JP5247657B2 - 非水電解液電池 - Google Patents

Description

本発明は、信頼性に優れた高出力の非水電解液電池に関するものである。

非水電解液電池の一種であるリチウム二次電池は、エネルギー密度が高いという特徴から、携帯電話やノート型パーソナルコンピューターなどの携帯機器の電源として広く用いられており、その適用範囲は、電動工具に代表される高出力用途へも広がっている。更に今後は、環境問題やエネルギー問題の観点より電気自動車、プラグインハイブリッド電気自動車、ハイブリッド電気自動車への適用を目指した車載用途高出力型リチウム二次電池の早急な開発が求められている。

現行のリチウム二次電池では、正極と負極の間に介在させるセパレータとして、例えば厚みが１５〜３０μｍ程度のポリオレフィン系の多孔性フィルムが使用されている。また、セパレータの素材としては、電池の熱暴走温度以下でセパレータの構成樹脂を溶融させて空孔を閉塞させ、これにより電池の内部抵抗を上昇させて短絡の際などに電池の安全性を向上させる所謂シャットダウン効果を確保するため、融点の低いポリエチレンが適用されることがある。

ところで、こうしたセパレータとしては、例えば、多孔化と強度向上のために一軸延伸または二軸延伸したフィルムが用いられている。このようなセパレータは、単独で存在する膜として供給されるため、作業性などの点で一定の強度が要求され、これを前記延伸によって確保している。しかし、このような延伸フィルムでは結晶化度が増大しており、シャットダウン温度も、電池の熱暴走温度に近い温度にまで高まっているため、電池の安全性確保のためのマージンが十分とは言い難い。

また、前記延伸によってフィルムにはひずみが生じており、これが高温に曝されると、残留応力によって収縮が起こるという問題がある。収縮温度は、シャットダウン温度と非常に近いところに存在する。このため、ポリオレフィン系の多孔性フィルムセパレータを使用するときには、充電異常時などに電池の温度がシャットダウン温度に達すると、電流を直ちに減少させて電池の温度上昇を防止しなければならない。空孔が十分に閉塞せず電流を直ちに減少できなかった場合には、電池の温度は容易にセパレータの収縮温度にまで上昇するため、内部短絡による発火の危険性があるからである。

このようなセパレータの熱収縮による短絡を防止し、電池の信頼性を高める技術として、例えば、ベースとなる樹脂製の多孔質膜（微多孔膜）の表面に耐熱性の高い層を形成した多層構造のセパレータが提案されている（例えば、特許文献１〜５）。これらのセパレータを用いることで、例えば、異常過熱した際にも熱暴走が生じ難く、信頼性に優れた電池を構成することができる。

特開２００６−３５１３８６号公報 特開２００７−２７３１２３号公報 特開２００７−２７３４４３号公報 特開２００７−２８０９１１号公報 国際公開第２００９／４４７４１号

ところで、前記のような高出力型のリチウム二次電池の場合には、従来のリチウム二次電池にも増して信頼性の向上が要求される。例えば、前記の多層構造のセパレータを使用してリチウム二次電池の信頼性を高める場合、セパレータに係る耐熱性の高い層の存在が電池の信頼性向上にとって重要であるが、前記の耐熱性の高い層は、一般に、セパレータ内を通過するリチウムイオンの運動を阻害する層としても作用する。そのため、多層構造のセパレータを使用して構成したリチウム二次電池では、前記の耐熱性の高い層の存在によって、例えば出力特性の低下が引き起こされる虞がある。

このようなことから、高出力型のリチウム二次電池において、信頼性向上の観点から前記の多層構造のセパレータを使用する場合には、前記の耐熱性の高い層による出力特性の低下抑制も考慮することが求められる。

本発明は前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、信頼性に優れた高出力の非水電解液電池を提供することにある。

前記目的を達成し得た本発明の非水電解液電池は、耐熱性微粒子を主成分として含み、厚みが３〜６μｍで空孔率が５５％以上の耐熱多孔質層と、熱可塑性樹脂を主成分とする樹脂多孔質膜とを有する多層多孔質膜をセパレータとして備えており、満充電容量に対する残存容量が５０％の状態での出力密度（以下、単に「出力密度」と省略する場合がある。）が、１２００Ｗ／ｋｇ以上であることを特徴とするものである。

なお、本明細書でいう非水電解液電池の「満充電容量」とは、電池を４．２Ｖまで０．５Ｃの電流値で定電流充電し、更に４．２Ｖで定電圧充電して電流値が０．０２５Ｃまで低下した時点で充電を停止した状態（すなわち、満充電状態）とし、この状態から０．２Ｃの電流値で３．０Ｖになるまで放電した際の容量を意味している。

本発明によれば、信頼性に優れた高出力の非水電解液電池を提供することができる。

本発明の非水電解液電池は、耐熱性微粒子を主成分として含み、厚みが３〜６μｍで空孔率が５５％以上の耐熱多孔質層と、熱可塑性樹脂を主成分とする樹脂多孔質膜とを有する多層多孔質膜をセパレータとして用いており、これにより、信頼性を高めつつ、耐熱多孔質層の導入による出力密度の低下を抑えて、出力密度が１２００Ｗ／ｋｇ以上の高出力電池としている。

例えば、出力密度が１０００Ｗ／ｋｇを超える高出力電池においては、金属片などの混入異物、電池が高温に曝されることによるセパレータの熱収縮や破膜などによる内部短絡が発生した際に、出力密度の低い電池よりも、短絡箇所に瞬時に大電流が集中して、熱暴走に至る危険性が高い。

本発明の電池は、電池の出力密度を１２００Ｗ／ｋｇ以上としても、短絡時に短絡箇所に大電流が流れた場合に、セパレータの有する耐熱性微粒子を含有する耐熱多孔質層が溶融または破壊することがないために短絡現象を極めて限局的とすることができ、また、異常発熱時においても、耐熱多孔質層の存在によってセパレータの熱収縮率が大幅に低減されているために正負極間に生じる短絡を抑制できる。

また、セパレータに係る耐熱多孔質層は、セパレータ内のリチウムイオンの運動を阻害する作用を有するが、本発明の電池では、耐熱多孔質層の構造を前記のように適正に調整することで、リチウムイオンの運動への影響を可及的に抑制して、１２００Ｗ／ｋｇ以上の出力密度の確保を可能としている。

本発明の電池に係るセパレータに使用される多層多孔質膜において、樹脂多孔質膜は、正極と負極の短絡を防止しつつ、イオンを透過するセパレータ本来の機能を有する層であり、耐熱多孔質層はセパレータに耐熱性を付与する役割を担う層である。

