JP2013234307A - 樹脂組成物、非水電解液二次電池用セパレーター及びその製造方法、並びに、非水電解液二次電池 - Google Patents

Abstract

【課題】耐熱性が良好な非水電解液二次電池用セパレーター基材の表面処理用樹脂組成物の提供。
【解決手段】下記樹脂（ａ）とフィラー粒子とを含有する樹脂組成物。樹脂（ａ）：式（１）で表される構造単位を含み、重量平均分子量が２００，０００〜５００，０００の範囲である重合体（但し、式（２）で示される構造単位を含まない）

（式中、Ｍ^ｎ＋は金属イオンを表し、ｎはその価数を表す。）

【選択図】なし

Description

本発明は、非水電解液二次電池用セパレーター基材の表面処理用樹脂組成物、当該樹脂組成物を含む非水電解液二次電池用セパレーター及びその製造方法、並びに、当該セパレーターを含む非水電解液二次電池に関する。

非水電解液二次電池用セパレーター基材の表面処理用樹脂組成物として、特許文献１にはポリビニルアルコールとフィラー粒子とを含有する樹脂組成物が記載されている。

国際公開第２００８／０９３５７５号

しかしながら、非水電解液二次電池用セパレーター基材の表面処理用樹脂組成物として上記の樹脂組成物を使用して得られるセパレーターは、耐熱性が必ずしも十分に満足できるものではなかった。

本発明は、以下の〔１〕〜〔１１〕記載の発明を含む。
〔１〕下記樹脂（ａ）とフィラー粒子とを含有する樹脂組成物。
樹脂（ａ）：式（１）で表される構造単位を含み、重量平均分子量が２００，０００〜５００，０００の範囲である重合体（但し、式（２）で示される構造単位を含まない）

（式中、Ｍ^ｎ＋は金属イオンを表し、ｎはその価数を表す。）

〔２〕式（１）においてＭ^ｎ＋で表される金属イオンが、アルカリ金属イオンである〔１〕記載の樹脂組成物。
〔３〕式（１）においてＭ^ｎ＋で表される金属イオンが、Ｌｉ^＋又はＮａ^＋である〔１〕記載の樹脂組成物。
〔４〕樹脂（ａ）における上記式（１）で示される構造単位の含有量が、樹脂（ａ）を構成する全構造単位の合計含有量に対して９０ｍｏｌ％以上であることを特徴とする〔１〕〜〔３〕のいずれか記載の樹脂組成物。
〔５〕さらに、溶剤を含む〔１〕〜〔４〕のいずれか記載の樹脂組成物。
〔６〕下記樹脂（ａ）とフィラー粒子と非水電解液二次電池用セパレーター基材とを含む非水電解液二次電池用セパレーター。
樹脂（ａ）：式（１）で表される構造単位を含み、重量平均分子量が２００，０００〜５００，０００の範囲である重合体（但し、式（２）で示される構造単位を含まない）

（式中、Ｍ^ｎ＋は金属イオンを表し、ｎはその価数を表す。）

〔７〕非水電解液二次電池用セパレーター基材が、ポリオレフィンの多孔膜である〔６〕記載のセパレーター。
〔８〕〔１〕〜〔５〕のいずれか記載の樹脂組成物をセパレーター基材の表面に塗布する工程を含むことを特徴とする非水電解液二次電池用セパレーターの製造方法。
〔９〕さらに、得られた塗布物を乾燥させる工程を含む〔８〕記載の製造方法。
〔１０〕非水電解液二次電池用セパレーター基材が、ポリオレフィンの多孔膜である〔８〕又は〔９〕記載の製造方法。
〔１１〕〔６〕又は〔７〕記載のセパレーターを含む非水電解液二次電池。

非水電解液二次電池用セパレーター基材の表面処理用樹脂組成物として、本発明の樹脂組成物を使用すれば、耐熱性に優れたセパレーターが得られる。

以下、本発明について詳細に説明する。
まずは、上記樹脂（ａ）について説明する。

樹脂（ａ）は、上記式（１）で示される構造単位（以下「構造単位（１）」と記載することがある）を含み、重量平均分子量が２００，０００〜５００，０００の範囲である重合体である。但し、上記式（２）で示される構造単位（以下「構造単位（２）」と記載することがある）を含まない。樹脂（ａ）は、構造単位（１）及び構造単位（２）以外の構造単位（以下「構造単位（３）」と記載することがある）を有していてもよく、構造単位（１）の含有量は、当該重合体を構成する全構造単位の合計含有量に対して、通常８０ｍｏｌ％以上、好ましくは９０ｍｏｌ％以上、より好ましくは１００ｍｏｌ％（即ち、構造単位（１）のみからなる重合体）である。

