JPH06310115A - 非水溶媒系電池用隔膜の製造方法 - Google Patents
非水溶媒系電池用隔膜の製造方法Info
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- Cell Separators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 実使用温度範囲における内部抵抗が小さく、
かつ外部短絡等の異常時における安全性の高い電池用隔
膜の製造方法を提供する。 【構成】 回転自在なロール2の一部を樹脂分散液5中
に浸漬して、一定方向に回転させながら、ロール2の塗
工面2aに樹脂分散液を付着する工程と、親水化処理さ
れた多孔性の樹脂からなる隔膜母体6を、回転中のロー
ル2の塗工面2aに一定の圧力で接するように、かつ一
定速度で送り出す工程と、それによりロール2の塗工面
2aに付着した樹脂分散液を隔膜母体6の表面6a上に
転移させて、隔膜母体6の表面6a上に一定の膜厚の樹
脂分散液層9を連続的に塗工する工程とを備える。
かつ外部短絡等の異常時における安全性の高い電池用隔
膜の製造方法を提供する。 【構成】 回転自在なロール2の一部を樹脂分散液5中
に浸漬して、一定方向に回転させながら、ロール2の塗
工面2aに樹脂分散液を付着する工程と、親水化処理さ
れた多孔性の樹脂からなる隔膜母体6を、回転中のロー
ル2の塗工面2aに一定の圧力で接するように、かつ一
定速度で送り出す工程と、それによりロール2の塗工面
2aに付着した樹脂分散液を隔膜母体6の表面6a上に
転移させて、隔膜母体6の表面6a上に一定の膜厚の樹
脂分散液層9を連続的に塗工する工程とを備える。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、非水溶媒系電池用隔膜
の製造方法に関し、特に1次電池または2次電池等の電
池の隔膜として用いた場合に、実使用温度範囲の使用に
おいては、十分低い内部抵抗を保持し、外部短絡等によ
る異常時における安全性に優れた非水溶媒系電池用隔膜
の製造方法に関する。
の製造方法に関し、特に1次電池または2次電池等の電
池の隔膜として用いた場合に、実使用温度範囲の使用に
おいては、十分低い内部抵抗を保持し、外部短絡等によ
る異常時における安全性に優れた非水溶媒系電池用隔膜
の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、アルカリマンガン電池、ニッケル
カドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウム電池等の
1次電池、2次電池においては、高容量化、高出力化が
進みその使用範囲が急速に拡大しつつある。
カドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウム電池等の
1次電池、2次電池においては、高容量化、高出力化が
進みその使用範囲が急速に拡大しつつある。
【0003】次に、リチウム電池を例にとり、リチウム
電池について詳細に説明する。図3は、従来のリチウム
電池を概略的に示す半裁断面図である。図3を参照し
て、このリチウム電池12は、円筒型非水電解質電池と
呼ばれているリチウム電池であって、正極13と、隔膜
14と、負極15と、絶縁板16と、負極リード17
と、正極リード18と、ガスケット19とを含む。正極
13、負極15、および、正極13と負極15との間に
設けられた隔膜14は、渦巻形状に形成される。
電池について詳細に説明する。図3は、従来のリチウム
電池を概略的に示す半裁断面図である。図3を参照し
て、このリチウム電池12は、円筒型非水電解質電池と
呼ばれているリチウム電池であって、正極13と、隔膜
14と、負極15と、絶縁板16と、負極リード17
と、正極リード18と、ガスケット19とを含む。正極
13、負極15、および、正極13と負極15との間に
設けられた隔膜14は、渦巻形状に形成される。
【0004】リチウム電池12の正極13の材料として
は、フッ化炭素、二酸化マンガン、LiCoO2 、酸化
銅、五酸化バナジウムなどの金属酸化物;二硫化チタ
ン、二硫化モリブデン、CuSなどの金属硫化物;Nb
Se、VSe2 等の金属セレン化合物;CuCl2 など
のハロゲン化物;ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリ
ベンゼン等のポリマーなどが使用されている。正極13
での反応は、使用する活物質によって異なるが、たとえ
ば、フッ化炭素は、層状構造を有しており、フッ素原子
が負に帯電しているため、放電過程でリチウムが層間に
進入する(インターカレーション)。また、二酸化マン
ガンを正極活物質として使用すると、Li + イオンが二
酸化マンガンの結晶格子中へ進入し、拡散していく。
は、フッ化炭素、二酸化マンガン、LiCoO2 、酸化
銅、五酸化バナジウムなどの金属酸化物;二硫化チタ
ン、二硫化モリブデン、CuSなどの金属硫化物;Nb
Se、VSe2 等の金属セレン化合物;CuCl2 など
のハロゲン化物;ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリ
ベンゼン等のポリマーなどが使用されている。正極13
での反応は、使用する活物質によって異なるが、たとえ
ば、フッ化炭素は、層状構造を有しており、フッ素原子
が負に帯電しているため、放電過程でリチウムが層間に
進入する(インターカレーション)。また、二酸化マン
ガンを正極活物質として使用すると、Li + イオンが二
酸化マンガンの結晶格子中へ進入し、拡散していく。
【0005】リチウム電池12の負極15の材料として
は、リチウム金属、リチウム合金、あるいはLi+ イオ
ンの吸蔵またはインターカレーションを利用した炭素材
料、Fe2 O3 またはWO3 などが使用されている。負
極15での放電反応は、リチウムのLi+ イオン化によ
る反応である。
は、リチウム金属、リチウム合金、あるいはLi+ イオ
ンの吸蔵またはインターカレーションを利用した炭素材
料、Fe2 O3 またはWO3 などが使用されている。負
極15での放電反応は、リチウムのLi+ イオン化によ
る反応である。
【0006】ところで、リチウムは、水と反応するの
で、リチウム電池では、通常、有機溶媒に可溶性のLi
ClO4 、LiBF4 、LiPF6 などのリチウム塩類
を溶解させた非水電解液が使用されている。具体例とし
ては、γ−ブチロラクトンにLiBF4 を溶解させたも
のや、プロピレンカーボネートと1,2−ジメトキシエ
タンの混合溶媒にLiClO4 を溶解させたものなどが
ある。
で、リチウム電池では、通常、有機溶媒に可溶性のLi
ClO4 、LiBF4 、LiPF6 などのリチウム塩類
を溶解させた非水電解液が使用されている。具体例とし
ては、γ−ブチロラクトンにLiBF4 を溶解させたも
のや、プロピレンカーボネートと1,2−ジメトキシエ
タンの混合溶媒にLiClO4 を溶解させたものなどが
ある。
【0007】また、リチウム電池12では、正極13と
負極15との間隔を保持するために隔膜14が使用され
る。隔膜14は、上述した有機電解液に溶解しないもの
でなければならない。
負極15との間隔を保持するために隔膜14が使用され
る。隔膜14は、上述した有機電解液に溶解しないもの
でなければならない。
【0008】ところで、上述したような電池では、異常
時に発生する安全上の問題が大きくクローズアップされ
てきている。たとえば、リチウム電池は、エレクトロニ
クス機器等に広範に使用されているが、外部短絡などに
よって、電池の温度が急激に上昇して、電池の内圧が上
がり、電解液が噴出したり、金属リチウムが融解して、
周囲の物質と激しく反応し発火したりする。このような
事故が起これば、エレクトロニクス機器の損傷のみなら
ず、建物や人体に損傷を与える場合もあり得る。
時に発生する安全上の問題が大きくクローズアップされ
てきている。たとえば、リチウム電池は、エレクトロニ
クス機器等に広範に使用されているが、外部短絡などに
よって、電池の温度が急激に上昇して、電池の内圧が上
がり、電解液が噴出したり、金属リチウムが融解して、
周囲の物質と激しく反応し発火したりする。このような
事故が起これば、エレクトロニクス機器の損傷のみなら
ず、建物や人体に損傷を与える場合もあり得る。
【0009】かかる問題を解決するために、正電極と負
電極との間に設けられた隔膜に種々の工夫を加えること
が試みられている。たとえばそのような隔膜の改良とし
ては、リチウムの融点である180℃以下で、隔膜を絶
縁化させて、電池の内部抵抗を極めて大きくすることに
よって、短絡電流を抑え、発熱を抑制する技術が、たと
えば、特開昭60−52号公報、特開平3−62449
号公報、特開平3−291848号公報などで提案され
ている。
電極との間に設けられた隔膜に種々の工夫を加えること
が試みられている。たとえばそのような隔膜の改良とし
ては、リチウムの融点である180℃以下で、隔膜を絶
縁化させて、電池の内部抵抗を極めて大きくすることに
よって、短絡電流を抑え、発熱を抑制する技術が、たと
えば、特開昭60−52号公報、特開平3−62449
号公報、特開平3−291848号公報などで提案され
ている。
【0010】たとえば、特開昭60−52号公報では、
ポリプロピレン不織布にポリエチレン微粒子が予め添着
されている隔膜を有する電池が提案されている。
ポリプロピレン不織布にポリエチレン微粒子が予め添着
されている隔膜を有する電池が提案されている。
【0011】特開昭60−52号公報に従う電池は、外
部短絡などによって電池の温度が急激に上昇した場合、
ポリエチレン微粉末が軟化・融解して、ポリプロピレン
不織布の孔を閉塞することにより、ポリプロピレン不織
布のイオン透過性を大きく低下させて、電池の内部抵抗
を極めて大きくすることにより、短絡電流を抑え、電池
の温度上昇と爆発を防止するというものである。しかし
ながら、特開昭60−52号公報に従う電池用隔膜は、
ポリプロピレン不織布を隔膜母体として用いているた
め、上述した有機電解液との濡れ性に乏しく、電池の実
使用温度範囲の使用においては、内部抵抗が高いため、
電池のエネルギ密度が低下するという問題があった。
部短絡などによって電池の温度が急激に上昇した場合、
ポリエチレン微粉末が軟化・融解して、ポリプロピレン
不織布の孔を閉塞することにより、ポリプロピレン不織
布のイオン透過性を大きく低下させて、電池の内部抵抗
を極めて大きくすることにより、短絡電流を抑え、電池
