(57)【要約】電池セパレータおよび方法が開示される。電池セパレータは、リチウム電池に使用し得る。セパレータは、被覆不織布に積層された微多孔質膜を含み得る。コーティングは、ポリマーおよび任意にフィラーまたは粒子を含有してもよい。当該方法は、微多孔質膜と不織布を巻き戻し、不織布と微多孔質膜を積層し、積層の前または後に不織布をコーティングする各ステップを含み得る。
2018530106.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リチウム電池用の電池セパレータであって、
少なくとも１つの微多孔質膜または層と、
前記微多孔質膜または層の少なくとも１つの側の少なくとも１つの不織布層または材料であって、前記不織布層は前記微多孔質膜または層に結合されるか、または前記微多孔質膜または層の上に積層される不織布層または材料と、
前記不織布層または材料の表面へ接着されたコーティングと
を含む、前記電池セパレータ。
【請求項２】
前記電池セパレータが、二次リチウム電池、リチウムイオン電池、またはリチウムポリマー電池用の電池セパレータである、請求項１に記載の電池セパレータ。
【請求項３】
前記不織布が、ポリマー繊維から製造され、前記ポリマーが、ポリオレフィン、ポリエステル、フルオロポリマー、ポリアミド、ポリアラミド、アクリル、ＰＶＣの群から選択される、請求項１に記載の電池セパレータ。
【請求項４】
前記ポリエステルが、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、これらのコポリマー、およびこれらのブレンドからなる群から選択される、請求項３に記載の電池セパレータ。
【請求項５】
前記不織布が、二成分繊維から製造され、請求項１に記載の電池セパレータ。
【請求項６】
前記二成分繊維が、芯鞘型繊維、接合型繊維、海島繊維、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項５に記載の電池セパレータ。
【請求項７】
前記二成分繊維が、低溶融温度成分および高溶融温度成分を有し、前記低溶融温度成分が前記高溶融温度成分よりも低い溶融温度を有する、請求項５に記載の電池セパレータ。
【請求項８】
前記低溶融温度成分がポリオレフィン、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリメチルペンテン（ＰＭＰ）、ポリブテン（ＰＢ）、それらのコポリマー、およびそれらのブレンドからなる群から選択され、
前記高溶融温度成分が、ポリエステル、ポリアミド（例えば、ナイロン）、フルオロポリマー（例えば、テフロン（登録商標））、アラミド（例えば、ケブラー、ノーメックス）、液晶ポリマー（ベクトラン）、ポリベンズイミダゾール（ＰＢＩ）、ポリベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）、それらのコポリマー、およびそれらのブレンドからなる群から選択される、請求項７に記載の電池セパレータ。
【請求項９】
前記不織布が、カード機加工不織布、ニードルパンチ不織布、エアレイド不織布、ウエットレイド不織布、スパンレース不織布、水流交絡不織布、スパンボンド不織布、溶融紡糸不織布、エレクトロ紡糸不織布、またはこれらの組み合わせである、請求項１に記載の電池セパレータ。
【請求項１０】
前記コーティングが、繊維表面または前記不織布表面を覆う、請求項１に記載の電池セパレータ。
【請求項１１】
前記コーティングが、強誘電体ポリマーから製造される、請求項１に記載の電池セパレータ。
【請求項１２】
前記コーティングが、さらにフィラーを含む、請求項１に記載の電池セパレータ。
【請求項１３】
前記微多孔質膜または層が、
約２０〜８０％の範囲の多孔度と、
約０．０２〜２μｍの範囲の平均孔径と、
約１５〜１５０秒の範囲のガーレー数と
を有する、請求項１に記載の電池セパレータ。
【請求項１４】
請求項１に記載のセパレータを含む電池、セル、パック、またはモジュール。
【請求項１５】
請求項１４に記載の電池、セル、パック、またはモジュールを含む、デバイス、製品、システム、または車両。
【請求項１６】
不織布を巻き戻しすること、
微多孔質膜を巻き戻しすること、
前記不織布をコーティング材料でコーティングすること、
被覆された不織布を微多孔質膜に積層すること、
を含む、積層電池セパレータを製造する方法。
【請求項１７】
前記コーティング材料が強誘電体材料を含有する、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記コーティングすることは、前記コーティング材料を噴霧、浸漬、接触コーティング、および／またはブラッシングすることである、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
積層電池セパレータを製造する方法であって、
不織布を巻き戻しすること、
微多孔質膜を巻き戻しすること、
前記不織布を微多孔質膜に積層すること、
不織布をコーティング材料でコーティングすること、
を含む前記方法。
【請求項２０】
前記コーティング材料が強誘電体材料を含有する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記コーティングすることは、コーティング材料をその上に噴霧、浸漬、接触コーティング、および／またはブラッシングすることある、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１５年８月１７日出願日のアメリカ合衆国仮特許出願シリアル番号６２／２０５，８０５の優先権および権益を請求し、ここに参照によって本願明細書に完全に組み込まれる。
【０００２】
本開示または本発明の少なくとも選択された実施態様は、新規の、改良されたまたは最適化されたセパレータ、複合材、同じものを含む電池、および／または関連する方法に関する。少なくとも１つの実施態様において、電池セパレータは、その上に積層された不織布を有する微多孔質膜を含む。本発明の電池セパレータはまた、その上に積層された不織布を有さない微多孔質膜を含むことができる。電池セパレータは、リチウム電池またはセル、リチウムイオン電池、またはリチウム二次電池、電池パック、モジュール、システム、デバイス、車両、および／または同様のものに使用することができる。少なくともある特定の実施態様によれば、本開示または本発明は、新規のまたは改良された電池セパレータ、積層セパレータ、複合セパレータ、被覆積層セパレータ、被覆複合セパレータ、リチウム電池セパレータ、および／またはかかるセパレータの製造方法、および／またはかかるセパレータまたはかかるセパレータを含む電池を使用する方法に関する。少なくともある特定の選択された実施態様によれば、本開示または本発明は、被覆された不織布に積層された微多孔質膜を含む新規のまたは改良されたリチウム電池セパレータに関し、当該コーティングはポリマーおよび任意にフィラーまたは粒子を含み得、および／または、微多孔質膜および不織布を巻戻し、不織布および微孔膜を積層し、積層の前または後に不織布をコーティングするステップを含む方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
電池セパレータは一般的に知られている。リチウム電池用電池セパレータもまた一般的に知られている。