耐熱多孔質層において、耐熱性微粒子は、その主体となり、基材となる樹脂多孔質膜の熱収縮および破膜を防止する役割を担っている。また、電池内が異常に発熱し、樹脂多孔質膜が溶融した際にも、耐熱性微粒子を主成分として含む耐熱多孔質層によって、正極と負極とが隔てられ、電池の信頼性が確保される。

耐熱性微粒子としては、電気絶縁性を有しており、電気化学的に安定で、更に後述する有機電解液や、耐熱多孔質層形成用組成物（溶媒を含む組成物）に用いる溶媒に安定であり、高温状態で有機電解液に溶解しないものであれば、特に制限はない。なお、本明細書でいう「有機電解液に対して安定な耐熱性微粒子」とは、有機電解液（非水電解液電池の電解液として使用される有機電解液）中で変形および化学的組成変化の起こらない耐熱性微粒子を意味している。また、本明細書でいう「高温状態」とは、具体的には１５０℃以上の温度であり、このような温度の有機電解液中で変形および化学的組成変化の起こらない安定な粒子であればよい。更に、本明細書でいう「電気化学的に安定な」とは、電池の充放電の際に化学変化が生じないことを意味している。

このような耐熱性微粒子の具体例としては、例えば、酸化鉄、ＳｉＯ_２（シリカ）、Ａｌ_２Ｏ_３（アルミナ）、ＴｉＯ_２、ＢａＴｉＯ_３、ＺｒＯ_２などの酸化物微粒子；窒化アルミニウム、窒化ケイ素などの窒化物微粒子；フッ化カルシウム、フッ化バリウム、硫酸バリウムなどの難溶性のイオン結晶微粒子；シリコン、ダイヤモンドなどの共有結合性結晶微粒子；タルク、モンモリロナイトなどの粘土微粒子；ベーマイト、ゼオライト、アパタイト、カオリン、ムライト、スピネル、オリビン、セリサイト、ベントナイトなどの鉱物資源由来物質またはそれらの人造物；などの無機微粒子が挙げられる。また、金属微粒子；ＳｎＯ_２、スズ−インジウム酸化物（ＩＴＯ）などの酸化物微粒子；カーボンブラック、グラファイトなどの炭素質微粒子；などの導電性微粒子の表面を、電気絶縁性を有する材料（例えば、前記の電気絶縁性の耐熱性微粒子を構成する材料など）で表面処理することで、電気絶縁性を持たせた微粒子であってもよい。また、更には、架橋ポリメタクリル酸メチル（架橋ＰＭＭＡ）などの高分子微粒子を用いることもできる。耐熱性微粒子には、これらを１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。耐熱性微粒子としては、シリカ、アルミナ、ベーマイトがより好ましく、アルミナ、ベーマイトが更に好ましく、ベーマイトが特に好ましい。

耐熱性微粒子の形態としては、球状、粒子状、板状、針状など種々の形態が挙げられるが、セパレータの熱収縮をより良好に抑制する観点からは、アスペクト比が１以上３以下の、多面体形状または略球形状（真球形のものを含む）であることが好ましい。ここでいう「多面体形状の粒子」とは、略多角形（多角形を含む）の面で囲まれた粒子を指し、略菱面体形状（菱面体形状を含む）、略六角柱形状（六角柱形状を含む）、略立方体形状（立方体形状を含む）などの粒子が例示される。

なお、多面体形状の粒子のアスペクト比とは、粒子の中心（重心）から一番遠い面中心までの距離Ｌｆ（μｍ）を、粒子の中心から一番近い面中心までの距離Ｌｎ（μｍ）で除した値、すなわち、「Ｌｆ／Ｌｎ」を意味している。また、略球形状の粒子のアスペクト比とは、球の長軸径（最長の径）Ｌｌ（μｍ）を、球の短軸径（最短の径）Ｌｓ（μｍ）で除した値、すなわち、「Ｌｌ／Ｌｓ」を意味している。なお、これらの定義から、耐熱性微粒子のアスペクト比は、１以上となる。

なお、アスペクト比が３を超える耐熱性微粒子の場合には、耐熱多孔質層を樹脂多孔質膜上に形成した際に、樹脂多孔質膜に対して平行方向、すなわち、充放電の際のリチウムイオンの運動方向に対して垂直方向に粒子が配向する傾向が高いため、正負極間を移動するリチウムイオンの運動に対する障壁となる虞があり、また、このような微粒子は充填性が高いために耐熱多孔質層の空孔率を低下させる虞がある。そのため、アスペクト比が３を超える耐熱性微粒子を使用した場合、電池の出力密度が小さくなる虞がある。

本明細書でいう耐熱性微粒子のアスペクト比は、耐熱多孔質層の表面および断面について、例えば、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により３０００〜２００００倍程度の測定倍率で撮影した画像を、画像解析することにより、前記のＬｎおよびＬｆ、またはＬｌおよびＬｓを求め、これらにより算出することができる（後記の実施例で示す耐熱性微粒子のアスペクト比は、この方法により求めた値である）。

耐熱性微粒子は、大きすぎると、耐熱多孔質層を薄く形成することが難しくなり、また、リチウムイオンの運動の障害となりやすいことから、その平均粒子径が、１μｍ以下であることが好ましく、０．８μｍ以下であることがより好ましい。一方、耐熱性微粒子が小さすぎると、その表面積が大きくなるため、耐熱多孔質層中での耐熱性微粒子の分散性が低下したり、耐熱性微粒子の付着水が増加して、電池内の水分量の制御が困難となる。電池内の水分量が多くなると、電池特性が低下する虞がある。よって、こうした問題の発生を抑えて、良好な特性の電池を構成し得るようにする観点から、耐熱性微粒子の平均粒子径は、０．２μｍ以上であることが好ましい。

なお、本明細書でいう耐熱性微粒子の平均粒子径は、レーザー散乱粒度分布計（例えば、ＨＯＲＩＢＡ社製「ＬＡ−９２０」）を用い、微粒子を膨潤させたり溶解させたりしない媒体（例えば水）に分散させて測定した体積基準の積算分率における５０％での粒径（Ｄ５０）である。

