JP2011210435A - Separator for nonaqueous secondary battery - Google Patents

Separator for nonaqueous secondary battery Download PDF

Info

Publication number
JP2011210435A
JP2011210435A JP2010075112A JP2010075112A JP2011210435A JP 2011210435 A JP2011210435 A JP 2011210435A JP 2010075112 A JP2010075112 A JP 2010075112A JP 2010075112 A JP2010075112 A JP 2010075112A JP 2011210435 A JP2011210435 A JP 2011210435A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
separator
heat
secondary battery
porous layer
polyethylene
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2010075112A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Yoshitomi
孝 吉冨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Teijin Ltd
Original Assignee
Teijin Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Teijin Ltd filed Critical Teijin Ltd
Priority to JP2010075112A priority Critical patent/JP2011210435A/en
Publication of JP2011210435A publication Critical patent/JP2011210435A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a separator for a nonaqueous secondary battery superior in thermal shrinkage under high temperatures, and having an excellent membrane resistance.SOLUTION: The separator for the nonaqueous secondary battery is formed containing a polyolefin porous base material, a heat resistant resin, and an inorganic filler, and has a heat-resistant porous layer laminated on one side or both sides of the porous base material. The porosity of the heat-resistant porous layer is 5% or more and less than 30%.

Description

本発明は非水系二次電池に用いるセパレータに関する。具体的には非水系二次電池の安全性を高めるセパレータに関するものである。   The present invention relates to a separator used for a non-aqueous secondary battery. Specifically, the present invention relates to a separator that improves the safety of a non-aqueous secondary battery.

リチウムイオン二次電池に代表される非水系二次電池は、例えば携帯電話やノートパソコンと言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。このようなリチウムイオン二次電池においては、さらなる高エネルギー密度化・高容量化・高出力化を達成すべく技術開発が進められており、今後もこの要求はさらに高まることが予想される。このような要求に応えていくためにも、電池の高度な安全性を確保する技術がより一層重要となってきている。   Non-aqueous secondary batteries typified by lithium ion secondary batteries are widely used as main power sources for portable electronic devices such as mobile phones and notebook computers. In such a lithium ion secondary battery, technological development has been advanced to achieve further higher energy density, higher capacity, and higher output, and this demand is expected to increase further in the future. In order to meet such demands, technology for ensuring a high level of battery safety has become even more important.

一般的に、リチウムイオン二次電池のセパレータには、ポリエチレンやポリプロピレンからなる微多孔膜が用いられている。このセパレータには、リチウムイオン二次電池の安全性を確保する目的で、シャットダウン機能と呼ばれる機能が備わっている。このシャットダウン機能とは、電池温度が上昇してある温度に達したときに著しく抵抗が増大する機能を言う。このシャットダウン機能により、電池が何らかの原因で発熱したときに、電流を遮断することができ、電池のさらなる発熱を防止し、発煙・発火・爆発を防ぐことができる。このようなシャットダウン機能は、セパレータを構成する材料が溶融・変形し、セパレータの孔を閉塞することを作動原理としている。そのため、ポリエチレンからなるセパレータの場合はポリエチレンの融点近傍の140℃近傍でシャットダウン機能が作動し、ポリプロピレンの場合は165℃程度でこの機能が作動する。このシャットダウン機能は、確実に電池の安全性を確保するという観点からも、比較的に低温で作動することが好ましく、このためポリエチレンの方が一般的に用いられている。   Generally, a microporous film made of polyethylene or polypropylene is used for a separator of a lithium ion secondary battery. This separator has a function called a shutdown function for the purpose of ensuring the safety of the lithium ion secondary battery. This shutdown function refers to a function in which the resistance increases remarkably when the battery temperature rises and reaches a certain temperature. With this shutdown function, when the battery generates heat for some reason, the current can be cut off, further heat generation of the battery can be prevented, and smoke, fire, and explosion can be prevented. Such a shutdown function is based on the operating principle that the material constituting the separator is melted and deformed to close the holes of the separator. Therefore, in the case of a separator made of polyethylene, the shutdown function operates at around 140 ° C. near the melting point of polyethylene, and in the case of polypropylene, this function operates at about 165 ° C. This shutdown function preferably operates at a relatively low temperature from the viewpoint of ensuring the safety of the battery, and polyethylene is generally used for this reason.

一方で、リチウムイオン二次電池のセパレータには、シャットダウン機能に加え、十分な耐熱性を有することも要求されている。その理由は次の通りである。従来のポリエチレン等の微多孔膜のみからなるセパレータにおいては、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。これはシャットダウン機能の原理から考えると当然である。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うため、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, a separator of a lithium ion secondary battery is required to have sufficient heat resistance in addition to a shutdown function. The reason is as follows. In a conventional separator made of only a microporous membrane such as polyethylene, after the shutdown function is activated, the battery continues to be exposed to a temperature higher than the temperature at which the shutdown function is activated, so that the separator is melted (so-called meltdown). End up. This is natural when considering the principle of the shutdown function. As a result of this meltdown, a short circuit occurs inside the battery, and a large amount of heat is generated along with this, so that the battery is exposed to dangers of 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.

ここにおいて、従来、シャットダウン機能と耐熱性の両方をセパレータに付与するために、ポリエチレン微多孔膜にポリイミドや芳香族ポリアミドなどの耐熱性樹脂からなる多孔質層をコーティングしたセパレータが提案されている(例えば、特許文献1,2参照)。このようなセパレータにおいては、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180℃以上においてもメルトダウンが発生しない。   Here, conventionally, in order to impart both a shutdown function and heat resistance to the separator, a separator having a polyethylene microporous film coated with a porous layer made of a heat-resistant resin such as polyimide or aromatic polyamide has been proposed ( For example, see Patent Documents 1 and 2). In such a separator, the shutdown function operates in the vicinity of the melting point of polyethylene (about 140 ° C.), and the heat-resistant porous layer exhibits sufficient heat resistance, so that no melt down occurs at 180 ° C. or higher.