リチウム電池は、典型的には、アノード、カソード、アノードとカソードとの間のセパレータ、アノードとカソードとの間のイオン連通した電解質（例えば、電解質が場合によってはセパレータを通って流れ、および滞留する）、および上記構成要素を収容する容器を含む。
【０００４】
セパレータはバッテリの重要な構成要素である。セパレータは、とりわけ、アノードとカソードとが接触することから（例えば、容器上または容器を介して加えられた外力および電極間のデンドライト成長から）防止する。セパレータは電気絶縁を提供する。電極間の任意の接触は、電子が電極間で直接的に伝達されることを可能にし、それは、電気的短絡を引き起こし得る。セパレータは典型的には微多孔質であり、リチウム電池などの電池の充放電サイクル中に電解質中のイオンが一方の電極から他方の電極へと流れる経路を提供する。セパレータは、バッテリの安全性および性能において重要な役割を果たし得る。
【０００５】
電池セパレータ用の需要が増えるにつれて、セパレータは、電池性能強化が得られ得る１つの構成要素となろう。
米国特許第６８８１５１５号は、参照により本明細書に組み込まれるが、両側にゲル形成ポリマーおよび可塑剤で被覆された微多孔質膜を有するポリマー電池のためのセパレータを開示している。ゲル形成ポリマーは、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）およびそのコポリマーであり得る。
【０００６】
米国特許第７０８７３４３号は、参照により本明細書に組み込まれるが、高溶融完全性不織布に接着結合されたシャットダウンされた微多孔質膜を有するリチウム電池用の電池セパレータを開示する。
少なくともある特定のリチウム電池のような少なくともある特定の電池の性能および安全性を改善する新規のまたは改良された電池セパレータが依然として必要とされている。
【発明の概要】
【０００７】
本開示または本発明の少なくとも選択された実施態様は、上記のニーズ、問題または懸念に対処することができ、および／または新規の、改良されたまたは最適化されたセパレータ、複合材、積層体、同じものを含む電池、および／または関連する方法を提供、および／またはそれらに関し得る。少なくとも１つの実施態様において、電池セパレータは、その上に積層された不織布を有する微多孔質膜を含む。本発明の電池セパレータはまた、その上に積層された不織布を有さない微多孔質膜を含むことができる。電池セパレータは、リチウム電池またはセル、リチウムイオン電池、またはリチウム二次電池、電池パック、モジュール、システム、デバイス、車両および／または同様のものに使用することができる。
【０００８】
少なくともある特定の実施態様によれば、本開示または本発明は、新規のまたは改良された電池セパレータ、積層セパレータ、複合セパレータ、被覆積層セパレータ、被覆複合セパレータ、リチウム電池セパレータ、および／またはかかるセパレータの製造方法、および／またはかかるセパレータまたはかかるセパレータを含む電池を使用する方法に関する。少なくともある特定の選択された実施態様によれば、本開示または発明は、被覆された不織布に積層された微多孔質膜を含む新規のまたは改良されたリチウム電池セパレータに関し、被覆は、ポリマーおよび場合によりフィラーまたは粒子を含み、および／または、以下のステップ：不織布と微多孔質膜を巻き戻しするステップ、不織布と微多孔質膜を積層するステップ、積層前または積層後に不織布を被覆するステップ、を含む前記方法に関する。
【０００９】
本発明の少なくとも選択された実施態様は、新規の、改良されたまたは最適化されたセパレータ、複合体、同じものを含む電池、および／または関連する方法に関する。一実施態様において、電池セパレータは、その上に積層された不織布を有する微多孔質膜に関する。本発明の電池セパレータはまた、その上に積層された不織布を有さない微多孔質膜を含むことができる。電池セパレータは、リチウム電池またはセル、リチウムイオン電池、またはリチウム二次電池、電池パック、モジュール、システム、デバイス、車両などに使用し得る。少なくとも選択された実施態様によれば、本開示または本発明は、新規のまたは改良された電池セパレータ、積層セパレータ、複合セパレータ、被覆積層セパレータ、被覆複合セパレータ、リチウム電池セパレータ、および／またはかかるセパレータの製造方法、および／またはかかるセパレータまたはかかるセパレータを含む電池を使用する方法に関する。少なくともある特定の実施態様によれば、本開示または本発明は、被覆された不織布に積層された微多孔質膜を含む新規のまたは改良されたリチウム電池セパレータに関し、この被覆はポリマーおよび任意にフィラーまたは粒子を含み得、その方法は、微多孔質膜と不織布を巻き戻し、不織布と微多孔質膜を積層し、積層の前または後に不織布を被覆するステップを含む。
【００１０】
少なくともおそらく好ましい実施態様、側面または目的によれば、本発明のセパレータは、とりわけ、破壊強度を改善し、割れを低減し（例えば、幅方向の強度を増加させる）、高温溶融完全性を改善し、引張強度（機械方向および機械横断方向の両方における）を改善し、および／またはシャットダウン機能を有することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
本発明の少なくともある特定の例示的な実施態様または側面を説明する目的で、図面には現在好ましい実施態様が示されている。しかしながら、本発明は、示された正確な配置および手段に限定されないことが理解される。
【図１】図１は、本発明の一実施態様の断面の概略図であり、構成要素（不織布および膜）の片面積層である。
【図２】図２は、本発明の別の実施態様の断面の概略図であり、構成要素（不織布および膜）の両面積層である。
【図３】図３は、片面コートされた層または構成要素に関わる本発明の別の実施態様の断面の概略図である。
【図４】図４は、二面被覆された層または構成要素に関わる本発明の別の実施態様の断面の概略図である。
【図５】図５は、二面被覆された膜または被覆に関わる本発明の別の実施態様の断面の概略図である。
【図６】図６は、図１の６−６切断線に沿って一般的に取られた繊維の断面図である。
【図７】図７は、接合型二成分繊維の断面図である。
【図８】図８は、海島の二成分繊維の断面図である。
【図９】図９は、片面被覆膜に関わる本発明の別の一実施態様の断面の概略図である。
【図１０】図１０は、二面被覆された被覆膜に関わる本発明の別の実施態様の断面の概略図である。
【図１１】図１１は、片面被覆膜に関わる本発明の別の一実施態様の断面の概略図である。
【図１２】図１２は、二面被覆膜に関わる本発明の別の一実施態様の断面の概略図である。
【図１３】図１３は、一重または二重片面積層被覆電池セパレータを製造する方法の一実施態様の概略図である。
【図１４】図１４は、一重または二重片面積層被覆電池セパレータを製造する方法の別の実施態様の概略図である。
【図１５】図１５は、一重または二重片面積層被覆電池セパレータを製造する方法の別の実施態様の概略図である。
