JP2012102198A - Polyolefin microporous film, and electricity storage device - Google Patents

Polyolefin microporous film, and electricity storage device Download PDF

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Kazuhiro Omi
一洋 大海
Takuya Morikawa
卓也 森川
Taka Yamamoto
挙 山本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polyolefin microporous film capable of achieving an electricity storage device capable of satisfying both of safety (evaluated by nail-piercing test) and a high output character (evaluated by high rate character).SOLUTION: This polyolefin microporous film includes an effective diffusion coefficient in the thickness direction D(Z)as shown by formula (1) of ≥2.8×10, and a Bruggeman index shown as α in formula (2) of 1.50≤α<2.60 and a piercing strength of ≥2.4 N/20 μm and ≤20.0 N/20 μm: the formula (1) represents D(Z)=D(Z)×ε, and the formula (2) represents ε=D(Z)/D, wherein D(Z) is the diffusion coefficient in thickness direction of the polyolefin microporous film, measured by a magnetic field gradient NMR method, Dis the diffusion coefficient of electrolyte liquid used in the measurement of the magnetic field gradient NMR method, and ε is the porosity of the polyolefin microporous film.

Description

本発明は、ポリオレフィン微多孔膜、及びそれを備える蓄電デバイスに関する。   The present invention relates to a polyolefin microporous membrane and an electricity storage device including the same.

近年、リチウムイオン二次電池や電気二重層キャパシタなどの蓄電デバイス(リチウムイオンキャパシタ、非水系リチウム蓄電素子などと呼ばれるものも含む)の開発が活発に行われている。蓄電デバイスには通常、微多孔膜(セパレータ)が正負極間に設けられている。このようなセパレータは、正負極間の接触を防ぎ、イオンを透過させる機能を有する。
ここで、セパレータには、蓄電デバイスの良好な安全性確保の観点から、一定以上の物理的強度を備えることが求められる。即ち、蓄電デバイスの充放電に伴ってセパレータには電極からの圧力が加えられる場合があり、電極がセパレータを突き破って電極間の短絡が生じる可能性がある。
In recent years, power storage devices such as lithium ion secondary batteries and electric double layer capacitors (including those called lithium ion capacitors and non-aqueous lithium power storage elements) have been actively developed. In a power storage device, a microporous membrane (separator) is usually provided between the positive and negative electrodes. Such a separator has a function of preventing contact between positive and negative electrodes and transmitting ions.
Here, the separator is required to have a certain physical strength or more from the viewpoint of ensuring good safety of the electricity storage device. That is, pressure from the electrodes may be applied to the separator as the electricity storage device is charged / discharged, and the electrodes may break through the separator and cause a short circuit between the electrodes.

このような事情のもと、例えば特許文献1には、超高分子量のポリエチレンを使用した微多孔膜が提案されている。また、特許文献2及び3には、高密度ポリエチレンと高分子量ポリプロピレンの混合物からなる微多孔膜が提案されている。   Under such circumstances, for example, Patent Document 1 proposes a microporous film using ultrahigh molecular weight polyethylene. Patent Documents 2 and 3 propose microporous membranes made of a mixture of high density polyethylene and high molecular weight polypropylene.

特許第2794179号公報Japanese Patent No. 2794179 特開2002−105235号公報JP 2002-105235 A

一方、セパレータには、蓄電デバイスの高出力特性を達成することが求められる場合がある。例えば、車載用途のリチウムイオン二次電池においては、高い安全性を確保する観点から比較的膜厚みの大きい(20μmを超えるような膜厚み)ポリオレフィン微多孔膜が用いられる。しかしながら、上記特許文献1〜3に記載された微多孔膜は、高出力特性を達成する観点から、なお改善の余地がある。
本発明は、安全性(釘刺し試験で評価)と高出力特性(ハイレート特性で評価)を両立させ得る蓄電デバイスを実現し得る、ポリオレフィン微多孔膜を提供することを目的とする。
On the other hand, the separator may be required to achieve the high output characteristics of the electricity storage device. For example, in a lithium ion secondary battery for in-vehicle use, a polyolefin microporous film having a relatively large film thickness (a film thickness exceeding 20 μm) is used from the viewpoint of ensuring high safety. However, the microporous membranes described in Patent Documents 1 to 3 still have room for improvement from the viewpoint of achieving high output characteristics.
An object of the present invention is to provide a polyolefin microporous membrane capable of realizing an electricity storage device capable of achieving both safety (evaluated by a nail penetration test) and high output characteristics (evaluated by high rate characteristics).

磁場勾配NMR法によって測定されたポリオレフィン微多孔膜の厚み方向の拡散係数をD(Z)、前記磁場勾配NMR法の測定に用いた電解液の拡散係数をD0、ポリオレフィン微多孔膜の気孔率をεとした場合に、実効の厚み方向の拡散係数D(Z)eff、は下式(1)で示されるが、下式(2)中のαで示される数値はブルッグマン指数と呼ばれる。
D(Z)eff=D(Z)×ε・・(1)
εα=D(Z)eff/D0・・・・・(2)
本発明者らは、この磁場勾配NMR法によって測定されたポリオレフィン微多孔膜の厚み方向の実効の拡散係数及びブルッグマン指数及び突き刺し強度が特定の範囲に調整されたポリオレフィン微多孔膜が、上記課題を解決しうることを見出し、本発明を完成するに至った。
D (Z) is the diffusion coefficient in the thickness direction of the polyolefin microporous film measured by the magnetic field gradient NMR method, D 0 is the diffusion coefficient of the electrolyte used in the measurement of the magnetic field gradient NMR method, and the porosity of the polyolefin microporous film Where ε is an effective diffusion coefficient D (Z) eff in the thickness direction, is represented by the following equation (1), and the numerical value represented by α in the following equation (2) is called the Burgman index.
D (Z) eff = D (Z) × ε ·· (1)
ε α = D (Z) eff / D 0 (2)
The inventors of the present invention provide a polyolefin microporous membrane in which the effective diffusion coefficient in the thickness direction of the polyolefin microporous membrane measured by the magnetic field gradient NMR method, the Burgman index, and the piercing strength are adjusted to a specific range. The present inventors have found that this can be solved and have completed the present invention.

すなわち、本発明は以下の通りである。
[1]
磁場勾配NMR法によって測定されたポリオレフィン微多孔膜の厚み方向の拡散係数をD(Z)、前記磁場勾配NMR法の測定に用いた電解液の拡散係数をD0、ポリオレフィン微多孔膜の気孔率をεとした場合に、下式(1)で示される実効の厚み方向の拡散係数D(Z)effが2.8×10-11以上でかつ、下式(2)中のαで示されるブルッグマン指数が1.50≦α<2.60であり、突刺強度が2.4N/20μm以上20.0N/20μm以下であるポリオレフィン微多孔膜。
D(Z)eff=D(Z)×ε・・(1)
εα=D(Z)/D0・・・・・(2)
[2]
前記ポリオレフィン微多孔膜を形成するポリオレフィン樹脂が高密度ポリエチレンを含む、[1]記載のポリオレフィン微多孔膜。
[3]
[1]又は[2]記載のポリオレフィン微多孔膜をセパレータとして備える蓄電デバイス。
That is, the present invention is as follows.
[1]
D (Z) is the diffusion coefficient in the thickness direction of the polyolefin microporous film measured by the magnetic field gradient NMR method, D 0 is the diffusion coefficient of the electrolyte used in the measurement of the magnetic field gradient NMR method, and the porosity of the polyolefin microporous film Is an effective diffusion coefficient D (Z) eff in the thickness direction represented by the following equation (1) is 2.8 × 10 −11 or more, and is represented by α in the following equation (2). A polyolefin microporous membrane having a Burgmann index of 1.50 ≦ α <2.60 and a puncture strength of 2.4 N / 20 μm or more and 20.0 N / 20 μm or less.
D (Z) eff = D (Z) × ε ·· (1)
ε α = D (Z) / D 0 (2)
[2]
The polyolefin microporous membrane according to [1], wherein the polyolefin resin forming the polyolefin microporous membrane contains high-density polyethylene.
[3]
An electricity storage device comprising the polyolefin microporous membrane according to [1] or [2] as a separator.

本発明により、安全性(釘刺し試験で評価)と高出力特性(ハイレート特性で評価)を両立させ得る蓄電デバイスを実現し得る、ポリオレフィン微多孔膜が得られる。   According to the present invention, a polyolefin microporous membrane capable of realizing an electricity storage device that can achieve both safety (evaluated by a nail penetration test) and high output characteristics (evaluated by high rate characteristics) can be obtained.

以下、本発明を実施するための形態(以下、「本実施の形態」と略記する。)について詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。   Hereinafter, a mode for carrying out the present invention (hereinafter abbreviated as “the present embodiment”) will be described in detail. In addition, this invention is not limited to the following embodiment, It can implement by changing variously within the range of the summary.

