JP2018137046A

JP2018137046A - セパレータ及びセパレータの製造方法

Info

Publication number: JP2018137046A
Application number: JP2017028705A
Authority: JP
Inventors: 将一梅原; Masakazu Umehara
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-02-20
Filing date: 2017-02-20
Publication date: 2018-08-30

Abstract

【課題】ポリオレフィンからなる多孔質膜上に、ポリオレフィン粒子及び接着剤を含む多孔質の接着層が形成されたセパレータでありながら、透気度が良好であり、かつ、このセパレータを用いた電極体の生産性を向上できるセパレータ及びセパレータの製造方法を提供すること。【解決手段】ポリオレフィンからなる多孔質膜１１上に、ポリオレフィン粒子１５及び接着剤１６を含む多孔質の接着層１３が形成されたセパレータ１０は、上記接着層１３に用いたポリオレフィン粒子１５は、平均粒径が０．５μｍ以上、密度が０．９０〜０．９７ｇ／ｃｃである。【選択図】図１

Description

本発明は、電池の電極体に用いられるセパレータ及びセパレータの製造方法に関する。

リチウムイオン二次電池などの電池の電極体を製造するにあたり、正または負の電極板とセパレータとを接着したい場合がある。電極板とセパレータとを接着するためには、ポリオレフィンからなる多孔質膜（セパレータ本体）上に、ポリオレフィン粒子を含む多孔質の接着層を形成したセパレータを用意し、このセパレータの接着層を介して、電極板とセパレータ本体とを接着することが考えられる。なお、関連する従来技術として、特許文献１が挙げられる。

特開平１１−１９５４１０号公報

しかしながら、本発明者が調査した結果、接着層に用いるポリオレフィン粒子の粒径や密度によっては、接着層における透気度（秒／１００ｃｃ）が悪く（高く）なり、セパレータ全体の透気度も悪くなって、電池性能が低下することが判ってきた。また、接着層に用いるポリオレフィン粒子の密度（ｇ／ｃｃ）によっては、セパレータと電極板とをロールプレス機でプレスして接着する際に、セパレータがプレスロールのロール表面に貼り付いてしまう場合があり、電極体の生産性が低下する場合があることも判ってきた。

本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、ポリオレフィンからなる多孔質膜上に、ポリオレフィン粒子及び接着剤を含む多孔質の接着層が形成されたセパレータでありながら、透気度が良好であり、かつ、このセパレータを用いた電極体の生産性を向上できるセパレータ及びセパレータの製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明の一態様は、ポリオレフィンからなる多孔質膜上に、ポリオレフィン粒子及び接着剤を含む多孔質の接着層が形成されたセパレータであって、上記接着層に用いた上記ポリオレフィン粒子は、平均粒径が０．５μｍ以上、密度が０．９０〜０．９７ｇ／ｃｃであるセパレータである。

上述のセパレータの接着層に用いたポリオレフィン粒子は、平均粒径が０．５μｍ以上、密度が０．９０〜０．９７ｇ／ｃｃである。
用いたポリオレフィン粒子の平均粒径が０．５μｍよりも小さいと、接着層における透気度（秒／１００ｃｃ）が悪く(高く)なることが判ってきた。接着層の空隙が小さくなりすぎて、透気度が悪くなると考えられる。これに対し、上述のセパレータの接着層に用いたポリオレフィン粒子は、平均粒径が０．５μｍ以上の大きい粒子であるので、接着層の空隙を大きくできる。これにより、接着層の透気度を良好にでき、セパレータ全体の透過性を良好にできる。

また、用いたポリオレフィン粒子の密度が０．９７ｇ／ｃｃよりも高いと、接着層と電極板との密着性等が悪くなるため、接着層に含ませる接着剤の量を多くする必要がある。すると、接着層における透気度が悪くなることが判ってきた。接着剤の量を増やすほど、接着剤によって接着層の空隙が小さくなるため、透気度が悪くなると考えられる。これに対し、上述のセパレータの接着層に用いたポリオレフィン粒子は、その密度が０．９７ｇ／ｃｃ以下の低い粒子であるので、接着層に含ませる接着剤の量が少なくても、接着層と電極板との密着性等を良好にできる。その上、接着剤の割合を少なくすることで、接着剤により接着層の空隙が小さくなるのを抑制できるので、接着層の透気度を良好にでき、セパレータ全体の透気度を良好にできる。

