(57)【要約】【課題】針状結晶の成長により電池がショートするのを防止することができるとともに、イオン伝導性に優れるリチウムイオン二次電池用セパレータおよびこれを備えたリチウムイオン二次電池を提供する。【解決手段】本発明のリチウムイオン二次電池用セパレータ１０は、多数の微細孔１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａ，１６ａを有し、微細孔１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａ，１６ａが方向性を有する形状をなして一方向に配向した１軸延伸フィルム１１，１２，１３，１４，１５，１６が、複数積層されてなる積層体を備え、積層体を形成する複数の１軸延伸フィルム１１，１２，１３，１４，１５，１６のうち、重なり合う少なくとも２枚の１軸延伸フィルムの微細孔の配向の方向が交差していることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の微細孔を有し、該微細孔が方向性を有する形状をなして一方向に配向した１軸延伸フィルムが、複数積層されてなる積層体を備えたリチウムイオン二次電池用セパレータであって、
前記積層体を形成する複数の１軸延伸フィルムのうち、重なり合う少なくとも２枚の１軸延伸フィルムの微細孔の配向の方向が交差してい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。
【請求項２】
請求項１に記載のリチウムイオン二次電池用セパレータを備えたことを特徴とするリチウムイオン二次電池。
【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を構成するリチウムイオン二次電池用セパレータおよびこれを備えたリチウムイオン二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、電池の中でも、高容量および高エネルギー密度を有し、小型化および軽量化が容易なことから、リチウムイオン二次電池が広く利用されている。リチウムイオン二次電池の用途としては、例えば、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ノート型パーソナルコンピュータ、ビデオカメラなどの携帯用小型電子機器の電源などが挙げられる。
【０００３】
このようなリチウムイオン二次電池において、電解質としては、溶媒に電解質塩を溶解することにより得られる液体状あるいはゲル状のイオン伝導性材料が用いられている。
リチウムイオン二次電池では、このような電解質を保持するために、多孔質膜や不織布などからなるセパレータが用いられている。
リチウムイオン二次電池は、リチウム金属酸化物からなる正極と、グラファイトなどの炭素材からなる負極と、を備えた構造のものが主流となっている。このような構造のリチウムイオン二次電池では、充放電を繰り返すと、負極側にリチウムの針状結晶（デンドライト）が析出し、さらに、この針状結晶が成長して正極まで達して、電池がショートするという問題があった。
【０００４】
このような針状結晶の成長により電池のショートが生じることを防止するために、ポリエチレンオキサイドなどに、リチウム塩などの電解質塩を溶解した固体状イオン伝導性高分子を用いたイオン伝導性材料が開示されている。
ところが、この固体状イオン伝導性高分子は、イオン伝導度が低く、実用的ではないという欠点があった。
そこで、さらに、発泡フィルムにリチウム塩からなる電解質溶液を含浸させた高分子固体電解質が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−８６６２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の高分子固体電解質に用いられている発泡フィルムを作製するには、特殊な温度・圧力環境が必要であるため、製造工程が複雑な上に、安定に所定の発泡倍率のものを作製することが難しかった。その結果、この高分子固体電解質は、針状結晶の成長により電池がショートするのを防止する効果やイオン伝導性が安定していないという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、針状結晶の成長により電池がショートするのを防止することができるとともに、イオン伝導性に優れるリチウムイオン二次電池用セパレータおよびこれを備えたリチウムイオン二次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】