しかし、従来提案されてきているこのタイプのセパレータは、180℃における熱収縮率が十分とはいえず、熱収縮によるセパレータの破膜や位置ずれによって電極間の短絡が発生することが懸念される。また、セパレータの熱収縮を抑えるために耐熱層の厚みを大きくしたり、耐熱層を緻密な構造にしたりすることも考えられるが、これにより膜抵抗が増大してしまい、電池特性を低下させてしまうことも懸念される。   However, this type of separator, which has been proposed in the past, does not have a sufficient heat shrinkage rate at 180 ° C., and there is a concern that a short circuit between the electrodes may occur due to film breakage or misalignment of the separator due to heat shrinkage. . In addition, it is conceivable to increase the thickness of the heat-resistant layer in order to suppress the thermal shrinkage of the separator, or to make the heat-resistant layer a dense structure, but this increases the film resistance, which decreases the battery characteristics. It is also a concern that

国際公開第2008/062727号パンフレットInternational Publication No. 2008/062727 Pamphlet 国際公開第2008/156033号パンフレットInternational Publication No. 2008/156033 Pamphlet

そこで本発明は、高温下における熱収縮率に優れ、かつ、良好な膜抵抗を有する非水系二次電池用セパレータを提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a separator for a non-aqueous secondary battery that has an excellent heat shrinkage rate at a high temperature and has a good film resistance.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、以下の構成により解決可能である事を見出し、本発明に到達した。すなわち、本発明は以下の構成を採用する。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that the problem can be solved by the following configuration, and have reached the present invention. That is, the present invention adopts the following configuration.

1. ポリオレフィン多孔質基材と、耐熱性樹脂および無機フィラーを含んで形成され、前記多孔質基材の片面または両面に積層された耐熱性多孔質層と、備えた非水系二次電池用セパレータであって、前記耐熱性多孔質層の空孔率が5%以上30%未満であることを特徴とする非水系二次電池用セパレータ。
2. 前記耐熱性樹脂がメタ型全芳香族ポリアミドまたはパラ型全芳香族ポリアミドであることを特徴とする上記1に記載の非水系二次電池用セパレータ。
3. 前記無機フィラーが、金属酸化物、金属炭酸塩、金属リン酸塩、金属水酸化物から選ばれる少なくとも1つ以上であることを特徴とする上記1または2に記載の非水系二次電池用セパレータ。
1. A separator for a non-aqueous secondary battery comprising a polyolefin porous substrate, a heat-resistant porous layer formed by including a heat-resistant resin and an inorganic filler, and laminated on one or both surfaces of the porous substrate. A separator for a non-aqueous secondary battery, wherein the heat-resistant porous layer has a porosity of 5% or more and less than 30%.
2. 2. The separator for a non-aqueous secondary battery according to 1 above, wherein the heat resistant resin is a meta-type wholly aromatic polyamide or para-type wholly aromatic polyamide.
3. 3. The separator for a non-aqueous secondary battery according to the above 1 or 2, wherein the inorganic filler is at least one selected from a metal oxide, a metal carbonate, a metal phosphate, and a metal hydroxide. .

本発明によれば、高温下における熱収縮率に優れ、かつ、良好な膜抵抗を有する非水系二次電池用セパレータを提供することができる。かかるセパレータを用いたリチウムイオン二次電池はセパレータの収縮による短絡を防止でき、安全性に優れた非水系二次電池を得ることができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the separator for non-aqueous secondary batteries which is excellent in the thermal contraction rate under high temperature and has favorable film | membrane resistance can be provided. A lithium ion secondary battery using such a separator can prevent a short circuit due to shrinkage of the separator, and a non-aqueous secondary battery excellent in safety can be obtained.

以下に、本発明の実施の形態について順次説明する。なお、これらの説明及び実施例は本発明を例示するものであり、本発明の範囲を制限するものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be sequentially described. In addition, these description and Examples illustrate this invention, and do not restrict | limit the scope of the present invention.

[非水系二次電池用セパレータ]
本発明の非水系二次電池用セパレータは、ポリオレフィン多孔質基材と、耐熱性樹脂および無機フィラーを含んで形成され、前記多孔質基材の片面または両面に積層された耐熱性多孔質層と、備えた非水系二次電池用セパレータであって、前記耐熱性多孔質層の空孔率が5%以上30%未満であることを特徴とする。
[Separator for non-aqueous secondary battery]
The separator for a non-aqueous secondary battery according to the present invention includes a polyolefin porous substrate, a heat resistant porous layer formed by including a heat resistant resin and an inorganic filler, and laminated on one or both surfaces of the porous substrate. The non-aqueous secondary battery separator is characterized in that the heat-resistant porous layer has a porosity of 5% or more and less than 30%.

このような本発明の非水系二次電池用セパレータによれば、ポリオレフィン多孔質基材によりシャットダウン機能が得られると共に、耐熱性多孔質層によりシャットダウン温度以上の温度においてもポリオレフィンが保持されるため、メルトダウンが生じ難く、高温時の安全性を確保できる。特に、耐熱性多孔質層の空孔率が5%以上30%未満であることで、例えば180度程度の高温下においても熱収縮率が低いものとなり、かつ、十分な膜抵抗を有したものとなる。従って、本発明のセパレータによれば、安全性に優れた非水系二次電池を得ることができる。   According to such a separator for a non-aqueous secondary battery of the present invention, the polyolefin porous substrate can provide a shutdown function, and the heat-resistant porous layer holds the polyolefin even at a temperature higher than the shutdown temperature. Melt down hardly occurs, and safety at high temperatures can be secured. Particularly, when the porosity of the heat-resistant porous layer is 5% or more and less than 30%, for example, the heat shrinkage rate is low even at a high temperature of about 180 degrees, and the membrane resistance is sufficient. It becomes. Therefore, according to the separator of the present invention, a non-aqueous secondary battery excellent in safety can be obtained.

本発明の非水系二次電池用セパレータは、非水系二次電池のエネルギー密度の観点から、全体の膜厚が30μm以下であることが好ましい。セパレータのガーレ値(JIS・P8117)は、機械強度と膜抵抗のバランスが良くなるという観点から、100〜500sec/100ccであることが好ましい。セパレータの膜抵抗は、非水系二次電池の負荷特性の観点から、1.5〜10ohm・cmであることが好ましい。セパレータの180℃における熱収縮率は5〜20%であることが好ましい。 The separator for a non-aqueous secondary battery of the present invention preferably has a total film thickness of 30 μm or less from the viewpoint of the energy density of the non-aqueous secondary battery. The Gurley value (JIS P8117) of the separator is preferably 100 to 500 sec / 100 cc from the viewpoint of improving the balance between mechanical strength and membrane resistance. The membrane resistance of the separator is preferably 1.5 to 10 ohm · cm 2 from the viewpoint of load characteristics of the non-aqueous secondary battery. The heat shrinkage rate of the separator at 180 ° C. is preferably 5 to 20%.

