JP2014235835A - Multilayer separator and battery - Google Patents

Multilayer separator and battery Download PDF

Info

Publication number
JP2014235835A
JP2014235835A JP2013115604A JP2013115604A JP2014235835A JP 2014235835 A JP2014235835 A JP 2014235835A JP 2013115604 A JP2013115604 A JP 2013115604A JP 2013115604 A JP2013115604 A JP 2013115604A JP 2014235835 A JP2014235835 A JP 2014235835A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
porous membrane
porous film
separator
porous
active material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2013115604A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
洋 苅宿
Hiroshi Kariyado
洋 苅宿
孝将 南
Takamasa Minami
孝将 南
倫明 里見
Tomoaki Satomi
倫明 里見
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TDK Corp filed Critical TDK Corp
Priority to JP2013115604A priority Critical patent/JP2014235835A/en
Publication of JP2014235835A publication Critical patent/JP2014235835A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)
  • Cell Separators (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a separator minimizing curl at an end part during coating, in a wet type separator process in which a porous membrane is layered on another porous membrane.SOLUTION: A multilayer separator includes: a first porous membrane which comprises a laminate of a porous membrane and is a resin base material; and a second porous membrane which comprises a material having a higher heatproof temperature. An end part of the second porous membrane has a thinner thickness than a central part.

Description

本発明は多層セパレータ及び電池に関する。   The present invention relates to a multilayer separator and a battery.

近年、携帯端末やラップトップPC等の小型化、高性能化が進むにつれ、その電源となる二次電池も小型化、高容量化、高エネルギー密度化が求められてきた。リチウムイオン二次電池(以下、「電池」ということがある。)は金属リチウムの酸化還元電位が最も卑であり、また最も軽い金属であるため、従来の電池と比較して電池の小型化、高容量化、高エネルギー密度化が可能である。そのため、リチウムイオン二次電池は広く普及しており、今後も車載用電源等、需要増大が見込まれている。   In recent years, as mobile terminals and laptop PCs have become smaller and higher in performance, secondary batteries serving as power sources have been required to be smaller, have higher capacity, and have higher energy density. Lithium-ion secondary batteries (hereinafter sometimes referred to as “batteries”) have the lowest redox potential of metallic lithium and the lightest metal, so the battery size is reduced compared to conventional batteries. High capacity and high energy density are possible. For this reason, lithium ion secondary batteries are widely used, and demand for automotive power supplies is expected to increase in the future.

しかし、リチウムイオン二次電池には、その高いエネルギー密度のため、内部短絡などによる発熱の可能性がある。そのため様々な対策がなされているが、その対策の一つとしてセパレータが重要な役割を果たしている。   However, a lithium ion secondary battery may generate heat due to an internal short circuit due to its high energy density. For this reason, various countermeasures have been taken, and separators play an important role as one of the countermeasures.

代表的なセパレータとしては、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン製多孔膜が挙げられる。ポリオレフィン製多孔膜セパレータは安全のため、高温になると孔を閉塞し、電池反応を止めるシャットダウン機能が付与されている。   Typical separators include polyolefin porous membranes such as polyethylene and polypropylene. For safety, the polyolefin porous membrane separator is provided with a shutdown function that closes the pores at high temperatures and stops the battery reaction.

しかし、過充電や短絡等によってポリオレフィン多孔膜セパレータが溶融する温度以上になると、セパレータが形状を保持できなくなり、シャットダウン機能が失われてしまう。そのためさらに大きな内部短絡につながる可能性がある。   However, when the temperature exceeds the temperature at which the polyolefin porous membrane separator melts due to overcharge or short circuit, the separator cannot retain its shape and the shutdown function is lost. This can lead to a larger internal short circuit.

この問題点に対して、これまでに様々な対策が取られている。その中のとして一つ特許文献1のように、高温での形状を維持するために、従来のポリオレフィン製多孔膜上に、耐熱樹脂からなる多孔質膜をコーティングするという方法がある。これによって、異常発熱時に、ポリオレフィン層が溶融した後でも、耐熱樹脂層が形状を維持し、二次的な短絡を抑制できることが見出されている。   Various measures have been taken for this problem. As one of them, there is a method of coating a porous film made of a heat-resistant resin on a conventional polyolefin porous film in order to maintain a shape at a high temperature as in Patent Document 1. As a result, it has been found that the heat-resistant resin layer can maintain its shape and suppress secondary short-circuiting even after the polyolefin layer melts during abnormal heat generation.

特許文献1のような多孔質膜を形成するための一般的な手法として、溶融押出し法、相分離法、溶媒キャスト法などが挙げられる。しかし、これらの方法でポリオレフィン層の片面に耐熱樹脂層をコーティングした場合、耐熱樹脂層を貧溶媒中で凝固させる過程で、耐熱樹脂層に収縮応力が生じ、端部を起点としてカールが発生する可能性がある。そして、このカールに起因して、セパレータのハンドリング性が低下し、また電池の組み立て時に支障が生じる可能性がある。   As a general method for forming a porous membrane as in Patent Document 1, there are a melt extrusion method, a phase separation method, a solvent casting method, and the like. However, when a heat-resistant resin layer is coated on one side of the polyolefin layer by these methods, shrinkage stress is generated in the heat-resistant resin layer in the process of solidifying the heat-resistant resin layer in a poor solvent, and curling occurs from the end. there is a possibility. Then, due to this curl, the handling property of the separator is lowered, and there is a possibility that troubles occur when the battery is assembled.

特開2009−70609号公報JP 2009-70609 A

本発明は、カールを発生しにくい多層セパレータ、およびそれを用いた電池の提供を目的とする。   An object of the present invention is to provide a multilayer separator that does not easily curl, and a battery using the same.

上記課題を解決するために、本発明の多層セパレータは、第一の多孔質膜と、第一の多孔質膜上に設けられ、第一の多孔質膜より耐熱温度が高い第二の多孔質膜とを有し、第二の多孔質膜の端部が他の部分よりも薄くなっていることを特徴とする。   In order to solve the above problems, a multilayer separator of the present invention is provided with a first porous membrane and a second porous membrane provided on the first porous membrane and having a heat resistant temperature higher than that of the first porous membrane. And the end portion of the second porous membrane is thinner than the other portions.

第二の多孔質膜の端部が他の部分よりも薄くなるため、端部における応力が小さくなり、端部から生じやすいカールが発生しにくくなる。   Since the end portion of the second porous film is thinner than the other portions, the stress at the end portion is reduced, and curling that tends to occur from the end portion is less likely to occur.

また、第二の多孔質膜の端部における空孔率が、第二の多孔質膜の他の部分の空孔率よりも高くなっていることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the porosity in the edge part of a 2nd porous film is higher than the porosity of the other part of a 2nd porous film.

第二の多孔質膜の端部の空孔率が他の部分よりも高くなることにより、第二の多孔質膜の材料の量が他の部分と比較して少なくなるため、生じる応力が小さくなり、カールがより発生しにくくなる。   Since the porosity of the end portion of the second porous membrane is higher than that of the other portions, the amount of the material of the second porous membrane is smaller than that of the other portions, so that the generated stress is small. And curling is less likely to occur.

