JP2009032408A - 二次電池用セパレータ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、サイクル特性に優れた二次電池を得ることができる二次電池用セパレータを提供することを主目的とする。
【解決手段】本発明は、中央部と、上記中央部の周囲に形成され、上記中央部よりも膜厚が大きく、電極層の劣化を防止する厚膜端部と、を有することを特徴とする二次電池用セパレータを提供することにより、上記課題を解決する。
【選択図】図１

Description

本発明は、サイクル特性に優れた二次電池を得ることができる二次電池用セパレータに関する。

リチウム二次電池に代表される二次電池は、通常、セパレータと、上記セパレータの一方の表面に形成され、正極活物質を含有する正極層と、上記セパレータの他方の表面に形成され、負極活物質を含有する負極層とを有する。セパレータは、正極層および負極層の絶縁を行うとともに、充放電に伴うイオンの移動経路となるものである。一般的なセパレータとしては、ポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）製の多孔膜等が知られている。

一方、従来から二次電池のサイクル特性を向上させる研究がなされている。例えば特許文献１においては、負極の圧縮弾性率が、正極またはセパレータの少なくとも一方の圧縮弾性率よりも大きいことを特徴とするリチウム二次電池が開示されている。これは、負極の圧縮弾性率を制御することにより、充放電により生じる負極活物質の体積変化を緩和でき、電極層における電解液の偏りを防止し、活物質を均一に使用することで、サイクル特性の向上を図るというものであった。なお、この技術は、負極活物質の体積変化に伴う負極の容量劣化に対する課題を解決するものであった。
特開２０００−２８５９６６号公報 特開２０００−１１９８６号公報 特開２００４−７１４９７号公報 特開平８−２１２９９６号公報

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、サイクル特性に優れた二次電池を得ることができる二次電池用セパレータを提供することを主目的とする。

本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意検討したところ、電極層（正極層および負極層）における充放電反応は電極層の端部で起こり易く、そのため電極層の劣化が端部から生じ、そこから劣化が進行することで、サイクル特性が低下することを明らかにした。そこで、本発明者は、電極層の端部に対応する、セパレータの端部の膜厚を大きくすることで、リチウムイオン等の伝導性を部分的に抑制し、電極層の端部の劣化を抑制することで、サイクル特性が向上することを見出した。本発明者は、この知見に基づき本発明を完成させるに至った。

すなわち、本発明においては、中央部と、上記中央部の周囲に形成され、上記中央部よりも膜厚が大きく、電極層の劣化を防止する厚膜端部と、を有することを特徴とする二次電池用セパレータを提供する。

本発明によれば、中央部よりも膜厚の大きな厚膜端部を設けることにより、厚膜端部を通過する金属イオン（例えばリチウムイオン）の伝導性を抑制することができる。その結果、充放電反応が生じ易い電極層端部での反応を抑制でき、電極層全体で均一に充放電反応を起こすことができ、二次電池のサイクル特性が向上する。

上記発明においては、上記厚膜端部が、上記二次電池用セパレータの長手方向に沿って形成されていることが好ましい。例えば捲回型二次電池に有用なセパレータとすることができるからである。

上記発明においては、上記厚膜端部が、上記中央部を囲むように形成されていることが好ましい。例えば積層型二次電池に有用なセパレータとすることができるからである。

上記発明においては、上記厚膜端部の膜厚をＸ_１とし、上記中央部の膜厚をＸ_２とした場合に、Ｘ_１／Ｘ_２＝１．０１〜２．０の範囲内であることが好ましい。さらにサイクル特性の向上を図ることができるからである。

上記発明においては、上記二次電池用セパレータの両面に、上記厚膜端部が形成されていることが好ましい。さらにサイクル特性の向上を図ることができるからである。

また本発明においては、上述した二次電池用セパレータと、上記二次電池用セパレータの厚膜端部の少なくとも一部を覆うように形成され、電極活物質を含有する電極層とを有し、上記電極層の端部での二次電池用セパレータの膜厚が、上記中央部での二次電池用セパレータの膜厚よりも大きいことを特徴とするリチウム二次電池を提供する。