[ポリオレフィン多孔質基材]
本発明のセパレータに用いるポリオレフィン多孔質基材は、内部に多数の空孔ないし空隙を有し、かつ、これら空孔等が互いに連結された多孔質構造を有したものであれば特に限定されるものではない。このような基材としては、例えば微多孔膜、不織布、紙状シート、その他三次元ネットーワーク構造を有するシート等が挙げられる。このうちハンドリング性や強度の観点から微多孔膜が好ましい。また、当該ポリオレフィン多孔質基材は、所定の温度まで加熱されることにより、微多孔膜内の微細孔が閉塞し、シャットダウン機能が発現されるようになっている。
[Polyolefin porous substrate]
The polyolefin porous substrate used in the separator of the present invention is particularly limited as long as it has a large number of pores or voids inside and has a porous structure in which these pores are connected to each other. It is not a thing. Examples of such a substrate include a microporous film, a nonwoven fabric, a paper-like sheet, and other sheets having a three-dimensional network structure. Among these, a microporous membrane is preferable from the viewpoint of handling properties and strength. In addition, the polyolefin porous substrate is heated to a predetermined temperature, so that the micropores in the microporous membrane are closed, and a shutdown function is exhibited.

ポリオレフィンとしては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等が挙げられる。中でも良好なシャットダウン特性が得られるという観点で、ポリエチレンを90重量%以上含むものが好適である。ポリエチレンは、例えば低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレンなどが好適に用いられ、特に、高密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレンが好適である。さらに、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からなるポリエチレンは、強度と成形性の観点から好ましい。   Examples of the polyolefin include polyethylene, polypropylene, and polymethylpentene. Among them, those containing 90% by weight or more of polyethylene are preferable from the viewpoint of obtaining good shutdown characteristics. As the polyethylene, for example, low density polyethylene, high density polyethylene, ultrahigh molecular weight polyethylene and the like are preferably used, and particularly, high density polyethylene and ultra high molecular weight polyethylene are suitable. Furthermore, polyethylene comprising a mixture of high density polyethylene and ultra high molecular weight polyethylene is preferred from the viewpoint of strength and moldability.

ポリオレフィン多孔質基材の膜厚は、非水系二次電池のエネルギー密度、負荷特性、機械強度およびハンドリング性の観点から、5〜25μmであることが好ましい。ポリオレフィン多孔質基材の空孔率は、透過性、機械強度およびハンドリング性の観点から、30〜60%であることが好ましい。ポリオレフィン多孔質基材のガーレ値(JIS・P8117)は、機械強度と膜抵抗をバランス良く得るという観点から、50〜500sec/100ccであることが好ましい。   The film thickness of the polyolefin porous substrate is preferably 5 to 25 μm from the viewpoint of the energy density, load characteristics, mechanical strength, and handling properties of the non-aqueous secondary battery. The porosity of the polyolefin porous substrate is preferably 30 to 60% from the viewpoints of permeability, mechanical strength, and handling properties. The Gurley value (JIS P8117) of the polyolefin porous substrate is preferably 50 to 500 sec / 100 cc from the viewpoint of obtaining a good balance between mechanical strength and membrane resistance.

[耐熱性多孔質層]
本発明において、耐熱性多孔質層としては、微多孔膜状、不織布状、紙状、その他三次元ネットーワーク状の多孔質構造を有した層を挙げることができるが、より優れた耐熱性が得られる点で、微多孔膜状の層であることが好ましい。ここで、微多孔膜状の層とは、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のことを言う。
[Heat-resistant porous layer]
In the present invention, examples of the heat-resistant porous layer include microporous film-like, non-woven fabric, paper-like, and other layers having a three-dimensional network-like porous structure. From the viewpoint of being obtained, the layer is preferably a microporous film. Here, the microporous film-like layer has a large number of micropores inside, and has a structure in which these micropores are connected. Gas or liquid can pass from one surface to the other. It says the layer that became.

本発明で用いられる耐熱性樹脂は、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。このような耐熱性樹脂の好ましい例としては、全芳香族ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリスルホン、ポリケトン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルイミドおよびセルロースからなる群から選ばれる少なくとも1種の樹脂が挙げられる。特に、耐久性の観点から、メタ型全芳香族ポリアミドあるいはパラ型全芳香族ポリアミドが好適である。   The heat-resistant resin 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. Preferable examples of such heat-resistant resins include at least one resin selected from the group consisting of wholly aromatic polyamides, polyimides, polyamideimides, polysulfones, polyketones, polyether ketones, polyether imides, and celluloses. In particular, from the viewpoint of durability, meta-type wholly aromatic polyamide or para-type wholly aromatic polyamide is preferable.

本発明において、耐熱性多孔質層はポリオレフィン微多孔膜の両面または片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、基材の表裏両面に形成した方が好ましい。なお、耐熱性多孔質層を基材上に固定するためには、耐熱性多孔質層を塗工法により基材上に直接形成する手法が好ましいが、これに限らず、別途製造した耐熱性多孔質層のシートを基材上に接着剤等を用いて接着する手法や、熱融着や圧着などの手法も採用することができる。   In the present invention, the heat-resistant porous layer may be formed on both surfaces or one surface of the polyolefin microporous membrane. However, from the viewpoint of handling properties, durability, and the effect of suppressing heat shrinkage, it is preferable to form the heat-resistant porous layer on both surfaces of the substrate. preferable. In order to fix the heat-resistant porous layer on the substrate, a method in which the heat-resistant porous layer is directly formed on the substrate by a coating method is preferable. A technique of adhering the quality layer sheet on the base material using an adhesive or the like, a technique such as heat fusion or pressure bonding can also be employed.

本発明において、耐熱性多孔質層の厚みについては、耐熱性多孔質層が基材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、耐熱性多孔質層が基材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が3μm以上12μm以下であることが好ましい。   In the present invention, regarding the thickness of the heat resistant porous layer, when the heat resistant porous layer is formed on both surfaces of the substrate, the total thickness of the heat resistant porous layer may be 3 μm or more and 12 μm or less. Preferably, when the heat resistant porous layer is formed only on one side of the substrate, the thickness of the heat resistant porous layer is preferably 3 μm or more and 12 μm or less.

本発明において、耐熱性多孔質層の空孔率は5%以上30%未満である。この空孔率が5%未満であると、膜抵抗が高く電池のセパレータとして使用できないという問題があるため、好ましくない。一方、空孔率が30%以上になると、熱収縮率が高くなり電池の安全性が損なわれるという問題があるため、好ましくない。   In the present invention, the porosity of the heat resistant porous layer is 5% or more and less than 30%. If the porosity is less than 5%, there is a problem that the membrane resistance is high and cannot be used as a battery separator, which is not preferable. On the other hand, if the porosity is 30% or more, there is a problem that the thermal shrinkage rate is increased and the safety of the battery is impaired, which is not preferable.

