JP2012072285A - Porous film, electrical insulation maintenance film, separator for non-aqueous electrolyte battery and electrochemical element - Google Patents

Porous film, electrical insulation maintenance film, separator for non-aqueous electrolyte battery and electrochemical element Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a porous film having such excellent abrasion resistance as not to deteriorate battery characteristics and battery safety even when used as a battery separator, and to also provide an electrical insulation maintenance film, a separator for a non-aqueous electrolyte battery and an electrochemical element.SOLUTION: The porous film comprises a porous base film containing at least a polyolefin and a coat formed on at least one surface of the base film. A surface hardness of the coat attached surface of the porous film by an indentation hardness test is ≥50 MPa. The electrical insulation maintenance film is made of the porous film. The separator for a non-aqueous electrolyte battery is made of the electrical insulation maintenance film. The electrochemical element comprises one pair of electrodes and the electrical insulation maintenance film disposed between the one pair of electrodes.

Description

本発明は、ポリオレフィンを含む多孔質フィルムと、前記多孔質フィルムからなる電気絶縁維持膜と、前記電気絶縁維持膜からなる非水電解質電池用セパレータと、前記電気絶縁維持膜を備えた電気化学素子とに関する。   The present invention provides a porous film containing polyolefin, an electrical insulation sustaining film comprising the porous film, a separator for a nonaqueous electrolyte battery comprising the electrical insulation sustaining film, and an electrochemical element comprising the electrical insulation sustaining film And about.

リチウムイオン電池などの非水電解質電池は、エネルギー密度が高く自己放電も少ないため、電子機器の高性能化、小型化などを背景として利用範囲を大きく広げてきている。このような非水電解質電池の構成としては、帯状の正極、負極、及びセパレータを積層し巻回することにより得られる、広い有効電極面積を確保した渦巻状巻回体が用いられている。   Since non-aqueous electrolyte batteries such as lithium ion batteries have high energy density and low self-discharge, the range of use has been greatly expanded against the background of high performance and miniaturization of electronic devices. As a configuration of such a non-aqueous electrolyte battery, a spiral wound body having a wide effective electrode area obtained by stacking and winding a strip-like positive electrode, a negative electrode, and a separator is used.

セパレータは、基本的には両極の短絡を防止するとともに、その多孔質構造によりイオンを透過させて電池反応を可能とするものである。さらに、このような機能に加えて、いわゆるシャットダウン機能(SD機能)を有するセパレータが、安全性向上の観点から採用されている。SD機能とは、誤接続などにより異常電流が発生した場合に、電池内部温度の上昇に伴いセパレータを構成している樹脂が熱変形して、多孔質構造を形成している孔を塞ぎ電池反応を停止させる機能のことである。このようなSD機能を有するセパレータとしては、例えば、ポリオレフィン製多孔質フィルム、より具体的にはポリエチレン製多孔質フィルムや、ポリエチレンとポリプロピレンとの多層構造を有する多孔質フィルムなどが知られている。   The separator basically prevents a short circuit between both electrodes and allows a battery reaction by allowing ions to permeate due to its porous structure. Furthermore, in addition to such a function, a separator having a so-called shutdown function (SD function) is employed from the viewpoint of improving safety. The SD function means that when an abnormal current occurs due to an incorrect connection, etc., the resin constituting the separator is thermally deformed as the battery internal temperature rises, closing the holes forming the porous structure, and the battery reaction It is a function to stop. As such a separator having an SD function, for example, a polyolefin porous film, more specifically, a polyethylene porous film, a porous film having a multilayer structure of polyethylene and polypropylene, and the like are known.

非水電解質電池のセパレータとして用いられるこれらの多孔質フィルムとしては、電極間の絶縁を保持することと、電解液の保液性とを考慮して、サブミクロンの微小孔を有する多孔質フィルムが好適に使用される。   These porous films used as separators for non-aqueous electrolyte batteries include porous films having submicron micropores in consideration of maintaining insulation between electrodes and liquid retention of the electrolytic solution. Preferably used.

非水電解質電池の構成としては、シート状の電極とセパレータとを交互に積み重ねる手法もある。しかし、一般には、製造効率の観点から、前述の通り、帯状の正極、負極及びセパレータを積層し捲回することにより得られる、広い有効電極面積を確保した渦巻状捲回体が主に用いられている。生産効率の向上は日進月歩で進んでおり、装置の稼動速度が飛躍的に上がっている状況下、渦巻状捲回体作製時におけるセパレータと電池製造装置(特にロール)との摩擦のコントロールは、電池の安全性にも影響を及ぼす重要な点となっている。   As a configuration of the nonaqueous electrolyte battery, there is a method of alternately stacking sheet-like electrodes and separators. However, in general, from the viewpoint of production efficiency, as described above, a spirally wound body having a large effective electrode area obtained by laminating and winding a belt-like positive electrode, a negative electrode, and a separator is mainly used. ing. Improvement of production efficiency is progressing steadily, and under the situation where the operating speed of the device is dramatically increasing, the friction control between the separator and the battery manufacturing device (especially roll) during the production of the spiral wound body is controlled by the battery. It has become an important point that also affects the safety.

上記のような、製造時に生じる問題について、本発明者らが検討を行ったところ、製造時の表面の摩擦により、ポリオレフィン製多孔質フィルムの微小孔が閉塞するという問題が起こることが確認された。孔の閉塞は、その部分の電池としての機能が失われる、もしくは著しく低下することにつながるため、電池特性の観点、及び均質反応に根ざした安全性の観点から好ましくない。このような理由から、電池製造装置だけでなく、多孔質フィルムの方でも対策が必要であった。   As described above, the present inventors have examined the problems that occur during production, and it has been confirmed that there is a problem that micropores of the polyolefin porous film are blocked due to surface friction during production. . The blockage of the holes is not preferable from the viewpoint of battery characteristics and safety rooted in a homogeneous reaction because the function of the battery in that portion is lost or significantly deteriorated. For this reason, it is necessary to take measures not only for the battery manufacturing apparatus but also for the porous film.

さらに、非水電解質電池内部では、正極と負極に挟まれる形で多孔質フィルムが使用される。充放電により、正極及び負極は膨張及び収縮を繰り返す。それゆえ、電池内部において、多孔質フィルムは電極から圧力と摩擦を受けている状態にある。したがって、電池内部での上記負荷により、多孔質フィルムの孔閉塞ないし孔縮小が起こることもあった。   Furthermore, a porous film is used inside the nonaqueous electrolyte battery so as to be sandwiched between the positive electrode and the negative electrode. By the charge and discharge, the positive electrode and the negative electrode repeatedly expand and contract. Therefore, the porous film is in a state where it receives pressure and friction from the electrode inside the battery. Therefore, the above-mentioned load inside the battery sometimes causes pore closure or pore reduction of the porous film.

そこで、非水電解質電池用セパレータとして用いられる多孔質フィルムには、以上のような問題に対する改善解決策が望まれていた。   Therefore, an improvement solution for the above problems has been desired for the porous film used as the separator for nonaqueous electrolyte batteries.

例えば、特許文献1には、酸化珪素及び酸化アルミニウムの少なくとも一方からなる無機薄膜が、多孔質フィルムの表面に当該多孔質フィルムの空孔を塞ぐことなく形成されている電池用セパレータが開示されている。このような構成によれば、電極粉などの導電性微粒子が貫通しにくい、高い機械的強度を備えた電池用セパレータを得ることができる。   For example, Patent Document 1 discloses a battery separator in which an inorganic thin film made of at least one of silicon oxide and aluminum oxide is formed on the surface of a porous film without blocking pores of the porous film. Yes. According to such a configuration, it is possible to obtain a battery separator having high mechanical strength that is difficult for conductive fine particles such as electrode powder to penetrate.

また、特許文献2には、ポリオレフィン系樹脂にポリシロキサンの分子鎖が化学結合した変性ポリオレフィン系樹脂を用いた多孔質フィルムが開示されている。このような材料を用いて形成された多孔質フィルムは、良好な滑り性を実現できるため、電池用セパレータとして好適に使用できる。   Patent Document 2 discloses a porous film using a modified polyolefin resin in which a polysiloxane molecular chain is chemically bonded to a polyolefin resin. Since a porous film formed using such a material can realize good slipperiness, it can be suitably used as a battery separator.

特許3797729号公報Japanese Patent No. 3797729 特開2000−7819号公報JP 2000-7819 A

しかし、特許文献1に開示されている多孔質フィルムでは、無機薄膜が塗工液を用いる塗工手法によって形成されているため、無機薄膜が孔の一部に偏在して、孔を閉塞したり不均一になったりするおそれがある。   However, in the porous film disclosed in Patent Document 1, since the inorganic thin film is formed by a coating technique using a coating liquid, the inorganic thin film is unevenly distributed in a part of the hole, and the hole is blocked. There is a risk of non-uniformity.

また、特許文献2に開示されている技術によれば、多孔性フィルムの滑り性を改善できるので、摩擦による多孔質フィルムへのダメージをある程度抑制することは可能である。しかしながら、フィルムの表層に選択的に耐久性を持たせる手法ではないため、また、耐摩擦性の改善を目的とした手法ではないため、製造時の摩擦や電池内部に組み込まれた際の摩擦及び圧力によって生じる孔閉塞や孔縮小を抑制することはできなかった。したがって、さらなる改善が切望されていた。   Further, according to the technique disclosed in Patent Document 2, since the slipperiness of the porous film can be improved, damage to the porous film due to friction can be suppressed to some extent. However, since it is not a method for selectively imparting durability to the surface layer of the film, and because it is not a method for the purpose of improving the friction resistance, the friction at the time of manufacturing or the incorporation into the battery and the It was not possible to suppress pore blockage or pore shrinkage caused by pressure. Therefore, further improvement was eagerly desired.

そこで、本発明は、電池用セパレータとして用いられた場合でも電池特性や電池の安全性を低下させることのない、耐摩擦性に優れた多孔質フィルムを提供することを目的とする。さらに、本発明は、そのような多孔質フィルムを用いた電気絶縁維持膜と、当該電気絶縁維持膜を用いた非水電解質電池用セパレータ及び電気化学素子とを提供することも目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a porous film excellent in friction resistance, which does not deteriorate battery characteristics or battery safety even when used as a battery separator. Furthermore, another object of the present invention is to provide an electrical insulation sustaining film using such a porous film, a nonaqueous electrolyte battery separator and an electrochemical element using the electrical insulation sustaining film.