本実施の形態のポリオレフィン微多孔膜は、磁場勾配NMR法によって測定されたポリオレフィン微多孔膜の厚み方向の拡散係数をD(Z)、前記磁場勾配NMR法の測定に用いた電解液の拡散係数をD0、ポリオレフィン微多孔膜の気孔率をεとした場合に、下式(1)で示される実効の厚み方向の拡散係数D(Z)effは2.80×10-11以上に、下式(2)中のαで示されるブルッグマン指数が1.50≦α<2.60に調整されている。
D(Z)eff=D(Z)×ε・・(1)
εα=D(Z)eff/D0・・・・・(2)
The polyolefin microporous membrane of the present embodiment has a diffusion coefficient D (Z) in the thickness direction of the polyolefin microporous membrane measured by the magnetic field gradient NMR method, and the diffusion coefficient of the electrolyte used for the measurement of the magnetic field gradient NMR method. Is D 0 , and the porosity of the polyolefin microporous film is ε, the effective diffusion coefficient D (Z) eff in the thickness direction represented by the following formula (1) is 2.80 × 10 −11 or more, In the formula (2), the Burgman index indicated by α is adjusted to 1.50 ≦ α <2.60.
D (Z) eff = D (Z) × ε ·· (1)
ε α = D (Z) eff / D 0 (2)

本実施の形態においてD(Z)は、磁場勾配NMR法によって測定されたポリオレフィン微多孔膜の膜厚方向の拡散係数を、D0は磁場勾配NMR法によって測定された測定に用いた電解液の拡散係数を示す。本発明者らは、磁場勾配NMR法によって測定されたポリオレフィン微多孔膜の厚み方向の拡散係数をD(Z)、測定に用いた電解液の拡散係数をD0、測定に用いたポリオレフィン微多孔膜の気孔率をεとした場合に、下式(1)で示される実効の厚み方向の拡散係数D(Z)effと下式(2)中のαで示されるブルッグマン指数の数値範囲とが特定の範囲に規定され、かつ突刺し強度が特定の範囲に規定された微多孔膜が、当該微多孔膜をセパレータとして用いた場合に、蓄電デバイスのハイレート特性を左右し得ることを発見した。
D(Z)eff=D(Z)×ε・・(1)
εα=D(Z)eff/D0・・・・・(2)
厚み方向の拡散係数D(Z)effとブルッグマン指数αの数値を特定範囲に制御することにより、優れたハイレート特性を有する蓄電デバイスが得られる。その理由は詳らかではないが、微多孔膜のZ方向のパラメータによりイオンの通り道である流路を規定することが、リチウムイオンの出入りのスムーズさと相関し、ハイレート特性を左右しているものと推定される。
In this embodiment, D (Z) is the diffusion coefficient in the film thickness direction of the polyolefin microporous film measured by the magnetic field gradient NMR method, and D 0 is the electrolyte solution used for the measurement measured by the magnetic field gradient NMR method. Indicates the diffusion coefficient. The inventors measured D (Z) as the diffusion coefficient in the thickness direction of the polyolefin microporous membrane measured by the magnetic field gradient NMR method, D 0 as the diffusion coefficient of the electrolyte used for the measurement, and the polyolefin microporous used in the measurement. When the porosity of the film is ε, the effective thickness direction diffusion coefficient D (Z) eff represented by the following equation (1) and the Burgman index numerical range represented by α in the following equation (2) are: It has been discovered that a microporous membrane having a specific range and a puncture strength defined in a specific range can influence the high rate characteristics of the electricity storage device when the microporous membrane is used as a separator.
D (Z) eff = D (Z) × ε ·· (1)
ε α = D (Z) eff / D 0 (2)
By controlling the numerical values of the diffusion coefficient D (Z) eff and the Burgman index α in the thickness direction within a specific range, an electricity storage device having excellent high rate characteristics can be obtained. The reason for this is not clear, but it is estimated that defining the flow path that is the path of ions by the Z-direction parameters of the microporous membrane correlates with the smoothness of lithium ion entry and exit and affects the high-rate characteristics. Is done.

本実施の形態のポリオレフィン微多孔膜の実効の厚み方向の拡散係数D(Z)effの数値範囲は2.80×10-11以上であり、好ましくは3.00×10-11以上、より好ましくは3.50×10-11以上であり、特に好ましくは4.00×10-11以上である。D(Z)effが2.80×10-11未満であると、十分な透過性が確保できなくなる傾向にある。 The numerical range of the effective diffusion coefficient D (Z) eff in the effective thickness direction of the polyolefin microporous membrane of the present embodiment is 2.80 × 10 −11 or more, preferably 3.00 × 10 −11 or more, more preferably Is 3.50 × 10 −11 or more, particularly preferably 4.00 × 10 −11 or more. When D (Z) eff is less than 2.80 × 10 −11 , there is a tendency that sufficient permeability cannot be secured.

本実施の形態のポリオレフィン微多孔膜のブルッグマン指数αの数値範囲は1.50≦α<2.60であり、好ましくは1.85以上、より好ましくは1.90以上、更に好ましくは2.00以上であり、上限としては、好ましくは2.60未満、より好ましくは2.55未満、更に好ましくは2.50未満である。
ここで、2.60を超えると、電池を作製した際に、十分な透過性が確保できなくなる傾向にある。
The numerical range of the Burgmann index α of the polyolefin microporous membrane of the present embodiment is 1.50 ≦ α <2.60, preferably 1.85 or more, more preferably 1.90 or more, and still more preferably 2.00. The upper limit is preferably less than 2.60, more preferably less than 2.55, and still more preferably less than 2.50.
Here, if it exceeds 2.60, there is a tendency that sufficient permeability cannot be secured when a battery is produced.

ブルッグマン指数αの値を上記特定範囲に調整するための手段としては、微多孔膜を構成するポリマーの濃度を調整する方法や、延伸条件や熱固定/熱緩和条件を調整する方法等が挙げられる。より具体的には、ブルッグマン指数αの値を小さくするには、ポリマー濃度を低くすること、延伸工程の際の延伸倍率を小さくすること、熱固定/熱緩和の工程の際の温度を低く保つこと、延伸倍率を小さくすること、更には、トータルの延伸倍率として、押し出し方向(以下、「MD方向」と表記する。)と幅方向(以下、「TD方向」と表記する。)の延伸倍率が等方的になるよう調整すること、等が挙げられる。一方、ブルッグマン指数αの値を大きくするには、延伸工程の際の延伸倍率を大きくすること、熱固定/熱緩和の工程の際に延伸を高い温度で行い、延伸倍率を大きくすること、更には、トータルの延伸倍率として、MD方向とTD方向の延伸倍率のどちらかが他方に比べて大きくなるよう調整すること、等が挙げられる。なお、磁場勾配NMR法及び気孔率の測定は、後述する実施例に記載された方法に準じて行うことができる。   Examples of means for adjusting the value of the Burgman index α to the above specific range include a method of adjusting the concentration of the polymer constituting the microporous membrane, a method of adjusting the stretching conditions and the heat fixing / thermal relaxation conditions, and the like. . More specifically, in order to reduce the value of the Burgman index α, the polymer concentration is decreased, the stretching ratio during the stretching process is decreased, and the temperature during the heat fixing / thermal relaxation process is kept low. Furthermore, the draw ratio is reduced, and the draw ratio in the extrusion direction (hereinafter referred to as “MD direction”) and the width direction (hereinafter referred to as “TD direction”) is used as the total draw ratio. Adjusting so that is isotropic. On the other hand, in order to increase the value of the Burgman index α, the stretching ratio during the stretching process is increased, the stretching is performed at a high temperature during the heat setting / thermal relaxation process, and the stretching ratio is increased. For example, the total draw ratio may be adjusted so that one of the draw ratios in the MD direction and the TD direction is larger than the other. The magnetic field gradient NMR method and the porosity measurement can be performed according to the methods described in the examples described later.

本実施の形態のポリオレフィン微多孔膜は、ポリオレフィン樹脂を含むポリオレフィン樹脂組成物から形成される。本実施の形態において使用す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)が挙げられる。これら重合体は1種を単独で、又は2種以上を併用して用いることができる。   The polyolefin microporous film of the present embodiment is formed from a polyolefin resin composition containing a polyolefin resin. Examples of the polyolefin resin used in the present embodiment include polymers obtained by polymerizing monomers such as ethylene, propylene, 1-butene, 4-methyl-1-pentene, 1-hexene, and 1-octene ( Homopolymers, copolymers, multistage polymers, etc.). These polymers can be used alone or in combination of two or more.

また、前記ポリオレフィン樹脂としては、例えば、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を用いてもよい。   Examples of the polyolefin resin include low density polyethylene, linear low density polyethylene, medium density polyethylene, high density polyethylene, ultrahigh molecular weight polyethylene, isotactic polypropylene, atactic polypropylene, polybutene, and ethylene propylene rubber. May be.

ここで、ポリオレフィン微多孔膜の融点を低下させる観点、又は突刺強度を向上させる観点から、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、更に好ましくは50質量%以上であり、100質量%であってもよい。
Here, from the viewpoint of reducing the melting point of the polyolefin microporous membrane or improving the puncture strength, 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, still more preferably 50% by mass or more, and may be 100% by mass.

ポリオレフィン樹脂全体の粘度平均分子量(Mv)としては10万以上120万以下であることが好ましい。より好ましくは30万以上80万以下である。Mvが10万以上であると溶融時の耐破膜性が発現しやすくなる傾向にあり、120万以下であると押出工程が容易となる傾向にあり、また、溶融時の収縮力の緩和が早くなり耐熱性が向上する傾向にある。   The viscosity average molecular weight (Mv) of the whole polyolefin resin is preferably 100,000 or more and 1.2 million or less. More preferably, it is 300,000 or more and 800,000 or less. When the Mv is 100,000 or more, the film-breaking resistance at the time of melting tends to be easily developed, and when it is 1.2 million or less, the extrusion process tends to be easy, and the shrinkage force at the time of melting is alleviated. It tends to be faster and heat resistance is improved.

前記ポリオレフィン樹脂組成物には必要に応じて、フェノール系やリン系やイオウ系等の酸化防止剤;ステアリン酸カルシウムやステアリン酸亜鉛等の金属石鹸類;紫外線吸収剤、光安定剤、帯電防止剤、防曇剤、着色顔料等の各種添加剤を混合して使用できる。   If necessary, the polyolefin resin composition may include an antioxidant such as phenol, phosphorus, or sulfur; a metal soap such as calcium stearate or zinc stearate; an ultraviolet absorber, a light stabilizer, an antistatic agent, Various additives such as an antifogging agent and a coloring pigment can be mixed and used.

