JP2015065110A - Method of manufacturing heat-resistant separator for secondary battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、セパレータ基材に耐熱層を高速、かつ均一に形成する二次電池用耐熱セパレータの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for producing a heat-resistant separator for a secondary battery, in which a heat-resistant layer is uniformly formed on a separator base at high speed.
小型で軽量、且つエネルギー密度が高く、繰り返し充放電が可能なリチウムイオン二次電池は、環境対応からも今後の需要の拡大が見込まれている。リチウムイオン二次電池は、エネルギー密度が大きく携帯電話やノート型パソコン等の分野で利用されているが、用途の拡大や発展に伴い、低抵抗化、大容量化等より一層の性能向上が要求されていると共に低コスト化も要求されている。 The demand for lithium-ion secondary batteries that are small, lightweight, have high energy density, and can be repeatedly charged and discharged is expected to increase in the future from the environmental viewpoint. Lithium ion secondary batteries have a high energy density and are used in the fields of mobile phones and laptop computers. However, with the expansion and development of applications, further improvements in performance are required, such as lowering resistance and increasing capacity. And cost reduction is also required.
セパレータは、リチウムイオン二次電池の正極と負極の電気的短絡を防ぐ重要な機能を 担っており、セパレータの耐熱性を高めることは、電池の安全性を向上させる意味で重要である。近年、ポリエチレンなどの有機高分子セパレータ基材表面に耐熱性を有する粒子を含む耐熱層を形成することが行われている。 The separator has an important function of preventing an electrical short circuit between the positive electrode and the negative electrode of the lithium ion secondary battery, and increasing the heat resistance of the separator is important in terms of improving the safety of the battery. In recent years, a heat-resistant layer containing heat-resistant particles is formed on the surface of an organic polymer separator substrate such as polyethylene.
このような背景のもと、二次電池用耐熱セパレータを高速で製造することが求められており、例えば、特許文献1には、耐熱層表面400μm2における最大径が0.5μm以上5μm未満の凝集物を20個以上とすることで、耐熱セパレータが高速搬送にも耐え、ハンドリング性に優れることが開示されている。また、特許文献2には、セパレータの耐熱層の最表面に最大径が50μm以上1mm以下の凹部を0.1個/m2以上20個/m2以下の範囲で形成したセパレータは、高速で搬送しても、塗工ムラ、シワ、剥離が生じ難いことが開示されている。
Under such a background, it is required to produce a heat-resistant separator for a secondary battery at a high speed. For example,
しかしながら、特許文献1、特許文献2に記載の技術においては、セパレータの耐熱層の均一性が劣っており、耐熱層に薄い箇所があると、そこをリチウムイオンが局所的に通過してしまい、電池を長期使用しているとリチウムが析出し、電池の発熱の原因となっていた。
However, in the techniques described in
また、耐熱セパレータは、一見シワが無く製造されたように見えても、製造後しばらく保管しておくとシワが発生し、耐熱層が剥がれたり、割れたりして、耐熱層の均一性が損なわれるという問題があった。 In addition, even if the heat-resistant separators seem to have been produced without wrinkles at first glance, if they are stored for a while after production, wrinkles will occur, and the heat-resistant layer will peel off or crack, and the uniformity of the heat-resistant layer will be impaired. There was a problem of being.
本発明の目的は、シワが発生しない、均一な耐熱層を有するセパレータを高速で製造する耐熱セパレータの製造方法を提供することである。 The objective of this invention is providing the manufacturing method of the heat resistant separator which manufactures the separator which has a uniform heat resistant layer which does not generate | occur | produce wrinkles at high speed.
本発明者らは、鋭意検討の結果、最適な条件のセパレータ基材および耐熱粒子を含有する塗工剤を用い、最適な条件でセパレータ基材を搬送し、セパレータ基材に対して塗工剤を塗工することにより、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies, the present inventors have used a separator base material having optimum conditions and a coating agent containing heat-resistant particles, transported the separator base material under optimum conditions, and applied to the separator base material. As a result of the coating, it was found that the above-mentioned object can be achieved, and the present invention has been completed.
即ち、本発明によれば、
<1>長尺状のセパレータ基材を一定方向に搬送しつつ、グラビアロールを用いて、搬送された前記セパレータ基材の少なくとも一面に耐熱粒子を含有する塗工剤を塗工して耐熱層を形成する耐熱層形成工程と、前記セパレータ基材上の耐熱層を乾燥させる乾燥工程と、を備える二次電池用耐熱セパレータの製造方法であって、前記セパレータ基材の、基材搬送方向の強度は、基材搬送方向の引張弾性率で、400MPa以上、2000MPa以下であり、前記セパレータ基材を搬送する速度は、20m/min以上であり、前記セパレータ基材を搬送する際の前記セパレータ基材の張力を10N/m以上、150N/m以下に制御することを特徴とする二次電池用耐熱セパレータの製造方法、
<2>前記乾燥工程におけるセパレータ基材の張力を、セパレータ基材の全搬送経路のうちで最も低く制御することを特徴とする<1>に記載の二次電池用耐熱セパレータの製造方法、
<3> 前記長尺状のセパレータ基材が巻き出されて、一定方向に搬送される二次電池用耐熱セパレータの製造方法であって、前記耐熱層形成工程時のセパレータ基材の張力は、前記セパレータ基材の巻き出し時のセパレータ基材の張力よりも高く制御されていることを特徴とする<1>または<2>に記載の二次電池用耐熱セパレータの製造方法、
<4> 耐熱層付セパレータ基材が巻き取られる二次電池用耐熱セパレータの製造方法であって、前記耐熱層付セパレータ基材の巻き取り時のセパレータ基材の張力は、前記乾燥工程後から前記耐熱層付セパレータ基材の巻き取り前までのセパレータ基材の張力よりも高く制御されていることを特徴とする<1>〜<3>の何れかに記載の二次電池用耐熱セパレータの製造方法、
が提供される。
That is, according to the present invention,
<1> A heat-resistant layer is formed by applying a coating agent containing heat-resistant particles to at least one surface of the separator substrate conveyed using a gravure roll while conveying a long separator substrate in a certain direction. And a drying step for drying the heat-resistant layer on the separator base material, the method for producing a heat-resistant separator for a secondary battery comprising: The strength is 400 MPa or more and 2000 MPa or less in terms of the tensile modulus in the substrate transport direction, the speed at which the separator substrate is transported is 20 m / min or more, and the separator base when the separator substrate is transported. A method for producing a heat-resistant separator for a secondary battery, wherein the tension of the material is controlled to 10 N / m or more and 150 N / m or less,
<2> The method for producing a heat-resistant separator for secondary batteries according to <1>, wherein the tension of the separator base material in the drying step is controlled to be the lowest among all the transport paths of the separator base material,
<3> A method for producing a heat-resistant separator for a secondary battery in which the elongated separator base material is unwound and conveyed in a certain direction, and the tension of the separator base material during the heat-resistant layer forming step is <1> or <2> the method for producing a heat-resistant separator for a secondary battery according to <1>, wherein the separator base material is controlled to be higher in tension than when the separator base material is unwound.
<4> A method for producing a heat-resistant separator for a secondary battery in which a separator substrate with a heat-resistant layer is wound up, and the tension of the separator substrate during winding of the separator substrate with a heat-resistant layer is from after the drying step. <2> The heat resistant separator for a secondary battery according to any one of <1> to <3>, wherein the temperature is controlled to be higher than a tension of the separator substrate until the separator substrate with the heat resistant layer is wound. Production method,
Is provided.
