JP2005209474A - Reactive polymer carrying porous film for battery separator and its use - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reactive polymer carrying porous film for a battery separator, which has sufficient adhesiveness between an electrode and the separator and low internal resistance, and which can be suitably used for manufacturing a battery having high rate characteristics and a method for manufacturing a battery by use of the reactive polymer carrying porous film. <P>SOLUTION: A probe with a diameter of 1mm is placed on a porous film under a load of 70g, and while heating this porous film from a room temperature at a temperature raising speed of 2°C/minute, its thickness is measured by using a penetrating probe type thermomechanical analyzer. At this time, a porous film the temperature of which is 200°C or more when the thickness of the porous film becomes 1/2 of the thickness at the time when the probe is placed on it is used as a base material porous film, and a reactive polymer formed by making a cross-linking polymer having an at least one kind of reactive group selected from a 3-oxetanyl group react to an epoxy group in a molecule is reacted to polycarboxylic acid, and by making the base material porous film carry the reactive polymer formed by cross-linking a part of it, in order to make the reactive polymer carrying porous film for the battery separator. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、電池の製造に有用であると共に、そのように製造した電池において、高温環境下においても、電極との接着性にすぐれて、融解や破膜することなく、しかも、熱収縮の小さいセパレータとして機能し、従って、安全性にすぐれる電池用セパレータのための反応性ポリマー担持多孔質フィルムと、そのような反応性ポリマー担持多孔質フィルムを用いる電池の製造方法に関する。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful for manufacturing a battery, and the battery thus manufactured has excellent adhesion to an electrode even under a high temperature environment, and does not melt or break, and has a small heat shrinkage. The present invention relates to a reactive polymer-supported porous film for a battery separator that functions as a separator and therefore has excellent safety, and a method for producing a battery using such a reactive polymer-supported porous film.

従来、電池の製造方法として、正極と負極との間にこれら電極間の短絡を防止するためのセパレータを挟んで積層し、又は正(負)極、セパレータ、負(正)極及びセパレータをこの順序に積層し、捲回して、電極/セパレータ積層体とし、この電極/セパレータ積層体を電池容器内に仕込んだ後、この電池容器内に電解液を注入して、封口する方法が知られている(例えば、特許文献1及び2参照)。   Conventionally, as a method of manufacturing a battery, a positive electrode and a negative electrode are laminated with a separator for preventing a short circuit between the electrodes, or a positive (negative) electrode, a separator, a negative (positive) electrode, and a separator are laminated. It is known that the electrode / separator laminate is stacked in order and wound into an electrode / separator laminate, and after the electrode / separator laminate is charged into the battery container, an electrolytic solution is injected into the battery container and sealed. (For example, see Patent Documents 1 and 2).

しかし、このようにして得られる電池によれば、その使用時に電極が膨張又は収縮して、電極とセパレータとの間の密着性が悪くなって、電池特性が低下したり、また、内部短絡を生じて、電池が発熱昇温し、場合によっては、セパレータが融解、破膜するおそれさえあった。   However, according to the battery obtained in this way, the electrode expands or contracts during use, and the adhesion between the electrode and the separator is deteriorated, battery characteristics are deteriorated, and internal short circuit is caused. As a result, the battery was heated and heated, and in some cases, the separator could even melt and break.

他方、特に、積層型の電池の製造においては、多くの場合、ポリフッ化ビニリデン樹脂溶液を接着剤として用いて、電極とセパレータとを接着した後、減圧下に上記樹脂溶液に用いた溶剤を除去する方法が採用されている。しかし、このような方法によれば、工程が煩雑であるうえに、得られる製品の品質が安定し難く、更に、電極とセパレータとの接着が十分ではないという問題もあった(例えば、特許文献3参照)。   On the other hand, especially in the production of stacked batteries, in many cases, the polyvinylidene fluoride resin solution is used as an adhesive, the electrode and the separator are bonded, and then the solvent used in the resin solution is removed under reduced pressure. The method to do is adopted. However, according to such a method, there are problems that the process is complicated, the quality of the obtained product is difficult to stabilize, and the adhesion between the electrode and the separator is not sufficient (for example, patent document) 3).

また、電池用セパレータのための多孔質フィルムは、従来、種々の製造方法が知られている。一つの方法として、例えば、ポリオレフィン樹脂からなるシートを製造し、これを高倍率延伸する方法が知られている(例えば、特許文献4参照)。しかし、このように高倍率延伸して得られる多孔質膜からなる電池用セパレータは、電池が内部短絡等によって異常昇温した場合のような高温環境下においては、著しく収縮し、場合によっては、電極間の隔壁として機能しなくなるという問題がある。   In addition, various manufacturing methods are conventionally known for porous films for battery separators. As one method, for example, a method of manufacturing a sheet made of a polyolefin resin and stretching the sheet at a high magnification is known (for example, see Patent Document 4). However, the battery separator made of a porous membrane obtained by stretching at a high magnification in this way is significantly shrunk under a high temperature environment such as when the battery is abnormally heated due to an internal short circuit or the like. There is a problem that it does not function as a partition between electrodes.

そこで、電池の安全性を向上させるために、このような高温環境下での電池用セパレータの耐熱性の向上と熱収縮率の低減が重要な課題とされている。この点に関して、高温環境下での電池用セパレータの熱収縮を抑制するために、例えば、超高分子量ポリエチレンと可塑剤を溶融混練し、ダイスからシート状に押し出した後、可塑剤を抽出、除去して、電池用セパレータに用いる多孔質膜を製造する方法も知られている(特許文献5参照)。しかし、この方法によれば、上記の方法と反対に、得られる多孔質膜は、延伸を経ていないので、強度において十分でない問題がある。   Therefore, in order to improve the safety of the battery, it is important to improve the heat resistance of the battery separator and reduce the heat shrinkage rate under such a high temperature environment. In this regard, for example, in order to suppress thermal contraction of the battery separator in a high temperature environment, for example, melt and knead ultra high molecular weight polyethylene and a plasticizer, and extrude the plasticizer from a die, and then extract and remove the plasticizer. And the method of manufacturing the porous film | membrane used for a battery separator is also known (refer patent document 5). However, according to this method, contrary to the above method, the obtained porous film has not been stretched, and thus there is a problem that the strength is not sufficient.

即ち、従来、このように、高温環境下において、耐熱性にすぐれて、融解、破膜せず、しかも、熱収縮率の小さいセパレータ用多孔質フィルムは、従来、知られていない。
特開平09−161814号公報 特開平11−329439号公報 特開平10−172606号公報 特開平09−012756号公報 特開平05−310989号公報
That is, conventionally, such a porous film for a separator that is excellent in heat resistance, does not melt or break, and has a low heat shrinkage rate under a high temperature environment has not been known.
JP 09-161814 A JP 11-329439 A JP-A-10-172606 Japanese Patent Application Laid-Open No. 09-012756 Japanese Patent Laid-Open No. 05-310989

本発明は、セパレータに電極を接着してなる電池の製造における上述したような問題を解決するためになされたものであって、高温環境下においても、電極との間に十分な接着性を有して、融解や破膜することなく、しかも、熱収縮の小さいセパレータとして機能し、従って、安全性にすぐれる電池用セパレータのための反応性ポリマー担持多孔質フィルムを提供することを目的とする。更に、本発明は、そのような反応性ポリマー担持多孔質フィルムを用いる電池の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems in the production of a battery in which an electrode is bonded to a separator, and has sufficient adhesiveness with the electrode even in a high temperature environment. An object of the present invention is to provide a reactive polymer-supported porous film for battery separators that functions as a separator with low heat shrinkage, without melting or rupturing, and thus excellent in safety. . Furthermore, this invention aims at providing the manufacturing method of the battery using such a reactive polymer carrying | support porous film.

本発明によれば、針入プローブ式熱機械的分析装置を用いて、70gの荷重の下に直径1mmのプローブを多孔質フィルムに載せ、室温から昇温速度2℃/分でこの多孔質フィルムを加熱しながら、その厚みを測定し、その際に、この多孔質フィルムの厚みが上記プローブを載せたときの厚みの1/2になるときの温度が200℃以上である多孔質フィルムを基材多孔質フイルムとし、分子中に3−オキセタニル基とエポキシ基とから選ばれる少なくとも1種の反応性基を有する架橋性ポリマーとポリカルボン酸とを反応させ、一部、架橋させてなる反応性ポリマーを基材多孔質フィルムに担持させてなることを特徴とする電池用セパレータのための反応性ポリマー担持多孔質フィルムが提供される。   According to the present invention, a probe having a diameter of 1 mm is placed on a porous film under a load of 70 g using a needle-inserted probe thermomechanical analyzer, and the porous film is heated from room temperature at a rate of temperature rise of 2 ° C./min. The thickness of the porous film is measured while heating the porous film, and the temperature at which the thickness of the porous film is ½ of the thickness when the probe is mounted is 200 ° C. or higher. A reactive material obtained by reacting a crosslinkable polymer having at least one reactive group selected from 3-oxetanyl group and epoxy group in the molecule with a polycarboxylic acid, and partially crosslinking it. There is provided a reactive polymer-supported porous film for a battery separator, characterized in that a polymer is supported on a substrate porous film.

特に、本発明においては、上記多孔質フィルムは、好ましくは、少なくとも50万の重量平均分子量を有するポリオレフィン樹脂と分子鎖中に二重結合を有する架橋性ゴムとのポリオレフィン樹脂組成物からなり、上記架橋性ゴムを架橋させてなるものである。   In particular, in the present invention, the porous film preferably comprises a polyolefin resin composition comprising a polyolefin resin having a weight average molecular weight of at least 500,000 and a crosslinkable rubber having a double bond in the molecular chain. It is obtained by crosslinking a crosslinkable rubber.

また、本発明によれば、分子中に3−オキセタニル基とエポキシ基とから選ばれる少なくとも1種の反応性基を有する架橋性ポリマーとポリカルボン酸とを基材多孔質フィルムに担持させ、上記反応性基の一部をポリカルボン酸と反応させ、反応性ポリマーを一部架橋させ、かくして、基材多孔質フィルム上で反応性ポリマーを形成させることを特徹とする上記電池用セパレータのための反応性ポリマー担持多孔質フィルムの製造方法が提供される。   Further, according to the present invention, a crosslinkable polymer having at least one reactive group selected from a 3-oxetanyl group and an epoxy group in the molecule and a polycarboxylic acid are supported on the substrate porous film, For the battery separator described above, which is characterized by reacting a part of the reactive group with a polycarboxylic acid, partially crosslinking the reactive polymer, and thus forming a reactive polymer on the substrate porous film. A method for producing a reactive polymer-supported porous film is provided.

更に、本発明によれば、上述した反応性ポリマー担持多孔質フィルムに電極を積層して、電極/反応性ポリマー担持多孔質フィルム積層体を得、この電極/反応性ポリマー担持多孔質フィルム積層体を電池容器内に仕込んだ後、カチオン重合触媒を含む電解液を上記電池容器内に注入して、少なくとも多孔質フィルムと電極との界面の近傍にて、上記反応性ポリマーの少なくとも一部を電解液中で膨潤させ、又は電解液中に溶出させ、カチオン重合させて、電解液の少なくとも一部をゲル化させて、多孔質フィルムと電極を接着することを特徴とする電池の製造方法が提供される。   Furthermore, according to the present invention, an electrode is laminated on the reactive polymer-supported porous film described above to obtain an electrode / reactive polymer-supported porous film laminate, and this electrode / reactive polymer-supported porous film laminate. Is charged into the battery container, and an electrolytic solution containing a cationic polymerization catalyst is injected into the battery container to electrolyze at least a part of the reactive polymer at least in the vicinity of the interface between the porous film and the electrode. Provided is a method for producing a battery, characterized in that it is swollen in a liquid, or eluted in an electrolytic solution, cationically polymerized, and at least a part of the electrolytic solution is gelled to bond a porous film and an electrode. Is done.

本発明による電池用セパレータのための反応性ポリマー担持多孔質フィルムは、分子中に3−オキセタニル基とエポキシ基とから選ばれる少なくとも1種の反応性基を有する架橋性ポリマーのそれら反応性基の一部をポリカルボン酸と反応させ、架橋性ポリマーを一部、架橋させて、反応性ポリマーとし、これを基材多孔質フィルムに担持させてなるものであり、ここに、上記基材多孔質フィルムは、針入プローブ式熱機械的分析装置を用いて、70gの荷重の下に直径1mmのプローブを多孔質フィルムに載せ、室温から昇温速度2℃/分でこの多孔質フィルムを加熱しながら、その厚みを測定し、その際に、この多孔質フィルムの厚みが上記プローブを載せたときの厚みの1/2になるときの温度が200℃以上であるという熱特性を有するものである。特に、本発明によれば、このような基材多孔質フィルムとしては、重量平均分子量が少なくとも50万のポリオレフィン樹脂と分子鎖中に二重結合を有する架橋性ゴムとのポリオレフィン樹脂組成物からなり、上記架橋性ゴムを架橋させてなるものが好ましい。   The reactive polymer-supported porous film for a battery separator according to the present invention has a reactive polymer of the crosslinkable polymer having at least one reactive group selected from a 3-oxetanyl group and an epoxy group in the molecule. A part is reacted with a polycarboxylic acid, a part of the crosslinkable polymer is cross-linked to form a reactive polymer, and this is supported on the base porous film. The film was placed on a porous film with a probe having a diameter of 1 mm under a load of 70 g using a needle probe type thermomechanical analyzer, and the porous film was heated from room temperature at a heating rate of 2 ° C./min. However, the thickness of the porous film was measured, and at that time, it had a thermal characteristic that the temperature when the thickness of the porous film was ½ of the thickness when the probe was mounted was 200 ° C. or more. Is shall. In particular, according to the present invention, such a porous substrate film comprises a polyolefin resin composition comprising a polyolefin resin having a weight average molecular weight of at least 500,000 and a crosslinkable rubber having a double bond in the molecular chain. Those obtained by crosslinking the crosslinkable rubber are preferred.

従って、このような反応性ポリマー担持多孔質フィルムに電極を積層して、電極/反応性ポリマー担持多孔質フィルム積層体とし、これを電池容器内に仕込んだ後、カチオン重合触媒を含む電解液を上記電池容器内に注入して、少なくとも多孔質フィルムと電極との界面の近傍にて、上記反応性ポリマーの少なくとも一部を電解液中で膨潤させ、又は電解液中に溶出させ、反応性ポリマーの有する残存反応性基をカチオン重合させ、反応性ポリマーを更に架橋させて、電解液の少なくとも一部をゲル化させることによって、多孔質フィルムと電極を強固に接着させて、電極/多孔質フィルム接合体を得ることができる。   Therefore, an electrode is laminated on such a reactive polymer-supported porous film to form an electrode / reactive polymer-supported porous film laminate, which is charged into a battery container, and then an electrolytic solution containing a cationic polymerization catalyst is prepared. The reactive polymer is injected into the battery container, and at least in the vicinity of the interface between the porous film and the electrode, at least a part of the reactive polymer is swollen in the electrolytic solution or eluted into the electrolytic solution, and the reactive polymer is obtained. The remaining reactive group of the polymer is cationically polymerized, the reactive polymer is further cross-linked, and at least a part of the electrolytic solution is gelled, thereby firmly bonding the porous film and the electrode, and the electrode / porous film. A joined body can be obtained.

ここに、本発明の反応性ポリマー担持多孔質フィルムによれば、反応性ポリマーが予め、一部、架橋されているので、電極/反応性ポリマー担持多孔質フィルム積層体が電解液中への浸漬時に、反応性ポリマーが電極/反応性ポリマー担持多孔質フィルム積層体からの電解液中への溶出、拡散が抑制されると共に、反応性ポリマーが膨潤し、その結果、少量の反応性ポリマーを用いることによって、電極を多孔質フィルム(セパレータ)に接着することができると共に、多孔質フィルムがイオン透過性にすぐれて、セパレータとしてよく機能する。また、反応性ポリマーが電解液に過度に溶出、拡散して、電解液に有害な影響を与えることもない。   Here, according to the reactive polymer-supported porous film of the present invention, since the reactive polymer is partially crosslinked in advance, the electrode / reactive polymer-supported porous film laminate is immersed in the electrolyte solution. Occasionally, the reactive polymer is prevented from eluting and diffusing into the electrolyte from the electrode / reactive polymer-supported porous film laminate, and the reactive polymer swells, resulting in the use of a small amount of reactive polymer. As a result, the electrode can be adhered to the porous film (separator), and the porous film has excellent ion permeability and functions well as a separator. Further, the reactive polymer is not excessively eluted and diffused in the electrolytic solution, and does not adversely affect the electrolytic solution.

更に、本発明によれば、接着剤担持多孔質フィルムにおける多孔質フィルムは、上述したように、好ましくは、重量平均分子量が少なくとも50万のポリオレフィン樹脂と分子鎖中に二重結合を有する架橋性ゴムとのポリオレフィン樹脂組成物からなり、上記架橋性ゴムを架橋させてなるものであって、耐熱温度が200℃以上であるので、電池の製造後は、それ自体、高温下において、融解や破膜することなく、しかも、熱収縮の小さいセパレータとして機能し、かくして、本発明による接着剤担持多孔質フィルムを用いることによって、高温での安全性にすぐれる電池を得ることができる。   Furthermore, according to the present invention, the porous film in the adhesive-carrying porous film is preferably crosslinkable having a double bond in the molecular chain and a polyolefin resin having a weight average molecular weight of at least 500,000 as described above. It is made of a polyolefin resin composition with rubber, and is obtained by crosslinking the crosslinkable rubber and has a heat-resistant temperature of 200 ° C. or higher. By using the adhesive-supporting porous film according to the present invention without forming a film and functioning as a separator having a small heat shrinkage, a battery excellent in safety at high temperatures can be obtained.