本発明のリチウムイオン二次電池用セパレータは、多数の微細孔を有し、該微細孔が方向性を有する形状をなして一方向に配向した１軸延伸フィルムが、複数積層されてなる積層体を備えたリチウムイオン二次電池用セパレータであって、前記積層体を形成する複数の１軸延伸フィルムのうち、重なり合う少なくとも２枚の１軸延伸フィルムの微細孔の配向の方向が交差していることを特徴とする。
【０００９】
本発明のリチウムイオン二次電池は、本発明のリチウムイオン二次電池用セパレータを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のリチウムイオン二次電池用セパレータによれば、多数の微細孔を有し、その微細孔が方向性を有する形状をなして一方向に配向した１軸延伸フィルムが、複数積層され、積層体を形成する複数の１軸延伸フィルムのうち、重なり合う少なくとも２枚の１軸延伸フィルムの微細孔の配向の方向が交差しているので、リチウムイオン二次電池に適用した場合、リチウム塩（リチウムイオン）を含む電解質が、微細孔を通って、リチウムイオン二次電池の負極側から正極側へ浸透することができる一方、充放電の繰り返しによって負極側に生じたリチウムの針状結晶（デンドライト）が成長して、その針状結晶が微細孔を通って、リチウムイオン二次電池の負極側から正極側へ到達するのを抑制することができる。ゆえに、高いイオン伝導性を確保しつつ、負極側から正極側へリチウムの針状結晶が到達して、電池がショートするのを防止することができる。
【００１１】
また、複数の１軸延伸フィルムが積層されているので、単層のフィルムからなるセパレータよりも機械的強度に優れている。
さらに、本発明のリチウムイオン二次電池用セパレータは、多層構造であるので、リチウムイオン二次電池に適用した場合、各１軸延伸フィルムの間に滑りが生じて、電池内部において、電極（正極または負極）とリチウムイオン二次電池用セパレータとの摩擦を軽減することができるため、このセパレータにおける応力の発生を緩和し、このセパレータが破損するのを防止できる。その結果、リチウムイオン二次電池の耐久性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のリチウムイオン二次電池用セパレータの第一の実施形態を示す概略図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図２】図１に示すリチウムイオン二次電池用セパレータの分解斜視図である。
【図３】本発明のリチウムイオン二次電池用セパレータの第二の実施形態の概略構成を示す分解斜視図である。
【図４】本発明のリチウムイオン二次電池用セパレータの第二の実施形態の概略構成を示す分解斜視図である。
【図５】本発明のリチウムイオン二次電池用セパレータの第二の実施形態の概略構成を示す分解斜視図である。
【図６】本発明のリチウムイオン二次電池の一実施形態を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明のリチウムイオン二次電池用セパレータおよびこれを備えたリチウムイオン二次電池の実施の形態について説明する。
なお、この形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
【００１４】
「リチウムイオン二次電池用セパレータ」
（１）第一の実施形態
図１は、本発明のリチウムイオン二次電池用セパレータの第一の実施形態を示す概略図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図２は、図１に示すリチウムイオン二次電池用セパレータの分解斜視図である。
この実施形態のリチウムイオン二次電池用セパレータ１０は、順に積層された、１軸延伸フィルム１１と、１軸延伸フィルム１４と、１軸延伸フィルム１２と、１軸延伸フィルム１５と、１軸延伸フィルム１３と、１軸延伸フィルム１６とから構成される積層体から概略構成されている。
【００１５】