一方、用いたポリオレフィン粒子の密度が０．９０ｇ／ｃｃよりも低いと、セパレータと電極板とをロールプレス機でプレスして接着する際に、セパレータがプレスロールのロール表面に貼り付いてしまう場合があり、電極体の生産性が低下する場合があることが判ってきた。密度の低いポリオレフィン粒子は側鎖が多いため、この側鎖により接着層をなすポリオレフィン粒子がロール表面に強く付着して、セパレータがロール表面に貼り付くと考えられる。これに対し、上述のセパレータの接着層に用いたポリオレフィン粒子は、その密度が０．９０ｇ／ｃｃ以上の高い粒子であるので、セパレータと電極板との接着の際に、接着層のポリオレフィン粒子がプレスロールに付着してセパレータがプレスロールに貼り付くのを抑制でき、電極体の生産性を向上できる。

なお、接着層に用いたポリオレフィン粒子の「平均粒径」は、粒子径解析（ＪＩＳＺ８８２５）により測定する。
また、接着層に用いたポリオレフィン粒子の「密度」は、密度測定方法（ＩＳＯ１１８３）により測定する。

なお、ポリオレフィンからなる多孔質膜としては、例えば、ポリエチレンからなる多孔質膜やポリプロピレンからなる多孔質膜が挙げられる。また、ポリオレフィン粒子としては、例えば、ポリエチレン粒子やポリプロピレン粒子が挙げられる。
接着層に用いたポリオレフィン粒子の平均粒径は、接着層の形成によってセパレータ全体の厚みが厚くなるのを抑制するため、平均粒径３．０μｍ以下として、各接着層の厚みをそれぞれ３．０μｍ以下とするのが好ましい。

接着層に用いる接着剤としては、例えば、接着官能基を有するアクリル系やビニル系の接着剤が用いられる。
接着層においてポリオレフィン粒子の割合を９５．０ｗｔ％以上とし、接着剤の割合を５．０ｗｔ％以下とするのが好ましい。このようにポリオレフィン粒子の割合を多く、接着剤の割合を少なくすることで、接着層の透気度を良好に（低く）し、セパレータ全体の透気度を良好にできる。

また、他の態様は、ポリオレフィンからなる多孔質膜上に、ポリオレフィン粒子及び接着剤を含む多孔質の接着層が形成されたセパレータの製造方法であって、平均粒径が０．５μｍ以上、密度が０．９０〜０．９７ｇ／ｃｃの上記ポリオレフィン粒子を用いて、上記多孔質膜の両主面上にそれぞれ上記接着層を形成する接着層形成工程を備えるセパレータの製造方法である。

上述のセパレータの製造方法では、ポリオレフィン粒子として、平均粒径が０．５μｍ以上、密度が０．９０〜０．９７ｇ／ｃｃのポリオレフィン粒子を用いて、多孔質膜上に接着層を形成する。
前述のように、用いるポリオレフィン粒子の平均粒径を０．５μｍよりも小さくすると、接着層における透気度（秒／１００ｃｃ）が悪く(高く)なることが判ってきた。これに対し、上述のセパレータの製造方法では、ポリオレフィン粒子の平均粒径を０．５μｍ以上と大きくしているので、接着層の空隙を大きくできる。これにより、接着層の透気度を良好にでき、セパレータ全体の透過性を良好にできる。

また、前述のように、ポリオレフィン粒子にその密度が０．９７ｇ／ｃｃよりも高いものを用いると、接着層と電極板との密着性等が悪くなるため、接着層に含ませる接着剤の量を多くする必要があり、接着層における透気度が悪くなることが判ってきた。これに対し、上述のセパレータの製造方法では、ポリオレフィン粒子の密度が０．９７ｇ／ｃｃ以下の低いものを用いているので、接着層に含ませる接着剤の量が少なくても、接着層と電極板との密着性等を良好にできる。その上、接着剤の割合を少なくすることで、接着剤により接着層の空隙が小さくなるのを抑制できるので、接着層の透気度を良好にでき、セパレータ全体の透気度を良好にできる。

一方、前述のように、ポリオレフィン粒子にその密度が０．９０ｇ／ｃｃよりも低いものを用いると、セパレータと電極板とをロールプレス機でプレスして接着する際に、セパレータがプレスロールのロール表面に貼り付いてしまう場合があり、電極体の生産性が低下する場合があることが判ってきた。これに対し、上述のセパレータの製造方法では、ポリオレフィン粒子の密度が０．９０ｇ／ｃｃ以上の高いものを用いているので、セパレータと電極板との接着の際に、接着層のポリオレフィン粒子がプレスロールに付着してセパレータがプレスロールに貼り付くのを抑制でき、電極体の生産性を向上できる。