【図１６】図１６は、一重または二重片面積層被覆電池セパレータを製造する方法の別の実施態様の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本開示または本発明の少なくとも選択された実施態様は、新規の、改良されたまたは最適化されたセパレータ、複合材、同じものを含む電池、および／または関連する方法に関する。少なくとも１つの実施態様において、電池セパレータは、その上に積層された不織布を有する微多孔質膜を含む。本発明の電池セパレータはまた、その上に積層された不織布を有さない微多孔質膜を含むことができる。電池セパレータは、リチウム電池またはセル、リチウムイオン電池、またはリチウム二次電池、電池パック、モジュール、システム、デバイス、車両および／または同様のものに使用し得る。本開示または本発明は、新規のまたは改良された電池セパレータ、積層セパレータ、複合セパレータ、被覆積層セパレータ、被覆複合セパレータ、リチウム電池セパレータ、および／またはかかるセパレータの製造方法、および／またはかかるセパレータまたはかかるセパレータを含む電池を使用する方法に関する。少なくともある特定の選択された実施態様によれば、本開示または本発明は、被覆された不織布に積層された微多孔質膜を含む新規のまたは改良されたリチウム電池セパレータに関し、被覆は、ポリマーおよび任意にフィラーまたは粒子を含み、および／または微多孔質膜と不織布を巻き戻し、不織布と微多孔質膜を積層し、積層の前または後に不織布を被覆するステップを含む方法に関する。
【００１３】
本発明の少なくとも選択された実施態様は、新規の改良されたまたは最適化されたセパレータ、複合体、同じものを含む電池、および／または関連する方法に関する。一実施態様において、電池セパレータは、その上に積層された不織布を有する微多孔質膜を含む。本発明の電池セパレータはまた、その上に積層された不織布を有さない微多孔質膜を含むことができる。電池セパレータは、リチウム電池またはセル、リチウムイオン電池、またはリチウム二次電池、電池パック、モジュール、システム、デバイス、車両などに使用し得る。少なくとも選択された実施態様によれば、本開示または本発明は、新規のまたは改良された電池セパレータ、積層セパレータ、複合セパレータ、被覆積層セパレータ、被覆複合セパレータ、リチウム電池セパレータ、および／またはかかるセパレータの製造方法、および／またはかかるセパレータまたはかかるセパレータを含む電池を使用する方法に関する。少なくともある特定の実施態様によれば、本開示または本発明は、被覆された不織布に積層された微多孔質膜を含む新規のまたは改良されたリチウム電池セパレータに関し、この被覆はポリマーおよび任意にフィラーまたは粒子を含み得、および／または微多孔質膜と不織布を巻き戻し、不織布と微多孔質膜を積層し、積層の前または後に不織布を被覆するステップを含む方法に関する。
【００１４】
少なくとも一実施態様において、本発明のセパレータは、とりわけ、破壊強度を改善し、割れを低減し（例えば、幅方向の強度を増加させる）、高温溶融完全性を改善し、引張強度（機械方向および幅方向の両方における）を改善し、および／またはシャットダウン機能を有することによって、改良された電池セパレータをもたらし得る。
【００１５】
図１には、セパレータ８としての本発明の第１の例示的実施態様が示されており、前記セパレータ８は、界面結合１５を形成する熱的に微多孔質膜１４に積層された不織布１２の表面に接着されたコーティング層１０を含む。本態様において、コーティング層１０は、不織布材または層１２の表面に接着される。このコーティングは、不織布１２に完全にまたは部分的に含侵されている。
【００１６】
図２において、セパレータ９としての本発明の第２の例示的実施態様が示されており、前記セパレータ９は、微多孔質膜１４の各側に熱的に積層され、界面結合１５を形成する各不織布層の表面に接着した各コーティング層１０を含む。
【００１７】
図３には、セパレータ１１としての本発明の第３の例示的な実施態様が示されており、前記セパレータ１１は、微多孔質膜１４の表面に接着されたコーティング層１６の片側に積層または結合された不織布１２の表面に接着されたコーティング層１０を含む。
【００１８】
図４には、セパレータ１３としての本発明の第４の例示的実施態様が示されており、前記セパレータ１３は、それぞれの不織布１２の表面に接着されたコーティング層１０を含み、これらの不織布層は、微多孔質膜１４の表面の両側にあるそれぞれのコーティング層１６に積層されている。
【００１９】
図５には、セパレータ２５としての本発明の第５の例示的な実施態様が示されており、前記セパレータ２５は、不織布１２の両面に接着されたそれぞれのコーティング層１０を含み、それぞれの微多孔質膜１４に両面積層され、各々の層は、それぞれの微多孔質膜１４に両面接着されたそれぞれのコーティング層１６を有する。
【００２０】
不織布成分、材料、または層１２は、天然、合成、ポリマー、および／またはガラス繊維から製造し得る。一態様において、繊維ポリマーは、ポリオレフィン、ポリエステル、フルオロポリマー、例えばＰＶＤＦ、ポリアミド（例えば、ナイロン）、ポリアラミド（ＫＥＶＬＡＲ、ＮＯＭＥＸ）、アクリル、ＰＶＣ、またはその他のポリマーの群から選択され得る。別の態様において、ポリエステルは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、前記のコポリマー、および前記のブレンドからなる群から選択し得る。
【００２１】
不織布１２は、カード機加工不織布、ニードルパンチ不織布、エアレイド不織布、ウエットレイド不織布、スパンレース（水流交絡）不織布、スパンボンド不織布、メルト紡糸不織布、エルクトロ紡糸不織布、エレクトロブロー不織布、メルトブロー不織布、およびそれらの組み合わせであり得る。不織布は、ステープルファイバー、および／または連続フィラメントから製造され得る。一態様において、不織布は、１ミル（２５．４ミクロン）より薄い厚さを有し得る。別の態様において、不織布は、０．５ミル（１２．７ミクロン）より薄い厚さを有し得る。さらに別の態様において、不織布は、０．２ミル（５ミクロン）より薄い厚さを有し得る。
【００２２】
不織布１２を含む繊維は、約１０ミクロン未満の直径を有し得る。別の実施態様において、繊維の直径は約１ミクロン未満であり得る。別の実施態様において、繊維の直径は約０．１ミクロン未満であり得る。別の実施態様において、繊維の直径は約０．０１ミクロン未満であり得る。別の実施態様において、繊維の直径は、約０．００１ミクロン未満であり得る。
【００２３】
膜１４および／または不織布１２は、１つまたは複数のコーティング１０および／または１６をさらに含み得る。コーティング１０または１６は、不織布の表面を覆ってもよく、またはコーティングは、不織布の表面を部分的に、またはかなりの程度不織布の開放または多孔質構造に含浸する。コーティングは、不織布を含む不織繊維の表面を部分的に覆うか、または完全に覆い得る。
【００２４】
コーティング１０または１６は、天然、合成またはポリマー材料から製造されていてもよく、一実施態様において、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＰＥＴ、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）、ポリ塩化ビニリデン、アクリル 、ポリ塩化物＊（ＰＶＣ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリアミド、スチレンブタジエンコポリマー、エチレンスチレンコポリマー、スチレン−イソプレンコポリマー、エチレン−アクリル酸コポリマー、ポリジエン、ポリアルカンポリビニルケトン、ポリビニルハライド、ポリビニルニトリル、ポリビニルエステル、ポリスチレン、ポリフェニレン、ポリオキシド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリ無水物、ポリウレタン、ポリスルホネート、ポリスルフィド、それらのコポリマー、およびこれらを含むブレンドからなる群から選択される。別の実施態様において、ポリマー材料は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、それらのコポリマー、およびこれらを含有するブレンドからなる群から選択することができる。さらに別の実施態様において、特に有用なポリマーの１つは、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）−ヘキサフルオロプロピレン（ＰＶＤＦ：ＨＦＰ）コポリマーおよび／またはポリ塩化ビニルおよびそれらの混合物である。
