(57)【要約】【課題】セパレータの物理的特性の低下を抑制すると共に、電解液の透過性を維持し、かつセパレータを介した正極、及び負極の位置合わせの容易性の向上を図ることができるセパレータ等を提供する。【解決手段】非水電解質電池に用いられるセパレータ（１）であって、基材と、基材の少なくとも片面に設けられるパタン（５）とを備え、パタン（５）は、波長域６２５ｎｍ以上６４５ｎｍ以下での光透過率が１０％を超え９０％以下である高光透過率領域（１０）と、光透過率が高光透過率領域（１０）よりも低く、但し１０％以上６０％未満である低光透過率領域（２０）とを有し、かつ基材の厚さ方向に沿って視たときの１０ｍｍ×１０ｍｍ四方の観察範囲に、高光透過率領域（１０）を、低光透過率領域（２０）に対して０．０１％以上２０％未満の面積割合で有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非水電解質電池に用いられるセパレータであって、
前記セパレータは、基材と、前記基材の少なくとも片面に設けられるパタンとを備え、前記パタンは、
波長域６２５ｎｍ以上６４５ｎｍ以下での光透過率が１０％を超え９０％以下である高光透過率領域と、前記光透過率が前記高光透過率領域よりも低く、但し１０％以上６０％未満である低光透過率領域とを有し、かつ
前記基材の厚さ方向に沿って視たときの１０ｍｍ×１０ｍｍ四方の観察範囲に、前記高光透過率領域を、前記低光透過率領域に対して０．０１％以上２０％未満の面積割合で有する、セパレータ。
【請求項２】
前記高光透過率領域での光透過率（Ｉ）と、前記低光透過率領域での光透過率（Ｉ０）とが下記式：
１．００＜Ｉ／Ｉ０＜９．００
の関係を満たす、請求項１に記載のセパレータ。
【請求項３】
前記高光透過率領域は、周形状を有し、
前記周形状の外周側、及び内周側の両方に、前記低光透過率領域が配置されている、請求項１又は請求項２に記載のセパレータ。
【請求項４】
前記高光透過率領域は、基材に所定のピッチで複数配置されている、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のセパレータ。
【請求項５】
前記パタンは、凹部を有し、
前記基材を厚さ方向に切断したときの断面視において、前記凹部は、第１底部と、前記第１底部の周縁に設けられ、前記第１底部よりも基材厚さの小さい第２底部とを有し、
前記凹部における前記第２底部を含む領域が、前記高光透過率領域を構成する、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のセパレータ。
【請求項６】
前記第１底部での基材厚さ（Ｔ１）と、前記第２底部での基材厚さ（Ｔ２）とが下記式：
１．００＜Ｔ１／Ｔ２＜１０
の関係を満たす、請求項５に記載の、セパレータ。
【請求項７】
前記高光透過率領域は、円形の前記周形状を有する、請求項３に記載のセパレータ。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のセパレータを捲回した、捲回体。
【請求項９】
正極、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のセパレータ、及び負極が積層された積層体又は前記積層体を捲回した捲回物と、非水電解質とを含む、非水電解質電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細パタンを有するセパレータ、捲回体および非水電解質電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子技術の発展又は環境技術への関心の高まりに伴い、様々な電気化学デバイスが用いられている。特に、省エネルギー化への要請が多くあり、それに貢献できる非水電解質電池への期待はますます高くなっている。
非水電解質電池の代表例であるリチウムイオン二次電池は、従来、主として小型機器用電源として用いられていたが、近年では、ハイブリッド自動車用電源又は電気自動車用電源としても着目されている。
【０００３】
この種の電池の内部には、例えば、正極、セパレータ、及び負極の積層体を捲回した捲回物が設けられている。セパレータは、微多孔膜を含んで構成されており、正負極間の直接的な接触を防ぎ、かつ微多孔膜中に保持した非水電解質を通じてイオンを透過させる機能を有する。微多孔膜としては、例えば、ポリオレフィン微多孔膜が挙げられる。ポリオレフィン微多孔膜は、多孔構造によりイオン透過性を示すことから、非水電解質電池用のセパレータとして広く利用されている。
【０００４】
ここで、非水電解質電池用のセパレータの少なくとも片面に、所定の目的に基づいたパタンを設けることが提案されている。
例えば、特許文献１には、セパレータの裂け防止等の目的から、一軸延伸セパレータの少なくとも一方の面に、延伸方向に対して交差する方向に凹部又は凸部を設けることが提案されている。特許文献２には、非水電解質の組成劣化の抑制等の目的から、微多孔膜に所定の拡散穴を設けることが提案されている。特許文献３には、セパレータと電極シートとの捲回物が収容された電池容器内への非水電解質の注入を容易にする等の目的から、微多孔膜に所定の凹部又は凸部を設けることが提案されている。特許文献４には、電解質の含侵速度を向上させる等の目的から、セパレータを凹凸状に加工することが提案されている。そして、特許文献５には、サイクル特性を向上させる等の目的から、微多孔膜に所定のエンボス加工を施すことが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−１８４７１０号公報
【特許文献２】特開２０１３−２１１１９２号公報
【特許文献３】特許第４５２９９０３号公報
【特許文献４】特開平５−１５１９５１号公報
【特許文献５】国際公開第２００８／０５３８９８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
非水電解質電池の製造過程で、正極、セパレータ、及び負極は順次積層される。このとき、セパレータを介した正極、及び負極の位置合わせにずれが生じると、負極でのリチウム（Ｌｉ）イオンの受け入れ性が悪くなり、その結果、負極表面にＬｉデンドライトが発生して、電池特性が急激に劣化する場合がある。また、Ｌｉデンドライトがセパレータを突き破って短絡する可能性もあり、最悪の場合、発火してしまう。一方、セパレータには物理的特性（例えば所望の膜強度）、及び電解液透過性等が要求される状況がある。
しかしながら、特許文献１〜５では、セパレータの物理的特性の低下を抑制すると共に、電解液の透過性を維持し、かつセパレータを介した正極、及び負極の位置合わせの容易性の向上を図る観点について、検討がなされていなかった。
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、セパレータの物理的特性の低下を抑制すると共に、かつ電解液の透過性を維持し、かつセパレータを介した正極、及び負極の位置合わせの容易性の向上を図ることができる、微細パタンを有するセパレータ、捲回体および非水電解質電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記の課題を解決するため検討を行い、以下の構成を有するセパレータを用いることにより上記課題を解決できることを見出して、本発明を完成させた。すなわち、本発明は、以下の通りである。
［１］
非水電解質電池に用いられるセパレータであって、
前記セパレータは、基材と、前記基材の少なくとも片面に設けられるパタンとを備え、前記パタンは、
波長域６２５ｎｍ以上６４５ｎｍ以下での光透過率が１０％を超え９０％以下である高光透過率領域と、前記光透過率が前記高光透過率領域よりも低く、但し１０％以上６０％未満である低光透過率領域とを有し、かつ
前記基材の厚さ方向に沿って視たときの１０ｍｍ×１０ｍｍ四方の観察範囲に、前記高光透過率領域を、前記低光透過率領域に対して０．０１％以上２０％未満の面積割合で有する、セパレータ。
［２］
前記高光透過率領域での光透過率（Ｉ）と、前記低光透過率領域での光透過率（Ｉ０）とが下記式：
１．００＜Ｉ／Ｉ０＜９．００
の関係を満たす、［１］に記載のセパレータ。
［３］
前記高光透過率領域は、周形状を有し、
前記周形状の外周側、及び内周側の両方に、前記低光透過率領域が配置されている、［１］又は［２］に記載のセパレータ。
［４］
前記高光透過率領域は、基材に所定のピッチで複数配置されている、［１］〜［３］のいずれか１項に記載のセパレータ。
［５］
前記パタンは、凹部を有し、
前記基材を厚さ方向に切断したときの断面視において、前記凹部は、第１底部と、前記第１底部の周縁に設けられ、前記第１底部よりも基材厚さの小さい第２底部とを有し、
前記凹部における前記第２底部を含む領域が、前記高光透過率領域を構成する、［１］〜［４］のいずれか１項に記載のセパレータ。
［６］
前記第１底部での基材厚さ（Ｔ１）と、前記第２底部での基材厚さ（Ｔ２）とが下記式：
１．００＜Ｔ１／Ｔ２＜１０
の関係を満たす、［５］に記載の、セパレータ。
［７］
前記高光透過率領域は、円形の前記周形状を有する、［３］に記載のセパレータ。
［８］
［１］〜［７］のいずれか１項に記載のセパレータを捲回した、捲回体。
