JP2014139903A - Method for manufacturing laminate for storage element and lithium ion battery - Google Patents

Method for manufacturing laminate for storage element and lithium ion battery Download PDF

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雅也 大村
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To manufacture a laminate for a storage element in which a thin separator formed of a cellulose fiber is laminated with an electrode and which is capable of suppressing the separator from being broken or damaged even if the laminate is wound.SOLUTION: A method for manufacturing a laminate for a storage element includes the steps of: forming a coating layer for a separator on an electrode for a storage element by coating a dispersion liquid containing a minute cellulose fiber and an organic solvent (coating step); drying the coating layer for the separator (drying step); and forming a laminate in which the separator is integrated with the electrode by pressurizing the dried coating layer for the separator and the electrode (pressurizing step). An average thickness of the separator may be 10 μm or less. An average fiber diameter of the minute cellulose fiber may be 1 μm or less (especially, 50 to 500 nm). The ratio of an average fiber length to the average fiber diameter may be approx. 3,000 to 20,000. The electrode may be a negative electrode of a lithium ion battery.

Description

本発明は、微小セルロース繊維を含むセパレータと電極とが一体化した蓄電素子用積層体の製造方法及びこの方法で得られた積層体を備えたリチウムイオン電池に関する。   The present invention relates to a method for producing a laminate for a storage element in which a separator containing fine cellulose fibers and an electrode are integrated, and a lithium ion battery including the laminate obtained by this method.

電池、コンデンサ、キャパシタなどの蓄電素子のセパレータには、電解液の透過性(高い空隙性)などの特性が必要とされるが、近年では、電気・電子機器の小型化や長寿命化などにより、電池やキャパシタのセパレータにもさらに高度な性能が要求されている。特に、リチウムイオン電池(リチウムイオン二次電池)は、電子機器や電気自動車の駆動源として広く普及しているが、電池の単位体積当たりの容量を上げるためには、極力薄いセパレータが有効であるため、薄肉化しても内部抵抗を小さくしても強度を保持できるセパレータが必要とされている。   Battery separators such as batteries, capacitors, and capacitors require characteristics such as electrolyte permeability (high porosity). However, in recent years, due to downsizing and longer life of electric and electronic devices, etc. Even higher performance is required for battery and capacitor separators. In particular, lithium ion batteries (lithium ion secondary batteries) are widely used as driving sources for electronic devices and electric vehicles, but a thin separator is effective to increase the capacity per unit volume of the battery. Therefore, there is a need for a separator that can maintain the strength even when the thickness is reduced or the internal resistance is reduced.

リチウムイオン電池は、正及び負の両極と、電解液と、正極との負極の間に介在し、電極の活物質の接触を防止し、その空孔内に電解液を保持するためのセパレータとで形成されている。このようなリチウムイオン電池は、通常、正極と負極とでセパレータを挟み、得られた積層体を捲回してケースに充填し、電解液を注入し、封止することにより製造される。そのため、セパレータには、捲回工程で破断や傷つきなどの不具合を防止するために、一定以上の強度が要求されるため、薄肉化は困難であった。   A lithium ion battery is interposed between both positive and negative electrodes, an electrolyte, and a negative electrode, and a separator for preventing the active material of the electrode from contacting and holding the electrolyte in the pores It is formed with. Such a lithium ion battery is usually manufactured by sandwiching a separator between a positive electrode and a negative electrode, winding the obtained laminate into a case, injecting an electrolyte, and sealing. For this reason, the separator is required to have a certain level of strength in order to prevent problems such as breakage and damage in the winding process, and thus it has been difficult to reduce the thickness.

セパレータとしては、高温で融解して微細孔を閉塞し、イオン導電性を遮断する機能(シャットダウン)を有するオレフィン系微多孔膜が広く普及している。これに対して、近年、地球環境的な要請から、ハイブリッド自動車(HEV)や電気自動車(EV)などの電気自動車の駆動源として急速な普及が予想されており、これらの電気自動車に搭載されるリチウムイオン電池には民生品以上の安全性確保が必要である。しかし、オレフィン系微多孔膜は耐熱性が低く、電気自動車に搭載するにはリスクの高い材料であった。そこで、耐熱性を向上できるセパレータとして、耐熱性に優れ、電気化学的に安定なセルロース繊維の利用が検討されている。   As the separator, an olefin-based microporous membrane having a function (shutdown) that melts at a high temperature to close the fine pores and shuts off the ionic conductivity is widely used. On the other hand, in recent years, due to global environmental demands, rapid spread is expected as a driving source for electric vehicles such as hybrid vehicles (HEV) and electric vehicles (EV), and these are installed in these electric vehicles. Lithium ion batteries must be safer than consumer products. However, olefinic microporous membranes have low heat resistance and are high risk materials for mounting on electric vehicles. Therefore, as a separator capable of improving heat resistance, use of cellulose fibers having excellent heat resistance and electrochemical stability is being studied.

特許第4628764号公報(特許文献1)には、膜厚が5〜50μmであり、空孔率が60〜90%であり、バブルポイント法により得られる最大孔径が0.03〜0.25μmであり、最大繊維太さが1000nm以下であるセルロース繊維からなる蓄電デバイス用セパレータの製造方法として、微細セルロース繊維を水等の分散媒体へ高度に分散させた分散液を抄紙法や塗布法により製膜する方法や、静置培養により得られたバクテリアセルロースのゲルを乾燥させる方法において、乾燥の際に、水又は水が主体の分散媒体に対して、より疎水性の有機溶媒に置換した後に乾燥させる方法により得られるセパレータが開示されている。この文献の実施例では、セパレータは、ホモジナイズ処理したセルロースを抄紙法で製膜した後、濾布から剥離する方法、バクテリアセルロースのゲル状膜を金属製バットに貼り付けて乾燥する方法により製造され、厚み11〜31μmのセパレータが製造されている。   In Japanese Patent No. 4628764 (Patent Document 1), the film thickness is 5 to 50 μm, the porosity is 60 to 90%, and the maximum pore diameter obtained by the bubble point method is 0.03 to 0.25 μm. As a method for producing a separator for an electricity storage device comprising a cellulose fiber having a maximum fiber thickness of 1000 nm or less, a dispersion obtained by highly dispersing fine cellulose fibers in a dispersion medium such as water is formed by a papermaking method or a coating method. And a method of drying a bacterial cellulose gel obtained by stationary culture, in the case of drying, water or a dispersion medium mainly composed of water is substituted with a more hydrophobic organic solvent and then dried. A separator obtained by the method is disclosed. In the examples of this document, the separator is manufactured by a method in which a homogenized cellulose is formed into a film by a papermaking method and then peeled off from a filter cloth, or a method in which a bacterial cellulose gel film is attached to a metal vat and dried. A separator having a thickness of 11 to 31 μm is manufactured.

しかし、セルロースナノファイバーをシート化する際に空隙を確保するためには溶媒置換を行って抄紙をする必要があるが、水系抄紙と比較して溶媒系は絶対的なシート強度が不足している。そのため、セパレータ製造中に破断してしまったり、捲回中にシワや破断の原因となり、使用率が大幅に低下する。さらに、ナノファイバーは坪量を少なくすることで薄型化できることが最大のメリットであるが、薄型化すると強度が低下する。   However, in order to secure voids when making cellulose nanofiber into a sheet, it is necessary to perform paper substitution with solvent substitution, but the solvent system lacks absolute sheet strength compared to aqueous papermaking. . For this reason, it breaks during the manufacture of the separator, or causes wrinkles and breakage during winding, resulting in a significant decrease in usage rate. Furthermore, the greatest advantage of nanofibers is that they can be reduced in thickness by reducing the basis weight, but the strength decreases as the thickness is reduced.

特許第4628764号公報(請求項1、段落[0046]、実施例)Japanese Patent No. 4628764 (Claim 1, paragraph [0046], Example)

従って、本発明の目的は、セルロース繊維で形成され、かつ薄肉のセパレータを電極と積層し、捲回してもセパレータの破断や傷つきを抑制できる蓄電素子用積層体の製造方法及びこの方法で得られた積層体を備えたリチウムイオン電池を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is obtained by a method for producing a laminated body for a storage element, which is formed of cellulose fibers and can suppress the breakage and damage of the separator even when the thin separator is laminated with the electrode and wound. Another object of the present invention is to provide a lithium ion battery including the laminated body.

本発明の他の目的は、電池(特にリチウムイオン電池)の急速放電及び高容量化を実現できる蓄電素子用積層体の製造方法及びこの方法で得られた積層体を備えたリチウムイオン電池を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a method for producing a laminated body for a storage element capable of realizing rapid discharge and high capacity of a battery (particularly a lithium ion battery) and a lithium ion battery provided with the laminated body obtained by this method. There is to do.

本発明のさらに他の目的は、薄肉であるにも拘わらず、均一でピンホールがないセパレータが電極と一体化した蓄電素子用積層体を製造することにある。   Still another object of the present invention is to produce a laminated body for an electricity storage element in which a separator that is thin and has no pinholes is integrated with an electrode even though it is thin.

本発明の別の目的は、高い生産性で、かつ簡便に電極と薄肉のセパレータとが積層した蓄電素子用積層体を製造することにある。   Another object of the present invention is to produce a laminate for an electricity storage device in which electrodes and a thin separator are easily laminated with high productivity.

本発明のさらに別の目的は、耐熱性が高く、かつ電気化学的に安定な蓄電素子用積層体及びその製造方法及びこの方法で得られた積層体を備えたリチウムイオン電池を提供することにある。   Still another object of the present invention is to provide a laminate for a storage element having high heat resistance and electrochemical stability, a method for producing the laminate, and a lithium ion battery including the laminate obtained by this method. is there.

本発明者らは、前記課題を達成するため鋭意検討した結果、蓄電素子用電極の上に、微小セルロース繊維及び有機溶媒を含む分散液をコーティングした後、乾燥し、加圧することにより、セルロース繊維で形成され、かつ薄肉のセパレータを電極と積層し、捲回してもセパレータの破断や傷つきを抑制できることを見出し、本発明を完成した。   As a result of intensive studies to achieve the above-mentioned problems, the present inventors have coated a dispersion containing fine cellulose fibers and an organic solvent on an electrode for a storage element, and then dried and pressurized cellulose fibers. The present invention has been completed by finding that even when a thin separator formed by 1 is laminated with an electrode and wound, the separator can be prevented from being broken or damaged.