本発明による電池用セパレータのための反応性ポリマー担持多孔質フィルムは、針入プローブ式熱機械的分析装置を用いて、70gの荷重の下に直径1mmのプローブを多孔質フィルムに載せ、室温から昇温速度2℃/分でこの多孔質フィルムを加熱しながら、その厚みを測定し、その際に、この多孔質フィルムの厚みが上記プローブを載せたときの厚みの1/2になるときの温度が200℃以上である多孔質フィルムを基材多孔質フィルムとし、分子中に3−オキセタニル基とエポキシ基とから選ばれる少なくとも1種の反応性基を有する架橋性ポリマーとポリカルボン酸とを反応させ、一部、架橋させてなる反応性ポリマーを基材多孔質フイルムに担持させてなるものである。   A reactive polymer-supported porous film for a battery separator according to the present invention was prepared by placing a probe having a diameter of 1 mm on a porous film under a load of 70 g using a needle-inserted probe thermomechanical analyzer. The thickness of the porous film is measured while heating the porous film at a rate of temperature increase of 2 ° C./min. At that time, the thickness of the porous film is ½ of the thickness when the probe is mounted. A porous film having a temperature of 200 ° C. or higher is used as a base porous film, and a crosslinkable polymer having at least one reactive group selected from a 3-oxetanyl group and an epoxy group in the molecule and a polycarboxylic acid. A reactive polymer obtained by reacting and partially crosslinking is supported on a porous substrate film.

本発明によれば、上記基材多孔質フィルムは、好ましくは、重量平均分子量が少なくとも50万のポリオレフィン樹脂と分子鎖中に二重結合を有する架橋性ゴムとのポリオレフィン樹脂組成物からなり、上記架橋性ゴムを架橋させてなるものである。   According to the present invention, the porous substrate film preferably comprises a polyolefin resin composition comprising a polyolefin resin having a weight average molecular weight of at least 500,000 and a crosslinkable rubber having a double bond in the molecular chain. It is obtained by crosslinking a crosslinkable rubber.

即ち、本発明によれば、上述したような熱特性を有する基材多孔質フィルムに分子中に3−オキセタニル基とエポキシ基とから選ばれる少なくとも1種の反応性基を有する架橋性ポリマーとポリカルボン酸とを反応させ、一部、架橋させてなる反応性ポリマーを担時させて、電池用セパレータのための反応性ポリマー担時多孔質フイルムとし、この多孔質フィルムが後述するようにセパレータとして機能する電池とすれば、このセパレータは、高温下においても、容易に融解、破膜せず、その厚みを維持すると共に、熱収縮率が小さく、電極間の短絡をよく防ぐので、電池の安全性を向上させることができる。   That is, according to the present invention, a cross-linkable polymer having at least one reactive group selected from a 3-oxetanyl group and an epoxy group in the molecule and a base porous film having the above-described thermal properties are added to the polyporous polymer film. Reacting with a carboxylic acid and partially supporting a reactive polymer formed by crosslinking to form a reactive polymer-supporting porous film for a battery separator, and the porous film as a separator as described later For a functioning battery, this separator does not melt or break easily even at high temperatures, maintains its thickness, has a low thermal shrinkage, and prevents short-circuiting between electrodes. Can be improved.

ここで、針入プローブ式熱機械的分析装置を用いる基材多孔質フィルムの厚みの測定について説明する。先ず、荷重が加えられている直径1mmの円筒形のプローブの先端を多孔質フィルム上に載せると、その多孔質フィルムは、そのプローブの先端と接触している部分において、プローブからの荷重によって、その厚みが幾分減少する。このときの多孔質フィルムの厚みを初期厚みということとする。その後、多孔質フィルムの温度が上昇するにつれて、その厚みが少しずつ減少するが、多孔質フィルムを構成する樹脂が溶融し、又は半溶融状態になるときに大きい厚みの減少が生じ、次に、その後の収縮のために、厚みが少し戻る現象がみられる。更に、多孔質フィルムを加熱し続けると、上記収縮のための厚みの増加の後、再度、厚みの減少が始まる。そこで、本発明によれば、多孔質フィルムの厚みが減少を続けて、上記初期厚みの1/2となったときの多孔質フィルムの温度をその多孔質フィルムの耐熱温度と定義することとする。この耐熱温度が高ければ、多孔質フィルムは、より高い温度まで、融解、破膜することなく、その厚みを維持することができ、従って、そのような多孔質フィルムをセパレータとして用いることによって、高温環境下における安全性にすぐれる電池を得ることができる。   Here, the measurement of the thickness of the substrate porous film using the probe-type thermomechanical analyzer will be described. First, when the tip of a cylindrical probe having a diameter of 1 mm to which a load is applied is placed on the porous film, the porous film is brought into contact with the tip of the probe by the load from the probe. Its thickness is somewhat reduced. The thickness of the porous film at this time is referred to as the initial thickness. Thereafter, as the temperature of the porous film rises, its thickness gradually decreases, but when the resin constituting the porous film melts or becomes a semi-molten state, a large thickness reduction occurs. Due to the subsequent shrinkage, a phenomenon in which the thickness returns slightly is observed. Furthermore, when the porous film is continuously heated, the thickness starts decreasing again after the thickness increases due to the shrinkage. Therefore, according to the present invention, the temperature of the porous film when the thickness of the porous film continues to decrease and becomes 1/2 of the initial thickness is defined as the heat resistant temperature of the porous film. . If this heat-resistant temperature is high, the porous film can maintain its thickness up to a higher temperature without melting and rupturing. Therefore, by using such a porous film as a separator, A battery excellent in safety under the environment can be obtained.

従って、本発明によれは、基材多孔質フィルムは、上記熱特性に加えて、耐溶剤性や耐酸化還元性を有すれば、特に、限定されるものではなく、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン等のポリオレフィン樹脂、ポリアミド、セルロースアセテート、ポリアクリロニトリル等からなる多孔質フィルムを用いることができる。   Therefore, according to the present invention, the substrate porous film is not particularly limited as long as it has solvent resistance and oxidation-reduction resistance in addition to the above thermal characteristics. For example, polyethylene, polypropylene, A porous film made of polyolefin resin such as polybutylene, polyamide, cellulose acetate, polyacrylonitrile, or the like can be used.

しかし、本発明によれは、基材多孔質フィルムとしては、特に、重量平均分子量50万以上のポリオレフィン樹脂と分子鎖に二重結合を有する架橋性ゴムとのポリオレフィン樹脂組成物からなり、上記架橋性ゴムを架橋させてなる多孔質フィルムが好適に用いられる。上記ポリオレフィン樹脂組成物は、必要に応じて、重量平均分子量が50万よりも小さいポリオレフィン樹脂又は熱可塑性エラストマーを含んでいてもよい。   However, according to the present invention, the base porous film is composed of a polyolefin resin composition comprising a polyolefin resin having a weight average molecular weight of 500,000 or more and a crosslinkable rubber having a double bond in the molecular chain. A porous film obtained by crosslinking a functional rubber is preferably used. The polyolefin resin composition may contain a polyolefin resin or a thermoplastic elastomer having a weight average molecular weight of less than 500,000 as necessary.

上記重量平均分子量が50万以上のポリオレフイン樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂が挙げられる。これらのポリオレフィン樹脂は、単独で又は2種以上を混合して使用してもよい。しかし、本発明によれば、これらのなかでも、特に、得られる多孔質フィルムが高強度を有するところから、重量平均分子量が50万以上の超高分子量ポリエチレン樹脂が好ましく用いられる。   Examples of the polyolefin resin having a weight average molecular weight of 500,000 or more include polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene. These polyolefin resins may be used alone or in admixture of two or more. However, according to the present invention, among these, an ultrahigh molecular weight polyethylene resin having a weight average molecular weight of 500,000 or more is preferably used because the obtained porous film has high strength.

また、上記架橋性ゴムとしては、ポリブタジエン、ポリイソプレン等の分子中に二重結合を有するジエン系重合体や、エチレン−プロピレン−ジエンモノマーのように分子中に二重結合を有する三元共重合体等が好ましく用いられる。エチレン−プロピレン−ジエンモノマー三元共重合体において、ジエンモノマーとしては、ジシクロペンタジエン、エチリデンノルボルネン、ヘキサジエン等が挙げられるが、これらのなかでは、架橋反応性の点から、エチリデンノルボルネンが好ましく用いられる。即ち、エチリデンノルボルネンを構成成分とする三元共重合体は架橋反応性にすぐれており、得られる多孔質フィルムの耐熱性をより確実に向上させることができる。また、このように、例えば、エチリデンノルボルネンを構成成分とする三元共重合体は、ジエンモノマーに由来する脂環式構造と二重結合とを有するが、その二重結合の一部を水素添加したものも用いることができる。また、これらの三元共重合体は、ランダム共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体等のいずれであってもよい。このような三元共重合体は、各種EPDMとして市販されている。   Examples of the crosslinkable rubber include diene polymers having a double bond in the molecule such as polybutadiene and polyisoprene, and ternary copolymer having a double bond in the molecule such as ethylene-propylene-diene monomer. A coalescence or the like is preferably used. In the ethylene-propylene-diene monomer terpolymer, examples of the diene monomer include dicyclopentadiene, ethylidene norbornene, and hexadiene. Among these, ethylidene norbornene is preferably used from the viewpoint of crosslinking reactivity. . That is, the terpolymer having ethylidene norbornene as a constituent component has excellent crosslinking reactivity, and the heat resistance of the resulting porous film can be improved more reliably. In addition, for example, a terpolymer having ethylidene norbornene as a constituent component has an alicyclic structure derived from a diene monomer and a double bond, but a part of the double bond is hydrogenated. It is also possible to use. Further, these terpolymers may be any of random copolymers, block copolymers, graft copolymers, and the like. Such terpolymers are commercially available as various EPDMs.

このような三元共重合体を十分に架橋させるには、三元共重合体におけるジエンモノマー成分の割合は、エチレン、プロピレン及びジエンモノマーの全重量に基づいて3重量%以上が好ましく、4〜20重量%の範囲が特に好ましい。特に、本発明によれば、エチレン/プロピレン/ジエンモノマー成分の割合が重量比で、0.5〜0.75/0.05〜0.47/0.03〜0.2である三元共重合体が好ましく用いられる。   In order to sufficiently crosslink such a terpolymer, the proportion of the diene monomer component in the terpolymer is preferably 3% by weight or more based on the total weight of ethylene, propylene and diene monomer. A range of 20% by weight is particularly preferred. In particular, according to the present invention, the ratio of ethylene / propylene / diene monomer component is 0.5 to 0.75 / 0.05 to 0.47 / 0.03 to 0.2 in weight ratio. A polymer is preferably used.

また、ノルボルネンの開環重合体であるポリノルボルネンは、分子中に二重結合を有するガラス転移点が約35℃の重合体であって、それ自体はゴム状ではないが、芳香族系油、ナフテン系油、パラフィン系油等の油類を配合してなる組成物は、ガラス転移点が約−60℃程度であって、弾性体を性質を備えており、種々のゴムの改質剤等として用いられるが、本発明においても、架橋性重合体として好適に用いることができるので、上記架橋性ゴムに含めることとする。   Further, polynorbornene, which is a ring-opening polymer of norbornene, is a polymer having a glass transition point of about 35 ° C. having a double bond in the molecule, and is not itself rubbery, but an aromatic oil, A composition obtained by blending oils such as naphthenic oil and paraffinic oil has a glass transition point of about −60 ° C. and has properties of an elastic body. Various rubber modifiers, etc. However, in the present invention, it can be suitably used as a crosslinkable polymer, so it is included in the crosslinkable rubber.

重量平均分子量が50万よりも小さいポリオレフィン樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、エチレン−アクリルモノマー共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体等の変性ポリオレフィン樹脂が挙げられる。熱可塑性エラストマーとしては、ポリスチレン系やポリオレフィン系、ポリジエン系、塩化ビニル系、ポリエステル系等の熱可塑性エラストマーが挙げられる。このような重量平均分子量が50万よりも小さいポリオレフィン樹脂は、その重量平均分子量の下限は、特に限定されるものではないが、通常、2万程度である。これらのポリオレフィン樹脂や熱可塑性エラストマーは、単独で用いてもよいし、2種類以上を併用してもよい。また、上記熱可塑性エラストマーのうち、分子中に二重結合を有するものを架橋性ゴムとして用いることもできる。   Examples of the polyolefin resin having a weight average molecular weight of less than 500,000 include polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene, and modified polyolefin resins such as an ethylene-acrylic monomer copolymer and an ethylene-vinyl acetate copolymer. Examples of the thermoplastic elastomer include thermoplastic elastomers such as polystyrene, polyolefin, polydiene, vinyl chloride, and polyester. The lower limit of the weight average molecular weight of such a polyolefin resin having a weight average molecular weight of less than 500,000 is not particularly limited, but is usually about 20,000. These polyolefin resins and thermoplastic elastomers may be used alone or in combination of two or more. Among the thermoplastic elastomers, those having a double bond in the molecule can be used as the crosslinkable rubber.

本発明によれば、重量平均分子量が50万よりも小さいポリオレフィン樹脂としては、これらのなかでも、特に、低融点のポリエチレン樹脂、結晶性を有するポリオレフィン系エラストマー、溶融温度の低いポリメタクリル酸エステル類を側鎖に有するグラフト共重合体等が低いシャットダウン温度をもたらす点で好ましい。   According to the present invention, polyolefin resins having a weight average molecular weight of less than 500,000 include, among these, polyethylene resins having a low melting point, polyolefin elastomers having crystallinity, and polymethacrylates having a low melting temperature. Is preferable in that it has a low shutdown temperature.

本発明によれば、基材多孔質フィルムには、前述したように、重量平均分子量が50万以上のポリオレフィン樹脂と分子鎖に二重結合を有する架橋性ゴムとのポリオレフィン樹脂組成物からなり、上記架橋性ゴムを架橋させてなるものが好適に用いられるが、ここに、上記ポリオレフィン樹脂組成物において、重量平均分子量が50万以上のポリオレフィン樹脂の割合は、このポリオレフィン樹脂組成物から得られる多孔質フィルムの強度や他の成分とのバランスを考慮すると、ポリオレフィン樹脂組成物中、5〜95重量%の範囲が好ましく、特に、10〜90重量%の範囲が好ましい。他方、上記ポリオレフィン樹脂組成物において、架橋性ゴムの割合は、3重量%以上であり、特に、5〜35重量%の範囲が好ましい。   According to the present invention, the base porous film comprises a polyolefin resin composition comprising a polyolefin resin having a weight average molecular weight of 500,000 or more and a crosslinkable rubber having a double bond in the molecular chain, as described above. What crosslinks the said crosslinkable rubber | gum is used suitably, but the ratio of the polyolefin resin whose weight average molecular weight is 500,000 or more in the said polyolefin resin composition is a porous obtained from this polyolefin resin composition here. In view of the strength of the quality film and the balance with other components, the range of 5 to 95% by weight in the polyolefin resin composition is preferable, and the range of 10 to 90% by weight is particularly preferable. On the other hand, in the polyolefin resin composition, the proportion of the crosslinkable rubber is 3% by weight or more, and particularly preferably in the range of 5 to 35% by weight.

上記ポリオレフィン樹脂組成物において、架橋性ゴムの割合が3重量%よりも少ないときは、この架橋性ゴムの架橋によっても、得られる多孔質フィルムが耐熱性において十分に改善されないおそれがある。   In the polyolefin resin composition, when the proportion of the crosslinkable rubber is less than 3% by weight, the resulting porous film may not be sufficiently improved in heat resistance even by crosslinking of the crosslinkable rubber.

更に、本発明によれば、多孔質フィルムを製造するためのポリオレフィン樹脂組成物は、必要に応じて、重量平均分子量が50万よりも小さいポリオレフィン樹脂や熱可塑性エラストマーを含んでいてもよく、この場合、それらの割合は、重合体組成物において、合計量にて1〜50重量%の範囲であることが好ましい。このような成分を基材多孔質フィルムに有せしめることによって、得られる多孔質フィルムは、より低温でシャットダウン機能を有する。   Furthermore, according to the present invention, the polyolefin resin composition for producing the porous film may contain a polyolefin resin having a weight average molecular weight of less than 500,000 or a thermoplastic elastomer, if necessary. In such a case, it is preferable that those ratios are in the range of 1 to 50% by weight in total amount in the polymer composition. By having such a component in the base porous film, the resulting porous film has a shutdown function at a lower temperature.

次に、上述したような重量平均分子量が少なくとも50万のポリオレフィン樹脂と分子鎖中に二重結合を有する架橋性ゴムとのポリオレフィン樹脂組成物からなり、上記架橋性ゴムを架橋させてなる多孔質フィルムの製造について説明する。このような多孔質フィルムは、従来より知られている乾式製膜法、湿式製膜法等の適宜の方法によって製膜した後、フィルム中の架橋性ゴムを架橋させることによって得ることができる。   Next, a porous material comprising a polyolefin resin composition comprising a polyolefin resin having a weight average molecular weight of at least 500,000 as described above and a crosslinkable rubber having a double bond in the molecular chain, and the crosslinkable rubber is crosslinked. The production of the film will be described. Such a porous film can be obtained by forming a film by an appropriate method such as a conventionally known dry film forming method or wet film forming method and then cross-linking the crosslinkable rubber in the film.