更に、上記のセパレータの製造方法であって、前記接着層形成工程よりも前に、前記多孔質膜の前記両主面を、それぞれ、コロナ放電処理により濡れ指数４０ｄｙｎ以上とする表面処理工程を備えるセパレータの製造方法とすると良い。

セパレータの多孔質膜と接着層との密着強度が低いと、セパレータを用いて電極体を製造する過程において、例えばセパレータを搬送ロールで搬送する際などに、多孔質膜と接着層との間で剥離が生じることがある。本発明者の調査により、多孔質膜の主面の濡れ指数が４０ｄｙｎよりも小さいと、多孔質膜と接着層との密着強度が低くて多孔質膜と接着層との間で剥離が生じることが判ってきた。
これに対し、上述のセパレータの製造方法では、表面処理工程において多孔質膜の両主面をコロナ放電処理により濡れ指数４０ｄｙｎ以上とする。これにより、多孔質膜と接着層との密着強度を良好にできる。
なお、濡れ指数は、ぬれ張力試験（ＪＩＳＫ６７６８）により測定する。

実施形態に係るセパレータの断面図である。実施形態に係るセパレータの製造方法のフローチャートである。実施形態に係る電池の電極体の断面図である。実施形態に係り、電極体を製造する様子を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。図１に、本実施形態に係るセパレータ１０の断面図を示す。また、図３に、このセパレータ１０を用いて製造した電池の電極体１００の断面図を示す。なお、図３におけるセパレータ１０は、多孔質膜１１と接着層１３，１３とを区別しないで簡略化して記載してある。
セパレータ１０は、矩形板状であり、多孔質膜１１の両主面１１ａ，１１ａ上に、それぞれ多孔質の接着層１３，１３が形成されてなる。このうち多孔質膜１１は、ポリオレフィン（本実施形態では、ポリエチレン）からなり、厚みが２０μｍ、透気度が１００秒／１００ｃｃの多孔質膜である。

一方、接着層１３は、それぞれ、平均粒径が０．５〜３．０μｍ（本実施形態では、３．０μｍ）、密度が０．９０〜０．９７ｇ／ｃｃ（本実施形態では、０．９７ｇ／ｃｃ）のポリオレフィン粒子（本実施形態では、ポリエチレン粒子）１５と、接着剤（本実施形態では、アクリル樹脂）１６とを用いて形成されている。接着層１３におけるポリオレフィン粒子１５の割合は９５．０ｗｔ％、接着剤１６の割合は５．０ｗｔ％である。
なお、ポリオレフィン粒子１５の平均粒径は、前述のように、粒子径解析（ＪＩＳＺ８８２５）により測定した。また、ポリオレフィン粒子１５の密度は、前述のように、密度測定方法（ＩＳＯ１１８３）により測定した。

なお、本実施形態のセパレータ１０の接着層１３，１３は、上述のように、平均粒径が０．５μｍ以上、密度が０．９７ｇ／ｃｃ以下のポリオレフィン粒子１５を用いて形成されているので、多孔質膜１１に接着層１３，１３を含めたセパレータ１０全体の透気度は、後述するように、２００秒／１００ｃｃ未満（本実施形態では、１１０秒／１００ｃｃ）となっており、透気度が良好である。また、この接着層１３，１３は、上述のように、密度が０．９０ｇ／ｃｃ以上のポリオレフィン粒子１５を用いて形成されているので、後述するように、セパレータ１０と負極板３０とをプレスして接着する際に、セパレータ１０がプレスロール（第１プレスロールＰＲ１及び第２プレスロールＰＲ２）に貼り付くことがない。

このセパレータ１０を用いた電極体１００は（図３参照）、概略直方体状であり、複数の矩形板状の正極板２０及び複数の矩形板状の負極板３０を、セパレータ１０を介して交互に積層してなる。この電極体１００は、ハイブリッドカーやプラグインハイブリッドカー、電気自動車等の車両などに搭載される角型で密閉型のリチウムイオン二次電池内に収容される積層型の電極体である。

このうち正極板２０は、それぞれ、矩形状のアルミニウム箔からなる正極集電箔２１の両主面に、正極活物質層２３，２３を矩形状に設けてなる。この正極板２０のうち、図３中、左側の端部は、厚み方向（図３中、上下方向）に正極活物質層２３が存在せず、正極集電箔２１が厚み方向に露出した正極露出部２０ｍとなっている。
一方、負極板３０は、ぞれぞれ、矩形状の銅箔からなる負極集電箔３１の両主面に、負極活物質層３３，３３を矩形状に設けてなる。この負極板３０のうち、図３中、右側の端部は、厚み方向に負極活物質層３３が存在せず、負極集電箔３１が厚み方向に露出した負極露出部３０ｍとなっている。

