JP7309650B2 - Separator for electrochemical device - Google Patents

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Description

本発明は、電気化学素子用セパレータ(以下、「電気化学素子用セパレータ」を「セパレータ」と記す場合がある。)に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a separator for electrochemical devices (hereinafter, "separator for electrochemical devices" may be referred to as "separator").

リチウムイオン電池、電気二重層キャパシタ等の電気化学素子に使用される主要部材は、正極、負極、電気化学素子用セパレータ及び電解液である。セパレータは、電気化学素子内において、正極と負極とが直接接触する内部短絡が起こらないように、正極と負極とを分離している。電気化学素子における内部抵抗を下げるためには、電解液中のイオンが効率良く透過できる空孔がセパレータの内部に形成されていなければならない。したがって、セパレータは多孔質である必要がある。 Principal members used in electrochemical devices such as lithium ion batteries and electric double layer capacitors are a positive electrode, a negative electrode, a separator for electrochemical devices, and an electrolytic solution. The separator separates the positive electrode and the negative electrode in the electrochemical element so that an internal short circuit in which the positive electrode and the negative electrode are in direct contact does not occur. In order to lower the internal resistance of the electrochemical device, the separator must have pores through which ions in the electrolyte can efficiently pass. Therefore, the separator should be porous.

セパレータとして、叩解されてなる溶剤紡糸セルロース繊維(フィブリル化溶剤紡糸セルロース繊維)とフィブリル化されていない合成繊維又はレーヨン繊維とを必須成分として含有し、湿式抄造法で製造された湿式不織布からなるセパレータが開示されている(例えば、特許文献1~3参照)。これらセパレータでは、フィブリル化溶剤紡糸セルロースの叩解度や、フィブリル化されていない合成繊維又はレーヨン繊維の繊維径を一定の範囲とすることにより、適度な緻密性を有することで、内部抵抗が低く、放電容量維持率や内部短絡不良率に優れるセパレータとしている。 A separator made of a wet-laid nonwoven fabric produced by a wet papermaking method, containing as essential components a solvent-spun cellulose fiber (fibrillated solvent-spun cellulose fiber) and a non-fibrillated synthetic fiber or rayon fiber as a separator. has been disclosed (see, for example, Patent Documents 1 to 3). In these separators, the degree of beating of the fibrillated solvent-spun cellulose and the fiber diameter of the non-fibrillated synthetic fibers or rayon fibers are set within a certain range, so that they have an appropriate denseness, resulting in a low internal resistance. The separator has excellent discharge capacity retention rate and internal short circuit defect rate.

さらなる電気化学素子の高性能化や高エネルギー密度が求められている流れの中で、セパレータをさらに薄くすることが求められており、特許文献1~3のセパレータでは、薄くした場合、緻密性が不十分となり、ピンホールが発生するおそれがあった。 In the trend of demand for higher performance electrochemical devices and higher energy density, there is a demand for thinner separators. There was a risk of pinholes being generated.

特開2012-222266号公報JP 2012-222266 A 特開2018-139283号公報JP 2018-139283 A 特開2019-46776号公報JP 2019-46776 A

本発明の課題は、薄くしてもピンホールが発生しにくい電気化学素子用セパレータを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a separator for an electrochemical device in which pinholes are less likely to occur even if it is thin.

上記課題は、下記発明によって解決された。 The above problems have been solved by the following inventions.

フィブリル化溶剤紡糸セルロース繊維と非フィブリル化繊維とを含む電気化学素子用セパレータにおいて、繊維長0.2mm以下の非フィブリル化繊維を含有し、すべての非フィブリル化繊維の合計長さに対する、繊維長0.2mm以下の非フィブリル化繊維の合計長さの比で表される、繊維長0.2mm以下の非フィブリル化繊維の含有比率が0.1%以上2.0%未満であることを特徴とする電気化学素子用セパレータ。 In the electrochemical device separator containing fibrillated solvent-spun cellulose fibers and non-fibrillated fibers , the non-fibrillated fibers having a fiber length of 0.2 mm or less are contained, and the fiber length is The content ratio of non-fibrillated fibers with a fiber length of 0.2 mm or less, represented by the ratio of the total length of the non-fibrillated fibers of 0.2 mm or less, is 0.1% or more and less than 2.0%. A separator for an electrochemical device characterized by:

本発明により、薄くしてもピンホールが発生しにくい電気化学素子用セパレータが得られる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to obtain an electrochemical device separator that is less prone to pinholes even if it is thin.

繊維長0.2mm以下の非フィブリル化繊維を含む、非フィブリル化繊維スラリーの繊維長分布図である。1 is a fiber length distribution diagram of a non-fibrillated fiber slurry containing non-fibrillated fibers having a fiber length of 0.2 mm or less. FIG. 繊維長0.2mm以下の非フィブリル化繊維を含む、非フィブリル化繊維のマイクロスコープ写真である。1 is a microscope photograph of non-fibrillated fibers, including non-fibrillated fibers with a fiber length of 0.2 mm or less.

本発明の電気化学素子用セパレータ及び電気化学素子用セパレータを含む電気化学素子をより詳細に説明する。 The electrochemical device separator and the electrochemical device containing the electrochemical device separator of the present invention will be described in more detail.

<電気化学素子用セパレータ>
本発明の電気化学素子用セパレータは、フィブリル化溶剤紡糸セルロース繊維と非フィブリル化繊維とを含み、さらに繊維長0.2mm以下の非フィブリル化繊維を含み、すべての非フィブリル化繊維の合計長さに対する、繊維長0.2mm以下の非フィブリル化繊維の合計長さの比で表される、繊維長0.2mm以下の非フィブリル化繊維の含有比率が0.1%以上2.0%未満であることを技術的特徴とする。この技術的特徴によって、湿式抄造法の抄紙ワイヤー上にウェブを形成する工程において、フィブリル化溶剤紡糸セルロース繊維のファイン成分の脱落を抑制し、薄くしてもピンホールが発生しにくいセパレータが得られる。
<Separator for electrochemical device>
The electrochemical device separator of the present invention contains fibrillated solvent-spun cellulose fibers and non-fibrillated fibers, further contains non-fibrillated fibers having a fiber length of 0.2 mm or less, and the total length of all non-fibrillated fibers is The content ratio of non-fibrillated fibers with a fiber length of 0.2 mm or less, represented by the ratio of the total length of the non-fibrillated fibers with a fiber length of 0.2 mm or less to the thickness, is 0.1% or more and less than 2.0% The technical feature is that Due to this technical feature, in the process of forming a web on the papermaking wire of the wet papermaking method, the separation of the fine component of the fibrillated solvent-spun cellulose fibers is suppressed, and a separator that is less prone to pinholes even when thinned can be obtained. .

本明細書では、「繊維長0.2mm以下の非フィブリル化繊維」を「非フィブリル化短繊維」と記載することがある。 In this specification, "non-fibrillated fibers having a fiber length of 0.2 mm or less" are sometimes referred to as "non-fibrillated short fibers".

本発明の電気化学素子用セパレータは、湿式抄造法によって製造された湿式不織布であることが好ましい。湿式抄造法でシートを作製する際の原料繊維は、フィブリル化溶剤紡糸セルロース繊維と非フィブリル化繊維であり、非フィブリル化繊維として、非フィブリル化短繊維を含む。 The electrochemical device separator of the present invention is preferably a wet-laid nonwoven fabric produced by a wet-laid papermaking method. Raw material fibers for producing a sheet by a wet papermaking method are fibrillated solvent-spun cellulose fibers and non-fibrillated fibers, and the non-fibrillated fibers include non-fibrillated short fibers.

図1は、非フィブリル化短繊維を含む、非フィブリル化繊維スラリーの繊維長を、「JIS P 8226-2:2011、パルプ-光学自動分析法による繊維長測定方法 第2部:非偏光法」に基づき、OpTest Equipment Inc.社製ファイバークオリティーアナライザー(FQA-360)で測定した繊維長分布図である。図1において、すべての非フィブリル化繊維の合計長さに対する、非フィブリル化短繊維の合計長さは0.5%であった。 FIG. 1 shows the fiber length of a non-fibrillated fiber slurry containing non-fibrillated short fibers according to "JIS P 8226-2: 2011, Pulp - Fiber length measurement method by optical automatic analysis method Part 2: Non-polarization method". based on OpTest Equipment Inc. Fig. 2 is a fiber length distribution diagram measured with a Fiber Quality Analyzer (FQA-360) manufactured by Co., Ltd.; In FIG. 1, the total length of non-fibrillated staple fibers was 0.5% of the total length of all non-fibrillated fibers.

図2は、非フィブリル化短繊維を含む、非フィブリル化繊維をマイクロスコープにて倍率200倍で撮影した写真である。円内の繊維が非フィブリル化短繊維である。 FIG. 2 is a photograph of non-fibrillated fibers, including non-fibrillated short fibers, taken with a microscope at a magnification of 200. FIG. Fibers within circles are non-fibrillated short fibers.

本発明における非フィブリル化繊維としては、ポリエステル系、ポリオレフィン系、ポリ酢酸ビニル系、エチレン-酢酸ビニル共重合体系、ポリアミド系、アクリル系、ポリ塩化ビニル系、ポリ塩化ビニリデン系、ポリビニルエーテル系、ポリビニルケトン系、ポリエーテル系、ポリビニルアルコール系、ポリエステルアミド系、ポリエーテルエーテルケトン系、エチレン-ビニルアルコール共重合体系、ポリウレタン系などの合成繊維、レーヨン繊維、ポリノジック繊維、リヨセル繊維、溶剤紡糸セルロース繊維などの再生セルロース繊維、木材由来のセルロース繊維、麻、綿、サトウキビなどの非木材由来のセルロース繊維が挙げられる。これら繊維の中で、セパレータを薄くするためには、直径の小さな繊維としやすい、ポリエステル系、アクリル系、ポリオレフィン系の合成繊維、又はレーヨン繊維を使用することが好ましい。 Non-fibrillated fibers in the present invention include polyester, polyolefin, polyvinyl acetate, ethylene-vinyl acetate copolymer, polyamide, acrylic, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl ether, and polyvinyl. Ketone-based, polyether-based, polyvinyl alcohol-based, polyesteramide-based, polyetheretherketone-based, ethylene-vinyl alcohol copolymer-based, polyurethane-based synthetic fibers, rayon fibers, polynosic fibers, lyocell fibers, solvent-spun cellulose fibers, etc. regenerated cellulose fibers, wood-derived cellulose fibers, and non-wood-derived cellulose fibers such as hemp, cotton, and sugarcane. Among these fibers, polyester-based, acrylic-based, polyolefin-based synthetic fibers, or rayon fibers, which are easily made into small-diameter fibers, are preferably used in order to make the separator thinner.