の温度上昇と爆発を防止するというものである。しかし
ながら、特開昭60−52号公報に従う電池用隔膜は、
ポリプロピレン不織布を隔膜母体として用いているた
め、上述した有機電解液との濡れ性に乏しく、電池の実
使用温度範囲の使用においては、内部抵抗が高いため、
電池のエネルギ密度が低下するという問題があった。
【0012】また、特開昭60−52号公報に従う電池
用隔膜は、ポリプロピレン不織布を隔膜母体として用い
ているため、ポリプロピレン不織布の孔径が大きく、孔
の閉塞が完全とは言えなかった。
用隔膜は、ポリプロピレン不織布を隔膜母体として用い
ているため、ポリプロピレン不織布の孔径が大きく、孔
の閉塞が完全とは言えなかった。
【0013】また、特開昭60−52号公報に記載され
る電池用隔膜は、以下の工程を経て製造される。
る電池用隔膜は、以下の工程を経て製造される。
【0014】まず、ポリプロピレン不織布を準備する。
次に、ポリプロピレン不織布を、ポリエチレンの水溶性
エマルジョン中に浸漬する。次に、ポリプロピレン不織
布を、ポリエチレンの水溶性エマルジョンより取出し乾
燥することによに、ポリプロピレン不織布に数ミクロン
程度の粒径のポリエチレン微粉末を添着する。
次に、ポリプロピレン不織布を、ポリエチレンの水溶性
エマルジョン中に浸漬する。次に、ポリプロピレン不織
布を、ポリエチレンの水溶性エマルジョンより取出し乾
燥することによに、ポリプロピレン不織布に数ミクロン
程度の粒径のポリエチレン微粉末を添着する。
【0015】特開昭60−52号公報に記載される電池
用隔膜の製造方法では、ポリプロピレン不織布をポリエ
チレンの水溶性エマルジョン中に浸漬している結果、ポ
リプロピレン不織布の両面および内部にポリエチレン微
粉末が添着するという問題や、ポリプロピレン不織布の
表面上に、ポリエチレン微粉末集合体膜を所望の膜厚に
均一に塗布できないという問題があった。
用隔膜の製造方法では、ポリプロピレン不織布をポリエ
チレンの水溶性エマルジョン中に浸漬している結果、ポ
リプロピレン不織布の両面および内部にポリエチレン微
粉末が添着するという問題や、ポリプロピレン不織布の
表面上に、ポリエチレン微粉末集合体膜を所望の膜厚に
均一に塗布できないという問題があった。
【0016】このため、特開昭60−52号公報に従う
電池用隔膜の製造方法に従って製造される電池用隔膜
は、図3に示すような円筒型非水電解質電池の電池用隔
膜14として用いた場合、電池用隔膜の膜厚が厚くな
り、電池の実使用温度範囲における内部抵抗が大きくな
り、電池のエネルギ密度が低下するという問題があっ
た。また、特開昭60−52号公報に従う電池用隔膜の
製造方法では、ポリプロピレン不織布の表面上に、ポリ
エチレン微粉末集合体膜を均一に塗布できないため、外
部短絡等の電池の異常時におけるポリプロピレン不織布
の孔の閉塞が完全とは言えないという問題があった。
電池用隔膜の製造方法に従って製造される電池用隔膜
は、図3に示すような円筒型非水電解質電池の電池用隔
膜14として用いた場合、電池用隔膜の膜厚が厚くな
り、電池の実使用温度範囲における内部抵抗が大きくな
り、電池のエネルギ密度が低下するという問題があっ
た。また、特開昭60−52号公報に従う電池用隔膜の
製造方法では、ポリプロピレン不織布の表面上に、ポリ
エチレン微粉末集合体膜を均一に塗布できないため、外
部短絡等の電池の異常時におけるポリプロピレン不織布
の孔の閉塞が完全とは言えないという問題があった。
【0017】また、特開平3−62449号公報では、
多孔質支持体と、多孔質支持体の少なくとも1つの表面
において、オープンエリアが設けられるよう、所定の幾
何学的配列を有する、ワックスおよび熱可塑性樹脂から
なる群より選ばれる温度ヒューズ材とを備える電池用隔
膜が提案されている。
多孔質支持体と、多孔質支持体の少なくとも1つの表面
において、オープンエリアが設けられるよう、所定の幾
何学的配列を有する、ワックスおよび熱可塑性樹脂から
なる群より選ばれる温度ヒューズ材とを備える電池用隔
膜が提案されている。
【0018】特開平3−62449号公報に従う電池用
隔膜を用いた電池は、外部短絡などによって、電池の温
度が急激に上昇した場合、温度ヒューズ材が軟化・溶融
して、多孔質支持体の孔を閉塞することにより、多孔質
支持体のイオン透過性を大きく低下させて、電池の内部
抵抗を極めて大きくすることにより、短絡電流を抑え、
電池の温度上昇と爆発を防止するというものである。ま
た、特開平3−62449号公報に従う電池用隔膜は、
多孔質支持体の表面においてオープンエリアが設けられ
ているため、電池の実使用温度範囲の使用においては、
十分低い内部抵抗を保持し、電池のエネルギ密度を向上
させることを目的としている。
隔膜を用いた電池は、外部短絡などによって、電池の温
度が急激に上昇した場合、温度ヒューズ材が軟化・溶融
して、多孔質支持体の孔を閉塞することにより、多孔質
支持体のイオン透過性を大きく低下させて、電池の内部
抵抗を極めて大きくすることにより、短絡電流を抑え、
電池の温度上昇と爆発を防止するというものである。ま
た、特開平3−62449号公報に従う電池用隔膜は、
多孔質支持体の表面においてオープンエリアが設けられ
ているため、電池の実使用温度範囲の使用においては、
十分低い内部抵抗を保持し、電池のエネルギ密度を向上
させることを目的としている。
【0019】しかしながら、特開平3−62449号公
報に従う電池用隔膜は、多孔質支持体の材料として、ポ
リプロピレンやポリエチレン等のポリオレフィンを用い
ているため、上述した有機電解質との濡れ性に乏しく、
電池の実使用温度範囲の使用においては、なお内部抵抗
が高いため、電池のエネルギ密度が低下するという問題
があった。
報に従う電池用隔膜は、多孔質支持体の材料として、ポ
リプロピレンやポリエチレン等のポリオレフィンを用い
ているため、上述した有機電解質との濡れ性に乏しく、
電池の実使用温度範囲の使用においては、なお内部抵抗
が高いため、電池のエネルギ密度が低下するという問題
があった。
【0020】また、特開平3−62449号公報に従う
電池用隔膜は、多孔質支持体の表面において、オープン
エリアが設けられるよう、幾何学的配列を有する温度ヒ
ューズ材を設けているため、電池の異常時において、多
孔質支持体の孔の閉塞が完全とはいえないという問題が
あった。
電池用隔膜は、多孔質支持体の表面において、オープン
エリアが設けられるよう、幾何学的配列を有する温度ヒ
ューズ材を設けているため、電池の異常時において、多
孔質支持体の孔の閉塞が完全とはいえないという問題が
あった。
【0021】また、特開平3−62449号公報に記載
される電池用隔膜は、以下の工程を経て製造される。
される電池用隔膜は、以下の工程を経て製造される。
【0022】まず、多孔質支持体を準備する。次に、幾
何学的配列を有する温度ヒューズ材料を、たとえば、ス
クリーン印刷法や輪転グラビア印刷法等の従来の印刷法
によって多孔質支持体の表面に施す。
何学的配列を有する温度ヒューズ材料を、たとえば、ス
クリーン印刷法や輪転グラビア印刷法等の従来の印刷法
によって多孔質支持体の表面に施す。
【0023】一般には、スクリーン印刷法は、所望の幾
何学的配列を与える開口スクリーンを被せることによっ
て行なわれる。次いで、温度ヒューズ材料のペーストま
たは溶融物が、スクリーン開口の幾何学的配列に対応し
た幾何学的配列にて支持体表面に付着されるように、ス
クリーン開口に押し通される。
何学的配列を与える開口スクリーンを被せることによっ
て行なわれる。次いで、温度ヒューズ材料のペーストま
たは溶融物が、スクリーン開口の幾何学的配列に対応し
た幾何学的配列にて支持体表面に付着されるように、ス
クリーン開口に押し通される。
【0024】また、一般には、輪転グラビア印刷法は、
計量されていない量の温度ヒューズ材料をペーストの形
で回転可能なパターンに組み込みグラビアシリンダに供
給することによって行なわれる。次いでドクターブレー
ドにより、過剰のペーストがグラビアシリンダの表面か
ら掻き取られる。次いで、ペーストがグラビアシリンダ
の表面上のパターンと同じパターンにて支持体表面に移
行するよう、多孔質支持体をシリンダの表面と接触させ
る。
計量されていない量の温度ヒューズ材料をペーストの形
で回転可能なパターンに組み込みグラビアシリンダに供
給することによって行なわれる。次いでドクターブレー
ドにより、過剰のペーストがグラビアシリンダの表面か
ら掻き取られる。次いで、ペーストがグラビアシリンダ
の表面上のパターンと同じパターンにて支持体表面に移
行するよう、多孔質支持体をシリンダの表面と接触させ
る。
【0025】特開平3−62449号公報に記載される
スクリーン印刷法や輪転グラビア印刷法は、上記したよ
うに、多孔質支持体の表面にオープンエリアを有するよ
うな、幾何学的配列を有する膜を塗工する方法である。
スクリーン印刷法や輪転グラビア印刷法は、上記したよ
うに、多孔質支持体の表面にオープンエリアを有するよ
うな、幾何学的配列を有する膜を塗工する方法である。
【0026】また、特開平3−291848号公報で
は、合成樹脂微細多孔膜からなる隔膜母体と、隔膜母体
の少なくとも一の表面において被覆されてなる樹脂多孔
性粉末集合体を備え、樹脂多孔性粉末集合体を構成する
樹脂は、軟化温度95℃以上160℃以下であり、かつ
し樹脂多孔性粉末集合体を構成する樹脂粒子は、粒径
0.01μm以上1μm以下の粒子を1重量%以上50
重量%以下含有することを特徴とする電池用隔膜を有す
る電池が提案されている。
は、合成樹脂微細多孔膜からなる隔膜母体と、隔膜母体
の少なくとも一の表面において被覆されてなる樹脂多孔
性粉末集合体を備え、樹脂多孔性粉末集合体を構成する
樹脂は、軟化温度95℃以上160℃以下であり、かつ
し樹脂多孔性粉末集合体を構成する樹脂粒子は、粒径
0.01μm以上1μm以下の粒子を1重量%以上50
重量%以下含有することを特徴とする電池用隔膜を有す
る電池が提案されている。
【0027】特開平3−291848号公報に従う電池
は、外部短絡などによって電池の温度が急激に上昇した
場合、適切に選ばれた軟化温度を有し、かつ適切な粒径
および適切な量塗工された樹脂多孔性粉末集合体が軟化
・溶融して、隔膜母体の孔を閉塞することにより、多孔
質支持体のイオン透過性を大きく低下させて、電池の内
部抵抗を極めて大きくすることにより、短絡電流を抑
え、電池の温度上昇と爆発を防止するというものであ
る。
は、外部短絡などによって電池の温度が急激に上昇した
