JP5628385B2 - セパレータの製造方法および非水電解質電池 - Google Patents
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Description
前記抄紙技術で漉くことによりセルロースからなる多孔質層とこの多孔質層に分散された無機酸化物フィラーとを含む複合材からなり、60%〜80%の多孔度を有するセパレータを作製する工程と
を含むセパレータの製造方法が提供される。
[2]本発明によると、ポリオレフィンまたはポリアミドと無機酸化物フィラーを溶媒に溶解して、溶解物を調製する工程と、
前記溶解物をフィルムに形成する工程と、
前記フィルムをその中の溶媒を蒸発させながら、延伸することにより、ポリオレフィンまたはポリアミドからなる多孔質層とこの多孔質層に分散された無機酸化物フィラーとを含む複合材からなり、60%〜80%の多孔度を有するセパレータを作製する工程と
を含むセパレータの製造方法が提供される。
[3]本発明によると、外装容器と、
前記外装容器内に収納され、活物質を含む正極層を有する正極と、
前記外装容器内に収納され、活物質としてリチウムチタン酸化物を含む負極層を有する負極と、
前記[1]に記載の方法により製造され、前記外装容器内に前記正極と前記負極の間に少なくとも配置されるように収納されたセパレータと、
前記外装容器内に収容された非水電解質と
を具備したことを特徴とする非水電解質電池が提供される。
[4]本発明によると、外装容器と、
前記外装容器内に収納され、活物質を含む正極層を有する正極と、
前記外装容器内に収納され、活物質としてリチウムチタン酸化物を含む負極層を有する負極と、
前記[2]に記載の方法により製造され、前記外装容器内に前記正極と前記負極の間に少なくとも配置されるように収納されたセパレータと、
前記外装容器内に収容された非水電解質と
を具備したことを特徴とする非水電解質電池が提供される。
正極、負極、セパレータおよび非水電解質を収納する外装容器は、金属製容器またはラミネートフィルム製容器を使用することができる。
正極は、正極集電体と、この集電体の片面もしくは両面に担持され、活物質、導電剤および結着剤を含む正極層とを有する。
負極は、集電体と、この集電体の片面もしくは両面に担持され、活物質、導電剤および結着剤を含む負極層とを有する。
セパレータは、正極および負極の間に介在され、セルロース、ポリオレフィンまたはポリアミドからなる多孔質層とこの多孔質層に分散して担持された無機酸化物フィラーとを含む複合材で、60%〜80%の多孔度を有する。このようなセパレータは、80℃から190℃の高温環境下でその中の樹脂成分が熱収縮から融解状態になっても正極と負極の短絡現象を抑制し高い信頼を維持することが可能になる。
セルロースおよび無機酸化物フィラーを水に分散させた後、抄紙技術で漉くことによりセルロースからなる多孔質層とこの多孔質層に分散された無機酸化物フィラーとを含む複合材で、60%〜80%の多孔度を有するセパレータを作製する。
ポリオレフィンまたはポリアミドと無機酸化物フィラーを溶媒に溶解した後、この溶解物を所望の厚さにフィルム化する。このフィルムをその中の溶媒を蒸発(揮散)させながら延伸することにより、主に溶媒が分散した箇所に気孔を形成してポリオレフィンまたはポリアミドからなる多孔質層(多数の開放気孔を持つ微孔性樹脂フィルム)とこの多孔質層に分散された無機酸化物フィラーとを含む複合材で、60%〜80%の多孔度を有するセパレータを作製する。
非水電解質は、電解質を有機溶媒に溶解することにより調製される液状の有機電解質、液状の有機溶媒と高分子材料を複合化したゲル状の有機電解質、またはリチウム塩電解質と高分子材料を複合化した固体非水電解質が挙げられる。また、リチウムイオンを含有した常温溶融塩(イオン性融体)を非水電解質として使用してもよい。高分子材料は、例えばポリフッ化ビニリデン、ポリアクリロニトリル(PAN)、ポリエチレンオキサイド(PEO)等を挙げることができる。
炭素微粒子(平均粒子径0.005μm)が表面に付着(付着量0.1重量%)した一次粒子の平均粒子径0.1μmのオリビン構造のリチウムリン酸鉄(LiFePO4)を正極活物質として用い、この正極活物質87重量部と導電剤である繊維径0.1μmの気相成長の炭素繊維3重量部および黒鉛粉末5重量部と、結着剤であるポリフッ化ビニリデン5重量部とをn−メチルピロリドン(NMP)溶媒に分散してスラリーを調製した。得られたスラリーを集電体である厚さ15μmのアルミニウム合金箔(純度99%)の両面に塗布し、乾燥し、プレス工程を経て、片面の正極層の厚さが43μm、極密度が2.2g/cm3の正極を作製した。正極層の比表面積は、5m2/gであった。その後、アルミニウムからなる帯状の正極リードをアルミニウム合金箔に溶接して電気的に接続した。
下記表1に示すセパレータ、正極活物質、負極活物質を用いた以外、前述した実施例1と同様な方法で15種の薄型の非水電解質電池を組み立てた。なお、セパレータの多孔質層に複合化される無機物フィラーは、いずれも平均粒子径0.3μmの粒子である。
Claims (5)
- リチウムチタン酸化物を活物質として含む負極を具備した非水電解質電池に収納されるセパレータの製造方法であって、
セルロースおよび無機酸化物フィラーを水に分散させて分散液を調製する工程と、
前記分散液を抄紙技術で漉くことによりセルロースからなる多孔質層とこの多孔質層に分散された無機酸化物フィラーとを含む複合材からなり、60%〜80%の多孔度を有するセパレータを作製する工程と
を含むセパレータの製造方法。 - リチウムチタン酸化物を活物質として含む負極を具備した非水電解質電池に収納されるセパレータの製造方法であって、
ポリオレフィンまたはポリアミドと無機酸化物フィラーを溶媒に溶解して、溶解物を調製する工程と、
前記溶解物をフィルムに形成する工程と、
前記フィルムをその中の溶媒を蒸発させながら、延伸することにより、ポリオレフィンまたはポリアミドからなる多孔質層とこの多孔質層に分散された無機酸化物フィラーとを含む複合材からなり、60%〜80%の多孔度を有するセパレータを作製する工程と
を含むセパレータの製造方法。 - 前記無機酸化物フィラーは、アルミナ、シリカ、チタニア、マグネシアおよびジルコニアからなる群から選択される少なくとも1つの無機酸化物の粒子であることを特徴とする請求項1または2に記載のセパレータの製造方法。
- 前記無機酸化物フィラーは、平均粒子径0.1〜1μmの粒子であることを特徴とする請求項1または2に記載のセパレータの製造方法。
- 外装容器と、
前記外装容器内に収納され、活物質を含む正極層を有する正極と、
前記外装容器内に収納され、活物質としてリチウムチタン酸化物を含む負極層を有する負極と、
請求項1に記載の方法により製造され、前記外装容器内に前記正極と前記負極の間に少なくとも配置されるように収納されたセパレータと、
前記外装容器内に収容された非水電解質と
を具備したことを特徴とする非水電解質電池。
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