すなわち、本発明の蓄電素子用積層体の製造方法は、蓄電素子用電極の上に、微小セルロース繊維及び有機溶媒を含む分散液をコーティングしてセパレータ用塗布層を形成するコーティング工程、前記セパレータ用塗布層を乾燥する乾燥工程、乾燥後のセパレータ用塗布層と前記電極とを加圧してセパレータと前記電極とが一体化した積層体を形成する加圧工程を含む。前記セパレータの平均厚みは10μm以下であってもよい。前記微小セルロース繊維の平均繊維径は1μm以下(特に50〜500nm)であってもよく、平均繊維径に対する平均繊維長の比は3000〜20000程度であってもよい。本発明の製造方法は、加圧工程で加熱してもよい。前記分散液は、植物由来の原料セルロース繊維を水に分散させて分散液を調製する分散液調製工程、前記分散液をミクロフィブリル化するミクロフィブリル化工程、ミクロフィブリル化された微小セルロース繊維の水分散液を有機溶媒で置換する置換工程を経て得られる分散液であってもよい。前記有機溶媒はC1−4アルカノールであってもよい。前記分散液中における微小セルロース繊維の濃度は0.01〜10重量%であってもよい。前記電極はリチウムイオン電池の負極であってもよい。 That is, the method for producing a laminated body for a storage element according to the present invention comprises a coating step of coating a dispersion containing fine cellulose fibers and an organic solvent on a storage element electrode to form a separator coating layer. A drying step of drying the coating layer and a pressing step of pressing the separator coating layer after drying and the electrode to form a laminate in which the separator and the electrode are integrated are included. The average thickness of the separator may be 10 μm or less. The average fiber diameter of the fine cellulose fibers may be 1 μm or less (particularly 50 to 500 nm), and the ratio of the average fiber length to the average fiber diameter may be about 3000 to 20000. You may heat the manufacturing method of this invention at a pressurization process. The dispersion includes a dispersion preparation step of preparing a dispersion by dispersing plant-derived raw material cellulose fibers in water, a microfibrillation step of microfibrillation of the dispersion, and water of microfibrillated microcellulose fibers. It may be a dispersion obtained through a substitution step of substituting the dispersion with an organic solvent. The organic solvent may be a C 1-4 alkanol. The concentration of the fine cellulose fiber in the dispersion may be 0.01 to 10% by weight. The electrode may be a negative electrode of a lithium ion battery.

本発明には、前記製造方法で得られた蓄電素子用積層体を備えたリチウムイオン電池も含まれる。   The present invention also includes a lithium ion battery provided with the laminate for a storage element obtained by the above manufacturing method.

本発明では、蓄電素子用電極の上に、微小セルロース繊維及び有機溶媒を含む分散液をコーティングした後、乾燥し、加圧するため、セルロース繊維で形成され、かつ薄肉のセパレータを電極と積層し、捲回してもセパレータの破断や傷つきを抑制できる。得られたセパレータは、薄肉でピンホールなどの破損がないため、単位体積当たりに詰め込める活剤の量を増加でき、電池(特にリチウムイオン電池)の急速充放電及び高容量化に貢献できる。   In the present invention, on the electrode for the electricity storage element, after coating a dispersion containing fine cellulose fibers and an organic solvent, drying and pressurizing are performed, and a thin separator formed of cellulose fibers is laminated with the electrode, Even when wound, the separator can be prevented from being broken or damaged. Since the obtained separator is thin and has no damage such as pinholes, it can increase the amount of active agent packed per unit volume, and can contribute to rapid charge / discharge and high capacity of a battery (particularly a lithium ion battery).

また、薄肉であるにも拘わらず、均一でピンホールがないセパレータが電極と一体化した蓄電素子用積層体が得られる。そのため、歩留まりが高く、高い生産性で、かつ簡便に電極と薄肉のセパレータとが積層した蓄電素子用積層体を製造できる。   Moreover, although it is thin, the laminated body for electrical storage elements in which the separator which is uniform and does not have a pinhole was integrated with the electrode is obtained. Therefore, it is possible to manufacture a stacked body for a storage element in which an electrode and a thin separator are easily stacked with a high yield and high productivity.

さらに、セパレータがセルロース繊維で形成されているため、耐熱性が高く、かつ電気化学的に安定な蓄電素子用積層体を製造できる。   Furthermore, since the separator is formed of cellulose fibers, a laminate for a storage element that has high heat resistance and is electrochemically stable can be manufactured.

[蓄電素子用積層体の製造方法]
本発明の蓄電素子用積層体の製造方法は、蓄電素子用電極の上に、微小セルロース繊維及び有機溶媒を含む分散液をコーティングしてセパレータ用塗布層を形成するコーティング工程、前記セパレータ用塗布層を乾燥する乾燥工程、乾燥後のセパレータ用塗布層と前記電極とを加圧してセパレータと前記電極とが一体化した積層体を形成する加圧工程を含む。
[Method for producing laminated body for power storage element]
The method for producing a laminate for an electricity storage device of the present invention comprises a coating step of coating a dispersion containing fine cellulose fibers and an organic solvent on an electrode for an electricity storage device to form a separator application layer, the separator application layer A drying step of drying the separator, and a pressing step of pressurizing the separator coating layer after drying and the electrode to form a laminate in which the separator and the electrode are integrated.

(分散液)
コーティング工程に供される分散液は、微小セルロース繊維及び有機溶媒を含む。
(Dispersion)
The dispersion liquid used for the coating process contains fine cellulose fibers and an organic solvent.

(A)微小セルロース繊維
微小セルロース繊維としては、β−1,4−グルカン構造を有する多糖類である限り、特に制限されず、高等植物由来のセルロース繊維[例えば、木材繊維(針葉樹、広葉樹などの木材パルプなど)、竹繊維、サトウキビ繊維、種子毛繊維(コットンリンター、ボンバックス綿、カポックなど)、ジン皮繊維(例えば、麻、コウゾ、ミツマタなど)、葉繊維(例えば、マニラ麻、ニュージーランド麻など)などの天然セルロース繊維(パルプ繊維)など]、動物由来のセルロース繊維(ホヤセルロースなど)、バクテリア由来のセルロース繊維、化学的に合成されたセルロース繊維[セルロースアセテート(酢酸セルロース)、セルロースプロピオネート、セルロースブチレート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレートなどの有機酸エステル;硝酸セルロース、硫酸セルロース、リン酸セルロースなどの無機酸エステル;硝酸酢酸セルロースなどの混酸エステル;ヒドロキシアルキルセルロース(例えば、ヒドロキシエチルセルロース(HEC)、ヒドロキシプロピルセルロースなど);カルボキシアルキルセルロース(カルボキシメチルセルロース(CMC)、カルボキシエチルセルロースなど);アルキルセルロース(メチルセルロース、エチルセルロースなど);再生セルロース(レーヨン、セロファンなど)などのセルロース誘導体など]などが挙げられる。なお、天然の植物由来のセルロース繊維は、ミクロンオーダーであるため、通常、原料セルロース繊維をミクロフィブリル化することにより得られる。これらの微小セルロース繊維は、単独で又は二種以上組み合わせて使用してもよい。
(A) Fine cellulose fiber The fine cellulose fiber is not particularly limited as long as it is a polysaccharide having a β-1,4-glucan structure. Cellulose fibers derived from higher plants [for example, wood fibers (coniferous trees, hardwood trees, etc. Wood pulp, etc.), bamboo fiber, sugarcane fiber, seed hair fiber (cotton linter, Bombax cotton, Kapok, etc.), gin leather fiber (eg, hemp, Kozo, Mitsumata, etc.), leaf fiber (eg, Manila hemp, New Zealand hemp, etc.) ) Natural cellulose fibers (pulp fibers, etc.), animal-derived cellulose fibers (squirt cellulose, etc.), bacteria-derived cellulose fibers, chemically synthesized cellulose fibers [cellulose acetate (cellulose acetate), cellulose propionate , Cellulose butyrate, cellulose acetate propione Organic acid esters such as cellulose acetate butyrate; inorganic acid esters such as cellulose nitrate, cellulose sulfate and cellulose phosphate; mixed acid esters such as cellulose nitrate acetate; hydroxyalkyl cellulose (eg, hydroxyethyl cellulose (HEC), hydroxypropyl cellulose Carboxyalkyl cellulose (carboxymethyl cellulose (CMC), carboxyethyl cellulose, etc.); alkyl cellulose (methyl cellulose, ethyl cellulose, etc.); cellulose derivatives such as regenerated cellulose (rayon, cellophane, etc.)] and the like. Since natural plant-derived cellulose fibers are on the order of microns, they are usually obtained by microfibrillation of raw material cellulose fibers. These fine cellulose fibers may be used alone or in combination of two or more.

なお、前記微小セルロース繊維は、用途に応じて、α−セルロース含有量の高い高純度セルロース、例えば、α−セルロース含有量70〜100重量%(例えば、95〜100重量%)、好ましくは98〜100重量%程度であってもよい。さらに、本発明では、リグニンやヘミセルロース含量の少ない高純度セルロースを使用することにより、木材繊維や種子毛繊維を使用しても、ナノメータサイズで、かつ均一な繊維径を有する微小セルロース繊維を調製できる。リグニンやヘミセルロース含量の少ないセルロースは、特に、カッパー価(κ価)が30以下(例えば、0〜30)、好ましくは0〜20、さらに好ましくは0〜10(特に0〜5)程度のセルロースであってもよい。なお、カッパー価は、JIS P8211の「パルプ−カッパー価試験方法」に準拠した方法で測定できる。   The fine cellulose fiber is a high-purity cellulose having a high α-cellulose content, for example, an α-cellulose content of 70 to 100% by weight (for example, 95 to 100% by weight), preferably 98 to 90%. It may be about 100% by weight. Furthermore, in the present invention, by using high-purity cellulose with a low content of lignin and hemicellulose, even if wood fibers or seed hair fibers are used, fine cellulose fibers having nanometer size and uniform fiber diameter can be prepared. . Cellulose having a low lignin or hemicellulose content is particularly a cellulose having a kappa number (κ value) of 30 or less (eg, 0 to 30), preferably 0 to 20, more preferably 0 to 10 (particularly 0 to 5). There may be. The kappa number can be measured by a method based on “Pulp-Kappa number test method” of JIS P8211.

