JP2000348703A - Separator for battery and lithium battery using same - Google Patents

Separator for battery and lithium battery using same

Info

Publication number
JP2000348703A
JP2000348703A JP11153333A JP15333399A JP2000348703A JP 2000348703 A JP2000348703 A JP 2000348703A JP 11153333 A JP11153333 A JP 11153333A JP 15333399 A JP15333399 A JP 15333399A JP 2000348703 A JP2000348703 A JP 2000348703A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
polyethylene
heat
battery
laminated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11153333A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Kiuchi
政行 木内
Toshinori Fujii
利則 藤井
Kenji Kawabata
健嗣 川端
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ube Corp
Original Assignee
Ube Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ube Industries Ltd filed Critical Ube Industries Ltd
Priority to JP11153333A priority Critical patent/JP2000348703A/en
Publication of JP2000348703A publication Critical patent/JP2000348703A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a separator for a battery having an excellent fuse function of quickly thermally blocking in a low-temperature region, and a lithium battery using the same. SOLUTION: This separator for a battery is made of a laminated porous film obtained by drawing, into pores, a laminated film in which at least two kinds of polyethylene having different melting points are laminated in three layers or more. The separator for a battery has a maximum pore diameter of 0.02-3 μm, a porosity of 30-58%, a film thickness of 5-100 μm, a permeability of 30-2000 sec/100 cc, and a heat shrinkage in a film width direction of +3% or less after heat treatment at 105 deg.C for 2 hours. A lithium battery uses the separator.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、リチウム電池の構
成材料として有用な電池用セパレータ及びそれを用いた
リチウム電池に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery separator useful as a constituent material of a lithium battery and a lithium battery using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、電池用セパレータや電解コンデン
サ用隔膜等としてポリオレフィン系多孔質フィルムが使
用されている。特に、近年技術の高度化に伴い、リチウ
ム電池等においては高精度、高機能のセパレータが要求
されるようになってきた。
2. Description of the Related Art Hitherto, polyolefin-based porous films have been used as separators for batteries and diaphragms for electrolytic capacitors. In particular, with the advancement of technology in recent years, high precision and high performance separators have been required for lithium batteries and the like.

【0003】電池を例にとってみると、近年高エネルギ
ー密度、高起電力、自己放電の少ないリチウム電池のよ
うな非水電解液電池、特にリチウム二次電池が開発、実
用化されている。リチウム電池の負極としては例えば金
属リチウム、リチウムと他の金属との合金、カーボンや
グラファイト等のリチウムイオンを吸着する能力又はイ
ンターカレーションにより吸蔵する能力を有する炭素材
料、リチウムイオンをドーピングした導電性高分子材料
等が知られており、また正極としては例えば(CFxn
で示されるフッ化黒鉛、MnO2、V25、CuO、A
2CrO4、TiO2、LiCoO2、LiMn24等の
金属酸化物や硫化物、塩化物が知られている。
Taking a battery as an example, a non-aqueous electrolyte battery such as a lithium battery having a high energy density, a high electromotive force and little self-discharge, particularly a lithium secondary battery has been developed and put into practical use in recent years. Examples of the negative electrode of a lithium battery include metallic lithium, an alloy of lithium and another metal, a carbon material capable of adsorbing or intercalating lithium ions such as carbon and graphite, and a conductive material doped with lithium ions. Polymer materials and the like are known, and as the positive electrode, for example, (CF x ) n
Fluorinated graphite, MnO 2 , V 2 O 5 , CuO, A
Metal oxides such as g 2 CrO 4 , TiO 2 , LiCoO 2 and LiMn 2 O 4 , sulfides and chlorides are known.

【0004】また、非水電解液として、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、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネー
ト、ジエチルカーボネート、γ−ブチロラクトン、アセ
トニトリル、1,2−ジメトキシエタン、テトラヒドロ
フラン等の有機溶媒にLiPF6、LiBF4、LiCl
4、LiCF3SO3、LiN(SO2CF32、LiN
(SO2252等の電解質を溶解したものが使用され
ている。
As a non-aqueous electrolytic solution, an organic solvent such as ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, diethyl carbonate, γ-butyrolactone, acetonitrile, 1,2-dimethoxyethane, tetrahydrofuran or the like is used. 6 , LiBF 4 , LiCl
O 4 , LiCF 3 SO 3 , LiN (SO 2 CF 3 ) 2 , LiN
A solution in which an electrolyte such as (SO 2 C 2 F 5 ) 2 is dissolved is used.

【0005】このようなリチウム電池の構成材料である
セパレータの役割は、正負両極の短絡を防止するととも
に電池反応を阻害しないこと、並びに異常時に熱閉塞し
て電池の発熱、発火を防ぐことにあり、以下のような種
々の多孔質フィルムが提案されている。
[0005] The role of the separator, which is a constituent material of such a lithium battery, is to prevent short-circuiting of the positive and negative electrodes and not to hinder the battery reaction, and to prevent heat generation and ignition of the battery due to thermal obstruction due to abnormal heat. The following various porous films have been proposed.

【0006】ポリエチレン、ポリプロピレン等の熱可塑
性樹脂の単層の多孔質フィルム(特公昭46−4011
9号公報、特公昭55−32531号公報、特公昭59
−37292号公報、特海昭60−23954号公報、
特開平2−75151号公報、米国特許第367953
8号明細書等)。分子量の異なるポリエチレン混合物や
ポリエチレンとポリプロピレンの混合物を素材とした多
孔質フィルム(特開平2−21559号公報、特開平5
−331306号公報)。支持体に熱可塑性樹脂や不織
布を用いた多孔質フィルム(特開平3−245457号
公報、特開平1−258358号公報等)。ポリエチレ
ン及びポリプロピレンからなる多孔質膜が複数枚積層さ
れた積層多孔質フィルム(特開昭62−10857号公
報、特開平2−77108号公報、特開平6−5562
9号公報、特開平6−20671号公報、特開平7−3
07146号公報)。
A single-layer porous film of a thermoplastic resin such as polyethylene or polypropylene (JP-B-46-4011)
No. 9, JP-B-55-32531, JP-B-59
-37,292, Tokai Sho 60-23954,
JP-A-2-75151, U.S. Pat.
No. 8, etc.). Porous films made of a mixture of polyethylene having different molecular weights or a mixture of polyethylene and polypropylene (JP-A-2-21559, JP-A-5-21559)
-331306). A porous film using a thermoplastic resin or a non-woven fabric as a support (JP-A-3-245457, JP-A-1-258358, etc.). Laminated porous films in which a plurality of porous films made of polyethylene and polypropylene are laminated (Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 62-10857, 2-77108, 6-5556)
9, JP-A-6-20671, JP-A-7-3
No. 07146).

【0007】これらの、多孔質フィルムの多孔化方法に
は大別して延伸法(乾式法)と抽出法(湿式法)とがあ
る。抽出法では、高密度ポリエチレンを主成分とした熱
可塑性樹脂組成物に充填材や可塑剤を配合したものをフ
ィルム状に押し出し成形し、その後フィルムから充填材
や可塑剤を抽出することで多孔化を行う。フィルムは、
充填材や可塑剤の抽出を行う前或いは後に二軸延伸され
るため、機械方向のみならずフィルムの幅方向にも熱収
縮するという問題がある。一方、延伸法では、熱可塑性
樹脂を溶融押し出しする過程で結晶構造を制御し、その
後、延伸に伴うクレーズの発生及び成長によって多孔化
を行う。延伸は一軸延伸であるため、機械的強度の異方
性が大きいという問題があるが、フィルムの幅方向への
熱収縮はない。
[0007] These methods for making a porous film porous are roughly classified into a stretching method (dry method) and an extraction method (wet method). In the extraction method, a thermoplastic resin composition containing high-density polyethylene as a main component and a filler and a plasticizer blended are extruded into a film, and then the filler and plasticizer are extracted from the film to make it porous. I do. The film is
Since biaxial stretching is performed before or after the extraction of the filler or the plasticizer, there is a problem that the film contracts not only in the machine direction but also in the width direction of the film. On the other hand, in the stretching method, the crystal structure is controlled in the process of melting and extruding the thermoplastic resin, and thereafter, porosity is formed by generation and growth of craze accompanying the stretching. Since stretching is uniaxial stretching, there is a problem that the anisotropy of mechanical strength is large, but there is no thermal shrinkage in the width direction of the film.

【0008】リチウム電池に組込まれるセパレータの重
要な役割の一つは、異常時に孔閉塞して電流を遮断し、
電池の発熱、発火を防ぐヒューズ機能である。多孔質フ
ィルムを電池用セパレータとして用いる場合、適当な温
度域で孔閉塞して無孔化し、しかも正負両極を短絡させ
ないように無孔化したフィルムが耐熱性を有する必要が
ある。ところが、抽出法によって製造された多孔質フィ
ルムを電池用セパレータとして用いると、温度上昇とと
もにフィルムの幅方向に熱収縮して幅方向の寸法が小さ
くなり、幅方向端部の電極が露出して短絡を引き起すこ
とが懸念されている。
[0008] One of the important roles of the separator incorporated in the lithium battery is to close the hole at the time of abnormality and cut off the current,
This is a fuse function that prevents battery heat and ignition. When a porous film is used as a battery separator, it is necessary that the film that has been made nonporous by closing holes in an appropriate temperature range and has no heat resistance so as not to short-circuit the positive and negative electrodes. However, when a porous film manufactured by the extraction method is used as a battery separator, the film shrinks in the width direction of the film as the temperature rises, and the size in the width direction is reduced. There is a concern that this will cause

【0009】多孔質フィルムが熱閉塞して無孔化する熱
閉塞温度は、電池の正常使用中に誤作動しない範囲にお
いては低いことが望ましい。また、熱閉塞は、電池の発
熱、発火を効果的に防止するために、より迅速に行われ
る必要がある。熱閉塞温度を下げる手法としては、融点
の高いポリエチレンと融点の低いポリエチレンとの組成
物から多孔質フィルムを製造する特開平8−34873
号公報、特開平8−64194号公報の方法、ポリエチ
レンにワックス等の低分子化合物を配合して多孔質フィ
ルムを製造する特開平10−17702号公報の方法が
知られている。また、多孔質フィルムを複層構成とし
て、フィルムの形状保持性を担う層及び熱閉塞を担う層
を機能別に設けることで、多孔質フィルム全体ではなく
熱閉塞を担う層のみを局所的に少ない熱量で且つ迅速に
熱閉塞させることができる。
It is desirable that the heat blocking temperature at which the porous film is heat-blocked and made nonporous is low as long as the battery does not malfunction during normal use. Further, the heat blockage needs to be performed more quickly in order to effectively prevent heat generation and ignition of the battery. As a method of lowering the heat closing temperature, a method of manufacturing a porous film from a composition of polyethylene having a high melting point and polyethylene having a low melting point is disclosed in JP-A-8-34873.
And JP-A-8-64194, and JP-A-10-17702 in which a low molecular compound such as wax is mixed with polyethylene to produce a porous film are known. In addition, the porous film has a multi-layer structure, and a layer responsible for the shape retention of the film and a layer responsible for the thermal blockage are provided for each function, so that only the layer responsible for the thermal blockage, not the entire porous film, is locally reduced in calorific value. And the heat can be quickly closed.