本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、下記に記載の解決手段を用いて本発明に到達したものである。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have reached the present invention using the following means.

本発明の多孔質フィルムは、少なくともポリオレフィンを含有する、多孔質の基材フィルムと、前記基材フィルムの少なくとも一方の面に形成された被膜と、を含み、前記被膜が設けられている面について、押し込み硬さ試験による表面硬さが50MPa以上である。   The porous film of the present invention includes a porous substrate film containing at least polyolefin, and a coating formed on at least one surface of the substrate film, and the surface on which the coating is provided The surface hardness according to the indentation hardness test is 50 MPa or more.

さらに、本発明は、上記本発明の多孔質フィルムからなる電気絶縁維持膜を提供する。   Furthermore, the present invention provides an electrical insulation sustaining film comprising the porous film of the present invention.

さらに、本発明は、上記本発明の電気絶縁維持膜からなる非水電解質電池用セパレータを提供する。   Furthermore, the present invention provides a separator for a non-aqueous electrolyte battery comprising the electrical insulation sustaining film of the present invention.

さらに、本発明は、一対の電極と、前記一対の電極間に配置された上記本発明の電気絶縁維持膜とを備えた電気化学素子を提供する。   Furthermore, the present invention provides an electrochemical device comprising a pair of electrodes and the electrical insulation sustaining film of the present invention disposed between the pair of electrodes.

本発明の多孔質フィルムは、少なくとも一方の面の表面硬さが50MPa以上であるので、優れた耐摩擦性を実現できる。これにより、本発明の多孔質フィルムは、例えば非水電解質電池のセパレータとして用いられる場合であっても、製造時に電池製造装置との摩擦によって微小孔の閉塞や縮小が起こることを抑制できる。さらに、電池内に組み込まれた状態でも、微小孔の閉塞や縮小が起こりにくい。このように、本発明によれば、電池用セパレータとして用いられた際に電池特性や電池の安全性を低下させることのない、耐摩耗性に優れた多孔質フィルムを提供できる。さらに、このような多孔質フィルムを電気絶縁維持膜として備えた電気化学素子、例えばこのような多孔質フィルムをセパレータとして備えた非水電解質電池は、優れた電池特性と安全性とを実現できる。   Since the porous film of the present invention has a surface hardness of at least 50 MPa on at least one surface, it can realize excellent friction resistance. Thereby, even if it is a case where the porous film of this invention is a case where it is used, for example as a separator of a nonaqueous electrolyte battery, it can suppress that the obstruction | occlusion and shrinkage | contraction of a micropore occur by friction with a battery manufacturing apparatus at the time of manufacture. Further, even when incorporated in the battery, the micropores are not easily blocked or reduced. Thus, according to the present invention, it is possible to provide a porous film excellent in wear resistance without deteriorating battery characteristics and battery safety when used as a battery separator. Furthermore, an electrochemical element provided with such a porous film as an electrical insulation sustaining film, for example, a nonaqueous electrolyte battery provided with such a porous film as a separator, can realize excellent battery characteristics and safety.

本発明の電池の一例である非水電解質電池の構成例を示す一部断面図である。It is a partial cross section figure which shows the structural example of the nonaqueous electrolyte battery which is an example of the battery of this invention.

本発明の多孔質フィルムは、基材フィルムの少なくとも一方の面に被膜が設けられることによって形成されている。基材フィルムは、少なくともポリオレフィンを含有し、多孔質である。また、基材フィルムは、平均孔径1μm以下の微小孔を有していることが好ましい。本発明の多孔質フィルムの被膜が設けられている面では、押し込み硬さ試験による表面硬さが50MPa以上である。   The porous film of the present invention is formed by providing a coating on at least one surface of the base film. The base film contains at least polyolefin and is porous. Moreover, it is preferable that the base film has micropores having an average pore diameter of 1 μm or less. On the surface provided with the coating film of the porous film of the present invention, the surface hardness according to the indentation hardness test is 50 MPa or more.

以下、本発明の多孔質フィルムの実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の記載は本発明を限定するものではない。   Hereinafter, embodiments of the porous film of the present invention will be described with reference to the drawings. The following description does not limit the present invention.

<基材フィルム>
まず、基材フィルムについて説明する。
<Base film>
First, the base film will be described.

本実施の形態において用いられる多孔質の基材フィルムは、少なくともポリオレフィンを含有する材料を用い、成形、延伸、抽出、洗浄などの工程を経ることによって作製できる。   The porous substrate film used in the present embodiment can be produced by using a material containing at least polyolefin and undergoing processes such as molding, stretching, extraction, and washing.

前記基材フィルムは、ポリオレフィンとして、重量平均分子量50万以上の超高分子量ポリエチレンなどの超高分子量ポリオレフィン樹脂を含むことが好ましい。超高分子量ポリオレフィン樹脂を含む基材フィルムを用いることによって、高い機械的強度を実現できる。基材フィルムに含まれる全樹脂成分のうち、超高分子量ポリオレフィン樹脂の含有量は、10〜100重量%が好ましく、20〜100重量%がより好ましい。   The base film preferably contains an ultrahigh molecular weight polyolefin resin such as ultrahigh molecular weight polyethylene having a weight average molecular weight of 500,000 or more as a polyolefin. By using a base film containing an ultrahigh molecular weight polyolefin resin, high mechanical strength can be realized. Among all the resin components contained in the base film, the content of the ultrahigh molecular weight polyolefin resin is preferably 10 to 100% by weight, and more preferably 20 to 100% by weight.

基材フィルムは、樹脂成分として、以下に説明する第1樹脂成分及び/又は第2樹脂成分をさらに含んでいてもよい。   The base film may further contain a first resin component and / or a second resin component described below as a resin component.

本実施の形態における第1樹脂成分とは、炭素間二重結合を有する重合体のことである。ここでいう炭素間二重結合を有する重合体とは、ポリマー主鎖及び/又は側鎖に炭素間二重結合を有するものであり、その炭素間二重結合の一部が水素やハロゲンなどの付加によって消失されていてもよく、また炭素間二重結合の一部の水素原子が他の置換基に置き換わった誘導体であってもよい。当該重合体としては、炭素間二重結合のα位に水素原子が結合しているものが好ましく、具体的には、例えば、ポリノルボルネン、ポリブタジエン、ポリイソプレン、天然ゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、EPDM(エチレンプロピレンジエンターポリマー)、ポリクロロプレンなどがあげられる。上記の通り、これらの炭素間二重結合の一部が改質されていてもよく、2種類以上の混合物でもよい。原料供給の観点、及び分散性の観点から、中でもポリノルボルネン、ポリブタジエン、EPDMがより好ましく用いられる。   The first resin component in the present embodiment is a polymer having a carbon-carbon double bond. The polymer having a carbon-carbon double bond here is one having a carbon-carbon double bond in the polymer main chain and / or side chain, and a part of the carbon-carbon double bond is hydrogen, halogen or the like. It may be eliminated by addition, or may be a derivative in which some hydrogen atoms of the carbon-carbon double bond are replaced with other substituents. The polymer preferably has a hydrogen atom bonded to the α-position of the carbon-carbon double bond. Specifically, for example, polynorbornene, polybutadiene, polyisoprene, natural rubber, acrylonitrile butadiene rubber, styrene butadiene Examples thereof include rubber, EPDM (ethylene propylene diene terpolymer), polychloroprene and the like. As described above, a part of these carbon-carbon double bonds may be modified, or a mixture of two or more types may be used. Of these, polynorbornene, polybutadiene, and EPDM are more preferably used from the viewpoint of supplying raw materials and dispersibility.

さらに詳細には、ポリブタジエンにおいては、屈曲性構造をとりやすく、炭素間二重結合の反応が進行しやすいシス型1,4−ポリブタジエン骨格を多く有するポリブタジエンが好ましい。良好な架橋反応をすすめる上では、前記シス型1,4−ポリブタジエン骨格の割合が30%以上のポリブタジエンが、好ましく用いられる。EPDMでは、共重合性に優れたエチリデンノルボルネンを原料に用いた種類が好ましく、中でも残存二重結合量の多い方が好適である。   More specifically, the polybutadiene is preferably a polybutadiene having a large number of cis-type 1,4-polybutadiene skeletons which can easily have a flexible structure and can easily undergo a reaction between carbon-carbon double bonds. In order to promote a good crosslinking reaction, polybutadiene having a cis-type 1,4-polybutadiene skeleton ratio of 30% or more is preferably used. In EPDM, a type using ethylidene norbornene having excellent copolymerizability as a raw material is preferred, and among them, the one having a larger amount of residual double bonds is preferred.

基材フィルムが前記第1樹脂成分を含む場合、その含有量は、基材フィルムに含まれる全樹脂成分に対して50重量%以下が好ましく、40重量%以下がより好ましく、35重量%以下が特に好ましい。第1樹脂成分の含有量の上限値を50重量%とすることにより、電池用セパレータとして用いる場合に必要とされる多孔質フィルムの特性(例えばSD機能や機械的強度など)を維持することができる。   When the base film contains the first resin component, the content thereof is preferably 50% by weight or less, more preferably 40% by weight or less, and more preferably 35% by weight or less based on the total resin components contained in the base film. Particularly preferred. By setting the upper limit of the content of the first resin component to 50% by weight, it is possible to maintain the characteristics (for example, SD function and mechanical strength) of the porous film required when used as a battery separator. it can.

本実施の形態において、第2樹脂成分としては、重量平均分子量50万未満のポリオレフィン類、熱可塑性エラストマー及びグラフトコポリマーからなる群より選ばれる1種以上の樹脂が用いられる。   In the present embodiment, as the second resin component, one or more resins selected from the group consisting of polyolefins having a weight average molecular weight of less than 500,000, thermoplastic elastomers, and graft copolymers are used.

重量平均分子量50万未満のポリオレフィン類としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂、エチレン−アクリルモノマー共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体などの変性ポリオレフィン樹脂があげられる。   Examples of polyolefins having a weight average molecular weight of less than 500,000 include polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene, and modified polyolefin resins such as ethylene-acrylic monomer copolymers and ethylene-vinyl acetate copolymers.