第二の多孔質膜の第一の多孔質膜側における空孔は、その反対側における空孔よりも大きいことがさらに好ましい。   More preferably, the pores on the first porous membrane side of the second porous membrane are larger than the pores on the opposite side.

第二の多孔質膜の第一の多孔質膜側の空孔が、その反対側における空孔より大きいことによって、第二の多孔質膜の材料の量が少なくなるため応力が小さくなり、カールがさらに抑制されうる。   Since the pores on the first porous membrane side of the second porous membrane are larger than the pores on the opposite side, the amount of material of the second porous membrane is reduced, resulting in less stress and curling. Can be further suppressed.

本発明によれば、カールを発生しにくい多層セパレータ、及び電池を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the multilayer separator and battery which are hard to generate | occur | produce a curl can be provided.

第1の実施形態の多層セパレータ200の模式断面図である。It is a schematic cross section of multilayer separator 200 of a 1st embodiment. 第2の実施形態の多層セパレータ201の模式断面図である。It is a schematic cross section of the multilayer separator 201 of 2nd Embodiment. 第3の実施形態の多層セパレータ202の模式断面図である。It is a schematic cross section of the multilayer separator 202 of 3rd Embodiment. リチウムイオン二次電池の模式断面図である。It is a schematic cross section of a lithium ion secondary battery.

(多層セパレータ)
本発明の多層セパレータについて、以下、図面を参照しながら好適な実施形態について説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに以下に記載した構成要素は、適宜組み合わせることができる。
(Multilayer separator)
Hereinafter, preferred embodiments of the multilayer separator of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the following embodiment. The constituent elements described below include those that can be easily assumed by those skilled in the art and those that are substantially the same. Furthermore, the constituent elements described below can be appropriately combined.

(第一の実施形態)
図1は、本発明の多層セパレータの一実施形態を示す模式断面図である。前記模式断面図は長手方向に垂直な方向に切った時の断面、つまり幅方向の断面を表した模式図である。これに示すように、本実施形態の多層セパレータ200は、第一の多孔質膜12及び第二の多孔質膜14の2層の多孔質膜が積層された構造を有している。第一の多孔質膜12も、第二の多孔質膜14も、それぞれ多数の空孔を有している(第一の多孔質膜12の空孔については図示せず)。図1の空孔は模式的に示したものであるため、まばらに存在している。しかし、実際には多数の空孔が近接して存在し、空孔同士が接している箇所は、連通した空孔となっている。第二の多孔質膜14は、中央部1はほぼ均一な厚みを有し、端部2が中央部1よりも薄くなっている。さらに、端部2は中央部1側から第二の多孔質膜14の端にかけて徐々に薄くなるよう傾斜を有している。ここでは、端部2は第二の多孔質膜14の断面が直線状に薄くなるよう傾斜を有している。端部2における第二の多孔質膜14の材料の量が少なくなり、応力が小さくなるため、端部2からカールが発生しにくくなる。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of the multilayer separator of the present invention. The schematic cross-sectional view is a schematic view showing a cross section when cut in a direction perpendicular to the longitudinal direction, that is, a cross section in the width direction. As shown in this figure, the multilayer separator 200 of the present embodiment has a structure in which two layers of porous films of a first porous film 12 and a second porous film 14 are laminated. Both the first porous membrane 12 and the second porous membrane 14 each have a large number of pores (the pores of the first porous membrane 12 are not shown). Since the holes in FIG. 1 are schematically shown, they are sparsely present. However, in reality, there are a large number of holes close to each other, and a place where the holes are in contact with each other is a continuous hole. In the second porous membrane 14, the central portion 1 has a substantially uniform thickness, and the end portion 2 is thinner than the central portion 1. Further, the end portion 2 is inclined so as to gradually become thinner from the central portion 1 side to the end of the second porous membrane 14. Here, the end portion 2 has an inclination so that the cross section of the second porous film 14 is thinned linearly. Since the amount of the material of the second porous film 14 at the end 2 is reduced and the stress is reduced, curling is unlikely to occur from the end 2.

本実施形態において、第二の多孔質膜14は耐熱性材料を含有する多孔質膜であり、第一の多孔質膜12はポリオレフィン樹脂を含有する多孔質膜である。   In the present embodiment, the second porous film 14 is a porous film containing a heat resistant material, and the first porous film 12 is a porous film containing a polyolefin resin.

第二の多孔質膜14の材料としては、種々の樹脂材料が挙げられる。電解液や電池反応に対しても安定であり、十分な耐熱性を有しているものであることが好ましい。例としては、ポリアミドイミド、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリフェニレンエーテル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエーテルケトン、ポリエチレンテレフタレート、ポリスルホン、ポリエステル、ポリアクリロニトリルなどが挙げられ、これらの単体もしくは混合物でも構わない。   Examples of the material of the second porous film 14 include various resin materials. It is preferable that it is stable against an electrolytic solution and a battery reaction and has sufficient heat resistance. Examples include polyamideimide, polyamide, polyimide, polycarbonate, polyacetal, polyphenylene ether, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, polyetherketone, polyethylene terephthalate, polysulfone, polyester, polyacrylonitrile, etc. It doesn't matter.

樹脂材料を用いた第二の多孔質膜14の製造方法としては、例えば樹脂材料をその良溶媒に溶かした後、基材上、つまり第一の多孔質膜12上に塗布し、溶媒を除去することによって樹脂層を形成する方法がある。樹脂材料の濃度は耐熱性の面から1wt%以上が好ましく、透気抵抗度の面から30wt%以下が好ましい。より好ましい濃度は5〜20wt%である。溶媒の種類は特に限定されないが耐熱性樹脂がポリアミドイミドのときはN−メチル−2−ピロリドン、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等が用いられる。これらの中では溶解度や粘度の点でN−メチル−2−ピロリドンが特に好ましい。   As a method for producing the second porous film 14 using a resin material, for example, the resin material is dissolved in the good solvent, and then applied onto the substrate, that is, the first porous film 12 to remove the solvent. There is a method of forming a resin layer by doing so. The concentration of the resin material is preferably 1 wt% or more from the viewpoint of heat resistance, and preferably 30 wt% or less from the viewpoint of air permeability resistance. A more preferable concentration is 5 to 20 wt%. The type of the solvent is not particularly limited, but N-methyl-2-pyrrolidone, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, dimethylacetamide and the like are used when the heat resistant resin is polyamideimide. Among these, N-methyl-2-pyrrolidone is particularly preferable in terms of solubility and viscosity.