セパレータ１０は、正極活物質層２３及び負極活物質層３３よりも全周にわたり大きな矩形状であり、厚み方向に隣り合う正極活物質層２３と負極活物質層３３との間にそれぞれ介在している。具体的には、このセパレータ１０は、前述のように両面に接着層１３，１３を有するので、セパレータ１０の一方の接着層１３が正極板２０の正極活物質層２３に接着すると共に、セパレータ１０の他方の接着層１３が負極板３０の負極活物質層３３に接着した状態で、電極体１００を構成している。

次いで、上記セパレータ１０の製造方法について説明する（図２参照）。まず、ポリオレフィン（本実施形態では、ポリエチレン）からなり、厚みが２０μｍ、透気度が１００秒／１００ｃｃの多孔質膜１１を用意する。そして、表面処理工程Ｓ１において、この多孔質膜１１の一方の主面１１ａに、コロナ処理装置（不図示）を用いて放電量５〜７０Ｗ・ｍｉｎ／ｍ²でコロナ放電処理を行い、この主面１１ａの濡れ指数を４０ｄｙｎ以上（本実施形態では、６７ｄｙｎ）に向上させた。同様に、多孔質膜１１の反対側の主面１１ａにもコロナ放電処理を行い、この主面１１ａの濡れ指数も４０ｄｙｎ以上（本実施形態では、６７ｄｙｎ）に向上させた。
なお、濡れ指数は、前述のように、ぬれ張力試験（ＪＩＳＫ６７６８）により測定した。

次に、接着層形成工程Ｓ２において、上述の表面処理を施した多孔質膜１１の両主面１１ａ，１１ａ上に、それぞれ接着層１３，１３を形成する。具体的には、平均粒径が０．５〜３．０μｍ（本実施形態では、３．０μｍ）、密度が０．９０〜０．９７ｇ／ｃｃ（本実施形態では、０．９７ｇ／ｃｃ）のポリオレフィン粒子（本実施形態では、ポリエチレン粒子）１５と、接着剤（本実施形態では、アクリル樹脂）１６とを用意する。ポリオレフィン粒子１５の割合を９５．０ｗｔ％、接着剤１６の割合を５．０ｗｔ％として、これらを分散媒（具体的には、水）に分散させる。その後、この分散液を多孔質膜１１の一方の主面１１ａに塗布し、乾燥させて、この主面１１ａ上に接着層１３を形成する。同様に、多孔質膜１１の反対側の主面１１ａにも上記の分散液を塗布し、乾燥させて、この主面１１ａ上にも接着層１３を形成する。かくして、セパレータ１０が製造される。

なお、本実施形態では、多孔質膜１１の両主面１１ａ，１１ａの濡れ指数をそれぞれ４０ｄｙｎ以上（本実施形態では、６７ｄｙｎ）としているので、後述するように、多孔質膜１１と接着層１３，１３との密着強度が十分に高くなっている。このため、セパレータ１０を用いて電極体１００を製造する過程において、セパレータ１０を搬送ロールで搬送する際などに、多孔質膜１１と接着層１３，１３との間で剥離が生じることがない。

次いで、このセパレータ１０を用いた電極体１００の製造方法について説明する（図４参照）。巻出ロールＭＲ１，ＭＲ２にそれぞれ巻かれた帯状のセパレータ１０，１０を用意する。また、巻出ロールＭＲ３に巻かれた帯状の負極板３０と、矩形状に切断された複数の正極板２０とを用意する。そして、巻出ロールＭＲ３から引き出された負極板３０の両主面に、巻出ロールＭＲ１から引き出されたセパレータ１０と、巻出ロールＭＲ２から引き出されたセパレータ１０とが重なるようにして、これらを、ロール表面がステンレス鋼または硬質樹脂からなる第１プレスロールＰＲ１と、これに間隙を介して平行に配置され、ロール表面がステンレス鋼または硬質樹脂からなる第２プレスロールＰＲ２との間に通して、面圧６．４Ｎ／ｍｍ²でプレスする。これにより、負極板３０の両主面にそれぞれセパレータ１０，１０が接着する。具体的には、負極板３０の負極活物質層３３にセパレータ１０の接着層１３が接着することにより、負極板３０とセパレータ１０，１０とが接着して、これらが一体となる。

