(57)【要約】【課題】本発明の課題は、リチウムイオン電池セパレータに関し、煩雑な工程を使用しないで製造することができ、電解液の吸液性に優れ、該セパレータを用いて電池を製造する際に、注液性の効率化が可能なセパレータを提供することにある。【解決手段】表面に溝を有するリチウムイオン電池セパレータにおいて、該セパレータが不織布基材と、不織布基材に付与されてなる無機粒子層とを含み、無機粒子層の表面に溝を有することを特徴とするリチウムイオン電池セパレータであり、好ましくは、リチウムイオン電池セパレータを用いて組み立てられたリチウムイオン電池に電解液を注液する際の注液方向と溝との角度が−７０°〜＋７０°であるリチウムイオン電池セパレータ。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に溝を有するリチウムイオン電池セパレータにおいて、該セパレータが不織布基材と、不織布基材に付与されてなる無機粒子層とを含み、無機粒子層の表面に溝を有することを特徴とするリチウムイオン電池セパレータ。
【請求項２】
リチウムイオン電池セパレータを用いて組み立てられたリチウムイオン電池に電解液を注液する際の注液方向と溝との角度が−７０°〜＋７０°である請求項１記載のリチウムイオン電池セパレータ。
【請求項３】
無機粒子層が、不織布基材の片面にのみ付与されてなる請求項１又は２記載のリチウムイオン電池セパレータ。
【請求項４】
無機粒子層が、不織布基材の両面に付与されてなる請求項１又は２記載のリチウムイオン電池セパレータ。
【請求項５】
無機粒子層が、平均粒子径０．５μｍ以上４．０μｍ以下の無機粒子を含む請求項１〜４のいずれか記載のリチウムイオン電池セパレータ。
【請求項６】
無機粒子層が、平均粒子径０．５μｍ以上３．０μｍ未満の無機粒子を含む請求項１〜４のいずれか記載のリチウムイオン電池セパレータ。
【請求項７】
無機粒子層が、平均粒子径２．０μｍ以上４．０μｍ以下の無機粒子を含む無機粒子層Ａと、平均粒子径０．５μｍ以上２．０μｍ未満の無機粒子を含む無機粒子層Ｂとを有する請求項１〜４のいずれかに記載のリチウムイオン電池セパレータ。
【請求項８】
不織布基材の片面に、無機粒子層Ａと無機粒子層Ｂとがこの順に積層された構成を有する請求項７記載のリチウムイオン電池セパレータ。
【請求項９】
不織布基材の片面に付与されてなる無機粒子層Ａと、もう一方の面上に付与されてなる無機粒子層Ｂとを有する請求項７記載のリチウムイオン電池セパレータ。
【請求項１０】
無機粒子層が、アルミニウム化合物及びマグネシウム化合物の群から選ばれる一種以上の無機粒子を含む請求項１〜９のいずれか記載のリチウムイオン電池セパレータ。
【請求項１１】
無機粒子層が、マグネシウム化合物を含む請求項１〜９のいずれかに記載のリチウムイオン電池セパレータ。
【請求項１２】
マグネシウム化合物が、水酸化マグネシウムである請求項１０又は１１記載のリチウムイオン電池セパレータ。
【請求項１３】
不織布基材が、フィブリル化耐熱性繊維を含む請求項１〜１２のいずれかに記載のリチウムイオン電池セパレータ。
【請求項１４】
フィブリル化耐熱性繊維の変法濾水度が３００ｍｌ以下である請求項１３記載のリチウムイオン電池セパレータ。
変法濾水度：ふるい板として線径０．１４ｍｍ、目開き０．１８ｍｍの８０メッシュ金網を用い、試料濃度を０．１％にした以外はＪＩＳ  Ｐ８１２１−２に準拠して測定した値。
【請求項１５】
フィブリル化耐熱性繊維が、フィブリル化全芳香族ポリアミド繊維である請求項１３又は１４記載のリチウムイオン電池セパレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムイオン電池セパレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン電池（以下、「電池」と略す場合がある）には、極板間の接触を防ぐために、リチウムイオン電池セパレータ（以下、「セパレータ」と略す場合がある）が用いられている。
【０００３】
リチウムイオン電池は、正極・負極とセパレータとを重ね巻きした巻回体、正極・負極とセパレータとを積層した積層体等の組立体を外装材に挿入し、外装材の開口部を閉じ、電解液を注液口から充填し、注液口を封止する手順で製造される。
【０００４】
電解液の注液では、正極・負極とセパレータとからなる組立体全体に電解液が浸透しなければならない。しかし、正極・負極とセパレータ間の間隙は非常に狭く、十分に浸透させるためには、時間がかかる。
【０００５】
この問題に対し、電解液の充填方法としては、自然落下を利用した注液方法以外に、遠心力や減圧・真空を利用した注液時間を短くする注液方法があるが、さらなる注液性の効率化が求められている。
【０００６】
特許文献１ではセパレータ表面を粗面化することにより、電解液の浸透性を向上させているが、セパレータ表面の粗面化はラビング処理により行われており、工程が煩雑になるという課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平６−３３３５５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、リチウムイオン電池セパレータに関し、煩雑な工程を使用しないで製造することができ、電解液の吸液性に優れ、該セパレータを用いて電池を製造する際に、注液性の効率化が可能なセパレータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題は下記手段によって解決された。
【００１０】
（１）表面に溝を有するリチウムイオン電池セパレータにおいて、該セパレータが不織布基材と、不織布基材に付与されてなる無機粒子層とを含み、無機粒子層の表面に溝を有することを特徴とするリチウムイオン電池セパレータ。
【００１１】
（２）リチウムイオン電池セパレータを用いて組み立てられたリチウムイオン電池に電解液を注液する際の注液方向と溝との角度が−７０°〜＋７０°である上記（１）記載のリチウムイオン電池セパレータ。
【００１２】
（３）無機粒子層が、不織布基材の片面にのみ付与されてなる上記（１）又は（２）記載のリチウムイオン電池セパレータ。
【００１３】
（４）無機粒子層が、不織布基材の両面に付与されてなる上記（１）又は（２）記載のリチウムイオン電池セパレータ。
【００１４】
（５）無機粒子層が、平均粒子径０．５μｍ以上４．０μｍ以下の無機粒子を含む上記（１）〜（４）のいずれか記載のリチウムイオン電池セパレータ。