非フィブリル化繊維の直径は、0.1~15μmが好ましく、0.5~10μmがより好ましく、1~8μmであることがさらに好ましい。フィブリル化繊維の直径が0.1μm未満の場合、セパレータの強度が不十分となることがある。直径が15μmより大きいと、セパレータを薄くすることが困難になる。 The diameter of the non-fibrillated fibers is preferably 0.1 to 15 μm, more preferably 0.5 to 10 μm, even more preferably 1 to 8 μm. If the diameter of the fibrillated fibers is less than 0.1 μm, the strength of the separator may be insufficient. If the diameter is larger than 15 μm, it becomes difficult to make the separator thin.

非フィブリル化繊維の繊維長は、20mm以下であることが好ましく、10mm以下であることがより好ましく、8mm以下であることがさらに好ましい。また、非フィブリル化繊維として、繊維長1mm以上の非フィブリル化繊維を含有することが好ましく、繊維長3mm以上の非フィブリル化繊維を含有することがより好ましい。 The fiber length of the non-fibrillated fibers is preferably 20 mm or less, more preferably 10 mm or less, and even more preferably 8 mm or less. Moreover, as the non-fibrillated fibers, it is preferable to contain non-fibrillated fibers having a fiber length of 1 mm or more, and it is more preferable to contain non-fibrillated fibers having a fiber length of 3 mm or more.

非フィブリル化繊維の断面形状は、円形、楕円形のみならず、三角や四角等の多角形、偏平形、Y型、T型、U型、星型など、いわゆる異形断面形状をとるものであってもよい。湿式抄造法における水への分散前の繊維における断面アスペクト比(繊維断面長径/繊維断面短径)は、1.0~1.2未満であることが好ましい。繊維断面アスペクト比が1.2以上になると、繊維分散性が低下する場合や、繊維の絡まりやもつれの発生によって、セパレータの均一性に悪影響を及ぼす場合がある。 The cross-sectional shape of the non-fibrillated fibers is not only circular and elliptical, but also polygonal such as triangles and squares, flat, Y-shaped, T-shaped, U-shaped and star-shaped. may In the wet papermaking method, the cross-sectional aspect ratio (longer diameter of cross section of fiber/shorter diameter of cross section of fiber) of the fiber before being dispersed in water is preferably 1.0 to less than 1.2. If the fiber cross-sectional aspect ratio is 1.2 or more, the dispersibility of the fibers may be lowered, or the uniformity of the separator may be adversely affected due to the entanglement or entanglement of the fibers.

本発明において、非フィブリル化繊維の含有比率は、セパレータに含まれる全繊維成分に対して5~40質量%であることが好ましく、10~35質量%であることがより好ましく、15~30質量%であることがさらに好ましい。非フィブリル化繊維の含有比率が5質量%未満の場合、湿式抄造法の抄紙ワイヤーからウェブがピックアップしにくくなる場合があり、40質量%を超えると、セパレータの緻密性が低下し、内部短絡不良率の高いセパレータとなる場合がある。なお、本発明において、非フィブリル化短繊維は、非フィブリル化繊維に含まれる。 In the present invention, the content ratio of non-fibrillated fibers is preferably 5 to 40% by mass, more preferably 10 to 35% by mass, more preferably 15 to 30% by mass, based on the total fiber components contained in the separator. % is more preferable. If the non-fibrillated fiber content is less than 5% by mass, it may be difficult to pick up the web from the papermaking wire of the wet papermaking method, and if it exceeds 40% by mass, the denseness of the separator will decrease and internal short circuit failure will occur. It may be a high efficiency separator. In the present invention, non-fibrillated short fibers are included in non-fibrillated fibers.

非フィブリル化短繊維の繊維長は、0.2mm以下であり、好ましくは0.05~0.2mmであり、より好ましくは0.1~0.2mmである。非フィブリル化短繊維の断面形状は、円形、楕円形のみならず三角や四角等の多角形、偏平形、Y型、T型、U型、星型など、いわゆる異形断面形状をとるものであってもよい。 The non-fibrillated short fibers have a fiber length of 0.2 mm or less, preferably 0.05 to 0.2 mm, more preferably 0.1 to 0.2 mm. The cross-sectional shape of the non-fibrillated short fibers is not only circular and elliptical, but also polygons such as triangles and squares, flat shapes, Y-shapes, T-shapes, U-shapes, star-shapes, and other so-called irregular cross-section shapes. may

非フィブリル化短繊維を得る方法としては、カッターを用いて非フィブリル化繊維を裁断して得ることが挙げられる。また、湿式抄造法の工程において、パルパー等の水に分散する装置で回転する撹拌羽と容器のクリアランスで非フィブリル化繊維が切れることによって、非フィブリル化短繊維を得ることができる。また、非フィブリル化繊維の製造工程中に繊維が短く切れることによっても、非フィブリル化短繊維を得ることができる。 Methods for obtaining non-fibrillated staple fibers include cutting non-fibrillated fibers using a cutter. Also, in the wet papermaking process, non-fibrillated short fibers can be obtained by cutting the non-fibrillated fibers at the clearance between the stirring blades rotating in a water dispersion device such as a pulper and the container. Non-fibrillated short fibers can also be obtained by cutting the fibers into short pieces during the manufacturing process of the non-fibrillated fibers.

本発明のセパレータにおいて、非フィブリル化短繊維の含有比率は、すべての非フィブリル化繊維の合計長さに対する、非フィブリル化短繊維の合計長さの比で表される。非フィブリル化短繊維の含有比率は0.1%以上2.0%未満であり、好ましくは0.2%以上1.5%未満であり、より好ましくは0.2%以上1.0%未満である。非フィブリル化短繊維の含有比率が0.1%未満の場合、フィブリル化溶剤紡糸セルロース繊維のファイン成分の脱落防止効果が不十分となり、ピンホールが発生する場合がある。一方、2.0%を超えた場合、ウェブが抄紙ワイヤーからピックアップしにくくなる場合がある。本発明における、すべての非フィブリル化繊維の合計長さに対する、非フィブリル化短繊維の合計長さの比は、パルパー分散した非フィブリル化繊維スラリーの繊維長を、「JIS P 8226-2:2011、パルプ-光学自動分析法による繊維長測定方法 第2部:非偏光法」に基づき、OpTest Equipment Inc.社製ファイバークオリティーアナライザー(FQA-360)を用いて測定した長さ加重平均繊維長データを基にして算出した値である。
In the separator of the present invention, the content ratio of non-fibrillated short fibers is expressed by the ratio of the total length of non-fibrillated short fibers to the total length of all non-fibrillated short fibers. The content ratio of non-fibrillated short fibers is 0.1% or more and less than 2.0%, preferably 0.2% or more and less than 1.5%, more preferably 0.2% or more and less than 1.5%. less than 0%. If the content of the non-fibrillated short fibers is less than 0.1%, the effect of preventing the fine components of the fibrillated solvent-spun cellulose fibers from coming off is insufficient, and pinholes may occur. On the other hand, if it exceeds 2.0%, it may become difficult for the web to be picked up from the papermaking wire. In the present invention, the ratio of the total length of non-fibrillated short fibers to the total length of all non-fibrillated fibers is the fiber length of pulper-dispersed non-fibrillated fiber slurry, defined as "JIS P 8226-2:2011 , Pulp-Fiber length measurement method by optical automatic analysis method Part 2: Non-polarization method”, OpTest Equipment Inc. It is a value calculated based on length-weighted average fiber length data measured using Fiber Quality Analyzer (FQA-360) manufactured by Co., Ltd.

本発明において、溶剤紡糸セルロース繊維とは、従来のビスコースレーヨンや銅アンモニアレーヨンのように、セルロースを一旦セルロース誘導体に化学的に変換させたのち再度セルロースに戻す、いわゆる再生セルロース繊維とは異なり、セルロースを化学的に変化させることなく、アミンオキサイドやイオン液体に溶解させて紡糸原液を水中に乾湿式紡糸してセルロースを析出させた繊維を指し、「リヨセル繊維」とも呼ばれる。溶剤紡糸セルロース繊維は、天然セルロース繊維やバクテリアセルロース繊維、レーヨン繊維に比べ、繊維長軸方向に分子が高度に配列しているため、湿潤状態で摩擦等の機械的な力が加えられると、微細化しやすく、細く長い微細繊維が生成することから、セパレータの主骨格を形成する非フィブリル化繊維と強固に絡み合うため、強度に優れるセパレータとすることが可能となる。 In the present invention, solvent-spun cellulose fibers are different from so-called regenerated cellulose fibers, such as conventional viscose rayon and cuprammonium rayon, in which cellulose is chemically converted into a cellulose derivative and then returned to cellulose again. It refers to a fiber in which cellulose is precipitated by dissolving cellulose in an amine oxide or ionic liquid and then dry-wet spinning the spinning stock solution in water without chemically changing it, and is also called "Lyocell fiber". Compared to natural cellulose fibers, bacterial cellulose fibers, and rayon fibers, solvent-spun cellulose fibers have highly aligned molecules along the long axis of the fibers. Since the fine fibers are easily fibrillated and thin and long fine fibers are generated, they are firmly entangled with the non-fibrillated fibers forming the main skeleton of the separator, so that a separator having excellent strength can be obtained.

