JP2012155941A - Separator for electrochemical element, and electrochemical element using the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a separator for an electrochemical element, which is excellent in anti-dendrite properties and winding properties, and an electrochemical element excellent in discharge capacity maintenance rate.SOLUTION: The separator for an electrochemical element is made of a wet-laid nonwoven fabric containing polytetrafluoroethylene particulates.

Description

本発明は、電気化学素子用セパレータおよびそれを用いた電気化学素子に関する。   The present invention relates to a separator for an electrochemical element and an electrochemical element using the same.

従来、リチウム二次電池用セパレータとしては、ポリオレフィン樹脂からなる微多孔質フィルムが使用されている。ポリエチレンを主成分とする微多孔質フィルムの場合は、電池内部の温度が130℃近傍になった場合、溶融して微多孔を塞ぐことで、リチウムイオンの移動を防ぎ、電流を遮断させる熱ヒューズ機能(シャットダウン機能)があるが、何らかの状況により、さらに温度が上昇した場合、セパレータ自体が溶融してショートし、熱暴走する可能性が示唆されている。そこで、電池の安全性を向上させることを目的とし、合繊短繊維からなる不織布セパレータやフィブリル化繊維を含有する不織布セパレータが提案されている。不織布等の多孔質基材に、フィラー粒子を含有するスラリーを含浸又は塗工してリチウム二次電池用セパレータとする例が開示されている(例えば、特許文献1〜21参照)。   Conventionally, a microporous film made of a polyolefin resin has been used as a separator for a lithium secondary battery. In the case of a microporous film composed mainly of polyethylene, when the temperature inside the battery reaches around 130 ° C., it melts and closes the micropore, thereby preventing the movement of lithium ions and interrupting the current. Although there is a function (shutdown function), it is suggested that if the temperature further increases due to some situation, the separator itself may melt and short-circuit, causing a thermal runaway. Then, the nonwoven fabric separator which consists of synthetic fiber short fiber, and the nonwoven fabric separator containing a fibrillated fiber are proposed for the purpose of improving the safety | security of a battery. An example in which a porous substrate such as a nonwoven fabric is impregnated or coated with a slurry containing filler particles to form a separator for a lithium secondary battery is disclosed (for example, see Patent Documents 1 to 21).

合成短繊維からなる不織布セパレータは、繊維間の隙間が大きくなりやすく、リチウムデンドライトが貫通する問題があった。リチウムデンドライトとは、充放電を繰り返し行ったときや、過充電したときに負極表面に析出する金属リチウムをいう。リチウムデンドライトは徐々に成長し、セパレータを貫通して正極に達し、内部短絡の原因になる場合がある。フィブリル化繊維を含有する不織布セパレータは、取り扱い時や巻回時に擦れによって毛羽立ちやすい問題があった。特許文献1〜21のセパレータは、フィラー粒子層が厚い場合には、取り扱い時や巻回時にひび割れや剥離が生じるため、巻回性に問題があった。樹脂バインダーの種類や添加量によっては、フィラー粒子が樹脂バインダーに埋没してしまう場合や、樹脂バインダーが不織布の孔を塞いでしまう場合があった。   The nonwoven fabric separator made of synthetic short fibers has a problem that the gap between the fibers tends to be large and the lithium dendrite penetrates. Lithium dendrite refers to metallic lithium that deposits on the negative electrode surface when charging and discharging are repeated or overcharged. Lithium dendrite grows gradually, penetrates the separator, reaches the positive electrode, and may cause an internal short circuit. Nonwoven fabric separators containing fibrillated fibers have a problem that they tend to fluff due to rubbing during handling and winding. In the separators of Patent Documents 1 to 21, when the filler particle layer is thick, cracking or peeling occurs during handling or winding, which causes a problem in winding properties. Depending on the type and amount of the resin binder, the filler particles may be buried in the resin binder, or the resin binder may block the holes of the nonwoven fabric.

国際公開第2007/066768号パンフレットInternational Publication No. 2007/066768 Pamphlet 国際公開第2008/143005号パンフレットInternational Publication No. 2008/143005 Pamphlet 国際公開第2008/114727号パンフレットInternational Publication No. 2008/114727 Pamphlet 国際公開第2009/096451号パンフレットInternational Publication No. 2009/096451 Pamphlet 国際公開第2003/073534号パンフレット(特表2006−504228号公報)International Publication No. 2003/073534 (Special Publication 2006-504228) 国際公開第2004/021476号パンフレット(特表2005−536857号公報)International Publication No. 2004/021476 (Special Table No. 2005-536857) 国際公開第2004/021499号パンフレット(特表2005−536658号公報)International Publication No. 2004/021499 (Special Table 2005-536658) 国際公開第2004/021469号パンフレット(特表2005−536858号公報)International Publication No. 2004/021469 Pamphlet (Special Table No. 2005-536858) 国際公開第2004/021477号パンフレット(特表2005−536860号公報)International Publication No. 2004/021477 (Special Table 2005-536860) 国際公開第2004/049471号パンフレット(特表2006−507635号公報)International Publication No. 2004/049471 pamphlet (Japanese translations of PCT publication No. 2006-507635) 国際公開第2004/049472号パンフレット(特表2006−507636号公報)International Publication No. 2004/049472 pamphlet (Japanese Patent Publication No. 2006-507636) 国際公開第2005/038959号パンフレット(特表2007−508669号公報)International Publication No. 2005/038959 Pamphlet (Special Publication 2007-508669) 国際公開第2005/038946号パンフレット(特表2007−508670号公報)International Publication No. 2005/038946 Pamphlet (Special Table 2007-508670) 国際公開第2005/038960号パンフレット(特表2007−509464号公報)International Publication No. 2005/038960 Pamphlet (Japanese Patent Publication No. 2007-509464) 国際公開第2005/104269号パンフレット(特表2007−534123号公報)International Publication No. 2005/104269 Pamphlet (Special Table 2007-534123) 国際公開第2006/136472号パンフレット(特表2008−544457号公報)International Publication No. 2006/136472 Pamphlet (Special Table 2008-544457) 国際公開第2007/028662号パンフレット(特表2009−507353号公報)International Publication No. 2007/028662 Pamphlet (Special Table 2009-507353) 特開2008−208511号公報JP 2008-208511 A 特開2009−230975号公報JP 2009-230975 A 特開2005−293891号公報JP 2005-293891 A 特開2007−157723号公報JP 2007-157723 A

本発明の課題は、耐デンドライト性と巻回性に優れる電気化学素子用セパレータ、放電容量維持率に優れる電気化学素子を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an electrochemical device separator excellent in dendrite resistance and winding property, and an electrochemical device excellent in discharge capacity retention rate.

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、ポリテトラフルオロエチレン微粒子を含有する湿式不織布を含有してなる電気化学素子用セパレータおよびそれを用いてなる電気化学素子を見出した。   As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have found a separator for an electrochemical element containing a wet nonwoven fabric containing polytetrafluoroethylene fine particles and an electrochemical element using the same.

本発明の電気化学素子用セパレータは、ポリテトラフルオロエチレン微粒子を含有する湿式不織布を含有してなるため、繊維間の結合が強く、細孔が小さく、耐デンドライト性と巻回性に優れている。また、該セパレータを用いることにより、放電容量維持率に優れる電気化学素子が得られる。   The separator for an electrochemical element of the present invention comprises a wet nonwoven fabric containing polytetrafluoroethylene fine particles, and therefore has strong bonds between fibers, small pores, and excellent dendrite resistance and winding properties. . Moreover, the electrochemical element which is excellent in discharge capacity maintenance factor is obtained by using this separator.

本発明の電気化学素子用セパレータ(以下、「セパレータ」と表記することもある)において、ポリテトラフルオロエチレン微粒子を含有する湿式不織布は、予め作製されたポリテトラフルオロエチレン微粒子を含有しない湿式不織布(以下、「湿式不織布A」と表記する)にポリテトラフルオロエチレン微粒子の水分散液を含浸または塗工し、乾燥して、ポリテトラフルオロエチレン微粒子を含有する湿式不織布(以下、「湿式不織布B」と表記する)を作製する方法、繊維とポリテトラフルオロエチレン微粒子を混合したスラリーを湿式抄紙して、ポリテトラフルオロエチレン微粒子を含有する湿式不織布(以下、「湿式不織布C」と表記する)を作製する方法等によって製造できる。また、必要に応じて、湿式不織布A〜Cに、カレンダー処理、熱カレンダー処理、熱処理、親水化処理、他の湿式不織布や多孔質フィルムなどの多孔質基材との複合処理を施しても良い。   In the separator for electrochemical devices of the present invention (hereinafter, sometimes referred to as “separator”), the wet nonwoven fabric containing polytetrafluoroethylene fine particles is a wet nonwoven fabric containing no pre-prepared polytetrafluoroethylene fine particles ( Hereinafter, a wet nonwoven fabric containing polytetrafluoroethylene fine particles (hereinafter referred to as “wet nonwoven fabric B”) is impregnated or coated with an aqueous dispersion of polytetrafluoroethylene fine particles on “wet nonwoven fabric A”) and dried. A wet non-woven fabric (hereinafter referred to as “wet non-woven fabric C”) containing polytetrafluoroethylene fine particles by wet papermaking a mixture of fibers and polytetrafluoroethylene fine particles. It can manufacture by the method to do. If necessary, the wet nonwoven fabrics A to C may be subjected to a calendar treatment, a thermal calendar treatment, a heat treatment, a hydrophilic treatment, or a composite treatment with a porous substrate such as another wet nonwoven fabric or a porous film. .

水分散液には、必要に応じて界面活性剤、消泡剤、増粘剤、紙力増強剤などの添加剤を添加しても良い。紙力増強剤としては、アニオン性ポリアクリルアミド、カチオン性ポリアクリルアミド、両性ポリアクリルアミド、エポキシ変性ポリアミドなどが挙げられる。湿式不織布に含浸するには、例えばディップコーター等の含浸機を用いることができる。湿式不織布に塗工するには、例えばトランスファーロールコーター、リバースロールコーター、ブレードコーター、エアドクターコーター、ロッドコーター、グラビアコーター、ダイコーター、ノッチバーコーター等の塗工機を用いることができる。含浸または塗工後の乾燥方法としては、熱風ドライヤー、シリンダードライヤー、ヤンキードライヤーなどを用いて行えば良い。必要に応じて赤外線ヒーターや遠赤外線ヒーターを併用しても良い。   You may add additives, such as surfactant, an antifoamer, a thickener, a paper strength enhancer, to a water dispersion liquid as needed. Examples of the paper strength enhancer include anionic polyacrylamide, cationic polyacrylamide, amphoteric polyacrylamide, and epoxy-modified polyamide. In order to impregnate the wet nonwoven fabric, for example, an impregnation machine such as a dip coater can be used. In order to coat the wet nonwoven fabric, for example, a coating machine such as a transfer roll coater, a reverse roll coater, a blade coater, an air doctor coater, a rod coater, a gravure coater, a die coater, or a notch bar coater can be used. As a drying method after impregnation or coating, a hot air dryer, a cylinder dryer, a Yankee dryer or the like may be used. If necessary, an infrared heater or a far infrared heater may be used in combination.

