(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リチウムイオン電池用の電池セパレータに、Ｚ方向の安定性を提供する方法であって、
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリメチルペンテン、超高分子量ポリエチレン、これらのコポリマーおよびこれらの混合物からなる群より選ばれる熱可塑性ポリマーと、２．５〜１２容積％の不活性の熱非変形微粒子充填剤を含む、微多孔膜を提供する工程を含み、
前記不活性の熱非変形微粒子充填剤は雲母ではなく、且つ、平均粒径が１μｍ未満であり、前記不活性の熱非変形微粒子充填剤が炭素系材料、金属酸化物および水酸化物、金属炭酸塩、鉱物、合成及び天然ゼオライト、セメント、シリケート、ガラス粒子、硫黄含有塩、合成ポリマーおよびこれらの混合物からなる群より選ばれ、
前記不活性の熱非変形微粒子充填剤が、前記ポリマー中に分散している、方法。
【請求項２】
前記膜が、元の膜厚の８０％のＺ方向の最大圧縮を示す、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
リチウムイオン電池用の電池セパレータに、Ｚ方向の安定性を提供する方法であって、
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリメチルペンテン、超高分子量ポリエチレン、これらのコポリマーおよびこれらの混合物からなる群より選ばれる熱可塑性ポリマーと、２．５〜１２容積％の不活性の微粒子充填剤を含む、微多孔膜を提供する工程を含み、
前記不活性微粒子充填剤が炭素系材料、金属酸化物および水酸化物、金属炭酸塩、鉱物、合成及び天然ゼオライト、セメント、シリケート、ガラス粒子、硫黄含有塩、合成ポリマーおよびこれらの混合物からなる群より選ばれ、
前記不活性微粒子充填剤が、前記ポリマー内に分散しており、
前記膜が、室温と１２５℃の間で第１の実質的に水平の傾きを有し、２２５℃を超える温度で第２の実質的に水平の傾きを有するＴＭＡ圧縮曲線を有し、
ここで、Ｙ軸は元の厚さからの圧縮率を表し、Ｘ軸は温度を表し、前記第１の傾きの曲線は、前記第２の傾きの曲線より低い圧縮率を有し、前記第２の傾きの曲線が９５％以下の圧縮率を有する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池、例えば、リチウム電池における「急激な」熱暴走を防止することに関係する。
【背景技術】
【０００２】
電池、例えば、リチウムイオン電池においては、熱暴走が潜在的な問題となっている。熱暴走は、特に、通常のサイクルの過程でアノードとカソードの体積変化によって生成される内力によって電池のカソードとアノードの物理的接触により開始され得、これによって熱の急上昇が生じる。熱の急上昇は、アノード／電解液、カソード／電解液、アノード／カソード又は電解液／電解液の熱化学的反応による発火をもたらし得る。発火のシナリオは電池にとって危険な状態に導くことがある。
【０００３】
熱暴走は、「急激な」熱暴走又は「遅延型」熱暴走に分類され得る。急激な熱暴走は非常に速い熱上昇、すなわち、発端から１秒未満内で生じるものを意味する。遅延型熱暴走は、熱上昇、すなわち、発端から３秒を超えて生じるものを意味する。リチウムイオン電池においては、９９％超の故障は急激な熱暴走によって引き起こされる。遅延型熱暴走は、「シャットダウン」分離膜（例えば、アノードとカソードの間のイオン流を停止する空孔シャットダウンによって熱上昇に対応する分離膜）の使用、又は電池から熱を急激に放逸することによって保護され得る。しかしながら、急激な熱暴走については十分に対処されていない。
【０００４】
Ｌｉ−イオン電池の急激な熱暴走は、「釘刺」試験又は「圧壊」試験（圧壊試験は、ボール圧壊、棒圧壊及び板圧壊を含む）と呼ばれる電池安全性試験によってシミュレーションできる。これらテストのそれぞれにおいて、釘、ボール、棒又は板によって加えられる外力は電池のハウジング（又は「缶」）上にかかり、アノードとカソードの物理的コンタクトを生じさせ得る。
【０００５】