本発明によれば、高速でセパレータ基材に均一な耐熱層を形成する二次電池用耐熱セパレータの製造方法を提供することができる。また、得られた二次電池用耐熱セパレータは、ロール巻き取り後にシワが発生することが抑制されるため耐熱層の均一性を損なうことがない。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the heat resistant separator for secondary batteries which forms a uniform heat resistant layer in a separator base material at high speed can be provided. Moreover, since the obtained heat-resistant separator for secondary batteries suppresses the generation of wrinkles after roll winding, the uniformity of the heat-resistant layer is not impaired.
以下、本発明の二次電池用耐熱セパレータの製造方法について説明する。この製造方法においては、セパレータを構成するシート状基材である長尺状のセパレータ基材の少なくとも一面に対して耐熱粒子を含む塗工剤を連続的に塗工する。 Hereinafter, the manufacturing method of the heat-resistant separator for secondary batteries of this invention is demonstrated. In this production method, a coating agent containing heat-resistant particles is continuously applied to at least one surface of a long separator substrate that is a sheet-like substrate constituting the separator.
本発明で用いるセパレータ基材としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂や芳香族ポリアミド樹脂やセルロース繊維を含む微多孔膜または不織布;無機セラミック粉末を含む多孔質の樹脂コート;など公知のものを用いることができる。これらの中でも、セパレータ全体の膜厚を薄くし電池内の活物質比率を上げて体積あたりの容量を上げることができるため、ポリオレフィン系の樹脂からなる微多孔膜が好ましい。 As the separator substrate used in the present invention, a known material such as a polyolefin resin such as polyethylene or polypropylene, a microporous film or nonwoven fabric containing an aromatic polyamide resin or cellulose fiber; a porous resin coat containing inorganic ceramic powder; be able to. Among these, a microporous film made of a polyolefin-based resin is preferable because the entire separator can be thinned to increase the active material ratio in the battery and increase the capacity per volume.
セパレータ基材の幅は、特に制限されないが、TD方向で、通常300mm以上5000mm以下である。 セパレータ基材の厚さは、通常0.5μm以上、好ましくは1μm以上、より好ましくは5μm以上であり、通常40μm以下、好ましくは30μm以下、より好ましくは20μm以下である。この範囲であると電池内でのセパレータによる抵抗が小さくなり、また電池作成時の作業性に優れる。 Although the width | variety of a separator base material is not restrict | limited in particular, It is 300 mm or more and 5000 mm or less normally in a TD direction. The thickness of the separator substrate is usually 0.5 μm or more, preferably 1 μm or more, more preferably 5 μm or more, and usually 40 μm or less, preferably 30 μm or less, more preferably 20 μm or less. Within this range, the resistance due to the separator in the battery is reduced, and the workability during battery production is excellent.
セパレータ基材の基材搬送方向(MD方向)の長さは、特に制限されないが、通常セパレータ基材の幅に対して10倍以上である。 The length of the separator substrate in the substrate conveyance direction (MD direction) is not particularly limited, but is usually 10 times or more the width of the separator substrate.
セパレータ基材の通気度は、通常50sec/100cc以上400sec/100cc以下である。通気度はJIS P8117に従って測定された値である。 The air permeability of the separator substrate is usually 50 sec / 100 cc or more and 400 sec / 100 cc or less. The air permeability is a value measured according to JIS P8117.
セパレータ基材の強度は、基材搬送方向の引張弾性率で、400MPa以上、好ましくは600MPa以上、より好ましくは700MPa以上であり、2000MPa以下、好ましくは1800MPa以下、より好ましくは1700MPa以下である。前記のセパレータ基材の強度範囲のいずれであっても、20m/min以上の速度でセパレータ基材を搬送した場合において、セパレータ基材の伸びを制限し、セパレータ基材の伸びに伴うセパレータ基材の収縮を抑制する。したがって、前記強度のセパレータ基材を用いることにより、セパレータ基材の収縮に由来する巻き取り後の耐熱セパレータのシワの発生を抑制することができる。なお、セパレータ基材の引張弾性率は、引張試験器(オートグラフ AGS−5KNG、株式会社島津製作所製)を用い、23℃において、チャック間50mm、サンプル幅5mm、サンプル厚さ12μm、速度50mm/minで測定した際の、応力−歪み曲線における応力10〜25MPaでの傾きから算出した値である。 The strength of the separator base material is 400 MPa or more, preferably 600 MPa or more, more preferably 700 MPa or more, 2000 MPa or less, preferably 1800 MPa or less, more preferably 1700 MPa or less in terms of the tensile modulus in the substrate transport direction. In any of the above-described strength ranges of the separator base material, when the separator base material is transported at a speed of 20 m / min or more, the separator base material is limited in elongation, and the separator base material accompanying the elongation of the separator base material. Suppresses shrinkage. Therefore, by using the separator base material having the above strength, it is possible to suppress the generation of wrinkles of the heat-resistant separator after winding due to the shrinkage of the separator base material. Note that the tensile elastic modulus of the separator substrate was determined by using a tensile tester (Autograph AGS-5KNG, manufactured by Shimadzu Corporation) at 23 ° C., 50 mm between chucks, 5 mm sample width, 12 μm sample thickness, 50 mm / speed. It is a value calculated from the slope at a stress of 10 to 25 MPa in the stress-strain curve when measured in min.
セパレータ基材の搬送速度は、20m/min以上、好ましくは50m/min以上、より好ましくは80m/min以上である。なお、セパレータ基材の搬送速度の上限は、特に制限されないが、通常200m/min、好ましくは150m/minである。
セパレータ基材の搬送速度が、20m/min以上であると、耐熱セパレータの生産性が良く好ましい。前記範囲の速度において、セパレータ基材の張力を本発明の範囲とすることにより、セパレータ基に均一な耐熱層を成形でき、かつ、巻き取り保管後の耐熱層付セパレータ基材にシワが発生し難い。
The conveyance speed of a separator base material is 20 m / min or more, preferably 50 m / min or more, more preferably 80 m / min or more. The upper limit of the separator substrate transport speed is not particularly limited, but is usually 200 m / min, preferably 150 m / min.
When the separator substrate transport speed is 20 m / min or more, the productivity of the heat-resistant separator is good. By setting the tension of the separator substrate within the range of the present invention at a speed within the above range, a uniform heat-resistant layer can be formed on the separator base, and wrinkles are generated in the separator substrate with a heat-resistant layer after winding and storage. hard.
本発明において、セパレータ基材に塗工する塗工剤の粘度は、高速で搬送するセパレータ基材に対し塗工剤を均一に塗工できる観点から、好ましくは10cP以上、より好ましくは50cP以上、特に好ましくは100cP以上であり、好ましくは500cP以下、より好ましくは300cP以下、特に好ましくは200cP以下である。塗工剤の粘度は、粘度・粘弾性測定装置(レオストレスHAAKE RS6000、英弘精機株式会社製)を用いて、温度23℃、せん断速度領域1000(1/s)時の粘度である。 In the present invention, the viscosity of the coating agent applied to the separator substrate is preferably 10 cP or more, more preferably 50 cP or more, from the viewpoint that the coating agent can be uniformly applied to the separator substrate conveyed at high speed. Particularly preferably, it is 100 cP or more, preferably 500 cP or less, more preferably 300 cP or less, and particularly preferably 200 cP or less. The viscosity of the coating agent is a viscosity at a temperature of 23 ° C. and a shear rate region of 1000 (1 / s) using a viscosity / viscoelasticity measuring apparatus (Rheostress HAAKE RS6000, manufactured by Eihiro Seiki Co., Ltd.).
本発明において用いられる塗工剤には、耐熱粒子、及び溶媒、必要に応じてその他物質を含む。 The coating agent used in the present invention contains heat-resistant particles, a solvent, and other substances as necessary.