【００２５】
コーティング１０または１６は、天然、合成、ポリマー、ガラス、またはセラミックフィラーまたは粒子を含み得る。フィラーは、不織布に適用する前にコーティング中にブレンドし得る。フィラーは、不活性で熱的に安定な粒子であり得る。フィラーは、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、またはガラスおよびそれらの混合物からなる群から選択されるセラミック粒子であり得る。さらに別の実施態様において、フィラーは、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、およびそれらの混合物からなる群から選択されるセラミック粒子であり得る。
【００２６】
フィラーは、約０．００１ミクロン〜約２ミクロンの範囲内の平均粒子サイズを有し得る。別の実施態様において、フィラーの平均粒径は、約０．０１ミクロン〜２ミクロンの範囲であり得る。米国特許第６，４３２，５８６号は、その全体が参照により本明細書に組み込まれ、さまざまなセラミック被覆セパレータを開示している。さらに、米国特許公開第２０１４／００４５０３３号は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれ、微多孔質電池セパレータ膜のためのさまざまなセラミック粒子含有ポリマーコーティングを開示する。
【００２７】
セラミックコーティングは、１または複数のポリマーバインダー、１または複数の無機セラミック粒子、および水系（水性）または非水性溶媒を含み得る。かかるコーティングは、限定されないが、ディップコーティング、ナイフ、グラビア、カーテン、噴霧などのさまざまな技術を用いて適用し得る。さらに、さまざまな既知のセラミック粒子含有ポリマーコーティングを、微多孔質電池セパレータ、不織布層、セパレータ膜、またはそれらの組み合わせの片面または両面に、例えば２〜６ミクロンの厚さなどのさまざまな厚さで適用することができる。
【００２８】
不織布成分、材料または層１２は、二成分（ヘテロフィル）繊維または非二成分繊維から製造し得る。二成分繊維は、芯鞘型繊維１８（図６参照−芯２０および鞘２２）、接合型繊維１８’（図７参照−一方の側１８’ａおよび他方の側１８’ｂ）、海島繊維１８”（図８参照−島１８”ａおよび海１８”ｂ）およびそれらの組み合わせからなる群から選択し得る。二成分繊維は、低溶融温度成分および高溶融温度成分を有し得る。低溶融成分は、高溶融温度成分よりも低い溶融温度を有し得る。
【００２９】
一実施態様において、低溶融温度成分はポリオレフィンであり得る。一実施態様において、ポリオレフィンは、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリメチルペンテン（ＰＭＰ）、ポリブテン（ＰＢ）、前記のコポリマーおよび前記のブレンドからなる群から選択し得る。高溶融温度成分は、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）、ポリ塩化ビニリデン、アクリル、ポリ塩化物（ＰＶＣ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリアミド、スチレンブタジエンコポリマー、エチレン−スチレンコポリマー、スチレン−イソプレンコポリマー、エチレン−アクリル酸コポリマー、ポリジエン、ポリアルカンポリビニルケトン、ポリビニルハライド、ポリビニルニトリル、ポリビニルエステル、ポリスチレン、ポリフェニレン、ポリオキシド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリ無水物、ポリウレタン、ポリスルホネート、ポリスルフィド、それらのコポリマー、およびそれらを含むブレンドからなる群から選択し得る。
【００３０】
別の実施態様において、二成分繊維はポリオレフィン鞘（ｓｈｅａｔｈ）および芯（コア）を有し、該芯はポリエステル、ポリアミド（例えばナイロン）、フルオロポリマー（例えばＴＥＦＬＯＮ（登録商標））、アラミド（ＫＥＶＬＡＲ、ＮＯＭＥＸ）、液晶ポリマー（ＶＥＣＴＲＡＮ）、ポリベンズイミダゾール（ＰＢＩ）、ポリベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）から製造される。さらに別の実施態様において、二成分繊維は、ポリエチレン鞘および芯を有し得、該芯は、ポリエステル、ポリアミド（例えばナイロン）、フルオロポリマー（例えばＴＥＦＬＯＮ（登録商標））、アラミド（ＫＥＶＬＡＲ、ＮＯＭＥＸ）、液晶ポリマー（ＶＥＣＴＲＡＮ）、ポリベンズイミダゾール（ＰＢＩ）、ポリベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）からなる群から選択されるポリマーから製造される。さらに別の実施態様において、二成分繊維は、ポリオレフィン鞘（シース）およびポリエステル芯を有し得る。さらに別の実施態様において、二成分繊維は、ポリエチレン鞘（シース）およびポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）芯（コア）を有し得る。
【００３１】
図１、２、３、４および５のセパレータまたはセパレータ成分または膜８、９、１１、１３、および２５は、それぞれ微多孔質であり得、約２０〜９５％の範囲の多孔度を有し得る。
微多孔質膜または層１４は、約０．０２〜約２ミクロンの範囲の平均細孔径を有し得る。微多孔質膜１４は、約０．０４〜約０．５ミクロンの範囲の平均細孔径を有し得る。
【００３２】
図９、１０、１１および１２に示される本発明の追加の例示的実施態様は、不織布層または構成要素１２を含まなくてもよいが、膜１４の片側または両側に１または複数のコーティング１０および／または１６を含み得る。膜１４および／またはコーティング１０および／または１６は、１または複数の繊維、フィラーまたは粒子を含み得る。フィラーは、微多孔質膜１４に適用する前にコーティングにブレンドされてもよい。フィラーは、不活性で熱的に安定な繊維または粒子であり得る。フィラーは、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、またはガラスおよびそれらの混合物からなる群から選択されるセラミック粒子であり得る。別の実施態様において、フィラーは、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）、およびこれらの混合物からなる群から選択されるセラミック粒子であり得る。さらに別の実施態様において、フィラーは、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、およびそれらの混合物からなる群から選択されるセラミック粒子であり得る。