上記の安全性試験は電池のハウジング内に既にある強固な適合状況を悪化させる。例えば、リチウムイオン電池は、最もしばしば、円柱状及びプリズム状に製造される。アノード／分離膜／カソードは電解液無しで巻かれ又は折られて形作られ、次いでぴったりとハウジング（缶）に入れ、キャップされて閉じ込められる。電解液が加えられると、アノード／分離膜／カソードは膨潤する。これが缶内の内力を増加させる。後に、「化成」の間（すなわち、電池が最初に充電されるとき）、アノードとカソードは再び膨張する（例えば、アノードは約１０％膨張し得、カソードは約３％膨張し得る）。化成の間の膨張は缶内の内力を再び増加させる。上記の釘刺及び圧壊試験の内力のようなこれらの内力は電池の中心に向けられている。缶に外力がかかると、これらの力もまた電池の中心に向けられる。結果として、電池内の圧力が異常に増加し、これらの圧力が、アノードとカソードの間の微多孔膜分離膜を圧縮してアノードとカソードを物理的に接触させる。
【０００６】
微多孔膜を電池分離膜として使用することは公知である。例えば、微多孔膜はリチウムイオン電池における電池分離膜として使用される。このような分離膜は、ポリオレフィンの１層又は多層の薄手フィルムである。これら分離膜は、電池の温度が既定の温度に達すると膜の孔が閉じ、これによって電池の電極間のイオンの移動を防止する「シャットダウン」特性をしばしば有する。電池における温度の上昇は内部ショート、すなわち、アノードとカソードの物理的接触によって生じ得る。物理的接触は、例えば、電池に対する物理的損傷、電池の製造過程における分離膜の損傷、樹枝状結晶成長、過剰な充電などによって起こることがある。したがって、分離膜、薄い（例えば、通常、厚さ約８〜２５μの）微多孔膜は良好な寸法上の安定性を有しなければならない。
【０００７】
それが電池分離膜に適用される際の寸法上の安定性は、温度の上昇にさらされた結果、収縮しない又は過剰に収縮しない分離膜の能力を意味する。この収縮は平坦なフィルムのＸ軸及びＹ軸において観察される。この用語は、今まで、Ｚ方向の寸法上の安定性は意味
していない。
【０００８】
電池分離膜に適用した際の破壊強度は、Ｚ方向の破壊に抵抗するフィルムの能力である。破壊強度は、公知の物理的寸法の釘の移動によって膜を貫通するのに必要とされる力を観察することによって測定される。
【０００９】
今日まで、これら電池分離膜のＺ方向の寸法上の安定性を改良することが行われてこなかった。Ｚ方向とは、分離膜の厚さ方向を意味する。電池はそのエネルギー密度を最大化するために堅く巻かれる。堅く巻くとは、円柱状に巻かれた電池においては、力を半径方向内側に向け、分離膜にその厚さ方向に圧縮力を引き起こすことを意味する。温度が上昇する状況では、分離膜の材料は移動し、孔をふさぎ始めるので、電池の電極は互いの方向に動き得る。電極が互いに近づくと物理的接触のリスクは高まる。電極の接触は避けなければならない。
【特許文献１】米国特許４，６５０，７３０号明細書
【特許文献２】米国特許第６，４３２，５８６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、Ｚ方向の安定性が改良された電池分離膜、特に、リチウムイオン電池の電池分離膜、及び急激な熱暴走から生じる故障を防ぐ又は減少することができる電池分離膜が必要とされている。
【００１１】
従来技術においては、リチウム電池において、充填剤を分離膜に混合することが知られている。米国特許４，６５０，７３０号明細書においては、多層電池分離膜が開示されている。第１層、「シャットダウン」層は、充填されていない微多孔膜である。第２層、寸法安定層は、微粒子が充填された微多孔層である。第２層は、最終の形で（すなわち、可塑剤の抽出後）、ポリマー／充填剤／可塑剤の組成重量比７〜３５／５０〜９３／０〜１５を有する。Ｚ方向の寸法安定性については何ら記載されていない。代わりに、寸法安定性は分離膜の長さ及び幅寸法について述べている。充填剤は、高分子量ポリマーが効率的にフィルムに押出され得るようにプロセス助剤として使用される。米国特許第６，４３２，５８６号明細書においては、高エネルギーリチウム電池用の多層電池分離膜が開示されている。