【００１５】
（６）無機粒子層が、平均粒子径０．５μｍ以上３．０μｍ未満の無機粒子を含む上記（１）〜（４）のいずれか記載のリチウムイオン電池セパレータ。
【００１６】
（７）無機粒子層が、平均粒子径２．０μｍ以上４．０μｍ以下の無機粒子を含む無機粒子層Ａと、平均粒子径０．５μｍ以上２．０μｍ未満の無機粒子を含む無機粒子層Ｂとを有する上記（１）〜（４）のいずれかに記載のリチウムイオン電池セパレータ。
【００１７】
（８）不織布基材の片面に、無機粒子層Ａと無機粒子層Ｂとがこの順に積層された構成を有する上記（７）記載のリチウムイオン電池セパレータ。
【００１８】
（９）不織布基材の片面に付与されてなる無機粒子層Ａと、もう一方の面上に付与されてなる無機粒子層Ｂとを有する上記（７）記載のリチウムイオン電池セパレータ。
【００１９】
（１０）無機粒子層が、アルミニウム化合物及びマグネシウム化合物の群から選ばれる一種以上の無機粒子を含む上記（１）〜（９）のいずれか記載のリチウムイオン電池セパレータ。
【００２０】
（１１）無機粒子層が、マグネシウム化合物を含む上記（１）〜（９）のいずれかに記載のリチウムイオン電池セパレータ。
【００２１】
（１２）マグネシウム化合物が、水酸化マグネシウムである上記（１０）又は（１１）記載のリチウムイオン電池セパレータ。
【００２２】
（１３）不織布基材が、フィブリル化耐熱性繊維を含む上記（１）〜（１２）のいずれかに記載のリチウムイオン電池セパレータ。
【００２３】
（１４）フィブリル化耐熱性繊維の変法濾水度が３００ｍｌ以下である上記（１３）記載のリチウムイオン電池セパレータ。
変法濾水度：ふるい板として線径０．１４ｍｍ、目開き０．１８ｍｍの８０メッシュ金網を用い、試料濃度を０．１％にした以外はＪＩＳ  Ｐ８１２１−２に準拠して測定した値。
【００２４】
（１５）フィブリル化耐熱性繊維が、フィブリル化全芳香族ポリアミド繊維である上記（１３）又は（１４）記載のリチウムイオン電池セパレータ。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、煩雑な工程を使用しないで、電解液の吸液性に優れたセパレータが得られ、該セパレータを用いて電池を製造する際に、注液性の効率化ができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】セパレータにおける注液方向と溝との角度を説明するための概略図である。
【図２】無機粒子層の表面に溝を有するセパレータの一例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明のセパレータは、不織布基材と、不織布基材に付与されてなる無機粒子層とを含み、無機粒子層の表面に溝を有することを特徴とする。
【００２８】
不織布基材に付与されてなる無機粒子層は、不織布基材の表面に無機粒子を含む液（以下、「塗工液」と記す場合がある）を付与して乾燥することによって得られる。無機粒子層は、不織布基材の片面のみに付与されていても良いし、不織布基材の両面に付与されていても良い。また、無機粒子層は単層であっても良いし、多層であっても良い。多層の場合、各層が含む無機粒子は同一であっても良いし、種類、平均粒子径、形状等が異なっていても良い。
【００２９】
無機粒子としては、シリカ；α−アルミナ、β−アルミナ、γ−アルミナ等のアルミナ；ベーマイト等のアルミナ水和物；水酸化アルミニウム；水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム等のマグネシウム化合物；酸化カルシウム等を用いることができる。これらの中でも、リチウムイオン電池に用いられる電解質に対する安定性が高い点で、アルミナ、アルミナ水和物、水酸化アルミニウム等のアルミニウム化合物及びマグネシウム化合物からなる群から選ばれる１種以上の無機粒子であることが好ましい。また、電解液との反応を抑えられる点及び吸液性も効率化するという点で、マグネシウム化合物がより好ましく、水酸化マグネシウムがさらに好ましい。
【００３０】
毛細管現象によって電解液の吸液性を効率化できる効果を得るためには、無機粒子層が平均粒子径０．５μｍ以上４．０μｍ以下の無機粒子を含むことが好ましい。無機粒子の平均粒子径が０．５μｍ以上４．０μｍ以下であることによって、吸液性が効率化し易くなる。無機粒子の平均粒子径は、より好ましくは３．７μｍ以下であり、さらに好ましくは３．５μｍ以下であり、特に好ましくは３．０μｍ未満である。
【００３１】
また、無機粒子層が、平均粒子径２．０μｍ以上４．０μｍ以下の無機粒子を含む無機粒子層Ａと、平均粒子径０．５μｍ以上２．０μｍ未満の無機粒子を含む無機粒子層Ｂとを有することがより好ましい。無機粒子層Ａと無機粒子層Ｂとを有するセパレータとしては、不織布基材の片面に、無機粒子層Ａと無機粒子層Ｂとがこの順に積層された構成を有するセパレータ（８）、不織布基材の片面に、無機粒子層Ｂと無機粒子層Ａとがこの順に積層された構成を有するセパレータ、不織布基材の片面に付与されてなる無機粒子層Ａと、もう一方の面上に付与されてなる無機粒子層Ｂとを有するセパレータ（９）が挙げられる。このうち、セパレータ（８）及び（９）がさらに好ましい。
【００３２】
毛細管現象によって電解液の吸液性を効率化できる効果を得るためには、無機粒子層Ａにおける無機粒子の平均粒子径は、より好ましくは２．２μｍ以上３．７μｍ以下であり、さらに好ましくは２．５μｍ以上３．５μｍ以下である。また、無機粒子層Ｂにおける無機粒子の平均粒子径は、より好ましくは０．５μｍ以上１．５μｍ以下であり、さらに好ましくは０．５μｍ以上１．３μｍ以下であり、特に好ましくは０．５μｍ以上１．０μｍ以下である。
【００３３】
無機粒子層及び塗工液は、無機粒子以外にバインダー樹脂を含むことができる。バインダー樹脂としては、スチレン−ブタジエン共重合体樹脂、アクリル酸エステル樹脂、メタクリル酸エステル樹脂、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素樹脂等、各種の合成樹脂を用いることができる。
【００３４】
本発明における平均粒子径とは、レーザー回折法による粒度分布測定から求められる体積基準メディアン径（Ｄ５０）である。
【００３５】