【0010】しかしながら、抽出法による製造プロセス
ではワックス等の低分子化合物を熱閉塞温度の低下を目
的に配合しても、該低分子化合物が多孔化の際に溶剤に
よって抽出されてしまうために添加剤配合量の設計が容
易ではなく、また融点の低いポリエチレンを配合する場
合においても多孔質フィルム全体を熱閉塞させる必要が
あるために融解熱量を小さくできないという問題があっ
た。
However, in the production process by the extraction method, even if a low-molecular compound such as wax is blended for the purpose of lowering the heat blocking temperature, the low-molecular compound is extracted by a solvent at the time of making porous, so that it is added. There is a problem that it is not easy to design the blending amount of the agent, and even when blending polyethylene having a low melting point, it is necessary to heat block the entire porous film, so that the heat of fusion cannot be reduced.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】一方、延伸法による多
孔質フィルムの製造方法においては、ポリプロピレンと
ポリエチレンを交互に積層した積層多孔質フィルム並び
にポリエチレン単層の多孔質フィルムが知られている
が、ポリプロピレンを用いる積層多孔質フィルムでは材
料ポリマーの選択及び製造条件の制約から熱閉塞を担う
ポリエチレン層の熱閉塞温度を下げることが困難であ
り、ポリエチレン単層の多孔質フィルムでは熱閉塞に要
する融解熱量の小さいものが得られておらず未だ改良の
余地がある。
On the other hand, in a method for producing a porous film by a stretching method, a laminated porous film in which polypropylene and polyethylene are alternately laminated and a porous film of polyethylene single layer are known. It is difficult to lower the heat blocking temperature of the polyethylene layer that is responsible for the heat blocking due to the selection of the material polymer and the restrictions on the manufacturing conditions in the laminated porous film using polypropylene, and the heat of fusion required for the heat blocking in the polyethylene single layer porous film. There is still room for improvement because a small one has not been obtained.

【0012】さらに、表面層にポリプロピレンを、中間
層にポリエチレンを配した積層多孔質フィルムでは、電
池用セパレータとして使用した際に非水電解液の濡れ
性、浸透性に劣ることが指摘されている。セパレータの
濡れ性が悪いと電池製造の際に非水電解液が浸透するの
に要する時間が長くなったり、非水電解液の枯渇が生じ
やすくなるので好ましくない。本発明の目的は、リチウ
ム電池用セパレータとして低い温度領域で迅速に熱閉塞
することで優れたヒューズ機能を発現し、且つフィルム
幅方向への熱収縮の極めて小さい信頼性及び安全性の高
いポリエチレン系積層多孔質フィルム及びそれを用いた
リチウム電池を提供することにある。
Furthermore, it has been pointed out that a laminated porous film in which polypropylene is disposed in the surface layer and polyethylene is disposed in the intermediate layer has poor wettability and permeability of the nonaqueous electrolyte when used as a battery separator. . Poor wettability of the separator is not preferable because the time required for the non-aqueous electrolyte to permeate during battery production becomes longer or the non-aqueous electrolyte tends to be depleted. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a high-reliability and high-safety polyethylene-based separator for a lithium battery separator, which exhibits an excellent fuse function by rapidly heat-sealing in a low temperature range and has extremely small heat shrinkage in the film width direction. An object of the present invention is to provide a laminated porous film and a lithium battery using the same.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意研究
の結果、融点の異なる少なくとも2種類以上のポリエチ
レンが積層された三層以上の積層フィルムを延伸法によ
り多孔化することで、電池用セパレータとして用いた際
に、低い温度領域でしかも迅速に熱閉塞することのでき
るポリエチレン積層多孔質フィルムが得られることを見
出した。すなわち、本発明は、融点の異なる少なくとも
2種類以上のポリエチレンが積層された三層以上の積層
フィルムを、延伸法により多孔化した積層多孔質フィル
ムからなる電池用セパレータであって、極大孔径0.0
2〜3μm、空孔率30〜85%、膜厚5〜100μ
m、透気度30〜2000秒/100cc、105℃で
2時間熱処理した際のフィルム幅方向の熱収縮率が+3
%以下であることを特徴とする電池用セパレータに関す
る。また、本発明は前記電池用セパレータを構成材料と
して含むリチウム電池に関する。
Means for Solving the Problems As a result of diligent studies, the present inventors have found that a three- or more-layer laminated film in which at least two or more types of polyethylene having different melting points are laminated is made porous by a stretching method, thereby obtaining a battery. It has been found that when used as a separator for polyethylene, a polyethylene-laminated porous film that can be thermally closed quickly in a low temperature range can be obtained. That is, the present invention is a battery separator comprising a laminated porous film obtained by making a laminated film of three or more layers in which at least two or more types of polyethylene having different melting points are laminated by a stretching method. 0
2-3 μm, porosity 30-85%, film thickness 5-100 μm
m, air permeability 30 to 2000 sec / 100 cc, heat shrinkage in the film width direction after heat treatment at 105 ° C. for 2 hours is +3
% Or less. The present invention also relates to a lithium battery including the battery separator as a constituent material.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】本発明における電池用セパレータ
は、融点が105℃以上133℃未満である少なくとも
1種類の低融点ポリエチレンと、融点が133℃以上で
ある少なくとも1種類の高融点ポリエチレンとからなる
ことが好ましい。また、前記電池用セパレータは、高融
点ポリエチレンと低融点ポリエチレンとが交互となるよ
うに積層された積層多孔質フィルムからなることが好ま
しい。また、前記積層多孔質フィルムは、表面層が高融
点ポリエチレン、内層が低融点ポリエチレンとなるよう
に積層された場合には、延伸多孔化が特に好適に行わ
れ、且つ電池の異常時に迅速に熱閉塞することができる
ので好ましい。本発明の電池用セパレータに使用される
高融点ポリエチレンとしては、融点が133℃以上のも
のが電池用セパレータが熱閉塞した場合の膜形状保持性
に優れるので好ましい。特に、高密度ポリエチレンが好
ましく、中でもポリエチレンの数平均分子量は1万以
上、より好ましくは2万以上であって、融点が133℃
以上のものが電池用セパレータが熱閉塞した場合の膜形
状保持性に優れるので好ましい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The battery separator according to the present invention comprises at least one kind of low melting point polyethylene having a melting point of 105 ° C. or more and less than 133 ° C. and at least one kind of high melting point polyethylene having a melting point of 133 ° C. or more. Preferably, Further, the battery separator is preferably made of a laminated porous film in which high-melting-point polyethylene and low-melting-point polyethylene are alternately laminated. Further, when the laminated porous film is laminated so that the surface layer is made of high-melting-point polyethylene and the inner layer is made of low-melting-point polyethylene, stretching and porousness are particularly suitably performed, and heat is rapidly applied when the battery is abnormal. It is preferable because it can be closed. As the high melting point polyethylene used for the battery separator of the present invention, those having a melting point of 133 ° C. or more are preferable because of excellent film shape retention when the battery separator is thermally closed. In particular, high-density polyethylene is preferable, and the number average molecular weight of polyethylene is 10,000 or more, more preferably 20,000 or more, and the melting point is 133 ° C.
The above-mentioned materials are preferable because they have excellent film shape retention when the battery separator is thermally closed.

【0015】本発明の電池用セパレータに用いる低融点
ポリエチレンとしては、高密度ポリエチレン、中密度ポ
リエチレン、直鎖低密度ポリエチレン等のいずれであっ
ても良いが、融点が105℃以上133℃未満のものが
低い温度領域で熱閉塞するので好適である。ポリエチレ
ンの数平均分子量は8000〜30000のものが好ま
しい。また、低融点ポリエチレンとして、高密度ポリエ
チレン80〜99重量%と低密度ポリエチレン20〜1
重量%からなるポリエチレン組成物を用いることもでき
る。ポリエチレン組成物中の低密度ポリエチレンの重量
比が20重量%より大きくなると延伸法による多孔化が
困難となり、また1重量%より小さくなると熱閉塞温度
の低下に効果がなくなるので上記範囲が適当である。さ
らに、融点が105℃以上133℃未満となる範囲であ
れば、低融点ポリエチレンに他のポリエチレンやゴム等
の低融点樹脂を含有させた組成物とすることができる。
また、前記電池用セパレータにおいて、低融点ポリエチ
レンからなる多孔質層の多孔質構造が消失して無孔化す
る熱閉塞温度が132℃以下で、且つ該熱閉塞にともな
う融解熱量が0.12J/cm2以下であることが好ま
しい。
The low-melting polyethylene used in the battery separator of the present invention may be any of high-density polyethylene, medium-density polyethylene, linear low-density polyethylene, etc., but those having a melting point of 105 ° C. or more and less than 133 ° C. Is preferable because it is thermally blocked in a low temperature range. The polyethylene preferably has a number average molecular weight of 8,000 to 30,000. Further, as the low melting point polyethylene, 80 to 99% by weight of high density polyethylene and 20 to 1% of low density polyethylene are used.
A polyethylene composition consisting of% by weight can also be used. If the weight ratio of the low-density polyethylene in the polyethylene composition is more than 20% by weight, it is difficult to make the polyethylene porous by the stretching method, and if it is less than 1% by weight, the effect of lowering the heat blocking temperature is lost, so the above range is appropriate. . Furthermore, as long as the melting point is in a range of 105 ° C. or more and less than 133 ° C., a composition in which low melting point polyethylene contains another low melting point resin such as polyethylene or rubber can be obtained.
In the battery separator, the heat blocking temperature at which the porous structure of the porous layer made of low melting point polyethylene disappears and becomes nonporous is 132 ° C. or less, and the heat of fusion associated with the heat blocking is 0.12 J /. cm 2 or less.