また、第二の多孔質膜14として前述の樹脂材料の他に、無機材料が挙げられる。無機材料はその形成する層が第一の多孔質膜12に用いられるポリオレフィン多孔質フィルムよりも機械的強度が高く、かつポリオレフィン多孔質フィルムよりも軟化点の高い薄膜を形成できる無機物質であれば特に限定されないが、本発明の多孔質フィルムを電池用のセパレータとして使用した時の電池内での化学的安定性に優れたものが好ましい。このような材料としては、酸化珪素、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化錫、酸化インジウム等が挙げられる。これらうちの一種または二種以上を使用することができる。特に塗工方法で無機層を作製する場合に、その塗工液の安定性が高いという点から、酸化珪素の単体または酸化珪素と他の無機物質の混合物を使用するのが好ましい。   In addition to the resin material described above, an inorganic material can be used as the second porous film 14. As long as the inorganic material is an inorganic substance that can form a thin film having a higher mechanical strength than the polyolefin porous film used for the first porous membrane 12 and a higher softening point than the polyolefin porous film, the inorganic material can be formed. Although it does not specifically limit, the thing excellent in the chemical stability in a battery when using the porous film of this invention as a separator for batteries is preferable. Examples of such materials include silicon oxide, titanium oxide, aluminum oxide, magnesium oxide, tin oxide, and indium oxide. One or more of these can be used. In particular, when an inorganic layer is produced by a coating method, it is preferable to use a single substance of silicon oxide or a mixture of silicon oxide and other inorganic substances from the viewpoint of high stability of the coating solution.

無機材料を用いた第二の多孔質膜14の製造方法は、通常、慣用の流延または塗布方法、例えば、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法などにより行われる。   The production method of the second porous film 14 using an inorganic material is usually a conventional casting or coating method, for example, roll coater, air knife coater, blade coater, rod coater, bar coater, comma coater, gravure coater. , Silk screen coater, die coater, micro gravure coater method and the like.

第二の多孔質膜14の端部2が中央部1よりも薄い形状を形成する方法としては、例えば塗布時に塗布量の制御を行うことによって薄くする方法が挙げられる。塗布時に端部の流量を少なくすることによって端部が薄い形状を形成する。また、通常に塗布した後、直線状のブレードなどを用いて端部の塗料を削り、その後凝固させる方法が挙げられる。   As a method for forming the end portion 2 of the second porous film 14 to be thinner than the center portion 1, for example, a method of reducing the thickness by controlling the coating amount at the time of coating can be mentioned. A shape with a thin end is formed by reducing the flow rate at the end during application. Moreover, after apply | coating normally, the method of shaving off the coating material of an edge part using a linear blade etc., and making it solidify after that is mentioned.

本発明における第一の多孔膜12はポリオレフィンを含有する。ポリオレフィンを含有する第一の多孔質膜12は、公知のものでよく、いかなる製法により製造されたものであってもよい。ポリオレフィンの例としては、低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、二段重合ポリエチレン等挙げられる。高密度ポリエチレンはZiegler−Natta、Cr系、メタロセン系等の触媒を用いて製造されたものを利用することができる。また、他のポリオレフィン樹脂と任意の割合で混合して使用することができる。他のポリオレフィン樹脂とは、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、及び1−オクテン等の重合体が挙げられる。第一の多孔質膜12に使用されるポリオレフィン樹脂は、発熱時の膜孔の良好な閉塞機能を得る観点から、融点が150℃以下であることが好ましい。   The first porous membrane 12 in the present invention contains polyolefin. The first porous film 12 containing polyolefin may be a known one, and may be manufactured by any manufacturing method. Examples of polyolefins include low density polyethylene, linear low density polyethylene, medium density polyethylene, high density polyethylene, ultra high molecular weight polyethylene, and two-stage polymerized polyethylene. As the high-density polyethylene, those produced by using a catalyst such as Ziegler-Natta, Cr, or metallocene can be used. Moreover, it can be used by mixing with other polyolefin resin in arbitrary ratios. Other polyolefin resins include polymers such as ethylene, propylene, 1-butene, 1-hexene, and 1-octene. The polyolefin resin used for the first porous membrane 12 preferably has a melting point of 150 ° C. or less from the viewpoint of obtaining a good function of closing the membrane pores during heat generation.

前述の重合体の例としてはポリプロピレン、ポリブテン、エチレンプロピレンラバー等が挙げられる。なお、ポリオレフィン樹脂には必要に応じて、フェノール系やリン系やイオウ系等の酸化防止剤、ステアリン酸カルシウムやステアリン酸亜鉛等の金属石鹸類、紫外線吸収剤、光安定剤、帯電防止剤、防曇剤、着色顔料等の公知の添加剤、シリカやアルミナ等の無機物を混合して利用できる。   Examples of the aforementioned polymer include polypropylene, polybutene, and ethylene propylene rubber. If necessary, the polyolefin resin may be phenolic, phosphorus or sulfur antioxidants, metal soaps such as calcium stearate or zinc stearate, UV absorbers, light stabilizers, antistatic agents, Known additives such as clouding agents and color pigments, and inorganic substances such as silica and alumina can be mixed and used.

また、本発明に使用されるポリオレフィン樹脂を主成分とする多孔膜の製造方法については特に限定されるものではない。例えばポリオレフィン樹脂と溶剤を溶融混練し均一な溶液を得た後、Tダイより押出して冷却固化させシート状の多孔膜前駆体を成形し、延伸後に溶剤除去、または溶剤除去後に延伸を行うことにより得ることができる。   Moreover, it does not specifically limit about the manufacturing method of the porous film which has the polyolefin resin used as a main component for this invention. For example, a polyolefin resin and a solvent are melt-kneaded to obtain a uniform solution, and then extruded from a T-die and cooled and solidified to form a sheet-like porous film precursor. After stretching, the solvent is removed, or stretching is performed after removing the solvent. Can be obtained.

(第二の実施形態)
次に第二の実施形態について説明するが、第二の実施形態の第一の実施形態と異なる点を中心に説明する。図2は、実施例1の方法に準じ、凹曲線状のブレードを用いて作製した、多層セパレータ201を示す模式断面図である。第二の多孔質膜141の端部3が他の部分より薄くなっている点は第一の実施形態と同様であるが、中央部1から凸曲線状に端部3が形成されている。ここで、凸曲面状とは、ほぼ均一な厚み及び平坦性を有している中央部1の厚みが均一な平坦部より上部に突出することなく、かつ、上に凸を有するように曲面を有している状態をいう。端部3における第二の多孔質膜141の材料の量が少なくなり、応力が小さくなるため、端部3からカールが発生しにくくなる。
(Second embodiment)
Next, although 2nd embodiment is described, it demonstrates focusing on a different point from 1st embodiment of 2nd embodiment. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a multilayer separator 201 manufactured using a concavely curved blade in accordance with the method of Example 1. The point that the end 3 of the second porous membrane 141 is thinner than the other portions is the same as in the first embodiment, but the end 3 is formed in a convex curve shape from the central portion 1. Here, the convex curved surface shape means a curved surface so that the central portion 1 having substantially uniform thickness and flatness does not protrude upward from the uniform flat portion and has a convex upward. The state that you have. Since the amount of the material of the second porous film 141 at the end 3 is reduced and the stress is reduced, curling is less likely to occur from the end 3.

第二の多孔質膜141の端部3における空孔率は、中心部1よりも高くなっていることが好ましい。これによって、端部3における第二の多孔質膜用塗料の量が少なくなり、応力が小さくなるため、端部のカールが抑制される。   The porosity at the end portion 3 of the second porous membrane 141 is preferably higher than that of the central portion 1. As a result, the amount of the second porous film coating material at the end portion 3 is reduced and the stress is reduced, so that curling of the end portion is suppressed.