ポリテトラフルオロエチレン微粒子は、平均粒子径が0.01〜6μmが好ましく、0.1〜4μmがより好ましい。ポリテトラフルオロエチレン微粒子が球状でない場合は、同じ体積の球に換算したときの直径を平均粒子径とする。平均粒子径が0.01μm未満だと、ポリテトラフルオロエチレン微粒子の添加効果が得られにくくなる場合がある。平均粒子径が6μmより大きいと、セパレータの厚みを薄くしにくくなる場合やセパレータの細孔を閉塞する場合がある。湿式不織布B又はC中におけるポリテトラフルオロエチレン微粒子の含有率は、3〜40質量%が好ましく、5〜30質量%がより好ましく、10〜30質量%がさらに好ましい。含有率が3質量%未満だと、ポリテトラフルオロエチレン微粒子の添加効果が得られにくくなる場合がある。含有率が40質量%より多いと、内部抵抗が高くなる場合がある。平均粒子径は、レーザー回折式粒度分布測定装置により確認できる。回折式粒度分布測定装置で測定したときの、質量比で積算50%のときの粒子径、すなわちD50を平均粒子径とする。   The average particle diameter of the polytetrafluoroethylene fine particles is preferably 0.01 to 6 μm, and more preferably 0.1 to 4 μm. When the polytetrafluoroethylene fine particles are not spherical, the diameter when converted to a sphere having the same volume is defined as the average particle diameter. If the average particle size is less than 0.01 μm, it may be difficult to obtain the effect of adding the polytetrafluoroethylene fine particles. If the average particle diameter is larger than 6 μm, it may be difficult to reduce the thickness of the separator or the pores of the separator may be blocked. The content of the polytetrafluoroethylene fine particles in the wet nonwoven fabric B or C is preferably 3 to 40% by mass, more preferably 5 to 30% by mass, and still more preferably 10 to 30% by mass. When the content is less than 3% by mass, it may be difficult to obtain the effect of adding the polytetrafluoroethylene fine particles. If the content is more than 40% by mass, the internal resistance may increase. The average particle diameter can be confirmed with a laser diffraction particle size distribution analyzer. The particle diameter when the mass ratio is 50% when measured with a diffraction particle size distribution analyzer, that is, D50 is defined as the average particle diameter.

湿式不織布A及びCは、円網抄紙機、長網抄紙機、傾斜型抄紙機、短網抄紙機、傾斜短網抄紙機、これらのコンビネーション抄紙機等の抄紙機を用いて湿式抄紙して得られる。傾斜型抄紙機や傾斜短網抄紙機の抄網へのスラリー供給を多段にしたもので多層抄紙しても良い。必要に応じて、湿式不織布A又はCに静電紡糸を組み合わせても良い。本発明においては、必要に応じて、湿式不織布A又はCにカレンダー処理、熱カレンダー処理、熱処理、親水化処理などを施しても良い。   Wet non-woven fabrics A and C are obtained by wet paper making using a paper machine such as a circular paper machine, a long paper machine, an inclined paper machine, a short paper machine, an inclined short paper machine, or a combination paper machine thereof. It is done. Multi-layer papermaking may be used in which slurries are supplied to the nets of inclined paper machines and inclined short paper machines. If necessary, the wet nonwoven fabric A or C may be combined with electrostatic spinning. In the present invention, the wet nonwoven fabric A or C may be subjected to a calender treatment, a heat calender treatment, a heat treatment, a hydrophilization treatment, or the like as necessary.

本発明のセパレータは、単層でも多層でも良い。多層とは、構成材料、配合率、坪量、厚みなどが全て同じである層を2層以上積層したもの、構成材料、配合率、坪量などの条件が1つ以上異なる層を2層以上積層したものを指す。後者は、例えば湿式不織布Aと湿式不織布B又はCとを交互に2層以上積層したもの、湿式不織布Aの表裏面に、湿式不織布B又はCを積層し、3層にしたもの、湿式不織布B又はCの表裏面に湿式不織布Aを積層し、3層にしたもの、湿式不織布B又はCと多孔質フィルムを2層以上積層したもの、湿式不織布AとB又はCと多孔質フィルムとを積層したもの等が挙げられる。多層のセパレータは、湿式不織布B又はC同士、湿式不織布Aと湿式不織布B又はC、湿式不織布B又はCと多孔質フィルム、湿式不織布AとB又はCと多孔質フィルムとを単に積層する方法、これらを熱圧処理して熱接着させる方法、これら各層間に熱溶融材料を挟んで加熱接着させる方法で作製することができる。多層のセパレータを作製するときの湿式不織布Aは2種類以上用いても良く、同様に湿式不織布B又はCも2種類以上用いても良く、多孔質フィルムも2種類以上用いても良い。2種類以上とは、構成材料、配合率、坪量、厚みなどの条件が1つ以上異なることを意味する。   The separator of the present invention may be a single layer or a multilayer. Multi-layer is a laminate of two or more layers with the same constituent material, blending ratio, basis weight, thickness, etc., or two or more layers with different conditions such as constituent material, blending ratio, basis weight, etc. Refers to the laminated one. The latter is, for example, a laminate of two or more layers of wet nonwoven fabric A and wet nonwoven fabric B or C, a laminate of wet nonwoven fabric B or C on the front and back surfaces of wet nonwoven fabric A, and three layers. Or, wet nonwoven fabric A is laminated on the front and back surfaces of C to form three layers, wet nonwoven fabric B or C and two or more layers of porous film, wet nonwoven fabric A and B or C and porous film are laminated And the like. The multilayer separator is a method of laminating wet nonwoven fabrics B or C, wet nonwoven fabric A and wet nonwoven fabric B or C, wet nonwoven fabric B or C and porous film, wet nonwoven fabric A and B or C and porous film, They can be produced by a method of heat-bonding these by heat-pressure treatment, or a method of heat-bonding by sandwiching a hot-melt material between these layers. Two or more types of wet nonwoven fabrics A when producing a multilayer separator may be used, and two or more types of wet nonwoven fabrics B or C may be used, and two or more types of porous films may be used. Two or more types mean that one or more conditions such as constituent materials, blending ratio, basis weight, and thickness are different.

湿式不織布A〜Cは、フィブリル化繊維を含有することが好ましい。フィブリル化繊維は、ポリテトラフルオロエチレン微粒子を担持しやすく、且つ耐デンドライト性を向上させる。フィブリル化繊維としては、天然繊維、再生繊維、合成繊維などをフィブリル化してなる繊維が挙げられる。天然繊維としては、木材由来のセルロース繊維、麻、綿、サトウキビなどの非木材由来のセルロース繊維、バイオセルロース繊維、羊毛、絹などが挙げられる。再生繊維としては、溶剤紡糸セルロース繊維やキュプラ繊維が挙げられる。合成繊維としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリメチルペンテン、ポリエステル、ポリエステル誘導体、アクリル系重合体、ポリ酢酸ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルエーテル、ポリビニルケトン、ポリエーテル、ポリビニルアルコール、脂肪族ポリアミド、芳香族ポリアミド、全芳香族ポリアミド、全芳香族ポリエステル、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリベンゾイミダゾール、ポリ−p−フェニレンベンゾビスチアゾール、ポリ−p−フェニレンベンゾビスオキサゾール、ポリテトラフルオロエチレンなどの樹脂からなる繊維が挙げられる。   The wet nonwoven fabrics A to C preferably contain fibrillated fibers. The fibrillated fiber is easy to carry polytetrafluoroethylene fine particles and improves the dendrite resistance. Examples of fibrillated fibers include fibers formed by fibrillating natural fibers, regenerated fibers, synthetic fibers, and the like. Examples of natural fibers include cellulose fibers derived from wood, cellulose fibers derived from non-wood such as hemp, cotton, and sugarcane, biocellulose fibers, wool, and silk. Examples of regenerated fibers include solvent-spun cellulose fibers and cupra fibers. Synthetic fibers include polypropylene, polyethylene, polymethylpentene, polyester, polyester derivatives, acrylic polymers, polyvinyl acetate, ethylene-vinyl acetate copolymers, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl ether, polyvinyl ketone, poly Ether, polyvinyl alcohol, aliphatic polyamide, aromatic polyamide, wholly aromatic polyamide, wholly aromatic polyester, polyamideimide, polyimide, polyetheretherketone, polyphenylene sulfide, polybenzimidazole, poly-p-phenylenebenzobisthiazole, poly Examples thereof include fibers made of a resin such as -p-phenylenebenzobisoxazole and polytetrafluoroethylene.

これらの中でも、パラ系全芳香族ポリアミド、全芳香族ポリエステル、溶剤紡糸セルロースからなるフィブリル化繊維が、塗工時のポリテトラフルオロエチレン微粒子の担持能力に優れるため好ましく、パラ系全芳香族ポリアミド、全芳香族ポリエステルからなるフィブリル化繊維が、抄紙時のポリテトラフルオロエチレン微粒子の凝集能力に優れるため好ましい。フィブリル化の程度としては、JIS P8121に規定されるカナダ標準濾水度が0〜600mlであることが好ましく、0〜500mlであることがより好ましく、0〜400mlであることがさらに好ましい。カナダ標準濾水度が600mlより大きいと、繊維径分布が広くなり、湿式不織布の地合斑や厚み斑を生じる場合がある。   Among these, fibrillated fibers made of para-type wholly aromatic polyamide, wholly aromatic polyester, and solvent-spun cellulose are preferable because they have excellent ability to support polytetrafluoroethylene fine particles during coating. A fibrillated fiber made of wholly aromatic polyester is preferable because it is excellent in aggregating ability of polytetrafluoroethylene fine particles during papermaking. The degree of fibrillation is preferably 0 to 600 ml, more preferably 0 to 500 ml, and even more preferably 0 to 400 ml, according to JIS P8121. When the Canadian standard freeness is larger than 600 ml, the fiber diameter distribution is widened, and there may be formation of unevenness or thickness unevenness of the wet nonwoven fabric.