【００３３】
フィラーは、約０．００１ミクロン〜約２ミクロンの範囲内の平均粒子サイズを有し得る。別の実施態様において、フィラーの平均粒子サイズは、約０．０１ミクロン〜約２ミクロンの範囲内であり得る。微多孔質膜１４は、約３７〜１５０秒の範囲のＡＳＴＭガーレー数を有し得る。微多孔質膜は、約３０〜８０秒の範囲のガーレー数を有し得る。ＡＳＴＭガーレー数とは、１２．２インチの水において、１０ｃｃの空気が１平方インチの膜を通過するのにかかる時間を言う。
【００３４】
微多孔質膜１４は、任意の数のプライ（重ね）を有していてもよい。いくつかの実施態様において、微多孔質膜は一重を有する。一重の場合、一重はポリオレフィンから製造されていてもよい。ポリオレフィンは、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリメチルペンテン（ＰＭＰ）、ポリブテン（ＰＢ）、前記のコポリマーおよび前記のブレンドからなる群から選択され得る。別の実施態様において、ポリオレフィンは、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、前記のコポリマー、および前記のブレンドからなる群から選択され得る。さらに別の実施態様において、ポリオレフィンは、ポリエチレン（ＰＥ）、前記のコポリマー、および前記のブレンドからなる群から選択され得る。さらに別の実施態様において、一重のポリオレフィンはポリエチレン（ＰＥ）であってもよい。
【００３５】
微多孔質膜１４は、複数のプライを有してもよい。例えば、微多孔質膜は２つのプライを有し得る。この場合、各プライは異なるポリマーから製造し得る。１つのプライはポリオレフィンから製造されていてもよい。ポリオレフィンは、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリメチルペンテン（ＰＭＰ）、ポリブテン（ＰＢ）、前記のコポリマーおよび前記のブレンドからなる群から選択され得る。別の実施態様において、ポリオレフィンは、ポリエチレン（ＰＥ）、前記のコポリマー、および前記のブレンドからなる群から選択され得る。さらに別の実施態様において、ポリオレフィンはポリエチレン（ＰＥ）であってもよい。他方のプライは、ポリオレフィンから製造されていてもよい。ポリオレフィンは、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリメチルペンテン（ＰＭＰ）、ポリブテン（ＰＢ）、前記のコポリマーおよび前記のブレンドからなる群から選択され得る。別の実施態様において、ポリオレフィンは、ポリプロピレン（ＰＰ）、前記のコポリマー、および前記のブレンドからなる群から選択され得る。さらに別の実施態様において、ポリオレフィンはポリプロピレン（ＰＰ）であってもよい。さらに別の実施態様において、一方のプライはポリエチレンベースのポリマーから製造され、他方のプライはポリプロピレンベースのポリマーから製造されてもよい。
【００３６】
微多孔質膜は、３つ以上のプライを有してもよい。少なくとも１つのプライは、異なるポリマーから製造されてもよい。そして、少なくとも２つのプライは、同じポリマーから製造されてもよい。外側のプライは同じポリマーから製造されてもよく、内側のプライは異なるポリマーから製造されてもよい。同じポリマーはポリオレフィンであってもよい。ポリオレフィンは、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリメチルペンテン（ＰＭＰ）、ポリブテン（ＰＢ）、前記のコポリマーおよび前記のブレンドからなる群から選択され得る。別の実施態様において、ポリオレフィンは、ポリプロピレン（ＰＰ）、前記のコポリマー、および前記のブレンドからなる群から選択され得る。さらに別の実施態様において、ポリオレフィンはポリプロピレン（ＰＰ）である。異なるポリマーはポリオレフィンであってもよい。ポリオレフィンは、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリメチルペンテン（ＰＭＰ）、ポリブテン（ＰＢ）、これらのコポリマーおよびこれらのブレンドからなる群から選択され得る。別の実施態様において、ポリオレフィンは、ポリエチレン（ＰＥ）、これらのコポリマー、およびこれらのブレンドからなる群から選択され得る。さらに別の実施態様において、ポリオレフィンはポリエチレン（ＰＥ）であってもよい。該プライは、ポリプロピレン（ＰＰ）／ポリエチレン（ＰＥ）／ポリプロピレン（ＰＰ）またはポリエチレン（ＰＥ）／ポリプロピレン（ＰＰ）／ポリエチレン（ＰＥ）のように層化し得る。
【００３７】
電池セパレータの積層または結合された実施態様を製造する第１の例示的方法が図１３に説明されている。積層は、セパレータの製造に以下の利点を提供する：厚さの均一性、不織布の微多孔質膜への接着、不織布と微多孔質膜の凝縮、ならびに界面層１５の形成（図１および図２を参照されたい）。
【００３８】
図１３において、セパレータ８を製造する方法の第１の例示的な実施態様は、積層電池セパレータを製造する方法１００を示しており、当該方法は、１）不織布１０２を巻き戻し、２）微多孔質膜１０４を巻き戻し、３）コーティング材料１０６で不織布を被覆し、および４）被覆された不織布を微多孔質膜１０４にラミネートして、複合材または積層１１０を形成する工程からなる。さらに、該方法は、積層セパレータ１１２のロールを形成し、積層セパレータ１１２をより狭い幅にスリットし、スリットまたはスリットセパレータ１１４を巻き取る任意の工程を含み得る。
【００３９】
図１３を再び参照すると、積層電池セパレータを製造する方法の第２の例示的な実施態様は、１）第１および第２の不織布１０２を巻き戻しする、２）微多孔質膜１０４を巻き戻しする、３）不織布を被覆材料１０６で被覆する、および４）それぞれの被覆された不織布を微多孔質膜１０４の各面に積層して、積層体１１０を形成してセパレータ９を製造する、の各ステップを含む。
【００４０】
積層は、カレンダー加工によって行い得る。カレンダー加工は、不織布と微多孔質膜の隣接する表面（ポリマー）が図１および図２の界面結合１５で融合するように、熱と圧力が加えられる２つの加熱ローラーなどの２つのロールまたはローラーのニップに不織布と微多孔質膜を通すことによって行われる。さらに、該方法は、積層セパレータ１１２をより狭い幅にスリットし、スリットセパレータ１１４を巻き取る任意のステップを含み得る。コーティング材料は、フィラーまたは粒子を含み得る。被覆は、噴霧、浸漬、接触コーティング、グラビアタイプコーティングおよび／またはブラッシングによって適用し得る。コーティングは、不織布の片面または両面に、または不織布と接触する微多孔質膜上の側面に、または微多孔質膜の両面に、または不織布および／または膜の片面または両面に適用し得る。
【００４１】