これらの微小セルロース繊維のうち、生産性が高く、適度な繊維径及び繊維長を有する点から、植物由来のセルロース繊維、例えば、木材繊維(針葉樹、広葉樹などの木材パルプなど)、種子毛繊維(コットンリンターパルプなど)、ジン皮繊維(麻など)などのパルプ由来の微小セルロース繊維が好ましい。前記パルプは、機械的方法で得られたパルプ(砕木パルプ、リファイナ・グランド・パルプ、サーモメカニカルパルプ、セミケミカルパルプ、ケミグランドパルプなど)、又は化学的方法で得られたパルプ(クラフトパルプ、亜硫酸パルプなど)などであってもよく、必要に応じて、後述するような叩解(予備叩解)処理された叩解繊維(叩解パルプなど)であってもよい。また、微小セルロース繊維は、慣用の精製処理、例えば、脱脂処理などが施された繊維(例えば、脱脂綿など)であってもよい。本発明では、原料繊維同士の絡まりを抑制し、ホモジナイズ処理による効率的なミクロフィブリル化を実現し、均一なナノメータサイズの微小繊維を得る観点から、ネバードライパルプ、すなわち乾燥履歴のないパルプ(乾燥することなく、湿潤状態を保持したパルプ)が特に好ましい。ネバードライパルプは、木材繊維及び/又は種子毛繊維で構成されたパルプであり、かつカッパー価が30以下(特に0〜10程度)のパルプであってもよい。このようなパルプは、木材繊維及び/又は種子毛繊維を塩素で漂白処理することにより調製してもよい。   Among these fine cellulose fibers, from the point of high productivity and having an appropriate fiber diameter and fiber length, plant-derived cellulose fibers such as wood fibers (wood pulp of conifers, hardwoods, etc.), seed hair fibers ( Fine cellulose fibers derived from pulp such as cotton linter pulp) and gin leather fibers (hemp etc.) are preferred. The pulp is a pulp obtained by a mechanical method (eg, groundwood pulp, refiner ground pulp, thermomechanical pulp, semi-chemical pulp, chemiground pulp), or a pulp obtained by a chemical method (craft pulp, sulfite). Pulp or the like), or beating fibers (beating pulp or the like) that have been subjected to beating (preliminary beating) as described below, if necessary. The fine cellulose fiber may be a fiber subjected to a conventional refining treatment such as degreasing (for example, absorbent cotton). In the present invention, from the viewpoint of suppressing the entanglement of raw material fibers, realizing efficient microfibril formation by homogenization treatment, and obtaining uniform nanometer-sized microfibers, never dry pulp, that is, pulp having no drying history (dried) Pulp that retains its wet state without being) is particularly preferred. The never dry pulp is a pulp composed of wood fibers and / or seed hair fibers, and may be a pulp having a copper number of 30 or less (particularly about 0 to 10). Such pulp may be prepared by bleaching wood fibers and / or seed hair fibers with chlorine.

微小セルロース繊維の繊維径は、平均繊維径が1μm以下であればよく、例えば、4〜1000nm(例えば、5〜900nm)程度の範囲から選択できるが、薄肉化しても、透気性と強度とを両立できる点から、平均繊維径は10〜800nm程度であってもよく、例えば、30〜700nm、好ましくは50〜500nm、さらに好ましくは100〜300nm(特に120〜200nm)程度である。   The fiber diameter of the fine cellulose fibers may be an average fiber diameter of 1 μm or less, and can be selected, for example, from a range of about 4 to 1000 nm (for example, 5 to 900 nm). From the standpoint of compatibility, the average fiber diameter may be about 10 to 800 nm, for example, about 30 to 700 nm, preferably about 50 to 500 nm, and more preferably about 100 to 300 nm (particularly about 120 to 200 nm).

なお、本発明において、前記平均繊維径、繊維径分布の標準偏差、最大繊維径は、電子顕微鏡写真に基づいて測定した繊維径(n=20程度)から算出した値である。   In the present invention, the average fiber diameter, the standard deviation of the fiber diameter distribution, and the maximum fiber diameter are values calculated from a fiber diameter (about n = 20) measured based on an electron micrograph.

微小セルロース繊維の平均繊維長は10〜5000μm程度の範囲から選択できるが、不織布の機械的特性を向上できる点から、例えば、100〜3000μm、好ましくは200〜2500μm、さらに好ましくは300〜2000μm(特に500〜1500μm)程度であってもよい。さらに、平均繊維径に対する平均繊維長の比(平均繊維長/平均繊維径)(平均アスペクト比)は300以上であってもよく、例えば、500以上(例えば、500〜50000)、好ましくは1000〜30000、さらに好ましくは3000〜20000(特に5000〜10000)程度である。本発明では、このように、ナノサイズの平均径を有し、かつ大きなアスペクト比を有する微小セルロース繊維を用いることにより、繊維同士が充分に絡み合うためか、薄肉であっても、強度が大きく、捲回してもセパレータの破断や傷つきを抑制できるセパレータが得られる。一方、アスペクト比の大きい微小セルロース繊維は、絡合の程度が大きいため、均一で、かつ薄肉なセパレータを形成するのが困難であるが、後述する条件でコーティングすることにより、均一で、かつ薄肉なセパレータを形成できる。   The average fiber length of the fine cellulose fibers can be selected from a range of about 10 to 5000 μm. From the viewpoint that the mechanical properties of the nonwoven fabric can be improved, for example, 100 to 3000 μm, preferably 200 to 2500 μm, and more preferably 300 to 2000 μm (particularly 500 to 1500 μm). Furthermore, the ratio of the average fiber length to the average fiber diameter (average fiber length / average fiber diameter) (average aspect ratio) may be 300 or more, for example, 500 or more (for example, 500 to 50000), preferably 1000 to It is about 30000, more preferably about 3000-20000 (particularly 5000-10000). In the present invention, as described above, by using micro cellulose fibers having a nano-sized average diameter and a large aspect ratio, the fibers are sufficiently entangled with each other, or even if they are thin, the strength is large. A separator that can suppress the breakage and damage of the separator even when wound is obtained. On the other hand, micro cellulose fibers having a large aspect ratio have a high degree of entanglement, and it is difficult to form a uniform and thin separator. However, by coating under the conditions described later, a uniform and thin wall is obtained. Can be formed.

微小セルロース繊維の横断面形状(繊維の長手方向に垂直な断面形状)は、バクテリアセルロースのような異方形状(扁平形状)であってもよいが、植物由来のセルロース繊維の場合、略等方形状が好ましい。略等方形状としては、例えば、真円形状、正多角形状などであり、略円形状の場合、断面の短径に対する長径の比(平均アスペクト比)は、例えば、1〜2、好ましくは1〜1.5、さらに好ましくは1〜1.3(特に1〜1.2)程度である。   The cross-sectional shape of the fine cellulose fiber (cross-sectional shape perpendicular to the longitudinal direction of the fiber) may be an anisotropic shape (flat shape) such as bacterial cellulose, but is substantially isotropic in the case of plant-derived cellulose fiber. Shape is preferred. Examples of the substantially isotropic shape include a perfect circle shape and a regular polygon shape. In the case of a substantially circular shape, the ratio of the major axis to the minor axis of the cross section (average aspect ratio) is, for example, 1 to 2, preferably 1. It is about -1.5, More preferably, it is about 1-1.3 (especially 1-1.2) grade.

微小セルロース繊維の脱水時間は、API規格の脱水量に関する試験方法に準拠して、0.5重量%濃度の繊維スラリーを用いて測定したとき、例えば、100〜5000秒程度の範囲から選択でき、例えば、100〜3000秒、好ましくは150〜1000秒、さらに好ましくは200〜500秒(特に250〜400秒)程度である。脱水時間が大きいほど、平均繊維長/平均繊維径比の高い繊維形状となり、保水力が高く、少量で機械的特性を向上できるが、大きすぎると、透気性が低下する傾向があり、小さすぎると、強度が低下し、薄肉化が困難となる傾向がある。   The dehydration time of the fine cellulose fibers can be selected from a range of about 100 to 5000 seconds, for example, when measured using a 0.5% by weight concentration fiber slurry in accordance with the test method for dewatering amount of API standard. For example, it is about 100 to 3000 seconds, preferably 150 to 1000 seconds, more preferably about 200 to 500 seconds (especially 250 to 400 seconds). The longer the dehydration time, the higher the average fiber length / average fiber diameter ratio, and the higher the water retention, the better the mechanical properties with a small amount. However, if too large, the air permeability tends to decrease and is too small. And there exists a tendency for intensity | strength to fall and for thickness reduction to become difficult.

微小セルロース繊維の製造方法としては、特に限定されず、慣用の方法、例えば、原料繊維をミクロフィブリル化する方法、バクテリアを用いる方法などを利用できる。これらの方法のうち、原料繊維をミクロフィブリル化する方法が好ましい。ミクロフィブリル化の方法としては、後述するように、分散液の調製方法の過程でミクロフィブリル化する方法であってもよい。   The method for producing the fine cellulose fiber is not particularly limited, and a conventional method, for example, a method for microfibrillating the raw fiber, a method using bacteria, or the like can be used. Among these methods, a method of microfibrating the raw fiber is preferable. The microfibrillation method may be a method of microfibrillation in the course of the dispersion preparation method, as will be described later.