【0016】本発明において、ポリエチレンの数平均分
子量は、WATERS社製150C型ゲル浸透クロマトグラフ
を用いて、標準ポリスチレン換算によって求めた。カラ
ムにはShodex HT-806M2本を使用し、0.3wt/vol%
に調製したオルトジクロロベンゼン中、135℃で測定
を行った。また、ポリエチレンの融点は、パーキンエル
マー社製DSC−7を用いて測定した。試料は熱履歴を
取除くために230℃で10分間保持して完全融解した
後、10℃/minで室温まで冷却し、測定は昇温速度
10℃/minにて融解曲線の極大値を融点とした。
In the present invention, the number average molecular weight of polyethylene was determined in terms of standard polystyrene using a 150C gel permeation chromatograph manufactured by WATERS. Use two Shodex HT-806M columns, 0.3wt / vol%
Was measured at 135 ° C. in ortho-dichlorobenzene prepared as described above. The melting point of polyethylene was measured using Perkin-Elmer DSC-7. The sample was held at 230 ° C for 10 minutes to completely remove the heat history, and then completely melted. After cooling to room temperature at 10 ° C / min, the maximum value of the melting curve was measured at a heating rate of 10 ° C / min. And

【0017】さらに、本発明の電池用セパレータに用い
る低融点ポリエチレンに、可塑剤、滑剤、溶剤等の低分
子化合物を適宜配合することもできる。具体的には、ワ
ックス、パラフィン等の可塑剤、ステアリン酸モノグリ
セリド、パルチミン酸アミド等の滑剤、ビフェニル、ド
デカノール、長鎖炭化水素等のポリエチレンの溶剤が挙
げられる。これらの低分子化合物の配合量は0.1〜2
0重量%、、好ましくは0.3〜10重量%であって、
電池内で非水電解液に溶出し難いものが電池の充放電特
性を阻害しないので好適である。低分子化合物の配合量
が20重量%より大きくなると延伸法による多孔化が困
難となり、また0.1重量%より小さくなると熱閉塞温
度の低下に効果がなくなるので上記範囲が適当である。
Furthermore, low-molecular-weight compounds such as plasticizers, lubricants, and solvents can be appropriately blended with the low-melting-point polyethylene used in the battery separator of the present invention. Specific examples include waxes, plasticizers such as paraffin, lubricants such as stearic acid monoglyceride and palmitamide, and polyethylene solvents such as biphenyl, dodecanol, and long-chain hydrocarbons. The compounding amount of these low molecular compounds is 0.1 to 2
0% by weight, preferably 0.3 to 10% by weight,
Those that are hardly eluted in the non-aqueous electrolyte in the battery are preferable because they do not hinder the charge / discharge characteristics of the battery. If the amount of the low-molecular compound is more than 20% by weight, it is difficult to make the film porous by the stretching method, and if it is less than 0.1% by weight, the effect of lowering the heat blocking temperature will not be obtained.

【0018】ポリエチレンに低密度ポリエチレン或いは
可塑剤、滑剤、溶剤等の低分子化合物を配合する方法に
ついては特に制限はないが、通常の混練機を用いた混練
により配合することができる。例えば、一軸押出機、二
軸押出機、ミキシングロール等を用いて溶融混練し、ペ
レットを得ることできる。また、ヘンシェルミキサー、
タンブラー等を用いてドライブレンドによって配合して
も良い。また、本発明の電池用セパレータには、電池用
セパレータとしての特性を損わない範囲において、難燃
剤、着色剤、或いはガラス繊維、ケイ素系繊維等の補強
材が適宜含まれても良い。
The method of blending low-density polyethylene or a low-molecular compound such as a plasticizer, a lubricant or a solvent with polyethylene is not particularly limited, but it can be blended by kneading using a usual kneader. For example, pellets can be obtained by melt-kneading using a single-screw extruder, a twin-screw extruder, a mixing roll, or the like. Also, Henschel mixer,
It may be blended by dry blending using a tumbler or the like. The battery separator of the present invention may appropriately contain a flame retardant, a coloring agent, or a reinforcing material such as a glass fiber or a silicon-based fiber as long as the characteristics of the battery separator are not impaired.

【0019】本発明の電池用セパレータの具体的な製造
方法としては、例えば、融点の異なるポリエチレンフィ
ルムを溶融共押し出しした後延伸多孔化して積層多孔質
フィルムを得る方法、融点の異なるポリエチレンフィル
ムをそれぞれ別々に溶融押し出し積層した後延伸多孔化
して積層多孔質フィルムを得る方法等がある。また、延
伸多孔化工程において、フィルムの幅方向の長さが大き
く減少して透気度、空孔率及び極大孔径等の多孔質フィ
ルムの性能が損われる場合には、先に本願発明等が出願
した特願平10−99633号明細書に記載の方法のよ
うに、フィルムの幅方向の両端をチャック、ピンチロー
ル等で固定しつつ延伸する方法、フィルムを縦一軸に延
伸した後に一軸延伸時に生じた幅方向のフィルム長さ減
少を横延伸によって復元する方法等の手法によって改良
することができる。いずれの方法でも本発明の電池用セ
パレータを製造することができる。
Specific methods for producing the battery separator of the present invention include, for example, a method in which a polyethylene film having a different melting point is co-extruded and then stretched and porous to obtain a laminated porous film. There is a method of obtaining a laminated porous film by separately melt-extruding and laminating and then stretching and making it porous. Further, in the stretching and porosification step, if the length of the film in the width direction is greatly reduced and the performance of the porous film such as air permeability, porosity and maximum pore diameter is impaired, the invention of the present application and the like are first described. As in the method described in Japanese Patent Application No. 10-99633, a method of stretching while fixing both ends in the width direction of the film with a chuck, a pinch roll, or the like, at the time of uniaxial stretching after stretching the film uniaxially vertically. The resulting reduction in the film length in the width direction can be improved by a method such as a method of restoring the film length by transverse stretching. Either method can produce the battery separator of the present invention.

【0020】溶融押し出し方法はTダイによる溶融押し
出し成型法、インフレーション法等により行われる。例
えばフィルムをTダイにより溶融成形する場合、一般に
ポリエチレンの溶融温度より20〜60℃高い温度で、
ドラフト比5〜500、好ましくは50〜300のドラ
フト比で行われ、また引取り速度は特に限定されないが
通常10〜50m/分で成形される。溶融押し出しされ
たフィルムは結晶性及びその配向性を高めるために熱処
理される。熱処理温度は、100〜130℃、好ましく
は110〜125℃である。熱処理温度が低いと十分に
多孔化されず、また高すぎるとポリエチレンの溶融が生
じるため適当でない。熱処理時間は特に制限はないが、
3秒〜180秒の範囲で行われる。
The melt extrusion method is performed by a melt extrusion molding method using a T-die, an inflation method, or the like. For example, when a film is melt-molded with a T-die, generally at a temperature 20 to 60 ° C. higher than the melting temperature of polyethylene,
The drafting is performed at a draft ratio of 5 to 500, preferably 50 to 300. The take-up speed is not particularly limited, but the molding is usually performed at 10 to 50 m / min. The melt extruded film is heat treated to increase its crystallinity and its orientation. The heat treatment temperature is 100 to 130C, preferably 110 to 125C. If the heat treatment temperature is low, it is not sufficiently porous, and if it is too high, polyethylene is melted, which is not suitable. The heat treatment time is not particularly limited,
This is performed within a range of 3 seconds to 180 seconds.

【0021】熱処理されたポリエチレンフィルムは、そ
の複屈折が25×10-3〜48×10-3、好ましくは3
0×10-3〜45×10-3で、50%伸長時の弾性回復
率が40〜80%、好ましくは、50〜75%の範囲に
あるのが好適である。複屈折及び弾性回復率がこれらの
範囲を外れると、多孔化の程度が十分でなくなり、延伸
後の多孔質フィルムの孔径や孔径分布、空孔率、層間剥
離強度、機械的強度等に影響し品質にバラツキが生じや
すくなるので上記範囲が適当である。
The heat-treated polyethylene film has a birefringence of 25 × 10 −3 to 48 × 10 −3 , preferably 3 × 10 −3 .
The elastic recovery at 50% elongation at 0 × 10 −3 to 45 × 10 −3 is in the range of 40 to 80%, preferably 50 to 75%. If the birefringence and elastic recovery are out of these ranges, the degree of porosity becomes insufficient, which affects the pore size and pore size distribution, porosity, delamination strength, mechanical strength, etc. of the porous film after stretching. The above range is appropriate because the quality tends to vary.

【0022】本発明において、複屈折は偏光顕微鏡を使
用し、直交ニコル下でベレックコンペンセータを用いて
測定された値である。また、弾性回復率は、次の式
(1)による。尚、ポリエチレンフィルムは、25℃、
65%相対湿度において試料幅15mm、長さ2インチ
で引張試験機にセットし2インチ/minの速度で50
%まで伸長した後、1分間伸長状態で保持しその後同速
度で弛緩させたものを測定した。
In the present invention, the birefringence is a value measured using a Bellec compensator under crossed Nicols using a polarizing microscope. Further, the elastic recovery rate is based on the following equation (1). In addition, polyethylene film is 25 degreeC,
At a relative humidity of 65%, the sample was set on a tensile tester with a sample width of 15 mm and a length of 2 inches and a speed of 2 inches / min.
%, The sample was kept in the extended state for 1 minute, and then relaxed at the same speed.

【0023】 式(1) 弾性回復率(%)=((50%伸長時の長さ−50%伸長後荷重0となった 時の長さ)/(伸長時の長さ−伸長前の長さ))×100Formula (1) Elastic recovery rate (%) = ((length at 50% elongation−length at 50% load after elongation at 0%) / (length at elongation−length before elongation) Sa)) x 100

【0024】熱処理されたポリエチレンフィルムは、熱
圧着によって積層される。積層多孔質フィルム、すなわ
ち電池用セパレータの層構成は、高融点ポリエチレンを
外側に、低融点ポリエチレンを内側に配した構成とする
のが、熱閉塞を担う層の厚みをうすくすることができる
ので好ましい。熱閉塞を担う層の厚みがうすく、融解熱
量が小さいと、電池用セパレータが温度上昇に伴って迅
速に熱閉塞することができる。ポリエチレンフィルムの
積層数は三層か或いはそれ以上であれば制限はない。例
えば三枚のフィルムの積層においては、フィルムが3組
の原反ロールスタンドから巻き出され、加熱されたロー
ル間でニップされ圧着されて積層される。積層は、各フ
ィルムの複屈折及び弾性回復率が実質的に低下しないよ
うに行われる必要がある。
The heat-treated polyethylene film is laminated by thermocompression bonding. The layer structure of the laminated porous film, that is, the battery separator, is preferably such that the high-melting-point polyethylene is arranged on the outside and the low-melting-point polyethylene is arranged on the inside, because the thickness of the layer responsible for heat occlusion can be reduced. . When the thickness of the layer responsible for thermal closure is small and the amount of heat of fusion is small, the battery separator can quickly thermal close with a rise in temperature. The number of laminated polyethylene films is not limited as long as the number is three or more. For example, in the case of laminating three films, the film is unwound from three sets of raw roll stands, nipped and rolled between heated rolls, and laminated. Lamination must be performed so that the birefringence and elastic recovery of each film do not substantially decrease.