なお、本実施形態のセパレータ１０の接着層１３，１３は、密度が０．９０ｇ／ｃｃ以上（本実施形態では、０．９７ｇ／ｃｃ）のポリオレフィン粒子を用いて形成されている。このため、後述するように、このプレスの際に、セパレータ１０が第１プレスロールＰＲ１や第２プレスロールＰＲ２に貼り付くことがない。

次に、一方（図４中、上方）のセパレータ１０の上に、矩形状に切断された正極板２０を載せる。そして、これら正極板２０、セパレータ１０、負極板３０及びセパレータ１０を、ロール表面がステンレス鋼または硬質樹脂からなる第３プレスロールＰＲ３と、これに間隙を介して平行に配置され、ロール表面がステンレス鋼または硬質樹脂からなる第４プレスロールＰＲ４との間に通してプレスする。これにより、正極板２０がセパレータ１０と接着する。具体的には、正極板２０の正極活物質層２３にセパレータ１０の接着層１３が接着することにより、正極板２０とセパレータ１０とが接着して、正極板２０、セパレータ１０、負極板３０及びセパレータ１０の４つが一体となる。

次に、一体化した正極板２０、セパレータ１０、負極板３０及びセパレータ１０を、矩形状に切断する。そして、矩形状に切断された正極板２０、セパレータ１０、負極板３０及びセパレータ１０を積層して電極体１００を形成する（図３参照）。かくして、電極体１００が製造される。

（試験結果）
次いで、本発明の効果を検証するために行った試験の結果について説明する。実施例１として、表１に示すように、平均粒径が３．０μｍ、密度が０．９７ｇ／ｃｃのポリオレフィン粒子１５を用い、接着剤１６の割合を５．０ｗｔ％（ポリオレフィン粒子１５の割合は９５．０ｗｔ％）とし、それ以外は実施形態と同様に接着層１３，１３を形成してセパレータ１０を製造した。
また、実施例２として、平均粒径が０．５μｍ、密度が０．９０ｇ／ｃｃのポリオレフィン粒子１５を用い、接着剤１６の割合を３．０ｗｔ％（ポリオレフィン粒子１５の割合は９７．０ｗｔ％）とし、それ以外は実施形態と同様に接着層１３，１３を形成してセパレータ１０を製造した。

一方、比較例１として、平均粒径が０．３μｍ、密度が０．９５ｇ／ｃｃのポリオレフィン粒子を用い、接着剤の割合を４．５ｗｔ％（ポリオレフィン粒子の割合は９５．５ｗｔ％）とし、それ以外は実施形態と同様に接着層を形成してセパレータを製造した。
また、比較例２として、平均粒径が２．０μｍ、密度が０．９９ｇ／ｃｃのポリオレフィン粒子を用い、接着剤の割合を８．０ｗｔ％（ポリオレフィン粒子の割合は９２．０ｗｔ％）とし、それ以外は実施形態と同様に接着層を形成してセパレータを製造した。
また、比較例３として、平均粒径が２．０μｍ、密度が０．８７ｇ／ｃｃのポリオレフィン粒子を用い、接着剤の割合を２．０ｗｔ％（ポリオレフィン粒子の割合は９８．０ｗｔ％）とし、それ以外は実施形態と同様に接着層を形成してセパレータを製造した。

なお、実施例１，２及び比較例１〜３の各例において、接着層１３における接着剤１６の割合は、セパレータ１０と負極板３０との密着強度を十分に高くすることを考慮して、各割合を決定した。具体的には、セパレータ１０及び負極板３０を、前述のように第１プレスロールＰＲ１と第２プレスロールＰＲ２との間に通し、面圧６．４Ｎ／ｍｍ²でプレスして、セパレータ１０と負極板３０を接着する。その後、一体化したセパレータ１０及び負極板３０について、粘着テープを用いた９０°剥離試験（ＩＳＯ２９８６２：２００７（ＪＩＳＺ０２３７：２００９））を行って、セパレータ１０と負極板３０との密着強度（ｍＮ／ｃｍ）を求める。そして、このセパレータ１０と負極板３０との密着強度が、３．０ｍＮ／ｃｍを越えるように、各例における接着剤１６の割合をそれぞれ前述のように決定した。

密度の低いポリオレフィン粒子１５は側鎖が多いため、この側鎖により接着層１３をなすポリオレフィン粒子１５が負極板３０の負極活物質層３３に強く付着する。このため、表１からも明らかなように、密度の低いポリオレフィン粒子１５ほど、接着剤１６を少なくしても、セパレータ１０と負極板３０との密着強度を高くできるため、接着層１３に含ませる接着剤１６の割合が少なくなっている。

