(57)【要約】【課題】本発明の課題は、過充電時の安全性が高く、複合化に適したリチウムイオン二次電池用基材及びリチウムイオン二次電池用セパレータを提供することにある。【解決手段】ポリエステル系短繊維の不織布からなるリチウムイオン二次電池用基材において、平均繊維径が５．０μｍ以下であり、かつ、繊維長が２ｍｍ以下のポリエステル系極短繊維を必須成分として含有することを特徴とするリチウムイオン二次電池用基材及びこの基材を用いたリチウムイオン二次電池用セパレータ。ポリエステル系極短繊維のアスペクト比（繊維長／繊維径）が２０〜８００であること、及び、不織布に対するポリエステル系極短繊維の含有量が１〜３０質量％であることが好ましい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエステル系短繊維の不織布からなるリチウムイオン二次電池用基材において、平均繊維径が５．０μｍ以下であり、かつ、繊維長が２ｍｍ以下のポリエステル系極短繊維を必須成分として含有することを特徴とするリチウムイオン二次電池用基材。
【請求項２】
ポリエステル系極短繊維のアスペクト比（繊維長／繊維径）が２０〜８００である請求項１記載のリチウムイオン二次電池用基材。
【請求項３】
不織布に対するポリエステル系極短繊維の含有量が１〜３０質量％である請求項１又は２記載のリチウムイオン二次電池用基材。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池用基材に、無機又は有機のフィラー粒子を含有するスラリーを含浸又は塗工する処理、樹脂を含有するスラリーを含浸又は塗工する処理、多孔質フィルムを積層一体化する処理、固体電解質やゲル状電解質を含浸又は塗工する処理から選ばれる少なくとも１つの処理を施してなることを特徴とするリチウムイオン二次電池用セパレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムイオン二次電池、リチウムイオンポリマー二次電池等のリチウムイオン二次電池に好適に使用できるリチウムイオン二次電池用基材及びこの基材を用いたリチウムイオン二次電池用セパレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の携帯電子機器の普及及びその高性能化に伴い、高エネルギー密度を有する二次電池が望まれている。この種の電池として、有機電解液（非水電解液）を使用するリチウムイオン二次電池が注目されてきた。このリチウムイオン二次電池は、平均電圧として従来の二次電池であるアルカリ二次電池の約３倍である３．７Ｖ程度が得られることから高エネルギー密度となるが、アルカリ二次電池のように水系の電解液を用いることができないため、十分な耐酸化還元性を有する非水電解液を用いている。非水電解液は可燃性であるため発火等の危険性があり、その使用において安全性には細心の注意が払われている。発火等の危険に曝されるケースとしていくつか考えられるが、特に過充電が危険である。
【０００３】
過充電を防止するために、現状の非水系二次電池では定電圧・定電流充電が行われ、電池に精密なＩＣ（保護回路）が装備されている。この保護回路にかかるコストは大きく、非水系二次電池をコスト高にしている要因にもなっている。
【０００４】
保護回路で過充電を防止する場合、当然保護回路がうまく作動しないことも想定され、本質的に安全であるとは言い難い。現状の非水系二次電池には、過充電時に保護回路が壊れ、過充電された時に安全に電池を破壊する目的で、安全弁・ＰＴＣ素子の装備、セパレータには熱ヒューズ機能を有する工夫がなされている。しかし、上記のような手段を装備していても、過充電される条件によっては、確実に過充電時の安全性が保証されているわけではなく、実際には非水系二次電池の発火事故は現在でも起こっている。
【０００５】
セパレータとしては、ポリエチレン等のポリオレフィンからなるフィルム状の多孔質フィルムが多く使用されており、電池内部の温度が１３０℃近傍になった場合、溶融して微多孔を塞ぐことで、リチウムイオンの移動を防ぎ、電流を遮断させる熱ヒューズ機能（シャットダウン機能）があるが、何らかの状況により、さらに温度が上昇した場合、ポリオレフィン自体が溶融してショートし、熱暴走する可能性が示唆されている。そこで、現在、２００℃近くの温度でも溶融及び収縮しない耐熱性セパレータが開発されている。
【０００６】
