JP2014032970A - Separator, and electrochemical device using the same - Google Patents

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倫明 里見
Takamasa Minami
孝将 南
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a separator being excellent in liquid permeability while having a porous heat-resistant layer, and an electrochemical device using the separator.SOLUTION: The separator comprises a porous film 1, and a porous heat-resistant resin film 2 disposed on the porous film 1. An average pore diameter of a first region 2a of the heat-resistant resin film 2 including an interface with the porous film 1 is larger than that of a second region 2b of the heat-resistant resin film 2 farther from the interface than the first region.

Description

本発明は、セパレータ及びこれを用いた電気化学デバイスに関する。   The present invention relates to a separator and an electrochemical device using the separator.

近年、二次電池は高エネルギー密度化が進み、耐熱性の高い高信頼性のセパレータが要求されている。このような背景から特開2006−289657号公報(特許文献1)では、樹脂多
孔質フィルム上に耐熱層を塗布により設けた多層セパレータの提案がされている。しかしながら樹脂多孔質フィルムに耐熱層を直接塗布した場合、塗布液が樹脂多孔質フィルム内に染みこんでしまうため、セパレータにおける電解液の透過性が低下する場合がある。そこで、特開2001−23602号公報(特許文献2)に開示の手法では多孔質フィルムの孔にあらかじめ液体を充填し、その状態の多孔質フィルムに耐熱層を塗布とする工法が開示されている。
In recent years, secondary batteries have been increased in energy density, and high heat resistance and highly reliable separators are required. From such a background, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2006-289657 (Patent Document 1) proposes a multilayer separator in which a heat-resistant layer is provided on a resin porous film by coating. However, when the heat-resistant layer is directly applied to the resin porous film, the coating solution penetrates into the resin porous film, so that the electrolyte permeability in the separator may be reduced. In view of this, the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-23602 (Patent Document 2) discloses a method of filling a porous film with a liquid in advance and applying a heat-resistant layer to the porous film in that state. .

特開2006−289657号公報JP 2006-289657 A 特開2001−23602号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-23602

しかしながら、特開2001−23602号公報に開示の液体を充填する工法では液体が樹脂多孔質フィルム中にわずかながら残存することもあり、十分な洗浄工程が必要となる。また条件によっては、耐熱層と樹脂多孔質フィルムとの界面で液体透過性が悪くなることもあることから、これらの諸問題を改善したプロセスが求められている。   However, in the method of filling a liquid disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-23602, the liquid may remain slightly in the resin porous film, and a sufficient cleaning process is required. Further, depending on the conditions, the liquid permeability may deteriorate at the interface between the heat-resistant layer and the resin porous film, so a process that improves these problems is required.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、多孔質の耐熱層を有しつつも、液体透過性に優れたセパレータ及びこれを用いた電気化学デバイスを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a separator having an excellent liquid permeability while having a porous heat-resistant layer and an electrochemical device using the separator.

本発明にかかるセパレータは、多孔質フィルムと、前記多孔質フィルム上に設けられた多孔質の耐熱樹脂膜と、を備える。そして、前記耐熱樹脂膜における、前記多孔質フィルムとの界面を含む第一領域の平均細孔径は、前記耐熱樹脂膜における前記第一領域よりも前記界面から離れた第二領域の平均細孔径よりも大きい。   The separator according to the present invention includes a porous film and a porous heat-resistant resin film provided on the porous film. The average pore diameter of the first region including the interface with the porous film in the heat resistant resin film is larger than the average pore diameter of the second region farther from the interface than the first region in the heat resistant resin film. Is also big.

本発明によれば、界面を含む第一領域の平均細孔径が、界面から遠い第二領域よりも大きいため、耐熱樹脂膜における、多孔質フィルムとの界面において、電解液やイオン等が通りやすくなる。また、第一領域に比べて細孔径が小さい第二領域が、界面から離れた側にあるので、均一に細孔径が大きい場合に比べて、リチウム金属の析出による短絡をより抑制しやすいという利点や、耐熱樹脂膜の強度を向上させやすいという利点がある。   According to the present invention, since the average pore diameter of the first region including the interface is larger than that of the second region far from the interface, the electrolyte solution, ions, and the like can easily pass through the interface with the porous film in the heat resistant resin film. Become. In addition, since the second region having a smaller pore diameter than the first region is on the side away from the interface, it is easier to suppress a short circuit due to lithium metal precipitation than when the pore size is uniformly large. In addition, there is an advantage that the strength of the heat-resistant resin film is easily improved.

ここで、前記第一領域の厚みは、前記耐熱樹脂膜の厚みの4〜95%であることが好ましい。   Here, the thickness of the first region is preferably 4 to 95% of the thickness of the heat resistant resin film.

また、前記第一領域の平均細孔径は、前記多孔質フィルムの平均細孔径よりも大きいことが好ましい。これにより、耐熱樹脂が多孔質フィルムの細孔を塞ぎにくくなる。   Moreover, it is preferable that the average pore diameter of said 1st area | region is larger than the average pore diameter of the said porous film. Thereby, it becomes difficult for the heat resistant resin to block the pores of the porous film.

また、前記多孔質フィルムは、熱可塑性樹脂フィルムであることが好ましい。   The porous film is preferably a thermoplastic resin film.

多孔質の耐熱層を有しつつも、液体透過性に優れたセパレータ及びこれを用いた電気化学デバイスが提供される。   A separator having an excellent liquid permeability while having a porous heat-resistant layer and an electrochemical device using the separator are provided.

図1の(a),(b)は、それぞれ、本発明の実施形態にかかるセパレータの概略断面図である。1A and 1B are schematic sectional views of a separator according to an embodiment of the present invention. 図2の(a),(b)は、図1の(a)のセパレータの製造方法のステップを順に示す概略図である。2A and 2B are schematic views sequentially showing steps of the method for manufacturing the separator of FIG. 図3は、本発明のセパレータを用いた電気化学デバイスの概略断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of an electrochemical device using the separator of the present invention. 図4は、実施例1で得られたセパレータの耐熱樹脂膜付近の断面SEM写真である。FIG. 4 is a cross-sectional SEM photograph of the separator obtained in Example 1 near the heat-resistant resin film.

図面を参照して本発明の実施形態にかかるセパレータの製造方法及びこれによるセパレータについて説明する。   With reference to drawings, the manufacturing method of the separator concerning this embodiment and the separator by this are explained.

図1の(a)及び(b)に示すように、本実施形態にかかるセパレータ18は、多孔質フィルム1と、多孔質フィルム1上に接して設けられた多孔質の耐熱樹脂膜2と、を有する。   As shown in FIGS. 1A and 1B, the separator 18 according to this embodiment includes a porous film 1, a porous heat-resistant resin film 2 provided in contact with the porous film 1, and Have

(多孔質フィルム)   (Porous film)

多孔質フィルム1の形態は、不織布状、織布状、紙状、または、シート状などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。多孔質フィルム1の材質としては、シャットダウン特性を有するものが好ましく、例えば、熱可塑性樹脂が挙げられる。非水電解液二次電池用セパレータにシャットダウン機能を付与するために、多孔質フィルム1の材質が熱可塑性樹脂であることが好ましい。熱可塑性樹脂としては、80〜180℃で軟化して多孔質の空隙を閉塞でき、かつ電解液に溶解しない熱可塑性樹脂がさらに好ましい。具体的には、ポリオレフィン、熱可塑性ポリウレタンなどが挙げられる。ポリオレフィンとしては低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレンなどのポリエチレン、ポリプロピレンなどから選ばれた少なくとも1種が挙げられる。   Examples of the form of the porous film 1 include, but are not limited to, a nonwoven fabric, a woven fabric, a paper, or a sheet. The material of the porous film 1 is preferably one having a shutdown characteristic, and examples thereof include a thermoplastic resin. In order to provide a shutdown function to the separator for a nonaqueous electrolyte secondary battery, the material of the porous film 1 is preferably a thermoplastic resin. The thermoplastic resin is more preferably a thermoplastic resin that can be softened at 80 to 180 ° C. to close the porous voids and does not dissolve in the electrolytic solution. Specific examples include polyolefin and thermoplastic polyurethane. Examples of the polyolefin include at least one selected from polyethylene such as low density polyethylene, high density polyethylene, and ultrahigh molecular weight polyethylene, and polypropylene.