次に、実施例１，２及び比較例１〜３の各セパレータについて、ガーレー式試験方法（ＪＩＳＰ８１１７）により、セパレータ全体の透気度（秒／１００ｃｃ）をそれぞれ測定した。そして、測定された透気度が２００秒／１００ｃｃ未満であったセパレータを透気度が良い（評価「○」）、透気度が２００秒／１００ｃｃ以上であったセパレータを透気度が悪い（評価「×」）と評価した。その結果を表１に示す。

表１から明らかなように、比較例１，２の各セパレータでは、透気度が悪かったのに対し、実施例１，２及び比較例３の各セパレータでは、透気度が良好であった。このような結果となった理由は、以下であると考えられる。
比較例１のセパレータは、接着層の形成に平均粒径が０．５μｍよりも小さい平均粒径０．３μｍのポリオレフィン粒子を用いたため、隣り合うポリオレフィン粒子同士によって形成される接着層の空隙が小さくなりすぎた。その結果、接着層の透気度が悪く（高く）なり、セパレータ全体の透気度も悪く（高く）なったと考えられる。

一方、比較例２のセパレータは、接着層の形成に密度が０．９７ｇ／ｃｃよりも高い０．９９ｇ／ｃｃのポリオレフィン粒子を用いたため、前述のように、セパレータ１０と負極板３０との密着強度を十分に高くするべく、接着層における接着剤の割合を多くする必要があった（具体的には、前述のように、接着剤の割合を８．０ｗｔ％とした）。このように接着剤の量を多くしたことで、接着剤によって接着層の空隙が小さくなったため、接着層の透気度が悪く（高く）なり、セパレータ全体の透気度も悪く（高く）なったと考えられる。

これに対し、実施例１，２及び比較例３の各セパレータは、接着層の形成に平均粒径が０．５μｍ以上のポリオレフィン粒子を用いたので、隣り合うポリオレフィン粒子同士によって形成される接着層の空隙を大きくできた。また、ポリオレフィン粒子の密度が０．９７ｇ／ｃｃ以下であったため、接着層における接着剤の割合を少なくすることができた（具体的には、前述のように、接着剤１６の割合を５．０ｗｔ％以下とすることができた）。このため、接着剤によって接着層の空隙が小さくなることが抑制された。これらの理由により、接着層の透気度が良好に（低く）なり、セパレータ全体の透気度も良好に（低く）なったと考えられる。これらのことから、セパレータの接着層の形成には、平均粒径が０．５μｍ以上、密度が０．９７ｇ／ｃｃ以下のポリオレフィン粒子を用いるのが良いことが判る。

次に、実施例１，２及び比較例１〜３の各セパレータについて、図４に示したように、セパレータ及び負極板３０を第１プレスロールＰＲ１と第２プレスロールＰＲ２との間に通してプレスし、セパレータと負極板３０とを接着した。その際、セパレータが第１プレスロールＰＲ１或いは第２プレスロールＰＲ２に貼り付いてしまうか否かを調査した。その結果を表１に示す。

表１から明らかなように、比較例３のセパレータでは、セパレータと負極板３０との接着の際に、セパレータが第１プレスロールＰＲ１や第２プレスロールＰＲ２に貼り付いてしまい、セパレータと負極板３０とを適切に接着できなかった。これに対し、実施例１，２及び比較例１，２の各セパレータでは、そのようなセパレータの貼り付きは生じずに、セパレータと負極板３０とを適切に接着できた。その理由は、以下であると考えられる。

比較例３のセパレータは、接着層の形成に用いたポリオレフィン粒子の密度が０．９０ｇ／ｃｃよりも低く（０．８７ｇ／ｃｃ）、ポリオレフィン粒子に側鎖が多い。このため、この側鎖により接着層をなすポリオレフィン粒子が第１プレスロールＰＲ１や第２プレスロールＰＲ２に強く付着して、セパレータがこれらに貼り付いたと考えられる。
これに対し、実施例１，２及び比較例１，２の各セパレータは、接着層の形成に用いたポリオレフィン粒子の密度が０．９０ｇ／ｃｃ以上であり、ポリオレフィン粒子の側鎖が比較的少ない。このため、側鎖によりポリオレフィン粒子が第１プレスロールＰＲ１や第２プレスロールＰＲ２に付着して、セパレータが第１プレスロールＰＲ１や第２プレスロールＰＲ２に貼り付くのを防止できたと考えられる。
これらのことから、セパレータの接着層の形成には、密度が０．９０ｇ／ｃｃ以上のポリオレフィン粒子を用いるのが良いことが判る。更に、前述の結果も考慮すると、平均粒径が０．５μｍ以上で、密度が０．９０〜０．９７ｇ／ｃｃのポリオレフィン粒子を用いるのが良いことが判る。