［９］
正極、［１］〜［７］のいずれか１項に記載のセパレータ、及び負極が積層された積層体又は前記積層体を捲回した捲回物と、非水電解質とを含む、非水電解質電池。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、セパレータの物理的特性の低下を抑制すると共に、電解液の透過性を維持し、かつセパレータを介した正極、及び負極の位置合わせの容易性の向上を図ることができる、微細パタンを有するセパレータ、捲回体および非水電解質電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一態様に係るセパレータのパタンを、基材の厚さ方向に沿って視たときの一例を示す拡大図。
【図２】本発明の他の態様に係るセパレータのパタンを、基材の厚さ方向に視たときの一例を示す拡大図。
【図３】本発明の一態様に係るセパレータのパタンを、基材の厚さ方向に視たときの一例を示す図。
【図４】本発明の他の態様に係るセパレータのパタンを、基材の厚さ方向に視たときの一例を示す図。
【図５】本発明の一態様に係るセパレータのパタンを、基材の厚さ方向に沿った切断線により切断したときの一例を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態（以下、単に「実施形態」という。）について説明する。以下の実施形態は、本発明の一態様であり、本発明を以下の実施形態のみに限定する趣旨ではない。従って、以下の実施形態は、本発明の要旨の範囲内で適宜変形して実施可能である。なお、本明細書での「〜」とは、特に断りがない場合、その前後に記載される数値を上限値、及び下限値として含む意味である。また、図面に示される構成、例えば、縮尺、形状、及び長さ等は、発明を詳細に説明する関係上、誇張して示されている場合がある。
【００１２】
〔実施形態１〕
実施形態１は、非水電解質電池に用いられるセパレータである。セパレータは、基材と、基材の少なくとも片面に設けられるパタンとを備えている。この種のパタンは、マイクロメートル単位の長軸の長さを有するため、微細パタンとも呼ばれる。
パタンは、主面の全部に設けられてもよく、主面の一部のみに設けられてもよい。また、互いに対向する主面の一方のみにパタンが設けられる態様と、主面の両方にパタンが設けられる態様とのいずれも、本発明の範囲に含まれる。基材が複数のパタンを含む場合、それらのパタンは、互いに同一であってもよく、互いに異なっていてもよい。
なお、本明細書での「主面」とは、基材の表面のうち、少なくとも３辺を有し、かつ最大面積を有する面を意味する。すなわち、本明細書での「主面」とは、非水電解質電池に組み込まれたときに正極又は負極と対向する面を意味する。
以下、実施形態１に関連する各種の要素について順次説明する。
【００１３】
〔基材〕
基材としては、イオンの透過性が高く、かつ正極と負極とを電気的に隔離する機能を有するもの、例えば、非水電解質電池に用いられる既知の微多孔膜を用いることができる。
具体的には、ポリオレフィン（ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等）、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、及びポリウレタン等のように、電池中の非水電解質に対して安定であり、かつ電気化学的に安定な材料で構成された微多孔膜又は不織布等を基材として用いることができる。
また、基材としては、好ましくは８０℃以上（より好ましくは１００℃以上）で、かつ好ましくは１８０℃以下（より好ましくは１５０℃以下）の温度において、その孔が閉塞する機能（すなわちシャットダウン機能）を有していることが好ましい。従って、基材には、融解温度、すなわち、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範囲が、好ましくは８０℃以上（より好ましくは１００℃以上）、好ましくは１８０℃以下（より好ましくは１５０℃以下）であるポリオレフィンを含む微多孔膜又は不織布を用いることがより好ましい。この場合、基材となる微多孔膜又は不織布は、例えば、ＰＥのみで構成されていてもよく、ＰＰのみで構成されていてもよく、更には２種類以上の材料を含んでいてもよい。
なお、基材は、単数に限られず、複数の層を含むことができる。従って、基材は、ＰＥ製の微多孔膜とＰＰ製の微多孔膜との積層体（ＰＰ／ＰＥ／ＰＰ三層積層体等）、ＰＥ製の微多孔膜とポリイミド製の微多孔膜との積層体等でもよい。
基材の代表例としては、ポリオレフィン微多孔膜、及びポリオレフィン微多孔膜の少なくとも片面に無機層を備えたもの等が挙げられる。
【００１４】
（ポリオレフィン微多孔膜）
ポリオレフィン微多孔膜は、ポリオレフィン樹脂を含んで構成される。ポリオレフィン樹脂としては、特に限定されないが、例えば、エチレン、プロピレン、１−ブテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン、及び１−オクテン等のホモポリマー、並びにこれらのコポリマー、多段ポリマー等を用いることができる。より具体的には、特に限定されないが、低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、アイソタクティックポリプロピレン、アタクティックポリプロピレン、エチレン−プロピレンランダムコポリマー、ポリブテン、及びエチレンプロピレンラバー等が挙げられる。
なかでも、非水電解質電池への用途を想定した場合、ポリオレフィン樹脂としては、低融点、かつ高強度である、高密度ポリエチレンを主成分とする樹脂が好ましい。
【００１５】
また、ポリプロピレンと、ポリプロピレン以外のポリオレフィン樹脂とを併用することがより好ましい。このようなポリオレフィン樹脂を用いることにより、セパレータの耐熱性がより向上する傾向にある。なお、ポリプロピレンの立体構造としては、特に限定されないが、例えば、アイソタクティックポリプロピレン、シンジオタクティックポリプロピレン、及びアタクティックポリプロピレンが挙げられる。
【００１６】
ポリプロピレンの含有量としては、ポリオレフィン樹脂１００質量％に対して、１〜３５質量％が好ましく、３〜２０質量％がより好ましく、４〜１０質量％が更に好ましい。ポリプロピレンの含有量が上記の範囲内であることにより、より高い耐熱性とより良好なシャッダウン機能とを両立できる傾向にある。
【００１７】
ポリプロピレン以外のポリオレフィン樹脂としては、特に限定されないが、例えば、上記のものが挙げられ、なかでも、ポリエチレン、ポリブテン、及びエチレン−プロピレンランダムコポリマー等が好ましい。特に、シャットダウン特性の観点から、低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、及び超高分子量ポリエチレン等がより好ましい。また、強度の観点から、ＪＩＳ  Ｋ  ７１１２に従って測定した密度が０．９３ｇ／ｃｍ3以上であるポリエチレンも好ましい。
なお、ポリオレフィン樹脂は、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００１８】
ポリオレフィン樹脂の含有量としては、基材１００質量％に対して、５０質量％以上１００質量％以下が好ましく、６０質量％以上１００質量％以下がより好ましく、７０質量％以上１００質量％以下が更に好ましい。ポリオレフィン樹脂の含有量が上記の範囲内であることにより、非水電解質電池用セパレータとして用いた場合のシャットダウン性能がより向上する傾向にある。
【００１９】
ポリオレフィン樹脂の粘度平均分子量としては、３万以上１２００万以下が好ましく、５万以上２００万以下がより好ましく、１０万以上１００万以下が更に好ましい。粘度平均分子量が３万以上であることにより、溶融成形時のメルトテンションが大きくなり基材の成形性が良好になると共に、ポリマー同士の絡み合いにより基材がより高強度となる傾向にある。一方、粘度平均分子量が１２００万以下であることにより、均一に溶融混練をすることが容易となり、シートの成形性、特に厚み安定性に優れる傾向にある。更に、粘度平均分子量が１００万以下であることにより、温度上昇時に孔を閉塞し易く良好なシャットダウン機能が得られる傾向にある。なお、例えば、粘度平均分子量１００万未満のポリオレフィンを単独で用いる代わりに、粘度平均分子量２００万のポリオレフィンと粘度平均分子量２７万のポリオレフィンの混合物であって、その粘度平均分子量が１００万未満となるポリオレフィン樹脂混合物を用いてもよい。
【００２０】
基材は、任意の添加剤を含有することができる。添加剤としては、特に限定されないが、例えば、ポリオレフィン樹脂以外のポリマー；無機粒子；樹脂微粒子；フェノール系、リン系、イオウ系等の酸化防止剤；ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛等の金属石鹸類；紫外線吸収剤；光安定剤；帯電防止剤；防曇剤；着色顔料等が挙げられる。
【００２１】
基材に無機粒子、及び／又は樹脂微粒子を含有させる場合には、上記のポリオレフィン微多孔膜中に、無機粒子、及び／又は樹脂微粒子を含有させればよい。
