JP2009231281A - Nonaqueous electrolyte battery separator and nonaqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

Nonaqueous electrolyte battery separator and nonaqueous electrolyte secondary battery Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a separator, obtained by forming a heat resistant porous layer made of heat resistant polymers such as aromatic aramid by wet coating method on one side or both sides of a fine porous film made of thermoplastic resins represented by polyolefin, excellent in processablity of the heat resistant polymers, formation of the porous layer, as well as its heat resistance and shutdown properties. <P>SOLUTION: A nonaqueous electrolyte battery separator, includes: a fine porous film, mainly made of thermoplastic resins, having shutdown properties; and a heat resistant porous layer, mainly made of heat resistant polymers, laid on one side or both sides of the fine porous film, wherein the heat resistant porous layer includes an inorganic filler having a specific range of uniformity and particle side distribution. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、品質と安全性が向上した非水電解質電池セパレータ、および、それを用いた非水電解質二次電池に関するものである。   The present invention relates to a nonaqueous electrolyte battery separator with improved quality and safety, and a nonaqueous electrolyte secondary battery using the same.

非水電解質電池、特に、リチウムイオン二次電池に代表される非水電解質二次電池は、高エネルギー密度であり、携帯電話・ノートパソコンといった携帯用電子機器の主電源として広範に普及している。このリチウムイオン二次電池は、更なる高エネルギー密度化が求められているが、安全性の確保が技術的な課題となっている。リチウムイオン二次電池の安全性確保においてセパレータの役割は重要であり、シャットダウン機能を有するという観点から、現状ではポリオレフィン、特にポリエチレン微多孔膜が用いられている。ここで、シャットダウン機能とは、電池の温度が上昇したときに、微多孔膜の孔が閉塞し電流を遮断する機能のことを言い、電池の熱暴走を食い止める働きがある。   Nonaqueous electrolyte batteries, particularly nonaqueous electrolyte secondary batteries represented by lithium ion secondary batteries, have high energy density and are widely used as the main power source for portable electronic devices such as mobile phones and laptop computers. . This lithium ion secondary battery is required to have a higher energy density, but ensuring safety is a technical issue. The role of the separator is important in ensuring the safety of the lithium ion secondary battery, and from the viewpoint of having a shutdown function, polyolefins, particularly polyethylene microporous membranes are currently used. Here, the shutdown function refers to a function of blocking pores in the microporous membrane when the temperature of the battery rises, and blocking the current, and has a function of preventing thermal runaway of the battery.

一方、リチウムイオン二次電池は、年々高エネルギー密度化がなされており、安全性確保のためシャットダウン機能に加えて耐熱性も要求されてきている。しかしながら、シャットダウン機能は、ポリエチレンの溶融による孔の閉塞をその作動原理としているので耐熱性と相反するものである。このため、シャットダウン機能が作動した後、さらに電池がシャットダウン機能が作動する温度以上に曝され続けることで、セパレータの溶融(いわゆるメルトダウン)が進行してしまう場合がある。このメルトダウンの結果、電池内部で短絡が生じ、これに伴って大きな熱が発生してしまい、電池は発煙・発火・爆発といった危険に曝されることになる。このため、セパレータにはシャットダウン機能に加えて、シャットダウン機能が作動する温度近傍でメルトダウンが生じない程度の十分な耐熱性が要求される。   On the other hand, lithium ion secondary batteries have been increased in energy density year by year, and heat resistance has been required in addition to a shutdown function to ensure safety. However, the shutdown function is contrary to heat resistance because the operating principle is to close the hole by melting polyethylene. For this reason, after the shutdown function is activated, the battery may continue to be exposed to a temperature higher than the temperature at which the shutdown function is activated, whereby the separator may be melted (so-called meltdown). As a result of this meltdown, a short circuit occurs inside the battery, and as a result, a large amount of heat is generated, and the battery is exposed to dangers such as smoke, ignition, and explosion. For this reason, in addition to the shutdown function, the separator is required to have sufficient heat resistance that does not cause meltdown in the vicinity of the temperature at which the shutdown function operates.

この点において、従来、耐熱性とシャットダウン機能を両立させるために、ポリオレフィン微多孔膜の片面又は両面(表面と裏面)に耐熱性多孔質層を被覆させたり、耐熱性繊維からなる不織布を積層させるという技術が提案されている。例えば、ポリエチレン微多孔膜の片面又は両面に、湿式塗工法により芳香族アラミド等の耐熱性高分子からなる耐熱性多孔質層を積層した非水電解質電池セパレータが知られている(特許文献1〜4参照)。   In this regard, conventionally, in order to achieve both heat resistance and a shutdown function, one surface or both surfaces (front and back surfaces) of the polyolefin microporous film are coated with a heat resistant porous layer, or a nonwoven fabric made of heat resistant fibers is laminated. The technology is proposed. For example, a nonaqueous electrolyte battery separator is known in which a heat-resistant porous layer made of a heat-resistant polymer such as aromatic aramid is laminated on one side or both sides of a polyethylene microporous membrane by a wet coating method (Patent Documents 1 to 3). 4).

このような非水電解質電池セパレータは、ポリエチレンの融点近傍(140℃程度)でシャットダウン機能が作動すると共に、耐熱性多孔質層が十分な耐熱性を示すことにより200℃以上においてもメルトダウンが発生しないため、優れた耐熱性およびシャットダウン機能を発揮する。特に、特許文献4のように、耐熱性多孔質層中にセラミック粉末等の無機フィラーを混入するタイプのセパレータは、さらなる耐熱性の向上が期待できる。   Such a non-aqueous electrolyte battery separator operates with a shutdown function near the melting point of polyethylene (about 140 ° C), and the heat-resistant porous layer exhibits sufficient heat resistance, so that meltdown occurs even at 200 ° C or higher. Therefore, it exhibits excellent heat resistance and shutdown function. In particular, as in Patent Document 4, a type of separator in which an inorganic filler such as ceramic powder is mixed in the heat-resistant porous layer can be expected to further improve the heat resistance.

しかしながら、特許文献4のようなタイプのセパレータにおいて、無機フィラーの適用の仕方によっては、耐熱性高分子の加工性や、耐熱性樹脂および無機フィラーを含む塗工液の塗工特性に問題が生じてしまう場合がある。そして、このような場合、耐熱性多孔質層の多孔構造に対して、あるいは耐熱性多孔質層とポリオレフィン微多孔膜との界面構造に対して大きな影響を与え、ひいては電池特性にも大きく影響を与えてしまう。しかしながら、これまで、非水電解質電池用セパレータの耐熱性と難燃性、そして更に耐熱性高分子の加工性や塗工液の塗工特性にまで着目して、セパレータの質的向上を十分に図った提案がなされたことはなかったと言える。   However, in the type of separator as in Patent Document 4, depending on how the inorganic filler is applied, problems arise in the processability of the heat resistant polymer and the coating characteristics of the coating liquid containing the heat resistant resin and the inorganic filler. May end up. In such a case, the porous structure of the heat-resistant porous layer or the interface structure between the heat-resistant porous layer and the polyolefin microporous film is greatly affected, and the battery characteristics are also greatly affected. I will give it. However, until now, focusing on the heat resistance and flame retardancy of separators for non-aqueous electrolyte batteries, and further on the workability of heat-resistant polymers and the coating properties of coating solutions, the quality of separators has been sufficiently improved. It can be said that the proposed proposal has never been made.

特開2002−355938号公報JP 2002-355938 A 特開2005−209570号公報JP 2005-209570 A 特開2005−285385号公報JP 2005-285385 A 特許第3175730号公報Japanese Patent No. 3175730

そこで本発明では、ポリオレフィンに代表される熱可塑性樹脂からなる微多孔膜の片面又は両面に、湿式塗工法にて、芳香族アラミド等の耐熱性高分子からなる耐熱性多孔質層を形成して非水電解質電池セパレータを得るに際し、耐熱性高分子の加工性や多孔質層の形成性に優れると共に、耐熱性およびシャットダウン機能に優れたセパレータを提供することを目的とする。   Therefore, in the present invention, a heat-resistant porous layer made of a heat-resistant polymer such as an aromatic aramid is formed by wet coating on one or both sides of a microporous film made of a thermoplastic resin typified by polyolefin. In obtaining a non-aqueous electrolyte battery separator, an object is to provide a separator that is excellent in heat-resistant polymer workability and porous layer formability, and excellent in heat resistance and shutdown function.

上記課題を解決するために、本発明は以下の構成を採用する。
1. 主として熱可塑性樹脂にて形成されシャットダウン機能を有する微多孔膜と、主として耐熱性高分子にて形成され前記微多孔膜の片面又は両面に積層された耐熱性多孔質層と、を備えた非水電解質電池セパレータであって、前記耐熱性多孔質層には、下記(a)及び(b)を満足する無機フィラーが含まれていることを特徴とする非水電解質電池セパレータ。
(a)0.01≦d50≦20(μm)
(b)0<α≦2
(但し、d50は、レーザー回折式における粒度分布において、小さな粒子側から起算した重量累計50重量%の平均粒子直径(μm)を表す。αは、無機フィラーの均一性を示し、α=(d90−d10)/d50で表される。d90は、レーザー回折式における粒度分布において、小さな粒子側から起算した重量累計90重量%の平均粒子直径(μm)を表す。d10は、レーザー回折式における粒度分布において、小さな粒子側から起算した重量累計10重量%の平均粒子直径(μm)を表す。)
2. 前記無機フィラーが、下記(c)及び(d)を満足することを特徴とする上記1記載の非水電解質電池セパレータ。
(c)0.1≦d50≦2(μm)
(d)0<α≦1
(但し、d50とαの定義は1と同じ。)
3. 前記耐熱性多孔質層が、重量分率で50重量%以上95重量%以下の無機フィラーを含むことを特徴とする上記1又は2記載の非水電解質電池セパレータ。
4. 前記無機フィラーが金属水酸化物からなることを特徴とする上記1〜3のいずれか1項記載の非水電解質電池用セパレータ。
5. 前記金属水酸化物が、水酸化アルミニウムであることを特徴とする上記4項記載の非水電解質電池用セパレータ。
6. 前記無機フィラーが多孔質フィラーであることを特徴とする上記1〜3のいずれか1項記載の非水電解質電池用セパレータ。
7. 前記多孔質フィラーは活性アルミナであることを特徴とする上記6記載の非水電解質電池用セパレータ。
8. 前記耐熱性高分子が、芳香族ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルイミドからなる群から選ばれる1種又は2種以上であることを特徴とする上記1〜7のいずれか1項記載の非水電解質電池セパレータ。
9. 前記耐熱性高分子が、ポリメタフェニレンイソフタルアミドであることを特徴とする上記8記載の非水電解質電池セパレータ。
10. 前記熱可塑性樹脂が、ポリオレフィンを主体とする熱可塑性樹脂であることを特徴とする上記1〜9のいずれか1項記載の非水電解質電池セパレータ。
11. 前記非水電解質電池セパレータが、リチウムイオン二次電池用セパレータであることを特徴とする上記1〜10のいずれか1項記載の非水電解質電池セパレータ。
12. リチウムのドープ・脱ドープにより起電力を得る非水電解質二次電池であって、上記1〜11のいずれか1項記載の非水電解質電池セパレータを用いたことを特徴とする非水電解質二次電池。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following configuration.
1. A non-aqueous solution comprising a microporous film mainly formed of a thermoplastic resin and having a shutdown function, and a heat-resistant porous layer formed mainly of a heat-resistant polymer and laminated on one or both surfaces of the microporous film. It is an electrolyte battery separator, The inorganic filler which satisfies the following (a) and (b) is contained in the said heat resistant porous layer, The nonaqueous electrolyte battery separator characterized by the above-mentioned.
(A) 0.01 ≦ d50 ≦ 20 (μm)
(B) 0 <α ≦ 2
(However, d50 represents the average particle diameter (μm) of 50% by weight cumulatively calculated from the small particle side in the particle size distribution in the laser diffraction method. Α indicates the uniformity of the inorganic filler, and α = (d90 -D10) / d50, d90 represents the average particle diameter (μm) of 90% by weight of cumulative particle size calculated from the small particle side in the particle size distribution in the laser diffraction method, and d10 represents the particle size in the laser diffraction method. (In the distribution, an average particle diameter (μm) of 10% by weight of the cumulative weight from the small particle side is represented.)
2. 2. The nonaqueous electrolyte battery separator according to 1 above, wherein the inorganic filler satisfies the following (c) and (d).
(C) 0.1 ≦ d50 ≦ 2 (μm)
(D) 0 <α ≦ 1
(However, the definition of d50 and α is the same as 1.)
3. 3. The non-aqueous electrolyte battery separator according to claim 1 or 2, wherein the heat-resistant porous layer contains an inorganic filler in a weight fraction of 50% by weight to 95% by weight.
4). 4. The separator for a non-aqueous electrolyte battery according to any one of 1 to 3, wherein the inorganic filler is made of a metal hydroxide.
5. 5. The separator for a non-aqueous electrolyte battery according to claim 4, wherein the metal hydroxide is aluminum hydroxide.
6). 4. The separator for a non-aqueous electrolyte battery according to any one of 1 to 3, wherein the inorganic filler is a porous filler.
7). 7. The separator for a non-aqueous electrolyte battery according to 6 above, wherein the porous filler is activated alumina.
8). 1 to 7 above, wherein the heat-resistant polymer is one or more selected from the group consisting of aromatic polyamide, polyimide, polyethersulfone, polysulfone, polyetherketone, and polyetherimide. The nonaqueous electrolyte battery separator according to any one of the preceding claims.
9. 9. The nonaqueous electrolyte battery separator according to 8 above, wherein the heat resistant polymer is polymetaphenylene isophthalamide.
10. 10. The nonaqueous electrolyte battery separator according to any one of 1 to 9 above, wherein the thermoplastic resin is a thermoplastic resin mainly composed of polyolefin.
11. 11. The nonaqueous electrolyte battery separator according to any one of the above 1 to 10, wherein the nonaqueous electrolyte battery separator is a lithium ion secondary battery separator.
12 A non-aqueous electrolyte secondary battery that obtains an electromotive force by doping and dedoping lithium, wherein the non-aqueous electrolyte battery separator according to any one of 1 to 11 is used. battery.

本発明によれば、耐熱性高分子の加工性や多孔質層の形成性に優れると共に、耐熱性およびシャットダウン機能に優れたセパレータを提供することができる。従って、かかる非水電解質電池セパレータを用いることで、安全性と耐久性に優れた非水電解質二次電池を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while being excellent in the workability of a heat resistant polymer and the formation property of a porous layer, the separator excellent in heat resistance and a shutdown function can be provided. Therefore, a nonaqueous electrolyte secondary battery excellent in safety and durability can be provided by using such a nonaqueous electrolyte battery separator.

GPC曲線を模式的に表したイメージ図である。It is an image figure showing a GPC curve typically.