また、無機粒子層及び塗工液には、無機粒子及びバインダー樹脂の他に、ポリアクリル酸、カルボキシメチルセルロースナトリウム等の分散剤；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ナトリウム、ポリエチレンオキサイド等の増粘剤；濡れ剤；防腐剤；消泡剤等の添加剤を、必要に応じて配合させることもできる。
【００３６】
本発明において、無機粒子層の絶乾塗工量としては、５ｇ／ｍ２以上３０ｇ／ｍ２以下が好ましく、さらに好ましくは１０ｇ／ｍ２以上２０ｇ／ｍ２以下である。絶乾塗工量が５ｇ／ｍ２以上であることによって、不織布基材表面が無機粒子層によって十分に被覆されやすくなり、内部短絡を防止し易くなる。また、絶乾塗工量が３０ｇ／ｍ２以下であることによって、内部抵抗の上昇を抑えることができる。
【００３７】
無機粒子層Ａと無機粒子層Ｂとを有するセパレータにおける無機粒子層Ａの絶乾塗工量は、好ましくは２．０ｇ／ｍ２以上１０．０ｇ／ｍ２以下であり、より好ましくは２．５ｇ／ｍ２以上８．０ｇ／ｍ２以下であり、さらに好ましくは３．０ｇ／ｍ２以上６．０ｇ／ｍ２以下である。無機粒子層Ａと無機粒子層Ｂとを有するセパレータにおける無機粒子層Ｂの絶乾塗工量は、好ましくは２．５ｇ／ｍ２以上１０．０ｇ／ｍ２以下であり、より好ましくは３．０ｇ／ｍ２以上８．５ｇ／ｍ２以下であり、さらに好ましくは３．５ｇ／ｍ２以上７．０ｇ／ｍ２以下である。無機粒子層Ａの絶乾塗工量が２．０ｇ／ｍ２以上であり、無機粒子層Ｂの絶乾塗工量２．５ｇ／ｍ２以上であることによって、不織布基材表面が無機粒子層によって十分に被覆されやすくなり、内部短絡を防止し易くなる。また、無機粒子層Ａ及び無機粒子層Ｂの絶乾塗工量が１０．０ｇ／ｍ２以下であることで、内部抵抗の上昇を抑えることができる。
【００３８】
無機粒子層Ａの塗工量は、無機粒子層Ｂの塗工量と比較して、同じか又は少ない方が好ましい。無機粒子層Ａの塗工量が、無機粒子層Ｂの塗工量よりも多い場合、比較的平均粒子径の大きい無機粒子の含有量が多くなることから、セパレータの厚みが厚くなることがある。
【００３９】
無機粒子層Ａ及び無機粒子層Ｂの塗工量の比率（＝無機粒子層Ａの塗工量／無機粒子層Ｂの塗工量）は、０．２３以上１．００以下であることが好ましく、０．３３以上０．９５未満がより好ましく、０．４３以上０．９０未満がさらに好ましい。無機粒子層Ａ及び無機粒子層Ｂの塗工量の比率が０．２３以上１．００以下であることによって、セパレータが厚くなり過ぎず、且つピンホールが発生し難くなることがある。
【００４０】
本発明において、不織布基材を形成する繊維としては、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン；ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル；ポリアクリロニトリル等のアクリル；６，６ナイロン、６ナイロン等のポリアミド等の各種合成樹脂からなり、フィブリル化されていない合成樹脂短繊維が例示される。これらの中で、耐熱性、低吸湿性等の理由から、繊維としては、ポリエステル又はポリプロピレンを少なくとも用いることが好ましい。また、前記合成樹脂短繊維に加えて、フィブリル化耐熱性繊維を含むことがより好ましい。フィブリル化耐熱性繊維を含むことによって、塗工液の不織布基材への過度な浸透を抑えることができ、溝の形成が容易になる。さらに、フィブリル化耐熱性繊維によって、セパレータにさらに高い耐熱性を付与できる。また、不織布基材は、木材パルプ、麻パルプ、コットンパルプ等の各種セルロースパルプ；レーヨン、リヨセル等のセルロース系再生繊維等を含んでも良い。
【００４１】
本発明において、合成樹脂短繊維の繊維径は、１μｍ以上８μｍ以下の範囲にあることが好ましい。１μｍ以上であることで、内部抵抗の上昇を抑えやすくなる。また、８μｍ以下であることで、付与した塗工液が不織布基材から脱落し難くなる。
【００４２】
合成樹脂短繊維は、単一の樹脂からなる繊維（単繊維）であっても良いし、２種以上の樹脂からなる複合繊維であっても良い。また、本発明の不織布基材に含まれる合成樹脂短繊維は、１種でも良いし、２種以上を組み合わせて使用しても良い。複合繊維としては、芯鞘型、偏芯型、サイドバイサイド型、海島型、オレンジ型、多重バイメタル型が挙げられる。
【００４３】
合成樹脂短繊維の繊維長としては、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下が好ましく、１ｍｍ以上５ｍｍ以下がより好ましい。繊維長が１０ｍｍを超えた場合、地合不良となることがある。一方、繊維長が１ｍｍ未満の場合、不織布基材の機械的強度が低くなって、無機粒子層を形成する際に不織布基材が破損する場合がある。
【００４４】
本発明において、フィブリル化耐熱性繊維としては、全芳香族ポリアミド、全芳香族ポリエステル、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリベンゾイミダゾール、ポリ−ｐ−フェニレンベンゾビスチアゾール、ポリ−ｐ−フェニレンベンゾビスオキサゾール、ポリテトラフルオロエチレン等の耐熱性樹脂からなるフィブリル化繊維が用いられる。これらの中でも、電解液との親和性が高く、フィブリル化し易いため、全芳香族ポリアミドが好ましい。
【００４５】
本発明におけるフィブリル化耐熱性繊維の変法濾水度は０〜３００ｍｌであり、好ましくは０〜２００ｍｌであり、さらに好ましくは０〜１００ｍｌである。変法濾水度が３００ｍｌを超えると、フィブリル化耐熱性繊維の幹繊維の繊維幅が太く、不織布基材の厚みを薄くし難くなる場合がある。さらに、バインダー繊維等の他の繊維との接着点が減るため、不織布基材の強度が低下する場合や塗工液の不織布基材への過度な浸透を抑えることが難しくなる場合がある。
【００４６】
本発明において、変法濾水度とは、ふるい板として線径０．１４ｍｍ、目開き０．１８ｍｍの８０メッシュ金網を用い、試料濃度を０．１質量％にした以外はＪＩＳ  Ｐ８１２１−２に準拠して測定した値のことである。
【００４７】
フィブリル化耐熱性繊維の質量加重平均繊維長は、０．０２ｍｍ以上１．００ｍｍ以下であることが好ましい。また、フィブリル化耐熱性繊維の長さ加重平均繊維長は、０．０２ｍｍ以上０．５０ｍｍ以下であることが好ましい。平均繊維長が好ましい範囲よりも短い場合、不織布基材からフィブリル化耐熱性繊維が脱落する場合がある。平均繊維長が好ましい範囲よりも長い場合、不織布基材の厚みを薄くし難くなる場合がある。
【００４８】