【0025】加熱されたロールの温度、すなわち熱圧着
温度は、110〜130℃、好ましくは115〜125
℃である。温度が低すぎるとフィルム間の接着性が弱く
その後の延伸工程で剥がれが生じ、また逆に高すぎると
ポリエチレンの溶融によってフィルムの複屈折及び弾性
回復率が低下して多孔化が困難となるため上記範囲が適
当である。熱圧着のニップ圧は1〜3kg/cm2、巻
だし速度は0.5〜8m/minで行われる。また、熱
圧着されたフィルム間の剥離強度は、3〜60g/15
mmの範囲が好適である。
The temperature of the heated roll, that is, the thermocompression bonding temperature is 110 to 130 ° C., preferably 115 to 125 ° C.
° C. If the temperature is too low, the adhesiveness between the films is weak and peeling occurs in the subsequent stretching step, and if it is too high, the birefringence and elastic recovery of the film decrease due to the melting of polyethylene, making it difficult to make the film porous. The above range is appropriate. The nip pressure for thermocompression bonding is 1 to 3 kg / cm 2 , and the unwinding speed is 0.5 to 8 m / min. The peel strength between the thermocompression-bonded films is 3 to 60 g / 15.
A range of mm is preferred.

【0026】熱処理及び積層されたフィルムは延伸によ
って多孔化される。延伸は低温延伸、次いで高温延伸の
順序で行われ、普通には延伸ロールの周速差で延伸され
る。低温延伸の温度は−20〜50℃、特に好ましくは
20〜35℃である。延伸温度が低いと作業中にフィル
ムの破断が生じやすく、逆に高すぎると多孔化が不十分
となるので適当でない。低温延伸の倍率は5〜200
%、好ましくは10〜100%の範囲である。延伸倍率
が低すぎると、空孔率が低いものしか得られず、また高
すぎると所定の空孔率及び孔径のものが得られなくなる
ので上記範囲が適当である。本発明において低温延伸倍
率(E1)は次の式(2)に従う。式(2)のL1は低温
延伸後のフィルム寸法を意味し、L0は低温延伸前のフ
ィルム寸法を意味する。
The heat-treated and laminated film is made porous by stretching. Stretching is performed in the order of low-temperature stretching and then high-temperature stretching, and is usually performed at a peripheral speed difference of a stretching roll. The temperature for the low temperature stretching is -20 to 50C, particularly preferably 20 to 35C. If the stretching temperature is low, the film is likely to break during the operation, while if it is too high, the porosity becomes insufficient, which is not suitable. Low-temperature stretching ratio is 5-200
%, Preferably in the range of 10 to 100%. If the stretching ratio is too low, only a material having a low porosity can be obtained, and if it is too high, a material having a predetermined porosity and pore size cannot be obtained, so the above range is appropriate. In the present invention, the low-temperature stretching ratio (E 1 ) complies with the following equation (2). In the formula (2), L 1 means the film size after low-temperature stretching, and L 0 means the film size before low-temperature stretching.

【0027】 式(2) E1=[(L1−L0)/L0]×100Equation (2) E 1 = [(L 1 −L 0 ) / L 0 ] × 100

【0028】低温延伸したフィルムは、次いで高温延伸
される。高温延伸は加熱空気循環オーブン中で70〜1
30℃、特に好ましくは100〜125℃の温度範囲で
行われる。延伸温度が上記範囲を外れると多孔化が不十
分となるので適当でない。また、高温延伸は低温延伸の
温度より40〜100℃高い温度で行うのが好適であ
る。高温延伸の倍率は100〜400%の範囲である。
延伸倍率が低すぎると、多孔化が不十分となり、また高
すぎると所定の透気度、空孔率及び孔径のものが得られ
なくなるので上記範囲が適当である。本発明において高
温延伸倍率(E2)は次の式(3)に従う。式(3)の
2は高温延伸後のフィルム寸法を意味し、L1は低温延
伸後のフィルム寸法を意味する。
The low temperature stretched film is then hot stretched. High temperature stretching is 70-1 in a heated air circulation oven.
The reaction is carried out at a temperature of 30 ° C, particularly preferably 100 to 125 ° C. If the stretching temperature is out of the above range, the porosity becomes insufficient, which is not appropriate. The high-temperature stretching is preferably performed at a temperature 40 to 100 ° C. higher than the low-temperature stretching temperature. The high temperature stretching ratio is in the range of 100 to 400%.
If the stretching ratio is too low, the porosity becomes insufficient, and if it is too high, the desired air permeability, porosity and pore size cannot be obtained, so the above range is appropriate. In the present invention, the high-temperature stretching ratio (E 2 ) follows the following equation (3). In the formula (3), L 2 means the film size after high-temperature stretching, and L 1 means the film size after low-temperature stretching.

【0029】 式(3) E2=[(L2−L1)/L1]×100Equation (3) E 2 = [(L 2 −L 1 ) / L 1 ] × 100

【0030】本発明の積層多孔質フィルムの延伸多孔化
工程において、フィルムの幅方向の長さが大きく減少し
て透気度、空孔率及び極大孔径等の多孔質フィルムの性
能が損われる場合には、フィルムの幅方向の両端をチャ
ック、ピンチロール等で固定しつつ延伸する方法、フィ
ルムを延伸多孔化した後に延伸時に生じた幅方向のフィ
ルム長さ減少を横延伸によって復元する方法等の手法に
よって改良を行うことができる。例えば、フィルムの幅
方向の長さ減少を復元するためには、低温及び高温延伸
をした後に高温で横延伸を行う。
[0030] In the process of stretching and porosifying the laminated porous film of the present invention, when the length in the width direction of the film is greatly reduced and the performance of the porous film such as air permeability, porosity and maximum pore diameter is impaired. A method of stretching while fixing both ends in the width direction of the film with a chuck, a pinch roll, or the like, a method of restoring a decrease in the width of the film in the width direction caused by stretching after stretching the film to be porous, and the like, such as a transverse stretching method. Improvements can be made by the technique. For example, in order to restore the decrease in length in the width direction of the film, transverse stretching is performed at a high temperature after stretching at a low temperature and a high temperature.

【0031】高温横延伸には、加熱空気循環オーブン中
でフィルムの幅方向の両端チャックで固定してテンター
方式に幅方向に延伸する方法、スパイラルロールを用い
てリード角に従った延伸を行う方法等がある。高温横延
伸の温度は、70〜130℃、特に好ましくは100〜
125℃である。この範囲をはずれると、高温横延伸し
ても透気度、空孔率及び極大孔径が改良されないので適
当でない。
For the high-temperature transverse stretching, a method in which the film is fixed in a heated air circulation oven with both-side chucks in the width direction and stretched in the width direction by a tenter method, or a method in which stretching is performed according to a lead angle using a spiral roll. Etc. The temperature for high-temperature transverse stretching is 70 to 130 ° C, particularly preferably 100 to 130 ° C.
125 ° C. Outside of this range, high-temperature transverse stretching is not suitable because the air permeability, porosity and maximum pore size are not improved.

【0032】通常、低温延伸及び高温延伸によって、フ
ィルムの幅方向の長さは延伸前のそれに対して80〜9
0%程度に減少する。高温横延伸の延伸倍率はこの幅方
向の長さの減少を適切に復元する範囲で行うのが好まし
い。高温横延伸の延伸倍率は、5〜40%、より好まし
くは10〜30%である。延伸倍率が低すぎると、低温
及び高温延伸時に生じた幅方向のフィルム長さ減少を復
元するに至らず、また高すぎるとフィルムの厚みのバラ
ツキが大きくなり、しかも場合によっては多孔質フィル
ムの破膜が生じるので、上記範囲が好適である。本発明
において高温横延伸倍率(E3)は次の式(4)に従
う。式(4)のL4は高温横延伸後のフィルムの幅方向
長さを意味し、L3は低温延伸及び高温延伸後のフィル
ムの幅方向の長さを意味する。
Usually, the length in the width direction of the film is 80 to 9 times that of the film before stretching by low-temperature stretching and high-temperature stretching.
It decreases to about 0%. The stretching ratio of the high-temperature transverse stretching is preferably set within a range that appropriately restores the decrease in the length in the width direction. The stretching ratio of the high-temperature transverse stretching is 5 to 40%, more preferably 10 to 30%. If the stretching ratio is too low, the decrease in the film length in the width direction caused at the time of low-temperature and high-temperature stretching cannot be restored, and if it is too high, the thickness of the film will vary widely, and in some cases, the porous film will break. The above range is preferable because a film is formed. In the present invention, the high-temperature transverse stretching ratio (E 3 ) complies with the following equation (4). L 4 in the formula (4) means the length in the width direction of the film after high-temperature transverse stretching, and L 3 means the length in the width direction of the film after low-temperature stretching and high-temperature stretching.

【0033】 式(4) E3=[(L4−L3)/L3]×100Equation (4) E 3 = [(L 4 −L 3 ) / L 3 ] × 100

【0034】本発明において、低温延伸、高温延伸及び
高温横延伸をした後、多孔質フィルムの熱固定を行う。
熱固定は、延伸時に作用した応力残留によるフィルムの
延伸方向への収縮を防ぐために予め延伸後のフィルム長
さが10〜50%減少する程度熱収縮させる方法や、延
伸方向の寸法が変化しないように規制して加熱する方法
等で行われる。この熱固定によって寸法安定性の良い所
期の課題を満たす多孔質フィルムにすることができる。
In the present invention, after the low-temperature stretching, the high-temperature stretching and the high-temperature transverse stretching, the porous film is heat-set.
In order to prevent the film from shrinking in the stretching direction due to the residual stress applied during stretching, the heat setting is performed by a method in which the length of the film after stretching is reduced by 10 to 50% in advance, or the dimension in the stretching direction is not changed. It is carried out by a method such as heating while regulating the temperature. By this heat setting, it is possible to obtain a porous film having good dimensional stability and satisfying the intended problem.

【0035】本発明の電池用セパレータは、以下の測定
装置を用いて評価した接触角が55度以下、より好まし
くは50度以下である。接触角の評価は、ジメトキシエ
タン/プロピレンカーボネートの1:1(vol/vo
l)混合液に過塩素酸リチウムを溶解して1M/Lに調
製した非水電解液を、セパレータ上に滴下したものにつ
いて測定した。接触角が小さいほど、セパレータの非水
電解液に対する濡れ性及び浸透性が優れる。 測定条件 : 温度 23℃、湿度 50% 測定装置 画像処理式接触角計 CA−X型 協和界面化学(株)製
The battery separator of the present invention has a contact angle of 55 degrees or less, more preferably 50 degrees or less, as evaluated using the following measuring device. The evaluation of the contact angle was performed by using 1: 1 (vol / vol) of dimethoxyethane / propylene carbonate.
l) A non-aqueous electrolyte prepared by dissolving lithium perchlorate in a mixed solution to 1 M / L was dropped on a separator and measured. The smaller the contact angle is, the better the wettability and permeability of the separator to the non-aqueous electrolyte are. Measurement conditions: temperature 23 ° C, humidity 50% Measuring device Image processing type contact angle meter CA-X type manufactured by Kyowa Interface Chemical Co., Ltd.