第二の多孔質膜141の端部3における空孔の大きさは、中心部1よりも大きくなっていることがより好ましい。これによって、端部における第二の多孔質膜用塗料の量が少なくなり、応力が小さくなるため、端部のカールが抑制される。   More preferably, the size of the pores at the end portion 3 of the second porous membrane 141 is larger than that of the central portion 1. As a result, the amount of the second porous film coating material at the end portion is reduced and the stress is reduced, so that curling of the end portion is suppressed.

(第三の実施形態)
図3は、実施例1の方法に準じて、凸曲線状のブレードを用いて作製した本発明の多層セパレータ202の一実施形態を示す模式断面図である。第二の多孔質膜142の端部4が他の部分より薄くなっており、厚みが均一な平坦部である中央部1から第一の多孔質膜12の端にかけて凹曲線状に薄膜となる端部4が形成されている。これによって、端部4における第二の多孔脂質膜用塗料の量が少なくなり、応力が小さくなるため、端部4のカールが抑制される。
(Third embodiment)
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of the multilayer separator 202 of the present invention manufactured using a convex curved blade in accordance with the method of Example 1. The end portion 4 of the second porous membrane 142 is thinner than the other portions, and becomes a thin film with a concave curve from the central portion 1, which is a flat portion having a uniform thickness, to the end of the first porous membrane 12. An end 4 is formed. As a result, the amount of the second coating material for the porous lipid membrane at the end portion 4 is reduced and the stress is reduced, so that curling of the end portion 4 is suppressed.

本実施形態では、中央部1から凹曲線状に薄膜となる端部4が形成されており、第二の多孔質膜142の端部4の厚みがより薄く形成できるため、応力を小さくし、カールを抑制するためには、本実施形態がより好ましい。   In the present embodiment, the end 4 that is a thin film is formed in a concave curve shape from the central portion 1, and the thickness of the end 4 of the second porous membrane 142 can be formed thinner, so that the stress is reduced, In order to suppress curling, this embodiment is more preferable.

第二の多孔質膜142の端部4における空孔の大きさは、中心部1よりも大きくなっていることがより好ましい。これによって、端部における第二の多孔質膜用塗料の量が少なくなり、応力が小さくなるため、端部4から発生する多層セパレータ202のカールが抑制される。   More preferably, the size of the pores at the end 4 of the second porous membrane 142 is larger than that of the central portion 1. As a result, the amount of the second porous film coating material at the end portion is reduced and the stress is reduced, so that curling of the multilayer separator 202 generated from the end portion 4 is suppressed.

第二の多質膜142の第一の多孔質膜12側における空孔は、その反対側における空孔よりも大きくなっていることがさらに好ましい。これにより、第一の多孔質12側での第二の多孔質膜用塗料の量は少なくなり、応力が小さくなるため、カールが抑制される。   More preferably, the pores on the first porous membrane 12 side of the second porous membrane 142 are larger than the pores on the opposite side. Thereby, the amount of the second porous film coating material on the first porous 12 side is reduced and the stress is reduced, so that curling is suppressed.

(電池)
以下、リチウムイオン二次電池を例にとって各構成部材について詳細に説明する。図4は、本実施形態に係るリチウムイオン二次電池100を示す模式断面図である。リチウムイオン二次電池100は、正極20と、正極20に対向する負極30と、正極20及び負極30の間に介在し、正極20の主面及び負極30の主面にそれぞれに接触する多層セパレータ200と、を備えたリチウムイオン二次電池である。ここで、多層セパレータ200は、上述した第一から第三の実施形態で説明したものである。
(battery)
Hereinafter, each constituent member will be described in detail by taking a lithium ion secondary battery as an example. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the lithium ion secondary battery 100 according to the present embodiment. The lithium ion secondary battery 100 includes a positive electrode 20, a negative electrode 30 facing the positive electrode 20, a multilayer separator that is interposed between the positive electrode 20 and the negative electrode 30, and contacts the main surface of the positive electrode 20 and the main surface of the negative electrode 30, respectively. 200 is a lithium ion secondary battery. Here, the multilayer separator 200 has been described in the first to third embodiments.

リチウムイオン二次電池100は、主として、発電要素40、発電要素40を密閉した状態で収容するケース50、及び発電要素40に接続された一対のリード60,62を備えている。   The lithium ion secondary battery 100 mainly includes a power generation element 40, a case 50 that houses the power generation element 40 in a sealed state, and a pair of leads 60 and 62 connected to the power generation element 40.

発電要素40は、一対の正極20、負極30が、多層セパレータ200を挟んで対向配置されたものである。正極20は、板状(膜状)の正極集電体22上に正極活物質層24が設けられたものである。負極30は、板状(膜状)の負極集電体32上に負極活物質層34が設けられたものである。正極活物質層24の主面及び負極活物質層34の主面が、多層セパレータ200の主面にそれぞれ接触している。正極集電体22及び負極集電体32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。   In the power generation element 40, a pair of positive electrode 20 and negative electrode 30 are arranged to face each other with the multilayer separator 200 interposed therebetween. The positive electrode 20 is obtained by providing a positive electrode active material layer 24 on a plate-like (film-like) positive electrode current collector 22. The negative electrode 30 is obtained by providing a negative electrode active material layer 34 on a plate-like (film-like) negative electrode current collector 32. The main surface of the positive electrode active material layer 24 and the main surface of the negative electrode active material layer 34 are in contact with the main surface of the multilayer separator 200. Leads 60 and 62 are connected to the ends of the positive electrode current collector 22 and the negative electrode current collector 32, respectively, and the end portions of the leads 60 and 62 extend to the outside of the case 50.

以下、正極20及び負極30を総称して、電極20,30といい、正極集電体22及び負極集電体32を総称して集電体22,32といい、正極活物質層24及び負極活物質層34を総称して活物質層24,34ということがある。   Hereinafter, the positive electrode 20 and the negative electrode 30 are collectively referred to as electrodes 20 and 30, and the positive electrode current collector 22 and the negative electrode current collector 32 are collectively referred to as current collectors 22 and 32. The positive electrode active material layer 24 and the negative electrode The active material layer 34 may be collectively referred to as the active material layers 24 and 34.

まず、電極20,30について具体的に説明する。   First, the electrodes 20 and 30 will be specifically described.

正極集電体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 positive 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.