フィブリル化耐熱性繊維が、上記の質量加重平均繊維長と長さ加重平均繊維長を持つ場合、不織布基材に含まれるフィブリル化耐熱性繊維の含有率が少ない場合でも、フィブリル化耐熱性繊維間やフィブリル化耐熱性繊維と合成樹脂短繊維との間において、繊維による緻密なネットワーク構造が形成され、強度が高く、厚みを薄くすることができ、塗工液の不織布基材への過度な浸透を容易に抑制できる不織布基材が得られ易くなる。
【００４９】
本発明において、フィブリル化耐熱性繊維の質量加重平均繊維長と長さ加重平均繊維長は、ＫａｊａａｎｉＦｉｂｅｒＬａｂＶ３．５（Ｍｅｔｓｏ  Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ社製）を使用して、投影繊維長（Ｐｒｏｊ）モードにおいて測定した質量加重平均繊維長（Ｌ（ｗ））と長さ加重平均繊維長（Ｌ（ｌ））である。
【００５０】
フィブリル化耐熱性繊維の平均繊維幅は、０．５μｍ以上２０．０μｍ以下が好ましく、３．０μｍ以上１６．０μｍ以下がより好ましく、５．０μｍ以上１５．０μｍ以下がさらに好ましい。平均繊維幅が２０．０μｍを超えた場合、不織布基材の厚みを薄くし難くなる場合があり、平均繊維幅が０．５μｍ未満の場合、不織布基材から脱落する場合がある。
【００５１】
本発明において、フィブリル化耐熱性繊維の平均繊維幅は、ＫａｊａａｎｉＦｉｂｅｒＬａｂＶ３．５（Ｍｅｔｓｏ  Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ社製）を使用して測定した繊維幅（Ｆｉｂｅｒ  Ｗｉｄｔｈ）である。
【００５２】
フィブリル化耐熱性繊維は、耐熱性繊維をリファイナー、ビーター、ミル、摩砕装置、高速の回転刃によりせん断力を与える回転式ホモジナイザー、高速の回転する円筒の内刃と固定された外刃との間でせん断力を生じる二重円筒式の高速ホモジナイザー、超音波による衝撃で微細化する超音波破砕器、繊維懸濁液に少なくとも２０ＭＰａの圧力差を与えて小径のオリフィスを通過させて高速度とし、これを衝突させて急減速することにより、繊維にせん断力、切断力を加える高圧ホモジナイザー等を用いて処理することによって得ることができる。
【００５３】
不織布基材にフィブリル化耐熱性繊維が含まれる場合、不織布基材に含まれる全繊維成分に対して、フィブリル化耐熱性繊維の含有率は、１．０質量％以上５．０質量％未満であることが好ましい。２．０質量％以上がより好ましく、３．０質量％以上がさらに好ましい。また、４．５質量％未満がより好ましい。フィブリル化耐熱性繊維の含有率が５．０質量％以上である場合、不織布基材の厚みを薄くするために、不織布基材を潰すことが難しくなる場合や、引張強度が悪化する場合がある。一方、フィブリル化耐熱性繊維の含有率が１．０質量％未満である場合、フィブリル化耐熱性繊維が含まれない不織布基材と比較して、溝の形成し易さが変わらない。
【００５４】
不織布基材にフィブリル化耐熱性繊維が含まれる場合、不織布基材に含まれる全繊維成分に対して、合成樹脂短繊維の含有率は９０．０質量％以上が好ましく、９２．０質量％以上がより好ましく、９４．０質量％以上がさらに好ましく、９５．０質量％超が特に好ましい。また、９９．０質量％以下が好ましく、９８．０質量％以下がより好ましく、９６．０質量％以下がさらに好ましい。合成樹脂短繊維が９９．０質量％超の場合、フィブリル化耐熱性繊維が含まれない不織布基材と比較して、溝の形成し易さが変わらない。一方、合成樹脂短繊維が９０．０質量％未満の場合、不織布基材の坪量を低くした場合、機械的強度が低くなって無機粒子層を形成する際に不織布基材が破損する場合がある。
【００５５】
本発明において、不織布基材の坪量は、５〜３０ｇ／ｍ２であるのが好ましく、より好ましくは６〜２０ｇ／ｍ２である。坪量が５ｇ／ｍ２以上であることで、不織布基材の均一性を得やすくなり、また、３０ｇ／ｍ２以下であることで、リチウムイオン電池セパレータに適した厚みが得られやすい。なお、不織布基材の厚みは７〜４５μｍであることが好ましく、この範囲であると、塗工後にリチウムイオン電池セパレータに適した厚みが得られやすい。
【００５６】
不織布基材を製造する方法としては、スパンボンド法、メルトブロー法、静電紡糸法、湿式法等の各種製造方法が例示される。これらの中で、薄くて緻密な構造を得ることができるため、湿式法が好ましい。繊維間を接合する方法としては、ケミカルボンド法、熱融着法等の各種方法が例示される。これらの中で、表面が平滑な不織布基材が得られることから、熱融着法が好ましい。
【００５７】
本発明において、無機粒子層の表面に溝を形成する方法としては、グラビア塗工が例示され、ラビング処理等と比較して簡易に溝を形成することができる。具体的には、グラビア塗工に用いるグラビアロールの形状は、無機粒子層に溝を形成せしめることができれば特に限定されるものではないが、斜線状の溝を持っていることが好ましく、溝を持った状態の塗工液が不織布基材に付与され、乾燥されることにより、無機粒子層の表面に溝が形成される。グラビアロールの材質は特に限定されるものではないが、グラビアロールの耐摩耗性が高いことから、グラビアロール表面は硬質クロムメッキや、酸化クロム等の金属酸化物溶射で表面処理することが好ましい。
【００５８】
無機粒子層の表面に溝を形成させるためには、塗工液のＢ型粘度が５００ｍＰａ・ｓ以上であることが好ましい。Ｂ型粘度が５００ｍＰａ・ｓ以上であることで、本発明のセパレータを容易に得ることが可能となる。塗工液のＢ型粘度が５００ｍＰａ・ｓより低いと、塗工液が不織布基材に付与されてから乾燥までの間に、溝がレベリングしてしまい、溝が失われ、本発明の効果が得られない。なお、Ｂ型粘度は２５℃、スピンドルＮｏ．２、１２ｒｐｍで、Ｂ型粘度計（東京計器製、型式ＢＬ）を用いて、ＪＩＳ  Ｋ  ７１１７；１９９９に基づいて測定した値である。塗工液のＢ型粘度は、好ましくは６００ｍＰａ・ｓ以上であり、さらに好ましくは７００ｍＰａ・ｓ以上であり、塗工液のレベリングがさらに抑えられ、溝の形成が容易になる。塗工液のＢ型粘度が３０００ｍＰａ・ｓを超えると、塗工すること自体が困難である。
【００５９】