【0036】このようにして製造される電池用セパレー
タは、前記製造条件によっても多少異なるが、空孔率は
30〜85%、好ましくは35〜75%、極大孔径は
0.02〜3μm、好ましくは0.03〜0.5μm、
透気度は30秒/100cc〜2000秒/100c
c、好ましくは70秒/100cc〜600秒/100
ccである。空孔率が低すぎると電池用セパレータとし
て使用したときの機能が十分でなく、また大きすぎると
機械的強度が低下する。また、極大孔径が小さすぎる
と、電池用セパレータとして使用したときイオンの移動
性が悪くなり、極大孔径が大きすぎるとイオン移動が大
きすぎるので不適当である。
The porosity of the battery separator manufactured as described above varies somewhat depending on the manufacturing conditions, but the porosity is 30 to 85%, preferably 35 to 75%, and the maximum pore size is 0.02 to 3 μm, preferably. Is 0.03-0.5 μm,
Air permeability is 30 seconds / 100cc to 2000 seconds / 100c
c, preferably 70 sec / 100 cc to 600 sec / 100
cc. If the porosity is too low, the function when used as a battery separator is not sufficient, and if it is too high, the mechanical strength decreases. On the other hand, if the maximum pore diameter is too small, the mobility of ions is deteriorated when used as a battery separator, and if the maximum pore diameter is too large, ion migration is too large, which is not suitable.

【0037】また、本発明の電池用セパレータを105
℃で2時間熱処理した際のフィルム幅方向の熱収縮率は
+3%以下である。電池用セパレータが、フィルムの幅
方向に前記範囲よりも大きく熱収縮すると、幅方向の寸
法が小さくなり、幅方向端部の電極が露出して短絡を引
き起すことが懸念されるため適当でない。
The battery separator of the present invention is
The heat shrinkage in the film width direction when heat-treated at 2 ° C. for 2 hours is + 3% or less. If the battery separator thermally shrinks in the width direction of the film more than the above range, the dimension in the width direction is reduced, and there is a concern that the electrode at the end in the width direction is exposed to cause a short circuit, which is not appropriate.

【0038】本発明の電池用セパレータにおいて、表面
層に高融点ポリエチレン、中間層(内層)に低融点ポリ
エチレンを配設した場合には、中間層の低融点ポリエチ
レンからなる多孔質層が所定温度領域で熱閉塞した後
に、表面層に配設された高融点ポリエチレンからなる多
孔質層が前記中間層の熱閉塞に引続いて連続的に熱閉塞
することで積層多孔質フィルム、すなわち電池用セパレ
ータ全体が無孔化する。この熱閉塞は、該電池用セパレ
ータを延伸法により製造していることからセパレータフ
ィルムの熱収縮を支配的因子としており、例えば表面層
にさらに高温度領域まで熱変形の生じないポリプロピレ
ンからなる多孔質層を配すると、中間層の熱収縮が阻害
されるために熱閉塞が迅速に生じないという不具合が生
じる。換言すれば、中間層に配する材料の選択及び融点
の異なるポリエチレンからなる積層構造によって、該電
池用セパレータの優れた熱閉塞特性が発現される。該電
池用セパレータを構成材料として含む電池は、電池用セ
パレータの中間層のみの無孔化によって、低い温度領域
でしかも従来のセパレータ全体を熱閉塞させるのに要す
る熱量に比較して小さい融解熱量で迅速に、異常時の発
熱、発火を回避することができる。具体的には、中間層
に配設された低融点ポリエチレンからなる多孔質層の多
孔質構造が消失して無孔化する熱閉塞温度は132℃以
下であり、該熱閉塞にともなう融解熱量は0.12J/
cm2以下である。さらに、電池用セパレータの厚みは
機械的強度、性能、小型化等の面から5〜100μm、
特に好ましくは20〜40μmに調製される。
In the battery separator of the present invention, when a high-melting polyethylene is provided for the surface layer and a low-melting polyethylene is provided for the intermediate layer (inner layer), the porous layer made of the low-melting polyethylene of the intermediate layer has a predetermined temperature range. After heat-sealing, the porous layer made of high-melting-point polyethylene disposed on the surface layer is continuously heat-sealed following the heat-sealing of the intermediate layer, so that the laminated porous film, that is, the entire battery separator. Becomes nonporous. This thermal obstruction has a dominant factor in the heat shrinkage of the separator film because the battery separator is manufactured by a stretching method.For example, a porous layer made of polypropylene that does not undergo thermal deformation up to a higher temperature region in the surface layer. When a layer is provided, a problem occurs in that thermal shrinkage of the intermediate layer is hindered, so that thermal clogging does not occur quickly. In other words, by selecting a material to be disposed in the intermediate layer and a laminated structure made of polyethylene having different melting points, excellent heat blocking characteristics of the battery separator are exhibited. Batteries containing the battery separator as a constituent material have a low melting temperature due to the non-porosity of only the middle layer of the battery separator, and a small heat of fusion compared to the heat required to heat block the entire conventional separator. Heat generation and ignition at the time of abnormality can be avoided quickly. Specifically, the heat blocking temperature at which the porous structure of the low melting point polyethylene disposed in the intermediate layer disappears and becomes nonporous is 132 ° C. or less, and the heat of fusion due to the heat blocking is 0.12J /
cm 2 or less. Furthermore, the thickness of the battery separator is 5 to 100 μm in terms of mechanical strength, performance, miniaturization, and the like.
Particularly preferably, the thickness is adjusted to 20 to 40 μm.

【0039】本発明では、融点の異なるポリエチレンを
積層して適切な条件及び手法で延伸多孔化することで、
低い温度領域でしかも迅速に熱閉塞する積層多孔質フィ
ルム、すなわち電池用セパレータが得られた。この熱閉
塞性能の改良は、該電池用セパレータを構成材料として
含むリチウム電池に優れたヒューズ機能を付与すること
ができる。
In the present invention, polyethylene having different melting points is laminated and stretched and porous under appropriate conditions and techniques.
A laminated porous film that quickly and thermally closed in a low temperature range, that is, a battery separator was obtained. This improvement in the heat blocking performance can impart an excellent fuse function to a lithium battery including the battery separator as a constituent material.

【0040】本発明のセパレータを使用することによ
り、低い温度領域で迅速に熱閉塞する優れたヒューズ機
能を有するリチウム電池を製造することができる。本発
明のリチウム電池は、前記セパレータを使用して通常の
方法により、円筒型、角型、コイン型等の形状に作製さ
れる。リチウム電池を構成するセパレータ以外の構成部
材については特に限定されないが、以下のような構成部
材が使用される。
By using the separator of the present invention, it is possible to manufacture a lithium battery having an excellent fuse function of rapidly closing a heat in a low temperature range. The lithium battery of the present invention is manufactured into a cylindrical shape, a square shape, a coin shape, or the like by the usual method using the separator. The constituent members other than the separator constituting the lithium battery are not particularly limited, but the following constituent members are used.

【0041】例えば、正極材料(正極活物質)として
は、リチウム含有金属酸化物、硫化物又は塩化物のよう
なリチウム含有金属化合物が使用される。リチウム含有
金属酸化物としては、例えばコバルト、マンガン、ニッ
ケル、クロム、鉄およびバナジウムからなる群より選ば
れる少なくとも1種類以上の金属とリチウムとのリチウ
ム複合酸化物が使用される。このようなリチウム複合酸
化物としては、例えば、LiCoO2、LiMn24
LiNiO2などが挙げられる。
For example, as the positive electrode material (positive electrode active material), a lithium-containing metal compound such as a lithium-containing metal oxide, sulfide or chloride is used. As the lithium-containing metal oxide, for example, a lithium composite oxide of at least one metal selected from the group consisting of cobalt, manganese, nickel, chromium, iron and vanadium and lithium is used. Examples of such a lithium composite oxide include LiCoO 2 , LiMn 2 O 4 ,
LiNiO 2 and the like.

【0042】正極は、前記の正極材料をアセチレンブラ
ック、カーボンブラックなどの導電剤およびポリテトラ
フルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン
(PVDF)などの結着剤と混練して正極合剤とした
後、この正極材料を集電体としてのアルミニウム箔やス
テンレス製のラス板に塗布して、乾燥、加圧成型後、5
0℃〜250℃程度の温度で2時間程度真空下で加熱処
理することにより作製される。
The positive electrode is prepared by kneading the above positive electrode material with a conductive agent such as acetylene black and carbon black and a binder such as polytetrafluoroethylene (PTFE) and polyvinylidene fluoride (PVDF) to form a positive electrode mixture. The positive electrode material is applied to an aluminum foil or a stainless steel lath plate as a current collector, dried, pressed and molded.
It is produced by performing a heat treatment under a vacuum at a temperature of about 0 ° C. to 250 ° C. for about 2 hours.

【0043】負極(負極活物質)としては、リチウム金
属やリチウム合金、および、リチウムを吸蔵・放出可能
なカーボン又はグラファイトを含む炭素材料、例えばコ
ークス、天然黒鉛や人造黒鉛などの炭素材料、複合スズ
酸化物が使用される。特に、格子面(002)の面間隔
(d002)が0.335〜0.340nmである黒鉛型
結晶構造を有する炭素材料を使用することが好ましい。
なお、粉末状の炭素材料はエチレンプロピレンジエンタ
ーポリマー(EPDM)、ポリテトラフルオロエチレン
(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)など
の結着剤と混練して負極合剤として使用される。
As the negative electrode (negative electrode active material), a carbon material containing lithium metal, a lithium alloy, and carbon or graphite capable of occluding and releasing lithium, for example, a carbon material such as coke, natural graphite and artificial graphite, and a composite tin An oxide is used. In particular, it is preferable to use a carbon material having a graphite-type crystal structure in which the plane spacing (d 002 ) of the lattice plane (002) is 0.335 to 0.340 nm.
The powdered carbon material is used as a negative electrode mixture by kneading with a binder such as ethylene propylene diene terpolymer (EPDM), polytetrafluoroethylene (PTFE), or polyvinylidene fluoride (PVDF).