前記ポリオレフィン樹脂組成物は、必要に応じて、無機粒子を含んでもよい。
このような無機粒子としては、例えば、アルミナ、シリカ(珪素酸化物)、チタニア、ジルコニア、マグネシア、セリア、イットリア、酸化亜鉛などの酸化物系セラミックス、窒化ケイ素、窒化チタン、窒化ホウ素等の窒化物系セラミックス、シリコンカーバイド、炭酸カルシウム、硫酸アルミニウム、水酸化アルミニウム、チタン酸カリウム、タルク、カオリンクレー、カオリナイト、ハロイサイト、パイロフィライト、モンモリロナイト、セリサイト、マイカ、アメサイト、ベントナイト、アスベスト、ゼオライト、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ藻土、ケイ砂等のセラミックス、ガラス繊維などが挙げられる。これらは1種を単独で、又は2種以上を併用することができる。中でも、電気化学的安定性の観点から、シリカ、アルミナ、チタニウムがより好ましく、シリカが特に好ましい。
The polyolefin resin composition may include inorganic particles as necessary.
Examples of such inorganic particles include oxide ceramics such as alumina, silica (silicon oxide), titania, zirconia, magnesia, ceria, yttria, and zinc oxide, and nitrides such as silicon nitride, titanium nitride, and boron nitride. Ceramics, silicon carbide, calcium carbonate, aluminum sulfate, aluminum hydroxide, potassium titanate, talc, kaolin clay, kaolinite, halloysite, pyrophyllite, montmorillonite, sericite, mica, amicite, bentonite, asbestos, zeolite, Examples thereof include ceramics such as calcium silicate, magnesium silicate, diatomaceous earth, and silica sand, and glass fiber. These can be used alone or in combination of two or more. Among these, from the viewpoint of electrochemical stability, silica, alumina, and titanium are more preferable, and silica is particularly preferable.

本実施の形態のポリオレフィン微多孔膜の製造方法としては、例えば、下記(1)〜(5)の各工程を含む製造方法を用いることができる。
(1)ポリオレフィン樹脂と、可塑剤と、必要に応じて無機粒子とを混練して混練物を形成する混練工程、
(2)前記混練工程の後に混練物を押出し、シート状(単層、積層であることは問わない)に成形して冷却固化させるシート成形工程、
(3)シート成形工程の後、必要に応じて可塑剤や無機粒子を抽出し、更にシートを一軸以上の方向へ延伸する延伸工程、
(4)前記工程の後、必要に応じて可塑剤や無機粒子を抽出して、更にシートを一軸以上の方向へ延伸する延伸工程、
(5)延伸工程の後、必要に応じて可塑剤や無機剤を抽出し、更に熱処理を行う後加工工程。
以下、各工程について説明する。
As a manufacturing method of the polyolefin microporous film of this Embodiment, the manufacturing method containing each process of following (1)-(5) can be used, for example.
(1) a kneading step of kneading a polyolefin resin, a plasticizer, and if necessary, inorganic particles to form a kneaded product,
(2) After the kneading step, the kneaded product is extruded, formed into a sheet (regardless of being a single layer or a laminate), and cooled and solidified.
(3) After the sheet forming step, if necessary, a plasticizer and inorganic particles are extracted, and further, a stretching step in which the sheet is stretched in a uniaxial or more direction,
(4) After the step, if necessary, a plasticizer and inorganic particles are extracted, and a stretching step for further stretching the sheet in a direction of one axis or more,
(5) A post-processing step in which a plasticizer or an inorganic agent is extracted as necessary after the stretching step and further heat-treated.
Hereinafter, each step will be described.

工程(1)は、ポリオレフィン樹脂と、可塑剤と、必要に応じて無機粒子とを混練して混練物を形成する混練工程である。
前記(1)の工程で用いられる可塑剤としては、ポリオレフィン樹脂と混合した際にポリオレフィン樹脂の融点以上において均一溶液を形成しうる不揮発性溶媒であることが好ましい。また、常温において液体であることが好ましい。
前記可塑剤としては、例えば、流動パラフィンやパラフィンワックス等の炭化水素類;フタル酸ジエチルヘキシルやフタル酸ジブチル等のエステル類;オレイルアルコールやステアリルアルコール等の高級アルコール類;等が挙げられる。
特にポリオレフィン樹脂としてポリエチレンが含まれる場合、可塑剤として流動パラフィンを用いることは、ポリオレフィン樹脂と可塑剤との界面剥離を抑制し、均一な延伸を実施する観点、又は高突刺強度を実現する観点から好ましい。また、フタル酸ジエチルヘキシルを用いることは、混練物を溶融押出しする際の負荷を上昇させ、無機粒子の分散性を向上させる(品位の良い膜を実現する)観点から好ましい。
Step (1) is a kneading step in which a polyolefin resin, a plasticizer, and inorganic particles as necessary are kneaded to form a kneaded product.
The plasticizer used in the step (1) is preferably a non-volatile solvent capable of forming a uniform solution at a temperature equal to or higher than the melting point of the polyolefin resin when mixed with the polyolefin resin. Moreover, it is preferable that it is a liquid at normal temperature.
Examples of the plasticizer include hydrocarbons such as liquid paraffin and paraffin wax; esters such as diethylhexyl phthalate and dibutyl phthalate; higher alcohols such as oleyl alcohol and stearyl alcohol; and the like.
In particular, when polyethylene is included as the polyolefin resin, the use of liquid paraffin as the plasticizer suppresses interfacial peeling between the polyolefin resin and the plasticizer, and from the viewpoint of carrying out uniform stretching or achieving high piercing strength preferable. In addition, it is preferable to use diethylhexyl phthalate from the viewpoint of increasing the load when melt-extruding the kneaded product and improving the dispersibility of the inorganic particles (realizing a high-quality film).

前記可塑剤が、前記混練物中に占める割合としては、好ましくは30質量%以上、より好ましくは40質量%以上であり、上限としては、好ましくは80質量%以下、好ましくは70質量%以下である。当該割合を80質量%以下とすることは、溶融成形時のメルトテンションを高く維持し、成形性を確保する観点から好ましい。一方、当該割合を30質量%以上とすることは、成形性を確保する観点、及び、ポリオレフィンの結晶領域におけるラメラ晶を効率よく引き伸ばす観点から好ましい。ここで、ラメラ晶が効率よく引き伸ばされることは、ポリオレフィン鎖の切断が生じずにポリオレフィン鎖が効率よく引き伸ばされることを意味し、均一かつ微細な孔構造の形成や、ポリオレフィン微多孔膜の強度及び結晶化度の向上に寄与し得る。   The proportion of the plasticizer in the kneaded product is preferably 30% by mass or more, more preferably 40% by mass or more, and the upper limit is preferably 80% by mass or less, preferably 70% by mass or less. is there. Setting the ratio to 80% by mass or less is preferable from the viewpoint of maintaining high melt tension during melt molding and ensuring moldability. On the other hand, it is preferable that the ratio is 30% by mass or more from the viewpoint of securing moldability and efficiently stretching the lamellar crystals in the crystalline region of the polyolefin. Here, the fact that the lamellar crystal is efficiently stretched means that the polyolefin chain is efficiently stretched without causing the polyolefin chain to be broken, and the formation of a uniform and fine pore structure, the strength of the polyolefin microporous membrane, and It can contribute to improvement of crystallinity.

ポリオレフィン樹脂と、可塑剤と、必要に応じて無機粒子とを混練する方法としては、例えば、以下の(a),(b)の方法が挙げられる。
(a)ポリオレフィン樹脂と無機粒子とを押出機、ニーダー等の樹脂混練装置に投入し、樹脂を加熱溶融混練させながら更に可塑剤を導入し混練する方法。
(b)予めポリオレフィン樹脂と無機粒子と可塑剤を、ヘンシェルミキサー等を用い所定の割合で事前混練する工程を経て、該混練物を押出機に投入し、加熱溶融させながら更に可塑剤を導入し混練する方法。
Examples of the method for kneading the polyolefin resin, the plasticizer, and, if necessary, the inorganic particles include the following methods (a) and (b).
(A) A method in which a polyolefin resin and inorganic particles are put into a resin kneading apparatus such as an extruder or a kneader, and a plasticizer is further introduced and kneaded while the resin is heated and melt-kneaded.
(B) A step of pre-kneading a polyolefin resin, inorganic particles and a plasticizer in advance at a predetermined ratio using a Henschel mixer or the like, and then introducing the kneaded product into an extruder and introducing a plasticizer while heating and melting. Kneading method.

工程(2)は、前記混練工程の後に混練物を押出し、シート状(単層、積層であることは問わない)に成形して冷却固化させるシート成形工程である。
前記(2)の工程は、例えば、前記混練物をTダイ等を介してシート状に押し出し、熱伝導体に接触させて冷却固化させる工程である。当該熱伝導体としては、金属、水、空気、あるいは可塑剤自身等が使用できる。また、冷却固化をロール間で挟み込むことにより行なうことは、シート状成形体の膜強度を増加させる観点や、シート状成形体の表面平滑性を向上させる観点から好ましい。
Step (2) is a sheet forming step in which the kneaded product is extruded after the kneading step, formed into a sheet (whether it is a single layer or a laminated layer), and cooled and solidified.
The step (2) is, for example, a step of extruding the kneaded material into a sheet shape via a T-die or the like and bringing it into contact with a heat conductor to cool and solidify. As the heat conductor, metal, water, air, plasticizer itself, or the like can be used. Moreover, it is preferable to cool and solidify by sandwiching between rolls from the viewpoint of increasing the film strength of the sheet-like molded body and improving the surface smoothness of the sheet-like molded body.

工程(3)は、シート成形工程の後、必要に応じて可塑剤や無機粒子を抽出し、更にシートを一軸以上の方向へ延伸する延伸工程である。
前記(3)の工程における延伸方法としては、例えば、同時二軸延伸、逐次二軸延伸、多段延伸、多数回延伸等の方法が挙げられる。中でも、同時二軸延伸方法を採用することは、ポリオレフィン微多孔膜の突刺強度の増加や膜厚均一化の観点から好ましい。
トータルの面倍率は膜厚の均一性、引張伸度及び気孔率のバランスの観点より、8倍以上が好ましく、15倍以上がより好ましく、30倍以上が更に好ましい。トータルの面倍率が30倍以上であると、高強度で、且つ低い伸度のものが得られやすくなる。ここで、トータルの面倍率とは、MD方向の延伸倍率にTD方向の延伸倍率を乗じた値のことをいう。
Step (3) is a stretching step in which a plasticizer and inorganic particles are extracted as necessary after the sheet forming step, and the sheet is further stretched in a uniaxial direction or more.
Examples of the stretching method in the step (3) include methods such as simultaneous biaxial stretching, sequential biaxial stretching, multistage stretching, and multiple stretching. Among these, it is preferable to employ the simultaneous biaxial stretching method from the viewpoint of increasing the puncture strength of the polyolefin microporous membrane and making the film thickness uniform.
The total surface magnification is preferably 8 times or more, more preferably 15 times or more, and even more preferably 30 times or more, from the viewpoint of film thickness uniformity, tensile elongation, and porosity balance. When the total surface magnification is 30 times or more, a high strength and low elongation product is easily obtained. Here, the total surface magnification means a value obtained by multiplying the MD-direction stretching magnification by the TD-direction stretching magnification.