フィブリル化繊維は、フィブリル化の程度がある程度以上になるとカナダ標準濾水度の測定に用いるふるい板の穴を通り抜けてしまうため、濾水度が異常に高くなり、正確な濾水度を計測できない。その場合は、本発明においては変法濾水度を採用する。本発明における変法濾水度とは、ふるい板として線径0.14mm、目開き0.18mmの80メッシュ金網を用い、試料濃度0.1%にした以外はJIS P8121に準拠して測定した濾水度である。本発明に用いられるフィブリル化繊維の変法濾水度は、0〜400mlであることが好ましく、0〜300mlであることがより好ましい。400mlを超えると、太い繊維径の割合が多くなるため、セパレータの地合斑や厚み斑が生じる場合がある。   When the degree of fibrillation exceeds a certain level, fibrillated fibers pass through the holes in the sieve plate used to measure Canadian standard freeness, resulting in abnormally high freeness and inaccurate freeness measurement. . In that case, modified freeness is adopted in the present invention. The modified freeness in the present invention was measured in accordance with JIS P811, except that an 80 mesh wire net having a wire diameter of 0.14 mm and an aperture of 0.18 mm was used as a sieve plate, and the sample concentration was 0.1%. Freeness. The modified freeness of the fibrillated fiber used in the present invention is preferably 0 to 400 ml, more preferably 0 to 300 ml. When the amount exceeds 400 ml, the ratio of the thick fiber diameter increases, so that there are cases where the separator and the thickness unevenness of the separator occur.

従って、本発明におけるフィブリル化繊維は、カナダ標準濾水度が0〜600mlの範囲にあるか、変法濾水度が0〜400mlの範囲にあれば、好ましく用いられる。一般的にカナダ標準濾水度よりも変法濾水度の方が大きな数値になる。変法濾水度よりもカナダ標準濾水度の方が大きな数値を示す場合は、フィブリル化繊維の繊維長が短く、カナダ標準濾水度のふるい板をすり抜けてしまったため、正確なカナダ標準濾水度を示していないことを意味する。本発明においては、フィブリル化繊維は1種類だけでも良いし、2種類以上併用しても良い。2種類以上併用する場合は、湿式不織布の地合斑や厚み斑を生じない範囲であれば、カナダ標準濾水度または変法濾水度が好ましい値ではないフィブリル化繊維を用いても良い。   Therefore, the fibrillated fiber in the present invention is preferably used if the Canadian standard freeness is in the range of 0 to 600 ml or the modified freeness is in the range of 0 to 400 ml. In general, the modified freeness value is larger than the Canadian standard freeness value. If the Canadian standard freeness value is greater than the modified freeness value, the fiber length of the fibrillated fiber is too short to slip through the Canadian standard freeness screen, so an accurate Canadian standard freeness value is obtained. It means that the water level is not shown. In the present invention, only one type of fibrillated fiber may be used, or two or more types may be used in combination. When two or more types are used in combination, fibrillated fibers having a Canadian freeness or modified freeness that is not a preferable value may be used as long as they do not cause formation unevenness or thickness unevenness of the wet nonwoven fabric.

湿式不織布A〜Cにおいて、フィブリル化繊維の含有率は、全繊維に対し、5〜80質量%が好ましく、10〜70質量%がより好ましく、15〜60質量%がさらに好ましい。含有率が5質量%未満だと、ポリテトラフルオロエチレン微粒子の担持力が不十分になる場合がある。含有率が80質量%を超えると、湿式不織布の耐水性が弱くなる場合や、ポリテトラフルオロエチレン微粒子の水分散液の含浸性や塗工性が不十分になる場合がある。   In the wet nonwoven fabrics A to C, the content of fibrillated fibers is preferably 5 to 80% by mass, more preferably 10 to 70% by mass, and still more preferably 15 to 60% by mass with respect to the total fibers. When the content is less than 5% by mass, the supporting ability of the polytetrafluoroethylene fine particles may be insufficient. When the content exceeds 80% by mass, the water resistance of the wet nonwoven fabric may be weakened, or the impregnation property and coating property of the aqueous dispersion of polytetrafluoroethylene fine particles may be insufficient.

湿式不織布A〜Cは、非フィブリル化繊維を含有しても良い。非フィブリル化繊維を含有させると、セパレータの引張強度や突刺強度を強くし、セパレータの巻回性を強くすることができる。非フィブリル化繊維としては、フィブリル化繊維を例示した繊維群でフィブリル化していない有機繊維、これらの誘導体からなる繊維、これらの中から2種類以上の樹脂からなる複合繊維、無機繊維が挙げられる。複合繊維としては、芯鞘型、偏芯型、サイドバイサイド型、海島型、オレンジ型、多重バイメタル型、分割型が挙げられる。   The wet nonwoven fabrics A to C may contain non-fibrillated fibers. When a non-fibrillated fiber is contained, the tensile strength and puncture strength of the separator can be increased, and the winding property of the separator can be increased. Examples of non-fibrillated fibers include organic fibers that are not fibrillated in the fiber group exemplified as fibrillated fibers, fibers composed of these derivatives, composite fibers composed of two or more kinds of resins, and inorganic fibers. Examples of the composite fiber include a core-sheath type, an eccentric type, a side-by-side type, a sea-island type, an orange type, a multiple bimetal type, and a split type.

無機繊維としては、シリカ・アルミナ繊維、アルミナ繊維、ガラス繊維、マイクロガラス繊維、ジルコニア繊維、窒化珪素繊維、炭化珪素繊維などが挙げられる。   Examples of the inorganic fibers include silica / alumina fibers, alumina fibers, glass fibers, micro glass fibers, zirconia fibers, silicon nitride fibers, silicon carbide fibers, and the like.

非フィブリル化繊維の繊維長は、0.1〜10mmが好ましく、0.3〜6mmがより好ましい。繊維長が0.1mm未満だと、セパレータから脱落する場合があり、10mmより長いと繊維同士が拠れて地合斑や厚み斑を生じる場合がある。非フィブリル化繊維の平均繊維径は、0.1〜15μmが好ましく、1〜8μmがより好ましい。平均繊維径が15μmを超えた場合、厚さ方向における繊維本数が少なくなるため、最終的にセパレータに大きな貫通孔や厚み斑が生じる場合や、厚みを薄くしにくくなる場合がある。平均繊維径が0.1μm未満の場合、繊維の安定製造が困難になる。非フィブリル化繊維は、単一の樹脂からなる繊維(単繊維)であっても良いし、2種以上の樹脂からなる分割しない複合繊維であっても良い。また、本発明における湿式不織布に含まれる非フィブリル化繊維は、1種でも良いし、2種類以上を組み合わせて使用しても良い。複合繊維は、芯鞘型、偏芯型、サイドバイサイド型、海島型、オレンジ型、多重バイメタル型が挙げられる。非フィブリル化繊維の断面形状は、円形、楕円形、三角形、四角形、多角形、不定形の何れでも良い。   The fiber length of the non-fibrillated fiber is preferably 0.1 to 10 mm, and more preferably 0.3 to 6 mm. If the fiber length is less than 0.1 mm, it may fall off from the separator, and if it is longer than 10 mm, the fibers may rely on each other to cause formation unevenness or thickness unevenness. The average fiber diameter of the non-fibrillated fiber is preferably 0.1 to 15 μm, and more preferably 1 to 8 μm. When the average fiber diameter exceeds 15 μm, the number of fibers in the thickness direction decreases, so that a large through-hole or thickness spot may eventually occur in the separator or it may be difficult to reduce the thickness. When the average fiber diameter is less than 0.1 μm, stable production of the fibers becomes difficult. The non-fibrillated fiber may be a fiber (single fiber) made of a single resin, or may be a non-split composite fiber made of two or more resins. Moreover, the non-fibrillated fiber contained in the wet nonwoven fabric in this invention may be 1 type, and may be used in combination of 2 or more type. Examples of the composite fiber include a core-sheath type, an eccentric type, a side-by-side type, a sea-island type, an orange type, and a multiple bimetal type. The cross-sectional shape of the non-fibrillated fiber may be any of a circle, an ellipse, a triangle, a quadrangle, a polygon, and an indeterminate shape.

湿式不織布A〜Cにおいて、非フィブリル化繊維の含有率は、全繊維に対し、5〜100質量%が好ましく、10〜90質量%がより好ましく、15〜80質量%がさらに好ましい。含有率が5質量%未満だと、湿式不織布の引張強度や突刺強度が不十分になる場合がある。   In the wet nonwoven fabrics A to C, the content of non-fibrillated fibers is preferably 5 to 100% by mass, more preferably 10 to 90% by mass, and still more preferably 15 to 80% by mass with respect to the total fibers. If the content is less than 5% by mass, the tensile strength and puncture strength of the wet nonwoven fabric may be insufficient.

本発明においては、非フィブリル化繊維の中でも、ピンホールの生成を抑制し、耐デンドライト性に優れることから、理論扁平度1.0〜5.0の合成短繊維が好ましい。理論扁平度が5.0より大きいと、湿式不織布の空隙を閉塞する場合がある。理論扁平度とは、合成短繊維断面の長軸の最大長さ(以下、長軸長さと表記することがある)を短軸の最大長さ(以下、短軸長さと表記することがある)で除した値を意味する。理論扁平度1.0〜5.0の合成短繊維としては、2成分の樹脂が相互に隣接してなる分割型複合繊維を分割して得られる極細繊維が挙げられる。分割型複合繊維を構成する樹脂としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリメチルペンテン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエステル誘導体、エチレン−ビニルアルコール共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルアルコールなどが挙げられる。   In the present invention, among non-fibrillated fibers, synthetic short fibers having a theoretical flatness of 1.0 to 5.0 are preferred because they suppress the generation of pinholes and are excellent in dendrite resistance. If the theoretical flatness is greater than 5.0, the voids of the wet nonwoven fabric may be blocked. The theoretical flatness is the maximum length of the long axis of the synthetic short fiber cross section (hereinafter sometimes referred to as the long axis length) and the maximum length of the short axis (hereinafter sometimes referred to as the short axis length). It means the value divided by. Examples of synthetic short fibers having a theoretical flatness of 1.0 to 5.0 include ultrafine fibers obtained by dividing a split type composite fiber in which two component resins are adjacent to each other. Examples of the resin constituting the split-type composite fiber include polypropylene, polyethylene, polymethylpentene, polyethylene terephthalate, polyester derivatives, ethylene-vinyl alcohol copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer, and polyvinyl alcohol.

分割型複合繊維の断面形状は、放射状型、層状型、櫛型、碁盤型、海島型などが挙げられる。放射状型はさらに、断面から見た中心部が中空になっている中空型でも良い。分割型複合繊維は、パルパーやミキサーなどで攪拌する方法や高圧水流を当てる方法により分割させることができるものが好ましい。分割型複合繊維をパルパーやミキサーで攪拌して分割させる際には、必要に応じて分散助剤や消泡剤を使用しても良い。分割型複合繊維の平均繊維径は3〜18μmが好ましく、3〜16μmがより好ましく、6〜16μmがさらに好ましい。3μm未満だと、分割しにくくなる場合があり、18μmより太いと、分割して得られる極細繊維断面の長軸が長くなるため、湿式不織布の空隙を閉塞する場合がある。平均繊維径とは、断面積を同じ面積の真円の直径に換算した値を指す。   Examples of the cross-sectional shape of the split type composite fiber include a radial type, a layered type, a comb type, a grid type, and a sea island type. Further, the radial mold may be a hollow mold in which a central portion viewed from a cross section is hollow. The split type composite fiber is preferably one that can be split by a method of stirring with a pulper or a mixer or a method of applying a high-pressure water stream. When the split type composite fiber is split by stirring with a pulper or a mixer, a dispersion aid or an antifoaming agent may be used as necessary. The average fiber diameter of the split composite fibers is preferably 3 to 18 μm, more preferably 3 to 16 μm, and even more preferably 6 to 16 μm. If it is less than 3 μm, it may be difficult to divide, and if it is thicker than 18 μm, the major axis of the cross-section of the ultrafine fiber obtained by the division becomes longer, so that the voids of the wet nonwoven fabric may be blocked. The average fiber diameter refers to a value obtained by converting the cross-sectional area into the diameter of a perfect circle having the same area.