熱可塑性エラストマーとしては、ポリスチレン系、ポリオレフィン系、ポリジエン系、塩化ビニル系、ポリエステル系などの熱可塑性エラストマーがあげられる。   Examples of the thermoplastic elastomer include thermoplastic elastomers such as polystyrene, polyolefin, polydiene, vinyl chloride, and polyester.

グラフトコポリマーとしては、ポリオレフィン鎖を有するものであれば、特には限定されない。例えば、主鎖にポリオレフィン、側鎖に非相溶性基を有するグラフトコポリマーがあげられる。なお、ここで、非相溶性基とは、ポリオレフィンに対して非相溶性の基を意味し、例えば、ビニル系ポリマーに由来する基などがあげられる。グラフト成分としては、ポリアクリル類、ポリメタクリル類、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリオキシアルキレン類が好ましい。   The graft copolymer is not particularly limited as long as it has a polyolefin chain. For example, a graft copolymer having a polyolefin in the main chain and an incompatible group in the side chain can be mentioned. Here, the incompatible group means a group incompatible with polyolefin, and examples thereof include a group derived from a vinyl polymer. As the graft component, polyacryls, polymethacrylics, polystyrene, polyacrylonitrile, and polyoxyalkylenes are preferable.

これらの樹脂は、単独で用いてもよいし、2種類以上を併用してもよい。   These resins may be used alone or in combination of two or more.

本実施の形態の多孔質フィルムを電池用セパレータとして用いる場合には、第2樹脂成分の例として上記に列挙した中でも、重量平均分子量50万未満のポリオレフィン樹脂、特に低融点性のあるポリエチレンや、結晶性を有するポリオレフィン系エラストマー、溶融温度の低いポリメタクリル類を側鎖に有するグラフトコポリマーなどが、低いシャットダウン温度をもたらす点で好ましい。   When the porous film of the present embodiment is used as a battery separator, among the above listed examples of the second resin component, a polyolefin resin having a weight average molecular weight of less than 500,000, particularly polyethylene having a low melting point, A polyolefin-based elastomer having crystallinity, a graft copolymer having a polymethacrylate having a low melting temperature in the side chain, and the like are preferable from the viewpoint of providing a low shutdown temperature.

基材フィルムが前記第2樹脂成分を含む場合、その含有量は、基材フィルムに含まれる全樹脂成分に対して50重量%以下が好ましく、5〜45重量%がより好ましく、5〜40重量%が特に好ましい。第2樹脂成分の含有量の上限値を50重量%とすることにより、電池用セパレータとして用いる場合に必要とされる多孔質フィルムの特性を維持することができる。   When the base film contains the second resin component, the content thereof is preferably 50% by weight or less, more preferably 5 to 45% by weight, and more preferably 5 to 40% by weight with respect to the total resin components contained in the base film. % Is particularly preferred. By setting the upper limit of the content of the second resin component to 50% by weight, it is possible to maintain the characteristics of the porous film required when used as a battery separator.

本実施の形態で用いられる基材フィルムは多孔質であり、好ましくは平均孔径1μm以下(例えば平均孔径0.03〜1μm)の微小孔を有する。本発明の多孔質フィルムを例えば電池用セパレータとして用いる場合、電解液の保液性や微小異物の通過抑制などを考慮すると、平均孔径1μm以下の微小孔を有する基材フィルムが好適に用いられる。このような微小孔を有する基材フィルムは、摩擦による孔閉塞ないし孔縮小が起こりやすいが、本発明のように表面に被膜が設けられた構成とすることによって、このような問題の発生を抑制できる。   The base film used in the present embodiment is porous and preferably has micropores having an average pore diameter of 1 μm or less (for example, an average pore diameter of 0.03 to 1 μm). When the porous film of the present invention is used as, for example, a battery separator, a substrate film having micropores with an average pore diameter of 1 μm or less is preferably used in consideration of the liquid retention of the electrolyte and the suppression of the passage of microscopic foreign matters. Although the base film having such micropores is likely to cause pore closure or pore reduction due to friction, the occurrence of such a problem is suppressed by adopting a configuration in which a coating is provided on the surface as in the present invention. it can.

なお、基材フィルムには、必要に応じて、酸化防止剤、紫外線吸収剤、染料、造核剤、顔料、帯電防止剤、無機フィラーなどの添加剤が、本発明の目的を損なわない範囲でさらに含まれていてもよい。   Note that additives such as antioxidants, ultraviolet absorbers, dyes, nucleating agents, pigments, antistatic agents, and inorganic fillers are added to the base film as necessary, as long as the object of the present invention is not impaired. Further, it may be included.

<基材フィルムの製造方法>
次に、本発明による基材フィルムの製造方法について説明する。
<Method for producing base film>
Next, the manufacturing method of the base film by this invention is demonstrated.

本発明による基材フィルムの製造には、湿式成膜法などの公知の方法を利用できる。例えば、前記樹脂成分(超高分子量ポリオレフィン樹脂、第1樹脂成分、第2樹脂成分など)を溶媒と混合し、混練、加熱溶融しながらシート状に成形した後、圧延し、一軸方向以上に延伸し、溶媒を加熱除去することにより製造することができる。   For the production of the substrate film according to the present invention, a known method such as a wet film forming method can be used. For example, the resin component (ultra high molecular weight polyolefin resin, first resin component, second resin component, etc.) is mixed with a solvent, kneaded, formed into a sheet shape while being heated and melted, rolled, and stretched in more than one axis direction. And it can manufacture by removing a solvent by heating.

溶媒としては、例えば、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、デカリン、流動パラフィンなどの脂肪族または環式の炭化水素、沸点がこれらに対応する鉱油留分などがあげられる。流動パラフィンなどの脂環式炭化水素を多く含む不揮発性溶媒が好ましい。   Examples of the solvent include aliphatic or cyclic hydrocarbons such as nonane, decane, undecane, dodecane, decalin, liquid paraffin, and mineral oil fractions having boiling points corresponding to these. Nonvolatile solvents containing a large amount of alicyclic hydrocarbons such as liquid paraffin are preferred.

また、樹脂成分と溶媒の混合物を混練りし、シート状に成形する工程は、公知の方法により行うことができる。例えば、バンバリーミキサー、ニーダーなどを用いてバッチ式で混練りし、次いで、冷却された金属板に挟み込み冷却して急冷結晶化によりシート状成形物にしてもよく、Tダイなどを取り付けた押出機などを用いてシート状成形物を得てもよい。なお、混練りは、適当な温度条件下であればよく、特に限定されないが、好ましくは100℃〜200℃である。   Moreover, the process of kneading the mixture of the resin component and the solvent and forming the mixture into a sheet can be performed by a known method. For example, an extruder equipped with a T die or the like may be kneaded batch-wise using a Banbury mixer, a kneader, etc., and then cooled by being sandwiched between cooled metal plates and rapidly cooled to crystallize. Etc. may be used to obtain a sheet-like molded product. In addition, kneading | mixing should just be on suitable temperature conditions, Although it does not specifically limit, Preferably it is 100 to 200 degreeC.

このようにして得られるシート状成形物の厚みとしては、特に限定されないが、1〜20mmが好ましく、ヒートプレスなどの圧延処理により0.5〜3mmの厚みにしてもよい。ヒートプレス方法としては、特に限定されないが、例えば特開2000−230072号公報に記載されているベルトプレス機が好適に用いられる。また、圧延処理の温度は100〜140℃が好ましい。   Although it does not specifically limit as thickness of the sheet-like molding obtained in this way, 1-20 mm is preferable and you may make it thickness of 0.5-3 mm by rolling processes, such as a heat press. Although it does not specifically limit as a heat press method, For example, the belt press machine described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2000-230072 is used suitably. Moreover, the temperature of the rolling process is preferably 100 to 140 ° C.

前記シート状成形物の延伸処理の方式としては、特に限定されるものではなく、通常のテンター法、ロール法、インフレーション法などの公知の方法が利用でき、これらの方法の組み合わせであってもよい。また、一軸延伸、二軸延伸などのいずれの方式も適用できる。二軸延伸の場合、縦横同時延伸または逐次延伸のいずれでもよい。膜の均一性、強度の観点から、同時二軸延伸にて成膜するのが好ましい。延伸処理の温度は、100℃〜140℃であることが好ましい。   A method for stretching the sheet-shaped molded product is not particularly limited, and a known method such as a normal tenter method, a roll method, and an inflation method can be used, and a combination of these methods may be used. . Also, any system such as uniaxial stretching or biaxial stretching can be applied. In the case of biaxial stretching, either longitudinal and transverse simultaneous stretching or sequential stretching may be used. From the viewpoint of film uniformity and strength, the film is preferably formed by simultaneous biaxial stretching. It is preferable that the temperature of an extending | stretching process is 100 to 140 degreeC.

脱溶媒処理は、シート状成形物から溶媒を除去して多孔質構造を形成させる工程であり、その方法は特に限定されない。例えば、シート状成形物を溶媒で洗浄して残留する溶媒を除去することにより行うことができる。溶媒としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン及びデカンなどの炭化水素、塩化メチレン及び四塩化炭素などの塩素炭化水素、三フッ化エタンなどのフッ化炭化水素、ジエチルエーテル及びジオキサンなどのエーテル類、メタノール及びエタノールなどのアルコール類、アセトン及びメチルエチルケトンなどのケトン類などの易揮発性溶媒があげられる。これらは、単独または2種以上を混合して用いることができる。かかる溶媒を用いた洗浄方法は特に限定されず、例えば、シート状成形物を溶媒中に浸漬して溶媒を抽出する方法、溶媒をシート状成形物にシャワーする方法などがあげられる。   The solvent removal treatment is a step of forming a porous structure by removing the solvent from the sheet-like molded product, and the method is not particularly limited. For example, the sheet-like molded product can be washed with a solvent to remove the remaining solvent. Solvents include hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane and decane, chlorine hydrocarbons such as methylene chloride and carbon tetrachloride, fluorinated hydrocarbons such as ethane trifluoride, ethers such as diethyl ether and dioxane, methanol and Examples thereof include readily volatile solvents such as alcohols such as ethanol and ketones such as acetone and methyl ethyl ketone. These can be used individually or in mixture of 2 or more types. The cleaning method using such a solvent is not particularly limited, and examples thereof include a method of extracting a solvent by immersing a sheet-shaped molded product in a solvent, and a method of showering the solvent on the sheet-shaped molded product.