本発明によれば、上記二次電池用セパレータを用いることにより、サイクル特性に優れたリチウム二次電池とすることができる。

本発明においては、サイクル特性に優れた二次電池を得ることができる二次電池用セパレータを得ることができるという効果を奏する。

以下、本発明の二次電池用セパレータ、およびそれを用いたリチウム二次電池について詳細に説明する。

Ａ．二次電池用セパレータ
まず、本発明の二次電池用セパレータについて説明する。本発明の二次電池用セパレータは、中央部と、上記中央部の周囲に形成され、上記中央部よりも膜厚が大きく、電極層の劣化を防止する厚膜端部と、を有することを特徴とするものである。

本発明によれば、中央部よりも膜厚の大きな厚膜端部を設けることにより、厚膜端部を通過する金属イオン（例えばリチウムイオン）の伝導性を抑制することができる。その結果、充放電反応が生じ易い電極層端部での反応を抑制でき、電極層全体で均一に充放電反応を起こすことができ、二次電池のサイクル特性が向上する。なお、充放電反応が電極層端部で生じ易い理由としては、セパレータと直接接触していない電極体断面部（側面部）においても金属イオンの挿入・脱離が起こるためであるからだと考えられる。
本発明の二次電池用セパレータは、用途に応じて、厚膜端部が設けられる位置が異なる。以下、本発明の二次電池用セパレータについて、第一実施態様と第二実施態様とに分けて説明する。

１．第一実施態様
まず、本発明の二次電池用セパレータの第一実施態様について説明する。本実施態様の二次電池用セパレータは、中央部と、上記中央部の周囲に形成され、上記中央部よりも膜厚が大きく、電極層の劣化を防止する厚膜端部とを有し、上記厚膜端部が、上記二次電池用セパレータの長手方向に沿って形成されていることを特徴とするものである。なお、本実施態様の二次電池用セパレータは、主に、捲回型二次電池に用いられるセパレータである。

図１（ａ）は、本実施態様の二次電池用セパレータの一例を示す概略平面図である。図１（ａ）に示される二次電池用セパレータは、中央部１と、中央部１の周囲に形成され、中央部１よりも膜厚が大きく、電極層の劣化を防止する厚膜端部２とを有し、さらに、厚膜端部２が二次電池用セパレータの長手方向に沿って形成されているものである。なお、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ´断面を示す概略断面図である。

本実施態様の二次電池用セパレータを用いて二次電池を作製する場合、通常、電極活物質を含有する電極層の端部が、二次電池用セパレータの厚膜端部上に位置するように形成される。具体的には図２に示すように、電極活物質を含有する電極層３の端部が、厚膜端部２上に形成される（図２の破線領域）。これにより、電極層の端部に到達するリチウムイオンの伝導性が抑制され、電極層が均一に充放電反応を起こすことができ、二次電池のサイクル特性が向上するのである。

二次電池用セパレータの材料としては、一般的な二次電池用セパレータの材料と同様のものを用いることができ、特に限定されるものではないが、具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン等の多孔膜；樹脂不織布、ガラス繊維不織布等の不織布等を挙げることができる。中でも、本実施態様においては、上記二次電池用セパレータの材料が、ポリエチレンまたはポリプロピレンであることが好ましい。汎用性、電解液保持性等に優れているからである。

本実施態様における厚膜端部は、中央部の周囲に形成され、中央部よりも膜厚が大きく、電極層の劣化を防止する機能を有するものである。本実施態様において、「中央部の周囲」とは、二次電池用セパレータの長手方向における端部をいう。また、厚膜端部は、二次電池用セパレータの長手方向における少なくとも一方の端部に形成されていれば良いが、通常は、長手方向における両方の端部に形成される。

本実施態様において、厚膜端部の膜厚は中央部の膜厚よりも大きい。両者の膜厚の違いは、サイクル特性の向上を図ることができれば特に限定されるものではないが、例えば厚膜端部の膜厚をＸ_１とし、中央部の膜厚をＸ_２とした場合に、Ｘ_１／Ｘ_２＝１．０１〜２．０の範囲内であることが好ましく、Ｘ_１／Ｘ_２＝１．０２〜１．５の範囲内であることがより好ましく、Ｘ_１／Ｘ_２＝１．０５〜１．２の範囲内であることがさらに好ましい。また、厚膜端部の膜厚および中央部の膜厚の差（Ｘ_１−Ｘ_２）は、１μｍ〜２５μｍの範囲内であることが好ましく、２μｍ〜２０μｍの範囲内であることがより好ましく、５μｍ〜１５μｍの範囲内であることがさらに好ましい。

