(57)【要約】【課題】安全性に優れた、非水系二次電池用に適したセパレータ及びそれを用いた非水系二次電池を提供すること。【解決手段】本発明にかかる非水系二次電池用セパレータは、ポリオレフィン多孔質膜、またはポリオレフィン多孔質膜の少なくとも一方の面に耐熱層を有する多孔質膜が、樹脂で被覆された炭酸塩粒子を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリオレフィン多孔質膜、または少なくとも一方の面に耐熱層を有するポリオレフィン多孔質膜によって形成された多孔質膜を備え、前記多孔質膜は樹脂で被覆された炭酸塩粒子を有する非水系二次電池用セパレータ。
【請求項２】
上記樹脂はポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルスルフィド、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、及びポリフェニレンスルフィドの少なくとも１つから選択される請求項１記載の非水系二次電池用セパレータ。  
【請求項３】
請求項１および２に記載の非水系二次電池用セパレータを用いた非水系二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、安全性に優れた非水系二次電池用セパレータ及びそれを用いた非水系二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＡＶ機器あるいはパソコン等の電子機器のポータブル化、コードレス化が急速に進んでおり、これらの駆動用電源として小型、軽量で高エネルギー密度を有する二次電池への要求が高い。この中でリチウムを活物質とする負極を用いた非水系二次電池はとりわけ高電圧、高エネルギー密度を有する電池として期待が大きい。
【０００３】
特に、近年需要が増加している大容量の非水系二次電池では、容量が大きいために内部短絡を起こすとその箇所が発熱し、内部短絡が拡大しやすいため、このような場合に発生しがちな事故を回避し得る高性能なセパレータの開発が切望されている。
【０００４】
このように非水系二次電池の負極にリチウム金属を用いた場合は、充電時に負極上にリチウムが樹枝状（デンドライト状）に析出し、このデンドライト状リチウムによって電池の内部短絡が発生して電池の発熱等の不具合が起こっていた。
【０００５】
また、電池が高温下に置かれた場合にはリチウムがデンドライト状に析出した負極と電解液とが化学反応を起こして電池が過度に発熱する可能性があり、電池の安全性確保に課題があった。
【０００６】
そこでリチウムが負極上でデンドライト状に析出することを防止するために、例えば負極に炭素材料を用いこの炭素材料の層間にインターカレートおよびデインターカレートさせるものが提案されている。
【０００７】
この負極では充電時にリチウムが炭素の層間にインターカレートされるために、極板上でリチウムがデンドライト状に析出することは原理的に起こらず、デンドライト状の金属リチウムと電解液との化学反応による発熱は生じない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−２５０５２８号公報
【特許文献２】特開平１−２８６２６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、リチウムを可逆的にインターカレートおよびデインターカレートし得る炭素材料を負極に用いた場合でも、充放電サイクルを繰り返すにつれ徐々に負極の劣化が始まるので充電時における負極のリチウム受入れ性は低下してくる。つまり、サイクル寿命末期においては負極の炭素材料の層間にリチウムが容易にインターカレートしなくなるので、負極表面上で金属リチウムがデンドライト状に析出するようになる。そして、このようなサイクル寿命末期の電池が高温下に置かれた場合にはデンドライト状に析出したリチウム金属と電解液とが化学反応を起こして電池が発熱し、場合によっては過度の温度上昇が起こる。
【００１０】
これらの課題の対策として、非水系二次電池の内部にＬｉ２ＣＯ３を添加する技術は、特開２００１−２５０５２８号公報、特開平１−２８６２６３号公報に記載されている。
【００１１】