場合、適切に選ばれた軟化温度を有し、かつ適切な粒径
および適切な量塗工された樹脂多孔性粉末集合体が軟化
・溶融して、隔膜母体の孔を閉塞することにより、多孔
質支持体のイオン透過性を大きく低下させて、電池の内
部抵抗を極めて大きくすることにより、短絡電流を抑
え、電池の温度上昇と爆発を防止するというものであ
る。
【0028】しかしながら、特開平3−291848号
公報に従う電池用隔膜は、隔膜母体の材料として、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
共重合化合物等を用いているため、上述した有機電解質
との濡れ性に乏しく、電池の実用使用温度範囲の使用に
おいては、内部抵抗が高いため、電池のエネルギ密度が
低下するという問題を解決するものではなかった。
公報に従う電池用隔膜は、隔膜母体の材料として、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
共重合化合物等を用いているため、上述した有機電解質
との濡れ性に乏しく、電池の実用使用温度範囲の使用に
おいては、内部抵抗が高いため、電池のエネルギ密度が
低下するという問題を解決するものではなかった。
【0029】また、特開平3−291848号公報に記
載される電池用隔膜は、以下の工程を経て製造される。
載される電池用隔膜は、以下の工程を経て製造される。
【0030】まず、合成樹脂微細多孔膜を準備する。次
に、樹脂粒子をバーコータを用いて塗工する。
に、樹脂粒子をバーコータを用いて塗工する。
【0031】図4および図5は、一般に用いられるバー
コータ法を概略的に示す工程図である。図4は、バーコ
ータ法を概略的に示す斜視図であり、図5は、図4に示
すバーコータ法を概略的に示す斜視図のIV−IV線に
従う概略的な断面図である。
コータ法を概略的に示す工程図である。図4は、バーコ
ータ法を概略的に示す斜視図であり、図5は、図4に示
すバーコータ法を概略的に示す斜視図のIV−IV線に
従う概略的な断面図である。
【0032】図4および図5を参照して、まず、合成樹
脂微細多孔膜からなる隔膜母体20を準備する。隔膜母
体20は、固定的に設けられる。次に、隔膜母体20の
表面20a上に、低粘度樹脂粒子ディスパージョン(塗
工物)21を滴下する。次に、ワイヤーバー等のバー2
2を用いて、隔膜母体20の表面20a上に滴下した、
低粘度樹脂粒子ディスパージョン21を隔膜母体20の
表面20a上に押し広げて塗工する。
脂微細多孔膜からなる隔膜母体20を準備する。隔膜母
体20は、固定的に設けられる。次に、隔膜母体20の
表面20a上に、低粘度樹脂粒子ディスパージョン(塗
工物)21を滴下する。次に、ワイヤーバー等のバー2
2を用いて、隔膜母体20の表面20a上に滴下した、
低粘度樹脂粒子ディスパージョン21を隔膜母体20の
表面20a上に押し広げて塗工する。
【0033】特開平3−291848号公報では、隔膜
母体の表面上に低粘度樹脂粒子ディスイパージョンをバ
ーコータ法を用いて塗工しているため、隔膜母体にわず
かなしわ等が存在すると、塗工物(低粘度樹脂粒子ディ
スパージョン)がしわの凹部側に流れ、隔膜母体の表面
上に、低粘度樹脂粒子ディスパージョンを均一に塗工で
きないという問題があった。特に、塗工物の粘度が、5
000CP以下の場合は、塗工物が流れやすく、隔膜母
体の表面上に塗工物を均一の膜厚で塗工できないという
問題がある。
母体の表面上に低粘度樹脂粒子ディスイパージョンをバ
ーコータ法を用いて塗工しているため、隔膜母体にわず
かなしわ等が存在すると、塗工物(低粘度樹脂粒子ディ
スパージョン)がしわの凹部側に流れ、隔膜母体の表面
上に、低粘度樹脂粒子ディスパージョンを均一に塗工で
きないという問題があった。特に、塗工物の粘度が、5
000CP以下の場合は、塗工物が流れやすく、隔膜母
体の表面上に塗工物を均一の膜厚で塗工できないという
問題がある。
【0034】このため、特開平3−291848号公報
に従う電池用隔膜の製造方法に従って製造される電池用
隔膜は、合成樹脂微細多孔膜からなる隔膜母体の表面上
に、樹脂多孔性粉末集合体を均一に塗工できないため、
外部短絡等の電池の異常時における隔膜母体の孔の閉塞
が完全とは言えないという問題があった。
に従う電池用隔膜の製造方法に従って製造される電池用
隔膜は、合成樹脂微細多孔膜からなる隔膜母体の表面上
に、樹脂多孔性粉末集合体を均一に塗工できないため、
外部短絡等の電池の異常時における隔膜母体の孔の閉塞
が完全とは言えないという問題があった。
【0035】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の非水溶媒系電池用隔膜を用いた電池は、電池の異常時
における安全性が不十分であるか、または/および、電
池の実使用温度範囲での内部抵抗が大きいものであっ
た。すなわち、上述のような従来の改良技術は、一部に
おいては、その改良の効果が認められるものの、下記の
点においては、なお十分とは言えなかった。
の非水溶媒系電池用隔膜を用いた電池は、電池の異常時
における安全性が不十分であるか、または/および、電
池の実使用温度範囲での内部抵抗が大きいものであっ
た。すなわち、上述のような従来の改良技術は、一部に
おいては、その改良の効果が認められるものの、下記の
点においては、なお十分とは言えなかった。
【0036】第1に、多孔性の樹脂からなる隔膜母体の
表面に、樹脂粒子が集合して樹脂粒子集合体膜を被覆し
た隔膜を用いた電池は、電池の実使用温度範囲での電池
の内部抵抗が大きくなってしまうことである。
表面に、樹脂粒子が集合して樹脂粒子集合体膜を被覆し
た隔膜を用いた電池は、電池の実使用温度範囲での電池
の内部抵抗が大きくなってしまうことである。
【0037】第2に、多孔性の樹脂からなる隔膜母体の
表面上に付着された樹脂粒子は、外部短絡等による電池
の温度上昇により軟化・溶融しても、多孔性の樹脂から
なる隔膜母体の孔を閉塞する確実性が高くないことであ
る。
表面上に付着された樹脂粒子は、外部短絡等による電池
の温度上昇により軟化・溶融しても、多孔性の樹脂から
なる隔膜母体の孔を閉塞する確実性が高くないことであ
る。
【0038】本発明者らは、この出願に特に興味ある関
連技術として、特願平5−4044において、多孔性の
樹脂からなる隔膜母体と、隔膜母体の表面に結合された
親水基と、隔膜母体の少なくとも一方の表面に形成され
た樹脂粒子集合体等の樹脂からなる多孔性の膜とを備え
る、電池用隔膜を提案している。
連技術として、特願平5−4044において、多孔性の
樹脂からなる隔膜母体と、隔膜母体の表面に結合された
親水基と、隔膜母体の少なくとも一方の表面に形成され
た樹脂粒子集合体等の樹脂からなる多孔性の膜とを備え
る、電池用隔膜を提案している。
【0039】特願平5−4044に記載される発明で
は、隔膜母体の表面に親水基を有する結果、上述した有
機電解質との濡れ性が向上し、電池の実使用温度範囲に
おいては、十分低い内部抵抗を保持することができると
いう長所がある。
は、隔膜母体の表面に親水基を有する結果、上述した有
機電解質との濡れ性が向上し、電池の実使用温度範囲に
おいては、十分低い内部抵抗を保持することができると
いう長所がある。
【0040】また、本発明者らは、この出願に特に興味
ある関連技術として、特願平5−21130において、
親水化処理したポリマー多孔体と、親水化処理したポリ
マー多孔体の少なくとも一方の表面に担持された親水基
を持つポリマーからなる粒子とを備える、電池用隔膜を
提案している。
ある関連技術として、特願平5−21130において、
親水化処理したポリマー多孔体と、親水化処理したポリ
マー多孔体の少なくとも一方の表面に担持された親水基
を持つポリマーからなる粒子とを備える、電池用隔膜を
提案している。
【0041】特願平5−21130に記載される発明で
は、隔膜母体および樹脂粒子集合体膜のそれぞれに親水
基を結合した結果、上述した有機電解質との濡れ性がさ
らに向上し、電池の実使用温度範囲においては、十分低
い内部抵抗を保持することができるという長所がある。
は、隔膜母体および樹脂粒子集合体膜のそれぞれに親水
基を結合した結果、上述した有機電解質との濡れ性がさ
らに向上し、電池の実使用温度範囲においては、十分低
い内部抵抗を保持することができるという長所がある。
【0042】また、特願平5−21130に記載される
発明では、隔膜母体の表面に形成する樹脂粒子集合体膜
の材質として、架橋構造を持つポリマーを用いた結果、
長期保存後も粒子が、上述した有機電解質に溶解するこ
とがない。
発明では、隔膜母体の表面に形成する樹脂粒子集合体膜
の材質として、架橋構造を持つポリマーを用いた結果、
長期保存後も粒子が、上述した有機電解質に溶解するこ
とがない。
【0043】そして、特願平5−4044および特願平
5−21130に記載される電池用隔膜では、電池の異
常時における孔の閉塞の確実性が高いものである。
5−21130に記載される電池用隔膜では、電池の異
常時における孔の閉塞の確実性が高いものである。
【0044】一方、特願平5−4044および特願平5
−21130に記載される発明では、粒子の担持量につ
いては、大量に担持すると、これらの電池用隔膜を使用
した電池の内部抵抗を高めてしまうため、担持量は20
0mg/m2 以下とすることが望ましいとされる。 し
かしながら、特願平5−4044および特願平5−21
130に従う発明では、隔膜母体の表面に形成する、樹
脂粒子集合体膜等の樹脂からなる多孔性の膜を膜薄に形
成すると、電池の異常時における隔膜母体の孔の閉塞が
なお完全とはいえないという問題があった。
−21130に記載される発明では、粒子の担持量につ
いては、大量に担持すると、これらの電池用隔膜を使用
した電池の内部抵抗を高めてしまうため、担持量は20
0mg/m2 以下とすることが望ましいとされる。 し
かしながら、特願平5−4044および特願平5−21
130に従う発明では、隔膜母体の表面に形成する、樹
脂粒子集合体膜等の樹脂からなる多孔性の膜を膜薄に形
成すると、電池の異常時における隔膜母体の孔の閉塞が
なお完全とはいえないという問題があった。
【0045】また、特願平5−4044および特願平5
−21130に従う電池用隔膜は、以下の工程を経て製
造される。
−21130に従う電池用隔膜は、以下の工程を経て製
造される。
【0046】まず、電子照射処理等により親水化した多
孔膜を準備する。次に、親水化処理された多孔膜を用い
て、樹脂粒子ディスパージョンを濾過する。次に、濾過