上記の方法によって多孔質の基材フィルムを得た後、架橋処理を施してもよい。基材フィルムの樹脂成分に炭素間二重結合を有する重合体(第1樹脂成分)が含まれる場合は、架橋構造の形成が可能であるため、架橋処理を施すことが望ましい。例えば、熱、紫外線、電子線及び可視光線からなる群より選ばれる1種以上を用いて、基材フィルムに架橋処理を施すことができる。上記の架橋処理の手段の中では、熱又は紫外線を用いる架橋処理が、基材フィルムの構造安定性の点で望ましい。これらの架橋処理を施すことによって、基材フィルムがより高強度化、高耐熱化され、高温時の耐破膜性が大きく向上する。   After obtaining a porous substrate film by the above method, a crosslinking treatment may be performed. When a polymer having a carbon-carbon double bond (first resin component) is contained in the resin component of the base film, it is desirable to perform a crosslinking treatment because a crosslinked structure can be formed. For example, the base film can be subjected to a crosslinking treatment using at least one selected from the group consisting of heat, ultraviolet rays, electron beams and visible rays. Among the above-mentioned means for crosslinking treatment, crosslinking treatment using heat or ultraviolet rays is desirable from the viewpoint of the structural stability of the base film. By performing these cross-linking treatments, the base film has higher strength and higher heat resistance, and the film resistance at high temperatures is greatly improved.

架橋処理による高温時の耐破膜性向上の理由としては、各処理で生じたポリマーラジカルが炭素間二重結合に付加し、炭素間二重結合を有する重合体同士、又はその重合体と他の樹脂成分との間で架橋反応が起こること、あるいは、主鎖における炭素間二重結合の消失によってポリマー鎖自体のガラス転移温度が大きく上昇することが考えられる。炭素間二重結合を消失させる割合は所望の耐熱性を考慮して適宜選択されるが、80〜100%(IR(赤外線吸収スペクトル)のピークの大きさに基づき算出)の消失率が好ましい。そして、これらにより耐熱性が大きく向上するものと考えられる。また、樹脂成分が混練される際に、非常に長いポリオレフィン同士、又は架橋成分とポリオレフィンが複雑に絡み合うことにより擬似的な架橋が起こって硬化に寄与していると考えられる。ポリオレフィンが長鎖の場合は、分子同士の絡み合い点が増大するため、架橋同様に耐熱性が向上する効果を持つ。この耐熱性向上は、たとえばシャットダウン測定におけるメルトダウン温度の上昇でも確認できる。   The reason for improving the film resistance at high temperature by the crosslinking treatment is that the polymer radical generated in each treatment is added to the carbon-carbon double bond, and the polymers having the carbon-carbon double bond, or the polymer and others. It is conceivable that a crosslinking reaction takes place with the resin component of the polymer chain, or that the glass transition temperature of the polymer chain itself greatly increases due to the disappearance of the carbon-carbon double bond in the main chain. The proportion at which the carbon-carbon double bond disappears is appropriately selected in consideration of the desired heat resistance, but a disappearance rate of 80 to 100% (calculated based on the peak size of IR (infrared absorption spectrum)) is preferable. And it is thought that heat resistance improves greatly by these. Further, when the resin component is kneaded, it is considered that pseudo-crosslinking occurs due to complicated entanglement between very long polyolefins or the crosslinking component and the polyolefin, thereby contributing to curing. When the polyolefin is a long chain, the entanglement point between the molecules increases, so that the heat resistance is improved similarly to the cross-linking. This improvement in heat resistance can be confirmed, for example, by an increase in meltdown temperature in shutdown measurement.

前記架橋処理の方法として熱を用いる場合、一回で熱処理する一段式熱処理法、最初に低温でまず熱処理し、その後さらに高温での熱処理を行う多段式熱処理法、又は昇温しながら熱処理する昇温式熱処理法を用いることが可能であるが、熱によって通気度などの基材フィルムの元の諸特性が損なわれないように処理することが望ましい。一段式熱処理の場合には、基材フィルムの組成にもよるが、40℃〜140℃が好ましい。また、低温から熱処理を開始し、その後、処理温度を上げていくと、基材フィルムの硬化とともに耐熱性がしだいに向上していくので、加熱によって通気度などの元の諸特性を損なうことなく基材フィルムを高温に暴露することが可能となる。そのため、諸特性を損なわずに、短時間で熱処理を完了するためには、多段式あるいは昇温式熱処理法が好ましい。   When heat is used as the crosslinking treatment method, a one-stage heat treatment method in which heat treatment is performed at a time, a multi-stage heat treatment method in which heat treatment is first performed at a low temperature, and then heat treatment at a higher temperature is performed, or a heat treatment is performed while increasing the temperature. Although it is possible to use a warm heat treatment method, it is desirable to perform treatment so that heat does not impair the original properties of the base film such as air permeability. In the case of single-stage heat treatment, although it depends on the composition of the base film, it is preferably 40 ° C to 140 ° C. In addition, if heat treatment is started from a low temperature and then the treatment temperature is raised, the heat resistance gradually improves as the base film cures, so heating does not impair the original properties such as air permeability. It becomes possible to expose a base film to high temperature. Therefore, in order to complete the heat treatment in a short time without impairing various characteristics, a multistage type or a temperature rising type heat treatment method is preferable.

多段式の熱処理法を用いる場合、最初の熱処理温度としては、基材フィルムの組成にもよるが、好ましくは40〜90℃である。2段目の熱処理温度としては、基材フィルムの組成にもよるが、好ましくは90〜140℃である。   When a multistage heat treatment method is used, the initial heat treatment temperature is preferably 40 to 90 ° C., although it depends on the composition of the base film. The heat treatment temperature in the second stage is preferably 90 to 140 ° C. although it depends on the composition of the base film.

架橋処理に紫外線を用いる場合、例えば、成膜後の基材フィルムに対してそのまま空気中で、又は、成膜後の基材フィルムを重合開始剤を含むメタノール溶液などに含浸させ、その後溶媒を乾燥させたものに対して、水銀ランプにて紫外線を照射することにより、架橋処理を施すことができる。また、照射時の熱コントロールのため、水中で紫外線照射を行ってもよい。   When ultraviolet rays are used for the crosslinking treatment, for example, the base film after film formation is impregnated in the air as it is, or the base film after film formation is impregnated in a methanol solution containing a polymerization initiator, and then the solvent is added. The dried product can be subjected to crosslinking treatment by irradiating with ultraviolet rays with a mercury lamp. Moreover, you may perform ultraviolet irradiation in water for the heat control at the time of irradiation.

電子線を用いる場合、例えば、成膜後の基材フィルムに対して放射線量1〜10kGy(0.1〜10Mrad)の電子線を照射することにより、架橋処理を施すことができる。照射時の雰囲気は、熱処理法と同様に空気中でもよいし、架橋状態をコントロールする目的で、窒素ガス又はアルゴンガスのような不活性ガスの雰囲気中でもよい。   In the case of using an electron beam, for example, a crosslinking treatment can be performed by irradiating a base film after film formation with an electron beam having a radiation dose of 1 to 10 kGy (0.1 to 10 Mrad). The atmosphere at the time of irradiation may be air as in the heat treatment method, or an inert gas atmosphere such as nitrogen gas or argon gas for the purpose of controlling the crosslinking state.

また、架橋処理工程に続いて、熱収縮の防止のために、基材フィルムをヒートセット(熱固定)してもよい。前記のように熱を用いて架橋処理を行う場合、処理条件によっては、架橋処理によって実質的にヒートセットも可能となる。しかし、その場合でも、ヒートセットとして不十分な場合には、熱収縮をより確実に防止するために、架橋処理後にさらに加熱してヒートセットを行ってもよい。ヒートセットは、例えば110〜140℃で0.5〜2時間程度行えばよい。なお、基材フィルムに炭素間二重結合を有する重合体が添加されていない場合には、架橋処理は省略することが可能である。したがって、その場合は、成膜後にただちにヒートセット(熱固定)してもよい。   Further, following the crosslinking treatment step, the base film may be heat set (heat-fixed) in order to prevent thermal shrinkage. When the crosslinking treatment is performed using heat as described above, depending on the treatment conditions, the heat setting can be substantially performed by the crosslinking treatment. However, even in such a case, when the heat set is insufficient, the heat set may be performed by further heating after the crosslinking treatment in order to prevent heat shrinkage more reliably. The heat setting may be performed, for example, at 110 to 140 ° C. for about 0.5 to 2 hours. In addition, when the polymer which has a carbon-carbon double bond is not added to the base film, the crosslinking treatment can be omitted. Therefore, in that case, heat setting (heat setting) may be performed immediately after film formation.

以上のようにして得られる基材フィルムの厚みは、1〜60μmが好ましく、5〜50μmがより好ましい。その空孔率は、20〜80%が好ましく、25〜75%がより好ましい。その通気度としては、例えばJIS P8117に準拠した方法で100〜1000秒/100ccが好ましく、より好ましくは100〜900秒/100ccである。そのシャットダウン温度としては150℃以下が好ましく、より好ましくは145℃以下である。その機械的強度は、例えば、針刺強度にて1N以上が好ましく、2N以上がより好ましい。なお、該針刺強度の測定方法は、後述の実施例に記載の方法があげられる。   As for the thickness of the base film obtained as mentioned above, 1-60 micrometers is preferable and 5-50 micrometers is more preferable. The porosity is preferably 20 to 80%, more preferably 25 to 75%. The air permeability is preferably 100 to 1000 seconds / 100 cc, more preferably 100 to 900 seconds / 100 cc, for example, by a method based on JIS P8117. The shutdown temperature is preferably 150 ° C. or lower, more preferably 145 ° C. or lower. The mechanical strength is, for example, preferably 1N or more, more preferably 2N or more in terms of needle stick strength. In addition, the measuring method of this needle stick strength can mention the method as described in the below-mentioned Example.

<被膜>
被膜は、基材フィルムの少なくとも一方の面に設けられる。被膜は、多孔質フィルムの当該被膜が設けられている面について、押し込み硬さ試験による表面硬さが50MPa以上となるように形成されている。好ましくは、多孔質フィルムの表面硬さ200MPa以上を実現できるような被膜を形成することである。
<Coating>
The coating is provided on at least one surface of the base film. The coating is formed so that the surface hardness of the surface of the porous film provided with the coating is 50 MPa or more according to the indentation hardness test. Preferably, it is to form a coating that can realize a surface hardness of the porous film of 200 MPa or more.