本発明において、リチウムイオン電池セパレータを用いて組み立てられたリチウムイオン電池に電解液を注液する際の注液方向と溝との角度が−７０°〜＋７０°であることが好ましい。この範囲であれば、注液性の効率向上という効果をより達成しやすくなる。図１は、セパレータ１における注液方向と溝との角度及び頭頂部間の間隔を説明するための概略図である。注液方向と溝との角度４及び５は、注液方向３と溝の頭頂部２の連続線との角度を測定することによって求められる。注液方向と溝との角度には、符号４（鋭角：±９０°〜０°）と符号５（鈍角：±９０°〜１８０°）があるが、本発明における注液方向と溝との角度は、符号４（鋭角）である。すなわち、本発明における注液方向と溝との角度は、±９０°〜０°で表記される。なお、「−」とは、注液方向に対して該角度が右側にあることを意味し、「＋」とは、注液方向に対して該角度が左側にあることを意味する。例えば図１の角度４は「＋」である。図２は、無機粒子層１２の表面に溝１１を有するセパレータの一例を示す概略断面図である。溝の高さ１４は、無機粒子層の高さ１５の０．１％以上９９．０％以下であることが好ましい。０．１％以上とすることによって、溝１１が無いセパレータと比較して電解液の吸液性が向上する。９９．０％より大きい場合、溝１１の底部において、不織布基材１３の無機粒子層１２による被覆性が十分に得られない場合がある。ところで、不織布基材１３に塗工液が付与されて無機粒子層１２が形成された場合、無機粒子層１２の一部は不織布基材１３内に浸透する。ここで、「無機粒子層の高さ」とは、不織布基材１３内に浸透した部分を含まない無機粒子層１２の高さである。溝の間隔や溝の本数は特に限定されない。なお、注液方向と溝との角度、溝の高さ、溝の間隔、溝の本数等は、グラビアロールの形状、塗工速度、グラビアロールの回転速度、塗工液のＢ型粘度等を変えることによって、調整することができる。なお、リチウムイオン電池は、正極、セパレータ及び負極からなる電極群を、電池セルに組み込み、セルに電解液を注入した後、電解液の注入口を封じることによって製造される。電極群の構造としては、積層型構造と巻回型構造の二種が主流である。どちらの構造においても、セパレータ１のマシンディレクション（Ｍａｃｈｉｎｅ  Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ；ＭＤ、流れ方向、縦方向、長手方向）における端面側には電極の端面が露出していることが多く、この面から電解液を注入することで、注入速度を比較的速くすることができる。したがって、セパレータ１のマシンディレクションにおける端面側が注入口を向き、注液方向３がセパレータ１のクロスディレクション（Ｃｒｏｓｓ  Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ；ＣＤ、横方向）になることが一般的である。
【００６０】
本発明において、セパレータの坪量は、１０〜６０ｇ／ｍ２であることが好ましく、より好ましくは１６〜４０ｇ／ｍ２である。坪量が１０ｇ／ｍ２以上であることで、均一性を得やすく、また内部短絡を防止し易くなる。また、６０ｇ／ｍ２以下であることで、リチウムイオン電池セパレータに適した厚みが得られ易い。なお、セパレータの厚みは１０〜６０μｍであることが好ましい。
【００６１】
本発明におけるリチウムイオン電池とは、リチウムイオン二次電池やリチウムイオンポリマー二次電池を意味する。リチウムイオン電池の負極活物質としては、何ら限定されることはないが、リチウムイオンを吸蔵・放出する平衡電位が１Ｖ（ｖｓＬｉ＋／Ｌｉ）以下である負極活物質が用いられることが好ましい。このような負極活物質を用いることで、正負極間の電位差が大きい、すなわち、貯蔵できるエネルギー量が大きい電池を得ることができる。この条件を満たす負極活物質として、例えばグラファイト、ハードカーボン、低結晶性炭素、黒鉛に非晶質炭素をコートしたもの、カーボンナノチューブ又はこれらの混合物などの炭素材料を用いることができる。また、炭素系材料のみならず、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｎ等を含有する負極材料も用いることができる。正極活物質としては、リチウムイオンを可逆的に吸蔵及び放出できるものであれば、特に限定されない。例えば、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）、ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２）、スピネル型マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ２Ｏ４）、及び、一般式：ＬｉＮｉｘＣｏｙＭｎｚＯ２（ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）で表される複合金属酸化物、リチウムバナジウム化合物（ＬｉＶ２Ｏ５）、オリビン型ＬｉＭＰＯ４（ただし、Ｍは、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ又はＦｅを示す）等の複合金属酸化物が挙げられる。
【００６２】
リチウムイオン電池は、正極・負極の間にセパレータを配した状態で、正極・負極とセパレータとを重ね巻きした巻回体、多層に積層した積層体等の組立体を、外装材に挿入し、外装材の開口部を閉じ、電解液を注液口から充填し、注液口を封止する手順で製造される。不織布基材に付与されてなる無機粒子層の表面に溝を有する本発明のセパレータを使用し、好ましくは注液方向と溝との角度４が±７０°〜０°になるように組立体を作製することで、電解液の注液に必要な時間を短くすることができる。
【００６３】
リチウムイオン電池の電解液は、通常、電解質であるリチウム塩、主溶媒である炭酸エステルを必須の成分として含み、必要に応じて、脂肪酸エステル等の補助溶媒、電池特性改善のための添加剤等を０〜２０質量％さらに含む。電解質であるリチウム塩としては、ヘキサフルオロリン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）が最も一般的であるが、テトラフルオロホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ４）等が使われる場合もある。主溶媒である炭酸エステルとしては、炭酸プロピレン、炭酸エチレン、炭酸ジエチル、炭酸ジメチル、炭酸エチルメチルが主として用いられる。補助溶媒が用いられる場合は、酢酸エチル、酢酸プロピル、プロピオン酸エチル等の脂肪酸エステルが一般的に用いられる。添加剤としては、炭酸ビニレン、プロパンスルトン等が用いられる。主溶媒である炭酸エステルは、各種の物質に対する溶解性が相互に類似しており、１種の炭酸エステルに溶解する物質は、大半の場合、他の炭酸エステルや、それらの混合溶媒にも溶解する。また、電解液が、さらにポリエチレングリコールやその誘導体、ポリメタクリル酸誘導体、ポリシロキサンやその誘導体、ポリフッ化ビニリデン等を含み、ゲル状となっていても良い。