【００２２】
無機粒子としては、好ましくは、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化ランタン、酸化セリウム、酸化ストロンチウム、酸化バナジウム、ＳｉＯ2−ＭｇＯ（ケイ酸マグネシウム）、ＳｉＯ2−ＣａＯ（ケイ酸カルシウム）、ハイドロタルサイト、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、炭酸ランタン、炭酸セリウム、塩基性チタン酸塩、塩基性ケイチタン酸塩、塩基性酢酸銅、塩基性硫酸鉛、層状複水酸化物（Ｍｇ−Ａｌタイプ、Ｍｇ−Ｆｅタイプ、Ｎｉ−Ｆｅタイプ、Ｌｉ−Ａｌタイプ）、層状複水酸化物−アルミナシリカゲル複合体、ベーマイト、アルミナ、酸化亜鉛、酸化鉛、酸化鉄、オキシ水酸化鉄、ヘマタイト、酸化ビスマス、酸化スズ、酸化チタン、酸化ジルコニウム等の陰イオン吸着材、リン酸ジルコニウム、リン酸チタニウム、アパタイト、非塩基性チタン酸塩、ニオブ酸塩、ニオブ・チタン酸塩等の陽イオン吸着材、ゼオライト、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウム、石膏、硫酸バリウム等の炭酸塩、及び硫酸塩、アルミナ三水和物（ＡＴＨ）、ヒュームドシリカ、沈殿シリカ、ジルコニア、及びイットリア等の酸化物系セラミックス、窒化ケイ素、窒化チタン、及び窒化ホウ素等の窒化物系セラミックス、シリコンカーバイド、カオリナイト、タルク、ディカイト、ナクライト、ハロイサイト、パイロフィライト、モンモリロナイト、セリサイト、アメサイト、ベントナイト等の層状シリケート、アスベスト、ケイ藻土、ガラス繊維、合成層状シリケート、例えば、雲母又はフルオロ雲母、及びホウ酸亜鉛から成る群から選択される。これらは１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００２３】
樹脂微粒子としては、耐熱性、及び電気絶縁性を有し、非水電解質に対して安定であり、かつ非水電解質電池の作動電圧範囲において酸化還元され難い、電気化学的に安定な樹脂で構成されることが好ましい。このような樹脂微粒子を形成するための樹脂としては、スチレン樹脂（ポリスチレン等）、スチレン−ブタジエンゴム、アクリル樹脂（ポリメチルメタクリレート等）、ポリアルキレンオキシド（ポリエチレンオキシド等）、フッ素樹脂（ポリフッ化ビニリデン等）、及びこれらの誘導体から成る群から選ばれる少なくとも１種の樹脂の架橋体、尿素樹脂、並びにポリウレタン等が例示できる。樹脂微粒子は、上記で例示された樹脂を１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。また、樹脂微粒子は、必要に応じて、樹脂に添加されることができる既知の添加剤、例えば、酸化防止剤等を含有してもよい。
【００２４】
無機粒子又は樹脂微粒子の形態としては、板状、鱗片状、針状、柱状、球状、多面体状、及び塊状等のいずれの形態であってもよい。上記形態を有する無機粒子又は樹脂微粒子は、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。透過性向上の観点からは複数の面から成る多面体状が好ましい。
【００２５】
無機粒子又は樹脂微粒子の粒子径としては、その平均粒子径（Ｄ５０）が、０．１μｍ〜４．０μｍであることが好ましく、０．２μｍ〜３．５μｍであることがより好ましく、０．４μｍ〜３．０μｍであることが更に好ましい。このような範囲内に平均粒子径を調整することで高温での熱収縮がより抑制される傾向にある。
【００２６】
これらの添加剤の合計含有量としては、基材１００質量部に対して、２０質量部以下が好ましく、１０質量部以下がより好ましく、５質量部以下が更に好ましい。合計含有量の下限値は、特に制限されるものではなく、例えば、基材１００質量部に対して、０質量部を超えることができる。
【００２７】
少なくとも片面に無機層を備えるポリオレフィン微多孔膜も、本発明が想定する基材の範囲に含まれる。このような基材を用いた場合、少なくとも片面に無機の被覆層が形成されたセパレータが構成される。
ポリオレフィン微多孔膜の、パタンが形成される面に無機層が設けられてもよく、パタンが形成される面とは反対側の面に無機層が設けられていてもよい。また、パタンが形成される面のうち、パタンに重なるように無機層が設けられてもよく、パタンに重ならないように無機層が設けられてもよい。
ただ、ポリオレフィン微多孔膜に無機層が設けられる場合、その無機層は、パタンが形成される面のうちパタンに重ならないように設けられることが好ましく、パタンが形成される面とは反対側の面に設けられることがより好ましい。
【００２８】
（無機層）
無機層としては、特に限定されないが、例えば、無機フィラーと樹脂製バインダを含むものが挙げられる。
このうち、無機フィラーとしては、上記で無機粒子として例示したものを好ましく用いることができる。なかでも、電気化学的安定性、及び微多孔膜の耐熱特性を向上させる観点から、アルミナ、ベーマイト等の酸化アルミニウム化合物；又はカオリナイト、ディカイト、ナクライト、ハロイサイト、パイロフィライト等のイオン交換能を持たないケイ酸アルミニウム化合物が好ましい。酸化アルミニウム化合物としては、水酸化酸化アルミニウムが好ましい。イオン交換能を持たないケイ酸アルミニウム化合物としては、安価で入手も容易なため、カオリン鉱物で主に構成されているカオリンが好ましい。カオリンには湿式カオリン、及びこれを焼成処理した焼成カオリンがあるが、焼成カオリンは焼成処理の際に結晶水が放出されるのに加え、不純物が除去されるので、電気化学的安定性の点で特に好ましい。
【００２９】
無機フィラーの形状としては、特に限定されないが、例えば、板状、鱗片状、針状、柱状、球状、多面体状、及び塊状等が挙げられ、上記形状を有する無機フィラーを複数種組み合わせて用いてもよい。なかでも、複数の面からなる多面体状、柱状、紡錘状が好ましい。このような無機フィラーを用いることにより、透過性がより向上する傾向にある。
【００３０】
無機フィラーの含有量としては、無機層１００質量％に対して、５０質量％以上１００質量％未満が好ましく、７０質量％以上９９．９９質量％以下がより好ましく、８０質量％以上９９．９質量％以下が更に好ましく、９０質量％以上９９質量％以下が特に好ましい。無機フィラーの含有量が上記の範囲内であることにより、無機フィラーの結着性、耐熱性、及び多層の微多孔膜とした場合における透過性等がより向上する傾向にある。
【００３１】
樹脂製バインダとしては、特に限定されないが、非水電解質に対して不溶であり、かつリチウムイオン二次電池の使用範囲で電気化学的に安定なものを用いることが好ましい。このような樹脂製バインダとしては、特に限定されないが、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン；ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等の含フッ素樹脂；フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン共重合体、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体等の含フッ素ゴム；スチレン−ブタジエン共重合体、及びその水素化物、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、及びその水素化物、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、及びその水素化物、メタクリル酸エステル−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体、エチレンプロピレンラバー、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル等のゴム類；エチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等のセルロース誘導体；ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリアミド、ポリエステル等の融点、及び／又はガラス転移温度が１８０℃以上の樹脂等が挙げられる。
【００３２】
樹脂製バインダとしてポリビニルアルコールを用いる場合、そのケン化度は、８５％以上１００％以下が好ましく、９０％以上１００％以下がより好ましく、９５％以上１００％以下が更に好ましく、９９％以上１００％以下が特に好ましい。ＰＶＡのケン化度が８５％以上であることにより、セパレータの短絡する温度（ショート温度）が向上し、より良好な安全性能が得られる傾向にある。
【００３３】
ポリビニルアルコールの重合度としては、２００以上５，０００以下が好ましく、３００以上４，０００以下がより好ましく、５００以上３，５００以下が更に好ましい。重合度が２００以上であることにより、少量のポリビニルアルコールで焼成カオリン等の無機フィラーを無機層に強固に結着でき、無機層の力学的強度を維持しながら基材の透気度増加を抑えることができる傾向にある。また、重合度が５，０００以下であることにより、塗布液を調製する際のゲル化等を防止できる傾向にある。