前記(3)の工程における延伸温度としては、ポリオレフィン樹脂の融点温度を基準温度として、好ましくは融点温度−50℃以上、より好ましくは融点温度−30℃以上、更に好ましくは融点温度−20℃以上であり、上限としては、好ましくは融点温度−2℃以下、より好ましくは融点温度−3℃以下である。延伸温度を融点温度−50℃以上とすることは、ポリオレフィン樹脂と無機粒子との界面、もしくはポリオレフィン樹脂と可塑剤との界面を良好に密着させ、ポリオレフィン微多孔膜の局所的かつ微小領域での耐圧縮性能を向上させる観点から好ましい。例えば、ポリオレフィン樹脂として高密度ポリエチレンを用いた場合、延伸温度としては115℃以上132℃以下が好適である。複数のポリオレフィンを混合して用いた場合は、その融解熱量が大きい方のポリオレフィンの融点を基準とすることができる。   The stretching temperature in the step (3) is preferably a melting point temperature of −50 ° C. or higher, more preferably a melting point temperature of −30 ° C. or higher, more preferably a melting point temperature of −20 ° C. or higher, with the melting point temperature of the polyolefin resin as a reference temperature. The upper limit is preferably a melting point temperature of −2 ° C. or lower, more preferably a melting point temperature of −3 ° C. or lower. Setting the stretching temperature to -50 ° C. or higher allows the interface between the polyolefin resin and the inorganic particles or the interface between the polyolefin resin and the plasticizer to adhere well, in a local and micro region of the polyolefin microporous membrane. It is preferable from the viewpoint of improving compression resistance. For example, when high density polyethylene is used as the polyolefin resin, the stretching temperature is preferably 115 ° C. or higher and 132 ° C. or lower. When a plurality of polyolefins are mixed and used, the melting point of the polyolefin having the larger heat of fusion can be used as a reference.

工程(4)は、前記工程の後、必要に応じて可塑剤や無機粒子を抽出して、更にシートを一軸以上の方向へ延伸する延伸工程である。   Step (4) is a stretching step in which after the step, a plasticizer and inorganic particles are extracted as necessary, and the sheet is further stretched in a uniaxial direction or more.

前記(3)及び(4)の工程において、可塑剤や無機粒子の抽出は、抽出溶媒に浸漬、あるいはシャワーする方法等により行なうことができる。抽出溶媒としては、ポリオレフィンに対して貧溶媒であり、且つ可塑剤や無機粒子に対しては良溶媒であり、沸点がポリオレフィンの融点よりも低いものが好ましい。このような抽出溶媒としては、例えば、n−ヘキサンやシクロヘキサン等の炭化水素類、塩化メチレンや1,1,1−トリクロロエタン、フルオロカーボン系等ハロゲン化炭化水素類、エタノールやイソプロパノール等のアルコール類、アセトンや2−ブタノン等のケトン類、アルカリ水、が挙げられる。抽出溶媒は、単独若しくは2種以上を混合して使用することができる。
なお、無機粒子を用いる場合は全工程内のいずれかで全量あるいは一部を抽出してもよいし、製品中に残存させてもよい。また、抽出の順序、方法及び回数については特に制限はない。無機粒子の抽出は、必要に応じて行わなくてもよい。
In the steps (3) and (4), the plasticizer and the inorganic particles can be extracted by a method of immersing or showering in an extraction solvent. The extraction solvent is preferably a poor solvent for polyolefin, a good solvent for plasticizers and inorganic particles, and a boiling point lower than the melting point of polyolefin. Examples of such extraction solvents include hydrocarbons such as n-hexane and cyclohexane, halogenated hydrocarbons such as methylene chloride, 1,1,1-trichloroethane, and fluorocarbons, alcohols such as ethanol and isopropanol, and acetone. And ketones such as 2-butanone and alkaline water. An extraction solvent can be used individually or in mixture of 2 or more types.
When inorganic particles are used, the whole amount or a part thereof may be extracted in any of the entire steps, or may be left in the product. Moreover, there is no restriction | limiting in particular about the order of extraction, a method, and the frequency | count. The extraction of the inorganic particles may not be performed as necessary.

工程(5)は、延伸工程の後、必要に応じて可塑剤や無機剤を抽出し、更に熱処理を行う後加工工程である。
前記(5)の工程は、熱固定及び/又は熱緩和を行う工程であることが好ましい。
熱処理の方法としては、テンターやロール延伸機を利用して、所定の温度で延伸及び緩和操作等を行う熱固定方法が挙げられる。緩和操作とは、膜のMD及び/又はTDへ、ある緩和率で行う縮小操作のことである。緩和率とは、緩和操作後の膜のMD寸法を操作前の膜のMD寸法で除した値、或いは緩和操作後のTD寸法を操作前の膜のTD寸法で除した値、或いはMD、TD双方を緩和した場合は、MDの緩和率とTDの緩和率を乗じた値のことである。所定の温度としては、熱収縮率の観点より100℃以上が好ましく、気孔率及び透過性の観点より135℃未満が好ましい。所定の緩和率としては、熱収縮率の観点より0.9以下が好ましく、0.8以下であることがより好ましい。また、しわ発生防止と気孔率及び透過性の観点より0.6以上であることが好ましい。緩和操作は、MD、TD両方向で行ってもよいが、MD或いはTD片方だけの緩和操作でも、操作方向だけでなく操作と垂直方向についても、熱収縮率を低減することが可能である。
Step (5) is a post-processing step in which a plasticizer and an inorganic agent are extracted as necessary after the stretching step and further subjected to heat treatment.
The step (5) is preferably a step of performing heat fixation and / or heat relaxation.
Examples of the heat treatment method include a heat setting method in which stretching and relaxation operations are performed at a predetermined temperature using a tenter or a roll stretching machine. The relaxation operation is a reduction operation performed at a certain relaxation rate on the MD and / or TD of the film. The relaxation rate is a value obtained by dividing the MD dimension of the film after the relaxation operation by the MD dimension of the film before the operation, or a value obtained by dividing the TD dimension after the relaxation operation by the TD dimension of the film before the operation, or MD, TD When both are relaxed, it is a value obtained by multiplying the MD relaxation rate and the TD relaxation rate. The predetermined temperature is preferably 100 ° C. or more from the viewpoint of thermal shrinkage, and is preferably less than 135 ° C. from the viewpoint of porosity and permeability. The predetermined relaxation rate is preferably 0.9 or less, and more preferably 0.8 or less, from the viewpoint of the heat shrinkage rate. Moreover, it is preferable that it is 0.6 or more from a viewpoint of wrinkle generation | occurrence | production prevention, a porosity, and permeability | transmittance. The relaxation operation may be performed in both the MD and TD directions. However, even with the relaxation operation of only one of the MD and TD, it is possible to reduce the thermal contraction rate not only in the operation direction but also in the operation and the vertical direction.

なお、前記微多孔膜の製造方法としては、(1)〜(5)の各工程に加え、積層体を得るための工程として、単層体を複数枚重ね合わせる工程を採用することができる。また、電子線照射、プラズマ照射、界面活性剤塗布、化学的改質などの表面処理工程を採用することもできる。   In addition to the steps (1) to (5), as a method for producing the microporous membrane, a step of superimposing a plurality of single layer bodies can be employed as a step for obtaining a laminate. In addition, a surface treatment process such as electron beam irradiation, plasma irradiation, surfactant coating, chemical modification, etc. may be employed.

本実施の形態のポリオレフィン微多孔膜の突刺強度は、好ましくは2.4N/20μm以上、より好ましくは3.0N/20μm以上であり、更に好ましくは3.5N/20μm以上であり、上限としては、好ましくは20.0N/20μm以下、より好ましくは10.0N/20μm以下、更に好ましくは8.0N/20μm以下であり、特に好ましくは7.5N/20μm以下である。突刺強度を2.4N/20μm以上とすることは、電池捲回時における脱落した活物質等による破膜を抑制する観点から好ましい。また、充放電に伴う電極の膨張収縮によって短絡するリスクを低減し得る観点からも好ましい。一方、20.0N/20μm以下とすることは、加熱時の配向緩和による幅収縮を低減し得る観点から好ましい。
なお、上記突刺強度は、ポリオレフィン樹脂の分子量、ポリオレフィン樹脂の割合、及び、前記(3)の工程における延伸温度、延伸倍率を調整する方法等により調節することが可能である。
ここで、突刺強度は、カトーテック製のハンディー圧縮試験器KES−G5(商標)を用いて、開口部の直径11.3mmの試料ホルダーで微多孔膜を固定し、次に固定された微多孔膜の中央部を、針先端の曲率半径0.5mm、突刺速度2mm/secで、23±2℃雰囲気下にて突刺試験を行うことにより計測した最大突刺荷重(N)の値を言う。
The puncture strength of the polyolefin microporous membrane of the present embodiment is preferably 2.4 N / 20 μm or more, more preferably 3.0 N / 20 μm or more, and further preferably 3.5 N / 20 μm or more. It is preferably 20.0 N / 20 μm or less, more preferably 10.0 N / 20 μm or less, still more preferably 8.0 N / 20 μm or less, and particularly preferably 7.5 N / 20 μm or less. Setting the puncture strength to 2.4 N / 20 μm or more is preferable from the viewpoint of suppressing membrane breakage due to the dropped active material or the like during battery winding. Moreover, it is preferable also from a viewpoint which can reduce the risk of a short circuit by the expansion and contraction of the electrode accompanying charging / discharging. On the other hand, 20.0 N / 20 μm or less is preferable from the viewpoint of reducing width shrinkage due to orientation relaxation during heating.
The puncture strength can be adjusted by a method of adjusting the molecular weight of the polyolefin resin, the ratio of the polyolefin resin, the stretching temperature and the stretching ratio in the step (3), and the like.
Here, the puncture strength was determined by fixing the microporous membrane with a sample holder having a diameter of 11.3 mm using a handy compression tester KES-G5 (trademark) manufactured by Kato Tech, and then fixing the microporous membrane. The value of the maximum piercing load (N) measured by performing a piercing test in a 23 ± 2 ° C. atmosphere at a radius of curvature of the needle tip of 0.5 mm and a piercing speed of 2 mm / sec at the center of the membrane.