【実施例】
【００６４】
以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではない。なお、実施例において、％及び部は、断りのない限り、全て質量基準である。また、塗工量は絶乾塗工量である。なお、本実施例において、注液方向はセパレータのＣＤとした。
【００６５】
不織布基材Ａの作製
繊度０．０６ｄｔｅｘ（平均繊維径２．４μｍ）、繊維長３ｍｍの配向結晶化ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）系短繊維４０質量部と繊度０．１ｄｔｅｘ（平均繊維径３．０μｍ）、繊維長３ｍｍの配向結晶化ＰＥＴ系短繊維２０質量部と繊度０．２ｄｔｅｘ（平均繊維径４．３μｍ）、繊維長３ｍｍの単一成分型バインダー用ＰＥＴ系短繊維（軟化点１２０℃、融点２３０℃）４０質量部とをパルパーにより水中に分散し、濃度１質量％の均一な抄造用スラリーを調製した。この抄造用スラリーを、傾斜型抄紙機にて、湿式法で抄き上げ、１３５℃のシリンダードライヤーによって、バインダー用ＰＥＴ系短繊維を接着させて不織布強度を発現させ、目付１２ｇ／ｍ２の不織布とした。さらに、この不織布を、誘電発熱ジャケットロール（金属製熱ロール）及び弾性ロールからなる１ニップ式熱カレンダーを使用して、熱ロール温度２００℃、線圧１００ｋＮ／ｍ、処理速度３０ｍ／分の条件で熱カレンダー処理し、厚み１８μｍの不織布基材Ａを作製した。
【００６６】
不織布基材Ｂの作製
繊度０．０６ｄｔｅｘ（平均繊維径２．４μｍ）、繊維長３ｍｍの配向結晶化ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）系短繊維３７質量部と繊度０．１ｄｔｅｘ（平均繊維径３．０μｍ）、繊維長３ｍｍの配向結晶化ＰＥＴ系短繊維２０質量部と繊度０．２ｄｔｅｘ（平均繊維径４．３μｍ）、繊維長３ｍｍの単一成分型バインダー用ＰＥＴ系短繊維（軟化点１２０℃、融点２３０℃）４０質量部と高圧ホモジナイザーを用いて全芳香族ポリアミド繊維のパルプ状物（平均繊維長１．７ｍｍ、平均繊維径１０μｍ）を変法濾水度５０ｍｌにフィブリル化させたフィブリル化耐熱性繊維３質量部とをパルパーにより水中に分散し、濃度１質量％の均一な抄造用スラリーを調製した。この抄造用スラリーを、傾斜型抄紙機にて、湿式法で抄き上げ、１３５℃のシリンダードライヤーによって、バインダー用ＰＥＴ系短繊維を接着させて不織布強度を発現させ、目付１２ｇ／ｍ２の不織布とした。さらに、この不織布を、誘電発熱ジャケットロール（金属製熱ロール）及び弾性ロールからなる１ニップ式熱カレンダーを使用して、熱ロール温度２００℃、線圧１００ｋＮ／ｍ、処理速度３０ｍ／分の条件で熱カレンダー処理し、厚み１８μｍの不織布基材Ｂを作製した。
【００６７】
不織布基材Ｃの作製
繊度０．０６ｄｔｅｘ（平均繊維径２．４μｍ）、繊維長３ｍｍの配向結晶化ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）系短繊維３７質量部と繊度０．１ｄｔｅｘ（平均繊維径３．０μｍ）、繊維長３ｍｍの配向結晶化ＰＥＴ系短繊維２０質量部と繊度０．２ｄｔｅｘ（平均繊維径４．３μｍ）、繊維長３ｍｍの単一成分型バインダー用ＰＥＴ系短繊維（軟化点１２０℃、融点２３０℃）４０質量部と高圧ホモジナイザーを用いて全芳香族ポリアミド繊維のパルプ状物（平均繊維長１．７ｍｍ、平均繊維径１０μｍ）を変法濾水度２５０ｍｌにフィブリル化させたフィブリル化耐熱性繊維３質量部とをパルパーにより水中に分散し、濃度１質量％の均一な抄造用スラリーを調製した以外は不織布基材Ｂと同じようにして不織布基材Ｃを作製した。
【００６８】
不織布基材Ｄの作製
繊度０．０６ｄｔｅｘ（平均繊維径２．４μｍ）、繊維長３ｍｍの配向結晶化ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）系短繊維３７質量部と繊度０．１ｄｔｅｘ（平均繊維径３．０μｍ）、繊維長３ｍｍの配向結晶化ＰＥＴ系短繊維２０質量部と繊度０．２ｄｔｅｘ（平均繊維径４．３μｍ）、繊維長３ｍｍの単一成分型バインダー用ＰＥＴ系短繊維（軟化点１２０℃、融点２３０℃）４０質量部と高圧ホモジナイザーを用いて全芳香族ポリアミド繊維のパルプ状物（平均繊維長１．７ｍｍ、平均繊維径１０μｍ）を変法濾水度３２０ｍｌにフィブリル化させたフィブリル化耐熱性繊維３質量部とをパルパーにより水中に分散し、濃度１質量％の均一な抄造用スラリーを調製した以外は不織布基材Ｂと同じようにして不織布基材Ｄを作製した。
【００６９】
塗工液Ａの作製
無機粒子として、粒子径０．７μｍの一次粒子が凝集してなる平均粒子径２．３μｍのベーマイトの二次粒子１００部を、その１質量％水溶液の２５℃における粘度が２００ｍＰａ・ｓのカルボキシメチルセルロースナトリウム塩０．３％水溶液１２０部に分散し、よく攪拌してベーマイト分散液を作製した。次いで、その１質量％水溶液の２５℃における粘度が７０００ｍＰａ・ｓのカルボキシメチルセルロースナトリウム塩０．５％水溶液２００部を混合、攪拌し、さらに、接着剤（バインダー樹脂）として４５％スチレン−ブタジエン共重合体樹脂のラテックス高分子１５部を混合、攪拌して、塗液を作製した。なお、塗工液ＡのＢ型粘度は１０００ｍＰａ・ｓであった。
【００７０】
塗工液Ｂの作製
１質量％水溶液の２５℃における粘度が７０００ｍＰａ・ｓのカルボキシメチルセルロースナトリウム塩０．５質量％水溶液２００部を１２０部にした以外は塗工液Ａと同じようにして塗工液Ｂを作製した。なお、塗工液ＢのＢ型粘度は４００ｍＰａ・ｓであった。塗工液Ｂは、塗工液Ａと比較して粘度が低いため、溝が形成されない。
【００７１】
塗工液Ｃの作製
無機粒子として、平均粒子径０．１μｍの水酸化マグネシウム１００部を用いた以外は塗工液Ａと同じようにして塗工液Ｃを作製した。なお、塗工液ＣのＢ型粘度は１０００ｍＰａ・ｓであった。
【００７２】
塗工液Ｄの作製
無機粒子として、平均粒子径０．５μｍの水酸化マグネシウム１００部を用いた以外は塗工液Ａと同じようにして塗工液Ｄを作製した。なお、塗工液ＤのＢ型粘度は１０００ｍＰａ・ｓであった。
【００７３】
塗工液Ｅの作製