上記式（１）におけるＭ^ｎ＋で表される金属イオンとしては、Ｌｉ^＋、Ｎａ^＋、Ｋ^＋等のアルカリ金属イオン及びＭｇ^２＋、Ｃａ^２＋等のアルカリ土類金属イオンが好ましく、アルカリ金属イオンがより好ましく、Ｌｉ^＋又はＮａ^＋がさらに好ましく、Ｎａ^＋がさらにより好ましい。

構造単位（３）としては、例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、ラウリン酸ビニル、カプロン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、パルミチン酸ビニル、バーサチツク酸ビニル等の炭素数２〜１６、好ましくは２〜４の脂肪酸のビニルエステルに由来する構造単位；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸ラウリル等の炭素数１〜１６のアルキル基を有するアクリル酸アルキルエステルに由来する構造単位；メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸オクチル、メタクリル酸ラウリル等の炭素数１〜１６のアルキル基を有するメタクリル酸アルキルエステルに由来する構造単位；マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジブチル、マレイン酸ジオクチル、マレイン酸ジラウリル等の炭素数１〜１６のアルキル基を有するマレイン酸ジアルキルエステルに由来する構造単位；フマル酸ジメチル、フマル酸ジエチル、フマル酸ジブチル、フマル酸ジオクチル、フマル酸ジラウリル等の炭素数１〜１６のアルキル基を有するフマル酸ジアルキルエステルに由来する構造単位；イタコン酸ジエチル、イタコン酸ジブチル、イタコン酸ジヘキシル、イタコン酸ジオクチル、イタコン酸ジラウリル等の炭素数１〜１６のアルキル基を有するイタコン酸ジアルキルエステルに由来する構造単位；等が挙げられる。

また、構造単位（３）として、以下の構造単位も挙げられる。

樹脂（ａ）の重量平均分子量は、２５０，０００〜４００，０００の範囲であることが好ましく、３００，０００〜３５０，０００の範囲であることがより好ましい。

樹脂（ａ）は、イソバン（登録商標）１８等の市販のイソブチレン／無水マレイン酸共重合体を加水分解及び金属塩化して使用することもできるし、任意の公知の方法により分子量を適宜調整して製造したものを使用することもできる。

＜非水電解液二次電池用セパレーター基材の表面処理用樹脂組成物（本明細書において「樹脂組成物」と記載することがある）＞
上述のとおり、本発明の樹脂組成物は樹脂（ａ）とフィラー粒子とを含有する。さらに、溶剤を含むことが好ましい。

フィラー粒子としては、無機物の微粒子又は有機物の微粒子が用いられる。無機物としては、炭酸カルシウム、タルク、クレー、カオリン、シリカ、ハイドロタルサイト、珪藻土、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、アルミナ、マイカ、ゼオライト、ガラス等が挙げられる。有機物としては、スチレン、ビニルケトン、アクリロニトリル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、グリシジルメタクリレート、グリシジルアクリレート、アクリル酸メチル等の単独あるいは２種類以上の共重合体；ポリテトラフルオロエチレン、４フッ化エチレン−６フッ化プロピレン共重合体、４フッ化エチレン−エチレン共重合体、ポリビニリデンフルオライド等のフッ素系樹脂；メラミン樹脂；尿素樹脂；ポリエチレン；ポリプロピレン；ポリメタクリレート等が挙げられる。２種類以上の微粒子や異なる粒度分布を持つ同種の微粒子を混合して、フィラー粒子として用いてもよい。フィラー粒子としては、これらの中でもアルミナが好ましい。フィラー粒子の平均粒径は３μｍ以下が好ましく、１μｍ以下がさらに好ましい。ここでいう平均粒径は、ＳＥＭ（走査電子顕微鏡）観察より求めた一次粒径の平均である。

フィラー粒子の使用量は、樹脂（ａ）１重量部に対して、好ましくは１〜１０００重量部、より好ましくは１０〜１００重量部である。フィラー粒子の使用量が少なすぎると、得られるセパレーターの透気度が低下し、イオンの透過が低下して電池の負荷特性が低下するおそれがある。フィラー粒子の使用量が多すぎると、得られるセパレーターの寸法安定性が低下するおそれがある。