正極活物質層24は、正極活物質、バインダー、及び、必要に応じた量の導電助剤から主に構成されるものである。正極活物質は、リチウムイオンの吸蔵及び放出、リチウムイオンの脱離及び挿入(インターカレーション)、又は、リチウムイオンと該リチウムイオンのカウンターアニオン(例えば、ClO )とのドープ及び脱ドープを可逆的に進行させることが可能であれば特に限定されず、公知のリチウムイオン二次電池に用いられている正極活物質を使用できる。例えば、リチウム含有金属酸化物が挙げられる。リチウム含有金属酸化物としては、例えば、コバルト酸リチウム(LiCoO)、ニッケル酸リチウム(LiNiO)、リチウムマンガンスピネル(LiMn)、及び、一般式:LiNiCoMn(x+y+z=1)で表される複合金属酸化物、リチウムバナジウム化合物(LiV)、オリビン型LiMPO(ただし、Mは、Co、Ni、Mn又はFeを示す)、チタン酸リチウム(LiTi12)等が挙げられる。 The positive electrode active material layer 24 is mainly composed of a positive electrode active material, a binder, and a conductive auxiliary agent in an amount as necessary. The positive electrode active material includes insertion and extraction of lithium ions, desorption and insertion of lithium ions (intercalation), or doping and dedoping of lithium ions and a counter anion (for example, ClO 4 ) of the lithium ions. It is not particularly limited as long as it can be reversibly advanced, and a positive electrode active material used in a known lithium ion secondary battery can be used. For example, a lithium containing metal oxide is mentioned. Examples of the lithium-containing metal oxide include lithium cobaltate (LiCoO 2 ), lithium nickelate (LiNiO 2 ), lithium manganese spinel (LiMn 2 O 4 ), and a general formula: LiNi x Co y Mn z O 2 ( x + y + z = 1), a composite metal oxide, a lithium vanadium compound (LiV 2 O 5 ), an olivine-type LiMPO 4 (wherein M represents Co, Ni, Mn or Fe), lithium titanate (Li 4 Ti 5 O 12), and the like.

バインダーは、活物質同士を結合すると共に、活物質と集電体22とを結合している。バインダーは、上述の結合が可能なものであればよく、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、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共重合体(PFA)、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体(ECTFE)、ポリフッ化ビニル(PVF)等のフッ素樹脂が挙げられる。   The binder binds the active materials to each other and binds the active material to the current collector 22. The binder is not particularly limited as long as the above-described bonding is possible. For example, polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP), tetrafluoroethylene- Perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), ethylene-tetrafluoroethylene copolymer (ETFE), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer (ECTFE), polyvinyl fluoride (PVF) ) And the like.

また、上記の他に、バインダーとして、例えば、ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン系フッ素ゴム(VDF−HFP系フッ素ゴム)、ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン系フッ素ゴム(VDF−HFPTFE系フッ素ゴム)、ビニリデンフルオライド−ペンタフルオロプロピレン系フッ素ゴム(VDF−PFP系フッ素ゴム)、ビニリデンフルオライド−ペンタフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン系フッ素ゴム(VDF−PFP−TFE系フッ素ゴム)、ビニリデンフルオライド−パーフルオロメチルビニルエーテル−テトラフルオロエチレン系フッ素ゴム(VDF−PFMVE−TFE系フッ素ゴム)、ビニリデンフルオライド−クロロトリフルオロエチレン系フッ素ゴム(VDF−CTFE系フッ素ゴム)等のビニリデンフルオライド系フッ素ゴムを用いてもよい。   In addition to the above, as the binder, for example, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene-based fluororubber (VDF-HFP-based fluororubber), vinylidene fluoride-hexafluoropropylene-tetrafluoroethylene-based fluororubber (VDF-HFPPTFE-based) Fluororubber), vinylidene fluoride-pentafluoropropylene-based fluororubber (VDF-PFP-based fluororubber), vinylidene fluoride-pentafluoropropylene-tetrafluoroethylene-based fluororubber (VDF-PFP-TFE-based fluororubber), vinylidene fluoride Ride-perfluoromethyl vinyl ether-tetrafluoroethylene fluoro rubber (VDF-PFMVE-TFE fluoro rubber), vinylidene fluoride-chlorotrifluoroethylene fluoro rubber It may be used vinylidene fluoride-based fluorine rubbers such as rubber (VDF-CTFE-based fluorine rubber).

更に、上記の他に、バインダーとして、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、芳香族ポリアミド、セルロース、スチレン・ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、エチレン・プロピレンゴム等を用いてもよい。また、スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体、その水素添加物、スチレン・エチレン・ブタジエン・スチレン共重合体、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体、その水素添加物等の熱可塑性エラストマー状高分子を用いてもよい。更に、シンジオタクチック1,2−ポリブタジエン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、プロピレン・α−オレフィン(炭素数2〜12)共重合体等を用いてもよい。   In addition to the above, for example, polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, aromatic polyamide, cellulose, styrene / butadiene rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, ethylene / propylene rubber, and the like may be used as the binder. Also, thermoplastic elastomeric polymers such as styrene / butadiene / styrene block copolymers, hydrogenated products thereof, styrene / ethylene / butadiene / styrene copolymers, styrene / isoprene / styrene block copolymers, and hydrogenated products thereof. May be used. Further, syndiotactic 1,2-polybutadiene, ethylene / vinyl acetate copolymer, propylene / α-olefin (carbon number 2 to 12) copolymer may be used.

また、バインダーとして電子伝導性の導電性高分子やイオン伝導性の導電性高分子を用いてもよい。電子伝導性の導電性高分子としては、例えば、ポリアセチレン等が挙げられる。この場合は、バインダーが導電助剤粒子の機能も発揮するので導電助剤を添加しなくてもよい。   Alternatively, an electron conductive conductive polymer or an ion conductive conductive polymer may be used as the binder. Examples of the electron conductive conductive polymer include polyacetylene. In this case, since the binder also exhibits the function of the conductive assistant particles, it is not necessary to add the conductive assistant.

イオン伝導性の導電性高分子としては、例えば、リチウムイオン等のイオンの伝導性を有するものを使用することができ、例えば、高分子化合物(ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド等のポリエーテル系高分子化合物、ポリエーテル化合物の架橋体高分子、ポリエピクロルヒドリン、ポリフォスファゼン、ポリシロキサン、ポリビニルピロリドン、ポリビニリデンカーボネート、ポリアクリロニトリル等)のモノマーと、LiClO、LiBF、LiPF、LiAsF、LiCl、LiBr、Li(CFSON、LiN(CSO等のリチウム塩又はリチウムを主体とするアルカリ金属塩と、を複合化させたもの等が挙げられる。複合化に使用する重合開始剤としては、例えば、上記のモノマーに適合する光重合開始剤または熱重合開始剤が挙げられる。 As the ion-conductive conductive polymer, for example, those having ion conductivity such as lithium ion can be used. For example, polymer compounds (polyether-based polymer compounds such as polyethylene oxide and polypropylene oxide) A crosslinked polymer of a polyether compound, polyepichlorohydrin, polyphosphazene, polysiloxane, polyvinylpyrrolidone, polyvinylidene carbonate, polyacrylonitrile, etc.) monomers, LiClO 4 , LiBF 4 , LiPF 6 , LiAsF 6 , LiCl, LiBr, Examples thereof include a composite of a lithium salt such as Li (CF 3 SO 2 ) 2 N, LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 or an alkali metal salt mainly composed of lithium. Examples of the polymerization initiator used for the combination include a photopolymerization initiator or a thermal polymerization initiator that is compatible with the above-described monomer.

導電助剤も、正極活物質層24の導電性を良好にするものであれば特に限定されず、公知の導電助剤を使用できる。例えば、黒鉛、カーボンブラック等の炭素材料や、銅、ニッケル、ステンレス、鉄等の金属微粉、炭素材料及び金属微粉の混合物、ITO等の導電性酸化物が挙げられる。   The conductive auxiliary agent is not particularly limited as long as it improves the conductivity of the positive electrode active material layer 24, and a known conductive auxiliary agent can be used. Examples thereof include carbon materials such as graphite and carbon black, metal fine powders such as copper, nickel, stainless steel, and iron, a mixture of carbon materials and metal fine powders, and conductive oxides such as ITO.