によって親水化処理された多孔質膜の上に担持された樹
脂粒子を乾燥させて、電池用隔膜を作製する。
孔膜を準備する。次に、親水化処理された多孔膜を用い
て、樹脂粒子ディスパージョンを濾過する。次に、濾過
によって親水化処理された多孔質膜の上に担持された樹
脂粒子を乾燥させて、電池用隔膜を作製する。
【0047】特願平5−4044および特願平5−21
130に記載される電池用隔膜の製造方法では、濾過に
より、親水化処理された多孔質膜の表面上に、樹脂粒子
集合体膜等の樹脂からなる多孔性の膜を形成している結
果、隔膜母体の表面上に、樹脂粒子を所望の膜厚で均一
に塗布することができないという問題があった。
130に記載される電池用隔膜の製造方法では、濾過に
より、親水化処理された多孔質膜の表面上に、樹脂粒子
集合体膜等の樹脂からなる多孔性の膜を形成している結
果、隔膜母体の表面上に、樹脂粒子を所望の膜厚で均一
に塗布することができないという問題があった。
【0048】このため、特願平5−4044および特願
平5−21130に従う電池用隔膜の製造方法に従って
製造される電池用隔膜は、隔膜母体の表面上に樹脂粒子
集合体膜を均一に塗布できないため、外部短絡等の電池
の異常時における、隔膜母体の孔の閉塞がなお完全とは
言えないという問題があった。
平5−21130に従う電池用隔膜の製造方法に従って
製造される電池用隔膜は、隔膜母体の表面上に樹脂粒子
集合体膜を均一に塗布できないため、外部短絡等の電池
の異常時における、隔膜母体の孔の閉塞がなお完全とは
言えないという問題があった。
【0049】本発明は、以上のような問題を解決するた
めになされたものであって、正常な使用においては、高
いエネルギ効率を保持し、かつ外部短絡などによる温度
上昇という異常時には、電池としての機能を完全に失わ
せることにより安全性が一層向上した、電池用隔膜を製
造する方法を提供することを目的とする。
めになされたものであって、正常な使用においては、高
いエネルギ効率を保持し、かつ外部短絡などによる温度
上昇という異常時には、電池としての機能を完全に失わ
せることにより安全性が一層向上した、電池用隔膜を製
造する方法を提供することを目的とする。
【0050】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上述の目
的を効率よく達成するための電池用隔膜の製造方法につ
いて鋭意研究を続けてきた。その結果、上述した、従来
の電池用隔膜の製造方法は、確かにその一部においては
効果が認められるものの、以下の点においてなお十分で
ないことを見出した。
的を効率よく達成するための電池用隔膜の製造方法につ
いて鋭意研究を続けてきた。その結果、上述した、従来
の電池用隔膜の製造方法は、確かにその一部においては
効果が認められるものの、以下の点においてなお十分で
ないことを見出した。
【0051】すなわち、従来の電池用隔膜の製造方法
は、いずれも、隔膜母体の表面上に塗工した樹脂粒子集
合体膜等の樹脂からなる多孔性の膜の膜厚(塗工量)が
不均一になることである。隔膜母体の表面上に塗工され
た樹脂粒子集合体膜等の樹脂からなる多孔性の膜の塗工
量が不足したりすると、電池の異常時において、隔膜母
体の表面上に形成された樹脂粒子が溶解しても、隔膜母
体の孔の閉塞が均一に行なわれず、不十分になり、電池
の異常時の安全性を確保できないことである。
は、いずれも、隔膜母体の表面上に塗工した樹脂粒子集
合体膜等の樹脂からなる多孔性の膜の膜厚(塗工量)が
不均一になることである。隔膜母体の表面上に塗工され
た樹脂粒子集合体膜等の樹脂からなる多孔性の膜の塗工
量が不足したりすると、電池の異常時において、隔膜母
体の表面上に形成された樹脂粒子が溶解しても、隔膜母
体の孔の閉塞が均一に行なわれず、不十分になり、電池
の異常時の安全性を確保できないことである。
【0052】本発明者らは、上述の目的を達成する電池
用隔膜の製造方法について、種々の塗工装置および塗工
方法をスクリーニングした結果、キスコータを用いて、
親水基を有する、および/または、架橋構造を有する熱
可塑性ポリマーディスパージョンを親水化処理した多孔
性の隔膜母体に塗工すれば、隔膜母体の表面上に、樹脂
粒子集合体膜等の樹脂からなる多孔性の膜を、所望の膜
厚に均一に塗工できることを見出し本発明を完成するに
至った。
用隔膜の製造方法について、種々の塗工装置および塗工
方法をスクリーニングした結果、キスコータを用いて、
親水基を有する、および/または、架橋構造を有する熱
可塑性ポリマーディスパージョンを親水化処理した多孔
性の隔膜母体に塗工すれば、隔膜母体の表面上に、樹脂
粒子集合体膜等の樹脂からなる多孔性の膜を、所望の膜
厚に均一に塗工できることを見出し本発明を完成するに
至った。
【0053】すなわち、本発明に従う非水溶媒系電池用
隔膜の製造方法は、塗工面を有し、回転自在なロールの
一部を樹脂分散液中に浸漬して、一定方向に回転させな
がら、ロールの塗工面に樹脂分散液を付着する工程と、
親水化処理された多孔性の樹脂からなる隔膜母体を、回
転中のロールの塗工面に一定の圧力で接するように、か
つ一定速度で送り出す工程と、それによりロールの塗工
面に付着した樹脂分散液を隔膜母体の表面上に転移させ
て、隔膜母体の表面上に一定の膜厚の樹脂分散液層を連
続的に塗工する工程とを備える。
隔膜の製造方法は、塗工面を有し、回転自在なロールの
一部を樹脂分散液中に浸漬して、一定方向に回転させな
がら、ロールの塗工面に樹脂分散液を付着する工程と、
親水化処理された多孔性の樹脂からなる隔膜母体を、回
転中のロールの塗工面に一定の圧力で接するように、か
つ一定速度で送り出す工程と、それによりロールの塗工
面に付着した樹脂分散液を隔膜母体の表面上に転移させ
て、隔膜母体の表面上に一定の膜厚の樹脂分散液層を連
続的に塗工する工程とを備える。
【0054】本発明に従う非水溶媒系電池用隔膜の製造
方法は、好ましくは、一定速度で送られてくる樹脂分散
液層が塗工された塗工された隔膜母体の樹脂分散液層の
膜厚を、一定位置に固定されるコーティングナイフを用
いて、調整する工程をさらに備える。
方法は、好ましくは、一定速度で送られてくる樹脂分散
液層が塗工された塗工された隔膜母体の樹脂分散液層の
膜厚を、一定位置に固定されるコーティングナイフを用
いて、調整する工程をさらに備える。
【0055】本発明において、コーティングナイフと
は、特に限定されるものではないが、たとえば、ロール
ナイフ、フローティングナイフ、オーバーブランケット
ナイフ、オーバーロールナイフ等を挙げることができ
る。樹脂分散液は、粘性の低いものが多いため、コーテ
ィングナイフによっては、かえってむらを生ずる場合が
ある。このような場合は、ロールナイフのような形状の
ものが適している。
は、特に限定されるものではないが、たとえば、ロール
ナイフ、フローティングナイフ、オーバーブランケット
ナイフ、オーバーロールナイフ等を挙げることができ
る。樹脂分散液は、粘性の低いものが多いため、コーテ
ィングナイフによっては、かえってむらを生ずる場合が
ある。このような場合は、ロールナイフのような形状の
ものが適している。
【0056】また、本発明に従う非水溶媒系電池用隔膜
の製造方法は、好ましくは、樹脂分散液を付着する工程
は、樹脂分散液に超音波をかける工程をさらに備える。
の製造方法は、好ましくは、樹脂分散液を付着する工程
は、樹脂分散液に超音波をかける工程をさらに備える。
【0057】なお、本発明において使用される樹脂分散
液の樹脂の種類は、電池の安全保障温度によって選定さ
れる。本明細書で用いる用語「安全保障温度」とは、電
池の内部温度が、この温度を超えて上昇すると、電池の
安全性を確保することができなくなる温度をいう。この
ような「安全保障温度」は、電池を構成する電池材料お
よび/または電解液等によって定まる温度である。たと
えば、リチウム電池の場合は、リチウム(Li)の融点
が180℃であるので、リチウムの融点に確実に至らな
い温度として、約120℃と規定される。
液の樹脂の種類は、電池の安全保障温度によって選定さ
れる。本明細書で用いる用語「安全保障温度」とは、電
池の内部温度が、この温度を超えて上昇すると、電池の
安全性を確保することができなくなる温度をいう。この
ような「安全保障温度」は、電池を構成する電池材料お
よび/または電解液等によって定まる温度である。たと
えば、リチウム電池の場合は、リチウム(Li)の融点
が180℃であるので、リチウムの融点に確実に至らな
い温度として、約120℃と規定される。
【0058】
【作用】本発明に従う電池用隔膜の製造方法は、ロール
の一部を樹脂分散液に浸漬して、一定方向に回転させな
がら、ロールの塗工面に樹脂分散液を付着させている。
次に、親水化処理された多孔性の樹脂からなる隔膜母体
が、回転中のロールの塗工面に一定の圧力で接するよう
に、かつ一定速度で送り出される。
の一部を樹脂分散液に浸漬して、一定方向に回転させな
がら、ロールの塗工面に樹脂分散液を付着させている。
次に、親水化処理された多孔性の樹脂からなる隔膜母体
が、回転中のロールの塗工面に一定の圧力で接するよう
に、かつ一定速度で送り出される。
【0059】本発明に従う電池用隔膜の製造方法では、
隔膜母体が親水化処理されている。したがって、隔膜母
体と樹脂分散液との濡れ性が向上している。また、隔膜
母体は、ロールにより引き伸ばされる結果、しわ等が生
じ難い。
隔膜母体が親水化処理されている。したがって、隔膜母
体と樹脂分散液との濡れ性が向上している。また、隔膜
母体は、ロールにより引き伸ばされる結果、しわ等が生
じ難い。
【0060】また、親水化処理された多孔性の樹脂から
なる隔膜母体に塗工される樹脂分散液の量は、樹脂分散
液の粘度、ロールと樹脂分散液の濡れ性、隔膜母体と樹
脂分散液の濡れ性、隔膜母体の送り出し速度、隔膜母体
とロールの塗工面との圧力、隔膜母体の吸収性、張力、
ロールの周速、回転方向、ロールの樹脂分散液中への浸
漬深さ等によって定まってくる。
なる隔膜母体に塗工される樹脂分散液の量は、樹脂分散
液の粘度、ロールと樹脂分散液の濡れ性、隔膜母体と樹
脂分散液の濡れ性、隔膜母体の送り出し速度、隔膜母体
とロールの塗工面との圧力、隔膜母体の吸収性、張力、
ロールの周速、回転方向、ロールの樹脂分散液中への浸
漬深さ等によって定まってくる。
【0061】したがって、本発明に従う電池用隔膜の製
造方法は、隔膜母体をロールの塗工面に一定の圧力で接
するようにかつ一定速度で送り出している結果、親水化
処理された多孔性の樹脂からなる隔膜母体の表面上に塗
工する樹脂分散液の塗工量をかなり正確にコントロール