しかしながら、特開平１−２８６２６３号公報には、電解液中にＬｉ２ＣＯ３を添加することが示されているが、電解液中に多種の添加剤を含有するリチウムイオン電池の性質上、電解液に直接Ｌｉ２ＣＯ３を溶解させることは、今後、さらなる短時間充電等による、電池内部が高温になる環境を想定すると、副反応の観点からも課題が残る。
【００１２】
また、特開２００１−２５０５２８は炭酸リチウムを含有するセパレータであるが、フッ化水素等の遊離酸と反応し、フッ化リチウムとして固定化することで、負極の抵抗上昇を抑制し、正極活物質の溶解を抑制したり、金属箔の芯材と樹脂部との剥離現象を抑制する効果はあるが、デンドライトの発生や成長を抑制することについては想定していない。また、上記に述べたように電解液中には電池性能を高めるために多くの添加剤を入れることもあり、今後需要が高まると予想される高い電流密度の状態、すなわち高温環境下となりやすいでの電池の充電を考えると、単に炭酸リチウムを添加するだけでは、必要以下の温度において他の反応を起こす可能性も考えられ、使用上の課題が残る。
【００１３】
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、負極上でデンドライト状に析出したリチウムが高温時などに電解液と化学反応を起こして起こる発熱等を防止することができ、より安全性に優れた非水系二次電池用セパレータ及びそれを用いた非水系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】
【００１４】
上記目的を達成するために本発明に係る非水系二次電池用セパレータは、ポリオレフィン多孔質膜、または少なくとも一方の面に耐熱層を有するポリオレフィン多孔質膜によって形成された多孔質膜を備え、前記多孔質膜は樹脂で被覆された炭酸塩粒子を有する。
【００１５】
上記本発明に係る非水系二次電池用セパレータは、安全性に優れる。
【００１６】
上記本発明に係る非水系二次電池用セパレータに用いられる樹脂はポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルスルフィド、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、及びポリフェニレンスルフィドの少なくとも１つから選択される。これにより、より安全性に優れたセパレータとすることができる。
【００１７】
上記本発明に係る非水系二次電池用セパレータを用いることにより安全性に優れた非水系二次電池を提供することができる。
【００１８】
デンドライト状に析出した金属リチウムは、電解液に接している表面が電解液に対して化学的に活性な状態であり、高温下では電解液と容易に発熱反応する。これに対して本発明ではセパレータと負極の界面に樹脂で被覆された炭酸塩粒子の層を有しているので、デンドライト状に析出した金属リチウムが成長すると炭酸塩粒子を被覆した樹脂に接触することで、炭酸塩の炭酸イオンが放出され、これが金属リチウムと反応することで、デンドライト状リチウムの表面にＬｉ２ＣＯ３の被膜が形成される。炭酸塩粒子は、樹脂で被覆されていることにより、通常は不要な炭酸塩は電解液中に析出せず、特に安全性が要求される高温環境下で樹脂が軟化、溶解、分散し、デンドライトの発生、成長を抑制する効果を発揮できる。
【００１９】
このＬｉ２ＣＯ３は電解液に対してほとんど不溶であり、また熱安定性も高いことから、リチウムと電解液との反応を抑制する被膜として機能し、電池の安全性を高めることができる。さらにはセパレータに炭酸塩粒子を有することで、発生直後にデンドライトの発生を極力抑えることが可能となる。析出した金属リチウムと炭酸塩との反応はイオン交換反応であり、リチウムの酸化還元電位は最も低いことから、リチウムイオン以外の陽イオンを含む炭酸塩、例えばＮａ２ＣＯ３とは容易にイオン交換反応する。また、Ｌｉ２ＣＯ３の場合には、濃度勾配によって炭酸イオンは容易に金属リチウム中に拡散し、表面にＬｉ２ＣＯ３の被膜が形成される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明を用いることで安全性に優れた、非水系二次電池用セパレータ及びそれを用いた非水系二次電池を作ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態に係る非水系二次電池の模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに以下に記載した構成要素は、適宜組み合わせることができる。