本実施の形態のポリオレフィン微多孔膜の気孔率は、ハイレート時のリチウムイオンの急速な移動に追従する観点から、好ましくは30%以上、より好ましくは35%以上、更に好ましくは40%以上である。また、膜強度及び自己放電の観点から、好ましくは90%以下、より好ましくは80%以下である。
なお、上記気孔率は、前記(3)の工程における延伸温度、延伸倍率を調整する方法、及び/又は、前記(5)の熱固定及び熱緩和工程の温度、倍率を調整する方法等により調節することが可能である。
The porosity of the polyolefin microporous membrane of the present embodiment is preferably 30% or more, more preferably 35% or more, and further preferably 40% or more from the viewpoint of following the rapid movement of lithium ions at the high rate. . Further, from the viewpoint of film strength and self-discharge, it is preferably 90% or less, more preferably 80% or less.
The porosity is adjusted by a method for adjusting the stretching temperature and the stretching ratio in the step (3) and / or a method for adjusting the temperature and the magnification in the heat fixing and thermal relaxation step (5). Is possible.

本実施の形態のポリオレフィン微多孔膜の140℃における幅方向の熱収縮率は、好ましくは33%以下、より好ましくは20%以下である。140℃における幅方向の熱収縮率を33%以下とすることにより、蓄電デバイス作製時に加熱工程があった場合、収縮が発生し電極同士が接触し短絡が発生するリスクを低減し得る。また、収縮が小さいことは、長期の信頼性を確保する観点からも好ましい。
なお、上記熱収縮率は、前記(5)の熱固定及び熱緩和工程の温度、倍率を調整する方法等により調節することが可能である。
ここで、熱収縮率は、ポリオレフィン製微多孔膜を各辺がMDとTDに平行となるように100mm四方に切り取り、温度を140℃に温調したオーブン内に1時間放置した後に測定したTD熱収縮率の値を言う。
The heat shrinkage rate in the width direction at 140 ° C. of the polyolefin microporous membrane of the present embodiment is preferably 33% or less, more preferably 20% or less. By setting the heat shrinkage rate in the width direction at 140 ° C. to 33% or less, when there is a heating process during the production of the electricity storage device, the risk of shrinkage and contact between the electrodes may be reduced. Also, small shrinkage is preferable from the viewpoint of ensuring long-term reliability.
In addition, the said heat shrinkage rate can be adjusted by the method of adjusting the temperature of the heat fixation and heat relaxation process of said (5), and a magnification.
Here, the thermal shrinkage rate was measured after a polyolefin microporous membrane was cut into 100 mm squares so that each side was parallel to MD and TD, and left in an oven adjusted to a temperature of 140 ° C. for 1 hour. The value of heat shrinkage rate.

本実施の形態のポリオレフィン微多孔膜の膜厚は、好ましくは2μm以上、より好ましくは5μm以上であり、上限としては、好ましくは100μm以下、より好ましくは60μm以下、更に好ましくは50μm以下である。膜厚を2μm以上とすることは、機械強度を向上させる観点から好適である。一方、膜厚を100μm以下とすることは、セパレータの占有体積が減るため、電池の高容量化の点において有利となる傾向があるので好ましい。   The film thickness of the polyolefin microporous membrane of the present embodiment is preferably 2 μm or more, more preferably 5 μm or more, and the upper limit is preferably 100 μm or less, more preferably 60 μm or less, and even more preferably 50 μm or less. Setting the film thickness to 2 μm or more is preferable from the viewpoint of improving the mechanical strength. On the other hand, it is preferable to set the film thickness to 100 μm or less because the occupied volume of the separator is reduced, which tends to be advantageous in terms of increasing the capacity of the battery.

本実施の形態のポリオレフィン微多孔膜の透気度は、好ましくは10秒/100cc以上、より好ましくは50秒/100cc以上であり、上限としては、好ましくは1000秒/100cc以下、好ましくは500秒/100cc以下、更に好ましくは300秒/100cc以下である。透気度を10秒/100cc以上とすることは、蓄電デバイスの自己放電を抑制する観点から好ましい。一方、1000秒/100cc以下とすることは、良好な充放電特性を得る観点から好ましい。
なお、上記透気度は、前記(5)の熱固定及び熱緩和工程の温度、倍率を調整する方法等により調節することが可能である。
The air permeability of the polyolefin microporous membrane of the present embodiment is preferably 10 seconds / 100 cc or more, more preferably 50 seconds / 100 cc or more, and the upper limit is preferably 1000 seconds / 100 cc or less, preferably 500 seconds. / 100 cc or less, more preferably 300 seconds / 100 cc or less. The air permeability is preferably 10 seconds / 100 cc or more from the viewpoint of suppressing self-discharge of the electricity storage device. On the other hand, setting it to 1000 seconds / 100 cc or less is preferable from the viewpoint of obtaining good charge / discharge characteristics.
The air permeability can be adjusted by a method of adjusting the temperature and magnification of the heat fixing and heat relaxation steps of (5).

本実施の形態のポリオレフィン微多孔膜は、特に非水電解液を用いるような蓄電デバイス用セパレータとして有用である。本実施の形態の蓄電デバイスは、上述したポリオレフィン微多孔膜をセパレータに用い、正極と、負極と、電解液とを含む。
前記蓄電デバイスは、例えば、前記ポリオレフィン微多孔膜を幅10〜500mm(好ましくは80〜500mm)、長さ200〜4000m(好ましくは1000〜4000m)の縦長形状のセパレータとして調製し、当該セパレータを、正極―セパレータ―負極―セパレータ、又は負極―セパレータ―正極―セパレータの順で重ね、円又は扁平な渦巻状に巻回して巻回体を得、当該巻回体を電池缶内に収納し、更に電解液を注入することにより製造することができる。
なお、前記蓄電デバイスは、正極―セパレータ―負極―セパレータ、又は負極―セパレータ―正極―セパレータの順に平板状に積層し、袋状のフィルムでラミネートし、電解液を注入する工程を経て製造することもできる。
The polyolefin microporous membrane of the present embodiment is particularly useful as a separator for an electricity storage device using a non-aqueous electrolyte. The electricity storage device of the present embodiment uses the above-described polyolefin microporous film as a separator, and includes a positive electrode, a negative electrode, and an electrolytic solution.
The electricity storage device, for example, prepares the polyolefin microporous membrane as a vertically long separator having a width of 10 to 500 mm (preferably 80 to 500 mm) and a length of 200 to 4000 m (preferably 1000 to 4000 m). The positive electrode-separator-negative electrode-separator or negative electrode-separator-positive electrode-separator are stacked in this order, wound into a circular or flat spiral shape to obtain a wound body, and the wound body is stored in a battery can. It can manufacture by inject | pouring electrolyte solution.
The electricity storage device is manufactured through a process of laminating a flat plate in the order of positive electrode-separator-negative electrode-separator or negative electrode-separator-positive electrode-separator, laminating with a bag-like film, and injecting an electrolyte solution. You can also.

本実施の形態の蓄電デバイスは高出力、長期信頼性に優れるので、電気自動車やハイブリッド自動車用として、特に有用である。   The power storage device of this embodiment is particularly useful as an electric vehicle or a hybrid vehicle because it has high output and excellent long-term reliability.

なお、上述した各種パラメータの測定方法については特に断りの無い限り、後述する実施例における測定方法に準じて測定される。   In addition, about the measuring method of the various parameters mentioned above, unless there is particular notice, it measures according to the measuring method in the Example mentioned later.

次に、実施例及び比較例を挙げて本実施の形態をより具体的に説明するが、本実施の形態はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、実施例中の物性は以下の方法により測定した。   Next, the present embodiment will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. However, the present embodiment is not limited to the following examples unless it exceeds the gist. In addition, the physical property in an Example was measured with the following method.

(1)粘度平均分子量(Mv)
ASTM−D4020に基づき、デカリン溶媒における135℃での極限粘度[η]を求めた。
ポリエチレンのMvは次式により算出した。
[η]=6.77×10−4Mv0.67
ポリプロピレンのMvは次式により算出した。
[η]=1.10×10−4Mv0.80
(1) Viscosity average molecular weight (Mv)
Based on ASTM-D4020, the intrinsic viscosity [η] at 135 ° C. in a decalin solvent was determined.
Mv of polyethylene was calculated by the following formula.
[Η] = 6.77 × 10 −4 Mv 0.67
Mv of polypropylene was calculated by the following formula.
[Η] = 1.10 × 10 −4 Mv 0.80

(2)膜厚
微小測厚器(東洋精機製 タイプKBM)を用いて室温23℃で測定した。
(2) Film thickness It measured at room temperature 23 degreeC using the micro thickness measuring device (type KBM by Toyo Seiki).

(3)気孔率
10cm×10cm角の試料を微多孔膜から切り取り、その体積(cm3)と質量(g)を求め、ポリプロピレン微多孔膜については、膜密度を0.91(g/cm3)として次式を用いて計算した。
気孔率=(1−質量/体積/0.91)×100
ポリエチレン微多孔膜については、膜密度を0.95(g/cm3)として次式を用いて計算した。
気孔率=(1−質量/体積/0.95)×100
(3) Porosity A 10 cm × 10 cm square sample was cut from the microporous membrane, and its volume (cm 3 ) and mass (g) were determined. For the polypropylene microporous membrane, the membrane density was 0.91 (g / cm 3 ) Using the following formula.
Porosity = (1−mass / volume / 0.91) × 100
For the polyethylene microporous membrane, the membrane density was calculated as 0.95 (g / cm 3 ) using the following formula.
Porosity = (1−mass / volume / 0.95) × 100

(4)透気度
JIS P−8117準拠のガーレー式透気度計(東洋精機製)を用いて測定した。
(4) Air permeability It measured using the Gurley type air permeability meter (made by Toyo Seiki) based on JIS P-8117.