分離膜は、第１の微多孔膜と第２の非多孔質セラミック複合層を有する。セラミック複合層はマトリックス材料と無機微粒子からなる。マトリックス材料は、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリウレタン、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリテトラエチレングリコールジアクリレート、これらのコポリマー及びこれらの混合物の群より選択することができる。無機微粒子は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3）、二酸化チタン（ＴｉＯ2）、ＳｉＳ2、ＳｉＰＯ4などの群より選択されてもよい。微粒子はセラミック複合層の約５〜８０重量％、最も好ましくは４０〜６０％を構成する。Ｚ方向の安定性については記載がない。微粒子は導電性の目的のために選択される。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
電池における急激な熱暴走を防止又は減少させる方法が開示される。この方法において、不活性の熱非変形微粒子が内部に分散した熱可塑性微多孔膜が電池の電極間に置かれる。したがって、例えば、電池に外力が加わると、電極の物理的接触が微粒子充填分離膜によって防止される。
本発明を説明するために、図面に本発明の好ましい実施形態に関する情報を示す。しかし、本発明は示した性格な情報に制限されるものではないことが理解される。
【００１３】
本明細書で使用される電池は、電荷貯蔵装置、例えば、ｅｍｆ（電動力）の化学的生成機又はコンデンサーを意味する。通常、電池は、一般的に、アノード、カソード、分離膜、電解液及びハウジング（缶）を含む装置である。本発明から恩恵を受ける最大の可能性を有すると考えられる電池は、負電極（アノード）として、例えば、リチウム金属（Ｌｉ）、リチウム合金（ＬｉＳｉx、ＬｉＳｎx，ＬｉＡｌx等）又はリチウム炭素材料（ＬｉxＣ6、Ｘ≦１）又は挿入化合物（又は遷移金属化合物）有する再充電可能なリチウム電池である。このような挿入化合物としては、ＬｉxＷＯ2、ＬｉxＭｏＯ2、ＬｉxＴｉＳ2及びＬｉxＴｉyＯzが挙げられるが、これに限らない。これら再充電可能なリチウム電池は、リチウムイオン電池又はリチウムポリマー電池としても知られる。この電池のカソード、電解液及びハウジングは公知であり従来例である。それによって本明細書で説明した改良が得られる分離膜を、以下において詳細に説明する。
【００１４】
本明細書で使用される電池分離膜は、電池の電極間に置かれる薄い微多孔膜を意味する。
通常、分離膜は、電極が接触するのを防ぐために電極を物理的に分離し、放電及び充電の間電極間を孔を通じてイオンが移動するのを可能にし、電解液の貯蔵庫として機能し、しばしば「シャットダウン」機能を有する。
【００１５】
微多孔膜は通常、２０〜８０％の範囲、あるいは２８〜６０％の範囲の多孔度を有する。平均の孔径は、典型的には、０．０２〜２．０μの範囲、あるいは０．０４〜０．２５μの範囲である。膜は、通常、５〜１５０秒、あるいは２０〜８０秒の範囲のＧｕｒｌｅｙ数（Ｇｕｒｌｅｙ数は、１平方インチの膜を１２．２インチ水の力で空気１０ｃｃが通過するのに要する時間を意味する）を有する。膜は、約０．１〜７５μ、あるいは８〜２５μの厚さの範囲を有することができる。膜は、単層又は多層であることができる。多層膜においては、膜の少なくとも１つは下記に詳細に説明する充填剤を含む。多層分離膜は、充填された層が他の２層の間に挟まれるか、又は２つの充填された層が他の層を挟み得る３層を有することができる。本明細書で使用される他の層は、被覆膜を含む本発明の層以外のいかなる層を意味する。他の構造は当業者には容易に明らかである。
【００１６】