即ち、例えば、前記ポリオレフィン樹脂組成物を溶媒と混合し、混練、加熱溶解して、スラリー状の混練物となした後、これを適宜の手段を用いてシートに成形し、このシートを圧延し、更に、一軸又は二軸延伸して、フィルムとした後、このフィルムから溶媒を抽出除去すれば、多孔質フィルムを得ることができる。次いで、この多孔質フィルムが有する架橋性ゴムの二重結合を利用して、この架橋性ゴムを架橋させることによって、多孔質フィルムに所要の耐熱性を有せしめることができる。   That is, for example, the polyolefin resin composition is mixed with a solvent, kneaded and heated and dissolved to form a slurry-like kneaded product, which is then formed into a sheet using appropriate means, and the sheet is rolled. Furthermore, after a uniaxial or biaxial stretching is performed to obtain a film, a porous film can be obtained by extracting and removing the solvent from the film. Next, by utilizing the double bond of the crosslinkable rubber possessed by the porous film, the crosslinkable rubber can be crosslinked to give the porous film the required heat resistance.

多孔質フィルムの製造において、上記スラリー状混練物を得るための溶媒としては、例えば、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、デカリン、流動パラフィン等の脂肪族又は脂環式の炭化水素のほか、沸点がこれらの溶媒に対応する鉱油留分等が用いられるが、なかでも、流動パラフィン等の脂環式炭化水素を多く含む不揮発性溶媒が好ましく用いられる。   In the production of the porous film, examples of the solvent for obtaining the slurry-like kneaded product include aliphatic or alicyclic hydrocarbons such as nonane, decane, undecane, dodecane, decalin, liquid paraffin, and the boiling point. Mineral oil fractions corresponding to these solvents are used, and among these, non-volatile solvents containing a large amount of alicyclic hydrocarbons such as liquid paraffin are preferably used.

スラリー状混練物における前記ポリオレフィン樹脂組成物の割合は、5〜30重量%の範囲が好ましく、10〜30重量%の範囲がより好ましく、10〜25重量%が最も好ましい。即ち、スラリー状混練物における前記ポリオレフィン樹脂組成物の割合は、得られる多孔質フィルムの強度を向上させる観点から、5重量%以上が好ましく、他方、重量平均分子量が50万以上のポリオレフイン樹脂を十分に溶媒に溶解させて、伸び切り状態近くまで混練することができ、ポリマー鎖の十分な絡み合いが得られるように、30重量%以下が好ましい。また、上記混練物には、必要に応じて、酸化防止剤、紫外線吸収剤、染料、造核剤、顔料、帯電防止剤等の添加剤を本発明の目的を損なわない範囲で配合することができる。   The ratio of the polyolefin resin composition in the slurry kneaded material is preferably in the range of 5 to 30% by weight, more preferably in the range of 10 to 30% by weight, and most preferably in the range of 10 to 25% by weight. That is, the proportion of the polyolefin resin composition in the slurry-like kneaded material is preferably 5% by weight or more from the viewpoint of improving the strength of the obtained porous film, and on the other hand, a polyolefin resin having a weight average molecular weight of 500,000 or more is sufficient. It is preferably 30% by weight or less so that it can be dissolved in a solvent and kneaded to near the extended state, and sufficient entanglement of the polymer chain can be obtained. In addition, additives such as antioxidants, ultraviolet absorbers, dyes, nucleating agents, pigments, antistatic agents, and the like may be blended into the kneaded material as necessary, as long as the object of the present invention is not impaired. it can.

前記ポリオレフィン樹脂組成物と溶媒とを混合、混練して、スラリー状混練物とし、これをシートに成形するには、従来より知られている適宜の方法を用いることができる。例えば、前記ポリオレフィン樹脂組成物と溶媒とをバンバリーミキサー、ニーダー等を用いてバッチ式で混練りし、かくして、得られた混練物を冷却した一対のロール間にて圧延し、又は冷却した一対の金属板の間に挟み、冷却して、急冷結晶化によりシートとしてもよく、また、Tダイ等を取り付けた押出機等を用いて、シートに成形してもよい。混練の温度は、特に、限定されないが、好ましくは、100〜200℃の範囲である。   In order to mix and knead the polyolefin resin composition and the solvent to obtain a slurry-like kneaded product and form this into a sheet, any conventionally known method can be used. For example, the polyolefin resin composition and the solvent are kneaded batch-wise using a Banbury mixer, a kneader, etc., and the resulting kneaded product is rolled between a pair of cooled rolls or a pair of cooled pairs. The sheet may be sandwiched between metal plates and cooled to form a sheet by rapid crystallization, or may be formed into a sheet using an extruder or the like equipped with a T die or the like. The kneading temperature is not particularly limited, but is preferably in the range of 100 to 200 ° C.

このようにして得られるシートの厚みとしては、特に、限定されないが、通常、3〜20mmの範囲が好ましく、更に、得られたシートをヒートプレス等を用いて圧延して、0.5〜3mmの厚みにしてもよい。この圧延は、通常、100〜140℃の温度で行うのが好ましい。また、得られたシートを延伸するには、特に、限定されるものではないが、通常のテンター法、ロール法、インフレーション法又はこれらの方法の組合わせを用いてもよく、また、一軸延伸、二軸延伸等のいずれの方式をも採用することができる。二軸延伸の場合は、縦横同時延伸又は逐次延伸のいずれでもよい。延伸処理の温度は、100〜140℃の範囲であることが好ましい。   The thickness of the sheet thus obtained is not particularly limited, but is usually preferably in the range of 3 to 20 mm. Further, the obtained sheet is rolled using a heat press or the like, and 0.5 to 3 mm. You may make it thickness. This rolling is usually preferably performed at a temperature of 100 to 140 ° C. In order to stretch the obtained sheet, although not particularly limited, a normal tenter method, roll method, inflation method or a combination of these methods may be used, and uniaxial stretching, Any method such as biaxial stretching can be employed. In the case of biaxial stretching, both longitudinal and transverse simultaneous stretching or sequential stretching may be used. It is preferable that the temperature of an extending | stretching process is the range of 100-140 degreeC.

脱溶媒処理は、シートから溶媒を除去して、多孔質構造を形成させる処理であり、例えば、シートを溶媒で洗浄して、残留する溶媒を除去することにより行うことができる。溶媒としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、デカン等の炭化水素、塩化メチレン、四塩化炭素等の塩素化炭化水索、三フッ化エタン等のフッ素化炭化水素、ジエチルエーテル、ジオキサン等のエーテル類、メタノール、エタノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類等の易揮発性溶媒が用いられる。これらは単独又は2種以上を混合して用いられる。このような溶媒を用いるシートの脱溶媒処理は、例えば、シートを溶媒中に浸漬したり、また、溶媒をシートにシャワーして行われる。   The solvent removal treatment is a treatment for removing the solvent from the sheet to form a porous structure, and can be performed, for example, by washing the sheet with a solvent and removing the remaining solvent. Solvents include hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane and decane, chlorinated hydrocarbons such as methylene chloride and carbon tetrachloride, fluorinated hydrocarbons such as ethane trifluoride, ethers such as diethyl ether and dioxane, Easily volatile solvents such as alcohols such as methanol and ethanol, and ketones such as acetone and methyl ethyl ketone are used. These are used individually or in mixture of 2 or more types. The solvent removal treatment of the sheet using such a solvent is performed, for example, by immersing the sheet in the solvent or by showering the solvent on the sheet.

本発明によれば、このようにして、前記ポリオレフィン樹脂組成物から多孔質フィルムを得た後、その熱収縮性を低減するために、熱処理を行うのが好ましい。この熱処理は、多孔質フィルムを一回加熱する一段式熱処理でもよく、また、最初、比較的低い温度で加熱し、次いで、より高い温度で加熱する多段式熱処理でもよい。また、多孔質フィルムを昇温しながら加熱する昇温式熱処理でもよい。但し、この熱処理は、多孔質フィルムが本来、有する望ましい特性、例えば、通気度等を損なうことのないように行うことが望ましい。   According to the present invention, after obtaining a porous film from the polyolefin resin composition in this manner, it is preferable to perform a heat treatment in order to reduce its heat shrinkability. This heat treatment may be a single-stage heat treatment in which the porous film is heated once, or may be a multi-stage heat treatment in which the porous film is first heated at a relatively low temperature and then heated at a higher temperature. Moreover, the temperature rising type heat processing which heats a porous film, raising temperature may be sufficient. However, it is desirable that this heat treatment is performed so as not to impair desirable characteristics inherent in the porous film, such as air permeability.

上記一段式熱処埋の場合には、その加熱温度は、多孔質フィルムの組成にもよるが、40〜140℃の範囲が好ましい。また、比較的低い温度から加熱を開始し、その後、加熱温度を高める昇温式又は多段式熱処理によれば、多孔質フィルム中の架橋性ゴムの架橋を兼ねることができ、多孔質フィルムの耐熱性が次第に向上するので、通気度等の本来、多孔質フィルムが有する望ましい性質を加熱によって損なうことなく、熱処理することができ、しかも、短時間で所要の熱処理を行うことができる。特に、多段式熱処理において、最初の加熱温度は、多孔質フィルムの組成にもよるが、好ましくは、40〜90℃の範囲であり、2段目の加熱温度は、多孔質フィルムの組成にもよるが、好ましくは、90〜140℃の範囲である。   In the case of the above-mentioned one-stage heat treatment, the heating temperature is preferably in the range of 40 to 140 ° C., although it depends on the composition of the porous film. Moreover, according to the temperature rising type or multistage heat treatment that starts heating from a relatively low temperature and then increases the heating temperature, it can also serve as crosslinking of the crosslinkable rubber in the porous film, and heat resistance of the porous film Therefore, heat treatment can be performed without impairing desirable properties of the porous film such as air permeability by heating, and the required heat treatment can be performed in a short time. In particular, in the multi-stage heat treatment, the first heating temperature depends on the composition of the porous film, but is preferably in the range of 40 to 90 ° C., and the second heating temperature depends on the composition of the porous film. However, it is preferably in the range of 90 to 140 ° C.

本発明によれば、上記熱処理工程において、又はその前後において、得られる多孔質フィルムの耐熱性を高めるために、前述したように、多孔質フィルム中の架橋性ゴムを架橋させる。このような架橋性ゴムの架橋によって、得られる多孔質フィルムの高温での耐熱性(耐破膜性)を格段に向上させることができる。前述したように、多孔質フィルムの熱処理を兼ねて、多孔質フィルム中の架橋性ゴムを架橋させるのが生産性の観点からも好ましく、かくして、多孔質フィルムの熱処理を兼ねて、多孔質フィルム中の架橋性ゴムを架橋させることによって、多孔質フィルムの熱収縮性を低減すると同時に、多孔質フィルムの耐熱性を格段に改善することができる。   According to the present invention, the crosslinkable rubber in the porous film is cross-linked as described above in order to increase the heat resistance of the porous film obtained before or after the heat treatment step. By such crosslinking of the crosslinkable rubber, the heat resistance (fracture resistance) at a high temperature of the obtained porous film can be remarkably improved. As described above, it is also preferable from the viewpoint of productivity to crosslink the crosslinkable rubber in the porous film also serving as the heat treatment of the porous film, and thus also in the porous film serving as the heat treatment of the porous film. By crosslinking the crosslinkable rubber, the heat shrinkability of the porous film can be reduced, and at the same time, the heat resistance of the porous film can be remarkably improved.

ここに、得られた多孔質フィルム中の架橋性ゴムを架橋させるには、酸素、オゾン、酸素化合物等の存在下に、多孔質フィルムを加熱して、架橋性ゴムに架橋反応を行わせればよいが、なかでも、酸素存在下に、従って、例えば、空気中で多孔質フィルムを加熱し、又は紫外線や電子線を照射して、架橋性ゴムに架橋させるのが好ましい。また、必要に応じて、従来より知られている過酸化物を併用して、目的とする架橋反応を促進させることもできる。勿論、必要に応じて、複数の架橋法を併用してもよい。   Here, in order to crosslink the crosslinkable rubber in the obtained porous film, the porous film is heated in the presence of oxygen, ozone, oxygen compound, etc., and the crosslinkable rubber is subjected to a crosslinking reaction. Among them, it is preferable to crosslink the crosslinkable rubber in the presence of oxygen. Therefore, for example, the porous film is heated in air or irradiated with ultraviolet rays or an electron beam. Further, if necessary, a conventionally known peroxide can be used in combination to promote the intended crosslinking reaction. Of course, if necessary, a plurality of crosslinking methods may be used in combination.

本発明において、基材多孔膜フィルムは、電池の製造後にはセパレータとして機能するものであるので、膜厚1〜60μmの範囲のものがよく、特に、膜厚5〜50μmの範囲のものがよい。膜厚が1μmよりも薄いときは、強度が不十分であって、電池においてセパレータとして用いた場合に内部短絡を起こすおそれがあり、他方、60μmを越えるときは、電極間距離が大きすぎて、電池の内部抵抗が過大となる。また、基材多孔質フィルムは、平均孔径0.01〜5μmの細孔を有し、その空孔率が20〜80%の範囲にあるのがよく、特に、25〜75%の範囲にあるのがよい。更に、基材多孔質フィルムは、JIS P 8117に準拠して求めた通気度が100〜1000秒/100ccの範囲にあるのがよく、特に、100〜900秒/100ccの範囲にあるのがよい。   In the present invention, the substrate porous membrane film functions as a separator after the production of the battery, so that the thickness is preferably in the range of 1 to 60 μm, and particularly preferably in the range of 5 to 50 μm. . When the film thickness is less than 1 μm, the strength is insufficient, and there is a possibility of causing an internal short circuit when used as a separator in a battery. On the other hand, when it exceeds 60 μm, the distance between the electrodes is too large, The internal resistance of the battery becomes excessive. The substrate porous film should have pores with an average pore diameter of 0.01 to 5 μm, and the porosity should be in the range of 20 to 80%, particularly in the range of 25 to 75%. It is good. Further, the base porous film should have an air permeability determined in accordance with JIS P 8117 in the range of 100 to 1000 seconds / 100 cc, and particularly preferably in the range of 100 to 900 seconds / 100 cc. .

本発明による電池用セパレータのための反応性ポリマー担持多孔質フィルムは、分子中に3−オキセタニル基とエポキシ基とから選ばれる少なくとも1種の反応性基を有する架橋性ポリマーとポリカルボン酸とを反応させ、一部、架橋させてなる反応性ポリマーを上述したような基材多孔質フィルムに担持させてなるものである。   A reactive polymer-supported porous film for a battery separator according to the present invention comprises a crosslinkable polymer having at least one reactive group selected from a 3-oxetanyl group and an epoxy group in a molecule and a polycarboxylic acid. A reactive polymer obtained by reacting and partially cross-linking is supported on the base porous film as described above.

更に、本発明によれば、架橋性ポリマーは、分子中に3−オキセタニル基とエポキシ基とから選ばれる少なくとも1種の反応性基を有するポリマーをいい、好ましくは、3−オキセタニル基を有するラジカル重合性モノマーとエポキシ基を有するラジカル重合性モノマーとから選ばれる少なくとも1種のラジカル重合性モノマーと他のラジカル重合性モノマーとのラジカル共重合体である。   Further, according to the present invention, the crosslinkable polymer refers to a polymer having at least one reactive group selected from a 3-oxetanyl group and an epoxy group in the molecule, preferably a radical having a 3-oxetanyl group. It is a radical copolymer of at least one radical polymerizable monomer selected from a polymerizable monomer and a radical polymerizable monomer having an epoxy group and another radical polymerizable monomer.

特に、好ましくは、本発明において、架橋性ポリマーは、分子中に3−オキセタニル基とエポキシ基とを有するポリマーか、又は分子中にエポキシ基を有するポリマーをいい、従って、このような架橋性ポリマーは、好ましくは、3−オキセタニル基を有するラジカル重合性モノマーとエポキシ基を有するラジカル重合性モノマーと他のラジカル重合性モノマーとのラジカル共重合か、又はエポキシ基を有するラジカル重合性モノマーと他のラジカル重合性モノマーとのラジカル共重合によって得ることができる。   Particularly preferably, in the present invention, the crosslinkable polymer refers to a polymer having a 3-oxetanyl group and an epoxy group in the molecule, or a polymer having an epoxy group in the molecule. Is preferably a radical copolymerization of a radical polymerizable monomer having a 3-oxetanyl group with a radical polymerizable monomer having an epoxy group and another radical polymerizable monomer, or a radical polymerizable monomer having an epoxy group and another radical polymerizable monomer. It can be obtained by radical copolymerization with a radical polymerizable monomer.

既に知られているように、3−オキセタニル基やエポキシ基はカルボキシル基と反応し得ると共に、カチオン重合し得る。本発明によれば、3−オキセタニル基とエポキシ基のこのような反応性を利用して、分子中に3−オキセタニル基とエポキシ基とから選ばれる少なくとも1種の反応性基を有する架橋性ポリマーを先ず、これらの反応性基によってポリカルボン酸と反応させ、一部、架橋させてなる反応性ポリマーとし、これを基材多孔質フィルムに担持させて、電池用セパレータのための反応性ポリマー担持多孔質フィルムとする。   As already known, 3-oxetanyl groups and epoxy groups can react with carboxyl groups and can be cationically polymerized. According to the present invention, a crosslinkable polymer having at least one reactive group selected from 3-oxetanyl group and epoxy group in the molecule by utilizing such reactivity of 3-oxetanyl group and epoxy group. First, the reactive polymer is reacted with a polycarboxylic acid by these reactive groups to form a partially crosslinked reactive polymer, which is supported on a porous substrate film, and is loaded with a reactive polymer for a battery separator. A porous film is used.