多孔質フィルム1の厚みは、3〜30μmとすることができ、さらに5〜20μmとすることができる。該厚みが3μm未満では、シャットダウン機能が不充分である場合があり、30μmを超えると該耐熱多孔質層も加えた非水電解液電池用セパレータの厚みとしては大きすぎて高電気容量化が達成しにくい場合がある。   The thickness of the porous film 1 can be 3 to 30 μm, and further can be 5 to 20 μm. If the thickness is less than 3 μm, the shutdown function may be insufficient. If the thickness exceeds 30 μm, the thickness of the separator for a non-aqueous electrolyte battery including the heat-resistant porous layer is too large to achieve high electric capacity. It may be difficult to do.

多孔質フィルム1の水銀圧入法で測定した平均孔径は3μm以下とすることができ、1μm以下、又は、0.5μm以下とすることができる。また、平均孔径の下限も特にないが50nm以上、又は、100nm以上とすることができる。   The average pore diameter measured by the mercury intrusion method of the porous film 1 can be 3 μm or less, can be 1 μm or less, or 0.5 μm or less. Further, there is no particular lower limit of the average pore diameter, but it can be 50 nm or more or 100 nm or more.

(耐熱樹脂膜)
耐熱樹脂膜2は、多孔質の耐熱樹脂の層である。耐熱樹脂としては、例えば、ポリイミド、ポリアミドイミド、芳香族ポリアミド(以下、アラミドということがある)、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリサルホン、ポリフェニルサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、芳香族ポリエステル、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルイミドよりなる群から選択される少なくとも1種類を用いることができる。
(Heat resistant resin film)
The heat resistant resin film 2 is a porous heat resistant resin layer. Examples of the heat resistant resin include polyimide, polyamideimide, aromatic polyamide (hereinafter sometimes referred to as aramid), polycarbonate, polyacetal, polysulfone, polyphenylsulfide, polyetheretherketone, aromatic polyester, polyethersulfone, poly At least one selected from the group consisting of etherimides can be used.

耐熱樹脂膜2の全厚みT2は特に限定されないが、例えば、0.5〜20μmとすることができ、2〜10μmとすることができる。   Although the total thickness T2 of the heat resistant resin film 2 is not particularly limited, for example, it can be set to 0.5 to 20 μm, and can be set to 2 to 10 μm.

本実施形態において、耐熱樹脂膜2における多孔質フィルム1との界面IFを含む第一領域2aの平均細孔径Daは、耐熱樹脂膜2における第一領域2aよりも界面IFから離れた第二領域2bの平均細孔径Dbよりも大きい。すなわち、Da>Dbである。   In the present embodiment, the average pore diameter Da of the first region 2 a including the interface IF with the porous film 1 in the heat resistant resin film 2 is a second region farther from the interface IF than the first region 2 a in the heat resistant resin film 2. It is larger than the average pore diameter Db of 2b. That is, Da> Db.

第一領域2aの厚みT2aは、耐熱樹脂膜2の全厚みT2に対して4〜95%とすることができる。また、第一領域2aの厚みT2aは、0.1〜15μm、0.5〜5μmとすることができる。第二領域2bは、必ずしも、耐熱樹脂膜2の、界面IFとは反対側の表面を含んでいなくてもよい。すなわち、第三領域/第二領域2b/第一領域2a/多孔質フィルムという構造をセパレータが有していても良く、第三領域の平均細孔径Dcは、第一領域や第二領域の細孔径とは関係なく定めることができる。第二領域2bの厚みT2bは、耐熱樹脂膜2の全厚みT2に対して3〜90%とすることができる。あるいは、第一領域2bの厚みT2bは、0.1〜15μm、0.5〜5μmとすることができる。   The thickness T2a of the first region 2a can be 4 to 95% with respect to the total thickness T2 of the heat-resistant resin film 2. Moreover, thickness T2a of the 1st area | region 2a can be 0.1-15 micrometers and 0.5-5 micrometers. The second region 2b does not necessarily include the surface of the heat resistant resin film 2 opposite to the interface IF. That is, the separator may have a structure of third region / second region 2b / first region 2a / porous film, and the average pore diameter Dc of the third region is smaller than that of the first region or second region. It can be determined regardless of the hole diameter. The thickness T2b of the second region 2b can be set to 3 to 90% with respect to the total thickness T2 of the heat resistant resin film 2. Or thickness T2b of the 1st field 2b can be 0.1-15 micrometers and 0.5-5 micrometers.

平均細孔径Dbに対する平均細孔径Daの比(Da/Db)は、例えば、2〜30とすることができ、5〜16とすることができる。また、平均細孔径Daは、具体的には、60〜1000nmとすることができ、平均細孔径Dbは、具体的には、30〜200nmとすることができる。また、平均細孔径Daは、多孔質フィルム1の平均細孔径よりも大きいことができる。   The ratio (Da / Db) of the average pore diameter Da to the average pore diameter Db can be 2 to 30, for example, 5 to 16. The average pore diameter Da can be specifically set to 60 to 1000 nm, and the average pore diameter Db can be specifically set to 30 to 200 nm. Further, the average pore diameter Da can be larger than the average pore diameter of the porous film 1.

平均細孔径は、セパレータ18の垂直断面の電子顕微鏡画像を得、界面IFを含む正方形の第一領域2a、及び、第一領域2aよりも界面IFから離れた同一サイズの正方形の第二領域2bを抽出し、それぞれ二値化して空孔を抽出し、各空孔の定方向径を求め、空孔数で平均することにより得られる。   The average pore diameter is obtained by obtaining an electron microscopic image of the vertical cross section of the separator 18, the square first region 2 a including the interface IF, and the square second region 2 b having the same size that is further away from the interface IF than the first region 2 a. Are extracted, binarized to extract holes, and the constant direction diameter of each hole is obtained and averaged by the number of holes.

なお、図1の(a)のように、断熱樹脂膜2が、多孔質フィルム1の一方面のみにあってもよいが、図2の(b)のように、断熱樹脂膜2が多孔質フィルム1の両方の面に存在してもよい。   In addition, although the heat insulation resin film 2 may be only on one surface of the porous film 1 as shown in FIG. 1A, the heat insulation resin film 2 is porous as shown in FIG. It may be present on both sides of the film 1.