(B)有機溶媒
有機溶媒としては、原料繊維に化学的又は物理的損傷を与えない限り特に制限されず、例えば、アルコール類(メタノール、エタノール、1−プロパノール、イソプロパノールなどC1−4アルカノールなど)、エーテル類(ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテルなどのジC1−4アルキルエーテル、テトラヒドロフランなどの環状エーテル(環状C4−6エーテルなど))、エステル類(酢酸エチルなどアルカン酸エステル)、ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルブチルケトンなどのジC1−5アルキルケトン、シクロヘキサノンなどのC4−10シクロアルカノンなど)、芳香族炭化水素(トルエン、キシレンなど)、ハロゲン系炭化水素類(塩化メチル、トリクロロエチレンなど)などが挙げられる。これらの有機溶媒は、単独で又は二種以上組み合わせて使用してもよい。
(B) Organic solvent The organic solvent is not particularly limited as long as it does not cause chemical or physical damage to the raw fiber. For example, alcohols (C 1-4 alkanols such as methanol, ethanol, 1-propanol, isopropanol, etc.) , Ethers (diC 1-4 alkyl ethers such as diethyl ether and diisopropyl ether, cyclic ethers such as tetrahydrofuran (cyclic C 4-6 ether etc.)), esters (alkanoic acid esters such as ethyl acetate), ketones (acetone , Di- C1-5 alkyl ketones such as methyl ethyl ketone and methyl butyl ketone, C 4-10 cycloalkanones such as cyclohexanone), aromatic hydrocarbons (toluene, xylene, etc.), halogenated hydrocarbons (methyl chloride, trichloroethylene) Etc.) It is. These organic solvents may be used alone or in combination of two or more.

これらの有機溶媒のうち、生産性、コストなどの点から、親水性有機溶媒(エタノールやイソプロパノールなどのC1−4アルカノール、アセトンやメチルエチルケトンなどのジC1−4アルキルケトンなど)が好ましく、水を含む分散液に対する溶媒置換効率に優れる点から、イソプロパノールなどのC1−4アルカノールが特に好ましい。有機溶媒としては、これらの親水性有機溶媒と組み合わせて疎水性有機溶媒を使用してもよいが、水との相溶性(混合性)や環境及び衛生的な面から、実質的に疎水性有機溶媒を使用しないのが好ましい。 Of these organic solvents, hydrophilic organic solvents (C 1-4 alkanols such as ethanol and isopropanol, di-C 1-4 alkyl ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, etc.) are preferable from the viewpoint of productivity and cost, and water. C 1-4 alkanols such as isopropanol are particularly preferred from the standpoint of excellent solvent substitution efficiency with respect to the dispersion liquid containing. As the organic solvent, a hydrophobic organic solvent may be used in combination with these hydrophilic organic solvents. However, in view of compatibility (mixability) with water and environmental and hygienic aspects, the organic solvent is substantially hydrophobic. It is preferred not to use a solvent.

前記分散液中における微小セルロース繊維の濃度は、例えば、0.01〜10重量%、好ましくは0.05〜5重量%、さらに好ましくは0.1〜3重量%(特に0.5〜1重量%)程度であってもよい。微小セルロース繊維の濃度が薄すぎると、強度が高いセパレータを製膜するのが困難となり、厚すぎると、薄肉のセパレータを製膜するのが困難となる。   The concentration of the fine cellulose fibers in the dispersion is, for example, 0.01 to 10% by weight, preferably 0.05 to 5% by weight, more preferably 0.1 to 3% by weight (particularly 0.5 to 1% by weight). %) Degree. If the concentration of the fine cellulose fibers is too thin, it is difficult to form a separator having high strength, and if it is too thick, it is difficult to form a thin separator.

(C)分散液の調製方法
前記分散液は、有機溶媒中に微小セルロース繊維を分散させればよく、特に限定されないが、セルロース繊維の繊維径及び繊維長を制御し易く、かつ均一に分散できる点から、原料セルロース繊維(特に植物由来のセルロース繊維)を溶媒に分散させて分散液を調製する分散液調製工程、前記分散液をミクロフィブリル化するミクロフィブリル化工程を含む製造方法により調製するのが好ましい。
(C) Dispersion Preparation Method The dispersion is not particularly limited as long as fine cellulose fibers are dispersed in an organic solvent, and the fiber diameter and fiber length of the cellulose fibers can be easily controlled and uniformly dispersed. In view of the above, it is prepared by a production method including a dispersion preparation step of preparing a dispersion by dispersing raw material cellulose fibers (especially plant-derived cellulose fibers) in a solvent, and a microfibrillation step of microfibrillation of the dispersion. Is preferred.

(C1)分散液調製工程
分散液調製工程において、原料繊維の平均繊維長は、例えば、0.01〜5mm、好ましくは0.03〜4mm、さらに好ましくは0.06〜3mm(特に、0.1〜2mm)程度であり、通常0.1〜5mm程度である。また、原料繊維の平均繊維径は、0.01〜500μm、好ましくは0.05〜400μm、さらに好ましくは0.1〜300μm(特に0.2〜250μm)程度である。
(C1) Dispersion Preparation Step In the dispersion preparation step, the average fiber length of the raw material fibers is, for example, 0.01 to 5 mm, preferably 0.03 to 4 mm, more preferably 0.06 to 3 mm (especially 0.00. 1 to 2 mm), usually about 0.1 to 5 mm. Moreover, the average fiber diameter of raw material fibers is 0.01-500 micrometers, Preferably it is 0.05-400 micrometers, More preferably, it is about 0.1-300 micrometers (especially 0.2-250 micrometers).

溶媒は、前記有機溶媒であってもよいが、生産性、コストの点から、水が好適であり、必要により、水と親水性有機溶媒(C1−4アルカノール、アセトンなど)との混合溶媒を用いてもよい。 The solvent may be the organic solvent, but water is preferable from the viewpoint of productivity and cost. If necessary, a mixed solvent of water and a hydrophilic organic solvent (C 1-4 alkanol, acetone, etc.). May be used.

ミクロフィブリル化工程に供する原料繊維は、溶媒中に少なくとも共存した状態であればよく、ミクロフィブリル化に先だって、原料繊維を溶媒中に分散(又は懸濁)させてもよい。分散は、例えば、慣用の分散機(超音波分散機、ホモディスパー、スリーワンモーターなど)などを用いて行ってもよい。なお、前記分散機は、機械的撹拌手段(撹拌棒、撹拌子など)を備えていてもよい。   The raw material fiber used for the microfibrillation step may be in a state of coexisting at least in the solvent, and the raw fiber may be dispersed (or suspended) in the solvent prior to microfibrillation. Dispersion may be performed using, for example, a conventional disperser (such as an ultrasonic disperser, a homodisper, or a three-one motor). The disperser may include mechanical stirring means (such as a stirring bar and a stirring bar).

原料繊維の溶媒中における濃度は、例えば、0.01〜20重量%、好ましくは0.05〜10重量%、さらに好ましくは0.1〜5重量%(特に0.5〜3重量%)程度であってもよい。   The concentration of the raw fiber in the solvent is, for example, 0.01 to 20% by weight, preferably 0.05 to 10% by weight, more preferably 0.1 to 5% by weight (particularly 0.5 to 3% by weight). It may be.

(C2)ミクロフィブリル化工程
ミクロフィブリル化工程では、前記分散液を、慣用の方法、例えば、叩解処理、ホモジナイズ処理することなどによりミクロフィブリル化できる。
(C2) Microfibrillation step In the microfibrillation step, the dispersion can be microfibrillated by conventional methods such as beating and homogenization.

叩解処理では、例えば、慣用の叩解機、例えば、ビーター、ジョルダン、コニカルリファイナー、シングルディスクリファイナー、ダブルディスクリファイナーなどを利用できる。   In the beating process, for example, a conventional beating machine such as a beater, a Jordan, a conical refiner, a single disc refiner, a double disc refiner, or the like can be used.

これらのうち、リファイナー処理が好ましく、ディスククリアランスは、例えば、0.1〜0.3mm、好ましくは0.12〜0.28mm、さらに好ましくは0.13〜0.25mm程度であってもよい。ディスクの回転数は、例えば、1,000〜8,000rpm、好ましくは1,300〜6,000rpm、さらに好ましくは1,600〜4,000rpm程度であってもよい。処理回数(パス回数)は、1〜50回、好ましくは5〜40回、さらに好ましくは10〜30回程度であってもよい。   Of these, refiner treatment is preferred, and the disk clearance may be, for example, about 0.1 to 0.3 mm, preferably about 0.12 to 0.28 mm, and more preferably about 0.13 to 0.25 mm. The number of revolutions of the disk may be, for example, about 1,000 to 8,000 rpm, preferably 1,300 to 6,000 rpm, and more preferably about 1,600 to 4,000 rpm. The number of treatments (passes) may be 1 to 50 times, preferably 5 to 40 times, and more preferably about 10 to 30 times.

ホモジナイズ処理では、慣用の均質化装置、例えば、ホモジナイザー(特に高圧ホモジナイザー)を利用できる。なお、必要により、前記分散液を前記方法により叩解処理(予備叩解処理)した後、ホモジナイズ処理してもよい。   In the homogenization treatment, a conventional homogenizer such as a homogenizer (particularly, a high-pressure homogenizer) can be used. If necessary, the dispersion may be subjected to beating treatment (preliminary beating treatment) by the above method and then homogenized.

高圧ホモジナイザーは、内部に狭まった流路(例えば、小径オリフィスなど)を備え、前記分散液を狭まった流路を通過させることにより、圧力を負荷し、容器内壁などの壁面に衝突させることにより、剪断応力又は切断作用を付与するタイプの装置であってもよい。このような高圧ホモジナイザーにおいて、流路を通過させるための圧力(又は高圧ホモジナイザーへ分散液を圧送する圧力)は、例えば、30〜100MPa、好ましくは35〜80MPa、さらに好ましくは40〜70MPa程度であってもよい。パス回数は、例えば、1〜30回、好ましくは2〜20回、さらに好ましくは3〜10回程度であってもよい。   The high-pressure homogenizer has a narrowed flow path (for example, a small-diameter orifice) inside, and by passing the dispersion through the narrowed flow path, pressure is applied and by colliding with the wall surface such as the inner wall of the container, It may be a device of the type that imparts shear stress or cutting action. In such a high-pressure homogenizer, the pressure for passing through the flow path (or the pressure for pumping the dispersion to the high-pressure homogenizer) is, for example, about 30 to 100 MPa, preferably about 35 to 80 MPa, and more preferably about 40 to 70 MPa. May be. For example, the number of passes may be 1 to 30 times, preferably 2 to 20 times, and more preferably about 3 to 10 times.