更に、本発明によれば、後述するように、このような反応性ポリマー担持多孔質フィルムに電極を積層して、電極/多孔質フィルム積層体とし、これをカチオン重合触媒を含む電解液、好ましくは、カチオン重合触媒を兼ねる電解質を含む電解液中に浸漬して、前記多孔質フィルム上の部分架橋させた架橋性ポリマー、即ち、反応性ポリマーの少なくとも一部を電解液中で膨潤させ、又は電解液中に溶出、拡散させて、反応性ポリマーをそれが有する残存反応性基のカチオン重合によって更に架橋させ、多孔質フィルムと電極との界面の近傍で電解液をゲル化させることによって、電極と多孔質フィルムを接着させる。   Furthermore, according to the present invention, as will be described later, an electrode is laminated on such a reactive polymer-supported porous film to form an electrode / porous film laminate, which is an electrolytic solution containing a cationic polymerization catalyst, preferably Is immersed in an electrolytic solution containing an electrolyte that also serves as a cationic polymerization catalyst, and a partially crosslinked cross-linkable polymer on the porous film, that is, at least a part of the reactive polymer is swollen in the electrolytic solution, or By eluting and diffusing into the electrolyte, the reactive polymer is further cross-linked by cationic polymerization of the remaining reactive groups, and the electrolyte is gelled in the vicinity of the interface between the porous film and the electrode. Adhere the porous film.

本発明によれば、分子中に3−オキセタニル基とエポキシ基とから選ばれる少なくとも1種の反応性基を有する架橋性ポリマーを得る際に、3−オキセタニル基含有ラジカル重合性モノマー及び/又はエポキシ基含有ラジカル重合性モノマーは、その反応性基の合計量が全モノマー量の5〜50重量%、好ましくは、10〜30重量%の範囲となるように用いられる。従って、3−オキセタニル基を含有する架橋性ポリマーを得る場合であれば、3−オキセタニル基含有ラジカル重合性モノマーは、全モノマー量の5〜50重量%、好ましくは、10〜30重量%の範囲で用いられ、同様に、エポキシ基を含有する架橋性ポリマーを得る場合であれば、エポキシ基含有ラジカル重合性モノマーは、全モノマー量の5〜50重量%、好ましくは、10〜30重量%の範囲で用いられる。   According to the present invention, when obtaining a crosslinkable polymer having at least one reactive group selected from a 3-oxetanyl group and an epoxy group in the molecule, a 3-oxetanyl group-containing radical polymerizable monomer and / or epoxy is obtained. The group-containing radical polymerizable monomer is used so that the total amount of the reactive groups is in the range of 5 to 50% by weight, preferably 10 to 30% by weight of the total monomer amount. Therefore, in the case of obtaining a crosslinkable polymer containing a 3-oxetanyl group, the 3-oxetanyl group-containing radical polymerizable monomer is in the range of 5 to 50% by weight, preferably 10 to 30% by weight of the total monomer amount. In the same manner, in the case of obtaining a crosslinkable polymer containing an epoxy group, the epoxy group-containing radical polymerizable monomer is 5 to 50% by weight, preferably 10 to 30% by weight of the total monomer amount. Used in a range.

また、3−オキセタニル基含有ラジカル重合性モノマーとエポキシ基含有ラジカル重合性モノマーを併用し、これらを他のラジカル重合性モノマーと共重合させて、3−オキセタニル基とエポキシ基とを共に有する架橋性ポリマーを得る場合にも、3−オキセタニル基含有ラジカル重合性モノマーとエポキシ基含有ラジカル重合性モノマーの合計量が全モノマー量の5〜50重量%、好ましくは、10〜30重量%の範囲であり、更に、3−オキセタニル基含有ラジカル重合性モノマーとエポキシ基含有ラジカル重合性モノマーのうち、エポキシ基含有ラジカル重合性モノマーが90重量%以下であるように用いられる。   Also, a crosslinkability having both a 3-oxetanyl group and an epoxy group by using a 3-oxetanyl group-containing radical polymerizable monomer and an epoxy group-containing radical polymerizable monomer together and copolymerizing these with another radical polymerizable monomer Even in the case of obtaining a polymer, the total amount of the 3-oxetanyl group-containing radical polymerizable monomer and the epoxy group-containing radical polymerizable monomer is in the range of 5 to 50% by weight, preferably 10 to 30% by weight of the total monomer amount. Furthermore, among the 3-oxetanyl group-containing radical polymerizable monomer and the epoxy group-containing radical polymerizable monomer, the epoxy group-containing radical polymerizable monomer is used so as to be 90% by weight or less.

3−オキセタニル基含有架橋性ポリマーやエポキシ基含有架橋性ポリマーを得る際に、3−オキセタニル基含有ラジカル重合性モノマーとエポキシ基含有ラジカル重合性モノマーの合計量が全モノマー量の5重量%よりも少ないときは、上述したように、電解液のゲル化に要する架橋性ポリマー量の増大を招くので、得られる電池の性能が低下する。他方、50重量%よりも多いときは、形成されたゲルの電解液の保持性が低下して、得られる電池における電極/セパレータ間の接着性が低下する。   When obtaining a 3-oxetanyl group-containing crosslinkable polymer or an epoxy group-containing crosslinkable polymer, the total amount of the 3-oxetanyl group-containing radical polymerizable monomer and the epoxy group-containing radical polymerizable monomer is more than 5% by weight of the total monomer amount. When the amount is small, as described above, the amount of the crosslinkable polymer required for gelation of the electrolytic solution is increased, so that the performance of the obtained battery is deteriorated. On the other hand, when it is more than 50% by weight, the retention property of the electrolyte solution of the formed gel is lowered, and the adhesion between the electrode / separator in the obtained battery is lowered.

本発明によれば、3−オキセタニル基含有ラジカル重合性モノマーとして、好ましくは、一般式(I)   According to the present invention, the 3-oxetanyl group-containing radical polymerizable monomer is preferably represented by the general formula (I)

Figure 2005209474
Figure 2005209474

(式中、R1 は水素原子又はメチル基を示し、R2 は水素原子又は炭素原子数1〜6のアルキル基を示す。)
で表される3−オキセタニル基含有(メタ)アクリレートが用いられる。
(In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.)
The 3-oxetanyl group containing (meth) acrylate represented by these is used.

このような3−オキセタニル基含有(メタ)アクリレートの具体例として、例えば、3−オキセタニルメチル(メタ)アクリレート、3−メチル−3−オキセタニルメチル(メタ)アクリレート、3−エチル−3−オキセタニルメチル(メタ)アクリレート、3−ブチル−3−オキセタニルメチル(メタ)アクリレート、3−へキシル−3−オキセタニルメチル(メタ)アクリレート等を挙げることができる。これらの(メタ)アクリレートは単独で用いられ、又は2種以上が併用される。   Specific examples of such a 3-oxetanyl group-containing (meth) acrylate include, for example, 3-oxetanylmethyl (meth) acrylate, 3-methyl-3-oxetanylmethyl (meth) acrylate, 3-ethyl-3-oxetanylmethyl ( Examples include meth) acrylate, 3-butyl-3-oxetanylmethyl (meth) acrylate, and 3-hexyl-3-oxetanylmethyl (meth) acrylate. These (meth) acrylates are used alone or in combination of two or more.

また、本発明によれば、エポキシ基含有ラジカル重合性モノマーとして、好ましくは、一般式(II)   Further, according to the present invention, the epoxy group-containing radical polymerizable monomer is preferably represented by the general formula (II)

Figure 2005209474
Figure 2005209474

(式中、R3 は水素原子又はメチル基を示し、R4 は式(1) (In the formula, R 3 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 4 represents the formula (1)

Figure 2005209474
Figure 2005209474

又は式(2) Or formula (2)

Figure 2005209474
Figure 2005209474

で表されるエポキシ基含有基を示す。)
で表されるエポキシ基含有(メタ)アクリレートが用いられる。
The epoxy group containing group represented by these is shown. )
The epoxy group containing (meth) acrylate represented by these is used.

このようなエポキシ基含有(メタ)アクリレートの具体例としては、例えば、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート等を挙げることができる。これらの(メタ)アクリレートは単独で用いられ、又は2種以上が併用される。   Specific examples of such an epoxy group-containing (meth) acrylate include 3,4-epoxycyclohexylmethyl (meth) acrylate and glycidyl (meth) acrylate. These (meth) acrylates are used alone or in combination of two or more.

本発明に従って、3−オキセタニル基含有ラジカル重合性モノマー及び/又はエポキシ基含有ラジカル重合性モノマーと共重合させる前記他のラジカル重合性モノマーは、好ましくは、一般式(III)   According to the present invention, the other radical polymerizable monomer copolymerized with the 3-oxetanyl group-containing radical polymerizable monomer and / or the epoxy group-containing radical polymerizable monomer is preferably represented by the general formula (III)

Figure 2005209474
Figure 2005209474

(式中、R5 は水素原子又はメチル基を示し、Aは炭素原子数2又は3のオキシアルキレン基(好ましくは、オキシエチレン基又はオキシプロピレン基)を示し、R6 は炭素原子数1〜6のアルキル基又は炭素原子数1〜6のフッ化アルキル基を示し、nは0〜3の整数を示す。)
で表される(メタ)アクリレートと一般式(IV)
(In the formula, R 5 represents a hydrogen atom or a methyl group, A represents an oxyalkylene group having 2 or 3 carbon atoms (preferably an oxyethylene group or an oxypropylene group), and R 6 represents 1 to 1 carbon atoms. 6 represents an alkyl group or a fluorinated alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and n represents an integer of 0 to 3.)
(Meth) acrylate represented by the general formula (IV)

Figure 2005209474
Figure 2005209474

(式中、R7 はメチル基又はエチル基を示し、R8 は水素原子又はメチル基を示す。)
で表されるビニルエステルから選ばれる少なくとも1種である。
(In the formula, R 7 represents a methyl group or an ethyl group, and R 8 represents a hydrogen atom or a methyl group.)
It is at least 1 sort (s) chosen from vinyl ester represented by these.

上記一般式(III) で表される(メタ)アクリレートの具体例として、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2,2,2−トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、2,2,3,3−テトラフルオロプロピル(メタ)アクリレート等を挙げることができる。これら以外にも、例えば、   Specific examples of the (meth) acrylate represented by the general formula (III) include, for example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, 2,2,2 -Trifluoroethyl (meth) acrylate, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl (meth) acrylate, etc. can be mentioned. Besides these, for example,

Figure 2005209474
Figure 2005209474

等を挙げることができる。式中、nは0〜3の整数である。 Etc. In formula, n is an integer of 0-3.

また、上記一般式(IV)で表されるビニルエステルの具体例として、例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等を挙げることができる。   Specific examples of the vinyl ester represented by the general formula (IV) include vinyl acetate and vinyl propionate.

分子中に3−オキセタニル基とエポキシ基とから選ばれる少なくとも1種の反応性基を有する架橋性ポリマーは、上述したように、好ましくは、3−オキセタニル基を有するラジカル重合性モノマーとエポキシ基を有するラジカル重合性モノマーとから選ばれる少なくとも1種のラジカル重合性モノマーと他のラジカル重合性モノマーとをラジカル重合開始剤を用いてラジカル共重合させることによって、ラジカル共重合体として得ることができる。このラジカル共重合は、溶液重合、塊状重合、懸濁重合、乳化重合等、いずれの重合法によってもよいが、重合の容易さ、分子量の調整、後処理等の点から溶液重合や懸濁重合によるのが好ましい。   As described above, the crosslinkable polymer having at least one reactive group selected from a 3-oxetanyl group and an epoxy group in the molecule is preferably a radical polymerizable monomer having an 3-oxetanyl group and an epoxy group. It can be obtained as a radical copolymer by radically copolymerizing at least one radical polymerizable monomer selected from the radical polymerizable monomers having and another radical polymerizable monomer using a radical polymerization initiator. This radical copolymerization may be carried out by any polymerization method such as solution polymerization, bulk polymerization, suspension polymerization, emulsion polymerization, etc., but solution polymerization or suspension polymerization in terms of ease of polymerization, adjustment of molecular weight, post-treatment, etc. Is preferred.

上記ラジカル重合開始剤は、特に、限定されるものではないが、例えば、N,N’−アゾビスイソブチロニトリル、ジメチルN,N’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)、ベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド等が用いられる。また、このラジカル共重合において、必要に応じて、メルカプタン等のような分子量調整剤を用いることができる。   The radical polymerization initiator is not particularly limited, and examples thereof include N, N′-azobisisobutyronitrile, dimethyl N, N′-azobis (2-methylpropionate), and benzoyl peroxide. Lauroyl peroxide is used. In this radical copolymerization, a molecular weight modifier such as mercaptan can be used as necessary.

本発明において、架橋性ポリマーは、その重量平均分子量が10000以上であることが好ましい。架橋性ポリマーの重量平均分子量が10000よりも小さいときは、電解液をゲル化するために多量の架橋性ポリマーを必要とするので、得られる電池の特性を低下させる。他方、架橋性ポリマーの重量平均分子量の上限は、特に制限されるものではないが、電解液をゲルとして保持し得るように、300万程度であり、好ましくは、250万程度である。特に、本発明によれば、架橋性ポリマーは、重量平均分子量が100000〜2000000の範囲にあるのが好ましい。   In the present invention, the crosslinkable polymer preferably has a weight average molecular weight of 10,000 or more. When the weight average molecular weight of the crosslinkable polymer is less than 10,000, a large amount of the crosslinkable polymer is required to gel the electrolytic solution, so that the characteristics of the obtained battery are deteriorated. On the other hand, the upper limit of the weight average molecular weight of the crosslinkable polymer is not particularly limited, but is about 3 million, preferably about 2.5 million so that the electrolytic solution can be held as a gel. In particular, according to the present invention, the crosslinkable polymer preferably has a weight average molecular weight in the range of 100,000 to 2,000,000.

上述したような分子中に3−オキセタニル基とエポキシ基とから選ばれる少なくとも1種の反応性基を有する架橋性ポリマーは、特開2001−176555号公報や特開2002−110245号公報に記載されているように、既に、知られているものである。   Crosslinkable polymers having at least one reactive group selected from a 3-oxetanyl group and an epoxy group in the molecule as described above are described in JP-A Nos. 2001-176555 and 2002-110245. As is already known.

本発明による電池用セパレータのための反応性ポリマー担持多孔質フィルムは、上述したような架橋性ポリマーをポリカルボン酸と反応させ、一部、架橋させてなる反応性ポリマーとして、基材多孔質フィルムに担持させたものである。このような架橋性ポリマーのポリカルボン酸による架橋は、例えば、特開平11−43540号公報や特開平11−116663号公報に記載されているように、架橋性ポリマーの有する3−オキセタニル基やエポキシとポリカルボン酸(即ち、カルボキシル基)との反応によるものである。本発明によれば、3−オキセタニル基やエポキシ基の有するこの反応性を利用して、架橋性ポリマーをポリカルボキシルと反応させ、一部、架橋させて、反応性ポリマーとする。   The reactive polymer-supported porous film for a battery separator according to the present invention is obtained by reacting a crosslinkable polymer as described above with a polycarboxylic acid, and partially crosslinking the substrate as a reactive polymer. It is carried on. Crosslinking of such a crosslinkable polymer with a polycarboxylic acid is, for example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-43540 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-116663, and 3-oxetanyl group or epoxy which the crosslinkable polymer has And a polycarboxylic acid (that is, a carboxyl group). According to the present invention, by utilizing this reactivity of a 3-oxetanyl group or an epoxy group, a crosslinkable polymer is reacted with polycarboxyl and partially crosslinked to obtain a reactive polymer.

本発明において、架橋性ポリマーを部分架橋させるためのポリカルボン酸は、分子中に2個以上のカルボキシル基を有し、好ましくは、分子中に2〜6個、特に、好ましくは、分子中に2〜4個のカルボキシル基を有する有機化合物である。   In the present invention, the polycarboxylic acid for partially crosslinking the crosslinkable polymer has 2 or more carboxyl groups in the molecule, preferably 2 to 6 in the molecule, particularly preferably in the molecule. It is an organic compound having 2 to 4 carboxyl groups.