耐熱性セパレータとしては、ポリエステル系繊維で構成した不織布、ポリエステル系繊維に耐熱性繊維であるアラミド繊維を配合した不織布があるが、孔径が大きく内部短絡が起きるため、実用的ではない（例えば、特許文献１〜３参照）。一方、ポリオレフィンからなるフィルム状の多孔質フィルムに、ポリエステル系繊維で構成した不織布を積層させて複合化する例や、不織布や織布にフィラー粒子の含有や、樹脂の表面塗工による複合化にて耐熱性を持たせる例が報告されている（例えば、特許文献４〜６参照）。しかしながら、基材として用いられている不織布については、孔が大きく、表面の平滑性が低いため、表面塗工により複合化した際の表面のバラつきが大きく、また、フィラー粒子や樹脂等の複合化物の脱落を招き易いなどの品質的な問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１２３７２８号公報
【特許文献２】特開２００７−３１７６７５号公報
【特許文献３】特開２００６−１９１９１号公報
【特許文献４】特開２００５−２９３８９１号公報
【特許文献５】特表２００５−５３６８５７号公報
【特許文献６】特開２００７−１５７７２３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、過充電時の安全性が高く、複合化に適したリチウムイオン二次電池用基材及びこの基材を用いたリチウムイオン二次電池用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】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、
（１）ポリエステル系短繊維の不織布からなるリチウムイオン二次電池用基材において、平均繊維径が５．０μｍ以下であり、かつ、繊維長が２ｍｍ以下のポリエステル系極短繊維を必須成分として含有することを特徴とするリチウムイオン二次電池用基材、
（２）ポリエステル系極短繊維のアスペクト比（繊維長／繊維径）が２０〜８００である上記（１）記載のリチウムイオン二次電池用基材、
（３）不織布に対するポリエステル系極短繊維の含有量が１〜３０質量％である上記（１）または（２）記載のリチウムイオン二次電池用基材、
（４）上記（１）〜（３）のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池用基材に、無機又は有機のフィラー粒子を含有するスラリーを含浸又は塗工する処理、樹脂を含有するスラリーを含浸又は塗工する処理、多孔質フィルムを積層一体化する処理、固体電解質やゲル状電解質を含浸又は塗工する処理から選ばれる少なくとも１つの処理を施してなることを特徴とするリチウムイオン二次電池用セパレータ、
を見出した。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のリチウムイオン二次電池用基材（１）はポリエステル系短繊維の不織布からなり、平均繊維径が５．０μｍ以下であり、かつ、繊維長が２ｍｍ以下のポリエステル系極短繊維を必須成分として含有することを特徴とし、従来のリチウムイオン二次電池用基材に比べて、緻密性及び均一性に優れている。これにより、表面塗工によって、複合化した際の表面のバラつきが小さく、また、複合化物の脱落が起こり難くなり、良好な品質を実現できる。また、ポリエステル系短繊維で構成されているため、耐熱性が高く、過充電時の安全性が高い。
【００１１】
ポリエステル系極短繊維のアスペクト比（繊維長／繊維径）が２０〜８００であるリチウムイオン二次電池用基材（２）及びポリエステル系極短繊維を１〜３０質量％含有してなる不織布からなるリチウム二次電池用基材（３）は、基材として必要な緻密性及び均一性がより優れている。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明のリチウムイオン二次電池用基材について詳説する。本発明のリチウムイオン二次電池用基材は、平均繊維径が５．０μｍ以下であり、かつ、繊維長が２ｍｍ以下のポリエステル系極短繊維を必須成分として含有することを特徴とするポリエステル系短繊維の不織布である。なお、平均繊維径とは、顕微鏡で３０００倍の拡大写真をとって測定した繊維１０本の繊維径の算術平均値をいう。
【００１３】
本発明のリチウムイオン二次電池用基材において、ポリエステル系極短繊維の平均繊維径が５．０μｍを超えた場合、厚さ方向における繊維本数が少なくなるため、必要とされる緻密性を確保できなくなる。また、繊維長が２ｍｍを超えると、繊維同士の重なりが多くなり、また、全体における繊維本数が少なくなるため、必要とされる均一性を確保できなくなる。ポリエステル系極短繊維のより好ましい平均繊維径は０．５〜５．０μｍであり、より好ましい繊維長は０．０５〜２ｍｍである。
【００１４】
さらに、緻密性と均一性のバランスを取るために、ポリエステル系極短繊維のアスペクト比（繊維長／繊維径）が２０〜８００であることがより好ましく、８０〜７００であることがさらに好ましい。
【００１５】