本発明では、フィブリル化溶剤紡糸セルロース繊維が用いられ、そのフィブリル化状態を示す変法濾水度は50~250mlであることが好ましく、75~220mlであることがより好ましく、90~200mlであることがさらに好ましい。変法濾水度が250mlを超える場合、セパレータの緻密性が低下し、内部短絡不良率の高いセパレータとなるおそれがある。一方、変法濾水度が50ml未満の場合、セパレータが過剰に緻密となり、抵抗の高いセパレータとなるおそれがある。 In the present invention, fibrillated solvent-spun cellulose fibers are used, and the modified freeness, which indicates the fibrillation state, is preferably 50 to 250 ml, more preferably 75 to 220 ml, and more preferably 90 to 200 ml. is more preferred. If the modified freeness exceeds 250 ml, the denseness of the separator may decrease, resulting in a separator with a high internal short circuit defect rate. On the other hand, if the modified freeness is less than 50 ml, the separator may become excessively dense and have high resistance.

本発明における変法濾水度とは、ふるい板として線形0.14mm、目開き0.18mmの80メッシュ金属を用い、試料濃度を0.1質量%にした以外はJIS P8121-2:2012に準拠して測定した値のことである。 The modified freeness in the present invention is JIS P8121-2 except that 80 mesh metal with a linear 0.14 mm and mesh opening of 0.18 mm is used as the sieve plate, and the sample concentration is 0.1% by mass. It is the value measured according to the standards.

本発明において、フィブリル化溶剤紡糸セルロース繊維の長さ加重平均繊維長は0.2~2.5mmが好ましく、0.3~2.0mmがより好ましく、0.3~1.8mmがさらに好ましい。長さ加重平均繊維長が0.2mmより短い場合、擦れによってセパレータ表面が毛羽立ちやすくなる場合がある。一方、長さ加重平均繊維長が2.5mmより長い場合、繊維が縺れやすくなり、厚さムラが生じる場合がある。なお、上記の長さ加重平均繊維長は、「JIS P 8226-2:2011、パルプ-光学自動分析法による繊維長測定方法 第2部:非偏光法」に基づき、OpTest Equipment Inc.社製ファイバークオリティーアナライザー(FQA-360)を使用して測定した値である。 In the present invention, the length-weighted average fiber length of fibrillated solvent-spun cellulose fibers is preferably 0.2 to 2.5 mm, more preferably 0.3 to 2.0 mm, even more preferably 0.3 to 1.8 mm. If the length-weighted average fiber length is shorter than 0.2 mm, the separator surface may become fuzzy due to rubbing. On the other hand, when the length-weighted average fiber length is longer than 2.5 mm, the fibers tend to get tangled, and thickness unevenness may occur. The above length-weighted average fiber length was measured by OpTest Equipment Inc. based on "JIS P 8226-2: 2011, Pulp - Fiber length measurement method by optical automatic analysis method Part 2: Non-polarization method". It is a value measured using a Fiber Quality Analyzer (FQA-360) manufactured by Co., Ltd.

本発明において、フィブリル化溶剤紡糸セルロース繊維を作製する方法としては、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剪断力を与える回転刃式ホモジナイザー、高速で回転する円筒形の内刃と固定された外刃との間で剪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剪断力、切断力を加える高圧ホモジナイザー等を用いる方法が挙げられる。この中でも特にリファイナーを用いる方法が好ましい。これら叩解・分散設備の種類、処理条件(繊維濃度、温度、圧力、回転数、リファイナーの刃の形状、リファイナーのディスク間のギャップ、処理回数等)の調整により、目的の変法濾水度及び長さ加重平均繊維長を達成することが可能となる。 In the present invention, the method for producing fibrillated solvent-spun cellulose fibers includes a refiner, a beater, a mill, a grinding device, a rotary blade homogenizer that applies a shearing force with high-speed rotary blades, and a cylindrical inner blade that rotates at high speed. A double-cylinder high-speed homogenizer that generates a shearing force between the outer blade and a fixed outer blade, an ultrasonic crusher that makes it fine by impact with ultrasonic waves, and a pressure difference of at least 20 MPa to the fiber suspension to create a small diameter A method using a high-pressure homogenizer or the like is used in which the fibers are passed through an orifice at a high speed, collided and rapidly decelerated to apply a shearing force and a cutting force to the fibers. Among these methods, the method using a refiner is particularly preferable. By adjusting the type of beating/dispersing equipment and processing conditions (fiber concentration, temperature, pressure, rotation speed, shape of refiner blades, gap between refiner discs, number of processing times, etc.), the desired modified freeness and It is possible to achieve a length weighted average fiber length.

本発明において、フィブリル化溶剤紡糸セルロース繊維の含有比率は、セパレータに含まれる全繊維成分に対して60~95質量%であることが好ましく、65~90質量%であることがより好ましく、70~85質量%であることがさらに好ましい。フィブリル化溶剤紡糸セルロース繊維の含有比率が60質量%未満である場合、セパレータの緻密性が低下し、内部短絡不良率の高いセパレータとなる場合がある。また、95質量%を超える場合、ウェブが抄紙ワイヤーからピックアップしにくくなる場合がある。 In the present invention, the content ratio of the fibrillated solvent-spun cellulose fibers is preferably 60 to 95% by mass, more preferably 65 to 90% by mass, more preferably 70 to 90% by mass, based on the total fiber components contained in the separator. More preferably, it is 85% by mass. If the content ratio of the fibrillated solvent-spun cellulose fibers is less than 60% by mass, the density of the separator may decrease, resulting in a separator with a high internal short-circuit defect rate. Moreover, when it exceeds 95 mass %, it may become difficult for the web to be picked up from the papermaking wire.

本発明のセパレータは、フィブリル化天然セルロース繊維をさらに含んでも良い。その含有比率は、セパレータに含まれる全繊維成分に対して10質量%以下が好ましく、7質量%以下がより好ましく、5質量%以下がさらに好ましい。フィブリル化天然セルロース繊維は、フィブリル化溶剤紡糸セルロース繊維に比べ、繊維1本の太さの均一性が劣る傾向にあるが、繊維間の物理的な絡みと水素結合力が強いという特徴を有することから、フィブリル化天然セルロース繊維を含むことにより、セパレータ表面の毛羽立ちを抑制する効果が得られる。ただし、フィブリル化天然セルロースの含有比率が、セパレータに含まれる全繊維成分に対して10質量%を超えると、セパレータ表面にフィルムを形成し、イオン伝導性が阻害されることで、セパレータの内部抵抗が高くなる場合がある。 The separator of the present invention may further contain fibrillated natural cellulose fibers. The content ratio thereof is preferably 10% by mass or less, more preferably 7% by mass or less, and even more preferably 5% by mass or less relative to the total fiber components contained in the separator. Fibrillated natural cellulose fibers tend to be inferior to fibrillated solvent-spun cellulose fibers in the uniformity of the thickness of each fiber, but are characterized by strong physical entanglement and hydrogen bonding between fibers. Therefore, the inclusion of the fibrillated natural cellulose fibers has the effect of suppressing fluffing on the surface of the separator. However, if the content ratio of fibrillated natural cellulose exceeds 10% by mass based on the total fiber components contained in the separator, a film is formed on the surface of the separator, impairing the ionic conductivity, thereby reducing the internal resistance of the separator. may be higher.

本発明において、フィブリル化天然セルロース繊維としては、リファイナー、ビーター、ミル、グラインダー式摩砕装置、高速の回転刃により剪断力を与える回転刃式ホモジナイザー、高速で回転する円筒形の内刃と固定された外刃との間で剪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剪断力、切断力を加える高圧ホモジナイザー等で処理されたものを使用することができる。この中でも、特に高圧ホモジナイザーで処理されたフィブリル化天然セルロース繊維は、生産性の高さとそのフィブリル化状態の均一性の観点から好ましい。 In the present invention, fibrillated natural cellulose fibers include refiners, beaters, mills, grinder-type pulverizers, rotary-blade homogenizers that apply shearing force with high-speed rotary blades, and cylindrical inner blades that rotate at high speed. A double-cylinder high-speed homogenizer that generates a shear force between the outer blades, an ultrasonic crusher that makes the fiber finer by impact with ultrasonic waves, and a pressure difference of at least 20 MPa to the fiber suspension to pass through a small diameter orifice. It can be used after being treated with a high-pressure homogenizer, etc., which applies a shearing force and a cutting force to the fibers by colliding them to a high speed and rapidly decelerating them. Among these, fibrillated natural cellulose fibers treated with a high-pressure homogenizer are particularly preferable from the viewpoint of high productivity and uniformity of the fibrillated state.

本発明において、フィブリル化天然セルロース繊維の原料としては、針葉樹パルプや広葉樹パルプ等の木材パルプと、コットンリンターパルプ、コットンパルプ、麻、バガス、ケナフ、竹、藁由来の非木材パルプを使用することができる。 In the present invention, raw materials for the fibrillated natural cellulose fibers include wood pulp such as softwood pulp and hardwood pulp, and non-wood pulp derived from cotton linter pulp, cotton pulp, hemp, bagasse, kenaf, bamboo, and straw. can be done.

本発明のセパレータは、非フィブリル化繊維、フィブリル化溶剤紡糸セルロース繊維、フィブリル化天然セルロース繊維以外の繊維として、合成繊維のパルプ化物やフィブリル化物等を含んでも良い。 The separator of the present invention may contain, as fibers other than non-fibrillated fibers, fibrillated solvent-spun cellulose fibers, and fibrillated natural cellulose fibers, synthetic fiber pulps and fibrillated materials.

本発明の電気化学素子用セパレータは、湿式抄造法によって得られる湿式不織布であることが好ましい。湿式不織布は繊維の均一分散性に優れており、内部短絡が発生しにくく、信頼性の高い電気化学素子用セパレータの製造方法として好ましい。 The electrochemical device separator of the present invention is preferably a wet-laid nonwoven fabric obtained by a wet-laid papermaking method. A wet-laid nonwoven fabric is excellent in the uniform distribution of fibers, is less likely to cause internal short circuits, and is preferable as a method for producing a highly reliable separator for an electrochemical device.