【0044】非水電解液としては、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、
ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、ジ
エチルカーボネート、γ−ブチロラクトン、アセトニト
リル、1,2−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン
等の有機溶媒に電解質を溶解したものが使用されてい
る。電解質としては、例えば、LiPF6、LiBF4
LiClO4、CF3SO3Li、(CF3SO22NL
i、(C25SO22NLi、LiC(SO2CF33
などが挙げられる。これらの電解質は、1種類で使用し
てもよく、2種類以上組み合わせて使用してもよい。こ
れら電解質は、前記の非水溶媒に通常0.1〜3M、好
ましくは0.5〜1.5Mの濃度で溶解されて使用され
る。
Examples of the non-aqueous electrolyte include ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate,
A solution in which an electrolyte is dissolved in an organic solvent such as dimethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, diethyl carbonate, γ-butyrolactone, acetonitrile, 1,2-dimethoxyethane, and tetrahydrofuran is used. Examples of the electrolyte include LiPF 6 , LiBF 4 ,
LiClO 4 , CF 3 SO 3 Li, (CF 3 SO 2 ) 2 NL
i, (C 2 F 5 SO 2 ) 2 NLi, LiC (SO 2 CF 3 ) 3
And the like. These electrolytes may be used alone or in combination of two or more. These electrolytes are used after being dissolved in the above non-aqueous solvent at a concentration of usually 0.1 to 3M, preferably 0.5 to 1.5M.

【0045】上記構成部材を使用するリチウム電池の製
造については特に限定されないが、例えばコイン型電池
は以下のような方法により製造できる。LiCoO
2(正極活物質)を80重量%、アセチレンブラック
(導電剤)を10重量%、ポリフッ化ビニリデン(結着
剤)を10重量%の割合で混合し、これに1−メチル−
2−ピロリドン溶剤を加えて混合したものをアルミニウ
ム箔上に塗布し、乾燥、加圧成型、加熱処理して正極を
調製する。天然黒鉛(負極活物質)を90重量%、ポリ
フッ化ビニリデン(結着剤)を10重量%の割合で混合
し、これに1−メチル−2−ピロリドン溶剤を加え、混
合したものを銅箔上に塗布し、乾燥、加圧成型、加熱処
理して負極を調製する。そして、本発明のセパレータを
用い、前記非水電解液を注入させてコイン型リチウム二
次電池(直径20mm、厚さ3.2mm)が作製でき
る。
The production of a lithium battery using the above-mentioned constituent members is not particularly limited. For example, a coin-type battery can be produced by the following method. LiCoO
2 80% by weight of (positive electrode active material), 10% by weight of acetylene black (conductive agent), and 10% by weight of polyvinylidene fluoride (binder), and 1-methyl-
A mixture obtained by adding and mixing a 2-pyrrolidone solvent is applied onto an aluminum foil, dried, press-molded, and heat-treated to prepare a positive electrode. 90% by weight of natural graphite (negative electrode active material) and 10% by weight of polyvinylidene fluoride (binder) were added, and a 1-methyl-2-pyrrolidone solvent was added thereto. , Dried, pressed, and heat-treated to prepare a negative electrode. Then, the coin-type lithium secondary battery (diameter 20 mm, thickness 3.2 mm) can be manufactured by injecting the non-aqueous electrolyte using the separator of the present invention.

【0046】[0046]

【実施例】次に実施例及び比較例を示し、本発明につい
て更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定される
ものではない。
Next, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto.

【0047】実施例1 高融点ポリエチレンとして、数平均分子量20000、
密度0.964、融点134℃の高密度ポリエチレン
を、吐出幅1000mm、吐出リップ開度2mmのTダ
イを使用して溶融押出しした。吐出フィルムは、117
℃の冷却ロールに導かれ、25℃の冷風が吹きつけられ
て冷却された後、20m/minで引取られた。得られ
たポリエチレンフィルムの膜厚は10.5μmであっ
た。この未延伸ポリエチレンフィルムは、引取り方向を
固定された状態で、120℃に60秒間熱処理した後、
室温まで冷却した。熱処理された未延伸ポリエチレンフ
ィルムの複屈折は、35.1×10-3、弾性回復率は5
6%であった。
Example 1 As a high melting point polyethylene, a number average molecular weight of 20,000
High-density polyethylene having a density of 0.964 and a melting point of 134 ° C. was melt-extruded using a T-die having a discharge width of 1,000 mm and a discharge lip opening of 2 mm. The discharge film is 117
After being guided by a cooling roll at 25 ° C. and being cooled by blowing cold air at 25 ° C., it was taken off at 20 m / min. The thickness of the obtained polyethylene film was 10.5 μm. This unstretched polyethylene film is heat-treated at 120 ° C. for 60 seconds with the take-off direction fixed,
Cooled to room temperature. The heat-treated unstretched polyethylene film has a birefringence of 35.1 × 10 −3 and an elastic recovery of 5
6%.

【0048】低融点ポリエチレンとして、数平均分子量
14000、密度0.957、融点132℃の高密度ポ
リエチレンを、吐出幅1000mm、吐出リップ開度2
mmのTダイを使用して溶融押出しした。吐出フィルム
は、117℃の冷却ロールに導かれ、25℃の冷風が吹
きつけられて冷却された後、20m/minで引取られ
た。得られたポリエチレンフィルムの膜厚は10.5μ
mであった。この未延伸ポリエチレンフィルムは、引取
り方向を固定された状態で、120℃に60秒間熱処理
した後、室温まで冷却した。熱処理された未延伸ポリエ
チレンフィルムの複屈折は、35.8×10-3、弾性回
復率は46%であった
High-density polyethylene having a number average molecular weight of 14,000, a density of 0.957 and a melting point of 132 ° C. was used as the low melting point polyethylene.
It was melt extruded using a mm T die. The discharge film was guided to a cooling roll at 117 ° C., cooled by blowing cool air at 25 ° C., and then taken up at 20 m / min. The thickness of the obtained polyethylene film is 10.5 μm.
m. This unstretched polyethylene film was heat-treated at 120 ° C. for 60 seconds with the take-off direction fixed, and then cooled to room temperature. The heat-treated unstretched polyethylene film had a birefringence of 35.8 × 10 −3 and an elastic recovery of 46%.

【0049】熱処理したポリエチレンフィルムは、高融
点ポリエチレンを表面層に、低融点ポリエチレンを中間
層に配した三層構成に積層された。積層は、三組のロー
ルスタンドから該ポリエチレンフィルムをそれぞれ巻出
し速度6.5m/minで巻出し、加熱ロールに導き、
温度120℃、線圧1.8kg/cmで熱圧着し、その
後同速度で50℃の冷却ロールに導いて巻きとった。巻
取り速度は6.5m/min、巻出し張力は0.9kg
であった。得られた未延伸積層フィルムの膜厚は31.
5μmであった。
The heat-treated polyethylene film was laminated in a three-layer structure in which high-melting-point polyethylene was disposed on the surface layer and low-melting-point polyethylene was disposed on the intermediate layer. The lamination is performed by unwinding the polyethylene film from the three roll stands at an unwinding speed of 6.5 m / min, respectively, and guiding the polyethylene film to a heating roll.
Thermocompression bonding was performed at a temperature of 120 ° C. and a linear pressure of 1.8 kg / cm. Winding speed is 6.5m / min, unwinding tension is 0.9kg
Met. The thickness of the obtained unstretched laminated film was 31.
It was 5 μm.

【0050】未延伸積層フィルムは、30℃に保持され
たニップロール間で50%低温延伸された。この時のロ
ール間は350mm、供給側のロール速度は2m/mi
nであった。低温延伸した積層フィルムは、引続き11
5℃に加熱された熱風循環オーブン中に導かれ、ロール
周速差を利用してロール間で総延伸量250%になるま
で高温延伸された後、115℃に加熱されたロールで2
5%緩和させて72秒間熱固定され、連続的に積層多孔
質フィルム、すなわち電池用セパレータを得た。
The unstretched laminated film was stretched at a low temperature by 50% between nip rolls kept at 30 ° C. At this time, the distance between the rolls was 350 mm, and the roll speed on the supply side was 2 m / mi.
n. The laminated film stretched at low temperature continues to be 11
It is guided into a hot-air circulation oven heated to 5 ° C., stretched at a high temperature to a total stretching amount of 250% between the rolls by using a difference in roll peripheral speed, and then heated at 115 ° C. by a roll.
The film was heat-set for 72 seconds with a 5% relaxation, and a laminated porous film, that is, a battery separator was continuously obtained.