さらに、ホモジナイズ処理の条件としては、特公昭60−19921号公報、特開2011−26760号公報、特開2012−25833号公報、特開2012−36517号公報、特開2012−36518号公報に記載の方法を利用でき、特に、繊維径100nm以下程度のナノファイバーを製造する場合、特開2011−26760号公報、特開2012−25833号公報、特開2012−36517号公報、特開2012−36518号公報に記載の方法のうち、破砕型ホモバルブシートを備えたホモジナイザーによるホモジナイズ処理を利用してもよい。   Furthermore, the conditions for the homogenization treatment are described in JP-B-60-19921, JP-A-2011-26760, JP-A-2012-25833, JP-A-2012-36517, and JP-A-2012-36518. In particular, when producing nanofibers having a fiber diameter of about 100 nm or less, JP2011-26760A, JP2012-25833A, JP2012-36517A, and JP2012-36518A. Among the methods described in Japanese Patent Publication No. Gazette, a homogenization process using a homogenizer equipped with a crushing type homovalve seat may be used.

(C3)置換工程
分散液調製工程で溶媒として水を用いた場合、分散液は、さらに置換工程を経て調製される。置換工程では、ミクロフィブリル化された微小セルロース繊維の水分散液を前述の有機溶媒で置換する。すなわち、微小セルロース繊維の水分散液に対して、有機溶媒を添加することにより、フィブリル化セルロース繊維の分散媒を水から有機溶媒に置換する。
(C3) Substitution Step When water is used as a solvent in the dispersion preparation step, the dispersion is further prepared through a substitution step. In the replacement step, the aqueous dispersion of microfibrillated microcellulose fibers is replaced with the organic solvent described above. That is, by adding an organic solvent to the aqueous dispersion of fine cellulose fibers, the dispersion medium of the fibrillated cellulose fibers is replaced with water from the organic solvent.

水分散液に含まれる分散媒を水から親水性有機溶媒に置換するためには、水と同量以上の親水性有機溶媒を添加するのが好ましく、親水性有機溶媒の割合は、例えば、水分散液に含まれる水100重量部に対して、100〜3000重量部、好ましくは200〜2000重量部、さらに好ましくは300〜1000重量部(特に400〜800重量部)程度である。親水性有機溶媒の繊維集合体に対する割合は、繊維集合体(固形分)100重量部に対して、例えば、500〜10000重量部、好ましくは1000〜10000重量部、さらに好ましくは2000〜8000重量部程度である。   In order to replace the dispersion medium contained in the aqueous dispersion from water to a hydrophilic organic solvent, it is preferable to add a hydrophilic organic solvent in an amount equal to or greater than that of water. The ratio of the hydrophilic organic solvent is, for example, water The amount is about 100 to 3000 parts by weight, preferably 200 to 2000 parts by weight, more preferably about 300 to 1000 parts by weight (particularly 400 to 800 parts by weight) with respect to 100 parts by weight of water contained in the dispersion. The ratio of the hydrophilic organic solvent to the fiber aggregate is, for example, 500 to 10,000 parts by weight, preferably 1000 to 10,000 parts by weight, and more preferably 2000 to 8000 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the fiber aggregate (solid content). Degree.

本発明では、有機溶媒による置換度合いを向上させるために、有機溶媒による置換を複数回繰り返してもよい。繰り返し回数は、置換効率と簡便性とのバランスから、通常、1〜5回程度であり、好ましくは2〜4回、さらに好ましくは2〜3回程度である。   In the present invention, in order to improve the degree of substitution with an organic solvent, substitution with an organic solvent may be repeated a plurality of times. The number of repetitions is usually about 1 to 5 times, preferably 2 to 4 times, more preferably about 2 to 3 times, from the balance between substitution efficiency and simplicity.

有機溶媒による置換を繰り返す場合には、簡便に置換効率を向上させるために、水を含む有機溶媒の分散液を慣用の脱液方法、例えば、濾過、圧搾、遠心分離などにより脱液するのが好ましい。通常、脱液により、例えば、2〜20倍、好ましくは5〜15倍程度に濃縮した後、さらに有機溶媒を添加する。繰り返す場合の2回目以降の有機溶媒の割合は、例えば、分散液に含まれる溶媒(水及び有機溶媒の合計)100重量部に対して、100〜5000重量部、好ましくは300〜3000重量部、さらに好ましくは400〜2000重量部程度である。有機溶媒の微小セルロース繊維に対する割合は、微小セルロース繊維(固形分)100重量部に対して、例えば、500〜10000重量部、好ましくは1000〜10000重量部、さらに好ましくは2000〜8000重量部程度である。   In the case of repeating replacement with an organic solvent, in order to easily improve the replacement efficiency, the dispersion of the organic solvent containing water may be removed by a conventional liquid removal method, for example, filtration, pressing, centrifugation, or the like. preferable. Usually, after concentrating to about 2 to 20 times, preferably about 5 to 15 times by liquid removal, an organic solvent is further added. The ratio of the organic solvent after the second time in the case of repeating is, for example, 100 to 5000 parts by weight, preferably 300 to 3000 parts by weight, with respect to 100 parts by weight of the solvent (total of water and organic solvent) contained in the dispersion. More preferably, it is about 400 to 2000 parts by weight. The ratio of the organic solvent to the fine cellulose fibers is, for example, 500 to 10,000 parts by weight, preferably 1000 to 10,000 parts by weight, and more preferably about 2000 to 8000 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the fine cellulose fibers (solid content). is there.

本発明では、さらに有機溶媒による置換度を高め、微小セルロース繊維の過度の交絡による凝集を抑制するために、有機溶媒を添加するとともに、機械的剪断力により分散液を撹拌するのが好ましい。機械的剪断力を付与するための手段としては、慣用の手段、例えば、機械的攪拌手段(攪拌棒、攪拌子など)、超音波分散機などが利用できる。   In the present invention, in order to further increase the degree of substitution with an organic solvent and suppress aggregation due to excessive entanglement of the fine cellulose fibers, it is preferable to add the organic solvent and stir the dispersion with mechanical shearing force. As means for applying the mechanical shearing force, conventional means such as mechanical stirring means (stirring bar, stirring bar, etc.), ultrasonic disperser and the like can be used.

これらの撹拌手段のうち、簡便に高い剪断力で撹拌が可能な点から、撹拌子として回転羽根を有する攪拌機が好ましい。撹拌機としては、例えば、ホモミキサー、ホモディスパー、ヘンシェルミキサー、バンバリーミキサー、リボンミキサー、V型ミキサーなどの慣用の攪拌機などが挙げられる。回転羽根の形状は、特に限定されず、例えば、かい形、タービン形、プロペラ形などが利用できる。本発明では、このような撹拌条件とすることにより、繊維集合体を解繊しながら、溶媒を置換できるため、高圧ホモジナイザーで高度にミクロフィブリル化したセルロース繊維であっても、充分に溶媒の置換が可能となる。   Among these stirring means, a stirrer having a rotating blade as a stirrer is preferable because stirring can be easily performed with a high shearing force. Examples of the stirrer include conventional stirrers such as a homomixer, a homodisper, a Henschel mixer, a Banbury mixer, a ribbon mixer, and a V-type mixer. The shape of the rotary blade is not particularly limited, and for example, a paddle shape, a turbine shape, a propeller shape, or the like can be used. In the present invention, by using such a stirring condition, the solvent can be replaced while the fiber assembly is defibrated. Therefore, even when the cellulose fiber is highly microfibrillated with a high-pressure homogenizer, the solvent is sufficiently replaced. Is possible.

なお、分散液には、用途に応じて、慣用の添加剤、例えば、他の繊維、サイズ剤、ワックス、無機充填剤、着色剤、安定化剤(酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤など)、可塑剤、帯電防止剤、難燃剤などを含有していてもよい。特に、他の繊維として、ポリエチレン繊維などの熱可塑性樹脂で形成された合繊繊維を混綿してシャットダウン機能を付与してもよい。   In the dispersion, depending on the application, conventional additives such as other fibers, sizing agents, waxes, inorganic fillers, colorants, stabilizers (antioxidants, heat stabilizers, UV absorbers) Etc.), plasticizers, antistatic agents, flame retardants and the like. In particular, as another fiber, a synthetic fiber formed of a thermoplastic resin such as polyethylene fiber may be blended to give a shutdown function.

(蓄電素子用電極)
蓄電素子用電極としては、正極又は負極を形成する活物質を含んでいれば、特に限定されないが、薄肉化の要求が高いリチウムイオン電池(リチウムイオン二次電池)の電極が好ましい。
(Electrode for storage element)
The electrode for a storage element is not particularly limited as long as it contains an active material that forms a positive electrode or a negative electrode, but an electrode of a lithium ion battery (lithium ion secondary battery) that has a high demand for thinning is preferable.

リチウムイオン電池の電極としては、慣用の電極材を利用できる。正極材としては、例えば、アルミニウム、銅、金、銀などの金属箔で構成された集電体と、リチウム複合酸化物(LiCoO、LiMn、LiNiO、LiFePOなど)で構成された正極活物質とで形成されていてもよい。負極材としては、例えば、アルミニウム、銅、金、銀などの金属箔で構成された集電体と、炭素材(膨張性黒鉛、易黒鉛化性炭素、難黒鉛化性炭素、コークス粉、導電性カーボンブラックなど)で構成された負極活物質とで形成されていてもよい。 A conventional electrode material can be used as an electrode of the lithium ion battery. Examples of the positive electrode material include a current collector made of a metal foil such as aluminum, copper, gold, silver, and a lithium composite oxide (LiCoO 2 , LiMn 2 O 4 , LiNiO 2 , LiFePO 4, etc.). Or a positive electrode active material. Examples of the negative electrode material include a current collector made of a metal foil such as aluminum, copper, gold, and silver, and a carbon material (expandable graphite, graphitizable carbon, non-graphitizable carbon, coke powder, conductive material) May be formed with a negative electrode active material composed of carbon black or the like.