なお、耐熱性多孔質層の空孔率を上述の範囲に制御する方法としては、特に制限されるものではない。例えば、耐熱性樹脂としてメタ型全芳香族ポリアミドを用い、これを溶剤に溶解させて基材に塗工した後、凝固させる方法の場合は、凝固液の組成や温度を制御すること等が挙げられる。また、例えば、耐熱性樹脂としてパラ型全芳香族ポリアミドを用い、これを溶剤に溶解させて基材に塗工した後、析出させる方法の場合は、ポリマーの析出条件(湿度や温度等)を制御すること等が挙げられる。この場合、基本的には、湿度が低い程、析出温度が低い程、無機フィラーの添加量が少ない程、耐熱性多孔質層の空孔率が小さくなる。   The method for controlling the porosity of the heat resistant porous layer to the above range is not particularly limited. For example, in the case of a method of using a meta-type wholly aromatic polyamide as a heat-resistant resin, dissolving it in a solvent and applying it to a substrate and then coagulating it, controlling the composition and temperature of the coagulation liquid, etc. It is done. In addition, for example, in the case of a method in which para-type wholly aromatic polyamide is used as a heat-resistant resin, and this is dissolved in a solvent and applied to a substrate and then precipitated, the polymer deposition conditions (humidity, temperature, etc.) are set. Control and the like. In this case, basically, the lower the humidity, the lower the deposition temperature, and the smaller the added amount of the inorganic filler, the smaller the porosity of the heat resistant porous layer.

本発明において、耐熱性多孔質層には無機フィラーが含まれていることが好ましい。無機フィラーとしては、特に限定はないが、例えばアルミナやチタニア、シリカ、ジルコニアなどの金属酸化物、炭酸カルシウムなどの金属炭酸塩、硫酸バリウムなどの金属硫酸塩、リン酸カルシウムなどの金属リン酸塩、水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウムなどの金属水酸化物から選ばれる少なくとも1種以上であることが好ましい。   In the present invention, the heat resistant porous layer preferably contains an inorganic filler. The inorganic filler is not particularly limited, but for example, metal oxides such as alumina, titania, silica and zirconia, metal carbonates such as calcium carbonate, metal sulfates such as barium sulfate, metal phosphates such as calcium phosphate, water It is preferably at least one selected from metal hydroxides such as aluminum oxide and magnesium hydroxide.

中でも、無機フィラーとしては、200〜400℃において吸熱反応を生じるものであるものが好ましい。この様な特性を有する無機フィラーとしては、例えば金属水酸化物、硼素塩化合物または粘土鉱物等からなる無機フィラーであって、200〜400℃において吸熱反応を生じるものが挙げられる。具体的には、例えば、水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウム、アルミン酸カルシウム、ドーソナイト、硼酸亜鉛等が挙げられ、これらは単独若しくは2種以上を組合せて用いることができる。   Especially, as an inorganic filler, what produces an endothermic reaction in 200-400 degreeC is preferable. As an inorganic filler which has such a characteristic, the thing which is an inorganic filler which consists of a metal hydroxide, a boron salt compound, or a clay mineral, for example, and produces an endothermic reaction at 200-400 degreeC is mentioned. Specific examples include aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, calcium aluminate, dosonite, zinc borate and the like, and these can be used alone or in combination of two or more.

本発明において、無機フィラーの平均粒子径は、高温時の耐短絡性や成形性等の観点から、0.1〜2μmの範囲が好ましい。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、耐熱性多孔質層の空孔率を制御する観点から、1〜50重量%であることが好ましい。   In the present invention, the average particle diameter of the inorganic filler is preferably in the range of 0.1 to 2 μm from the viewpoint of short circuit resistance at high temperature, moldability, and the like. In the present invention, the content of the inorganic filler in the heat resistant porous layer is preferably 1 to 50% by weight from the viewpoint of controlling the porosity of the heat resistant porous layer.

[非水系二次電池用セパレータの製造法]
本発明において、非水系二次電池用セパレータの製造法は、上述した構成の本発明のセパレータが製造できれば特に限定されないが、例えば下記(1)〜(5)の工程を経て製造することが可能である。
[Method of manufacturing separator for non-aqueous secondary battery]
In the present invention, the method for producing a separator for a non-aqueous secondary battery is not particularly limited as long as the separator of the present invention having the above-described configuration can be produced. For example, it can be produced through the following steps (1) to (5). It is.

(1)塗工用スラリーの作製
耐熱性樹脂を溶剤に溶かし、塗工用スラリーを作製する。溶剤は耐熱性樹脂を溶解するものであればよく、特に限定は無いが、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、当該溶剤はこれらの極性溶剤に加えて耐熱性樹脂に対して貧溶剤となる溶剤も加えることができる。このような貧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。塗工用スラリー中の耐熱性樹脂の濃度は4〜9重量%が好ましい。また必要に応じ、これに無機フィラーを分散させて塗工用スラリーとする。塗工用スラリー中に無機フィラーを分散させるに当たって、無機フィラーの分散性が好ましくないときは、無機フィラーをシランカップリング剤などで表面処理し、分散性を改善する手法も適用可能である。
(1) Preparation of coating slurry A heat-resistant resin is dissolved in a solvent to prepare a coating slurry. The solvent is not particularly limited as long as it dissolves the heat-resistant resin, but specifically, a polar solvent is preferable, and examples thereof include N-methylpyrrolidone, dimethylacetamide, dimethylformamide, and dimethylsulfoxide. Moreover, the said solvent can add the solvent used as a poor solvent with respect to heat resistant resin in addition to these polar solvents. By applying such a poor 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. The concentration of the heat resistant resin in the coating slurry is preferably 4 to 9% by weight. Moreover, an inorganic filler is disperse | distributed to this as needed, and it is set as the slurry for coating. In dispersing the inorganic filler in the coating slurry, when the dispersibility of the inorganic filler is not preferable, a method of improving the dispersibility by surface-treating the inorganic filler with a silane coupling agent or the like is also applicable.