本実施形態にかかるセパレータによれば、界面IFを含む第一領域2aの平均細孔径Daが、界面IFから遠い第二領域2bの平均細孔径Dbよりも大きいため、耐熱樹脂膜2における、多孔質フィルム1との界面IFにおいて、電解液やイオン等が通りやすくなる。また、第一領域2aに比べて平均細孔径が小さい第二領域2bが、界面IFから離れた側にあるので、耐熱樹脂膜の強度を向上させやすいという利点や、リチウム金属の析出による短絡を抑制しやすいという利点がある。   According to the separator according to the present embodiment, the average pore diameter Da of the first region 2a including the interface IF is larger than the average pore diameter Db of the second region 2b far from the interface IF. At the interface IF with the quality film 1, electrolytes, ions, and the like can easily pass. In addition, since the second region 2b having a smaller average pore diameter than the first region 2a is located on the side away from the interface IF, the advantage of easily improving the strength of the heat-resistant resin film and a short circuit due to precipitation of lithium metal are caused. There is an advantage that it is easy to suppress.

(セパレータの製造方法)
続いて、このようなセパレータ18の製造方法の一例について図2を参照して説明する。まず、基材となる多孔質フィルム1の表面上に、下塗り液の層3を形成し、下塗り液の層3の上に耐熱樹脂溶液の層4を形成する。
(Manufacturing method of separator)
Next, an example of a method for manufacturing such a separator 18 will be described with reference to FIG. First, an undercoat liquid layer 3 is formed on the surface of the porous film 1 serving as a substrate, and a heat resistant resin solution layer 4 is formed on the undercoat liquid layer 3.

(耐熱樹脂溶液)
耐熱樹脂溶液は、耐熱樹脂、及び、この耐熱樹脂を溶解する溶媒を含む。
(Heat resistant resin solution)
The heat resistant resin solution contains a heat resistant resin and a solvent that dissolves the heat resistant resin.

溶媒は、耐熱樹脂を可溶なものであれば特に限定されないが、有機極性溶媒を用いることが好ましい。例えば、耐熱樹脂がポリアミドイミドの場合には、溶媒として、具体的にはシクロヘキサノン、γ−ブチロラクトン、エチレンカーボネート、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、ジメチルスルホン、ヘキサメチルホスホルアミド、テトラメチル尿素等が挙げられ、特に好ましいのは、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等である。   Although a solvent will not be specifically limited if a heat resistant resin is soluble, It is preferable to use an organic polar solvent. For example, when the heat-resistant resin is polyamide-imide, specific examples of the solvent include cyclohexanone, γ-butyrolactone, ethylene carbonate, dimethylformamide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, dimethyl sulfoxide, dimethyl sulfone, and hexamethylphosphoramide. Tetramethylurea and the like, and particularly preferred are dimethylformamide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone and the like.

耐熱樹脂溶液中の耐熱樹脂の濃度は特に限定されないが、5〜20wt%であることができる。   Although the density | concentration of the heat resistant resin in a heat resistant resin solution is not specifically limited, It can be 5-20 wt%.

耐熱樹脂溶液は、単独では耐熱樹脂を溶解しないが、耐熱樹脂を溶解する溶媒と相溶可能な他の溶媒、例えば、グリコールを含んでいてもよい。グリコールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、テトラメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ヘキサンジオール等のアルキレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のポリアルキレングリコールが挙げられる。グリコールを含まなくても実施は可能であるが、下塗り液におけるグリコールの添加量は、耐熱樹脂を溶解する溶媒に対して、1〜20重量%であることが好ましい。特に、ポリアミドイミド樹脂の場合は約5〜15重量%の濃度が塗布しやすい。   The heat resistant resin solution alone does not dissolve the heat resistant resin, but may contain another solvent that is compatible with the solvent that dissolves the heat resistant resin, for example, glycol. Examples of the glycol include alkylene glycols such as ethylene glycol, propylene glycol, tetramethylene glycol, neopentyl glycol, and hexanediol, and polyalkylene glycols such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, and polytetramethylene glycol. Although the present invention can be carried out without containing glycol, the amount of glycol added to the undercoat liquid is preferably 1 to 20% by weight based on the solvent that dissolves the heat-resistant resin. In particular, in the case of a polyamideimide resin, a concentration of about 5 to 15% by weight is easy to apply.

耐熱樹脂溶液の層4の厚みは、特に限定されないが、3〜50μmとすることができる。   The thickness of the layer 4 of the heat resistant resin solution is not particularly limited, but can be 3 to 50 μm.

(下塗り液)
下塗り液は、耐熱樹脂溶液の溶媒と相溶する溶媒を主として含む。このような溶媒として、例えば、耐熱樹脂を溶解可能な良溶媒を用いることができる。このような溶媒として、例えば、N,N’−ジメチルホルムアミド、N,N’−ジメチルアセトアミド、N−メチル2−ピロリドン、テトラメチル尿素、ジメチルスルホキシド、クレゾール、o―クロロフェノール等の極性有機溶媒が挙げられる。
(Undercoat liquid)
The undercoat liquid mainly contains a solvent that is compatible with the solvent of the heat-resistant resin solution. As such a solvent, for example, a good solvent capable of dissolving a heat-resistant resin can be used. Examples of such a solvent include polar organic solvents such as N, N′-dimethylformamide, N, N′-dimethylacetamide, N-methyl 2-pyrrolidone, tetramethylurea, dimethyl sulfoxide, cresol, and o-chlorophenol. Can be mentioned.

また、下塗り液は、単独では耐熱樹脂を溶解しないが、上記の良溶媒と相溶する溶媒を含むことができる。特に、グリコールを含むことが好ましく、特に、エチレングリコール、プロピレングリコール、テトラメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ヘキサンジオール等のアルキレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のポリアルキレングリコールを含むことがより好ましい。グリコールのような貧溶媒を含まなくても実施は可能であるが、下塗り液におけるグリコールの添加量は、耐熱樹脂を溶解する溶媒に対して、10〜50%であることができる。
なお、下塗り液は、耐熱樹脂溶液の溶媒と相溶する溶媒を含むのであれば、耐熱樹脂の貧溶媒のみからなってもよい。
The undercoat liquid does not dissolve the heat-resistant resin by itself, but can contain a solvent that is compatible with the good solvent. In particular, it is preferable to contain a glycol, and in particular, an alkylene glycol such as ethylene glycol, propylene glycol, tetramethylene glycol, neopentyl glycol, hexanediol, or the like, or a polyalkylene glycol such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, or polytetramethylene glycol. Is more preferable. Although it can be carried out without including a poor solvent such as glycol, the amount of glycol added to the undercoat liquid can be 10 to 50% with respect to the solvent that dissolves the heat-resistant resin.
The undercoat liquid may be composed only of a poor solvent for the heat resistant resin as long as it contains a solvent compatible with the solvent for the heat resistant resin solution.

多孔質フィルム上に下塗り液及び耐熱樹脂溶液を塗布する方法は特に限定されない。例えば、多孔質フィルムの下面から下塗り液を注入することにより多孔質フィルムの上面に下塗り液の層3を形成することができる。また、ロールコーター、エヤナイフコーター、ブレードコーター、ロッドコーター、バーコーター、コンマコーター、グラビアコーター、シルクスクリーンコーター、ダイコーター、マイクログラビアコーターを用いて、多孔質フィルムの表面に下塗り液の層3を形成することもできる。
また、上述のコーター等を用いることによって、下塗り液の層3の上に耐熱樹脂溶液の層4を形成することができる。また、二段ノズルを有するコーター等を用いて、下塗り液の層3及び耐熱樹脂溶液の層4を同時に多孔質フィルム上に形成してもよい。
The method for applying the undercoat liquid and the heat-resistant resin solution on the porous film is not particularly limited. For example, the undercoat liquid layer 3 can be formed on the upper surface of the porous film by injecting the undercoat liquid from the lower surface of the porous film. In addition, using a roll coater, an air knife coater, a blade coater, a rod coater, a bar coater, a comma coater, a gravure coater, a silk screen coater, a die coater, or a micro gravure coater, the layer 3 of the undercoat liquid is applied to the surface of the porous film. It can also be formed.
Moreover, the layer 4 of the heat resistant resin solution can be formed on the layer 3 of the undercoat liquid by using the above coater or the like. Alternatively, the undercoat liquid layer 3 and the heat-resistant resin solution layer 4 may be simultaneously formed on the porous film using a coater having a two-stage nozzle.