１軸延伸フィルム１１，１２，１３，１４，１５，１６はそれぞれ、全面に多数の微細孔１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａ，１６ａを有する多孔質フィルムが１軸延伸され、これらの微細孔１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａ，１６ａが方向性を有する形状をなして一方向に配向したものである。
この実施形態では、１軸延伸フィルム１１，１２，１３，１４，１５，１６において、微細孔１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａ，１６ａが楕円形状をなして、その長軸が図１および２に示す矢印方向（１軸延伸フィルム１１，１２，１３，１４，１５，１６の表面に沿う矢印方向）に配向している。
【００１６】
なお、図１および２では、説明を簡略化するために、１軸延伸フィルム１１，１２，１３，１４，１５，１６において、多数の微細孔１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａ，１６ａが間隔を置いて形成されている場合を例示したが、本発明で実際に用いられる多孔質の１軸延伸フィルムでは、フィルムの全域にわたって微細孔が間隔を置くことなく密に形成されている。そして、その微細孔が一方向に配向している。
【００１７】
また、１軸延伸フィルム１１の微細孔１１ａの配向の方向と、１軸延伸フィルム１４の微細孔１４ａの配向の方向とが直交するように、１軸延伸フィルム１１と１軸延伸フィルム１４が重ねられている。
以下同様に、１軸延伸フィルム１４の微細孔１４ａの配向の方向と、１軸延伸フィルム１２の微細孔１２ａの配向の方向とが直交するように、１軸延伸フィルム１４と１軸延伸フィルム１２が重ねられている。
１軸延伸フィルム１２の微細孔１２ａの配向の方向と、１軸延伸フィルム１５の微細孔１５ａの配向の方向とが直交するように、１軸延伸フィルム１２と１軸延伸フィルム１５が重ねられている。
１軸延伸フィルム１５の微細孔１５ａの配向の方向と、１軸延伸フィルム１３の微細孔１３ａの配向の方向とが直交するように、１軸延伸フィルム１５と１軸延伸フィルム１３が重ねられている。
１軸延伸フィルム１３の微細孔１３ａの配向の方向と、１軸延伸フィルム１６の微細孔１６ａの配向の方向とが直交するように、１軸延伸フィルム１３と１軸延伸フィルム１６が重ねられている。
【００１８】
すなわち、リチウムイオン二次電池用セパレータ１０では、一層おきに、それぞれの微細孔１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａ，１６ａの配向の方向が同じになるように、１軸延伸フィルム１１，１２，１３，１４，１５，１６が積層されている。
【００１９】
上述のように、１軸延伸フィルム１１，１２，１３，１４，１５，１６では、フィルムの全域にわたって多数の微細孔１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａ，１６ａが密に形成され、その微細孔１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａ，１６ａが一方向に配向しているので、１軸延伸フィルム１１，１２，１３，１４，１５，１６のうち、重なり合う少なくとも２枚の１軸延伸フィルムの微細孔の配向の方向を直交させることにより、その２枚の１軸延伸フィルムの微細孔の少なくとも１部が直交するように重なり合う。
【００２０】
具体的には、図１（ｂ）に示すように、１軸延伸フィルム１１の微細孔１１ａと、１軸延伸フィルム１４の微細孔１４ａとが直交するように重なり合っている。
以下同様に、１軸延伸フィルム１４の微細孔１４ａと、１軸延伸フィルム１２の微細孔１２ａとが直交するように重なり合っている。
１軸延伸フィルム１２の微細孔１２ａと、１軸延伸フィルム１５の微細孔１５ａとが直交するように重なり合っている。
１軸延伸フィルム１５の微細孔１５ａと、１軸延伸フィルム１３の微細孔１３ａとが直交するように重なり合っている。
１軸延伸フィルム１３の微細孔１３ａと、１軸延伸フィルム１６の微細孔１６ａとが直交するように重なり合っている。
【００２１】