【００３４】
樹脂製バインダとしては、樹脂製ラテックスバインダが好ましい。樹脂製ラテックスバインダを用いることにより、イオン透過性が低下し難く、高出力特性が得られ易い傾向にある。加えて、異常発熱時の温度上昇が速い場合においても、円滑なシャットダウン特性を示し、高い安全性が得られ易い傾向にある。
【００３５】
樹脂製ラテックスバインダとしては、特に限定されないが、例えば、電気化学的安定性と結着性を向上させる観点から、脂肪族共役ジエン系単量体、不飽和カルボン酸単量体、並びに、脂肪族共役ジエン系単量体、及び／又は不飽和カルボン酸単量体と脂肪族共役ジエン系単量体、及び／又は不飽和カルボン酸単量体と共重合可能な他の単量体とを乳化重合して得られるものが好ましい。乳化重合の方法としては、特に制限はなく、既知の方法を用いることができる。単量体、及びその他の成分の添加方法については特に制限されるものではなく、一括添加方法、分割添加方法、連続添加方法の何れも採用することができ、また、一段重合、二段重合又は多段階重合等の何れも採用することができる。
【００３６】
脂肪族共役ジエン系単量体としては、特に限定されないが、例えば、１，３−ブタジエン、２−メチル−１，３−ブタジエン、２，３−ジメチル−１，３ブタジエン、２−クロル−１，３−ブタジエン、置換直鎖共役ペンタジエン類、置換、及び側鎖共役ヘキサジエン類等が挙げられる。これらは１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。上記のなかでも、特に１，３−ブタジエンが好ましい。
【００３７】
不飽和カルボン酸単量体としては、特に限定されないが、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等のモノ又はジカルボン酸（無水物）等が挙げられる。これらは１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。上記のなかでも、特にアクリル酸、メタクリル酸が好ましい。
【００３８】
脂肪族共役ジエン系単量体、及び／又は不飽和カルボン酸単量体と共重合可能な他の単量体としては、特に限定されないが、例えば、芳香族ビニル系単量体、シアン化ビニル系単量体、不飽和カルボン酸アルキルエステル単量体、ヒドロキシアルキル基を含有する不飽和単量体、不飽和カルボン酸アミド単量体等が挙げられる。これらは１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
なかでも、特に不飽和カルボン酸アルキルエステル単量体が好ましい。不飽和カルボン酸アルキルエステル単量体としては、特に限定されないが、例えば、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、ブチルアクリレート、グリシジルメタクリレート、ジメチルフマレート、ジエチルフマレート、ジメチルマレエート、ジエチルマレエート、ジメチルイタコネート、モノメチルフマレート、モノエチルフマレート、２−エチルヘキシルアクリレート等が挙げられ、これらは１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。上記のなかでも、特にメチルメタクリレートが好ましい。
なお、これらの単量体に加えて様々な品質、及び物性を改良するために、上記以外の単量体成分を更に用いることもできる。
【００３９】
樹脂製バインダの平均粒径としては、５０〜８００ｎｍが好ましく、６０〜７００ｎｍがより好ましく、８０〜５００ｎｍが更に好ましい。樹脂製バインダの平均粒径が５０ｎｍ以上であることにより、無機層をポリオレフィン微多孔膜の少なくとも片面に積層した際、イオン透過性が低下し難く、高出力特性が得られ易い傾向にある。加えて、異常発熱時の温度上昇が速い場合においても、円滑なシャットダウン特性を示し、高い安全性が得られ易い傾向にある。樹脂製バインダの平均粒径が８００ｎｍ以下であることにより、良好な結着性を発現し、多層の微多孔膜とした場合に熱収縮が良好となり安全性に優れる傾向にある。なお、樹脂製バインダの平均粒径は、重合時間、重合温度、原料組成比、原料投入順序、ｐＨ等を調整することで制御することが可能である。
【００４０】
無機層の層厚としては、１〜５０μｍが好ましく、１．５〜２０μｍがより好ましく、２〜１０μｍが更に好ましく、３〜１０μｍがより更に好ましく、３〜７μｍが特に好ましい。無機層の層厚が１μｍ以上であることにより、基材の耐熱性、及び絶縁性がより向上する傾向にある。また、無機層の層厚が５０μｍ以下であることにより、電池容量と透過性がより向上する傾向にある。
【００４１】
無機層の層密度としては、０．５〜２．０ｇ／ｃｍ3が好ましく、０．７〜１．５ｇ／ｃｍ3がより好ましい。無機層の層密度が０．５ｇ／ｃｍ3以上であることにより、高温での熱収縮率が良好となる傾向にある。また、無機層の層密度が２．０ｇ／ｃｍ3以下であることにより、透気度がより低下する傾向にある。
【００４２】
〔微細パタン〕
パタンは、波長域６２５ｎｍ以上６４５ｎｍ以下での光透過率が１０％を超え９０％以下である高光透過率領域と、光透過率が高光透過率領域よりも低く、但し１０％以上６０％未満である低光透過率領域とを有し、かつ基材の厚さ方向に沿って視たときの１０ｍｍ×１０ｍｍ四方の観察範囲に、高光透過率領域を、低光透過率領域に対して０．０１％以上２０％未満の面積割合（１００×高光透過率領域の面積／低光透過率領域の面積）で有している。
基材の少なくとも片面に上記のパタンが設けられることで、セパレータを正極上に積層したときには、正極側とは反対側から高光透過率領域越しに、その正極を把握できるようになる。これにより、高光透過率領域越しに把握される正極との位置関係を確かめながら、セパレータ上に負極を積層することができる。
同様に、基材の少なくとも片面にパタンが設けられることで、セパレータを負極上に積層したときには、負極側とは反対側から高光透過率領域越しに、その負極を把握できるようになる。これにより、高光透過率領域越しに把握される負極との位置関係を確かめながら、セパレータ上に正極を積層することができる。
更に、上記の高光透過率領域が上記の面積割合で基材に設けられることで、上記の高光透過率領域が上記の面積割合を超えて過度に基材に設けられる場合と比較して、セパレータの物理的特性、例えば膜強度等が低下することを抑制することができると共に、所望の電解液透過性を維持することができる。
よって、実施形態１によれば、セパレータの物理的特性の低下を抑制すると共に、電解液の透過性を維持し、かつセパレータを介した正極、及び負極の位置合わせの容易性の向上を図ることができる。特に、セパレータを介した正極、及び負極の位置合わせの容易性の向上が図られることで、セパレータを介した正極、及び負極の位置ずれ抑制、ひいては、負極表面におけるＬｉデンドライトの発生の抑制等も期待される。
【００４３】
光透過率の波長域は、６２５ｎｍ以上６４５ｎｍ以下である。この範囲であれば、セパレータに対して、可視光である赤色光（波長６３５ｎｍ付近）等のレーザー光を照射することができ、ひいては、これにより得られた画像を解析して上記の面積割合を算出できるようになる。このようなレーザー光を発生、及び照射するための各種装置、及び受光部等については、既知のものを用いることができる。
また、光透過率の波長域が上記の範囲であれば、セパレータに対して白色光を照射すると共に、全スペクトルで画像を取得することで、６２５ｎｍ以上６４５ｎｍ以下の限定されたスペクトル画像を得ることができる。これを解析することによっても、上記の面積割合を算出可能である。また、セパレータに特異な吸収がない場合には、白色光のカウント数を比較しても同様の結果を得ることができる。このような白色光の発生、及び照射するための各種装置、及び受光部等については、既知のものを用いることができる。
【００４４】
高光透過率領域での光透過率の下限は、１０％を超える。そして、２０％を超えることがより好ましく、２５％以上であることが更に好ましい。高光透過率領域での光透過率の下限は３０％以上であってもよく、３５％以上であってもよく、４０％以上であってもよい。下限が上記の値であることにより、セパレータを電極上に積層したとき、電極側とは反対側から高光透過率領域越しに、その電極を把握し易くなる。
また、高光透過率領域での光透過率の上限は、９０％以下である。そして、８０％以下であることがより好ましく、７０％以下であることが更に好ましい。高光透過率領域での光透過率の上限は、６５％以下であってもよく、６０％以下であってもよく、５５％以下であってもよく、５０％以下であってもよく、４５％以下であってもよく、４０％以下であってもよく、３５％以下であってもよい。上限が上記の値であることにより、（セパレータの物理的特性、例えば膜強度等が低下することを防止し易くなると共に、電解液の透過性を維持し易くなる。また、正負極間の直接的な接触を防ぎ、かつ微多孔膜中に保持した非水電解質を通じてイオンを透過させるという、セパレータの本質的な機能を十分に発揮させることができる。
【００４５】