下塗り液の層3及び耐熱樹脂溶液の層4の厚みは特に限定されないが、得たい耐熱樹脂膜の厚み、及び、第1領域の厚みの比等に応じて、適切に設定すればよい。   The thicknesses of the undercoat liquid layer 3 and the heat-resistant resin solution layer 4 are not particularly limited, but may be appropriately set according to the thickness of the heat-resistant resin film to be obtained, the thickness ratio of the first region, and the like.

(抽出プロセス)
多孔質フィルム1の上に、下塗り液の層3、及び、耐熱樹脂溶液の層4を有する膜5を形成した後に、図2の(b)に示すように、この積層体18’の膜5を、貧溶媒Sに接触させ、膜5から耐熱樹脂を凝固させ、耐熱樹脂膜2を得る。貧溶媒Sとは、耐熱樹脂に対する貧溶媒であり、膜5内に拡散可能なものである。貧溶媒Sとしては、例えば、水、アルコール、又は、ケトンを主成分とする溶媒を使用することができる。例えば、アルコールとしては、メタノール、エタノール、プロピルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール等が挙げられる。ケトンとしては、アセトン、メチルエチルケトン等が挙げられる。
(Extraction process)
After the film 5 having the undercoat liquid layer 3 and the heat resistant resin solution layer 4 is formed on the porous film 1, as shown in FIG. 2B, the film 5 of the laminate 18 ′ is formed. Is brought into contact with the poor solvent S to solidify the heat-resistant resin from the film 5 to obtain the heat-resistant resin film 2. The poor solvent S is a poor solvent for the heat-resistant resin and can diffuse into the film 5. As the poor solvent S, for example, a solvent containing water, alcohol, or ketone as a main component can be used. For example, examples of the alcohol include methanol, ethanol, propyl alcohol, ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, and polyethylene glycol. Examples of ketones include acetone and methyl ethyl ketone.

また、この貧溶媒は、単独で耐熱樹脂を溶解可能な良溶媒、例えば、N,N’−ジメチルホルムアミド、N,N’−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン等のアミド系溶剤等を少量含んでいてもよい。   The poor solvent may be a good solvent capable of dissolving the heat-resistant resin alone, for example, an amide solvent such as N, N′-dimethylformamide, N, N′-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, etc. May contain a small amount.

このような抽出プロセスを経ることにより、上述のように平均細孔径が厚み方向における分布を有する耐熱樹脂膜2を形成することができる。   By passing through such an extraction process, the heat-resistant resin film 2 having an average pore diameter distribution in the thickness direction as described above can be formed.

貧溶媒の温度、下塗り液の層3及び耐熱樹脂溶液4の組成や厚み等を調節することによって、孔径調整や空孔率の調整が可能である。   By adjusting the temperature of the poor solvent, the composition and thickness of the undercoat liquid layer 3 and the heat-resistant resin solution 4, the pore diameter can be adjusted and the porosity can be adjusted.

そして、得られたセパレータを、必要に応じて洗浄、乾燥等を行えばよい。乾燥方法には特に限定なく任意であるが、例えばフィルムに熱風をあてる熱風乾燥法が挙げられる。このようにして、セパレータが完成する。   And what is necessary is just to perform washing | cleaning, drying, etc. for the obtained separator as needed. There is no particular limitation on the drying method, and examples thereof include a hot air drying method in which hot air is applied to the film. In this way, the separator is completed.

(電気化学デバイス)
続いて、上述のセパレータを用いた電気化学デバイスに関して、リチウムイオン二次電池を例に挙げて説明する。
(Electrochemical device)
Subsequently, a lithium ion secondary battery will be described as an example of an electrochemical device using the above separator.

図3は、上述のセパレータ18を用いたリチウムイオン二次電池100の一例の模式断面図である。   FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of an example of the lithium ion secondary battery 100 using the separator 18 described above.

リチウムイオン二次電池100は、主として、積層体30、積層体30を密閉した状態で収容するケース50、積層体30に接続された一対のリード60,62、及び、積層体30に含浸される電解液を備えている。   The lithium ion secondary battery 100 is mainly impregnated in the laminate 30, the case 50 that accommodates the laminate 30 in a sealed state, the pair of leads 60 and 62 connected to the laminate 30, and the laminate 30. It has an electrolyte.

積層体30は、一対の正極10、負極20がセパレータ18を挟んで対向配置されたものである。正極10は、板状(膜状)の正極集電体12上に正極活物質層14が設けられたものである。負極20は、板状(膜状)の負極集電体22上に負極活物質層24が設けられたものである。正極活物質層14及び負極活物質層24がセパレータ18の両側にそれぞれ接触している。正極集電体12及び負極集電体22の端部には、それぞれリード60,62が接続されており、リード60,62の端部はケース50の外部にまで延びている。   The laminated body 30 is configured such that a pair of the positive electrode 10 and the negative electrode 20 are opposed to each other with the separator 18 interposed therebetween. The positive electrode 10 is obtained by providing a positive electrode active material layer 14 on a plate-like (film-like) positive electrode current collector 12. The negative electrode 20 is obtained by providing a negative electrode active material layer 24 on a plate-like (film-like) negative electrode current collector 22. The positive electrode active material layer 14 and the negative electrode active material layer 24 are in contact with both sides of the separator 18. Leads 60 and 62 are connected to the end portions of the positive electrode current collector 12 and the negative electrode current collector 22, respectively, and the end portions of the leads 60 and 62 extend to the outside of the case 50.

以下、正極10及び負極20を総称して、電極10、20といい、正極集電体12及び負極集電体22を総称して集電体12、22といい、正極活物質層14及び負極活物質層24を総称して活物質層14、24という。   Hereinafter, the positive electrode 10 and the negative electrode 20 are collectively referred to as electrodes 10 and 20, and the positive electrode current collector 12 and the negative electrode current collector 22 are collectively referred to as current collectors 12 and 22, and the positive electrode active material layer 14 and the negative electrode The active material layers 24 are collectively referred to as active material layers 14 and 24.

(正極10)
正極集電体12は、導電性の板材であればよく、例えば、アルミ、銅、ニッケル箔の金属薄板を用いることができる。
(Positive electrode 10)
The positive electrode current collector 12 may be a conductive plate material, and for example, a thin metal plate of aluminum, copper, or nickel foil can be used.

正極活物質層14は、本実施形態に係る活物質、結合剤、必要に応じた量の導電材を含むものである。   The positive electrode active material layer 14 includes an active material according to the present embodiment, a binder, and a conductive material in an amount as necessary.