また、図１（ｂ）に示すように、１軸延伸フィルム１１の一方の面１１ｂ（リチウムイオン二次電池用セパレータ１０の一方の面１０ａ）側から、１軸延伸フィルム１６の他方の面１６ｂ（リチウムイオン二次電池用セパレータ１０の他方の面１０ｂ）側に向かって、微細孔１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａ，１６ａが連通しているものの、図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面方向では、１軸延伸フィルム１１，１２，１３の微細孔１１ａ，１２ａ，１３ａの大きさ（断面積）に対して、１軸延伸フィルム１４，１５，１６の微細孔１４ａ，１５ａ，１６ａの大きさ（断面積）が小さいため、微細孔１１ａ，１２ａ，１３ａと、微細孔１４ａ，１５ａ，１６ａとが重なる（接する）部分の面積が小さくなる。
【００２２】
したがって、このリチウムイオン二次電池用セパレータ１０をリチウムイオン二次電池に適用した場合、リチウム塩（リチウムイオン）を含む電解質は、微細孔１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａ，１６ａを通って、１軸延伸フィルム１１の一方の面１１ｂ（リチウムイオン二次電池用セパレータ１０の一方の面１０ａ）側から、１軸延伸フィルム１６の他方の面１１ｂ（リチウムイオン二次電池用セパレータ１０の他方の面１０ｂ）側へ浸透することができる。一方、充放電の繰り返しによって負極側に生じたリチウムの針状結晶は、微細孔１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａ，１６ａを通って、１軸延伸フィルム１１の一方の面１１ｂ（リチウムイオン二次電池用セパレータ１０の一方の面１０ａ）側から、１軸延伸フィルム１６の他方の面１１ｂ（リチウムイオン二次電池用セパレータ１０の他方の面１０ｂ）側へ到達することができない。
【００２３】
さらに、図１（ｂ）に示すように、それぞれの微細孔１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａ，１６ａの位置が少しずつずれるように、１軸延伸フィルム１１，１２，１３，１４，１５，１６が積層されている。すなわち、それぞれの微細孔１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａ，１６ａの位置が全て一致するように、１軸延伸フィルム１１，１２，１３，１４，１５，１６が積層されていない。
【００２４】
これにより、例えば、図１（ｂ）の破線で囲んだ領域αにおいて、１軸延伸フィルム１４の微細孔１４ａと、１軸延伸フィルム１２の微細孔１２ａとが連通している部分の面積が、１軸延伸フィルム１１の微細孔１１ａと、１軸延伸フィルム１４の微細孔１４ａとが連通している部分の面積よりも小さくなる。
【００２５】
したがって、このリチウムイオン二次電池用セパレータ１０をリチウムイオン二次電池に適用した場合、充放電の繰り返しによって負極側に生じたリチウムの針状結晶が、微細孔１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａ，１６ａを通って、リチウムイオン二次電池用セパレータ１０の一方の面１０側から、リチウムイオン二次電池用セパレータ１０の他方の面１０ｂ側へ到達するのを抑制する効果がより大きくなる。
【００２６】
１軸延伸フィルム１１，１２，１３，１４，１５，１６としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）などのポリオレフィンからなり、多数の微細孔１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａ，１６ａを有する多孔質フィルムが１軸延伸されたものが用いられる。
また、微細孔１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａ，１６ａの大きさは、特に限定されないが、リチウムの針状結晶よりも小さいことが好ましい。
さらに、それぞれの１軸延伸フィルム１１，１２，１３，１４，１５，１６において、微細孔１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａ，１６ａ同士の大きさは、全て同じである必要はなく、不揃いであってもよい。
【００２７】
１軸延伸フィルム１１，１２，１３，１４，１５，１６を積層、固定する手段としては、特に限定されないが、１軸延伸フィルム１１，１２，１３，１４，１５，１６を一纏めに挟み込むように保持する手段、１軸延伸フィルム１１，１２，１３，１４，１５，１６同士を接着する接着剤などが挙げられる。