無機粒子として、平均粒子径２．０μｍの水酸化マグネシウム１００部を用いた以外は塗工液Ａと同じようにして塗工液Ｅを作製した。なお、塗工液ＥのＢ型粘度は１０００ｍＰａ・ｓであった。
【００７４】
塗工液Ｆの作製
無機粒子として、平均粒子径３．０μｍの水酸化マグネシウム１００部を用いた以外は塗工液Ａと同じようにして塗工液Ｆを作製した。なお、塗工液ＦのＢ型粘度は１０００ｍＰａ・ｓであった。
【００７５】
実施例１
不織布基材Ａの片面上に、塗工液Ａを、キスリバース（Ｋｉｓｓ  Ｒｅｖｅｒｓｅ）方式のグラビア（Ｇｒａｖｕｒｅ）コーター（ＫＲＧ）にて、絶乾塗工量が１６ｇ／ｍ２となるように塗工・乾燥し、厚み３６μｍのセパレータを作製した。注液方向と溝との角度４は＋４０°であった。
【００７６】
実施例２
不織布基材Ａの片面上に、塗工液Ａを、キスリバース方式のグラビアコーターにて、絶乾塗工量が１６ｇ／ｍ２となるように塗工・乾燥し、厚み３６μｍのセパレータを作製した。注液方向と溝との角度４は＋７０°であった。
【００７７】
実施例３
不織布基材Ａの片面上に、塗工液Ａを、キスリバース方式のグラビアコーターにて、絶乾塗工量が１６ｇ／ｍ２となるように塗工・乾燥し、厚み３６μｍのセパレータを作製した。注液方向と溝との角度４は＋１５°であった。
【００７８】
実施例４
不織布基材Ａの片面上に、塗工液Ａを、キスリバース方式のグラビアコーターにて、絶乾塗工量が１６ｇ／ｍ２となるように塗工・乾燥し、厚み３６μｍのセパレータを作製した。注液方向と溝との角度４は＋８０°であった。
【００７９】
比較例１
不織布基材Ａの片面上に、塗工液Ｂを、キスリバース方式のグラビアコーターにて、絶乾塗工量が１６ｇ／ｍ２となるように塗工・乾燥し、厚み３６μｍのセパレータを作製した。塗工液Ｂの粘度が低く、溝が形成されなかった。
【００８０】
比較例２
不織布基材Ａの片面上に、塗工液Ａを、ダイ（Ｄｉｅ）コーターにて絶乾塗工量が１６ｇ／ｍ２となるように塗工・乾燥し、厚み３６μｍのセパレータを作製した。溝は形成されなかった。
【００８１】
実施例５
不織布基材Ｂの片面上に、塗工液Ａを、キスリバース方式のグラビアコーターにて絶乾塗工量が１６ｇ／ｍ２となるように塗工・乾燥し、厚み３６μｍのセパレータを作製した。注液方向と溝との角度４は＋１５°であった。
【００８２】
実施例６
不織布基材Ｂの片面上に、塗工液Ｄを、キスリバース方式のグラビアコーターにて絶乾塗工量が１６ｇ／ｍ２となるように塗工・乾燥し、厚み３４μｍのセパレータを作製した。注液方向と溝との角度４は＋１５°であった。
【００８３】
実施例７
不織布基材Ｃの片面上に、塗工液Ａを、キスリバース方式のグラビアコーターにて絶乾塗工量が１６ｇ／ｍ２となるように塗工・乾燥し、厚み３６μｍのセパレータを作製した。注液方向と溝との角度４は＋１５°であった。
【００８４】
実施例８
不織布基材Ｄの片面上に、塗工液Ａを、キスリバース方式のグラビアコーターにて絶乾塗工量が１６ｇ／ｍ２となるように塗工・乾燥し、厚み３６μｍのセパレータを作製した。注液方向と溝との角度４は＋１５°であった。
【００８５】
実施例９
不織布基材Ａの片面上に、塗工液Ｃを、キスリバース方式のグラビアコーターにて絶乾塗工量が１６ｇ／ｍ２となるように塗工・乾燥し、厚み３３μｍのセパレータを作製した。注液方向と溝との角度４は＋１５°であった。
【００８６】
実施例１０
不織布基材Ａの片面上に、塗工液Ｅを、キスリバース方式のグラビアコーターにて絶乾塗工量が１６ｇ／ｍ２となるように塗工・乾燥し、厚み３５μｍのセパレータを作製した。注液方向と溝との角度４は＋１５°であった。
【００８７】
実施例１１
不織布基材Ａの片面上に、塗工液Ｆを、キスリバース方式のグラビアコーターにて絶乾塗工量が１６ｇ／ｍ２となるように塗工・乾燥し、厚み３７μｍのセパレータを作製した。注液方向と溝との角度４は＋１５°であった。
【００８８】
実施例１２
不織布基材Ａの片面上に、塗工液Ａを、キスリバース方式のグラビアコーターにて絶乾塗工量が８ｇ／ｍ２となるように塗工・乾燥し、次に、不織布基材Ａのもう一方の面上に、塗工液Ａを、キスリバース方式のグラビアコーターにて絶乾塗工量が８ｇ／ｍ２となるように塗工・乾燥し、厚み３５μｍのセパレータを作製した。注液方向と溝との角度４は、両面共に＋１５°であった。
【００８９】
実施例１３
不織布基材Ａの片面上に、塗工液Ｆを、キスリバース方式のグラビアコーターにて絶乾塗工量が８ｇ／ｍ２となるように塗工・乾燥し、さらに、その上に、塗工液Ｄを、キスリバース方式のグラビアコーターにて絶乾塗工量が８ｇ／ｍ２となるように塗工・乾燥し、厚み３４μｍのセパレータを作製した。注液方向と溝との角度４は＋１５°であった。
【００９０】
実施例１４
不織布基材Ａの片面上に、塗工液Ｄを、キスリバース方式のグラビアコーターにて絶乾塗工量が８ｇ／ｍ２となるように塗工・乾燥し、さらに、その上に、塗工液Ｆを、キスリバース方式のグラビアコーターにて絶乾塗工量が８ｇ／ｍ２となるように塗工・乾燥し、厚み３４μｍのセパレータを作製した。注液方向と溝との角度４は＋１５°であった。
【００９１】
実施例１５
不織布基材Ａの片面上に、塗工液Ｆを、キスリバース方式のグラビアコーターにて絶乾塗工量が８ｇ／ｍ２となるように塗工・乾燥し、次に、不織布基材Ａのもう一方の面上に、塗工液Ｄを、キスリバース方式のグラビアコーターにて絶乾塗工量が８ｇ／ｍ２となるように塗工・乾燥し、厚み３３μｍのセパレータを作製した。注液方向と溝との角度４は、両面共に＋１５°であった。
【００９２】
実施例１６
不織布基材Ａの片面上に、塗工液Ｅを、キスリバース方式のグラビアコーターにて絶乾塗工量が８ｇ／ｍ２となるように塗工・乾燥し、次に、不織布基材Ａのもう一方の面上に、塗工液Ｅを、キスリバース方式のグラビアコーターにて絶乾塗工量が８ｇ／ｍ２となるように塗工・乾燥し、厚み３４μｍのセパレータを作製した。注液方向と溝との角度４は、両面共に＋１５°であった。
【００９３】
比較例３
不織布基材Ａの片面上に、塗工液Ａを、ダイコーターにて絶乾塗工量が８ｇ／ｍ２となるように塗工・乾燥し、次に、不織布基材Ａのもう一方の面上に、塗工液Ａを、ダイコーターにて絶乾塗工量が８ｇ／ｍ２となるように塗工・乾燥し、厚み３５μｍのセパレータを作製した。溝は形成されなかった。
【００９４】
実施例１７