耐熱多孔質層は耐熱性微粒子を主成分として含むが、ここでいう「主成分として含む」とは、耐熱性微粒子を、耐熱多孔質層の構成成分の全体積中、７０体積％以上含むことを意味している。耐熱多孔質層における耐熱性微粒子の量は、耐熱多孔質層の構成成分の全体積中、８０体積％以上であることが好ましく、９０体積％以上であることがより好ましい。耐熱多孔質層中の耐熱性微粒子を前記のように高含有量とすることで、多層多孔質膜全体の熱収縮を良好に抑制することができる。また、耐熱多孔質層には、耐熱性微粒子同士を結着したり耐熱多孔質層と樹脂多孔質膜とを結着したりするためにバインダを含有させることが好ましく、このような観点から、耐熱多孔質層における耐熱性微粒子量の好適上限値は、例えば、耐熱多孔質層の構成成分の全体積中、９９体積％である。なお、耐熱多孔質層における耐熱性微粒子の量を７０体積％未満とすると、例えば、耐熱多孔質層中のバインダ量を多くする必要が生じるが、その場合には耐熱多孔質層の空孔がバインダによって埋められてしまい、例えばセパレータとしての機能を喪失する虞があり、また、開孔剤などを用いて多孔質化した場合には、耐熱性微粒子同士の間隔が大きくなりすぎて、熱収縮を抑制する効果が低下する虞がある。

耐熱多孔質層には、耐熱性微粒子同士を結着したり、耐熱多孔質層と樹脂多孔質膜とを接着したりする目的で、バインダを含有させることが好ましい。バインダとしては、耐熱多孔質層の構成成分同士を良好に接着でき、電気化学的に安定で、更に有機電解液に対して安定であれば特に制限はない。具体的には、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ、酢酸ビニル由来の構造単位が２０〜３５モル％のもの）、アクリレート共重合体、フッ素系ゴム、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリウレタン、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）などの樹脂が挙げられ、また、これらの樹脂の一部に、有機電解液への溶解を防止するために架橋構造を導入したものも用いることができる。これらのバインダは１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、架橋構造を有するアクリレート共重合体が特に好ましい。

また、前記のバインダ以外にも、公知の樹脂にアミン化合物やポリアクリル酸樹脂などを混合して柔軟性を高めたり、ガラス転移温度（Ｔｇ）を下げたり、公知の可塑剤（フタル酸エステル類など）の柔軟性付与添加剤を配合したりするなどして、破断伸びを向上させたものを用いることができる。更に、カルボキシル基を導入することで、バインダの接着性を高めることもできる。なお、樹脂のＴｇを下げる方法としては、架橋密度の低い架橋構造の導入、長鎖の側鎖の導入などの公知の各種方法が採用できる。

耐熱多孔質層におけるバインダの量は、バインダの使用による耐熱多孔質層と樹脂多孔質膜との接着性向上効果や、耐熱性微粒子同士の接着性向上効果をより良好に確保する観点から、耐熱性微粒子１００質量部に対して、１質量部以上であることが好ましく、２質量部以上であることがより好ましい。ただし、耐熱多孔質層において、バインダの量が多すぎると、耐熱多孔質層の空孔が塞がれて、負荷特性に代表される電池特性が低下する虞がある。よって、耐熱多孔質層におけるバインダの量は、耐熱性微粒子１００質量部に対して、２０質量部以下であることが好ましく、１０質量部以下であることがより好ましい。

耐熱多孔質層の厚み（セパレータを構成する多層多孔質膜が、耐熱多孔質層を複数有する場合には、その合計厚み。耐熱多孔質層の厚みについて、以下同じ。）は、電池の出力密度を高める観点から、６μｍ以下であり、５μｍ以下であることが好ましい。また、樹脂多孔質膜の熱収縮を良好に抑制する観点から、耐熱多孔質層の厚みは、３μｍ以上であり、４μｍ以上であることが好ましい。

耐熱多孔質層の空孔率は、電池の出力密度を高める観点から、乾燥した状態で（耐熱多孔質層および樹脂多孔質膜の空孔率について、以下同じ。）、５５％以上であり、５６％以上であることが好ましい。また、耐熱多孔質層による前記の効果が小さくなることを抑制する観点から、耐熱多孔質層の空孔率は、７０％以下であることが好ましく、６５％以下であることがより好ましい。なお、耐熱多孔質層の空孔率：Ｐ（％）は、耐熱多孔質層の厚み、面積あたりの質量、構成成分の密度から、下記（１）式を用いて各成分ｉについての総和を求めることにより計算できる。
Ｐ ＝ １００−（Σａ_ｉ／ρ_ｉ）×（ｍ／ｔ） （１）
ここで、前記式中、ａ_ｉ：質量％で表した成分ｉの比率、ρ_ｉ：成分ｉの密度（ｇ／ｃｍ^３）、ｍ：耐熱多孔質層の単位面積あたりの質量（ｇ／ｃｍ^２）、ｔ：耐熱多孔質層の厚み（ｃｍ）である。

本発明の電池で使用するセパレータを構成する多層多孔質膜に係る樹脂多孔質膜は、８０〜１８０℃で軟化して空孔が閉塞され、かつ電池の有する有機電解液に溶解しない熱可塑性樹脂を主成分とするものであることが好ましい。なお、８０〜１８０℃で軟化する熱可塑性樹脂としては、例えば、ＪＩＳ Ｋ ７１２１の規定に準じて、示差走査熱量計（ＤＳＣ）を用いて測定される融解温度が８０〜１８０℃の熱可塑性樹脂が挙げられる。熱可塑性樹脂の具体例としては、ポリオレフィン、熱可塑性ポリウレタンなどが挙げられる。また、ポリオレフィンとしては、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレンなどのポリエチレン（ＰＥ）；ポリプロピレン（ＰＰ）；などが挙げられる。熱可塑性樹脂は、前記例示のものを１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。

樹脂多孔質膜としては、例えば、従来から知られている溶剤抽出法や、乾式または湿式延伸法などにより形成された孔を多数有するイオン透過性の多孔質膜（電池のセパレータとして汎用されている微多孔膜）で構成された層を用いることができる。

なお、樹脂多孔質膜において、「熱可塑性樹脂を主成分とする」とは、樹脂多孔質膜を構成する成分のうち、主成分である成分（熱可塑性樹脂）が５０体積％以上であることを意味している。

また、樹脂多孔質膜における熱可塑性樹脂の含有量は、電池内が高温になった際に樹脂多孔質膜を構成する熱可塑性樹脂が溶融してセパレータの空孔を塞ぐ、いわゆるシャットダウンの効果をより得やすくするために、例えば、下記のようであることが好ましい。多層多孔質膜の全構成成分中における熱可塑性樹脂の体積は、１０体積％以上であることが好ましく、２０体積％以上であることがより好ましい。更に、熱可塑性樹脂の体積が、樹脂多孔質膜の全構成成分中、５０体積％以上であることが好ましく、７０体積％以上であることがより好ましく、８０体積％以上であることがより好ましい（熱可塑性樹脂が１００体積％であってもよい。）。更に、熱可塑性樹脂の体積が、耐熱多孔質層の空孔体積の５０％以上であることが好ましい。