本発明のリチウム二次電池用基材において、ポリエステル系極短繊維の好ましい含有量は１〜３０質量％であり、より好ましくは５〜２０質量％である。１質量％未満では、緻密性及び均一性が向上しなくなることがあり、３０質量％を超えると、基材として必要な強度が発現しなくなることがある。
【００１６】
本発明のリチウムイオン二次電池用基材に含まれるポリエステル系極短繊維以外の短繊維における平均繊維径は、０．１〜１０．０μｍであるのが好ましい。１０．０μｍを超える場合、厚さ方向における繊維本数が少なくなるため、必要とされる緻密性を確保できなくなる場合があり、０．１μｍ未満では繊維を安定的に製造するのが難しい。より好ましい平均繊維径は０．５〜５．０μｍである。
【００１７】
本発明のリチウムイオン二次電池用基材の目付けは、６．０〜３０．０ｇ／ｍ２であるのが好ましい。３０．０ｇ／ｍ２を超えると基材だけでセパレータの大半を占めることになり、複合化による効果を得られ難くなり、６．０ｇ／ｍ２未満であると均一性を得ることが難しくなり、複合化後の表面に大きなバラつきが発生し易くなる傾向があるためである。より好ましくは８．０〜２０．０ｇ／ｍ２である。なお、目付けはＪＩＳ  Ｐ  ８１２４（紙及び板紙−坪量測定法）に規定された方法に基づく坪量を意味する。
【００１８】
ポリエステル系（極）短繊維は、熱融着（極）短繊維（バインダー用（極）短繊維）でも、非熱融着（極）短繊維でも構わない。熱融着（極）短繊維として用いる際は、芯鞘型、偏芯型、サイドバイサイド型、海島型、オレンジ型、多重バイメタル型の複合繊維、あるいは単一成分タイプなどが挙げられるが、均一性を得るという点から特に単一成分タイプであることが好ましい。
【００１９】
本発明において、ポリエステル系とは、例えば、ポリエチレンテレフタレート系、ポリブチレンテレフタレート系、ポリトリメチレンテレフタレート系、ポリエチレンナフタレート系、ポリブチレンナフタレート系、ポリエチレンイソフタレート系などが挙げられる。これらは、単独又は２種類以上を併用しても良い。これらの中でも、リチウムイオン二次電池用基材に使用する場合には、耐熱性に優れているポリエチレンテレフタレート系が好ましい。
【００２０】
本発明のリチウムイオン二次電池用基材に各種複合化処理を施すことにより、本発明のリチウムイオン二次電池用セパレータが得られる。本発明のリチウムイオン二次電池用基材の複合化としては、特に限定されるものではないが、本発明のリチウムイオン二次電池用基材に、無機又は有機のフィラー粒子を含有するスラリーを含浸又は塗工する処理、樹脂を含有するスラリーを含浸又は塗工する処理、多孔質フィルムを積層一体化する処理、固体電解質やゲル状電解質を含浸又は塗工する処理等が挙げられる。
【００２１】
本発明のリチウムイオン二次電池用基材において、不織布の製造方法としては、繊維ウェブを形成し、繊維ウェブ内の繊維を接着・融着・絡合させる方法を用いることができる。得られた不織布は、そのまま使用しても良いし、複数枚からなる積層体として使用することもできる。繊維ウェブの製造方法としては、例えば、カード法、エアレイ法等の乾式法、抄紙法等の湿式法、スパンボンド法、メルトブロー法等がある。このうち、湿式法によって得られるウェブは、均質かつ緻密であり、リチウムイオン二次電池用基材として好適に用いることができる。湿式法は、繊維を水中に分散して均一な抄紙スラリーとし、この抄紙スラリーを円網、長網、傾斜式等のワイヤーの少なくとも１つを有する抄紙機を用いて、繊維ウェブを得る方法である。
【００２２】
繊維ウェブから不織布を製造する方法としては、水流交絡法、ニードルパンチ法、バインダー接着法等を使用することができる。特に、均一性を重視して前記湿式法を用いる場合、バインダー接着法を施して熱融着（極）短繊維を接着することが好ましい。バインダー接着法により、均一なウェブから均一な不織布が形成される。このようにして製造した湿式不織布に対して、カレンダーなどによって圧力を加えて、厚さを調整したり、あるいは厚さを均一化することが好ましい。ただし、熱融着（極）短繊維が皮膜化しない温度（熱融着（極）短繊維の融点よりも２０℃以上低い温度）で加圧するのが好ましい。
【００２３】
本発明のリチウムイオン二次電池用基材において、湿式法で不織布を製造する場合、ポリエステル系極短繊維以外の繊維の繊維長としては、２ｍｍを超えて７ｍｍ以下が好ましく、３〜５ｍｍがより好ましい。繊維長が７ｍｍを超えた場合、平均繊維径との兼ね合いから湿式法では繊維の分散が難しくなることがあり、地合不良等が発生し、良好な繊維ウェブの形成ができなくなるといった問題が生じることがある。一方、ポリエステル系極短繊維以外の繊維は、ポリエステル系極短繊維と絡み合って、基材の強度を向上させることができるため、ポリエステル系極短繊維以外の繊維における繊維長が２ｍｍ以下の場合、基材として必要な強度が発現しなくなることがある。
【００２４】