耐熱性の物質としては、例えば無機粒子、有機粒子を使用することができる。 無機粒子としては、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウム、酸化チタン、BaTiO2、ZrO、アルミナ−シリカ複合酸化物等の酸化物粒子;窒化アルミニウム、窒化硼素等の窒化物粒子;シリコーン、ダイヤモンド等の共有結合性結晶粒子;硫酸バリウム、フッ化カルシウム、フッ化バリウム等の難溶性イオン結晶粒子;タルク、モンモリロナイトなどの粘土微粒子等が用いられる。これらの粒子は必要に応じて元素置換、表面処理、固溶体化等されていてもよく、また単独でも2種以上の組合せからなるものでもよい。これらの中でも、非水系電池を製造した際の電解液中での安定性と電位安定性の観点から酸化物粒子であることが好ましい。 As the heat resistant substance, for example, inorganic particles and organic particles can be used. Examples of the inorganic particles include oxide particles such as aluminum oxide, silicon oxide, magnesium oxide, titanium oxide, BaTiO 2 , ZrO, and alumina-silica composite oxide; nitride particles such as aluminum nitride and boron nitride; silicone, diamond and the like Covalent crystal particles; poorly soluble ion crystal particles such as barium sulfate, calcium fluoride, and barium fluoride; clay fine particles such as talc and montmorillonite are used. These particles may be subjected to element substitution, surface treatment, solid solution, or the like, if necessary, or may be a single or a combination of two or more. Among these, oxide particles are preferable from the viewpoints of stability in an electrolytic solution and potential stability when a nonaqueous battery is manufactured.
有機粒子としては、その溶融温度は、好ましくは130℃以上、より好ましくは150℃以上、特に好ましくは180℃以上である。具体的には、架橋ポリメタクリル酸メチル、架橋ポリスチレン、架橋ポリジビニルベンゼン、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体架橋物、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ベンゾグアナミン−ホルムアルデヒド縮合物などの各種架橋高分子粒子や、ポリスルフォン、ポリアクリロニトリル、ポリアラミド、ポリアセタール、熱可塑性ポリイミド等の耐熱性高分子粒子などが例示できる。また、これらの有機粒子を構成する有機樹脂(高分子)は、前記例示の材料の混合物、変性体、誘導体、共重合体(ランダム共重合体、交互共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体)、架橋体(前記の耐熱性高分子の場合)であってもよい。 The organic particles have a melting temperature of preferably 130 ° C. or higher, more preferably 150 ° C. or higher, and particularly preferably 180 ° C. or higher. Specifically, cross-linked polymethyl methacrylate, cross-linked polystyrene, cross-linked polydivinylbenzene, cross-linked styrene-divinylbenzene copolymer, polyimide, polyamide, polyamideimide, melamine resin, phenol resin, benzoguanamine-formaldehyde condensate, etc. Examples thereof include crosslinked polymer particles, heat-resistant polymer particles such as polysulfone, polyacrylonitrile, polyaramid, polyacetal, and thermoplastic polyimide. The organic resin (polymer) constituting these organic particles is a mixture, modified body, derivative, or copolymer (random copolymer, alternating copolymer, block copolymer, graft copolymer) of the materials exemplified above. Polymer) or a crosslinked product (in the case of the above-mentioned heat-resistant polymer).
耐熱粒子の平均粒子径(体積平均のD50平均粒子径)は、通常0.1μm以上、好ましくは0.2μm以上であり、通常5μm以下、好ましくは2μm以下、より好ましくは1μm以下である。平均粒子径を前記範囲とすることにより、分散状態の制御と均質な所定の厚さの耐熱層が得られ易くなる。 The average particle diameter (volume average D50 average particle diameter) of the heat-resistant particles is usually 0.1 μm or more, preferably 0.2 μm or more, and is usually 5 μm or less, preferably 2 μm or less, more preferably 1 μm or less. By controlling the average particle diameter within the above range, it becomes easy to obtain a heat-resistant layer having a predetermined thickness and a uniform control of the dispersion state.
溶媒としては、塗工剤中の固形分を均一に分散し得るものであれば特に制限されない。溶媒としては、水および有機溶媒のいずれも使用できる。有機溶媒としては、トルエン、キシレン、メチレンクロライド、クロロホルム、ピリジン、アセトン、ジメチルホルムアミド、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、n−ブチルフタレート、テトラヒドロフルフリルアルコール、エチルアセテート、二硫化炭素、シクロヘキサン、シクロペンタン、メチルシクロヘキサン、N−メチルピロリドン等が例示される。これらの溶媒は単独でも混合溶媒でも使用することができる。 The solvent is not particularly limited as long as the solid content in the coating agent can be uniformly dispersed. As the solvent, either water or an organic solvent can be used. Organic solvents include toluene, xylene, methylene chloride, chloroform, pyridine, acetone, dimethylformamide, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, tetrahydrofuran, n-butyl phthalate, tetrahydrofurfuryl alcohol, ethyl acetate, carbon disulfide, cyclohexane, cyclopentane, methyl Examples include cyclohexane and N-methylpyrrolidone. These solvents can be used alone or as a mixed solvent.
その他の物質としては、二次電池用耐熱セパレータとしての機能を損なわないものであれば特に制限されないが、バインダー、増粘剤、界面活性剤などが挙げられる。バインダーとしては、ジエン系重合体、アクリル系重合体、フッ素系重合体、シリコーン系重合体、マレイミド−無水マレイン酸共重合体などが挙げられる。増粘剤としては、カルボキシメチルセルロースなどの水溶性多糖類、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリエチレンイミン、ポリビニルアルコール、及びポリビニルピロリドンなどが挙げられる。 The other substance is not particularly limited as long as it does not impair the function as a heat resistant separator for a secondary battery, and examples thereof include a binder, a thickener, and a surfactant. Examples of the binder include a diene polymer, an acrylic polymer, a fluorine polymer, a silicone polymer, and a maleimide-maleic anhydride copolymer. Examples of the thickener include water-soluble polysaccharides such as carboxymethylcellulose, sodium polyacrylate, polyethyleneimine, polyvinyl alcohol, and polyvinylpyrrolidone.
塗工剤の固形分濃度は、塗工剤を塗工可能な粘度となる濃度であれば特に限定されないが、通常10質量%以上60質量%以下である。 The solid content concentration of the coating agent is not particularly limited as long as it is a concentration that provides a viscosity at which the coating agent can be applied, but is usually 10% by mass or more and 60% by mass or less.
塗工剤を均一に混合調整する混合装置は、上記成分を均一に混合できる装置であれば特に限定はされず、ボールミル、サンドミル、顔料分散機、擂潰機、超音波分散機、ホモジナイザー、プラネタリーミキサーなどを使用することができる。 The mixing device for uniformly mixing and adjusting the coating agent is not particularly limited as long as it can uniformly mix the above components. A ball mill, sand mill, pigment disperser, crusher, ultrasonic disperser, homogenizer, planetar Lee mixer etc. can be used.
本発明の二次電池用耐熱セパレータの製造方法においては、グラビアロールによりセパレータ基材に塗工剤を塗工する方法であれば特に限定されないが、グラビアロールが基材搬送方向に対して同じ方向に進むダイレクト方式と、逆方向に進むリバース方式があり、また、バックアップロールがグラビアロールに対して押し付ける位置に設置されるものや、バックアップロールがないキス方式などがある。またこれら方式を組み合わせて採用することもできる。中でも、高速で塗工してもセパレータ基材に塗工剤を均一に塗工できることから、リバース・キス方式が好ましい。 In the manufacturing method of the heat-resistant separator for secondary batteries of the present invention, the gravure roll is not particularly limited as long as it is a method of applying a coating agent to the separator substrate with a gravure roll, but the gravure roll has the same direction as the substrate conveyance direction. There are a direct method that advances to the reverse direction and a reverse method that advances in the reverse direction, and there are a method in which the backup roll is installed at a position pressed against the gravure roll and a kiss method in which there is no backup roll. A combination of these methods can also be employed. Among these, the reverse kiss method is preferable because the coating agent can be uniformly applied to the separator base material even when applied at high speed.