樹脂多孔質膜の厚み（多層多孔質膜が樹脂多孔質膜を複数有する場合には、その合計厚み。樹脂多孔質膜の厚みについて、以下同じ。）は、電池のシャットダウン特性を良好に確保する観点から、８μｍ以上であることが好ましく、１２μｍ以上であることがより好ましい。また、セパレータの全厚みを小さくして、電池の容量や出力密度をより向上させる観点から、樹脂多孔質膜の厚みは、２５μｍ以下であることが好ましく、２０μｍ以下であることがより好ましい。

更に、樹脂多孔質膜は、その孔径が３μｍ以下であることが好ましい。孔径が前記のように小さな樹脂多孔質膜を用いた多層多孔質膜からなるセパレータであれば、電池内において正極や負極から小片が脱離しても、これによる短絡の発生を良好に抑制することができる。

また、前記（１）式において、ｍを樹脂多孔質膜の単位面積あたりの質量（ｇ／ｃｍ^２）とし、ｔを樹脂多孔質膜の厚み（ｃｍ）とすることで、前記（１）式を用いて樹脂多孔質膜の空孔率：Ｐ（％）を求めることもできる。この方法により求められる樹脂多孔質膜の空孔率は、非水電解液の保持量を高める観点から、好ましくは３０％以上、より好ましくは４０％以上であり、また、樹脂多孔質膜の物理的強度を高めたり、シャットダウン特性をより良好に確保したりする観点から、好ましくは８０％以下、より好ましくは７０％以下である。

多層多孔質膜は、樹脂多孔質膜と耐熱多孔質層とを、それぞれ１層ずつ有していてもよいが、例えば、樹脂多孔質膜の両面に耐熱多孔質層を有するなど耐熱多孔質層を複数有していたり、また、樹脂多孔質膜を複数有したりしていてもよい。ただし、層数を増やすことで多層多孔質膜の厚みが増え、この多層多孔質膜により構成されるセパレータを用いた電池において、内部抵抗の増加やエネルギー密度の低下を招く虞があるので、層数を多くしすぎるのは好ましくなく、多層多孔質膜を構成する層（樹脂多孔質膜および耐熱多孔質層）の総数は５層以下であることが好ましく、２層であることがより好ましい。

多層多孔質膜の厚みは、セパレータとしての十分な強度を確保する観点から、１１μｍ以上であることが好ましく、１５μｍ以上であることがより好ましい。ただし、多層多孔質膜が厚すぎると、電池の高出力化の効果が小さくなる虞があることから、多層多孔質膜の厚みは３２μｍ以下であることが好ましく、３０μｍ以下であることがより好ましい。

なお、耐熱多孔質層の厚みに対して樹脂多孔質膜が薄すぎると、樹脂多孔質膜を構成する熱可塑性樹脂の融点以上の温度に曝された際に、溶融した熱可塑性樹脂の大部分が耐熱多孔質層に吸収されて膜構造の維持が困難となる場合があるため、多層多孔質膜における樹脂多孔質膜の厚みは、耐熱多孔質層の厚みの、２．２倍以上であることが好ましく、２．５倍以上であることがより好ましい。また、耐熱多孔質層の厚みに対して樹脂多孔質膜が厚すぎると、多層多孔質膜の熱収縮率を低く抑える効果が小さくなる虞があることから、多層多孔質膜における樹脂多孔質膜の厚みは、耐熱多孔質層の厚みの、１０倍以下であることが好ましく、６倍以下であることがより好ましい。

本発明に係る多層多孔質膜の熱収縮率は、後述する実施例に記載の方法で測定される熱収縮率が、７％以下であることが好ましく、５％以下であることがより好ましい。多層多孔質膜の熱収縮率が大きすぎると、電池の異常発熱時に発生するセパレータの熱収縮によって正負極間の短絡発生の可能性が高まり、更に、内部短絡の発生時においては、セパレータの破膜の広がりを抑制する効果が小さくなる虞がある。多層多孔質膜の前記熱収縮率は、多層多孔質膜を、これまで説明してきた構成とすることで確保することができる。

本発明に係る多層多孔質膜は、例えば、耐熱多孔質層を構成する耐熱性微粒子およびバインダなどを、水や有機溶媒といった媒体に分散させてスラリー状やペースト状の耐熱多孔質層形成用組成物（バインダは、媒体に溶解していてもよい）を調製し、これを樹脂多孔質膜表面に塗布し、乾燥する方法により製造することができる。

なお、樹脂多孔質膜表面への耐熱多孔質層形成用組成物の塗布は、例えば、樹脂多孔質膜の表面に耐熱多孔質層形成用組成物を公知の塗工装置により塗布する方法や、樹脂多孔質膜を耐熱多孔質層形成用組成物中に含浸させる方法などによって実施することができる。

樹脂多孔質膜の表面に耐熱多孔質層形成用組成物を塗布する際に使用できる塗工装置としては、例えば、グラビアコーター、ナイフコーター、リバースロールコーター、ダイコーターなどが挙げられる。

耐熱多孔質層形成用組成物に用いられる媒体は、耐熱性微粒子などを均一に分散でき、また、バインダを均一に溶解または分散できるものであればよいが、例えば、トルエンなどの芳香族炭化水素、テトラヒドロフランなどのフラン類、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類など、一般的な有機溶媒が好適に用いられる。なお、これらの媒体に、界面張力を制御する目的で、アルコール（エチレングリコール、プロピレングリコールなど）、または、モノメチルアセテートなどの各種プロピレンオキサイド系グリコールエーテルなどを適宜添加してもよい。また、バインダが水溶性である場合、エマルジョンとして使用する場合などでは、前記の通り水を媒体としてもよく、この際にもアルコール類（メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、エチレングリコールなど）を適宜加えて界面張力を制御することもできる。

耐熱多孔質層形成用組成物は、その固形分含量を、例えば１０〜８０質量％とすることが好ましい。

なお、樹脂多孔質膜には、耐熱多孔質層との接着性を高めるために、表面改質を行うことができる。前記の通り、樹脂多孔質膜としてはポリオレフィンで構成されたものが好ましいが、その場合、表面の接着性は一般に高くないため、表面改質が有効であることが多い。

樹脂多孔質膜の表面改質方法としては、例えば、コロナ放電処理、プラズマ放電処理、紫外線照射処理などが挙げられる。なお、環境問題への対応の観点から、例えば耐熱多孔質層形成用組成物の媒体には水を用いることがより望ましく、このことからも、表面改質によって、樹脂多孔質膜表面の親水性を高めておくことは非常に好ましい。