(5)突刺強度
カトーテック製のハンディー圧縮試験器KES−G5(商標)を用いて、開口部の直径11.3mmの試料ホルダーで微多孔膜を固定し、次に固定された微多孔膜の中央部を、針先端の曲率半径0.5mm、突刺速度2mm/secで、23±2℃雰囲気下にて突刺試験を行うことにより計測した最大突刺荷重の値として求めた。
(5) Puncture strength Using a handy compression tester KES-G5 (trademark) manufactured by Kato Tech, a microporous membrane was fixed with a sample holder having a diameter of 11.3 mm at the opening, and then the fixed microporous membrane The central portion was determined as the value of the maximum piercing load measured by performing a piercing test in a 23 ± 2 ° C. atmosphere at a needle radius of curvature of 0.5 mm and a piercing speed of 2 mm / sec.

(6)3Cレート(ハイレート特性、%)
a.正極の作製
正極活物質としてリチウムコバルト複合酸化物LiCoO2を92.2質量%、導電材としてリン片状グラファイトとアセチレンブラックをそれぞれ2.3質量%、バインダーとしてポリフッ化ビニリデン(PVDF)3.2質量%をN−メチルピロリドン(NMP)中に分散させてスラリーを調製した。このスラリーを正極集電体となるアルミニウム箔にダイコーターで塗布し、乾燥し、ロールプレス機で圧縮成形して正極を作製した。
b.負極の作製
負極活物質として人造グラファイト96.9質量%、バインダーとしてカルボキシメチルセルロースのアンモニウム塩1.4質量%とスチレン−ブタジエン共重合体ラテックス1.7質量%を精製水中に分散させてスラリーを調製した。このスラリーを負極集電体となる銅箔にダイコーターで塗布し、乾燥し、ロールプレス機で圧縮成形して負極を作製した。
c.非水電解液の調製
エチレンカーボネート:エチルメチルカーボネート=1:2(体積比)の混合溶媒に、溶質としてLiPF6を濃度1.0mol/リットルとなるように溶解させて調製した。
d.電池組立
セパレータを18mmφ,正極及び負極を16mmφの円形に切り出し、正極と負極の活物質面が対向するよう、正極、セパレータ、負極の順に重ね、蓋付きステンレス金属製容器に収納した。容器と蓋とは絶縁されており、容器は負極の銅箔と、蓋は正極のアルミ箔と接していた。この容器内に前記した非水電解液を注入して密閉した。室温にて1日放置した後、25℃雰囲気下、3mA(0.5C)の電流値で電池電圧4.2Vまで充電し、到達後4.2Vを保持するようにして電流値を3mAから絞り始めるという方法で、合計6時間電池作成後の最初の充電を行った。続いて3mA(0.5C)の電流値で電池電圧3.0Vまで放電した。
e.1C容量測定(mAh)
25℃雰囲気下、1.1A(1.0C)の電流値で電池電圧3.6Vまで充電し、さらに3.6Vを保持するようにして電流値を1.1Aから絞り始めるという方法で、合計3時間充電を行った。次に1.1A(1.0C)の電流値で電池電圧2.0Vまで放電し、1C放電容量を得た。
f.ハイレート特性
25℃雰囲気下、1.1A(1.0C)の電流値で電池電圧3.6Vまで充電し、さらに3.6Vを保持するようにして電流値を1.1Aから絞り始めるという方法で、合計3時間充電を行った。次に、3.3A(3.0C)の電流値で電池電圧2.0Vまで放電し、3C放電容量を得た。
1C放電容量に対する3C放電容量の割合を3C容量維持率(%)と定義し、ハイレート特性の指標として用いた。
(6) 3C rate (high rate characteristics,%)
a. Production of Positive Electrode 92.2% by mass of lithium cobalt composite oxide LiCoO 2 as a positive electrode active material, 2.3% by mass of flake graphite and acetylene black as conductive materials, and polyvinylidene fluoride (PVDF) 3.2 as a binder, respectively. A slurry was prepared by dispersing mass% in N-methylpyrrolidone (NMP). This slurry was applied to an aluminum foil serving as a positive electrode current collector with a die coater, dried, and compression molded with a roll press to produce a positive electrode.
b. Preparation of Negative Electrode 96.9% by mass of artificial graphite as a negative electrode active material, 1.4% by mass of ammonium salt of carboxymethyl cellulose and 1.7% by mass of styrene-butadiene copolymer latex as a binder were dispersed in purified water to prepare a slurry. did. The slurry was applied to a copper foil serving as a negative electrode current collector with a die coater, dried, and compression molded with a roll press to produce a negative electrode.
c. Preparation of Nonaqueous Electrolytic Solution Prepared by dissolving LiPF 6 as a solute in a mixed solvent of ethylene carbonate: ethyl methyl carbonate = 1: 2 (volume ratio) to a concentration of 1.0 mol / liter.
d. Battery assembly The separator was cut into a circle of 18 mmφ, the positive electrode and the negative electrode were cut into a circle of 16 mmφ, and the positive electrode, the separator, and the negative electrode were stacked in this order so that the active material surfaces of the positive electrode and the negative electrode faced, The container and the lid were insulated, and the container was in contact with the negative electrode copper foil and the lid was in contact with the positive electrode aluminum foil. The above-mentioned non-aqueous electrolyte was poured into this container and sealed. After standing at room temperature for 1 day, the battery voltage was charged to 4.2V at a current value of 3mA (0.5C) in a 25 ° C atmosphere, and the current value was reduced from 3mA so as to maintain 4.2V after reaching the battery voltage. By the method of starting, the first charge after making a battery for a total of 6 hours was performed. Subsequently, the battery was discharged to a battery voltage of 3.0 V at a current value of 3 mA (0.5 C).
e. 1C capacity measurement (mAh)
Charging to a battery voltage of 3.6V at a current value of 1.1A (1.0C) in an atmosphere of 25 ° C., and further reducing the current value from 1.1A so as to maintain 3.6V. The battery was charged for 3 hours. Next, the battery was discharged to a battery voltage of 2.0 V at a current value of 1.1 A (1.0 C) to obtain a 1 C discharge capacity.
f. High-rate characteristics In a 25 ° C atmosphere, the battery voltage is charged to 3.6 V at a current value of 1.1 A (1.0 C), and the current value starts to be reduced from 1.1 A so that 3.6 V is maintained. The battery was charged for a total of 3 hours. Next, the battery was discharged to a battery voltage of 2.0 V at a current value of 3.3 A (3.0 C) to obtain a 3 C discharge capacity.
The ratio of the 3C discharge capacity to the 1C discharge capacity was defined as the 3C capacity retention rate (%) and used as an indicator of the high rate characteristics.

(7)釘刺し試験
上記負極、ポリオレフィン微多孔膜、上記正極、ポリオレフィン微多孔膜の順に重ねて渦巻状に複数回捲回することで電極板積層体を作製した。この電極板積層体を外径が18mmで高さが65mmのステンレス製容器に収納し、正極集電体から導出したアルミニウム製タブを容器蓋端子部に、負極集電体から導出したニッケル製タブを容器壁に溶接した。その後、真空乾燥を行い、アルゴンボックス内にて容器内に上記非水電解液を注入し、封口することにより電池を組み立てた。
組立てた電池を1/3Cの電流値で電圧4.2Vまで定電流充電した後、4.2Vの定電圧充電を5時間行い、その後1/3Cの電流で3.0Vの終止電圧まで放電を行った。次に、1Cの電流値で電圧4.2Vまで定電流充電した後、4.2Vの定電圧充電を2時間行い、その後1Cの電流で3.0Vの終止電圧まで放電を行った。最後に1Cの電流値で4.2Vの定電圧充電をした後に4.2Vの定電圧充電を2時間行った。このようにして、前処理後の電池を得た。
また、前記前処理後の電池に対し、室温23±2℃環境にて、直径2.7mmの鉄釘をケースの外から、積層体の端部から3mmの所に、5mm/秒の速度で2mmの深さまで突き刺した。釘刺し位置から離れた電池の側面に付した熱電対で30秒後の到達温度を測定した。この時の温度が50℃以下の場合を◎、50℃を超え60℃以下の場合を○、60℃を超える場合を×として、釘刺し試験評価の指標として用いた。
(7) Nail penetration test The electrode plate laminated body was produced by stacking the negative electrode, the polyolefin microporous film, the positive electrode, and the polyolefin microporous film in this order and winding in a spiral shape. The electrode plate laminate is housed in a stainless steel container having an outer diameter of 18 mm and a height of 65 mm, and an aluminum tab derived from the positive electrode current collector is used as a container lid terminal portion, and a nickel tab derived from the negative electrode current collector Was welded to the container wall. Thereafter, vacuum drying was performed, and the battery was assembled by injecting and sealing the non-aqueous electrolyte into the container in an argon box.
The assembled battery is charged at a constant current of 1 / 3C to a voltage of 4.2V, then charged at a constant voltage of 4.2V for 5 hours, and then discharged at a current of 1 / 3C to a final voltage of 3.0V. went. Next, after constant current charging to a voltage of 4.2 V with a current value of 1 C, 4.2 V constant voltage charging was performed for 2 hours, and then discharging was performed to a final voltage of 3.0 V with a current of 1 C. Finally, after constant voltage charging of 4.2 V with a current value of 1 C, constant voltage charging of 4.2 V was performed for 2 hours. In this way, a pretreated battery was obtained.
Further, with respect to the battery after the pretreatment, in a room temperature of 23 ± 2 ° C., an iron nail having a diameter of 2.7 mm is placed outside the case and 3 mm from the end of the laminated body at a speed of 5 mm / second. Punctured to a depth of 2 mm. The temperature reached after 30 seconds was measured with a thermocouple attached to the side of the battery away from the nail penetration position. When the temperature at this time was 50 ° C. or less, ◎, when it exceeded 50 ° C. and below 60 ° C., and when it exceeded 60 ° C. were used as indexes for nail penetration test evaluation.