理論扁平度1.0〜5.0の合成短繊維は、断面の短軸長さが1〜5μmであることが好ましく、1〜3μmであることがより好ましい。断面の短軸長さが1μm未満だと、断面の扁平度が大きくなりすぎて湿式不織布の空隙を閉塞する場合や、繊維同士の交点の接着が不十分になる場合がある。断面の短軸長さが5μmを超えると、セパレータの厚みを薄くしにくくなる場合がある。理論扁平度1.0〜5.0の合成短繊維の長さは0.5〜10mmが好ましく、1〜6mmがより好ましく、1〜4mmがさらに好ましい。理論扁平度1.0〜5.0の合成短繊維の長さが0.5mm未満だと、湿式抄紙の際に漉き網から抜け落ちて排水に流出する割合が多くなる場合がある。理論扁平度1.0〜5.0の合成短繊維の長さが10mmより長いと、極細繊維同士が拠れて塊ができる場合がある。   A synthetic short fiber having a theoretical flatness of 1.0 to 5.0 preferably has a minor axis length of 1 to 5 μm, more preferably 1 to 3 μm. When the minor axis length of the cross section is less than 1 μm, the flatness of the cross section becomes too large and the voids of the wet nonwoven fabric may be blocked, or the bonding of the intersections of the fibers may be insufficient. When the minor axis length of the cross section exceeds 5 μm, it may be difficult to reduce the thickness of the separator. The length of the synthetic short fiber having a theoretical flatness of 1.0 to 5.0 is preferably 0.5 to 10 mm, more preferably 1 to 6 mm, and further preferably 1 to 4 mm. When the length of the synthetic short fiber having a theoretical flatness of 1.0 to 5.0 is less than 0.5 mm, there is a case where the ratio of falling out of the screen and draining into the waste water during wet papermaking increases. If the length of the synthetic short fiber having a theoretical flatness of 1.0 to 5.0 is longer than 10 mm, the fine fibers may depend on each other to form a lump.

湿式不織布A〜Cは、無機フィラーを含有することが好ましい。無機フィラーとしては、アルミナ、ギブサイト、ベーマイト、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、シリカ、酸化チタン、チタン酸バリウム、酸化ジルコニウムなどの無機酸化物や無機水酸化物、窒化アルミニウムや窒化珪素などの無機窒化物、アルミニウム化合物、ゼオライト、マイカなどが挙げられる。これらの中でも電池特性の劣化を抑制する作用に優れる酸化マグネシウムや水酸化マグネシウムが好ましい。   The wet nonwoven fabrics A to C preferably contain an inorganic filler. Inorganic fillers include inorganic oxides such as alumina, gibbsite, boehmite, magnesium oxide, magnesium hydroxide, silica, titanium oxide, barium titanate, zirconium oxide, and inorganic nitrides such as aluminum nitride and silicon nitride. , Aluminum compounds, zeolite, mica and the like. Among these, magnesium oxide and magnesium hydroxide, which are excellent in the effect of suppressing deterioration of battery characteristics, are preferable.

湿式不織布A中の無機フィラーの含有率は、3〜100質量%が好ましく、5〜80質量%がより好ましく、10〜60質量%がさらに好ましい。含有率が1質量%未満だと、無機フィラーの添加効果が得られにくい場合がある。含有率が100質量%より多いと、湿式不織布Aの柔軟性が損なわれ、取り扱い時にひび割れや粉落ちしやすくなる場合がある。湿式不織布Aに無機フィラーを含有させるには、湿式不織布を構成する繊維と無機フィラーを混合してスラリーを調製し、湿式抄紙する方法が挙げられる。   3-100 mass% is preferable, as for the content rate of the inorganic filler in the wet nonwoven fabric A, 5-80 mass% is more preferable, and 10-60 mass% is further more preferable. If the content is less than 1% by mass, the effect of adding an inorganic filler may be difficult to obtain. When there is more content than 100 mass%, the softness | flexibility of the wet nonwoven fabric A will be impaired, and it may become easy to crack and powder-off at the time of handling. In order to contain the inorganic filler in the wet nonwoven fabric A, a method of preparing a slurry by mixing the fibers constituting the wet nonwoven fabric and the inorganic filler and performing wet papermaking can be mentioned.

湿式不織布B又はC中の無機フィラーの含有率は、1〜60質量%が好ましく、3〜50質量%がより好ましく、5〜40質量%がさらに好ましい。含有率が1質量%未満だと、無機フィラーの添加効果が得られにくい場合がある。含有率が60質量%より多いと、湿式不織布B又はCの厚みを薄くしにくい場合がある。湿式不織布B又はCに無機フィラーを含有させる方法としては、ポリテトラフルオロエチレン微粒子の水分散液に無機フィラーを混合して、湿式不織布Aに含浸または塗工する方法、繊維と無機フィラー、ポリテトラフルオロエチレン微粒子を混合したスラリーを調製し、湿式抄紙する方法が挙げられる。   1-60 mass% is preferable, as for the content rate of the inorganic filler in the wet nonwoven fabric B or C, 3-50 mass% is more preferable, and 5-40 mass% is further more preferable. If the content is less than 1% by mass, the effect of adding an inorganic filler may be difficult to obtain. When the content is more than 60% by mass, it may be difficult to reduce the thickness of the wet nonwoven fabric B or C. As a method of adding an inorganic filler to wet nonwoven fabric B or C, a method of impregnating or applying wet nonwoven fabric A by mixing an inorganic filler with an aqueous dispersion of polytetrafluoroethylene fine particles, fiber and inorganic filler, polytetrafluoroethylene There is a method of preparing a slurry in which fluoroethylene fine particles are mixed and performing wet papermaking.

湿式不織布Cを製造するために、繊維とポリテトラフルオロエチレン微粒子を混合したスラリーを調製する場合、必要に応じて凝集剤を添加することが好ましい。繊維とポリテトラフルオロエチレン微粒子とを凝集させることにより、ポリテトラフルオロエチレン微粒子の排水への流出を抑制することができる。凝集剤としては、ポリアミン、ポリアクリルアミド、アルギン酸ナトリウム、ジシアンアミドなどの有機系凝集剤、硫酸バンド、硫酸第二鉄、ポリ硫酸第二鉄、硫酸カルシウム、塩化第二鉄、ポリ塩化アルミニウムなどの無機系凝集剤が挙げられる。有機系凝集剤単独でも、無機系凝集剤単独でも良く、有機系と無機系凝集剤を併用しても良い。有機系凝集剤は、ナトリウム塩やカリウム塩などの塩を含有するものでも良い。凝集剤の作用力を強めるために、スラリーのpHを調整しても良い。pH調整剤としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化マグネシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、二酸化炭素、アンモニア、クエン酸、グルコン酸、コハク酸、乳酸、フマル酸などが挙げられる。凝集剤の添加量としては、固形分に換算して、スラリーの固形分に対して、0.01〜10質量%が好ましく、0.1〜10質量%がより好ましい。凝集剤の添加量が0.01質量%未満では、スラリーの凝集が不十分になる場合があり、10質量%より多いと、スラリーの濾水性が悪化し、抄紙しにくくなる場合がある。   In order to prepare the wet nonwoven fabric C, it is preferable to add a flocculant as necessary when preparing a slurry in which fibers and polytetrafluoroethylene fine particles are mixed. By aggregating the fibers and the polytetrafluoroethylene fine particles, the outflow of the polytetrafluoroethylene fine particles to the waste water can be suppressed. As the flocculant, organic flocculants such as polyamine, polyacrylamide, sodium alginate, dicyanamide, inorganic systems such as sulfate band, ferric sulfate, polyferric sulfate, calcium sulfate, ferric chloride, polyaluminum chloride, etc. A flocculant is mentioned. The organic flocculant alone or the inorganic flocculant alone may be used, or the organic and inorganic flocculants may be used in combination. The organic flocculant may contain a salt such as sodium salt or potassium salt. In order to increase the acting force of the flocculant, the pH of the slurry may be adjusted. pH adjusters include sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, magnesium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium bicarbonate, carbon dioxide, ammonia, citric acid, gluconic acid, succinic acid, lactic acid, fumaric acid Etc. The addition amount of the flocculant is preferably 0.01 to 10% by mass and more preferably 0.1 to 10% by mass with respect to the solid content of the slurry in terms of solid content. When the addition amount of the flocculant is less than 0.01% by mass, the aggregation of the slurry may be insufficient, and when it is more than 10% by mass, the drainage of the slurry may be deteriorated and papermaking may be difficult.

本発明のセパレータの厚みは、10〜60μmが好ましく、15〜50μmがより好ましく、15〜40μmがさらに好ましい。60μmを超えると、セパレータの電気抵抗が高くなる場合があり、10μm未満であると、セパレータの強度が弱くなりすぎて、セパレータの取り扱い時に破損する恐れがある。   10-60 micrometers is preferable, as for the thickness of the separator of this invention, 15-50 micrometers is more preferable, and 15-40 micrometers is further more preferable. When the thickness exceeds 60 μm, the electrical resistance of the separator may be increased. When the thickness is less than 10 μm, the strength of the separator becomes too weak and may be damaged when the separator is handled.

本発明のセパレータの密度は、0.250〜0.750g/cmが好ましく、0.300〜0.700g/cmがより好ましく、0.400〜0.650g/cmがさらに好ましい。密度が0.250g/cm未満だと、塗液が裏抜けする場合があり、0.750g/cm超だと、セパレータの電気抵抗が高くなる場合がある。 The density of the separator of the present invention is preferably 0.250~0.750g / cm 3, more preferably 0.300~0.700g / cm 3, more preferably 0.400~0.650g / cm 3. If the density is less than 0.250 g / cm 3 , the coating liquid may be exposed, and if it exceeds 0.750 g / cm 3 , the electrical resistance of the separator may be increased.