[非水電解質電池セパレータ]
本発明は、主として熱可塑性樹脂にて形成されシャットダウン機能を有する微多孔膜と、主として耐熱性高分子にて形成され前記微多孔膜の片面又は両面に積層された耐熱性多孔質層と、を備えた非水電解質電池セパレータであって、前記耐熱性多孔質層には、下記(a)及び(b)を満足する無機フィラーが含まれていることを特徴とする非水電解質電池セパレータである。
(a)0.01≦d50≦20(μm)
(b)0<α≦2
そして、好ましくは、下記の(c)と(d)の式を満足するものである。
(c)0.1≦d50≦2(μm)
(d)0<α≦1
但し、上記式において、d50は、レーザー回折式における粒度分布において、小さな粒子側から起算した重量累計50重量%の平均粒子直径(μm)を表す。αは、無機フィラーの均一性を示し、α=(d90−d10)/d50で表される。d90は、レーザー回折式における粒度分布において、小さな粒子側から起算した重量累計90重量%の平均粒子直径(μm)を表し、d10は、レーザー回折式における粒度分布において、小さな粒子側から起算した重量累計10重量%の平均粒子直径(μm)を表す。
[Nonaqueous electrolyte battery separator]
The present invention comprises a microporous film mainly formed of a thermoplastic resin and having a shutdown function, and a heat-resistant porous layer formed mainly of a heat-resistant polymer and laminated on one or both surfaces of the microporous film. A non-aqueous electrolyte battery separator, wherein the heat-resistant porous layer includes an inorganic filler that satisfies the following (a) and (b): .
(A) 0.01 ≦ d50 ≦ 20 (μm)
(B) 0 <α ≦ 2
Preferably, the following expressions (c) and (d) are satisfied.
(C) 0.1 ≦ d50 ≦ 2 (μm)
(D) 0 <α ≦ 1
However, in the above formula, d50 represents an average particle diameter (μm) of a cumulative weight of 50% by weight calculated from the small particle side in the particle size distribution in the laser diffraction method. α indicates the uniformity of the inorganic filler and is represented by α = (d90−d10) / d50. d90 represents an average particle diameter (μm) of 90% by weight of the cumulative weight calculated from the small particle side in the particle size distribution in the laser diffraction method, and d10 represents the weight calculated from the small particle side in the particle size distribution in the laser diffraction method. The average particle diameter (μm) of 10% by weight is represented.

(無機フィラー)
本発明では、上述した粒度分布を有する無機フィラーを用いることで、塗工液中の無機フィラーの分散性が向上し、耐熱性高分子の加工性や多孔質層の形成性を向上することができる。また、上述した粒度分布を有する無機フィラには、大小異なる粒子径の無機フィラーが耐熱性多孔質層に入っているので、無機フィラーの充填密度が高くなり、無機フィラーの有する機能(例えば耐熱特性等)を最大限引き出すことが可能となる。また、径が小さい粒子は孔形成に寄与するため良好な多孔質構造を形成することができ、一方、径が大きい粒子は耐熱性多孔質層の表面に出現するためセパレータのすべり性が向上するといった作用効果も得られる。
(Inorganic filler)
In the present invention, by using the inorganic filler having the particle size distribution described above, the dispersibility of the inorganic filler in the coating liquid is improved, and the processability of the heat-resistant polymer and the formability of the porous layer can be improved. it can. In addition, in the inorganic filler having the particle size distribution described above, since the inorganic fillers having different particle sizes are contained in the heat-resistant porous layer, the packing density of the inorganic filler is increased, and the function of the inorganic filler (for example, heat resistance characteristics). Etc.) to the maximum extent possible. In addition, particles having a small diameter contribute to pore formation, so that a favorable porous structure can be formed. On the other hand, particles having a large diameter appear on the surface of the heat-resistant porous layer, so that the slipperiness of the separator is improved. It is possible to obtain the effects as described above.

なお、d50の値が0.01μm未満である場合、スラリーの分散性が悪いため塗工性が悪く、緻密で微細な貫通孔を均一に作成することができない。d50の値が20μmを超えると、耐熱性多孔質層の厚さに近くなってしまい、製膜性が良好でなくなり、筋もでき易く、薄く塗りにくいので不適当である。また、αが0であると均一粒径となってしまい、本発明の効果が得られない。αが2を超えると、粗大あるいは極小の粒子が含まれてしまう場合があり、耐熱性多孔質層の微多孔膜への定着性が悪くなる場合がある。   In addition, when the value of d50 is less than 0.01 μm, the dispersibility of the slurry is poor, so that the coating property is poor, and dense and fine through-holes cannot be formed uniformly. If the value of d50 exceeds 20 μm, it becomes close to the thickness of the heat-resistant porous layer, the film-forming property is not good, the streaks are easily formed, and it is difficult to apply thinly. On the other hand, if α is 0, the particle diameter becomes uniform, and the effect of the present invention cannot be obtained. When α exceeds 2, coarse or extremely small particles may be contained, and the fixability of the heat-resistant porous layer to the microporous film may be deteriorated.

本発明の非水電解質電池セパレータにおいて、耐熱性多孔質層に含まれる無機フィラー(無機微粒子)としては、例えば金属水酸化物、金属酸化物、金属窒化物、炭酸塩、硫酸塩、粘土鉱物、もしくは、これらの二種以上を組合せたもの等を好適に用いることができる。金属水酸化物の具体例としては、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化クロム、水酸化ジルコニウム、水酸化ニッケル、水酸化ホウ素、ベーマイト等が挙げられる。金属酸化物の具体例としては、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化珪素、 酸化イットリウム、酸化セリウム、酸化錫、酸化鉄等が挙げられる。金属窒化物の具体例としては、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化チタニウム等が挙げられる。炭酸塩の具体例としては、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム等が挙げられる。硫酸塩の具体例としては、硫酸バリウム、硫酸カルシウム等が上げられる。粘土鉱物の具体例としては、ケイ酸カルシウム、タルク、マイカ、モンモリロナイト、ハイドロタルサイト、ベントナイト、ゼオライト、セピオライト、カオリン、ヘクトライト、サポナイト、スチブンサイト、バイデライト等が挙げられる。   In the nonaqueous electrolyte battery separator of the present invention, examples of the inorganic filler (inorganic fine particles) contained in the heat-resistant porous layer include metal hydroxide, metal oxide, metal nitride, carbonate, sulfate, clay mineral, Or what combined these 2 or more types etc. can be used suitably. Specific examples of the metal hydroxide include aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, calcium hydroxide, chromium hydroxide, zirconium hydroxide, nickel hydroxide, boron hydroxide, boehmite and the like. Specific examples of the metal oxide include aluminum oxide, titanium oxide, zinc oxide, silicon oxide, yttrium oxide, cerium oxide, tin oxide, and iron oxide. Specific examples of the metal nitride include aluminum nitride, boron nitride, and titanium nitride. Specific examples of the carbonate include calcium carbonate, magnesium carbonate, barium carbonate and the like. Specific examples of the sulfate include barium sulfate and calcium sulfate. Specific examples of the clay mineral include calcium silicate, talc, mica, montmorillonite, hydrotalcite, bentonite, zeolite, sepiolite, kaolin, hectorite, saponite, stevensite, beidellite and the like.

本発明は、上述した無機フィラーの中でも金属水酸化物が好ましい。かかる金属水酸化物は非水電解質電池セパレータを難燃化する上で有効に機能するためである。すなわち、金属水酸化物を加熱すると脱水反応が起こり酸化物となり、水が放出される。さらにこの脱水反応は大きな吸熱を伴う反応である。この脱水反応時に水を放出すること、および、この吸熱反応により、難燃効果が得られる。また、水を放出するため可燃性である電解液を水で希釈し、セパレータだけでなく電解液にも効果があり、電池そのものを難燃化する上で有効である。さらに、金属水酸化物はハンドリング性の観点からも好ましい。また、金属水酸化物はアルミナのような金属酸化物と比較して軟らかいため、従来の特許文献4記載のセパレータにあるような問題、すなわち、セパレータに含まれる固い金属酸化物フィラーによって製造時の各工程にて使用する部品が磨耗してしまうといったハンドリング性に関する問題が発生しない。   The present invention is preferably a metal hydroxide among the inorganic fillers described above. This is because such metal hydroxide functions effectively in making the non-aqueous electrolyte battery separator flame-retardant. That is, when a metal hydroxide is heated, a dehydration reaction occurs and becomes an oxide, and water is released. Furthermore, this dehydration reaction is a reaction with a large endotherm. By releasing water during the dehydration reaction and the endothermic reaction, a flame retardant effect is obtained. In addition, an electrolyte that is flammable to release water is diluted with water and is effective not only for the separator but also for the electrolyte, and is effective in making the battery itself flame-retardant. Furthermore, the metal hydroxide is preferable from the viewpoint of handleability. In addition, since the metal hydroxide is softer than the metal oxide such as alumina, the problem with the separator described in the conventional patent document 4, that is, the solid metal oxide filler contained in the separator is used at the time of manufacture. There is no problem with handling such that parts used in each process are worn.

かかる金属水酸化物としては、200℃〜400℃の加熱により脱水反応を生じるものであることが好ましく、さらに250℃〜350℃の範囲であればより好ましい。非水電解質電池では正極の分解に伴う発熱が最も危険と考えられており、この分解は300℃近傍で起こる。故に、金属水酸化物の脱水反応の発生温度が200℃〜400℃の範囲であれば、非水電解質電池の発熱を防ぐ上で特に有効である。なお、200℃以上においては、負極はほぼ活性を失っているので、生成した水と反応し発熱反応を引き起こすことはなく安全である。また、金属水酸化物の発熱反応温度が400℃を超える場合、非水電解質電池の発熱を好適に防止できないおそれがあるため好ましくない。この点、水酸化アルミニウムは250〜300℃の温度範囲で脱水反応が起こり、酸化マグネシウムは350〜400℃の温度範囲で脱水反応が起こるため、本発明では水酸化アルミニウムおよび水酸化マグネシウムの少なくともいずれか一方を用いることが好ましい。   Such a metal hydroxide is preferably one that causes a dehydration reaction by heating at 200 ° C. to 400 ° C., and more preferably in the range of 250 ° C. to 350 ° C. In the nonaqueous electrolyte battery, heat generation due to the decomposition of the positive electrode is considered to be the most dangerous, and this decomposition occurs in the vicinity of 300 ° C. Therefore, when the generation temperature of the metal hydroxide dehydration reaction is in the range of 200 ° C. to 400 ° C., it is particularly effective in preventing the heat generation of the nonaqueous electrolyte battery. At 200 ° C. or higher, the negative electrode almost loses its activity, so that it does not react with the generated water to cause an exothermic reaction and is safe. Further, when the exothermic reaction temperature of the metal hydroxide exceeds 400 ° C., it is not preferable because the heat generation of the nonaqueous electrolyte battery may not be suitably prevented. In this respect, aluminum hydroxide undergoes a dehydration reaction in the temperature range of 250 to 300 ° C., and magnesium oxide undergoes a dehydration reaction in the temperature range of 350 to 400 ° C. Therefore, in the present invention, at least one of aluminum hydroxide and magnesium hydroxide is used. It is preferable to use one of them.

特に、水酸化アルミニウム(脱水反応温度:250〜300℃)は、脱水に伴う吸熱反応を有効に活用することを考えると無機フィラーとして最も好ましい。さらに、水酸化アルミニウムを適用した場合、シャットダウン特性の観点においても、水酸化マグネシウム等の他の金属水酸化物に比較して良好な特性を示す。具体的には、シャットダウン特性の測定において、100℃をやや超えた温度において10倍程度の抵抗上昇が認められ、シャットダウン温度を低下させる効果があり、この挙動は電池の安全性確保において有効に機能する。本質的なシャットダウンはポリエチレンの融点近傍において認められるが、このときの抵抗上昇の程度を高くする効果もある。この挙動はより薄いポリエチレン微多孔膜を基材に適用した場合に有効となる。   In particular, aluminum hydroxide (dehydration reaction temperature: 250 to 300 ° C.) is most preferable as an inorganic filler in view of effectively utilizing the endothermic reaction accompanying dehydration. Furthermore, when aluminum hydroxide is applied, it also exhibits better characteristics than other metal hydroxides such as magnesium hydroxide in terms of shutdown characteristics. Specifically, in the measurement of shutdown characteristics, a resistance increase of about 10 times is observed at a temperature slightly exceeding 100 ° C., which has the effect of lowering the shutdown temperature. This behavior functions effectively in ensuring the safety of the battery. To do. Although an essential shutdown is observed in the vicinity of the melting point of polyethylene, there is also an effect of increasing the degree of resistance increase at this time. This behavior is effective when a thinner polyethylene microporous membrane is applied to the substrate.

本発明のセパレータ構成において、耐熱性多孔質層はセパレータに耐熱性を付与する機能があるが、この層に無機フィラーを添加することで、高温時の短絡防止や寸法安定性といった観点から耐熱性多孔質層の耐熱性をより向上させることができる。また、一般的に耐熱性多孔質層で被覆したセパレータは、この耐熱層が強く静電気を帯びる傾向にあり、このような観点からハンドリング性が好ましくないことが多い。ここにおいて、耐熱性多孔質層に水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウム等の金属水酸化物を添加した場合は、帯電した電荷の減衰が速くなるため、帯電を低いレベルに保つことが可能となり、ハンドリング性が改善される。このような理由から、耐熱性多孔質層中へ金属水酸化物からなる無機フィラーを添加することは好適である。   In the separator configuration of the present invention, the heat-resistant porous layer has a function of imparting heat resistance to the separator. By adding an inorganic filler to this layer, the heat-resistant porous layer is heat resistant from the viewpoint of short circuit prevention at high temperatures and dimensional stability. The heat resistance of the porous layer can be further improved. In general, a separator coated with a heat-resistant porous layer tends to be strongly charged with static electricity, and handling properties are often not preferable from such a viewpoint. Here, when a metal hydroxide such as aluminum hydroxide or magnesium hydroxide is added to the heat-resistant porous layer, the charged charge decays quickly, so that the charge can be kept at a low level. Improved. For these reasons, it is preferable to add an inorganic filler made of a metal hydroxide into the heat resistant porous layer.

非水電解質電池においてフッ化水素(以下、HFと称す)は正極活物質を侵し耐久性を低下させる要因となっているが、水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウムはHFを吸着・共沈させる機能があるため電解液中のHF濃度を低いレベルに維持することが可能であり、かかる金属水酸化物フィラーを含むセパレータを用いることで非水系二次電池の耐久性を改善することが可能となる。このような観点からも無機フィラーとして水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウムは好ましい。   In non-aqueous electrolyte batteries, hydrogen fluoride (hereinafter referred to as HF) is a factor that impairs the positive electrode active material and lowers durability, but aluminum hydroxide and magnesium hydroxide have the function of adsorbing and co-precipitating HF. Therefore, the HF concentration in the electrolytic solution can be maintained at a low level, and the durability of the nonaqueous secondary battery can be improved by using a separator including such a metal hydroxide filler. From this point of view, aluminum hydroxide and magnesium hydroxide are preferable as the inorganic filler.

なお、無機フィラーが金属水酸化物である場合は、金属水酸化物以外の副成分あるいは不純物として、金属酸化物、金属酸化物の水和物、及び付着水分のうちの少なくとも1種を、無機フィラー全体の10重量%以下含有することが好ましい。この程度の副成分等の含有量であれば、得られるセパレータあるいは電池特性に特に悪影響を与えることはない。ここで、金属酸化物の水和物とは、金属酸化物と水分子との結合物を言い、付着水分とは、無機フィラーに付着している水分を意味する。なお、当該副成分あるいは不純物の含有量が0.001重量%未満の金属水酸化物を得ることは実質的に困難である。   When the inorganic filler is a metal hydroxide, as a subcomponent or impurity other than the metal hydroxide, at least one of a metal oxide, a hydrate of metal oxide, and adhering moisture is used as an inorganic component. It is preferable to contain 10% by weight or less of the whole filler. With such a content of subcomponents or the like, the obtained separator or battery characteristics are not particularly adversely affected. Here, the hydrate of a metal oxide means a combined product of a metal oxide and a water molecule, and the adhering moisture means moisture adhering to an inorganic filler. In addition, it is substantially difficult to obtain a metal hydroxide having a content of the subcomponent or impurity of less than 0.001% by weight.