でき、その結果、隔膜母体の表面上に一定の膜厚の樹脂
分散液層を連続的に塗工することができる。
造方法は、隔膜母体をロールの塗工面に一定の圧力で接
するようにかつ一定速度で送り出している結果、親水化
処理された多孔性の樹脂からなる隔膜母体の表面上に塗
工する樹脂分散液の塗工量をかなり正確にコントロール
でき、その結果、隔膜母体の表面上に一定の膜厚の樹脂
分散液層を連続的に塗工することができる。
【0062】また、一定速度で送られてくる樹脂分散液
層が塗工された隔膜母体の樹脂分散液層の膜厚を、一定
位置に固定されるナイフエッジを用いて調整することに
より、隔膜母体の表面上に形成された樹脂分散液の膜厚
をさらに均一に調整することができる。
層が塗工された隔膜母体の樹脂分散液層の膜厚を、一定
位置に固定されるナイフエッジを用いて調整することに
より、隔膜母体の表面上に形成された樹脂分散液の膜厚
をさらに均一に調整することができる。
【0063】また、樹脂分散液を付着する工程は、樹脂
分散液に超音波をかける工程をさらに備えることによ
り、ロールの塗工面に付着される樹脂分散液の付着量を
一定に制御することができる。
分散液に超音波をかける工程をさらに備えることによ
り、ロールの塗工面に付着される樹脂分散液の付着量を
一定に制御することができる。
【0064】
【実施例】以下、本発明を詳細に説明するために、実施
例を示すが、本発明は、以下の実施例によっては、何ら
限定されるものではない。
例を示すが、本発明は、以下の実施例によっては、何ら
限定されるものではない。
【0065】図1は、本発明に従う電池用隔膜の製造方
法に好適に用いることのできる電池用隔膜の製造装置を
概略的に示す構成図である。
法に好適に用いることのできる電池用隔膜の製造装置を
概略的に示す構成図である。
【0066】図1を参照して、この電池用隔膜の製造装
置1は、ロール2と、樹脂分散液槽3と、ナイフエッジ
4aを有するナイフロール4とを備える。樹脂分散液槽
3内には、ポリマーディスパージョンまたはラミネート
等の樹脂分散液5が収容される。また、樹脂分散液槽3
には、超音波印加手段(図示せず)が設けられており、
樹脂分散液槽3内に収容される樹脂分散液5に超音波が
印加できるようになっている。ロール2は、一般には、
キスロール、またはアプリケーションロールと呼ばれて
いるものであって、回転自在に設けられる。そして、ロ
ール2は、ロール2の一部が、樹脂分散液槽3内に収容
される樹脂分散液5中に浸漬するように、一定位置に固
定的に設けられる。ナイフロール4は、ロール2から一
定距離離れた一定位置に固定されるように設けられる。
また、この電池用隔膜の製造装置1は、親水化処理され
た多孔性の樹脂からなる隔膜母体6を送り出す手段とし
て、複数のローラー7、8を含む。隔膜母体6の張力
は、ロール2、ローラー7、ローラー8、ナイフロール
4等により一定の張力がかかるように保持される。ま
た、隔膜母体6は、ロール2と一定の圧力で接するよう
に調整される。
置1は、ロール2と、樹脂分散液槽3と、ナイフエッジ
4aを有するナイフロール4とを備える。樹脂分散液槽
3内には、ポリマーディスパージョンまたはラミネート
等の樹脂分散液5が収容される。また、樹脂分散液槽3
には、超音波印加手段(図示せず)が設けられており、
樹脂分散液槽3内に収容される樹脂分散液5に超音波が
印加できるようになっている。ロール2は、一般には、
キスロール、またはアプリケーションロールと呼ばれて
いるものであって、回転自在に設けられる。そして、ロ
ール2は、ロール2の一部が、樹脂分散液槽3内に収容
される樹脂分散液5中に浸漬するように、一定位置に固
定的に設けられる。ナイフロール4は、ロール2から一
定距離離れた一定位置に固定されるように設けられる。
また、この電池用隔膜の製造装置1は、親水化処理され
た多孔性の樹脂からなる隔膜母体6を送り出す手段とし
て、複数のローラー7、8を含む。隔膜母体6の張力
は、ロール2、ローラー7、ローラー8、ナイフロール
4等により一定の張力がかかるように保持される。ま
た、隔膜母体6は、ロール2と一定の圧力で接するよう
に調整される。
【0067】次に、この電池用隔膜の製造装置1を用い
て、本発明に従う電池用隔膜の製造工程について、以下
に説明する。
て、本発明に従う電池用隔膜の製造工程について、以下
に説明する。
【0068】まず、ロール2を一定方向に、一定速度で
回転させることにより、ロール2の塗工面2aに樹脂分
散液5を付着する。この工程において、ロール2の塗工
面2aに付着する樹脂分散液5の付着量を均一とするた
めに、超音波印加手段(図示せず)を用いて、樹脂分散
液5に超音波を印加してもよい。次に、親水化処理され
た多孔性の隔膜母体6を、ローラー7、ロール2、ロー
ラー8およびナイフロール4の間へと挿通する。この工
程において、ロール2は、一定方向に回転保持される。
隔膜母体6は、ローラー7、ローラー8等により、回転
中のロール2へ一定速度で送り出される。一定速度で送
り出された隔膜母体6は、ロール2の塗工面2aと一定
の圧力で接する。この工程により、ロール2の塗工面2
aに付着した樹脂分散液が、隔膜母体6の表面6a上に
転移する。その結果、隔膜母体6の表面6a上に一定の
膜厚の樹脂分散液層9が連続的に塗工される。次に、必
要に応じて、樹脂分散液層9が塗工された隔膜母体6
は、一定速度で、一定位置に固定されるナイフロール4
へ送られ、ナイフエッジ4aにより、さらに膜厚が所望
の厚さに、かつ均一に調整される。その後、隔膜母体6
の表面6a上に形成された所望の膜厚に調整され、かつ
均一な膜厚を有する樹脂粒子分散液層10を乾燥するこ
とにより、本発明に従う非水溶媒系電池用隔膜11が製
造される。
回転させることにより、ロール2の塗工面2aに樹脂分
散液5を付着する。この工程において、ロール2の塗工
面2aに付着する樹脂分散液5の付着量を均一とするた
めに、超音波印加手段(図示せず)を用いて、樹脂分散
液5に超音波を印加してもよい。次に、親水化処理され
た多孔性の隔膜母体6を、ローラー7、ロール2、ロー
ラー8およびナイフロール4の間へと挿通する。この工
程において、ロール2は、一定方向に回転保持される。
隔膜母体6は、ローラー7、ローラー8等により、回転
中のロール2へ一定速度で送り出される。一定速度で送
り出された隔膜母体6は、ロール2の塗工面2aと一定
の圧力で接する。この工程により、ロール2の塗工面2
aに付着した樹脂分散液が、隔膜母体6の表面6a上に
転移する。その結果、隔膜母体6の表面6a上に一定の
膜厚の樹脂分散液層9が連続的に塗工される。次に、必
要に応じて、樹脂分散液層9が塗工された隔膜母体6
は、一定速度で、一定位置に固定されるナイフロール4
へ送られ、ナイフエッジ4aにより、さらに膜厚が所望
の厚さに、かつ均一に調整される。その後、隔膜母体6
の表面6a上に形成された所望の膜厚に調整され、かつ
均一な膜厚を有する樹脂粒子分散液層10を乾燥するこ
とにより、本発明に従う非水溶媒系電池用隔膜11が製
造される。
【0069】なお、親水化処理された多孔性の樹脂から
なる隔膜母体6は、回転中のロール2の塗工面2aに一
定の圧力で接するように、ロール2の回転方向と逆方向
に一定速度で送り出してもよく、また、ロール2の回転
方向と順方向に一定速度で送り出してもよい。
なる隔膜母体6は、回転中のロール2の塗工面2aに一
定の圧力で接するように、ロール2の回転方向と逆方向
に一定速度で送り出してもよく、また、ロール2の回転
方向と順方向に一定速度で送り出してもよい。
【0070】以下、具体的なデータに基づいて、本発明
に従う電池用隔膜の製造方法についてさらに詳細に説明
する。
に従う電池用隔膜の製造方法についてさらに詳細に説明
する。
【0071】実施例1 図2に示すような網目状のテトラフルオロエチレン延伸
膜(住友電気工業社製、商品名ポアフロン、平均孔径
0.2μm、気孔率80%、膜厚40μm、透気度11
秒)を、ポリアクリル酸水溶液中に浸漬し、電子線処理
照射にて、該延伸膜を親水化して、これを隔膜母体とし
た。次に、図1を参照して、樹脂分散液5として、エチ
レン−アクリル酸共重合体ディスパージョン(住友精化
社製、商品名フロービーズ、平均粒径6μm)の15%
希釈液(水溶液)を使用した。また、樹脂分散液槽3と
しては、超音波洗浄器(NEY社製6250)を使用し
た。エチレン−アクリル酸共重合体ディスパージョンの
15%希釈液は、超音波洗浄器(NEY社製6250)
内に収容された。また、ロール2としては、直径が2イ
ンチのゴムロールを用いた。次に、図1に示すように、
ロール2を親水化処理された隔膜母体6の進む方向とは
逆方向に一定の速度(周速30rpm)で回転させなが
ら、ロール2の塗工面2a上に樹脂分散液5を付着し
た。次に、親水化処理された多孔性の樹脂からなる隔膜
母体6を、回転中のロール2の塗工面2aに一定の圧力
(1kg/m2 )で接するように、かつ一定速度(0.
1m/min)で送り出した。以上の工程により、ロー
ル2の塗工面2aに付着した樹脂分散液を隔膜母体6の
片面にのみ転移させて、隔膜母体の表面上に一定の膜厚
(20μm)の樹脂分散液層9を連続的塗工した。次
に、隔膜母体6の片面に塗工された樹脂分散液層9を有
する隔膜母体8を一定速度(0.1m/min)で、か
つナイフエッジ4aに一定の圧力で接するようにナイフ
ロール4へ送り出し、ナイフエッジ4aを用いて、膜厚
を調整し、乾燥させた。
膜(住友電気工業社製、商品名ポアフロン、平均孔径
0.2μm、気孔率80%、膜厚40μm、透気度11
秒)を、ポリアクリル酸水溶液中に浸漬し、電子線処理
照射にて、該延伸膜を親水化して、これを隔膜母体とし
た。次に、図1を参照して、樹脂分散液5として、エチ
レン−アクリル酸共重合体ディスパージョン(住友精化
社製、商品名フロービーズ、平均粒径6μm)の15%
希釈液(水溶液)を使用した。また、樹脂分散液槽3と
しては、超音波洗浄器(NEY社製6250)を使用し
た。エチレン−アクリル酸共重合体ディスパージョンの
15%希釈液は、超音波洗浄器(NEY社製6250)
内に収容された。また、ロール2としては、直径が2イ
ンチのゴムロールを用いた。次に、図1に示すように、
ロール2を親水化処理された隔膜母体6の進む方向とは
逆方向に一定の速度(周速30rpm)で回転させなが
ら、ロール2の塗工面2a上に樹脂分散液5を付着し
た。次に、親水化処理された多孔性の樹脂からなる隔膜
母体6を、回転中のロール2の塗工面2aに一定の圧力
(1kg/m2 )で接するように、かつ一定速度(0.