溶剤としては、例えば水や、常圧での沸点が５０〜３５０℃の含酸素有機化合物が挙げられる。含酸素有機化合物の具体例としては、メタノール、エタノール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、ｓ−ブチルアルコール、アミルアルコール、イソアミルアルコール、メチルイソブチルカルビノール、２−エチルブタノール、２−エチルヘキサノール、シクロヘキサノール、フルフリルアルコール、テトラヒドロフルフリルアルコール、エチレングリコール、ヘキシレングリコール、グリセリン等のアルコール性水酸基を有する化合物；プロピルエーテル、イソプロピルエーテル、ブチルエーテル、イソブチルエーテル、ｎ−アミルエーテル、イソアミルエーテル、メチルブチルエーテル、メチルイソブチルエーテル、メチルｎ−アミルエーテル、メチルイソアミルエーテル、エチルプロピルエーテル、エチルイソプロピルエーテル、エチルブチルエーテル、エチルイソブチルエーテル、エチルｎ−アミルエーテル、エチルイソアミルエーテル等の飽和脂肪族エーテル化合物；アリルエーテル、エチルアリルエーテル等の不飽和脂肪族エーテル化合物；アニソール、フェネトール、フェニルエーテル、ベンジルエーテル等の芳香族エーテル化合物；テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、ジオキサン等の環状エーテル化合物；エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル等のエチレングリコールエーテル化合物；ギ酸、酢酸、無水酢酸、アクリル酸、クエン酸、プロピオン酸、酪酸等のモノカルボン酸化合物；ギ酸ブチル、ギ酸アミル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸第二ブチル、酢酸アミル、酢酸イソアミル、酢酸２−エチルヘキシル、酢酸シクロヘキシル、酢酸ブチルシクロヘキシル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸ブチル、プロピオン酸アミル、酪酸ブチル、炭酸ジエチル、シュウ酸ジエチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、リン酸トリエチル等の有機酸エステル化合物；アセトン、エチルケトン、プロピルケトン、ブチルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、アセチルアセトン、ジアセトンアルコール、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、メチルシクロヘキサノン、シクロヘプタノン等のケトン化合物；コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ウンデカン二酸、ピルビン酸、シトラコン酸等のジカルボン酸化合物；１，４−ジオキサン、フルフラール、Ｎ−メチルピロリドン等のその他の含酸素有機化合物；が挙げられる。
水と含酸素有機化合物とを混合して使用してもよい。水と含酸素有機化合物との好ましい混合比は、水１００重量部に対して含酸素有機化合物が０．１〜１００重量部であり、より好ましくは０．５〜５０重量部であり、更に好ましくは１〜２０重量部である。

溶剤の使用量は、特に制限されず、後述する基材への塗布を行いやすい性状が得られる様な量とすればよい。樹脂（ａ）１重量部に対して、好ましくは１〜１０００重量部、より好ましくは２〜５００重量部、更に好ましくは３〜３００重量部、更により好ましくは５〜２００重量部になるように配合する。

本発明の樹脂組成物は、本発明の目的を損なわない範囲で、分散剤、可塑剤、界面活性剤、ｐＨ調整剤、無機塩等を含んでもよい。

これらのうち界面活性剤としては、後述する基材への濡れ性を改善しうるものが好ましく、例えば、ノプコウェット（登録商標）５０、ＳＮウェット３６６（いずれもサンノプコ社製）等が挙げられる。

本発明の樹脂組成物は、いかなる方法によって製造されてもよい。例えば、フィラー粒子と樹脂（ａ）とを混合した後に溶剤を加える方法；フィラー粒子と溶剤とを混合した後に樹脂（ａ）を加える方法；フィラー粒子、樹脂（ａ）及び溶剤を同時に加えて混合する方法；樹脂（ａ）と溶剤とを混合した後にフィラー粒子を加える方法；等が挙げられる。

＜非水電解液二次電池用セパレーター（本明細書において「セパレーター」と記載することがある）＞
本発明のセパレーターは、上記樹脂（ａ）と上記フィラー粒子と非水電解液二次電池用セパレーター基材（本明細書において「基材」と記載することがある）とを含む。具体的には、樹脂（ａ）及びフィラー粒子を含む層（本明細書において「フィラー層」と記載することがある）と基材層とを含む積層体であり、好ましくは基材層及びフィラー層のみからなる積層体である。

基材としては、例えば、ポリオレフィン等の熱可塑性樹脂、ガラス繊維、多孔質ポリエステル、アラミド繊維、ポリブチレンテレフタレート不織布、パラ系全芳香族ポリアミド、フッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデンと６フッ化プロピレンとの共重合体、フッ素ゴム等の含フッ素樹脂等の不織布または多孔膜、ビスコースレーヨンや天然セルロース等の抄紙、セルロースやポリエステル等の繊維を抄紙して得られる混抄紙、電解紙、クラフト紙、マニラ紙、マニラ麻シート等が挙げられる。

好ましくは、ポリオレフィンの多孔膜であり、重量平均分子量が５×１０^５〜１５×１０^６の高分子量成分が含まれていることがより好ましい。ポリオレフィンとしては、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−ヘキセン等の単独重合体又は共重合体が挙げられる。これらのうちエチレンを主体とする共重合体又はエチレンの単独重合体が好ましく、エチレンの単独重合体、即ちポリエチレンがより好ましい。