図１４には、被覆積層電池セパレータを製造する方法の別の例示的な実施態様が示されている。この方法２００は、１）微多孔質膜２０４を巻き戻す、２）不織布材料２０２を巻き戻す、３）不織布２０２をコーティング材料２０６で被覆する、４）微多孔質膜２０４をコーティング材料２０８で被覆する、５）被覆された微多孔質膜２０４および被覆された不織布２０２を積層して、セパレータまたは膜１１（図３参照）とすることができる積層または接着された構成要素または積層体２１０を製造するステップを含む。さらに、２０６で被覆されたそれぞれの不織布２０２は、２０８で被覆された微多孔質膜２０４の両面に積層され得、セパレータまたは膜１３（図４参照）とすることができる積層膜２１０を製造することができる。さらに、両面にコーティング２０６で被覆された不織布２０２は、それぞれの被覆された膜２０４、２０８に両面で積層され、セパレータまたは膜２５（図５参照）とすることができる積層膜２１０を製造することができる。コーティングは、噴霧、浸漬、接触コーティング、グラビアタイプのコーティングおよび／またはブラッシングによって適用し得る。さらに、この方法は、被覆されたセパレータ２１２をより狭い幅にスリットし、スリットセパレータ２１４を巻き取る任意のステップを含み得る。
【００４２】
図１５には、被覆電池セパレータを製造する方法の別の例示的な実施態様が示されている。この方法３００は、１）微多孔質膜３０４の巻き戻しする、２）微多孔質膜３０４の被覆材３０８による被覆する、３）被覆３０６で被覆材３０４を被覆する、セパレータまたは膜１７になり得る被覆膜となり得る被覆膜３１０を製造する各ステップを含む。（図９参照）。さらに、膜３０４は、両面にコーティング３０８で被覆され、次にコーティング材料３０６で被覆されて、セパレータまたは膜１９となり得る被覆膜３１０を製造することができる（図１０参照）。コーティングは、噴霧、浸漬、接触コーティング、グラビアタイプコーティング、および／またはブラッシングによって適用することができる。さらに、この方法は、被覆材料またはセパレータ３１２をより狭い幅にスリットし、スリットセパレータ３１４を巻き取る任意のステップを含み得る。
【００４３】
図１６には、被覆電池セパレータを製造する方法の別の例示的な実施態様が示されている。この方法４００は、１）微多孔質膜４０４を巻き戻しする、２）微多孔質膜４０４をコーティング材料４０６で被覆する、セパレータまたは膜２１とすることができるコーティング膜４１０を製造する各ステップを含む（図１１参照）。さらに、膜４０４は、両側にコーティング４０６で被覆して、セパレータまたは膜２３とすることができるコーティング膜４１０を製造することができる（図１２を参照）。コーティングは、噴霧、浸漬、接触コーティング、グラビアタイプのコーティングおよび／またはブラッシングによって適用される。さらに、この方法は、被覆されたセパレータ４１２をより狭い幅にスリットし、スリットセパレータ４１４を巻き取る任意のステップを含むことができる。
【００４４】
電池セパレータおよび方法が開示される。電池セパレータは、リチウム電池に使用することができる。セパレータは、被覆された不織布に積層された微多孔質膜を含むことができる。コーティングは、ポリマーおよび任意にフィラーまたは粒子を含有してもよい。この方法は、微多孔膜と不織布を巻き戻し、不織布と微多孔膜を積層し、積層の前および／または後に不織布をコーティングするステップを含み得る。
【００４５】
本開示または本発明の少なくとも選択された実施態様、側面または目的は、新規の、改良されたまたは最適化されたセパレータ、複合材、同じものを含む電池、および／または関連する方法に関する。少なくとも一実施態様において、電池セパレータは、その上に積層された不織布を有する微多孔質膜を含む。本発明の電池セパレータはまた、その上に積層された不織布を有さない微多孔質膜を含み得る。電池セパレータは、リチウム電池またはセル、リチウムイオン電池、またはリチウム二次電池、電池パック、モジュール、システム、デバイス、車両などに使用することができる。本開示または本発明は、新規のまたは改良された電池セパレータ、積層セパレータ、複合セパレータ、被覆積層セパレータ、被覆複合セパレータ、リチウム電池セパレータ、および／またはセパレータの製造方法、および／またはかかるセパレータまたはかかるセパレータを含むバッテリを使用する方法に関する。少なくともある選択された実施態様によれば、本開示または本発明は、被覆された不織布に積層された微多孔質膜を含む新規のまたは改良されたリチウム電池セパレータに関し、コーティングは、ポリマーおよび任意にフィラーまたは粒子を含み得、および／または微多孔質膜と不織布を巻き戻し、不織布と微多孔質膜を積層し、積層の前または後に不織布をコーティングする各ステップを含む方法に関する。
【００４６】
本開示または本発明の少なくとも選択された実施態様、側面または目的は、例えば、電池セパレータを含む新規の、改良されたまたは最適化されたセパレータ、複合体、同じものを含む電池、および／または関連する方法に関し、該電池セパレータは以下を含む：
その上に積層された不織布を有する微多孔質膜、および／または前記電池セパレータは、リチウム電池用の電池セパレータであって、前記電池セパレータは、リチウムイオン電池用の電池セパレータであって、前記電池セパレータは、リチウム二次電池用電池セパレータであって、および／または前記不織布がポリマー繊維から製造され、およびポリマーは、ポリオレフィン、ポリエステル、フルオロポリマー、例えばＰＶＤＦ、ポリアミド（例えば、ナイロン）、ポリアラミド（ＫＥＶＬＡＲ、ＮＯＭＥＸ）、アクリル、ＰＶＣ、または他のポリマーの群から選択され、前記ポリエステルは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、これらのコポリマーおよびこれらのブレンドからなる群から選択され、前記不織布が二成分繊維（ヘテロフィル）から製造され、前記二成分繊維が、芯鞘型繊維、接合型繊維、海島繊維およびそれらの組み合わせからなる群から選択され、前記二成分繊維は、低溶融温度成分および高溶融温度成分を有し、低溶融成分は、高溶融温度成分よりも低い溶融温度を有し、低溶融温度成分がポリオレフィンであり、該ポリオレフィンが、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリメチルペンテン（ＰＭＰ）、ポリブテン（ＰＢ）、これらのコポリマーおよびブレンドからなる群から選択され、前記高溶融温度成分は、ポリエステル、ポリアミド（例えばナイロン）、フルオロポリマー（例えばＴＥＦＬＯＮ（登録商標））、アラミド（ＫＥＶＬＡＲ、ＮＯＭＥＸ）、液晶ポリマー（ＶＥＣＴＲＡＮ）、ポリベンズイミダゾール（ＰＢＩ）、ポリベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）からなる群から選択され、前記二成分繊維が、ポリオレフィンシースと、ポリエステル、ポリアミド（例えばナイロン）、フルオロポリマー（例えばＴＥＦＬＯＮ（登録商標））、アラミド（ＫＥＶＬＡＲ、ＮＯＭＥＸ）、液晶ポリマー（ＶＥＣＴＲＡＮ）、ポリベンズイミダゾール（ＰＢＩ）、ポリベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）からなる群から選択されるポリマーから製造された芯とを有し、前記二成分繊維が、ポリエチレンシースと、ポリエステル、ポリアミド（例えば、ナイロン）、フルオロポリマー（例えばＴＥＦＬＯＮ（登録商標））、アラミド（ＫＥＶＬＡＲ、ＮＯＭＥＸ）、液晶ポリマー（ＶＥＣＴＲＡＮ）、ポリベンズイミダゾール（ＰＢＩ）、ポリベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）からなる群から選択されたポリマーから製造された芯を有する。
【００４７】