またグラビアロールに塗工剤を供給する密閉チャンバーを有する塗工ユニットと、密閉チャンバーに形成された塗工剤液溜まり内に塗工剤を供給する塗工剤供給手段とを備え、密閉チャンバーには、塗工液溜まりのグラビアロール回転方向下流部をシールするとともに、グラビアロールに付着した余分な塗工剤を除去するドクターブレードと、塗工液溜まりのグラビアロール回転方向上流部をシールするシールプレートとを備えた、いわゆるチャンバードクター方式を用いることが好ましい。チャンバードクター方式であると、高速で塗工剤を塗工しても、塗工層に気泡が混入し難く、かつ塗工量が安定するため、セパレータ基材に塗工剤を均一に塗工することが可能となる。 The sealing unit includes a coating unit having a sealed chamber for supplying the coating agent to the gravure roll, and a coating agent supply means for supplying the coating agent in a coating agent liquid reservoir formed in the sealed chamber. A seal that seals the gravure roll rotation direction downstream part of the coating liquid reservoir and a doctor blade that removes excess coating agent adhering to the gravure roll and a seal that seals the gravure roll rotation direction upstream part of the coating liquid reservoir It is preferable to use a so-called chamber doctor system including a plate. With the chamber doctor method, even if the coating agent is applied at high speed, it is difficult for air bubbles to enter the coating layer and the coating amount is stable. It becomes possible to do.
前記密閉チャンバーには、塗工剤を供給元に返送する塗工剤返送手段を備え、塗工剤が循環できることが好ましい。塗工剤の循環量は通常1リットル/min以上、好ましくは3リットル/min以上、より好ましくは5リットル/min以上であり、通常20
リットル/min以下、好ましくは15リットル/min以下である。塗工剤の循環量が前記範囲にあると、高速で塗工してもセパレータ基材に塗工剤を均一に塗工することができる。
It is preferable that the closed chamber is provided with a coating agent returning means for returning the coating agent to the supply source so that the coating agent can be circulated. The circulating amount of the coating agent is usually 1 liter / min or more, preferably 3 liter / min or more, more preferably 5 liter / min or more, usually 20
Liter / min or less, preferably 15 liter / min or less. When the circulating amount of the coating agent is within the above range, the coating agent can be uniformly applied to the separator substrate even if the coating agent is applied at a high speed.
グラビアロールのセルパターンとしては、連続した形状のものが好ましく、例えば、ヘリカル環状である凹部、或いは亀甲型、格子型などの連続幾何学模様の凹部等が形成されたものなど用いることができる。セパレータ基材の搬送速度が20m/min以上、好ましくは50m/min以上、より好ましくは80m/min以上となる高速塗工の場合、グラビアロールのセルパターンが、基材搬送方向に対し左右対称である亀甲型、格子型などの連続幾何学模様の凹部であると、基材搬送速度が速くてもセパレータ基材が幅方向に振動し難く、セパレータ基材にシワが発生しないため、セパレータ基材に塗工剤を均一に塗工することができるため好ましい。 The cell pattern of the gravure roll is preferably a continuous one, and for example, a concave portion having a helical ring shape or a concave portion having a continuous geometric pattern such as a turtle shell type or a lattice type may be used. In the case of high-speed coating in which the separator substrate conveyance speed is 20 m / min or more, preferably 50 m / min or more, more preferably 80 m / min or more, the gravure roll cell pattern is symmetrical with respect to the substrate conveyance direction. If the concave part has a continuous geometric pattern such as a certain turtle shell type or lattice type, the separator base material does not vibrate in the width direction even when the base material transport speed is high, and the separator base material does not wrinkle. It is preferable because the coating agent can be applied uniformly.
グラビアロールの回転速度比は、セパレータ基材の搬送速度に対して、通常50%以上、好ましくは70%以上、より好ましくは80%以上であり、通常200%以下、好ましくは150%以下、より好ましくは130%以下である。グラビアロールの回転速度比が前記範囲にあると、セパレータ基材を高速で搬送しても、塗工剤を均一に塗工することができる。 The rotation speed ratio of the gravure roll is usually 50% or more, preferably 70% or more, more preferably 80% or more, and usually 200% or less, preferably 150% or less, relative to the conveying speed of the separator substrate. Preferably it is 130% or less. When the rotation speed ratio of the gravure roll is in the above range, the coating agent can be applied uniformly even when the separator substrate is conveyed at high speed.
セパレータ基材に塗工剤を塗工して形成する乾燥前の耐熱層の厚さは、乾燥後の耐熱層の厚さに応じて適宜設定されるが、通常0.1μm以上20μm以下の厚さである。 The thickness of the heat-resistant layer before drying formed by applying the coating agent to the separator substrate is appropriately set according to the thickness of the heat-resistant layer after drying, but is usually 0.1 μm or more and 20 μm or less in thickness. That's it.
本発明の製造方法により二次電池用耐熱セパレータを製造する場合、セパレータ基材を搬送する際のセパレータ基材の張力は、10N/m以上、好ましくは20N/m以上、より好ましくは30N/m以上、さらに好ましくは40N/m以上であり、150N/m以下、好ましくは120N/m以下、より好ましくは100N/m以下、さらに好ましくは80N/m以下に制御する。 When producing a heat-resistant separator for a secondary battery by the production method of the present invention, the tension of the separator substrate when conveying the separator substrate is 10 N / m or more, preferably 20 N / m or more, more preferably 30 N / m. More preferably, it is 40 N / m or more, and is controlled to 150 N / m or less, preferably 120 N / m or less, more preferably 100 N / m or less, and still more preferably 80 N / m or less.
セパレータ基材の張力が前記範囲であると、高速でセパレータ基材を搬送しても、安定して搬送できることから、セパレータ基材に均一な耐熱層を形成することができる。また、得られた耐熱セパレータは、ロール巻き取り後にシワが発生することが抑制され、耐熱層に割れ、剥がれなどが起きにくく、均一な耐熱層を維持できる。 When the separator base material has the tension within the above range, even if the separator base material is transported at a high speed, it can be stably transported, so that a uniform heat-resistant layer can be formed on the separator base material. In addition, the obtained heat-resistant separator is suppressed from wrinkling after winding up the roll, and the heat-resistant layer is not easily cracked or peeled off, and can maintain a uniform heat-resistant layer.
また、セパレータ基材の張力は、以下の張力制御箇所(セパレータ基材搬送方向順に記載)において、ぞれぞれ、前記範囲に制御することが好ましい。
・セパレータ基材の巻き出し時の張力
・耐熱層形成工程時の張力
・乾燥工程時の張力
・乾燥工程後から耐熱層付セパレータ基材の巻き取り前まで張力
・耐熱層付セパレータ基材の巻き取り時の張力
Moreover, it is preferable to control the tension | tensile_strength of a separator base material in the said range, respectively in the following tension | tensile_strength control locations (described in order of a separator base material conveyance direction).
・ Tension during unwinding of separator base material ・ Tension during heat-resistant layer formation process ・ Tension during drying process ・ Tension of separator base material with heat-resistant layer from after drying process to before winding separator base with heat-resistant layer Tension when removing
なお、前記張力制御箇所において、積極的に駆動ロールを配置して張力を制御しない場合においても、セパレータ基材の張力が、前記張力範囲にあれば、張力を制御していることに含まれる。 Even when the drive roll is positively arranged at the tension control portion and the tension is not controlled, it is included in the tension control if the tension of the separator substrate is within the tension range.
さらには、前記張力制御箇所の張力は、以下の関係にあることが好ましい。 Furthermore, the tension at the tension control point is preferably in the following relationship.