基材の空隙率は、３０〜８０体積％が好ましく、さらに好ましくは４０〜７０体積％である。該空隙率が３０体積％未満では電解液の保持量が少なくなる場合があり、８０体積％を超えるとシャットダウンが生じる高温における無孔化が不十分となる場合がある。孔径は３μｍ以下が好ましく、１μｍ以下がさらに好ましい。

基材の厚みは、５〜５０μｍが好ましく、さらに好ましくは５〜３０μｍである。厚みが５μｍ未満であると、セパレーターのシャットダウン性能（高温における無孔化）が不十分となる場合があり、５０μｍを超えると、本発明のセパレーター全体の厚みが厚くなるため電池の電気容量が小さくなる場合がある。

かかる基材は、上記の特性を有する市販品を用いることができる。また、基材の製法は、特に限定されるものではなく、任意の公知の方法を用いることができる。例えば特開平７−２９５６３号公報に記載されたように、熱可塑性樹脂に可塑剤を加えてフィルム成形した後、該可塑剤を適当な溶媒で除去する方法や、特開平７−３０４１１０号公報に記載されたように、熱可塑性樹脂からなるフィルムの構造的に弱い非晶部分を選択的に延伸して微細孔を形成する方法等が挙げられる。

フィラー層の厚みは０．１〜１０μｍ以下が好ましい。厚みが５μｍ未満であると、シャットダウンが生じる高温における無孔化が不十分となる場合があり、１０μｍを超えると、得られる非水電解液二次電池の負荷特性が低下する場合がある。

本発明のセパレーターは、得られる非水電解液二次電池の性能を損なわない範囲で、基材層及びフィラー層以外に、例えば、接着層、保護層等の多孔膜層を含んでもよい。

本発明のセパレーターの透気度の値は、好ましくは５０〜２０００秒／１００ｃｃ、より好ましくは５０〜１０００秒／１００ｃｃである。透気度の値が小さいほど、得られる非水電解液二次電池の負荷特性が向上する点で好ましいが、５０秒／１００ｃｃ未満ではシャットダウンが生じる高温における無孔化が不十分となる場合がある。透気度の値が２０００秒／１００ｃｃより大きいと、得られる非水電解液二次電池の負荷特性が低下する場合がある。

＜セパレーターの製造方法＞
本発明のセパレーターの製造方法は、例えば、本発明の樹脂組成物を基材以外の支持体に塗布して該支持体とフィラー層とからなる積層体を得る工程、得られた積層体を乾燥させる工程、乾燥された積層体からフィラー層と支持体とを分離する工程、及び、得られたフィラー層と基材とを圧着させる工程を含む方法により実施してもよいが、本発明の樹脂組成物を基材の表面に塗布して該基材とフィラー層とからなる積層体を得る工程を含む方法により実施することが好ましい。さらに、得られた積層体を乾燥させる工程を含むことがより好ましい。本発明の樹脂組成物を基材の表面に塗布する前に、予め基材にコロナ処理を施してもよい。

本発明の樹脂組成物を、基材の表面又は基材以外の支持体に塗布する方法は、コーター（ドクターブレードともいう）による塗布、刷け塗りによる塗布等の工業的に通常行われる方法により行うことができる。フィラー層の厚さは塗布膜の厚み、樹脂組成物中の樹脂（ａ）の濃度、フィラー粒子と樹脂（ａ）との量比等を調節することによって制御することができる。基材以外の支持体としては、樹脂製のフィルム、金属製のベルト、ドラム等を用いることができる。

本発明において「積層体を乾燥させる」とは、積層体のフィラー層に主に含まれる溶剤（以下「溶剤（ｂ）と記載することがある」を除去することを表す。かかる乾燥は、例えば、ホットプレート等の加熱装置を用いた加熱手段又は減圧装置を用いた減圧手段により、或いはこれらの手段を組み合わせて、該フィラー層から溶剤（ｂ）を蒸発させることにより行われる。加熱手段や減圧手段の条件は、溶剤（ｂ）の種類等に応じて、基材層の透気度を低下させない範囲で適宜選択でき、例えばホットプレートの場合、該ホットプレートの表面温度を基材層の融点以下の範囲にすることが好ましい。また、減圧手段では、適当な減圧機の中に、積層体を封入した後、該減圧機の内部圧力を１〜１．０×１０^５Ｐａ程度にすればよい。また、溶剤（ｂ）に溶解し、且つ、用いた樹脂（ａ）を溶解しない溶剤（以下「溶剤（ｃ）」と記載することがある）を準備し、積層体のフィラー層を溶剤（ｃ）中に浸漬して溶剤（ｂ）を溶剤（ｃ）に置換してフィラー層の樹脂（ａ）を析出させ、溶剤（ｃ）を除去し、該溶剤（ｃ）を乾燥により除去することもできる。