一方、本発明における無機フィラーとしては、多孔質フィラーを用いることも好ましい。このような多孔質フィラーを用いた場合、ガス発生等の要因による電池の耐久性低下の問題も解決できるためである。すなわち、無機フィラーを適用した系では、電池内に微量に存在する水分やHFが無機フィラーの表面と反応することで、電解液や電極表面に形成されているSEI皮膜の分解が促進してしまい、その結果、電池内でガスが発生して電池の耐久性を低下させてしまう場合がある。特に、耐熱性多孔質層を構成する耐熱性樹脂は一般的に水分を吸着しやすい物質であるため、耐熱性多孔質層には水分が比較的多く含まれやすく、上記の耐久性低下の問題は生じ易いと言える。ところが、無機フィラーとして多孔質フィラーを用いれば、発生したガスを多孔質フィラーによってトラップさせることができる。このため、電池の耐久性を大幅に改善することが可能となる。   On the other hand, it is also preferable to use a porous filler as the inorganic filler in the present invention. This is because, when such a porous filler is used, it is possible to solve the problem of battery durability reduction due to factors such as gas generation. That is, in a system to which an inorganic filler is applied, the decomposition of the SEI film formed on the electrolytic solution or the electrode surface is accelerated by the reaction of moisture and HF present in a minute amount in the battery with the surface of the inorganic filler. As a result, gas may be generated in the battery to reduce the durability of the battery. In particular, since the heat-resistant resin constituting the heat-resistant porous layer is generally a substance that easily adsorbs moisture, the heat-resistant porous layer is likely to contain a relatively large amount of moisture, and the above-mentioned problem of lowering durability Can be said to occur easily. However, if a porous filler is used as the inorganic filler, the generated gas can be trapped by the porous filler. For this reason, it becomes possible to significantly improve the durability of the battery.

特に、多孔質フィラーとしては、比表面積が40〜3000m/gであるものが好ましく、40〜1000m/gであればより好ましく、40〜500m/gであればさらに好ましく、150〜500m/gであれば特に好ましい。このような多孔質フィラーを用いれば、電池内に微量に存在する水分やHFの活性を著しく低下させ、電解質の分解等によるガス発生を抑制することができる。よって、電池の耐久性をさらに改善することが可能となる。なお、比表面積が40m/g未満であると、水分やHFの活性を十分に低下させることができないので好ましくない。また、3000m/gより大きくなると、該多孔質層の成形が困難となり、該多孔質層の強度を著しく低下してしまうことがあるため好ましくない。ここで、比表面積は窒素ガス吸着法で測定された吸着等温線をBET式で解析することにより求めたものである。 In particular, the porous filler is preferably a specific surface area of 40~3000m 2 / g, more preferably if 40~1000m 2 / g, more preferably if 40~500m 2 / g, 150~500m 2 / g is particularly preferable. If such a porous filler is used, the activity of moisture and HF present in a minute amount in the battery can be significantly reduced, and gas generation due to decomposition of the electrolyte can be suppressed. Therefore, the durability of the battery can be further improved. In addition, it is not preferable that the specific surface area is less than 40 m 2 / g because the activity of moisture and HF cannot be sufficiently reduced. On the other hand, if it is greater than 3000 m 2 / g, it is difficult to form the porous layer, and the strength of the porous layer may be significantly reduced. Here, the specific surface area is obtained by analyzing the adsorption isotherm measured by the nitrogen gas adsorption method using the BET equation.

また、当該多孔質フィラーは50nm以下のメソ孔または2nm以下のミクロ孔で構成されることが好ましく、特に2nm以下のミクロ孔が発達した構造となっていることが好ましい。この場合、上述した水分やHFの活性低下効果が発現しやすくなるためである。   The porous filler is preferably composed of mesopores of 50 nm or less or micropores of 2 nm or less, and particularly preferably has a structure in which micropores of 2 nm or less are developed. In this case, the above-described effect of reducing the activity of moisture and HF is easily exhibited.

このような多孔質フィラーとしては、例えばゼオライト、活性炭、活性アルミナ、多孔質シリカ、水酸化マグネシウムや水酸化アルミニウム等の金属水酸化物を熱処理して得られる多孔質フィラーなどが好適に使用できる。中でも活性アルミナが好適である。ここで、活性アルミナとは、示性式がAl・xHO(xは0以上3以下の値を取り得る)で表される多孔質フィラーを言う。活性アルミナの表面は、アモルファス状のAl、γ―Al、χ−Al、ギブサイト状のAl(OH)、ベーマイト状のAl・HOなどの構造となっていることが好ましく、多孔構造がこれらの表面構造で形成されていることが水分やHFの活性を低下させる観点で特に好ましい。また、多孔質フィラーは一般的にα-アルミナ等の緻密な金属酸化物フィラー等と比べて柔らかいので、多孔質フィラーによって製造時の各工程にて使用する部品が磨耗してしまうといったハンドリング性に関する問題も発生しない。
なお、無機フィラーとしては、上述した多孔質フィラーと非多孔質フィラーを適当な比率で混合して用いてもよい。
As such a porous filler, for example, a porous filler obtained by heat-treating a metal hydroxide such as zeolite, activated carbon, activated alumina, porous silica, magnesium hydroxide or aluminum hydroxide can be suitably used. Of these, activated alumina is preferred. Here, the activated alumina refers to a porous filler whose formula is represented by Al 2 O 3 .xH 2 O (x can take a value of 0 or more and 3 or less). The surface of the activated alumina is amorphous Al 2 O 3 , γ-Al 2 O 3 , χ-Al 2 O 3 , gibbsite-like Al (OH) 3 , boehmite-like Al 2 O 3 .H 2 O, etc. It is preferable to have a structure, and it is particularly preferable that the porous structure is formed of these surface structures from the viewpoint of reducing the activity of moisture and HF. In addition, since the porous filler is generally softer than a dense metal oxide filler such as α-alumina, it is related to the handling property that the parts used in each process at the time of production are worn by the porous filler. There is no problem.
In addition, as an inorganic filler, you may mix and use the porous filler mentioned above and a non-porous filler in a suitable ratio.

本発明において、耐熱性多孔質層における無機フィラーの含有量は、50〜95重量%であることが好ましく、さらに70〜85重量%であることが好ましい。無機フィラーの含有量がこのような範囲であると、無機フィラーは耐熱性高分子と十分になじみ、分散性も良くなる。また、無機フィラーの作用で、耐熱性多孔質層を水中凝固により形成させる際に、耐熱性高分子の低分子量ポリマーが凝固液中に流出しにくくなるので、好適な孔形成が可能になる。このため、透気度が向上し膜抵抗が更に低くなるという効果も得られる。   In the present invention, the content of the inorganic filler in the heat-resistant porous layer is preferably 50 to 95% by weight, and more preferably 70 to 85% by weight. When the content of the inorganic filler is in such a range, the inorganic filler is sufficiently compatible with the heat-resistant polymer and the dispersibility is improved. In addition, when the heat-resistant porous layer is formed by solidification in water due to the action of the inorganic filler, it is difficult for the low-molecular weight polymer of the heat-resistant polymer to flow out into the coagulation liquid, so that suitable pore formation is possible. For this reason, the air permeability is improved and the film resistance is further reduced.

(耐熱性高分子)
本発明で用いられる耐熱性高分子は、融点200℃以上のポリマーあるいは融点を有しないが分解温度が200℃以上のポリマーが適当である。具体的には、芳香族ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルイミドからなる群から選ばれる1種又は2種以上が好ましい。特に、耐久性の観点から全芳香族ポリアミドが好適であり、多孔質層を形成しやすく耐酸化還元性に優れるという観点から、メタ型全芳香族ポリアミドが好ましい。中でもポリメタフェニレンイソフタルアミドが好適である。
(Heat resistant polymer)
The heat-resistant polymer used in the present invention is suitably a polymer having a melting point of 200 ° C. or higher or a polymer having no melting point but having a decomposition temperature of 200 ° C. or higher. Specifically, one or more selected from the group consisting of aromatic polyamide, polyimide, polyethersulfone, polysulfone, polyetherketone, and polyetherimide are preferable. In particular, wholly aromatic polyamides are preferable from the viewpoint of durability, and meta-type wholly aromatic polyamides are preferable from the viewpoint of easily forming a porous layer and excellent redox resistance. Of these, polymetaphenylene isophthalamide is preferred.

また、耐熱性高分子としては、分子量分布Mw/Mnが5≦Mw/Mn≦100であり、かつ、重量平均分子量Mwが8.0×10以上1.0×10以下であるものが好ましい。このような耐熱性高分子を用いると、湿式塗工法にて微多孔膜上に耐熱性多孔質層を形成する場合に、より良好な耐熱性多孔質層を形成できるためである。すなわち、上記のように分子量分布が広い耐熱性高分子は低分子量体を多く含むため、当該ポリマーを溶解させた塗工液の加工性が向上する。このため、欠陥が少なく、膜厚が均一な耐熱性多孔質層が形成され易くなる。また、強い塗工圧力をかけずとも良好に塗工できるようになるので、微多孔膜の表面孔の目詰まりが発生することなく、耐熱性多孔質層と微多孔膜との界面における通気性が低下することを防げる。また、塗工液を微多孔膜上に塗工してこれを凝固液中に浸漬した際に、塗工膜中のポリマーが動き易くなるために良好な孔形成が可能となる。さらに低分子量体と無機フィラーとのなじみも良いので孔形成に寄与する無機フィラーの脱落も防ぐことができる。結果として、均一な微細孔を有した良好な耐熱性多孔質層が形成され易くなる。したがって、優れたイオン透過性を有し、電極との接触性も良好なセパレータが得られるようになる。なお、耐熱性高分子の分子量分布が5未満の場合は加工性が悪く、100を超える場合は耐熱性多孔質層の耐熱性が低くなるので好ましくない。また、耐熱性高分子の重量平均分子量が8.0×10未満のものは耐熱性多孔質層が脆化し易く、1.0×10を超えるものは加工が困難であるので好ましくない。 The heat-resistant polymer has a molecular weight distribution Mw / Mn of 5 ≦ Mw / Mn ≦ 100 and a weight average molecular weight Mw of 8.0 × 10 3 or more and 1.0 × 10 6 or less. preferable. This is because when such a heat-resistant polymer is used, a better heat-resistant porous layer can be formed when the heat-resistant porous layer is formed on the microporous film by a wet coating method. That is, as described above, the heat-resistant polymer having a wide molecular weight distribution contains many low molecular weight substances, so that the processability of the coating liquid in which the polymer is dissolved is improved. For this reason, it becomes easy to form a heat resistant porous layer with few defects and a uniform film thickness. In addition, since the coating can be performed well without applying a strong coating pressure, the air permeability at the interface between the heat-resistant porous layer and the microporous membrane can be obtained without causing clogging of the surface pores of the microporous membrane. Can be prevented from falling. Further, when the coating liquid is applied onto the microporous film and immersed in the coagulation liquid, the polymer in the coating film becomes easy to move, so that favorable pore formation is possible. Furthermore, since the familiarity between the low molecular weight substance and the inorganic filler is good, the inorganic filler that contributes to pore formation can be prevented from falling off. As a result, a good heat-resistant porous layer having uniform fine pores is easily formed. Therefore, a separator having excellent ion permeability and good contact with the electrode can be obtained. In addition, when the molecular weight distribution of the heat resistant polymer is less than 5, the processability is poor, and when it exceeds 100, the heat resistance of the heat resistant porous layer is lowered, which is not preferable. Moreover, when the weight average molecular weight of the heat-resistant polymer is less than 8.0 × 10 3 , the heat-resistant porous layer tends to become brittle, and when it exceeds 1.0 × 10 6 , processing is difficult.

また、耐熱性高分子として、分子量が8000以下の低分子量ポリマーが1重量%以上15重量%以下、好ましくは3重量%以上10重量%以下含まれるものを用いた場合も、上記と同様に良好な耐熱性多孔質層が形成できるため、好ましい態様と言える。なお、低分子量ポリマーの含有量が1重量%未満の場合は、耐熱性高分子の加工性ないし塗工液の塗工性が悪く、15重量%を超えるものは耐熱性が悪いので好ましくない。また、分子量が8000を超えたポリマーは、もはや低分子量ポリマーではなく、耐熱性高分子の加工性ないし塗工液の塗工性の向上効果に殆ど寄与しない。   Also, when a heat-resistant polymer containing a low molecular weight polymer having a molecular weight of 8000 or less is contained in an amount of 1% by weight to 15% by weight, preferably 3% by weight to 10% by weight, the same as above Since a heat-resistant porous layer can be formed, this can be said to be a preferred embodiment. When the content of the low molecular weight polymer is less than 1% by weight, the processability of the heat-resistant polymer or the coating property of the coating liquid is poor, and the content exceeding 15% by weight is not preferable because the heat resistance is poor. A polymer having a molecular weight exceeding 8000 is no longer a low molecular weight polymer and hardly contributes to the effect of improving the processability of the heat-resistant polymer or the coating property of the coating liquid.

さらに、耐熱性高分子として芳香族ポリアミドを用いた場合には、芳香族ポリアミドの末端基濃度比が[COOX]/[NH]≧1であることが好ましい。ここで、Xは、水素、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を表す。例えばCOONaなどの末端カルボキシル基は、電池の負極側に生成する悪性の皮膜を更新・除去する効果がある。このため、末端カルボキシル基が末端アミン基よりも多い芳香族ポリアミドを用いると、長期間に亘って放電容量が安定し、サイクル特性に優れた非水電解質二次電池が得られる。 Furthermore, when an aromatic polyamide is used as the heat-resistant polymer, the end group concentration ratio of the aromatic polyamide is preferably [COOX] / [NH 2 ] ≧ 1. Here, X represents hydrogen, an alkali metal, or an alkaline earth metal. For example, a terminal carboxyl group such as COONa has an effect of renewing and removing a malignant film formed on the negative electrode side of the battery. For this reason, when an aromatic polyamide having more terminal carboxyl groups than terminal amine groups is used, a discharge capacity is stable over a long period of time, and a nonaqueous electrolyte secondary battery having excellent cycle characteristics can be obtained.

また、耐熱性高分子中における不純物としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、ハロゲン及び珪素からなる群から選ばれる1種又は2種以上が1000ppm以下含まれていることが好ましい。具体的かつ典型的な物質を例示すると、アルカリ金属としてはNa又はLiが、アルカリ土類金属としてはMg又はCaが、遷移金属としてはFeが、ハロゲンとしては塩素が挙げられる。これらの物質は、非水電解質電池の電池特性に影響を及ぼす可能性があるが、耐熱性高分子中での含有量が1000ppm以下の範囲であれば、それらの影響を避けることができる。なお、不純物の含有量0.1ppmより低い耐熱性高分子を得ることは実質的に困難である。   Further, the impurities in the heat-resistant polymer preferably contain 1000 ppm or less of one or more selected from the group consisting of alkali metals, alkaline earth metals, transition metals, halogens, and silicon. Specific examples of typical substances include Na or Li as an alkali metal, Mg or Ca as an alkaline earth metal, Fe as a transition metal, and chlorine as a halogen. These substances may affect the battery characteristics of the nonaqueous electrolyte battery. However, if the content in the heat-resistant polymer is in the range of 1000 ppm or less, these effects can be avoided. Note that it is practically difficult to obtain a heat-resistant polymer having an impurity content lower than 0.1 ppm.

(耐熱性多孔質層)
本発明において、耐熱性多孔質層とは、内部に多数の微細孔を有し、これら微細孔が連結された構造となっており、一方の面から他方の面へと気体あるいは液体が通過可能となった層を意味する。なお、耐熱性多孔質層は、主として、即ち、約90重量%以上が耐熱性高分子および無機フィラーからなるものであれば良く、約10重量%以下の、電池特性に影響を与えない他の成分を含んでいても良い。
(Heat resistant porous layer)
In the present invention, the heat-resistant porous layer has a large number of micropores inside and has a structure in which these micropores are connected, and gas or liquid can pass from one surface to the other. It means the layer that became. In addition, the heat-resistant porous layer only needs to be mainly composed of about 90% by weight or more of the heat-resistant polymer and the inorganic filler, and about 10% by weight or less of the other that does not affect the battery characteristics. Ingredients may be included.