湿式抄造法では、まず、繊維を均一に水中に分散させ、その後、スクリーン(異物、塊等の除去)等の工程を経て、最終繊維濃度を0.01~0.50質量%に調成された抄紙用スラリーが抄紙機で抄き上げられ、湿紙が得られる。工程中で、分散剤、消泡剤、親水剤、帯電防止剤、高分子粘剤、離型剤、抗菌剤、殺菌剤等の薬品を添加する場合もある。 In the wet papermaking method, first, the fibers are uniformly dispersed in water, and then the final fiber concentration is adjusted to 0.01 to 0.50% by mass through processes such as screening (removal of foreign matter, lumps, etc.). The resulting papermaking slurry is made by a paper machine to obtain wet paper. During the process, chemicals such as dispersants, antifoaming agents, hydrophilic agents, antistatic agents, polymer adhesives, release agents, antibacterial agents, and bactericides may be added.

抄紙方式としては、例えば、長網、円網、傾斜ワイヤー式等の抄紙方式を用いることができる。これらの抄紙方式の群から選ばれる少なくとも一つの抄紙方式を有する抄紙機、これらの抄紙方式の群から選ばれる同種又は異種の2機以上の抄紙方式がオンラインで設置されているコンビネーション抄紙機を使用することができる。また、2層以上の多層構造の不織布を製造する場合には、各々の抄紙機で抄き上げた湿紙を積層する抄き合わせ法や、一方のシートを形成した後に、該シートの上に繊維を分散したスラリーを流延する方法等を用いることができる。 As the papermaking method, for example, a fourdrinier, a cylinder, or an inclined wire method can be used. Using a paper machine having at least one papermaking system selected from these papermaking system groups, or a combination papermaking machine in which two or more of the same or different papermaking systems selected from these papermaking system groups are installed online can do. In the case of producing a nonwoven fabric having a multi-layered structure of two or more layers, a method of laminating wet paper made by each paper machine, or a method of forming one sheet and then placing the wet paper on the sheet. A method of casting a slurry in which fibers are dispersed can be used.

抄紙機で製造された湿紙を、ヤンキードライヤー、エアードライヤー、シリンダードライヤー、サクションドラム式ドライヤー、赤外方式ドライヤー等で乾燥することによって、シートを得る。湿紙の乾燥の際に、ヤンキードライヤー等の熱ロールに密着させて熱圧乾燥させることによって、密着させた面の平滑性が向上する。熱圧乾燥とは、タッチロール等で熱ロールに湿紙を押しつけて乾燥させることを言う。熱ロールの表面温度は、80~180℃が好ましく、90~160℃がより好ましく、100~160℃がさらに好ましい。圧力は、好ましくは5~100kN/m、より好ましくは10~80kN/mである。また、本発明のセパレータは必要に応じて、カレンダー処理、熱カレンダー処理などが施される。 A sheet is obtained by drying wet paper produced by a paper machine with a Yankee dryer, an air dryer, a cylinder dryer, a suction drum dryer, an infrared dryer, or the like. When the wet paper is dried, it is brought into close contact with a hot roll such as a Yankee dryer and dried under heat and pressure, thereby improving the smoothness of the contacted surface. Hot-press drying means drying by pressing the wet paper against a hot roll with a touch roll or the like. The surface temperature of the heat roll is preferably 80 to 180°C, more preferably 90 to 160°C, even more preferably 100 to 160°C. The pressure is preferably 5-100 kN/m, more preferably 10-80 kN/m. Moreover, the separator of the present invention is subjected to calendering, heat calendering, or the like, if necessary.

セパレータの坪量は、5~25g/mであることが好ましく、6~20g/mであることがより好ましく、7~18g/mであることがさらに好ましい。坪量が25g/mを超えると、セパレータを薄くすることが困難になる場合がある。5g/m未満であると、十分な強度を得ることが難しい場合がある。なお、坪量はJIS P 8124:2011(紙及び板紙-坪量測定法)に規定された方法に基づき測定される。 The basis weight of the separator is preferably 5 to 25 g/m 2 , more preferably 6 to 20 g/m 2 and even more preferably 7 to 18 g/m 2 . If the basis weight exceeds 25 g/m 2 , it may be difficult to make the separator thin. If it is less than 5 g/m 2 , it may be difficult to obtain sufficient strength. The basis weight is measured according to the method specified in JIS P 8124:2011 (Paper and paperboard - Basis weight measurement method).

セパレータの厚さは、8~60μmであることが好ましく、10~50μmであることがより好ましく、20~45μmであることがさらに好ましい。厚さが8μm未満である場合、十分な機械的強度が得られない場合や、正極と負極との間の絶縁性が不十分で、内部短絡不良率、放電特性のバラツキが高くなる場合や、容量維持率やサイクル特性が悪くなる場合がある。60μmより厚いと、電気化学素子の内部抵抗が高くなる場合や、放電特性が低くなる場合がある。 The thickness of the separator is preferably 8 to 60 μm, more preferably 10 to 50 μm, even more preferably 20 to 45 μm. If the thickness is less than 8 μm, sufficient mechanical strength cannot be obtained, or the insulation between the positive electrode and the negative electrode is insufficient, resulting in a high internal short circuit defect rate and uneven discharge characteristics. The capacity retention rate and cycle characteristics may deteriorate. If the thickness is more than 60 μm, the internal resistance of the electrochemical device may increase, or the discharge characteristics may deteriorate.

<電気化学素子>
本発明における電気化学素子としては、キャパシタが好適である。キャパシタとしては、電気二重層キャパシタ、ハイブリッドキャパシタ、レドックスキャパシタ等を挙げることができる。また、電気化学素子として、リチウム二次電池も好適である。
<Electrochemical device>
A capacitor is suitable as the electrochemical element in the present invention. Examples of capacitors include electric double layer capacitors, hybrid capacitors, redox capacitors, and the like. Lithium secondary batteries are also suitable as electrochemical devices.

<電気二重層キャパシタ>
電気二重層キャパシタ(EDLC)とは、正極及び負極の表面に形成される電気二重層に電荷を蓄電するキャパシタである。正極及び負極の表面に、より多くのイオンが吸着できるようにすることで、より大きな容量のEDLCが得られる。
<Electric double layer capacitor>
An electric double layer capacitor (EDLC) is a capacitor that stores an electric charge in an electric double layer formed on the surfaces of a positive electrode and a negative electrode. By allowing more ions to be adsorbed on the surfaces of the positive and negative electrodes, an EDLC with a higher capacity can be obtained.

正極及び負極の表面に、より多くのイオンが吸着できるようにするためには、正極及び負極が、より大きな比表面積を有することが必要である。また、EDLCの正極及び負極は、電気化学的な反応を起こさないことが必要である。EDLCの正極及び負極には、これらの条件を満たす材料として、活性炭;黒鉛;カーボンナノファイバー、グラフェン等のナノ炭素等が主に用いられている。 In order to allow more ions to be adsorbed on the surfaces of the positive and negative electrodes, the positive and negative electrodes need to have larger specific surface areas. Moreover, the positive electrode and the negative electrode of EDLC need not cause an electrochemical reaction. Activated carbon; graphite; nanocarbon such as carbon nanofiber and graphene are mainly used as materials that satisfy these conditions for the positive electrode and negative electrode of EDLC.

電解液としては、硫酸水溶液、使用電位範囲内において電気化学的な反応を起こさない塩を極性有機溶媒に溶解した溶液、イオン液体等を用いることができる。使用電位範囲内において電気化学的な反応を起こさない塩としては、テトラエチルアンモニウムとテトラフルオロホウ酸の塩(TEA・BF)、トリエチルメチルアンモニウムとテトラフルオロホウ酸の塩(TEMA・BF)、5-アゾニアスピロ[4.4]ノナンとテトラフルオロホウ酸の塩(SBP・BF)等が例示される。これらは1種を用いても2種以上を用いてもよい。 As the electrolytic solution, an aqueous solution of sulfuric acid, a solution obtained by dissolving a salt that does not electrochemically react within the working potential range in a polar organic solvent, an ionic liquid, or the like can be used. Salts that do not electrochemically react within the working potential range include a salt of tetraethylammonium and tetrafluoroborate (TEA.BF 4 ), a salt of triethylmethylammonium and tetrafluoroborate (TEMA.BF 4 ), Salts of 5-azoniaspiro[4.4]nonane and tetrafluoroboric acid (SBP.BF 4 ) are exemplified. These may use 1 type or may use 2 or more types.

また、極性有機溶媒としては、アセトニトリル:γ-ブチロラクトン(GBL);炭酸プロピレン(PC)、炭酸エチレン(EC)、炭酸ジエチル(DEC)、炭酸エチルメチル(EMC)等の炭酸エステル等が例示される。これらは1種を用いても2種以上を用いてもよい。 Examples of polar organic solvents include acetonitrile: γ-butyrolactone (GBL); carbonate esters such as propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and ethylmethyl carbonate (EMC). . These may use 1 type or may use 2 or more types.

<ハイブリッドキャパシタ>
ハイブリッドキャパシタとは、正極又は負極のいずれか一方において、電池反応、すなわち電気化学的酸化還元反応が生じ、他方の電極では、表面に形成される電気二重層に電荷を蓄積するキャパシタである。電気二重層キャパシタでは、正極の電気二重層と負極の電気二重層とが直列に接続されているため、正極及び負極それぞれにおける電気二重層の半分の静電容量しか得られない。これに対してハイブリッドキャパシタでは、片方の電極として電気二重層に電荷が蓄積される電極を使用しているが、電気二重層キャパシタと比較して約2倍の静電容量が得られる特徴がある。ハイブリッドキャパシタとしては、後記するリチウムイオンキャパシタが例示される。
<Hybrid Capacitor>
A hybrid capacitor is a capacitor in which a battery reaction, that is, an electrochemical oxidation-reduction reaction occurs at either the positive electrode or the negative electrode, and charge is stored in an electric double layer formed on the surface of the other electrode. In the electric double layer capacitor, since the electric double layer of the positive electrode and the electric double layer of the negative electrode are connected in series, only half the capacitance of the electric double layer in each of the positive electrode and the negative electrode can be obtained. Hybrid capacitors, on the other hand, use an electrode that accumulates electric charges in the electric double layer as one of the electrodes. . As a hybrid capacitor, a lithium ion capacitor to be described later is exemplified.

