWO2012132173A1 (ja) * | 2011-03-29 | 2014-07-24 | 株式会社豊田自動織機 | 非水電解質二次電池および車両 |
| WO2012132173A1 (ja) * | 2011-03-29 | 2012-10-04 | 株式会社豊田自動織機 | 非水電解質二次電池および車両 |
| US11424510B2 (en) | 2018-01-17 | 2022-08-23 | Lg Energy Solution, Ltd. | Separator having through-holes sealed by thermoplastic polymer and electrochemical device including the same |
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