JP2012089346A - Separator for nonaqueous secondary battery, and nonaqueous secondary battery - Google Patents

Separator for nonaqueous secondary battery, and nonaqueous secondary battery Download PDF

Info

Publication number
JP2012089346A
JP2012089346A JP2010234911A JP2010234911A JP2012089346A JP 2012089346 A JP2012089346 A JP 2012089346A JP 2010234911 A JP2010234911 A JP 2010234911A JP 2010234911 A JP2010234911 A JP 2010234911A JP 2012089346 A JP2012089346 A JP 2012089346A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
separator
secondary battery
heat
aqueous secondary
porous layer
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
JP2010234911A
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 JP2010234911A priority Critical patent/JP2012089346A/en
Publication of JP2012089346A publication Critical patent/JP2012089346A/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 comprising a microporous polyolefin film and a heat-resistant porous layer and achieving high productivity and a high level of safety of a battery.SOLUTION: The separator for a nonaqueous secondary battery comprises a microporous polyolefin film, a heat-resistant porous layer on one side or both sides of the microporous polyolefin film, and an adhesive layer provided between the microporous polyolefin film and the heat-resistant porous layer and containing at least one kind of ingredient selected from thermoplastic elastomers and rubbers.

Description

本発明は、非水系二次電池用セパレータ及び非水系二次電池に関する。   The present invention relates to a separator for a non-aqueous secondary battery and 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、携帯電話やノートパソコンといった携帯用電子機器の主電源として広範に普及している。非水系二次電池には、更なる高エネルギー密度化が求められているが、安全性の確保が技術的な課題となっている。
非水系二次電池の安全性の確保に関し、セパレータには、繰り返しの充放電の間に破膜しない一定以上の機械的特性、異常加熱した場合に速やかに電池反応が停止される特性(シャットダウン特性)、高温になっても形状を維持して正極物質と負極物質が直接反応する危険な事態を防止する性能(耐短絡性)等が要求される。
Non-aqueous secondary batteries represented by lithium ion secondary batteries are widely used as main power sources for portable electronic devices such as mobile phones and laptop computers. Non-aqueous secondary batteries are required to have higher energy density, but ensuring safety is a technical issue.
With regard to ensuring the safety of non-aqueous secondary batteries, separators have mechanical characteristics that do not break during repeated charging and discharging, and characteristics that shut down battery reactions quickly when abnormally heated (shutdown characteristics) ), Performance (short-circuit resistance), etc., that maintains the shape even at high temperatures and prevents a dangerous situation in which the positive electrode material and the negative electrode material directly react with each other are required.

このような事情のもと、従来、ポリオレフィン微多孔膜の片面又は両面に耐熱性高分子を含む多孔質層(耐熱性多孔質層)を塗工形成したセパレータが提案されている(例えば、特許文献1〜3参照)。これらの提案によれば、セパレータのシャットダウン特性や耐短絡性の向上効果が得られる。   Under such circumstances, conventionally, a separator in which a porous layer containing a heat-resistant polymer (heat-resistant porous layer) is formed on one or both surfaces of a polyolefin microporous film has been proposed (for example, a patent) References 1-3). According to these proposals, the effect of improving the shutdown characteristics and short circuit resistance of the separator can be obtained.

特開2005−209570号公報JP 2005-209570 A 特開2000−030686号公報JP 2000-030686 A 特開2009−205959号公報JP 2009-205959 A

セパレータの耐熱性多孔質層については、電池製造過程あるいは使用時において、その一部が剥れたり、脱落することがないことが望まれる。耐熱性多孔質層の欠落が生じた場合、電池の歩留まりが低下し、また、耐熱性多孔質層が欠落した部分においてはセパレータの耐熱性と耐短絡性が失われるため、電池の安全性にも問題が生じることが考えられるからである。したがって、ポリオレフィン微多孔膜の面上に耐熱性多孔質層を備えたセパレータにおいては、耐熱性多孔質層がよく保持されていることが必要である。   It is desirable that a part of the heat resistant porous layer of the separator does not peel off or fall off during the battery manufacturing process or use. If the heat-resistant porous layer is missing, the battery yield will decrease, and the heat-resistant and short-circuit resistance of the separator will be lost where the heat-resistant porous layer is missing. This is because a problem may occur. Therefore, in a separator having a heat-resistant porous layer on the surface of the polyolefin microporous membrane, the heat-resistant porous layer needs to be well retained.

本発明は、ポリオレフィン微多孔膜及び耐熱性多孔質層を備えた非水系二次電池用セパレータに関し、電池の生産性及び安全性を高め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。   The present invention relates to a separator for a non-aqueous secondary battery including a polyolefin microporous membrane and a heat-resistant porous layer, and an object thereof is to provide a separator for a non-aqueous secondary battery that increases battery productivity and safety. .

前記課題を達成するための具体的手段は以下のとおりである。
<1> ポリオレフィン微多孔膜と、前記ポリオレフィン微多孔膜の片面又は両面に設けられた耐熱性多孔質層と、前記ポリオレフィン微多孔膜と前記耐熱性多孔質層との間に設けられ、熱可塑性エラストマー及びゴム成分から選択される少なくとも一種を含む接着層と、を備えた非水系二次電池用セパレータ。
<2> 前記接着層は、塗工量が0.05g/m以上1.0g/m以下である<1>に記載の非水系二次電池用セパレータ。
<3> 正極と、負極と、前記正極及び前記負極の間に配置される<1>又は<2>に記載の非水系二次電池用セパレータとを備え、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。
Specific means for achieving the above object are as follows.
<1> A polyolefin microporous membrane, a heat-resistant porous layer provided on one or both surfaces of the polyolefin microporous membrane, and provided between the polyolefin microporous membrane and the heat-resistant porous layer, are thermoplastic. A separator for a non-aqueous secondary battery comprising: an adhesive layer containing at least one selected from an elastomer and a rubber component.
<2> The adhesive layer, a non-aqueous secondary battery separator according to the coating weight of 0.05 g / m 2 or more 1.0 g / m 2 or less <1>.
<3> A positive electrode, a negative electrode, and the separator for a nonaqueous secondary battery according to <1> or <2> disposed between the positive electrode and the negative electrode, and an electromotive force generated by doping or dedoping lithium. Get non-aqueous secondary battery.

本発明によれば、ポリオレフィン微多孔膜及び耐熱性多孔質層を備えた非水系二次電池用セパレータに関し、電池の生産性及び安全性を高め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。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the separator for non-aqueous secondary batteries provided with the polyolefin microporous membrane and the heat-resistant porous layer can be provided with the separator for non-aqueous secondary batteries which improves battery productivity and safety. .

以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨の範囲内で種々変形して実施することができる。
本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
Hereinafter, although the form for implementing this invention is demonstrated in detail, this invention is not limited to this, A various deformation | transformation can be implemented within the range of the meaning.
In the present specification, a numerical range represented by using “to” means a range including numerical values described before and after “to” as a lower limit value and an upper limit value.

<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、ポリオレフィン微多孔膜と、前記ポリオレフィン微多孔膜の片面又は両面に設けられた耐熱性多孔質層と、前記ポリオレフィン微多孔膜と前記耐熱性多孔質層との間に設けられ、熱可塑性エラストマー及びゴム成分から選択される少なくとも一種を含む接着層と、を備えた非水系二次電池用セパレータである。
本発明の非水系二次電池用セパレータは、ポリオレフィン微多孔膜と耐熱性多孔質層との間に、熱可塑性エラストマー及びゴム成分から選択される少なくとも一種を含む接着層を備えることにより、耐熱性多孔質層の保持をよくし、電池製造過程及び電池使用時における耐熱性多孔質層の剥れや脱落を抑制し、よって、電池の製造時の歩留まり、及び電池の使用時の安全性を向上させることができる。
<Separator for non-aqueous secondary battery>
The separator for a non-aqueous secondary battery according to the present invention includes a polyolefin microporous membrane, a heat resistant porous layer provided on one or both sides of the polyolefin microporous membrane, the polyolefin microporous membrane, and the heat resistant porous layer. And a bonding layer containing at least one selected from a thermoplastic elastomer and a rubber component, and a separator for a non-aqueous secondary battery.
The separator for a non-aqueous secondary battery of the present invention is provided with an adhesive layer containing at least one selected from a thermoplastic elastomer and a rubber component between the polyolefin microporous membrane and the heat-resistant porous layer, thereby providing heat resistance. Improves retention of the porous layer and suppresses peeling and dropping of the heat-resistant porous layer during the battery manufacturing process and when using the battery, thus improving the yield during battery manufacturing and the safety during battery use Can be made.

本発明において、上記の効果が奏されるメカニズムは、特定の理論に拘束されるものではないが、以下のように推測される。
熱可塑性エラストマー及びゴム成分から選択される少なくとも一種を含む接着層は、熱可塑性エラストマー及びゴム成分に起因する可撓性を有する。接着層が可撓性を有することにより、セパレータに機械的外力が加えられた場合、その衝撃が緩和され、セパレータから耐熱性多孔質層が剥れたり脱落することが抑制されるものと推測される。その結果、電池の製造時の歩留まり、及び電池の使用時の安全性が向上すると考えられる。
In the present invention, the mechanism that achieves the above effect is not constrained by a specific theory, but is presumed as follows.
The adhesive layer containing at least one selected from a thermoplastic elastomer and a rubber component has flexibility resulting from the thermoplastic elastomer and the rubber component. It is assumed that the adhesive layer has flexibility, so that when a mechanical external force is applied to the separator, the impact is alleviated and the heat-resistant porous layer is prevented from peeling or falling off from the separator. The As a result, it is considered that the yield at the time of manufacturing the battery and the safety at the time of using the battery are improved.

(接着層)
本発明の非水系二次電池用セパレータにおいて、接着層は、ポリオレフィン微多孔膜と耐熱性多孔質層との間に設けられ、セパレータから耐熱性多孔質層が剥れたり脱落することを抑制する。
本発明の非水系二次電池用セパレータにおいて、耐熱性多孔質層はポリオレフィン微多孔膜の片面又は両面に設けられるが、耐熱性多孔質層がポリオレフィン微多孔膜の両面に設けられている場合、接着層は、ポリオレフィン微多孔膜の両面において、ポリオレフィン微多孔膜と耐熱性多孔質層との間に設けられる。
本発明において、接着層は、熱可塑性エラストマー及びゴム成分から選択される少なくとも一種を含む。
(Adhesive layer)
In the separator for a non-aqueous secondary battery of the present invention, the adhesive layer is provided between the polyolefin microporous membrane and the heat-resistant porous layer, and prevents the heat-resistant porous layer from peeling or falling off from the separator. .
In the separator for a non-aqueous secondary battery of the present invention, the heat-resistant porous layer is provided on one side or both sides of the polyolefin microporous membrane, but when the heat-resistant porous layer is provided on both sides of the polyolefin microporous membrane, The adhesive layer is provided between the polyolefin microporous membrane and the heat-resistant porous layer on both sides of the polyolefin microporous membrane.
In the present invention, the adhesive layer contains at least one selected from a thermoplastic elastomer and a rubber component.