<リチウムイオンキャパシタ>
リチウムイオンキャパシタ(LIC)はハイブリッドキャパシタの1種である。LICの正極では、EDLC同様に、電気二重層に電荷を蓄積し、LICの負極では、後述するリチウム二次電池(LIB)同様にリチウムイオンを吸放出する。LICでは、負極の単極電位がLIBと同様に低く、正極との電位差が大きい。言い換えれば、LICにおける正負極間の電圧は高い。そのため、EDLCと比較してLICでは高い電圧が得られる。
<Lithium ion capacitor>
A lithium ion capacitor (LIC) is one type of hybrid capacitor. At the positive electrode of the LIC, electric charges are accumulated in an electric double layer like the EDLC, and at the negative electrode of the LIC, lithium ions are absorbed and released like the lithium secondary battery (LIB) described later. In LIC, the unipolar potential of the negative electrode is low like LIB, and the potential difference with the positive electrode is large. In other words, the voltage between the positive and negative electrodes in the LIC is high. Therefore, a higher voltage can be obtained with the LIC as compared with the EDLC.

さらに、EDLCと同一の正極材料を用いているが、EDLCと比較して、ハイブリッドキャパシタの一種であるLICの静電容量は約2倍である。高い電圧及び約2倍の静電容量により、EDLCに貯蔵できるエネルギー容量と比較して、LICに貯蔵できるエネルギー容量は非常に大きい。 Furthermore, although the same positive electrode material as EDLC is used, the capacitance of LIC, which is a kind of hybrid capacitor, is about twice that of EDLC. Due to the higher voltage and about twice the capacitance, the energy capacity that can be stored in LICs is very large compared to the energy capacity that can be stored in EDLCs.

正極としては、活性炭;黒鉛;カーボンナノファイバー、グラフェン等のナノ炭素等が主に用いられている。負極としては、リチウム吸蔵性の物質が用いられる。リチウム吸蔵性の物質の例としては、炭素系材料、珪素系材料、遷移金属とリチウムの複合酸化物等が例示される。単極電位が低い点から、金属リチウムを予め吸蔵させた炭素系材料が好ましく用いられる。 As the positive electrode, activated carbon; graphite; nanocarbon such as carbon nanofiber and graphene are mainly used. A lithium-absorbing material is used as the negative electrode. Examples of lithium-absorbing substances include carbon-based materials, silicon-based materials, composite oxides of transition metals and lithium, and the like. A carbon-based material in which metallic lithium is pre-occluded is preferably used because of its low single-electrode potential.

電解液としては、正極の使用電位範囲内において電気化学的な反応を起こさないリチウム塩を極性溶媒に溶解した溶液を用いることができる。正極の使用電位において電気化学的な反応を起こさない塩としては、ヘキサフルオロリン酸リチウム(LiPF)、テトラフルオロホウ酸リチウム(LiBF)等が例示される。また、極性溶媒としては、炭酸プロピレン(PC)、炭酸エチレン(EC)、炭酸ジエチル(DEC)、炭酸エチルメチル(EMC)等の炭酸エステル;各種のイオン液体等が例示される。上記塩や極性溶媒は、それぞれ1種を用いても2種以上を用いてもよい。 As the electrolytic solution, a solution obtained by dissolving a lithium salt that does not electrochemically react within the usable potential range of the positive electrode in a polar solvent can be used. Lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ), and the like are examples of salts that do not electrochemically react at the working potential of the positive electrode. Examples of polar solvents include carbonic acid esters such as propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and ethylmethyl carbonate (EMC); various ionic liquids. Each of the above salts and polar solvents may be used alone or in combination of two or more.

<レドックスキャパシタ>
レドックスキャパシタとは、電極-電解液界面の電極(固相)側が、酸化還元反応により荷電するキャパシタである。電極側の荷電が分極に依存するEDLCと比較して、電極表面の電荷密度が非常に高いため、高い容量を得られる特徴がある。電解液としては、使用電位範囲内において電気化学的な反応を起こさない塩を極性溶媒に溶解した溶液、イオン液体を用いることができる。
<Redox Capacitor>
A redox capacitor is a capacitor in which the electrode (solid phase) side of the electrode-electrolyte interface is charged by an oxidation-reduction reaction. Compared to EDLC, in which the charge on the electrode side depends on polarization, the charge density on the electrode surface is very high, so it has the characteristic of being able to obtain a high capacity. As the electrolytic solution, a solution obtained by dissolving a salt that does not electrochemically react within the working potential range in a polar solvent, or an ionic liquid can be used.

<リチウム二次電池>
リチウム二次電池とは、充放電において正負極間をリチウムイオンが移動する二次電池を言う。リチウム二次電池には、負極活物質としてリチウム吸蔵性の物質を用いたリチウムイオン二次電池、負極活物質として金属リチウムを用いた金属リチウム二次電池が含まれる。
<Lithium secondary battery>
A lithium secondary battery is a secondary battery in which lithium ions move between positive and negative electrodes during charging and discharging. Lithium secondary batteries include lithium ion secondary batteries using a lithium absorbing material as a negative electrode active material and metallic lithium secondary batteries using metallic lithium as a negative electrode active material.

<リチウムイオン二次電池の負極>
リチウムイオン二次電池の負極活物質には、リチウム吸蔵性の物質が用いられる。リチウム吸蔵性の物質の例としては、炭素系材料、珪素系材料、遷移金属とリチウムの複合酸化物等が例示される。
<Negative electrode of lithium ion secondary battery>
A lithium-absorbing material is used as a negative electrode active material for a lithium-ion secondary battery. Examples of lithium-absorbing substances include carbon-based materials, silicon-based materials, composite oxides of transition metals and lithium, and the like.

炭素系材料は、質量当たりのリチウム吸蔵可能量とリチウムの吸収・放出に伴う劣化のし難さとのバランスが良好である点で、好ましく使用される。炭素系材料としては、天然黒鉛、人造黒鉛等の黒鉛;ハードカーボン、ソフトカーボン、メソポーラスカーボン等の非晶性炭素;カーボンナノチューブ、グラフェン等のナノ炭素材料が例示される。 Carbon-based materials are preferably used because they have a good balance between the amount of lithium that can be absorbed per mass and the resistance to deterioration associated with the absorption and desorption of lithium. Examples of carbonaceous materials include graphite such as natural graphite and artificial graphite; amorphous carbon such as hard carbon, soft carbon and mesoporous carbon; and nanocarbon materials such as carbon nanotubes and graphene.

珪素系材料は、質量当たりのリチウム吸蔵可能量が大きい点で、好ましく使用される。珪素系材料としては、珪素、一酸化珪素(SiO)、二酸化珪素(SiO)が例示される。 A silicon-based material is preferably used because it has a large amount of lithium that can be absorbed per mass. Examples of silicon-based materials include silicon, silicon monoxide (SiO), and silicon dioxide (SiO 2 ).

遷移金属とリチウムの複合酸化物の1種であるチタン酸リチウムは、単極電位が比較的高く、本発明のセパレータに用いられる繊維と直接接触しても、繊維の還元劣化を引き起こし難い点で、好ましく使用される。 Lithium titanate, which is one type of composite oxide of transition metal and lithium, has a relatively high single-electrode potential, and even if it comes into direct contact with the fibers used in the separator of the present invention, it is difficult to cause reduction deterioration of the fibers. , is preferably used.

リチウムイオン二次電池の負極としては、前記の負極活物質を含む負極材料を、金属箔上に塗工した電極が例示される。負極材料には、必要に応じて、ポリフッ化ビニリデン( PVDF)、スチレン-ブタジエン共重合体(SBR)等のバインダー;カーボンブラッ ク、ナノ炭素材料等の導電剤;分散剤;増粘剤等を混合することができる。金属箔に使用される金属としては、銅、アルミニウム等が例示される。 An example of the negative electrode of a lithium ion secondary battery is an electrode in which a negative electrode material containing the negative electrode active material is coated on a metal foil. If necessary, the negative electrode material contains binders such as polyvinylidene fluoride (PVDF) and styrene-butadiene copolymer (SBR); conductive agents such as carbon black and nanocarbon materials; dispersants; Can be mixed. Copper, aluminum, etc. are illustrated as a metal used for metal foil.

<リチウム二次電池の正極>
リチウム二次電池の正極活物質としては、遷移金属とリチウムの複合酸化物、遷移金属とリチウムのオリビン構造を有する複合塩、硫黄等が例示される。
<Positive electrode of lithium secondary battery>
Examples of positive electrode active materials for lithium secondary batteries include composite oxides of transition metals and lithium, composite salts of transition metals and lithium having an olivine structure, and sulfur.

遷移金属とリチウムの複合酸化物としては、コバルト、ニッケル、マンガンから選択される1種以上の遷移金属とリチウムの複合酸化物が例示される。これらの複合酸化物には 、アルミニウム、マグネシウム等の典型金属;チタン、クロム等の遷移金属等をさらに複合することができる。 Examples of composite oxides of transition metal and lithium include composite oxides of lithium and one or more transition metals selected from cobalt, nickel, and manganese. These composite oxides can be further compounded with typical metals such as aluminum and magnesium; transition metals such as titanium and chromium;

遷移金属とリチウムのオリビン構造を有する複合塩としては、鉄及びマンガンの少なくともいずれか一方の遷移金属とリチウムのオリビン構造を有する複合塩が例示される。 The composite salt having an olivine structure of a transition metal and lithium is exemplified by a composite salt having an olivine structure of at least one transition metal of iron and manganese and lithium.

リチウム二次電池の正極としては、前記の正極活物質を含む正極材料を、金属箔上に塗工した電極が例示される。正極材料には、必要に応じて、ポリフッ化ビニリデン、アクリル酸エステル共重合体等のバインダー;カーボンブラック、ナノ炭素材料等の導電剤;分 散剤;増粘剤等を混合することができる。金属箔に使用される金属としては、アルミニウム等が例示される。 As a positive electrode of a lithium secondary battery, an electrode obtained by coating a positive electrode material containing the positive electrode active material on a metal foil is exemplified. If necessary, the positive electrode material can be mixed with binders such as polyvinylidene fluoride and acrylic acid ester copolymers; conductive agents such as carbon black and nanocarbon materials; dispersants; thickeners and the like. Aluminum etc. are illustrated as a metal used for metal foil.