【００２３】
＜セパレータ＞
本実施形態のセパレータとはポリオレフィン多孔質膜を含有する。ポリオレフィン多孔質膜は、公知のものであれば、いかなる材質のものであってもよく、いかなる製法により製造されたものであってもよい。
【００２４】
上記ポリオレフィン多孔質膜用の樹脂としては、例えば、エチレン、プロピレン、１−ブテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセンなどを重合した結晶性の単独重合体または共重合体が挙げられる。これらの単独重合体または共重合体は、１種を単独で使用することができるが、２種以上のものを組み合わせて用いてもよい。
【００２５】
上記セパレータは空孔率が３０〜９５体積％、膜厚２５μｍでの透気度が２０００秒／１００ｃｃ以下、好ましくは８００秒／１００ｃｃ以下、平均貫通孔径が０．００５〜１μｍ、引張破断強度が８０ＭＰａ以上、好ましくは１００ＭＰａ以上、突刺強度が３０００ｍＮ以上、好ましくは５５００ｍＮ以上の機械物性を有する多孔質膜が望ましい。
【００２６】
本明細書において、空孔率とは、多孔質膜の空孔部分の体積を、多孔質膜の空孔部分と中実部分とを合わせた体積で割った値である。この空孔率は、例えば、重量法により測定できる。
【００２７】
セパレータの厚さは、適宜選択されるが、通常、０．１〜５０μｍであり、好ましくは１〜２５μｍである。厚さが０．１μｍ未満では、膜の機械的強度不足から実用に供することが難しくなる傾向があり、５０μｍを超えると、実効抵抗が大きくなり過ぎる傾向があり、いずれも好ましくない。
【００２８】
本実施形態では、ポリオレフィン多孔質膜上に耐熱樹脂層や無機粒子層からなる耐熱層を形成しても良い。耐熱樹脂としては、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド等や、無機粒子としては金属酸化物であることが好ましく、特にアルミナ、シリカ、ベーマイト、酸化ジルコニウムが、汎用性を考えると好ましい。これらは、その方法は問わないが、電池特性を低下させないような多孔化処理を施されていることが好ましい。
【００２９】
＜炭酸塩粒子＞
本実施形態の炭酸塩粒子は、セパレータの内部や表面に存在し、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ土類金属炭酸塩、遷移金属炭酸塩よりなる群から選ばれる少なくとも一種の炭酸塩を含んでおり、コストを考慮するとアルカリ金属炭酸塩、アルカリ土類金属炭酸塩が好ましい。また、安全性の観点からセパレータ付近に存在することが好ましく、特にデンドライトの発生直後から抑制することや、コスト、生産性を考慮すると、負極とセパレータの界面に形成することが好ましい。また、通常のポリオレフィンのセパレータに耐熱性を持たせるための多孔質耐熱樹脂層や無機粒子層を有している場合は、多孔質耐熱樹脂層や無機粒子層の内部にまで形成していてもデンドライトの抑制効果はあるが、デンドライトの発生直後の抑制を考慮すると負極側表面に炭酸塩粒子を有している方が好ましい。
【００３０】
炭酸塩粒子を被覆する際の樹脂の種類は問わないが、ポリオレフィン多孔質膜に多孔質耐熱樹脂層や無機粒子層を施した、いわゆる耐熱セパレータに使用する際は、その耐熱性の観点から、多孔質耐熱樹脂としては、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルスルフィド、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、及びポリフェニレンスルフィドなどが好ましい。これにより、通常は不要な炭酸塩は電解液中に析出せず、特に安全性が要求される高温環境下に樹脂が軟化、溶解、分散し、デンドライトの発生、成長を抑制する効果を発揮できる。
【００３１】
被覆される炭酸塩粒子は、ポリオレフィン多孔質膜及びその耐熱層に接着している状態であればよく、被覆量としても部分的に被覆できる量以上であれば問題ない。被膜は膜状、もしくは粒子状の集合体の状態で形成されていてもよい。被覆時に必要な樹脂の量としては、炭酸リチウムに対して、樹脂が重量比で１／１０以上であることが好ましい。あまりに樹脂の量が低いと高温下に置かれた時に、想定しない反応が生じやすくなることで炭酸リチウムを消失してしまう可能性があるためである。また被覆に要する樹脂や炭酸塩粒子は、多すぎると耐熱層や無機粒子層内に入り込むことで、目詰まりを起こしやすくするため、セパレータの重量に対し樹脂と炭酸塩粒子の総量が０．５〜３０重量％程度が好ましい。少なすぎるとデンドライトの抑制効果が失われ、多すぎると透気度が低下する可能性があるためである。