正極活物質層24中のバインダーの含有量は特に限定されないが、活物質、導電助剤及びバインダーの質量の和を基準にして、1質量%〜15質量%であることが好ましく、3質量%〜10質量%であることがより好ましい。活物質とバインダーの含有量を上記範囲とすることにより、得られた電極活物質層24において、バインダーの量が少なすぎて強固な活物質層を形成できなくなる傾向を抑制できる。また、電気容量に寄与しないバインダーの量が多くなり、十分な体積エネルギー密度を得ることが困難となる傾向も抑制できる。   The content of the binder in the positive electrode active material layer 24 is not particularly limited, but is preferably 1% by mass to 15% by mass based on the sum of the masses of the active material, the conductive additive, and the binder, and is 3% by mass. More preferably, it is 10 mass%. By setting the content of the active material and the binder in the above range, the obtained electrode active material layer 24 can suppress the tendency that the amount of the binder is too small to form a strong active material layer. In addition, the amount of the binder that does not contribute to the electric capacity increases, and the tendency that it is difficult to obtain a sufficient volume energy density can be suppressed.

正極活物質層24中の導電助剤の含有量も特に限定されないが、添加する場合には通常、活物質に対して0.5質量%〜20質量%であることが好ましく、1質量%〜12質量%とすることがより好ましい。   The content of the conductive additive in the positive electrode active material layer 24 is not particularly limited, but when added, it is usually preferably 0.5% by mass to 20% by mass with respect to the active material, and 1% by mass to It is more preferable to set it as 12 mass%.

負極集電体32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 32 may be a conductive plate material, and for example, a thin metal plate of aluminum, copper, or nickel foil can be used.

負極活物質層34は、負極活物質、バインダー、及び、必要に応じた量の導電助剤から主に構成されるものである。負極活物質は、リチウムイオンの吸蔵及び放出、リチウムイオンの脱離及び挿入、又は、リチウムイオンと、そのリチウムイオンのカウンターアニオン(例えば、ClO )とのドープ及び脱ドープを可逆的に進行させることができれば特に限定されず、公知のリチウムイオン二次電池に用いられている負極活物質を使用することができる。例えば、天然黒鉛、人造黒鉛、メソカーボンマイクロビーズ、メソカーボンファイバー(MCF)、コークス類、ガラス状炭素、有機化合物焼成体等の炭素材料、Al、Si、Sn等のリチウムと化合することができる金属、SiO、SnO等の酸化物を主体とする非晶質の化合物、チタン酸リチウム(LiTi12)、等が挙げられる。 The negative electrode active material layer 34 is mainly composed of a negative electrode active material, a binder, and a conductive auxiliary agent in an amount as necessary. The negative electrode active material reversibly advances the insertion and removal of lithium ions, the desorption and insertion of lithium ions, or the doping and dedoping of lithium ions and counter anions of the lithium ions (for example, ClO 4 ). If it can be made, it will not specifically limit, The negative electrode active material used for the well-known lithium ion secondary battery can be used. For example, it can be combined with natural graphite, artificial graphite, mesocarbon microbeads, mesocarbon fiber (MCF), coke, glassy carbon, carbon materials such as organic compound fired bodies, lithium such as Al, Si, Sn, etc. Examples thereof include amorphous compounds mainly composed of metal, oxides such as SiO 2 and SnO 2 , lithium titanate (Li 4 Ti 5 O 12 ), and the like.

バインダー及び導電助剤には、上述した正極20に用いる材料と同様の材料を用いることができる。また、バインダー及び導電助剤の含有量も、上述した正極20における含有量と同様の含有量を採用すればよい。   As the binder and the conductive additive, the same materials as those used for the positive electrode 20 described above can be used. Moreover, what is necessary is just to employ | adopt content similar to content in the positive electrode 20 mentioned above also about content of a binder and a conductive support agent.

電極20,30は、通常用いられる方法により作製できる。例えば、活物質、バインダー、溶媒、及び、導電助剤を含む塗料を集電体上に塗布し、集電体上に塗布された塗料中の溶媒を除去することにより製造することができる。   The electrodes 20 and 30 can be produced by a commonly used method. For example, it can manufacture by apply | coating the coating material containing an active material, a binder, a solvent, and a conductive support agent on a collector, and removing the solvent in the coating material apply | coated on the collector.

溶媒としては、例えば、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド等を用いることができる。   As the solvent, for example, N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylformamide and the like can be used.

塗布方法としては、特に制限はなく、通常電極を作製する場合に採用される方法を用いることができる。例えば、スリットダイコート法、ドクターブレード法が挙げられる。   There is no restriction | limiting in particular as an application | coating method, The method employ | adopted when producing an electrode normally can be used. Examples thereof include a slit die coating method and a doctor blade method.

集電体22,32上に塗布された塗料中の溶媒を除去する方法は特に限定されず、塗料が塗布された集電体22,32を、例えば80℃〜150℃の雰囲気下で乾燥させればよい。   The method for removing the solvent in the paint applied to the current collectors 22 and 32 is not particularly limited, and the current collectors 22 and 32 to which the paint has been applied are dried, for example, in an atmosphere of 80 ° C. to 150 ° C. Just do it.

そして、このようにして活物質層24,34が形成された電極を、その後、必要に応じて例えば、ロールプレス装置等によりプレス処理すればよい。ロールプレスの線圧は例えば、10〜50kgf/cmとすることができる。   Then, the electrodes on which the active material layers 24 and 34 are formed in this way may be pressed by a roll press device or the like, if necessary. The linear pressure of the roll press can be, for example, 10 to 50 kgf / cm.

以上の工程を経て、電極20,30を作製することができる。   The electrodes 20 and 30 can be manufactured through the above steps.

次に、リチウムイオン二次電池100の他の構成要素を説明する。   Next, other components of the lithium ion secondary battery 100 will be described.

電解質は、正極活物質層24、負極活物質層34、及び、電池用セパレータ10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。リチウム塩としては、例えば、LiPF、LiClO、LiBF、LiAsF、LiCFSO、LiCFCFSO、LiC(CFSO、LiN(CFSO、LiN(CFCFSO、LiN(CFSO)(CSO)、LiN(CFCFCO)、LiBOB等の塩が使用できる。なお、これらの塩は1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 The electrolyte is contained in the positive electrode active material layer 24, the negative electrode active material layer 34, and the battery separator 10. 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. Examples of the lithium salt include LiPF 6 , LiClO 4 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiCF 3 SO 3 , LiCF 3 CF 2 SO 3 , LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN Salts such as (CF 3 CF 2 SO 2 ) 2 , LiN (CF 3 SO 2 ) (C 4 F 9 SO 2 ), LiN (CF 3 CF 2 CO) 2 , LiBOB can be used. In addition, these salts may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

また、有機溶媒としては、例えば、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、及び、ジエチルカーボネート等が好ましく挙げられる。これらは単独で使用してもよく、2種以上を任意の割合で混合して使用してもよい。   Moreover, as an organic solvent, propylene carbonate, ethylene carbonate, diethyl carbonate, etc. are mentioned preferably, for example. These may be used alone or in combination of two or more at any ratio.