＜非水電解液二次電池（以下「電池」と記載することがある）＞
本発明の電池は、本発明のセパレーターを含む。以下に、本発明の電池がリチウムイオン二次電池である場合を例として、本発明のセパレーター以外の構成要素について説明するが、これらに限定されるものではない。

リチウムイオン二次電池は、例えば、電極（正極及び負極）、電解液並びにセパレーター等を含み、正極及び負極の両極においてリチウムの酸化・還元が行われ、電気エネルギーを貯蔵、放出する電池である。

（電極）
電極としては、二次電池用の正極と負極が挙げられる。電極は、通常、電極活物質及び必要に応じて導電材が、集電体の少なくとも一方の面（好ましくは両面）に、結着剤を介して塗布された状態を有する。

電極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵及び放出することができる活物質が好ましく用いられる。電極活物質には正極活物質と負極活物質とがある。

正極活物質としては、金属複合酸化物、特にリチウム及び鉄、コバルト、ニッケル、マンガンの少なくとも１種類以上の金属を含有する金属複合酸化物等が挙げられ、好ましくは、Ｌｉ_ｘＭＯ_２（但し、Ｍは１種以上の遷移金属、好ましくはＣｏ、ＭｎまたはＮｉの少なくとも一種を表し、１．１０＞ｘ＞０．０５である）、または、Ｌｉ_ｘＭ_２Ｏ_４（式中、Ｍは１種以上の遷移金属、好ましくはＭｎを表し、１．１０＞ｘ＞０．０５である。）を含んだ活物質が挙げられ、例えばＬｉＣｏＯ_２、ＬｉＮｉＯ_２、Ｌｉ_ｘＮｉ_ｙＣｏ_{（１−ｙ）}Ｏ_２（式中、１．１０＞ｘ＞０．０５、１＞ｙ＞０である。）、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４で表される複合酸化物等が挙げられる。

負極活物質としては、各種の珪素酸化物（ＳｉＯ_２等）、炭素質物質、金属複合酸化物等が挙げられ、好ましくは、アモルファスカーボン、グラファイト、天然黒鉛、ＭＣＭＢ、ピッチ系炭素繊維、ポリアセンなどの炭素質材料；Ａ_ｘＭ_ｙＯ_Ｚ（式中、ＡはＬｉ、ＭはＣｏ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｓｎ及びＭｎから選択された少なくとも一種、Ｏは酸素原子を表し、ｘ、ｙ、ｚはそれぞれ１．１０≧ｘ≧０．０５、４．００≧ｙ≧０．８５、５．００≧ｚ≧１．５の範囲の数である。）で表される複合金属酸化物やその他の金属酸化物などが挙げられる。

導電材としては、例えば、グラファイト、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、活性炭等の導電性カーボン；天然黒鉛、熱膨張黒鉛、鱗状黒鉛、膨張黒鉛等の黒鉛系導電材；気相成長炭素繊維等の炭素繊維；アルミニウム、ニッケル、銅、銀、金、白金等の金属微粒子あるいは金属繊維；酸化ルテニウムあるいは酸化チタン等の導電性金属酸化物；ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリアセン等の導電性高分子が挙げられる。
少量で効果的に導電性が向上する点で、カーボンブラック、アセチレンブラック及びケッチェンブラックが好ましい。
導電材の含有量は、電極活物質１００重量部に対し、例えば、０〜５０重量部であることが好ましく、０〜３０重量部であることがより好ましい。

集電体の材料としては、例えば、ニッケル、アルミニウム、チタン、銅、金、銀、白金、アルミニウム合金又はステンレス等の金属、例えば、炭素素材又は活性炭繊維に、ニッケル、アルミニウム、亜鉛、銅、スズ、鉛又はこれらの合金をプラズマ溶射又はアーク溶射することによって形成されたもの、例えば、ゴム又はスチレン−エチレン−ブチレン−スチレン共重合体（ＳＥＢＳ）など樹脂に導電材を分散させた導電性フィルムなどが挙げられる。
集電体の形状としては、例えば、箔、平板状、メッシュ状、ネット状、ラス状、パンチング状若しくはエンボス状であるもの又はこれらを組み合わせたもの（例えば、メッシュ状平板など）等が挙げられる。
集電体表面にエッチング処理により凹凸を形成させてもよい。