ここで基材に必要とされる強度とは、セパレータに仕上げた後、電池へ捲回した際の短絡に耐え得る強度であり、突刺強度が１つの指標になり得る。突刺強度は３０ｇ以上であることが好ましい。より好ましくは５０ｇ以上である。
【実施例】
【００２５】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明は本実施例に限定されるものではない。なお、実施例中における部や百分率は断りのない限り、すべて質量によるものである。
【００２６】
実施例１
繊度０．０６ｄｔｅｘ（平均繊維径２．４μｍ）、繊維長３ｍｍの配向結晶化させたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）系短繊維を４０部と、繊度０．１ｄｔｅｘ（平均繊維径３．０μｍ）、繊維長１ｍｍ、アスペクト比３２９の配向結晶化させたＰＥＴ系極短繊維を１０部と、繊度０．２ｄｔｅｘ（平均繊維径４．３μｍ）、繊維長３ｍｍのバインダー用ＰＥＴ系短繊維を５０部とを一緒に混合し、パルパーの水中で離解させ、アジテーターによる撹拌のもと、均一な抄造用スラリー（１％濃度）を調製した。この抄造用スラリーを円網抄紙機による湿式法を用いて抄き上げ、１２０℃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、坪量１０．２ｇ／ｍ２、幅５０ｃｍの不織布を作製した。次に、ロール温度１８０℃でカレンダー処理を行い、坪量１０．２ｇ／ｍ２、厚さ１７μｍの不織布を製造し、リチウムイオン二次電池用基材とした。
【００２７】
実施例２
繊度０．０６ｄｔｅｘ（平均繊維径２．４μｍ）、繊維長３ｍｍの配向結晶化させたＰＥＴ系短繊維を４９部と、繊度０．１ｄｔｅｘ（平均繊維径３．０μｍ）、繊維長１ｍｍ、アスペクト比３２９の配向結晶化させたＰＥＴ系極短繊維を１部と、繊度０．２ｄｔｅｘ（平均繊維径４．３μｍ）、繊維長３ｍｍのバインダー用ＰＥＴ系短繊維を５０部とを一緒に混合し、パルパーの水中で離解させ、アジテーターによる撹拌のもと、均一な抄造用スラリー（１％濃度）を調製した。この抄造用スラリーを円網抄紙機による湿式法を用いて抄き上げ、１２０℃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、坪量１０．６ｇ／ｍ２、幅５０ｃｍの不織布を作製した。次に、ロール温度１８０℃でカレンダー処理を行い、坪量１０．６ｇ／ｍ２、厚さ１８μｍの不織布を製造し、リチウムイオン二次電池用基材とした。
【００２８】
実施例３
繊度０．０６ｄｔｅｘ（平均繊維径２．４μｍ）、繊維長３ｍｍの配向結晶化させたＰＥＴ系短繊維を４９．３部と、繊度０．１ｄｔｅｘ（平均繊維径３．０μｍ）、繊維長１ｍｍ、アスペクト比３２９の配向結晶化させたＰＥＴ系極短繊維を０．７部と、繊度０．２ｄｔｅｘ（平均繊維径４．３μｍ）、繊維長３ｍｍのバインダー用ＰＥＴ系短繊維を５０部とを一緒に混合し、パルパーの水中で離解させ、アジテーターによる撹拌のもと、均一な抄造用スラリー（１％濃度）を調製した。この抄造用スラリーを円網抄紙機による湿式法を用いて抄き上げ、１２０℃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、坪量１０．５ｇ／ｍ２、幅５０ｃｍの不織布を作製した。次に、ロール温度１８０℃でカレンダー処理を行い、坪量１０．５ｇ／ｍ２、厚さ１８μｍの不織布を製造し、リチウムイオン二次電池用基材とした。
【００２９】
実施例４
繊度０．０６ｄｔｅｘ（平均繊維径２．４μｍ）、繊維長３ｍｍの配向結晶化させたＰＥＴ系短繊維を２０部と、繊度０．１ｄｔｅｘ（平均繊維径３．０μｍ）、繊維長１ｍｍ、アスペクト比３２９の配向結晶化させたＰＥＴ系極短繊維を３０部と、繊度０．２ｄｔｅｘ（平均繊維径４．３μｍ）、繊維長３ｍｍのバインダー用ＰＥＴ系短繊維を５０部とを一緒に混合し、パルパーの水中で離解させ、アジテーターによる撹拌のもと、均一な抄造用スラリー（１％濃度）を調製した。この抄造用スラリーを円網抄紙機による湿式法を用いて抄き上げ、１２０℃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、坪量９．８ｇ／ｍ２、幅５０ｃｍの不織布を作製した。次に、ロール温度１８０℃でカレンダー処理を行い、坪量９．８ｇ／ｍ２、厚さ１７μｍの不織布を製造し、リチウムイオン二次電池用基材とした。
【００３０】
実施例５