1m/min)で送り出した。以上の工程により、ロー
ル2の塗工面2aに付着した樹脂分散液を隔膜母体6の
片面にのみ転移させて、隔膜母体の表面上に一定の膜厚
(20μm)の樹脂分散液層9を連続的塗工した。次
に、隔膜母体6の片面に塗工された樹脂分散液層9を有
する隔膜母体8を一定速度(0.1m/min)で、か
つナイフエッジ4aに一定の圧力で接するようにナイフ
ロール4へ送り出し、ナイフエッジ4aを用いて、膜厚
を調整し、乾燥させた。
【0072】隔膜母体6の片面に形成された樹脂粒子集
合体膜10の膜厚は、乾燥後48μmであり、透気度
は、12秒であった。また、電池の外部短絡等の事故時
を想定して、この電池用隔膜を120℃の恒温槽中で熱
処理した後の透気度を測定した。結果を表1に示す。
合体膜10の膜厚は、乾燥後48μmであり、透気度
は、12秒であった。また、電池の外部短絡等の事故時
を想定して、この電池用隔膜を120℃の恒温槽中で熱
処理した後の透気度を測定した。結果を表1に示す。
【0073】なお、透気度試験は、JISP8117−
1980に従って行なった。 比較例1 網目状のテトラフルオロエチレン延伸膜(住友電気工業
社製、商品名ポアフロン、平均孔径0.2μm、気孔率
80%、膜厚40μm、透気度11秒)をポリアクリル
酸水溶液中に浸漬し、電子線処理照射にて該延伸膜を親
水化して、これを隔膜母体とした。次に、樹脂分散液と
して、エチレン−アクリル酸共重合体ディスパージョン
(住友精化社製、商品名フロービーズ、平均粒径6μ
m)の15%希釈液(水溶液)を、超音波洗浄器(NE
Y社製6250)内に収容した。次に、このエチレン−
アクリル酸共重合体ディスパージョンに超音波を照射し
た後、固定的に設けられた親水化処理された網目状のテ
トラフルオロエチレン延伸膜上に、エチレン−アクリル
酸共重合体ディスパージョンを滴下した後、No.12
のワイヤーバーを用いて、バーコートし、乾燥させた。
隔膜母体の表面上に形成された樹脂粒子集合体膜の乾燥
後の膜厚は、平均55μmであり、透気度は12秒であ
った。また、電池の外部短絡等の異常時を想定して、こ
の電池用隔膜を120℃の恒温槽中で熱処理した後の透
気度を測定した。結果を表1に示す。
1980に従って行なった。 比較例1 網目状のテトラフルオロエチレン延伸膜(住友電気工業
社製、商品名ポアフロン、平均孔径0.2μm、気孔率
80%、膜厚40μm、透気度11秒)をポリアクリル
酸水溶液中に浸漬し、電子線処理照射にて該延伸膜を親
水化して、これを隔膜母体とした。次に、樹脂分散液と
して、エチレン−アクリル酸共重合体ディスパージョン
(住友精化社製、商品名フロービーズ、平均粒径6μ
m)の15%希釈液(水溶液)を、超音波洗浄器(NE
Y社製6250)内に収容した。次に、このエチレン−
アクリル酸共重合体ディスパージョンに超音波を照射し
た後、固定的に設けられた親水化処理された網目状のテ
トラフルオロエチレン延伸膜上に、エチレン−アクリル
酸共重合体ディスパージョンを滴下した後、No.12
のワイヤーバーを用いて、バーコートし、乾燥させた。
隔膜母体の表面上に形成された樹脂粒子集合体膜の乾燥
後の膜厚は、平均55μmであり、透気度は12秒であ
った。また、電池の外部短絡等の異常時を想定して、こ
の電池用隔膜を120℃の恒温槽中で熱処理した後の透
気度を測定した。結果を表1に示す。
【0074】
【表1】
【0075】表1より明らかなように、実施例1は、熱
処理した後の透気度は∞秒であるのに対し、比較例1
は、2000秒であった。すなわち、実施例1は、比較
例1に比べ、ポリオレフィン微粒子が、隔膜母体の孔を
閉塞する確実性に優れていることがわかる。以上の結果
より明らかなように、実施例1に従う電池用隔膜の製造
方法は、従来のバーコータを用いた電池用隔膜の製造方
法に比べ、塗工むらが少なく、かつ、エチレン−アクリ
ル酸共重合体粒子の隔膜母体の孔を閉塞する確実性が優
れている。
処理した後の透気度は∞秒であるのに対し、比較例1
は、2000秒であった。すなわち、実施例1は、比較
例1に比べ、ポリオレフィン微粒子が、隔膜母体の孔を
閉塞する確実性に優れていることがわかる。以上の結果
より明らかなように、実施例1に従う電池用隔膜の製造
方法は、従来のバーコータを用いた電池用隔膜の製造方
法に比べ、塗工むらが少なく、かつ、エチレン−アクリ
ル酸共重合体粒子の隔膜母体の孔を閉塞する確実性が優
れている。
【0076】実施例2 実施例1のうち、未熱処理の隔膜を使用して、正極がポ
リアニリンからなり、負極がLi−Al合金からなり、
電解液が1mol/リットル(Liter )のLiBF4 /
プロピレンカーボネートからなり、容量が1000mA
hの電池を構成し、電圧範囲2.7V〜4.1V、電流
密度0.3mA/cm2 で充電した。この電池を外部抵
抗1mΩとして、短絡実験を行なった。この結果、短絡
電流は、100℃以上で抑制され、電解液が噴き出るな
どの事故は起こらなかった。
リアニリンからなり、負極がLi−Al合金からなり、
電解液が1mol/リットル(Liter )のLiBF4 /
プロピレンカーボネートからなり、容量が1000mA
hの電池を構成し、電圧範囲2.7V〜4.1V、電流
密度0.3mA/cm2 で充電した。この電池を外部抵
抗1mΩとして、短絡実験を行なった。この結果、短絡
電流は、100℃以上で抑制され、電解液が噴き出るな
どの事故は起こらなかった。
【0077】比較例2 比較例1のうち、未熱処理の隔膜を使用して、正極がポ
リアニリンからなり、負極がLi−Al合金からなり、
電解液が1mol/リットル(Liter )のLiBF4 /
プロピレンカーボネートからなり、容量が1000mA
hの電池を構成し、電圧範囲2.7V〜4.1V、電流
密度0.3mA/cm2 で充電した。この電池を外部抵
抗1mΩとして、短絡実験を行なった。この結果、短絡
電流は、100℃以上でも十分抑制されず、電解液が噴
き出た。
リアニリンからなり、負極がLi−Al合金からなり、
電解液が1mol/リットル(Liter )のLiBF4 /
プロピレンカーボネートからなり、容量が1000mA
hの電池を構成し、電圧範囲2.7V〜4.1V、電流
密度0.3mA/cm2 で充電した。この電池を外部抵
抗1mΩとして、短絡実験を行なった。この結果、短絡
電流は、100℃以上でも十分抑制されず、電解液が噴
き出た。
【0078】実施例2および比較例2から明らかなよう
に、実施例2の隔膜を使用した電池は、短絡による発熱
に対して、隔膜母体の表面上に形成されたポリオレフィ
ン粒子が集合してなる多孔性の膜が、隔膜母体の孔を比
較例2に比べ、より完全に閉塞するために、優れた安全
性を有することがわかる。
に、実施例2の隔膜を使用した電池は、短絡による発熱
に対して、隔膜母体の表面上に形成されたポリオレフィ
ン粒子が集合してなる多孔性の膜が、隔膜母体の孔を比
較例2に比べ、より完全に閉塞するために、優れた安全
性を有することがわかる。
【0079】なお、以上の実施例に関する開示は、本発
明の単なる具体例にすぎず、本発明の技術的範囲を何ら
制限するものではない。
明の単なる具体例にすぎず、本発明の技術的範囲を何ら
制限するものではない。
【0080】本発明に従う電池用隔膜の製造方法を好適
に適用することができる電池用隔膜の製造装置として
は、種々の製造装置を挙げることができる。そのような
製造装置の代表例としては、キスコータを挙げることが
できる。キスコータとしては、特に限定されることはな
いが、1本ロール正回転キスコータ、1本ロール逆回転
キスコータ、2本ロール正回転キスコータ、2本ロール
逆回転キスコータ、親水性ロールアプリケータ等や、ビ
ートコータ等を挙げることができる。
に適用することができる電池用隔膜の製造装置として
は、種々の製造装置を挙げることができる。そのような
製造装置の代表例としては、キスコータを挙げることが
できる。キスコータとしては、特に限定されることはな
いが、1本ロール正回転キスコータ、1本ロール逆回転
キスコータ、2本ロール正回転キスコータ、2本ロール
逆回転キスコータ、親水性ロールアプリケータ等や、ビ
ートコータ等を挙げることができる。
【0081】本発明において用いられるロールとして
は、特に限定されることはないが、直径は、2インチ以
上あることが望ましい。また、ロールの材料は、特に限
定されることはないが、SUS、インコネル、樹脂等を
挙げることができる。また、その形状については、平滑
ロールでも、保液性を高める目的で、表面に微細な凹凸
が施されたものでも、液だれを防止する目的で溝が施さ
れたものでもよい。
は、特に限定されることはないが、直径は、2インチ以
上あることが望ましい。また、ロールの材料は、特に限
定されることはないが、SUS、インコネル、樹脂等を
挙げることができる。また、その形状については、平滑
ロールでも、保液性を高める目的で、表面に微細な凹凸
が施されたものでも、液だれを防止する目的で溝が施さ
れたものでもよい。
【0082】また、一定速度で送られてくる樹脂分散液
層が塗工された隔膜母体の樹脂分散液層の膜厚を、調整
する工程に好適に用いることのができる装置としては、
種々の製造装置を挙げることができる。そのような製造
装置の代表例としては、ナイフコータを挙げることがで
きる。ナイフコータとしては、特に以下の場合に限定さ
れることはないが、ナイフオーバーロールコータ、ナイ
フオーバーブランケットコータ、フローティングナイフ
コータ、逆ナイフコータ、ロールナイフコータ等を挙げ
ることができる。
層が塗工された隔膜母体の樹脂分散液層の膜厚を、調整
する工程に好適に用いることのができる装置としては、
種々の製造装置を挙げることができる。そのような製造
装置の代表例としては、ナイフコータを挙げることがで
きる。ナイフコータとしては、特に以下の場合に限定さ
れることはないが、ナイフオーバーロールコータ、ナイ
フオーバーブランケットコータ、フローティングナイフ
コータ、逆ナイフコータ、ロールナイフコータ等を挙げ
ることができる。
【0083】なお、本発明に従う非水溶媒系電池用隔膜
の製造方法は、用いる樹脂分散液の粘度が、5000C
P以下の場合に、特に膜厚を所望の厚さで均一に塗工す
る際に好適に用いることができる。
の製造方法は、用いる樹脂分散液の粘度が、5000C
P以下の場合に、特に膜厚を所望の厚さで均一に塗工す
る際に好適に用いることができる。
【0084】また、樹脂分散液を付着する工程におい
て、分散液に超音波をかけるのは、樹脂分散液を構成す
るポリマー微粒子の凝集を防止するためである。超音波
の周波数や強度は、特に限定されることはないが、樹脂
粒子分散液の温度が著しく上昇しない程度が好ましい。
て、分散液に超音波をかけるのは、樹脂分散液を構成す
るポリマー微粒子の凝集を防止するためである。超音波
の周波数や強度は、特に限定されることはないが、樹脂
粒子分散液の温度が著しく上昇しない程度が好ましい。
【0085】本発明に従う電池用隔膜の製造方法では、
親水化処理された多孔性の樹脂からなる隔膜母体を用い
ている。
親水化処理された多孔性の樹脂からなる隔膜母体を用い
ている。
【0086】多孔性の樹脂の材質は、電解液に耐溶解性
が高く、融点が高い、ポリイミドや、テトラフロオロエ
チレン等の熱硬化性樹脂や、融点が180℃以上の熱可
塑性樹脂が望ましい。
が高く、融点が高い、ポリイミドや、テトラフロオロエ
チレン等の熱硬化性樹脂や、融点が180℃以上の熱可
塑性樹脂が望ましい。
【0087】また、そのような多孔性の樹脂からなる隔
膜母体としては、特に以下の場合に限定されることはな
いが、たとえば、気孔率30%〜95%の一軸延伸ある