(2)スラリーの塗工
スラリーをポリオレフィン微多孔膜の少なくとも一方の表面に塗工する。ポリオレフィン微多孔膜の両面に耐熱性多孔質層を形成する場合は、基材の両面に同時に塗工することが、工程の短縮という観点で好ましい。塗工用スラリーを塗工する方法としては、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。この中でも、塗膜を均一に形成するという観点において、リバースロールコーター法が好適である。基材の両面に同時に塗工する場合は、例えば、基材を一対のマイヤーバーの間に通すことで基材の両面に過剰な塗工用スラリーを塗布し、これを一対のリバースロールコーターの間に通して過剰なスラリー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。
(2) Coating of slurry The slurry is coated on at least one surface of the polyolefin microporous membrane. When forming a heat-resistant porous layer on both surfaces of a polyolefin microporous film, it is preferable from a viewpoint of shortening of a process to apply simultaneously on both surfaces of a base material. Examples of the method for coating the slurry for coating include a knife coater method, a gravure coater method, a screen printing method, a Meyer bar method, a die coater method, a reverse roll coater method, an ink jet method, a spray method, and a roll coater method. . Among these, the reverse roll coater method is preferable from the viewpoint of uniformly forming a coating film. When applying simultaneously to both sides of the base material, for example, by passing the base material between a pair of Meyer bars, an excess coating slurry is applied to both sides of the base material, and this is applied to a pair of reverse roll coaters. There is a method of precise measurement by scraping off excess slurry in between.

(3)スラリーの凝固
スラリーが塗工された基材を、前記耐熱性樹脂を凝固させることが可能な凝固液で処理する。塗工用スラリーを塗工した基材を、当該耐熱性樹脂を凝固させることが可能な凝固液、あるいは湿熱雰囲気下で処理することにより、耐熱性樹脂を凝固させて、耐熱性多孔質層を形成する。凝固液で処理する方法としては、塗工用スラリーを塗工した基材に対して凝固液をスプレーで吹き付ける方法や、当該基材を凝固液の入った浴(凝固浴)中に浸漬する方法や、所定の湿度と温度の雰囲気下で析出させ、続いて凝固浴に浸漬して凝固させる方法などが挙げられる。ここで、凝固浴を設置する場合は、塗工装置の下方に設置することが好ましい。凝固液としては、当該耐熱性樹脂を凝固できるものであれば特に限定されないが、水、または、スラリーに用いた溶剤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場合がある。また、水の量が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くなりすぎて表面が十分に多孔化されない場合がある。
(3) Solidification of slurry The base material on which the slurry is applied is treated with a coagulating liquid capable of coagulating the heat-resistant resin. By treating the substrate coated with the coating slurry in a coagulating liquid capable of coagulating the heat resistant resin or in a moist heat atmosphere, the heat resistant resin is coagulated to form a heat resistant porous layer. Form. As a method of treating with the coagulating liquid, a method of spraying the coagulating liquid on the substrate coated with the coating slurry, or a method of immersing the substrate in a bath (coagulating bath) containing the coagulating liquid. Alternatively, it may be deposited in an atmosphere of a predetermined humidity and temperature and then immersed in a coagulation bath to coagulate. Here, when installing a coagulation bath, it is preferable to install it below the coating apparatus. The coagulation liquid is not particularly limited as long as it can coagulate the heat-resistant resin, but water or a solution obtained by mixing an appropriate amount of water with the solvent used in the slurry is preferable. Here, the mixing amount of water is preferably 40 to 80% by weight with respect to the coagulation liquid. If the amount of water is less than 40% by weight, the time required for solidifying the heat-resistant resin may become long, or solidification may be insufficient. On the other hand, if the amount of water is more than 80% by weight, the cost for solvent recovery may increase, or the surface that contacts the coagulation liquid may become too solidified and the surface may not be sufficiently porous.

(4)凝固液の除去
凝固液を水洗することによって除去する。
(4) Removal of coagulating liquid The coagulating liquid is removed by washing with water.

(5)乾燥
シートから水を乾燥して除去する。乾燥方法は特に限定は無いが、乾燥温度は50〜80℃が好適であり、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。
(5) Drying Dry and remove water from the sheet. Although there is no particular limitation on the drying method, the drying temperature is preferably 50 to 80 ° C. When a high drying temperature is applied, a method of contacting with a roll to prevent dimensional change due to heat shrinkage. It is preferable to apply.

[非水系二次電池]
本発明において、非水系二次電池は、リチウムのドープ・脱ドープにより起電力を得る非水系二次電池であって、上述したセパレータを用いたことを特徴とする。本発明のセパレータが適用される非水系二次電池の種類や構成は、何ら限定されるものではないが、正極とセパレータと負極が順に積層された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た構成であれば、いずれにも適用可能である。
[Non-aqueous secondary battery]
In the present invention, the non-aqueous secondary battery is a non-aqueous secondary battery that obtains an electromotive force by doping or dedoping lithium, and is characterized by using the separator described above. The type and configuration of the non-aqueous secondary battery to which the separator of the present invention is applied are not limited in any way, but an electrolytic solution is impregnated into a battery element in which a positive electrode, a separator, and a negative electrode are sequentially laminated, and this is applied to the exterior. Any configuration can be applied as long as it has a sealed structure.

負極は、負極活物質、導電助剤およびバインダーからなる負極合剤が、集電体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が挙げられ、例えば炭素材料、シリコン、アルミニウム、スズ、ウッド合金などが挙げられる。導電助剤は、アセチレンブラック、ケッチェンブラックといった炭素材料が挙げられる。バインダーは有機高分子からなり、例えばポリフッ化ビニリデン、カルボキシメチルセルロースなどが挙げられる。集電体には銅箔、ステンレス箔、ニッケル箔などを用いることが可能である。   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. Examples of the negative electrode active material include materials capable of electrochemically doping lithium, and examples thereof include carbon materials, silicon, aluminum, tin, and wood alloys. Examples of the conductive assistant include carbon materials such as acetylene black and ketjen black. The binder is made of an organic polymer, and examples thereof include polyvinylidene fluoride and carboxymethyl cellulose. As the current collector, a copper foil, a stainless steel foil, a nickel foil, or the like can be used.

正極は、正極活物質、導電助剤および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等が挙げられ、具体的にはLiCoO、LiNiO、LiMn0.5Ni0.5、LiCo1/3Ni1/3Mn1/3、LiMn、LiFePO、LiCo0.5Ni0.5、LiAl0.25Ni0.75等が挙げられる。導電助剤はアセチレンブラック、ケッチェンブラックといった炭素材料が挙げられる。バインダーは有機高分子からなり、例えばポリフッ化ビニリデンなどが挙げられる。集電体にはアルミ箔、ステンレス箔、チタン箔などを用いることが可能である。 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. Specifically, LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMn 0.5 Ni 0.5 O 2 , LiCo 1/3 Ni 1/3 Mn 1/3 Examples include O 2 , LiMn 2 O 4 , LiFePO 4 , LiCo 0.5 Ni 0.5 O 2 , LiAl 0.25 Ni 0.75 O 2, and the like. Examples of the conductive assistant include carbon materials such as acetylene black and ketjen black. The binder is made of an organic polymer, and examples thereof include polyvinylidene fluoride. As the current collector, aluminum foil, stainless steel foil, titanium foil, or the like can be used.