また、前記二成分繊維がポリオレフィンシースとポリエステルコアを有し、前記二成分繊維がポリエチレンシースおよびポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）コアを有し、前記不織布が、カード機加工不織布、ニードルパンチ不織布、エアレイド不織布、ウエットレイド不織布、スパンレース（水流交絡）不織布、スパンボンド不織布、溶融紡糸不織布、電気紡糸不織布、およびこれらの組み合わせからなる群から選択され、前記不織布が、ステープルファイバーおよび／または連続フィラメントから製造される。
【００４８】
また、前記不織布が１ミル（２５．４ミクロン）未満の厚さを有し、前記不織布の厚さが０．５ミル（１２．７ミクロン）未満であり、前記不織布の厚さが０．２５ミル（６．４ミクロン）未満であり、および／または前記不織布は、コーティングをさらに含み、前記コーティングは、不織布の繊維表面を覆い、前記コーティングは、前記不織布の繊維表面を部分的または完全に覆い、前記コーティングは不織布の表面を覆い、前記コーティングは不織布の表面を部分的に覆い、前記コーティングは不織布の内部空隙に完全に含浸する。
【００４９】
さらに、前記コーティングは、フェロエレクトリックポリマーから製造され、前記フェロエレクトリックポリマーは、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリウレタン（ＰＵ）、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、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、これらのコポリマー、およびこれらを含むブレンドからなる群から選択され、前記フェロエレクトリックポリマーは、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、それらのコポリマー、およびそれらを含むブレンドからなる群から選択され、前記ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）コポリマーは、ポリフッ化ビニリデン：ヘキサフルオロプロピレン（ＰＶＤＦ：ＨＦＰ）およびポリフッ化ビニリデン：クロロトリフルオロエチレン（ＰＶＤＦ：ＣＴＦＥ）からなる群から選択され、前記コーティングはさらにフィラーを含み、前記フィラーは不織布に適用する前にコーティングにブレンドされ、前記フィラーは、前記不織布上にコーティングを適用した後でコーティングに添加され、前記フィラーは不活性で熱的に安定な粒子であり、前記フィラーは、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およびそれらの混合物からなる群から選択されるセラミック粒子であり、前記フィラーは、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）、およびそれらの混合物からなる群から選択されるセラミック粒子であり、前記フィラーは、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、およびそれらの混合物からなる群から選択される。
【００５０】
さらに、前記フィラーが０．００１〜２５ミクロンの範囲内の平均粒径を有し、最も好ましくは０．０１ミクロン〜２ミクロンの範囲内の平均粒径を有し、前記フィラーが０．０１ミクロン〜２ミクロンの範囲内の平均粒径を有し、および／または前記微多孔質膜は、約２０〜８０％の範囲の多孔度を有し、前記微多孔質膜は、約２８〜６０％の範囲の多孔度を有し、前記微多孔質膜は、約０．０２〜２ミクロンの範囲内の平均孔径を有し、前記微多孔質膜は、約０．０８〜０．５ミクロンの範囲内の平均孔径を有し、前記微多孔質膜は約１５〜１５０秒の範囲のガーレー数を有し、前記微多孔質膜は約３０〜８０秒の範囲のガーレー数を有する。
【００５１】
また、前記微多孔質膜は一重を有し、前記一重はポリオレフィンから製造されており、前記ポリオレフィンは、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリメチルペンテン（ＰＭＰ）、ポリブテン（ＰＢ）およびこれらコポリマー、およびこれらのブレンドからなる群から選択され、前記ポリオレフィンは、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、これらのコポリマー、およびこれらのブレンドからなる群から選択され、前記ポリオレフィンは、ポリエチレン（ＰＥ）、これらのコポリマー、およびこれらのブレンドからなる群から選択され、前記ポリオレフィンがポリエチレン（ＰＥ）であり、前記微多孔質膜は複数のプライを有し、前記微多孔質膜は２つのプライを有し、各プライは異なるポリマーから製造され、一方のプライはポリオレフィンから製造され、前記ポリオレフィンは、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリメチルペンテン（ＰＭＰ）、ポリブテン（ＰＢ）、これらのコポリマーおよびこれらのブレンドからなる群から選択され、前記ポリオレフィンは、ポリエチレン（ＰＥ）、前記のコポリマー、および前記のブレンドからなる群から選択され、前記ポリオレフィンがポリエチレン（ＰＥ）であり、一方のプライは、ポリオレフィンから製造され、前記ポリオレフィンは、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリメチルペンテン（ＰＭＰ）、ポリブテン（ＰＢ）、これらのコポリマーおよびこれらのブレンドからなる群から選択され、前記ポリオレフィンが、ポリプロピレン（ＰＰ）、前記のコポリマーおよび前記のブレンドからなる群から選択され、前記ポリオレフィンがポリプロピレン（ＰＰ）であり、一方のプライはポリエチレン系ポリマーから製造され、他方のプライはポリプロピレン系ポリマーから製造され、前記微多孔質膜は、３つのプライを有し、少なくとも２つのプライは異なるポリマーから製造され、少なくとも２つのプライは同じポリマーから製造され、外側のプライは同じポリマーから製造され、内側のプライは異なるポリマーから製造され、同じポリマーは、ポリオレフィンであり、ポリオレフィンは、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリメチルペンテン（ＰＭＰ）、ポリブテン（ＰＢ）、これらのコポリマーおよびこれらのブレンドからなる群から選択される。
【００５２】
また、前記ポリオレフィンがポリプロピレン（ＰＰ）、前記のコポリマー、前記のブレンドからなる群から選択され、異なるポリマーがポリオレフィンであり、前記ポリオレフィンがポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリメチルペンテン（ＰＭＰ）、ポリブテン（ＰＢ）、これらのコポリマー、およびこれらのブレンドからなる群から選択され、前記のポリオレフィンが、ポリエチレン（ＰＥ）、前記のコポリマーおよび前記のブレンドからなる群から選択され、前記ポリオレフィンが、ポリエチレン（ＰＥ）であり、および／または前記プライがポリプロピレン（ＰＰ）／ポリエチレン（ＰＥ）／ポリプロピレン（ＰＰ）として積層されている。
【００５３】
および／または前記電池セパレータは、積層された電池セパレータの製造方法であって、
−不織布を巻き戻しするステップ、
−微多孔質膜を巻き戻しするステップ、