【００２８】
このリチウムイオン二次電池用セパレータ１０によれば、一層おきに、それぞれの微細孔１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａ，１６ａの配向の方向が同じになるように、１軸延伸フィルム１１，１２，１３，１４，１５，１６が積層されているので、このリチウムイオン二次電池用セパレータ１０をリチウムイオン二次電池に適用した場合、リチウム塩（リチウムイオン）を含む電解質が、微細孔１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａ，１６ａを通って、リチウムイオン二次電池用セパレータ１０の一方の面１０ａ側から、リチウムイオン二次電池用セパレータ１０の他方の面１０ｂ側へ浸透することができる一方、充放電の繰り返しによって負極側に生じたリチウムの針状結晶が成長して、その針状結晶が微細孔１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａ，１６ａを通って、リチウムイオン二次電池用セパレータ１０の一方の面１０ａ側から、リチウムイオン二次電池用セパレータ１０の他方の面１０ｂ側へ到達するのを抑制することができる。ゆえに、高いイオン伝導性を確保しつつ、負極側から正極側へリチウムの針状結晶が到達して、電池がショートするのを防止することができる。
【００２９】
また、リチウムイオン二次電池用セパレータ１０は、１軸延伸フィルム１１，１２，１３，１４，１５，１６が積層されているので、単層のフィルムからなるセパレータよりも機械的強度に優れている。
また、リチウムイオン二次電池用セパレータ１０では、多数の微細孔１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａ，１６ａを有する多孔質フィルムが１軸延伸された１軸延伸フィルム１１，１２，１３，１４，１５，１６を用いているので、特殊な製造工程を必要とすることなく、安定かつ容易に製造することができるため、製造コストを低減することができる。
【００３０】
さらに、円筒型などの捲回型電池の場合、捲回の際に単層のセパレータであると、電極材との摩擦により、応力が発生して破損し易くなる。これに対して、リチウムイオン二次電池用セパレータ１０は、多層構造であるので、捲回型電池のリチウムイオン二次電池に適用しても、各１軸延伸フィルム１１，１２，１３，１４，１５，１６の間に滑りが生じて、電池内部において、電極（正極または負極）とリチウムイオン二次電池用セパレータ１０との摩擦を軽減することができるため、このセパレータにおける応力の発生を緩和し、このセパレータが破損するのを防止できる。その結果、リチウムイオン二次電池の耐久性を向上することができる。
【００３１】
なお、この実施形態では、１軸延伸フィルム１１，１２，１３，１４，１５，１６からなる６層構造のリチウムイオン二次電池用セパレータ１０を例示したが、本発明のリチウムイオン二次電池用セパレータはこれに限定されない。本発明のリチウムイオン二次電池用セパレータにあっては、１軸延伸フィルムが２層以上積層されていればよい。
【００３２】
また、この実施形態では、１軸延伸フィルム１１，１２，１３の微細孔１１ａ，１２ａ，１３ａの配向の方向と、１軸延伸フィルム１４，１５，１６の微細孔１４ａ，１５ａ，１６ａの配向の方向とが直交したリチウムイオン二次電池用セパレータ１０を例示したが、本発明のリチウムイオン二次電池用セパレータはこれに限定されない。本発明のリチウムイオン二次電池用セパレータにあっては、一層おきに、それぞれの微細孔の配向の方向が同じになるように、複数の１軸延伸フィルムが積層されていればよく、その交わる角度（交差する角度）は限定されない。
なお、本発明における「重なり合う少なくとも２枚の１軸延伸フィルムの微細孔の配向の方向が交差している」とは、２枚の１軸延伸フィルムの微細孔の配向の方向が直交していること、あるいは、２枚の１軸延伸フィルムの微細孔の配向の方向が傾斜して交わっていることを意味する。
【００３３】
（２）第二の実施形態
図３〜５は、本発明のリチウムイオン二次電池用セパレータの第二の実施形態の概略構成を示す分解斜視図である。なお、図３〜５では、説明を簡略化するために、各１軸延伸フィルムに形成された多数の微細孔の図示を省略した。