本発明における電気化学素子とは、リチウム電池、リチウム二次電池、ポリアセン電池、有機ラジカル電池、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ、ハイブリッドキャパシタ、レドックスキャパシタ、アルミ電解コンデンサ、導電性高分子アルミ電解コンデンサなど蓄電機能や整流機能を有する電気化学素子を意味する。リチウム二次電池とは、リチウムイオン電池やリチウムイオンポリマー電池を意味する。リチウム二次電池の負極活物質としては、黒鉛やコークスなどの炭素材料、金属リチウム、アルミニウム、シリカ、スズ、ニッケル、鉛から選ばれる1種以上の金属とリチウムとの合金、SiO、SnO、Fe、WO、Nb、Li4/3Ti5/3等の金属酸化物、Li0.4CoNなどの窒化物が用いられる。正極活物質としては、コバルト酸リチウム、マンガン酸リチウム、ニッケル酸リチウム、チタン酸リチウム、リチウムニッケルマンガン酸化物、リン酸鉄リチウムが用いられる。リン酸鉄リチウムは、さらに、マンガン、クロム、コバルト、銅、ニッケル、バナジウム、モリブデン、チタン、亜鉛、アルミニウム、ガリウム、マグネシウム、ホウ素、ニオブから選ばれる1種以上の金属との複合物でも良い。 The electrochemical element in the present invention is a lithium battery, lithium secondary battery, polyacene battery, organic radical battery, electric double layer capacitor, lithium ion capacitor, hybrid capacitor, redox capacitor, aluminum electrolytic capacitor, conductive polymer aluminum electrolytic capacitor It means an electrochemical element having a power storage function and a rectifying function. The lithium secondary battery means a lithium ion battery or a lithium ion polymer battery. Examples of the negative electrode active material of the lithium secondary battery include carbon materials such as graphite and coke, metallic lithium, aluminum, silica, tin, nickel, and an alloy of lithium and lithium, SiO, SnO, Fe Metal oxides such as 2 O 3 , WO 2 , Nb 2 O 5 , Li 4/3 Ti 5/3 O 4 , and nitrides such as Li 0.4 CoN are used. As the positive electrode active material, lithium cobaltate, lithium manganate, lithium nickelate, lithium titanate, lithium nickel manganese oxide, or lithium iron phosphate is used. Further, the lithium iron phosphate may be a composite with one or more metals selected from manganese, chromium, cobalt, copper, nickel, vanadium, molybdenum, titanium, zinc, aluminum, gallium, magnesium, boron, and niobium.

リチウム二次電池の電解液には、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、ジメトキシエタン、ジメトキシメタン、これらの混合溶媒などの有機溶媒にリチウム塩を溶解させたものが用いられる。リチウム塩としては、六フッ化リン酸リチウムや4フッ化ホウ酸リチウムが挙げられる。固体電解質としては、ポリエチレングリコールやその誘導体、ポリメタクリル酸誘導体、ポリシロキサンやその誘導体、ポリフッ化ビニリデンなどのゲル状ポリマーにリチウム塩を溶解させたものが用いられる。   As an electrolytic solution for a lithium secondary battery, a solution obtained by dissolving a lithium salt in an organic solvent such as propylene carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, dimethoxyethane, dimethoxymethane, or a mixed solvent thereof is used. Examples of the lithium salt include lithium hexafluorophosphate and lithium tetrafluoroborate. As solid electrolyte, what melt | dissolved lithium salt in gel-like polymers, such as polyethyleneglycol, its derivative (s), polymethacrylic acid derivative, polysiloxane, its derivative (s), polyvinylidene fluoride, is used.

以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明は本実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to a present Example.

表1に本発明の実施例及び比較例で用いた繊維、無機フィラー、ポリオレフィン樹脂を示した。表1において、S8は、芯部がポリプロピレン、鞘部が高密度ポリエチレンからなる芯鞘型複合繊維、S9は、芯部がポリエチレンテレフタレート、鞘部が変性ポリエステルからなる芯鞘型複合繊維である。S8とS9の芯部と鞘部の断面積比は、50:50である。S11は、ポリプロピレンとエチレン−ビニルアルコール共重合体が相互に隣接してなる16分割型の分割型複合繊維、S12は、ポリエチレンテレフタレートと高密度ポリエチレンが相互に隣接してなる12分割型の分割型複合繊維、S13は、ポリエチレンテレフタレートとエチレン−ビニルアルコール共重合体が隣接してなる16分割型の分割型複合繊維を意味する。P1、P2のPTFEは、ポリテトラフルオロエチレンを意味する。CSFは、カナダ標準濾水度を意味する。表2に抄紙用スラリーの配合率を示した。表2の原料の記号は表1の記号に該当する。スラリー20〜27のP1、P2の配合率は、P1、P2の固形分に換算した数値である。   Table 1 shows the fibers, inorganic fillers, and polyolefin resins used in Examples and Comparative Examples of the present invention. In Table 1, S8 is a core-sheath type composite fiber in which the core part is made of polypropylene and the sheath part is made of high-density polyethylene, and S9 is a core-sheath type composite fiber in which the core part is made of polyethylene terephthalate and the sheath part is made of modified polyester. The cross-sectional area ratio between the core part and the sheath part of S8 and S9 is 50:50. S11 is a 16-partition split type composite fiber in which polypropylene and ethylene-vinyl alcohol copolymer are adjacent to each other, and S12 is a 12-partition type split type in which polyethylene terephthalate and high-density polyethylene are adjacent to each other. The composite fiber, S13, means a 16-part split type composite fiber in which polyethylene terephthalate and ethylene-vinyl alcohol copolymer are adjacent to each other. PTFE of P1 and P2 means polytetrafluoroethylene. CSF means Canadian standard freeness. Table 2 shows the blending ratio of the papermaking slurry. The raw material symbols in Table 2 correspond to the symbols in Table 1. The blending ratio of P1 and P2 of the slurry 20 to 27 is a numerical value converted into the solid content of P1 and P2.

Figure 2012155941
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Figure 2012155941
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<スラリー1〜15の調製>
スラリー1〜15の配合率になるように、所定の繊維を計量し、それらの繊維を一緒にパルパーで水に分散させ、スラリー1〜15を調製した。必要に応じて、分散助剤、増粘剤、消泡剤を添加した。スラリー2、3、7、8、10、11、12、14、15においては、何れも分割型複合繊維がほぼ分割していることを確認した。
<Preparation of slurries 1-15>
Predetermined fibers were weighed so that the blending ratio of the slurries 1 to 15 was reached, and these fibers were dispersed together in water with a pulper to prepare slurries 1 to 15. A dispersion aid, a thickener, and an antifoaming agent were added as necessary. In the slurries 2, 3, 7, 8, 10, 11, 12, 14, and 15, it was confirmed that the split composite fibers were almost divided.

<スラリー16の調製>
スラリー16の配合率になるように、F2、S2、S5、S10、S11、M1を計量した。F2及びM1を一緒にパルパーで水に分散させて、M1とF2の凝集体を形成させたスラリーを調製した。これとは別に、S2、S5、S10、S11を一緒にパルパーで水に分散させたスラリーを調製し、凝集体を含有するスラリーに混合攪拌して、スラリー16を調製した。S11の分割型複合繊維は、ほぼ分割していることを確認した。
<Preparation of slurry 16>
F2, S2, S5, S10, S11, and M1 were weighed so that the mixing ratio of the slurry 16 was obtained. F2 and M1 were dispersed together in water with a pulper to prepare a slurry in which an aggregate of M1 and F2 was formed. Separately, a slurry in which S2, S5, S10, and S11 were dispersed together in water with a pulper was prepared, and the slurry containing the aggregate was mixed and stirred to prepare slurry 16. It was confirmed that the split type composite fiber of S11 was almost split.

<スラリー17の調製>
スラリー17の配合率になるように、F2、S2、S5、S10、S11、M2を計量した。F2及びM2を一緒にパルパーで水に分散させて、F2とM2の凝集体を形成させたスラリーを調製した。これとは別に、S2、S5、S10、S11を一緒にパルパーで水に分散させたスラリーを調製し、凝集体を含有するスラリーに混合攪拌してスラリー17を調製した。S11の分割型複合繊維は、ほぼ分割していることを確認した。
<Preparation of slurry 17>
F2, S2, S5, S10, S11, and M2 were weighed so that the blending ratio of the slurry 17 was obtained. F2 and M2 were dispersed together in water with a pulper to prepare a slurry in which aggregates of F2 and M2 were formed. Separately, a slurry in which S2, S5, S10, and S11 were dispersed together in water with a pulper was prepared, and the slurry containing the aggregate was mixed and stirred to prepare slurry 17. It was confirmed that the split type composite fiber of S11 was almost split.

<スラリー18の調製>
スラリー18の配合率になるように、F2、S2、S5、S10、S11、M3を計量した。F2及びM3を一緒にパルパーで水に分散させて、F2とM3の凝集体を形成させたスラリーを調製した。これとは別に、S2、S5、S10、S11を一緒にパルパーで水に分散させたスラリーを調製し、凝集体を含有するスラリーに混合攪拌してスラリー18を調製した。S11の分割型複合繊維は、ほぼ分割していることを確認した。
<Preparation of slurry 18>
F2, S2, S5, S10, S11, and M3 were weighed so that the mixing ratio of the slurry 18 was obtained. F2 and M3 were dispersed together in water with a pulper to prepare a slurry in which aggregates of F2 and M3 were formed. Separately, a slurry in which S2, S5, S10, and S11 were dispersed together in water with a pulper was prepared, and the slurry containing the aggregate was mixed and stirred to prepare slurry 18. It was confirmed that the split type composite fiber of S11 was almost split.

<スラリー19の調製>
スラリー19の配合率になるように、F6、S13、M4を計量した。F6及びM4を一緒にパルパーで水に分散させ、さらにポリアクリルアミド系凝集剤(チバスペシャリティケミカルズ製、商品名:ハイドロコール(登録商標)HC−880)をF6とM4の合計質量に対して、固形分で1質量%添加し、攪拌して、F6とM4の凝集体を形成させたスラリーを調製した。これとは別に、S13をパルパーで水に分散させたスラリーを調製し、凝集体を含有するスラリーに混合攪拌してスラリー19を調製した。S13の分割型複合繊維は、ほぼ分割していることを確認した。
<Preparation of slurry 19>
F6, S13, and M4 were weighed so that the blending ratio of the slurry 19 was obtained. F6 and M4 are dispersed together in water using a pulper, and a polyacrylamide flocculant (manufactured by Ciba Specialty Chemicals, trade name: Hydrocol (registered trademark) HC-880) is solid with respect to the total mass of F6 and M4. 1% by mass was added per minute and stirred to prepare a slurry in which aggregates of F6 and M4 were formed. Separately, a slurry in which S13 was dispersed in water with a pulper was prepared, and the slurry 19 was mixed and stirred into a slurry containing aggregates to prepare slurry 19. It was confirmed that the split type composite fiber of S13 was almost split.