また、後述するように、本実施態様の二次電池用セパレータは、一方の表面に厚膜端部が形成されたものであっても良く、両面に厚膜端部が形成されたものであっても良い。一方の表面に厚膜端部が形成されている場合は、Ｘ_１／Ｘ_２＝１．０１〜２．０の範囲内であることが好ましく、Ｘ_１／Ｘ_２＝１．０２〜１．５の範囲内であることがより好ましい。また、Ｘ_１−Ｘ_２＝１μｍ〜２５μｍの範囲内であることが好ましく、Ｘ_１−Ｘ_２＝２μｍ〜２０μｍの範囲内であることがより好ましい。一方、両面に厚膜端部が形成されている場合は、Ｘ_１／Ｘ_２＝１．０５〜３．０の範囲内であることが好ましく、Ｘ_１／Ｘ_２＝１．１〜２．５の範囲内であることがより好ましい。また、Ｘ_１−Ｘ_２＝１μｍ〜５０μｍの範囲内であることが好ましく、Ｘ_１−Ｘ_２＝４μｍ〜２５μｍの範囲内であることがより好ましい。

上記厚膜端部の膜厚は、通常２５μｍ〜５０μｍの範囲内であり、上記中央部の膜厚は、通常１５μｍ〜２５μｍの範囲内である。

上記厚膜端部の形状としては、二次電池用セパレータ上に電極層が形成された場合に、その電極層の端部と厚膜端部との接合面の位置が、中央部の位置よりも高くなるような形状であれば特に限定されるものではない。具体的には、中央部１から階段状に厚膜端部２が形成されているもの（図３（ａ））、中央部１から直線状に厚膜端部２が形成されているもの（図３（ｂ））、中央部１から凸曲線状に厚膜端部２が形成されているもの（図３（ｃ））、中央部１から凹曲線状に厚膜端部２が形成されているもの（図３（ｄ））等を挙げることができる。

本実施態様における厚膜端部の幅は、二次電池の大きさ等により異なり特に限定されるものではないが、例えば図４に示すように、二次電池用セパレータの短手方向の長さをａとし、厚膜端部の幅をｂとした場合に、ａ：ｂ＝１：０．１〜０．５の範囲内であることが好ましく、ａ：ｂ＝１：０．１〜０．４の範囲内であることがより好ましく、ａ：ｂ＝１：０．１〜０．３の範囲内であることがさらに好ましい。上記厚膜端部の幅としては、具体的には、６ｍｍ〜３０ｍｍの範囲内、中でも６ｍｍ〜２４ｍｍの範囲内、特に６ｍｍ〜１８ｍｍの範囲内であることが好ましい。なお、上述したように、厚膜端部は種々の形状を取ることができるが、本実施態様における厚膜端部の幅とは、厚膜端部を中央部と同じ高さで切断した切断面での幅をいう。

本実施態様の二次電池用セパレータは、上述したように、主に捲回型二次電池に用いられるセパレータである。そのため、二次電池用セパレータの長手方向の長さが、二次電池用セパレータの短手方向の長さに比べて大幅に長い。二次電池用セパレータの長手方向の長さとしては、特に限定されるものではないが、例えば３０ｃｍ〜２ｍの範囲内、中でも６０ｃｍ〜１．５ｍの範囲内であることが好ましい。また、二次電池用セパレータの短手方向の長さは、通常６ｃｍ〜７ｃｍの範囲内である。また、本実施態様の二次電池用セパレータを巻き取ることにより、二次電池用セパレータ捲回体としても良い。

本実施態様においては、二次電池用セパレータの少なくとも一方の表面に厚膜端部を有していれば良く、中でも、二次電池用セパレータの両面に厚膜端部が形成されていることが好ましい。さらにサイクル特性の向上を図ることができるからである。
本実施態様の二次電池用セパレータは、任意の二次電池に用いることができるが、中でも非水二次電池に用いることが好ましく、特にリチウム二次電池に用いることが好ましい。