−不織布をコーティング材料でコーティングするステップ、および
−コーティングされた不織布を微多孔質膜に積層するステップ、
を含む前記方法を含み、
および／またはコーティング材料が強誘電体材料を含有し、前記コーティング材料が強誘電体材料とフィラーとを含有し、コーティングが、前記コーティング材料を噴霧、浸漬、接触コーティングおよび／またはブラッシングすることである。
【００５４】
また、前記電池セパレータは、積層された電池セパレータの製造方法であって、
不織布を巻き戻しするステップ、
微多孔質膜を巻き戻しするステップ、
不織布を微多孔質膜にラミネートするステップ、および
不織布をコーティング材料でコーティングするステップ、
を含み、および／または
コーティング材料が強誘電体材料を含有し、前記コーティング材料が、強誘電体材料とフィラーとを含有し、および／またはコーティングが、前記コーティング材料をその上に噴霧、浸漬、接触コーティング、および／またはブラッシングし、および／または本明細書に示され、開示された、電池セパレータ、電池、および／または方法を含む。
【００５５】
電池セパレータおよび方法が開示される。電池セパレータは、リチウム電池に使用することができる。セパレータは、被覆された不織布に積層された微多孔質膜を含むことができる。コーティングは、ポリマーおよび任意にフィラーまたは粒子を含有してもよい。この方法は、微多孔質膜と不織布を巻き戻し、不織布と微多孔質膜を積層し、積層の前および／または後に不織布を被覆する各ステップを含み得る。
【００５６】
本発明は、その精神および本質的な特性から逸脱することなく、他の態様で実施することができ、したがって、本発明の範囲に示されるように、前述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１】
2018530106.tif 000003
【図２】
2018530106.tif 000004
【図３】
2018530106.tif 000005
【図４】
2018530106.tif 000006
【図５】
2018530106.tif 000007
【図６】
2018530106.tif 000008
【図７】
2018530106.tif 000009
【図８】
2018530106.tif 000010
【図９】
2018530106.tif 000011
【図１０】
2018530106.tif 000012
【図１１】
2018530106.tif 000013
【図１２】
2018530106.tif 000014
【図１３】
2018530106.tif 000015
【図１４】
2018530106.tif 000016
【図１５】
2018530106.tif 000017
【図１６】
2018530106.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成30年4月17日(2018.4.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リチウム電池用の電池セパレータであって、
少なくとも１つの微多孔質膜または層と、
前記微多孔質膜または層の少なくとも１つの側の少なくとも１つの不織布層または材料であって、前記不織布層は前記微多孔質膜または層に結合されるか、または前記微多孔質膜または層の上に積層される不織布層または材料と、
前記不織布層または材料の表面へ接着されたコーティングと
を含む、前記電池セパレータ。
【請求項２】
前記電池セパレータが、二次リチウム電池、リチウムイオン電池、またはリチウムポリマー電池用の電池セパレータである、請求項１に記載の電池セパレータ。
【請求項３】
前記不織布が、ポリマー繊維から製造され、前記ポリマーが、ポリオレフィン、ポリエステル、フルオロポリマー、ポリアミド、ポリアラミド、アクリル、ＰＶＣの群から選択される、請求項１に記載の電池セパレータ。
【請求項４】
前記ポリエステルが、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、これらのコポリマー、およびこれらのブレンドからなる群から選択される、請求項３に記載の電池セパレータ。
【請求項５】
前記不織布が、二成分繊維からなる、請求項１に記載の電池セパレータ。
【請求項６】
前記二成分繊維が、芯鞘型繊維、接合型繊維、海島繊維、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項５に記載の電池セパレータ。
【請求項７】
前記二成分繊維が、低溶融温度成分および高溶融温度成分を有し、前記低溶融温度成分が前記高溶融温度成分よりも低い溶融温度を有する、請求項５に記載の電池セパレータ。
【請求項８】
前記低溶融温度成分がポリオレフィン、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリメチルペンテン（ＰＭＰ）、ポリブテン（ＰＢ）、それらのコポリマー、およびそれらのブレンドからなる群から選択され、
前記高溶融温度成分が、ポリエステル、ポリアミド（例えば、ナイロン）、フルオロポリマー（例えば、テフロン（登録商標））、アラミド（例えば、ケブラー、ノーメックス）、液晶ポリマー（ベクトラン）、ポリベンズイミダゾール（ＰＢＩ）、ポリベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）、それらのコポリマー、およびそれらのブレンドからなる群から選択される、請求項７に記載の電池セパレータ。
【請求項９】
前記不織布が、カード機加工不織布、ニードルパンチ不織布、エアレイド不織布、ウエットレイド不織布、スパンレース不織布、水流交絡不織布、スパンボンド不織布、溶融紡糸不織布、エレクトロ紡糸不織布、またはこれらの組み合わせである、請求項１に記載の電池セパレータ。
【請求項１０】
前記コーティングが、繊維表面または前記不織布表面を覆う、請求項１に記載の電池セパレータ。
【請求項１１】
前記コーティングが、強誘電体ポリマーからなる、請求項１に記載の電池セパレータ。
【請求項１２】
前記コーティングが、さらにフィラーを含む、請求項１に記載の電池セパレータ。
【請求項１３】
前記微多孔質膜または層が、
２０〜８０％の範囲の多孔度と、
０．０２〜２μｍの範囲の平均孔径と、
１５〜１５０秒の範囲のガーレー数と
を有する、請求項１に記載の電池セパレータ。
【請求項１４】
請求項１に記載の電池セパレータを含む電池、セル、パック、またはモジュール。
【請求項１５】
請求項１４に記載の電池、セル、パック、またはモジュールを含む、デバイス、製品、システム、または車両。
【請求項１６】
不織布を巻き戻しすること、
微多孔質膜を巻き戻しすること、
前記不織布をコーティング材料でコーティングすること、
被覆された不織布を微多孔質膜に積層すること、
を含む、積層電池セパレータを製造する方法。
【請求項１７】
前記コーティング材料が強誘電体材料を含有する、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記コーティングすることは、前記コーティング材料を噴霧、浸漬、接触コーティング、および／またはブラッシングすることである、請求項１６に記載の方法。
【国際調査報告】
2018530106.tif 000019
2018530106.tif 000020
2018530106.tif 000021