繊度０．０６ｄｔｅｘ（平均繊維径２．４μｍ）、繊維長３ｍｍの配向結晶化させたＰＥＴ系短繊維を１７部と、繊度０．１ｄｔｅｘ（平均繊維径３．０μｍ）、繊維長１ｍｍ、アスペクト比３２９の配向結晶化させたＰＥＴ系極短繊維を３３部と、繊度０．２ｄｔｅｘ（平均繊維径４．３μｍ）、繊維長３ｍｍのバインダー用ＰＥＴ系短繊維を５０部とを一緒に混合し、パルパーの水中で離解させ、アジテーターによる撹拌のもと、均一な抄造用スラリー（１％濃度）を調製した。この抄造用スラリーを円網抄紙機による湿式法を用いて抄き上げ、１２０℃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、坪量９．６ｇ／ｍ２、幅５０ｃｍの不織布を作製した。次に、ロール温度１８０℃でカレンダー処理を行い、坪量９．６ｇ／ｍ２、厚さ１７μｍの不織布を製造し、リチウムイオン二次電池用基材とした。
【００３１】
実施例６
繊度０．０６ｄｔｅｘ（平均繊維径２．４μｍ）、繊維長３ｍｍの配向結晶化させたＰＥＴ系短繊維を４０部と、繊度０．１ｄｔｅｘ（平均繊維径３．０μｍ）、繊維長２ｍｍ、アスペクト比６５８の配向結晶化させたＰＥＴ系極短繊維を１０部と、繊度０．２ｄｔｅｘ（平均繊維径４．３μｍ）、繊維長３ｍｍのバインダー用ＰＥＴ系短繊維を５０部とを一緒に混合し、パルパーの水中で離解させ、アジテーターによる撹拌のもと、均一な抄造用スラリー（１％濃度）を調製した。この抄造用スラリーを円網抄紙機による湿式法を用いて抄き上げ、１２０℃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、坪量１０．０ｇ／ｍ２、幅５０ｃｍの不織布を作製した。次に、ロール温度１８０℃でカレンダー処理を行い、坪量１０．０ｇ／ｍ２、厚さ１７μｍの不織布を製造し、リチウムイオン二次電池用基材とした。
【００３２】
実施例７
繊度０．０６ｄｔｅｘ（平均繊維径２．４μｍ）、繊維長３ｍｍの配向結晶化させたＰＥＴ系短繊維を４０部と、繊度０．１ｄｔｅｘ（平均繊維径３．０μｍ）、繊維長０．６ｍｍ、アスペクト比１９７の配向結晶化させたＰＥＴ系極短繊維を１０部と、繊度０．２ｄｔｅｘ（平均繊維径４．３μｍ）、繊維長３ｍｍのバインダー用ＰＥＴ系短繊維を５０部とを一緒に混合し、パルパーの水中で離解させ、アジテーターによる撹拌のもと、均一な抄造用スラリー（１％濃度）を調製した。この抄造用スラリーを円網抄紙機による湿式法を用いて抄き上げ、１２０℃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、坪量９．９ｇ／ｍ２、幅５０ｃｍの不織布を作製した。次に、ロール温度１８０℃でカレンダー処理を行い、坪量９．９ｇ／ｍ２、厚さ１７μｍの不織布を製造し、リチウムイオン二次電池用基材とした。
【００３３】
実施例８
繊度０．０６ｄｔｅｘ（平均繊維径２．４μｍ）、繊維長３ｍｍの配向結晶化させたＰＥＴ系短繊維を４０部と、繊度０．１ｄｔｅｘ（平均繊維径３．０μｍ）、繊維長３ｍｍの配向結晶化させたＰＥＴ系短繊維を１０部と、繊度０．２ｄｔｅｘ（平均繊維径４．３μｍ）、繊維長１ｍｍ、アスペクト比２３２のバインダー用ＰＥＴ系極短繊維を２０部と、繊度０．２ｄｔｅｘ（平均繊維径４．３μｍ）、繊維長３ｍｍのバインダー用ＰＥＴ系短繊維を３０部とを一緒に混合し、パルパーの水中で離解させ、アジテーターによる撹拌のもと、均一な抄造用スラリー（１％濃度）を調製した。この抄造用スラリーを円網抄紙機による湿式法を用いて抄き上げ、１２０℃のシリンダードライヤーによって、バインダー用ＰＥＴ系極短繊維とバインダー用ＰＥＴ系短繊維を接着させて不織布強度を発現させ、坪量１０．１ｇ／ｍ２、幅５０ｃｍの不織布を作製した。次に、ロール温度１８０℃でカレンダー処理を行い、坪量１０．１ｇ／ｍ２、厚さ１７μｍの不織布を製造し、リチウムイオン二次電池用基材とした。
【００３４】
実施例９
繊度０．０６ｄｔｅｘ（平均繊維径２．４μｍ）、繊維長１ｍｍ、アスペクト比４２４の配向結晶化させたＰＥＴ系極短繊維を１０部と、繊度０．０６ｄｔｅｘ（平均繊維径２．４μｍ）、繊維長３ｍｍの配向結晶化させたＰＥＴ系短繊維を３０部と、繊度０．１ｄｔｅｘ（平均繊維径３．０μｍ）、繊維長３ｍｍの配向結晶化させたＰＥＴ系短繊維を１０部と、繊度０．２ｄｔｅｘ（平均繊維径４．３μｍ）、繊維長１ｍｍ、アスペクト比２３２のバインダー用ＰＥＴ系極短繊維を２０部と、繊度０．２ｄｔｅｘ（平均繊維径４．３μｍ）、繊維長３ｍｍのバインダー用ＰＥＴ系短繊維を３０部とを一緒に混合し、パルパーの水中で離解させ、アジテーターによる撹拌のもと、均一な抄造用スラリー（１％濃度）を調製した。この抄造用スラリーを円網抄紙機による湿式法を用いて抄き上げ、１２０℃のシリンダードライヤーによって、バインダー用ＰＥＴ系極短繊維とバインダー用ＰＥＴ系短繊維を接着させて不織布強度を発現させ、坪量１０．３ｇ／ｍ２、幅５０ｃｍの不織布を作製した。次に、ロール温度１８０℃でカレンダー処理を行い、坪量１０．３ｇ／ｍ２、厚さ１８μｍの不織布を製造し、リチウムイオン二次電池用基材とした。
【００３５】
実施例１０