本実施態様の二次電池用セパレータの製造方法としては、上述した中央部および厚膜端部を有する二次電池用セパレータを得ることができる方法であれば特に限定されるものではないが、例えば、押出し成形法等の一般的なフィルム成形法、および平坦なセパレータ基材に対して厚膜端部形成用部材を貼り付ける方法等を挙げることができる。

例えば押出し成形法の場合は、ダイの形状を、厚膜端部の膜厚が中央部の膜厚よりも大きくなるように設計することで、二次電池用セパレータを得ることができる。この方法は、厚膜端部が剥離し難い二次電池用セパレータが得られるという利点を有する。また、得られる二次電池用セパレータは、無延伸膜、一軸延伸膜および二軸延伸膜のいずれであっても良い。

一方、平坦なセパレータ基材に対して厚膜端部形成用部材を貼り付ける方法は、厚膜端部を後付けする方法である。この方法は、セパレータ基材および厚膜端部形成用部材として、種々の材料を選択することができるという利点を有する。平坦なセパレータ基材の材料としては、上述した一般的なセパレータの材料を用いることができる。

厚膜端部形成用部材の材料としては、所望の厚膜端部を得ることができるものであれば特に限定されるものではないが、例えば上述した一般的なセパレータの材料、およびポリビニリデンフロライド（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素系樹脂等を挙げることができる。本実施態様においては、上記厚膜端部形成用部材の材料が、フッ素系樹脂であることが好ましい。化学的安定性に優れているからである。

本実施態様においては、セパレータ基材および厚膜端部形成用部材が、同一の材料であっても良く、異なる材料であっても良い。特に、本実施態様においては、二次電池用セパレータが、同一のセパレータ基材および厚膜端部形成用部材を貼り合せてなるものであることが好ましい。セパレータ基材および厚膜端部形成用部材を貼り合せる方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、加熱し融着させる方法、および接着剤を用いる方法等を挙げることができる。第三成分を用いないという観点からは、加熱し溶融させる方法が好ましい。

２．第二実施態様
次に、本発明の二次電池用セパレータの第二実施態様について説明する。本実施態様の二次電池用セパレータは、中央部と、上記中央部の周囲に形成され、上記中央部よりも膜厚が大きく、電極層の劣化を防止する厚膜端部とを有し、上記厚膜端部が、上記中央部を囲むように形成されていることを特徴とするものである。なお、本実施態様の二次電池用セパレータは、主に、積層型二次電池に用いられるセパレータである。

図５（ａ）は、本実施態様の二次電池用セパレータの一例を示す概略平面図である。図５（ａ）に示される二次電池用セパレータは、中央部１と、中央部１の周囲に形成され、中央部１よりも膜厚が大きく、電極層の劣化を防止する厚膜端部２とを有し、さらに、厚膜端部２が中央部１を囲むように形成されているものである。なお、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ´断面を示す概略断面図である。また、本実施態様においても、上述した図２のように、電極層の端部に到達するリチウムイオンの伝導性が抑制され、電極層が均一に充放電反応を起こすことができ、二次電池のサイクル特性が向上する。

本実施態様における厚膜端部は、中央部の周囲に形成され、中央部よりも膜厚が大きく、電極層の劣化を防止する機能を有するものである。本実施態様において、「中央部の周囲」とは、二次電池用セパレータを囲む外縁の端部をいう。

本実施態様の二次電池用セパレータの材料、厚膜端部および中央部の膜厚、厚膜端部の形状、およびその他の事項については、上記「１．第一実施態様」に記載した内容と同様であるので、ここでの説明は省略する。

本実施態様における厚膜端部の幅は、二次電池の大きさ等により異なり特に限定されるものではないが、例えば図４に示すように、二次電池用セパレータの一辺の長さをａとし、厚膜端部の幅をｂとした場合に、ａ：ｂ＝１：０．１〜０．５の範囲内であることが好ましく、ａ：ｂ＝１：０．１〜０．４の範囲内であることがより好ましく、ａ：ｂ＝１：０．１〜０．３の範囲内であることがさらに好ましい。