低光透過率領域での光透過率の下限は、１０％以上である。そして、１５％以上であることがより好ましく、２０％以上であることが更に好ましい。低光透過率領域での光透過率の下限は、２５％以上であってもよく、３０％以上であってもよく、３５％以上であってもよく、下限が上記の値であることにより、セパレータの薄膜化に対する期待に応え易くなる。
また、低光透過率領域での光透過率の上限は、６０％未満である。そして、５０％以下がより好ましく、４０％以下がより好ましく、３５％以下であることがより好ましく、３０％未満であることがより好ましく、２７％以下であることが更に好ましい。低光透過率領域での光透過率の上限は、２５％以下であってもよく、２０％以下であってもよく、１５％以下であってもよい。上限が上記の値であることにより、十分な膜強度を達成することができると共に、電解液の透過性を十分に維持することができる。
【００４６】
また、高光透過率領域、及び低光透過率領域での個々の光透過率とは別の観点では、高光透過率領域での光透過率（Ｉ）と、低光透過率領域での光透過率（Ｉ０）とが下記式：
１．００＜Ｉ／Ｉ０＜９．００
の関係を満たすことも好ましい。
Ｉ／Ｉ０が上記の関係を満たすことで、セパレータの物理的特性の低下を抑制すると共に、電解液の透過性を維持し、かつセパレータを介した正極、及び負極の位置合わせの容易性の向上を図ることができるセパレータ、捲回体、非水電解質電池、及びリチウムイオン二次電池を提供し易くなる。
【００４７】
特に、Ｉ／Ｉ０の下限は、１．０１以上であることが好ましく、１．０２以上であることがより好ましく、１．０５以上であることが更に好ましい。Ｉ／Ｉ０の下限は、１．１以上であってもよく、１．３以上であってもよく、１．５以上であってもよく、１．７以上であってもよい、また、２．０以上であってもよく、２．５以上であってもよく、３．０以上であってもよい。下限が上記の値であることにより、膜強度と電解液の透過性とのバランスに優れる傾向にある。また、高光透過率領域での光透過率と、低光透過率領域での光透過率とに実質的に差異を生じさせ易くなり、その結果、上記の面積割合を精度よく算出し易くなる。
また、Ｉ／Ｉ０の上限は、６．００以下であることが好ましく、４．００以下であることが好ましく、３．００以下であることがより好ましく、２．００以下であることが好ましく、１．６０以下であることが更に好ましい。上限が上記の値であることにより、高光透過率領域での光透過率が過度に高い状況、及び／又は低光透過率領域での光透過率が過度に低い状況を回避することができる。よって、低光透過率領域の厚膜化を抑制しつつ、本発明の効果を確実に得ることができるようになる。
【００４８】
光透過率は、以下の装置又は手法等を用いて測定可能である。すなわち、測定にはキーエンス（株）製のマイクロスコープ「ＶＨＸ−３０００」を使用する。光の入射モードは透過モードとする。そして、スライドガラス上にセパレータを静置し、透過モードにて画像を取得する。撮影における倍率は、２０倍である。このときの入射光量は自動とする。なお、光量は観察範囲内の全てにおいてハレーションを起こしていないことを確認する。取得した画像から、代表的なパタンを抽出し、高光透過率領域の輝度カウントと、低透過率領域での光透過率の輝度カウントとを各々見積もる。
次いで、代表的なパタンにおける高透過率領域の光透過率の平均値を算出し、無作為に１０点について同様の処理をし、その平均値を高透過率領域の光透過率とする。低透過率領域の光透過率は、代表的なパタンの周囲であって、かつ最近接パタンとの中点で結ばれる領域（但し、高透過率領域を除いた領域）の光透過率を算出する。こちらについても、無作為に１０点について同様の処理をし、その平均値を低透過率領域の光透過率とする。なお、ここではキーエンス（株）製のマイクロスコープ「ＶＨＸ−３０００」を使用可能な装置として挙げているが、同様のことが可能な顕微鏡又は撮像機器であれば良く、限定されない。
【００４９】
観察範囲は、基材の厚さ方向に沿って視たときの１０ｍｍ×１０ｍｍ四方である。本明細書での「基材の厚さ方向」とは、基材の主面に対して垂直な方向を意味する。すなわち、本明細書での「基材の厚さ方向」とは、主面が上面又は下面に位置するように基材を平面上に載置したときの、重力方向を意味する。ただ、本明細書での「基材の厚さ方向に沿う」には、基材の厚さ方向に完全に一致している場合に加え、測定に影響を及ぼさない程度の微細な角度のずれが生じている場合も含まれる。
観察は、互いに対向する主面のどちらの面側から行ってもよい。従って、例えば、基材の主面の一方のみにパタンが設けられる場合、そのパタンが設けられる主面側から観察を行ってもよく、そのパタンが設けられる主面とは反対側から観察を行ってもよい。
基材の主面の全部にパタンが設けられている場合、その主面において任意の観察範囲を設定すればよい。基材の主面の一部のみにパタンが設けられている場合には、そのパタンが含まれないように恣意的に観察範囲を設定することは好ましくなく、少なくとも一つのパタンが含まれるように観察範囲を設定することが好ましい。従って、パタンが単数である場合には、その単数のパタンが含まれるように観察範囲を設定することが好ましく、パタンが複数である場合には、例えば、その複数設けられるパタンの集合の中心と、観察範囲の中心とが一致するように、その観察範囲を設定することが好ましい。
非水電解質電池用のセパレータの場合、そのセパレータは基本的には、非水電解質電池の製造、及びその製造を想定した保管並びに流通等に適した大きさで構成される。そして、そのような製造、及びその製造を想定した保管並びに流通等に適した配置、及び形状等で、基材に対して上記のパタンが設けられる。
この点、１０ｍｍ×１０ｍｍ四方の観察範囲であれば、その観察範囲の全体に、非水電解質電池用のセパレータを構成する基材の主面を確実に設定することができる。また、１０ｍｍ×１０ｍｍ四方の観察範囲であれば、そのような主面に設けられるパタンについて、上記の面積割合を正確に算出することができる。
【００５０】
観察範囲での上記の面積割合の下限は、０．０１％以上であることが好ましく、０．１０％以上であることがより好ましく、０．５０％以上であることが更に好ましい。観察範囲での上記の面積割合の下限は、１．０％以上であってもよく、１．５％以上であってもよく、２．０％以上であってもよく、３．０％以上であってもよく、５．０％以上であってもよい。下限が上記の値であることにより、高光透過率領域を広範囲に配置させ易くなるため、セパレータが積層された電極の広範囲を高光透過率領域越しに把握し易くなる。
また、観察範囲での上記の面積割合の上限は、２０．０％以下であることが好ましく、１５．０％以下であることがより好ましく、１０．０％以下であることが更に好ましい。上限が上記の値であることにより、高光透過率領域の範囲を必要範囲内に抑え易くなるため、高光透過率領域が過度に設けられることに起因して、セパレータの物理的特性、例えば膜強度等が低下することを防止し易くなる。
【００５１】
上記の面積割合（１００×高光透過率領域／低光透過率領域）は、例えば、上記のレーザー光を照射することで得られる画像（１０ｍｍ×１０ｍｍ四方の観察範囲の画像）を解析することで算出可能である。解析は、例えば、所定のソフトウェア等を用いて行うことができる。目視観察、及び定規等を用いた人手による計算作業により解析してもよい。
１０ｍｍ×１０ｍｍ四方の観察範囲の画像中において、高透過率領域の光透過率を有する領域の面積は、かかる透過率と同等の透過率を有する領域の面積に相当する。また、低透過率領域の面積は、１０ｍｍ×１０ｍｍ四方の観察範囲の画像中において、この高透過率領域の面積を利用することによっても算出することができる。なお、パタン内部に低透過率領域を有する場合においては、この領域を低透過率領域として算出可能である。
【００５２】
図１に示すように、セパレータ１に設けられるパタン５において、高光透過率領域１０は、周形状を有している。そして、その周形状の外周側、及び内周側のそれぞれに、低光透過率領域２０が配置されている。
このような構成によれば、外周側のみならず内周側にも低光透過率領域２０が配置される分、低光透過率領域２０の所定の面積を確保しつつ、多数又は広範囲の高光透過率領域１０を設け易くなる。その結果、セパレータを電極上に積層したとき、電極側とは反対側から、多数又は広範囲に配置された高光透過率領域１０越しに、その電極を把握することができる。
特に、図１に示すような、円形の周形状は、多角形の周形状に比べて製造が容易である。また、円形の周形状であれば、多角形の周形状に比べて、高光透過率領域１０を複数製造したときの構成差にバラツキが生じ難くい。このため、高光透過率領域１０を複数配置する場合であっても、セパレータの信頼性を十分に確保し易くなる。
なお、本明細書における「周形状」とは、セパレータの厚さ方向、すなわち基材の厚さ方向（図１では、紙面に対して垂直方向）に沿って視たとき、環のように閉回路が構成される形状を意味する。
【００５３】
外周側に配置された低光透過率領域２０ａと、内周側に配置された低光透過率領域２０ｂとの構成は、同一であってもよく異なっていてもよい。構成に起因する要素についても、同一であってもよく異なっていてもよく、従って、例えば、外周側に配置された低光透過率領域２０ａでの光透過率と、内周側に配置された低光透過率領域２０ｂでの光透過率とが、同一であってもよく異なっていてもよい。