繊度０．０６ｄｔｅｘ（平均繊維径２．４μｍ）、繊維長１ｍｍ、アスペクト比４２４の配向結晶化させたＰＥＴ系極短繊維を１０部と、繊度０．０６ｄｔｅｘ（平均繊維径２．４μｍ）、繊維長３ｍｍの配向結晶化させたＰＥＴ系短繊維を３０部と、繊度０．１ｄｔｅｘ（平均繊維径３．０μｍ）、繊維長３ｍｍの配向結晶化させたＰＥＴ系短繊維を１０部と、繊度０．２ｄｔｅｘ（平均繊維径４．３μｍ）、繊維長０．１ｍｍ、アスペクト比２３のバインダー用ＰＥＴ系極短繊維を２０部と、繊度０．２ｄｔｅｘ（平均繊維径４．３μｍ）、繊維長３ｍｍのバインダー用ＰＥＴ系短繊維を３０部とを一緒に混合し、パルパーの水中で離解させ、アジテーターによる撹拌のもと、均一な抄造用スラリー（１％濃度）を調製した。この抄造用スラリーを円網抄紙機による湿式法を用いて抄き上げ、１２０℃のシリンダードライヤーによって、バインダー用ＰＥＴ系極短繊維とバインダー用ＰＥＴ系短繊維を接着させて不織布強度を発現させ、坪量９．８ｇ／ｍ２、幅５０ｃｍの不織布を作製した。次に、ロール温度１８０℃でカレンダー処理を行い、坪量９．８ｇ／ｍ２、厚さ１７μｍの不織布を製造し、リチウムイオン二次電池用基材とした。
【００３６】
実施例１１
繊度０．０６ｄｔｅｘ（平均繊維径２．４μｍ）、繊維長１ｍｍ、アスペクト比４２４の配向結晶化させたＰＥＴ系極短繊維を１０部と、繊度０．０６ｄｔｅｘ（平均繊維径２．４μｍ）、繊維長３ｍｍの配向結晶化させたＰＥＴ系短繊維を３０部と、繊度０．１ｄｔｅｘ（平均繊維径３．０μｍ）、繊維長３ｍｍの配向結晶化させたＰＥＴ系短繊維を１０部と、繊度０．２ｄｔｅｘ（平均繊維径４．３μｍ）、繊維長０．０５ｍｍ、アスペクト比１１のバインダー用ＰＥＴ系極短繊維を２０部と、繊度０．２ｄｔｅｘ（平均繊維径４．３μｍ）、繊維長３ｍｍのバインダー用ＰＥＴ系短繊維を３０部とを一緒に混合し、パルパーの水中で離解させ、アジテーターによる撹拌のもと、均一な抄造用スラリー（１％濃度）を調製した。この抄造用スラリーを円網抄紙機による湿式法を用いて抄き上げ、１２０℃のシリンダードライヤーによって、バインダー用ＰＥＴ系極短繊維とバインダー用ＰＥＴ系短繊維を接着させて不織布強度を発現させ、坪量９．３ｇ／ｍ２、幅５０ｃｍの不織布を作製した。次に、ロール温度１８０℃でカレンダー処理を行い、坪量９．３ｇ／ｍ２、厚さ１６μｍの不織布を製造し、リチウムイオン二次電池用基材とした。
【００３７】
実施例１２
繊度０．０６ｄｔｅｘ（平均繊維径２．４μｍ）、繊維長０．６ｍｍ、アスペクト比２５４の配向結晶化させたＰＥＴ系極短繊維を２０部と、繊度０．１ｄｔｅｘ（平均繊維径３．０μｍ）、繊維長３ｍｍの配向結晶化させたＰＥＴ系短繊維を２０部と、繊度０．２ｄｔｅｘ（平均繊維径４．３μｍ）、繊維長３ｍｍのバインダー用ＰＥＴ系短繊維を６０部とを一緒に混合し、パルパーの水中で離解させ、アジテーターによる撹拌のもと、均一な抄造用スラリー（１％濃度）を調製した。この抄造用スラリーを円網抄紙機による湿式法を用いて抄き上げ、１２０℃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、坪量１０．１ｇ／ｍ２、幅５０ｃｍの不織布を作製した。次に、ロール温度１８０℃でカレンダー処理を行い、坪量１０．１ｇ／ｍ２、厚さ１７μｍの不織布を製造し、リチウムイオン二次電池用基材とした。
【００３８】
実施例１３
繊度０．０６ｄｔｅｘ（平均繊維径２．４μｍ）、繊維長２ｍｍ、アスペクト比８４９の配向結晶化させたＰＥＴ系極短繊維を２０部と、繊度０．１ｄｔｅｘ（平均繊維径３．０μｍ）、繊維長３ｍｍの配向結晶化させたＰＥＴ系短繊維を２０部と、繊度０．２ｄｔｅｘ（平均繊維径４．３μｍ）、繊維長３ｍｍのバインダー用ＰＥＴ系短繊維を６０部とを一緒に混合し、パルパーの水中で離解させ、アジテーターによる撹拌のもと、均一な抄造用スラリー（１％濃度）を調製した。この抄造用スラリーを円網抄紙機による湿式法を用いて抄き上げ、１２０℃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、坪量１０．４ｇ／ｍ２、幅５０ｃｍの不織布を作製した。次に、ロール温度１８０℃でカレンダー処理を行い、坪量１０．４ｇ／ｍ２、厚さ１７μｍの不織布を製造し、リチウムイオン二次電池用基材とした。
【００３９】
実施例１４
繊度０．０６ｄｔｅｘ（平均繊維径２．４μｍ）、繊維長１ｍｍ、アスペクト比４２４の配向結晶化させたＰＥＴ系極短繊維を２０部と、繊度０．０６ｄｔｅｘ（平均繊維径２．４μｍ）、繊維長３ｍｍの配向結晶化させたＰＥＴ系短繊維を２０部と、繊度０．３ｄｔｅｘ（平均繊維径５．３μｍ）、繊維長３ｍｍの配向結晶化させたＰＥＴ系短繊維を１０部と、繊度０．２ｄｔｅｘ（平均繊維径４．３μｍ）、繊維長３ｍｍのバインダー用ＰＥＴ系短繊維を５０部とを一緒に混合し、パルパーの水中で離解させ、アジテーターによる撹拌のもと、均一な抄造用スラリー（１％濃度）を調製した。この抄造用スラリーを円網抄紙機による湿式法を用いて抄き上げ、１２０℃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、坪量９．９ｇ／ｍ２、幅５０ｃｍの不織布を作製した。次に、ロール温度１８０℃でカレンダー処理を行い、坪量９．９ｇ／ｍ２、厚さ１７μｍの不織布を製造し、リチウムイオン二次電池用基材とした。