本実施態様の二次電池用セパレータは、上述したように、主に積層型二次電池に用いられるセパレータである。上記積層型二次電池としては、例えばラミネート型二次電池、コイン型二次電池、ボタン型二次電池等を挙げることができる。本実施態様の二次電池用セパレータの大きさは、目的とする二次電池の種類により異なるものであり、特に限定されるものではない。

Ｂ．リチウム二次電池
次に、本発明のリチウム二次電池について説明する。本発明のリチウム二次電池は、上述した二次電池用セパレータと、上記二次電池用セパレータの厚膜端部の少なくとも一部を覆うように形成され、電極活物質を含有する電極層とを有し、上記電極層の端部での二次電池用セパレータの膜厚が、上記中央部での二次電池用セパレータの膜厚よりも大きいことを特徴とするものである。

本発明によれば、上記二次電池用セパレータを用いることにより、サイクル特性に優れたリチウム二次電池とすることができる。本発明においては、電極層の端部での二次電池用セパレータの膜厚が、中央部での二次電池用セパレータの膜厚よりも大きいことから、放電反応が生じ易い電極層端部での反応が抑制され、電極層全体で均一に充放電反応を起こすことができ、二次電池のサイクル特性を向上させることができる。

図６は、本発明のリチウム二次電池の一例を示す概略断面図である。図６に示されるリチウム二次電池は、中央部１および厚膜端部２を有する二次電池用セパレータ１０と、二次電池用セパレータ１０の厚膜端部２の少なくとも一部を覆うように形成され、正極活物質を含有する正極層１１と、正極層１１の集電を行う正極集電体１２と、二次電池用セパレータ１０の他方の表面に形成され、負極活物質を含有する負極層１３と、負極層１３の集電を行う負極集電体１４とを有し、正極層１１の端部での二次電池用セパレータ１０の膜厚（Ｙ_１）が、中央部１での二次電池用セパレータ１０の膜厚（Ｙ_２）よりも大きくなっている。

本発明に用いられる二次電池用セパレータについては、上記「Ａ．二次電池用セパレータ」に記載した内容と同様であるので、ここでの説明は省略する。特に、本発明においては、上記二次電池用セパレータが、両面に厚膜端部を有することが好ましい。さらにサイクル特性の向上を図ることができるからである。

本発明に用いられる電極層は、二次電池用セパレータの厚膜端部の少なくとも一部を覆うように形成されるものである。そのため、二次電池用セパレータ上に形成される電極層の端部は、通常、厚膜端部上に形成されることになる。上記電極層は、正極活物質を含有する正極層であっても良く、負極活物質を含有する負極層であっても良い。上記電極層は、二次電池用セパレータの厚膜端部の少なくとも一部を覆うように形成されていれば良く、厚膜端部の全体を覆うように形成されていても良い。

本発明において、電極層の端部での二次電池用セパレータの膜厚は、中央部での二次電池用セパレータの膜厚よりも大きい。両者の膜厚の違いは、サイクル特性の向上を図ることができれば特に限定されるものではないが、例えば電極層の端部での二次電池用セパレータの膜厚をＹ_１とし、中央部での二次電池用セパレータの膜厚をＹ_２とした場合に、Ｙ_１／Ｙ_２＝１．０１〜２．０の範囲内であることが好ましく、Ｙ_１／Ｙ_２＝１．０２〜１．５の範囲内であることがより好ましく、Ｙ_１／Ｙ_２＝１．０５〜１．２の範囲内であることがさらに好ましい。また、厚膜端部の膜厚および中央部の膜厚の差（Ｙ_１−Ｙ_２）は、例えば１μｍ〜２５μｍの範囲内、中でも２μｍ〜２０μｍの範囲内、特に５μｍ〜１５μｍの範囲内であることが好ましい。

また、上述したように、本発明に用いられる二次電池用セパレータは、一方の表面に厚膜端部が形成されたものであっても良く、両面に厚膜端部が形成されたものであっても良い。一方の表面に厚膜端部が形成されている場合は、Ｙ_１／Ｙ_２＝１．０１〜２．０の範囲内であることが好ましく、Ｙ_１／Ｙ_２＝１．０２〜１．５の範囲内であることがより好ましい。また、Ｙ_１−Ｙ_２＝１μｍ〜２５μｍの範囲内であることが好ましく、Ｙ_１−Ｙ_２＝２μｍ〜２０μｍの範囲内であることがより好ましい。一方、両面に厚膜端部が形成されている場合は、Ｙ_１／Ｙ_２＝１．０５〜３．０の範囲内であることが好ましく、Ｙ_１／Ｙ_２＝１．１〜２．５の範囲内であることがより好ましい。また、Ｙ_１−Ｙ_２＝１μｍ〜５０μｍの範囲内であることが好ましく、Ｙ_１−Ｙ_２＝４μｍ〜２５μｍの範囲内であることがより好ましい。