この実施形態のリチウムイオン二次電池用セパレータ３０は、順に積層された、１軸延伸フィルム３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８，３９，４０，４１，４２から構成される積層体から概略構成されている。
【００３４】
１軸延伸フィルム３１〜４２はそれぞれ、全面に多数の微細孔（図示略）を有する多孔質フィルムが１軸延伸され、これらの微細孔が方向性を有する形状をなして一方向に配向したものである。
例えば、１軸延伸フィルム３１〜４２において、微細孔が楕円形状をなして、その長軸が図３〜５に示す矢印方向（１軸延伸フィルム３１〜４２の表面に沿う矢印方向）に配向している。
【００３５】
また、各１軸延伸フィルム３２〜４２の微細孔の配向の方向は、図３（ａ）に示す１軸延伸フィルム３１の微細孔の配向の方向（図３に示す矢印Ｘ方向、紙面の縦方向）を基準とし、１軸延伸フィルム３１〜４２に共通する中心点Ｃ（Ｃ１〜Ｃ１２）を紙面に垂直方向に貫く中心軸を中心にして、１軸延伸フィルム３１の微細孔の配向の方向と交差するように、紙面の右回りに回転させた方向をなしている。
これにより、上述の第一の実施形態と同様に、１軸延伸フィルム３１〜４２のうち、重なり合う少なくとも２枚の１軸延伸フィルムの微細孔の少なくとも１部が交差するように重なり合っている。
【００３６】
例えば、１軸延伸フィルム３２の微細孔の配向の方向が、１軸延伸フィルム３１の微細孔の配向の方向に対し、１軸延伸フィルム３１，３２に共通する中心点Ｃ（Ｃ１，Ｃ２）を紙面に垂直方向に貫く中心軸を中心にして、紙面の右回りに回転させた方向をなしており、１軸延伸フィルム３１の微細孔の配向の方向と、１軸延伸フィルム３２の微細孔の配向の方向とが互いに交差するように、１軸延伸フィルム３１と１軸延伸フィルム３２が重ねられている。
これにより、１軸延伸フィルム３１の微細孔の少なくとも１部と、１軸延伸フィルム３２の微細孔の少なくとも１部とが、交差するように重なり合っている。
【００３７】
以下、同様にして、１軸延伸フィルム３１〜４２のうち、重なり合う２枚の１軸延伸フィルムの微細孔の配向の方向が、１軸延伸フィルム３１〜４２に共通する中心点Ｃ（Ｃ１〜Ｃ１２）を紙面に垂直方向に貫く中心軸を中心にして、紙面の右回りに回転させた方向にずれて、交差している。言い換えれば、微細孔の配向の方向が螺旋状に回転してずれるように、１軸延伸フィルム３１〜４２が重ねられている。
なお、１軸延伸フィルムを回転させる角度は特に限定されず、重なり合う２枚の１軸延伸フィルムの微細孔の配向の方向が交差する角度であればよい。
【００３８】
１軸延伸フィルム３１〜４２としては、上述の第一の実施形態と同様のものが用いられる。
また、１軸延伸フィルム３１〜４２を積層、固定する手段としては、上述の第一の実施形態と同様のものが用いられる。
【００３９】
このリチウムイオン二次電池用セパレータ３０によれば、微細孔の配向の方向が螺旋状に少しずつ回転してずれるように、１軸延伸フィルム３１〜４２が積層されているので、このリチウムイオン二次電池用セパレータ３０をリチウムイオン二次電池に適用した場合、リチウム塩（リチウムイオン）を含む電解質が、１軸延伸フィルム３１〜４２の微細孔を通って、リチウムイオン二次電池用セパレータ３０の一方の面側から、リチウムイオン二次電池用セパレータ３０の他方の面側へ浸透することができる一方、充放電の繰り返しによって負極側に生じたリチウムの針状結晶が成長して、その針状結晶が１軸延伸フィルム３１〜４２の微細孔を通って、リチウムイオン二次電池用セパレータ３０の一方の面側から、リチウムイオン二次電池用セパレータ３０の他方の面側へ到達するのを抑制することができる。ゆえに、高いイオン伝導性を確保しつつ、負極側から正極側へリチウムの針状結晶が到達して、電池がショートするのを防止することができる。
【００４０】
また、リチウムイオン二次電池用セパレータ３０は、１軸延伸フィルム３１〜４２が積層されているので、単層のフィルムからなるセパレータよりも機械的強度に優れている。
また、リチウムイオン二次電池用セパレータ３０では、多数の微細孔を有する多孔質フィルムが１軸延伸された１軸延伸フィルム３１〜４２を用いているので、特殊な製造工程を必要とすることなく、安定かつ容易に製造することができるため、製造コストを低減することができる。
【００４１】