かかる耐熱性多孔質層は、微多孔膜の少なくとも一方の面に形成すればよいが、ハンドリング性、耐久性および熱収縮の抑制効果の観点から、表裏両面に形成した方がより好ましい。   Such a heat-resistant porous layer may be formed on at least one surface of the microporous membrane, but it is more preferable that the heat-resistant porous layer is formed on both the front and back surfaces from the viewpoint of handling properties, durability, and the effect of suppressing heat shrinkage.

耐熱性多孔質層が微多孔膜の両面に形成されている場合は耐熱性多孔質層の厚みの合計が3μm以上12μm以下であることが好ましく、耐熱性多孔質層が微多孔膜の片面にのみ形成されている場合は耐熱性多孔質層の厚みは3μm以上12μm以下であることが好ましい。いずれの場合においても、耐熱性多孔質層の厚みの合計が3μm未満となると、十分な耐熱性、特に熱収縮抑制効果が得られなくなる。一方、耐熱性多孔質層の厚みの合計が12μmを超えると、適切なセパレータ厚みを実現することが困難となる。   When the heat-resistant porous layer is formed on both sides of the microporous membrane, the total thickness of the heat-resistant porous layer is preferably 3 μm or more and 12 μm or less, and the heat-resistant porous layer is on one side of the microporous membrane. In the case where only the heat-resistant porous layer is formed, the thickness of the heat-resistant porous layer is preferably 3 μm or more and 12 μm or less. In any case, when the total thickness of the heat-resistant porous layer is less than 3 μm, sufficient heat resistance, particularly a heat shrinkage suppressing effect cannot be obtained. On the other hand, when the total thickness of the heat-resistant porous layer exceeds 12 μm, it becomes difficult to achieve an appropriate separator thickness.

耐熱性多孔質層の空孔率は60〜90%の範囲が好適である。耐熱性多孔質層の空孔率が90%を超えると耐熱性が不十分となる傾向にあり、60%より低いとサイクル特性や保存特性、放電性が低下する傾向となり好ましくない。   The porosity of the heat resistant porous layer is preferably in the range of 60 to 90%. If the porosity of the heat-resistant porous layer exceeds 90%, the heat resistance tends to be insufficient, and if it is lower than 60%, the cycle characteristics, storage characteristics, and discharge characteristics tend to be lowered, which is not preferable.

(微多孔膜)
本発明における微多孔膜とは、内部に多数の微細孔を有し、これら微細孔が連結された構造となっており、一方の面から他方の面へと気体あるいは液体が通過可能となった膜を意味する。かかる微多孔膜は、電池の温度が上昇したときに熱可塑性樹脂の一部が溶融して、微多孔膜の孔が閉塞し電流を遮断するといった、シャットダウン機能を発現する。なお、微多孔膜は、主として、即ち、約90重量%以上が熱可塑性樹脂からなるものであれば良く、約10重量%以下の、電池特性に影響を与えない他の成分を含んでいても良い。
(Microporous membrane)
The microporous membrane in the present invention has a structure in which a large number of micropores are connected and these micropores are connected, and gas or liquid can pass from one surface to the other. Means a membrane. Such a microporous membrane exhibits a shutdown function in which a part of the thermoplastic resin is melted when the temperature of the battery rises, and the pores of the microporous membrane are closed to block the current. The microporous membrane may be mainly composed of a thermoplastic resin in an amount of about 90% by weight or more, and may contain about 10% by weight or less of other components that do not affect the battery characteristics. good.

微多孔膜に用いられる熱可塑性樹脂としては、融点200℃未満の熱可塑性樹脂が適当であり、好ましくはポリオレフィンであり、特に好ましいのは、ポリエチレンである。ポリエチレンとしては、特に限定されるものではないが、高密度ポリエチレンや、高密度ポリエチレンと超高分子量ポリエチレンの混合物が好適である。ポリエチレンの分子量は、重量平均分子量で10万〜1000万のものが好適であり、特に重量平均分子量100万以上の超高分子量ポリエチレンを少なくとも1重量%以上含むポリエチレン組成物が好ましい。その他、熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン以外にもポリプロピレン、ポリメチルペンテン等の他のポリオレフィンを混合したものを用いてもよい。また、微多孔膜としては、ポリエチレン微多孔膜の一層のみならず、例えばポリエチレン微多孔膜とポリプロピレン微多孔膜の2層以上の積層体として構成しても良い。   As the thermoplastic resin used for the microporous membrane, a thermoplastic resin having a melting point of less than 200 ° C. is suitable, preferably polyolefin, and particularly preferably polyethylene. Although it does not specifically limit as polyethylene, A high density polyethylene and the mixture of a high density polyethylene and ultra high molecular weight polyethylene are suitable. The molecular weight of polyethylene is preferably 100,000 to 10,000,000 in terms of weight average molecular weight, and particularly preferably a polyethylene composition containing at least 1% by weight of ultrahigh molecular weight polyethylene having a weight average molecular weight of 1,000,000 or more. In addition, as the thermoplastic resin, a mixture of other polyolefins such as polypropylene and polymethylpentene in addition to polyethylene may be used. Further, the microporous film may be configured not only as a single layer of polyethylene microporous film but also as a laminate of two or more layers of, for example, a polyethylene microporous film and a polypropylene microporous film.

微多孔膜の膜厚は5μm以上18μm以下であることが好ましい。微多孔膜の膜厚が5μmより薄いと引張強度や突刺強度といった機械物性が不十分となり、微多孔膜の膜厚が18μmより厚いと適切なセパレータ厚みを実現することが困難となるため好ましくない。また、微多孔膜の突刺強度は、10g以上が好適である。   The film thickness of the microporous film is preferably 5 μm or more and 18 μm or less. If the thickness of the microporous film is less than 5 μm, mechanical properties such as tensile strength and puncture strength are insufficient, and if the thickness of the microporous film is more than 18 μm, it is difficult to achieve an appropriate separator thickness. . The puncture strength of the microporous membrane is preferably 10 g or more.

微多孔膜の空孔率は20〜60%であることが好ましい。微多孔膜の空孔率が20%未満となるとセパレータの膜抵抗が高くなり過ぎ、電池の出力を顕著に低下させるため好ましくない。また、60%を超えると、シャットダウン特性の低下が顕著となり好ましくない。   The porosity of the microporous membrane is preferably 20 to 60%. When the porosity of the microporous membrane is less than 20%, the membrane resistance of the separator becomes too high, and the output of the battery is remarkably lowered, which is not preferable. On the other hand, if it exceeds 60%, the shutdown characteristic is remarkably deteriorated.

微多孔膜の通気性の指標となるガーレ値(JIS・P8117)は、10〜500sec/100cc以下が好ましい。微多孔膜のガーレ値が500sec/100ccより高いと、イオン透過性が不十分となりセパレータの抵抗が高くなるという不具合が生じる。微多孔膜のガーレ値が10sec/100ccより低いとシャットダウン機能の低下が著しく実用的でない。さらに、微多孔膜の単位厚み当たりのガーレ値は10秒/100cc・μm以上が好ましい。単位厚み当たりのガーレ値が10秒/100cc・μmより低いと、耐熱性多孔質層と微多孔膜との界面において、ポリオレフィン微多孔膜の目詰まりが発生して膜抵抗が顕著に増加したり、シャットダウン特性の顕著な低下を招いたりするおそれがあるため好ましくない。   The Gurley value (JIS P8117), which is an index of air permeability of the microporous membrane, is preferably 10 to 500 sec / 100 cc or less. If the Gurley value of the microporous membrane is higher than 500 sec / 100 cc, the ion permeability is insufficient and the resistance of the separator increases. When the Gurley value of the microporous film is lower than 10 sec / 100 cc, the shutdown function is remarkably deteriorated. Furthermore, the Gurley value per unit thickness of the microporous membrane is preferably 10 seconds / 100 cc · μm or more. When the Gurley value per unit thickness is lower than 10 seconds / 100 cc · μm, clogging of the polyolefin microporous film occurs at the interface between the heat-resistant porous layer and the microporous film, and the membrane resistance increases remarkably. This is not preferable because there is a risk that the shutdown characteristics may be significantly lowered.

また、微多孔膜は、ガーレ値(JIS P8117)をX秒/100ccとし、当該ポリオレフィン微多孔膜に電解液を含浸させたときの膜抵抗をYohm・cmとしたとき、Y/X=1×10−3〜1×10−2ohm・cm/(秒/100cc)となるものが好ましい。ここで、ガーレ値Xは下記の式1で与えられる。
X=K(τ・L)/(ε・d)…(式1)
式1において、Kは測定由来の比例定数であり、τは曲路率、Lは膜厚、εは空孔率、dは平均孔径である。また、膜抵抗Yは下記の式2で与えられる。
Y=ρ・τ・L/ε…(式2)
式2において、ρはセパレータに含浸させた電解液の比抵抗である。上記式1および式2よりY/Xは下記の式3のように表される。
Y/X=(ρ/K)・d…(式3)
The microporous membrane has a Gurley value (JIS P8117) of X seconds / 100 cc and Y / X = 1 when the membrane resistance when the polyolefin microporous membrane is impregnated with an electrolyte is Yohm · cm 2. What becomes * 10 < -3 > -1 * 10 <-2 > ohm * cm < 2 > / (second / 100cc) is preferable. Here, the Gurley value X is given by Equation 1 below.
X = K (τ 2 · L) / (ε · d) (Equation 1)
In Equation 1, K is a proportional constant derived from measurement, τ is a curvature, L is a film thickness, ε is a porosity, and d is an average pore diameter. The film resistance Y is given by the following equation 2.
Y = ρ · τ 2 · L / ε (Expression 2)
In Equation 2, ρ is the specific resistance of the electrolyte impregnated in the separator. From the above formulas 1 and 2, Y / X is expressed as the following formula 3.
Y / X = (ρ / K) · d (Formula 3)

これより、Y/Xはポリオレフィン微多孔膜の孔径dに比例したパラメータとなる。つまり、上記Y/Xの範囲は微多孔膜の孔径dの好適な範囲を意味していることになる。ここで、上記Y/Xの範囲は、プロピレンカーボネートとエチレンカーボネートが1対1の重量比で混合された溶媒中にLiBFを1M溶解させた電解液を用いて、20℃で膜抵抗Yを測定したことにより得たものである。また、20℃における当該電解液の比抵抗ρは20℃で2.66×10ohm・cmであり、Kは0.0778秒/100ccであるので、ρ/K=3.4×10ohm・cm/(秒/100cc)と計算される。従って、上記Y/Xの範囲に基づく好ましい平均孔径dは、3.0〜30nmと計算される。なお、Y/Xが1×10−3ohm・cm/(秒/100cc)より小さいと、電解液の含浸が困難となりセパレータとしての適用に不具合が生じる場合がある。また、Y/Xが1×10−2ohm・cm/(秒/100cc)より大きいと、耐熱性多孔質層と微多孔膜との界面において耐熱性多孔質層が目詰まりを誘発し、セパレータの膜抵抗の増大やシャットダウン特性の著しい低下といった不具合が生じる場合がある。 Accordingly, Y / X is a parameter proportional to the pore diameter d of the polyolefin microporous membrane. That is, the range of Y / X means a preferable range of the pore diameter d of the microporous membrane. Here, the range of Y / X is that the membrane resistance Y is set at 20 ° C. using an electrolytic solution in which 1M LiBF 4 is dissolved in a solvent in which propylene carbonate and ethylene carbonate are mixed at a weight ratio of 1: 1. It was obtained by measuring. The specific resistance ρ of the electrolyte at 20 ° C. is 2.66 × 10 2 ohm · cm at 20 ° C., and K is 0.0778 sec / 100 cc. Therefore, ρ / K = 3.4 × 10 3 Calculated as ohm · cm / (seconds / 100 cc). Therefore, a preferable average pore diameter d based on the above Y / X range is calculated as 3.0 to 30 nm. In addition, when Y / X is smaller than 1 × 10 −3 ohm · cm 2 / (second / 100 cc), impregnation with the electrolytic solution becomes difficult, which may cause problems in application as a separator. When Y / X is greater than 1 × 10 −2 ohm · cm 2 / (sec / 100 cc), the heat resistant porous layer induces clogging at the interface between the heat resistant porous layer and the microporous membrane, Problems such as an increase in the membrane resistance of the separator and a significant decrease in shutdown characteristics may occur.

(非水電解質電池セパレータ全体の物性)
非水電解質電池セパレータのガーレ値(JIS・P8117)は、10〜1000sec/100ccであることが好ましく、さらには100〜400sec/100ccであると好適である。非水電解質電池セパレータのガーレ値が10sec/100cc未満である場合は、微多孔膜のガーレ値が低過ぎであり、シャットダウン機能の低下が著しく実用的でない。また、ガーレ値が1000sec/100ccを超えると、イオン透過性が不十分となり、セパレータの膜抵抗が増加して電池の出力低下を招くという不具合が生じる。
(Physical properties of the nonaqueous electrolyte battery separator as a whole)
The Gurley value (JIS P8117) of the nonaqueous electrolyte battery separator is preferably 10 to 1000 sec / 100 cc, and more preferably 100 to 400 sec / 100 cc. When the Gurley value of the nonaqueous electrolyte battery separator is less than 10 sec / 100 cc, the Gurley value of the microporous membrane is too low, and the deterioration of the shutdown function is extremely impractical. On the other hand, if the Gurley value exceeds 1000 sec / 100 cc, the ion permeability becomes insufficient, and the membrane resistance of the separator increases, resulting in a problem that the output of the battery is reduced.

非水電解質電池セパレータの膜抵抗は、0.5〜10ohm・cmであることが好ましく、さらには1〜5ohm・cmであると好適である。突き刺し強度は10〜1000gであることが好ましく、さらには200〜600gであると好適である。熱収縮率はMD方向、TD方向ともに30%以下が好ましい。ここで言う熱収縮率とは、サンプルを張力なしで175℃にて熱処理したときのサンプル寸法の減少率をいう。酸素指数は19%以上が好ましい。耐電圧半減期は30分以下が好ましい。 Membrane resistance of the nonaqueous electrolyte battery separator is preferably from 0.5~10ohm · cm 2, and still more it is preferable that is 1~5ohm · cm 2. The puncture strength is preferably 10 to 1000 g, and more preferably 200 to 600 g. The heat shrinkage rate is preferably 30% or less in both the MD direction and the TD direction. The term “heat shrinkage” as used herein refers to the rate of decrease in sample size when a sample is heat treated at 175 ° C. without tension. The oxygen index is preferably 19% or more. The withstand voltage half-life is preferably 30 minutes or less.

本発明の非水電解質電池セパレータの膜厚は、30μm以下が好ましく、さらに20μm以下が好ましい。セパレータの膜厚が30μmを超えるとこれを適用した電池のエネルギー密度や出力特性が低下し好ましくない。   The film thickness of the nonaqueous electrolyte battery separator of the present invention is preferably 30 μm or less, more preferably 20 μm or less. When the thickness of the separator exceeds 30 μm, the energy density and output characteristics of a battery to which the separator is applied are lowered, which is not preferable.