いは二軸延伸により網目状構造を有する多孔性の樹脂膜
が挙げられる。気孔率が30%未満の場合は、隔膜の電
解液の保液性が低下し、電池の内部抵抗が大きくなり、
電池性能が低下する。他方、気孔率が95%を超える場
合は、多孔性の樹脂からなる隔膜母体の機械的強度が低
下し、実用に適さない。
膜母体としては、特に以下の場合に限定されることはな
いが、たとえば、気孔率30%〜95%の一軸延伸ある
いは二軸延伸により網目状構造を有する多孔性の樹脂膜
が挙げられる。気孔率が30%未満の場合は、隔膜の電
解液の保液性が低下し、電池の内部抵抗が大きくなり、
電池性能が低下する。他方、気孔率が95%を超える場
合は、多孔性の樹脂からなる隔膜母体の機械的強度が低
下し、実用に適さない。
【0088】また、そのような多孔性の樹脂からなる隔
膜母体の孔の孔径は、0.01μm以上10μm以下、
より好ましくは、0.05μm以上1μm以下である。
孔径が0.01μm未満の場合は、電池の実使用温度範
囲における使用において、内部抵抗が高くなり好ましく
ない。他方、孔径が10μmを超える場合は、活物質が
隔膜を通り抜け、短絡し、好ましくない。また、そのよ
うな多孔性の樹脂からなる隔膜母体の膜厚は、10μm
以上50μm以下であることが好ましい。膜厚が、10
μm未満の場合は、隔膜母体の機械的強度が十分でなく
好ましくない。他方、膜厚が50μmを超える場合は、
実使用温度範囲における電池の内部抵抗が大きくなり好
ましくない。
膜母体の孔の孔径は、0.01μm以上10μm以下、
より好ましくは、0.05μm以上1μm以下である。
孔径が0.01μm未満の場合は、電池の実使用温度範
囲における使用において、内部抵抗が高くなり好ましく
ない。他方、孔径が10μmを超える場合は、活物質が
隔膜を通り抜け、短絡し、好ましくない。また、そのよ
うな多孔性の樹脂からなる隔膜母体の膜厚は、10μm
以上50μm以下であることが好ましい。膜厚が、10
μm未満の場合は、隔膜母体の機械的強度が十分でなく
好ましくない。他方、膜厚が50μmを超える場合は、
実使用温度範囲における電池の内部抵抗が大きくなり好
ましくない。
【0089】本発明において、多孔性の樹脂からなる隔
膜母体を親水化処理する方法として、特に以下の場合に
限定されることはないが、たとえば、放電処理、界面活
性剤処理または親水性ポリマーのグラフト重合法等を有
効に用いることができる。
膜母体を親水化処理する方法として、特に以下の場合に
限定されることはないが、たとえば、放電処理、界面活
性剤処理または親水性ポリマーのグラフト重合法等を有
効に用いることができる。
【0090】放電処理としては、特に以下の場合に限定
されるものではないが、たとえば、プラズマ放電処理、
コロナ放電処理、電子線照射処理、γ線照射処理等の処
理を挙げることができ、このような放電処理により、多
孔性の樹脂からなる隔膜母体の表面に、たとえば、カル
ボキシル基、アミノ基等の親水性の官能基(親水基)を
結合させることができる。
されるものではないが、たとえば、プラズマ放電処理、
コロナ放電処理、電子線照射処理、γ線照射処理等の処
理を挙げることができ、このような放電処理により、多
孔性の樹脂からなる隔膜母体の表面に、たとえば、カル
ボキシル基、アミノ基等の親水性の官能基(親水基)を
結合させることができる。
【0091】界面活性剤処理に用いる界面活性剤として
は、特に、以下の場合に限定されることはないが、たと
えば、脂肪酸石鹸、アルキルベンゼンスルホン酸塩、ア
ルキルアリルスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホ
ン酸塩などのアニオン系界面活性剤、たとえば、アルキ
ルアミン塩、アミド結合アンモニウム塩、エステル結合
アンモニウム塩、エーテル結合アンモニウム塩、アルキ
ルピリジウム塩、エステル結合ピリジウム塩等のカチオ
ン系界面活性剤、たとえば、長鎖アルキルアミノ酸など
の両面活性剤、たとえば、アルキルアリルエーテル、ア
ルキルエーテル、アルキルアミン脂肪酸グリセリンエス
テル、ソルビタン脂肪酸エルステル、ソルビトール脂肪
酸エステル等のノニオン系界面活性剤等を有効に用いる
ことができる。
は、特に、以下の場合に限定されることはないが、たと
えば、脂肪酸石鹸、アルキルベンゼンスルホン酸塩、ア
ルキルアリルスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホ
ン酸塩などのアニオン系界面活性剤、たとえば、アルキ
ルアミン塩、アミド結合アンモニウム塩、エステル結合
アンモニウム塩、エーテル結合アンモニウム塩、アルキ
ルピリジウム塩、エステル結合ピリジウム塩等のカチオ
ン系界面活性剤、たとえば、長鎖アルキルアミノ酸など
の両面活性剤、たとえば、アルキルアリルエーテル、ア
ルキルエーテル、アルキルアミン脂肪酸グリセリンエス
テル、ソルビタン脂肪酸エルステル、ソルビトール脂肪
酸エステル等のノニオン系界面活性剤等を有効に用いる
ことができる。
【0092】親水性ポリマーのグリフト重合法として
は、特に、以下の場合に限定されることはないが、たと
えば、上述した多孔性の樹脂からなる隔膜母体を、たと
えば、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリビニル
アルコール、ポリエチレンイミン等の水溶性ポリマーに
含浸し、たとえば、過酸化ベンゾイル、ジアゾアミノベ
ンゼン、アゾクロルアミド、アゾビスイソブチルニトリ
ル、ハロゲン化合物、ホルムアルデヒド、チオ尿酸、イ
ソシナート等の架橋剤を導入する方法などを挙げること
ができる。または、上述した多孔性の樹脂からなる隔膜
母体を、たとえば、ポリアクリル酸、ポリメタクリル
酸、ポリビニルアルコール、ポリエチレンイミン等の水
溶性ポリマーに含浸し、電子線、γ線などの電離放射線
を照射する方法などを挙げることができる。
は、特に、以下の場合に限定されることはないが、たと
えば、上述した多孔性の樹脂からなる隔膜母体を、たと
えば、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリビニル
アルコール、ポリエチレンイミン等の水溶性ポリマーに
含浸し、たとえば、過酸化ベンゾイル、ジアゾアミノベ
ンゼン、アゾクロルアミド、アゾビスイソブチルニトリ
ル、ハロゲン化合物、ホルムアルデヒド、チオ尿酸、イ
ソシナート等の架橋剤を導入する方法などを挙げること
ができる。または、上述した多孔性の樹脂からなる隔膜
母体を、たとえば、ポリアクリル酸、ポリメタクリル
酸、ポリビニルアルコール、ポリエチレンイミン等の水
溶性ポリマーに含浸し、電子線、γ線などの電離放射線
を照射する方法などを挙げることができる。
【0093】本発明において、樹脂分散液としては、樹
脂粒子分散液、ラテックスなどを用いることができる。
樹脂粒子分散液としては、たとえば、親水基を持つ熱可
塑性ポリマーディスパージョン、架橋構造を有する熱可
塑性ポリマーディパージョン、親水基を有し、かつ、架
橋構造を有する熱可塑性ポリマーディスパージョン等を
用いることができる。
脂粒子分散液、ラテックスなどを用いることができる。
樹脂粒子分散液としては、たとえば、親水基を持つ熱可
塑性ポリマーディスパージョン、架橋構造を有する熱可
塑性ポリマーディパージョン、親水基を有し、かつ、架
橋構造を有する熱可塑性ポリマーディスパージョン等を
用いることができる。
【0094】なお、本発明において、使用される樹脂分
散液の種類は、使用樹脂の融点、粒径、電解液への耐溶
解性、電解液との濡れ性などによって定められる。その
ような樹脂粒子等の材料としては、特に以下の場合に限
定されることはないが、融点が、80℃以上140℃以
下、好ましくは、80℃以上120℃以下、より好まし
くは、80℃以上100℃以下である。融点が、140
℃を超える場合は、リチウム金属の融点である180℃
に近く、電池の安全性を十分確保できず、80℃未満で
ある場合は、急速放電時など正常な電池の使用におい
て、融解してしまうおそれがある。また、樹脂粒子等の
材料としては、電解液への濡れ性が良好であることが望
ましく、樹脂材質が、親水基を持つことが望ましい。
散液の種類は、使用樹脂の融点、粒径、電解液への耐溶
解性、電解液との濡れ性などによって定められる。その
ような樹脂粒子等の材料としては、特に以下の場合に限
定されることはないが、融点が、80℃以上140℃以
下、好ましくは、80℃以上120℃以下、より好まし
くは、80℃以上100℃以下である。融点が、140
℃を超える場合は、リチウム金属の融点である180℃
に近く、電池の安全性を十分確保できず、80℃未満で
ある場合は、急速放電時など正常な電池の使用におい
て、融解してしまうおそれがある。また、樹脂粒子等の
材料としては、電解液への濡れ性が良好であることが望
ましく、樹脂材質が、親水基を持つことが望ましい。
【0095】親水基を持つポリマーとしては、特に以下
の場合に限定されることはないが、ポリエチレンオキシ
ド、ポリオキシメチレン、ポリジメチルシロキサン、ポ
リアクリロニトリル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルホマ
ール、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸メチル、
ポリメタクリル酸メチル、または、エチレン−酢酸ビニ
ル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体等の共重合
体を挙げることができる。
の場合に限定されることはないが、ポリエチレンオキシ
ド、ポリオキシメチレン、ポリジメチルシロキサン、ポ
リアクリロニトリル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルホマ
ール、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸メチル、
ポリメタクリル酸メチル、または、エチレン−酢酸ビニ
ル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体等の共重合
体を挙げることができる。
【0096】樹脂粒子等の材料としては、電解液への耐
溶解性に優れ、電解液に対し全く溶解しないことが望ま
しい。このため、そのような樹脂材質は、架橋構造を持
つものが好ましい。
溶解性に優れ、電解液に対し全く溶解しないことが望ま
しい。このため、そのような樹脂材質は、架橋構造を持
つものが好ましい。
【0097】架橋構造を有するポリマーとしては、特に
以下の場合に限定されることはないが、架橋ポリエチレ
ン、架橋ポリエチレンオキシド、架橋ポリオキシメチレ
ン、架橋ポリジメチルシロキサン、架橋ポリアクリロニ
トリル、架橋ポリ酢酸ビニル、架橋ポリビニルホマー
ル、架橋ビニルアルコール、架橋ポリアクリル酸メチ
ル、架橋ポリメタクリル酸メチル、架橋エチレン−酢酸
ビニル共重合体、架橋エチレン−アクリル酸共重合体、
ポリオレフィンエラストマ等を挙げることができる。
以下の場合に限定されることはないが、架橋ポリエチレ
ン、架橋ポリエチレンオキシド、架橋ポリオキシメチレ
ン、架橋ポリジメチルシロキサン、架橋ポリアクリロニ
トリル、架橋ポリ酢酸ビニル、架橋ポリビニルホマー
ル、架橋ビニルアルコール、架橋ポリアクリル酸メチ
ル、架橋ポリメタクリル酸メチル、架橋エチレン−酢酸
ビニル共重合体、架橋エチレン−アクリル酸共重合体、
ポリオレフィンエラストマ等を挙げることができる。
【0098】樹脂粒子分散液を用いた場合、樹脂粒子の