乾燥工程時のセパレータ基材の張力は、セパレータ基材の全搬送経路のうちで最も低く制御されていることが好ましく、前記の張力制御箇所のうちで、最も低く制御されていることがより好ましい。乾燥工程時のセパレータ基材の張力は、好ましくは80N/m以下、より好ましくは70N/m以下、さらに好ましくは60N/m以下、特に好ましくは50N/m以下であり、好ましくは10N/m以上、より好ましくは20N/m以上、さらに好ましくは30N/m以上、特に好ましくは35N/m以上である。 It is preferable that the tension of the separator base material during the drying step is controlled to be the lowest among all the transport paths of the separator base material, and it is more preferable that the tension is controlled to be the lowest among the tension control points. . The tension of the separator substrate during the drying step is preferably 80 N / m or less, more preferably 70 N / m or less, further preferably 60 N / m or less, particularly preferably 50 N / m or less, preferably 10 N / m or more. More preferably, it is 20 N / m or more, More preferably, it is 30 N / m or more, Most preferably, it is 35 N / m or more.
乾燥工程時のセパレータ基材の張力を前記のようにすることで、セパレータ基材が伸びにくく、耐熱セパレータの製造時、および、ロール巻き取り後のセパレータのシワの発生を抑制することができる。 By making the tension | tensile_strength of the separator base material at the time of a drying process as mentioned above, a separator base material cannot be extended easily and generation | occurrence | production of the wrinkle of the separator at the time of manufacture of a heat-resistant separator and roll winding can be suppressed.
セパレータ基材の張力は、張力検出器(形微変位張力検出器LX−015TD−909、三菱電機株式会社製)を用いて測定することができる。 The tension | tensile_strength of a separator base material can be measured using a tension | tensile_strength detector (formal displacement tension detector LX-015TD-909, Mitsubishi Electric Corporation make).
耐熱層形成工程時のセパレータ基材の張力は、セパレータ基材の巻き出し時のセパレータ基材の張力よりも高く制御されていることが好ましく、耐熱層形成工程時のセパレータ基材の張力は、セパレータ基材の巻き出し時のセパレータ基材の張力に対し、好ましくは1倍超過、より好ましくは1.01倍以上、さらに好ましくは、1.05倍以上であり、好ましくは1.3倍以下、より好ましくは1.25倍以下、さらに好ましくは1.2倍以下である。耐熱層形成工程時のセパレータ基材の張力が、前記関係にあると、塗工剤をセパレータ基材に塗工する際、塗工層を均一に形成し易くなる。 The tension of the separator substrate during the heat-resistant layer forming step is preferably controlled to be higher than the tension of the separator substrate during unwinding of the separator substrate, and the tension of the separator substrate during the heat-resistant layer forming step is The tension of the separator substrate during unwinding of the separator substrate is preferably more than 1 time, more preferably 1.01 times or more, still more preferably 1.05 times or more, preferably 1.3 times or less. More preferably, it is 1.25 times or less, and further preferably 1.2 times or less. When the tension | tensile_strength of the separator base material at the time of a heat-resistant layer formation has the said relationship, when apply | coating a coating agent to a separator base material, it will become easy to form a coating layer uniformly.
また、耐熱層付セパレータ基材の巻き取り時のセパレータ基材の張力は、乾燥工程後から耐熱層付セパレータ基材の巻き取り前までのセパレータ基材の張力よりも高く制御されていることが好ましく、耐熱層付セパレータ基材の巻き取り時のセパレータ基材の張力は、乾燥工程後から耐熱層付セパレータ基材の巻き取り前までのセパレータ基材の張力に対し、好ましくは1倍超過、より好ましくは1.01倍以上、さらに好ましくは、1.05倍以上であり、好ましくは1.3倍以下、より好ましくは1.25倍以下、さらに好ましくは1.2倍以下である。 In addition, the tension of the separator base material at the time of winding the separator base material with the heat-resistant layer is controlled to be higher than the tension of the separator base material after the drying process and before the winding of the separator base material with the heat-resistant layer. Preferably, the tension of the separator base material during winding of the separator base material with a heat-resistant layer is preferably more than 1 times the tension of the separator base material from after the drying step to before winding of the separator base material with a heat-resistant layer, More preferably, it is 1.01 times or more, More preferably, it is 1.05 times or more, Preferably it is 1.3 times or less, More preferably, it is 1.25 times or less, More preferably, it is 1.2 times or less.
耐熱層付セパレータ基材の巻き取り時のセパレータ基材の張力を前記のように制御することで、耐熱セパレータの製造時、および、ロール巻き取り後のセパレータのシワの発生を抑制することができる。 By controlling the tension of the separator base material at the time of winding the separator base material with the heat-resistant layer as described above, it is possible to suppress the occurrence of wrinkles of the separator at the time of manufacturing the heat-resistant separator and after winding the roll. .
前記張力制御箇所のセパレータ基材の張力を前記関係に制御するには、各張力制御箇所に、必要に応じ駆動ロールを配置し、各張力制御箇所に対して最も近いセパレータ基材搬送方向の上流、下流の駆動ロールの速度比を調整することで行うことができる。 In order to control the tension of the separator base material at the tension control point to the above relationship, a drive roll is arranged at each tension control point as necessary, and the upstream in the separator base material transport direction closest to each tension control point. This can be done by adjusting the speed ratio of the downstream drive roll.
駆動ロールとはモーター等の動力によりロールが自ら回転するものであり、大きく分けて、基材送り出しや引き取りの駆動ロールと、基材巻き出しや巻き取りの駆動ロールがある。基材送り出しや引き取りの駆動ロールとしては、ロールとロールの間で基材を挟み込んで搬送するニップロールや、ロール表面の多孔性の穴から吸引して基材をグリップして搬送するサクションロールが挙げられ、基材巻き出しや巻き取りの駆動ロールとしては、軸が回転して基材の巻き出しや巻き取りを行う、基材巻き出し、巻き取りの駆動ロールが挙げられる。 The drive roll is a roll that rotates itself by the power of a motor or the like, and is roughly divided into a drive roll for feeding and taking out a base material, and a drive roll for feeding and taking up a base material. Examples of the driving roll for feeding and taking out the base material include a nip roll that sandwiches and transports the base material between the rolls, and a suction roll that grips and transports the base material by suction from a porous hole on the roll surface. Examples of the drive rolls for unwinding and winding the substrate include drive rolls for unwinding and winding the substrate in which the shaft rotates to unwind and wind the substrate.
なお、各張力制御箇所の張力を制御する際に、必要に応じて配置する駆動ロールは、基材送り出しや引き取りの駆動ロールが用いられ、セパレータ基材を安定して高速で搬送できることから、サクションロールを用いることが好ましい。 In addition, when controlling the tension at each tension control point, the drive roll arranged as necessary is a substrate feed or take-up drive roll, which can stably convey the separator substrate at high speed. It is preferable to use a roll.
セパレータ基材の巻き出し時のセパレータ基材の張力を制御するには、例えば、セパレータ基材巻き出し後であって、塗工剤をセパレータ基材に塗工する耐熱層形成工程前に、サクションロールなどの駆動ロールを配置し、巻き出しロールと前記駆動ロールの速度比を調整する。この時、前記巻き出しロールと、前記駆動ロールとの間に、張力検出器を設置することで、セパレータ基材の巻き出し時のセパレータ基材の張力を確認することができる。 In order to control the tension of the separator base material during unwinding of the separator base material, for example, after the separator base material is unwound, before the heat-resistant layer forming step of applying the coating agent to the separator base material, A drive roll such as a roll is arranged, and the speed ratio between the unwind roll and the drive roll is adjusted. At this time, the tension | tensile_strength of the separator base material at the time of unwinding of a separator base material can be confirmed by installing a tension detector between the said unwinding roll and the said drive roll.