電解液は、リチウム塩を非水系溶媒に溶解した構成である。リチウム塩としては、LiPF、LiBF、LiClOなどが挙げられる。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、これらは単独で用いても混合して用いてもよい。 The electrolytic solution has a structure in which a lithium salt is dissolved in a non-aqueous solvent. Examples of the lithium salt include LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 and the like. Examples of the non-aqueous solvent include propylene carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, γ-butyrolactone, vinylene carbonate, and the like. These may be used alone or in combination.

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、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらに制限されるものではない。
本実施例における各値は、以下の方法に従って求めた。
Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited thereto.
Each value in this example was determined according to the following method.

[膜厚]
ポリオレフィン微多孔膜及び非水系二次電池用セパレータの膜厚は、接触式の膜厚計(ミツトヨ社製)にて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た。
[Film thickness]
The film thickness of the polyolefin microporous membrane and the separator for a non-aqueous secondary battery was determined by measuring 20 points with a contact-type film thickness meter (manufactured by Mitutoyo Corporation) and averaging them. Here, the contact terminal used was a cylindrical one having a bottom surface of 0.5 cm in diameter.

[目付け]
非水系二次電池用セパレータの目付は、サンプルを10cm×10cmに切り出し重量を測定する。この重量を面積で割ることで1m当たりの重量である目付を求めた。
[Weighing]
The basis weight of the non-aqueous secondary battery separator is obtained by cutting a sample into 10 cm × 10 cm and measuring the weight. By dividing this weight by the area, the basis weight which is the weight per 1 m 2 was obtained.

[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(%)は以下の式より求めた。
ε={1−(Wa/da+Wb/db+Wc/dc+…+Wn/dn)/t}×100
[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 from the following equation.
ε = {1− (Wa / da + Wb / db + Wc / dc +... + Wn / dn) / t} × 100

[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.

[熱収縮率]
サンプルとなるセパレータを18cm(MD方向)×6cm(TD方向)に切り出した
。TD方向を2等分する線上に上部から2cm、17cmの箇所(点A、点B)に印を付けた。また、MD方向を2等分する線上に左から1cm、5cmの箇所(点C、点D)に印を付けた。これにクリップをつけ(クリップをつける場所はMD方向の上部2cm以内の箇所)180℃に調整したオーブンの中につるし、無張力下で30分間熱処理を行った。2点AB間、CD間の長さを熱処理前後で測定し、以下の式から熱収縮率を求めた。
MD方向熱収縮率={(熱処理前のABの長さ−熱処理後のABの長さ)/熱処理前のABの長さ}×100
TD方向熱収縮率={(熱処理前のCDの長さ−熱処理後のCDの長さ)/熱処理前のCDの長さ}×100
[Heat shrinkage]
A separator serving as a sample was cut into 18 cm (MD direction) × 6 cm (TD direction). On the line that bisects the TD direction, points (point A, point B) of 2 cm and 17 cm from the top were marked. In addition, points (points C and D) 1 cm and 5 cm from the left were marked on a line that bisects the MD direction. A clip was attached to this (the place where the clip is attached is within 2 cm in the upper part in the MD direction), and it was hung in an oven adjusted to 180 ° C. and heat-treated for 30 minutes under no tension. The length between the two points AB and the CD was measured before and after the heat treatment, and the thermal shrinkage rate was obtained from the following equation.
MD direction thermal shrinkage = {(AB length before heat treatment−AB length after heat treatment) / AB length before heat treatment} × 100
TD direction thermal contraction rate = {(length of CD before heat treatment−length of CD after heat treatment) / length of CD before heat treatment} × 100

[実施例1]
(1)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。
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。
[Example 1]
(1) Manufacture of a polyethylene porous membrane 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) by a Ticona company 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).
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 .

(2)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) Production of polymetaphenylene isophthalamide When 160.5 g of isophthalic acid chloride was dissolved in 1120 ml of tetrahydrofuran and a solution of 85.2 g of metaphenylenediamine dissolved in 1120 ml of tetrahydrofuran was gradually added while stirring, A cloudy milky 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.

(3)セパレータの製造
上記のポリメタフェニレンイソフタルアミドと平均粒子径0.8μmの水酸化マグネシウム(協和化学社製;キスマ5)からなる無機フィラーとが、重量比で90:10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2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80:20となっている混合溶媒に混合し、塗工用スラリーを得た。
ポリエチレン微多孔膜上にクリアランスが0.3mmであるドクターナイフで上記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=50:40:10で20℃となっている凝固液中に浸漬した。次いで水洗・乾燥を行った。これにより、ポリエチレン微多孔膜の片面にポリメタフェニレンイソフタルアミドおよび水酸化マグネシウムからなる耐熱性多孔質層が形成された、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特性を表1および表2に示した。なお、以下の実施例2〜4および比較例1,2の特性についてもまとめて表1および表2に示した。
(3) Manufacture of separator The above-mentioned polymetaphenylene isophthalamide and an inorganic filler composed of magnesium hydroxide having an average particle size of 0.8 μm (manufactured by Kyowa Chemical Co., Ltd .; Kisuma 5) are adjusted so that the weight ratio is 90:10. These were mixed in a mixed solvent of dimethylacetamide (DMAc) and tripropylene glycol (TPG) in a weight ratio of 80:20 so that the polymetaphenylene isophthalamide concentration was 2% by weight. A slurry was obtained.
The slurry was applied on a polyethylene microporous membrane with a doctor knife having a clearance of 0.3 mm. And what was coated was immersed in the coagulating liquid which is 20 degreeC by water: DMAc: TPG = 50: 40: 10 by weight ratio. Next, washing and drying were performed. As a result, a separator for a non-aqueous secondary battery of the present invention in which a heat-resistant porous layer made of polymetaphenylene isophthalamide and magnesium hydroxide was formed on one surface of a polyethylene microporous membrane was obtained. The characteristics of the obtained separator are shown in Tables 1 and 2. The characteristics of the following Examples 2 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 are also shown in Table 1 and Table 2 together.