[熱可塑性エラストマー]
熱可塑性エラストマーの一般的な構造は、軟質層(ソフトセグメント)と硬質層(ハードセグメント)からなる。軟質層と硬質層が相まって、熱可塑性エラストマー特有のゴム弾性を有する。熱可塑性エラストマーとしては、特に制限されないが、スチレン系熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑性エラストマー等が挙げられる。
[Thermoplastic elastomer]
The general structure of a thermoplastic elastomer consists of a soft layer (soft segment) and a hard layer (hard segment). The soft layer and the hard layer combine to have rubber elasticity unique to thermoplastic elastomers. Although it does not restrict | limit especially as a thermoplastic elastomer, A styrene type thermoplastic elastomer, an olefin type thermoplastic elastomer, etc. are mentioned.

スチレン系熱可塑性エラストマーとしては、例えば、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体、スチレン−イソプレン−スチレン共重合体、スチレン−エチレンブチレン−スチレン共重合体、スチレン−エチレンプロピレン−スチレン共重合体、スチレン−エチレンエチレンプロピレン−スチレン共重合体、及びスチレン系熱可塑性エラストマーコンパウンド等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、必要に応じて2種以上組み合わせて用いてもよい。   Examples of the styrenic thermoplastic elastomer include styrene-butadiene-styrene copolymer, styrene-isoprene-styrene copolymer, styrene-ethylenebutylene-styrene copolymer, styrene-ethylenepropylene-styrene copolymer, styrene- An ethylene ethylene propylene-styrene copolymer, a styrene thermoplastic elastomer compound, etc. are mentioned. These may be used alone or in combination of two or more as required.

スチレン系熱可塑性エラストマーの市販品の例を次に列挙すると、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体としては、例えば、タフプレン(A125、126S等)、アサプレンT(411、414等)(以上、旭化成株式会社)、及びクレイトンD(1101、1102等)(クレイトンポリマージャパン株式会社)が挙げられる。スチレン−イソプレン−スチレン共重合体としては、例えば、クレイトンD1124(クレイトンポリマージャパン株式会社)が挙げられる。スチレン−エチレンブチレン−スチレン共重合体としては、例えば、タフテックH(1031、1041等)(旭化成株式会社)、セプトン(8004、8006等)(株式会社クラレ)、及びクレイトンG(1650、1651等)(クレイトンポリマージャパン株式会社)が挙げられる。スチレン−エチレンプロピレン−スチレン共重合体としては、例えば、セプトン(2002、2005等)(株式会社クラレ)が挙げられる。スチレン−エチレンエチレンプロピレン−スチレン共重合体としては、例えば、セプトン4033(株式会社クラレ)が挙げられる。   Examples of commercially available styrene-based thermoplastic elastomers are listed below. Examples of styrene-butadiene-styrene copolymers include tufprene (A125, 126S, etc.), Asaprene T (411, 414, etc.) (Asahi Kasei Corporation) Company), and Clayton D (1101, 1102 etc.) (Clayton Polymer Japan Co., Ltd.). Examples of the styrene-isoprene-styrene copolymer include Clayton D1124 (Clayton Polymer Japan Co., Ltd.). Examples of styrene-ethylenebutylene-styrene copolymers include Tuftec H (1031, 1041 etc.) (Asahi Kasei Corporation), Septon (8004, 8006 etc.) (Kuraray Co., Ltd.), and Kraton G (1650, 1651 etc.). (Clayton Polymer Japan Co., Ltd.). Examples of the styrene-ethylenepropylene-styrene copolymer include Septon (2002, 2005, etc.) (Kuraray Co., Ltd.). Examples of the styrene-ethylene ethylene propylene-styrene copolymer include Septon 4033 (Kuraray Co., Ltd.).

オレフィン系熱可塑性エラストマーとしては、例えば、エチレン−αオレフィン共重合体、プロピレン−αオレフィン共重合体、エチレン−αオレフィン共重合体(メタロセン触媒)、非晶性ポリαオレフィン、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、及びポリプロピレン等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、必要に応じて2種以上組み合わせて用いてもよい。
オレフィン系熱可塑性エラストマーの市販品の例としては、例えば、ミラストマー(7030、8030等)(三井化学株式会社)、タフマー(A−4085、P−0180、P−0480等)(三井化学株式会社)等が挙げられる。
Examples of the olefinic thermoplastic elastomer include ethylene-α olefin copolymer, propylene-α olefin copolymer, ethylene-α olefin copolymer (metallocene catalyst), amorphous polyα olefin, high density polyethylene, low Examples include density polyethylene, ultra-low density polyethylene, and polypropylene. These may be used alone or in combination of two or more as required.
Examples of commercially available olefin-based thermoplastic elastomers include, for example, Miralastomer (7030, 8030, etc.) (Mitsui Chemicals, Inc.), Tuffmer (A-4085, P-0180, P-0480, etc.) (Mitsui Chemicals, Inc.) Etc.

[ゴム成分]
ゴム成分としては、特に制限されないが、例えば、SBR(スチレン−ブタジエンゴム)、BR(ブタジエンゴム)、EPM(エチレンプロピレンゴム)、EPDM(エチレンプロピレンジエン三元共重合体)、ACM(アクリルゴム)等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、必要に応じて2種以上組み合わせて用いてもよい。
[Rubber component]
Although it does not restrict | limit especially as a rubber component, For example, SBR (styrene-butadiene rubber), BR (butadiene rubber), EPM (ethylene propylene rubber), EPDM (ethylene propylene diene terpolymer), ACM (acrylic rubber) Etc. These may be used alone or in combination of two or more as required.

SBRとしては、例えば、JSR(0202、T5582等:JSR株式会社)、及びNipol(1721、2057S等:日本ゼオン株式会社)が挙げられる。BRとしては、例えば、JSR(RB810、RB820、RB830等:JSR株式会社)、及びNipol(BR1220、BR1241等:日本ゼオン株式会社)が挙げられる。EPMとしては、例えば、JSR EP57P(JSR株式会社)が挙げられる。EPDMとしては、例えば、JSR EP24、EP27(JSR株式会社)が挙げられる。ACMとしては、例えば、Nipol(AR31、AR32等:日本ゼオン株式会社)が挙げられる。   Examples of SBR include JSR (0202, T5582, etc .: JSR Corporation), and Nipol (1721, 2057S, etc .: Nippon Zeon Corporation). Examples of BR include JSR (RB810, RB820, RB830, etc .: JSR Corporation) and Nipol (BR1220, BR1241, etc .: Nippon Zeon Corporation). Examples of EPM include JSR EP57P (JSR Corporation). Examples of the EPDM include JSR EP24 and EP27 (JSR Corporation). Examples of the ACM include Nipol (AR31, AR32, etc .: Nippon Zeon Co., Ltd.).

ゴム成分としては、コア・シェル構造を備えたものであってもよい。ゴム成分におけるコア・シェル構造は、芯部分と外殻部分からなる構造を有し、芯部分と外殻部分とで樹脂の組成が異なる。コア・シェル構造を備えたゴム成分は、芯部分を構成する樹脂と外殻部分を構成する樹脂に関し、(i)ガラス転移温度(Tg)の高い樹脂と低い樹脂とを組み合せてTgの制御ができる、(ii)外殻部分の樹脂を変えることにより、他の材料への相溶性や接着性の調整ができる、(iii)粘性の高い樹脂と弾性の高い樹脂とを組み合わせて粘弾性の制御ができる、等のメリットがある。
コア・シェル構造を備えたゴム成分の具体例としては、コア・シェル構造からなるパラペット(SA−NW001等)(株式会社クラレ)、及びRP−101(根上工業株式会社)が挙げられる。
コア・シェル構造を備えたゴム成分は、単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよく、前述のほかのゴム成分と組み合わせて用いてもよい。
The rubber component may have a core / shell structure. The core-shell structure in the rubber component has a structure composed of a core part and an outer shell part, and the resin composition differs between the core part and the outer shell part. A rubber component having a core / shell structure relates to a resin constituting a core portion and a resin constituting an outer shell portion, and (i) a combination of a resin having a high glass transition temperature (Tg) and a resin having a low glass transition temperature (Tg) can be controlled. Yes, (ii) By changing the resin of the outer shell, compatibility and adhesion to other materials can be adjusted. (Iii) Viscoelasticity control by combining a highly viscous resin and a highly elastic resin There are advantages such as being able to.
Specific examples of the rubber component having a core / shell structure include parapets (SA-NW001, etc.) (Kuraray Co., Ltd.) and RP-101 (Negami Kogyo Co., Ltd.) having a core / shell structure.
The rubber component having a core / shell structure may be used alone, in combination of two or more kinds, or in combination with other rubber components described above.

本発明において、接着層に含まれる熱可塑性エラストマー及びゴム成分は、そのガラス転移温度(Tg)が120℃以下であることが好ましい。前記ガラス転移温度(Tg)が120℃以下であると、接着層の可撓性が良好であり、耐熱性多孔質層の剥れや脱落を防ぐ効果が高い。また、前記ガラス転移温度(Tg)が120℃以下であると、充放電を繰り返して長期間使用する場合や、使用時に温度が上昇した場合においても、接着層の可撓性が失われにくい。前記ガラス転移温度(Tg)は、−50〜120℃であることが好ましく、−40〜100℃であることがより好ましい。   In the present invention, the thermoplastic elastomer and rubber component contained in the adhesive layer preferably have a glass transition temperature (Tg) of 120 ° C. or lower. When the glass transition temperature (Tg) is 120 ° C. or lower, the flexibility of the adhesive layer is good, and the effect of preventing the heat-resistant porous layer from peeling off or falling off is high. In addition, when the glass transition temperature (Tg) is 120 ° C. or lower, the flexibility of the adhesive layer is not easily lost even when the battery is used for a long time by repeated charge and discharge or when the temperature rises during use. The glass transition temperature (Tg) is preferably −50 to 120 ° C., more preferably −40 to 100 ° C.