熱可塑性ポリマーは、通常、加熱されるとき柔らかくなり冷却されると元の状態に戻る合成熱可塑性ポリマーを意味する。このような熱可塑性ポリマーは、ポリオレフィン、ポリビニルハロゲン（例えば、ＰＶＣ）、ナイロン、フロオロカーボン、ポリスチレンなどを含む。熱可塑性樹脂の中では、ポリオレフィンが最も好ましい。ポリオレフィンとしては、ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン（熱可塑性と見なされない場合もあるが、本明細書では含める）、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリメチルペンテン、ポリイソプレン、これらのコポリマー及びこれらの混合物が挙げられるが、これに限定されるものではない。例示の混合物としては、次のポリエチレン、超高分子量ポリエチレン及びポリプロピレンの２つ以上を含む混合物、並びに前述のものとエチレン−ブテンコポリマー及びエチレン−ヘキセンコポリマーのようなコポリマーとの混合物、これらポリマーと異なる分子量のコポリマーとの混合物が挙げられるが、これに限定されるものではない。
【００１７】
不活性の熱非変形微粒子充填剤は、前述の熱可塑性ポリマーに均一に混合したとき熱可塑性ポリマーとの相互作用又は化学反応を起こさずその基本的な性質を変えることのない、また、電池分離膜の膜の成分として使用したときに電池に化学的な悪影響を実質的に与えることがない材料を意味する。この充填剤は、熱的に安定、すなわち、例えば、２００℃超の温度において物理的形状を維持する又は実質的に維持する材料であればよい。微粒子は、小さいビーズ又は粒を意味する。充填剤は小さく、小さいとは、最大の粒子径が膜の層厚の４０％を超えることなく、或いは層の厚さの１０％を超えることなく、平均粒径がサブミクロン（１μ未満）範囲であることを意味する。いくつかの応用において（例えば、約１μ以下の厚さを有する膜を作るとき）、ナノサイズの平均粒子径を有する充填剤が有益である。
【００１８】
不活性の熱非変形微粒子充填剤は、次の材料の群から選択されることができる。すなわち、炭素系材料、金属酸化物及び水酸化物、金属炭酸塩、鉱物、合成及び天然ゼオライト、セメント、シリケート、ガラス粒子、硫黄含有塩、合成ポリマー及びこれらの混合物からなる群である。例示の炭素系材料は、カーボンブラック、石炭ダスト及びグラファイトを含む。例示の金属酸化物及び水酸化物は、ケイ素、アルミニウム、カルシウム、マグネシウム、バリウム、チタン、鉄、亜鉛及び錫のような材料を有するものを含む。特定の例としては、ＴｉＯ2、ＭｇＯ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＳ2及びＳｉＰＯ4を含む。例示の金属炭化物は、カルシウム及びマグネシウムのような材料を有するものを含む。特定の例としては、ＣａＣＯ3を含む。例示の鉱物としては、マイカ、モンモリロナイト、カオリナイト、アタプルガイト、アスベスト、タルク、ケイソウ土及びバーミキュライトが挙げられる。例示のセメントとしては、ポートランドセメントが挙げられる。例示のシリケートとしては、沈降金属ケイ酸塩（例えば、ケイ酸カルシウム及びポリケイ酸アルミニウム）、ヒュームドシリカ、及びアルミナシリカゲルが挙げられる。例示の硫黄含有塩としては、二硫化モリブデン、硫化亜鉛及び硫酸バリウムが挙げられる。例示の合成ポリマーとしては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ））が挙げられる。
【００１９】
微粒子（又は充填剤）の膜中の含有率（重量％）は、下限にて、電極が接触するのを防止するのに十分な量の微粒子があり、上限にて、分離膜及び電池の製造過程において分離膜を一緒に保持し、電極の間に分離膜を一緒に保持するのに十分な量の熱可塑性樹脂がある限り、いくらでもよい。このような範囲は、分離膜の総重量に対して約１重量％ないし約９９重量％の微粒子とすることができる。多くの場合、この範囲は約１％ないし約７０％（この間の全ての可能な値のサブセットを含む）の範囲となる。
【００２０】
前記の膜は、従来のプロセスによって作製することができる。電池分離膜の微細微多孔膜を製造するために最も広く使用されている２つのプロセスは、乾式延伸（セルガード）法及び湿式（又は抽出又はＴＩＰＳ）法として知られている。これらプロセス間の大きな相違は微多孔構造が形成される方法にある。乾式延伸法では、孔構造は延伸によって形成される。湿式法では、孔構造は成分の抽出によって形成される。両プロセスは、材料成分が、典型的には押出し機又はマスターバッチによって混合され、次いで孔の形成前に薄手フィルム前駆体に形成される点で共通する。