[非水電解質電池セパレータの製造方法]
本発明の非水電解質電池セパレータの製造方法は特に限定されないが、例えば、以下の(i)〜(iv)の工程を経て製造することが可能である。即ち、(i)耐熱性高分子の水溶性有機溶剤溶液に、上記(a)及び(b)を満足する無機フィラーを分散させ、塗工用スラリーを作製する工程と、(ii)得られた塗工用スラリーを微多孔膜の片面又は両面に塗工する工程と、(iii)塗工された微多孔膜上の耐熱性高分子を、凝固液を用いて凝固させる工程と、(iv)この凝固工程後の微多孔膜を水洗し乾燥する工程と、を実施することからなる製造方法である。
[Method for producing non-aqueous electrolyte battery separator]
Although the manufacturing method of the nonaqueous electrolyte battery separator of this invention is not specifically limited, For example, it is possible to manufacture through the following processes (i)-(iv). That is, (i) a step of dispersing an inorganic filler satisfying the above (a) and (b) in a water-soluble organic solvent solution of a heat-resistant polymer to prepare a slurry for coating; and (ii) obtained. (Iii) a step of solidifying the heat-resistant polymer on the coated microporous membrane using a coagulating liquid; and (iv) a step of coating the slurry for coating on one side or both sides of the microporous membrane; And a step of washing and drying the microporous membrane after the coagulation step.

耐熱性高分子として、例えば、芳香族ジカルボン酸と芳香族ジアミンとから得られる芳香族ポリアミドを用いる場合には、前記工程(i)で、芳香族ジカルボン酸と芳香族ジアミンを、生成するポリアミドに対し良溶媒である有機溶媒中で反応せしめて芳香族ポリアミドを製造(溶液重合)し、直接、塗工液を製造することができる。   For example, when an aromatic polyamide obtained from an aromatic dicarboxylic acid and an aromatic diamine is used as the heat-resistant polymer, in the step (i), the aromatic dicarboxylic acid and the aromatic diamine are converted into a polyamide to be produced. On the other hand, an aromatic polyamide can be produced by reacting in an organic solvent which is a good solvent (solution polymerization), and a coating solution can be produced directly.

また、例えば、ポリメタフェニレンイソフタルアミドを用いる場合には、前記工程(i)で、イソフタル酸クロライドとメタフェニレンジアミンを、生成するポリアミドに対し良溶媒でない有機溶媒、例えば、テトラハイドロフラン中で反応せしめて溶液若しくは分散液を作り、これを、炭酸ソーダ等の酸受容剤の水溶液と接触させ反応を完結せしめる、いわゆる界面重合法でポリメタフェニレンイソフタルアミドを製造するのが便利である。   For example, when polymetaphenylene isophthalamide is used, in the step (i), isophthalic acid chloride and metaphenylenediamine are reacted in an organic solvent that is not a good solvent for the resulting polyamide, for example, tetrahydrofuran. It is convenient to produce polymetaphenylene isophthalamide by a so-called interfacial polymerization method in which a solution or dispersion is prepared and contacted with an aqueous solution of an acid acceptor such as sodium carbonate to complete the reaction.

上記いずれの場合も、耐熱性高分子の水溶性有機溶剤溶液に、好ましくは、重量分率で50〜95重量%の無機フィラーを分散させ、塗工用スラリー(塗工液)を作製すれば良い。無機フィラーの分散性が良好でない場合は、無機フィラーをシランカップリング剤等で表面処理し、分散性を改善する手法も適用可能である。そして、得られた塗工用スラリーを、前記微多孔膜の片面又は両面に塗工すれば良い。   In any of the above cases, preferably, 50 to 95% by weight of an inorganic filler is dispersed in a water-soluble organic solvent solution of a heat-resistant polymer to prepare a coating slurry (coating liquid). good. When the dispersibility of the inorganic filler is not good, a method of improving the dispersibility by surface-treating the inorganic filler with a silane coupling agent or the like is also applicable. And what is necessary is just to apply the obtained slurry for coating to the single side | surface or both surfaces of the said microporous film.

前記工程(i)において、耐熱性高分子に対し良溶媒である水溶性有機溶媒(溶剤)としては、特に限定されないが、具体的には極性溶剤が好ましく、例えばN−メチルピロリドン、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシドなどが挙げられる。また、これらの極性溶剤に耐熱性高分子に対して貧溶剤となる溶剤も一部混合して用いることもできる。このような溶剤を適用することでミクロ相分離構造が誘発され、耐熱性多孔質層を形成する上で多孔化が容易となる。貧溶剤としては、アルコールの類が好適であり、特にグリコールのような多価アルコールが好適である。   In the step (i), the water-soluble organic solvent (solvent) that is a good solvent for the heat-resistant polymer is not particularly limited, but specifically, a polar solvent is preferable, for example, N-methylpyrrolidone, dimethylacetamide, Examples thereof include dimethylformamide and dimethyl sulfoxide. In addition, a solvent that becomes a poor solvent for the heat-resistant polymer may be mixed with these polar solvents. By applying such a solvent, a microphase separation structure is induced, and the formation of a heat-resistant porous layer is facilitated. As the poor solvent, alcohols are preferable, and polyhydric alcohols such as glycol are particularly preferable.

工程(ii)では、微多孔膜の少なくとも一方の表面に耐熱性高分子の塗工液を塗工する。本発明においては、微多孔膜の両面に塗工するのが好ましい。塗工液の濃度は4〜9重量%、微多孔膜への塗工量は2〜3g/m程度が好ましい。塗工する方法は、ナイフコーター法、グラビアコーター法、スクリーン印刷法、マイヤーバー法、ダイコーター法、リバースロールコーター法、インクジェット法、スプレー法、ロールコーター法などが挙げられる。塗膜を均一に塗布するという観点において、特にリバースロールコーター法が好適である。より具体的には、例えば、ポリエチレン微多孔膜の両面に耐熱性高分子の塗工液を塗工する場合は、一対のマイヤーバーの間を通してポリエチレン微多孔膜の両面に過剰に塗工液を塗布し、これを一対のリバースロールコーターの間を通し、過剰な塗工液を掻き落すことで精密計量するという方法が挙げられる。 In step (ii), a heat-resistant polymer coating solution is applied to at least one surface of the microporous membrane. In the present invention, it is preferable to apply on both surfaces of the microporous membrane. The concentration of the coating solution is preferably 4 to 9% by weight, and the coating amount on the microporous membrane is preferably about 2 to 3 g / m 2 . Examples of the coating method include knife coater method, gravure coater method, screen printing method, Mayer bar method, die coater method, reverse roll coater method, ink jet method, spray method, roll coater method and the like. From the viewpoint of uniformly applying the coating film, the reverse roll coater method is particularly suitable. More specifically, for example, in the case of applying a heat-resistant polymer coating solution on both sides of a polyethylene microporous membrane, an excessive coating solution is applied to both sides of the polyethylene microporous membrane through a pair of Meyer bars. There is a method in which the liquid is applied and precisely measured by passing it between a pair of reverse roll coaters and scraping off the excess coating liquid.

工程(iii)では、塗工された微多孔膜上の耐熱性高分子を、凝固液を用いて凝固させ、多孔質層を成形する。凝固の方法としては、凝固液をスプレーで吹き付ける方法や、凝固液の入った浴(凝固浴)中に浸漬する方法などが挙げられる。凝固液は、耐熱性高分子を凝固できるものであれば特に限定されないが、水、又は塗工液に用いた有機溶媒に水を適当量混合させたものが好ましい。ここで、水の混合量は凝固液に対して40〜80重量%が好適である。水の量が40重量%より少ないと耐熱性樹脂を凝固するのに必要な時間が長くなったり、凝固が不十分になるという問題が生じる。また、80重量%より多いと溶剤回収においてコスト高となったり、凝固液と接触する表面の凝固が速すぎ表面が十分に多孔化されないという問題が生じる。   In the step (iii), the heat-resistant polymer on the coated microporous film is coagulated using a coagulating liquid to form a porous layer. Examples of the coagulation method include a method of spraying a coagulation liquid with a spray and a method of immersing in a bath (coagulation bath) containing the coagulation liquid. The coagulating liquid is not particularly limited as long as it can coagulate the heat-resistant polymer, but water or an organic solvent used for the coating liquid is preferably mixed with an appropriate amount. Here, the mixing amount of water is preferably 40 to 80% by weight with respect to the coagulation liquid. When the amount of water is less than 40% by weight, there arises a problem that the time required for solidifying the heat-resistant resin becomes long or the solidification becomes insufficient. On the other hand, if the amount is more than 80% by weight, there arises a problem that the cost for solvent recovery becomes high, or the surface that comes into contact with the coagulating liquid is too rapidly solidified to make the surface sufficiently porous.

工程(iv)は、工程(iii)に引き続き、得られたセパレータから水洗で凝固液を除去し、次いで乾燥する工程である。乾燥方法は特に限定されないが、乾燥温度は50〜80℃が適当であり、高い乾燥温度を適用する場合は、熱収縮による寸法変化が起こらないようにするためにロールに接触させるような方法を適用することが好ましい。   Step (iv) is a step of removing the coagulating liquid from the obtained separator by washing with water, and then drying, following step (iii). The drying method is not particularly limited, but a drying temperature of 50 to 80 ° C. is appropriate. When a high drying temperature is applied, a method of contacting with a roll in order to prevent a dimensional change due to heat shrinkage occurs. It is preferable to apply.

[非水電解質電池]
非水電解質電池セパレータが上述したような構成である限り、本発明の非水電解質電池セパレータは、公知のいかなる構成の非水電解質電池にも適用することができ、安全性および電池特性に優れた電池が得られる。
[Nonaqueous electrolyte battery]
As long as the nonaqueous electrolyte battery separator has the above-described configuration, the nonaqueous electrolyte battery separator of the present invention can be applied to any known nonaqueous electrolyte battery, and is excellent in safety and battery characteristics. A battery is obtained.

適用される非水電解質電池は一次電池であっても二次電池であっても良く、その種類や構成は、何ら限定されるものではないが、本発明の非水電解質電池セパレータは、リチウムのドープ・脱ドープにより起電力を得る非水電解質二次電池に好適に応用することができる。中でも、リチウムイオン二次電池への適用が好ましい。   The applied nonaqueous electrolyte battery may be a primary battery or a secondary battery, and the type and configuration of the nonaqueous electrolyte battery are not limited in any way. It can be suitably applied to a non-aqueous electrolyte secondary battery that obtains an electromotive force by doping and dedoping. Among these, application to a lithium ion secondary battery is preferable.

一般に非水電解質二次電池とは、負極と正極がセパレータを介して対向している電池要素に電解液が含浸され、これが外装に封入された構造となっているものをいう。   In general, a nonaqueous electrolyte secondary battery refers to a battery element in which a battery element in which a negative electrode and a positive electrode face each other with a separator interposed therebetween is impregnated with an electrolytic solution and sealed in an exterior.

負極は、負極活物質、導電助剤、バインダーからなる負極合剤が集電体(銅箔、ステンレス箔、ニッケル箔等)上に成形された構造となっている。負極活物質としては、リチウムを電気化学的にドープすることが可能な材料、例えば、炭素材料、シリコン、アルミニウム、スズかが用いられる。   The negative electrode has a structure in which a negative electrode mixture composed of a negative electrode active material, a conductive additive, and a binder is formed on a current collector (copper foil, stainless steel foil, nickel foil, etc.). As the negative electrode active material, a material capable of electrochemically doping lithium, for example, a carbon material, silicon, aluminum, or tin is used.

正極は、正極活物質、導電助剤、バインダーからなる正極合剤が集電体上に成形された構造となっている。正極活物質としては、リチウム含有遷移金属酸化物、例えば、LiCoO、LiNiO、LiMn0.5Ni0.5、LiCo1/3Ni1/3Mn1/3、LiMn、LiFePOが用いられる。 The positive electrode has a structure in which a positive electrode mixture composed of a positive electrode active material, a conductive additive, and a binder is formed on a current collector. Examples of the positive electrode active material include lithium-containing transition metal oxides such as LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMn 0.5 Ni 0.5 O 2 , LiCo 1/3 Ni 1/3 Mn 1/3 O 2 , LiMn 2 O. 4 and LiFePO 4 are used.

電解液は、リチウム塩、例えば、LiPF、LiBF、LiClOを非水系溶媒に溶解した構成である。非水系溶媒としては、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、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、γ−ブチロラクトン、ビニレンカーボネートなどが挙げられる。 The electrolytic solution has a configuration in which a lithium salt, for example, LiPF 6 , LiBF 4 , or LiClO 4 is dissolved in a non-aqueous solvent. Examples of the non-aqueous solvent include propylene carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, γ-butyrolactone, and vinylene carbonate.

外装材は金属缶またはアルミラミネートパック等が挙げられる。電池の形状は角型、円筒型、コイン型などがあるが、本発明のセパレータはいずれの形状においても好適に適用することが可能である。   Examples of the exterior material include a metal can or an aluminum laminate pack. The shape of the battery includes a square shape, a cylindrical shape, a coin shape, and the like, but the separator of the present invention can be suitably applied to any shape.

以下、実施例により本発明を詳述する。
<1.測定法>
本発明における各種の測定方法は、以下の通りである。
[無機フィラーの平均粒子径および粒度分布]
レーザー回折式粒度分布測定装置(シスメックス社製、マスターサイザー2000)を用いて測定を行った。分散媒としては水を用い、分散剤として非イオン性界面活性剤Triton・X−100を微量用いた。なお、d50は、レーザー回折式における粒度分布において、小さな粒子側から起算した重量累計50重量%の平均粒子直径(μm)を表し、d90は重量累計90重量%の平均粒子直径(μm)を表し、d10は重量累計10重量%の平均粒子直径(μm)を表す。αは、α=(d90−d10)/d50で求めた。
Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples.
<1. Measurement method>
Various measurement methods in the present invention are as follows.
[Average particle size and particle size distribution of inorganic filler]
Measurement was performed using a laser diffraction particle size distribution analyzer (manufactured by Sysmex Corporation, Mastersizer 2000). Water was used as a dispersion medium, and a small amount of a nonionic surfactant Triton · X-100 was used as a dispersant. In addition, d50 represents an average particle diameter (μm) of cumulative weight 50% by weight calculated from the small particle side in the particle size distribution in the laser diffraction method, and d90 represents an average particle diameter (μm) of cumulative weight 90% by weight. , D10 represents an average particle diameter (μm) of 10% by weight. α was determined by α = (d90−d10) / d50.

[耐熱性高分子の分子量と分子量分布]
DMFにLiClを0.01モル/L溶解させた溶液にポリマーを1重量%溶解し、これを測定サンプルとしてGPC測定を実施し、分子量分布を算出した。測定には島津クロマトパックC−R4A、GPCカラム(昭和電工社製、GPC・KD−802)を用い、検出波長280nmで測定した。リファレンスは、ポリスチレン分子量標準物質を用いた。なお、微多孔膜と耐熱性多孔質層が複合化された状態のセパレータについては、まず、複合型セパレータ1gをサンプリングし、LiClを0.01モル/L溶解させたDMF20gに当該サンプルを加えて、80℃でアラミドだけを溶解させて測定サンプルを得た。耐熱性高分子中における低分子量ポリマーの含有量(重量%)は、図1に示すように、GPC曲線を分子量0から8.0×10までの区間で積分した値S1を、GPC曲線を分子量0から1.0×10までの区間で積分した値S2で割って、これに100を乗じて求めた。また、ここでいう分子量分布(MWD)はGPCで求められる重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比で表わされ、MWD=Mw/Mnで求められる。なお、重量平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)は、分子量0から1.0×10までの全区間において計算したものである。
[Molecular weight and molecular weight distribution of heat-resistant polymers]
1% by weight of the polymer was dissolved in a solution obtained by dissolving 0.01 mol / L of LiCl in DMF, and GPC measurement was performed using this as a measurement sample to calculate the molecular weight distribution. For the measurement, Shimadzu Chromatopack C-R4A and a GPC column (GPC / KD-802, manufactured by Showa Denko KK) were used and measured at a detection wavelength of 280 nm. As a reference, a polystyrene molecular weight standard was used. For the separator in which the microporous membrane and the heat resistant porous layer are combined, first, 1 g of the composite separator is sampled, and the sample is added to 20 g of DMF in which 0.01 mol / L of LiCl is dissolved. At 80 ° C., only aramid was dissolved to obtain a measurement sample. As shown in FIG. 1, the content (% by weight) of the low molecular weight polymer in the heat resistant polymer is a value S1 obtained by integrating the GPC curve in the section from molecular weight 0 to 8.0 × 10 3. Divided by the value S2 integrated over the interval from molecular weight 0 to 1.0 × 10 6 and multiplied by 100. The molecular weight distribution (MWD) referred to here is represented by the ratio of the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) determined by GPC, and is determined by MWD = Mw / Mn. In addition, a weight average molecular weight (Mw) and a number average molecular weight (Mn) are calculated in the whole area | region from molecular weight 0 to 1.0 * 10 < 6 >.