本発明の非水電解液電池は、満充電容量に対する残存容量［Ｓｔａｔｅ ｏｆ ｃｈａｒｇｅ（ＳＯＣ）］が５０％の状態での出力密度が、１２００Ｗ／ｋｇ以上であり、２０００Ｗ／ｋｇ以上であることが好ましい。本発明の電池が主要な用途として想定している電動工具の電源用途や自動車用途においては、比較的広い放電領域において高い出力密度が要求されるため、ＳＯＣが５０％の状態での出力密度が１２００Ｗ／ｋｇ未満の場合には、出力不足が否めない。

本発明の非水電解液電池は、前記の多層多孔質膜をセパレータとし、更に、ＳＯＣが５０％の状態での出力密度が１２００Ｗ／ｋｇ以上であれば特に制限はなく、従来から知られている非水電解液電池で採用されている構成、構造が適用できる。なお、本発明の非水電解液電池には、一次電池と二次電池とが含まれるが、以下には、特に主要な用途である二次電池（非水電解液二次電池）の構成について例示する。

非水電解液二次電池の形態としては、スチール缶やアルミニウム缶などを外装缶として使用した筒形（角筒形や円筒形など）などが挙げられる。また、金属を蒸着したラミネートフィルムを外装体としたソフトパッケージ電池とすることもできる。

正極としては、従来から知られている非水電解液二次電池に用いられている正極、すなわち、リチウムイオンを吸蔵放出可能な活物質を含有する正極であれば特に制限はない。例えば、活物質として、Ｌｉ_１＋ｘＭＯ_２（−０．１＜ｘ＜０．１、Ｍ：Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｓｎなど）の一般式で代表される層状構造のリチウム含有遷移金属酸化物、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４やその元素の一部を他元素で置換したスピネル構造のリチウムマンガン酸化物、ＬｉＭＰＯ_４（Ｍ：Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｆｅなど）で表されるオリビン型化合物などを用いることが可能である。前記層状構造のリチウム含有遷移金属酸化物の具体例としては、ＬｉＣｏＯ_２やＬｉＮｉ_１−ｘＣｏ_ｘ−ｙＡｌ_ｙＯ_２（０．１≦ｘ≦０．３、０．０１≦ｙ≦０．２）などのほか、少なくともＣｏ、ＮｉおよびＭｎを含む酸化物［Ｌｉ_１＋ａＭｎ_ｘＮｉ_ｙＣｏ_{１−ｘ−ｙ}Ｏ_２（−０．１＜ａ＜０．１、０＜ｘ＜０．５、０＜ｙ＜０．８）など］などを例示することができる。

導電助剤としては、カーボンブラックなどの炭素材料が用いられ、バインダとしては、ＰＶＤＦなどのフッ素樹脂が用いられ、これらの材料と活物質とが混合された正極合剤により正極合剤層が、例えば集電体表面に形成される。

また、正極の集電体としては、アルミニウムなどの金属の箔、パンチングメタル、網、エキスパンドメタルなどを用い得るが、通常、厚みが１０〜３０μｍのアルミニウム箔が好適に用いられる。

正極側のリード部は、通常、正極作製時に、集電体の一部に正極合剤層を形成せずに集電体の露出部を残し、そこをリード部とすることによって設けられる。ただし、リード部は必ずしも当初から集電体と一体化されたものであることは要求されず、集電体にアルミニウム製の箔などを後から接続することによって設けてもよい。

負極としては、従来から知られている非水電解液二次電池に用いられている負極、すなわち、リチウムイオンを吸蔵放出可能な活物質を含有する負極であれば特に制限はない。例えば、活物質として、黒鉛、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物の焼成体、メソカーボンマイクロビーズ（ＭＣＭＢ）、炭素繊維などの、リチウムを吸蔵、放出可能な炭素系材料の１種または２種以上の混合物が用いられる。また、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｇｅ、Ｂｉ，Ｓｂ、Ｉｎなどの元素およびその合金、リチウム含有窒化物、またはＬｉ_４Ｔｉ_５Ｏ_１２などの酸化物などの、リチウム金属に近い低電圧で充放電できる化合物、もしくはリチウム金属やリチウム／アルミニウム合金も負極活物質として用いることができる。これらの負極活物質に導電助剤（カーボンブラックなどの炭素材料など）やＰＶＤＦなどのバインダなどを適宜添加した負極合剤を、集電体を芯材として成形体（負極合剤層）に仕上げたもの、または前記の各種合金やリチウム金属の箔を単独もしくは集電体表面に積層したものなどが用いられる。

負極に集電体を用いる場合には、集電体としては、銅製やニッケル製の箔、パンチングメタル、網、エキスパンドメタルなどを用い得るが、通常、銅箔が用いられる。この負極集電体は、高エネルギー密度の電池を得るために負極全体の厚みを薄くする場合、厚みの上限は３０μｍであることが好ましく、下限は５μｍであることが望ましい。また、負極側のリード部は、正極側のリード部と同様にして形成すればよい。

なお、電池の出力密度を１２００Ｗ／ｋｇとするためには、正極に係る正極合剤層の厚み、および負極に係る負極合剤層の厚みを小さくし、正負極の対向面積を大きくすることが好ましく、具体的には、正極合剤層の質量を、正極集電体の片面あたり１２ｍｇ／ｃｍ^２以下とし、負極合剤層の質量を、負極集電体の片面あたり６ｍｇ／ｃｍ^２以下とすることが好ましい。なお、集電体の片面あたりの合剤層の質量が低くなりすぎると、電池内部での合剤層以外の構成材料である集電体、セパレータおよび外装材などの占める質量比率が大きくなりすぎて、却って電池の出力密度が小さくなる傾向にある。よって、正極合剤層の質量は、正極集電体の片面あたり５ｍｇ／ｃｍ^２以上であることが好ましく、負極合剤層の質量は、負極集電体の片面あたり２ｍｇ／ｃｍ^２以上であることが好ましい。