【００４０】
実施例１５
繊度０．００４ｄｔｅｘ（平均繊維径０．７０μｍ）、繊維長０．５ｍｍ、アスペクト比７１４の配向結晶化させたＰＥＴ系極短繊維を１０部、繊度０．０６ｄｔｅｘ（平均繊維径２．４μｍ）、繊維長３ｍｍの配向結晶化させたＰＥＴ系短繊維を２０部と、繊度０．１ｄｔｅｘ（平均繊維径３．０μｍ）、繊維長３ｍｍの配向結晶化させたＰＥＴ系短繊維を２０部と、繊度０．２ｄｔｅｘ（平均繊維径４．３μｍ）、繊維長３ｍｍのバインダー用ＰＥＴ系短繊維を５０部とを一緒に混合し、パルパーの水中で離解させ、アジテーターによる撹拌のもと、均一な抄造用スラリー（１％濃度）を調製した。この抄造用スラリーを円網抄紙機による湿式法を用いて抄き上げ、１２０℃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、坪量９．７ｇ／ｍ２、幅５０ｃｍの不織布を作製した。次に、ロール温度１８０℃でカレンダー処理を行い、坪量９．７ｇ／ｍ２、厚さ１６μｍの不織布を製造し、リチウムイオン二次電池用基材とした。
【００４１】
実施例１６
繊度０．００４ｄｔｅｘ（平均繊維径０．７０μｍ）、繊維長３ｍｍの配向結晶化させたＰＥＴ系短繊維を１０部、繊度０．０６ｄｔｅｘ（平均繊維径２．４μｍ）、繊維長１ｍｍ、アスペクト比４２４の配向結晶化させたＰＥＴ系極短繊維を２０部と、繊度０．１ｄｔｅｘ（平均繊維径３．０μｍ）、繊維長３ｍｍの配向結晶化させたＰＥＴ系短繊維を２０部と、繊度０．２ｄｔｅｘ（平均繊維径４．３μｍ）、繊維長３ｍｍのバインダー用ＰＥＴ系短繊維を５０部とを一緒に混合し、パルパーの水中で離解させ、アジテーターによる撹拌のもと、均一な抄造用スラリー（１％濃度）を調製した。この抄造用スラリーを円網抄紙機による湿式法を用いて抄き上げ、１２０℃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、坪量９．８ｇ／ｍ２、幅５０ｃｍの不織布を作製した。次に、ロール温度１８０℃でカレンダー処理を行い、坪量９．８ｇ／ｍ２、厚さ１６μｍの不織布を製造し、リチウムイオン二次電池用基材とした。
【００４２】
（比較例１）
繊度０．０６ｄｔｅｘ（平均繊維径２．４μｍ）、繊維長３ｍｍの配向結晶化させたＰＥＴ系短繊維を５０部と、繊度０．２ｄｔｅｘ（平均繊維径４．３μｍ）、繊維長３ｍｍのバインダー用ＰＥＴ系短繊維を５０部とを一緒に混合し、パルパーの水中で離解させ、アジテーターによる撹拌のもと、均一な抄造用スラリー（１％濃度）を調製した。この抄造用スラリーを円網抄紙機による湿式法を用いて抄き上げ、１２０℃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、坪量１０．２ｇ／ｍ２、幅５０ｃｍの不織布を作製した。次に、ロール温度１８０℃でカレンダー処理を行い、坪量１０．２ｇ／ｍ２、厚さ１７μｍの不織布を製造し、リチウムイオン二次電池用基材とした。
【００４３】
（比較例２）
繊度０．０６ｄｔｅｘ（平均繊維径２．４μｍ）、繊維長３ｍｍの配向結晶化させたＰＥＴ系短繊維を４０部と、繊度０．３ｄｔｅｘ（平均繊維径５．３μｍ）、繊維長２ｍｍの配向結晶化させたＰＥＴ系極短繊維を１０部と、繊度０．２ｄｔｅｘ（平均繊維径４．３μｍ）、繊維長３ｍｍのバインダー用ＰＥＴ系短繊維を５０部とを一緒に混合し、パルパーの水中で離解させ、アジテーターによる撹拌のもと、均一な抄造用スラリー（１％濃度）を調製した。この抄造用スラリーを円網抄紙機による湿式法を用いて抄き上げ、１２０℃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、坪量１０．５ｇ／ｍ２、幅５０ｃｍの不織布を作製した。次に、ロール温度１８０℃でカレンダー処理を行い、坪量１０．５ｇ／ｍ２、厚さ１９μｍの不織布を製造し、リチウムイオン二次電池用基材とした。
【００４４】
＜評価＞
実施例及び比較例で得られたリチウムイオン二次電池用基材について、下記の評価を行い、結果を表１に示した。
【００４５】
［基材の加熱特性］
実施例１〜１６及び比較例１〜２の基材並びに比較例３として従来公知のセパレータである２０μｍの厚さのポリエチレン（ＰＥ）製微多孔膜を、１５０℃の恒温槽内に３０分間放置し、各基材の収縮率を測定して加熱特性を評価した。収縮率の測定は次のようにして行った。５ｃｍ×５ｃｍに切り出した基材片を、クリップで固定した２枚のガラス板で挟みこみ、１５０℃の恒温槽内に３０分放置した後に取り出し、各基材片の長さを測定し、試験前の長さと比較して長さの減少割合を収縮率とした。