本発明において、接着層には、熱可塑性エラストマー及びゴム成分以外のその他の成分が含まれていても構わないが、不純物が溶出されない観点から、その他の成分(例えば、製造過程で不可避的に混入する成分)の含有量は少ないことが好ましく、含まれないことがより好ましい。   In the present invention, the adhesive layer may contain other components other than the thermoplastic elastomer and the rubber component, but other components (for example, inevitably mixed in the manufacturing process) from the viewpoint of preventing impurities from being eluted. The content of the component to be) is preferably small and more preferably not contained.

本発明において、接着層は、塗工量が0.05g/m以上1.0g/m以下であることが好ましい。塗工量が0.05g/m以上であると、接着層の可撓性が良好であり、耐熱性多孔質層の欠落がよく抑制される。他方、塗工量が1.0g/m以下であると、接着層がポリオレフィン微多孔膜及び耐熱性多孔質層の微多孔を塞ぎにくく、電池性能への影響がない。塗工量は、0.08g/m以上1.0g/m以下であることがより好ましく、0.1g/m以上1.0g/m以下であることが更に好ましい。
なお、本発明で接着層について言う塗工量は、乾燥後の塗工量である。
In the present invention, the adhesive layer is preferably coated amount is 0.05 g / m 2 or more 1.0 g / m 2 or less. When the coating amount is 0.05 g / m 2 or more, the flexibility of the adhesive layer is good, and the lack of the heat-resistant porous layer is well suppressed. On the other hand, when the coating amount is 1.0 g / m 2 or less, the adhesive layer does not easily block the micropores of the polyolefin microporous membrane and the heat-resistant porous layer, and the battery performance is not affected. The coating amount is more preferably 0.08 g / m 2 or more and 1.0 g / m 2 or less, and further preferably 0.1 g / m 2 or more and 1.0 g / m 2 or less.
In addition, the coating amount said about an adhesive layer in this invention is a coating amount after drying.

[接着層の形成方法]
ポリオレフィン微多孔膜上に接着層を形成する方法は特に限定されるものではないが、例えば、下記の方法(a)及び(b)が挙げられる。以下、接着層の形成方法の説明において、熱可塑性エラストマー及びゴム成分を「ポリマー」と称することがある。
[Method of forming adhesive layer]
The method for forming the adhesive layer on the polyolefin microporous membrane is not particularly limited, and examples thereof include the following methods (a) and (b). Hereinafter, in the description of the method for forming the adhesive layer, the thermoplastic elastomer and the rubber component may be referred to as “polymer”.

(a)少なくとも一種のポリマーを溶剤に溶解あるいは水系エマルジョンとして分散させて得た液状物を、ポリオレフィン微多孔膜に塗布して塗布膜を形成し、その後に前記塗布膜から溶剤や水を除去して接着層を形成する方法。
(b)少なくとも一種のポリマーを溶剤に溶解あるいは水系エマルジョンとして分散させて得た液状物を、基体に塗布して塗布膜を形成し、前記塗布膜を前記基体上からポリオレフィン微多孔膜上に転写して接着層を形成する方法。
(A) A liquid obtained by dissolving at least one polymer in a solvent or dispersed as an aqueous emulsion is applied to a polyolefin microporous film to form a coating film, and then the solvent and water are removed from the coating film. Forming an adhesive layer.
(B) A liquid obtained by dissolving at least one polymer in a solvent or dispersed as an aqueous emulsion is applied to a substrate to form a coating film, and the coating film is transferred from the substrate onto a polyolefin microporous film. To form an adhesive layer.

上記(a)及び(b)において、溶剤はポリマーを溶解するものであればよく、特に限定はないが、具体的には非プロトン性極性溶剤が好ましく、例えば、メチルエチルケトン、ジメチルスルホキシド、ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン等が挙げられる。   In the above (a) and (b), the solvent is not particularly limited as long as it dissolves the polymer. Specifically, an aprotic polar solvent is preferable, for example, methyl ethyl ketone, dimethyl sulfoxide, dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone and the like can be mentioned.

上記(a)及び(b)において、ポリマーを溶剤に溶解あるいは水系エマルジョンとして分散させて得た液状物は、ポリマー濃度が、1質量%〜20質量%であることが好ましい。ポリマー濃度が1質量%以上であると、前記液状物を用いて形成された接着層の可撓性が良好であり、耐熱性多孔質層の欠落がよく抑制される。他方、ポリマー濃度が20質量%以下であると、前記液状物を用いて形成された接着層がポリオレフィン微多孔膜及び耐熱性多孔質層の微多孔を塞ぎにくい。   In the above (a) and (b), the polymer obtained by dissolving the polymer in a solvent or dispersing as a water-based emulsion preferably has a polymer concentration of 1% by mass to 20% by mass. When the polymer concentration is 1% by mass or more, the flexibility of the adhesive layer formed using the liquid material is good, and the lack of the heat-resistant porous layer is well suppressed. On the other hand, when the polymer concentration is 20% by mass or less, the adhesive layer formed using the liquid material does not easily block the micropores of the polyolefin microporous film and the heat-resistant porous layer.

(ポリオレフィン微多孔膜)
本発明において、ポリオレフィン微多孔膜は、内部に多数の微細孔を有し、これら微細孔が連結された構造となっており、一方の面から他方の面へと気体あるいは液体が通過可能となった膜を意味する。かかる微多孔膜は、130〜150℃で軟化し、多孔質の空隙が閉塞されシャットダウン機能を発現し、かつ非水系二次電池の電解液に溶解しない微多孔膜であることが好ましい。
(Polyolefin microporous membrane)
In the present invention, the polyolefin microporous membrane has a large number of micropores inside and has a structure in which these micropores are connected, and gas or liquid can pass from one surface to the other. Means a thick film. Such a microporous membrane is preferably a microporous membrane that softens at 130 to 150 ° C., closes the porous voids, exhibits a shutdown function, and does not dissolve in the electrolyte solution of the nonaqueous secondary battery.

ポリオレフィン微多孔膜の厚みは、5μm〜25μmが好ましく、さらに好ましくは5μm〜20μmである。厚みが5μm以上であると、シャットダウン機能が良好である。他方、厚みが25μm以下であると、耐熱性多孔質層も加えた非水系二次電池用セパレータの厚みとして適当であり、高電気容量化が達成できる。
ポリオレフィン微多孔膜の空孔率は、透過性、機械強度及びハンドリング性の観点から、30〜80%であることが好ましい。空孔率が30%以上であると、透過性、電解液の保持量が適当である。他方、空孔率が80%以下であると、ポリオレフィン微多孔膜の機械強度の点で好ましく、またシャットダウン機能が良好である。空孔率は、より好ましくは40〜60%である。
ポリオレフィン微多孔膜のガーレ値(JIS・P8117)は、機械強度と膜抵抗をバランスよく得るという観点から、50〜500sec/100ccであることが好ましい。
The thickness of the polyolefin microporous membrane is preferably 5 μm to 25 μm, more preferably 5 μm to 20 μm. When the thickness is 5 μm or more, the shutdown function is good. On the other hand, when the thickness is 25 μm or less, it is appropriate as the thickness of the separator for a non-aqueous secondary battery to which the heat-resistant porous layer is added, and high electric capacity can be achieved.
The porosity of the polyolefin microporous membrane is preferably 30 to 80% from the viewpoints of permeability, mechanical strength, and handling properties. When the porosity is 30% or more, the permeability and the amount of electrolyte retained are appropriate. On the other hand, when the porosity is 80% or less, it is preferable in terms of mechanical strength of the polyolefin microporous membrane, and the shutdown function is good. The porosity is more preferably 40 to 60%.
The Gurley value (JIS P8117) of the polyolefin microporous membrane is preferably 50 to 500 sec / 100 cc from the viewpoint of obtaining a good balance between mechanical strength and membrane resistance.

ポリオレフィン微多孔膜の膜抵抗は、非水系二次電池の負荷特性の観点から、0.5〜5ohm・cmであることが好ましい。
ポリオレフィン微多孔膜の突刺強度は250g以上であることが好ましい。突刺強度が250g以上であると、非水系二次電池を作製した場合、電極の凹凸や衝撃等でセパレータにピンホール等が発生しにくく、非水系二次電池が短絡する可能性が低い。
ポリオレフィン微多孔膜の引張強度は、10N以上であることが好ましい。引張強度が10N以上であると、非水系二次電池を作製する時にセパレータを捲回する際に、セパレータが破損しにくい。
The membrane resistance of the polyolefin microporous membrane is preferably 0.5 to 5 ohm · cm 2 from the viewpoint of load characteristics of the non-aqueous secondary battery.
The puncture strength of the polyolefin microporous membrane is preferably 250 g or more. When the puncture strength is 250 g or more, when a non-aqueous secondary battery is produced, pinholes or the like are hardly generated in the separator due to unevenness or impact of the electrodes, and the possibility that the non-aqueous secondary battery is short-circuited is low.
The tensile strength of the polyolefin microporous membrane is preferably 10 N or more. When the tensile strength is 10 N or more, the separator is difficult to break when winding the separator when producing a non-aqueous secondary battery.

[ポリオレフィン]
ポリオレフィン微多孔膜に用いるポリオレフィン樹脂としては、例えば、エチレン、プロピレン、1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘキセン、及び1−オクテン等のモノマーを重合して得られる重合体(ホモ重合体や共重合体、多段重合体等)が挙げられ、低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、アイソタクティックポリプロピレン、アタクティックポリプロピレン、ポリブテン、エチレンプロピレンラバー等が挙げられる。
[Polyolefin]
Examples of the polyolefin resin used for the polyolefin microporous membrane include polymers obtained by polymerizing monomers such as ethylene, propylene, 1-butene, 4-methyl-1-pentene, 1-hexene, and 1-octene. Polymer, copolymer, multistage polymer, etc.), low density polyethylene, linear low density polyethylene, medium density polyethylene, high density polyethylene, ultra high molecular weight polyethylene, isotactic polypropylene, atactic polypropylene, polybutene, Examples include ethylene propylene rubber.

前記ポリオレフィン樹脂は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。例えば、シャットダウン挙動に重点をおいて、高密度ポリエチレンと中密度ポリエチレンとの混合物にすることが可能である。ほかに、耐短絡性又は機械的物性(突刺し強度等)の向上に注目して、高密度ポリエチレンと超高分子量ポリエチレンとの混合物にすることが可能である。また、耐熱性に注目して、ポリエチレンとポリプロピレンとの混合物にすることが可能である。   The said polyolefin resin may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for it. For example, it is possible to make a mixture of high density polyethylene and medium density polyethylene with an emphasis on shutdown behavior. In addition, it is possible to make a mixture of high-density polyethylene and ultrahigh molecular weight polyethylene by paying attention to improvement of short circuit resistance or mechanical properties (such as puncture strength). In addition, it is possible to make a mixture of polyethylene and polypropylene by paying attention to heat resistance.