【００５４】
円形の周形状には、図１に示すような真円形の周形状に加えて、図２に示すような楕円形の周形状（図２中、パタン５Ａ参照）も含まれる。また、周形状には、円形の周形状に加えて、多角形の周形状も含まれる。多角形の周形状としては、四角形の周形状、及び図２に示すような五角形の周形状（図２中、パタン５Ｂ参照）等が挙げられる。図２に示すように、楕円形の周形状、及び五角形の周形状のいずれにおいても、周形状である高光透過率領域１０の外周側、及び内周側の両方に、低光透過率領域２０が配置されている。
多角形の周形状を構成する各線分の長さは、同一であってもよく異なっていてもよい。従って、例えば、四角形の周形状には、正方形の周形状、及び長方形の周形状の両方が含まれる．また、周形状を構成する各線分の幅（すなわち、各線分を挟む、外周側、及び内周側の距離）は、同一であってもよく異なっていてもよい。
【００５５】
高光透過率領域は、上記の例のいずれかのみに限定されることはなく、上記の例を組み合わせた形状に形成することもできる。例えば、円形の周形状、及び多角形の周形状を組み合わせた形状に形成してもよく、真円形の周形状、及び楕円形の周形状を組み合わせた形状に形成してもよい。
高光透過率領域の形状は、周形状に限定されない。従って、高光透過率領域の形状は、周形状ではない、円形状、多角形状、直線形状、及び波線形状のいずれでもよく、これらを組み合わせた形状でもよい。更には、これらと周形状とを組み合わせた形状でもよい。
ただし、パタンを好適に形成する観点、例えば、パタンにおける凹凸を好適に形成する観点からは、基材の厚さ方向に沿って視たとき、高光透過率領域の外周の全てが主面、すなわち低光透過率領域によって囲まれる形状であることが好ましい。
【００５６】
高光透過率領域は、所定のピッチで複数配置されていることが好ましい。特に、高光透過率領域は、格子状に配置されていることが好ましい。
高光透過率領域が所定のピッチで複数配置されていることで、高光透過率領域を多数又は広範囲に配置させ易くなる。その結果、セパレータを電極上に積層したとき、電極側とは反対側から、多数又は広範囲に配置された高光透過率領域越しに、その電極を把握することができる。
特に、高光透過率領域が格子状に配置されていることで、高光透過率領域を多数又は広範囲に一層配置させ易くなる。その結果、セパレータを電極上に積層したとき、電極側とは反対側から、多数又は広範囲に配置された高光透過率領域越しに、その電極を一層把握し易くなる。
【００５７】
本明細書での「格子状」には、図３に示すような四方配列（図３中、点線参照）に加えて、三方配列、及び図４に示すような六方配列（図４中、点線参照）も含まれる。つまり、交差する２つの方向に沿った、所定のピッチを有する複数の配置であれば、本明細書での「格子状」に含まれる。また、基材の厚さ方向に沿って視たとき、マトリクス状、すなわち行列状の配置であれば、本明細書での「格子状」に含まれる。
高光透過率領域の配置は、四方配列、三方配列、及び六方配列に限定されず、これらを組み合わせた配置でもよく、他の格子状の配置でもよい。また、例えば、図４に示すように、１つの方向に沿った、所定のピッチを有する複数の配置でもよい。
高光透過率領域が複数配置される場合、隣り合う高光透過率領域間の距離（ピッチの長さ）は、同一であってもよく異なっていてもよい。高光透過率領域の数は、本発明の要旨を満たすのであれば、単数であってもよい。
高光透過率領域１０の配置は、所定のピッチで複数配置されている例に限定されず、例えば、ライン・アンド・スペース構造又はランダム配列等でもよく、これらの構造と、上記の例とを組み合わせた配置でもよい。
【００５８】
図５に示すように、パタン５は、凹部３０を有している。基材を厚さ方向（図５では、紙面上下方向）に切断したときの断面視において、凹部３０は、第１底部３１と、第１底部３１の周縁に設けられ、第１底部３１よりも基材厚さの小さい第２底部３２とを有している。つまり、第１底部３１を囲むように外堀が形成され、第２底部３２により、その外堀の底部が形成されている。
そして、凹部３０における第２底部３２を含む領域が、上記の高光透過率領域１０を構成している。基材厚さが小さくなるのに応じて光透過率が高くなると仮定した場合、第２底部３２では、第１底部３１等よりも基材厚さが小さい分、高い光透過率が得られることになる。
よって、このような凹部３０を含むパタンであれば、本発明の一態様であるセパレータ１の構成を実現し易くなる。また、第１底部が形成された上で更に第２底部が形成されることで、基材の表面が好適なエンボス状となり、非水電解質の液回りが良好になる傾向にある。
【００５９】
図５において、凹部３０の外周に存在する基材領域は、周形状である光透過率領域１０の、外周側に配置された低光透過率領域２０ａ（図１参照）に相当し、また、第１底部３１を含む領域は、周形状である光透過率領域１０の、内周側に配置された低光透過率領域２０ｂ（図１参照）に相当する。
また、図５において、第１底部３１は平面状に形成され、第２底部３２はテーパー状に形成されているが、各底部の構成は上記の例に限定されない。第１底部３１、及び／又は第２底部３２は、平面状であってもよくテーパー状であってもよい。第１底部３１がテーパー状に形成される場合でも、基材厚さが最小になる部分には第１底部が含まれ、また、第２凹部がテーパー状に形成される場合でも、基材厚さが最小になる部分には第２底部が含まれる。
【００６０】
ここで、凹部３０が設けられていない部分での基材の厚さを基材厚さ（Ｔ０）、第１底部３１での基材の厚さを第１基材厚さ（Ｔ１）、及び第２底部３２での基材の厚さを第２基材厚さ（Ｔ２）と各々称する。
このとき、基材厚さ（Ｔ０）は、３μｍ以上２５μｍ以下が好ましく、３．５μｍ以上２０μｍ以下がより好ましく、４μｍ以上１５μｍ以下が更に好ましい。
基材厚さ（Ｔ０）の下限が上記の値であることにより、セパレータの弾性が向上するため、セパレータを捲回した捲回体、セパレータと電極との積層体、及びかかる積層体を捲回した捲回体の安定性を向上させ易くなる。また、基材厚さ（Ｔ０）の上限が上記の値であることにより、電池容量、及び透過性がより向上する傾向にある。
【００６１】
また、第１基材厚さ（Ｔ１）と、第２基材厚さ（Ｔ２）とは下記式：
１．００＜Ｔ１／Ｔ２＜１０
の関係を満たすことが好ましい。
Ｔ１／Ｔ２の下限が上記の値であることにより、高光透過率領域での光透過率と、低光透過率領域での光透過率とに有意な差を設け易くなり、その結果、セパレータを電極上に積層したとき、電極側とは反対側から高光透過率領域越しに、その電極を把握し易くなる。また、Ｔ１／Ｔ２の上限が上記の値であることにより、高光透過率領域での光透過率と、低光透過率領域での光透過率とに過度な差が生じることを防止し易くなり、その結果、セパレータの物理的特性、例えば膜強度等が低下することを防止し易くなる。
【００６２】
ここで、図示しないものの、凹部とは反対側の面に、その凹部に対応するように凸部を備えることもできる。このような凸部を備えることで、凹部における基材厚さの大きな変化を防止し易くなるため、充放電時の抵抗が均一になり易くなる。その結果、負極表面にＬｉデンドライトが発生し難くなる。
従って、このような凸部を備えることで、第１底部３１の深さが、基材厚さ（Ｔ０）を超える場合がある。ただし、第１基材厚さ（Ｔ１）は、基材厚さ（Ｔ０）未満である必要がある。
【００６３】
以上説明したパタンにおいて、高光透過率領域の気孔率は、例えば、２０％以上８０％以下が好ましく、２５％以上７５％以下がより好ましく、３０％以上７０％以下が更に好ましい。また、低光透過率領域の気孔率は、例えば、２０％以上７０％以下が好ましく、２５％以上６０％以下がより好ましく、２５％以上５０％以下が更に好ましい。ただし、高光透過率領域の気孔率は、低光透過率領域の気孔率よりも低いことが好ましい。
【００６４】
〔セパレータ〕
セパレータは、上記の基材を含んで構成される。セパレータの空孔率は、非水電解質の保持量を確保してイオン透過性を良好にするために、セパレータの乾燥した状態で、３０％以上であることが好ましく、４０％以上であることがより好ましい。一方、セパレータの強度の確保と内部短絡の防止の観点から、セパレータの空孔率は、セパレータの乾燥した状態で、８０％以下であることが好ましく、７０％以下であることがより好ましい。なお、セパレータの空孔率Ｐｏ（％）は、上記で説明された凹又は凸形状のパタンの高さを含むセパレータの厚み、面積当たりの質量、及び構成成分の密度から、下記式：
Ｐｏ＝｛１−（ｍ／ｔ）／（Σａi・ρi）｝×１００
｛式中、ａiは、全体の質量を１としたときの成分ｉの比率であり、ρiは、成分ｉの密度（ｇ／ｃｍ3）であり、ｍは、セパレータの単位面積当たりの質量（ｇ／ｃｍ2）であり、かつｔは、セパレータの厚み（ｃｍ）である。｝
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。
【００６５】