上記正極層は、少なくとも正極活物質を含有するものである。上記正極活物質としては、例えば、ＬｉＣｏＯ_２、ＬｉＣｏＯ_４、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４、ＬｉＮｉＯ_２、ＬｉＦｅＰＯ_４等を挙げることができ、中でもＬｉＣｏＯ_２が好ましい。上記正極層は、通常、導電化材および結着材を含有する。上記導電化材としては、例えばカーボンブラック、アセチレンブラック等を挙げることができる。上記結着材としては、例えばポリビニリデンフロライド（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等を挙げることができる。また、正極集電体の材料としては、例えばアルミニウム、ステンレス、ニッケル、鉄、チタン等を挙げることができる。

上記負極層は、少なくとも負極活物質を含有するものである。上記負極活物質としては、例えば金属リチウム、リチウム合金、金属酸化物、金属硫化物、金属窒化物、およびグラファイト等の炭素材料等を挙げることができ、中でもグラファイトが好ましい。上記負極層は、必要に応じて、導電化材および結着材を含有していても良い。導電化材および結着材については、上記正極層と同様のものを用いることができる。また、負極集電体の材料としては、例えば銅、ステンレス、ニッケル等を挙げることができる。

本発明に用いられる電解液は、通常、支持塩および溶媒を含有する。上記支持塩としては、例えば、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＮ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２、ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３、ＬｉＣ_４Ｆ_９ＳＯ_３、ＬｉＣ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_３およびＬｉＣｌＯ_４等のリチウム塩等を挙げることができる。上記溶媒としては、例えば、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジエトキシエタン、アセトニトリル、プロピオニトリル、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、ジオキサン、１，３−ジオキソラン、ニトロメタン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、スルホラン、γ−ブチロラクトン等が挙げられる。本発明においては、これらの溶媒を一種のみ用いても良く、二種以上を混合して用いても良い。

本発明に用いられる電池ケースの形状としては、上述したセパレータ、正極層および負極層を収納できるものであれば特に限定されるものではないが、具体的には、円筒型、角型、コイン型、ラミネート型等を挙げることができる。また、本発明のリチウム二次電池は、正極層、セパレータおよび負極層から構成される電極体を有する。上記電極体の形状としては、特に限定されるものではないが、具体的には、捲回型および積層型等を挙げることができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

以下に実施例を示して本発明をさらに具体的に説明する。

［実施例１］
（セパレータの調製）
特許第３３０５００６号の実施例１および２に記載された方法に準じ、全体幅５８ｍｍ、中央部の幅３８ｍｍ、厚膜端部の幅１０ｍｍ、中央部の膜厚２０μｍ、厚膜端部の膜厚４０μｍ、長さ３００ｃｍ、気孔率４０％のセパレータを作製した。

（正極作製）
結着材であるポリビニリデンフロライド（ＰＶＤＦ）を５ｇ溶解した溶剤ｎ−メチルピロリドン溶液１２５ｍＬ中に、正極活物質であるコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ_２）粉末８５ｇと、導電化材であるカーボンブラック１０ｇとを導入し、均一に混合するまで混練し、ペーストを作製した。このペーストを厚さ１５μｍのＡｌ集電箔上に両面塗布し、その後乾燥することで電極を作製した。電極目付量は１２ｍｇ／ｃｍ^２であった。この電極をプレスし、ペースト厚さ９０μｍ、ペースト密度１．６ｇ／ｃｍ^３とした。この電極を切り出すことにより、正極を得た。寸法は５２ｍｍ×７２０ｍｍ（そのうちペースト塗工部は６８０ｍｍである）。