【００３２】
被膜された炭酸塩粒子の多孔質膜への塗布方法としては、表面に樹脂が被膜された炭酸塩粒子を形成できればその種類は問わないが、例えば樹脂と溶剤および炭酸塩粒子を混合したものをスプレーによる塗布する方法や、溶液中に浸漬する方法、またはロールコーター、エヤナイフコーター、ブレードコーター、ロッドコーター、バーコーターなどにより行われる。上記塗布方法により塗布する際に、所望のパターンとなるように塗布することで形成することもできる。
【００３３】
＜非水系二次電池＞
図１に本実施形態に用いた非水系二次電池の縦断面図を示す。図１において、１は耐有機電解液性のステンレス鋼板を加工した電池ケース、２は安全弁を設けた封口板、３は絶縁パッキングである。４は極板群であり、正極および負極がセパレータを介して渦巻き状に巻回されたもので電池ケース１内に収納されている。そして正極からは正極リード５、負極からは負極リード６が引き出されて電池ケース１の底部に接続されている。７は絶縁リングで４の上下部にそれぞれ設けられている。以下、正極、負極等について詳しく説明する。
【００３４】
＜正極＞
正極は、正極活物質、導電助剤、結着剤、正極集電体などから構成される。正極活物質としては、例えば、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、層状マンガン酸リチウム又は複数の遷移金属を配合した複合酸化物、マンガン酸リチウム、銅−リチウム酸化物、鉄−リチウム酸化物、バナジウム酸化物、ジスルフィド化合物等が挙げられる。
【００３５】
導電助剤としては、例えば、ニッケル、アルミ、銅、銀等の金属及び導電性炭素材料が挙げられる。上記導電性炭素材料としては、例えば、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等のカーボンブラック、黒鉛、カーボンナノファイバー等の炭素繊維が挙げられる。結着剤としては、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体等のフッ素系高分子などが好ましい。正極集電体は、導電性の板材であればよく、例えば、アルミ、銅、ニッケル箔の金属薄板を用いることができる。
【００３６】
＜負極＞
負極は、負極活物質、導電助剤、結着剤、負極集電体などから構成される。負極活物質としては、黒鉛、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素類などの、リチウムを吸蔵、放出可能な炭素系材料の１種または２種以上の混合物が用いられる。また、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｇｅなどの元素およびその合金、リチウム含有窒化物、もしくは酸化物などのリチウム金属に近い低電圧で充放電できる化合物、またはリチウム金属やリチウム／アルミニウム合金も負極活物質として用いることができる。
【００３７】
そして、これらの負極活物質に導電助剤（カーボンブラックなどの炭素材料など）やＰＶＤＦなどの結着剤などを適宜添加した負極合剤を、集電体を芯材として成形体に仕上げることで、集電体表面に負極合剤層を形成することができる。負極集電体は、導電性の板材であればよく、例えば、アルミ、銅、ニッケル箔の金属薄板を用いることができる。
【００３８】
＜非水系電解液＞
非水系電解液としては、リチウム塩を非水溶媒に溶解したものが好適に使用される。例えば、非水溶媒としては、メチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、プロピオン酸メチル、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、エチレングリコールサルファイトなどの１種のみからなる有機溶媒、あるいはこれらの２種以上の混合溶媒が挙げられる。
【００３９】