また、耐熱層形成工程時のセパレータ基材の張力を制御するには、例えば、以下の如く行うことができる。セパレータ基材巻き出し後であって、塗工剤をセパレータ基材に塗工する耐熱層形成工程前に、サクションロールなどの駆動ロールを配置する。さらに、塗工剤をセパレータ基材に塗工する耐熱層形成工程後であって、塗工した耐熱層を乾燥する乾燥工程前に、サクションロールなどの駆動ロールを配置する。そして、前記2つの駆動ロールの回転速度を調整することにより、セパレータ基材の張力を制御する。この時、前記2つの駆動ロール間に、張力検出器を設置することで、耐熱層形成工程時のセパレータ基材の張力を確認することができる。 Moreover, in order to control the tension | tensile_strength of the separator base material at the time of a heat-resistant layer formation process, it can carry out as follows, for example. A drive roll such as a suction roll is disposed after the separator base material is unrolled and before the heat-resistant layer forming step of applying the coating agent to the separator base material. Furthermore, a drive roll such as a suction roll is disposed after the heat-resistant layer forming step of applying the coating agent to the separator substrate and before the drying step of drying the coated heat-resistant layer. And the tension | tensile_strength of a separator base material is controlled by adjusting the rotational speed of the said 2 drive roll. At this time, by installing a tension detector between the two drive rolls, it is possible to check the tension of the separator substrate during the heat-resistant layer forming step.
また、乾燥工程時のセパレータ基材の張力を制御するには、例えば、以下の如く行うことができる。塗工剤をセパレータ基材に塗工する耐熱層形成工程の後であって、塗工した耐熱層を乾燥する乾燥工程前に、サクションロールなどの駆動ロールを配置する。さらに、塗工した耐熱層を乾燥する乾燥工程後であって、耐熱層付セパレータ基材の巻き取り前に、サクションロールなどの駆動ロールを配置する。そして、前記2つの駆動ロールの回転速度を調整することにより、セパレータ基材の張力を制御する。この時、前記2つの駆動ロール間に、張力検出器を設置することで、乾燥工程時のセパレータ基材の張力を確認することができる。 Moreover, in order to control the tension | tensile_strength of the separator base material at the time of a drying process, it can carry out as follows, for example. A drive roll such as a suction roll is disposed after the heat-resistant layer forming step of applying the coating agent to the separator substrate and before the drying step of drying the coated heat-resistant layer. Further, after the drying process for drying the coated heat-resistant layer, a drive roll such as a suction roll is disposed before winding up the separator base material with the heat-resistant layer. And the tension | tensile_strength of a separator base material is controlled by adjusting the rotational speed of the said 2 drive roll. At this time, by installing a tension detector between the two drive rolls, the tension of the separator substrate during the drying process can be confirmed.
また、乾燥工程後から耐熱層付セパレータ基材の巻き取り前までのセパレータ基材の張力を制御するには、例えば、以下の如く行うことができる。乾燥工程後であって、耐熱層付セパレータ基材の巻き取り前に、サクションロールなどの駆動ロールを配置する。さらに、前記駆動ロールよりもセパレータ基材搬送方向上流にサクションロールなどの駆動ロールを配置する。そして、前記2つの駆動ロールの回転速度を調整することにより、セパレータ基材の張力を制御する。この時、前記2つの駆動ロール間に、張力検出器を設置することで、乾燥工程後から耐熱層付セパレータ基材の巻き取り前までのセパレータ基材の張力を確認することができる。 Moreover, in order to control the tension | tensile_strength of the separator base material after a drying process and before winding up of the separator base material with a heat-resistant layer, it can carry out as follows, for example. A drive roll such as a suction roll is disposed after the drying step and before winding up the separator base material with a heat-resistant layer. Furthermore, a drive roll such as a suction roll is arranged upstream of the drive roll in the separator substrate conveyance direction. And the tension | tensile_strength of a separator base material is controlled by adjusting the rotational speed of the said 2 drive roll. At this time, by installing a tension detector between the two drive rolls, it is possible to check the tension of the separator base material from after the drying process to before winding of the separator base material with a heat-resistant layer.
また、耐熱層付セパレータ基材の巻き取り時のセパレータ基材の張力を制御するには、例えば、耐熱層付セパレータ基材の巻き取り前に、サクションロールなどの駆動ロールを配置し、巻き取りロールと前記駆動ロールの回転速度を調整する。この時、前記巻き取りロールと、前記駆動ロールとの間に、張力検出器を設置することで、耐熱層付セパレータ基材の巻き取り時のセパレータ基材の張力を確認することができる。 Moreover, in order to control the tension | tensile_strength of the separator base material at the time of winding of the separator base material with a heat-resistant layer, drive rolls, such as a suction roll, are arrange | positioned before winding up the separator base material with a heat-resistant layer, for example. The rotational speed of the roll and the drive roll is adjusted. At this time, the tension | tensile_strength of the separator base material at the time of winding of the separator base material with a heat-resistant layer can be confirmed by installing a tension | tensile_strength detector between the said winding roll and the said drive roll.
耐熱セパレータの製造時のセパレータのシワの発生を抑制する目的から、エキスパンダーロールや、逆クラウンロールなどのシワ取りロールを用いることが好ましい。エキスパンダーロールとは、ロール中心部を支点として一方向に湾曲したような構造のロールであり、ロールが回転することによって基材の中心部から外側に向かって拡張力が働き、シワ伸ばしを行う。また、逆クラウンロールとは、ロールの両端より中央部にかけて径が小さくなった構造のロールであり、ロール中央部に対するロール両端部の速度が相対的に速くなることから、基材の中心部から外側に向かって拡張力が働き、シワ伸ばしを行う。 For the purpose of suppressing the generation of wrinkles in the separator during the production of the heat-resistant separator, it is preferable to use a wrinkle removing roll such as an expander roll or a reverse crown roll. The expander roll is a roll having a structure that is curved in one direction with the roll center as a fulcrum. When the roll rotates, an expansion force works outward from the center of the base material, and the wrinkle is stretched. Further, the reverse crown roll is a roll having a structure in which the diameter is reduced from the both ends of the roll to the central portion, and the speed of the both end portions of the roll with respect to the central portion of the roll is relatively high. The expansion force works toward the outside, and wrinkles are stretched.
前記のシワ取りロ−ルを用いる場所は特に制限されないが、前記耐熱層形成工程前、及び、前記乾燥工程後、にそれぞれ設置することが好ましい。 Although the place where the wrinkle removing roll is used is not particularly limited, it is preferably installed before the heat-resistant layer forming step and after the drying step.
乾燥工程においては、例えば温風、熱風、低湿風による乾燥、(遠)赤外線や電子線などの照射による乾燥法が挙げられる。中でも温風による乾燥が効率的に耐熱層を乾燥でき、乾燥後の耐熱セパレータにシワが発生し難いことから好ましい。 Examples of the drying step include drying with warm air, hot air, and low-humidity air, and drying methods by irradiation with (far) infrared rays or electron beams. Among these, drying with warm air is preferable because the heat-resistant layer can be efficiently dried and wrinkles are hardly generated in the heat-resistant separator after drying.
温風の温度は、通常120℃以下、好ましくは80℃以下、より好ましくは60℃以下であり、通常10℃以上、好ましくは40℃以上である。また、温風の風速は、通常10m/s以上、好ましくは15m/s以上であり、通常35m/s以下、好ましくは30m/s以下である。この範囲にあると、耐熱セパレータの耐熱層を十分乾燥でき、かつ、乾燥後の耐熱セパレータにシワが発生し難い。 The temperature of the warm air is usually 120 ° C. or lower, preferably 80 ° C. or lower, more preferably 60 ° C. or lower, and is usually 10 ° C. or higher, preferably 40 ° C. or higher. Moreover, the wind speed of warm air is usually 10 m / s or more, preferably 15 m / s or more, and usually 35 m / s or less, preferably 30 m / s or less. When it is within this range, the heat-resistant layer of the heat-resistant separator can be sufficiently dried, and wrinkles are hardly generated in the dried heat-resistant separator.