<リチウム二次電池の電解液>
リチウム二次電池の電解液としては、極性溶媒にリチウム塩を溶解した溶液、イオン液体にリチウム塩を溶解した溶液が例示される。
<Electrolyte solution for lithium secondary battery>
Examples of electrolyte solutions for lithium secondary batteries include a solution in which a lithium salt is dissolved in a polar solvent and a solution in which a lithium salt is dissolved in an ionic liquid.

リチウム二次電池の電解液に用いられる極性溶媒としては、炭酸プロピレン(PC)、炭酸エチレン(EC)、炭酸ジエチル(DEC)、炭酸エチルメチル(EMC)等の炭酸エステル;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例示され、1種を用いても2種以上を用いてもよい。 Polar solvents used in the electrolyte of lithium secondary batteries include ester carbonates such as propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and ethyl methyl carbonate (EMC); ethyl acetate, propyl acetate, Fatty acid esters such as ethyl propionate are exemplified, and one type or two or more types may be used.

リチウム二次電池の電解液に用いられるリチウム塩としては、ヘキサフルオロリン酸リチウム(LiPF)、テトラフルオロホウ酸リチウム(LiBF)が例示され、1種を用いても2種以上を用いてもよい。 Lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) and lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ) are exemplified as lithium salts used in electrolytes of lithium secondary batteries. good too.

<電気化学素子の構造>
電気化学素子は、一般に、素子の部材である正極、セパレータ及び負極をこの順で積層した構造を有する。正極、負極、セパレータには、それぞれ電解液が吸収(含浸)されている。積層構造の種類としては、各部材を積層した後にロール状に捲回する円筒型、円筒型を押し潰して、2面の平面と曲線状の両端部を形成させた捲回平型(扁平型)、九十九折(Zigzag)にしたセパレータの間に、枚葉に切り出した電極を挿入した九十九折型、枚葉に切り出したセパレータと、枚葉に切り出した電極を積層した枚葉積層型等が例示される。
<Structure of Electrochemical Device>
An electrochemical device generally has a structure in which a positive electrode, a separator, and a negative electrode, which are members of the device, are laminated in this order. The positive electrode, the negative electrode, and the separator are each absorbed (impregnated) with an electrolytic solution. The types of laminated structures include a cylindrical type in which each member is laminated and then wound into a roll, and a rolled flat type in which two flat surfaces and curved ends are formed by crushing the cylindrical type (flat type) ), a zigzag type in which an electrode cut out into a sheet is inserted between the separators folded into a zigzag, a sheet in which a separator cut out into a sheet and an electrode cut out into a sheet are laminated A laminate type and the like are exemplified.

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、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。表1には、各実施例及び比較例で使用したスラリー、非フィブリル化短繊維の含有率及びセパレータに含まれる各繊維の含有比率を示した。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples. All parts and percentages in the examples are by mass unless otherwise specified. Table 1 shows the slurry used in each example and comparative example, the content of non-fibrillated short fibers, and the content of each fiber contained in the separator.

(実施例1)
非フィブリル化繊維として、直径2.3μm、繊維長3mmの延伸ポリエステル系繊維:固形分500gを、2mのパルパー(分散容器)に1mの分散水と共に投入し、10分間分散して非フィブリル化繊維スラリー1を調成した。非フィブリル化繊維スラリー1において、非フィブリル化短繊維の含有比率は1.5%であった。
(Example 1)
As non-fibrillated fibers, drawn polyester fibers with a diameter of 2.3 μm and a fiber length of 3 mm: 500 g of solid content are put into a 2 m 3 pulper (dispersion vessel) together with 1 m 3 of dispersion water, and dispersed for 10 minutes to obtain non-fibrillated fibers. A synthetic fiber slurry 1 was prepared. In the non-fibrillated fiber slurry 1, the content ratio of non-fibrillated short fibers was 1.5%.

次いで、リファイナーを用いて直径10.1μm、繊維長4mmの溶剤紡糸セルロース繊維をフィブリル化させた、変法濾水度90mlのフィブリル化溶剤紡糸セルロース繊維:固形分1400gと、高圧ホモジナイザーを用いてリンターをフィブリル化させたフィブリル化天然セルロース繊維:固形分100gとを、2mのパルパーに1mの分散水と共に投入し、3分間分散してフィブリル化繊維スラリー1を調成した。非フィブリル化繊維スラリー1とフィブリル化繊維スラリー1とを、チェストタンク内で混合して抄紙用スラリー1を得た。 Next, a fibrillated solvent-spun cellulose fiber having a diameter of 10.1 μm and a fiber length of 4 mm was fibrillated using a refiner, and the fibrillated solvent-spun cellulose fiber having a modified freeness of 90 ml: 1400 g of solid content and a linter using a high-pressure homogenizer. Fibrillated natural cellulose fibers obtained by fibrillating the above: 100 g of solid content were put into a pulper of 2 m 3 together with 1 m 3 of dispersing water, and dispersed for 3 minutes to prepare a fibrillated fiber slurry 1 . Non-fibrillated fiber slurry 1 and fibrillated fiber slurry 1 were mixed in a chest tank to obtain slurry 1 for papermaking.

抄紙用スラリー1を用い、傾斜ワイヤー抄紙機で湿紙を形成した後、表面温度130℃のヤンキードライヤーにて熱圧乾燥した後、金属ロールと弾性ロールによるカレンダー処理を施して、セパレータを得た。 Using the papermaking slurry 1, a wet paper was formed with an inclined wire paper machine, dried under heat and pressure with a Yankee dryer having a surface temperature of 130°C, and then calendered with metal rolls and elastic rolls to obtain a separator. .

(実施例2)
実施例1と同様の方法で調成した非フィブリル化繊維スラリー1を、18メッシュの網で漉して繊維のみを残して分散水を除去し、新たに水を1m加えて繊維を解して非フィブリル化繊維スラリー2を調成した。非フィブリル化繊維スラリー2において、非フィブリル化短繊維の含有比率は0.6%であった。次いで、非フィブリル化繊維スラリー2と、実施例1と同様の方法で調成したフィブリル化繊維スラリー1とをチェストタンク内で混合して抄紙用スラリー2を得た。
(Example 2)
The non-fibrillated fiber slurry 1 prepared in the same manner as in Example 1 was filtered through a 18-mesh net to remove the dispersion water while leaving only the fibers, and 1 m3 of water was newly added to loosen the fibers. A non-fibrillated fiber slurry 2 was prepared. In the non-fibrillated fiber slurry 2, the content ratio of non-fibrillated short fibers was 0.6%. Next, non-fibrillated fiber slurry 2 and fibrillated fiber slurry 1 prepared in the same manner as in Example 1 were mixed in a chest tank to obtain papermaking slurry 2 .

抄紙用スラリー2を用い、傾斜ワイヤー抄紙機で湿紙を形成した後、表面温度130℃のヤンキードライヤーにて熱圧乾燥した後、金属ロールと弾性ロールによるカレンダー処理を施して、セパレータを得た。 Using the papermaking slurry 2, a wet paper was formed with an inclined wire paper machine, dried under heat and pressure with a Yankee dryer with a surface temperature of 130° C., and then subjected to calendering with a metal roll and an elastic roll to obtain a separator. .

(実施例3)
実施例2と同様の方法で調成した非フィブリル化繊維スラリー2を、再度、18メッシュの網で漉して繊維のみを残して分散水を除去し、新たに水を1m加えて繊維を解して非フィブリル化繊維スラリー3を調成した。非フィブリル化繊維スラリー3において、非フィブリル化短繊維の含有比率は0.2%であった。次いで、非フィブリル化繊維スラリー3と、実施例1と同様の方法で調成したフィブリル化繊維スラリー1とをチェストタンク内で混合して抄紙用スラリー3を得た。
(Example 3)
The non-fibrillated fiber slurry 2 prepared in the same manner as in Example 2 was again filtered through a 18-mesh net to remove the dispersed water while leaving only the fibers, and 1 m3 of water was newly added to loosen the fibers. to prepare a non-fibrillated fiber slurry 3. In the non-fibrillated fiber slurry 3, the content ratio of non-fibrillated short fibers was 0.2%. Next, non-fibrillated fiber slurry 3 and fibrillated fiber slurry 1 prepared in the same manner as in Example 1 were mixed in a chest tank to obtain slurry 3 for papermaking.

抄紙用スラリー3を用い、傾斜ワイヤー抄紙機で湿紙を形成した後、表面温度130℃のヤンキードライヤーにて熱圧乾燥した後、金属ロールと弾性ロールによるカレンダー処理を施して、セパレータを得た。 Using the papermaking slurry 3, a wet paper was formed with an inclined wire paper machine, dried under heat and pressure with a Yankee dryer with a surface temperature of 130° C., and then calendered with a metal roll and an elastic roll to obtain a separator. .

(実施例4)
非フィブリル化繊維として、直径2.3μm、繊維長3mmの延伸ポリエステル系繊維:固形分497gと、直径2.3μm、繊維長0.2mmの延伸ポリエステル系繊維:3gとを、2mのパルパーに1mの分散水と共に投入し、5分間分散して非フィブリル化繊維スラリー4を調成した。非フィブリル化繊維スラリー4において、非フィブリル化短繊維の含有比率は1.9%であった。
(Example 4)
As non-fibrillated fibers, drawn polyester fibers with a diameter of 2.3 μm and a fiber length of 3 mm: 497 g of solid content and drawn polyester fibers with a diameter of 2.3 μm and a fiber length of 0.2 mm: 3 g are put into a 2 m 3 pulper. A non-fibrillated fiber slurry 4 was prepared by adding 1 m 3 of dispersion water and dispersing for 5 minutes. In the non-fibrillated fiber slurry 4, the content ratio of non-fibrillated short fibers was 1.9%.