ポリオレフィン微多孔膜の融点を低下させる観点から、前記ポリオレフィン樹脂は高密度ポリエチレンを含むことが好ましい。高密度ポリエチレンが、前記ポリオレフィン樹脂中に占める割合としては、好ましくは10質量%以上、より好ましくは30質量%以上である。   From the viewpoint of lowering the melting point of the polyolefin microporous membrane, the polyolefin resin preferably contains high-density polyethylene. The proportion of the high-density polyethylene in the polyolefin resin is preferably 10% by mass or more, more preferably 30% by mass or more.

[ポリオレフィン微多孔膜の製造方法]
本発明において、ポリオレフィン微多孔膜の製造方法に特に制限はないが、例えば溶液法や溶融法等の適用が可能であり、具体的には下記(1)〜(6)の工程を経て製造することが好ましい。
[Production method of polyolefin microporous membrane]
In the present invention, the method for producing the microporous polyolefin membrane is not particularly limited, but for example, a solution method, a melting method, or the like can be applied. Specifically, the method is produced through the following steps (1) to (6). It is preferable.

(1)ポリオレフィン溶液の調製
所定の量比のポリオレフィンを溶剤に溶解させたポリオレフィン溶液を調製する。この時、溶剤を混合してポリオレフィン溶液を作製しても構わない。溶剤としては、例えばパラフィン、流動パラフィン、パラフィン油、鉱油、ひまし油、テトラリン、エチレングリコール、グリセリン、デカリン、トルエン、キシレン、ジエチルトリアミン、エチルジアミン、ジメチルスルホキシド、ヘキサン等が挙げられる。
(1) Preparation of polyolefin solution A polyolefin solution is prepared by dissolving a predetermined amount of polyolefin in a solvent. At this time, a solvent may be mixed to prepare a polyolefin solution. Examples of the solvent include paraffin, liquid paraffin, paraffin oil, mineral oil, castor oil, tetralin, ethylene glycol, glycerin, decalin, toluene, xylene, diethyltriamine, ethyldiamine, dimethyl sulfoxide, hexane, and the like.

ポリオレフィン溶液の濃度は1〜35質量%が好ましく、より好ましくは10〜30質量%である。ポリオレフィン溶液の濃度が1質量%以上であると、冷却ゲル化して得られるゲル状成形物が溶媒で高度に膨潤しないように維持できるため変形しにくく、取扱い性が良好である。他方、ポリオレフィン溶液の濃度が35質量%以下であると、押し出しの際の圧力が抑えられるため吐出量を維持することが可能で生産性に優れる。また、押し出し工程での配向が進みにくく、延伸性や均一性を確保するのに有利である。
ポリオレフィン溶液は、異物除去のため、濾過して使用することが好ましい。濾過装置、濾過フィルターの形状、濾過の様式などは特に制限はなく、従来公知の装置、様式を使用することができる。濾過フィルターの穴径は、濾過性の観点から1μm〜50μmが好ましい。
The concentration of the polyolefin solution is preferably 1 to 35% by mass, more preferably 10 to 30% by mass. When the concentration of the polyolefin solution is 1% by mass or more, the gel-like molded product obtained by cooling gelation can be maintained so as not to be highly swollen with a solvent, so that it is difficult to be deformed and the handleability is good. On the other hand, when the concentration of the polyolefin solution is 35% by mass or less, since the pressure during extrusion can be suppressed, the discharge amount can be maintained and the productivity is excellent. In addition, the alignment in the extrusion process is difficult to proceed, which is advantageous for ensuring stretchability and uniformity.
The polyolefin solution is preferably used after filtration for removing foreign substances. There are no particular limitations on the filtration device, the shape of the filtration filter, the filtration mode, and the like, and conventionally known devices and modes can be used. The hole diameter of the filter is preferably 1 μm to 50 μm from the viewpoint of filterability.

(2)ポリオレフィン溶液の押出
調製したポリオレフィン溶液を一軸押出機、もしくは二軸押出機で混練し、融点以上かつ融点+60℃以下の温度でTダイもしくはIダイで押し出す。好ましくは二軸押出機を用いる。そして、押し出したポリオレフィン溶液をチルロール又は冷却浴に通過させて、ゲル状組成物を形成する。この際、ゲル化温度以下に急冷しゲル化することが好ましい。特に、溶媒として揮発性溶剤と不揮発性溶剤とを組み合せて用いた場合において、結晶パラメータを制御するという観点では、ゲル状組成物の冷却速度は30℃/分以上であることが好ましい。
(2) Extrusion of polyolefin solution The prepared polyolefin solution is kneaded with a single screw extruder or a twin screw extruder, and extruded with a T die or an I die at a temperature not lower than the melting point and not higher than the melting point + 60 ° C. A twin screw extruder is preferably used. Then, the extruded polyolefin solution is passed through a chill roll or a cooling bath to form a gel composition. At this time, it is preferable to rapidly cool below the gelation temperature to cause gelation. In particular, when a volatile solvent and a non-volatile solvent are used in combination as the solvent, the cooling rate of the gel composition is preferably 30 ° C./min or more from the viewpoint of controlling the crystal parameters.

(3)脱溶媒処理
次いで、ゲル状組成物から溶媒を除去する。揮発性溶剤を使用する場合、予熱工程も兼ねて加熱等により蒸発させゲル状組成物から溶媒を除くこともできる。また、不揮発性溶媒の場合は圧力をかけて絞り出すなどして溶媒を除くことができる。なお、溶媒は完全に除く必要はない。
(3) Desolvation treatment Next, the solvent is removed from the gel composition. When a volatile solvent is used, the solvent can also be removed from the gel composition by evaporating by heating or the like, which also serves as a preheating step. In the case of a non-volatile solvent, the solvent can be removed by squeezing out under pressure. The solvent need not be completely removed.

(4)ゲル状組成物の延伸
脱溶媒処理に次いで、ゲル状組成物を延伸する。ここで、延伸処理の前に弛緩処理を行ってもよい。延伸処理は、ゲル状成形物を加熱し、通常のテンター法、ロール法、圧延法もしくはこれらの方法の組合せによって、所定の倍率で2軸延伸する。2軸延伸は同時又は逐次のどちらであってもよい。また、縦多段延伸や3乃至4段延伸とすることもできる。
延伸温度は、90℃以上、成膜に使用するポリオレフィンの融点未満であることが好ましく、さらに好ましくは100〜120℃である。加熱温度が融点未満であると、ゲル状成形物が溶解しにくいために延伸を良好に行える。また、加熱温度が90℃以上であると、ゲル状成形物の軟化が十分で延伸において破膜せずに高倍率の延伸が可能である。
(4) Stretching of the gel-like composition After the solvent removal treatment, the gel-like composition is stretched. Here, a relaxation treatment may be performed before the stretching treatment. In the stretching treatment, the gel-like molded product is heated and biaxially stretched at a predetermined magnification by a normal tenter method, roll method, rolling method, or a combination of these methods. Biaxial stretching may be simultaneous or sequential. Moreover, it can also be set as longitudinal multistage extending | stretching and 3 thru | or 4 step extending | stretching.
The stretching temperature is preferably 90 ° C. or higher and lower than the melting point of the polyolefin used for film formation, and more preferably 100 to 120 ° C. When the heating temperature is lower than the melting point, the gel-like molded product is difficult to dissolve, so that stretching can be performed satisfactorily. Further, when the heating temperature is 90 ° C. or higher, the gel-like molded product is sufficiently softened and can be stretched at a high magnification without being broken during stretching.

延伸倍率は、原反の厚さによって異なるが、1軸方向で少なくとも2倍以上、好ましくは4〜20倍で行うことが好ましい。特に、延伸倍率が機械方向(MD方向)に4〜10倍、機械方向の垂直方向(TD方向)に6〜15倍であることが好ましい。延伸速度は、充放電のサイクル安定性、耐短絡性を好適に高める観点から、200%/秒以下とすることが好ましい。
延伸後、必要に応じて熱固定を行い、熱寸法安定性を持たせる。延伸、熱固定をさらに2段あるいはそれ以上繰返すことにより熱収縮性を抑制し、耐短絡性をより好適に高めることができる。このときMD及び又はTD方向の延伸性倍率は1.5から3倍と比較的低いことが好ましい。
Although a draw ratio changes with thickness of an original fabric, it is preferable to carry out at least 2 times or more in a uniaxial direction, preferably 4 to 20 times. In particular, the draw ratio is preferably 4 to 10 times in the machine direction (MD direction) and 6 to 15 times in the machine direction (TD direction). The stretching speed is preferably set to 200% / second or less from the viewpoint of suitably improving charge / discharge cycle stability and short-circuit resistance.
After stretching, heat setting is performed as necessary to provide thermal dimensional stability. By repeating the stretching and heat setting two more steps or more, the heat shrinkability can be suppressed and the short-circuit resistance can be improved more suitably. At this time, the drawability ratio in the MD and / or TD direction is preferably relatively low, 1.5 to 3 times.

(5)溶剤の抽出・除去
延伸後のゲル状組成物を抽出溶剤に浸漬して、溶媒を抽出する。抽出溶剤としては、例えばペンタン、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、デカリン、テトラリン等の炭化水素、塩化メチレン、四塩化炭素、メチレンクロライド等の塩素化炭化水素、三フッ化エタン等のフッ化炭化水素、ジエチルエーテル、ジオキサン等のエーテル類等の易揮発性のものを用いることができる。これらの溶剤はポリオレフィン樹脂の溶解に用いた溶剤に応じて適宜選択し、単独もしくは混合して用いることができる。溶媒の抽出は、微多孔膜中の溶媒を1質量%未満に迄除去する。
(5) Extraction and removal of solvent The stretched gel composition is immersed in an extraction solvent to extract the solvent. Examples of the extraction solvent include hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane, cyclohexane, decalin, and tetralin, chlorinated hydrocarbons such as methylene chloride, carbon tetrachloride, and methylene chloride, fluorinated hydrocarbons such as ethane trifluoride, diethyl, and the like. Easily volatile compounds such as ethers such as ether and dioxane can be used. These solvents are appropriately selected according to the solvent used for dissolving the polyolefin resin, and can be used alone or in combination. The extraction of the solvent removes the solvent in the microporous membrane to less than 1% by mass.