リチウム塩としては、例えば、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＳｂＦ６、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＣＦ３ＣＯ２、Ｌｉ２Ｃ２Ｆ４（ＳＯ３）２、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２などから選ばれる少なくとも１種を用いることができる。リチウム塩の電解液中の濃度としては、０．５〜１．５ｍｏｌ／Ｌとすることが好ましく、０．９〜１．２５ｍｏｌ／Ｌとすることがより好ましい。
【００４０】
更に、非水電解液には、電池の充放電サイクル特性や負荷特性の向上を目的として、ビニレンカーボネートなどの二重結合を有するエステル、プロパンスルトンなどのイオウ含有有機化合物、フルオロベンゼンなどのフッ素含有芳香族化合物などの添加剤を添加することが好ましい。
【実施例】
【００４１】
以下、実施例及び比較例に基づいて本実施形態をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００４２】
（実施例１〜４）
正極は、Ｌｉ２ＣＯ３とＣｏ３Ｏ４混合し、９００℃で１０時間焼成して合成したＬｉＣｏＯ２の粉末１００重量部に、アセチレンブラック３重量部、フッ素樹脂系結着剤７重量部を混合し、カルボキシメチルセルロース水溶液に懸濁させてペースト状にした。このペーストを厚さ０．０３ｍｍのアルミ箔両面に塗着し、乾燥後圧延して厚さ０．１８ｍｍ、幅３７ｍｍ、長さ２４０ｍｍの正極板とした。
【００４３】
負極はメソフェーズ小球体を２８００℃の高温で黒鉛化したもの（以下メソフェーズ黒鉛と称す）を用いた。このメソフェーズ黒鉛１００重量部にスチレン／ブタジエンゴム３重量部を混合した後、カルボキシメチルセルロース水溶液に懸濁させてペースト状にした。そしてこのペーストを厚さ０．０２ｍｍの銅箔の両面に塗着し、乾燥後圧延して、厚さ０．２０ｍｍ、幅３９ｍｍ、長さ２６０ｍｍの負極板とした。
【００４４】
そして、正極板にはアルミニウム製、負極にはニッケル製のリードを取付け、厚さ０．０１６ｍｍ、幅４５ｍｍ、長さ７３０ｍｍのポリエチレン製の多孔質膜（空孔率４０％）と厚さ０．０１３ｍｍ、幅４５ｍｍ、長さ７３０ｍｍのポリエチレン製の多孔質膜（空孔率５５％）を２枚重ね、負極に接する方が空孔率の高い多孔質膜とした状態で、渦巻状に巻回して極板群を構成し、これを直径１４ｍｍ、高さ５０ｍｍ程の電池ケースに納入した。このうち、負極側にある多孔質膜は、負極側の表面に市販のバーコーターを用いて２μｍの無機粒子層（アルミナ：平均粒径０．３μｍ）層を作製したものを用い、さらに無機粒子層の表面にポリアミドイミド３重量部のＮ−メチル−２−ピロリドン（以下ＮＭＰ）溶液に０．３重量部の炭酸リチウムを分散させた分散液をスプレーで塗工したものを使用した。塗布量は炭酸リチウムの量が塗布した多孔質膜の重量に対し、各０．５重量部、１重量部、５重量部、１０重量部になるようにした。さらに、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートを体積比１／１で混ぜたものを１Ｌに対して、支持塩としてＬｉＢＦ４（ＬＢＧ溶媒）を１モル溶解させたものを電解液とし、これを注液した後封口し、表１に記載されているような、炭酸リチウムの量が異なる実施例１〜４の電池を作製した。
【００４５】
（実施例５）
無機粒子層内に実施例４と同量のポリアミドイミド、炭酸リチウムを混ぜたものを入れ、無機粒子層の表面へのスプレーでの塗工を行わなかった。それ以外は、実施例４と同様の方法を用いて実施例５の電池を作製した。
【００４６】
（実施例６〜９）
炭酸リチウムの代わりに炭酸ナトリウムを用いた以外は実施例１〜４同様の方法で、それぞれ炭酸ナトリウムの量が異なる表１に記載する、実施例６〜９の電池を作製した。
【００４７】
（実施例１０）
無機粒子層内に実施例９と同量のポリアミドイミド、炭酸ナトリウムを混ぜたものを入れ、無機粒子層の表面へのスプレーでの塗工を行わなかった。それ以外は、実施例９と同様の方法を用いて実施例１０の電池を作製した。
【００４８】
（実施例１１）
炭酸塩を炭酸リチウムと炭酸ナトリウムを各５重量部の混合物を用いた以外は、実施例４と同様の方法を用いて炭酸リチウムと炭酸ナトリウムの混合された実施例１１の電池を作製した。
【００４９】
（実施例１２）