被膜は、多孔質フィルムの表面硬さを50MPa以上、好ましくは200MPa以上とできればよいため、その材料は特に限定されない。例えば、シリカ、ジルコニア及びアルミナなどの金属酸化物や、ダイヤモンドライクカーボンなどを用いて、被膜を形成できる。   The material of the coating film is not particularly limited as long as the surface hardness of the porous film can be 50 MPa or more, preferably 200 MPa or more. For example, the coating can be formed using a metal oxide such as silica, zirconia, and alumina, diamond-like carbon, or the like.

被膜は、基材フィルムの通気性を大きく低下させることがないように形成されることが望ましい。基材フィルムに被膜が形成されたことによる、多孔質フィルムの通気度の増大変化量は、例えばJIS P8117に準拠した方法で、0〜200秒/100ccが好ましく、0〜100秒/100ccがより好ましい。   It is desirable that the coating is formed so as not to significantly reduce the air permeability of the base film. The amount of increase in the air permeability of the porous film due to the formation of the coating on the base film is, for example, a method based on JIS P8117, preferably 0 to 200 seconds / 100 cc, more preferably 0 to 100 seconds / 100 cc. preferable.

被膜の厚みは、用いる材料の硬度なども考慮して適宜選択すればよいため特には限定されないが、例えば2〜500nmとすることが好ましく、5〜200nmとすることがより好ましい。   The thickness of the coating is not particularly limited because it may be appropriately selected in consideration of the hardness of the material to be used, but is preferably 2 to 500 nm, and more preferably 5 to 200 nm.

上記のような被膜を形成することにより、多孔質フィルムの耐摩擦性を向上させることができる。当該多孔質フィルムを非水電解質電池用セパレータとして用いた場合、摩擦による孔閉塞及び孔縮小が起こりにくく、特性上では通気度の変化が小さい。評価方法として、被膜を形成した面に対して後述の表面摩擦試験を行った場合に、通気度の増大は、好ましくは50秒/100cc以下であり、より好ましくは30秒/100cc以下である。通気度が50秒/100ccを超えて増大する場合、電池の充放電特性が低下する場合がある。   By forming the coating as described above, the friction resistance of the porous film can be improved. When the porous film is used as a separator for a non-aqueous electrolyte battery, hole blockage and hole reduction due to friction are unlikely to occur, and the change in air permeability is small in terms of characteristics. As an evaluation method, when a surface friction test described later is performed on the surface on which the film is formed, the increase in air permeability is preferably 50 seconds / 100 cc or less, more preferably 30 seconds / 100 cc or less. When the air permeability increases beyond 50 seconds / 100 cc, the charge / discharge characteristics of the battery may deteriorate.

被膜の形成方法は、公知の薄膜形成方法から適宜選択可能である。例えば、シリカ被膜やジルコニア被膜形成用のコーティング剤を塗布することによるシリカ被膜やジルコニア被膜の形成、アルミナやシリカなどのナノ粒子が添加されたスラリーを塗工後固定処理することによる被膜の形成、スパッタ法(反応性スパッタ)やCVD(Chemical Vapor Deposition)法による金属酸化物被膜の形成、プラズマCVD法やイオンプレーティング法などによるダイヤモンドライクカーボン被覆の形成、などがあげられる。中でも、好適な被膜であるダイヤモンドライクカーボンをイオンプレーティング法で形成する場合、真空チャンバー内にベンゼンなどの炭化水素ガスを導入し、直流アーク放電プラズマ中で炭化水素イオンを発生させ、この炭化水素イオンを負荷電を持った被コーティング材に衝突させ、固体化、形成する方法があげられる。   The method for forming the film can be appropriately selected from known thin film forming methods. For example, the formation of a silica film or a zirconia film by applying a coating agent for forming a silica film or a zirconia film, the formation of a film by applying a slurry to which nanoparticles such as alumina or silica are added, and then fixing the coating, Examples thereof include formation of a metal oxide film by sputtering (reactive sputtering) and CVD (Chemical Vapor Deposition), and formation of a diamond-like carbon coating by plasma CVD and ion plating. In particular, when diamond-like carbon, which is a suitable film, is formed by ion plating, a hydrocarbon gas such as benzene is introduced into a vacuum chamber to generate hydrocarbon ions in a direct current arc discharge plasma. There is a method in which ions are made to collide with a material to be coated having a negative charge to solidify and form.

上記のように形成される被膜のうち、融点の低いポリオレフィンを含有する基材フィルムにも形成でき、薄くても高い硬度を実現でき、さらに基材フィルムの表面に選択的に薄膜を形成できるなどの点から、ダイヤモンドライクカーボンを用いた被膜が好適に用いられる。   Among the films formed as described above, it can be formed on a base film containing a polyolefin having a low melting point, can achieve high hardness even when thin, and can selectively form a thin film on the surface of the base film, etc. From this point, a film using diamond-like carbon is preferably used.

被覆は、少なくとも基材フィルムの一方の面に形成すればよいが、両面に形成してもよい。電池用セパレータとして用いる場合の製造ラインのロールとの関係、電池内部での圧迫及び摩擦状態、電極との反応性などを加味して、被膜を形成する面や被膜を形成する領域を適宜選択すればよい。被膜は、基材フィルムの一方の面全体に設けられている必要はなく、例えば、ストライプ状の被覆や、ドット状の被覆など、部分的に形成されていてもよい。   The coating may be formed on at least one surface of the base film, but may be formed on both surfaces. In consideration of the relationship with the roll of the production line when used as a battery separator, the pressure and friction state inside the battery, the reactivity with the electrode, etc., select the surface to form the film and the area to form the film as appropriate. That's fine. The coating does not need to be provided on the entire surface of the base film, and may be partially formed, for example, a striped coating or a dot coating.

<非水電解質電池>
本発明の多孔質フィルムは、電気絶縁維持膜として用いることが可能である。その一例として、非水電解質電池用セパレータがあげられる。この非水電解質電池用セパレータを、従来のセパレータと同様に、正極と負極の間に介在させた状態で用いて、電池を組み立てることができる。本実施の形態では、本発明の多孔質フィルムを電池用セパレータとして備えた非水電解質電池を例にあげて説明する。この非水電解質電池に用いられる正極、負極、電池ケース、電解液などの材質やこれら構成要素の配置構造は特に限定されず、従来と同様でよく、例えば、特開昭63−205048号公報に示される通りであってもよい。
<Nonaqueous electrolyte battery>
The porous film of the present invention can be used as an electrical insulation sustaining film. One example is a non-aqueous electrolyte battery separator. A battery can be assembled using this non-aqueous electrolyte battery separator in a state of being interposed between the positive electrode and the negative electrode in the same manner as a conventional separator. In the present embodiment, a nonaqueous electrolyte battery provided with the porous film of the present invention as a battery separator will be described as an example. The material of the positive electrode, negative electrode, battery case, electrolyte, etc. used in this nonaqueous electrolyte battery and the arrangement structure of these components are not particularly limited, and may be the same as in the prior art. For example, in JP-A 63-205048 It may be as shown.

本実施の形態では、非水電解質電池の一例として、図1に示すような円筒型の非水電解質電池1について説明する。なお、図1では、図を見やすくする目的で、一部ハッチングを省略する。   In the present embodiment, a cylindrical nonaqueous electrolyte battery 1 as shown in FIG. 1 will be described as an example of a nonaqueous electrolyte battery. In FIG. 1, some hatching is omitted for the purpose of making the drawing easier to see.

図1に示すように、非水電解質電池1では、正極2と、負極3と、正極2と負極3との間に配置されたセパレータ(非水電解質電池用セパレータ)4とが一体的に渦巻状に巻回されて、有底の電池ケース5に収容されている。セパレータ4は、本発明の多孔質フィルムからなる非水電解質電池用セパレータである。正極2に連接する正極リード(図示せず)は、下部絶縁スリーブ(図示せず)を介して電池ケース5と電気的に接続されている。図中、5aは正極端子部を示している。負極3に電気的に接続された負極タブ7は、上部絶縁スリーブ8の空洞部8aを介して負極端子部6aに電気的に接続されている。電池内部には非水電解質(図示せず)が充填されている。電池ケース5は、負極端子部6aを含む蓋体6と、蓋体6と電池ケース5との隙間を塞ぐパッキング9とによって封口されており、電池外部に非水電解質が漏出できない構造となっている。また、セパレータ4には電解質が含浸しており、結果、セパレータ4を挟む正極2と負極3との間でイオン担体の移動が行われ、二次電池として放電及び充電を行うことができることになる。なお、この例では、2枚のセパレータ4を貼り合わせて袋状とし、その中に負極3を挿入して正極2と共に巻回することによって形成されている。しかしながら、巻回後の状態で、互いに隣接する正極2と負極3との間にセパレータ4が配置されるような構成となっていればよいため、必ずしもセパレータ4を袋状とする必要はない。   As shown in FIG. 1, in the nonaqueous electrolyte battery 1, a positive electrode 2, a negative electrode 3, and a separator (separator for nonaqueous electrolyte battery) 4 disposed between the positive electrode 2 and the negative electrode 3 are integrally swirled. And is accommodated in a battery case 5 with a bottom. The separator 4 is a non-aqueous electrolyte battery separator made of the porous film of the present invention. A positive electrode lead (not shown) connected to the positive electrode 2 is electrically connected to the battery case 5 via a lower insulating sleeve (not shown). In the figure, reference numeral 5a denotes a positive terminal portion. The negative electrode tab 7 electrically connected to the negative electrode 3 is electrically connected to the negative electrode terminal portion 6 a through the cavity portion 8 a of the upper insulating sleeve 8. The battery is filled with a nonaqueous electrolyte (not shown). The battery case 5 is sealed by a lid body 6 including a negative electrode terminal portion 6a and a packing 9 that closes a gap between the lid body 6 and the battery case 5, so that the nonaqueous electrolyte cannot leak out of the battery. Yes. In addition, the separator 4 is impregnated with an electrolyte. As a result, the ion carrier is moved between the positive electrode 2 and the negative electrode 3 sandwiching the separator 4, so that the secondary battery can be discharged and charged. . In this example, two separators 4 are bonded together to form a bag shape, and the negative electrode 3 is inserted therein and wound together with the positive electrode 2. However, the separator 4 need not necessarily be formed in a bag shape because the separator 4 may be disposed between the positive electrode 2 and the negative electrode 3 adjacent to each other in the state after winding.