結着剤としては、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素系ポリマー；ポリブタジエン、ポリイソプレン、イソプレン−イソブチレン共重合体、天然ゴム、スチレン−１，３−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、１，３−ブタジエン−イソプレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−１，３−ブタジエン−イソプレン共重合体、１，３−ブタジエン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−１，３−ブタジエン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−１，３−ブタジエン−イタコン酸共重合体、スチレン−アクリロニトリル−１，３−ブタジエン−メタクリル酸メチル−フマル酸共重合体、スチレン−１，３−ブタジエン−イタコン酸−メタクリル酸メチル−アクリロニトリル共重合体、アクリロニトリル−１，３−ブタジエン−メタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−１，３−ブタジエン−イタコン酸−メタクリル酸メチル−アクリロニトリル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−１，３−ブタジエン−メタクリル酸メチル−フマル酸共重合体等のジエン系ポリマー；エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−ビニルアセテート共重合体、エチレン系アイオノマー、ポリビニルアルコール、酢酸ビニル重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体、塩素化ポリエチレン、ポリアクリロニトリル、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、クロロスルホン化ポリエチレン等のオレフィン系ポリマー；スチレン−エチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−ブタジエン−プロピレン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリル酸ｎ−ブチル−イタコン酸−メタクリル酸メチル−アクリロニトリル共重合体、スチレン−アクリル酸ｎ−ブチル−イタコン酸−メタクリル酸メチル−アクリロニトリル共重合体等のスチレン系ポリマー；ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリエチルアクリレート、ポリブチルアクリレート、アクリレート−アクリロニトリル共重合体、アクリル酸２−エチルヘキシル−アクリル酸メチル−アクリル酸−メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート等のアクリレート系ポリマー；ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド１１、ポリアミド１２、芳香族ポリアミド、ポリイミド等のポリアミド系又はポリイミド系ポリマー；ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のエステル系ポリマー；カルボキシメチルセルロース、カルボキシエチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシエチルメチルセルロース等のセルロース系ポリマー（これらのアンモニウム塩やアルカリ金属塩等の塩類を含む）；スチレン−ブタジエンブロック共重合体、スチレン−ブタジエン−スチレン・ブロック共重合体、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレン・ブロック共重合体、スチレン−イソプレン・ブロック共重合体、スチレン−エチレン−プロピレン−スチレン・ブロック共重合体等のブロック共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体；その他メチルメタクリレート重合体等が挙げられる。また、樹脂（ａ）を当該結着剤として用いることもできる。

（電解液）
リチウムイオン二次電池に用いられる電解液としては、例えばリチウム塩を有機溶媒に溶解させた非水電解液などが挙げられる。リチウム塩としては、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＳｂＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３、ＬｉＮ（ＳＯ_２ＣＦ_３）_２、ＬｉＣ（ＳＯ_２ＣＦ_３）_３、Ｌｉ_２Ｂ_１０Ｃｌ_１０、低級脂肪族カルボン酸リチウム塩、ＬｉＡｌＣｌ_４などのうち１種または２種以上の混合物が挙げられる。
リチウム塩として、これらの中でもフッ素を含むＬｉＰＦ_６、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＳｂＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３、ＬｉＮ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２、およびＬｉＣ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_３からなる群から選ばれた少なくとも１種を含むものを用いることが好ましい。

上記電解液で用いる有機溶媒としては、例えばプロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、４−トリフルオロメチル−１，３−ジオキソラン−２−オン、１，２−ジ（メトキシカルボニルオキシ）エタンなどのカーボネート類；１，２−ジメトキシエタン、１，３−ジメトキシプロパン、ペンタフルオロプロピルメチルエーテル、２，２，３，３−テトラフルオロプロピルジフルオロメチルエーテル、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフランなどのエーテル類；ギ酸メチル、酢酸メチル、γ−ブチロラクトンなどのエステル類；アセトニトリル、ブチロニトリルなどのニトリル類；Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドなどのアミド類；３−メチル−２−オキサゾリドンなどのカーバメート類；スルホラン、ジメチルスルホキシド、１，３−プロパンサルトンなどの含硫黄化合物、または上記の有機溶媒にフッ素置換基を導入したものを用いることができるが、通常はこれらのうちの２種以上を混合して用いる。

本発明の電池の形状は、特に限定されるものではなく、ラミネート型、コイン型、円筒型、角形等が挙げられる。

以下に、実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれに限るものではない。

以下の各実施例、比較例及び参考例において、セパレーターの各物性は、以下の方法で測定した。
（１）寸法保持率：セパレーターを５ｃｍ×５ｃｍ角の正方形に切り出し、中央に４ｃｍ角で正方形の罫書き線を描き、紙２枚の間に挟み、１５０℃のオーブンで１時間保持した後、取り出して正方形の寸法を測定し、寸法保持率を計算した。寸法保持率の計算方法は次の通りである。
流れ方向（ＭＤ）の加熱前の罫書き線の長さ：Ｌ１
垂直方向（ＴＤ）の加熱前の罫書き線の長さ：Ｗ１
流れ方向（ＭＤ）の加熱後の罫書き線の長さ：Ｌ２
垂直方向（ＴＤ）の加熱後の罫書き線の長さ：Ｗ２
流れ方向（ＭＤ）の寸法保持率（％）＝Ｌ２／Ｌ１×１００
垂直方向（ＴＤ）の寸法保持率（％）＝Ｗ２／Ｗ１×１００
（２）透過気度：ＪＩＳ Ｐ８１１７に準拠