次に、実施例３として、実施形態で説明したセパレータ１０を用意した。具体的には、表２に示すように、表面処理工程Ｓ１で多孔質膜１１の両主面１１ａ，１１ａの濡れ指数をそれぞれ６７ｄｙｎとした。また、その後の接着層形成工程Ｓ２で、平均粒径が３．０μｍ、密度が０．９７ｇ／ｃｃのポリオレフィン粒子１５を用い、接着剤１６の割合を５．０ｗｔ％（ポリオレフィン粒子１５の割合は９５．０ｗｔ％）として、接着層１３，１３を形成してセパレータ１０を製造した。

また、実施例４として、表面処理工程Ｓ１におけるコロナ放電処理の放電量を調整することにより、多孔質膜１１の両主面１１ａ，１１ａの濡れ指数をそれぞれ４５ｄｙｎとした。その後の接着層形成工程Ｓ２は、実施例３と同様にして接着層１３，１３を形成してセパレータ１０を製造した。
また、実施例５として、表面処理工程Ｓ１におけるコロナ放電処理の放電量を調整することにより、多孔質膜１１の両主面１１ａ，１１ａの濡れ指数をそれぞれ３２ｄｙｎとした。その後の接着層形成工程Ｓ２は、実施例３と同様にして接着層１３，１３を形成してセパレータ１０を製造した。
また、実施例６として、表面処理工程Ｓ１におけるコロナ放電処理の放電量を調整することにより、多孔質膜１１の両主面１１ａ，１１ａの濡れ指数をそれぞれ２９ｄｙｎとした。その後の接着層形成工程Ｓ２は、実施例３と同様にして接着層１３，１３を形成してセパレータ１０を製造した。

次に、実施例３〜６の各セパレータ１０について、前述のようにして、セパレータ１０全体の透気度（秒／１００ｃｃ）をそれぞれ測定して評価した。その結果を表２に示す。これら実施例３〜６の各セパレータ１０では、いずれも透気度が良好であった。実施例３〜６の各セパレータ１０は、いずれも接着層１３の形成に、平均粒径が０．５μｍ以上、密度が０．９７ｇ／ｃｃ以下のポリオレフィン粒子１５を用いたからである。

次に、実施例３〜６の各セパレータ１０について、前述のように、セパレータ１０及び負極板３０を第１プレスロールＰＲ１と第２プレスロールＰＲ２との間に通してプレスし、セパレータ１０と負極板３０とを接着した。その際、セパレータ１０が第１プレスロールＰＲ１或いは第２プレスロールＰＲ２に貼り付いてしまうか否かを調査した。その結果を表２に示す。これら実施例３〜６の各セパレータ１０では、いずれも、セパレータ１０の第１プレスロールＰＲ１或いは第２プレスロールＰＲ２への貼り付きは生じずに、セパレータ１０と負極板３０とを適切に接着できた。実施例３〜６の各セパレータ１０では、いずれも接着層１３の形成に、密度が０．９０ｇ／ｃｃ以上のポリオレフィン粒子１５を用いたからである。

また、実施例３〜６の各セパレータ１０について、多孔質膜１１と接着層１３との密着強度（ｍＮ／ｃｍ）をそれぞれ測定した。具体的には、まず、セパレータ１０及び負極板３０を、図４に示したように、第１プレスロールＰＲ１と第２プレスロールＰＲ２との間に通して面圧６．４Ｎ／ｍｍ²でプレスし、セパレータ１０と負極板３０を接着する。その後、一体化したセパレータ１０及び負極板３０について、前述の粘着テープを用いた９０°剥離試験（ＩＳＯ２９８６２：２００７（ＪＩＳＺ０２３７：２００９））を行って、セパレータ１０のうちの多孔質膜１１と接着層１３との密着強度（ｍＮ／ｃｍ）をそれぞれ測定した。