【００２１】
本発明は、前駆体の押出し前に不活性微粒子充填剤が熱可塑性ポリマーに均一に混合される限り、どちらのプロセスによっても製造することができる。
【００２２】
上記の熱可塑性ポリマーと微粒子充填剤の組み合わせに加えて、混合物は当業者に公知の従来の安定化剤、抗酸化剤、添加剤及びプロセス促進剤を含むことができる。
【００２３】
ＴＭＡ（熱機械分析）は温度の変化に対するポリマー系の機械的応答を測定する。圧縮ＴＭＡは、温度上昇の関数として、一定の力がフィルムにＺ方向で適用されるときのフィルムの厚さの損失を測定する。この試験においては、温度を上昇させるときに、試料の一定の面積に制御された力を適用するために機械的プローブが使用される。プローブの動きは温度の関数として測定する。圧縮ＴＭＡはフィルムの機械的完全性を測定するために使用される。
【００２４】
プローブ（水晶柱状プローブ、３ｍｍ直径）を有する標準ＴＭＡ機械（モデルＮｏ．ＴＭＡ／ＳＳ／１５０Ｃ、Ｓｅｉｋｏ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  Ｉｎｃ．，Ｐａｒａｍｕｓ，ＮＪ）が使用される。プローブへの荷重は１２５ｇである。温度は５℃／分の速度で増加する。フィルムの試料の大きさは５ｘ５ｍｍの寸法の単一フィルムである。
【００２５】
図１及び２において、Ｘ軸は温度を表し、Ｙ軸はＴＭＡ％を表している。ＴＭＡ％は、
温度の上昇に対する膜の厚さの減少パーセントである。例えば、０℃において、膜の厚さは特定の負荷のもとで１００％である。本発明の膜においては、最大圧縮が９５％（又は元の厚さの５％）のものが電極の接触を防ぐのに適切である。
【００２６】
図１を参照すると、４つの異なる膜の４つのＴＭＡ圧縮曲線が示されている。各膜は、ポリプロピレンの微多孔膜である。曲線Ａは、対照（すなわち、充填剤無し）である。曲線Ｂは４容積％のタルクを有する。曲線Ｃは８％のタルクを有する。曲線Ｄは１２％のタルクを有する。対照は２５０℃において１００％の最大圧縮を有し、他方、曲線Ｃ及びＤは８０％の圧縮線と交差しないことに留意されたい。
【００２７】
図２を参照すると、４つの異なる膜の４つのＴＭＡ圧縮曲線が示されている。各膜は、ポリプロピレンの微多孔膜である。曲線Ａは、対照（すなわち、充填剤無し）である。曲線Ｂは２．５容積％のＴｉＯ2を有する。曲線Ｃは５％のＴｉＯ2を有する。曲線Ｄは８．５％のＴｉＯ2を有する。対照は２５０℃において１００％の最大圧縮を有し、他方、曲線Ｂは約９５％の最大圧縮を有し、曲線Ｃ及びＤは約９０％の最大圧縮を有することに留意されたい。
【００２８】
釘刺試験及び圧壊試験（ボール圧壊試験）は電池の壊滅的な破壊に対する電池の応答を測定する。両試験は、リチウムイオン電池の安全性を評価するためのＵｎｄｅｒｗｒｉｔｅｒｓ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｉｎｃ．  ｏｆ  Ｎｏｒｔｈｂｒｏｏｋ，  ＩＬによって推薦されている内部短絡回路試験である。含まれるパラメータとしては、電池電圧、釘／ボール圧壊速度、釘の大きさ／ボール直径、及び作動温度が挙げられる。手順は次のとおりである。１．Ｌｉイオン電池に必要な電圧まで充電する。２．試験が行われるチャンバーの必要温度を調整し、試験のために設計されたスタンドに電池を置く。３．電池の表面上に２つ以上の熱電対を取り付ける。４．電圧感知リードを電池の正及び負端子に接続する。５．電池に取り付けた熱電対に温度感知リードを接続する。６．全体のセットアップをラボビュープログラムによって制御する。７．適当な釘（典型的な釘は１インチ長、３〜４ｍｍ厚さ及び鋭い点を有する）又は金属ボール（６ｍｍ〜１２ｍｍ直径鋼鉄ボール）を選択する、８．セットアップが完了したら、試験の速度（通常の速度範囲２〜８ｍｍ／秒）を選択する、９．試験をラボビュープログラムによって開始する。
【００２９】