乾燥後の耐熱セパレータの耐熱層の厚さは、特に限定はされず、二次電池用耐熱セパレータに求められる要求に応じて適宜設定できるが、薄すぎると均一な耐熱層を形成できず、又厚すぎると電池内での体積(質量)あたりの容量(capacity)が減ることから、通常0.1μm以上、好ましくは0.3μm以上、より好ましくは1μm以上であり、通常20μm以下、好ましくは10μm以下、より好ましくは5μm以下である。 The thickness of the heat-resistant layer of the heat-resistant separator after drying is not particularly limited and can be appropriately set according to the requirements required for a heat-resistant separator for secondary batteries. However, if it is too thin, a uniform heat-resistant layer cannot be formed. If the thickness is too thick, the capacity per unit volume (mass) in the battery is reduced, so that it is usually 0.1 μm or more, preferably 0.3 μm or more, more preferably 1 μm or more, and usually 20 μm or less, preferably 10 μm. Below, more preferably 5 μm or less.
本発明の製造方法により得られた二次電池用耐熱セパレータを用いて二次電池を製造する場合、その使われ方に特に制限は無いが、例えば、正極と負極とを耐熱セパレータを介して重ね合わせ、これを電池形状に応じて巻く、折るなどして電池容器に入れ、電池容器に電解液を注入して封口する方法によって二次電池を得ることが出来る。必要に応じてエキスパンドメタルや、ヒューズ、PTC素子などの過電流防止素子、リード板などを入れ、電池内部の圧力上昇、過充放電の防止をする事もできる。電池の形状は、コイン型、ボタン型、シート型、円筒型、角形、扁平型など何れであってもよい。 When a secondary battery is produced using the heat-resistant separator for secondary batteries obtained by the production method of the present invention, there is no particular limitation on how it is used. For example, a positive electrode and a negative electrode are stacked via a heat-resistant separator. In addition, a secondary battery can be obtained by a method in which the battery is wound or folded in accordance with the shape of the battery and placed in a battery container, and an electrolytic solution is injected into the battery container and sealed. If necessary, an expanded metal, an overcurrent prevention element such as a fuse or a PTC element, a lead plate, or the like can be inserted to prevent an increase in pressure inside the battery and overcharge / discharge. The shape of the battery may be any of a coin shape, a button shape, a sheet shape, a cylindrical shape, a square shape, a flat shape, and the like.
以下に実施例に基づいて、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無い。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically based on examples, but the present invention is not limited to the following examples.
本発明の各種測定値の測定方法を以下に示す。 The measuring method of various measured values of the present invention is shown below.
(セパレータ基材の張力)
セパレータ基材の張力は、張力検出器(形微変位張力検出器LX−015TD−909、三菱電機株式会社製)を用いて測定した。
(Separator substrate tension)
The tension | tensile_strength of the separator base material was measured using the tension | tensile_strength detector (formal displacement tension detector LX-015TD-909, Mitsubishi Electric Corporation make).
(塗工剤の粘度)
セパレータ基材に塗工する塗工剤の粘度は、粘度・粘弾性測定装置(レオストレスHAAKE RS6000、英弘精機株式会社製)を用いて、温度23℃、せん断速度領域1000(1/s)にて測定した。
(Viscosity of coating agent)
The viscosity of the coating agent applied to the separator substrate is set to a temperature of 23 ° C. and a shear rate region of 1000 (1 / s) using a viscosity / viscoelasticity measuring device (Rheostress HAAKE RS6000, manufactured by Eihiro Seiki Co., Ltd.). Measured.
(セパレータのシワ評価)
セパレータのシワ評価は、耐熱セパレータ巻き取り直後と、巻き取りした耐熱セパレータを室温25℃±3℃、湿度50%±10%の環境下、3日間保管した後のそれぞれについて、以下のA〜Dの基準で評価した。
A:目視及び触手によってもセパレータの凹凸が確認されない。
B:目視ではセパレータの凹凸は確認されないが、触手によりセパレータの凹凸が確認される。
C:目視でセパレータの凹凸がわずかに確認される。
D:目視でセパレータの凹凸が明らかに確認される。
(Separator wrinkle evaluation)
Evaluation of the wrinkle of the separator is as follows, immediately after winding the heat-resistant separator, and after storing the wound heat-resistant separator in an environment of room temperature 25 ° C. ± 3 ° C. and humidity 50% ± 10% for 3 days. Evaluation based on the criteria.
A: The unevenness | corrugation of a separator is not confirmed also visually and by a tentacle.
B: Although the unevenness | corrugation of a separator is not confirmed visually, the unevenness | corrugation of a separator is confirmed by a tentacle.
C: The unevenness | corrugation of a separator is confirmed slightly visually.
D: Unevenness of the separator is clearly confirmed visually.
(塗工時の耐熱層の均一性評価)
塗工時の耐熱層の均一性評価は目視により以下の基準で行った。
A:乾燥前の耐熱層が均一であり凹凸が確認されない。
B:乾燥前の耐熱層にわずかに凹凸が確認される。
C:乾燥前の耐熱層に明らかに凹凸が確認される。
(Evaluation of heat-resistant layer uniformity during coating)
The uniformity evaluation of the heat-resistant layer at the time of coating was visually performed according to the following criteria.
A: The heat-resistant layer before drying is uniform and unevenness is not confirmed.
B: Slight irregularities are confirmed in the heat-resistant layer before drying.
C: Unevenness is clearly observed in the heat-resistant layer before drying.
(巻き取りロール保管後の耐熱層の均一性評価)
巻き取った耐熱セパレータを室温25℃±3℃、湿度50%±10%の環境下、3日間保管した後、50mm×50mmの大きさの試験片を作成した。その後、試験片の耐熱層をブルーレーザーフォーカス変位計(LT−9510VM、キーエンス株式会社製)を高精度形状測定システム(KS−100、キーエンス株式会社製)に取り付けた装置を用い、巻き取りロール保管後の耐熱層の均一性の評価を、以下のA〜Dの基準で行った。
A:最大厚みと最小厚みの差が0.2μm未満
B:最大厚みと最小厚みの差が0.2μm以上0.4μm未満
C:最大厚みと最小厚みの差が0.4μm以上1.0μm未満
D:最大厚みと最小厚みの差が1.0μm以上
(Evaluation of uniformity of heat-resistant layer after winding roll storage)
The wound heat-resistant separator was stored for 3 days in an environment of room temperature 25 ° C. ± 3 ° C. and humidity 50% ± 10%, and then a test piece having a size of 50 mm × 50 mm was prepared. Then, using a device in which a heat-resistant layer of the test piece is attached with a blue laser focus displacement meter (LT-9510VM, manufactured by Keyence Corporation) to a high-precision shape measurement system (KS-100, manufactured by Keyence Corporation), the winding roll is stored. Evaluation of the uniformity of the subsequent heat-resistant layer was performed based on the following criteria A to D.