<スラリー20の調製>
スラリー20の配合率になるように、F2、S3、S10、S11、M1、P1を計量した。P1の水分散液にM1を添加して攪拌し、均一に分散させたスラリーを調製した。このスラリーを、F2をパルパーで水に分散させておいたスラリーに混合攪拌して、F2、M1、P1の凝集体を形成させたスラリーを調製した。次いでS3、S10、S11を一緒にパルパーで水に分散させたスラリーを調製し、凝集体を含有するスラリーに混合攪拌してスラリー20を調製した。S11の分割型複合繊維は、ほぼ分割していることを確認した。
<Preparation of slurry 20>
F2, S3, S10, S11, M1, and P1 were weighed so that the mixing ratio of the slurry 20 was obtained. M1 was added to the aqueous dispersion of P1 and stirred to prepare a uniformly dispersed slurry. This slurry was mixed and stirred in a slurry in which F2 was dispersed in water with a pulper to prepare a slurry in which aggregates of F2, M1, and P1 were formed. Next, a slurry was prepared by dispersing S3, S10, and S11 together in a water using a pulper, and the slurry containing the aggregate was mixed and stirred to prepare slurry 20. It was confirmed that the split type composite fiber of S11 was almost split.

<スラリー21の調製>
スラリー21の配合率になるように、F10、S2、S10、M2、P1を計量した。P1の水分散液にM2を添加して攪拌し、均一に分散させたスラリーを調製した。このスラリーを、F10をパルパーで水に分散させておいたスラリーに混合攪拌して、F10、M2、P1の凝集体を形成させたスラリーを調製した。次いで、S2とS10をパルパーで水に分散させたスラリーを調製し、凝集体を含有するスラリーに混合攪拌してスラリー21を調製した。
<Preparation of slurry 21>
F10, S2, S10, M2, and P1 were weighed so that the mixing ratio of the slurry 21 was obtained. M2 was added to the aqueous dispersion of P1 and stirred to prepare a uniformly dispersed slurry. This slurry was mixed and stirred in a slurry in which F10 was dispersed in water with a pulper to prepare a slurry in which aggregates of F10, M2, and P1 were formed. Next, a slurry in which S2 and S10 were dispersed in water with a pulper was prepared, and a slurry 21 was prepared by mixing and stirring the slurry containing aggregates.

<スラリー22の調製>
スラリー22の配合率になるように、F1、S1、S2、S10、M3、P1を計量した。P1の水分散液にM3を添加して攪拌し、均一に分散させたスラリーを調製した。このスラリーを、F1をパルパーで水に分散させておいたスラリーに混合攪拌して、F1、M3、P1の凝集体を形成させたスラリーを調製した。次いで、S1、S2、S10を一緒にパルパーで水に分散させたスラリーを調製し、凝集体を含有するスラリーに混合攪拌してスラリー22を調製した。
<Preparation of slurry 22>
F1, S1, S2, S10, M3, and P1 were weighed so that the mixing ratio of the slurry 22 was obtained. M3 was added to the aqueous P1 dispersion and stirred to prepare a uniformly dispersed slurry. This slurry was mixed and stirred in a slurry in which F1 was dispersed in water with a pulper to prepare a slurry in which aggregates of F1, M3, and P1 were formed. Next, a slurry in which S1, S2, and S10 were dispersed together in a water with a pulper was prepared, and the slurry containing the aggregate was mixed and stirred to prepare slurry 22.

<スラリー23の調製>
スラリー23の配合率になるように、F6、S3、M4、P2を計量した。P2の水分散液にM4を添加して攪拌し、均一に分散させたスラリーを調製した。このスラリーを、F6をパルパーで水に分散させておいたスラリーに混合攪拌しながら、ポリアクリルアミド系凝集剤(チバスペシャリティケミカルズ製、商品名:ハイドロコール(登録商標)HC−880)をF6、M4、P2の合計質量に対して、固形分で1質量%添加し、攪拌して、F6、M4、P2の凝集体を形成させたスラリーを調製した。これとは別に、S3をパルパーで水に分散させたスラリーを調製し、凝集体を含有するスラリーに混合攪拌してスラリー23を調製した。
<Preparation of slurry 23>
F6, S3, M4, and P2 were weighed so that the mixing ratio of the slurry 23 was obtained. M4 was added to the aqueous dispersion of P2 and stirred to prepare a uniformly dispersed slurry. While this slurry was mixed and stirred in a slurry in which F6 was dispersed in water with a pulper, a polyacrylamide flocculant (manufactured by Ciba Specialty Chemicals, trade name: Hydrocor (registered trademark) HC-880) was added to F6, M4. , 1% by mass as a solid content was added to the total mass of P2, and stirred to prepare a slurry in which aggregates of F6, M4, and P2 were formed. Separately, a slurry in which S3 was dispersed in water with a pulper was prepared, and the slurry containing the aggregate was mixed and stirred to prepare slurry 23.

<スラリー24の調製>
スラリー24の配合率になるように、S2、S3、S4、P2を計量した。S2、S3、S4を一緒にパルパーで水に分散させ、これにP2を混合して攪拌し、S2、S3、S4、P2の凝集体を形成させたスラリー24を調製した。
<Preparation of slurry 24>
S2, S3, S4, and P2 were weighed so that the blending ratio of the slurry 24 was obtained. S2, S3, and S4 were dispersed together in water using a pulper, and P2 was mixed and stirred therein to prepare slurry 24 in which aggregates of S2, S3, S4, and P2 were formed.

<スラリー25の調製>
スラリー25の配合率になるように、S3、S10、S13、P2を計量した。S3、S10、S13を一緒にパルパーで水に分散させ、これにP2を混合して攪拌し、S3、S10、S13、P2の凝集体を形成させたスラリー25を調製した。S13の分割型複合繊維は、ほぼ分割していることを確認した。
<Preparation of slurry 25>
S3, S10, S13, and P2 were weighed so that the blending ratio of the slurry 25 was obtained. S3, S10, and S13 were dispersed together in water using a pulper, and P2 was mixed and stirred therein to prepare slurry 25 in which aggregates of S3, S10, S13, and P2 were formed. It was confirmed that the split type composite fiber of S13 was almost split.

<スラリー26の調製>
スラリー26の配合率になるように、F2、S3、S10、S11、P1を計量した。F2をパルパーで水に分散させ、これにP1を混合して攪拌し、F2とP1の凝集体を形成させたスラリーを調製した。これとは別にS3、S10、S11を一緒にパルパーで水に分散させたスラリーを調製し、凝集体を含有するスラリーに混合攪拌してスラリー26を調製した。S11の分割型複合繊維は、ほぼ分割していることを確認した。
<Preparation of slurry 26>
F2, S3, S10, S11, and P1 were weighed so that the mixing ratio of the slurry 26 was obtained. F2 was dispersed in water with a pulper, and P1 was mixed therein and stirred to prepare a slurry in which an aggregate of F2 and P1 was formed. Separately, a slurry was prepared by dispersing S3, S10, and S11 together in a water with a pulper, and the slurry containing the aggregate was mixed and stirred to prepare slurry 26. It was confirmed that the split type composite fiber of S11 was almost split.

<スラリー27の調製>
スラリー27の配合率になるように、F3、S2、S3、S10、P1を計量した。F3をパルパーで水に分散させ、これにP1を混合して攪拌し、F3とP1の凝集体を形成させたスラリーを調製した。これとは別にS2、S3、S10を一緒にパルパーで水に分散させたスラリーを調製し、凝集体を含有するスラリーに混合攪拌してスラリー27を調製した。
<Preparation of slurry 27>
F3, S2, S3, S10, and P1 were weighed so that the blending ratio of the slurry 27 was obtained. F3 was dispersed in water with a pulper, and P1 was mixed therein and stirred to prepare a slurry in which an aggregate of F3 and P1 was formed. Separately, a slurry in which S2, S3, and S10 were dispersed in water with a pulper was prepared, and the slurry 27 was prepared by mixing and stirring into a slurry containing aggregates.

<湿式不織布A1の作製>
スラリー1を傾斜型抄紙機に送液して湿式抄紙し、ヤンキードライヤー140℃で乾燥後、200℃、線圧300N/cmで熱カレンダー処理し、湿式不織布A1を作製した。
<Preparation of wet nonwoven fabric A1>
Slurry 1 was fed to an inclined paper machine, wet papermaking, dried at Yankee dryer 140 ° C., and then heat calendered at 200 ° C. and linear pressure 300 N / cm to prepare wet nonwoven fabric A1.

<湿式不織布A2の作製>
スラリー2を傾斜型抄紙機に送液して湿式抄紙し、ヤンキードライヤー130℃で乾燥させて、湿式不織布A2を作製した。
<Preparation of wet nonwoven fabric A2>
Slurry 2 was fed to an inclined paper machine, wet-made, and dried at Yankee dryer 130 ° C. to prepare wet nonwoven fabric A2.

<湿式不織布A3、A4、A7、A8、A10〜A12、A14、A15〜A19の作製>
スラリー3、4、7、8、10〜12、14、15〜19を用いた以外は、湿式不織布A2と同様にして湿式不織布A3、A4、A7、A8、A10〜A12、A14、A15〜A19を作製した。
<Production of wet nonwoven fabrics A3, A4, A7, A8, A10 to A12, A14, A15 to A19>
Wet nonwoven fabrics A3, A4, A7, A8, A10 to A12, A14, A15 to A19 in the same manner as wet nonwoven fabric A2, except that slurries 3, 4, 7, 8, 10-12, 14, 15-19 were used. Was made.

<湿式不織布A5、A6、A13の作製>
スラリー5、6、13を傾斜型抄紙機に送液して湿式抄紙し、ヤンキードライヤー温度130℃で乾燥させた後、200℃に加熱したロールに湿式不織布の表裏面を接触させて熱処理し、湿式不織布A5、A6、A13を作製した。
<Preparation of wet nonwoven fabric A5, A6, A13>
Slurries 5, 6, and 13 are fed to an inclined paper machine and wet-made, and after drying at a Yankee dryer temperature of 130 ° C, the front and back surfaces of the wet nonwoven fabric are brought into contact with a roll heated to 200 ° C and heat-treated. Wet nonwoven fabrics A5, A6 and A13 were prepared.

<湿式不織布A9の作製>
スラリー9を用いた以外は、湿式不織布A1と同様にして湿式不織布A9を作製した。
<Production of wet nonwoven fabric A9>
A wet nonwoven fabric A9 was produced in the same manner as the wet nonwoven fabric A1 except that the slurry 9 was used.

<湿式不織布C1の作製>
スラリー20を傾斜型抄紙機に送液して湿式抄紙し、ヤンキードライヤー温度130℃で乾燥した後、カレンダー処理して厚み調整し、湿式不織布C1を作製した。
<Production of wet nonwoven fabric C1>
The slurry 20 was fed to an inclined paper machine and wet-made, and dried at a Yankee dryer temperature of 130 ° C., and then calendered to adjust the thickness to produce a wet nonwoven fabric C1.

<湿式不織布C2〜C8の作製>
スラリー21〜27を用いた以外は、湿式不織布C1と同様にして湿式不織布C2〜C8を作製した。
<Production of wet nonwoven fabrics C2 to C8>
Except for using the slurries 21 to 27, wet nonwoven fabrics C2 to C8 were prepared in the same manner as the wet nonwoven fabric C1.