電極は、前記の正極と前記の負極とを、本発明の多層多孔質膜からなるセパレータを介して積層した積層電極体や、更にこれを巻回した巻回電極体の形態で用いることができる。

有機電解液としては、リチウム塩を有機溶媒に溶解した溶液が用いられる。リチウム塩としては、溶媒中で解離してＬｉ^＋イオンを形成し、電池として使用される電圧範囲で分解などの副反応を起こしにくいものであれば特に制限は無い。例えば、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＡｓＦ_６ 、ＬｉＳｂＦ_６などの無機リチウム塩、ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３、ＬｉＣＦ_３ＣＯ_２、Ｌｉ_２Ｃ_２Ｆ_４（ＳＯ_３）_２、ＬｉＮ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２、ＬｉＣ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_３、ＬｉＣ_ｎＦ_２ｎ＋１ＳＯ_３（ｎ≧２）、ＬｉＮ（ＲｆＯＳＯ_２）_２〔ここでＲｆはフルオロアルキル基〕などの有機リチウム塩などを用いることができる。

有機電解液に用いる有機溶媒としては、前記のリチウム塩を溶解し、電池として使用される電圧範囲で分解などの副反応を起こさないものであれば特に限定されない。例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ビニレンカーボネートなどの環状カーボネート；ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネートなどの鎖状カーボネート；プロピオン酸メチルなどの鎖状エステル；γ−ブチロラクトンなどの環状エステル；１，２−ジメトキシエタン、ジエチルエーテル、１，３−ジオキソラン、ジグライム、トリグライム、テトラグライムなどの鎖状エーテル；ジオキサン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフランなどの環状エーテル；アセトニトリル、プロピオニトリル、メトキシプロピオニトリルなどのニトリル類；エチレングリコールサルファイトなどの亜硫酸エステル類；などが挙げられ、これらは２種以上混合して用いることもできる。なお、より良好な特性の電池とするためには、エチレンカーボネートと鎖状カーボネートの混合溶媒など、高い導電率を得ることができる組み合わせで用いることが望ましい。また、これらの電解液に安全性や充放電サイクル性、高温貯蔵性といった特性を向上させる目的で、ビニレンカーボネート類、１，３−プロパンサルトン、ジフェニルジスルフィド、シクロヘキシルベンゼン、ビフェニル、フルオロベンゼン、ｔ−ブチルベンゼンなどの添加剤を適宜加えることもできる。

このリチウム塩の有機電解液中の濃度としては、０．５〜１．５ｍｏｌ／ｌとすることが好ましく、０．９〜１．２５ｍｏｌ／ｌとすることがより好ましい。

また、前記の有機溶媒の代わりに、エチル−メチルイミダゾリウムトリフルオロメチルスルホニウムイミド、へプチル−トリメチルアンモニウムトリフルオロメチルスルホニウムイミド、ピリジニウムトリフルオロメチルスルホニウムイミド、グアジニウムトリフルオロメチルスルホニウムイミドといった常温溶融塩を用いることもできる。

更に、前記の有機電解液に、ＰＶＤＦ、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＰＶＤＦ−ＨＦＰ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、エチレンオキシド−プロピレンオキシド共重合体、主鎖または側鎖にエチレンオキシド鎖を含む架橋ポリマー、架橋したポリ（メタ）アクリル酸エステルといった公知のゲル電解質形成可能なホストポリマーを用いてゲル化した電解質を用いることもできる。

本発明の非水電解液電池は、電動工具の電源用途や自動車用途など、特に高出力であることが要求される用途に好適である他、各種電子機器の電源用途など、従来から知られている非水電解液電池が用いられている各種用途と同じ用途にも適用することができる。

以下、実施例に基づいて本発明を詳細に述べる。ただし、下記実施例は本発明を制限するものではない。なお、後記の実施例１における耐熱性微粒子のＤ１０およびＤ９０は、それぞれ、Ｄ５０と同じ方法で測定した体積基準の積算分率における１０％での粒径および９０％での粒径である。

実施例１
＜多層多孔質膜の作製＞
水１０００ｇ中に、耐熱性微粒子である６面体形状のベーマイト合成品（アスペクト比１．４、Ｄ１０＝０．３１μｍ、Ｄ５０＝０．４μｍ、Ｄ９０＝０．９２μｍ）１０００ｇと、バインダであるアクリレート共重合体（モノマー成分としてブチルアクリレートを主成分とする市販のアクリレート共重合体；耐熱性微粒子１００質量部に対して３質量部）とを、スリーワンモーターを用いて１時間攪拌させて分散させ、均一なスラリー（耐熱多孔質層形成用組成物）を調製した。

樹脂多孔質膜として、厚みが１６μｍ、空孔率が４０％で、片面にコロナ放電処理を施したＰＥ製微多孔膜を用意した。ＰＥ製微多孔膜のコロナ放電処理を施した側の表面に、前記のスラリーを、ダイコーターを用いて、乾燥後の厚みが３μｍになるように均一に塗布し、乾燥して多層多孔質膜を作製した。前記の多層多孔質膜に係る耐熱多孔質層は、その質量が０．３５ｍｇ／ｃｍ^２で、空孔率が５９％であり、ベーマイトの比重を３ｇ／ｃｍ^３、バインダの比重を１ｇ／ｃｍ^３として算出した耐熱性微粒子の体積比率が、９１．７体積％であった。

＜正極板の作製＞
正極活物質であるＬｉＮｉ_０．６Ｃｏ_０．２Ｍｎ_０．２Ｏ_２粉体：８７質量％、バインダであるＰＶＤＦ：５質量％、および導電助剤であるアセチレンブラック：８質量％を混合して正極合剤とし、これにＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を加えてペースト状の正極合剤含有スラリーを調製した。このスラリーを、正極集電体となる厚みが２０μｍのアルミニウム箔の両面に、乾燥後の総厚みが５５μｍになるように塗布し、乾燥して、正極板を得た。なお、正極板における正極合剤層の質量は、正極集電体の片面あたり１０．５ｍｇ／ｃｍ^２であった。

＜負極板の作製＞
負極活物質である人造黒鉛粉体：９０質量％、バインダであるＰＶＤＦ：５質量％、および導電助剤であるアセチレンブラック：５質量％を混合して負極合剤とし、これにＮＭＰを加えてペースト状の負極合剤含有スラリーを調製した。このスラリーを、負極集電体となる厚みが１０μｍの銅箔の両面に、乾燥後の総厚みが４６μｍになるように塗布し、乾燥して、負極板を得た。なお、負極板における負極合剤層の質量は、負極集電体の片面あたり５ｍｇ／ｃｍ^２であった。

＜電池の組み立て＞
前記の正極板を幅５４ｍｍに、負極板を幅５６ｍｍに、それぞれスリットし、これらの正極板と負極板との間に、幅５８．５ｍｍにスリットした前記の多層多孔質膜をセパレータとして介在させつつ重ね合わせ、渦巻状に巻回して巻回電極体とした。この巻回電極体を、１８６５０円筒形電池缶に挿入し、有機電解液（エチレンカーボネートとメチルエチルカーボネートとジメチルカーボネートとを１：１：２の体積比で混合した溶媒に、ＬｉＰＦ_６を１ｍｏｎ／ｌの濃度で溶解させた溶液）を注入した後、電池缶を封止して、円筒形非水電解液二次電池を作製した。