なお、実施例３〜６の各セパレータ１０では、セパレータ１０の接着層１３と負極板３０との密着強度は、セパレータ１０の多孔質膜１１と接着層１３との密着強度よりも高くなっているので、この剥離試験によって多孔質膜１１と接着層１３との密着強度を求めることができる。そして、測定された多孔質膜１１と接着層１３との密着強度が、３．０ｍＮ／ｃｍを越えたセパレータを密着強度が十分に高い（評価「○」）、密着強度が３．０ｍＮ／ｃｍ以下であったセパレータを密着強度が低い（評価「△」）と評価した。その結果を表２に示す。

表２から明らかなように、実施例５，６の各セパレータ１０は、多孔質膜１１と接着層１３との密着強度が低かったのに対し、実施例３，４の各セパレータ１０は、多孔質膜１１と接着層１３との密着強度が十分に高かった。その理由は、以下であると考えられる。実施例５，６の各セパレータ１０は、多孔質膜１１の主面１１ａの濡れ指数が４０ｄｙｎ未満であったため（実施例５は３２ｄｙｎ、実施例６は２９ｄｙｎ）、多孔質膜１１と接着層１３との密着強度が低くなった。これに対し、実施例３，４の各セパレータ１０は、多孔質膜１１の主面１１ａの濡れ指数が４０ｄｙｎ以上と大きかったため（実施例３は６７ｄｙｎ、実施例４は４５ｄｙｎ）、多孔質膜１１と接着層１３との密着強度が十分に高くなったと考えられる。
このことから、多孔質膜１１の主面１１ａの濡れ指数を４０ｄｙｎ以上に大きくするのが好ましいことが判る。

以上で説明したように、セパレータ１０の接着層１３，１３に用いたポリオレフィン粒子１５は、平均粒径が０．５μｍ以上、密度が０．９０〜０．９７ｇ／ｃｃである。平均粒径が０．５μｍ以上の大きいポリオレフィン粒子１５を用いているので、接着層１３の空隙を大きくできる。これにより、接着層１３の透気度を良好にでき、セパレータ１０全体の透過性を良好にできる。

また、密度が０．９７ｇ／ｃｃ以下の低いポリオレフィン粒子１５を用いているので、接着層１３に含ませる接着剤１６が少なくても、接着層１３と負極板３０との密着性等を良好にできる。その上、接着剤１６の割合を少なくすることで、接着剤１６により接着層１３の空隙が小さくなるのを抑制できるので、接着層１３の透気度を良好にでき、セパレータ１０全体の透気度を良好にできる。

一方で、密度が０．９０ｇ／ｃｃ以上の高いポリオレフィン粒子１５を用いているので、セパレータ１０と負極板３０との接着の際に、セパレータ１０の接着層１３をなすポリオレフィン粒子１５が第１プレスロールＰＲ１や第２プレスロールＰＲ２に付着して、セパレータ１０が第１プレスロールＰＲ１や第２プレスロールＰＲ２に貼り付くのを抑制でき、電極体１００の生産性を向上できる。

更に、本実施形態では、表面処理工程Ｓ１において、多孔質膜１１の両主面１１ａ，１１ａをコロナ放電処理により濡れ指数４０ｄｙｎ以上としているので、多孔質膜１１と接着層１３，１３との密着強度を良好にできる。

以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。

１０セパレータ
１１多孔質膜
１１ａ主面
１３接着層
１５ポリオレフィン粒子
１６接着剤
２０正極板
３０負極板
１００電極体
Ｓ１表面処理工程
Ｓ２接着層形成工程
ＰＲ１第１プレスロール
ＰＲ２第２プレスロール
ＰＲ３第３プレスロール
ＰＲ４第４プレスロール

Claims

ポリオレフィンからなる多孔質膜上に、ポリオレフィン粒子及び接着剤を含む多孔質の接着層が形成されたセパレータであって、
上記接着層に用いた上記ポリオレフィン粒子は、
平均粒径が０．５μｍ以上、密度が０．９０〜０．９７ｇ／ｃｃである
セパレータ。
ポリオレフィンからなる多孔質膜上に、ポリオレフィン粒子及び接着剤を含む多孔質の接着層が形成されたセパレータの製造方法であって、
平均粒径が０．５μｍ以上、密度が０．９０〜０．９７ｇ／ｃｃの上記ポリオレフィン粒子を用いて、上記多孔質膜の両主面上にそれぞれ上記接着層を形成する接着層形成工程を備える
セパレータの製造方法。
請求項２に記載のセパレータの製造方法であって、
前記接着層形成工程よりも前に、前記多孔質膜の前記両主面を、それぞれ、コロナ放電処理により濡れ指数４０ｄｙｎ以上とする表面処理工程を備える
セパレータの製造方法。