【0051】得られた電池用セパレータの膜厚、空孔
率、極大孔径、透気度、引張強度、熱収縮率、熱閉塞温
度を表1に、熱閉塞挙動を図1に示す。電池用セパレー
タの非水電解液に対する接触角は46度であった。ま
た、132℃に10分間熱処理して模擬的に熱閉塞させ
た熱処理前後の該電池用セパレータの断面構造を図2
(倍率4000倍)及び図3(倍率5000倍)に示
す。実施例1の電池用セパレータは、中間層に配された
低融点ポリエチレンが局所的に熱閉塞するために、図1
の電気抵抗の増加が急激で且つ電気抵抗の増加する温度
域も低い。電池用セパレータの熱閉塞を担う中間層を取
出して融解熱量を測定したところ、0.094J/cm
2であった。上記評価の方法は以下に従って行った。 1)空孔率、極大孔径 ユアサアイオニクス社製 水銀ポロシメータを用いて測
定した。試料を0.03〜0.07g秤量してガラス製
のセル中で真空とした後、水銀を圧入、充填する。充填
の際の水銀圧及び圧入水銀量から極大孔径及び空孔率を
求めた。 2)透気度 JIS P8117に準じて測定した。測定装置として
B型ガーレーデンソメーター(東洋精機社製)を使用し
た。試料片を直径28.6mm、面積645mm2の円
孔に締付ける。内筒重量567gにより、筒内の空気を
試験円孔部から筒外へ通過させる。空気100ccが通
過する時間を測定し、透気度(ガーレー値)とした。 3)引張強度 ASTM D−822に準じて測定した。オリエンテッ
ク社製UTM−III−100型引張試験機を用いて、試料幅
10mm、初期試料長(チャック間)50mm、引張速
度50mm/minの条件で最大応力を測定した。 4)熱収縮率 電池用セパレータの幅方向に対して初期長200mmで
目盛りを記し、無拘束状態で105℃に設定したオーブ
ン中で2時間静置して取出した後の寸法を測定した。熱
収縮率は次の式(5)に従う。式(5)のL6はオーブ
ンから取出した後のフィルム寸法を意味し、L5は初期
のフィルム寸法を意味する。 式(5) 熱収縮率=(L5−L6)/L5×100 5)熱閉塞温度、熱閉塞挙動 自製の電気抵抗測定用セル(図4)を用いて、電気抵抗
の温度依存性を測定した。電池用セパレータは、ジメト
キシエタン/プロピレンカーボネートの1:1(vol/v
ol)混合液に過塩素酸リチウムを溶解して1M/Lに調
製した非水電解液に浸して脱気し、該非水電解液を微多
孔中に含ませた。この試料(セパレータ)8をニッケル
製電極3,4間に挟み込み、測定用セル内にセットし
て、オーブン中で室温から10℃/minの速度で昇温
を行った。電極間の電気抵抗は日置電気(株)製352
0 LCR HiTESTERを用いて測定した。熱閉
塞温度は電気抵抗が測定前に比較して100倍以上とな
る温度とした。なお、図4中、縦断面図における4個所
の締め付け部のうち便宜上1個所のみを示した。 5)融解熱量 パーキンエルマー社製DSC−7を用いて測定した。試
料は所定面積に切取られ、昇温速度10℃/minにて
融解曲線の積分値から融解熱量を求めた。
Table 1 shows the film thickness, porosity, maximum pore size, air permeability, tensile strength, heat shrinkage, and heat closing temperature of the obtained battery separator, and FIG. 1 shows the heat closing behavior. The contact angle of the battery separator with the non-aqueous electrolyte was 46 degrees. FIG. 2 is a cross-sectional view of the battery separator before and after the heat treatment performed at 132 ° C. for 10 minutes to simulate the thermal closure.
(Magnification 4000 times) and FIG. 3 (magnification 5000 times). In the battery separator of Example 1, the low-melting-point polyethylene disposed in the intermediate layer was locally clogged with heat.
, And the temperature range where the electric resistance increases is low. When the intermediate layer responsible for thermal obstruction of the battery separator was taken out and the heat of fusion was measured, it was 0.094 J / cm
Was 2 . The above evaluation method was performed as follows. 1) Porosity, maximum pore diameter Measured using a mercury porosimeter manufactured by Yuasa Ionics. After weighing 0.03 to 0.07 g of the sample and evacuating it in a glass cell, mercury is injected and filled. The maximum pore diameter and porosity were determined from the mercury pressure and the amount of mercury injected during the filling. 2) Air permeability Measured according to JIS P8117. A B-type Gurley densometer (manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.) was used as a measuring device. The sample piece is fastened to a circular hole having a diameter of 28.6 mm and an area of 645 mm 2 . With the inner cylinder weight of 567 g, the air in the cylinder is allowed to pass from the test hole to the outside of the cylinder. The time required for 100 cc of air to pass was measured and defined as the air permeability (Gurley value). 3) Tensile strength Measured according to ASTM D-822. The maximum stress was measured using a UTM-III-100 type tensile tester manufactured by Orientec under the conditions of a sample width of 10 mm, an initial sample length (between chucks) of 50 mm, and a tensile speed of 50 mm / min. 4) Heat Shrinkage Scale was marked with an initial length of 200 mm in the width direction of the battery separator, and the dimensions were measured after taking out in an oven set at 105 ° C. for 2 hours in an unconstrained state. The heat shrinkage ratio follows the following equation (5). In the formula (5), L 6 means the film size after being removed from the oven, and L 5 means the initial film size. Equation (5) Heat Shrinkage = (L 5 −L 6 ) / L 5 × 100 5) Heat Closure Temperature, Heat Closure Behavior Temperature dependence of electric resistance using a self-made cell for measuring electric resistance (FIG. 4). Was measured. The battery separator is a 1: 1 (vol / v) of dimethoxyethane / propylene carbonate.
ol) Lithium perchlorate was dissolved in the mixed solution, immersed in a non-aqueous electrolyte solution adjusted to 1 M / L and degassed, and the non-aqueous electrolyte solution was contained in the microporous body. This sample (separator) 8 was sandwiched between the nickel-made electrodes 3 and 4, set in a cell for measurement, and heated in an oven at a rate of 10 ° C./min from room temperature. The electric resistance between the electrodes is 352 manufactured by Hioki Electric Co., Ltd.
0 Measured using LCR HiTESTER. The heat closing temperature was a temperature at which the electric resistance became 100 times or more as compared with that before the measurement. In FIG. 4, only one of the four fastening portions in the longitudinal sectional view is shown for convenience. 5) Heat of fusion It was measured using DSC-7 manufactured by PerkinElmer. The sample was cut into a predetermined area, and the heat of fusion was determined from the integral of the melting curve at a rate of temperature increase of 10 ° C./min.

【0052】実施例2 高温延伸後にフィルムの幅方向に高温横延伸を行った以
外は、実施例1と同様にして電池用セパレータを得た。
高温横延伸は、延伸温度120℃、延伸倍率10%、緩
和倍率4%であった。得られた電池用セパレータの膜
厚、空孔率、極大孔径、透気度、引張強度、熱収縮率、
熱閉塞温度を表1に示す。電池用セパレータの非水電解
液に対する接触角は47度であった。また、電池用セパ
レータの熱閉塞を担う中間層を取出して融解熱量を測定
したところ、0.093J/cm2であった。
Example 2 A battery separator was obtained in the same manner as in Example 1 except that high-temperature transverse stretching was performed in the width direction of the film after high-temperature stretching.
In the high-temperature transverse stretching, the stretching temperature was 120 ° C., the stretching ratio was 10%, and the relaxation ratio was 4%. Film thickness, porosity, maximum pore size, air permeability, tensile strength, heat shrinkage of the obtained battery separator,
Table 1 shows the heat closing temperature. The contact angle of the battery separator with the non-aqueous electrolyte was 47 degrees. Further, when the intermediate layer responsible for heat blocking of the battery separator was taken out and the heat of fusion was measured, it was 0.093 J / cm 2 .

【0053】比較例1 数平均分子量20000、密度0.964、融点134
℃の高密度ポリエチレンを、吐出幅1000mm、吐出
リップ開度2mmのTダイを使用して溶融押出しした。
吐出フィルムは、117℃の冷却ロールに導かれ、25
℃の冷風が吹きつけられて冷却された後、20m/mi
nで引取られた。得られたポリエチレンフィルムの膜厚
は10.5μmであった。この未延伸ポリエチレンフィ
ルムは、引取り方向を固定された状態で、120℃に6
0秒間熱処理した後、室温まで冷却した。熱処理された
未延伸ポリエチレンフィルムの複屈折は、35.3×1
-3、弾性回復率は58%であった。
Comparative Example 1 Number average molecular weight 20,000, density 0.964, melting point 134
C. was extruded using a T-die having a discharge width of 1000 mm and a discharge lip opening of 2 mm.
The discharge film was guided to a cooling roll at 117 ° C.
20m / mi after being cooled by blowing cold air of
n. The thickness of the obtained polyethylene film was 10.5 μm. This unstretched polyethylene film is heated to 120 ° C. in a state where the take-up direction is fixed.
After the heat treatment for 0 second, it was cooled to room temperature. The birefringence of the heat-treated unstretched polyethylene film was 35.3 × 1
0 -3 , the elastic recovery was 58%.

【0054】熱処理したポリエチレンフィルムは、同一
のポリエチレンフィルムを三枚重ね合せた三層構成に積
層された後、延伸多孔化された。フィルムの積層及び延
伸は実施例1と同様に行った。得られた積層多孔質フィ
ルム、すなわち電池用セパレータの膜厚、空孔率、極大
孔径、透気度、引張強度、熱収縮率、熱閉塞温度を表1
に、熱閉塞挙動を図1に示す。比較例1の電池用セパレ
ータは、高融点ポリエチレンが電池用セパレータ全体に
わたって熱閉塞するために、図1の電気抵抗の増加が緩
やかで且つ電気抵抗の増加する温度域も高い。また熱閉
塞に要する融解熱量は0.26J/cm2であった。
The heat-treated polyethylene film was laminated into a three-layer structure in which three identical polyethylene films were laminated, and then stretched and made porous. Lamination and stretching of the film were performed in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the thickness, porosity, maximum pore size, air permeability, tensile strength, heat shrinkage, and heat closing temperature of the obtained laminated porous film, that is, the battery separator.
FIG. 1 shows the thermal clogging behavior. In the battery separator of Comparative Example 1, since the high-melting-point polyethylene thermally clogs the entire battery separator, the increase in electrical resistance in FIG. 1 is moderate and the temperature range in which the electrical resistance increases is also high. The heat of fusion required for heat blockage was 0.26 J / cm 2 .

【0055】[0055]

【発明の効果】本発明によると、融点の異なるポリエチ
レンを積層し、延伸法によって多孔化することで、フィ
ルム幅方向への熱収縮率が小さく、低い温度領域でしか
も迅速に熱閉塞するポリエチレン系積層多孔質フィルム
からなる電池用セパレータが得られた。本発明の熱閉塞
挙動の改良によって、低い温度領域で迅速に熱閉塞する
優れたヒューズ機能を有する電池用セパレータ及びそれ
を用いたリチウム電池を提供することができる。
According to the present invention, by laminating polyethylenes having different melting points and making them porous by a stretching method, a polyethylene-based material which has a small heat shrinkage in the film width direction, and is quickly heat-sealed in a low temperature region. A battery separator made of the laminated porous film was obtained. By improving the heat closing behavior of the present invention, it is possible to provide a battery separator having an excellent fuse function of rapidly performing heat closing in a low temperature range, and a lithium battery using the same.

【0056】[0056]

【表1】 [Table 1]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の電池用セパレータにおける熱閉塞挙
動を示す図である。
FIG. 1 is a view showing a heat blocking behavior in a battery separator of the present invention.

【図2】 本発明の電池用セパレータにおいて、132
℃に10分間熱処理して模擬的に熱閉塞させた該電池用
セパレータの熱処理前の断面構造を示す図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the battery separator of the present invention;
It is a figure which shows the cross-sectional structure before the heat treatment of this battery separator heat-clogged by heat-treating at 10 degreeC for 10 minutes simulatedly.

【図3】 本発明の電池用セパレータにおいて、132
℃に10分間熱処理して模擬的に熱閉塞させた該電池用
セパレータの断面構造を示す図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the battery separator of the present invention;
It is a figure which shows the cross-section of the said battery separator heat-clogged by heat-treating at 10 degreeC for 10 minutes simulatedly.

【図4】 電気抵抗の温度依存性を測定するための電気
抵抗測定用セルである。
FIG. 4 is an electric resistance measuring cell for measuring the temperature dependence of electric resistance.