また、セパレータの透気度は、１０秒／１００ｃｃ以上５００秒／１００ｃｃ以下であることが好ましく、より好ましくは２０秒／１００ｃｃ以上４５０秒／１００ｃｃ以下であり、更に好ましくは３０秒／１００ｃｃ以上４５０秒／１００ｃｃ以下である。透気度が１０秒／１００ｃｃ以上であることにより、セパレータを非水電解質電池に用いた際の自己放電がより少なくなる傾向にある。また、透気度が５００秒／１００ｃｃ以下であることにより、より良好な充放電特性が得られる傾向にある。
【００６６】
セパレータは、その少なくとも片面に、有機の被覆層が形成されていてもよい。すなわち、セパレータは、所望により、接着層を含んで構成されてもよい。接着層は熱可塑性ポリマーを含む。接着層のセパレータにおける位置については、セパレータの表面に形成されていれば、特に限定されない。例えば、セパレータの少なくとも片面に接着層が配されたものや、上記の微多孔膜の少なくとも片面に無機層を配し、更にパタンを少なくとも片面に配したセパレータに対して、更に少なくとも片面に接着層を付与したもの等が挙げられる。基材を用いた場合、少なくとも片面に無機の被覆層が形成されたセパレータが構成される。このような基材を用いた場合、少なくとも片面に無機の被覆層が形成されたセパレータが構成される。
接着層は、セパレータの少なくとも片面の全部に配置されてもよく、一部のみに配置されてもよい。接着層において、熱可塑性ポリマーを含む部分と熱可塑性ポリマーを含まない部分とが海島状に存在していてもよい。
ただ、接着層は、パタンを有する主面とは反対側の主面に形成されていることが好ましく、これにより、パタンと接着層の接触面積を減らすことができる。
【００６７】
〔セパレータの製造方法〕
（基材の製造方法）
基材を製造する方法としては、特に限定されないが、例えば、既知の製造方法を採用することができる。既知の製造方法としては、例えば、ポリオレフィン樹脂等を含む組成物（以下、「樹脂組成物」ともいう。）と可塑剤とを溶融混練してシート状に成形した後、場合により延伸した後、可塑剤を抽出することにより多孔化させる方法；樹脂組成物を溶融混練して高ドロー比で押出した後、熱処理と延伸によって樹脂結晶界面を剥離させることにより多孔化させる方法；樹脂組成物と無機充填材とを溶融混練してシート状に成形した後、延伸によって樹脂と無機充填材との界面を剥離させることにより多孔化させる方法；樹脂組成物の溶解後、樹脂に対する貧溶媒に浸漬させ樹脂を凝固させると同時に溶剤を除去することにより多孔化させる方法等が挙げられる。
【００６８】
ここで、パタンを形成する方法については、特に限定されないが、例えば、所定のエンボス加工ロールと、所定の弾性バックアップロールとの両ロールの間に、樹脂組成物を通過させる方法が挙げられる。両ロール間の線圧、及び各ロールの外径並びに表面温度等、加工条件は適宜調節することができる。
【００６９】
基材が無機層を有する場合において、無機層の形成方法としては、特に限定されないが、例えば、微多孔膜の少なくとも片面に、無機フィラーと樹脂製バインダとを含む塗布液を塗布して無機層を形成する方法を挙げることができる。
【００７０】
無機フィラーと樹脂製バインダとを、塗布液の溶媒に分散させる方法については、特に限定されないが、例えば、ボールミル、ビーズミル、遊星ボールミル、振動ボールミル、サンドミル、コロイドミル、アトライター、ロールミル、高速インペラー分散、ディスパーザー、ホモジナイザー、高速衝撃ミル、超音波分散、撹拌羽根等による機械撹拌等が挙げられる。
【００７１】
塗布液を基材に塗布する方法については、特に限定されないが、例えば、グラビアコーター法、小径グラビアコーター法、リバースロールコーター法、トランスファロールコーター法、キスコーター法、ディップコーター法、ナイフコーター法、エアドクタコーター法、ブレードコーター法、ロッドコーター法、スクイズコーター法、キャストコーター法、ダイコーター法、スクリーン印刷法、スプレー塗布法等が挙げられる。
【００７２】
塗布後に塗布膜から溶媒を除去する方法については、微多孔膜に悪影響を及ぼさない方法であれば特に限定はなく、例えば、微多孔膜を固定しながらその融点以下の温度にて乾燥する方法又は低温で減圧乾燥する方法等が挙げられる。微多孔膜の流れ方向（ＭＤ方向）の収縮応力を制御する観点から、乾燥温度、及び巻取り張力等を適宜調整することが好ましい。
【００７３】
無機フィラーと樹脂製バインダとを、塗布液の溶媒に分散させる方法については、特に限定されないが、例えば、ボールミル、ビーズミル、遊星ボールミル、振動ボールミル、サンドミル、コロイドミル、アトライター、ロールミル、高速インペラー分散、ディスパーザー、ホモジナイザー、高速衝撃ミル、超音波分散、撹拌羽根等による機械撹拌等が挙げられる。
【００７４】
塗布液を基材に塗布する方法については、特に限定されないが、例えば、グラビアコーター法、小径グラビアコーター法、リバースロールコーター法、トランスファロールコーター法、キスコーター法、ダイコーター法、スクリーン印刷法、スプレー塗布法、転写法等が挙げられる。より具体的には、基材にロールを用いて塗工し乾燥することで微細パタンを形成することができる。
【００７５】
〔実施形態２〕
実施形態２は、上記のセパレータを捲回した、捲回体（セパ捲回体）である。セパレータを捲回する管（芯）の直径は、製品として用いられる直径であれば良いため、特に限定されないが、２インチ以上が好ましく、より好ましくは３インチ以上、更に好ましくは６インチ以上である。ロールの生産性の観点から、管の直径は、１０インチ以下であることができる。
【００７６】
セパレータを巻く管の材質は特に限定されない。紙、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、及び塩化ビニル樹脂のいずれかを含んでよい。なかでも樹脂であることが好ましく、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、及び塩化ビニル樹脂のいずれかを含んでよい。
【００７７】
セパレータの巻長は、特に限定されないが、電池を作製する場合の生産性の観点から、３００ｍ以上が好ましく、より好ましくは４００ｍ以上、更に好ましくは５００ｍ以上である。セパレータの巻長は、ロールの生産性の観点から、５０００ｍ以下であることができる。
【００７８】
〔実施形態３〕
実施形態３は、正極、上記に記載のセパレータ、及び負極が積層された積層体又はその積層体を捲回したもの（捲回物）と、非水電解質とを含む、非水電解質電池である。
【００７９】
非水電解質電池の形態としては、スチール缶、アルミニウム缶等を外装缶として用いた筒形（例えば、角筒形、円筒形等）等が挙げられる。また、金属を蒸着したラミネートフィルムを外装体として用いて、非水電解質電池を構成することもできる。非水電解質電池の代表例として、リチウムイオン二次電池が挙げられる。
【００８０】
〔正極〕
正極は、正極活物質と、導電材と、結着材と、集電体とを含むことが好ましい。
【００８１】
正極に含まれ得る正極活物質としては、電気化学的にリチウムイオンを吸蔵、及び放出可能な既知のものを用いることができる。なかでも、正極活物質としては、リチウムを含む材料が好ましい。正極活物質としては、例えば、
下記一般式（１）：
【化１】
2020068094.tif 000003
｛式中、Ｍは、遷移金属元素から成る群より選ばれる少なくとも１種の元素を示し、０＜ｘ≦１．３、０．２＜ｙ＜０．８、かつ３．５＜ｚ＜４．５である。｝
で表される酸化物；
下記一般式（２）：
【化２】
2020068094.tif 000004
｛式中、Ｍは、遷移金属元素から成る群より選ばれる少なくとも１種の元素を示し、０＜ｘ≦１．３、０．８＜ｙ＜１．２、かつ１．８＜ｚ＜２．２である。｝
で表される層状酸化物；
下記一般式（３）：
【化３】
2020068094.tif 000005
｛式中、Ｍａは、遷移金属元素から成る群より選ばれる少なくとも１種の元素を示し、かつ０．２≦ｘ≦０．７である。｝
で表されるスピネル型酸化物；
下記一般式（４）：
【化４】
2020068094.tif 000006
｛式中、Ｍｃは、遷移金属元素から成る群より選ばれる少なくとも１種の元素を示す。｝で表される酸化物と下記一般式（５）：
【化５】
2020068094.tif 000007
｛式中、Ｍｄは、遷移金属元素から成る群より選ばれる少なくとも１種の元素を示す。｝で表される酸化物との複合酸化物であって、下記一般式（６）：
【化６】
2020068094.tif 000008
｛式中、Ｍｃ及びＭｄは、それぞれ上記式（４）及び（５）におけるＭｃ及びＭｄと同義であり、かつ０．１≦ｚ≦０．９である。｝
で表される、Ｌｉが過剰な層状の酸化物正極活物質；
下記一般式（７）：
【化７】
2020068094.tif 000009
｛式中、Ｍｂは、Ｍｎ、及びＣｏから成る群より選ばれる少なくとも１種の元素を示し、かつ０≦ｙ≦１．０である。｝
で表されるオリビン型正極活物質；及び
下記一般式（８）：
【化８】
2020068094.tif 000010
｛式中、Ｍｅは、遷移金属元素から成る群より選ばれる少なくとも１種の元素を示す。｝で表される化合物が挙げられる。これらの正極活物質は、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００８２】
なお、正極を形成するために、本技術分野で既知の導電材、結着材、及び集電体を用いてもよい。
【００８３】