分子中に2個のカルボキシル基を有するジカルボン酸としては、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、トリデカン二酸、テトラデカン二酸、ペンタデカン二酸、ヘキサデカン二酸、オクタデカン二酸、ノナデカン二酸、エイコサン二酸等の炭素原子数2〜20の直鎖脂肪族飽和ジカルボン酸、メチルマロン酸、エチルマロン酸、n−プロピルマロン酸、n−ブチルマロン酸、メチルコハク酸、エチルコハク酸、1,1,3,5−テトラメチルオクチルコハク酸等の炭素原子数3〜20の分岐鎖脂肪族飽和ジカルボン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、γ−メチルシトラコン酸、メサコン酸、γ−メチルメサコン酸、イタコン酸、グルタコン酸等の直鎖又は分岐鎖脂肪族不飽和ジカルボン酸、ヘキサヒドロフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、メチルヘキサヒドロキシフタル酸、メチルヘキサイソフタル酸、メチルヘキサヒドロテレフタル酸、シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸、シクロヘキセン−1,6−ジカルボン酸、シクロヘキセン−3,4−ジカルボン酸、シクロヘキセン−4,5−ジカルボン酸等のテトラヒドロフタル酸、シクロヘキセン−1,3−ジカルボン酸、シクロヘキセン−1,5−ジカルボン酸、シクロヘキセン−3,5−ジカルボン酸等のテトラヒドロイソフタル酸、シクロヘキセン−1,4−ジカルボン酸、シクロヘキセン−3,6−ジカルボン酸等のテトラヒドロテレフタル酸、1,3−シクロヘキサジエン−1,2−ジカルボン酸、1,3−シクロヘキサジエン−1,6−ジカルボン酸、1,3−シクロヘキサジエン−2,3−ジカルボン酸、1,3−シクロヘキサジエン−5,6−ジカルボン酸、1,4−シクロヘキサジエン−1,2−ジカルボン酸、1,4−シクロヘキサジエン−1,6−ジカルボン酸等のジヒドロフタル酸、1,3−シクロヘキサジエン−1,3−ジカルボン酸、1,3−シクロヘキサジエン−3,5−ジカルボン酸等のジヒドロイソフタル酸、1,3−シクロヘキサジエン−1,4−ジカルボン酸、1,3−シクロヘキサジエン−2,5−ジカルボン酸、1,4−シクロヘキサジエン−1,4−ジカルボン酸、1,4−シクロヘキサジエン−3,6−ジカルボン酸等のジヒドロテレフタル酸、メチルテトラヒドロフタル酸、エンドメチレンテトラヒドロフタル酸、エンドシス−ビシクロ〔2.2.1〕ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボン酸、メチル−エンドシス−ビシクロ〔2.2.1〕ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボン酸等の飽和又は不飽和カルボン酸、クロレンディック酸、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、3−メチルフタル酸、3−エチルフタル酸、3−n−プロピルフタル酸、3−イソプロピルフタル酸、3−n−ブチルフタル酸、3−イソブチルフタル酸、3−s−ブチルフタル酸、3−t−ブチルフタル酸等の3−アルキルフタル酸、2−メチルフタル酸、4−エチルフタル酸、4−n−プロピルフタル酸、4−イソピロピルフタル酸、4−n−ブチルフタル酸、4−イソブチルフタル酸、4−s−ブチルフタル酸、4−t−ブチルフタル酸等の4−アルキルフタル酸、2−メチルイソフタル酸、2−エチルイソフタル酸、2−n−プロピルフタル酸、2−イソピロピルフタル酸、2−n−ブチルフタル酸、2−イソブチルフタル酸、2−s−ブチルフタル酸、2−t−ブチルフタル酸等の2−アルキルフタル酸、4−メチルイソフタル酸、4−エチルイソフタル酸、4−n−プロピルイソフタル酸、4−イソピロピルイソフタル酸、4−n−ブチルイソフタル酸、4−イソブチルイソフタル酸、4−s−ブチルイソフタル酸、4−t−ブチルイソフタル酸等の4−アルキルイソフタル酸、5−メチルイソフタル酸、5−エチルイソフタル酸、5−n−プロピルイソフタル酸、5−イソピロピルイソフタル酸、5−n−ブチルイソフタル酸、5−イソブチルイソフタル酸、5−s−ブチルイソフタル酸、5−t−ブチルイソフタル酸等の5−アルキルイソフタル酸、メチルテレフタル酸、エチルテレフタル酸、n−プロピルテレフタル酸、イソピロピルテレフタル酸、n−ブチルテレフタル酸、イソブチルテレフタル酸、s−ブチルテレフタル酸、t−ブチルテレフタル酸等のアルキルテレフタル酸、ナフタリン−1,2−ジカルボン酸、ナフタリン−1,3−ジカルボン酸、ナフタリン−1,4−ジカルボン酸、ナフタリン−1,5−ジカルボン酸、ナフタリン−1,6−ジカルボン酸、ナフタリン−1,7−ジカルボン酸、ナフタリン−1,8−ジカルボン酸、ナフタリン−2,3−ジカルボン酸、ナフタリン−2,6−ジカルボン酸、ナフタリン−2,7−ジカルボン酸、アントラセン−1,3−ジカルボン酸、アントラセン−1,4−ジカルボン酸、アントラセン−1,5−ジカルボン酸、アントラセン−1,9−ジカルボン酸、アントラセン−2,3−ジカルボン酸、アントラセン−9,10−ジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸、2,2’−ビス(カルボキシキフェニル)ヘキサフルオロプロパン等を具体例として挙げることができる。   Examples of the dicarboxylic acid having two carboxyl groups in the molecule include oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, undecanedioic acid, dodecanedioic acid. C2-C20 straight chain aliphatic saturated dicarboxylic acid such as acid, tridecanedioic acid, tetradecanedioic acid, pentadecanedioic acid, hexadecanedioic acid, octadecanedioic acid, nonadecanedioic acid, eicosanedioic acid, methylmalonic acid, Branched aliphatic saturated dicarboxylic acids having 3 to 20 carbon atoms such as ethylmalonic acid, n-propylmalonic acid, n-butylmalonic acid, methylsuccinic acid, ethylsuccinic acid, 1,1,3,5-tetramethyloctylsuccinic acid Acid, maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, γ-methylcitraconic acid, mesaconic acid, γ-methylmesaconic acid, Linear or branched aliphatic unsaturated dicarboxylic acids such as itaconic acid and glutaconic acid, hexahydrophthalic acid, hexahydroisophthalic acid, hexahydroterephthalic acid, methylhexahydroxyphthalic acid, methylhexaisophthalic acid, methylhexahydroterephthalic acid , Cyclohexene-1,2-dicarboxylic acid, cyclohexene-1,6-dicarboxylic acid, cyclohexene-3,4-dicarboxylic acid, cyclohexene-4,5-dicarboxylic acid, etc. tetrahydrophthalic acid, cyclohexene-1,3-dicarboxylic acid Tetrahydroisophthalic acid such as cyclohexene-1,5-dicarboxylic acid and cyclohexene-3,5-dicarboxylic acid, tetrahydroterephthalic acid such as cyclohexene-1,4-dicarboxylic acid and cyclohexene-3,6-dicarboxylic acid, 1,3 -Siku Hexadiene-1,2-dicarboxylic acid, 1,3-cyclohexadiene-1,6-dicarboxylic acid, 1,3-cyclohexadiene-2,3-dicarboxylic acid, 1,3-cyclohexadiene-5,6-dicarboxylic acid 1,4-cyclohexadiene-1,2-dicarboxylic acid, dihydrophthalic acid such as 1,4-cyclohexadiene-1,6-dicarboxylic acid, 1,3-cyclohexadiene-1,3-dicarboxylic acid, Dihydroisophthalic acid such as 3-cyclohexadiene-3,5-dicarboxylic acid, 1,3-cyclohexadiene-1,4-dicarboxylic acid, 1,3-cyclohexadiene-2,5-dicarboxylic acid, 1,4-cyclo Dihydroterephthalic acid such as hexadiene-1,4-dicarboxylic acid, 1,4-cyclohexadiene-3,6-dicarboxylic acid, methyl tet Hydrophthalic acid, endomethylenetetrahydrophthalic acid, endocis-bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboxylic acid, methyl-endocis-bicyclo [2.2.1] hept-5-ene- Saturated or unsaturated carboxylic acid such as 2,3-dicarboxylic acid, chlorendic acid, phthalic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, 3-methylphthalic acid, 3-ethylphthalic acid, 3-n-propylphthalic acid, 3-isopropyl 3-alkylphthalic acid such as phthalic acid, 3-n-butylphthalic acid, 3-isobutylphthalic acid, 3-s-butylphthalic acid, 3-t-butylphthalic acid, 2-methylphthalic acid, 4-ethylphthalic acid, 4-n -Propylphthalic acid, 4-isopropylpyrphthalic acid, 4-n-butylphthalic acid, 4-isobutylphthalic acid, 4-s-butylphthalic acid Acid, 4-alkylphthalic acid such as 4-t-butylphthalic acid, 2-methylisophthalic acid, 2-ethylisophthalic acid, 2-n-propylphthalic acid, 2-isopropylpropylphthalic acid, 2-n-butylphthalic acid 2-alkylphthalic acid such as 2-isobutylphthalic acid, 2-s-butylphthalic acid, 2-t-butylphthalic acid, 4-methylisophthalic acid, 4-ethylisophthalic acid, 4-n-propylisophthalic acid, 4- 4-alkylisophthalic acid such as isopropylpyrophthalic acid, 4-n-butylisophthalic acid, 4-isobutylisophthalic acid, 4-s-butylisophthalic acid, 4-t-butylisophthalic acid, 5-methylisophthalic acid, 5 -Ethylisophthalic acid, 5-n-propylisophthalic acid, 5-isopropyl-isophthalic acid, 5-n-butylisophthalic acid, 5-isobu 5-alkylisophthalic acid such as ruisophthalic acid, 5-s-butylisophthalic acid, 5-t-butylisophthalic acid, methyl terephthalic acid, ethyl terephthalic acid, n-propyl terephthalic acid, isopropyl terephthalic acid, n-butyl terephthalic acid Acid, isobutyl terephthalic acid, s-butyl terephthalic acid, alkyl terephthalic acid such as t-butyl terephthalic acid, naphthalene-1,2-dicarboxylic acid, naphthalene-1,3-dicarboxylic acid, naphthalene-1,4-dicarboxylic acid, Naphthalene-1,5-dicarboxylic acid, naphthalene-1,6-dicarboxylic acid, naphthalene-1,7-dicarboxylic acid, naphthalene-1,8-dicarboxylic acid, naphthalene-2,3-dicarboxylic acid, naphthalene-2,6 -Dicarboxylic acid, naphthalene-2,7-dicarboxylic acid, anthracene 1,3-dicarboxylic acid, anthracene-1,4-dicarboxylic acid, anthracene-1,5-dicarboxylic acid, anthracene-1,9-dicarboxylic acid, anthracene-2,3-dicarboxylic acid, anthracene-9,10-dicarboxylic acid Specific examples include aromatic dicarboxylic acids such as acids, 2,2′-bis (carboxychiphenyl) hexafluoropropane, and the like.

分子中に3個以上のカルボキシル基を有するポリカルボン酸としては、トリカルバリル酸、クエン酸、イソクエン酸、アコニット酸等の脂肪族トリカルボン酸、ヘミメリト酸、トリメリト酸等の芳香族トリカルボン酸、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸等の炭素原子数4〜13の脂肪族テトラカルボン酸、マレイン化メチルシクロヘキセンテトラカルボン酸等の脂環式テトラカルボン酸、メロファン酸、プレーニト酸、ピロメリト酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸等の芳香族テトラカルボン酸、ヘキサヒドロメリト酸、ベンゼンペンタカルボン酸、メリト酸等を具体例として挙げることができる。   Examples of the polycarboxylic acid having three or more carboxyl groups in the molecule include aliphatic tricarboxylic acids such as tricarballylic acid, citric acid, isocitric acid and aconitic acid, aromatic tricarboxylic acids such as hemimellitic acid and trimellitic acid, C4-C13 aliphatic tetracarboxylic acid such as 2,3,4-butanetetracarboxylic acid, alicyclic tetracarboxylic acid such as maleated methylcyclohexene tetracarboxylic acid, merophanic acid, planitic acid, pyromellitic acid, Specific examples include aromatic tetracarboxylic acids such as benzophenone tetracarboxylic acid, hexahydromellitic acid, benzenepentacarboxylic acid, and mellitic acid.

また、本発明においては、上述したようなポリカルボン酸とポリオールとのポリオールエステル、好ましくは、ジカルボン酸とジオール、特に、(ポリ)アルキレングリコールやポリメチレンジオールとのジオールエステルもポリカルボン酸として用いることができる。このようなジオールエステルとして、例えば、エチレングリコールジアジペート等を挙げることができる。   In the present invention, a polyol ester of a polycarboxylic acid and a polyol as described above, preferably a diol ester of a dicarboxylic acid and a diol, particularly a (poly) alkylene glycol or polymethylene diol, is also used as the polycarboxylic acid. be able to. Examples of such diol esters include ethylene glycol didipate.

更に、本発明において、ポリカルボン酸は、分子中の複数のカルボキシル基を有するポリマーカルボン酸であってもよい。このようなポリマーカルボン酸としては、例えば、(メタ)アクリル酸と(メタ)アクリル酸エステルとの共重合体を挙げることができる。   Furthermore, in the present invention, the polycarboxylic acid may be a polymer carboxylic acid having a plurality of carboxyl groups in the molecule. Examples of such a polymer carboxylic acid include a copolymer of (meth) acrylic acid and (meth) acrylic acid ester.

本発明による電池用セパレータのための反応性ポリマー担持多孔質フィルムは、前記架橋性ポリマーを上述したようなポリカルボン酸と反応させ、一部、架橋させて、反応性ポリマーとし、これを多孔質フィルムに担持させたものである。このように、反応性ポリマーを多孔質フィルムに担持させるには、特に、限定されるものではないが、例えば、架橋性ポリマーをアセトン、酢酸エチル、酢酸ブチル等の適宜の溶剤にポリカルボン酸と共に溶解させ、この溶液を基材多孔質フィルムにキャスティング、スプレー塗布等、適宜の手段にて塗布、含浸させた後、乾燥して、用いた溶剤を除去し、次いで、このようにして、架橋性ポリマーとポリカルボン酸とを担持させた多孔質フィルムを適宜の温度に加熱して、上記架橋性ポリマーを上記ポリカルボン酸と反応させ、前述したようにして、架橋性ポリマーを一部、架橋させればよく、このようにして、本発明による電池用セパレータのための反応性ポリマー担持多孔質フィルムを得る。   The reactive polymer-supported porous film for a battery separator according to the present invention is obtained by reacting the crosslinkable polymer with the polycarboxylic acid as described above, and partially crosslinking it to form a reactive polymer, which is porous. It is carried on a film. Thus, in order to carry the reactive polymer on the porous film, it is not particularly limited. For example, the crosslinkable polymer is mixed with a polycarboxylic acid in an appropriate solvent such as acetone, ethyl acetate, or butyl acetate. Dissolve and apply this solution to the substrate porous film by casting, spray coating, etc. and impregnate it, and then dry it to remove the solvent used. A porous film carrying a polymer and a polycarboxylic acid is heated to an appropriate temperature to cause the crosslinkable polymer to react with the polycarboxylic acid, and partially crosslink the crosslinkable polymer as described above. In this way, a reactive polymer-supported porous film for a battery separator according to the present invention is obtained.

本発明によれば、必要に応じて、架橋性ポリマーとポリカルボン酸と共に、触媒としてオニウム塩を多孔質フィルムに担持させてもよい。このようなオニウム塩としては、後述したものを用いることができる。   According to the present invention, if necessary, an onium salt may be supported on the porous film as a catalyst together with the crosslinkable polymer and the polycarboxylic acid. As such an onium salt, those described later can be used.

本発明において、架橋性ポリマーをポリカルボン酸にて部分架橋させた反応性ポリマーを基材多孔質フィルムに担持させる手段、方法は、上記例示に限定されるものではなく、例えば、架橋性ポリマーの溶液を多孔質フィルムに塗布し、乾燥させた後、このような多孔質フィルムにポリカルボン酸の溶液を塗布、含浸し、乾燥させた後、適宜の温度に加熱してもよい。また、架橋性ポリマーとポリカルボン酸とを含む溶液を剥離性シートに塗布し、乾燥させ、これを基材多孔質フィルムに転写した後、適宜の温度に加熱してもよい。   In the present invention, the means and method for supporting the reactive polymer obtained by partially crosslinking the crosslinkable polymer with the polycarboxylic acid on the substrate porous film are not limited to the above examples. The solution may be applied to a porous film and dried, and then the polycarboxylic acid solution may be applied to and impregnated into such a porous film, dried, and then heated to an appropriate temperature. Moreover, after apply | coating the solution containing a crosslinkable polymer and polycarboxylic acid to a peelable sheet, drying and transferring this to a base material porous film, you may heat to appropriate temperature.

本発明によれば、このようにして、架橋性ポリマーを部分架橋させてなる反応性ポリマーは、1〜90%の範囲のゲル分率、好ましくは、3〜60%の範囲のゲル分率を有することが望ましい。ここに、上記ゲル分率とは、後述するように、部分架橋した反応性ポリマーを担持させた多孔質フィルムをトルエンに温度23℃で7日間浸漬した後、乾燥し、この後、多孔質フィルム上に残存する反応性ポリマーの割合をいう。   According to the present invention, the reactive polymer obtained by partially crosslinking the crosslinkable polymer in this way has a gel fraction in the range of 1 to 90%, preferably in the range of 3 to 60%. It is desirable to have. Here, the gel fraction is, as will be described later, a porous film carrying a partially crosslinked reactive polymer immersed in toluene at a temperature of 23 ° C. for 7 days, dried, and then the porous film. The ratio of the reactive polymer remaining on the top.

このように、架橋性ポリマーをポリカルボン酸と反応させ、一部、架橋させて、1〜90%の範囲のゲル分率を有する反応性ポリマーを得るには、限定されるものではないが、通常、架橋性ポリマーの有する反応性基1モル部に対して、ポリカルボン酸の有するカルボキシル基が0.01〜1.0モル部、好ましくは、0.05〜0.8モル部、特に好ましくは、0.1〜0.7モル部となるように用いると共に、架橋性ポリマーとポリカルボン酸との加熱反応条件を調節すればよく、このようにして、所望のゲル分率を有する反応性ポリマーを得ることができる。   Thus, to obtain a reactive polymer having a gel fraction in the range of 1 to 90% by reacting a crosslinkable polymer with a polycarboxylic acid and partially crosslinking the polymer, is not limited. Usually, the carboxyl group of the polycarboxylic acid is 0.01 to 1.0 mole part, preferably 0.05 to 0.8 mole part, particularly preferably 1 mole part of the reactive group of the crosslinkable polymer. May be used in an amount of 0.1 to 0.7 mol, and the heating reaction conditions between the crosslinkable polymer and the polycarboxylic acid may be adjusted, and in this way, the reactivity having a desired gel fraction is obtained. A polymer can be obtained.

架橋性ポリマーとポリカルボン酸との加熱反応の条件は、所望のゲル分率にもよるが、通常、加熱温度は30〜100℃、好ましくは、40〜80℃の範囲であり、加熱時間は、10分から100時間、好ましくは、1時間から60時間の範囲である。   The heating reaction condition between the crosslinkable polymer and the polycarboxylic acid depends on the desired gel fraction, but the heating temperature is usually in the range of 30 to 100 ° C., preferably 40 to 80 ° C., and the heating time is It ranges from 10 minutes to 100 hours, preferably from 1 hour to 60 hours.