(6)微多孔膜のアニール
微多孔膜をアニールにより熱セットする。アニール温度は、微多孔膜の熱収縮率の観点から、80〜150℃で実施することが好ましく、115〜135℃であることがより好ましい。
アニール時間は、微多孔膜の熱収縮率を低減する観点から、1分以上とすることが好ましく、1分〜1時間とすることができる。微多孔膜の変形を抑制する観点からは、長時間のアニールが好ましい。微多孔膜の熱収縮をより低減させるために、アニール時間を1時間から5時間程度まで延長することも可能である。
(6) Annealing of microporous film The microporous film is heat-set by annealing. The annealing temperature is preferably 80 to 150 ° C., more preferably 115 to 135 ° C., from the viewpoint of the heat shrinkage rate of the microporous film.
The annealing time is preferably 1 minute or more from the viewpoint of reducing the thermal shrinkage rate of the microporous film, and can be 1 minute to 1 hour. From the viewpoint of suppressing the deformation of the microporous film, annealing for a long time is preferable. In order to further reduce the thermal shrinkage of the microporous film, it is possible to extend the annealing time from about 1 hour to about 5 hours.

(耐熱性多孔質層)
本発明において、耐熱性多孔質層は、内部に多数の微細孔を有し、これら微細孔が連結された構造となっており、一方の面から他方の面へと気体あるいは液体が通過可能となった層を意味する。
(Heat resistant porous layer)
In the present invention, the heat-resistant porous layer has a large number of micropores inside and has a structure in which these micropores are connected, and gas or liquid can pass from one surface to the other. Means the layer that became.

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又は片面に形成すればよいが、ハンドリング性、耐久性及び熱収縮の抑制効果の観点から、ポリオレフィン微多孔膜の両面に形成された態様が好ましい。
本発明において、耐熱性多孔質層がポリオレフィン微多孔膜の両面に形成されている場合は、耐熱性多孔質層の厚みの合計が3μm以上12μm以下であることが好ましく、耐熱性多孔質層がポリオレフィン微多孔膜の片面にのみ形成されている場合は、耐熱性多孔質層の厚みが3μm以上12μm以下であることが好ましい。このような厚みの範囲は、ハンドリング性、耐久性、熱収縮の抑制効果、及び液枯れしにくい点で好ましい。
本発明において、耐熱性多孔質層の空孔率は、液枯れしにくい観点から、30〜90%の範囲が好適であり、より好ましくは30〜70%である。
In the present invention, the heat-resistant porous layer may be formed on both sides or one side of the polyolefin microporous membrane, but it was formed on both sides of the polyolefin microporous membrane from the viewpoints of handling properties, durability, and the effect of suppressing heat shrinkage. Embodiments are preferred.
In the present invention, when the heat-resistant porous layer is formed on both surfaces of the polyolefin microporous membrane, the total thickness of the heat-resistant porous layer is preferably 3 μm or more and 12 μm or less. When formed only on one side of the polyolefin microporous membrane, the thickness of the heat-resistant porous layer is preferably 3 μm or more and 12 μm or less. Such a thickness range is preferable in terms of handling properties, durability, an effect of suppressing heat shrinkage, and resistance to liquid withstand.
In the present invention, the porosity of the heat-resistant porous layer is preferably in the range of 30 to 90%, more preferably 30 to 70%, from the viewpoint of being hard to dry up.

[耐熱性高分子]
本発明において、耐熱性多孔質層を構成する耐熱性高分子としては、融点200℃以上の結晶性高分子、あるいは融点を有しないが分解温度が200℃以上の高分子が好ましく、例えば、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及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。
かかる高分子(以下「耐熱性樹脂」とも言う。)は、ホモポリマーであってもよく、さらに柔軟性の発揮など、所望の目的により若干の共重合成分を含有することも可能である。すなわち、例えば全芳香族ポリアミドにおいては、例えば少量の脂肪族成分を共重合することも可能である。
さらにかかる耐熱性樹脂は、電解質溶液に対し不溶性であり、耐久性が高いことにより全芳香族ポリアミドが好適であり、多孔質層を形成しやすく耐酸化還元性に優れるという観点から、メタ型全芳香族ポリアミドであるポリメタフェニレンイソフタルアミドがさらに好適である。
[Heat resistant polymer]
In the present invention, the heat resistant polymer constituting the heat resistant porous layer is preferably a crystalline 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. Examples thereof include at least one resin selected from the group consisting of aromatic polyamide, polyimide, polyamideimide, polysulfone, polyketone, polyetherketone, polyetherimide and cellulose.
Such a polymer (hereinafter also referred to as “heat-resistant resin”) may be a homopolymer, and may further contain some copolymer components depending on a desired purpose such as exhibiting flexibility. That is, for example, in a wholly aromatic polyamide, it is possible to copolymerize a small amount of an aliphatic component, for example.
Further, such a heat-resistant resin is insoluble in the electrolyte solution and is preferably a wholly aromatic polyamide due to its high durability. From the viewpoint that it is easy to form a porous layer and has excellent oxidation-reduction resistance, the meta type More preferred is polymetaphenylene isophthalamide, which is an aromatic polyamide.

[無機フィラー]
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、アルミナ、チタニア、シリカ、ジルコニア等の金属酸化物、炭酸カルシウム等の金属炭酸塩、リン酸カルシウム等の金属リン酸塩、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の金属水酸化物等が好適に用いられる。このような無機フィラーは、不純物の溶出や耐久性の観点から結晶性の高いものが好ましい。
[Inorganic filler]
In the present invention, the heat resistant porous layer preferably contains an inorganic filler. The inorganic filler is not particularly limited, but metal oxides such as alumina, titania, silica and zirconia, metal carbonates such as calcium carbonate, metal phosphates such as calcium phosphate, metals such as aluminum hydroxide and magnesium hydroxide A hydroxide or the like is preferably used. Such an inorganic filler is preferably highly crystalline from the viewpoints of impurity elution and durability.

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が好ましい。非水系二次電池では、正極の分解に伴う発熱が最も危険と考えられており、この分解は300℃近傍で起こる。このため、吸熱反応の発生温度が200〜400℃の範囲であれば、非水系二次電池の発熱を防ぐ上で有効である。
200〜400℃において吸熱反応を生じる無機フィラーとして、金属水酸化物、硼素塩化合物又は粘土鉱物等からなる無機フィラーが挙げられる。具体的には、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る。水酸化アルミニウムやドーソナイト、アルミン酸カルシウムは200〜300℃の範囲において脱水反応が起こり、また、水酸化マグネシウムや硼酸亜鉛は300〜400℃の範囲において脱水反応が起こるため、これらの無機フィラーのうち少なくともいずれか一種を用いることが好ましい。
上記無機フィラーは単独若しくは2種以上を組み合せて用いることができる。また、これらの難燃性の無機フィラーには、アルミナやジルコニア、シリカ、マグネシア、チタニア等の金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属炭酸塩等の他の無機フィラーを適宜混合して用いることもできる。
As an inorganic filler, what produces an endothermic reaction in 200-400 degreeC is preferable. In non-aqueous secondary batteries, heat generation associated with the decomposition of the positive electrode is considered to be the most dangerous, and this decomposition occurs in the vicinity of 300 ° C. For this reason, if the generation temperature of the endothermic reaction is in the range of 200 to 400 ° C., it is effective in preventing heat generation of the non-aqueous secondary battery.
Examples of the inorganic filler that generates an endothermic reaction at 200 to 400 ° C. include an inorganic filler made of a metal hydroxide, a boron salt compound, a clay mineral, or the like. Specific examples include aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, calcium aluminate, dosonite, and zinc borate. Among these inorganic fillers, aluminum hydroxide, dawsonite, and calcium aluminate undergo a dehydration reaction in the range of 200 to 300 ° C, and magnesium hydroxide and zinc borate undergo a dehydration reaction in the range of 300 to 400 ° C. It is preferable to use at least one of them.
The said inorganic filler can be used individually or in combination of 2 or more types. In addition, these flame retardant inorganic fillers are appropriately mixed with other inorganic fillers such as metal oxides such as alumina, zirconia, silica, magnesia, and titania, metal nitrides, metal carbides, and metal carbonates. You can also.

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、0.1μm〜2μmが好ましい。耐熱性多孔質層における無機フィラーの含有量は、耐熱性向上効果、透過性及びハンドリング性の観点から、50〜95質量%であることが好ましい。
なお、耐熱性多孔質層中の無機フィラーは、耐熱性多孔質層が微多孔膜状である場合は耐熱性樹脂に捕捉された状態で存在し、耐熱性多孔質層が不織布等の場合は構成繊維中に存在するか、樹脂等のバインダーにより不織布表面等に固定されていればよい。
In the present invention, the average particle diameter of the inorganic filler is preferably 0.1 μm to 2 μm from the viewpoint of short circuit resistance at high temperature, moldability, and the like. The content of the inorganic filler in the heat-resistant porous layer is preferably 50 to 95% by mass from the viewpoint of heat resistance improvement effect, permeability and handling properties.
In addition, the inorganic filler in the heat-resistant porous layer is present in a state of being trapped by the heat-resistant resin when the heat-resistant porous layer is in the form of a microporous film, and when the heat-resistant porous layer is a nonwoven fabric or the like It may be present in the constituent fibers or fixed to the nonwoven fabric surface or the like with a binder such as a resin.

[耐熱性多孔質層の形成方法]
本発明において、耐熱性多孔質層の形成方法に特に制限はないが、具体的には下記(1)〜(5)の工程を経て形成することが好ましい。なお、下記(1)の工程を実施する前に、基材となるポリオレフィン微多孔膜の耐熱性多孔質層を形成する面上には、接着層を形成しておく。
[Method for forming heat-resistant porous layer]
In the present invention, the method for forming the heat-resistant porous layer is not particularly limited, but specifically, it is preferably formed through the following steps (1) to (5). In addition, before implementing the process of following (1), the contact bonding layer is formed on the surface in which the heat resistant porous layer of the polyolefin microporous film used as a base material is formed.