【符号の説明】 1:トップケース(アルミニウム製) 2:トップ集電体(ステンレス製) 3:トップ電極(ニッケル製) 4:ボトム電極(ニッケル製) 5:ボトム集電体(ステンレス製) 6:ボトムケース(テフロン製) 7:スペーサ(テフロン製) 8:セパレータ(試料) 9:六角穴付きボルト 10:蝶ナット 11:カラー(黄銅) 12:スプリング(SUS)[Description of References] 1: Top case (made of aluminum) 2: Top current collector (made of stainless steel) 3: Top electrode (made of nickel) 4: Bottom electrode (made of nickel) 5: Bottom current collector (made of stainless steel) 6 : Bottom case (made of Teflon) 7: Spacer (made of Teflon) 8: Separator (sample) 9: Hexagon socket head bolt 10: Wing nut 11: Collar (brass) 12: Spring (SUS)

フロントページの続き Fターム(参考) 5H021 BB05 CC00 CC04 EE01 EE04 EE31 HH00 HH01 HH02 HH03 HH06 5H024 AA01 AA02 AA03 AA06 AA07 BB00 BB01 CC03 CC17 DD09 EE09 HH01 HH11 HH13 5H029 AJ12 AK01 AK02 AK03 AK05 AL07 AL08 AM03 AM04 AM05 AM07 BJ03 CJ06 DJ04 DJ13 EJ12 HJ00 HJ04 HJ06 HJ14Continued on front page F-term (reference) 5H021 BB05 CC00 CC04 EE01 EE04 EE31 HH00 HH01 HH02 HH03 HH06 5H024 AA01 AA02 AA03 AA06 AA07 BB00 BB01 CC03 CC17 DD09 EE09 HH01 HH11 HH13 5H029 AJ07 AK01 AM05 A03 DJ04 DJ13 EJ12 HJ00 HJ04 HJ06 HJ14

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 融点の異なる少なくとも2種類以上のポ
リエチレンが積層された三層以上の積層フィルムを、延
伸法により多孔化した積層多孔質フィルムからなる電池
用セパレータであって、極大孔径0.02〜3μm、空
孔率30〜85%、膜厚5〜100μm、透気度30〜
2000秒/100cc、105℃で2時間熱処理した
際のフィルム幅方向の熱収縮率が+3%以下であること
を特徴とする電池用セパレータ。
1. A battery separator comprising a laminated porous film formed by laminating three or more laminated films in which at least two or more types of polyethylene having different melting points are laminated by a stretching method, and having a maximum pore diameter of 0.02. 33 μm, porosity 30-85%, film thickness 5-100 μm, air permeability 30-
A battery separator having a heat shrinkage in the film width direction of + 3% or less when heat-treated at 2,000 seconds / 100 cc and 105 ° C. for 2 hours.
【請求項2】 融点が105℃以上133℃未満である
少なくとも1種類の低融点ポリエチレンと、融点が13
3℃以上である少なくとも1種類の高融点ポリエチレン
とからなることを特徴とする請求項1記載の電池用セパ
レータ。
2. At least one low melting point polyethylene having a melting point of 105 ° C. or more and less than 133 ° C., and a melting point of 13 ° C.
The battery separator according to claim 1, comprising at least one kind of high melting point polyethylene having a temperature of 3 ° C or higher.
【請求項3】 高融点ポリエチレンと低融点ポリエチレ
ンとが交互となるように積層された積層多孔質フィルム
からなる請求項2記載の電池用セパレータ。
3. The battery separator according to claim 2, comprising a laminated porous film in which high melting point polyethylene and low melting point polyethylene are alternately laminated.
【請求項4】 表面層が高融点ポリエチレン、内層が低
融点ポリエチレンとなるように積層された積層多孔質フ
ィルムからなることを特徴とする請求項2または3記載
の電池用セパレータ。
4. The battery separator according to claim 2, wherein the surface layer is made of a laminated porous film laminated so that the high-melting-point polyethylene and the inner layer are low-melting-point polyethylene.
【請求項5】 低融点ポリエチレンからなる多孔質層の
多孔質構造が消失して無孔化する熱閉塞温度が132℃
以下で、且つ該熱閉塞にともなう融解熱量が0.12J
/cm2以下であることを特徴とする請求項2〜5記載
の電池用セパレータ。
5. The heat blocking temperature at which the porous structure of the porous layer made of low melting point polyethylene disappears and becomes nonporous is 132 ° C.
Below, and the heat of fusion associated with the thermal blockage is 0.12 J
/ Cm < 2 > or less, The battery separator of Claims 2-5 characterized by the above-mentioned.
【請求項6】 低融点ポリエチレンが可塑剤、滑剤、溶
剤から選ばれる少なくとも1種の低分子化合物を含有す
ることを特徴とする請求項2〜5記載の電池用セパレー
タ。
6. The battery separator according to claim 2, wherein the low melting point polyethylene contains at least one low molecular weight compound selected from a plasticizer, a lubricant, and a solvent.
【請求項7】 リチウム含有金属酸化物、硫化物又は塩
化物からなる正極と、炭素材料からなる負極と、非水電
解液及びセパレータを備えるリチウム電池であって、請
求項1〜6記載の電池用セパレータを構成材料として含
むリチウム電池。
7. A lithium battery comprising a positive electrode made of a lithium-containing metal oxide, sulfide, or chloride, a negative electrode made of a carbon material, a non-aqueous electrolyte, and a separator. Lithium battery containing a separator for components as a constituent material.
JP11153333A 1999-06-01 1999-06-01 Separator for battery and lithium battery using same Pending JP2000348703A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11153333A JP2000348703A (en) 1999-06-01 1999-06-01 Separator for battery and lithium battery using same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11153333A JP2000348703A (en) 1999-06-01 1999-06-01 Separator for battery and lithium battery using same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000348703A true JP2000348703A (en) 2000-12-15

Family

ID=15560203

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11153333A Pending JP2000348703A (en) 1999-06-01 1999-06-01 Separator for battery and lithium battery using same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000348703A (en)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100409019B1 (en) * 2001-06-13 2003-12-06 주식회사 엘지화학 Multi-layer microporous membrane and methods of preparing the same
JP2004171999A (en) * 2002-11-21 2004-06-17 Hitachi Maxell Ltd Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2004319287A (en) * 2003-04-16 2004-11-11 Tdk Corp Lithium ion secondary battery
JP2005347102A (en) * 2004-06-03 2005-12-15 Teijin Ltd Overcharge prevention type nonaqueous secondary battery
KR100893226B1 (en) 2006-07-24 2009-04-16 주식회사 엘지화학 Stack and Folding-typed Electrode Assembly Having Improved Safety at High Temperature and Electrochemical Cell Containing the Same
JP2011073277A (en) * 2009-09-30 2011-04-14 Asahi Kasei E-Materials Corp Laminated microporous film, method for manufacturing the same, and separator for battery
JP2012502426A (en) * 2008-09-03 2012-01-26 エルジー・ケム・リミテッド Separator provided with porous coating layer and electrochemical device provided with the same
JP2012129186A (en) * 2010-12-13 2012-07-05 Innot Bioenergy Holding Co Separator, method for manufacturing separator, and organic battery
WO2012102241A1 (en) 2011-01-27 2012-08-02 三菱樹脂株式会社 Polyolefin resin porous film, and non-aqueous electrolyte cell separator using same
WO2015022862A1 (en) * 2013-08-13 2015-02-19 日立マクセル株式会社 Separator for electrochemical devices, and electrochemical device
CN107256939A (en) * 2011-07-28 2017-10-17 住友化学株式会社 Laminated porous film and nonaqueous electrolytic solution secondary battery

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100409019B1 (en) * 2001-06-13 2003-12-06 주식회사 엘지화학 Multi-layer microporous membrane and methods of preparing the same
JP2004171999A (en) * 2002-11-21 2004-06-17 Hitachi Maxell Ltd Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2004319287A (en) * 2003-04-16 2004-11-11 Tdk Corp Lithium ion secondary battery
JP2005347102A (en) * 2004-06-03 2005-12-15 Teijin Ltd Overcharge prevention type nonaqueous secondary battery
KR100893226B1 (en) 2006-07-24 2009-04-16 주식회사 엘지화학 Stack and Folding-typed Electrode Assembly Having Improved Safety at High Temperature and Electrochemical Cell Containing the Same
JP2012502426A (en) * 2008-09-03 2012-01-26 エルジー・ケム・リミテッド Separator provided with porous coating layer and electrochemical device provided with the same
JP2011073277A (en) * 2009-09-30 2011-04-14 Asahi Kasei E-Materials Corp Laminated microporous film, method for manufacturing the same, and separator for battery
JP2012129186A (en) * 2010-12-13 2012-07-05 Innot Bioenergy Holding Co Separator, method for manufacturing separator, and organic battery
WO2012102241A1 (en) 2011-01-27 2012-08-02 三菱樹脂株式会社 Polyolefin resin porous film, and non-aqueous electrolyte cell separator using same
US9419266B2 (en) 2011-01-27 2016-08-16 Mitsubishi Plastics, Inc. Polyolefin resin porous film, and non-aqueous electrolyte cell separator using same
CN107256939A (en) * 2011-07-28 2017-10-17 住友化学株式会社 Laminated porous film and nonaqueous electrolytic solution secondary battery
CN107256939B (en) * 2011-07-28 2020-01-31 住友化学株式会社 Laminated porous film and nonaqueous electrolyte secondary battery
WO2015022862A1 (en) * 2013-08-13 2015-02-19 日立マクセル株式会社 Separator for electrochemical devices, and electrochemical device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4470248B2 (en) Battery separator
JP6773044B2 (en) Porous membrane and power storage device
JP4470288B2 (en) Battery separator and lithium secondary battery using the same
KR101527549B1 (en) Method of preparing porous separator comprising elastic material, porous separator prepared by the method, and secondary battery comprising the separator
EP2607414B1 (en) Propylene resin microporous film, battery separator, battery, and method for producing propylene resin microporous film
JP6696518B2 (en) Polyolefin microporous membrane
JP6823718B2 (en) Polyolefin microporous membranes, separators for power storage devices, and power storage devices
CN113024882A (en) Polyolefin microporous membrane, separator for nonaqueous electrolyte secondary battery, and nonaqueous electrolyte secondary battery
JP7409301B2 (en) Microporous polyolefin membrane and method for producing microporous polyolefin membrane
JP2000348703A (en) Separator for battery and lithium battery using same
JP2004323820A (en) Polyolefin microporous membrane and method for producing the same
WO2020256138A1 (en) Polyolefin microporous membrane
JPH10261393A (en) Battery separator
CN111244369A (en) Polyolefin microporous membrane
JPH09241411A (en) Porous membrane, its production, and lithium ion secondary cell
JPH11123799A (en) Laminated porous film
JP3511946B2 (en) Polymer electrolyte support and battery using the same
WO2017138512A1 (en) Polyolefin microporous membrane, separator film for power storage device, and power storage device
JP4189961B2 (en) Porous film
KR101803526B1 (en) Separator for electrochemical device and electrochemical device containing the same
JP4120116B2 (en) Composite porous film and method for producing the same
JP2021123614A (en) Polyolefin microporous film
JP2007087958A (en) Solid electrolyte battery
KR102093063B1 (en) Polyolefin Microporous Membrane
JP2022051238A (en) Polyolefin microporous film