正極活物質としては、例えば、コバルト酸リチウム(LiCoO)、ニッケル酸リチウム(LiNiO)、層状マンガン酸リチウム(LiMnO)又は複数の遷移金属を配合した複合酸化物であるLiMnNiCo(x、y及びzは、x+y+z=1、0≦y<1、0≦z<1、0≦x<1の式を満たす)などの層状化合物、これらの化合物において1種以上の遷移金属元素を置換したもの、マンガン酸リチウム(Li1+xMn2−x(ただし、xは0〜0.33の数を示す)、Li1+xMn2−x−y(ただし、MはNi、Co、Cr、Cu、Fe、Al、Mgからなる群より選ばれる少なくとも1種の金属を含み、xは0〜0.33の数を示し、yは0〜1.0の数を示し、かつ、x及びyは、2−x−y>0の式を満たす)、LiMnO、LiMn、LiMnO、LiMn2−x(ただし、MはCo、Ni、Fe、Cr、Zn、Taからなる群より選ばれる少なくとも1種の金属を含み、xは、0.01〜0.1の数を示す)、LiMnMO(ただし、MはFe、Co、Ni、Cu、Znからなる群より選ばれる少なくとも1種の金属を示す)、銅−リチウム酸化物(LiCuO)、鉄−リチウム酸化物(LiFe)、LiFePO、LiV、V、Cu等のバナジウム酸化物、ジスルフィド化合物、Fe(MoOが挙げられる。 As the positive electrode active material, for example, lithium cobaltate (LiCoO 2 ), lithium nickelate (LiNiO 2 ), layered lithium manganate (LiMnO 2 ), or LiMn x Ni y Co, which is a composite oxide containing a plurality of transition metals. Layered compounds such as z O 2 (x, y and z satisfy the formula x + y + z = 1, 0 ≦ y <1, 0 ≦ z <1, 0 ≦ x <1), and one or more kinds of these compounds Substituted transition metal element, lithium manganate (Li 1 + x Mn 2−x O 4 (where x is a number from 0 to 0.33)), Li 1 + x Mn 2−xy M y O 4 (however, , M includes at least one metal selected from the group consisting of Ni, Co, Cr, Cu, Fe, Al, and Mg, x represents a number from 0 to 0.33, and y is from 0 to 1.0. Number and x and y satisfy the formula of 2-xy> 0), LiMnO 3 , LiMn 2 O 3 , LiMnO 2 , LiMn 2−x M x O 2 (where M is Co, Ni, Fe, Cr, Including at least one metal selected from the group consisting of Zn and Ta, x represents a number of 0.01 to 0.1, Li 2 Mn 3 MO 8 (where M is Fe, Co, Ni, At least one metal selected from the group consisting of Cu and Zn), copper-lithium oxide (Li 2 CuO 2 ), iron-lithium oxide (LiFe 3 O 4 ), LiFePO 4 , LiV 3 O 8 , Examples include vanadium oxides such as V 2 O 5 and Cu 2 V 2 O 7 , disulfide compounds, and Fe 2 (MoO 4 ) 3 .

(導電助剤)
導電助剤としては、例えば、ニッケル、アルミ、銅、銀等の金属及び導電性炭素材料が挙げられる。上記導電性炭素材料としては、例えば、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等のカーボンブラック、黒鉛、カーボンナノファイバー等の炭素繊維が挙げられる。導電助剤としては、特にカーボンブラックが好ましい。なお、導電助剤は含有しなくてもよい。
(Conductive aid)
Examples of the conductive assistant include metals such as nickel, aluminum, copper, and silver, and conductive carbon materials. Examples of the conductive carbon material include carbon blacks such as acetylene black and ketjen black, and carbon fibers such as graphite and carbon nanofibers. As the conductive assistant, carbon black is particularly preferable. In addition, it is not necessary to contain a conductive support agent.

(結着剤)
結着剤としては、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−塩化3フッ化エチレン(CTFE)共重合体〔P(VDF−CTFE)〕、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレンフッ素ゴム、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレンフッ素ゴム〔P(VDF−TFE−HFP)〕、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテルフッ素ゴム等のフッ素系高分子などが好ましい。フッ化ビニリデン系ポリマーとしては、フッ化ビニリデンが50重量%以上、特に70重量%以上であるものが好ましく、特に、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレン(HFP)との共重合体、フッ化ビニリデンと塩化3フッ化エチレンとの共重合体〔P(VDF−CTFE)〕が好ましい。
(Binder)
Examples of the binder include polyvinylidene fluoride (PVDF), vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride-trichloroethylene (CTFE) copolymer [P (VDF-CTFE)], fluoride. Fluorine series such as vinylidene-hexafluoropropylene fluororubber, vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene fluororubber [P (VDF-TFE-HFP)], vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether fluororubber, etc. Polymers are preferred. As the vinylidene fluoride-based polymer, those in which vinylidene fluoride is 50% by weight or more, particularly 70% by weight or more are preferable, and in particular, polyvinylidene fluoride, a copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene (HFP), A copolymer of vinylidene fluoride and ethylene trifluoride chloride [P (VDF-CTFE)] is preferred.

負極集電体22は、導電性の板材であればよく、例えば、アルミ、銅、ニッケル箔の金属薄板を用いることができる。   The negative electrode current collector 22 may be a conductive plate material, and for example, a thin metal plate of aluminum, copper, or nickel foil can be used.

負極活物質としては、例えば、黒鉛、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物の焼成体、メソカーボンマイクロビーズ(MCMB)、炭素繊維などの、リチウムを吸蔵、放出可能な炭素系材料の1種または2種以上の混合物が用いられる。また、Si,Sn、Ge,Bi,Sb、Inなどの元素およびその合金、リチウム含有窒化物、もしくは酸化物などのリチウム金属に近い低電圧で充放電できる化合物、またはリチウム金属やリチウム/アルミニウム合金も負極活物質として用いることができる。そして、これらの負極活物質に導電助剤(カーボンブラックなどの炭素材料など)やPVDFなどの結着剤などを適宜添加した負極合剤を、集電体を芯材として成形体に仕上げることで、集電体表面に負極合剤層を形成することができる。   As the negative electrode active material, for example, lithium, such as graphite, pyrolytic carbons, cokes, glassy carbons, fired organic polymer compounds, mesocarbon microbeads (MCMB), and carbon fibers, can be occluded and released. One kind or a mixture of two or more kinds of carbon-based materials is used. In addition, elements such as Si, Sn, Ge, Bi, Sb, In and alloys thereof, lithium-containing nitrides, oxides and other compounds that can be charged and discharged at a low voltage close to lithium metal, or lithium metals and lithium / aluminum alloys Can also be used as a negative electrode active material. Then, a negative electrode mixture obtained by appropriately adding a conductive additive (carbon material such as carbon black) or a binder such as PVDF to these negative electrode active materials is finished into a molded body using the current collector as a core material. A negative electrode mixture layer can be formed on the current collector surface.