この無機粒子層の負極側表面にポリアミドイミド３重量部のＮＭＰ溶液に０．３重量部の炭酸リチウムの分散液を用いた代わりに、ポリアミドイミド０．３重量部のＮＭＰ溶液に０．３重量部の炭酸リチウム分散させた分散液をスプレーで塗工した以外は、実施例１と同様の方法を用いて実施例１２の電池を作製した。
【００５０】
（実施例１３）
この無機粒子層の負極側表面にポリアミドイミド３重量部のＮＭＰ溶液に０．３重量部の炭酸リチウムの分散液を用いた代わりに、ポリアミドイミド０．６重量部のＮＭＰ溶液に０．３重量部の炭酸リチウム分散させた分散液をスプレーで塗工した以外は、実施例１と同様の方法を用いて実施例１３の電池を作製した。
【００５１】
（実施例１４）
実施例１の多孔質膜表面に無機粒子層を作製したものを用いる代わりに、この無機粒子層を作製しない状態で、この表面にポリアミドイミド３重量部のＮＭＰ溶液に０．３重量部の炭酸リチウム分散させた分散液をスプレーで塗工したものを使用した。他は、実施例１と同様の方法を用いて実施例１４の電池を作製した。
【００５２】
（実施例１５）
実施例１の無機粒子層を作製したものの代わりに、市販されているポリアミドイミド溶液（３０ｗ％、ＮＭＰ―キシレン混合溶液）を、市販されているバーコーターで２μｍの厚みで塗布し、１０秒後に６０℃の水／Ｎ−メチル―２−ピロリドン＝５０／５０（凝固浴）中に１０秒浸漬した後、２０℃の水浴に１０分間浸漬させ、多孔質ポリアミドイミドが積層されたポリオレフィン多孔質膜を形成させた。この表面にポリアミドイミド３重量部のＮＭＰ溶液に０．３重量部の炭酸リチウム分散させた分散液をスプレーで塗工したものを使用した以外は、実施例１と同様の方法で実施例１５の電池を作製した。
【００５３】
（比較例１）
無機粒子層にポリアミドイミド、炭酸リチウムを含有するＮＭＰ溶液の塗布処理を行わなかった以外は、実施例１と同様の方法において、ポリアミドイミド、炭酸リチウムを有さない比較例１の電池を作製した。
【００５４】
（比較例２）
無機粒子層でなく、電解液中に実施例４と同量のポリアミドイミド、炭酸リチウムを入れた以外は、実施例４と同様の方法で、比較例２の電池を作製した。
【００５５】
（比較例３）
無機粒子層内ではなく、電解液中に実施例９と同量のポリアミドイミド、炭酸ナトリウムを入れた以外は、実施例９と同様の方法で、比較例３の電池を作製した。
【００５６】
次に初期容量について説明する。充放電条件は２０℃において充電は充電圧４．１Ｖ、充電時間は２時間の定電圧充電を行い、制限電流を３５０ｍＡｈとし、放電は放電電流５００ｍＡｈ、放電終止電圧３．０Ｖの定電流放電を行った。そして、それぞれ１０サイクル目の放電容量を初期容量とした。初期容量が半分以下の容量に劣化した時点をサイクル寿命末期として充電状態でサイクル試験を中止した。これらのセルを分解し、負極側のセパレータを取り出し、正極側より市販の光学顕微鏡を用いて倍率１００倍において、２０μ以上の金属リチウムが１個でも観測できるものをリチウム析出が存在しているものとみなし、リチウムの析出の有無を調べた。
【００５７】
以下、表１について説明する。上記方法において負極側にあるセパレータを取り出し、正極方向から観察した結果、実施例１〜１５では金属リチウムの析出は確認されず、放電容量も良好であることが分かった。比較例１、比較例２、比較例３、比較例４は金属リチウムの析出が確認された。このことから、本実施形態は金属リチウムの成長を抑制する効果があることが確認できた。比較例については、リチウムの析出が確認されたために、充放電を繰り返すことで長期的な信頼性に影響がでることが確認できた。また、実施例に用いたリチウム析出試験用とは別に準備した電池全てにおいて、シャットダウン特性を確認するために、オーブン温度１５０℃で１時間静置の後、電池特性を確認したところ、電池の機能が安全に停止していたことから、セパレータが問題なくシャットダウンすることを確認した。
【００５８】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明によって、安全性に優れた、非水系二次電池用セパレータ及びそれを用いた非水系二次電池を提供することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１…電池ケース、２…封口板、３…絶縁パッキング、４…極板群、５…正極リード、６…負極リード、７…絶縁リング
【図１】
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