（製造例１）基材多孔質フィルムの製造
超高分子量ポリエチレン粉末（３４０Ｍ、三井化学株式会社製）を７０重量部、重量平均分子量１，０００のポリエチレンワックス（ＦＮＰ−０１１５、日本精鑞株式会社製）３０重量部、酸化防止剤（イルガノックス（登録商標）１０１０、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ株式会社製）０．４重量部、酸化防止剤（イルガフォス（登録商標）Ｐ１６８、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ株式会社製）０．１重量部、及び、ステアリン酸ナトリウム１．３重量部を混合し、得られた混合物の全体積に対して３８体積％となるように平均粒径０．１μｍの炭酸カルシウム（丸尾カルシウム株式会社製）を加え、これらを粉末のままヘンシェルミキサーで混合した後、二軸混練機で溶融混練してポリオレフィン樹脂組成物とした。該ポリオレフィン樹脂組成物を、表面温度が１５０℃の一対のロールにて圧延しシートを作製した。このシートを塩酸水溶液（塩酸４ｍｏｌ／Ｌ、非イオン系界面活性剤０．５重量％）に浸漬させることで炭酸カルシウムを除去し、続いて１０５℃で６倍に延伸し、コロナ処理５０Ｗ／（ｍ^２／分）を施してポリエチレンの多孔質膜からなる基材多孔質フィルム（厚さ１６．６μｍ）を得た。

（製造例２）樹脂（ａ）の水溶液の製造
水酸化ナトリウム４１．５ｇをイオン交換水５６６．０ｇに溶解させ、得られたアルカリ水溶液に、イソブチレン／無水マレイン酸共重合体（イソバン（登録商標）１８、株式会社クラレ製、重量平均分子量３００，０００〜３５０，０００）１００ｇを徐々に添加し、添加終了後、１００℃で５時間攪拌しながら溶解させた。溶解後、得られた水溶液を常温まで冷やし、溶解の際に蒸発により失われた分の水を補充して固形分２０重量％の樹脂（ａ）の水溶液を得た。該水溶液に含まれる樹脂（ａ）は、実質的に構造単位（１）のみからなり、Ｍ^ｎ＋はＮａ^＋である。

（実施例１）樹脂組成物及びセパレーターの製造
アルミナ微細粒子（住友化学社製；商品名「ＡＫＰ３０００」）１００重量部、上記製造例２で得た樹脂（ａ）の２０重量％水溶液を樹脂固形分で３重量部、及び、イソプロピルアルコール３４重量部の混合物に、固形分が２３重量％となるように水を添加し、得られた混合物を自転・公転ミキサーで攪拌・混合した。得られた混合物を薄膜旋回型高速ミキサー（フィルミクス（登録商標）、プライミクス（株）製）で攪拌・混合して均一なスラリーとして本発明の樹脂組成物を得た。該樹脂組成物を、製造例１で得た基材多孔質フィルムの一方の面にマルチラボコーターによって均一に塗布し、得られた塗布物を６０℃の乾燥機で５分間乾燥させて、非水電解液二次電池用セパレーターを得た。

得られたセパレーターは、樹脂組成物目付け１０．９２ｇ／ｍ^２（イソバン（登録商標）１８のＮａ塩：０．３２ｇ／ｍ^２、アルミナ：１０．６０ｇ／ｍ^２）であった。各物性は以下のとおり。
（１）寸法保持率：ＭＤ方向１００％、ＴＤ方向１００％
（２）透過気度：８７秒／１００ｃｃ

（比較例１）
実施例１において、上記製造例２で得た樹脂（ａ）の２０重量％水溶液の代わりに、ポリビニルアルコール（和光純薬工業製、和光一級、平均重合度３１００〜３９００、鹸化度８６−９０ｍｏｌ％）の１０重量％水溶液を用いる以外は、実施例１と同様にして、非水電解液二次電池用セパレーターを得た。

得られたセパレーターは、樹脂組成物目付け８．９６ｇ／ｍ^２（ポリビニルアルコール：０．２６ｇ／ｍ^２、アルミナ：８．７０ｇ／ｍ^２）であった。各物性は以下のとおり。
（１）寸法保持率：ＭＤ方向４３％、ＴＤ方向６０％
（２）透過気度：９４秒／１００ｃｃ