(電解質)
電解質は、積層体30の内部に含有させるものである。電解質としては、特に限定されず、例えば、本実施形態では、リチウム塩を含む電解質溶液(電解質水溶液、有機溶媒を使用する電解質溶液)を使用することができる。ただし、電解質水溶液は電気化学的に分解電圧が低いことにより、充電時の耐用電圧が低く制限されるので、有機溶媒を使用する電解質溶液(非水電解質溶液)であることが好ましい。電解質溶液としては、リチウム塩を非水溶媒(有機溶媒)に溶解したものが好適に使用される。例えば、非水溶媒としては、メチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、プロピオン酸メチル、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、エチレングリコールサルファイト、1,2−ジメトキシエタン、1,3−ジオキソラン、テトラヒドロフラン、2−メチル−テトラヒドロフラン、ジエチルエーテルなどの1種のみからなる有機溶媒、あるいはこれらの2種以上の混合溶媒が挙げられる。
(Electrolytes)
The electrolyte is contained inside the laminate 30. The electrolyte is not particularly limited, and, for example, in the present embodiment, an electrolyte solution containing a lithium salt (electrolyte aqueous solution, electrolyte solution using an organic solvent) can be used. However, the electrolyte aqueous solution is preferably an electrolyte solution (non-aqueous electrolyte solution) using an organic solvent because the electrochemical decomposition voltage is low, and the withstand voltage during charging is limited to a low level. As the electrolyte solution, a lithium salt dissolved in a non-aqueous solvent (organic solvent) is preferably used. For example, as the non-aqueous solvent, methyl carbonate, diethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, methyl propionate, ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, γ-butyrolactone, ethylene glycol sulfite, 1,2-dimethoxyethane, 1,3 -The organic solvent which consists only of 1 type, such as dioxolane, tetrahydrofuran, 2-methyl-tetrahydrofuran, diethyl ether, or these 2 or more types of mixed solvents is mentioned.

リチウム塩としては、例えば、LiClO、LiPF、LiBF、LiAsF、LiSbF、LiCFSO、LiCFCO、Li(SO、LiN(CFSO、LiC(CFSO、LiC2n+1SO(n≧2)、LiN(RfOSO〔ここでRfはフルオロアルキル基〕などから選ばれる少なくとも1種が挙げられる。 Examples of the lithium salt, LiClO 4, LiPF 6, LiBF 4, LiAsF 6, LiSbF 6, LiCF 3 SO 3, LiCF 3 CO 2, Li 2 C 2 F 4 (SO 3) 2, LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , LiC n F 2n + 1 SO 3 (n ≧ 2), LiN (RfOSO 2 ) 2 [where Rf is a fluoroalkyl group] and the like.

リチウム塩の電解液中の濃度としては、0.5〜1.5mol/Lとすることが好ましく、0.9〜1.25mol/Lとすることがより好ましい。   The concentration of the lithium salt in the electrolytic solution is preferably 0.5 to 1.5 mol / L, and more preferably 0.9 to 1.25 mol / L.

更に、非水電解液には、電池の充放電サイクル特性や負荷特性の向上を目的として、ビニレンカーボネートなどの二重結合を有するエステル;プロパンスルトンなどのイオウ含有有機化合物;フルオロベンゼンなどのフッ素含有芳香族化合物:などの添加剤を添加することが好ましい。   In addition, non-aqueous electrolytes include esters with double bonds such as vinylene carbonate; sulfur-containing organic compounds such as propane sultone; fluorine-containing fluorine such as fluorobenzene for the purpose of improving charge / discharge cycle characteristics and load characteristics of the battery. It is preferable to add additives such as aromatic compounds.

なお、本実施形態において、電解質は液状以外にゲル化剤を添加することにより得られるゲル状電解質であってもよい。また、電解質溶液に代えて、固体電解質(固体高分子電解質又はイオン伝導性無機材料からなる電解質)が含有されていてもよい。   In the present embodiment, the electrolyte may be a gel electrolyte obtained by adding a gelling agent in addition to liquid. Further, instead of the electrolyte solution, a solid electrolyte (a solid polymer electrolyte or an electrolyte made of an ion conductive inorganic material) may be contained.

ケース50は、その内部に積層体30及び電解質溶液を密封するものである。ケース50は、電解液の外部への漏出や、外部からの電気化学デバイス100内部への水分等の侵入等を抑止できる物であれば特に限定されない。例えば、ケース50として、図2に示すように、金属箔52を高分子膜54で両側からコーティングした金属ラミネートフィルムを利用できる。金属箔52としては例えばアルミ箔を、高分子膜54としてはポリプロピレン等の膜を利用できる。例えば、外側の高分子膜54の材料としては融点の高い高分子例えばポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリアミド等が好ましく、内側の高分子膜54の材料としてはポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等が好ましい。   The case 50 seals the laminate 30 and the electrolyte solution therein. The case 50 is not particularly limited as long as it can prevent leakage of the electrolytic solution to the outside and entry of moisture and the like into the electrochemical device 100 from the outside. For example, as the case 50, as shown in FIG. 2, a metal laminate film in which a metal foil 52 is coated with a polymer film 54 from both sides can be used. For example, an aluminum foil can be used as the metal foil 52 and a film such as polypropylene can be used as the polymer film 54. For example, the material of the outer polymer film 54 is preferably a polymer having a high melting point such as polyethylene terephthalate (PET) or polyamide, and the material of the inner polymer film 54 is polyethylene (PE) or polypropylene (PP). preferable.

リード60,62は、アルミ等の導電材料から形成されている。   The leads 60 and 62 are made of a conductive material such as aluminum.

ケースの材料には、特に制限はなく、従来公知のリチウムイオン二次電池に採用されている筒形(角筒形や円筒形など)のスチール缶やアルミニウム缶などが挙げられる。また、樹脂フィルムに金属を蒸着したラミネートフィルムを外装体に用いることもできる。   The material of the case is not particularly limited, and examples thereof include a cylindrical steel can (such as a rectangular tube or a cylinder) and an aluminum can that are used in a conventionally known lithium ion secondary battery. In addition, a laminate film obtained by vapor-depositing a metal on a resin film can be used for the exterior body.

以上、本発明のセパレータ、その製造方法、セパレータを用いたリチウムイオン二次電池の一例を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明のセパレータ等は、用途等に応じて適宜設定することができる。   As mentioned above, although the separator of this invention, its manufacturing method, and an example of the lithium ion secondary battery using a separator were demonstrated, this invention is not limited to the said embodiment. The separator etc. of this invention can be suitably set according to a use etc.

例えば、本発明のセパレータは、リチウムイオン二次電池以外の電気化学素子にも用いることができる。電気化学素子としては、金属リチウム二次電池(カソードとして本発明の活物質を用い、アノードに金属リチウムを用いたもの)等のリチウムイオン二次電池以外の二次電池や、リチウムキャパシタ等の電気化学キャパシタ等が挙げられる。これらの電気化学素子は、自走式のマイクロマシン、ICカードなどの電源や、プリント基板上又はプリント基板内に配置される分散電源の用途に使用することが可能である。   For example, the separator of the present invention can be used for electrochemical elements other than lithium ion secondary batteries. Electrochemical elements include secondary batteries other than lithium ion secondary batteries such as metal lithium secondary batteries (those using the active material of the present invention as the cathode and metal lithium as the anode), and electric batteries such as lithium capacitors. Examples include chemical capacitors. These electrochemical elements can be used for power sources such as self-propelled micromachines and IC cards, and distributed power sources arranged on or in a printed circuit board.

(実施例1)
(耐熱樹脂溶液の調製)
ポリアミドイミド溶液(日立化成(株)製HPC−5000−30)50重量%、ポリエチレングリコール(第一工業製薬(株)製PEG4000)15重量%、N−メチル−2−ピロリドン35重量%をハイブリッドミキサーで1h混合した。
Example 1
(Preparation of heat-resistant resin solution)
Hybrid mixer containing 50% by weight of a polyamideimide solution (HPC-5000-30 manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.), 15% by weight of polyethylene glycol (PEG4000 manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), and 35% by weight of N-methyl-2-pyrrolidone For 1 h.