[実施例2]
(1)ポリパラフェエニレンテレフラルアミド溶液の製造
5Lのセパラブルフラスコに窒素気流下、NMP1000g中に塩化カルシウム68.7gを加え100℃で溶解させ、室温まで冷却した後にパラフェニレンジアミン31.01gを加えて溶解させた。ここにテレフタル酸ジクロライド56.80gを液温が20℃以上に上がらないように少しずつ添加し撹拌した。この溶液を脱泡し、ポリパラフェニレンテレフタルアミド(PPTA)6重量%のNMP溶液を得た。
[Example 2]
(1) Production of polyparaphenylene terephthalamide solution In a 5 L separable flask, 68.7 g of calcium chloride was added to 1000 g of NMP in a nitrogen stream, dissolved at 100 ° C., cooled to room temperature, and then paraphenylenediamine 31. 01 g was added and dissolved. To this, 56.80 g of terephthalic acid dichloride was added little by little and stirred so that the liquid temperature did not rise above 20 ° C. This solution was degassed to obtain a 6% by weight NMP solution of polyparaphenylene terephthalamide (PPTA).

(2)セパレータの製造
上記のPPTA溶液にさらにNMPを加えて、1.5重量%のPPTA溶液に調整した。この溶液100重量部に対して、平均粒径0.2μmのα−アルミナ(大明化学社製、TM−5D)を1.05重量部添加し、撹拌して分散させた。クリアランスが0.3mmであるドクターナイフで実施例1で得られたポリエチレン微多孔膜の片面上に塗布した。これを30℃、湿度60%の雰囲気下で10分間静置後、25℃の流水で6時間洗浄した。真空下、40℃で12時間乾燥させた。これにより、ポリエチレン微多孔膜の片面にポリパラフェニレンイソフタルアミドおよびα−アルミナからなる耐熱性多孔質層が形成された、本発明の非水系二次電池用セパレータを得た。
(2) Manufacture of separator NMP was further added to said PPTA solution, and it adjusted to the 1.5 weight% PPTA solution. To 100 parts by weight of this solution, 1.05 parts by weight of α-alumina (manufactured by Daimei Chemical Co., Ltd., TM-5D) having an average particle diameter of 0.2 μm was added and dispersed by stirring. It apply | coated on the single side | surface of the polyethylene microporous film obtained in Example 1 with the doctor knife whose clearance is 0.3 mm. This was allowed to stand for 10 minutes in an atmosphere of 30 ° C. and 60% humidity, and then washed with running water at 25 ° C. for 6 hours. It was dried at 40 ° C. for 12 hours under vacuum. As a result, a separator for a non-aqueous secondary battery according to the present invention in which a heat-resistant porous layer made of polyparaphenylene isophthalamide and α-alumina was formed on one surface of a polyethylene microporous membrane was obtained.

[実施例3]
実施例1で得られたポリメタフェニレンイソフタルアミドと平均粒径0.3μmの硫酸バリウム(堺化学社製、B−30)からなる無機フィラーとが、重量比で90:10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2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60:40となっている混合溶媒に混合し、塗工用スラリーを得た。
クリアランスが0.3mmであるドクターナイフで実施例1で得られたポリエチレン微多孔膜の片面上に塗布した。そして、塗工されたものを、重量比で水:DMAc:TPG=50:30:20で40℃となっている凝固液中に浸漬した。次いで水洗・乾燥を行った。これにより、ポリエチレン微多孔膜の片面にポリメタフェニレンイソフタルアミドおよび硫酸バリウムからなる耐熱性多孔質層が形成された、本発明の非水系二次電池用セパレータを得た。
[Example 3]
The polymetaphenylene isophthalamide obtained in Example 1 and an inorganic filler composed of barium sulfate having an average particle size of 0.3 μm (manufactured by Sakai Chemical Co., Ltd., B-30) were adjusted so as to have a weight ratio of 90:10. These were mixed in a mixed solvent of dimethylacetamide (DMAc) and tripropylene glycol (TPG) in a weight ratio of 60:40 so that the polymetaphenylene isophthalamide concentration was 2% by weight. A slurry was obtained.
It apply | coated on the single side | surface of the polyethylene microporous film obtained in Example 1 with the doctor knife whose clearance is 0.3 mm. And what was coated was immersed in the coagulating liquid which is 40 degreeC by water: DMAc: TPG = 50: 30: 20 by weight ratio. Next, washing and drying were performed. As a result, a separator for a non-aqueous secondary battery according to the present invention in which a heat-resistant porous layer made of polymetaphenylene isophthalamide and barium sulfate was formed on one surface of a polyethylene microporous membrane was obtained.

[実施例4]
ポリメタフェニレンイソフタルアミドと平均粒径1μmの炭酸カルシウム(林化成社製、エスカロン#2300)の重量比が95:5であること以外は、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。
[Example 4]
The non-aqueous system of the present invention was the same as Example 1 except that the weight ratio of polymetaphenylene isophthalamide and calcium carbonate having an average particle size of 1 μm (Escalon # 2300, Hayashi Kasei Co., Ltd.) was 95: 5. A separator for a secondary battery was obtained.

[比較例1]
α−アルミナが0.26重量部であること、および、PPTA溶液を塗布した後に25℃、湿度70%の雰囲気下で10分間静置したこと以外は、実施例2と同様にして、非水系二次電池用セパレータを得た。
[Comparative Example 1]
Non-aqueous system in the same manner as in Example 2 except that α-alumina was 0.26 parts by weight and that the sample was allowed to stand for 10 minutes in an atmosphere of 25 ° C. and 70% humidity after the PPTA solution was applied. A separator for a secondary battery was obtained.

[比較例2]
α−アルミナが1.28重量部であること、および、PPTA溶液を塗布した後に35℃、湿度70%の雰囲気下で10分間静置したこと以外は、実施例2と同様にして、非水系二次電池用セパレータを得た。
[Comparative Example 2]
Non-aqueous system in the same manner as in Example 2 except that the α-alumina was 1.28 parts by weight and that it was allowed to stand at 35 ° C. and a humidity of 70% for 10 minutes after the PPTA solution was applied. A separator for a secondary battery was obtained.