(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、特に限定はないが、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等が挙げられる。また、当該溶剤は、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質量%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等で表面処理し、分散性を改善する手法も適用可能である。
(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 is preferably a polar solvent, and examples thereof include N-methylpyrrolidone, dimethylacetamide, dimethylformamide, and dimethyl sulfoxide. In addition to the polar solvent, the solvent may be a solvent that becomes a poor solvent for the heat-resistant resin. 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 mass. 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 surface-treating the inorganic filler with a silane coupling agent or the like to improve the dispersibility 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、ダイコーター法、リバースロールコーター法、ロールコーター法、マイヤーバー法、スクリーン印刷法、インクジェット法、スプレー法等が挙げられる。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。
ポリオレフィン微多孔膜の両面に同時に塗工する場合は、例えば、ポリオレフィン微多孔膜を一対のマイヤーバーの間に通すことで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を採用できる。
塗工用スラリーは、微細異物除去のため、塗工に先立ち濾過することが好ましい。濾過装置、フィルターの形状、設置位置は特に制限はなく、従来公知の装置、フィルターを所定の位置に設置して使用することができる。フィルターの穴径は、濾過性と生産性の観点から、1μm以上100μm以下が好ましい。
(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 die coater method, a reverse roll coater method, a roll coater method, a Mayer bar method, a screen printing method, an inkjet method, and a spray method. . The reverse roll coater method is preferable from the viewpoint of uniformly forming a coating film.
When coating on both sides of the polyolefin microporous membrane simultaneously, for example, by passing the polyolefin microporous membrane between a pair of Meyer bars, an excess coating slurry is applied to both sides, and this is applied to a pair of reverse roll coaters. It is possible to employ a method of precise measurement by scraping off excess slurry through
The slurry for coating is preferably filtered prior to coating in order to remove fine foreign matters. There are no particular limitations on the shape of the filtration device, the filter, and the installation position, and a conventionally known device and filter can be installed and used at predetermined positions. The hole diameter of the filter is preferably 1 μm or more and 100 μm or less from the viewpoint of filterability and productivity.

(3)スラリーの凝固
ポリオレフィン微多孔膜に塗工用スラリーを塗工したものを、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。処理方法としては、塗工用スラリーを塗工した面に凝固液をスプレーで吹き付ける方法や、塗工用スラリーを塗工したポリオレフィン微多孔膜を凝固液の入った浴(凝固浴)中に浸漬する方法などが挙げられる。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、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、又は、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、凝固効率や多孔化の観点から、凝固液に対して40〜80質量%が好ましい。
(3) Solidification of the slurry The coating of the polyolefin microporous film with the slurry for coating is treated with a coagulation liquid capable of coagulating the heat resistant resin, so that the heat resistant resin is solidified. A porous layer is formed. Treatment methods include spraying the coagulating liquid onto the surface coated with the coating slurry, or immersing the polyolefin microporous film coated with the coating slurry in a bath (coagulating bath) containing the coagulating liquid. The method of doing is mentioned. 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 mass with respect to the coagulating liquid from the viewpoint of coagulation efficiency and porosity.

(4)凝固液の除去
スラリーの凝固に用いた凝固液を、水洗することによって、除去する。
(4) Removal of coagulating liquid The coagulating liquid used for coagulating the slurry is removed by washing with water.

(5)乾燥
ポリオレフィン微多孔膜に耐熱性樹脂の塗工層を形成したシートから、水を乾燥により除去する。乾燥方法は特に限定はないが、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方法を適用することが好ましい。
(5) Drying Water is removed by drying from a sheet in which a heat-resistant resin coating layer is formed on a polyolefin microporous membrane. The drying method is not particularly limited, but the drying temperature is preferably 50 to 80 ° C. When a high drying temperature is applied, a method of contacting with a roll is applied in order to prevent dimensional change due to heat shrinkage. It is preferable.

(セパレータの諸特性)
本発明の非水系二次電池用セパレータは、非水系二次電池を作製した場合の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。
本発明の非水系二次電池用セパレータの空孔率は、透過性、機械強度及びハンドリング性の観点から、30〜70%であることが好ましく、40〜60%であることがより好ましい。
本発明の非水系二次電池用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よい点で、100〜500sec/100ccであることが好ましい。
本発明の非水系二次電池用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。
(Separator characteristics)
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 battery when a non-aqueous secondary battery is produced.
The porosity of the separator for a non-aqueous secondary battery of the present invention is preferably 30 to 70%, more preferably 40 to 60% from the viewpoints of permeability, mechanical strength, and handling properties.
The Gurley value (JIS P8117) of the non-aqueous secondary battery separator of the present invention is preferably 100 to 500 sec / 100 cc from the viewpoint of a good balance between mechanical strength and membrane resistance.
The membrane resistance of the non-aqueous secondary battery separator of the present invention is preferably 1.5 to 10 ohm · cm 2 from the viewpoint of load characteristics of the non-aqueous secondary battery.

本発明の非水系二次電池用セパレータの突刺強度は、250g〜1000gであることが好ましい。突刺強度が250g以上であると、非水系二次電池を作製した場合、セパレータにピンホール等が発生しにくく、非水系二次電池の短絡発生を抑制できる。
本発明の非水系二次電池用セパレータの引張強度は、10N以上であることが好ましい。引張強度が10N以上であると、非水系二次電池を作製する時にセパレータを捲回する際に、セパレータが破損しにくい。
The puncture strength of the separator for a non-aqueous secondary battery of the present invention is preferably 250 to 1000 g. When the puncture strength is 250 g or more, when a non-aqueous secondary battery is produced, pinholes or the like hardly occur in the separator, and the occurrence of a short circuit in the non-aqueous secondary battery can be suppressed.
The tensile strength of the nonaqueous secondary battery separator of the present invention is preferably 10 N or more. When the tensile strength is 10 N or more, the separator is difficult to break when winding the separator when producing a non-aqueous secondary battery.

本発明の非水系二次電池用セパレータの105℃における熱収縮率は、0.5〜10%であることが好ましい。熱収縮率がこの範囲にあると、セパレータの形状安定性とシャットダウン特性のバランスがよい。より好ましくは0.5〜5%である。   The thermal contraction rate at 105 ° C. of the separator for non-aqueous secondary batteries of the present invention is preferably 0.5 to 10%. When the thermal contraction rate is within this range, the shape stability and shutdown characteristics of the separator are well balanced. More preferably, it is 0.5 to 5%.

<非水系二次電池>
本発明の非水系二次電池は、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、正極と、負極と、既述の構成の非水系二次電池用セパレータを備える。非水系二次電池は、負極と正極がセパレータを介して対向している電池要素に電解液が含浸され、これが外装に封入された構造を有する。
<Non-aqueous secondary battery>
The non-aqueous secondary battery of the present invention is a non-aqueous secondary battery that obtains an electromotive force by doping and dedoping lithium, and includes a positive electrode, a negative electrode, and a separator for a non-aqueous secondary battery having the above-described configuration. . A non-aqueous secondary battery has a structure in which an electrolytic solution is impregnated in a battery element in which a negative electrode and a positive electrode face each other via a separator, and this is enclosed in an exterior.

負極は、負極活物質、導電助剤及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である。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、ウッド合金等が挙げられる。負極活物質は、セパレータが液枯れしにくい点では、リチウムを脱ドープする過程における体積変化率が3%以上のものが好ましい。かかる負極活物質としては、例えばSn、SnSb、AgSn、人造黒鉛、グラファイト、Si、SiO、V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、カルボキシメチルセルロース等が挙げられる。集電体には銅箔、ステンレス箔、ニッケル箔等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. The negative electrode active material preferably has a volume change rate of 3% or more in the process of dedoping lithium from the viewpoint that the separator is unlikely to dry up. Examples of the negative electrode active material include Sn, SnSb, Ag 3 Sn, artificial graphite, graphite, Si, SiO, V 5 O 4 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 and carboxymethyl cellulose. A copper foil, a stainless steel foil, a nickel foil or the like can be used for the current collector.

正極は、正極活物質、導電助剤及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である。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。正極活物質は、セパレータが液枯れしにくい点では、リチウムを脱ドープする過程における体積変化率が1%以上のものが好ましい。かかる正極活物質としては、例えばLiMn、LiCoO、LiNiO、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等が挙げられる。集電体にはアルミ箔、ステンレス箔、チタン箔等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. The positive electrode active material preferably has a volume change rate of 1% or more in the process of dedoping lithium from the viewpoint that the separator does not easily drain. Examples of such a positive electrode active material include LiMn 2 O 4 , LiCoO 2 , LiNiO 2 , 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. For 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溶液である。リチウム塩としては、LiPF、LiBF、LiClO等が挙げられる。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等が挙げられ、これらは単独で用いても混合して用いてもよい。 The electrolytic solution is a solution 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、金属缶又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、コイン型等があるが、本発明の非水系二次電池用セパレータは、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. The nonaqueous secondary battery separator of the present invention can be suitably applied to any shape.

以下に実施例を挙げて、本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。   The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. The materials, amounts used, ratios, processing procedures, and the like shown in the following examples can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be construed as being limited by the specific examples shown below.

本発明の実施例及び比較例で適用した測定方法は、以下のとおりである。
(1)接着層の塗工量
ポリオレフィン微多孔膜の片面または両面に接着層を設けたサンプルを10cm×10cmに切り出し質量を測定する。別途、接着層を設けていないポリオレフィン微多孔膜を10cm×10cmに切り出し質量を測定する。前者の質量から後者の質量を減じ、面積で除することで接着層の塗工量(g/m)を求めた。
(2)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。
(3)目付
非水系二次電池用セパレータの目付(1m当たりの質量)は、サンプルを10cm×10cmに切り出し質量を測定し、この質量を面積で除することで求めた。
(4)ガーレ値
非水系二次電池用セパレータのガーレ値は、JIS P8117に従って求めた。
(5)ゲルボフレックス試験
非水系二次電池用セパレータのゲルボフレックス試験は、ゲルボフレックステスター(テスター工業製)を用い、常温(25℃)、1000サイクルの条件で実施した。
The measurement methods applied in the examples and comparative examples of the present invention are as follows.
(1) Coating amount of adhesive layer A sample in which an adhesive layer is provided on one side or both sides of a polyolefin microporous membrane is cut into 10 cm x 10 cm and the mass is measured. Separately, a polyolefin microporous film not provided with an adhesive layer is cut into 10 cm × 10 cm and the mass is measured. The coating amount (g / m 2 ) of the adhesive layer was determined by subtracting the latter mass from the former mass and dividing by the area.
(2) Film thickness The film thickness of the polyolefin microporous membrane and the separator for the 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, a cylindrical contact terminal having a diameter of 0.5 cm was used as the contact terminal.
(3) Weight per unit area (mass per 1 m 2 ) of the separator for a non-aqueous secondary battery was obtained by cutting a sample into 10 cm × 10 cm, measuring the mass, and dividing this mass by the area.
(4) Gurley value The Gurley value of the separator for non-aqueous secondary batteries was determined according to JIS P8117.
(5) Gelboflex test The gelboflex test of the separator for non-aqueous secondary batteries was carried out using a gelboflex tester (manufactured by Tester Kogyo) at room temperature (25 ° C) and 1000 cycles.