ケース50は、その内部に発電要素40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、外部からのリチウムイオン二次電池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5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 power generation element 40 and the electrolyte solution therein. The case 50 is not particularly limited as long as it can suppress leakage of the electrolytic solution to the outside and entry of moisture and the like into the lithium ion secondary battery 100 from the outside. For example, as the case 50, as shown in FIG. 5, 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). Etc. are preferred.

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.

そして、公知の方法により、リード60,62を正極集電体22、負極集電体32にそれぞれ溶接し、正極20の正極活物質層24と負極30の負極活物質層34との間に電池用セパレータ10を挟んだ状態で、電解液と共にケース50内に挿入し、ケース50の入り口をシールすればよい。   Then, the leads 60 and 62 are respectively welded to the positive electrode current collector 22 and the negative electrode current collector 32 by a known method, and the battery is interposed between the positive electrode active material layer 24 of the positive electrode 20 and the negative electrode active material layer 34 of the negative electrode 30. What is necessary is just to insert in the case 50 with electrolyte solution in the state which pinched | interposed the separator 10, and the entrance of the case 50 should be sealed.

以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated more concretely based on an Example and a comparative example, this invention is not limited to a following example.

(実施例1)
ポリアミドイミド樹脂溶液(不揮発分濃度:30質量%、溶媒:NMP、ガラス転移温度:283℃)50質量部に、ポリエチレングリコール(数平均分子量Mn=1000)20質量部とNMP30質量部とを加えて、室温にて均一になるように混合し、耐熱性樹脂溶液を調製した。
Example 1
Polyamide imide resin solution (non-volatile content: 30% by mass, solvent: NMP, glass transition temperature: 283 ° C.) 50 parts by mass, polyethylene glycol (number average molecular weight Mn = 1000) 20 parts by mass and NMP 30 parts by mass were added. The mixture was mixed uniformly at room temperature to prepare a heat resistant resin solution.

得られた耐熱性樹脂溶液を、幅90mm、膜厚20μmのポリエチレン多孔膜(第一の多孔質膜、空孔率:40%、シャットダウン温度:134℃)の片面に、バーコータを用いて、28μmの塗膜を形成し、ブレードを用いてこの塗膜を、中央部から端部へ直線状に、幅5mmの薄膜部が形成されるよう塗料を削った。ポリエチレン多孔膜と共に水50質量部及びNMP50質量部からなる凝固液に3分間浸漬し、次いでイオン交換水で水洗した後に60℃の熱風で30分間乾燥することで多孔化処理し、ポリエチレン多孔膜の表面に、中央部の厚み2μmの耐熱性多孔質膜(第二の多孔質膜)を形成した。これにより、多層セパレータを得た。得られた多層セパレータは、反りが抑制されており、ハンドリング性に優れたものであった。   The obtained heat-resistant resin solution was 28 μm using a bar coater on one side of a polyethylene porous film (first porous film, porosity: 40%, shutdown temperature: 134 ° C.) having a width of 90 mm and a film thickness of 20 μm. The coating was shaved using a blade so that a thin film portion having a width of 5 mm was formed linearly from the center to the end. The polyethylene porous membrane was immersed in a coagulation liquid consisting of 50 parts by mass of water and 50 parts by mass of NMP for 3 minutes, then washed with ion-exchanged water and then dried with hot air at 60 ° C. for 30 minutes to make the polyethylene porous membrane porous. A heat-resistant porous film (second porous film) having a thickness of 2 μm at the center was formed on the surface. Thereby, a multilayer separator was obtained. The obtained multilayer separator was suppressed in warpage and excellent in handling properties.

(実施例2)
中央部から端部へ凸曲線状に薄膜部が形成されるよう作成した以外は、実施例1と同様にして多層セパレータを作製した。得られた多層セパレータは、反りが抑制されており、ハンドリング性に優れたものであった。
(Example 2)
A multilayer separator was produced in the same manner as in Example 1 except that the thin film part was formed in a convex curve shape from the center part to the end part. The obtained multilayer separator was suppressed in warpage and excellent in handling properties.

(実施例3)
中央部から端部へ凹曲線状に薄膜部が形成されるよう作成した以外は、実施例1と同様にして多層セパレータを作製した。得られた多層セパレータは、反りが抑制されており、ハンドリング性に優れたものであった。
Example 3
A multilayer separator was produced in the same manner as in Example 1 except that the thin film part was formed in a concave curve shape from the center part to the end part. The obtained multilayer separator was suppressed in warpage and excellent in handling properties.

(比較例1)
実施例1で用いた耐熱性樹脂溶液を、実施例1で用いたポリエチレン多孔膜の片面にバーコータを用いて塗布し、その後凝固させ、厚み4μmの均一な耐熱性多孔質膜がポリエチレン多孔膜の表面に形成された多層セパレータを作製した。得られた多層セパレータは、反りが顕著であり、ハンドリングが困難なものであった。
(Comparative Example 1)
The heat-resistant resin solution used in Example 1 was applied to one side of the polyethylene porous film used in Example 1 using a bar coater, and then solidified to form a uniform heat-resistant porous film having a thickness of 4 μm as a polyethylene porous film. A multilayer separator formed on the surface was produced. The obtained multi-layer separator was significantly warped and difficult to handle.

(比較例2)
実施例1で用いた耐熱性樹脂溶液を、実施例1で用いたポリエチレン多孔膜の片面にバーコータを用いて塗布し、その後凝固させ、厚み2μmの均一な耐熱性多孔質膜がポリエチレン多孔膜の表面に形成された多層セパレータを作製した。得られた多層セパレータは、反りが顕著であり、ハンドリングが困難なものであった。
(Comparative Example 2)
The heat-resistant resin solution used in Example 1 was applied to one side of the polyethylene porous film used in Example 1 using a bar coater and then solidified, and a uniform heat-resistant porous film having a thickness of 2 μm was formed of the polyethylene porous film. A multilayer separator formed on the surface was produced. The obtained multi-layer separator was significantly warped and difficult to handle.

<反り量の測定>
実施例および比較例で得られた多層セパレータの、反りによって収縮した幅方向の端部の一方の、上から見た時の元の端部の位置から内側に収縮した長さを測定し、これを反り量とした。
<Measurement of warpage>
The length of the multi-layer separator obtained in the example and the comparative example was contracted inward from the position of the original end when viewed from above, one of the end in the width direction contracted by warping. Was the amount of warpage.

実施例及び比較例で作製した多層セパレータに関する情報及び評価結果を下記表1にまとめて示す。端部を図1〜3に示すような形状で薄くした実施例1〜3は、端部まで均一な厚みを持つ第二の多孔質膜を形成した比較例1、2と比較し、端部の反りが抑制され、良好な特性を示していることがわかる。   Table 1 below collectively shows information and evaluation results regarding the multilayer separators produced in the examples and comparative examples. In Examples 1 to 3, in which the end is thinned in a shape as shown in FIGS. 1 to 3, the end is compared with Comparative Examples 1 and 2 in which a second porous film having a uniform thickness up to the end is formed. It can be seen that the warpage of the film is suppressed and shows good characteristics.