湿式不織布A1〜A19、C1〜C8の物性を表3に示した。   Table 3 shows the physical properties of wet nonwoven fabrics A1 to A19 and C1 to C8.

Figure 2012155941
Figure 2012155941

<塗工液の調製>
表4に示した配合率になるように、ポリテトラフルオロエチレン微粒子、無機フィラーを含有する水分散液を調製し、塗工液として用いた。表4のP1、P2は表1のP1、P2に該当し、P1、P2の配合率はP1、P2の固形分に換算した数値である。
<Preparation of coating solution>
An aqueous dispersion containing polytetrafluoroethylene fine particles and inorganic filler was prepared so as to have the blending ratio shown in Table 4, and used as a coating liquid. P1 and P2 in Table 4 correspond to P1 and P2 in Table 1, and the blending ratio of P1 and P2 is a numerical value converted into the solid content of P1 and P2.

Figure 2012155941
Figure 2012155941

<セパレータの作製> <Preparation of separator>

(実施例1〜60)
表5及び6に示した湿式不織布と塗工液の組み合わせに従って、湿式不織布A1〜A19にポリテトラフルオロエチレン微粒子を含有する水分散液を塗工し、120℃で乾燥後、カレンダー処理して厚み調整し、実施例1〜60のセパレータを作製した。湿式不織布A1〜A19に対するポリテトラフルオロエチレン微粒子及び無機フィラーの付着率を表5及び6に示した。
(Examples 1 to 60)
According to the combination of wet nonwoven fabric and coating liquid shown in Tables 5 and 6, wet nonwoven fabrics A1 to A19 are coated with an aqueous dispersion containing polytetrafluoroethylene fine particles, dried at 120 ° C., calendered, and then processed into a thickness. It adjusted and produced the separator of Examples 1-60. The adhesion rates of the polytetrafluoroethylene fine particles and the inorganic filler to the wet nonwoven fabrics A1 to A19 are shown in Tables 5 and 6.

(実施例61〜68)
湿式不織布C1〜C8を実施例61〜68のセパレータとした。湿式不織布C1〜C8に対するポリテトラフルオロエチレン微粒子及び無機フィラーの含有率を表6に示した。
(Examples 61-68)
Wet nonwoven fabrics C1 to C8 were used as separators of Examples 61 to 68. Table 6 shows the content ratios of the polytetrafluoroethylene fine particles and the inorganic filler with respect to the wet nonwoven fabrics C1 to C8.

(比較例1〜19)
湿式不織布A1、A9をそれぞれ比較例1、9のセパレータとした。湿式不織布A2〜A8、A10〜A19をカレンダー処理して厚み調整し、比較例2〜8、10〜19のセパレータとした。
(Comparative Examples 1-19)
Wet nonwoven fabrics A1 and A9 were used as separators of Comparative Examples 1 and 9, respectively. Wet nonwoven fabrics A2 to A8 and A10 to A19 were calendered to adjust the thickness, and separators of Comparative Examples 2 to 8 and 10 to 19 were obtained.

(比較例20)
M1を95質量%、スチレンブタジエンラテックスを5質量%の割合で、全固形分濃度が20質量%になるように水に分散させ、これを湿式不織布A2に塗工し、120℃で乾燥後、カレンダー処理して厚み調整し、比較例20のセパレータを作製した。
(Comparative Example 20)
M1 is 95% by mass and styrene butadiene latex is in a proportion of 5% by mass and dispersed in water so that the total solid content concentration is 20% by mass, and this is applied to the wet nonwoven fabric A2 and dried at 120 ° C. The thickness was adjusted by calendering, and the separator of Comparative Example 20 was produced.

(比較例21)
M1を95質量%、スチレンブタジエンラテックスを5質量%の割合で、全固形分濃度が20質量%になるように水に分散させ、これを湿式不織布A9に塗工し、120℃で乾燥後、カレンダー処理して厚み調整し、比較例21のセパレータを作製した。
(Comparative Example 21)
M1 is 95% by mass and styrene butadiene latex is in a proportion of 5% by mass and dispersed in water so that the total solid content concentration is 20% by mass, and this is applied to wet nonwoven fabric A9, dried at 120 ° C., The separator was subjected to calendering to adjust the thickness, and a separator of Comparative Example 21 was produced.

(比較例22)
M1を95質量%、ポリビニリデンフルオライドを5質量%の割合で、全固形分濃度が10質量%になるようにN−メチル−2−ピロリドンに分散させ、これを湿式不織布A2に塗工し、120℃で乾燥後、カレンダー処理して厚み調整し、比較例22のセパレータを作製した。
(Comparative Example 22)
M1 is dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone at a ratio of 95% by mass and polyvinylidene fluoride in a proportion of 5% by mass so that the total solid concentration is 10% by mass, and this is applied to wet nonwoven fabric A2. After drying at 120 ° C., the thickness was adjusted by calendering to produce a separator of Comparative Example 22.

(比較例23)
ポリエステル繊維からなり、厚み22μm、密度0.681g/cmの湿式不織布に、平均粒子径1.0μmの多孔質アルミナを含有するエタノール水溶液を含浸して、乾燥させてなる厚み35μmの不織布を比較例23のセパレータとした。
(Comparative Example 23)
Compared to a non-woven fabric with a thickness of 35 μm, which is made of polyester fiber, impregnated with an aqueous ethanol solution containing porous alumina with an average particle size of 1.0 μm in a wet non-woven fabric with a thickness of 22 μm and a density of 0.681 g / cm 3. The separator of Example 23 was obtained.

Figure 2012155941
Figure 2012155941

Figure 2012155941
Figure 2012155941

[評価]
実施例及び比較例のセパレータ及び該セパレータを用いて作製したリチウム二次電池について、下記の評価を行い、結果を表7〜9に示した。
[Evaluation]
The following evaluation was performed about the lithium secondary battery produced using the separator of an Example and a comparative example, and this separator, and the result was shown to Tables 7-9.

<厚み>
JIS P8118に準拠して厚みを測定し、その平均値を示した。
<Thickness>
The thickness was measured according to JIS P8118 and the average value was shown.

<密度>
JIS P8124に準拠してセパレータの坪量を測定し、坪量を厚みで除して100倍した値を密度とした。
<Density>
The basis weight of the separator was measured in accordance with JIS P8124, and the value obtained by dividing the basis weight by the thickness and multiplying by 100 was defined as the density.

<毛羽>
セパレータ表面を指で擦ったとき、毛羽立ちがほとんどなく、指に繊維がほとんど付着しなかった場合を○、繊維の毛羽立ちがあり、指に繊維がわずかに付着した場合を△、繊維の毛羽立ちがひどく、指への繊維の付着が多かった場合を×とした。
<Fuzzy>
When the surface of the separator is rubbed with a finger, there is almost no fluffing and there is almost no fiber attached to the finger, there is fiber fluffing, and when there is a slight amount of fiber attached to the finger, Δ, fiber fluffing is severe The case where there was much adhesion of the fiber to a finger was set as x.

<剥落>
セパレータ表面を指で擦ったとき、無機フィラーの脱落がほとんどなく、指に無機フィラーがほとんど付着しなかった場合を○、無機フィラーの脱落があり、指に無機フィラーがわずかに付着した場合を△、無機フィラーの脱落がひどく、指への無機フィラーの付着が多かった場合を×とした。無機フィラーを含有しないセパレータの場合は、評価対象外のため、「−」と記した。
<Peeling>
When the surface of the separator is rubbed with a finger, there is almost no dropout of the inorganic filler, and there is almost no inorganic filler attached to the finger. The case where the inorganic filler was severely dropped and the inorganic filler adhered to the finger was marked as x. In the case of a separator that does not contain an inorganic filler, “−” is written because it is not subject to evaluation.

<巻回性>
セパレータを50mm幅、500mm長に切り揃えた。正極と負極を45mm幅、490mm長に切り揃えた。セパレータ、負極、セパレータ、正極の順に1枚ずつ積層し、これを巻回機にかけて巻回した。このとき、セパレータが切断や破れることなく、巻回できた場合を○、巻回機の張力を弱めに調整することにより巻回できた場合を△、セパレータの切断や破れ、又は、塗工層の割れや剥離が生じた場合を×とした。正極は、活物質のコバルト酸リチウム、導電助剤のアセチレンブラック、結着剤のポリフッ化ビニリデンを質量比率で90:5:5に混合したスラリーをアルミニウム集電体の両面に塗布したものを用いた。負極は、天然黒鉛97質量%とポリフッ化ビニリデン3質量%の比率で混合したスラリーを銅箔集電体の両面に塗布したものを用いた。
<Windability>
The separator was cut to a width of 50 mm and a length of 500 mm. The positive electrode and the negative electrode were cut to a width of 45 mm and a length of 490 mm. The separator, the negative electrode, the separator, and the positive electrode were laminated one by one in this order, and this was wound on a winding machine. At this time, when the separator can be wound without being cut or broken, ○, when it can be wound by adjusting the tension of the winding machine to be weak, Δ, when the separator is cut or broken, or the coating layer The case where cracking or peeling occurred was indicated as x. For the positive electrode, use is made of a slurry in which an active material lithium cobaltate, a conductive auxiliary agent acetylene black, and a binder polyvinylidene fluoride mixed in a mass ratio of 90: 5: 5 are applied to both sides of an aluminum current collector. It was. The negative electrode used was a slurry in which 97% by mass of natural graphite and 3% by mass of polyvinylidene fluoride were mixed and applied to both surfaces of a copper foil current collector.

<耐デンドライト性>
セパレータの片面に金属リチウム箔を、セパレータの反対側に正極を配置して積層し、電解液を注入してラミネートセルを100個ずつ作製した。0.5mA/cmで3.6Vまで定電流充電し、さらに3.6Vを24時間印加し、過充電した。この過充電中に異常電流が流れた場合を内部短絡したと見なし、過充電を中止し、ラミネートセルを開封してリチウムデンドライトの発生状態を確認した。過充電により、リチウムデンドライトが発生してセパレータを貫通したセルの割合を耐デンドライト性として表2に示した。この割合が少ないほど、耐デンドライト性に優れることを意味する。正極には、<巻回性>の評価に記載したものと同様である。電解液は、LiPFを1mol/l溶解させた混合溶液を使用した。混合溶液は、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートを質量比率で3:7としたものである。
<Dendrite resistance>
A metal lithium foil was placed on one side of the separator and a positive electrode was placed on the opposite side of the separator and laminated, and an electrolyte was injected to prepare 100 laminate cells. The battery was charged at a constant current of up to 3.6 V at 0.5 mA / cm 2 and further overcharged by applying 3.6 V for 24 hours. The case where an abnormal current flowed during this overcharge was regarded as an internal short circuit, the overcharge was stopped, the laminate cell was opened, and the generation state of lithium dendrite was confirmed. Table 2 shows the dendrite resistance as a percentage of cells where lithium dendrite was generated due to overcharge and penetrated the separator. It means that it is excellent in dendrite resistance, so that this ratio is small. The positive electrode is the same as that described in the evaluation of <winding property>. As the electrolytic solution, a mixed solution in which 1 mol / l of LiPF 6 was dissolved was used. The mixed solution is ethylene carbonate and diethyl carbonate in a mass ratio of 3: 7.