(下塗り液の調製)
ポリエチレングリコール(第一工業製薬(株)製PEG400)70重量%、N−メチル−2−ピロリドン15重量%、水15重量%をハイブリッドミキサーで1h混合した。
(Preparation of undercoat liquid)
70% by weight of polyethylene glycol (PEG 400 manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), 15% by weight of N-methyl-2-pyrrolidone, and 15% by weight of water were mixed for 1 hour with a hybrid mixer.

(多孔質フィルムの準備)
基材となる多孔質フィルムとして、厚み20μmのポリエチレン多孔質フィルム(平均細孔径0.1μm)を用意した。
(Preparation of porous film)
A 20 μm thick polyethylene porous film (average pore diameter of 0.1 μm) was prepared as a porous film serving as a substrate.

(液の塗布)
ポリエチレン多孔質フィルムに対してその裏面側から下塗り液を注入し、ポリエチレン多孔質フィルムの上面に4μmの下塗り液の層を形成した。その後、その下塗り液の層の上に、20μmの耐熱樹脂溶液の層を形成した。
(Application of liquid)
An undercoat liquid was injected into the polyethylene porous film from the back side thereof to form a 4 μm undercoat liquid layer on the upper surface of the polyethylene porous film. Thereafter, a 20 μm heat-resistant resin solution layer was formed on the undercoat layer.

その後、すぐに水浴中で液の層を水洗(温度40℃)すると、ポリアミドイミド樹脂が析出し、黄白濁した膜状物(耐熱樹脂膜)が形成された。耐熱樹脂膜が形成された多孔質膜を5分間湯浴中に浸漬した後、イオン交換水に浸漬し洗浄した。イオン交換水を流しながら12時間以上水洗した後、水中より湿潤した膜状物を取り出し、エアーにより水をふき飛ばした。その後、全体を熱オーブンに入れ60℃で減圧しながら膜状物を乾燥し、厚み20μmのポリエチレン製多孔質フィルムと、その一方の面のみに形成された厚み4μmのポリアミドイミド多孔質膜(耐熱樹脂膜)と、を有するセパレータを得た。   Thereafter, the liquid layer was immediately washed in a water bath (temperature: 40 ° C.) to deposit a polyamideimide resin, and a yellowish cloudy film (heat resistant resin film) was formed. The porous film on which the heat-resistant resin film was formed was immersed in a hot water bath for 5 minutes, and then immersed in ion-exchanged water and washed. After washing with ion exchanged water for 12 hours or more, the wet membrane was taken out of the water, and the water was blown off with air. Then, the whole was put into a heat oven and the membrane was dried while reducing the pressure at 60 ° C., and a polyethylene porous film having a thickness of 20 μm and a polyamideimide porous film having a thickness of 4 μm formed only on one surface (heat resistant) Resin film) was obtained.

(実施例2、3)
形成する下塗り液の層の厚みを、6μm、8μmとする以外は、実施例1と同様とした。得られたポリアミドイミド多孔質膜の厚みは、それぞれ、4、5μmであった。
(Examples 2 and 3)
The thickness of the layer of the undercoat liquid to be formed was the same as that of Example 1 except that the thickness was 6 μm and 8 μm. The thickness of the obtained polyamideimide porous membrane was 4, 5 μm, respectively.

(比較例1)
下塗り液の層を形成しない以外は、実施例1と同様にした。得られたポリアミドイミド多孔質膜の厚みは4μmであった。
(Comparative Example 1)
The same procedure as in Example 1 was performed except that no undercoat liquid layer was formed. The resulting polyamideimide porous membrane had a thickness of 4 μm.

(実施例4)
下塗り層を両面に形成し、さらに、耐熱樹脂溶液を両面に形成し、最終的に4.5μmのポリアミドイミド多孔質膜をポリエチレン製多孔質フィルムの両面に得た以外は実施例1と同様にした。
Example 4
An undercoat layer was formed on both sides, a heat resistant resin solution was formed on both sides, and a polyamideimide porous membrane of 4.5 μm was finally obtained on both sides of the polyethylene porous film as in Example 1. did.

(比較例2)
下塗り層を両面とも形成しない以外は実施例4と同様とした。得られたポリアミドイミド多孔質膜の厚みはそれぞれ3μmであった。
製造条件、得られた耐熱樹脂膜の膜厚、耐熱樹脂膜のはがれの有無、セパレータの通気度、耐熱樹脂膜のはがれ試験を表1に示す。
(Comparative Example 2)
The same procedure as in Example 4 was performed except that neither undercoat layer was formed on both sides. Each of the obtained polyamideimide porous membranes had a thickness of 3 μm.
Table 1 shows the manufacturing conditions, the thickness of the obtained heat-resistant resin film, the presence or absence of peeling of the heat-resistant resin film, the permeability of the separator, and the peel test of the heat-resistant resin film.

(評価)
(1)耐熱樹脂膜の密着性の評価:耐熱樹脂膜が多孔質フィルムからはがれていないか目視により確認した。
(Evaluation)
(1) Evaluation of adhesion of heat resistant resin film: It was visually confirmed whether the heat resistant resin film was peeled off from the porous film.

(2)透気度評価:得られたセパレータから100x100mmの試験片を採取し、JIS L8117に準拠して透気度を測定した。 (2) Air permeability evaluation: A test piece of 100 × 100 mm was collected from the obtained separator, and the air permeability was measured according to JIS L8117.

(3)剥離試験:耐熱樹脂膜面をJIS D0202−1988に準拠して碁盤目テープ剥離試験を行った。セロハンテープ(「CT24」,ニチバン(株)製)を指の腹で耐熱樹脂膜に密着させた後、セロハンテープをセパレータから剥離した。判定は100マスの内、耐熱樹脂膜が剥離しなかったマス目の数、すなわち、非剥離割合で表し、耐熱樹脂膜が1マス全てで剥離した場合を0/100、耐熱樹脂膜が100マス全部で剥離しなかった場合を100/100として表した。また、界面剥離とは、耐熱樹脂膜と多孔質フィルムとの界面から剥離したことを意味し、脆性破壊とは、耐熱樹脂膜と多孔質フィルムの一部とが、多孔質フィルムの残部から剥離して、多孔質フィルムが脆性破壊したことをしめす。 (3) Peel test: A cross-cut tape peel test was performed on the heat-resistant resin film surface in accordance with JIS D0202-1988. Cellophane tape (“CT24”, manufactured by Nichiban Co., Ltd.) was adhered to the heat-resistant resin film with the belly of the finger, and then the cellophane tape was peeled from the separator. Judgment is represented by the number of squares in which the heat-resistant resin film has not peeled out of 100 squares, that is, the non-peeling ratio. The case where it did not peel at all was represented as 100/100. Interfacial peeling means peeling from the interface between the heat-resistant resin film and the porous film, and brittle fracture means peeling of the heat-resistant resin film and a part of the porous film from the remainder of the porous film. This indicates that the porous film has been brittlely broken.