一例として、架橋性ポリマーの有する反応性基1モル部に対して、ポリカルボン酸の有するカルボキシル基が0.5〜1.0モル部となるように用いると共に、架橋性ポリマーとポリカルボン酸とを50℃で12〜180時間加熱反応させることによって、ゲル分率3〜80%の反応性ポリマーを得ることができる。   As an example, while using so that the carboxyl group which polycarboxylic acid has may be 0.5-1.0 mol part with respect to 1 mol part of reactive groups which a crosslinkable polymer has, crosslinkable polymer, polycarboxylic acid, Can be reacted at 50 ° C. for 12 to 180 hours to obtain a reactive polymer having a gel fraction of 3 to 80%.

反応性ポリマーのゲル分率が1%よりも少ないときは、後述するように、このような反応性ポリマーを担持させた多孔質フィルムに電極を圧着して、電極/多孔質フィルム積層体とし、これを電解液に浸漬したとき、反応性ポリマーの多くが電解液中に溶出、拡散して、反応性ポリマーを更にカチオン重合させ、架橋させても、電極と多孔質フィルムとの間に有効な接着を得ることができない。他方、反応性ポリマーのゲル分率が90%よりも多いときは、電極/多孔質フィルム積層体とし、これを電解液に浸漬したとき、反応性ポリマーの膨潤性が低く、得られる電極/多孔質フィルム接合体を有する電池が高い内部抵抗を有することとなり、電池特性に好ましくない。特に、本発明によれば、反応性ポリマーのゲル分率は、前述したように、好ましくは、1〜90%の範囲であり、好ましくは、3〜60%の範囲であり、最も好ましくは、5〜50%の範囲である。   When the gel fraction of the reactive polymer is less than 1%, as will be described later, an electrode is pressure-bonded to a porous film carrying such a reactive polymer to form an electrode / porous film laminate, When this is immersed in the electrolytic solution, most of the reactive polymer is eluted and diffused in the electrolytic solution, and even if the reactive polymer is further cationically polymerized and crosslinked, it is effective between the electrode and the porous film. Adhesion cannot be obtained. On the other hand, when the gel fraction of the reactive polymer is more than 90%, an electrode / porous film laminate is formed, and when this is immersed in an electrolyte solution, the swelling property of the reactive polymer is low, and the resulting electrode / porous A battery having a quality film assembly has a high internal resistance, which is not preferable for battery characteristics. In particular, according to the present invention, the gel fraction of the reactive polymer is preferably in the range of 1 to 90%, preferably in the range of 3 to 60%, most preferably, as described above. It is 5 to 50% of range.

このように、本発明に従って、架橋性ポリマーにポリカルボン酸を反応させて、その一部を反応、架橋させて、上記ゲル分率を有せしめた反応性ポリマーは、電解液に浸漬されたときにも、電解液中への溶出、拡散が抑制される。従って、このような反応性ポリマーを多孔質フィルムに担持させ、これに電極を積層して、電極/多孔質フィルム積層体とし、これを電池容器内に仕込んだ後、この電池容器にカチオン重合触媒を含む電解質を含む電解液を注入すれば、多孔質フィルムと電極との界面の近傍にて、上記電極/多孔質フィルム積層体における反応性ポリマーの一部のみが電解液中で膨潤し、又は電解液中に溶出して、前述したポリカルボン酸による部分架橋に用いられなかった残存反応性基によって、反応性ポリマーは、電解液中のカチオン重合触媒、好ましくは、カチオン重合触媒を兼ねる電解質によってカチオン重合し、更に、架橋し、電解液をゲル化して、電極を多孔質フィルムに密着性よく強固に接着し、かくして、電極/多孔質フィルム(即ち、得られる電池におけるセパレータ)接合体を得ることができる。   Thus, according to the present invention, the reactive polymer having the gel fraction obtained by reacting a cross-linkable polymer with a polycarboxylic acid and reacting and cross-linking a part thereof is immersed in an electrolytic solution. In addition, elution and diffusion into the electrolyte are suppressed. Accordingly, such a reactive polymer is supported on a porous film, and an electrode is laminated on the porous film to form an electrode / porous film laminate, which is charged into the battery container, and then the cationic polymerization catalyst is placed in the battery container. When an electrolyte containing an electrolyte containing is injected, only a part of the reactive polymer in the electrode / porous film laminate is swollen in the electrolyte near the interface between the porous film and the electrode, or Due to the remaining reactive groups that were eluted in the electrolyte and not used for the partial cross-linking with the polycarboxylic acid described above, the reactive polymer is a cationic polymerization catalyst in the electrolyte, preferably an electrolyte that also serves as the cationic polymerization catalyst. Cationic polymerization, further cross-linking, gelling the electrolyte solution, and firmly bonding the electrode to the porous film with good adhesion, thus the electrode / porous film (ie, obtained) It is possible to obtain a separator) conjugate in batteries.

即ち、本発明によれば、部分架橋させた反応性ポリマーは、上記範囲のゲル分率を有し、従って、電解液中に浸漬されても、電解液中への溶出、拡散が防止され、又は低減されて、電極と多孔質フィルムとの接着に有効に用いられるので、比較的少量の反応性ポリマーの使用によって、電極と多孔質フィルムとを安定して、しかも、より強固に接着することができる。   That is, according to the present invention, the partially cross-linked reactive polymer has a gel fraction in the above range, and therefore, even when immersed in the electrolytic solution, elution and diffusion into the electrolytic solution are prevented, Or it can be reduced and effectively used for adhesion between the electrode and the porous film, so that the electrode and the porous film can be bonded stably and more firmly by using a relatively small amount of the reactive polymer. Can do.

このように、本発明による反応性ポリマー担持多孔質フィルムは、電池の製造に好適に用いることができる。即ち、電池に組み込まれた後は、セパレータとして機能し、本発明によれば、この多孔質フィルム(即ち、セパレータ)は、高温下においても、面積熱収縮率が小さく、通常、25%以下であり、好ましくは、20%以下である。以下に、このような反応性ポリマー担持多孔質フィルムを用いる本発明による電池の製造方法について説明する。   As described above, the reactive polymer-supported porous film according to the present invention can be suitably used for battery production. That is, after being incorporated in the battery, it functions as a separator. According to the present invention, this porous film (ie, separator) has a small area heat shrinkage even at high temperatures, and is usually 25% or less. Yes, preferably 20% or less. Below, the manufacturing method of the battery by this invention using such a reactive polymer carrying | support porous film is demonstrated.

先ず、電極を上記反応性ポリマー担持多孔質フィルムに積層し、又は捲回して、電極/反応性ポリマー担持多孔質フィルム積層体を得、次いで、この積層体を金属缶やラミネートフィルム等からなる電池容器内に仕込み、端子の溶接等が必要な場合にはこれを行った後、この電池容器内にカチオン重合触媒を溶解させた電解液を所定量注入し、電池容器を密封、封口して、反応性ポリマー担持多孔質フィルムに担持させた反応性ポリマーを少なくとも多孔質フィルムと電極との界面の近傍にてその少なくとも一部を電解液中で膨潤させ、又は電解液中に溶出、拡散させて、カチオン重合によって架橋させ、電解液の少なくとも一部をゲル化させて、電極を多孔質フィルムと接着し、かくして、多孔質フィルムをセパレータとし、このセパレータに電極が強固に接着された電池を得ることができる。   First, an electrode is laminated or wound on the reactive polymer-supported porous film to obtain an electrode / reactive polymer-supported porous film laminate, and then this laminate is a battery made of a metal can, a laminate film, or the like. In the case where it is necessary to weld the terminal and weld the terminal, etc., this is performed, and then a predetermined amount of an electrolytic solution in which the cationic polymerization catalyst is dissolved is injected into the battery container, and the battery container is sealed and sealed, At least a part of the reactive polymer supported on the reactive polymer-supported porous film is swollen in the electrolyte solution in the vicinity of the interface between the porous film and the electrode, or eluted and diffused in the electrolyte solution. Then, it is crosslinked by cationic polymerization, at least a part of the electrolyte is gelled, and the electrode is adhered to the porous film. Thus, the porous film is used as a separator. Electrode can be obtained strongly adhered battery.

本発明においては、反応性ポリマーは、その反応性基のカチオン重合による架橋によって、少なくとも多孔質フィルムと電極との界面の近傍にて電解液をゲル化させて、電極と多孔質フィルムとを接着するように機能する。   In the present invention, the reactive polymer bonds the electrode and the porous film by cross-linking the reactive group by cationic polymerization to gel the electrolyte at least in the vicinity of the interface between the porous film and the electrode. To function.

本発明において、反応性ポリマーは、その構造や多孔質フィルムへの担持量、カチオン重合触媒の種類や量にもよるが、常温においてもカチオン重合させ、架橋させることもできるが、しかし、加熱することによって、カチオン重合を促進することができる。この場合、電池を構成する材料の耐熱性や生産性との兼ね合いにもよるが、通常、40〜100℃程度の温度で0.5〜48時間程度加熱すればよい。また、電極を多孔質フィルムに接着させるに足る量のポリマーを膨潤させ、又は溶出、拡散させるために、電池容器内に電解液を注入した後、常温で数時間程度、放置してもよい。   In the present invention, the reactive polymer can be cationically polymerized and crosslinked at room temperature, although it depends on its structure, the amount supported on the porous film, and the type and amount of the cationic polymerization catalyst, but it is heated. Thus, cationic polymerization can be promoted. In this case, although it depends on the heat resistance and productivity of the material constituting the battery, the heating is usually performed at a temperature of about 40 to 100 ° C. for about 0.5 to 48 hours. In addition, in order to swell, elute or diffuse an amount of polymer sufficient to adhere the electrode to the porous film, the electrolyte may be poured into the battery container and then left at room temperature for several hours.

本発明において、電極/反応性ポリマー担持多孔質フィルム積層体は、反応性ポリマー担持多孔質フィルムに電極が積層されておればよく、従って、電池の構造や形態に応じて、電極/反応性ポリマー担持多孔質フィルム積層体として、例えば、負極/多孔質フィルム/正極、負極/多孔質フィルム/正極/多孔質フィルム等が用いられる。   In the present invention, the electrode / reactive polymer-supported porous film laminate only needs to have an electrode laminated on the reactive polymer-supported porous film. Therefore, depending on the structure and form of the battery, the electrode / reactive polymer Examples of the supported porous film laminate include negative electrode / porous film / positive electrode, negative electrode / porous film / positive electrode / porous film, and the like.

上記電解液は、電解質塩を適宜の溶媒に溶解してなる溶液である。上記電解質塩としては、水素、リチウム、ナトリウム、カリウム等アルカリ金属、カルシウム、ストロンチウム等のアルカリ土類金属、第三級又は第四級アンモニウム塩等をカチオン成分とし、塩酸、硝酸、リン酸、硫酸、ホウフッ化水素酸、フッ化水素酸、ヘキサフルオロリン酸、過塩素酸等の無機酸、カルボン酸、有機スルホン酸又はフッ素置換有機スルホン酸等の有機酸をアニオン成分とする塩を用いることができる。これらのなかでは、特に、アルカリ金属イオンをカチオン成分とする電解質塩が好ましく用いられる。   The electrolytic solution is a solution obtained by dissolving an electrolyte salt in an appropriate solvent. Examples of the electrolyte salt include alkali metals such as hydrogen, lithium, sodium, and potassium, alkaline earth metals such as calcium and strontium, tertiary or quaternary ammonium salts, and the like as cationic components, hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, sulfuric acid A salt containing an anionic component of an inorganic acid such as borohydrofluoric acid, hydrofluoric acid, hexafluorophosphoric acid or perchloric acid, or an organic acid such as carboxylic acid, organic sulfonic acid or fluorine-substituted organic sulfonic acid. it can. Among these, an electrolyte salt containing an alkali metal ion as a cation component is particularly preferably used.

このようなアルカリ金属イオンをカチオン成分とする電解質塩の具体例としては、例えば、過塩素酸リチウム、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カリウム等の過塩素酸アルカリ金属、テトラフルオロホウ酸リチウム、テトラフルオロホウ酸ナトリウム、テトラフルオロホウ酸カリウム等のテトラフルオロホウ酸アルカリ金属、ヘキサフルオロリン酸リチウム、ヘキサフルオロリン酸カリウム等のへキサフルオロリン酸アルカリ金属、トリフルオロ酢酸リチウム等のトリフルオロ酢酸アルカリ金属、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム等のトリフルオロメタンスルホン酸アルカリ金属を挙げることができる。   Specific examples of the electrolyte salt having such an alkali metal ion as a cation component include, for example, alkali perchlorate such as lithium perchlorate, sodium perchlorate, potassium perchlorate, lithium tetrafluoroborate, tetra Alkali metal tetrafluoroborate such as sodium fluoroborate and potassium tetrafluoroborate, alkali metal hexafluorophosphate such as lithium hexafluorophosphate and potassium hexafluorophosphate, alkali trifluoroacetate such as lithium trifluoroacetate Mention may be made of metals and alkali metals of trifluoromethane sulfonate such as lithium trifluoromethane sulfonate.

特に、本発明に従って、リチウムイオン二次電池を得る場合には、電解質塩としては、例えば、ヘキサフルオロリン酸リチウム、テトラフルオロホウ酸リチウム、過塩素酸リチウム等が好適に用いられる。   In particular, when obtaining a lithium ion secondary battery according to the present invention, as the electrolyte salt, for example, lithium hexafluorophosphate, lithium tetrafluoroborate, lithium perchlorate and the like are preferably used.

更に、本発明において用いる上記電解質塩のための溶媒としては、上記電解質塩を溶解するものであればどのようなものでも用いることができるが、非水系の溶媒としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、プチレンカーボネート、γ一ブチロラクトン等の環状エステル類や、テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン等の工一テル類や、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等の鎖状エステル類を単独で、又は2種以上の混合物として用いることができる。
また、上記電解質塩は、用いる溶媒の種類や量に応じて適宜に決定されるが、通常、得
られるゲル電解質において、1〜50重量%の濃度となる量が用いられる。
Furthermore, as the solvent for the electrolyte salt used in the present invention, any solvent can be used as long as it dissolves the electrolyte salt. Examples of the non-aqueous solvent include ethylene carbonate, propylene carbonate, Cyclic esters such as butylene carbonate, γ-butyrolactone, terephthalates such as tetrahydrofuran and dimethoxyethane, and chain esters such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate alone or in combination of two or more It can be used as a mixture.
The electrolyte salt is appropriately determined according to the type and amount of the solvent to be used, but is usually used in an amount of 1 to 50% by weight in the obtained gel electrolyte.

本発明において、カチオン重合触媒としては、オニウム塩が好ましく用いられる。そのようなオニウム塩として、例えば、アンモニウム塩、ホスホニウム塩、アルソニウム塩・スチボニウム塩、ヨードニウム塩等のカチオン成分と、テトラフルオロホウ酸塩、ヘキサフルオロリン酸塩、トリフルオロメタンスルホン酸塩、過塩素酸塩等のアニオン成分とからなるオニウム塩を挙げることができる。   In the present invention, an onium salt is preferably used as the cationic polymerization catalyst. Examples of such onium salts include ammonium salts, phosphonium salts, arsonium salts / stivonium salts, iodonium salts, and other cationic components, tetrafluoroborate, hexafluorophosphate, trifluoromethanesulfonate, and perchloric acid. An onium salt comprising an anionic component such as a salt can be mentioned.

しかし、本発明によれば、上述した電解質塩のなかでも、特に、テトラフルオロホウ酸リチウムとヘキサフルオロリン酸リチウムは、それ自体、カチオン重合触媒としても機能するので、電解質塩を兼ねるものとして好ましく用いられる。この場合、テトラフルオロホウ酸リチウムとヘキサフルオロリン酸リチウムは、いずれかを単独で用いてもよく、また、両方を併用してもよい。   However, according to the present invention, among the above-described electrolyte salts, in particular, lithium tetrafluoroborate and lithium hexafluorophosphate also function as a cation polymerization catalyst, and thus are preferable as the electrolyte salt. Used. In this case, either lithium tetrafluoroborate or lithium hexafluorophosphate may be used alone, or both may be used in combination.

以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定され
るものではない。以下において、基材多孔質フィルムの物性と電池特性は、以下のようにして評価した。
EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. In the following, the physical properties and battery characteristics of the substrate porous film were evaluated as follows.

(多孔質フィルムの厚み)
1/10000mmシックネスゲージによる測定と多孔質フィルムの断面の10000倍走査型電子頭微鏡写真に基づいて求めた。
(多孔質フィルムの空孔率)
多孔質フィルムの単位面積S(cm2)当たりの重量W(g)、平均厚みt(cm)及び多孔質フィルムを構成する樹脂の密度d(g/cm3)から下式にて算出した。
(Thickness of porous film)
It was determined based on a measurement with a 1/10000 mm thickness gauge and a 10,000 times scanning electronic microscopic photograph of the cross section of the porous film.
(Porosity of porous film)
The weight was calculated from the weight W (g) per unit area S (cm 2 ) of the porous film, the average thickness t (cm), and the density d (g / cm 3 ) of the resin constituting the porous film by the following equation.

空孔率(%)=(1−(W/S/t/d))×100   Porosity (%) = (1− (W / S / t / d)) × 100

(反応性ポリマーのゲル分率)
既知の量Aの反応性ポリマーを担持させた反応性ポリマー担持多孔質フィルムを秤量して、その重量Bを測定した。次に、この反応性ポリマー担持多孔質フィルムをトルエンに温度23℃で7日間浸漬した後、乾燥させた。このように処理した反応性ポリマー担持多孔質フィルムを秤量して、その重量Cを測定した。反応性ポリマーのゲル分率は次式
(Reaction polymer gel fraction)
The reactive polymer-supported porous film supporting a known amount A of the reactive polymer was weighed and its weight B was measured. Next, this reactive polymer-supported porous film was immersed in toluene at a temperature of 23 ° C. for 7 days and then dried. The reactive polymer-supported porous film thus treated was weighed and its weight C was measured. The gel fraction of the reactive polymer is

Figure 2005209474
Figure 2005209474

から求めた。 I asked for it.