正極2は、リチウムイオンを吸蔵・放出する活物質と、バインダーと、集電体とで形成されている。正極2は、例えば、バインダーを溶解させた溶媒に前記活物質を混合してペーストを作製し、このペーストを集電体上に塗布して乾燥させることによって、作製できる。乾燥後に、さらにプレスをしてもよい。   The positive electrode 2 is formed of an active material that occludes and releases lithium ions, a binder, and a current collector. The positive electrode 2 can be produced, for example, by preparing a paste by mixing the active material in a solvent in which a binder is dissolved, applying the paste onto a current collector, and drying the paste. You may press further after drying.

正極活物質としては、リチウムイオン二次電池の正極活物質として用いられている公知の化合物を使用できる。具体的には、LiCoO2、LiMnO2、LiNiO2などのリチウム含有遷移金属酸化物、またはそれらの遷移金属の一部が他の遷移金属で置換されたリチウム含有遷移金属酸化物、二硫化チタン、二硫化モリブデンなどのカルコゲン化合物などがあげられる。 As a positive electrode active material, the well-known compound used as a positive electrode active material of a lithium ion secondary battery can be used. Specifically, lithium-containing transition metal oxides such as LiCoO 2 , LiMnO 2 , LiNiO 2 , or lithium-containing transition metal oxides in which a part of the transition metal is substituted with another transition metal, titanium disulfide, And chalcogen compounds such as molybdenum disulfide.

バインダーには、正極2を構成するバインダーとして公知の樹脂が使用できる。例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ヘキサフロロプロピレン及びポリテトラフルオロエチレン(PTFE)などのフッ素系樹脂、スチレンブタジエンゴム、エチレンプロピレンターポリマーなどの炭化水素系樹脂、または、それらの混合物などが使用できる。また、導電助剤として、カーボンブラックなどの導電性粉末を添加してもよい。   As the binder, a known resin can be used as the binder constituting the positive electrode 2. For example, fluorine resins such as polyvinylidene fluoride (PVDF), hexafluoropropylene and polytetrafluoroethylene (PTFE), hydrocarbon resins such as styrene butadiene rubber and ethylene propylene terpolymer, or a mixture thereof can be used. . Moreover, you may add conductive powder, such as carbon black, as a conductive support agent.

正極2の集電体としては、耐酸化性に優れた金属が用いられ、例えば箔状やメッシュ状に加工されたアルミニウムが好適に用いられる。   As the current collector of the positive electrode 2, a metal excellent in oxidation resistance is used. For example, aluminum processed into a foil shape or a mesh shape is preferably used.

負極3は、炭素系活物質またはリチウム含有合金と、バインダーと、集電体とで形成されている。負極3も、正極2と同様の方法で作製できる。また、バインダーも、正極2で用いたバインダーと同様のものが使用できる。   The negative electrode 3 is formed of a carbon-based active material or a lithium-containing alloy, a binder, and a current collector. The negative electrode 3 can also be produced by the same method as the positive electrode 2. Further, the same binder as the binder used in the positive electrode 2 can be used.

炭素系活物質としては、例えば人造黒鉛、天然黒鉛、コークスやピッチなどの焼成体、フェノール樹脂、ポリイミド及びセルロースなどを焼結したもの、などがあげられる。リチウム含有金属としては、例えばAl、Sn、Si系の合金があげられる。   Examples of the carbon-based active material include artificial graphite, natural graphite, fired bodies such as coke and pitch, and those obtained by sintering phenol resin, polyimide, cellulose, and the like. Examples of the lithium-containing metal include Al, Sn, and Si alloys.

負極3の集電体としては、還元安定性に優れた金属が用いられ、例えば箔状やメッシュ状に加工された銅が好適に用いられる。   As the current collector of the negative electrode 3, a metal excellent in reduction stability is used. For example, copper processed into a foil shape or a mesh shape is preferably used.

非水電解質は、非水溶媒及び電解質を含んでいる。具体的には、リチウム塩(電解質)を非水溶媒に溶解させた電解液、当該電解液を含むゲル電解液、リチウム塩を例えばポリエチレンオキシドなどのポリマーに溶解分解させた固体電解質など、リチウムイオン二次電池に用いられる公知の非水電解質があげられる。電解質として用いられるリチウム塩の具体例は、ホウ四フッ化リチウム(LiBF4)、六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)、過塩素酸リチウム(LiClO4)及びトリフロロスルホン酸リチウム(LiCF3SO3)などを用いることができる。また、非水溶媒には、例えば、プロピレンカーボネート(PC)、エチレンカーボネート(EC)、メチルエチルカーボネート(MEC)、1,2−ジメトキシエタン(DME)及びγ−ブチロラクトン(γ−BL)などの溶媒、またはこれらの混合溶媒が使用できる。 The non-aqueous electrolyte includes a non-aqueous solvent and an electrolyte. Specifically, lithium ions such as an electrolytic solution in which a lithium salt (electrolyte) is dissolved in a non-aqueous solvent, a gel electrolytic solution containing the electrolytic solution, a solid electrolyte in which a lithium salt is dissolved and decomposed into a polymer such as polyethylene oxide, etc. The well-known non-aqueous electrolyte used for a secondary battery is mention | raise | lifted. Specific examples of the lithium salt used as the electrolyte include lithium borotetrafluoride (LiBF 4 ), lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), lithium perchlorate (LiClO 4 ), and lithium trifluorosulfonate (LiCF 3 SO). 3 ) etc. can be used. Examples of the non-aqueous solvent include propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), methyl ethyl carbonate (MEC), 1,2-dimethoxyethane (DME), and γ-butyrolactone (γ-BL). Or a mixed solvent thereof can be used.

セパレータ4には、上述の本発明の電気絶縁維持膜、すなわち多孔質フィルムが用いられる。   For the separator 4, the above-described electrical insulation sustaining film of the present invention, that is, a porous film is used.

なお、本実施の形態では、本発明の非水電解質電池として、円筒型の非水電解質電池を例にあげて説明したが、他の構成、例えば筒型やラミネート型の非水電解質電池であっても、本発明の構成を適用できる。   In this embodiment, a cylindrical non-aqueous electrolyte battery has been described as an example of the non-aqueous electrolyte battery of the present invention. However, other configurations such as a cylindrical or laminated non-aqueous electrolyte battery may be used. However, the configuration of the present invention can be applied.

<その他>
本発明の多孔質フィルムを電気絶縁維持膜として備える本発明の電気化学素子としては、上記リチウムイオン二次電池に代表される非水電解質電池の他、太陽電池、燃料電池などがあげられる。
<Others>
Examples of the electrochemical element of the present invention that includes the porous film of the present invention as an electrical insulation sustaining film include solar cells, fuel cells, and the like in addition to non-aqueous electrolyte batteries typified by the lithium ion secondary battery.

一般に、色素増感型太陽電池は、色素が化学吸着したナノサイズ酸化チタン多孔質薄膜電極と電解質とで構成される。電極間の絶縁には枠状のスペーサが利用されていたが、本発明の多孔質フィルムからなる電気絶縁維持膜を電極間の絶縁に利用することにより、電解質層の薄化、均一化、大面積化が容易にでき、出力向上に寄与する。   In general, a dye-sensitized solar cell is composed of a nano-sized titanium oxide porous thin film electrode to which a dye is chemisorbed and an electrolyte. Frame-like spacers were used for insulation between the electrodes, but by using the electrical insulation sustaining film made of the porous film of the present invention for insulation between the electrodes, the electrolyte layer was made thin, uniform, and large. The area can be easily increased, contributing to an improvement in output.

高分子を電解質として用いる燃料電池では、例えば国際公開第01/022514号に示されているように、触媒層とガス拡散層とからなる正極及び負極の間に高分子電解質膜を介在させた状態で積層し、電池が組み立てられる。本発明の多孔質フィルム中に高分子電解質を含浸させて、高分子電解質膜として使用することにより、電解質層の補強と薄膜化を両立でき、出力を向上させることができる。   In a fuel cell using a polymer as an electrolyte, for example, as shown in International Publication No. 01/022514, a state in which a polymer electrolyte membrane is interposed between a positive electrode and a negative electrode composed of a catalyst layer and a gas diffusion layer Then, the battery is assembled. By impregnating the porous film of the present invention with a polymer electrolyte and using it as a polymer electrolyte membrane, the electrolyte layer can be both reinforced and thinned, and the output can be improved.

また、本発明の多孔質フィルムからなる電気絶縁維持膜を一対の電極の間に介在させて、キャパシタを組み立てることもできる。このようなキャパシタでは、電極、電解質及びケースなどの材質やこれらの構成要素の配置構造は特に限定されず、従来のキャパシタと同様でよい。例えば、電気二重層キャパシタでは、電極にはPTFEをバインダーとして形成した活性炭電極用い、電解質には炭酸プロピレンに0.5MのEt4PBF4を添加した溶液を用いることができる。 Further, a capacitor can be assembled by interposing an electrical insulation sustaining film made of the porous film of the present invention between a pair of electrodes. In such a capacitor, materials such as electrodes, electrolyte, and case and the arrangement structure of these components are not particularly limited, and may be the same as a conventional capacitor. For example, in an electric double layer capacitor, an activated carbon electrode formed with PTFE as a binder can be used as an electrode, and a solution obtained by adding 0.5 M Et 4 PBF 4 to propylene carbonate can be used as an electrolyte.

本発明を、実施例及び比較例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。なお、各種特性については、下記要領にて測定を行なった。   The present invention will be described in more detail based on examples and comparative examples, but the present invention is not limited to such examples. Various characteristics were measured as follows.

〔フィルム厚〕
1/10000シックネスゲージにより測定した。
[Film thickness]
It was measured with a 1/10000 thickness gauge.

〔空孔率〕
測定対象の多孔質フィルムを直径6cmの円状に切り抜き、その体積(cm3)と重量(g)を求め、得られる結果から次式を用いて計算した。
空孔率(%)=100×(体積(cm3)−重量(g)/構成成分の平均密度(g/cm3))/体積(cm3
[Porosity]
A porous film to be measured was cut out into a circle having a diameter of 6 cm, and its volume (cm 3 ) and weight (g) were determined, and calculated from the obtained results using the following formula.
Porosity (%) = 100 × (volume (cm 3 ) −weight (g) / average density of components (g / cm 3 )) / volume (cm 3 )

〔通気度〕
JIS P8117に準拠して測定した。
[Air permeability]
It measured based on JISP8117.