実施例２
耐熱多孔質層の厚みを６μｍとした以外は、実施例１と同様にして多層多孔質膜を作製し、この多層多孔質膜を作製した以外は、実施例１と同様にして円筒形非水電解液二次電池を作製した。前記の多層多孔質膜に係る耐熱多孔質層は、その質量が０．４８ｍｇ／ｃｍ^２で、空孔率が５９％であった。

実施例３
耐熱多孔質層に使用する耐熱性微粒子を、球状のアルミナ合成品（アスペクト比１．０、Ｄ５０＝１．０μｍ）に変更した以外は、実施例１と同様にして多層多孔質膜を作製し、この多層多孔質膜を作製した以外は、実施例１と同様にして円筒形非水電解液二次電池を作製した。前記の多層多孔質膜に係る耐熱多孔質層は、その質量が０．４８ｍｇ／ｃｍ^２で、空孔率が５５％であり、アルミナの比重を４ｇ／ｃｍ^３、バインダの比重を１ｇ／ｃｍ^３として算出した耐熱性微粒子の体積比率が、９１．７体積％であった。

実施例４
耐熱多孔質層の厚みを６μｍとした以外は、実施例３と同様にして多層多孔質膜を作製し、この多層多孔質膜を作製した以外は、実施例１と同様にして円筒形非水電解液二次電池を作製した。前記の多層多孔質膜に係る耐熱多孔質層は、その質量が０．９２ｍｇ／ｃｍ^２で、空孔率が５９％であった。

実施例５
耐熱多孔質層に使用する耐熱性微粒子を、６面体形状のベーマイト合成品（アスペクト比１．４、Ｄ５０＝０．２μｍ）に変更し、樹脂多孔質膜を、厚みが２５μｍ、空孔率が４０％で、片面にコロナ放電処理を施したＰＥ製微多孔膜に変更した以外は、実施例１と同様にして多層多孔質膜を作製し、この多層多孔質膜を作製した以外は、実施例１と同様にして円筒形非水電解液二次電池を作製した。前記の多層多孔質膜に係る耐熱多孔質層は、その質量が０．３５ｍｇ／ｃｍ^２で、空孔率が６２％であった。

実施例６
耐熱多孔質層の厚みを６μｍとした以外は、実施例５と同様にして多層多孔質膜を作製し、この多層多孔質膜を作製した以外は、実施例１と同様にして円筒形非水電解液二次電池を作製した。前記の多層多孔質膜に係る耐熱多孔質層は、その質量が０．７ｍｇ／ｃｍ^２で、空孔率が６２％であった。

実施例７
耐熱多孔質層に使用する耐熱性微粒子を、６面体形状のベーマイト合成品（アスペクト比１．４、Ｄ５０＝１．０μｍ）に変更した以外は、実施例５と同様にして多層多孔質膜を作製し、この多層多孔質膜を作製した以外は、実施例１と同様にして円筒形非水電解液二次電池を作製した。前記の多層多孔質膜に係る耐熱多孔質層は、その質量が０．３５ｍｇ／ｃｍ^２で、空孔率が５５％であった。

実施例８
耐熱多孔質層の厚みを６μｍとした以外は、実施例７と同様にして多層多孔質膜を作製し、この多層多孔質膜を作製した以外は、実施例１と同様にして円筒形非水電解液二次電池を作製した。前記の多層多孔質膜に係る耐熱多孔質層は、その質量が０．７ｍｇ／ｃｍ^２で、空孔率が５５％であった。

比較例１
耐熱多孔質層に使用する耐熱性微粒子を、板状のベーマイト合成品（アスペクト比１０、Ｄ５０＝１．０μｍ）に変更した以外は、実施例１と同様にして多層多孔質膜を作製し、この多層多孔質膜を作製した以外は、実施例１と同様にして円筒形非水電解液二次電池を作製した。前記の多層多孔質膜に係る耐熱多孔質層は、その質量が０．３９ｍｇ／ｃｍ^２で、空孔率が５２％であった。

比較例２
耐熱多孔質層の厚みを２．２μｍとした以外は、実施例１と同様にして多層多孔質膜を作製し、この多層多孔質膜を作製した以外は、実施例１と同様にして円筒形非水電解液二次電池を作製した。前記の多層多孔質膜に係る耐熱多孔質層は、その質量が０．２７ｍｇ／ｃｍ^２で、空孔率が５９％であった。

比較例３
耐熱多孔質層の厚みを８μｍとした以外は、実施例１と同様にして多層多孔質膜を作製し、この多層多孔質膜を作製した以外は、実施例１と同様にして円筒形非水電解液二次電池を作製した。前記の多層多孔質膜に係る耐熱多孔質層は、その質量が１．２ｍｇ／ｃｍ^２で、空孔率が５８％であった。

比較例４
厚みが３０μｍ、空孔率が４０％で、片面にコロナ放電処理を施したＰＥ製微多孔膜を、耐熱多孔質層を形成することなくセパレータに用いた以外は、実施例１と同様にして円筒形非水電解液二次電池を作製した。

実施例１〜８および比較例１〜４の円筒形非水電解液二次電池にセパレータとして使用した多層多孔質膜の熱収縮率を、以下の方法により測定した。多層多孔質膜を縦５ｃｍ、横１０ｃｍの長方形に切り取り、黒インクで縦方向に平行に３ｃｍ、横方向に平行に３ｃｍの十字線を描いた。なお、多層多孔質膜を長方形に切り取るにあたっては、その縦方向または横方向が、多層多孔質膜の製造方向（例えば、セパレータを構成する樹脂多孔質膜が、延伸工程を経て得られたものの場合、その延伸方向）となるようにし、前記十字線は、その交点が、多層多孔質膜片の中心となるようにした。その後、多層多孔質膜片を恒温槽に吊るし、槽内温度を５℃／分の割合で１６０℃まで上昇させ、更に１６０℃で１時間温度を保った。その後、多層多孔質膜片を取り出して冷却した後、十字線のうちのより短い方の長さｄ（ｍｍ）を計測し、下記式によって熱収縮率（％）を算出した。
熱収縮率 ＝ １００×（３０−ｄ）／３０
前記測定は各多層多孔質膜について３回ずつ行い、それらの平均値を各多層多孔質膜の熱収縮率とした。