Figure 2014235835
Figure 2014235835

本発明によって、反りが抑制された信頼性に優れた、リチウムイオン二次電池用に適した多層セパレータ及びそれを用いたリチウムイオン二次電池を提供することができる。したがって、本発明は産業界への寄与が大である。   According to the present invention, it is possible to provide a multilayer separator suitable for a lithium ion secondary battery excellent in reliability with suppressed warpage and a lithium ion secondary battery using the same. Therefore, the present invention greatly contributes to the industry.

1…中央部、2,3,4…端部、12…第一の多孔質膜、14,141,142…第二の多孔質膜、20…正極、22…正極集電体、24…正極活物質層、30…負極、32…負極集電体、34…負極活物質層、40…発電要素、50…ケース、52…金属箔、54…高分子膜、60,62…リード、100…リチウムイオン二次電池。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Center part, 2, 3, 4 ... End part, 12 ... 1st porous film, 14, 141, 142 ... 2nd porous film, 20 ... Positive electrode, 22 ... Positive electrode collector, 24 ... Positive electrode Active material layer, 30 ... negative electrode, 32 ... negative electrode current collector, 34 ... negative electrode active material layer, 40 ... power generation element, 50 ... case, 52 ... metal foil, 54 ... polymer film, 60, 62 ... lead, 100 ... Lithium ion secondary battery.

Claims (4)

第一の多孔質膜と、前記第一の多孔質膜上に設けられ、前記第一の多孔質膜より耐熱温度が高い第二の多孔質膜とを有し、前記第二の多孔質膜の端部が他の部分よりも薄くなっていることを特徴とする多層セパレータ。 A second porous film provided on the first porous film and having a heat resistant temperature higher than that of the first porous film, and the second porous film A multi-layer separator, characterized in that the end of each is thinner than the other parts. 前記第二の多孔質膜の端部における空孔率が、前記第二の多孔質膜の前記他の部分の空孔率よりも高くなっていることを特徴とする請求項1に記載の多層セパレータ。   2. The multilayer according to claim 1, wherein the porosity of the end portion of the second porous membrane is higher than the porosity of the other portion of the second porous membrane. Separator. 前記第二の多孔質膜の前記第一の多孔質膜側における空孔は、その反対側における空孔よりも大きいことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の多層セパレータ。   3. The multilayer separator according to claim 1, wherein a pore on the first porous membrane side of the second porous membrane is larger than a pore on the opposite side. 4. 前記請求項1から3のいずれか一項に記載の多層セパレータを用いた電池。   A battery using the multilayer separator according to any one of claims 1 to 3.
JP2013115604A 2013-05-31 2013-05-31 Multilayer separator and battery Pending JP2014235835A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013115604A JP2014235835A (en) 2013-05-31 2013-05-31 Multilayer separator and battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013115604A JP2014235835A (en) 2013-05-31 2013-05-31 Multilayer separator and battery

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2014235835A true JP2014235835A (en) 2014-12-15

Family

ID=52138400

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013115604A Pending JP2014235835A (en) 2013-05-31 2013-05-31 Multilayer separator and battery

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2014235835A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170087136A (en) * 2016-01-20 2017-07-28 주식회사 엘지화학 Method of Manufacturing Separator for Electrochemical Devices
WO2017130797A1 (en) * 2016-01-29 2017-08-03 住友化学株式会社 Battery separator film, non-aqueous electrolyte secondary battery separator, and non-aqueous electrolyte secondary battery
WO2023136638A1 (en) * 2022-01-13 2023-07-20 주식회사 엘지에너지솔루션 Electrode assembly and electrochemical element including same

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170087136A (en) * 2016-01-20 2017-07-28 주식회사 엘지화학 Method of Manufacturing Separator for Electrochemical Devices
KR102143361B1 (en) * 2016-01-20 2020-08-12 주식회사 엘지화학 Method of Manufacturing Separator for Electrochemical Devices
WO2017130797A1 (en) * 2016-01-29 2017-08-03 住友化学株式会社 Battery separator film, non-aqueous electrolyte secondary battery separator, and non-aqueous electrolyte secondary battery
CN107241918A (en) * 2016-01-29 2017-10-10 住友化学株式会社 Battery separator, nonaqueous electrolytic solution secondary battery spacer and nonaqueous electrolytic solution secondary battery
JPWO2017130797A1 (en) * 2016-01-29 2018-10-18 住友化学株式会社 Battery separator film, non-aqueous electrolyte secondary battery separator, and non-aqueous electrolyte secondary battery
US10461296B2 (en) 2016-01-29 2019-10-29 Sumitomo Chemical Company, Limited Battery separator film, nonaqueous electrolyte secondary battery separator, and nonaqueous electrolyte secondary battery
WO2023136638A1 (en) * 2022-01-13 2023-07-20 주식회사 엘지에너지솔루션 Electrode assembly and electrochemical element including same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6171117B1 (en) Non-aqueous secondary battery separator and non-aqueous secondary battery
KR101577383B1 (en) Separator for non-aqueous electrolyte battery, and non-aqueous electrolyte battery
KR102063594B1 (en) Separator and non-aqueous secondary battery for non-aqueous secondary battery
US9065119B2 (en) Separator for nonaqueous secondary battery, and nonaqueous secondary battery
CN108352484B (en) Separator for nonaqueous secondary battery and nonaqueous secondary battery
EP2696394B1 (en) Nonaqueous secondary battery separator and nonaqueous secondary battery
EP2696393B1 (en) Nonaqueous secondary battery separator and nonaqueous secondary battery
US10193117B2 (en) Separator for nonaqueous secondary battery, and nonaqueous secondary battery
RU2562970C2 (en) Separator having heat-resistant insulating layers
KR102086416B1 (en) Separator for non-aqueous electrolyte battery, and non-aqueous electrolyte battery
KR101602867B1 (en) Nonaqueous electrolyte battery separator and nonaqueous electrolyte battery
KR102011906B1 (en) A separator including porous adhesive layer, and lithium secondary battery using the separator
JP2013020769A (en) Separator for nonaqueous electrolyte battery and nonaqueous electrolyte battery
KR20190141082A (en) Separator for non-aqueous secondary battery and non-aqueous secondary battery
JP6303871B2 (en) Separator and lithium ion secondary battery
JP2012209197A (en) Multilayer separator and lithium ion secondary battery
JP2014235835A (en) Multilayer separator and battery
JP2013211160A (en) Cell separator and cell using the same
JP2013211159A (en) Multilayer separator and lithium ion secondary battery using the same
JP2012209196A (en) Method for manufacturing multilayer separator
JP2014026947A (en) Separator for nonaqueous electrolyte battery, and nonaqueous electrolyte battery
JP2013211158A (en) Multilayer separator and lithium ion secondary battery using the same
WO2019188590A1 (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery and method for producing nonaqueous electrolyte secondary battery
JP5924079B2 (en) Lithium ion secondary battery separator and lithium ion secondary battery using the same
JP2023515016A (en) Lithium secondary battery and manufacturing method thereof