(実施例1)
[ポリエチレン微多孔膜の製造]
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℃)を用意した。混合比(GUR2126:GURX143)が1:9(質量比)で、ポリエチレン濃度が30質量%となるように、GUR2126とGURX143とを流動パラフィンとデカリンの混合溶媒に溶解させ、ポリエチレン溶液を作製した。該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(質量比)とした。
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、60℃で8分、95℃で15分乾燥し、ゲル状テープ(ベーステープ)を作製した。該ベーステープを縦延伸と横延伸とを逐次行う2軸延伸にて延伸した。ここで、縦延伸は延伸倍率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℃でアニール処理することでポリエチレン微多孔膜を得た。このポリエチレン微多孔膜の物性は、膜厚11.5μm、空孔率36%、透気度301秒/100ccであった。
Example 1
[Production of polyethylene microporous membrane]
As polyethylene powder, GUR2126 (weight average molecular weight 41.50 million, melting point 141.degree. C.) and GRX143 (weight average molecular weight 560,000, melting point 135.degree. C.) manufactured by Ticona were prepared. GUR2126 and GURX143 were dissolved in a mixed solvent of liquid paraffin and decalin so that the mixing ratio (GUR2126: GURX143) was 1: 9 (mass ratio) and the polyethylene concentration was 30% by mass to prepare a polyethylene solution. The composition of the polyethylene solution was polyethylene: liquid paraffin: decalin = 30: 45: 25 (mass ratio).
This polyethylene solution was extruded from a die at 148 ° C., cooled in a water bath, and dried at 60 ° C. for 8 minutes and at 95 ° C. for 15 minutes to produce a gel tape (base tape). The base tape was stretched by biaxial stretching in which longitudinal stretching and lateral stretching were sequentially performed. Here, the longitudinal stretching was performed at a stretching ratio of 5.5 times, the stretching temperature was 90 ° C., the transverse stretching was performed at a stretching ratio of 11.0 times, 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 obtained the polyethylene microporous film by annealing at 120 degreeC. The properties of this polyethylene microporous membrane were a film thickness of 11.5 μm, a porosity of 36%, and an air permeability of 301 seconds / 100 cc.

[接着層の形成]
上記で得たポリエチレン微多孔膜の片面に、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体(旭化成工業製タフプレンA125)のメチルエチルケトン溶液(スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体の濃度5質量%)を、乾燥時の塗工量が0.05g/mとなるようにグラビアロールで塗工し、60℃で1時間乾燥させ、接着層を形成した。続いて、ポリエチレン微多孔膜のもう一方の面にも、同様にして、乾燥時の塗工量が0.05g/mの接着層を形成した。
[Formation of adhesive layer]
On one side of the polyethylene microporous membrane obtained above, a methyl ethyl ketone solution (concentration of styrene-butadiene-styrene copolymer of 5% by mass) of styrene-butadiene-styrene copolymer (TAFPRENE A125 manufactured by Asahi Kasei Kogyo) was dried. It was coated with a gravure roll so that the coating amount was 0.05 g / m 2 and dried at 60 ° C. for 1 hour to form an adhesive layer. Subsequently, an adhesive layer having a coating amount of 0.05 g / m 2 at the time of drying was similarly formed on the other surface of the polyethylene microporous membrane.

[耐熱性多孔質層の形成]
メタ型全芳香族ポリアミドであるコーネックス(登録商標;帝人テクノプロダクツ社製)と平均粒子径0.8μmの水酸化マグネシウム(協和化学製キスマ5P)とを用意した。両者の混合比(メタ型全芳香族ポリアミド:水酸化マグネシウム)が25:75(質量比)で、メタ型全芳香族ポリアミド濃度が5.5質量%となるように、メタ型全芳香族ポリアミドと水酸化マグネシウムとを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)との混合溶媒(質量比50:50)に混合して、塗工用スラリーを作製した。
20μmのクリアランスで対峙させた一対のマイヤーバー(番手#6)に、上記塗工用スラリーを適量のせ、両面に接着層を設けたポリエチレン微多孔膜をマイヤーバー間に通して、その両面に塗工用スラリーを塗工した。
これを、40℃の凝固液(水:DMAc:TPG=50:25:25[質量比])に浸漬した。次いで、水洗と乾燥を行い、ポリエチレン微多孔膜の両面に耐熱性多孔質層を設けた非水系二次電池用セパレータを得た。このセパレータの物性を表1に示す。
[Formation of heat-resistant porous layer]
Conex (registered trademark; manufactured by Teijin Techno Products), which is a meta-type wholly aromatic polyamide, and magnesium hydroxide having an average particle size of 0.8 μm (Kisuma 5P manufactured by Kyowa Chemical Co., Ltd.) were prepared. The meta-type wholly aromatic polyamide is such that the mixing ratio (meta-type wholly aromatic polyamide: magnesium hydroxide) is 25:75 (mass ratio) and the meta-type wholly aromatic polyamide concentration is 5.5% by mass. And magnesium hydroxide were mixed in a mixed solvent (mass ratio 50:50) of dimethylacetamide (DMAc) and tripropylene glycol (TPG) to prepare a coating slurry.
Apply a suitable amount of the above slurry to a pair of Meyer bars (count # 6) facing each other with a clearance of 20 μm, and pass a polyethylene microporous film with an adhesive layer on both sides between the Mayer bars, and apply to both sides. An industrial slurry was applied.
This was immersed in a coagulation liquid at 40 ° C. (water: DMAc: TPG = 50: 25: 25 [mass ratio]). Next, washing with water and drying were performed to obtain a separator for a non-aqueous secondary battery in which heat-resistant porous layers were provided on both sides of a polyethylene microporous membrane. Table 1 shows the physical properties of this separator.

[非水系二次電池の製造]
コバルト酸リチウム(LiCoO)(日本化学工業社製)89.5質量部、アセチレンブラック(電気化学工業社製デンカブラック)4.5質量部、ポリフッ化ビニリデン(クレハ化学社製)6質量部となるようにN−メチル−2−ピロリドンを用いてこれらを混練し、スラリーを作製した。このスラリーを厚さ20μmのアルミ箔上に塗布し、乾燥後プレスして、厚さ100μmの正極を得た。
メソフェーズカーボンマイクロビーズ(大阪瓦斯化学社製)87質量部、アセチレンブラック(電気化学工業社製デンカブラック)3質量部、ポリフッ化ビニリデン(クレハ化学社製)10質量部となるように、N−メチル−2−ピロリドンを用いてこれらを混練し、スラリーを作製した。このスラリーを厚さ18μmの銅箔上に塗布し、乾燥後プレスして、厚さ90μmの負極を得た。
[Manufacture of non-aqueous secondary batteries]
89.5 parts by mass of lithium cobaltate (LiCoO 2 ) (manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.), 4.5 parts by mass of acetylene black (Denka black manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.), 6 parts by mass of polyvinylidene fluoride (manufactured by Kureha Chemical Co., Ltd.) These were kneaded using N-methyl-2-pyrrolidone to prepare a slurry. This slurry was applied onto an aluminum foil having a thickness of 20 μm, dried and pressed to obtain a positive electrode having a thickness of 100 μm.
N-methyl so that it becomes 87 parts by mass of mesophase carbon microbeads (manufactured by Osaka Gas Chemical Co., Ltd.), 3 parts by mass of acetylene black (Denka Black manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.), and 10 parts by mass of polyvinylidene fluoride (manufactured by Kureha Chemical Co., Ltd.). These were kneaded using -2-pyrrolidone to prepare a slurry. This slurry was applied on a copper foil having a thickness of 18 μm, dried and pressed to obtain a negative electrode having a thickness of 90 μm.

前記で得た非水系二次電池用セパレータをセパレータとし、上記で得た正極及び負極を対向配置させた。これに電解液を含浸させ、アルミラミネートフィルムからなる外装内に封入して非水系二次電池を作製した。電解液には、1MのLiPF/[エチレンカーボネート/エチルメチルカーボネート(質量比3:7)]溶液(キシダ化学社製)を用いた。この非水系二次電池は、正極面積が2×1.4cm、負極面積が2.2×1.6cmであり、設定容量は8mAh(4.2V−2.75Vの範囲)である。
上記で得た非水系二次電池は、放電容量、負荷特性、サイクル特性ともに実用上問題なく良好であった。
The separator for non-aqueous secondary batteries obtained above was used as a separator, and the positive electrode and the negative electrode obtained above were arranged to face each other. This was impregnated with an electrolytic solution and sealed in an exterior made of an aluminum laminate film to produce a non-aqueous secondary battery. As the electrolytic solution, a 1M LiPF 6 / [ethylene carbonate / ethyl methyl carbonate (mass ratio 3: 7)] solution (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) was used. This non-aqueous secondary battery has a positive electrode area of 2 × 1.4 cm 2 , a negative electrode area of 2.2 × 1.6 cm 2 , and a set capacity of 8 mAh (in the range of 4.2V-2.75V).
The non-aqueous secondary battery obtained above was satisfactory in terms of practical use in terms of discharge capacity, load characteristics, and cycle characteristics.

(実施例2)
実施例1において、接着層の形成に用いたスチレン−ブタジエン−スチレン共重合体のメチルエチルケトン溶液をエチレン−αオレフィン共重合体(三井化学株式会社製タフマーA−4085)のメチルエチルケトン溶液(エチレン−αオレフィン共重合体の濃度5質量%)に変更した以外は実施例1と同様にして、非水系二次電池用セパレータを得た。このセパレータの物性を表1に示す。
(Example 2)
In Example 1, the methyl ethyl ketone solution of the styrene-butadiene-styrene copolymer used for forming the adhesive layer was changed to a methyl ethyl ketone solution (ethylene-α olefin) of ethylene-α olefin copolymer (Tafmer A-4085 manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.). A nonaqueous secondary battery separator was obtained in the same manner as in Example 1 except that the copolymer concentration was changed to 5% by mass. Table 1 shows the physical properties of this separator.