これらのうち、セパレータ用塗布層に含まれる水分(微量の水分)によって電極の活物質の性能を低下させることなく、セパレータを密着できる点から、炭素材で形成された活物質を含む正極及び負極、リン酸鉄リチウムで構成された正極活物質を含む正極などが好ましく、リチウムイオン電池の負極、例えば、天然又は人造黒鉛(特に人造黒鉛)で構成された負極活物質と、バインダー成分(カルボキシメチルセルロース(CMC)など)とで形成された負極材が特に好ましい。   Among these, a positive electrode and a negative electrode containing an active material formed of a carbon material from the viewpoint that the separator can be brought into intimate contact without deteriorating the performance of the active material of the electrode by the moisture (a trace amount of moisture) contained in the separator coating layer. A positive electrode including a positive electrode active material composed of lithium iron phosphate is preferable. A negative electrode of a lithium ion battery, for example, a negative electrode active material composed of natural or artificial graphite (especially artificial graphite) and a binder component (carboxymethylcellulose) (CMC) etc.) is particularly preferable.

(コーティング工程)
コーティング工程において、分散液をコーティングする方法は、慣用のコーティング法、例えば、ロールコーター、エアナイフコーター、ブレードコーター、ロッドコーター、リバースコーター、バーコーター、コンマコーター、ディップ・スクイズコーター、ダイコーター、グラビアコーター、マイクログラビアコーター、シルクスクリーンコーター法、ディップ法、スプレー法、スピナー法などが挙げられる。これらの方法のうち、ブレードコーター、バーコーター法やコンマコーター法などが汎用される。
(Coating process)
In the coating process, the dispersion can be coated by a conventional coating method such as roll coater, air knife coater, blade coater, rod coater, reverse coater, bar coater, comma coater, dip squeeze coater, die coater, gravure coater. , Micro gravure coater, silk screen coater method, dip method, spray method, spinner method and the like. Of these methods, a blade coater, a bar coater method, a comma coater method, and the like are widely used.

本発明では、コーティング工程におけるコーティングの条件を調整することにより、アスペクト比の大きい微小セルロース繊維であっても、薄肉で、かつ均一なセパレータ塗布層を形成できる。   In the present invention, by adjusting the coating conditions in the coating step, a thin and uniform separator coating layer can be formed even for fine cellulose fibers having a large aspect ratio.

具体的には、分散液の濃度(微小セルロース繊維の割合)は0.3〜3重量%程度の範囲に調整するのが好ましく、例えば、0.35〜2.5重量%、好ましくは0.4〜2重量%、さらに好ましくは0.5〜1.5重量%(特に0.6〜1重量%)程度である。分散液の濃度が小さすぎると、ピンホールが発生し易く、大きすぎると、均一化及び薄肉化が困難となる。   Specifically, the concentration of the dispersion (ratio of fine cellulose fibers) is preferably adjusted to a range of about 0.3 to 3% by weight, for example, 0.35 to 2.5% by weight, preferably 0.00. It is about 4 to 2% by weight, more preferably about 0.5 to 1.5% by weight (particularly 0.6 to 1% by weight). If the concentration of the dispersion is too small, pinholes are likely to be generated, and if it is too large, it is difficult to make uniform and thin.

分散液の粘度は500〜10000mPa・s程度の範囲に調整するのが好ましく、例えば、600〜8000mPa・s、好ましくは800〜5000mPa・s(例えば、1000〜3000)、さらに好ましくは1200〜2000mPa・s(特に1300〜1800mPa・s)程度である。粘度が小さすぎると、ピンホールが発生し易く、大きすぎると、均一化及び薄肉化が困難となる。粘度は、B型粘度計を用いて、ロータNo.4を使用し、60rpmの回転数で、25℃における見かけ粘度として測定される値である。   The viscosity of the dispersion is preferably adjusted to a range of about 500 to 10000 mPa · s, for example, 600 to 8000 mPa · s, preferably 800 to 5000 mPa · s (for example, 1000 to 3000), and more preferably 1200 to 2000 mPa · s. s (particularly 1300 to 1800 mPa · s). If the viscosity is too small, pinholes are likely to occur, and if it is too large, it is difficult to make uniform and thin. The viscosity was measured using a B-type viscometer using a rotor No. 4 is a value measured as an apparent viscosity at 25 ° C. at a rotation speed of 60 rpm.

コーティングにおいては、分散液に対して所定の剪断力を負荷しながらコーティングするのが好ましく、例えば、ドクターブレードを用いてクリアランス500μmでコーティングする場合、塗布速度0.15m/秒以上でコーティングするのが好ましく、塗布速度は、例えば、0.18m/秒以上(例えば、0.18〜10m/秒程度)、好ましくは0.2m/秒以上(例えば、0.2〜5m/秒程度)、さらに好ましくは0.25m/秒以上(例えば、0.25〜1m/秒程度)であってもよい。塗布速度が小さすぎると、アスペクト比が大きい微小セルロース繊維の絡合状態を解すことができず、薄肉で、かつ均一なセパレータ塗布層の形成が困難となる。   In coating, it is preferable to coat while applying a predetermined shearing force to the dispersion. For example, when coating with a clearance of 500 μm using a doctor blade, it is preferable to coat at a coating speed of 0.15 m / second or more. Preferably, the coating speed is, for example, 0.18 m / second or more (for example, about 0.18 to 10 m / second), preferably 0.2 m / second or more (for example, about 0.2 to 5 m / second), and more preferably. May be 0.25 m / sec or more (for example, about 0.25 to 1 m / sec). If the coating speed is too low, the entangled state of the fine cellulose fibers having a large aspect ratio cannot be solved, and it is difficult to form a thin and uniform separator coating layer.

さらに、セパレータ用塗布層の厚みの均一性を向上させるために、特開2010−240513号公報に記載のコーティング方法や、特許第4080261号公報に記載のコーティング装置を利用してもよい。   Furthermore, in order to improve the uniformity of the thickness of the separator coating layer, a coating method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-240513 or a coating apparatus described in Japanese Patent No. 4080261 may be used.

(乾燥工程)
コーティングされたセパレータ塗布層は、さらに乾燥工程に供される。乾燥工程では、セパレータ塗布層を構成する分散液から有機溶媒を除去する。
(Drying process)
The coated separator coating layer is further subjected to a drying step. In the drying step, the organic solvent is removed from the dispersion liquid constituting the separator coating layer.

乾燥して有機溶媒を揮発し、乾燥方法は、自然乾燥であってもよいが、生産性などの点から、加熱して乾燥する方法であってもよい。乾燥するための加熱温度としては、例えば、50〜150℃、好ましくは60〜140℃、さらに好ましくは80〜135℃(特に100〜130℃)程度であってもよい。加熱温度は、溶媒を除去する点からは高い方が好ましいが、高すぎると、急激な溶媒の揮発によって、微小繊維が凝集し易く、熱劣化し易い。   The organic solvent is volatilized by drying, and the drying method may be natural drying, but may be a method of heating and drying from the viewpoint of productivity and the like. The heating temperature for drying may be, for example, about 50 to 150 ° C, preferably 60 to 140 ° C, more preferably about 80 to 135 ° C (particularly 100 to 130 ° C). The heating temperature is preferably higher from the viewpoint of removing the solvent, but if it is too high, the microfibers are likely to aggregate due to rapid volatilization of the solvent, and heat degradation is likely to occur.

加熱時間は、例えば、1〜30分、好ましくは2〜20分、さらに好ましくは3〜10分程度であってもよい。   The heating time may be, for example, 1 to 30 minutes, preferably 2 to 20 minutes, and more preferably about 3 to 10 minutes.

乾燥機としては、必要に応じて慣用の乾燥機、例えば、ナウター型乾燥機、棚型乾燥機、加熱ジャケット付き回転式混合機などを利用できる。   As a drier, a conventional drier, for example, a Nauter drier, a shelf drier, a rotary mixer with a heating jacket, or the like can be used as necessary.

(加圧工程)
乾燥されたセパレータ塗布層は、さらに加圧工程に供される。加圧工程では、セパレータが薄肉化され、電極との密着性が向上して、両者が一体化する。
(Pressure process)
The dried separator coating layer is further subjected to a pressing step. In the pressurizing step, the separator is thinned, the adhesion with the electrode is improved, and both are integrated.

加圧工程では、例えば、0.1〜100MPa、好ましくは1〜80MPa、さらに好ましくは10〜50MPa(特に20〜40MPa)程度の圧力でプレス加工してもよい。圧力が低すぎると、薄肉化が困難となり、厚みや密度の均一性も低下し、圧力が高すぎると、密度が高くなりすぎ、透気度が低下し易い。   In the pressurizing step, for example, press working may be performed at a pressure of about 0.1 to 100 MPa, preferably 1 to 80 MPa, more preferably about 10 to 50 MPa (particularly 20 to 40 MPa). If the pressure is too low, it will be difficult to reduce the thickness, and the uniformity of thickness and density will be reduced. If the pressure is too high, the density will be too high and the air permeability will tend to decrease.

加圧工程は、加熱下でプレス加工してもよく、プレス加工における加熱温度は、特に限定されず、例えば、60〜250℃程度の範囲から選択でき、例えば、80〜200℃、好ましくは90〜180℃、さらに好ましくは100〜150℃(特に110〜140℃)程度であってもよい。温度が低すぎると、厚みや密度の均一性が低下し、温度が高すぎると、微小セルロース繊維が熱劣化し易い。   The pressurizing step may be press-worked under heating, and the heating temperature in the press-working is not particularly limited, and can be selected, for example, from the range of about 60 to 250 ° C., for example, 80 to 200 ° C., preferably 90 -180 degreeC, More preferably, about 100-150 degreeC (especially 110-140 degreeC) may be sufficient. If the temperature is too low, the uniformity of thickness and density is lowered, and if the temperature is too high, the microcellulose fibers are likely to be thermally deteriorated.