また、正極の正極合剤層において、正極活物質の含有量を８７質量％〜９９質量％に調整し、導電助剤の含有量を０．５質量％〜１０質量％に調整し、かつ／又はバインダの含有量を０．５質量％〜１０質量％に調整することが好ましい。
【００８４】
〔負極〕
負極は、負極活物質と、結着材と、集電体とを含むことが好ましい。
【００８５】
負極に含まれ得る負極活物質としては、電気化学的にリチウムイオンを吸蔵、及び放出可能な既知の物質を用いることができる。このような負極活物質としては、特に限定されないが、例えば、黒鉛粉末、メソフェーズ炭素繊維、及びメソフェーズ小球体等の炭素材料；並びに金属、合金、酸化物、及び窒化物が好ましい。これらは１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００８６】
負極に含まれ得る結着材としては、負極活物質、負極に含まれ得る導電材、及び負極に含まれ得る集電体のうち少なくとも２つを結着できる既知の材料を用いることができる。このような結着材としては、特に限定されないが、例えば、カルボキシメチルセルロース、スチレン−ブタジエンの架橋ゴムラテックス、アクリル系ラテックス、及びポリフッ化ビニリデンが好ましい。これらは１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００８７】
負極に含まれ得る集電体としては、特に限定されないが、例えば、銅、ニッケル、及びステンレス等の金属箔；エキスパンドメタル；パンチメタル；発泡メタル；カーボンクロス；並びにカーボンペーパーが挙げられる。これらは１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００８８】
また、負極に係る負極合剤層においては、負極活物質の含有量を８８質量％〜９９質量％に調整し、かつ／又はバインダの含有量を０．５質量％〜１２質量％に調整することが好ましく、導電助剤を用いる場合には、導電助剤の含有量を０．５質量％〜１２質量％に調整することが好ましい。
【００８９】
〔非水電解質〕
非水電解質としては、例えば、リチウム塩を有機溶媒に溶解した溶液（非水電解液）が用いられる。リチウム塩としては、特に限定されず、既知のものを用いることができる。このようなリチウム塩としては、特に限定されないが、例えば、ＬｉＰＦ6（六フッ化リン酸リチウム）、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＢＦ4、ＬｉＡｓＦ6、Ｌｉ2ＳｉＦ6、ＬｉＯＳＯ2ＣkＦ2k+1〔式中、ｋは１〜８の整数である〕、ＬｉＮ（ＳＯ2ＣkＦ2k+1）2〔式中、ｋは１〜８の整数である〕、ＬｉＰＦn（ＣkＦ2k+1）6-n〔式中、ｎは１〜５の整数であり、かつｋは１〜８の整数である〕、ＬｉＰＦ4（Ｃ2Ｏ4）、及びＬｉＰＦ2（Ｃ2Ｏ4）2が挙げられる。これらのなかでも、ＬｉＰＦ6が好ましい。ＬｉＰＦ6を用いることにより、高温時においても電池特性、及び安全性により優れる傾向にある。これらのリチウム塩は、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
非水電解質に用いられる非水溶媒としては、特に限定されず、既知のものを用いることができる。非水溶媒としては、例えば、非プロトン性極性溶媒が挙げられる。
【００９０】
非プロトン性極性溶媒としては、特に限定されないが、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、１，２−ブチレンカーボネート、２，３−ブチレンカーボネート、１，２−ペンチレンカーボネート、２，３−ペンチレンカーボネート、トリフルオロメチルエチレンカーボネート、フルオロエチレンカーボネート、及び４，５−ジフルオロエチレンカーボネート等の環状カーボネート；γープチロラクトン、及びγーバレロラクトン等のラクトン；スルホラン等の環状スルホン；テトラヒドロフラン、及びジオキサン等の環状エーテル；エチルメチルカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルプロピルカーボネート、メチルイソプロビルカーボネート、ジプロピルカーボネート、メチルブチルカーボネート、ジブチルカーボネート、エチルプロピルカーボネート、及びメチルトリフルオロエチルカーボネート等の鎖状カーボネート；アセトニトリル等のニトリル；ジメチルエーテル等の鎖状エーテル；プロピオン酸メチル等の鎖状カルボン酸エステル；並びにジメトキシエタン等の鎖状エーテルカーボネート化合物が挙げられる。これらは１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００９１】
非水電解質は、必要に応じて、その他の添加剤を含有してもよい。このような添加剤としては、特に限定されないが、例えば、上記に例示した以外のリチウム塩、不飽和結合含有カーボネート、ハロゲン原子含有カーボネート、カルボン酸無水物、硫黄原子含有化合物（例えば、スルフィド、ジスルフィド、スルホン酸エステル、スルフィト、スルフェート、スルホン酸無水物等）、ニトリル基含有化合物等が挙げられる。
【００９２】
その他の添加剤の具体例は、以下のとおりである：
リチウム塩：例えば、モノフルオロリン酸リチウム、ジフルオロリン酸リチウム、リチウムビス（オキサラト）ボレート、リチウムジフルオロ（オキサラト）ボレート、リチウムテトラフルオロ（オキサラト）ホスフェート、リチウムジフルオロビス（オキサラト）ホスフェート等；
不飽和結合含有カーボネート：例えば、ビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート等；
ハロゲン原子含有カーボネート：例えば、フルオロエチレンカーボネート、トリフルオロメチルエチレンカーボネート等；
カルボン酸無水物：例えば、無水酢酸、無水安息香酸、無水コハク酸、無水マレイン酸等；
硫黄原子含有化合物：例えば、エチレンスルフィト、１，３−プロパンスルトン、１，３−プロペンスルトン、１，４−ブタンスルトン、エチレンスルフェート、ビニレンスルフェート等；
ニトリル基含有化合物：例えば、スクシノニトリル等。
【００９３】
非水電解質が、上記で説明された他の添加剤を含むことにより、電池のサイクル特性がより向上する傾向にある。
なかでも、電池のサイクル特性を更に向上させるという観点から、ジフルオロリン酸リチウム、及びモノフルオロリン酸リチウムから成る群から選択される少なくとも１種が好ましい。ジフルオロリン酸リチウム、及びモノフルオロリン酸リチウムから成る群から選択される少なくとも１種の添加剤の含有量は、非水電解質１００質量％に対して、０．００１質量％以上が好ましく、０．００５質量％以上がより好ましく、０．０２質量％以上が更に好ましい。この含有量が０．００１質量％以上であると、リチウムイオン二次電池のサイクル寿命がより向上する傾向にある。また、この含有量は、３質量％以下が好ましく、２質量％以下がより好ましく、１質量％以下が更に好ましい。この含有量が３質量％以下であると、リチウムイオン二次電池のイオン伝導性がより向上する傾向にある。
非水電解質中のその他の添加剤の含有量は、例えば、31Ｐ−ＮＭＲ、19Ｆ−ＮＭＲ等のＮＭＲ測定により確認することができる。
【００９４】
非水電解質中のリチウム塩の濃度は、０．５ｍｏｌ／Ｌ〜６．０ｍｏｌ／Ｌであることが好ましい。非水電解質の低粘度化の観点から、非水電解質中のリチウム塩の濃度は、０．９ｍｏｌ／Ｌ〜１．２５ｍｏｌ／Ｌであることがより好ましい。リチウム塩の非水電解質中の濃度は目的に応じて選択することができる。
なお、非水電解質は、液体電解質であってもよく、固体電解質であってもよい。
【００９５】
〔他の実施形態〕
以上、本発明の一態様について説明したが、本発明は、上記の実施形態１〜３に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。
【００９６】
例えば、本発明は、リチウムイオン二次電池を代表例とする非水電解質電池をはじめ、各種の蓄電デバイスに適用可能である。また、本発明は、携帯電子機器用の電源といった、比較的小型の蓄電デバイスはもちろん、住宅用蓄電システム等の電力貯蔵分野、及び電動車両分野等における電源といった、比較的大型の蓄電デバイスにも適用可能である。更に、本発明に係るセパレータは、リチウムイオンキャパシタにも適用可能である。
【符号の説明】
【００９７】
１      セパレータ
５，５Ａ，５Ｂ      パタン
１０    高光透過率領域
２０    低光透過率領域
２０ａ  外周側に配置された低透過率領域
２０ｂ  内周側に配置された低透過率領域
３０    凹部
３１    第１底部
３２    第２底部
Ｔ０    基材厚さ
Ｔ１    第１底部での基材厚さ（第１基材厚さ）
Ｔ２    第２底部での基材厚さ（第２基材厚さ）
【図１】
2020068094.tif 000011
【図２】
2020068094.tif 000012
【図３】
2020068094.tif 000013
【図４】
2020068094.tif 000014
【図５】
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