（参考製造例１）
製造例２におけるイソブチレン／無水マレイン酸共重合体として、イソバン（登録商標）１８の代わりにイソバン（登録商標）０４（株式会社クラレ製、重量平均分子量５５，０００〜６５，０００）を用いて固形分２０重量％の樹脂の水溶液を得た。

（参考比較例１）
実施例１において、上記製造例２で得た樹脂（ａ）の２０重量％水溶液の代わりに、上記参考製造例１で得た樹脂の水溶液を用いる以外は、実施例１と同様にして、非水電解液二次電池用セパレーターを得た。

（参考製造例２）
製造例２におけるイソブチレン／無水マレイン酸共重合体として、イソバン（登録商標）１８の代わりにイソバン（登録商標）０６（株式会社クラレ製、重量平均分子量８０，０００〜９０，０００）を用いて固形分２０重量％の樹脂の水溶液を得た。

（参考比較例２）
実施例１において、上記製造例２で得た樹脂（ａ）の２０重量％水溶液の代わりに、上記参考製造例２で得た樹脂の水溶液を用いる以外は、実施例１と同様にして、非水電解液二次電池用セパレーターを得た。

（参考製造例３）
製造例２におけるイソブチレン／無水マレイン酸共重合体として、イソバン（登録商標）１８の代わりにイソバン（登録商標）１０（株式会社クラレ製、重量平均分子量１６０，０００〜１７０，０００）を用いて固形分２０重量％の樹脂の水溶液を得た。

（参考比較例３）
実施例１において、上記製造例２で得た樹脂（ａ）の２０重量％水溶液の代わりに、上記参考製造例３で得た樹脂の水溶液を用いる以外は、実施例１と同様にして、非水電解液二次電池用セパレーターを得た。

（参考比較例４）
実施例１において、上記製造例２で得た樹脂（ａ）の２０重量％水溶液の代わりに、イソブチレン／無水マレイン酸共重合体のアンモニア変性物（イソバン（登録商標）１１０、株式会社クラレ製、重量平均分子量１６００００〜１７００００）の２０重量％水溶液を用いる以外は、実施例１と同様にして、非水電解液二次電池用セパレーターを得た。

参考比較例１〜４でそれぞれ得られたセパレーターの各物性を、実施例１及び比較例１のセパレーターの物性とともに表１に記載する。

寸法保持率が高いほど、耐熱性に優れたセパレーターであるといえる。また、透過気度の値が低い程、イオン透過性が良く、負荷特性に優れたセパレーターであるといえる。

非水電解液二次電池用セパレーター基材の表面処理用樹脂組成物として、本発明の樹脂組成物を使用すれば、耐熱性に優れたセパレーターが得られる。かかるセパレーターを含む非水電解液二次電池は、安全性に優れる。

Claims (11)

1. 下記樹脂（ａ）とフィラー粒子とを含有する樹脂組成物。
   樹脂（ａ）：式（１）で表される構造単位を含み、重量平均分子量が２００，０００〜５００，０００の範囲である重合体（但し、式（２）で示される構造単位を含まない）
   

   

   （式中、Ｍ^ｎ＋は金属イオンを表し、ｎはその価数を表す。）
   

   
2. 式（１）においてＭ^ｎ＋で表される金属イオンが、アルカリ金属イオンである請求項１記載の樹脂組成物。
3. 式（１）においてＭ^ｎ＋で表される金属イオンが、Ｌｉ^＋又はＮａ^＋である請求項１記載の樹脂組成物。
4. 樹脂（ａ）における上記式（１）で示される構造単位の含有量が、樹脂（ａ）を構成する全構造単位の合計含有量に対して９０ｍｏｌ％以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載の樹脂組成物。
5. さらに、溶剤を含む請求項１〜４のいずれか記載の樹脂組成物。
6. 下記樹脂（ａ）とフィラー粒子と非水電解液二次電池用セパレーター基材とを含む非水電解液二次電池用セパレーター。
   樹脂（ａ）：式（１）で表される構造単位を含み、重量平均分子量が２００，０００〜５００，０００の範囲である重合体（但し、式（２）で示される構造単位を含まない）
   

   

   （式中、Ｍ^ｎ＋は金属イオンを表し、ｎはその価数を表す。）
   

   
7. 非水電解液二次電池用セパレーター基材が、ポリオレフィンの多孔膜である請求項６記載のセパレーター。
8. 請求項１〜５のいずれか記載の樹脂組成物をセパレーター基材の表面に塗布する工程を含むことを特徴とする非水電解液二次電池用セパレーターの製造方法。
9. さらに、得られた塗布物を乾燥させる工程を含む請求項８記載の製造方法。
10. 非水電解液二次電池用セパレーター基材が、ポリオレフィンの多孔膜である請求項８又は９記載の製造方法。
11. 請求項６又は７記載のセパレーターを含む非水電解液二次電池。