[耐熱性高分子中の不純物含有量]
サンプルとなるポリマーを硫酸アンモニウム、硫酸、硝酸、過塩素酸と共に混合して、約300℃で9時間湿式分解後、蒸留水で希釈し、理学電機工業株式会社製ICP発光分析装置(JY170 ULTRACE)を用いて、定性及び定量を行なった。この方法により、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属及び珪素の含有量を測定した。
また、サンプルとなるポリマーを自動試料燃焼装置AQF−100(ダイアインスツルメンツ社製)によって燃焼させ、発生したガスを過酸化水素水30ppmに吸収させてイオンクロマトグラフ(ICS−1500、ダイオネクス社製)、カラム(IonPacAG12A/AS12A)によって、ハロゲンの定性および定量を実施した。
[Impurity content in heat-resistant polymer]
A sample polymer is mixed with ammonium sulfate, sulfuric acid, nitric acid and perchloric acid, wet-decomposed at about 300 ° C for 9 hours, diluted with distilled water, and an ICP emission analyzer (JY170 ULTRACE) manufactured by Rigaku Corporation. Used for qualitative and quantitative determination. By this method, the contents of alkali metal, alkaline earth metal, transition metal and silicon were measured.
In addition, the sample polymer is combusted by an automatic sample combustion apparatus AQF-100 (manufactured by Dia Instruments Co., Ltd.), and the generated gas is absorbed in 30 ppm of hydrogen peroxide water to be ion chromatograph (ICS-1500, manufactured by Dionex Co., Ltd.) Qualitative and quantitative determination of halogens was performed with a column (IonPacAG12A / AS12A).

[膜厚]
接触式の膜厚計(ミツトヨ社製)にて、サンプルについて20点測定し、これを平均することで求めた。ここで、接触端子は底面が直径0.5cmの円柱状のものを用い、接触端子に1.2kg/cmの荷重が印加されるような条件で測定した。
[Film thickness]
The sample was measured at 20 points with a contact-type film thickness meter (manufactured by Mitutoyo Corp.) and averaged. Here, the contact terminal used was a cylindrical one having a bottom surface of 0.5 cm in diameter, and measurement was performed under such a condition that a load of 1.2 kg / cm 2 was applied to the contact terminal.

[ガーレ値]
ガーレ値(秒/100cc)はJIS P8117に従い測定した。
[Gurley value]
The Gurley value (second / 100 cc) was measured according to JIS P8117.

[芳香族ポリアミドの末端基濃度]
1重量の%ポリマーと0.05%重量の塩化リチウムを含むDMF溶液を測定サンプルとして用い、島津クロマトパックC−R4AおよびODS(OctaDecylSilyl)カラムを使用して、検出波長280nmで測定した。評価するポリマーは、ポリマー製造後のポリマー、あるいは、複合型セパレータに組み込まれた耐熱層から採取した。複合型セパレータに組み込まれた耐熱層からアラミドの分子量分布を測定する方法としては、まず複合型セパレータ1gをサンプリングし、LiClを0.01モル/L溶解させたDMF20gに当該サンプルを加えて、80℃でアラミドだけを溶解させて測定サンプルを得た。
[End group concentration of aromatic polyamide]
Using a DMF solution containing 1% by weight of polymer and 0.05% by weight of lithium chloride as a measurement sample, measurement was performed at a detection wavelength of 280 nm using Shimadzu Chromatopack C-R4A and an ODS (OctaDecylSilyl) column. The polymer to be evaluated was collected from the polymer after polymer production or from the heat-resistant layer incorporated in the composite separator. As a method of measuring the molecular weight distribution of aramid from the heat-resistant layer incorporated in the composite separator, first, 1 g of the composite separator is sampled, and the sample is added to 20 g of DMF in which 0.01 mol / L of LiCl is dissolved. Only aramid was dissolved at 0 ° C. to obtain a measurement sample.

[空孔率]
構成材料がa、b、c…、nからなり、構成材料の重量がWa、Wb、Wc…、Wn(g・cm)であり、それぞれの真密度がda、db、dc…、dn(g/cm)で、着目する層の膜厚をt(cm)としたとき、空孔率ε(%)は以下の式4により求めた。
ε={1−(Wa/da+Wb/db+Wc/dc+…+Wn/dn)/t}×100…(式4)
[Porosity]
The constituent materials are a, b, c..., N, and the weights of the constituent materials are Wa, Wb, Wc..., Wn (g · cm 2 ), and their true densities are da, db, dc. g / cm 3 ), where the film thickness of the layer of interest is t (cm), the porosity ε (%) was obtained by the following formula 4.
ε = {1− (Wa / da + Wb / db + Wc / dc +... + Wn / dn) / t} × 100 (Equation 4)

[膜抵抗]
サンプルとなるセパレータを、2.6cm×2.0cmのサイズに切り出した。非イオン性界面活性剤(花王社製;エマルゲン210P)を3重量%溶解したメタノール溶液に、切り出したセパレータを浸漬し、風乾した。厚さ20μmのアルミ箔を、2.0cm×1.4cmに切り出しリードタブを付けた。このアルミ箔を2枚用意して、アルミ箔間に切り出したセパレータを、アルミ箔が短絡しないように挟んだ。電解液には、プロピレンカーボネートとエチレンカーボネートが1対1の重量比で混合された溶媒中にLiBFを1M溶解させたものを用い、この電解液を上記セパレータに含浸させた。これをアルミラミネートパック中に、タブがアルミパックの外に出るようにして減圧封入した。このようなセルを、アルミ箔中にセパレータが1枚、2枚、3枚となるようにそれぞれ作製した。このセルを20℃の恒温槽中に入れ、交流インピーダンス法で、振幅10mV、周波数100kHzにてこのセルの抵抗を測定した。測定されたセルの抵抗値を、セパレータの枚数に対してプロットし、このプロットを線形近似し、傾きを求めた。この傾きに、電極面積である2.0cm×1.4cmを乗じて、セパレータ1枚当たりの膜抵抗(ohm・cm)を求めた。
[Membrane resistance]
A separator as a sample was cut into a size of 2.6 cm × 2.0 cm. The cut-out separator was immersed in a methanol solution in which 3% by weight of a nonionic surfactant (manufactured by Kao Corporation; Emulgen 210P) was dissolved and air-dried. A 20 μm thick aluminum foil was cut into 2.0 cm × 1.4 cm, and a lead tab was attached. Two aluminum foils were prepared, and a separator cut between the aluminum foils was sandwiched between the aluminum foils so that the aluminum foils were not short-circuited. As the electrolytic solution, a solution in which 1M LiBF 4 was dissolved in a solvent in which propylene carbonate and ethylene carbonate were mixed at a weight ratio of 1: 1 was used, and the separator was impregnated with the electrolytic solution. This was sealed in an aluminum laminate pack under reduced pressure so that the tabs came out of the aluminum pack. Such cells were prepared so that there were one, two, and three separators in the aluminum foil, respectively. The cell was placed in a constant temperature bath at 20 ° C., and the resistance of the cell was measured by an AC impedance method at an amplitude of 10 mV and a frequency of 100 kHz. The measured resistance value of the cell was plotted against the number of separators, and this plot was linearly approximated to obtain the slope. The inclination was multiplied by the electrode area of 2.0 cm × 1.4 cm to determine the membrane resistance (ohm · cm 2 ) per separator.

[摩擦特性]
東洋精機社製のカード摩擦試験機を用いて評価した。1kgの重り(76mm角)にサンプルを貼り付けこれをSUS製ステージの上に置いた。これを速度90cm/分で10cm滑らせた。そして、SUS製ステージと接触していた側のサンプル表面を観察し、黒くなっているか否かを確認した。黒くなっている場合はステージ材料のSUSが研磨されていると判断し×と判定した。また、黒くなっていない場合はSUSが研磨されていないと判断し○と判定した。
[Friction characteristics]
Evaluation was performed using a card friction tester manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd. A sample was attached to a 1 kg weight (76 mm square) and placed on a SUS stage. This was slid 10 cm at a speed of 90 cm / min. Then, the sample surface on the side that was in contact with the SUS stage was observed to confirm whether it was black. When it was black, it was determined that the SUS of the stage material was polished, and it was determined as x. Moreover, when it was not black, it judged that SUS was not grind | polished and determined as (circle).

[耐熱性多孔質層の定着性]
得られたセパレータをロール状に巻き取り、これを室温で一ヶ月間保管した。その後、再び解除して、耐熱性多孔質層の表面状態を目視にて観察し、耐熱性多孔質層の欠落の有無を観察した。欠落が観察されない場合は○と判定した。また、欠落が観察される場合は×と判定した。
[Fixability of heat-resistant porous layer]
The obtained separator was rolled up and stored at room temperature for one month. Then, it canceled again, the surface state of the heat resistant porous layer was observed visually, and the presence or absence of the lack of a heat resistant porous layer was observed. When no omission was observed, it was judged as “good”. Moreover, when the lack was observed, it determined with x.

[シャットダウン特性(SD特性)]
まず、セパレータをΦ19mmに打ち抜き、非イオン性界面活性剤(花王社製;エマルゲン210P)の3重量%メタノール溶液中に浸漬して風乾する。そしてセパレータに電解液を含浸させSUS板(Φ15.5mm)に挟んだ。ここで電解液は1M LiBF プロピレンカーボネート/エチレンカーボネート(1/1重量比)を用いた。これを2032型コインセルに封入した。コインセルからリード線をとり、熱電対を付けてオーブンの中に入れた。昇温速度1.6℃/分で昇温させ、同時に振幅10mV、1kHzの周波数の交流を印加することでセルの抵抗を測定した。
上記測定で135〜150℃の範囲で抵抗値が10ohm・cm以上となった場合はSD特性を○とし、そうでなかった場合はSD特性を×とした。
[Shutdown characteristics (SD characteristics)]
First, the separator is punched to Φ19 mm, dipped in a 3% by weight methanol solution of a nonionic surfactant (manufactured by Kao Corporation; Emulgen 210P), and air-dried. Then, the separator was impregnated with the electrolytic solution and sandwiched between SUS plates (Φ15.5 mm). Here, 1 M LiBF 4 propylene carbonate / ethylene carbonate (1/1 weight ratio) was used as the electrolytic solution. This was enclosed in a 2032 type coin cell. I took the lead from the coin cell, put a thermocouple, and put it in the oven. The cell resistance was measured by raising the temperature at a rate of temperature increase of 1.6 ° C./min and simultaneously applying alternating current with an amplitude of 10 mV and a frequency of 1 kHz.
In the above measurement, when the resistance value was 10 3 ohm · cm 2 or more in the range of 135 to 150 ° C., the SD characteristic was evaluated as “good”, and otherwise, the SD characteristic was evaluated as “x”.

[耐熱性]
上記のSD特性の評価において、シャットダウン機能が発現した後、150〜190℃の温度下においても抵抗値が1.0×10ohm・cm以上のレベルを維持し続けた場合は、メルトダウンが生じておらず耐熱性に優れているため、耐熱性が良好(○)と判断した。一方、150〜190℃における抵抗値が1.0×10ohm・cmを下回った場合は、耐熱性が不良(×)と判断した。
[Heat-resistant]
In the evaluation of the above SD characteristics, if the resistance value continues to maintain a level of 1.0 × 10 3 ohm · cm 2 or higher even at a temperature of 150 to 190 ° C. after the shutdown function is exhibited, Was not generated and the heat resistance was excellent, and therefore, the heat resistance was judged to be good (◯). On the other hand, when the resistance value at 150 to 190 ° C. was lower than 1.0 × 10 3 ohm · cm 2 , the heat resistance was judged to be poor (×).

[サイクル特性]
以下の実施例および比較例に示すセパレータを用いて、以下の通りリチウムイオン二次電池を作成し、そのサイクル特性を評価した。
[Cycle characteristics]
Using the separators shown in the following examples and comparative examples, lithium ion secondary batteries were prepared as follows, and their cycle characteristics were evaluated.

1)正極
コバルト酸リチウム(LiCoO、日本化学工業社製)粉末89.5重量部と、アセチレンブラック4.5重量部及びPVdFの乾燥重量が6重量部となるように、6重量%のPVdFのNMP溶液を用い、正極剤ペーストを作製した。得られたペーストを、厚さ20μmのアルミ箔上に塗布乾燥後プレスして、厚さ97μmの正極を得た。
1) Positive electrode 6 wt% PVdF so that the lithium cobalt oxide (LiCoO 2 , Nippon Chemical Industry Co., Ltd.) powder 89.5 parts by weight, acetylene black 4.5 parts by weight and PVdF dry weight 6 parts by weight A positive electrode paste was prepared using the NMP solution. The obtained paste was applied onto an aluminum foil having a thickness of 20 μm, dried and pressed to obtain a positive electrode having a thickness of 97 μm.

2)負極
負極活物質としてメソフェーズカーボンマイクロビーズ(MCMB、大阪瓦斯化学社製)粉末87重量部と、アセチレンブラック3重量部及びPVdFの乾燥重量が10重量部となるように、6重量%のPVdFのNMP溶液を用い、負極剤ペーストを作製した。得られたペーストを、厚さ18μmの銅箔上に塗布乾燥後プレスして、厚さ90μmの負極を作製した。
2) Negative electrode 6 wt% PVdF so that the dry weight of mesophase carbon microbeads (MCMB, manufactured by Osaka Gas Chemical Co., Inc.) powder 87 parts by weight, acetylene black 3 parts by weight and PVdF 10 parts by weight as the negative electrode active material. An NMP solution was used to prepare a negative electrode agent paste. The obtained paste was applied onto a copper foil having a thickness of 18 μm, dried and pressed to prepare a negative electrode having a thickness of 90 μm.

3)電解液
エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートを3:7の重量比で混合した溶液に、LiPFが1mol/Lとなるように溶解したものを用いた。
3) electrolytic solution of ethylene carbonate and ethyl methyl carbonate of 3: a mixed solution with 7 weight ratio, were used as LiPF 6 was dissolved at a 1 mol / L.

4)リチウムイオン二次電池の試作
上記正極(2cm×1.4cm)及び負極(2.2cm×1.6cm)を以下の実施例および比較例で作製したセパレータ(2.6cm×2.2cm)を介して対向させた。これに上記電解液(0.15〜0.19g)を含浸させアルミラミネートフィルムからなる外装に封入してリチウムイオン二次電池を作製した。
4) Trial production of lithium ion secondary battery Separator (2.6 cm × 2.2 cm) in which the positive electrode (2 cm × 1.4 cm) and the negative electrode (2.2 cm × 1.6 cm) were prepared in the following examples and comparative examples It was made to face through. This was impregnated with the above electrolytic solution (0.15 to 0.19 g) and sealed in an exterior made of an aluminum laminate film to produce a lithium ion secondary battery.