図３を参照すると、時間（秒）の関数として「釘刺」から生じる温度上昇（℃）を示す５つの曲線が示されている。試験された各電池は、リチウムイオン電池の１８５６０設計であった。Ａで示される曲線は本発明を表す。具体的には、約５３重量％のシリカを有し、湿式法で製造される超高分子量ポリマー（ＰＥ）の微多孔膜を含む膜であった。この膜は電気抵抗１．４９オーム−ｃｍ2、混合貫通強度７０ｋｇｆ（ｋｇ力）及び絶縁破壊５５８Ｖを有していた。Ｂで示される曲線は、従来技術の分離膜（未充填ポリオレフィン）を表す。従来の（末充填）分離膜の温度上昇に速度に対して本発明の分離膜はほとんど又は全く温度上昇しなかったことに注意されたい。本発明の分離膜の外部温度は、釘刺後最低２５秒間、開始温度２５℃を基準にして１００℃超には上昇しなかった。
【００３０】
図４を参照すると、時間（秒）の関数として、「ボール圧壊」試験から生じる電圧（Ｖ
）減少を示すいくつかの曲線が示されている。試験で使用されたボールは約９．４ｍｍの直径を有していた。試験された各電池は、リチウムイオン電池のプリズマ形状設計であった。Ａで示される曲線は本発明を表す。特定的には、約５３重量％のシリカを有し、湿式法で製造される超高分子量ポリマー（ＰＥ）の微多孔膜を含む膜であった。この膜は電気抵抗１．４９オーム−ｃｍ2、混合貫通強度７０ｋｇｆ及び絶縁破壊５５８Ｖを有していた。Ｂ及びＣで示される曲線は、従来技術の分離膜（未充填ポリオレフィン）を表す。分離膜Ａは遅れた故障を示すこと、全ての分離膜Ａは試験をパスし、他の分離膜（Ｂ及びＣ）はいずれもパスしなかったこと、及び、外部電池温度の上昇にかかる時間（図示しない）に関しても分離膜Ａは分離膜Ｂ及びＣより長いことに留意されたい。本発明の分離膜の電圧は破壊後少なくとも５秒間は開始電圧の１０％以内にとどまった。
【００３１】
電池の寿命を観察するためにサイクル性能試験を使用する。サイクル性能試験の手順は次のとおりである。１．電池をＣ／２の速度で４．２ＶのＥＯＣＶまで充電する。２．充電電流が約Ｃ／５０速度まで落ちるまで４．２Ｖで電池の電圧を維持する。３．電池を１Ｃの速度で３．０ＶのＥＯＤＶまで放電する。４．電池を１〜２分間休ませる。５．工程１〜４は、充電と放電の１サイクルと呼ばれる。望まれるサイクル数のサイクル性能を得るためにこれを繰り返す。次は用語の定義である。「Ｃ」速度は、電池のＡ−時間定格に数字上等しく（例えば、１Ａ−時間電池のＣ／２速度は、５００ｍＡである）電流であり、ＥＯＣＶは充電電圧の最終であり、ＥＯＤＶは放電電圧の最終である。
【００３２】
図５を参照すると、従来技術の分離膜に対する本発明のサイクル性能を示す２つの曲線が示されている。このグラフにおいて、放電容量（Ａｈ）はサイクル数の関数として示される。試験された各電池はリチウムイオン電池のプリズマ状設計であった。Ａで示される曲線は本発明を表す。特定的には、約５３重量％のシリカを有し、湿式法で製造される超高分子量ポリマー（ＰＥ）の微多孔膜を含む膜であった。この膜は電気抵抗１．４９オーム−ｃｍ2、混合貫通強度７０ｋｇｆ及び絶縁破壊５５８Ｖを有していた。Ｃで示される曲線は、従来技術の分離膜（未充填ポリオレフィン）を表す。典型的には、分離膜の強度が増加すると分離膜のサイクル性能は低下する。しかしながら、本発明においては、サイクルの性能は改良されている。
【００３３】
本発明は、本発明の精神及び本質的な特徴から逸脱せずに他の形で実施することができ、したがって、本発明の範囲については、上記の明細書ではなく添付の特許請求の範囲を参照すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】いくつかの異なる膜のＴＭＡ圧縮曲線を示すグラフである。
【図２】いくつかの異なる膜のＴＭＡ圧縮曲線を示すグラフである。
【図３】釘貫通試験に供された１８６５０電池の時間（秒）の関数として外部（又はハウジング）温度（℃）を示すグラフである。
【図４】ボール圧壊試験に供されたプリズマ形状電池の時間（秒）の関数として電池電圧（Ｖ）を示すグラフである。
【図５】プリズマ形状電池のサイクル性能を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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