[蓄電素子用積層体]
本発明の蓄電素子用積層体は、セパレータと蓄電素子用記電極とが一体化しており、前記セパレータを薄肉に形成できる。セパレータの平均厚みは10μm以下であってもよく、例えば、1〜10μm、好ましくは1.5〜8μm、さらに好ましくは2〜5μm(特に2.5〜4μm)程度であってもよい。厚みが薄すぎると、強度が低下し、セパレータ特性も低下する。厚みが厚すぎると、蓄電素子の小型化への対応が困難となる。
[Laminated body for power storage element]
In the laminated body for a storage element of the present invention, the separator and the storage electrode for the storage element are integrated, and the separator can be formed thin. The average thickness of the separator may be 10 μm or less, for example, 1 to 10 μm, preferably 1.5 to 8 μm, and more preferably about 2 to 5 μm (particularly 2.5 to 4 μm). When the thickness is too thin, the strength is lowered and the separator characteristics are also lowered. If the thickness is too thick, it will be difficult to cope with downsizing of the electricity storage element.

セパレータの平均孔径は、例えば、0.001〜0.1μm、好ましくは0.005〜0.08μm、さらに好ましくは0.01〜0.06μm程度である。セパレータの最大孔径は、例えば、0.2μm以下、好ましくは0.15μm以下程度である。孔径が大きすぎると、短絡し易くなる。   The average pore diameter of the separator is, for example, about 0.001 to 0.1 μm, preferably about 0.005 to 0.08 μm, and more preferably about 0.01 to 0.06 μm. The maximum pore diameter of the separator is, for example, about 0.2 μm or less, preferably about 0.15 μm or less. If the hole diameter is too large, short-circuiting easily occurs.

セパレータの坪量は、例えば、0.1〜30g/m、好ましくは1〜10g/m、さらに好ましくは1.5〜5g/m(特に2〜4g/m)程度であってもよい。 The basis weight of the separator is, for example, about 0.1 to 30 g / m 2 , preferably 1 to 10 g / m 2 , and more preferably 1.5 to 5 g / m 2 (particularly 2 to 4 g / m 2 ). Also good.

本発明の蓄電素子用積層体は、セパレータの薄肉化の要求が大きいリチウムイオン電池に適しており、電解液(エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチロラクトン、ジメチルカーボネートなど)と組み合わせてリチウムイオン電池を形成してもよい。   The laminate for an electricity storage device of the present invention is suitable for a lithium ion battery in which the separator is required to be thin, and is combined with an electrolytic solution (ethylene carbonate, propylene carbonate, butyrolactone, dimethyl carbonate, etc.) to form a lithium ion battery. May be.

以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。微小セルロース繊維及び実施例及び比較例で得られた不織布(セパレータ)の評価は以下の方法で測定した。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited to these examples. Evaluation of the fine cellulose fiber and the nonwoven fabric (separator) obtained in Examples and Comparative Examples was measured by the following method.

[繊維径]
微小セルロース繊維及び再生セルロース繊維のミクロフィブリル化物について50000倍の走査型電子顕微鏡(SEM)写真を撮影し、撮影した写真上において、写真を横切る任意の位置に2本の線を引き、線と交差する全ての繊維径をカウントして平均繊維径(n=20以上)を算出した。線の引き方は、線と交差する繊維の数が20以上となれば、特に限定されない。
[Fiber diameter]
Take a 50000x scanning electron microscope (SEM) photo of microfibrillated microfiber and regenerated cellulose fiber, draw two lines at any position across the photo, and cross the line. The average fiber diameter (n = 20 or more) was calculated by counting all the fiber diameters. The method of drawing a line is not particularly limited as long as the number of fibers crossing the line is 20 or more.

[繊維長]
繊維長は、繊維長測定器(カヤーニ社製「FS−200」)を用いて測定した。
[Fiber length]
The fiber length was measured using a fiber length measuring device (“FS-200” manufactured by Kajaani).

[セパレータの平均厚み]
JIS L1085に準拠し、厚み測定器((株)尾崎製作所製「FFA−12」、測定子16mmφ)を用いて、シートの任意の箇所10点を測定し、その平均値を求めた。なお、セパレータ単体の厚みを測定することができないため、あらかじめ電極の平均厚みを測定しておいてから、全体の厚みから電極の厚みを差し引いた値をセパレータの厚みとした。
[Average thickness of separator]
In accordance with JIS L1085, using a thickness measuring instrument (“FFA-12” manufactured by Ozaki Mfg. Co., Ltd., measuring element 16 mmφ), 10 arbitrary points on the sheet were measured, and the average value was obtained. Since the thickness of the separator alone cannot be measured, the average thickness of the electrode was measured in advance, and the value obtained by subtracting the thickness of the electrode from the total thickness was taken as the thickness of the separator.

[脱水時間]
実施例及び比較例で調整したスラリーをAPI規格の脱水量に関する試験方法に準拠して脱水時間を測定した。すなわち、微小繊維を固形分で4gとし、0.5重量%スラリー400gを調製した。このスラリーを直径76.2mm、高さ127.0mmの金属容器に投入し、0.7MPaの圧力を負荷し、スラリー内の保有水のうち、200mlが脱液されるまでの時間を測定した。
[Dehydration time]
The slurry prepared in Examples and Comparative Examples was measured for dehydration time in accordance with a test method for dewatering amount of API standard. That is, 400 g of a 0.5 wt% slurry was prepared by setting the fine fibers to 4 g in solid content. This slurry was put into a metal container having a diameter of 76.2 mm and a height of 127.0 mm, a pressure of 0.7 MPa was applied, and the time until 200 ml of the retained water in the slurry was drained was measured.

[透気度]
ガーレー式デンソメータ((株)東洋精機製「型式G−B2C」)を用いて、JIS P8117に準拠して、100mlの空気の透過時間(単位:秒/100ml)の測定を室温で行った。透気度は、膜の種々な位置について5点の測定を行なって、その平均値とした。
[Air permeability]
Using a Gurley type densometer (“Model G-B2C” manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.), the permeation time (unit: second / 100 ml) of 100 ml of air was measured at room temperature in accordance with JIS P8117. The air permeability was an average value obtained by measuring five points at various positions of the membrane.

[引張強度]
JIS P8113に準じて、実施例及び比較例で得られたセパレータを幅15mm、長さ250mmの短冊状に裁断してサンプルとし、可変速引張試験機((株)東洋精機製作所製)により、チャック間隔100mm、引張速度20mm/分で、引張強度を測定した。引張強度の測定は、長さ方向(又は縦方向)について行った。
[Tensile strength]
According to JIS P8113, the separators obtained in the examples and comparative examples were cut into strips having a width of 15 mm and a length of 250 mm to obtain samples, which were then chucked by a variable speed tensile tester (manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.). The tensile strength was measured at an interval of 100 mm and a tensile speed of 20 mm / min. The tensile strength was measured in the length direction (or longitudinal direction).

(負極電極の作成)
負極活剤として、カーボン粒子(日立化成(株)製、「MAG−D」、平均粒径D50約21.3μm)98重量部、バインダー[(株)ダイセル製「CMC1190」の400メッシュパス品(粒径38μm以下)]1重量部、SBRラテックス(JSR(株)製「TRD−2001」、固形分48.5%)1重量部、水100重量部をホモディスパー(特殊機化工業(株)製「モデルL」)を用いて3000rpmで5分間攪拌し、次いでミキサー[(株)シンキー製「あわとり練太郎(真空タイプ、ARV−310)」]を用いて10分間混練及び脱泡を行い、負極ペーストを得た。得られた負極ペーストを厚み10μmの銅箔にアプリケータを用いて10ミルで塗布・乾燥し、負極電極を得た。
(Creation of negative electrode)
As a negative electrode active agent, carbon particles (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., “MAG-D”, average particle diameter D50 approximately 21.3 μm) 98 parts by weight, binder [400 cm pass product of “CMC1190” manufactured by Daicel Corporation ( 1 part by weight, 1 part by weight of SBR latex (“TRD-2001” manufactured by JSR Corporation, solid content 48.5%), and 100 parts by weight of water are homodispers (special machine industry Co., Ltd.) Using “Model L”) for 5 minutes at 3000 rpm, and then kneading and defoaming for 10 minutes using a mixer [Shinky Corporation “Awatori Netaro (vacuum type, ARV-310)”] A negative electrode paste was obtained. The obtained negative electrode paste was applied to a 10 μm thick copper foil with an applicator at 10 mil and dried to obtain a negative electrode.

実施例1
フィリピン産麻パルプ(アリンデコ社製、S2グレード)の2%スラリー100kgを作製し、ダブルディスクリファイナー(長谷川鉄工(株)製、SUPERFIBRATER400−TFS)を用いて、クリアランス0.15mm、ディスク回転数1750rpmとして20回粗解砕を行った。次いで、ホモジナイザ(ゴーリン社製、15M8AT)を用い、50MPaで3回処理を行った。得られた微小セルロース繊維の平均繊維長は1.1mm、平均繊維径は0.15μm、アスペクト比7333であった。
Example 1
A 100% 2% slurry of Philippine hemp pulp (manufactured by Alindeco, S2 grade) was prepared, and a double disk refiner (manufactured by Hasegawa Tekko Co., Ltd., SUPERFIBRATER400-TFS) was used with a clearance of 0.15 mm and a disk rotation speed of 1750 rpm. Rough cracking was performed 20 times. Subsequently, the treatment was performed 3 times at 50 MPa using a homogenizer (manufactured by Gorin, 15M8AT). The obtained fine cellulose fibers had an average fiber length of 1.1 mm, an average fiber diameter of 0.15 μm, and an aspect ratio of 7333.