また、実施例１〜８および比較例１〜４の円筒形非水電解液二次電池について、以下の出力密度測定、負荷特性測定および加熱試験を行った。

＜出力密度測定＞
各電池を４．２Ｖまで充電後、ＳＯＣが５０％の状態になるまで放電処理を行い、続いて所定の電流で２０秒間放電した。放電電流は、０．５Ａ、１Ａ、３Ａ、５Ａおよび１０Ａとした。そして、それぞれの放電時に、放電開始から１０秒後の電池電圧を測定した。前記の各放電電流と電池電圧との関係を表す線の勾配から、下限電圧３．０Ｖとの時の電流値を算出した。そして、この下限電圧３．０Ｖのときの電流値と電圧（３．０Ｖ）の積とから出力を求め、電池の質量で規格化した値を出力密度とした。なお、全ての試験は、温度２０℃に制御された試験室内で行った。

＜負荷特性＞
各電池を４．２Ｖまで０．５Ｃの電流値で充電した後、１０Ｃ相当の電流値（１０００ｍＡ）で３．０Ｖになるまで放電を行って放電容量（１０Ｃ放電容量）を測定した。なお、負荷特性の測定は、温度２０℃に制御された試験室内で行った。

＜加熱試験＞
各電池を、温度２０℃に制御された試験室内で、４．２Ｖまで０．５Ｃの電流値で充電した。この充電状態の各電池を恒温槽に入れ、槽内温度を５℃／分の割合で１６０℃まで上昇させ、更に１６０℃で１時間温度を保った。恒温槽の昇温開始から１６０℃で１時間の定値運転が終了するまでの間に電池が到達した最高温度を、電池表面に接続した熱電対によって測定した。加熱試験は、各実施例、比較例について３個の電池で実施し、それらの平均値によって、電池の信頼性を評価した。

多層多孔質膜の構成および熱収縮率を表１に、円筒形非水電解液二次電池の評価結果を表２に、それぞれ示す。

実施例１〜８の電池では、いずれも１２００Ｗ／ｋｇ以上となる高い出力密度と、加熱試験においても最高到達温度が環境温度（１６０℃）より数度の上昇に留まる高い信頼性とを両立できている。これは、各電池でセパレータに使用した多層多孔質膜が、高い熱的安定性と、高いイオン透過性能とを両立できているためであると考えられる。また、実施例１〜８の電池は、１０Ｃ放電容量が大きく、負荷特性も良好であるといえる。

一方、耐熱多孔質層を設けずに樹脂多孔質膜のみで構成されたセパレータを用いた比較例４の電池では、加熱試験において温度上昇が確認される。これは、電池が高温に曝されることで、セパレータが熱収縮または破膜を起こしたことによると考えられる。また、セパレータに使用した樹脂多孔質膜が厚すぎるため、出力密度が低い値となっている。

また、比較例１〜３の電池では、加熱試験において、正極活物質の熱暴走温度付近までの温度上昇が確認されており、信頼性が劣っている。なお、比較例３では、多層多孔質膜の熱収縮率が良好であるにも関わらず加熱試験の結果が良好ではないが、これは、セパレータに係る樹脂多孔質膜が、樹脂多孔質膜を構成する熱可塑性樹脂の融点以上の高温に長時間曝されることで、溶融した熱可塑性樹脂の大部分が耐熱多孔質層内へ浸潤し、独立膜構造の維持が困難となって電極が露出する結果を招いたためであると考えられる。

Claims (8)

1. アスペクト比が１〜３である多面体形状または略球形状の耐熱性微粒子を主成分とし、前記耐熱性微粒子を結着するバインダを含み、厚みが３〜６μｍで空孔率が５５％以上７０％以下である耐熱多孔質層と、熱可塑性樹脂を主成分とする厚みが８〜２５μｍの樹脂多孔質膜とを有する多層多孔質膜をセパレータとして備えており、
   前記耐熱多孔質層における前記耐熱性微粒子の量が、前記耐熱多孔質層の構成成分の全体積中、７０体積％以上であり、
   前記樹脂多孔質膜における前記熱可塑性樹脂の量が、前記樹脂多孔質膜の構成成分の全体積中、５０体積％以上であり、
   下記測定条件により求められる、満充電容量に対する残存容量が５０％の状態での出力密度が、１２００Ｗ／ｋｇ以上であることを特徴とする非水電解液電池。
   （１）満充電容量の測定：
   ２０℃に制御された室内で、電池を４．２Ｖまで０．５Ｃの電流値で定電流充電し、更に４．２Ｖで定電圧充電して電流値が０．０２５Ｃまで低下した時点で充電を停止し、この状態から０．２Ｃの電流値で３．０Ｖになるまで放電した時の容量を満充電容量とする。
   （２）出力密度の測定：
   ２０℃に制御された室内で、電池を４．２Ｖまで充電後、残存容量が５０％の状態になるまで放電処理を行い、続いて所定の電流で２０秒間放電する。放電電流は、０．５Ａ、１Ａ、３Ａ、５Ａおよび１０Ａとする。それぞれの放電時に、放電開始から１０秒後の電池電圧を測定し、前記の各放電電流と電池電圧との関係を表す線の勾配から、３．０Ｖの時の電流値を算出する。そして、この３．０Ｖのときの電流値と電圧：３．０Ｖとの積から出力を求め、電池の質量で規格化した値を出力密度とする。
2. セパレータの樹脂多孔質膜の表面には、親水性を高める表面改質処理が施されており、
   前記樹脂多孔質膜の表面改質処理が施された面に、耐熱多孔質層が形成されている請求項１に記載の非水電解液電池。
3. 耐熱多孔質層に含まれる耐熱性微粒子が、ベーマイトまたはアルミナである請求項１または２に記載の非水電解液電池。
4. 耐熱多孔質層に含まれるバインダの割合が、耐熱性微粒子１００質量部に対して、１質量部以上２０質量部以下である請求項１〜３のいずれかに記載の非水電解液電池。
5. 樹脂多孔質膜に含まれる熱可塑性樹脂が、ポリオレフィンまたは熱可塑性ポリウレタンである請求項１〜４のいずれかに記載の非水電解液電池。
6. 樹脂多孔質膜の厚みが、耐熱多孔質層の厚みの２．２倍以上である請求項１〜５のいずれかに記載の非水電解液電池。
7. 耐熱多孔質層に含まれる耐熱性微粒子の平均粒子径が１μｍ以下である請求項１〜６のいずれかに記載の非水電解液電池。
8. 耐熱多孔質層に含まれる耐熱性微粒子の平均粒子径が０．２μｍ以上である請求項１〜７のいずれかに記載の非水電解液電池。