不織布基材Ｂの片面上に、塗工液Ａを、キスリバース方式のグラビアコーターにて絶乾塗工量が８ｇ／ｍ２となるように塗工・乾燥し、次に、不織布基材Ｂのもう一方の面上に、塗工液Ａを、キスリバース方式のグラビアコーターにて絶乾塗工量が８ｇ／ｍ２となるように塗工・乾燥し、厚み３５μｍのセパレータを作製した。注液方向と溝との角度４は、両面共に＋１５°であった。
【００９５】
実施例１８
不織布基材Ｂの片面上に、塗工液Ｆを、キスリバース方式のグラビアコーターにて絶乾塗工量が８ｇ／ｍ２となるように塗工・乾燥し、さらに、その上に、塗工液Ｄを、キスリバース方式のグラビアコーターにて絶乾塗工量が８ｇ／ｍ２となるように塗工・乾燥し、厚み３４μｍのセパレータを作製した。注液方向と溝との角度４は＋１５°であった。
【００９６】
実施例１９
不織布基材Ｂの片面上に、塗工液Ｆを、キスリバース方式のグラビアコーターにて絶乾塗工量が８ｇ／ｍ２となるように塗工・乾燥し、次に、不織布基材Ｂのもう一方の面上に、塗工液Ｄを、キスリバース方式のグラビアコーターにて絶乾塗工量が８ｇ／ｍ２となるように塗工・乾燥し、厚み３３μｍのセパレータを作製した。注液方向と溝との角度４は、両面共に＋１５°であった。
【００９７】
実施例２０
不織布基材Ｂの片面上に、塗工液Ｅを、キスリバース方式のグラビアコーターにて絶乾塗工量が８ｇ／ｍ２となるように塗工・乾燥し、次に、不織布基材Ｂのもう一方の面上に、塗工液Ｅを、キスリバース方式のグラビアコーターにて絶乾塗工量が８ｇ／ｍ２となるように塗工・乾燥し、厚み３４μｍのセパレータを作製した。注液方向と溝との角度４は、両面共に＋１５°であった。
【００９８】
実施例１〜２０で作製したセパレータは、グラビア塗工により作製され、無機粒子層の表面に溝を有するセパレータであるため、乾燥後に煩雑な後加工を必要とせず、均一な溝が形成されていた。一方、比較例１では、塗工液Ｂの粘度が低く、無機粒子層の表面に溝が形成されなかった。比較例２及び３では、キスリバース方式のグラビアコーターに代えて、ダイコーターを使用したため、無機粒子層の表面に溝が形成されなかった。
【００９９】
＜評価＞
［注液性］
ＬｉＰＦ６のエチレンカーボネートとジエチルカーボネートの７／３（容量比）混合溶媒溶液（１ｍｏｌ／Ｌ）である電解液を用いて、作製したセパレータから、ＭＤ５０ｍｍ×ＣＤ１００ｍｍの試料を切り出し、この試料のＣＤ１００ｍｍの下部５ｍｍを該電解液に浸し、電解液が電解液面から５ｍｍまで到達するまでの時間を測定した。この時間が短いほど、良好な注液性を持ったセパレータであると言える。
【０１００】
【表１】
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【０１０１】
実施例１〜４と比較例１及び２の結果から、実施例１〜４のセパレータは、無機粒子層の表面に溝を有するため、無機粒子層の表面に溝が無い比較例１及び２のセパレータと比較して良好な注液性を示した。特に、実施例１〜３のセパレータは、注液方向と溝との角度が−７０°〜＋７０°であるため、より良好な注液性を示した。
【０１０２】
実施例３、５、７及び８の結果から、不織布基材がフィブリル化耐熱性繊維を含む実施例５、７及び８のセパレータは、不織布基材がフィブリル化耐熱性繊維を含んでいない実施例３のセパレータと比較して良好な注液性を示した。特に、フィブリル化耐熱性繊維の変法濾水度が３００ｍｌ以下である実施例５及び７のセパレータの注液性は、より優れていた。
【０１０３】
実施例５及び６の結果から、無機粒子が粒子径０．７μｍの一次粒子が凝集してなる平均粒子径２．３μｍのベーマイト（アルミニウム化合物）である実施例５のセパレータよりも、無機粒子が平均粒子径０．５μｍの水酸化マグネシウム（マグネシウム化合物）である実施例６のセパレータの方が、良好な注液性を示した。また、実施例３及び１０の結果から、無機粒子が粒子径０．７μｍの一次粒子が凝集してなる平均粒子径２．３μｍのベーマイト（アルミニウム化合物）である実施例３のセパレータよりも、無機粒子が平均粒子径２．０μｍの水酸化マグネシウム（マグネシウム化合物）である実施例１０のセパレータの方が、良好な注液性を示した。
【０１０４】
実施例９〜１１と比較例１及び２の結果から、実施例９〜１１のセパレータは、無機粒子層の表面に溝を有するため、無機粒子層の表面に溝が無い比較例１及び２のセパレータと比較して良好な注液性を示した。実施例９〜１１の結果から、無機粒子の平均粒子径が０．５μｍ以上３．０μｍ未満である実施例１０のセパレータの方が、無機粒子の平均粒子径が０．５μｍ未満である実施例９のセパレータ及び無機粒子の平均粒子径が３．０μｍ以上である実施例１１よりも、良好な注液性を示した。
【０１０５】
実施例１２、１５及び１６と比較例３の結果から、不織布基材の両面に無機粒子層が付与されてなるセパレータにおいても、無機粒子層が溝を有する場合には、良好な注液性を示した。
【０１０６】
実施例１３〜１５の結果から、無機粒子層が、平均粒子径２．０μｍ以上４．０μｍ以下の無機粒子を含む無機粒子層Ａと、平均粒子径０．５μｍ以上２．０μｍ未満の無機粒子を含む無機粒子層Ｂとを有するセパレータにおいて、不織布基材の片面に無機粒子層Ａと無機粒子層Ｂとがこの順に積層された構成を有する実施例１３のセパレータ、及び不織布基材の片面に無機粒子層Ａを、もう一方の面に無機粒子層Ｂを有する実施例１５のセパレータは、不織布基材の片面に無機粒子層Ｂと無機粒子層Ａとがこの順に積層された構成を有する実施例１４のセパレータよりも、良好な注液性を示した。
【０１０７】
実施例１２と実施例１７の結果、実施例１３と実施例１８の結果、実施例１５と実施例１９の結果、及び実施例１６と実施例２０の結果から、不織布がフィブリル化耐熱性繊維を含む実施例１７〜２０のセパレータは、不織布基材がフィブリル化耐熱性繊維を含んでいない、それぞれに対応する実施例１２、１３、１５及び１６のセパレータと比較して、良好な注液性を示した。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
本発明の活用例としては、リチウムイオン電池セパレータ、リチウムイオンポリマー電池セパレータが好適である。
【符号の説明】
【０１０９】
１  リチウムイオン電池セパレータ
２  溝の頭頂部
３  注液方向
４  注液方向と溝との角度（鋭角）
５  注液方向と溝との角度（鈍角）
１１  溝
１２  無機粒子層
１３  不織布基材
１４  溝の高さ
１５  無機粒子層の高さ
【図１】
2018125272.tif 000004
【図２】
2018125272.tif 000005