5)サイクル試験
作製したリチウムイオン二次電池について、充放電測定装置(北斗電工社製 HJ−101SM6)を使用し、充放電を100サイクル繰り返した(充放電の条件として、充電については、1.6mA/hで4.2Vまでの充電を行い、放電については1.6mA/hで2.75Vまでの放電を行った)。そして、1サイクル目の放電容量と100サイクル目の放電容量から、サイクル特性を以下の式5により算出した。
サイクル特性(%)=(100サイクル目の放電容量)÷(1サイクル目の放電容量)×100…(式5)
サイクル特性が80%以上であれば良好(○)と評価し、80%未満であれば不良(×)と判断した。
5) Cycle test About the produced lithium ion secondary battery, charging / discharging measurement apparatus (HJ-101SM6 by Hokuto Denko Co., Ltd.) was used, and charging / discharging was repeated 100 cycles. The battery was charged up to 4.2 V at 6 mA / h, and was discharged up to 2.75 V at 1.6 mA / h). Then, the cycle characteristics were calculated from the discharge capacity at the first cycle and the discharge capacity at the 100th cycle by the following formula 5.
Cycle characteristics (%) = (discharge capacity at the 100th cycle) / (discharge capacity at the first cycle) × 100 (Equation 5)
When the cycle characteristic was 80% or more, it was evaluated as good (◯), and when it was less than 80%, it was judged as defective (×).

<2.無機フィラーの分子量分布についての検討>
まず、無機フィラーの分子量分布の効果について検討した。
[実施例1]
1)ポリメタフェニレンイソフタルアミドの製造
イソフタル酸クロライド160.5gをテトラヒドロフラン1120mlに溶解し、撹拌しながら、メタフェニレンジアミン85.2gをテトラヒドロフラン1120mlに溶解した溶液を、細流として徐々に加えていくと白濁した乳白色の溶液が得られた。撹拌を約5分間継続した後、更に撹拌しながら炭酸ソーダ167.6g、食塩317gを3400mlの水に溶かした水溶液を速やかに加え、5分間撹拌した。反応系は数秒後に粘度が増大後、再び低下し、白色の懸濁液が得られた。これを静置し、分離した透明な水溶液層を取り除き、ろ過によってポリメタフェニレンイソフタルアミドの白色重合体185.3gが得られた。
<2. Study on molecular weight distribution of inorganic filler>
First, the effect of the molecular weight distribution of the inorganic filler was examined.
[Example 1]
1) Production of polymetaphenylene isophthalamide When 160.5 g of isophthalic acid chloride was dissolved in 1120 ml of tetrahydrofuran and stirred, a solution of 85.2 g of metaphenylenediamine in 1120 ml of tetrahydrofuran was gradually added as a trickle and became cloudy. A milky white solution was obtained. Stirring was continued for about 5 minutes, and then an aqueous solution in which 167.6 g of sodium carbonate and 317 g of sodium chloride were dissolved in 3400 ml of water was rapidly added while stirring for 5 minutes. The reaction system increased in viscosity after a few seconds and then decreased again to obtain a white suspension. This was left standing, the separated transparent aqueous solution layer was removed, and 185.3 g of a white polymer of polymetaphenylene isophthalamide was obtained by filtration.

2)ポリエチレン多孔膜の製造
ポリエチレンパウダーとして、Ticona社製のGUR2126(重量平均分子量415万、融点141℃)とGURX143(重量平均分子量56万、融点135℃)を用いた。GUR2126とGURX143を、1:9(重量比)となるようにして、ポリエチレン濃度が30重量%となるように流動パラフィン(松村石油研究所社製;スモイルP−350P;沸点480℃)とデカリンの混合溶媒中に溶解させ、ポリエチレン溶液を作製した。このポリエチレン溶液の組成は、ポリエチレン:流動パラフィン:デカリン=30:45:25(重量比)であった。
2) Manufacture of polyethylene porous film As polyethylene powder, GUR2126 (weight average molecular weight 4150,000, melting | fusing point 141 degreeC) and GURX143 (weight average molecular weight 560,000, melting | fusing point 135 degreeC) made from Ticona were used. GUR2126 and GURX143 are made to be 1: 9 (weight ratio), and liquid paraffin (manufactured by Matsumura Oil Research Co., Ltd .; Smoyl P-350P; boiling point 480 ° C.) and decalin so that the polyethylene concentration becomes 30% by weight. A polyethylene solution was prepared by dissolving in a mixed solvent. The composition of this polyethylene solution was polyethylene: liquid paraffin: decalin = 30: 45: 25 (weight ratio).

このポリエチレン溶液を148℃でダイから押し出し、水浴中で冷却してゲル状テープ(ベーステープ)を作製した。このベーステープを60℃で8分、95℃で15分乾燥し、次いで、ベーステープを縦延伸、横延伸と逐次行う2軸延伸にて延伸した。ここで、縦延伸は5.5倍、延伸温度は90℃、横延伸は延伸倍率11.0倍、延伸温度は105℃とした。横延伸の後に125℃で熱固定を行った。次にこれを塩化メチレン浴に浸漬し、流動パラフィンとデカリンを抽出した。その後、50℃で乾燥し、120℃でアニール処理しポリエチレン微多孔膜を得た。膜厚は12μm、空孔率37%、ガーレ値301sec/100cc、膜抵抗2.6ohm・cmであった。 This polyethylene solution was extruded from a die at 148 ° C. and cooled in a water bath to prepare a gel tape (base tape). The base tape was dried at 60 ° C. for 8 minutes and at 95 ° C. for 15 minutes, and then the base tape was stretched by biaxial stretching that was performed in the order of longitudinal stretching and lateral stretching. Here, the longitudinal stretching was 5.5 times, the stretching temperature was 90 ° C., the transverse stretching was 11.0 times the stretching ratio, and the stretching temperature was 105 ° C. After transverse stretching, heat setting was performed at 125 ° C. Next, this was immersed in a methylene chloride bath to extract liquid paraffin and decalin. Then, it dried at 50 degreeC and annealed at 120 degreeC, and obtained the polyethylene microporous film. The film thickness was 12 μm, the porosity was 37%, the Gurley value was 301 sec / 100 cc, and the film resistance was 2.6 ohm · cm 2 .

3)非水電解質電池セパレータの製造
前記で得られたポリメタフェニレンイソフタルアミドとポリエチレン多孔膜を用い、そして、これに無機フィラーを併用して、本発明の非水電解質電池セパレータを製造した。
具体的には、ポリメタフェニレンイソフタルアミドと、水酸化アルミニウムからなる無機フィラー(昭和電工社製;H−43M)が、重量比で25:75となるように調整し、これらをポリメタフェニレンイソフタルアミド濃度が5.5重量%となるように、ジメチルアセトアミド(DMAc)とトリプロピレングリコール(TPG)が重量比50:50となっている混合溶媒に混合し塗工用スラリーを得た。なお、前記無機フィラーは、レーザー回折式における粒度分布において、d90が1.05、d50が0.75、d10が0.38であった。また、この無機フィラーにおいては、水分が0.3%、SiOが0.01%、Feが0.01%、NaOが0.34%含まれていた。
3) Production of Nonaqueous Electrolyte Battery Separator The polymetaphenylene isophthalamide obtained above and a polyethylene porous membrane were used, and an inorganic filler was used in combination with this to produce the nonaqueous electrolyte battery separator of the present invention.
Specifically, an inorganic filler composed of polymetaphenylene isophthalamide and aluminum hydroxide (Showa Denko KK; H-43M) was adjusted to a weight ratio of 25:75. Dimethylacetamide (DMAc) and tripropylene glycol (TPG) were mixed in a mixed solvent having a weight ratio of 50:50 so that the amide concentration was 5.5% by weight to obtain a coating slurry. The inorganic filler had a particle size distribution in the laser diffraction method of d90 of 1.05, d50 of 0.75, and d10 of 0.38. Further, in the inorganic filler, water 0.3% SiO 2 0.01% Fe 2 O 3 is 0.01%, was included Na 2 O 0.34%.

一対のマイヤーバー(番手#6)を、20μmのクリアランスで対峙させた。マイヤーバーに、上記塗工用スラリーを適量のせ、一対のマイヤーバー間にポリエチレン微多孔膜を通して、ポリエチレン微多孔膜の両面に塗工用スラリーを塗工した。そして、塗工されたものを、重量比で水:DMAc:TPG=50:25:25で40℃となっている凝固液中に浸漬した。次いで水洗・乾燥を行い、ポリエチレン微多孔膜の両面(表裏面)に耐熱性多孔質層を形成し、本発明の非水電解質電池セパレータを得た。
得られた非水電解質電池セパレータの特性を分析し、その評価結果を表1に示した。なお、以下の実施例2,3および比較例1,2の評価結果についても同様に表1に示した。
A pair of Meyer bars (count # 6) was opposed to each other with a clearance of 20 μm. An appropriate amount of the above slurry for coating was placed on a Mayer bar, a polyethylene microporous membrane was passed between a pair of Mayer bars, and the coating slurry was coated on both sides of the polyethylene microporous membrane. And what was coated was immersed in the coagulating liquid which is 40 degreeC by water: DMAc: TPG = 50: 25: 25 by weight ratio. Next, washing with water and drying were performed to form heat-resistant porous layers on both surfaces (front and back surfaces) of the polyethylene microporous membrane, thereby obtaining the nonaqueous electrolyte battery separator of the present invention.
The characteristics of the obtained nonaqueous electrolyte battery separator were analyzed, and the evaluation results are shown in Table 1. The evaluation results of the following Examples 2 and 3 and Comparative Examples 1 and 2 are also shown in Table 1.

[実施例2]
レーザー回折式における粒度分布において、d90が1.07、d50が1.02、d10が0.50の水酸化アルミニウム(昭和電工社製;H−42M)に変更した以外は、実施例1と同様の方法で本発明の非水系二次電池用セパレータを得た。なお、この無機フィラーにおいては水分が0.23%、SiOが0.01%、Feが0.01%、NaOが0.33%であった。
[Example 2]
The particle size distribution in the laser diffraction method is the same as that in Example 1 except that d90 is 1.07, d50 is 1.02, and d10 is 0.50 aluminum hydroxide (Showa Denko KK; H-42M). The separator for non-aqueous secondary batteries of this invention was obtained by this method. In this inorganic filler, moisture was 0.23%, SiO 2 was 0.01%, Fe 2 O 3 was 0.01%, and Na 2 O was 0.33%.

[実施例3]
水酸化アルミニウム(昭和電工製;H−43M)を280℃で熱処理し、平均粒子径0.8μm、比表面積400m/gの活性アルミナ(多孔質フィラー)を得た。この活性アルミナを無機フィラーとして用いた点以外は、実施例1と同様にして、本発明の非水系二次電池用セパレータを得た。なお、この無機フィラーにおいては、SiOが0.01%、Feが0.01%、NaOが0.34%含まれていた。
[Example 3]
Aluminum hydroxide (manufactured by Showa Denko; H-43M) was heat-treated at 280 ° C. to obtain activated alumina (porous filler) having an average particle diameter of 0.8 μm and a specific surface area of 400 m 2 / g. A separator for a non-aqueous secondary battery of the present invention was obtained in the same manner as in Example 1 except that this activated alumina was used as an inorganic filler. In the inorganic filler, SiO 2 is 0.01%, Fe 2 O 3 is 0.01%, was included Na 2 O 0.34%.

[比較例1]
レーザー回折式における粒度分布において、d90が22.0、d50が8.0、d10が1.50の水酸化アルミニウム(昭和電工社製;H−32)に変更した以外は、実施例1と同様の方法で非水系二次電池用セパレータを得た。
[Comparative Example 1]
The particle size distribution in the laser diffraction method is the same as that of Example 1 except that d90 is 22.0, d50 is 8.0, and d10 is 1.50 aluminum hydroxide (Showa Denko; H-32). Thus, a separator for a non-aqueous secondary battery was obtained.

[比較例2]
レーザー回折式における粒度分布において、d90が58.0、d50が23.0、d10が5.10の水酸化アルミニウム(昭和電工社製;H−21)に変更した以外は、実施例1と同様の方法で非水系二次電池用セパレータを得た。
[Comparative Example 2]
The particle size distribution in the laser diffraction method is the same as that of Example 1 except that d90 is 58.0, d50 is 23.0, and d10 is 5.10 aluminum hydroxide (Showa Denko KK; H-21). Thus, a separator for a non-aqueous secondary battery was obtained.

Figure 2009231281
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Figure 2009231281
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<2.耐熱性樹脂の分子量等についての検討>
次に、耐熱性樹脂の分子量等の効果について検討した。
[実施例4]
実施例3と同様の方法で本発明の非水系二次電池用セパレータを得た。このセパレータの物性は、耐熱性多孔質層の空孔率71%、ガーレ値309秒/100cc、膜抵抗2.7ohm・cm、全体の膜厚20μmであった。なお、実施例3におけるポリマーの分子量分布Mw/Mnは6で、重量平均分子量Mwは1.5×10で、分子量8000以下の低分子量体の含有量は3.4重量%であった。また、このポリマー中のナトリウムの含有量は100ppm、鉄の含有量は2ppm、珪素の含有量は3ppm、マグネシウムの含有量は3ppm、塩素の含有量は80ppmであった。
<2. Study on molecular weight of heat-resistant resin>
Next, effects such as the molecular weight of the heat resistant resin were examined.
[Example 4]
A separator for a non-aqueous secondary battery of the present invention was obtained in the same manner as in Example 3. The separator had physical properties of a heat-resistant porous layer having a porosity of 71%, a Gurley value of 309 seconds / 100 cc, a membrane resistance of 2.7 ohm · cm 2 , and an overall film thickness of 20 μm. In addition, the molecular weight distribution Mw / Mn of the polymer in Example 3 was 6, the weight average molecular weight Mw was 1.5 × 10 5 , and the content of the low molecular weight substance having a molecular weight of 8000 or less was 3.4% by weight. Further, the sodium content in this polymer was 100 ppm, the iron content was 2 ppm, the silicon content was 3 ppm, the magnesium content was 3 ppm, and the chlorine content was 80 ppm.

[実施例5]
イソフタル酸クロライド160.5gをテトラヒドロフラン1120mlに溶解した溶液と、メタフェニレンジアミン83.9gをテトラヒドロフラン1120mlに溶解した溶液を用いた以外は、実施例1と同様にしてポリメタフェニレンイソフタルアミドの白色重合体185.0gを得た。このポリメタフェニレンイソフタルアミドは、分子量分布Mw/Mnが10で、重量平均分子量Mwが2.0×10で、分子量8000以下の低分子量体の含有量は3.0重量%であった。
[Example 5]
A white polymer of polymetaphenylene isophthalamide in the same manner as in Example 1 except that a solution in which 160.5 g of isophthalic acid chloride was dissolved in 1120 ml of tetrahydrofuran and a solution in which 83.9 g of metaphenylenediamine was dissolved in 1120 ml of tetrahydrofuran were used. 185.0 g was obtained. This polymetaphenylene isophthalamide had a molecular weight distribution Mw / Mn of 10, a weight average molecular weight Mw of 2.0 × 10 5 , and a content of a low molecular weight compound having a molecular weight of 8000 or less was 3.0% by weight.

このようにして得られたポリメタフェニレンイソフタルアミドを用いた以外は、実施例3と同様の方法で本発明の非水系二次電池用セパレータを得た。このセパレータの物性は、耐熱性多孔質層の空孔率66%、ガーレ値318秒/100cc、膜抵抗2.9ohm・cm、全体の膜厚20μmであった。 A non-aqueous secondary battery separator of the present invention was obtained in the same manner as in Example 3 except that the polymetaphenylene isophthalamide thus obtained was used. The separator had physical properties of a heat-resistant porous layer having a porosity of 66%, a Gurley value of 318 seconds / 100 cc, a membrane resistance of 2.9 ohm · cm 2 , and an overall film thickness of 20 μm.