〔針刺強度〕
カトーテック(株)製圧縮試験機「KES−G5」を用いて、室温(25℃)で針刺試験を行った。得られた荷重変位曲線から最大荷重を読みとり、針刺強度とした。針は直径0.5mm、先端の曲率半径0.25mmのものを用い、2mm/秒の速度で突き刺しを行った。
[Needle strength]
A needlestick test was performed at room temperature (25 ° C.) using a compression tester “KES-G5” manufactured by Kato Tech Co., Ltd. The maximum load was read from the obtained load displacement curve and used as the needle stick strength. A needle having a diameter of 0.5 mm and a radius of curvature of the tip of 0.25 mm was used, and piercing was performed at a speed of 2 mm / second.

〔表面硬さ〕
MTS社製、ナノインデンター(Nanoindenter DCM)を用い、連続剛性測定モードにて微小領域の硬さを表面から深さ方向に測定した。表面硬さとして、最表面近傍の極大値の数値を読み取った。
[Surface hardness]
Using a nano indenter (Nanoindenter DCM) manufactured by MTS, the hardness of the micro region was measured from the surface in the depth direction in the continuous stiffness measurement mode. As the surface hardness, the maximum value near the outermost surface was read.

〔表面摩擦試験〕
幅50mm、長さ400mmの短冊状に切り出した多孔質フィルムを2点で固定して、その2点間で宙に浮いた状態となるように設置した。ワイヤーバー(RDS社製、No.3)を用い、ワイヤーバーの自重(103.5g)を使って、宙に浮いた状態のうち箇所300mmの長さにわたり、フィルム表面を擦った。約300mm/秒の速度で、10往復繰り返し、表面摩擦試験とした。
[Surface friction test]
A porous film cut into a strip shape having a width of 50 mm and a length of 400 mm was fixed at two points, and installed so as to float in the air between the two points. Using a wire bar (RDS, No. 3), the surface of the film was rubbed over a length of 300 mm out of the floating state in the air using its own weight (103.5 g). The surface friction test was repeated 10 times at a speed of about 300 mm / sec.

(実施例1)
重量平均分子量100万の超高分子量ポリエチレン(融点137℃)12重量部と、重量平均分子量25万の無水マレイン酸変性ポリエチレン(日本ポリエチレン製、ADTEX ER403A)3重量部と、ポリノルボルネン(日本ゼオン製、ノーソレックスNB)0.5重量部と、流動パラフィン85重量部とをスラリー状に均一に混合し、160℃の温度で二軸押出機にて溶解混練して、厚さ1.5mmのシート状に押出成形した。該シート成形物を一定のテンション下で引き取り、一旦10℃の冷却水にて冷却されたロールにて冷却成形し、樹脂シートを作製した。その後、該樹脂シートを温度123℃で縦横同時に5.0×4.5倍に二軸延伸して、延伸フィルムを作製した。次に、ヘプタンを使用して、延伸フィルムから溶剤を除去した。この延伸フィルムに対して架橋処理及びヒートセット処理を行うために、125℃の恒温槽中に入れ、気流を当てつつ2時間処理して多孔質の基材フィルムを作製した。得られた基材フィルムの片面に、ベンゼンを炭化水素ガスとして用い、イオンプレーティング法にてダイヤモンドライクカーボン薄膜を形成した。ただし、基材フィルムの変形を防止する目的で、基材フィルムの周囲をテープで固定して処理を行った。透過型電子顕微鏡(TEM)による断面観察の結果、被覆厚みは40nmであった。得られた多孔質フィルムについて、フィルム厚、空孔率、表面硬さ、針刺強度及び表面硬さを測定し、さらに、表面摩擦試験前後の通気度も測定した。それらの結果を表1に示す。なお、表面硬さ及び針刺強度は、被膜が設けられている面について行った。
Example 1
12 parts by weight of ultrahigh molecular weight polyethylene having a weight average molecular weight of 1,000,000 (melting point: 137 ° C.), 3 parts by weight of maleic anhydride-modified polyethylene having a weight average molecular weight of 250,000 (manufactured by Nippon Polyethylene, ADDEX ER403A), and polynorbornene (manufactured by Nippon Zeon) Nosolex NB) 0.5 parts by weight and 85 parts by weight of liquid paraffin are uniformly mixed in a slurry state, and melt-kneaded in a twin-screw extruder at a temperature of 160 ° C. to give a sheet having a thickness of 1.5 mm Extruded into a shape. The sheet molding was taken out under a certain tension, and then cooled and molded with a roll once cooled with cooling water at 10 ° C. to prepare a resin sheet. Thereafter, the resin sheet was biaxially stretched 5.0 × 4.5 times at a temperature of 123 ° C. in the vertical and horizontal directions to produce a stretched film. Next, the solvent was removed from the stretched film using heptane. In order to perform a crosslinking treatment and a heat setting treatment on the stretched film, it was placed in a thermostatic bath at 125 ° C. and treated for 2 hours while applying an air flow to produce a porous substrate film. A diamond-like carbon thin film was formed on one side of the obtained base film by ion plating using benzene as a hydrocarbon gas. However, for the purpose of preventing the deformation of the base film, the periphery of the base film was fixed with tape. As a result of cross-sectional observation using a transmission electron microscope (TEM), the coating thickness was 40 nm. About the obtained porous film, film thickness, porosity, surface hardness, needlestick strength and surface hardness were measured, and air permeability before and after the surface friction test was also measured. The results are shown in Table 1. The surface hardness and needlestick strength were measured on the surface provided with the coating.

(比較例1)
基材フィルムの表面に被膜を形成しなかった点以外が、実施例1と同様の方法で多孔質フィルムを作製した。すなわち、比較例1の多孔質フィルムは、実施例1で用いた基材フィルムである。比較例1の多孔質フィルムについても、実施例1と同様に、フィルム厚などの測定を行った。結果を表1に示す。
(Comparative Example 1)
A porous film was produced in the same manner as in Example 1 except that no film was formed on the surface of the base film. That is, the porous film of Comparative Example 1 is the base film used in Example 1. The porous film of Comparative Example 1 was also measured for film thickness and the like in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(実施例2)
重量平均分子量100万の超高分子量ポリエチレン(融点137℃)15重量部と、流動パラフィン85重量部とをスラリー上に均一に混合し、160℃の温度で二軸押出機にて溶解混練して、厚さ1.5mmのシート状に押出成形した。該シート成形物を一定のテンション下で引き取り、一旦10℃の冷却水にて冷却されたロールにて冷却成形し、樹脂シートを作製した。その後、該樹脂シートを温度124℃で縦横同時に5.0×4.5倍に二軸延伸して、延伸フィルムを作製した。次に、デカンを使用して延伸フィルムから溶剤を除去した。この延伸フィルムを128℃の恒温槽中に入れ、気流を当てつつ2時間処理して、多孔質の基材フィルムを作製した。得られた基材フィルムの片面に、ベンゼンを炭化水素ガスとして用い、イオンプレーティング法にてダイヤモンドライクカーボン薄膜を形成した。TEMによる断面観察の結果、被覆厚みは20nmであった。得られた多孔質フィルムについて、フィルム厚、空孔率、表面硬さ、針刺強度及び表面硬さを測定し、さらに、表面摩擦試験前後の通気度も測定した。結果を表1に示す。なお、表面硬さ及び針刺強度は、被膜が設けられている面について行った。
(Example 2)
15 parts by weight of ultra high molecular weight polyethylene (melting point 137 ° C.) having a weight average molecular weight of 1 million and 85 parts by weight of liquid paraffin are uniformly mixed on the slurry, and melt kneaded at a temperature of 160 ° C. with a twin screw extruder. And extruded into a sheet having a thickness of 1.5 mm. The sheet molding was taken out under a certain tension, and then cooled and molded with a roll once cooled with cooling water at 10 ° C. to prepare a resin sheet. Thereafter, the resin sheet was biaxially stretched 5.0 × 4.5 times at a temperature of 124 ° C. in the vertical and horizontal directions to produce a stretched film. Next, the solvent was removed from the stretched film using decane. This stretched film was placed in a constant temperature bath at 128 ° C. and treated for 2 hours while applying an air current to produce a porous substrate film. A diamond-like carbon thin film was formed on one side of the obtained base film by ion plating using benzene as a hydrocarbon gas. As a result of cross-sectional observation by TEM, the coating thickness was 20 nm. About the obtained porous film, film thickness, porosity, surface hardness, needlestick strength and surface hardness were measured, and air permeability before and after the surface friction test was also measured. The results are shown in Table 1. The surface hardness and needlestick strength were measured on the surface provided with the coating.

(比較例2)
重量平均分子量100万の超高分子量ポリエチレン(融点137℃)15重量部と、流動パラフィン85重量部とをスラリー上に均一に混合し、160℃の温度で二軸押出機にて溶解混練して、厚さ1.2mmのシート状に押出成形した。該シート成形物を一定のテンション下で引き取り、一旦10℃の冷却水にて冷却されたロールにて冷却成形し、樹脂シートを作製した。その後、該樹脂シートを温度124℃で縦横同時に5.0×4.5倍に二軸延伸して、延伸フィルムを作製した。次に、デカンを使用して延伸フィルムから溶剤を除去した。この延伸フィルムを128℃の恒温槽中に入れ、気流を当てつつ2時間処理して、多孔質の基材フィルムを作製した。被膜が形成されていない状態の基材フィルムについて、実施例2と同様に、フィルム厚などの測定を行った。結果を表1に示す。
(Comparative Example 2)
15 parts by weight of ultra high molecular weight polyethylene (melting point 137 ° C.) having a weight average molecular weight of 1 million and 85 parts by weight of liquid paraffin are uniformly mixed on the slurry, and melt kneaded at a temperature of 160 ° C. with a twin screw extruder. And extruded into a sheet having a thickness of 1.2 mm. The sheet molding was taken out under a certain tension, and then cooled and molded with a roll once cooled with cooling water at 10 ° C. to prepare a resin sheet. Thereafter, the resin sheet was biaxially stretched 5.0 × 4.5 times at a temperature of 124 ° C. in the vertical and horizontal directions to produce a stretched film. Next, the solvent was removed from the stretched film using decane. This stretched film was placed in a constant temperature bath at 128 ° C. and treated for 2 hours while applying an air current to produce a porous substrate film. About the base film in the state in which the film is not formed, film thickness etc. were measured similarly to Example 2. The results are shown in Table 1.