次いで、非フィブリル化繊維スラリー4と、実施例1と同様の方法で調成したフィブリル化繊維スラリー1とをチェストタンク内で混合して抄紙用スラリー4を得た。 Next, non-fibrillated fiber slurry 4 and fibrillated fiber slurry 1 prepared in the same manner as in Example 1 were mixed in a chest tank to obtain papermaking slurry 4 .

抄紙用スラリー4を用い、傾斜ワイヤー抄紙機で湿紙を形成した後、表面温度130℃のヤンキードライヤーにて熱圧乾燥した後、金属ロールと弾性ロールによるカレンダー処理を施して、セパレータを得た。 Using the papermaking slurry 4, a wet paper was formed with an inclined wire paper machine, dried under hot pressure with a Yankee dryer with a surface temperature of 130° C., and then calendered with metal rolls and elastic rolls to obtain a separator. .

(比較例1)
実施例3と同様の方法で調成した非フィブリル化繊維スラリー3に対して、18メッシュの網で漉して繊維を残して分散水を除去し、新たな水を加える操作をさらに2回行って、非フィブリル化繊維スラリー5を調成した。非フィブリル化繊維スラリー5において、非フィブリル化短繊維の含有比率は0.0%であった。次いで、非フィブリル化繊維スラリー5と、実施例1と同様の方法で調成したフィブリル化繊維スラリー1とをチェストタンク内で混合して抄紙用スラリー5を得た。
(Comparative example 1)
The non-fibrillated fiber slurry 3 prepared in the same manner as in Example 3 was filtered through a mesh of 18 mesh to remove the dispersion water while leaving the fibers, and the operation of adding new water was further performed twice. , a non-fibrillated fiber slurry 5 was prepared. In the non-fibrillated fiber slurry 5, the content ratio of non-fibrillated short fibers was 0.0%. Next, non-fibrillated fiber slurry 5 and fibrillated fiber slurry 1 prepared in the same manner as in Example 1 were mixed in a chest tank to obtain papermaking slurry 5 .

抄紙用スラリー5を用い、傾斜ワイヤー抄紙機で湿紙を形成した後、表面温度130℃のヤンキードライヤーにて熱圧乾燥した後、金属ロールと弾性ロールによるカレンダー処理を施して、セパレータを得た。 Using the papermaking slurry 5, a wet paper was formed with an inclined wire paper machine, dried under heat and pressure with a Yankee dryer having a surface temperature of 130°C, and then calendered with metal rolls and elastic rolls to obtain a separator. .

(実施例5)
非フィブリル化繊維として、直径8.2μm、繊維長4mmのレーヨン繊維:固形分300gを、2mのパルパーに1mの分散水と共に投入し、10分間分散して非フィブリル化繊維スラリー6を調成した。非フィブリル化繊維スラリー6において、非フィブリル化短繊維の含有比率は1.2%であった。
(Example 5)
As non-fibrillated fibers, rayon fibers with a diameter of 8.2 μm and a fiber length of 4 mm: 300 g of solid content are put into a 2 m 3 pulper together with 1 m 3 of dispersing water, and dispersed for 10 minutes to prepare a non-fibrillated fiber slurry 6. done. In the non-fibrillated fiber slurry 6, the content ratio of non-fibrillated short fibers was 1.2%.

次いで、リファイナーを用いて直径10.1μm、繊維長4mmの溶剤紡糸セルロース繊維をフィブリル化させた、変法濾水度90mlのフィブリル化溶剤紡糸セルロース繊維:固形分1700gを、2mのパルパーに1mの分散水と共に投入し、3分間分散してフィブリル化繊維スラリー2を調成した。非フィブリル化繊維スラリー6とフィブリル化繊維スラリー2とを、チェストタンク内で混合して抄紙用スラリー6を得た。 Next, fibrillated solvent-spun cellulose fibers with a diameter of 10.1 μm and a fiber length of 4 mm were fibrillated using a refiner, and fibrillated solvent-spun cellulose fibers with a modified freeness of 90 ml: 1700 g of solid content was added to a pulper of 2 m 3 for 1 m The fibrillated fiber slurry 2 was prepared by adding the dispersion water of 3 and dispersing for 3 minutes. The non-fibrillated fiber slurry 6 and the fibrillated fiber slurry 2 were mixed in a chest tank to obtain a papermaking slurry 6 .

抄紙用スラリー6を用い、傾斜ワイヤー抄紙機で湿紙を形成した後、表面温度130℃のヤンキードライヤーにて熱圧乾燥し、セパレータを得た。 Using the papermaking slurry 6, a wet paper was formed with an inclined wire paper machine, and then dried under hot pressure with a Yankee dryer having a surface temperature of 130° C. to obtain a separator.

(実施例6)
実施例5と同様の方法で調成した非フィブリル化繊維スラリー6を、18メッシュの網で漉して繊維のみを残して分散水を除去し、新たに水を1m加えて繊維を解して非フィブリル化繊維スラリー7を調成した。非フィブリル化繊維スラリー7において、非フィブリル化短繊維の含有比率は0.4%であった。次いで、非フィブリル化繊維スラリー7と、実施例5と同様の方法で調成したフィブリル化繊維スラリー2とをチェストタンク内で混合して抄紙用スラリー7を得た。
(Example 6)
The non-fibrillated fiber slurry 6 prepared in the same manner as in Example 5 was filtered through a mesh of 18 mesh to remove the dispersion water leaving only the fibers, and 1 m3 of water was newly added to loosen the fibers. A non-fibrillated fiber slurry 7 was prepared. In the non-fibrillated fiber slurry 7, the content ratio of non-fibrillated short fibers was 0.4%. Next, non-fibrillated fiber slurry 7 and fibrillated fiber slurry 2 prepared in the same manner as in Example 5 were mixed in a chest tank to obtain papermaking slurry 7 .

抄紙用スラリー7を用い、傾斜ワイヤー抄紙機で湿紙を形成した後、表面温度130℃のヤンキードライヤーにて熱圧乾燥し、セパレータを得た。 Using the papermaking slurry 7, a wet paper was formed with an inclined wire paper machine, and then hot-pressure dried with a Yankee dryer having a surface temperature of 130° C. to obtain a separator.

(実施例7)
実施例6と同様の方法で調成した非フィブリル化繊維スラリー7を、18メッシュの網で漉して繊維のみを残して分散水を除去し、新たに水を1m加えて繊維を解して非フィブリル化繊維スラリー8を調成した。非フィブリル化繊維スラリー8において、非フィブリル化短繊維の含有比率は0.1%であった。次いで、非フィブリル化繊維スラリー8と、実施例5と同様の方法で調成したフィブリル化繊維スラリー2とをチェストタンク内で混合して抄紙用スラリー8を得た。
(Example 7)
The non-fibrillated fiber slurry 7 prepared in the same manner as in Example 6 was filtered through a 18-mesh net to remove the dispersed water leaving only the fibers, and 1 m3 of water was newly added to loosen the fibers. A non-fibrillated fiber slurry 8 was prepared. In the non-fibrillated fiber slurry 8, the content ratio of non-fibrillated short fibers was 0.1%. Next, non-fibrillated fiber slurry 8 and fibrillated fiber slurry 2 prepared in the same manner as in Example 5 were mixed in a chest tank to obtain papermaking slurry 8 .

抄紙用スラリー8を用い、傾斜ワイヤー抄紙機で湿紙を形成した後、表面温度130℃のヤンキードライヤーにて熱圧乾燥し、セパレータを得た。 Using the papermaking slurry 8, a wet paper was formed with an inclined wire paper machine, and then hot-pressure dried with a Yankee dryer having a surface temperature of 130° C. to obtain a separator.

(比較例2)
実施例7と同様の方法で調成した非フィブリル化繊維スラリー8に対して、18メッシュの網で漉して繊維を残して分散水を除去し、新たな水を加える操作をさらに2回行って、非フィブリル化繊維スラリー9を調成した。非フィブリル化繊維スラリー9において、非フィブリル化短繊維の含有比率は0.0%であった。次いで、非フィブリル化繊維スラリー9と、実施例5と同様の方法で調成したフィブリル化繊維スラリー2とをチェストタンク内で混合して抄紙用スラリー9を得た。
(Comparative example 2)
The non-fibrillated fiber slurry 8 prepared in the same manner as in Example 7 was filtered through a mesh of 18 mesh to remove the dispersed water while leaving the fibers, and the operation of adding new water was further performed twice. , a non-fibrillated fiber slurry 9 was prepared. In non-fibrillated fiber slurry 9, the content ratio of non-fibrillated short fibers was 0.0%. Next, non-fibrillated fiber slurry 9 and fibrillated fiber slurry 2 prepared in the same manner as in Example 5 were mixed in a chest tank to obtain papermaking slurry 9 .

抄紙用スラリー9を用い、傾斜ワイヤー抄紙機で湿紙を形成した後、表面温度130℃のヤンキードライヤーにて熱圧乾燥し、セパレータを得た。 Using the papermaking slurry 9, a wet paper was formed with an inclined wire paper machine, and then hot-pressure dried with a Yankee dryer having a surface temperature of 130° C. to obtain a separator.

(実施例8)
非フィブリル化繊維として、直径2.9μm、繊維長3mmのアクリル繊維:固形分500gを、2mのパルパーに1mの分散水と共に投入し、10分間分散して非フィブリル化繊維スラリー10を調成した。非フィブリル化繊維スラリー10において、非フィブリル化短繊維の含有比率は1.6%であった。
(Example 8)
As non-fibrillated fibers, acrylic fibers with a diameter of 2.9 μm and a fiber length of 3 mm: 500 g of solid content are put into a 2 m 3 pulper together with 1 m 3 of dispersing water, and dispersed for 10 minutes to prepare a non-fibrillated fiber slurry 10. done. In the non-fibrillated fiber slurry 10, the content ratio of non-fibrillated short fibers was 1.6%.

次いで、非フィブリル化繊維スラリー10と、実施例1と同様の方法で調成したフィブリル化繊維スラリー1とをチェストタンク内で混合して抄紙用スラリー10を得た。 Next, non-fibrillated fiber slurry 10 and fibrillated fiber slurry 1 prepared in the same manner as in Example 1 were mixed in a chest tank to obtain papermaking slurry 10 .