(4)細孔径の測定
図4に、実施例1で得られたセパレータの断面SEM写真を示す。各実施例では、厚み方向の中程で空隙率の境界が確認され、第一領域2aの細孔径Daが、第二領域2bの細孔径Dbよりも大きかった。一方、比較例では、このような境界は見られず、細孔径は厚み方向に均一であった。
セパレータの断面のSEM写真から、耐熱樹脂膜2における多孔質フィルム1との界面を含む幅1μm×厚み1μmの領域(第一領域)を抽出し、二値化し、膜面に対して垂直方向の径を50点取り、平均値を求めて、第一領域2aの平均細孔径とした。また、耐熱樹脂膜2における多孔質フィルム1とは反対側の表面を含む幅1μm×厚み1μmの領域を抽出し、後は同様にして、第二領域2bの平均細孔径とした。
また、実施例1、2、3、4における、ポリアミドイミド多孔質膜の全厚みに占める、細孔径の大きな第一領域2aの割合は、それぞれ、62%、71%、79%、55%程度であった。
(4) Measurement of pore diameter FIG. 4 shows a cross-sectional SEM photograph of the separator obtained in Example 1. In each Example, the boundary of the porosity was confirmed in the middle of the thickness direction, and the pore diameter Da of the first region 2a was larger than the pore diameter Db of the second region 2b. On the other hand, in the comparative example, such a boundary was not seen, and the pore diameter was uniform in the thickness direction.
From the SEM photograph of the cross section of the separator, a region (first region) having a width of 1 μm × thickness of 1 μm including the interface with the porous film 1 in the heat resistant resin film 2 is extracted, binarized, and perpendicular to the film surface. The diameter was taken at 50 points, and the average value was obtained as the average pore diameter of the first region 2a. Moreover, the area | region of width 1 micrometer x thickness 1 micrometer including the surface on the opposite side to the porous film 1 in the heat resistant resin film 2 was extracted, and it was set as the average pore diameter of the 2nd area | region 2b after that similarly.
In Examples 1, 2, 3, and 4, the ratio of the first region 2a having a large pore diameter to the total thickness of the polyamideimide porous membrane is about 62%, 71%, 79%, and 55%, respectively. Met.

(5)電池特性評価:
電池作成
「正極」
正極活物質としてLiMn、導電助剤としてカーボンブラック、結着剤としてP(VDF−CTFE)を準備した。これらを、重量比で正極活物質:導電助剤:結着剤=90:5:5となるように混合した。得られた混合物とNMP(N−メチル−2−ピロリドン)溶媒を、重量比で1:1.3となるように混合して、室温下で分散させカソード用スラリを調製した。得られたカソード用スラリをドクターブレード法により塗膜化して乾燥し、カソードを作製した。
(5) Battery characteristics evaluation:
Battery creation "Positive electrode"
LiMn 2 O 4 as a positive electrode active material, carbon black as a conductive auxiliary agent, and P (VDF-CTFE) as a binder were prepared. These were mixed so that the positive electrode active material: conducting aid: binder = 90: 5: 5 by weight ratio. The obtained mixture and NMP (N-methyl-2-pyrrolidone) solvent were mixed at a weight ratio of 1: 1.3 and dispersed at room temperature to prepare a cathode slurry. The obtained slurry for cathode was formed into a coating film by a doctor blade method and dried to prepare a cathode.

「負極」
負極活物質として易黒鉛化炭素材料、導電助剤としてカーボンブラック、結着剤としてP(VDF−CTFE)を準備した。これらを、重量比で負極活物質:導電助剤:結着剤=90:5:5となるように混合した。得られた混合物とNMP(N−メチル−2−ピロリドン)溶媒を、重量比で1:1となるように混合して、室温下で分散させアノード用スラリを調製した。得られたアノード用スラリをドクターブレード法により塗膜化して乾燥し、アノードを作製した。
"Negative electrode"
An easily graphitizable carbon material was prepared as a negative electrode active material, carbon black was prepared as a conductive additive, and P (VDF-CTFE) was prepared as a binder. These were mixed so that the negative electrode active material: conducting aid: binder = 90: 5: 5 by weight ratio. The obtained mixture and NMP (N-methyl-2-pyrrolidone) solvent were mixed at a weight ratio of 1: 1 and dispersed at room temperature to prepare an anode slurry. The obtained anode slurry was formed into a coating film by the doctor blade method and dried to prepare an anode.

「電解液」
EC(エチレンカーボネート)/DEC(ジエチルカーボネート)=30/70(重量比)である非水溶媒へLiPFを1mol/cmの濃度となるように溶解したものを電解液とした。
"Electrolyte"
An electrolyte was prepared by dissolving LiPF 6 in a non-aqueous solvent with EC (ethylene carbonate) / DEC (diethyl carbonate) = 30/70 (weight ratio) to a concentration of 1 mol / cm 3 .

「電池」
上記の正極(直径14mm)、負極(直径15mm)を、実施例で作製したセパレータ(直径16mm)を介して積層し、電解液と共に容器に封入し、容量が4.2mAhのボタン電池(2032型)を得た。
"battery"
The above positive electrode (diameter 14 mm) and negative electrode (diameter 15 mm) are laminated via the separator (diameter 16 mm) produced in the example, sealed in a container together with the electrolyte, and a button battery (2032 type) having a capacity of 4.2 mAh. )

(5a)セル初期インピーダンス
ソーラートロン社製1260ケミカルインピーダンス・アナライザーにより、電池の初期インピーダンスを測定した。
(5a) Cell initial impedance The initial impedance of the battery was measured with a Solartron 1260 chemical impedance analyzer.

(5b)レート評価
リチウムイオン二次電池を、最高電圧4.2V、電流密度0.068mA/cm、最終電流密度0.034mA/cmの条件で、定電流定電圧充電を行った。その後、最終電圧2.75V、電流密度を0.068、0.136、0.341mA/cmの条件でそれぞれ放電させたときの容量を、0.1C,0.2C,0.5C容量として求めた。容量は、実施例1の0.1Cの放電容量を100として相対値で記載した。
条件及び結果を表1に示す。

(5b) Rate evaluation The lithium ion secondary battery was subjected to constant current and constant voltage charging under conditions of a maximum voltage of 4.2 V, a current density of 0.068 mA / cm 2 , and a final current density of 0.034 mA / cm 2 . After that, the capacity when discharged at the final voltage of 2.75 V and the current density of 0.068, 0.136, and 0.341 mA / cm 2 is 0.1 C, 0.2 C, and 0.5 C capacity, respectively. Asked. The capacity is described as a relative value with the discharge capacity of 0.1 C of Example 1 being 100.
The conditions and results are shown in Table 1.

Claims (4)

多孔質フィルムと、前記多孔質フィルム上に設けられた多孔質の耐熱樹脂膜と、を備え、
前記耐熱樹脂膜における、前記多孔質フィルムとの界面を含む第一領域の平均細孔径は、前記耐熱樹脂膜における、前記第一領域よりも前記界面から離れた第二領域の平均細孔径よりも大きく、
前記第一領域の厚みは、前記耐熱樹脂膜の厚みの55〜79%であるセパレータ。
A porous film, and a porous heat-resistant resin film provided on the porous film,
The average pore diameter of the first region including the interface with the porous film in the heat resistant resin film is larger than the average pore diameter of the second region farther from the interface than the first region in the heat resistant resin film. big,
The thickness of said 1st area | region is a separator which is 55 to 79% of the thickness of the said heat resistant resin film.
前記第一領域の平均細孔径Daと前記第二領域の平均細孔径Dbの比(Da/Db)が2〜30であることを特徴とする請求項1記載のセパレータ。   The separator according to claim 1, wherein the ratio (Da / Db) of the average pore diameter Da of the first region to the average pore diameter Db of the second region is 2-30. 前記第一領域の平均細孔径は、前記多孔質フィルムの平均細孔径よりも大きい請求項1又は2記載のセパレータ。   The separator according to claim 1 or 2, wherein an average pore diameter of the first region is larger than an average pore diameter of the porous film. 前記多孔質フィルムは、熱可塑性樹脂フィルムである請求項1又は2記載のセパレータ。

The separator according to claim 1, wherein the porous film is a thermoplastic resin film.

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