さらに、円筒型などの捲回型電池の場合、捲回の際に単層のセパレータであると、電極材との摩擦により、応力が発生して破損し易くなる。これに対して、リチウムイオン二次電池用セパレータ３０は、多層構造であるので、捲回型電池のリチウムイオン二次電池に適用しても、各１軸延伸フィルム３１〜４２の間に滑りが生じて、電池内部において、電極（正極または負極）とリチウムイオン二次電池用セパレータ３０との摩擦を軽減することができるため、このセパレータにおける応力の発生を緩和し、このセパレータが破損するのを防止できる。その結果、リチウムイオン二次電池の耐久性を向上することができる。
【００４２】
なお、この実施形態では、１軸延伸フィルム３１〜４２からなる１２層構造のリチウムイオン二次電池用セパレータ３０を例示したが、本発明のリチウムイオン二次電池用セパレータはこれに限定されない。本発明のリチウムイオン二次電池用セパレータにあっては、１軸延伸フィルムが２層以上積層されていればよい。
また、この実施形態では、１軸延伸フィルム３１の微細孔の配向の方向を基準とし、１軸延伸フィルム３１〜４２に共通する中心点Ｃ（Ｃ１〜Ｃ１２）を紙面に垂直方向に貫く中心軸を中心にして、１軸延伸フィルム３２〜４２の微細孔の配向の方向を紙面の右回りに回転させたリチウムイオン二次電池用セパレータ３０を例示したが、本発明のリチウムイオン二次電池用セパレータはこれに限定されない。本発明のリチウムイオン二次電池用セパレータにあっては、１つの１軸延伸フィルムの微細孔の配向の方向を基準とし、複数の１軸延伸フィルムに共通する中心点Ｃを紙面に垂直方向に貫く中心軸を中心にして、他の１軸延伸フィルムの微細孔の配向の方向を紙面の左回りに回転させてもよい。
【００４３】
また、第一の実施形態では、一層おきに、それぞれの微細孔の配向の方向が同じになるように、複数の１軸延伸フィルムが積層されたリチウムイオン二次電池用セパレータ１０を例示し、第二の実施形態では、微細孔の配向の方向が螺旋状に回転してずれるように、複数の１軸延伸フィルムが積層されたリチウムイオン二次電池用セパレータ３０を例示したが、本発明のリチウムイオン二次電池用セパレータはこれに限定されない。本発明のリチウムイオン二次電池用セパレータにあっては、上述の第一の実施形態と第二の実施形態を組み合わせた構成とすることもできる。
【００４４】
「リチウムイオン二次電池」
図６は、本発明のリチウムイオン二次電池の一実施形態を示す概略断面図である。
この実施形態のリチウムイオン二次電池５０は、正極集電体５１と、正極集電体５１に接して設けられた正極活物質層５２と、正極活物質層５２の正極集電体５１が設けられていない側に設けられたセパレータ層５３と、セパレータ層５３の正極活物質層５２が設けられていない側に設けられた負極活物質層５４と、負極活物質層５４のセパレータ層５３が設けられていない側に設けられた負極集電体５５と、セパレータ層５３を介して、正極活物質層５２と負極活物質層５４の間に充填された電解質５６とから概略構成されている。
【００４５】
また、セパレータ層５３は、例えば、上述のリチウムイオン二次電池用セパレータ１０またはリチウムイオン二次電池用セパレータ３０から構成されている。
そして、セパレータ層５３を構成するリチウムイオン二次電池用セパレータ１０またはリチウムイオン二次電池用セパレータ３０の多数の微細孔が、正極活物質層５２および負極活物質層５４に対向するように、リチウムイオン二次電池用セパレータ１０またはリチウムイオン二次電池用セパレータ３０が配置されている。
【００４６】
正極集電体５１または負極集電体５５としては、例えば、無孔の導電性基板または多孔性導電性基板が挙げられる。
無孔の導電性基板としては、ステンレス鋼、チタン、アルミニウム、アルミニウム合金などの金属材料からなる箔、シート、フィルムなどが挙げられる。
多孔質導電性基板としては、メッシュ体、ネット体、パンチングシート、ラス体、多孔質体、発泡体、繊維群成形体（不織布など）などが挙げられる。
【００４７】
正極活物質層５２としては、リチウムイオンを吸蔵および放出可能な一般的な正極活物質が用いられるが、それらの中でも、リチウム含有複合酸化物が好ましい。
リチウム含有複合酸化物としては、例えば、ＬｉＮｉＯ２などのリチウムニッケル複合酸化物、ＬｉＣｏＯ２などのリチウムコバルト複合酸化物、スピネル構造を有するＬｉＭｎ２Ｏ４などのリチウムマンガン複合酸化物などが挙げられる。
【００４８】
負極活物質層５４としては、グラファイトなどが用いられる。
【００４９】