(8)実効の厚み方向の拡散係数D(Z)eff、拡散係数D0
微多孔性フィルムをNMR測定用サンプルチューブの内径より0.1〜0.3mm狭めた直径となる円形サンプルを作成する。得られた円形サンプルを4〜5cmの厚さに積層してNMR測定用サンプルチューブにセットする際に、積層したサンプルの内部に、リチウム塩LiN(SO2CF32(LiTFSI)をエチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートの比が1:1となる混合溶媒に溶解した電解液を浸透させて保持させた状態で、磁場勾配NMR測定法で、30℃におけるリチウムイオンの拡散係数D(Z)を求めた。磁場勾配NMR測定法では観測されるピーク高さをE、磁場勾配パルスを与えない場合のピーク高さをE0、核磁気回転比をγ(T-1・s-1)、磁場勾配強度をg(T・m-1)、磁場勾配パルス印加時間をδ(s)、拡散待ち時間をΔ(s)、自己拡散係数をD(m2・s-1)とした場合、下式が成り立つ。
Ln(E/E0)=D(Z)×γ2×g2×δ2×(Δ−δ/3)
上式から、g、δ、Δを変化させてNMRピークの変化を観測することでD(Z)が得られる。実際には、NMRシーケンスとしてbpp−led−DOSY法を用い、Δ、及びδを固定してgを0からLn(E/E0)≦−3となる範囲で10点以上変化させ、Ln(E/E0)をY軸、γ2×g2×δ2×(Δ−δ/3)をX軸としてプロットした直線の傾きからDを得た。Δ、及びδの設定値は任意であるが、測定対象の縦緩和時間をT1(s)、横緩和時間をT2(s)とした場合に下記の条件を満たす必要がある。
10ms<Δ<T1
0.2ms<δ<T2
実際には、Δ=50msとし、δを0.4ms≦δ≦3.2msの範囲の任意の値として、磁場勾配NMR測定を実施した。多孔質フィルムの構造の影響により、自己拡散が阻害を受けると上記のプロットが下に凸の曲線となるが、この場合にはLn(E/E0)が0から−2の範囲で曲線を直線近似し、この傾きからD(Z)得た。
実行の拡散係数D(Z)effは下式のように、得られたD(Z)に測定に用いた微多孔性フィルムの気孔率(ε)を乗ずることで得られる。
D(Z)eff=D(Z)×ε
拡散係数D0は、微多孔性フィルムがない状態で上記操作を行うことで得られる。
(8) Effective diffusion coefficient D (Z) eff in the thickness direction, diffusion coefficient D 0
A circular sample having a diameter narrowed by 0.1 to 0.3 mm from the inner diameter of the NMR measurement sample tube is prepared. When the obtained circular sample was laminated to a thickness of 4 to 5 cm and set in a sample tube for NMR measurement, lithium salt LiN (SO 2 CF 3 ) 2 (LiTFSI) was added to ethylene carbonate inside the laminated sample. The diffusion coefficient D (Z) of lithium ions at 30 ° C. is determined by a magnetic field gradient NMR measurement method in a state in which an electrolytic solution dissolved in a mixed solvent in which the ratio of ethylmethyl carbonate to 1: 1 is infiltrated and held. It was. In the magnetic field gradient NMR measurement method, the observed peak height is E, the peak height when no magnetic field gradient pulse is applied is E 0 , the nuclear magnetic rotation ratio is γ (T −1 · s −1 ), and the magnetic field gradient intensity is When g (T · m −1 ), magnetic field gradient pulse application time is δ (s), diffusion waiting time is Δ (s), and self-diffusion coefficient is D (m 2 · s −1 ), the following equation holds. .
Ln (E / E 0 ) = D (Z) × γ 2 × g 2 × δ 2 × (Δ−δ / 3)
From the above equation, D (Z) can be obtained by observing the change of the NMR peak by changing g, δ, and Δ. Actually, using the bpp-led-DOSY method as the NMR sequence, Δ and δ are fixed, g is changed from 0 to 10 or more in the range of Ln (E / E 0 ) ≦ −3, and Ln ( D was obtained from the slope of a straight line plotted with E / E 0 ) as the Y axis and γ 2 × g 2 × δ 2 × (Δ−δ / 3) as the X axis. The set values of Δ and δ are arbitrary, but the following conditions must be satisfied when the longitudinal relaxation time of the measurement target is T1 (s) and the lateral relaxation time is T2 (s).
10ms <Δ <T1
0.2 ms <δ <T2
In practice, the magnetic field gradient NMR measurement was carried out with Δ = 50 ms and δ with an arbitrary value in the range of 0.4 ms ≦ δ ≦ 3.2 ms. When the self-diffusion is hindered due to the influence of the structure of the porous film, the above plot becomes a downwardly convex curve. In this case, the curve is in the range of Ln (E / E 0 ) from 0 to −2. A straight line approximation was performed, and D (Z) was obtained from this slope.
The effective diffusion coefficient D (Z) eff is obtained by multiplying the obtained D (Z) by the porosity (ε) of the microporous film used for the measurement, as shown in the following equation.
D (Z) eff = D (Z) × ε
The diffusion coefficient D 0 can be obtained by performing the above operation in the absence of a microporous film.

[実施例1]
Mvが70万のホモポリマーのポリエチレンを47.5質量%、Mvが30万のホモポリマーのポリエチレンを47.5質量%、Mvが40万のポリプロピレンを5質量%(PPブレンド量 5質量%)を、タンブラーブレンダーを用いてドライブレンドすることにより、ポリマー混合物を得た。得られたポリマー混合物は窒素で置換を行った後に、二軸押出機へ窒素雰囲気下でフィーダーにより供給した。また、流動パラフィン(37.78℃における動粘度7.59×10-52/s)を押出機シリンダーにプランジャーポンプにより注入した。
溶融混練し、押し出される全混合物中に占める流動パラフィン量比が66質量%となるように(即ち、ポリマー濃度(「PC」と略記することがある)が34質量%となるように)、フィーダー及びポンプを調整した。
続いて、溶融混練物を、T−ダイを経て表面温度25℃に制御された冷却ロール上に押出しキャストすることにより、厚み1370μmのゲルシートを得た。
次に、同時二軸テンター延伸機に導き、二軸延伸を行った。設定延伸条件は、MD倍率7.0倍、TD倍率6.4倍、設定温度125℃とした。
次に、メチルエチルケトン槽に導き、メチルエチルケトン中に充分に浸漬して流動パラフィンを抽出除去し、その後メチルエチルケトンを乾燥除去した。
次に、TDテンターに導き、熱固定を行った。熱固定温度は126℃で、延伸倍率1.40倍でHS(熱固定)を行い、その後のTDの緩和率を0.8として微多孔膜を得た。得られた微多孔膜の物性と評価結果を表1に示す。
[Example 1]
47.5% by mass of homopolymer polyethylene with an Mv of 700,000, 47.5% by mass of homopolymer polyethylene with an Mv of 300,000, 5% by mass of polypropylene with an Mv of 400,000 (PP blend amount 5% by mass) Was dry blended using a tumbler blender to obtain a polymer mixture. The obtained polymer mixture was substituted with nitrogen, and then supplied to the twin-screw extruder by a feeder under a nitrogen atmosphere. Further, liquid paraffin (kinematic viscosity at 37.78 ° C .: 7.59 × 10 −5 m 2 / s) was injected into the extruder cylinder by a plunger pump.
Feeder so that the liquid paraffin content ratio in the total mixture to be melt-kneaded and extruded is 66% by mass (that is, the polymer concentration (sometimes abbreviated as “PC”) is 34% by mass). And the pump was adjusted.
Subsequently, the melt-kneaded material was extruded and cast on a cooling roll controlled at a surface temperature of 25 ° C. through a T-die, thereby obtaining a gel sheet having a thickness of 1370 μm.
Next, it led to the simultaneous biaxial tenter stretching machine, and biaxial stretching was performed. The set stretching conditions were an MD magnification of 7.0 times, a TD magnification of 6.4 times, and a preset temperature of 125 ° C.
Next, the solution was introduced into a methyl ethyl ketone tank and sufficiently immersed in methyl ethyl ketone to extract and remove liquid paraffin, and then the methyl ethyl ketone was removed by drying.
Next, it was led to a TD tenter and heat fixed. The heat setting temperature was 126 ° C., HS (heat setting) was performed at a draw ratio of 1.40 times, and the subsequent TD relaxation rate was set to 0.8 to obtain a microporous film. Table 1 shows the physical properties and evaluation results of the obtained microporous membrane.

[実施例2]
Mvが70万のホモポリマーのポリエチレンを47.5質量%、Mvが30万のホモポリマーのポリエチレンを47.5質量%、Mvが40万のポリプロピレンを5質量%(PPブレンド量 5質量%)を、タンブラーブレンダーを用いてドライブレンドすることにより、ポリマー混合物を得た。得られたポリマー混合物は窒素で置換を行った後に、二軸押出機へ窒素雰囲気下でフィーダーにより供給した。また、流動パラフィン(37.78℃における動粘度7.59×10-52/s)を押出機シリンダーにプランジャーポンプにより注入した。
溶融混練し、押し出される全混合物中に占める流動パラフィン量比が65質量%となるように(即ち、ポリマー濃度(「PC」と略記することがある)が35質量%となるように)、フィーダー及びポンプを調整した。
次に、同時二軸テンター延伸機に導き、二軸延伸を行った。設定延伸条件は、MD倍率7.0倍、TD倍率6.4倍、設定温度120℃とした。
次に、塩化メチレン槽に導き、塩化メチレン中に充分に浸漬して流動パラフィンを抽出除去し、その後塩化メチレンを乾燥除去して微多孔膜を得た。得られた微多孔膜の物性と評価結果を表1に示す。
[Example 2]
47.5% by mass of homopolymer polyethylene with an Mv of 700,000, 47.5% by mass of homopolymer polyethylene with an Mv of 300,000, 5% by mass of polypropylene with an Mv of 400,000 (PP blend amount 5% by mass) Was dry blended using a tumbler blender to obtain a polymer mixture. The obtained polymer mixture was substituted with nitrogen, and then supplied to the twin-screw extruder by a feeder under a nitrogen atmosphere. Further, liquid paraffin (kinematic viscosity at 37.78 ° C .: 7.59 × 10 −5 m 2 / s) was injected into the extruder cylinder by a plunger pump.
Feeder so that the liquid paraffin content ratio in the total mixture to be melt-kneaded and extruded is 65% by mass (that is, the polymer concentration (sometimes abbreviated as “PC”) is 35% by mass). And the pump was adjusted.
Next, it led to the simultaneous biaxial tenter stretching machine, and biaxial stretching was performed. The set stretching conditions were an MD magnification of 7.0 times, a TD magnification of 6.4 times, and a preset temperature of 120 ° C.
Next, the sample was introduced into a methylene chloride bath and sufficiently immersed in methylene chloride to extract and remove the liquid paraffin, and then the methylene chloride was removed by drying to obtain a microporous membrane. Table 1 shows the physical properties and evaluation results of the obtained microporous membrane.