(実施例3)
実施例1において、接着層の形成に用いたスチレン−ブタジエン−スチレン共重合体のメチルエチルケトン溶液をEPDM(エチレンプロピレンジエン三元共重合体)(JSR株式会社製JSR EP24)のメチルエチルケトン溶液(EPDMの濃度5質量%)に変更した以外は実施例1と同様にして、非水系二次電池用セパレータを得た。このセパレータの物性を表1に示す。
(Example 3)
In Example 1, the methyl ethyl ketone solution of the styrene-butadiene-styrene copolymer used for forming the adhesive layer was changed to a methyl ethyl ketone solution (EPDM concentration) of EPDM (ethylene propylene diene terpolymer) (JSR EP24 manufactured by JSR Corporation). A separator for a non-aqueous secondary battery was obtained in the same manner as in Example 1 except that the content was changed to 5% by mass). Table 1 shows the physical properties of this separator.

(実施例4)
実施例1において、接着層の塗工量を0.1g/mに変更した以外は実施例1と同様にして、非水系二次電池用セパレータを得た。このセパレータの物性を表1に示す。
Example 4
A separator for a non-aqueous secondary battery was obtained in the same manner as in Example 1 except that the coating amount of the adhesive layer was changed to 0.1 g / m 2 in Example 1. Table 1 shows the physical properties of this separator.

(実施例5)
実施例1において、接着層の塗工量を0.5g/mに変更した以外は実施例1と同様にして、非水系二次電池用セパレータを得た。このセパレータの物性を表1に示す。
(Example 5)
A separator for a non-aqueous secondary battery was obtained in the same manner as in Example 1 except that the coating amount of the adhesive layer was changed to 0.5 g / m 2 in Example 1. Table 1 shows the physical properties of this separator.

(実施例6)
実施例1において、接着層の塗工量を1.0g/mに変更した以外は実施例1と同様にして、非水系二次電池用セパレータを得た。このセパレータの物性を表1に示す。
(Example 6)
A separator for a non-aqueous secondary battery was obtained in the same manner as in Example 1 except that the coating amount of the adhesive layer was changed to 1.0 g / m 2 in Example 1. Table 1 shows the physical properties of this separator.

(比較例1)
実施例1において、接着層を形成しなかった以外は実施例1と同様にして、非水系二次電池用セパレータを得た。このセパレータの物性を表1に示す。
(Comparative Example 1)
A separator for a non-aqueous secondary battery was obtained in the same manner as in Example 1 except that the adhesive layer was not formed in Example 1. Table 1 shows the physical properties of this separator.

Figure 2012089346
Figure 2012089346

表1に示すとおり、実施例1〜6は、ガーレ値が特に増大することもなく、セパレータの透過性が損なわれることもなかった。
実施例1〜6は、比較例1に比べ、ゲルボフレックス試験で発生するピンホールの個数が極めて少なく、耐熱性多孔質層の欠落が抑制されたことが明らかである。
よって、本発明によれば、ポリオレフィン微多孔膜及び耐熱性多孔質層を備えた非水系二次電池用セパレータに関し、電池の生産性及び安全性を高め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。
As shown in Table 1, in Examples 1 to 6, the Gurley value was not particularly increased, and the permeability of the separator was not impaired.
In Examples 1 to 6, it is apparent that the number of pinholes generated in the gelboflex test is extremely small as compared with Comparative Example 1, and the lack of the heat-resistant porous layer is suppressed.
Therefore, according to the present invention, a separator for a non-aqueous secondary battery having a polyolefin microporous membrane and a heat-resistant porous layer is provided, and the separator for a non-aqueous secondary battery that improves battery productivity and safety is provided. Can do.

Claims (3)

ポリオレフィン微多孔膜と、
前記ポリオレフィン微多孔膜の片面又は両面に設けられた耐熱性多孔質層と、
前記ポリオレフィン微多孔膜と前記耐熱性多孔質層との間に設けられ、熱可塑性エラストマー及びゴム成分から選択される少なくとも一種を含む接着層と、
を備えた非水系二次電池用セパレータ。
A polyolefin microporous membrane,
A heat-resistant porous layer provided on one side or both sides of the polyolefin microporous membrane;
An adhesive layer provided between the polyolefin microporous membrane and the heat-resistant porous layer, comprising at least one selected from a thermoplastic elastomer and a rubber component;
A separator for a non-aqueous secondary battery.
前記接着層は、塗工量が0.05g/m以上1.0g/m以下である請求項1に記載の非水系二次電池用セパレータ。 The adhesive layer is a non-aqueous secondary battery separator of claim 1 coating weight of 0.05 g / m 2 or more 1.0 g / m 2 or less. 正極と、負極と、前記正極及び前記負極の間に配置される請求項1又は請求項2に記載の非水系二次電池用セパレータとを備え、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。   A non-aqueous secondary battery separator according to claim 1 or 2, which is disposed between the positive electrode and the negative electrode, and between the positive electrode and the negative electrode, and obtains an electromotive force by doping or dedoping lithium. Water-based secondary battery.
JP2010234911A 2010-10-19 2010-10-19 Separator for nonaqueous secondary battery, and nonaqueous secondary battery Pending JP2012089346A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010234911A JP2012089346A (en) 2010-10-19 2010-10-19 Separator for nonaqueous secondary battery, and nonaqueous secondary battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010234911A JP2012089346A (en) 2010-10-19 2010-10-19 Separator for nonaqueous secondary battery, and nonaqueous secondary battery

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012089346A true JP2012089346A (en) 2012-05-10

Family

ID=46260765

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010234911A Pending JP2012089346A (en) 2010-10-19 2010-10-19 Separator for nonaqueous secondary battery, and nonaqueous secondary battery

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2012089346A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014081035A1 (en) * 2012-11-26 2014-05-30 日本ゼオン株式会社 Method for producing electrode/separator laminate, and lithium-ion rechargeable battery
WO2018055882A1 (en) * 2016-09-21 2018-03-29 帝人株式会社 Non-aqueous secondary battery separator and non-aqueous secondary battery
KR20180099561A (en) 2017-02-28 2018-09-05 아라까와 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 Binder aqueous solution for lithium ion battery, slurry for lithium ion battery and method for producing same, electrode for lithium ion battery, separator for lithium ion battery, separator/electrode layered product for lithium ion battery and lithium ion battery
WO2019093184A1 (en) * 2017-11-08 2019-05-16 東レ株式会社 Polyolefin composite porous film, method for producing same, battery separator, and battery
JP2019117800A (en) * 2011-09-26 2019-07-18 住友化学株式会社 Laminate and secondary battery member
US10665843B2 (en) 2016-10-03 2020-05-26 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Separator-integrated electrode plate and capacitor element

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019117800A (en) * 2011-09-26 2019-07-18 住友化学株式会社 Laminate and secondary battery member
WO2014081035A1 (en) * 2012-11-26 2014-05-30 日本ゼオン株式会社 Method for producing electrode/separator laminate, and lithium-ion rechargeable battery
US9748547B2 (en) 2012-11-26 2017-08-29 Zeon Corporation Method for producing electrode/separator laminate, and lithium-ion rechargeable battery
WO2018055882A1 (en) * 2016-09-21 2018-03-29 帝人株式会社 Non-aqueous secondary battery separator and non-aqueous secondary battery
JP6334071B1 (en) * 2016-09-21 2018-05-30 帝人株式会社 Non-aqueous secondary battery separator and non-aqueous secondary battery
US10665843B2 (en) 2016-10-03 2020-05-26 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Separator-integrated electrode plate and capacitor element
KR20180099561A (en) 2017-02-28 2018-09-05 아라까와 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 Binder aqueous solution for lithium ion battery, slurry for lithium ion battery and method for producing same, electrode for lithium ion battery, separator for lithium ion battery, separator/electrode layered product for lithium ion battery and lithium ion battery
KR20200133699A (en) 2017-02-28 2020-11-30 아라까와 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 Binder aqueous solution for lithium ion battery, slurry for lithium ion battery and method for producing same, electrode for lithium ion battery, separator for lithium ion battery, separator/electrode layered product for lithium ion battery and lithium ion battery
WO2019093184A1 (en) * 2017-11-08 2019-05-16 東レ株式会社 Polyolefin composite porous film, method for producing same, battery separator, and battery

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4920122B2 (en) Polyolefin microporous membrane, separator for nonaqueous secondary battery, nonaqueous secondary battery, and method for producing polyolefin microporous membrane
JP6171117B1 (en) Non-aqueous secondary battery separator and non-aqueous secondary battery
JP4806735B1 (en) Polyolefin microporous membrane and production method thereof, separator for non-aqueous secondary battery, and non-aqueous secondary battery
JP5089831B2 (en) Nonaqueous electrolyte battery separator and nonaqueous electrolyte secondary battery
US20210218108A1 (en) Polyolefin composite porous film, method of producing same, battery separator, and battery
JP2013020769A (en) Separator for nonaqueous electrolyte battery and nonaqueous electrolyte battery
JP2011210436A (en) Polyolefin microporous film, separator for nonaqueous secondary battery, and nonaqueous secondary battery
JP2011210574A (en) Polyolefin microporous film, separator for nonaqueous secondary battery, and the nonaqueous secondary battery
JP2012119224A (en) Separator for nonaqueous electrolyte battery, and nonaqueous electrolyte battery
JP2012089346A (en) Separator for nonaqueous secondary battery, and nonaqueous secondary battery
JP6598905B2 (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery separator
JP2011198553A (en) Polyolefin fine porous membrane, separator for nonaqueous secondary battery, and nonaqueous secondary battery
JP2011124177A (en) Separator for nonaqueous secondary battery, and nonaqueous secondary battery
JP6957409B2 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery
JP5583998B2 (en) Polyolefin microporous membrane, non-aqueous secondary battery separator and non-aqueous secondary battery
JP5400671B2 (en) Polyolefin microporous membrane, non-aqueous secondary battery separator and non-aqueous secondary battery
JP2012048987A (en) Polyolefin microporous film, nonaqueous secondary battery separator, and nonaqueous secondary battery
JP2011129304A (en) Separator for nonaqueous secondary battery, and nonaqueous secondary battery
JP2011113921A (en) Separator for nonaqueous secondary battery, and nonaqueous secondary battery
JP2012119225A (en) Separator for nonaqueous electrolyte battery, and nonaqueous electrolyte battery
JP2012129116A (en) Separator for nonaqueous electrolyte battery and nonaqueous electrolyte battery
JP2012099370A (en) Separator for nonaqueous electrolyte secondary battery and nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2011192529A (en) Polyolefin microporous film, separator for nonaqueous secondary battery, and nonaqueous secondary battery
JP2011192528A (en) Polyolefin microporous film, separator for nonaqueous secondary battery, and nonaqueous secondary battery
JP2012128979A (en) Separator for nonaqueous electrolyte battery and nonaqueous electrolyte battery