（負極作製）
結着材であるポリビニリデンフロライド（ＰＶＤＦ）を７．５ｇ溶解した溶剤ｎ−メチルピロリドン溶液１２５ｍＬ中に、負極活物質であるグラファイト粉末９２．５ｇを導入し、均一に混合するまで混練し、ペーストを作製した。このペーストを厚さ１５μｍのＣｕ集電箔上に両面塗布し、その後乾燥することで電極を作製した。電極目付量は８ｍｇ／ｃｍ^２であった。この電極をプレスし、ペースト厚さ４０μｍ、ペースト密度１．２ｇ／ｃｍ^３とした。この電極を切り出すことにより、負極を得た。寸法は５５×７４０（そのうちペースト塗工部７２０ｍｍである）。

（電池作製）
得られたセパレータ、正極および負極を用いて１８６５０型電池を作製した。電解液には、ＥＣ（エチレンカーボネート）およびＤＭＣ（ジメチルカーボネート）を体積比率３：７で混合したものに、支持塩として六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ_６）を濃度１ｍｏｌ／Ｌで溶解したものを用いた。

［実施例２］
（セパレータの調製）
実施例１の方法に準じて、膜厚２０μｍ、幅５８ｍｍ、長さ３００ｃｍ、気孔率４０％の平坦なセパレータ基材を作製した。同様に、膜厚２０ｍ、幅１０ｍｍ、長さ３００ｃｍ、気孔率４０％の厚膜端部形成用部材を２つ作製した。得られたセパレータ基材の長手方向に沿う端部に、厚膜端部形成用部材をそれぞれ配置し、加熱溶融させることにより、セパレータ基材および厚膜端部形成用部材を貼り合せた。このようにしてセパレータを得た。

（電池作製）
得られたセパレータを用いたこと以外は、実施例１と同様にして１８６５０型電池を得た。

［比較例１］
実施例１の方法に準じて、膜厚２０μｍ、幅５８ｍｍ、長さ３００ｃｍ、気孔率４０％の平坦なセパレータを作製した。このセパレータを用いたこと以外は、実施例１と同様にして１８６５０型電池を得た。

［評価］
実施例１〜２および比較例１で得られた電池について、サイクル特性を評価した。サイクル特性の評価は、３．０Ｖ〜４．１Ｖでコンディショニング後、３．０Ｖ〜４．１Ｖ、２Ｃ、６０℃の５００サイクルで放電容量維持率を測定した。

表１から明らかなように、二次電池用セパレータを用いることにより、サイクル特性が向上することが明らかになった。

本発明の二次電池用セパレータを説明する説明図である。 本発明の二次電池用セパレータを説明する説明図である。 本発明に用いられる厚膜端部の形状を説明する説明図である。 本発明に用いられる厚膜端部の幅を説明する説明図である。 本発明の二次電池用セパレータを説明する説明図である。 本発明のリチウム二次電池の一例を示す概略断面図である。

符号の説明

１ … 中央部
２ … 厚膜端部
３ … 電極層
１０ … 二次電池用セパレータ
１１ … 正極層
１２ … 正極集電体
１３ … 負極層
１４ … 負極集電体

Claims (6)

1. 中央部と、前記中央部の周囲に形成され、前記中央部よりも膜厚が大きく、電極層の劣化を防止する厚膜端部と、を有することを特徴とする二次電池用セパレータ。
2. 前記厚膜端部が、前記二次電池用セパレータの長手方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項１に記載の二次電池用セパレータ。
3. 前記厚膜端部が、前記中央部を囲むように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の二次電池用セパレータ。
4. 前記厚膜端部の膜厚をＸ_１とし、前記中央部の膜厚をＸ_２とした場合に、Ｘ_１／Ｘ_２＝１．０１〜２．０の範囲内であることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかの請求項に記載の二次電池用セパレータ。
5. 前記二次電池用セパレータの両面に、前記厚膜端部が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかの請求項に記載の二次電池用セパレータ。
6. 請求項１から請求項４までのいずれかの請求項に記載の二次電池用セパレータと、前記二次電池用セパレータの厚膜端部の少なくとも一部を覆うように形成され、電極活物質を含有する電極層とを有し、
   前記電極層の端部での二次電池用セパレータの膜厚が、前記中央部での二次電池用セパレータの膜厚よりも大きいことを特徴とするリチウム二次電池。

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