[実施例3]
ゲルシートの厚みを2150μm、二軸延伸温度を122℃、抽出溶媒をメチルエチルケトンにしたこと以外は、実施例2と同様の方法により微多孔膜を得た。得られた微多孔膜の物性と評価結果を表1に示す。
[Example 3]
A microporous membrane was obtained by the same method as in Example 2 except that the gel sheet thickness was 2150 μm, the biaxial stretching temperature was 122 ° C., and the extraction solvent was methyl ethyl ketone. Table 1 shows the physical properties and evaluation results of the obtained microporous membrane.

[実施例4]
ゲルシートの厚みを1900μm、二軸延伸温度を125℃、抽出溶媒を塩化メチレンにしたこと以外は、実施例2と同様の方法により微多孔膜を得た。得られた微多孔膜の物性と評価結果を表1に示す。
[Example 4]
A microporous membrane was obtained by the same method as in Example 2 except that the gel sheet thickness was 1900 μm, the biaxial stretching temperature was 125 ° C., and the extraction solvent was methylene chloride. Table 1 shows the physical properties and evaluation results of the obtained microporous membrane.

[実施例5]
粘度平均分子量(Mv)が70万のホモポリマーのポリエチレンを30.0質量%、Mv30万のホモポリマーのポリエチレンを70.0質量%、ゲルシートの厚みを1700μm、二軸延伸温度を120℃にしたこと以外は、実施例2と同様の方法により微多孔膜を得た。得られた微多孔膜の物性と評価結果を表1に示す。
[Example 5]
30.0 mass% of homopolymer polyethylene having a viscosity average molecular weight (Mv) of 700,000, 70.0 mass% of homopolymer polyethylene having an Mv of 300,000, a gel sheet thickness of 1700 μm, and a biaxial stretching temperature of 120 ° C. Except for this, a microporous membrane was obtained in the same manner as in Example 2. Table 1 shows the physical properties and evaluation results of the obtained microporous membrane.

[実施例6]
ゲルシートの厚みを1900μm、PCを35質量%、二軸延伸温度を123℃、抽出溶媒を塩化メチレン、HS温度を127℃、HS倍率を1.63倍にしたこと以外は、実施例1と同様の方法により微多孔膜を得た。得られた微多孔膜の物性と評価結果を表1に示す。
[Example 6]
Example 1 except that the gel sheet thickness was 1900 μm, PC was 35 mass%, biaxial stretching temperature was 123 ° C., extraction solvent was methylene chloride, HS temperature was 127 ° C., and HS magnification was 1.63 times. A microporous membrane was obtained by this method. Table 1 shows the physical properties and evaluation results of the obtained microporous membrane.

[実施例7]
ゲルシートの厚みを1840μm、PCを31質量%、二軸延伸温度を127.5℃、抽出溶媒を塩化メチレン、HS温度を128.5℃、HS倍率を1.6倍にしたこと以外は、実施例1と同様の方法により微多孔膜を得た。得られた微多孔膜の物性と評価結果を表1に示す。
[Example 7]
Except that the gel sheet thickness was 1840 μm, the PC was 31% by mass, the biaxial stretching temperature was 127.5 ° C., the extraction solvent was methylene chloride, the HS temperature was 128.5 ° C., and the HS magnification was 1.6 times. A microporous membrane was obtained in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the physical properties and evaluation results of the obtained microporous membrane.

[比較例1]
ゲルシートの厚みを2000μm、PCを35質量%、二軸延伸温度を124℃、抽出溶媒を塩化メチレン、HS温度を127℃、HS倍率を1.7倍にしたこと以外は、実施例1と同様の方法により微多孔膜を得た。得られた微多孔膜の物性と評価結果を表1に示す。
[Comparative Example 1]
Example 1 except that the gel sheet thickness was 2000 μm, the PC was 35% by mass, the biaxial stretching temperature was 124 ° C., the extraction solvent was methylene chloride, the HS temperature was 127 ° C., and the HS magnification was 1.7 times. A microporous membrane was obtained by this method. Table 1 shows the physical properties and evaluation results of the obtained microporous membrane.

[比較例2]
ポリプロピレン樹脂を2.5インチの押出し機にて220℃にて押出し、溶融したポリマーを吹込空気によって冷却した。次いで、押出された薄膜を127℃で2分間アニール後、室温で20%まで冷間延伸し、次いで300%まで1軸延伸し、その後130℃条件下、2分間の熱処理を行った。得られたセパレータの物性と評価結果を表1に示す。
[Comparative Example 2]
The polypropylene resin was extruded at 220 ° C. with a 2.5 inch extruder and the molten polymer was cooled by blown air. Next, the extruded thin film was annealed at 127 ° C. for 2 minutes, then cold-stretched to 20% at room temperature, then uniaxially stretched to 300%, and then heat-treated at 130 ° C. for 2 minutes. Table 1 shows the physical properties and evaluation results of the obtained separator.

[比較例3]
ポリプロピレン樹脂を2.5インチの押出し機にて220℃にて押出し、溶融したポリマーを吹込空気によって冷却した。次いで、押出された薄膜を125℃で2分間アニール後、室温で20%まで冷間延伸し、次いで150%まで1軸延伸し、その後130℃条件下、2分間の熱処理を行った。得られたセパレータの物性と評価結果を表1に示す。
[Comparative Example 3]
The polypropylene resin was extruded at 220 ° C. with a 2.5 inch extruder and the molten polymer was cooled by blown air. Next, the extruded thin film was annealed at 125 ° C. for 2 minutes, then cold-stretched to 20% at room temperature, then uniaxially stretched to 150%, and then heat-treated at 130 ° C. for 2 minutes. Table 1 shows the physical properties and evaluation results of the obtained separator.

[比較例4]
ゲルシートの厚みを1950μm、PCを37質量%、二軸延伸温度を122℃、抽出溶媒を塩化メチレン、HS温度を124℃、HS倍率を2.0倍にしたこと以外は、実施例1と同様の方法により微多孔膜を得た。得られた微多孔膜の物性と評価結果を表1に示す。
[Comparative Example 4]
Example 1 except that the gel sheet thickness was 1950 μm, the PC was 37% by mass, the biaxial stretching temperature was 122 ° C., the extraction solvent was methylene chloride, the HS temperature was 124 ° C., and the HS magnification was 2.0 times. A microporous membrane was obtained by this method. Table 1 shows the physical properties and evaluation results of the obtained microporous membrane.

Figure 2012102198
Figure 2012102198

表1の結果から明らかなように、実施例1〜7の、厚み方向のリチウムイオンの実効の拡散係数D(Z)effとブルックマン指数αの値と突刺し強度が特定範囲に調整されたポリオレフィン微多孔膜をセパレートとして用いた電池は、いずれも良好な釘刺し試験評価及び優れたハイレート特性を示した。 As apparent from the results in Table 1, the effective diffusion coefficient D (Z) eff and the value of Brookman index α and the piercing strength of Examples 1 to 7 in the thickness direction were adjusted to a specific range. All batteries using a polyolefin microporous membrane as a separator exhibited good nail penetration test evaluation and excellent high rate characteristics.

本発明のポリオレフィン製微多孔膜は、特に高出力密度の蓄電デバイス用セパレータとしての産業上利用可能性を有する。   The polyolefin microporous membrane of the present invention has industrial applicability particularly as a separator for an electricity storage device having a high output density.

Claims (3)

磁場勾配NMR法によって測定されたポリオレフィン微多孔膜の厚み方向の拡散係数をD(Z)、前記磁場勾配NMR法の測定に用いた電解液の拡散係数をD0、ポリオレフィン微多孔膜の気孔率をεとした場合に、下式(1)で示される実効の厚み方向の拡散係数D(Z)effが2.8×10-11以上でかつ、下式(2)中のαで示されるブルッグマン指数が1.50≦α<2.60であり、突刺強度が2.4N/20μm以上20.0N/20μm以下であるポリオレフィン微多孔膜。
D(Z)eff=D(Z)×ε・・(1)
εα=D(Z)/D0・・・・・(2)
D (Z) is the diffusion coefficient in the thickness direction of the polyolefin microporous film measured by the magnetic field gradient NMR method, D 0 is the diffusion coefficient of the electrolyte used in the measurement of the magnetic field gradient NMR method, and the porosity of the polyolefin microporous film Is an effective diffusion coefficient D (Z) eff in the thickness direction represented by the following equation (1) is 2.8 × 10 −11 or more, and is represented by α in the following equation (2). A polyolefin microporous membrane having a Burgmann index of 1.50 ≦ α <2.60 and a puncture strength of 2.4 N / 20 μm or more and 20.0 N / 20 μm or less.
D (Z) eff = D (Z) × ε ·· (1)
ε α = D (Z) / D 0 (2)
前記ポリオレフィン微多孔膜を形成するポリオレフィン樹脂が高密度ポリエチレンを含む、請求項1記載のポリオレフィン微多孔膜。     The polyolefin microporous membrane according to claim 1, wherein the polyolefin resin forming the polyolefin microporous membrane contains high-density polyethylene. 請求項1又は請求項2記載のポリオレフィン微多孔膜をセパレータとして備える蓄電デバイス。   An electrical storage device comprising the polyolefin microporous membrane according to claim 1 or 2 as a separator.
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