(針入プローブ式熱機械的分析装置による多孔質フィルムの耐熱温度の測定)
針入プローブ式熱機械的分析装置(セイコー電子(株)製EXSTAR6000)の試料台上に5mm四方の多孔質フィルムの試料を置き、この試料上に先端の直径1mmの針入プローブを載せた。このプローブ上に70gfの荷重を加え、試料を室温から2℃/分の速度で加熱して、試料の厚みの変化を測定した。試料の厚みが試料に荷重を加えたときの試料の厚み(初期厚み)の1/2になったときの温度を試料の耐熱温度とした。
(Measurement of heat-resistant temperature of porous film by needle-insertion probe type thermomechanical analyzer)
A 5 mm square porous film sample was placed on a sample stage of a needle-inserted probe thermomechanical analyzer (EXSTAR6000 manufactured by Seiko Denshi Co., Ltd.), and a needle-inserted probe with a 1 mm diameter tip was placed on this sample. A load of 70 gf was applied on the probe, the sample was heated from room temperature at a rate of 2 ° C./min, and the change in the thickness of the sample was measured. The temperature when the thickness of the sample was ½ of the thickness (initial thickness) of the sample when a load was applied to the sample was defined as the heat resistant temperature of the sample.

参考例1
(電極シートの調製)
正極活物質であるコバルト酸リチウム(日本化学工業(株)製セルシードC−10)85重量部と導電助剤であるアセチレンブラック(電気化学工業(株)製デンカブラック)10重量部とバインダーであるフッ化ビニリデン樹脂(呉羽化学工業(株)製KFポリマーL#1120)5重量部を混合し、これを固形分濃度15重量%となるように、N−メチル−2−ピロリドンを用いてスラリーとした。このスラリーを厚み20μmのアルミニウム箔(集電体)上に塗工して厚み200μmに塗布し、80℃で1時間、120℃で2時間真空乾燥した後、ロールプレスにて加圧して、活物質層の厚みが100μmの正極シートを調製した。
Reference example 1
(Preparation of electrode sheet)
It is 85 parts by weight of lithium cobaltate (Nippon Chemical Industry Co., Ltd., Cellseed C-10) as a positive electrode active material and 10 parts by weight of acetylene black (Denka Black from Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) as a conductive agent and a binder. 5 parts by weight of a vinylidene fluoride resin (KF Polymer L # 1120 manufactured by Kureha Chemical Industry Co., Ltd.) was mixed, and this was mixed with a slurry using N-methyl-2-pyrrolidone so that the solid concentration was 15% by weight. did. This slurry was applied onto an aluminum foil (current collector) having a thickness of 20 μm, applied to a thickness of 200 μm, vacuum-dried at 80 ° C. for 1 hour, and then at 120 ° C. for 2 hours, and then pressurized with a roll press to activate the slurry. A positive electrode sheet having a material layer thickness of 100 μm was prepared.

また、負極活物質であるメソカーボンマイクロビーズ(大阪ガスケミカル(株)製MCMB6−28)80重量部と導電助剤であるアセチレンブラック(電気化学工業(株)製デンカブラック)10重量部とバインダーであるフッ化ビニリデン樹脂(呉羽化学工業(株)製KFポリマーL#1120)10重量部を混合し、これを固形分濃度15重量%となるように、N−メチル−2−ピロリドンを用いてスラリーとした。このスラリーを厚み20μmの銅箔(集電体)上に塗工して厚み200μmに塗布し、80℃で1時間乾燥し、120℃で2時間乾燥した後、ロールプレスにて加圧して、活物質層の厚みが100μmの負極シートを調製した。   In addition, 80 parts by weight of mesocarbon microbeads (MCMB6-28 manufactured by Osaka Gas Chemical Co., Ltd.) as a negative electrode active material, 10 parts by weight of acetylene black (Denka Black manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) as a conductive auxiliary agent, and a binder Is mixed with 10 parts by weight of vinylidene fluoride resin (KF Polymer L # 1120 manufactured by Kureha Chemical Industry Co., Ltd.), and N-methyl-2-pyrrolidone is used so that the solid content concentration becomes 15% by weight. A slurry was obtained. This slurry was applied onto a copper foil (current collector) having a thickness of 20 μm, applied to a thickness of 200 μm, dried at 80 ° C. for 1 hour, dried at 120 ° C. for 2 hours, and then pressed with a roll press, A negative electrode sheet having an active material layer thickness of 100 μm was prepared.

(実施例又は比較例による電池の放電特性)
以下の実施例又は比較例にて得られたコイン型電池について、0.2CmAのレートにて3回充放電試験を行い、この試験の3回目の放電容量を0.2CmAでの放電容量とし、次に、0.2CmAで充電した後、1CmAのレートで放電し、このときの放電容量を1CmAでの放電容量とした。これらの値から放電容量維持率=1CmAでの放電容量/0.2CmAでの放電容量を算出し、この値にて電池特性を評価した。
(Discharge characteristics of batteries according to examples or comparative examples)
The coin-type battery obtained in the following examples or comparative examples is subjected to a charge / discharge test three times at a rate of 0.2 CmA, and the third discharge capacity of this test is set to a discharge capacity at 0.2 CmA, Next, after charging at 0.2 CmA, discharging was performed at a rate of 1 CmA, and the discharge capacity at this time was defined as the discharge capacity at 1 CmA. From these values, the discharge capacity retention ratio = 1 discharge capacity at 1 CmA / discharge capacity at 0.2 CmA was calculated, and the battery characteristics were evaluated based on this value.

(セパレータ(多孔質フィルム)の熱収縮率の測定)
所定の寸法に打ち抜いた正極/多孔質フィルム/負極積層体に上記1.2モル/L濃度でヘキサフルオロリン酸リチウムを溶解させたエチレンカーボネート/ジエチルカーボネート(重量比1/1)混合溶媒からなる電解液を含浸させた後、ガラス板の間に挟み、更に、電解液の揮発を抑えるためにフッ素樹脂シートで包み、その上に100gの錘を載せて、温度50℃の恒温室中に24時間間投入して、上記正極/多孔質フィルム/負極積層体の多孔質フィルムに担持させた反応性ポリマーをカチオン重合させ、架橋させて、正負の電極を多孔質フィルム(即ち、電池におけるセパレータ)に接着させて、正極/多孔質フィルム/負極接合体を得た。次いで、この正極/多孔質フィルム/負極接合体をガラス板の間に挟んだまま、200℃の乾燥機に1時間投入した。
(Measurement of thermal shrinkage of separator (porous film))
It is composed of a mixed solvent of ethylene carbonate / diethyl carbonate (weight ratio 1/1) in which lithium hexafluorophosphate is dissolved at a concentration of 1.2 mol / L in the positive electrode / porous film / negative electrode laminate punched out to a predetermined size. After impregnating the electrolytic solution, sandwiched between glass plates, and further wrapped in a fluororesin sheet to suppress the volatilization of the electrolytic solution, put a weight of 100 g on it, placed in a constant temperature room at a temperature of 50 ° C. for 24 hours The reactive polymer carried on the porous film of the positive electrode / porous film / negative electrode laminate is cationically polymerized and crosslinked to bond the positive and negative electrodes to the porous film (that is, the separator in the battery). Thus, a positive electrode / porous film / negative electrode assembly was obtained. Next, the positive electrode / porous film / negative electrode assembly was sandwiched between glass plates and placed in a dryer at 200 ° C. for 1 hour.

この後、このように処理した正極/多孔質フィルム/負極接合体からガラス板を取り外し、セパレータを正負の電極から剥がし、スキャナで読み込んで、最初に用いた多孔質フィルムの面積と比較して、面積熱収縮率を求めた。   After this, the glass plate is removed from the positive electrode / porous film / negative electrode assembly treated in this way, the separator is peeled off from the positive and negative electrodes, read with a scanner, and compared with the area of the porous film used first, The area heat shrinkage rate was determined.

製造例1
(架橋性ポリマーA(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレートモノマー成分5重量%、3−オキセタニル基含有モノマー成分20重量%、メチルメタクリレートモノマー成分75重量%)の製造)
還流冷却管を取り付けた500mL容量の三つ口フラスコにメチルメタクリレート60.0g、3−エチル−3−オキセタニルメチルメタクリレート16.0g、3,4−エポキシシクロヘキシルメチルアクリレート4.0g、炭酸エチレン226.6g及びN,N’−アゾビスイソブチロニトリル0.15gを仕込み、窒素ガスを導入しながら、30分間攪拌混合した後、70℃に加熱して、ラジカル重合を8時間行った。この後、得られた反応混合物を40℃まで冷却した。この反応混合物に炭酸ジエチル226.6gとN,N’−アゾビスイソブチロニトリル0.15gを加え、再度、70℃に加熱して、ラジカル重合を更に8時間行った。この後、得られた反応混合物を40℃まで冷却して、架橋性ポリマーAの炭酸エチレン/炭酸ジエチル混合溶媒溶液(濃度15重量%)を得た。
Production Example 1
(Production of crosslinkable polymer A (3,4-epoxycyclohexylmethyl (meth) acrylate monomer component 5 wt%, 3-oxetanyl group-containing monomer component 20 wt%, methyl methacrylate monomer component 75 wt%))
In a 500 mL three-necked flask equipped with a reflux condenser, 60.0 g of methyl methacrylate, 16.0 g of 3-ethyl-3-oxetanylmethyl methacrylate, 4.0 g of 3,4-epoxycyclohexylmethyl acrylate, 226.6 g of ethylene carbonate Then, 0.15 g of N, N′-azobisisobutyronitrile was charged, and the mixture was stirred and mixed for 30 minutes while introducing nitrogen gas, and then heated to 70 ° C. to carry out radical polymerization for 8 hours. After this, the resulting reaction mixture was cooled to 40 ° C. To this reaction mixture, 226.6 g of diethyl carbonate and 0.15 g of N, N′-azobisisobutyronitrile were added, and the mixture was heated again to 70 ° C., and radical polymerization was further performed for 8 hours. Thereafter, the obtained reaction mixture was cooled to 40 ° C. to obtain a mixed solvent solution of the crosslinkable polymer A in ethylene carbonate / diethyl carbonate (concentration: 15% by weight).

次に、このポリマー溶液100gを高速ミキサーで攪拌しながら、600mLメタノール中に投入して、ポリマーを沈殿させた。このポリマーを濾別し、メタノールにて数回洗浄した後、乾燥管に入れ、これに液体窒素を気化させた乾燥窒素ガス(露点温度−150℃以下)を流通させて乾燥した後、更に、デシケータ中で6時間真空乾燥して、架橋性ポリマーAを得た。このようにして得られた架橋性ポリマーAは純白の粉末であって、GPCによる分子量測定の結果、重量平均分子量は344400、数平均分子量は174500であった。   Next, 100 g of this polymer solution was added to 600 mL methanol while stirring with a high-speed mixer to precipitate the polymer. The polymer was filtered off, washed several times with methanol, put in a drying tube, dried by circulating dry nitrogen gas (dew point temperature of −150 ° C. or lower) in which liquid nitrogen was vaporized, A crosslinkable polymer A was obtained by vacuum drying in a desiccator for 6 hours. The crosslinkable polymer A thus obtained was a pure white powder. As a result of molecular weight measurement by GPC, the weight average molecular weight was 344400 and the number average molecular weight was 174500.

実施例1
(多孔質フィルムAの作製)
ノルボルネンの開環重合体の粉末(日本ゼオン(株)製ノーソレックスNB、重量平均分子量200万以上)8重量%、熱可塑性エラストマー(住友化学工業(株)製TPE824)12重量%及び重量平均分子量350万の超高分子量ポリエチレン樹脂80重量%からなるポリエチレン樹脂組成物16重量部と流動パラフィン84重量部とをスラリー状に混合し、小型ニーダーを用いて、160℃の温度で約1時間溶解、混練した。この後、得られた混練物を0℃に冷却した金属板の間に挟み込んで、急冷しつつ、圧延してシートに成形した。次いで、このシートを厚みが0.5mmになるまで、115℃の温度でヒートプレスし、更に、同じ温度で縦横4.5×4.5倍に同時二軸延伸した後、ヘプタンを用いて、脱溶媒処理した。このようにして得られた多孔質フィルムを空気中、85℃で6時間加熱し、次いで、118℃で1.5時間加熱し、多孔質フィルムの熱処理を行うと共に、多孔質フィルム中の架橋性ゴムを架橋させて、目的とする多孔質フィルムAを得た。この多孔質フィルムは、厚さ25μm、空孔率50%を有し、前述したように、針入プローブ式熱機械的分析装置を用いて調べたところ、耐熱温度は370℃であった。
Example 1
(Preparation of porous film A)
Norbornene ring-opening polymer powder (Norex NB manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd., weight average molecular weight 2 million or more) 8% by weight, thermoplastic elastomer (TPE824 manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) 12% by weight, and weight average molecular weight 16 parts by weight of polyethylene resin composition consisting of 80% by weight of 3.5 million ultra high molecular weight polyethylene resin and 84 parts by weight of liquid paraffin are mixed in a slurry and dissolved at a temperature of 160 ° C. for about 1 hour using a small kneader. Kneaded. Thereafter, the obtained kneaded material was sandwiched between metal plates cooled to 0 ° C. and rolled into a sheet while rapidly cooling. Next, this sheet was heat-pressed at a temperature of 115 ° C. until the thickness became 0.5 mm, and further, biaxially stretched 4.5 × 4.5 times in length and width at the same temperature, and then heptane was used. The solvent was removed. The porous film thus obtained was heated in air at 85 ° C. for 6 hours, then heated at 118 ° C. for 1.5 hours to heat-treat the porous film, and crosslinkability in the porous film. The intended porous film A was obtained by crosslinking the rubber. This porous film had a thickness of 25 μm and a porosity of 50%, and as described above, the heat-resistant temperature was 370 ° C. when examined using a needle-inserted probe thermomechanical analyzer.

架橋性ポリマーA10gを酢酸エチル90gに加え、室温で攪拌して、均一な架橋性ポリマー溶液を得た。別に、10重量%濃度のアジピン酸のエタノール溶液を調製した。上記架橋性ポリマーAの溶液を攪拌しながら、これに上記アジピン酸溶液をゆっくりと滴下して、上記架橋性ポリマーAとアジピン酸との混合溶液を調製した。架橋性ポリマーの有する反応性基のモル数に対するアジピン酸のカルボキシル基のモル数の比率は0.5であった。   10 g of the crosslinkable polymer A was added to 90 g of ethyl acetate and stirred at room temperature to obtain a uniform crosslinkable polymer solution. Separately, an ethanolic solution of adipic acid having a concentration of 10% by weight was prepared. While stirring the solution of the crosslinkable polymer A, the adipic acid solution was slowly added dropwise thereto to prepare a mixed solution of the crosslinkable polymer A and adipic acid. The ratio of the number of moles of carboxyl groups of adipic acid to the number of moles of reactive groups possessed by the crosslinkable polymer was 0.5.

この架橋性ポリマーAとアジピン酸との混合溶液を上記多孔質フィルムAの両面にワイヤーバー(#7)にて塗工した後、60℃で加熱して、酢酸エチルとエタノールを揮散させ、かくして、片面当たりの塗布密度2.2g/m2 で架橋性ポリマーを担持させてなる架橋性ポリマー担持多孔質フィルムを得た。次いで、この架橋性ポリマー担持多孔質フィルムを50℃の恒温器に96時間投入して、多孔質フィルムに担持させた上記架橋性ポリマーをアジピン酸と反応させ、上記架橋性ポリマーを一部、架橋させて、かくして、反応性ポリマー担持多孔質フィルムを得た。この反応性ポリマー担持多孔質フィルムにおいて、反応性ポリマーのゲル分率は55%であった。 After coating the mixed solution of the crosslinkable polymer A and adipic acid on both surfaces of the porous film A with a wire bar (# 7), the mixture is heated at 60 ° C. to volatilize ethyl acetate and ethanol, thus A crosslinkable polymer-supported porous film obtained by supporting a crosslinkable polymer at a coating density of 2.2 g / m 2 per side was obtained. Next, the crosslinkable polymer-supported porous film is put into a thermostat at 50 ° C. for 96 hours, the crosslinkable polymer supported on the porous film is reacted with adipic acid, and a part of the crosslinkable polymer is crosslinked. Thus, a reactive polymer-supported porous film was obtained. In this reactive polymer-supported porous film, the gel fraction of the reactive polymer was 55%.

前記参考例1で得た負極シート、上記反応性ポリマー担持多孔質フィルム及び前記参考例1で得た正極シートをこの順序に積層して、セパレータ/電極積層体とし、これを正負極板を兼ねる2016サイズのコイン型電池用缶に仕込み、1.2モル/L濃度でヘキサフルオロリン酸リチウムを溶解させたエチレンカーボネート/ジエチルカーボネート(重量比1/1)混合溶媒からなる電解液を注入した後、電池用缶を封口した。この後、50℃で24時間加熱して、上記反応性ポリマーをカチオン重合させ、架橋させて、電極シートを多孔質フィルム(セパレータ)に接着すると共に、電解液を一部、ゲル化させて、コイン型電池を得た。   The negative electrode sheet obtained in Reference Example 1, the reactive polymer-supported porous film and the positive electrode sheet obtained in Reference Example 1 are laminated in this order to form a separator / electrode laminate, which also serves as a positive and negative electrode plate. After charging into a 2016 size coin-type battery can and injecting an electrolytic solution composed of a mixed solvent of ethylene carbonate / diethyl carbonate (weight ratio 1/1) in which lithium hexafluorophosphate was dissolved at a concentration of 1.2 mol / L The battery can was sealed. Thereafter, the reactive polymer is heated at 50 ° C. for 24 hours, and the reactive polymer is cationically polymerized, crosslinked, and the electrode sheet is adhered to the porous film (separator), and the electrolytic solution is partially gelled, A coin-type battery was obtained.