[実施例6]
温度計、撹拌装置及び原料投入口を備えた反応容器に、水分率が100ppm以下のNMP753gを入れ、このNMP中にメタフェニレンジアミン85.5gを溶解し、0℃に冷却した。この冷却したジアミン溶液にイソフタル酸クロライド160.5gを撹拌しながら徐々に添加し反応させた。この反応で溶液の温度は70℃に上昇した。粘度変化が止まった後、水酸化カルシウム粉末を58.4g添加し、さらに40分間撹拌して反応を終了させて重合溶液を取り出し、水中で再沈殿させポリメタフェニレンイソフタルアミドを184.0g得た。このポリマーの分子量分布Mw/Mnは4で、重量平均分子量Mwは1.0×10で、分子量8000以下の低分子量体の含有量は0.8重量%であった。また、このポリマー中のカルシウムの含有量は120ppm、塩素の含有量は198ppmであった。
[Example 6]
In a reaction vessel equipped with a thermometer, a stirrer, and a raw material inlet, 753 g of NMP having a moisture content of 100 ppm or less was placed, 85.5 g of metaphenylenediamine was dissolved in this NMP, and cooled to 0 ° C. To this cooled diamine solution, 160.5 g of isophthalic acid chloride was gradually added with stirring to react. This reaction increased the temperature of the solution to 70 ° C. After the change in viscosity stopped, 58.4 g of calcium hydroxide powder was added and stirred for another 40 minutes to complete the reaction, and the polymerization solution was taken out and reprecipitated in water to obtain 184.0 g of polymetaphenylene isophthalamide. . The molecular weight distribution Mw / Mn of this polymer was 4, the weight average molecular weight Mw was 1.0 × 10 5 , and the content of low molecular weight substances having a molecular weight of 8,000 or less was 0.8% by weight. Further, the calcium content in this polymer was 120 ppm, and the chlorine content was 198 ppm.

このようにして得られたポリメタフェニレンイソフタルアミドを用いた以外は、実施例3と同様の方法で本発明の非水系二次電池用セパレータを得た。得られたセパレータの物性は、耐熱性多孔質層の空孔率70%、ガーレ値400秒/100cc、膜抵抗が4.9ohm・cm、平均膜厚が20μmであった。
以上の結果を表3にまとめて示す。なお、実施例4〜6のセパレータについてポリメタフェニレンイソフタルアミドのGPC測定を実施したところ、分子量分布Mw/Mnおよび重量平均分子量Mwは塗布前のポリマーと同等であった。
A non-aqueous secondary battery separator of the present invention was obtained in the same manner as in Example 3 except that the polymetaphenylene isophthalamide thus obtained was used. The properties of the separator obtained were as follows: the porosity of the heat-resistant porous layer was 70%, the Gurley value was 400 seconds / 100 cc, the membrane resistance was 4.9 ohm · cm 2 , and the average film thickness was 20 μm.
The above results are summarized in Table 3. In addition, when the GPC measurement of the polymetaphenylene isophthalamide was implemented about the separator of Examples 4-6, molecular weight distribution Mw / Mn and the weight average molecular weight Mw were equivalent to the polymer before application | coating.

Figure 2009231281
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表3の結果からも分かるように、実施例4,5のセパレータは実施例6のセパレータに比べて、透気度および膜抵抗に優れていることが分かる。これより、耐熱性樹脂として、分子量分布Mw/Mnが5≦Mw/Mn≦100であり、かつ、重量平均分子量Mwが8.0×10以上1.0×10以下であるものを用いるか、あるいは、分子量が8000以下の低分子量ポリマーが1重量%以上15重量%以下含まれるものを用いると好ましいことが分かる。また、ポリマー中の不純物の含有量が1000ppm以下であればサイクル特性にも問題がないことが分かる。 As can be seen from the results in Table 3, it can be seen that the separators of Examples 4 and 5 are superior to the separator of Example 6 in air permeability and membrane resistance. Accordingly, a heat-resistant resin having a molecular weight distribution Mw / Mn of 5 ≦ Mw / Mn ≦ 100 and a weight average molecular weight Mw of 8.0 × 10 3 or more and 1.0 × 10 6 or less is used. It can also be seen that it is preferable to use a polymer containing 1% by weight to 15% by weight of a low molecular weight polymer having a molecular weight of 8000 or less. It can also be seen that there is no problem in cycle characteristics when the content of impurities in the polymer is 1000 ppm or less.

<3.ポリアミドの末端基濃度比についての検討>
次に、全芳香族ポリアミドの末端基濃度比の影響について検討した。
[実施例7]
イソフタル酸クロライド160.5gをテトラヒドロフラン1120mlに溶解し、撹拌しながら、メタフェニレンジアミン84.9gをテトラヒドロフラン1120mlに溶解した溶液を、細流として徐々に加えていくと白濁した乳白色の溶液が得られた。撹拌を約5分間継続した後、更に撹拌しながら炭酸ソーダ167.6g、食塩317gを3400mlの水に溶かした水溶液を速やかに加え、5分間撹拌した。反応系は数秒後に粘度が増大後、再び低下し、白色の懸濁液が得られた。これを静置し、分離した透明な水溶液層を取り除き、ろ過によってポリメタフェニレンイソフタルアミドの白色重合体185.3gが得られた。このポリアミドの末端基濃度比は、[COOX]/[NH]=2.2であった。そして、上記のようにして得られたポリメタフェニレンイソフタルアミドを用いた以外は、実施例3と同様の方法で本発明の非水系二次電池用セパレータを得た。
このセパレータを用いてサイクル特性評価を行った。その際の100サイクル目の放電容量の測定結果を表4に示す。
<3. Study on Polyamide End Group Concentration Ratio>
Next, the influence of the terminal group concentration ratio of the wholly aromatic polyamide was examined.
[Example 7]
When 160.5 g of isophthalic acid chloride was dissolved in 1120 ml of tetrahydrofuran and a solution of 84.9 g of metaphenylenediamine in 1120 ml of tetrahydrofuran was gradually added as a trickle while stirring, a milky white solution that became cloudy was obtained. Stirring was continued for about 5 minutes, and then an aqueous solution in which 167.6 g of sodium carbonate and 317 g of sodium chloride were dissolved in 3400 ml of water was rapidly added while stirring for 5 minutes. The reaction system increased in viscosity after a few seconds and then decreased again to obtain a white suspension. This was left standing, the separated transparent aqueous solution layer was removed, and 185.3 g of a white polymer of polymetaphenylene isophthalamide was obtained by filtration. The end group concentration ratio of this polyamide was [COOX] / [NH 2 ] = 2.2. And the separator for non-aqueous secondary batteries of this invention was obtained by the method similar to Example 3 except having used the polymetaphenylene isophthalamide obtained as mentioned above.
Cycle characteristics were evaluated using this separator. Table 4 shows the measurement results of the discharge capacity at the 100th cycle.

[実施例8]
温度計、撹拌装置及び原料投入口を備えた反応容器に、水分率が100ppm以下のNMP753gを入れ、このNMP中にメタフェニレンジアミン84.9gを溶解し、0℃に冷却した。この冷却したジアミン溶液にイソフタル酸クロライド160.5gを撹拌しながら徐々に添加し反応させた。この反応で溶液の温度は70℃に上昇した。粘度変化が止まった後、水酸化カルシウム粉末を58.4g添加し、さらに40分間撹拌して反応を終了させて重合溶液を取り出し、水中で再沈殿させポリメタフェニレンイソフタルアミドを184.0g得た。このポリアミドの末端基濃度比は、[COOX]/[NH]=2.1であった。そして、このようにして得られたポリメタフェニレンイソフタルアミドを用いた以外は、実施例3と同様の方法で本発明の非水系二次電池用セパレータを得た。
このセパレータを用いてサイクル特性評価を行った。その際の100サイクル目の放電容量の測定結果を表4に示す。
[Example 8]
In a reaction vessel equipped with a thermometer, a stirrer, and a raw material inlet, 753 g of NMP having a moisture content of 100 ppm or less was placed, 84.9 g of metaphenylenediamine was dissolved in this NMP, and cooled to 0 ° C. To this cooled diamine solution, 160.5 g of isophthalic acid chloride was gradually added with stirring to react. This reaction increased the temperature of the solution to 70 ° C. After the change in viscosity stopped, 58.4 g of calcium hydroxide powder was added and stirred for another 40 minutes to complete the reaction, and the polymerization solution was taken out and reprecipitated in water to obtain 184.0 g of polymetaphenylene isophthalamide. . The end group concentration ratio of this polyamide was [COOX] / [NH 2 ] = 2.1. And the separator for non-aqueous secondary batteries of this invention was obtained by the method similar to Example 3 except having used the polymetaphenylene isophthalamide obtained in this way.
Cycle characteristics were evaluated using this separator. Table 4 shows the measurement results of the discharge capacity at the 100th cycle.

[実施例9]
メタフェニレンジアミン86.4gを用いた以外は、実施例7と同様にして、ポリメタフェニレンイソフタルアミドの白色重合体16.4gを得た。ポリアミドの末端基濃度比は、[COOX]/[NH]=0.8であった。そして、このようにして得られたポリメタフェニレンイソフタルアミドを用いた以外は、実施例3と同様の方法で本発明の非水系二次電池用セパレータを得た。
このセパレータを用いてサイクル特性評価を行った。その際の100サイクル目の放電容量の測定結果を表4に示す。
[Example 9]
Except for using 86.4 g of metaphenylenediamine, 16.4 g of a white polymer of polymetaphenyleneisophthalamide was obtained in the same manner as in Example 7. The terminal group concentration ratio of the polyamide was [COOX] / [NH 2 ] = 0.8. And the separator for non-aqueous secondary batteries of this invention was obtained by the method similar to Example 3 except having used the polymetaphenylene isophthalamide obtained in this way.
Cycle characteristics were evaluated using this separator. Table 4 shows the measurement results of the discharge capacity at the 100th cycle.

Figure 2009231281
Figure 2009231281

上記の表4からも分かるように、実施例7,8は実施例9と比較して100サイクル後の充放電特性に優れていることが分かる。これより、耐熱性樹脂として芳香族ポリアミドを用いた場合、芳香族ポリアミドの末端基濃度比が[COOX]/[NH]≧1であると好ましいことが分かる。 As can be seen from Table 4 above, it can be seen that Examples 7 and 8 are superior to Example 9 in charge and discharge characteristics after 100 cycles. From this, it can be seen that when aromatic polyamide is used as the heat resistant resin, the terminal group concentration ratio of the aromatic polyamide is preferably [COOX] / [NH 2 ] ≧ 1.

Claims (12)

主として熱可塑性樹脂にて形成されシャットダウン機能を有する微多孔膜と、主として耐熱性高分子にて形成され前記微多孔膜の片面又は両面に積層された耐熱性多孔質層と、を備えた非水電解質電池セパレータであって、
前記耐熱性多孔質層には、下記(a)及び(b)を満足する無機フィラーが含まれていることを特徴とする非水電解質電池セパレータ。
(a)0.01≦d50≦20(μm)
(b)0<α≦2
(但し、d50は、レーザー回折式における粒度分布において、小さな粒子側から起算した重量累計50重量%の平均粒子直径(μm)を表す。αは、無機フィラーの均一性を示し、α=(d90−d10)/d50で表される。d90は、レーザー回折式における粒度分布において、小さな粒子側から起算した重量累計90重量%の平均粒子直径(μm)を表す。d10は、レーザー回折式における粒度分布において、小さな粒子側から起算した重量累計10重量%の平均粒子直径(μm)を表す。)
A non-aqueous solution comprising a microporous film mainly formed of a thermoplastic resin and having a shutdown function, and a heat-resistant porous layer formed mainly of a heat-resistant polymer and laminated on one or both surfaces of the microporous film. An electrolyte battery separator,
The non-aqueous electrolyte battery separator, wherein the heat-resistant porous layer contains an inorganic filler that satisfies the following (a) and (b).
(A) 0.01 ≦ d50 ≦ 20 (μm)
(B) 0 <α ≦ 2
(However, d50 represents the average particle diameter (μm) of 50% by weight cumulatively calculated from the small particle side in the particle size distribution in the laser diffraction method. Α indicates the uniformity of the inorganic filler, and α = (d90 -D10) / d50, d90 represents the average particle diameter (μm) of 90% by weight of cumulative particle size calculated from the small particle side in the particle size distribution in the laser diffraction method, and d10 represents the particle size in the laser diffraction method. (In the distribution, an average particle diameter (μm) of 10% by weight of the cumulative weight from the small particle side is represented.)
前記無機フィラーが、下記(c)及び(d)を満足することを特徴とする請求項1記載の非水電解質電池セパレータ。
(c)0.1≦d50≦2(μm)
(d)0<α≦1
(但し、d50とαの定義は請求項1と同じ。)
The non-aqueous electrolyte battery separator according to claim 1, wherein the inorganic filler satisfies the following (c) and (d).
(C) 0.1 ≦ d50 ≦ 2 (μm)
(D) 0 <α ≦ 1
(However, the definitions of d50 and α are the same as in claim 1.)
前記耐熱性多孔質層が、重量分率で50重量%以上95重量%以下の無機フィラーを含む
ことを特徴とする請求項1又は2記載の非水電解質電池セパレータ。
The non-aqueous electrolyte battery separator according to claim 1, wherein the heat-resistant porous layer contains an inorganic filler in a weight fraction of 50 wt% or more and 95 wt% or less.
前記無機フィラーが金属水酸化物からなる
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の非水電解質電池用セパレータ。
The said inorganic filler consists of metal hydroxides. The separator for nonaqueous electrolyte batteries of any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned.
前記金属水酸化物が、水酸化アルミニウムである
ことを特徴とする請求項4項記載の非水電解質電池用セパレータ。
The separator for a nonaqueous electrolyte battery according to claim 4, wherein the metal hydroxide is aluminum hydroxide.
前記無機フィラーが多孔質フィラーである
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の非水電解質電池用セパレータ。
The non-aqueous electrolyte battery separator according to claim 1, wherein the inorganic filler is a porous filler.
前記多孔質フィラーは活性アルミナである
ことを特徴とする請求項6記載の非水電解質電池用セパレータ。
The separator for a nonaqueous electrolyte battery according to claim 6, wherein the porous filler is activated alumina.
前記耐熱性高分子が、芳香族ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルイミドからなる群から選ばれる1種又は2種以上である
ことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項記載の非水電解質電池セパレータ。
The heat-resistant polymer is one or more selected from the group consisting of aromatic polyamide, polyimide, polyethersulfone, polysulfone, polyetherketone, and polyetherimide. The nonaqueous electrolyte battery separator according to any one of the above.
前記耐熱性高分子が、ポリメタフェニレンイソフタルアミドである
ことを特徴とする請求項8記載の非水電解質電池セパレータ。
The non-aqueous electrolyte battery separator according to claim 8, wherein the heat-resistant polymer is polymetaphenylene isophthalamide.
前記熱可塑性樹脂が、ポリオレフィンを主体とする熱可塑性樹脂である
ことを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項記載の非水電解質電池セパレータ。
The non-aqueous electrolyte battery separator according to claim 1, wherein the thermoplastic resin is a thermoplastic resin mainly composed of polyolefin.
前記非水電解質電池セパレータが、リチウムイオン二次電池用セパレータである
ことを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項記載の非水電解質電池セパレータ。
The nonaqueous electrolyte battery separator according to any one of claims 1 to 10, wherein the nonaqueous electrolyte battery separator is a separator for a lithium ion secondary battery.
リチウムのドープ・脱ドープにより起電力を得る非水電解質二次電池であって、
請求項1〜11のいずれか1項記載の非水電解質電池セパレータを用いた
ことを特徴とする非水電解質二次電池。
A non-aqueous electrolyte secondary battery that obtains an electromotive force by doping or dedoping lithium,
A non-aqueous electrolyte secondary battery using the non-aqueous electrolyte battery separator according to claim 1.
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