Figure 2011210435
Figure 2011210435

Figure 2011210435
Figure 2011210435

Claims (3)

ポリオレフィン多孔質基材と、耐熱性樹脂および無機フィラーを含んで形成され、前記多孔質基材の片面または両面に積層された耐熱性多孔質層と、備えた非水系二次電池用セパレータであって、
前記耐熱性多孔質層の空孔率が5%以上30%未満であることを特徴とする非水系二次電池用セパレータ。
A separator for a non-aqueous secondary battery comprising a polyolefin porous substrate, a heat-resistant porous layer formed by including a heat-resistant resin and an inorganic filler, and laminated on one or both surfaces of the porous substrate. And
A nonaqueous secondary battery separator, wherein the heat-resistant porous layer has a porosity of 5% or more and less than 30%.
前記耐熱性樹脂がメタ型全芳香族ポリアミドまたはパラ型全芳香族ポリアミドであることを特徴とする請求項1に記載の非水系二次電池用セパレータ。   The separator for a non-aqueous secondary battery according to claim 1, wherein the heat resistant resin is a meta-type wholly aromatic polyamide or para-type wholly aromatic polyamide. 前記無機フィラーが、金属酸化物、金属炭酸塩、金属硫酸塩、金属リン酸塩、金属水酸化物から選ばれる少なくとも1つ以上であることを特徴とする請求項1または2に記載の非水系二次電池用セパレータ。   The non-aqueous system according to claim 1 or 2, wherein the inorganic filler is at least one selected from metal oxide, metal carbonate, metal sulfate, metal phosphate, and metal hydroxide. Secondary battery separator.
JP2010075112A 2010-03-29 2010-03-29 Separator for nonaqueous secondary battery Pending JP2011210435A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010075112A JP2011210435A (en) 2010-03-29 2010-03-29 Separator for nonaqueous secondary battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010075112A JP2011210435A (en) 2010-03-29 2010-03-29 Separator for nonaqueous secondary battery

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2011210435A true JP2011210435A (en) 2011-10-20

Family

ID=44941286

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010075112A Pending JP2011210435A (en) 2010-03-29 2010-03-29 Separator for nonaqueous secondary battery

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2011210435A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014120291A (en) * 2012-12-14 2014-06-30 Toyota Motor Corp Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2016072231A (en) * 2014-09-29 2016-05-09 Tdk株式会社 Separator, and lithium ion secondary battery arranged by use thereof
JP6019205B1 (en) * 2015-11-30 2016-11-02 住友化学株式会社 Laminated separator for non-aqueous electrolyte secondary battery
JP2017103210A (en) * 2016-09-02 2017-06-08 住友化学株式会社 Laminate separator for nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2020147861A (en) * 2019-03-12 2020-09-17 帝人株式会社 Para-type fully aromatic polyamide fiber, and method for producing the same
WO2021172195A1 (en) * 2020-02-28 2021-09-02 帝人株式会社 Separator for non-aqueous secondary battery, and non-aqueous secondary battery

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014120291A (en) * 2012-12-14 2014-06-30 Toyota Motor Corp Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2016072231A (en) * 2014-09-29 2016-05-09 Tdk株式会社 Separator, and lithium ion secondary battery arranged by use thereof
JP6019205B1 (en) * 2015-11-30 2016-11-02 住友化学株式会社 Laminated separator for non-aqueous electrolyte secondary battery
CN106972140A (en) * 2015-11-30 2017-07-21 住友化学株式会社 Nonaqueous electrolytic solution secondary battery lamination spacer
US9741990B2 (en) 2015-11-30 2017-08-22 Sumitomo Chemical Company, Limited Nonaqueous electrolyte secondary battery laminated separator
CN106972140B (en) * 2015-11-30 2018-11-06 住友化学株式会社 Nonaqueous electrolytic solution secondary battery lamination spacer
JP2017103210A (en) * 2016-09-02 2017-06-08 住友化学株式会社 Laminate separator for nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2020147861A (en) * 2019-03-12 2020-09-17 帝人株式会社 Para-type fully aromatic polyamide fiber, and method for producing the same
WO2021172195A1 (en) * 2020-02-28 2021-09-02 帝人株式会社 Separator for non-aqueous secondary battery, and non-aqueous secondary battery

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI422092B (en) Non-aqueous battery separator, nonaqueous battery separator manufacturing method, and non-aqueous battery
TWI437749B (en) Non-aqueous battery separator, manufacturing method thereof, and nonaqueous battery
KR102271546B1 (en) Laminated porous film and non-aqueous electrolyte secondary cell
JP5214999B2 (en) Nonaqueous electrolyte battery separator, manufacturing method thereof, and nonaqueous electrolyte secondary battery using the same
JP5356878B2 (en) Non-aqueous secondary battery separator
JP2009231281A (en) Nonaqueous electrolyte battery separator and nonaqueous electrolyte secondary battery
JPWO2014147888A1 (en) Non-aqueous secondary battery separator and non-aqueous secondary battery
JP2010278018A (en) Adsorbent for nonaqueous secondary battery, porous membrane for nonaqueous secondary battery, separator for nonaqueous secondary battery, and nonaqueous secondary battery
JP2011216257A (en) Separator for nonaqueous secondary battery
JP2013020769A (en) Separator for nonaqueous electrolyte battery and nonaqueous electrolyte battery
JP2010092718A (en) Separator for nonaqueous secondary battery, and nonaqueous secondary battery
JP2010108753A (en) Separator for nonaqueous secondary battery and manufacturing method therefor, and the nonaqueous secondary battery
JP2010176936A (en) Separator for nonaqueous secondary battery, and nonaqueous secondary battery
KR101965916B1 (en) Separator
JP2011210436A (en) Polyolefin microporous film, separator for nonaqueous secondary battery, and nonaqueous secondary battery
JP2011210435A (en) Separator for nonaqueous secondary battery
JP2011216318A (en) Separator for nonaqueous secondary battery
JP2010056037A (en) Electrode sheet for non-aqueous electrolyte battery,method of manufacturing the same, and non-aqueous electrolyte secondary battery using the sheet
JP2009205959A (en) Manufacturing method of nonaqueous electrolyte battery separator
JP5215000B2 (en) Nonaqueous electrolyte battery separator, manufacturing method thereof, and nonaqueous electrolyte secondary battery using the same
JP2011028947A (en) Separator for nonaqueous secondary battery, and nonaqueous secondary battery
JP5583998B2 (en) Polyolefin microporous membrane, non-aqueous secondary battery separator and non-aqueous secondary battery
WO2020189795A1 (en) Separator for non-aqueous secondary battery and non-aqueous secondary battery
JP2011108515A (en) Separator for nonaqueous secondary battery, and nonaqueous secondary battery employing the same
JP5400508B2 (en) Non-aqueous secondary battery separator