Figure 2012072285
Figure 2012072285

表面に被膜が設けられている実施例1、2の多孔質フィルムは、被膜が設けられていない比較例1、2と比較して、高い表面硬さが得られた。また、摩擦試験前後の通気度を比較すると、被膜が設けられている実施例1の多孔質フィルムでは、摩擦試験による通気度の大幅な低下は見られなかった。これに対し、被膜が設けられていない比較例1の多孔質フィルでは、摩擦試験後に通気度が大きく低下した。実施例2と比較例2の比較でも、同様に、実施例2では摩擦試験前後で通気度の大きな差はなかったが、比較例2では摩擦試験によって通気度が大幅に低下した。これらの結果から、被膜を設けることによって、摩擦による孔閉塞ないし孔縮小を抑制し、良好な特性を維持できることが確認された。   The porous films of Examples 1 and 2 having a coating film on the surface obtained a higher surface hardness than Comparative Examples 1 and 2 without a coating film. Further, when the air permeability before and after the friction test was compared, in the porous film of Example 1 provided with the coating, no significant decrease in the air permeability due to the friction test was observed. On the other hand, in the porous film of Comparative Example 1 in which no coating was provided, the air permeability was greatly reduced after the friction test. Similarly, in the comparison between Example 2 and Comparative Example 2, there was no significant difference in air permeability before and after the friction test in Example 2, but in Example 2, the air permeability was significantly reduced by the friction test. From these results, it was confirmed that by providing the coating film, it was possible to suppress hole blockage or hole shrinkage due to friction and maintain good characteristics.

また、実施例1,2の多孔質フィルムは、基材フィルム表面に被膜を形成した構成であるが、被膜が形成されていない比較例1、2の多孔質フィルムとほぼ同程度の空孔率及び初期通気度(摩擦試験前の通気度)が得られた。したがって、本発明の多孔質フィルムは、電池用のセパレータとして用いることが可能であることも確認された。   Further, the porous films of Examples 1 and 2 have a structure in which a film is formed on the surface of the base film, but the porosity is almost the same as that of the porous films of Comparative Examples 1 and 2 where no film is formed. The initial air permeability (air permeability before the friction test) was obtained. Therefore, it was also confirmed that the porous film of the present invention can be used as a battery separator.

本発明の多孔質フィルムは、摩擦に対して特性が低下しにくく、高い耐摩擦性を有する。したがって、高い耐摩擦性が要求される電池用セパレータにも好適に用いられる。また、本発明の多孔質フィルムは、電池用セパレータのような電気絶縁維持膜としての利用のみならず、耐摩擦性が要求される多孔質フィルムの用途であれば、広く好適に用いることができる。また、例えば被膜材料や被膜形成条件を調整して導電性を調整すれば、フィルター用途などで、電極付き多孔質フィルムとしての使用も可能である。   The porous film of the present invention is not easily deteriorated in friction properties and has high friction resistance. Therefore, it can also be suitably used for battery separators that require high friction resistance. In addition, the porous film of the present invention can be used not only as an electrical insulation sustaining film such as a battery separator but also as a porous film that requires friction resistance. . In addition, for example, if the conductivity is adjusted by adjusting the coating material or the coating formation conditions, it can be used as a porous film with an electrode for filter applications.

1 非水電解質電池
2 正極
3 負極
4 セパレータ(多孔質フィルム)
5 電池ケース
5a 正極端子
6 蓋体
6a 負極端子
7 負極タブ
8 上部絶縁スリーブ
8a 空洞部
9 パッキング
1 Nonaqueous Electrolyte Battery 2 Positive Electrode 3 Negative Electrode 4 Separator (Porous Film)
5 Battery Case 5a Positive Terminal 6 Lid 6a Negative Terminal 7 Negative Tab 8 Upper Insulating Sleeve 8a Cavity 9 Packing

Claims (9)

少なくともポリオレフィンを含有する、多孔質の基材フィルムと、
前記基材フィルムの少なくとも一方の面に形成された被膜と、を含み、
前記被膜が設けられている面について、押し込み硬さ試験による表面硬さが50MPa以上である、多孔質フィルム。
A porous substrate film containing at least polyolefin;
A coating formed on at least one surface of the base film,
The porous film whose surface hardness by an indentation hardness test is 50 MPa or more about the surface in which the said film is provided.
前記基材フィルムは、平均孔径1μm以下の微小孔を有する、請求項1に記載の多孔質フィルム。   The porous film according to claim 1, wherein the base film has micropores having an average pore diameter of 1 μm or less. 前記被膜が設けられている面について、前記押し込み硬さ試験による表面硬さが200MPa以上である、請求項1又は2に記載の多孔質フィルム。   The porous film of Claim 1 or 2 whose surface hardness by the said indentation hardness test is 200 Mpa or more about the surface in which the said film is provided. 前記基材フィルムは、前記ポリオレフィンとして、重量平均分子量50万以上の超高分子量ポリエチレンを含んでおり、
前記基材フィルムに含まれる全樹脂成分に対して、前記超高分子量ポリエチレンの含有量が10重量%以上である、請求項1〜3の何れか1項に記載の多孔質フィルム。
The base film contains, as the polyolefin, ultra high molecular weight polyethylene having a weight average molecular weight of 500,000 or more,
The porous film of any one of Claims 1-3 whose content of the said ultra high molecular weight polyethylene is 10 weight% or more with respect to all the resin components contained in the said base film.
前記被膜は、ダイヤモンドライクカーボンによって形成されている、請求項1〜4の何れか1項に記載の多孔質フィルム。   The porous film according to claim 1, wherein the coating is formed of diamond-like carbon. 請求項1〜5の何れか1項に記載の多孔質フィルムからなる、電気絶縁維持膜。   The electrical insulation maintenance film | membrane consisting of the porous film of any one of Claims 1-5. 請求項6に記載の電気絶縁維持膜からなる、非水電解質電池用セパレータ。   A separator for a non-aqueous electrolyte battery comprising the electrical insulation sustaining film according to claim 6. 一対の電極と、前記一対の電極間に配置された請求項6に記載の電気絶縁維持膜とを備えた電気化学素子。   An electrochemical element comprising a pair of electrodes and the electrical insulation sustaining film according to claim 6 disposed between the pair of electrodes. 非水電解質電池である、請求項8に記載の電気化学素子。   The electrochemical element according to claim 8, which is a nonaqueous electrolyte battery.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016069562A (en) * 2014-09-30 2016-05-09 富士フイルム株式会社 Porous film and producing method thereof
CN110828749A (en) * 2019-10-10 2020-02-21 深圳先进技术研究院 Modified diaphragm of metal negative electrode battery, preparation method and application
JP2021093353A (en) * 2019-12-06 2021-06-17 ダブリュー−スコープ コリア カンパニー,リミテッド Cross-link separator and manufacturing method of the same

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10172531A (en) * 1996-12-16 1998-06-26 Nitto Denko Corp Porous film and battery separator
JPH1180395A (en) * 1997-09-09 1999-03-26 Nitto Denko Corp Porous film and separator for nonaqueous electrolyte cell or battery
JP2001035468A (en) * 1999-07-16 2001-02-09 Teijin Ltd Polyolefin porous film with inorganic thin film formed thereon and its manufacture
JP2001135295A (en) * 1999-11-10 2001-05-18 Ube Ind Ltd Separator for batteries
JP2002367585A (en) * 2001-06-12 2002-12-20 Sony Corp Separator, its manufacturing method, as well as battery, and its manufacturing method
JP2003272590A (en) * 2002-03-19 2003-09-26 Denso Corp Separator for lithium battery and lithium battery
JP2008004536A (en) * 2006-05-22 2008-01-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd Separator, and nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2008013730A (en) * 2006-07-10 2008-01-24 Nitto Denko Corp Porous film
WO2009125984A2 (en) * 2008-04-08 2009-10-15 Sk Energy Co., Ltd. Microporous polyolefin composite film with a thermally stable porous layer at high temperature

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10172531A (en) * 1996-12-16 1998-06-26 Nitto Denko Corp Porous film and battery separator
JPH1180395A (en) * 1997-09-09 1999-03-26 Nitto Denko Corp Porous film and separator for nonaqueous electrolyte cell or battery
JP2001035468A (en) * 1999-07-16 2001-02-09 Teijin Ltd Polyolefin porous film with inorganic thin film formed thereon and its manufacture
JP2001135295A (en) * 1999-11-10 2001-05-18 Ube Ind Ltd Separator for batteries
JP2002367585A (en) * 2001-06-12 2002-12-20 Sony Corp Separator, its manufacturing method, as well as battery, and its manufacturing method
JP2003272590A (en) * 2002-03-19 2003-09-26 Denso Corp Separator for lithium battery and lithium battery
JP2008004536A (en) * 2006-05-22 2008-01-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd Separator, and nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2008013730A (en) * 2006-07-10 2008-01-24 Nitto Denko Corp Porous film
WO2009125984A2 (en) * 2008-04-08 2009-10-15 Sk Energy Co., Ltd. Microporous polyolefin composite film with a thermally stable porous layer at high temperature
JP2011519385A (en) * 2008-04-08 2011-07-07 エスケー エナジー カンパニー リミテッド Polyolefin-based composite microporous membrane having a high heat-resistant porous coating layer

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016069562A (en) * 2014-09-30 2016-05-09 富士フイルム株式会社 Porous film and producing method thereof
CN110828749A (en) * 2019-10-10 2020-02-21 深圳先进技术研究院 Modified diaphragm of metal negative electrode battery, preparation method and application
WO2021068575A1 (en) * 2019-10-10 2021-04-15 深圳先进技术研究院 Modified separator of metal negative electrode battery, preparation method and application
JP2021093353A (en) * 2019-12-06 2021-06-17 ダブリュー−スコープ コリア カンパニー,リミテッド Cross-link separator and manufacturing method of the same
JP7002779B2 (en) 2019-12-06 2022-01-20 ダブリュー-スコープ コリア カンパニー,リミテッド Cross-linked separator and its manufacturing method

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