この電池の放電容量維持率は96%であり、また、セパレータの面積熱収縮率は14%であった。更に、この電池を分解して、電極シートとセパレータとの間の接着力を測定したところ、正極では0.31N/cm、負極では0.19N/cmであった。   The discharge capacity retention rate of this battery was 96%, and the area heat shrinkage rate of the separator was 14%. Furthermore, when this battery was disassembled and the adhesive force between the electrode sheet and the separator was measured, it was 0.31 N / cm for the positive electrode and 0.19 N / cm for the negative electrode.

実施例2
(多孔質フィルムBの作製)
ノルボルネンの開環重合体の粉末(日本ゼオン(株)製ノーソレックスNB、重量平均分子量200万以上)6重量%及び重量平均分子量300万の超高分子量ポリエチレン樹脂94重量%からなるポリエチレン樹脂組成物20重量部と流動パラフィン80重量部とをスラリー状に混合し、小型ニーダーを用いて、160℃の温度で約1時間溶解、混練した。この後、得られた混練物を0℃に冷却した金属板の間に挟み込んで、急冷しつつ、圧延してシートに成形した。次いで、このシートを厚みが0.5mmになるまで、117℃の温度でヒートプレスし、更に、同じ温度で縦横3.8×3.8倍に同時二軸延伸した後、ヘプタンを用いて、脱溶媒処理した。このようにして得られた多孔質フィルムを空気中、85℃で6時間加熱し、次いで、125℃で2時間加熱し、多孔質フィルムの熱処理を行うと共に、多孔質フィルム中の架橋性ゴムを架橋させて、目的とする多孔質フィルムBを得た。この多孔質フィルムは、厚さ23μm、空孔率45%、平均孔径0.07μmの細孔を有し、前述したように、針入プローブ式熱機械的分析装置を用いて調べたところ、耐熱温度は430℃であった。
Example 2
(Preparation of porous film B)
A polyethylene resin composition comprising 6% by weight of norbornene ring-opening polymer powder (Norsolex NB manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd., weight average molecular weight of 2 million or more) and 94% by weight of ultrahigh molecular weight polyethylene resin having a weight average molecular weight of 3 million. 20 parts by weight and 80 parts by weight of liquid paraffin were mixed in a slurry, and dissolved and kneaded at a temperature of 160 ° C. for about 1 hour using a small kneader. Thereafter, the obtained kneaded material was sandwiched between metal plates cooled to 0 ° C. and rolled into a sheet while rapidly cooling. Next, this sheet was heat-pressed at a temperature of 117 ° C. until the thickness became 0.5 mm, and further, biaxially stretched 3.8 × 3.8 times at the same temperature, and then heptane was used. The solvent was removed. The porous film thus obtained was heated in air at 85 ° C. for 6 hours, then heated at 125 ° C. for 2 hours to heat-treat the porous film, and the crosslinkable rubber in the porous film was removed. The target porous film B was obtained by crosslinking. This porous film has pores with a thickness of 23 μm, a porosity of 45%, and an average pore diameter of 0.07 μm. As described above, when examined using a probe-in-probe thermomechanical analyzer, The temperature was 430 ° C.

(電池の特性の評価とセパレータの面積熱収縮率の測定)
実施例1において、多孔質フィルムAに代えて、多孔質フィルムBを用いた以外は、実施例1と同様にして、ゲル分率55%の反応性ポリマーを担持させた多孔質フィルムを得た。この反応性ポリマーを担持させた多孔質フィルムBを用いて、実施例1と同様にして、負極/セパレータ/正極積層体を得、これを用いて、実施例1と同様にして、コイン型リチウムイオン二次電池を組立てた。この電池の放電容量維持率は94%であり、また、セパレータの熱収縮率は18%であった。更に、この電池を分解して、電極シートとセパレータとの間の接着力を測定したところ、正極では0.29N/cm、負極では0.20N/cmであった。
(Evaluation of battery characteristics and measurement of separator area heat shrinkage)
In Example 1, a porous film carrying a reactive polymer having a gel fraction of 55% was obtained in the same manner as in Example 1 except that the porous film B was used instead of the porous film A. . Using this porous polymer B carrying the reactive polymer, a negative electrode / separator / positive electrode laminate was obtained in the same manner as in Example 1, and using this, a coin-type lithium was obtained in the same manner as in Example 1. An ion secondary battery was assembled. The discharge capacity retention rate of this battery was 94%, and the thermal shrinkage rate of the separator was 18%. Furthermore, when this battery was disassembled and the adhesive force between the electrode sheet and the separator was measured, it was 0.29 N / cm for the positive electrode and 0.20 N / cm for the negative electrode.

実施例3
(多孔質フィルムCの作製)
EPDM(住友化学工業(株)製エスプレン512F、エチリデンノルボルネン含量4重量%)20重量%及び重量平均分子量150万の超高分子量ポリエチレン樹脂80重量%からなるポリエチレン樹脂組成物15重量部と流動パラフィン85重量部とをスラリー状に均一に混合し、小型ニーダーを用いて、160℃の温度で約1時間溶解、混練した。この後、得られた混練物を0℃に冷却した金属板の間に挟み込んで、急冷しつつ、圧延してシートに成形した。次いで、このシートを厚みが0.4mmになるまで、115℃の温度でヒートプレスし、更に、123℃の温度で縦横4.0×4.0倍に同時二軸延伸した後、ヘプタンを用いて、脱溶媒処理した。このようにして得られた多孔質フィルムを空気中、85℃で6時間加熱し、次いで、116℃で1.5時間加熱し、多孔質フィルムの熱処理を行うと共に、多孔質フィルム中の架橋性ゴムを架橋させ、目的とする多孔質フィルムCを得た。この多孔質フィルムCは、厚さ24μm、空孔率42%、平均孔径0.08μmの細孔を有し、前述したように、針入プローブ式熱機械的分析装置を用いて調べたところ、耐熱温度は320℃であった。
Example 3
(Preparation of porous film C)
15 parts by weight of a polyethylene resin composition comprising 20% by weight of EPDM (Esprene 512F manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., 4% by weight of ethylidene norbornene) and 80% by weight of ultrahigh molecular weight polyethylene resin having a weight average molecular weight of 1,500,000 and 85 liquid paraffins The parts by weight were uniformly mixed in a slurry state, and dissolved and kneaded at a temperature of 160 ° C. for about 1 hour using a small kneader. Thereafter, the obtained kneaded material was sandwiched between metal plates cooled to 0 ° C. and rolled into a sheet while rapidly cooling. Next, the sheet was heat-pressed at a temperature of 115 ° C. until the thickness became 0.4 mm, and further, biaxially stretched 4.0 × 4.0 times in length and width at a temperature of 123 ° C., and then heptane was used. The solvent was removed. The porous film thus obtained was heated in air at 85 ° C. for 6 hours, then heated at 116 ° C. for 1.5 hours to heat-treat the porous film, and the crosslinkability in the porous film. by crosslinking the rubber, to obtain a porous film C of interest. This porous film C has pores having a thickness of 24 μm, a porosity of 42%, and an average pore diameter of 0.08 μm. As described above, when examined using a probe-in-probe thermomechanical analyzer, The heat resistant temperature was 320 ° C.

(電池の特性の評価とセパレータの面積熱収縮率の測定)
実施例1において、多孔質フィルムAに代えて、多孔質フィルムCを用いた以外は、実施例1と同様にして、ゲル分率55%の反応性ポリマーを担持させた多孔質フィルムを得た。この反応性ポリマーを担持させた多孔質フィルムを用いて、実施例1と同様にして、負極/セパレータ/正極積層体を得、これを用いて、実施例1と同様にして、コイン型電池を組立てた。この電池の放電容量維持率は95%であり、また、セパレータの熱収縮率は12%であった。更に、この電池を分解して、電極シートとセパレータとの間の接着力を測定したところ、正極では0.29N/cm、負極では0.19N/cmであった。
(Evaluation of battery characteristics and measurement of separator area heat shrinkage)
In Example 1, a porous film carrying a reactive polymer having a gel fraction of 55% was obtained in the same manner as in Example 1 except that the porous film C was used in place of the porous film A. . Using the porous film carrying the reactive polymer, a negative electrode / separator / positive electrode laminate was obtained in the same manner as in Example 1, and a coin-type battery was prepared in the same manner as in Example 1 using this. Assembled. The discharge capacity retention rate of this battery was 95%, and the thermal shrinkage rate of the separator was 12%. Furthermore, when this battery was disassembled and the adhesive force between the electrode sheet and the separator was measured, it was 0.29 N / cm for the positive electrode and 0.19 N / cm for the negative electrode.

比較例1
実施例1と同じ多孔質フィルムAに反応性ポリマーを担持させることなく、そのままを用いて、実施例1と同様にして、コイン型電池を組み立てた。この電池の放電容量維持率を評価は97%であり、また、セパレータの熱収縮率は72%であった。
Comparative Example 1
A coin-type battery was assembled in the same manner as in Example 1 using the same porous film A as in Example 1 without supporting the reactive polymer. The evaluation of the discharge capacity retention rate of this battery was 97%, and the thermal shrinkage rate of the separator was 72%.

比較例2
(多孔質フィルムDの作製)
重量平均分子量20万のポリエチレン樹脂60重量%及び重量平均分子量150万の超高分子量ポリエチレン樹脂40重量%からなるポリエチレン樹脂組成物15重量部と流動パラフィン85重量部とをスラリー状に混合し、小型ニーダーを用いて、160℃の温度で約1時間溶解、混練した。この後、得られた混練物を0℃に冷却した金属板の間に挟み込んで、急冷しつつ、圧延してシートに成形した。次いで、このシートを厚みが0.5mmになるまで、115℃の温度でヒートプレスし、更に、同じ温度で縦横4.0×4.0倍に同時二軸延伸した後、ヘプタンを用いて、脱溶媒処理した。このようにして得られた多孔質フィルムを空気中、85℃で6時間加熱し、次いで、116℃で1時間加熱して、目的とする多孔質フィルムDを得た。この多孔質フィルムDは、厚さ24μm、空孔率39%、平均孔径0.1μmの細孔を有し、前述したように、針入プローブ式熱機械的分析装置を用いて調べたところ、耐熱温度は160℃であった。
Comparative Example 2
(Preparation of porous film D)
15 parts by weight of a polyethylene resin composition consisting of 60% by weight of a polyethylene resin having a weight average molecular weight of 200,000 and 40% by weight of an ultrahigh molecular weight polyethylene resin having a weight average molecular weight of 1,500,000 and 85 parts by weight of liquid paraffin are mixed in a slurry form. Using a kneader, the mixture was dissolved and kneaded at a temperature of 160 ° C. for about 1 hour. Thereafter, the obtained kneaded material was sandwiched between metal plates cooled to 0 ° C. and rolled into a sheet while rapidly cooling. Next, this sheet was heat-pressed at a temperature of 115 ° C. until the thickness became 0.5 mm, and further, biaxially stretched 4.0 times and 4.0 times in length and width at the same temperature, and then heptane was used. The solvent was removed. The porous film thus obtained was heated in air at 85 ° C. for 6 hours, and then heated at 116 ° C. for 1 hour to obtain the intended porous film D. This porous film D has pores with a thickness of 24 μm, a porosity of 39%, and an average pore diameter of 0.1 μm. As described above, when examined using a probe-type thermomechanical analyzer, The heat resistant temperature was 160 ° C.

(電池の特性の評価とセパレータの面積熱収縮率の測定)
実施例1において、多孔質フィルムAに代えて、多孔質フィルムDを用いた以外は、実施例1と同様にして、ゲル分率55の反応性ポリマー担持多孔質フィルムを得た。この反応性ポリマー担持多孔質フィルムを用いて、実施例1と同様にして、コイン型電池を得た。この電池について、実施例1と同様にして、放電容量維持率を評価したところ、94%であった。また、この電池におけるセパレータの面積熱収縮率を測定しようとしたが、セパレータが破断して、面積熱収縮率を測定することができなかった。更に、この電池を分解して、電極シートとセパレータとの間の接着力を測定したところ、正極では0.28N/cm、負極では0.21N/cmであった。


(Evaluation of battery characteristics and measurement of separator area heat shrinkage)
A reactive polymer-supported porous film having a gel fraction of 55 % was obtained in the same manner as in Example 1 except that the porous film D was used in place of the porous film A. Using this reactive polymer-supported porous film, a coin-type battery was obtained in the same manner as in Example 1. With respect to this battery, the discharge capacity retention rate was evaluated in the same manner as in Example 1, and it was 94%. Moreover, although it was going to measure the area heat shrinkage rate of the separator in this battery, the separator broke and the area heat shrinkage rate could not be measured. Furthermore, when this battery was disassembled and the adhesive force between the electrode sheet and the separator was measured, it was 0.28 N / cm for the positive electrode and 0.21 N / cm for the negative electrode.


Claims (5)

針入プローブ式熱機械的分析装置を用いて、70gの荷重の下に直径1mmのプローブを多孔質フィルムに載せ、室温から昇温速度2℃/分でこの多孔質フィルムを加熱しながら、その厚みを測定し、その際に、この多孔質フィルムの厚みが上記プローブを載せたときの厚みの1/2になるときの温度が200℃以上である多孔質フィルムを基材多孔質フイルムとし、分子中に3−オキセタニル基とエポキシ基とから選ばれる少なくとも1種の反応性基を有する架橋性ポリマーとポリカルボン酸とを反応させ、一部、架橋させてなる反応性ポリマーを上記基材多孔質フィルムに担持させてなることを特徴とする電池用セパレータのための反応性ポリマー担持多孔質フィルム。   Using a probed thermomechanical analyzer, a probe with a diameter of 1 mm was placed on a porous film under a load of 70 g, and the porous film was heated from room temperature at a heating rate of 2 ° C./min. The thickness was measured, and at that time, the porous film having a temperature of 200 ° C. or higher when the thickness of the porous film was ½ of the thickness when the probe was placed was used as the substrate porous film, A reactive polymer obtained by reacting a cross-linkable polymer having at least one reactive group selected from 3-oxetanyl group and epoxy group in the molecule with a polycarboxylic acid and partially cross-linking the above-mentioned porous substrate A reactive polymer-supported porous film for a battery separator, wherein the porous film is supported on a porous film. 基材多孔質フィルムが少なくとも50万の重量平均分子量を有するポリオレフィン樹脂と分子鎖中に二重結合を有する架橋性ゴムとのポリオレフィン樹脂組成物からなり、上記架橋性ゴムを架橋させてなるものである請求項1に記載の反応性ポリマー担時多孔質フィルム。   The substrate porous film comprises a polyolefin resin composition of a polyolefin resin having a weight average molecular weight of at least 500,000 and a crosslinkable rubber having a double bond in the molecular chain, and is formed by crosslinking the crosslinkable rubber. The porous polymer-supported porous film according to claim 1. 架橋性ポリマーが3−オキセタニル基を有するラジカル重合性モノマーとエポキシ基を有するラジカル重合性モノマーとから選ばれる少なくとも1種のラジカル重合性モノマーと他のラジカル重合性モノマーとのラジカル共重合体である請求項1に記載の反応性ポリマー担持多孔質フィルム。   The crosslinkable polymer is a radical copolymer of at least one radical polymerizable monomer selected from a radical polymerizable monomer having a 3-oxetanyl group and a radical polymerizable monomer having an epoxy group and another radical polymerizable monomer. The reactive polymer-supported porous film according to claim 1. 分子中に3−オキセタニル基とエポキシ基とから選ばれる少なくとも1種の反応性基を有する架橋性ポリマーとポリカルボン酸とを基材多孔質フィルムに担持させ、上記反応性基の一部をポリカルボン酸と反応させ、反応性ポリマーを一部架橋させ、かくして、基材多孔質フィルム上で反応性ポリマーを形成させることを特徹とする請求項1に記載の電池用セパレータのための反応性ポリマー担持多孔質フィルムの製造方法。   A cross-linkable polymer having at least one reactive group selected from a 3-oxetanyl group and an epoxy group in the molecule and a polycarboxylic acid are supported on the base porous film, and a part of the reactive group is made of poly Reactivity for battery separator according to claim 1, characterized by reacting with a carboxylic acid to partially crosslink the reactive polymer, thus forming a reactive polymer on the substrate porous film. A method for producing a polymer-supporting porous film. 請求項1から3のいずれかに記載の反応性ポリマー担持多孔質フィルムに電極を積層して、電極/反応性ポリマー担持多孔質フィルム積層体を得、この電極/反応性ポリマー担持多孔質フィルム積層体を電池容器内に仕込んだ後、カチオン重合触媒を含む電解液を上記電池容器内に注入して、少なくとも多孔質フィルムと電極との界面の近傍にて、上記反応性ポリマーの少なくとも一部を電解液中で膨潤させ、又は電解液中に溶出させ、カチオン重合させて、電解液の少なくとも一部をゲル化させて、多孔質フィルムと電極を接着することを特徴とする電池の製造方法。

An electrode is laminated on the reactive polymer-supported porous film according to claim 1 to obtain an electrode / reactive polymer-supported porous film laminate, and the electrode / reactive polymer-supported porous film laminate. After charging the body into the battery container, an electrolytic solution containing a cationic polymerization catalyst is injected into the battery container, and at least a part of the reactive polymer is removed in the vicinity of the interface between the porous film and the electrode. A method for producing a battery, comprising swelling in an electrolytic solution or eluting into the electrolytic solution, cationic polymerization, gelling at least a part of the electrolytic solution, and bonding the porous film and the electrode.

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