電解質５６としては、溶質と非水溶媒を含む電解質溶液や、溶質と高分子材料とを含む固体状電解質が挙げられる。
【００５０】
電解質溶液を構成する溶質としては、例えば、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＢＦ４、ＬｉＰＦ６、ＬｉＡｌＣｌ４、ＬｉＳｂＦ６、ＬｉＳＣＮ、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＣＦ３ＣＯ２、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＢ１０Ｃｌ１０、低級脂肪族カルボン酸リチウム、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＬｉＩ、クロロボランリチウム、ホウ酸塩類、イミド塩類などが挙げられる。
【００５１】
非水溶媒としては、例えば、環状炭酸エステル、鎖状炭酸エステル、環状カルボン酸エステルなどが挙げられる。
環状炭酸エステルとしては、例えば、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ブチレンカーボネートなどが挙げられる。
鎖状炭酸エステルとしては、例えば、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、メチルプロピオネートなどが挙げられる。
環状カルボン酸エステルとしては、例えば、γ−ブチロラクトン（ＧＢＬ）、γ−バレロラクトン（ＧＶＬ）などが挙げられる。
【００５２】
固体状電解質を構成する溶質としては、電解質溶液を構成する溶質と同様のものが用いられる。
高分子材料としては、例えば、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリプロピレンオキシド（ＰＰＯ）、エチレンオキシドとプロピレンオキシドとの共重合体などが挙げられる。
【００５３】
このリチウムイオン二次電池５０によれば、セパレータ層５３が、リチウムイオン二次電池用セパレータ１０またはリチウムイオン二次電池用セパレータ３０から構成されているので、電解質５６が、セパレータ層５３の微細孔を通って、負極活物質層５４側から正極活物質層５２側へ浸透することができる一方、充放電の繰り返しによって負極活物質層５４側に生じたリチウムの針状結晶が成長して、その針状結晶がセパレータ層５３の微細孔を通って、負極活物質層５４側から正極活物質層５２側へ到達するのを抑制することができる。したがって、このリチウムイオン二次電池５０は、イオン伝導性に優れるとともに、負極活物質層５４側から正極活物質層５２側へリチウムの針状結晶が到達して、電池がショートするのを防止することができる。ゆえに、このリチウムイオン二次電池５０は、繰り返し充電しても劣化し難く、充放電特性に優れているとともに、耐久性に優れている。
【００５４】
なお、本発明のリチウムイオン二次電池は、図６に示したものに限定されず、捲回型電池などであってもよい。
また、この実施形態では、セパレータ層５３が、リチウムイオン二次電池用セパレータ１０またはリチウムイオン二次電池用セパレータ３０から構成されているリチウムイオン二次電池５０を例示したが、本発明のリチウムイオン二次電池はこれに限定されない。本発明のリチウムイオン二次電池にあっては、セパレータ層が、本発明のリチウムイオン二次電池用セパレータがなし得る全ての形態を適用することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１０  リチウムイオン二次電池用セパレータ
１１，１２，１３，１４，１５，１６  １軸延伸フィルム
３０  リチウムイオン二次電池用セパレータ
３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８，３９，４０，４１，４２  １軸延伸フィルム
５０  リチウムイオン二次電池
５１  正極集電体
５２  正極活物質層
５３  セパレータ層
５４  負極活物質層
５５  負極集電体
５６  電解質溶液
【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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【図６】
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