抄紙用スラリー10を用い、傾斜ワイヤー抄紙機で湿紙を形成した後、表面温度130℃のヤンキードライヤーにて熱圧乾燥した後、金属ロールと弾性ロールによるカレンダー処理を施して、セパレータを得た。 Using the papermaking slurry 10, a wet paper was formed with an inclined wire paper machine, dried under heat and pressure with a Yankee dryer with a surface temperature of 130° C., and then calendered with a metal roll and an elastic roll to obtain a separator. .

(実施例9)
実施例8と同様の方法で調成した非フィブリル化繊維スラリー10を、18メッシュの網で漉して繊維のみを残して分散水を除去し、新たに水を1m加えて繊維を解して非フィブリル化繊維スラリー11を調成した。非フィブリル化繊維スラリー11において、非フィブリル化短繊維の含有比率は0.5%であった。次いで、非フィブリル化繊維スラリー11と、実施例1と同様の方法で調成したフィブリル化繊維スラリー1とをチェストタンク内で混合して抄紙用スラリー11を得た。
(Example 9)
A non-fibrillated fiber slurry 10 prepared in the same manner as in Example 8 was filtered through a mesh of 18 mesh to remove the dispersed water leaving only the fibers, and 1 m3 of water was newly added to loosen the fibers. A non-fibrillated fiber slurry 11 was prepared. In the non-fibrillated fiber slurry 11, the content ratio of non-fibrillated short fibers was 0.5%. Next, non-fibrillated fiber slurry 11 and fibrillated fiber slurry 1 prepared in the same manner as in Example 1 were mixed in a chest tank to obtain papermaking slurry 11 .

抄紙用スラリー11を用い、傾斜ワイヤー抄紙機で湿紙を形成した後、表面温度130℃のヤンキードライヤーにて熱圧乾燥した後、金属ロールと弾性ロールによるカレンダー処理を施して、セパレータを得た。 Using the papermaking slurry 11, a wet paper was formed with an inclined wire paper machine, dried under heat and pressure with a Yankee dryer with a surface temperature of 130° C., and then subjected to calendering with metal rolls and elastic rolls to obtain a separator. .

(実施例10)
実施例9と同様の方法で調成した非フィブリル化繊維スラリー11を、再度、18メッシュの網で漉して繊維のみを残して分散水を除去し、新たに水を1m加えて繊維を解して非フィブリル化繊維スラリー12を調成した。非フィブリル化繊維スラリー12において、非フィブリル化短繊維の含有比率は0.2%であった。次いで、非フィブリル化繊維スラリー12と、実施例1と同様の方法で調成したフィブリル化繊維スラリー1とをチェストタンク内で混合して抄紙用スラリー12を得た。
(Example 10)
The non-fibrillated fiber slurry 11 prepared in the same manner as in Example 9 was again filtered through a 18-mesh net to remove the dispersion water leaving only the fibers, and 1 m3 of water was newly added to loosen the fibers. to prepare a non-fibrillated fiber slurry 12. In the non-fibrillated fiber slurry 12, the content ratio of non-fibrillated short fibers was 0.2%. Next, the non-fibrillated fiber slurry 12 and the fibrillated fiber slurry 1 prepared in the same manner as in Example 1 were mixed in a chest tank to obtain a papermaking slurry 12 .

抄紙用スラリー12を用い、傾斜ワイヤー抄紙機で湿紙を形成した後、表面温度130℃のヤンキードライヤーにて熱圧乾燥した後、金属ロールと弾性ロールによるカレンダー処理を施して、セパレータを得た。 Using the papermaking slurry 12, a wet paper was formed with an inclined wire paper machine, dried under heat and pressure with a Yankee dryer with a surface temperature of 130° C., and then calendered with metal rolls and elastic rolls to obtain a separator. .

(比較例3)
実施例10と同様の方法で調成した非フィブリル化繊維スラリー12に対して、18メッシュの網で漉して繊維を残して分散水を除去し、新たな水を加える操作をさらに2回行って、非フィブリル化繊維スラリー13を調成した。非フィブリル化繊維スラリー13において、非フィブリル化短繊維の含有比率は0.0%であった。次いで、非フィブリル化繊維スラリー13と、実施例1と同様の方法で調成したフィブリル化繊維スラリー1とをチェストタンク内で混合して抄紙用スラリー13を得た。
(Comparative Example 3)
The non-fibrillated fiber slurry 12 prepared in the same manner as in Example 10 was filtered through a mesh of 18 mesh to remove the dispersed water while leaving the fibers, and the operation of adding new water was further performed twice. , a non-fibrillated fiber slurry 13 was prepared. In the non-fibrillated fiber slurry 13, the content ratio of non-fibrillated short fibers was 0.0%. Next, non-fibrillated fiber slurry 13 and fibrillated fiber slurry 1 prepared in the same manner as in Example 1 were mixed in a chest tank to obtain papermaking slurry 13 .

抄紙用スラリー13を用い、傾斜ワイヤー抄紙機で湿紙を形成した後、表面温度130℃のヤンキードライヤーにて熱圧乾燥した後、金属ロールと弾性ロールによるカレンダー処理を施して、セパレータを得た。 Using the papermaking slurry 13, a wet paper was formed with an inclined wire paper machine, dried under heat and pressure with a Yankee dryer with a surface temperature of 130° C., and then calendered with metal rolls and elastic rolls to obtain a separator. .

実施例及び比較例で得られたセパレータに対して、坪量及び厚さの測定並びにピンホール評価を行い、結果を表2に示した。 The basis weight and thickness of the separators obtained in Examples and Comparative Examples were measured, and pinhole evaluation was performed. Table 2 shows the results.

<坪量>
JIS P8124:2011に準拠して、基材の坪量を測定した。
<Basis weight>
The basis weight of the substrate was measured according to JIS P8124:2011.

<厚さ>
JIS B7502:2016に規定された外側マイクロメーターを用いて、5N荷重時の厚さを測定した。
<Thickness>
Using an outer micrometer specified in JIS B7502:2016, the thickness was measured under a 5N load.

<ピンホール評価>
セパレータの100mm×100mmの領域を、解像度2400dpi、256階調の反射式フラットベッドスキャナでスキャンし、スキャン像を撮影した。次いで、スキャン像のヒストグラムにおけるピーク輝度P、輝度分布の標準偏差を求めた。次いで、輝度P-6σを境界値としてスキャン像を2値化し、画素数100以上の黒点の個数をカウントし、以下の基準にて評価した。なお、スキャン像のヒストグラムの取得以降の操作は、米国国立衛生研究所が配布するパブリックドメインソフトウェアであるImageJによって行った。
<Pinhole evaluation>
A 100 mm×100 mm area of the separator was scanned with a reflective flatbed scanner with a resolution of 2400 dpi and 256 gradations, and the scanned image was taken. Next, the peak luminance P in the histogram of the scanned image and the standard deviation of the luminance distribution were obtained. Next, the scanned image was binarized using the luminance P-6σ as a boundary value, and the number of black dots having 100 or more pixels was counted and evaluated according to the following criteria. Note that ImageJ, which is public domain software distributed by the National Institutes of Health, was used to perform operations after acquisition of the histogram of the scanned image.

A:画素数100以上の黒点の個数が0個。非常に良好なレベル。
B:画素数100以上の黒点の個数が1個以上5個以下。良好なレベル。
C:画素数100以上の黒点の個数が5個超10個以下。使用可能レベル。
D:画素数100以上の黒点の個数が10個超。使用不可レベル。
A: The number of black dots with 100 or more pixels is 0. very good level.
B: The number of black dots with 100 or more pixels is 1 or more and 5 or less. good level.
C: The number of black dots with 100 or more pixels is more than 5 and 10 or less. available level.
D: More than 10 black dots with 100 or more pixels. Disabled level.

表2に示したとおり、実施例1~10の電気化学素子用セパレータは、フィブリル化溶剤紡糸セルロース繊維と非フィブリル化繊維とを含み、繊維長0.2mm以下の非フィブリル化繊維を含有することから、ピンホール評価において良好な結果を示した。 As shown in Table 2, the electrochemical device separators of Examples 1 to 10 contain fibrillated solvent-spun cellulose fibers and non-fibrillated fibers, and contain non-fibrillated fibers having a fiber length of 0.2 mm or less. showed good results in pinhole evaluation.

一方、繊維長0.2m以下の非フィブリル化短繊維を含有しない比較例1~3のセパレータは、ピンホール評価において、使用不可レベルの結果となった。 On the other hand, the separators of Comparative Examples 1 to 3, which did not contain non-fibrillated short fibers having a fiber length of 0.2 m or less, gave unusable results in pinhole evaluation.

本発明の電気化学素子用セパレータは、電気二重層キャパシタ、ハイブリッドキャパシタ、レドックスキャパシタ、リチウム二次電池などの電気化学素子に利用可能である。 The electrochemical device separator of the present invention can be used in electrochemical devices such as electric double layer capacitors, hybrid capacitors, redox capacitors, and lithium secondary batteries.

Claims (1)

フィブリル化溶剤紡糸セルロース繊維と非フィブリル化繊維とを含む電気化学素子用セパレータにおいて、繊維長0.2mm以下の非フィブリル化繊維を含有し、すべての非フィブリル化繊維の合計長さに対する、繊維長0.2mm以下の非フィブリル化繊維の合計長さの比で表される、繊維長0.2mm以下の非フィブリル化繊維の含有比率が0.1%以上2.0%未満であることを特徴とする電気化学素子用セパレータ。 In the electrochemical device separator containing fibrillated solvent-spun cellulose fibers and non-fibrillated fibers , the non-fibrillated fibers having a fiber length of 0.2 mm or less are contained, and the fiber length is The content ratio of non-fibrillated fibers with a fiber length of 0.2 mm or less, represented by the ratio of the total length of the non-fibrillated fibers of 0.2 mm or less, is 0.1% or more and less than 2.0%. A separator for an electrochemical device characterized by:
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