微小セルロース繊維を含む分散液を脱液し、固形分を10重量%に調整した。得られた固形分10重量%の分散体100重量部に対し、イソプロパノール990重量部を添加し(固形分を1重量%に調整し)、ホモディスパー(特殊機化工業(株)製、モデルL)で4000rpm、20分間撹拌して分散した。さらに、同量のイソプロパノールを添加し、同様に攪拌し、微小セルロース繊維の0.7%スラリーを得た。粘度は1530mPa・sであった。   The dispersion containing fine cellulose fibers was drained and the solid content was adjusted to 10% by weight. 990 parts by weight of isopropanol is added to 100 parts by weight of the dispersion having a solid content of 10% by weight (the solid content is adjusted to 1% by weight), and homodisper (manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd., Model L) ) At 4000 rpm for 20 minutes and dispersed. Further, the same amount of isopropanol was added and stirred in the same manner to obtain a 0.7% slurry of fine cellulose fibers. The viscosity was 1530 mPa · s.

得られたスラリーをドクターブレードを用いて、クリアランス500μm、塗布速度0.3m/秒で負極電極上にウェット厚み500μm(坪量2.8g/m相当)でコーティングを行い、120℃で4分乾燥させた。 Using a doctor blade, the obtained slurry was coated on the negative electrode with a clearance of 500 μm and a coating speed of 0.3 m / second with a wet thickness of 500 μm (corresponding to a basis weight of 2.8 g / m 2 ), and at 120 ° C. for 4 minutes. Dried.

負極電極上には、厚み5μmの均一な膜が形成された。さらに100℃×30MPa×3分プレスを行った。セパレータの平均厚みは3μmであった。目視でセパレータの概観を確認したが、ピンホールや繊維の塊状物は見当たらず、一様に均一であった。   A uniform film having a thickness of 5 μm was formed on the negative electrode. Further, pressing was performed at 100 ° C. × 30 MPa × 3 minutes. The average thickness of the separator was 3 μm. The appearance of the separator was visually confirmed, but no pinholes or fiber lump was found, and the separator was uniformly uniform.

セパレータが塗布された負極の上に正極(パイオトレック社製、アルミ箔の上にコバルト酸リチウムを含む正極活物質で形成された層を備えた正極材、容量1.5mAh/cm)を重ねて5Nのテンションを掛けて10cmの長さを手作業で捲いた。特に問題なく捲回することができた。 A positive electrode (manufactured by Piotrec Co., Ltd., a positive electrode material having a layer formed of a positive electrode active material containing lithium cobaltate on an aluminum foil, a capacity of 1.5 mAh / cm 2 ) is stacked on the negative electrode coated with the separator. Then, a length of 10 cm was applied manually with a 5N tension. I was able to wind without any problems.

実施例2
微小セルロース繊維のスラリーをコーティングする工程において、塗布速度を1m/秒とする以外は実施例1と同様にして、厚み5μmの均一な膜を形成した。プレス後のセパレータの平均厚みは3μmであった。目視でセパレータの概観を確認したが、ピンホールや繊維の塊状物は見当たらず、一様に均一であった。
Example 2
In the step of coating the slurry of fine cellulose fibers, a uniform film having a thickness of 5 μm was formed in the same manner as in Example 1 except that the coating speed was 1 m / second. The average thickness of the separator after pressing was 3 μm. The appearance of the separator was visually confirmed, but no pinholes or fiber lump was found, and the separator was uniformly uniform.

実施例3
フィリピン産麻パルプの代わりに、溶解パルプを用いて、特開2011−26760号公報の実施例3に記載された方法で、微小セルロース繊維(セルロースナノファイバー)を製造した。得られた微小セルロース繊維の平均繊維長は231μm、平均繊維径は93nm、アスペクト比2473であった。
Example 3
Instead of Philippine hemp pulp, fine cellulose fibers (cellulose nanofibers) were produced by using the dissolving pulp by the method described in Example 3 of JP 2011-26760 A. The obtained fine cellulose fibers had an average fiber length of 231 μm, an average fiber diameter of 93 nm, and an aspect ratio of 2473.

この微小セルロース繊維を用いて、実施例1と同様の方法で、脱液及び溶媒置換した後、得られた/ラリーをコーティングして、厚み4μm均一な膜を形成した。プレス後のセパレータの平均厚みは2μmであった。目視でセパレータの概観を確認したが、ピンホールや繊維の塊状物は見当たらず、一様に均一であった。   Using this fine cellulose fiber, after removing the liquid and replacing the solvent in the same manner as in Example 1, the obtained / rally was coated to form a film having a uniform thickness of 4 μm. The average thickness of the separator after pressing was 2 μm. The appearance of the separator was visually confirmed, but no pinholes or fiber lump was found, and the separator was uniformly uniform.

比較例1
実施例1の微小セルロース繊維及びイソプロパノールを含む0.7%スラリーを固形分で坪量2.8g/m相当になるようにろ紙(No.5C)を用い、角型抄紙マシン(東洋精機製作所(株)製「標準角型マシン」)で抄紙を行い、脱液後、ろ紙(No.5C)で挟み120℃で30分乾燥させた。坪量が低いために抄紙ムラが生じた。かろうじて抄紙できた部分の引張強度を測定すると、2.3N/15mmであった。正極、セパレータ、負極を5Nのテンションを掛けて10cmの長さを手作業で捲いたとき、セパレータの破断が起こった。目視でセパレータの概観を確認したところ、繊維が凝集した塊状物が多数あった。
Comparative Example 1
A square paper machine (Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.) was used with a filter paper (No. 5C) so that the 0.7% slurry containing the fine cellulose fibers and isopropanol of Example 1 corresponded to a basis weight of 2.8 g / m 2 in terms of solid content. The paper was made with “Standard Square Machine” manufactured by Co., Ltd., and after removing the liquid, sandwiched with filter paper (No. 5C) and dried at 120 ° C. for 30 minutes. Papermaking unevenness occurred due to the low basis weight. The tensile strength of the portion that was barely made was measured and found to be 2.3 N / 15 mm. When the positive electrode, the separator, and the negative electrode were applied with a tension of 5 N and a length of 10 cm was manually handed, the separator broke. When the appearance of the separator was visually confirmed, there were many aggregates in which the fibers were aggregated.

本発明の蓄電素子用積層体は、電池(リチウム電池、リチウム二次電池、燃料電池、アルカリ二次電池、ニッケル水素二次電池、ニッケル−カドミウム電池、鉛蓄電池など)、コンデンサ、キャパシタなどの蓄電素子のセパレータ及び電極が一体化した積層体、特に、電気自動車(EV)の駆動源や定置用蓄電システムなどに利用されるリチウムイオン電池(リチウムイオン二次電池)の積層体に有用である。   The laminated body for an electricity storage device of the present invention is an electricity storage device such as a battery (a lithium battery, a lithium secondary battery, a fuel battery, an alkaline secondary battery, a nickel hydride secondary battery, a nickel-cadmium battery, a lead storage battery, etc.), a capacitor, a capacitor, etc. It is useful for a laminate in which an element separator and an electrode are integrated, particularly for a laminate of a lithium ion battery (lithium ion secondary battery) used for a drive source of an electric vehicle (EV), a stationary power storage system, or the like.

Claims (9)

蓄電素子用電極の上に、微小セルロース繊維及び有機溶媒を含む分散液をコーティングしてセパレータ用塗布層を形成するコーティング工程、前記セパレータ用塗布層を乾燥する乾燥工程、乾燥後のセパレータ用塗布層と前記電極とを加圧してセパレータと前記電極とが一体化した積層体を形成する加圧工程を含む蓄電素子用積層体の製造方法。   A coating process for forming a separator coating layer by coating a dispersion containing fine cellulose fibers and an organic solvent on an electrode for a storage element, a drying process for drying the separator coating layer, and a separator coating layer after drying And the electrode are pressed to form a laminated body in which the separator and the electrode are integrated, and a method for manufacturing a laminated body for a storage element including a pressing step. セパレータの平均厚みが10μm以下である請求項1記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 1, wherein the separator has an average thickness of 10 μm or less. 微小セルロース繊維の平均繊維径が1μm以下である請求項1又は2記載の製造方法。   The production method according to claim 1 or 2, wherein the average fiber diameter of the fine cellulose fibers is 1 µm or less. 微小セルロース繊維の平均繊維径が50〜500nmであり、平均繊維径に対する平均繊維長の比が3000〜20000である請求項1〜3のいずれかに記載の製造方法。   The production method according to any one of claims 1 to 3, wherein the average fiber diameter of the fine cellulose fibers is 50 to 500 nm, and the ratio of the average fiber length to the average fiber diameter is 3000 to 20000. 加圧工程で加熱する請求項1〜4のいずれかに記載の製造方法。   The manufacturing method in any one of Claims 1-4 heated by a pressurization process. 分散液が、植物由来の原料セルロース繊維を水に分散させて分散液を調製する分散液調製工程、前記分散液をミクロフィブリル化するミクロフィブリル化工程、ミクロフィブリル化された微小セルロース繊維の水分散液を有機溶媒で置換する置換工程を経て得られる請求項1〜5のいずれかに記載の製造方法。   The dispersion is a dispersion preparation step for preparing a dispersion by dispersing plant-derived raw material cellulose fibers in water, a microfibrillation step for microfibrillation of the dispersion, and water dispersion of microfibrillated microcellulose fibers. The manufacturing method in any one of Claims 1-5 obtained through the substitution process which substitutes a liquid with an organic solvent. 有機溶媒がC1−4アルカノールであり、分散液中における微小セルロース繊維の濃度が0.01〜10重量%である請求項1〜6のいずれかに記載の製造方法。 The production method according to any one of claims 1 to 6, wherein the organic solvent is C1-4 alkanol, and the concentration of the fine cellulose fibers in the dispersion is 0.01 to 10% by weight. 電極がリチウムイオン電池の負極である請求項1〜7のいずれかに記載の製造方法。   The production method according to claim 1, wherein the electrode is a negative electrode of a lithium ion battery. 請求項1〜8のいずれかに記載の製造方法で得られた蓄電素子用積層体を備えたリチウムイオン電池。   The lithium ion battery provided with the laminated body for electrical storage elements obtained with the manufacturing method in any one of Claims 1-8.
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