粒径は、親水化処理された多孔性の樹脂からなる隔膜母
体の孔の径に近似していることが好ましく、特に、以下
の場合に限定されることはないが、好ましくは0.01
μm〜10μmである。粒径が0.01μm未満の場合
は、多孔性の樹脂からなる隔膜母体の孔の中に樹脂粒子
が入ってしまい、隔膜としての通常の機能が損われ好ま
しくない。
粒径は、親水化処理された多孔性の樹脂からなる隔膜母
体の孔の径に近似していることが好ましく、特に、以下
の場合に限定されることはないが、好ましくは0.01
μm〜10μmである。粒径が0.01μm未満の場合
は、多孔性の樹脂からなる隔膜母体の孔の中に樹脂粒子
が入ってしまい、隔膜としての通常の機能が損われ好ま
しくない。
【0099】また、樹脂粒子の粒径が10μmを越える
場合は、樹脂粒子が容易に脱落するようになるため、好
ましくない。
場合は、樹脂粒子が容易に脱落するようになるため、好
ましくない。
【0100】また、親水化処理された多孔性の樹脂から
なる隔膜母体の表面に形成される樹脂粒子集合体膜の膜
の膜厚は、特に以下の場合に限定されることはないが、
乾燥後の膜厚は、10μm〜50μmである。樹脂粒子
集合体膜の膜厚が、10μm未満の場合には、樹脂から
なる多孔性の膜が軟化・溶融したときに、多孔性の樹脂
からなる隔膜母体の孔部の覆い方が不十分であり、短絡
電流を減少させ、電池の温度上昇を抑制し、安全性を確
保することができず好ましくない。また、樹脂粒子集合
体膜の膜厚は10μmあれば、樹脂粒子集合体膜が軟化
・溶融したときに、多孔性の樹脂からなる隔膜母体の孔
を十分に覆うことができ、膜厚を50μmを超えて形成
すると、電池の実使用温度範囲における電池の内部抵抗
が増加する。
なる隔膜母体の表面に形成される樹脂粒子集合体膜の膜
の膜厚は、特に以下の場合に限定されることはないが、
乾燥後の膜厚は、10μm〜50μmである。樹脂粒子
集合体膜の膜厚が、10μm未満の場合には、樹脂から
なる多孔性の膜が軟化・溶融したときに、多孔性の樹脂
からなる隔膜母体の孔部の覆い方が不十分であり、短絡
電流を減少させ、電池の温度上昇を抑制し、安全性を確
保することができず好ましくない。また、樹脂粒子集合
体膜の膜厚は10μmあれば、樹脂粒子集合体膜が軟化
・溶融したときに、多孔性の樹脂からなる隔膜母体の孔
を十分に覆うことができ、膜厚を50μmを超えて形成
すると、電池の実使用温度範囲における電池の内部抵抗
が増加する。
【0101】また、本発明において、親水化処理された
多孔性の樹脂からなる隔膜母体の表面上に形成する樹脂
集合体膜の形成量(mg/m2 )は、25mg/m2 以
上200mg/m2 以下とすることが好ましい。樹脂粒
子集合体膜の形成量が、25mg/m2 未満の量である
場合は、電池の異常時において、樹脂粒子集合体膜が、
隔膜母体の孔を閉塞するのに不十分であり好ましくな
く、樹脂粒子集合体膜の形成量が200mg/m2 を超
える量形成されている場合は、この隔膜を使用した電池
の実使用温度範囲での内部抵抗が高くなり好ましくな
い。
多孔性の樹脂からなる隔膜母体の表面上に形成する樹脂
集合体膜の形成量(mg/m2 )は、25mg/m2 以
上200mg/m2 以下とすることが好ましい。樹脂粒
子集合体膜の形成量が、25mg/m2 未満の量である
場合は、電池の異常時において、樹脂粒子集合体膜が、
隔膜母体の孔を閉塞するのに不十分であり好ましくな
く、樹脂粒子集合体膜の形成量が200mg/m2 を超
える量形成されている場合は、この隔膜を使用した電池
の実使用温度範囲での内部抵抗が高くなり好ましくな
い。
【0102】本発明に従う電池用隔膜が適用できる電池
としては、特に以下の場合に限定されることはないが、
その一例を示すと、アルカリマンガン電池、ニッケルカ
ドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウム電池、リチ
ウムイオン電池、ポリマー電池などの1次および2次電
池などを挙げることができる。
としては、特に以下の場合に限定されることはないが、
その一例を示すと、アルカリマンガン電池、ニッケルカ
ドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウム電池、リチ
ウムイオン電池、ポリマー電池などの1次および2次電
池などを挙げることができる。
【0103】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に従う非水
溶媒系電池用隔膜の製造方法は、上記した構成を有する
結果、親水化処理された多孔性の樹脂からなる隔膜母体
の表面上に、樹脂分散液を均一にかつ精度よく付着させ
ることができる結果、親水化処理された多孔性の樹脂か
らなる隔膜母体の表面上に、所望の厚さの樹脂集合体膜
を均一に塗布することができる。
溶媒系電池用隔膜の製造方法は、上記した構成を有する
結果、親水化処理された多孔性の樹脂からなる隔膜母体
の表面上に、樹脂分散液を均一にかつ精度よく付着させ
ることができる結果、親水化処理された多孔性の樹脂か
らなる隔膜母体の表面上に、所望の厚さの樹脂集合体膜
を均一に塗布することができる。
【0104】本発明に従って製造される非水溶媒系電池
用隔膜は、親水化処理された多孔性の樹脂からなる隔膜
母体が用いられている結果、隔膜と電解液の濡れ性が改
善されており、樹脂粒子集合体膜の形成量が低減されて
おり、かつ非水溶媒系電池用隔膜が熱せられたときにお
ける、樹脂集合体膜の隔膜母体の孔の閉塞性が優れてい
る。
用隔膜は、親水化処理された多孔性の樹脂からなる隔膜
母体が用いられている結果、隔膜と電解液の濡れ性が改
善されており、樹脂粒子集合体膜の形成量が低減されて
おり、かつ非水溶媒系電池用隔膜が熱せられたときにお
ける、樹脂集合体膜の隔膜母体の孔の閉塞性が優れてい
る。
【0105】したがって、本発明に従って製造された非
水溶媒系電池用隔膜を用いた電池は、実使用温度範囲に
おいては、内部抵抗が小さく、エネルギ効率に優れ、ま
た、外部短絡等の異常時における安全性が高い。
水溶媒系電池用隔膜を用いた電池は、実使用温度範囲に
おいては、内部抵抗が小さく、エネルギ効率に優れ、ま
た、外部短絡等の異常時における安全性が高い。
【図1】本発明に従う非水溶媒系電池用隔膜の製造方法
に工程に用いることができる電池用隔膜の製造装置を概
略的に示す構成図である。
に工程に用いることができる電池用隔膜の製造装置を概
略的に示す構成図である。
【図2】本実施例において用いた網目状のテトラフルオ
ロエチレン延伸膜の電子顕微鏡写真を概略的に示す模式
図である。
ロエチレン延伸膜の電子顕微鏡写真を概略的に示す模式
図である。
【図3】従来のリチウム電池を概略的に示す半裁断面図
である。
である。
【図4】一般に用いられるバーコータ法を概略的に示す
斜視図である。
斜視図である。
【図5】図4に示すバーコータ法を概略的に示す斜視図
のIV−IV線に従う概略的な断面図である。
のIV−IV線に従う概略的な断面図である。
1 電池用隔膜の製造装置 2 ロール 2a ロールの塗工面 3 樹脂分散液槽 4 ナイフロール 4a ナイフエッジ 5 樹脂分散液 6 親水化処理された多孔性の隔膜母体 6a 隔膜母体6の表面 7、8 ローラー 9、10 樹脂分散液層 11 電池用隔膜
Claims (3)
- 【請求項1】 塗工面を有し、回転自在なロールの一部
を樹脂分散液中に浸漬して、一定方向に回転させなが
ら、前記ロールの塗工面に樹脂分散液を付着する工程
と、 親水化処理された多孔性の樹脂からなる隔膜母体を、前
記回転中のロールの塗工面に一定の圧力で接するよう
に、かつ一定速度で送り出す工程と、 それにより前記ロールの塗工面に付着した樹脂分散液を
前記隔膜母体の表面上に転移させて、前記隔膜母体の表
面上に一定の膜厚の樹脂分散液層を連続的に塗工する工
程とを備える、非水溶媒系電池用隔膜の製造方法。 - 【請求項2】 前記一定速度で送られてくる前記樹脂分
散液層が塗工された隔膜母体の前記樹脂分散液層の膜厚
を、一定位置に固定されるコーティングナイフを用い
て、調整する工程をさらに備える、請求項1に記載の非
水溶媒系電池用隔膜の製造方法。 - 【請求項3】 前記樹脂分散液を付着する工程は、前記
樹脂分散液に超音波をかける工程をさらに備える、請求
項1または請求項2に記載の非水溶媒系電池用隔膜の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5101346A JPH06310115A (ja) | 1993-04-27 | 1993-04-27 | 非水溶媒系電池用隔膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5101346A JPH06310115A (ja) | 1993-04-27 | 1993-04-27 | 非水溶媒系電池用隔膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06310115A true JPH06310115A (ja) | 1994-11-04 |
Family
ID=14298281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5101346A Withdrawn JPH06310115A (ja) | 1993-04-27 | 1993-04-27 | 非水溶媒系電池用隔膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06310115A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022148612A (ja) * | 2021-03-24 | 2022-10-06 | 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 | ポリイミド多孔質膜、非水系二次電池用セパレータ、二次電池、及び二次電池の製造方法 |
| CN118315762A (zh) * | 2024-06-07 | 2024-07-09 | 深圳大学 | 一种制备复合隔膜的设备 |
| CN119495833A (zh) * | 2025-01-17 | 2025-02-21 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电芯卷绕设备及隔膜变形监控机构、隔膜变形监控方法 |
-
1993
- 1993-04-27 JP JP5101346A patent/JPH06310115A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022148612A (ja) * | 2021-03-24 | 2022-10-06 | 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 | ポリイミド多孔質膜、非水系二次電池用セパレータ、二次電池、及び二次電池の製造方法 |
| CN118315762A (zh) * | 2024-06-07 | 2024-07-09 | 深圳大学 | 一种制备复合隔膜的设备 |
| CN119495833A (zh) * | 2025-01-17 | 2025-02-21 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电芯卷绕设备及隔膜变形监控机构、隔膜变形监控方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000704 |