【００４６】
［セパレータの作製］
板状ベーマイト（平均粒径：１μｍ、アスペクト比：１０）１０００ｇ、水８００ｇ、イソプロピルアルコール２００ｇ、ポリビニルブチラール３７５ｇを容器に入れ、撹拌機（商品名：スリーワンモーター、新東化学社製）で１時間撹拌して分散させ、均一なスラリーとした。このスラリー中に、実施例１〜１６及び比較例１〜２の不織布をそれぞれ通し、引き上げ塗布によりスラリーを塗布した後、所定の間隔を有するギャップの間を通し、その後乾燥して、片面あたりの厚さが３μｍの多孔膜を有するセパレータを得た。
【００４７】
［基材の塗布性評価］
作製したセパレータについて、任意の１０ヶ所の厚さ測定を実施し、その差が１μｍ以下であれば○、１μｍを超えて２μｍ以下であれば△、２μｍを超えていれば×で表した。なお、厚さはＪＩＳ  Ｂ  ７５０２に規定された方法により測定した値、つまり、５Ｎ荷重時の外側マイクロメーターにより測定された値を意味する。
【００４８】
［基材の強度］
実施例１〜１６及び比較例１〜２の基材を、５０ｍｍ幅の短冊状に切り揃えた。試験片を卓上型材料試験機（商品名：ＳＴＡ−１１５０、（株）オリエンテック製）に据え付けた４０ｍｍφの固定枠に装着し、先端に丸み（曲率１．６）をつけた直径１．０ｍｍの金属針（（株）オリエンテック製）を試料面に対して直角に５０ｍｍ／分の一定速度で貫通するまで降ろした。この時の最大荷重（ｇ）を計測し、これを突刺強度とした。１試料について５ヶ所以上突刺強度を測定し、全測定値の中で最も小さい突刺強度について、５０ｇ以上であれば○、３０ｇ以上５０ｇ未満であれば△、３０ｇ未満であれば×で表した。
【００４９】
【表１】
2011082148.tif 000002
【００５０】
実施例で得られたリチウムイオン二次電池用基材は、ＰＥＴ系短繊維の不織布からなり、平均繊維径が５μｍ以下であり、かつ、繊維長が２ｍｍ以下のＰＥＴ系極短繊維を必須成分として含有することを特徴とし、従来のリチウムイオン二次電池用基材に比べて緻密性及び均一性に優れていた。これにより、表面塗工により複合化した際の表面のバラつきが小さいという良好な結果が得られた。また、ＰＥＴ系繊維で構成されているため、１５０℃において熱収縮がほとんど見られず、目視レベルでは実質的に変形が生じていなかった。よって、耐熱性が高く、過充電時の安全性が高い。
【００５１】
ポリエステル系極短繊維のアスペクト比（繊維長／繊維径）が２０〜８００であり、かつ、ポリエステル系極短繊維の含有量が１〜３０質量％である実施例１、２、４、６〜１０、１２、１５及び１６は、塗布性及び強度に優れていた。ポリエステル系極短繊維のアスペクト比（繊維長／繊維径）が２０未満である実施例１１、ポリエステル系極短繊維のアスペクト比（繊維長／繊維径）が８００を超えている実施例１３及びポリエステル系極短繊維の含有量が１質量％未満である実施例３では、表面塗工により複合化した際の表面のバラつきが少し大きかった。ポリエステル系極短繊維の含有量が３０質量％を超えている実施例５では、強度が若干低かった。
【００５２】
また、ポリエステル系極短繊維以外の繊維として、平均繊維径が５μｍを超えている繊維を含有してなる実施例１４においても、表面塗工により複合化した際の表面のバラつきが大きくなる傾向が見られた。
【００５３】
一方、比較例１で得られたリチウムイオン二次電池用基材は、平均繊維径が５．０μｍ以下であり、かつ、繊維長が２ｍｍ以下のＰＥＴ系極短繊維を含有しないため、リチウムイオン二次電池用基材に必要とされる均一性で十分な要求を満たさない。これにより、表面塗工により複合化した際の表面のバラつきが発生するという結果になった。
【００５４】
比較例２で得られたリチウムイオン二次電池用基材は、繊維長が２ｍｍ以下のＰＥＴ系極短繊維の平均繊維径が５．０μｍを超えているため、緻密性で十分な要求を満たさない。これにより、表面塗工により複合化した際の表面のバラつきが発生するという結果になった。
【００５５】
従来のセパレータに相当する比較例３では、熱収縮率が大きく、これを電池に用いると、内部温度が１５０℃に達する異常な過充電時にはセパレータの収縮が生じて、正極と負極が接触することによる短絡が生じる恐れがあり、安全性に問題がある。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明のリチウムイオン二次電池用基材及びリチウムイオン二次電池用セパレータは、リチウムイオン二次電池、リチウムイオンポリマー二次電池等のリチウムイオン二次電池に好適に使用できる。