<放電容量維持率>
<巻回性>の評価で作製した巻回素子を電池缶に収納した後、電解液を注入し、封口してリチウムイオン二次電池を作製した。リチウムイオン電池を25℃、100mAで4.2Vまで定電流充電し、さらに4.2Vで3時間充電定充電した後、100mAで3.0Vまで放電したときの放電容量を測定し、これを初期放電容量とした。引き続き、60℃、100mAで充放電を1000時間繰り返し行い、初期放電容量に対する1000時間後の放電容量の割合を算出し、放電容量維持率とした。放電容量維持率が大きいほど良い。
<Discharge capacity maintenance rate>
After winding the wound element produced in the evaluation of <winding property> in a battery can, an electrolytic solution was injected and sealed to prepare a lithium ion secondary battery. The lithium ion battery was charged at a constant current of up to 4.2 V at 25 ° C. and 100 mA, and further charged and charged at 4.2 V for 3 hours, and then the discharge capacity when discharged to 3.0 V at 100 mA was measured. Discharge capacity. Subsequently, charging / discharging was repeated at 60 ° C. and 100 mA for 1000 hours, and the ratio of the discharge capacity after 1000 hours to the initial discharge capacity was calculated to obtain the discharge capacity retention rate. The larger the discharge capacity maintenance rate, the better.

Figure 2012155941
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実施例1〜68の電気化学素子用セパレータは、ポリテトラフルオロエチレン微粒子を含有してなるため、毛羽が発生しにくく、巻回性に優れていた。また、ポリテトラフルオロエチレン微粒子を含有しない湿式不織布である比較例1〜19の電気化学素子用セパレータに比べて、耐デンドライト性と放電容量維持率に優れていた。   Since the separators for electrochemical elements of Examples 1 to 68 contained polytetrafluoroethylene fine particles, fluff was hardly generated and the winding property was excellent. Moreover, compared with the separator for electrochemical elements of Comparative Examples 1-19 which is a wet nonwoven fabric which does not contain polytetrafluoroethylene fine particles, it was excellent in dendrite resistance and discharge capacity maintenance rate.

実施例21〜64、67、68の電気化学素子用セパレータは、フィブリル化繊維を含有するため、耐デンドライト性に優れていた。実施例21〜60の電気化学素子用セパレータは、フィブリル化溶剤紡糸セルロース繊維、フィブリル化全芳香族ポリアミド繊維、フィブリル化全芳香族ポリエステル繊維の何れかを含有するため、ポリテトラフルオロエチレン微粒子を含有する塗工液を塗工したときの該微粒子の担持力が優れていた。実施例61、63、67、68の電気化学素子用セパレータは、フィブリル化全芳香族ポリアミド繊維またはフィブリル化全芳香族ポリエステル繊維を含有するため、凝集剤を使用しなくてもポリテトラフルオロエチレン微粒子と凝集体を形成することができた。実施例11〜15の電気化学素子用セパレータは、理論扁平度1.0〜5.0の合成短繊維を含有するため、該繊維を含有しない実施例16〜20の電気化学素子用セパレータよりも、耐デンドライト性に優れていた。   Since the separators for electrochemical devices of Examples 21 to 64, 67, and 68 contained fibrillated fibers, they were excellent in dendrite resistance. The separators for electrochemical elements of Examples 21 to 60 contain polytetrafluoroethylene fine particles because they contain any of fibrillated solvent-spun cellulose fibers, fibrillated wholly aromatic polyamide fibers, and fibrillated wholly aromatic polyester fibers. The carrying ability of the fine particles was excellent when the coating liquid was applied. Since the separators for electrochemical elements of Examples 61, 63, 67, and 68 contain fibrillated wholly aromatic polyamide fibers or fibrillated wholly aromatic polyester fibers, polytetrafluoroethylene fine particles without using a flocculant And aggregates could be formed. Since the separators for electrochemical elements of Examples 11 to 15 contain synthetic short fibers having a theoretical flatness of 1.0 to 5.0, the separators for electrochemical elements of Examples 16 to 20 that do not contain the fibers are included. It was excellent in dendrite resistance.

実施例2〜5、7〜10、12〜15、17〜20、22〜25、27〜30、35〜38、40〜43、46〜49、51〜55、61〜64の電気化学素子用セパレータは、無機フィラーを含有するため、無機フィラーを含有しない電気化学素子用セパレータよりも放電容量維持率が高かった。実施例3〜5、8〜10、13〜15、18〜20、23〜25、28〜30、36〜38、41〜43、47〜49、52〜54、62〜64の電気化学素子用セパレータは、酸化マグネシウム又は水酸化マグネシウムを含有するため、放電容量維持率がより高く優れていた。   For electrochemical elements of Examples 2 to 5, 7 to 10, 12 to 15, 17 to 20, 22 to 25, 27 to 30, 35 to 38, 40 to 43, 46 to 49, 51 to 55, 61 to 64 Since the separator contains an inorganic filler, the discharge capacity retention rate was higher than that of a separator for an electrochemical device not containing an inorganic filler. For electrochemical elements of Examples 3 to 5, 8 to 10, 13 to 15, 18 to 20, 23 to 25, 28 to 30, 36 to 38, 41 to 43, 47 to 49, 52 to 54, 62 to 64 Since the separator contained magnesium oxide or magnesium hydroxide, the discharge capacity retention rate was higher and excellent.

一方、比較例1〜5、12、15の電気化学素子用セパレータは、毛羽が発生しにくく、巻回性は良かったが、ポリテトラフルオロエチレン微粒子を含有しないため、耐デンドライト性と放電容量維持率が悪かった。   On the other hand, the separators for electrochemical elements of Comparative Examples 1 to 5, 12, and 15 were less prone to fluff and had good winding properties, but they did not contain polytetrafluoroethylene fine particles, so that dendrite resistance and discharge capacity maintenance were maintained. The rate was bad.

比較例6〜11、13、14の電気化学素子用セパレータは、ポリテトラフルオロエチレン微粒子を含有しないため、毛羽立ちがひどく、巻回性が悪く、耐デンドライト性と放電容量維持率が悪かった。   Since the separators for electrochemical elements of Comparative Examples 6 to 11, 13, and 14 did not contain polytetrafluoroethylene fine particles, the fluff was severe, the winding property was poor, the dendrite resistance and the discharge capacity retention rate were poor.

比較例16〜18の電気化学素子用セパレータは、ポリテトラフルオロエチレン微粒子を含有しないため、毛羽立ちがひどく、無機フィラーの剥落がひどく、巻回性が悪かった。   Since the separators for electrochemical devices of Comparative Examples 16 to 18 did not contain polytetrafluoroethylene fine particles, the fuzz was severe, the inorganic filler was severely peeled off, and the winding property was poor.

比較例19の電気化学素子用セパレータは、毛羽立ちと巻回性は良かったが、ポリテトラフルオロエチレン微粒子を含有しないため、無機フィラーの剥落がひどく、放電容量維持率が悪かった。   The separator for an electrochemical element of Comparative Example 19 had good fuzzing and winding properties, but did not contain polytetrafluoroethylene fine particles, so that the inorganic filler was severely peeled off and the discharge capacity retention rate was poor.

比較例20、21、23の電気化学素子用セパレータは、毛羽が発生しにくく、耐デンドライト性に優れ、放電容量維持率は高かったが、ポリテトラフルオロエチレン微粒子を含有しないため、無機フィラーの剥落がひどく、巻回性が悪かった。   The separators for electrochemical elements of Comparative Examples 20, 21, and 23 were less prone to fluff, excellent in dendrite resistance, and had a high discharge capacity retention rate, but did not contain polytetrafluoroethylene fine particles, so that the inorganic filler peeled off However, the winding property was bad.

比較例22の電気化学素子用セパレータは、毛羽が発生しにくく、耐デンドライト性に優れていたが、ポリテトラフルオロエチレン微粒子を含有しないため、無機フィラーの剥落がひどく、巻回性が悪く、放電容量維持率が悪かった。   The separator for an electrochemical element of Comparative Example 22 was less prone to fluff and was excellent in dendrite resistance, but because it did not contain polytetrafluoroethylene fine particles, the inorganic filler was severely peeled off, the winding property was poor, and the discharge The capacity maintenance rate was bad.

本発明の電気化学素子用セパレータは、リチウムイオン二次電池、リチウムイオンポリマー二次電池等のリチウムイオン二次電池に好適に使用できる。また、本発明の電気化学素子用セパレータに他の多孔質基材や材料を積層、複合化するための基材としても使用できる。   The separator for electrochemical devices of the present invention can be suitably used for lithium ion secondary batteries such as lithium ion secondary batteries and lithium ion polymer secondary batteries. Moreover, it can also be used as a base material for laminating and combining other porous base materials and materials on the separator for electrochemical devices of the present invention.

Claims (7)

ポリテトラフルオロエチレン微粒子を含有する湿式不織布を含有してなる電気化学素子用セパレータ。   A separator for an electrochemical element comprising a wet nonwoven fabric containing polytetrafluoroethylene fine particles. 湿式不織布が、フィブリル化繊維を含有する請求項1記載の電気化学素子用セパレータ。   The separator for an electrochemical element according to claim 1, wherein the wet nonwoven fabric contains fibrillated fibers. フィブリル化繊維が、パラ系全芳香族ポリアミド繊維、全芳香族ポリエステル繊維、溶剤紡糸セルロース繊維から選択される1種以上である請求項2記載の電気化学素子用セパレータ。   The separator for an electrochemical element according to claim 2, wherein the fibrillated fiber is at least one selected from para-type wholly aromatic polyamide fiber, wholly aromatic polyester fiber, and solvent-spun cellulose fiber. 湿式不織布が、理論扁平度1.0〜5.0の合成短繊維を含有する請求項1記載の電気化学素子用セパレータ。   The separator for an electrochemical element according to claim 1, wherein the wet nonwoven fabric contains synthetic short fibers having a theoretical flatness of 1.0 to 5.0. 湿式不織布が、無機フィラーを含有する請求項1記載の電気化学素子用セパレータ。   The separator for an electrochemical element according to claim 1, wherein the wet nonwoven fabric contains an inorganic filler. 無機フィラーが、酸化マグネシウムまたは水酸化マグネシウムである請求項5記載の電気化学素子用セパレータ。   The separator for an electrochemical element according to claim 5, wherein the inorganic filler is magnesium oxide or magnesium hydroxide. 請求項1〜6の何れか1項に記載の電気化学素子用セパレータを具備してなる電気化学素子。   The electrochemical element which comprises the separator for electrochemical elements of any one of Claims 1-6.
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