A: The difference between the maximum thickness and the minimum thickness is less than 0.2 μm B: The difference between the maximum thickness and the minimum thickness is 0.2 μm or more and less than 0.4 μm C: The difference between the maximum thickness and the minimum thickness is 0.4 μm or more and less than 1.0 μm D: The difference between the maximum thickness and the minimum thickness is 1.0 μm or more
(塗工装置)
以下の実施例及び比較例においては、図1〜2に示す高速塗工装置を用いた。塗工部はチャンバードクター方式とし、グラビアロール10としては、塗工用パターンとして左右対称の格子連続模様の凹部をセルパターンに有するものを用いた。
(Coating equipment)
In the following examples and comparative examples, the high-speed coating apparatus shown in FIGS. The coating part was a chamber doctor system, and the
図1は高速塗工装置の全体を示す構成図である。高速塗工装置1は、下記実施例及び比較例で使用するセパレータ基材100に対して塗工剤を連続的に高速で塗布する。
FIG. 1 is a block diagram showing the entire high-speed coating apparatus. The high-
図1に示すように高速塗工装置1は、セパレータ基材100が巻回された巻出しロール2、セパレータ基材100の表面処理を行う前処理装置3、セパレータ基材100に対して塗工剤の塗工を行うグラビア塗工装置4、セパレータ基材100に塗工された塗工剤の乾燥を行う乾燥炉5、セパレータ基材100に塗工された塗工剤の検査を行う検査装置6、及び塗工剤が塗工されたセパレータ基材(耐熱セパレータ)100を巻き取る巻取りロール7を備えている。
As shown in FIG. 1, the high-
巻出しロール2から巻き出されたセパレータ基材100は前処理装置3に搬送され、前処理装置3においてセパレータ基材100の表面に対してコロナ処理が行われる。これによりセパレータ基材100の表面の濡れ性を向上させる。
The
グラビア塗工装置4は、セパレータ基材100に塗工剤を塗工するものであって、図2に示すように、搬送されるセパレータ基材100に接触してセパレータ基材100の表面に塗工剤を転写するグラビアロール10と、グラビアロール10に塗工剤を塗布する塗工チャンバー11aを有する塗工ユニット11と、塗工チャンバー11aに塗工剤を供給する塗工剤供給装置12とを備えている。このグラビア塗工装置4においては、グラビアロール10の上下に、グラビアロール10に対向するように設置されたコーターロール15を備え、コーターロール15とグラビアロール10との間にセパレータ基材100を導入し、セパレータ基材100を下方から上方に搬送すると共に、セパレータ基材100の搬送方向と逆方向にグラビアロール10を回転駆動しつつ、グラビアロール10をセパレータ基材100に当接させることにより、セパレータ基材100の表面に塗工剤が塗布される。
The
グラビアロール10は、例えばスチール製のパイプ等から構成されるロール本体10aと、ロール本体10aの両端部に設けられた回転軸10bを有している。またロール本体10aの周面には、塗工用パターンとして左右対称の格子連続模様の凹部を有するセルパターンが形成されている。
The
塗工チャンバー11aは、グラビアロール10の周面に対向する面に、グラビアロール10の軸方向に延びる開口部が形成された液溜まりを備えている。ここで液溜まりは、塗工剤が供給される下部液溜まりと、塗工剤が排出される上部液溜まりから構成され、グラビアロール10に対向する位置で連通されている。塗工チャンバー11aの開口部の上端縁部、即ちグラビアロールの回転方向下流側の開口縁部には、ポリエチレン、強化ポリエステル等により形成された板材部材からなる上ブレード9aが取り付けられている。また開口部の下端縁部、即ちグラビアロールの回転方向上流側の開口縁部には、ポリエチレン、強化ポリエステル等により形成された板材部材からなる下ブレード9bが取り付けられている。
The
上ブレード9aの先端部および下ブレード9bの先端部は、それぞれグラビアロール10の周面に圧接されることにより、開口部の上縁部および下縁部をシールして液溜まりを密閉状態に維持するように構成されている。上ブレード9aは、液溜まり内においてグラビアロール10の周面に塗布された余分な塗工剤をグラビアロール10の回転に応じて掻き取ることにより、グラビアロール10の周面に塗工される塗工剤の厚みを均一に設定する機能を有している。下ブレード9bは、少なくとも2枚のブレードを有する多段ブレードにより構成され、グラビアロール10の塗工用パターン内に存在する泡をグラビアロール10の回転に応じて掻き出し塗工チャンバー11a内の液溜まりに泡が浸入するのを効果的に防止する機能を有している。
The tip of the upper blade 9a and the tip of the
塗工剤供給装置12は、塗工剤が収容された供給タンク12aと、供給タンク12a内の塗工剤を塗工チャンバー11aの液溜まり内に給送する定量ポンプ12bと、金属異物の除去を行うマグネットフィルター12cと、塗工剤に含まれている凝集物の除去を行うカートリッジフィルター12dと、塗工剤の比重の計測を行う質量流量計12eとを備えている。ここで供給タンク12aは、所定の速度で回転することにより塗工剤の撹拌を行うパドル12fを備えている。
The coating
また塗工剤供給装置12は、定量ポンプ12bから吐出された塗工剤を塗工チャンバー11aの下部液溜まりに供給する供給通路12gと、上部液溜まりから排出された塗工剤を供給タンク12aに戻す返送通路12hとを備えている。
The coating
ここで塗工剤を供給タンク12aに返送する場合には、泡の発生を防止するために、返送された塗工剤を液面およびパドル12fに直接落下させず、塗工剤が供給タンク12aの壁面を伝って供給タンク12a内に戻るようにする。また供給タンク12aに脱泡装置を備えるようにしてもよい。
Here, when the coating agent is returned to the
なお、供給タンク12aには、塗工剤が収容されたストレージタンク14がポンプ16を介して接続されている。ここでストレージタンク14は、所定の速度で回転することにより塗工剤の撹拌を行うパドル14aを備えており、供給タンク12aの塗工剤の減少分がストレージタンク14から供給される。
Note that a
このグラビア塗工装置4においては、下ブレード9bを多段ブレードにより構成して塗工チャンバー11aの液溜まり内へグラビアロール10の塗工用パターン内に存在する泡が浸入するのを防止し、塗工チャンバー11aの上部液溜まりの両端部及び中央部から塗工剤を排出することにより液溜まりから効果的に泡を除去し、さらに塗工剤が収容されている供給タンク12a内の泡の発生を防止し、また泡の除去を行うことにより塗工剤内の泡に起因する塗工剤の塗工ムラの発生を防止している。
In this
次に図1に示すようにグラビア塗工装置4により塗工剤が塗工されたセパレータ基材100は乾燥炉5に搬送される。乾燥炉5は、熱風循環により乾燥を行い、熱風の温度および風量を設定する。
Next, as shown in FIG. 1, the
検査装置6は、セパレータ基材100に塗工された塗工剤の厚さを検出するX線検査装置、ラインセンサカメラにより撮影された画像データに基づいて、塗工抜けや凝集物の付着等の塗工欠陥の検出を行う外観欠点検査装置から構成されている。
The inspection device 6 is an X-ray inspection device that detects the thickness of the coating agent applied to the
巻き取りロール7は、セパレータ基材100に塗工剤が塗工された耐熱セパレータを所定のオシレート幅、および所定のオシレートピッチで巻き取る。
The winding roll 7 winds up the heat-resistant separator in which the coating agent is applied to the
次に、高速塗工装置1を用いた二次電池用耐熱セパレータの製造方法について説明する。巻出しロール2から巻き出されたセパレータ基材100は、サクションロール30a、ガイドロール22及びエキスパンダーロール24を介して前処理装置3に搬送され、前処理装置3においてセパレータ基材100の表面に対して表面処理であるコロナ処理が行われる。ここでセパレータ基材100の搬送速度は、100m/minとした。
Next, the manufacturing method of the heat-resistant separator for secondary batteries using the high-
前処理装置3においてコロナ処理が行われたセパレータ基材100は、ガイドロール22を介してグラビア塗工装置4に搬送され、グラビア塗工装置4においてセパレータ基材100に塗工剤が塗工される。
The
ここで、巻出しロール2及びサクションロール30aの回転速度を調整することによりセパレータ基材100の巻き出し時の張力を制御することができる。なお、このときの張力は張力検出ロール20aにより確認することができる。
Here, the tension at the time of unwinding of the
また、サクションロール30a及びサクションロール30bの回転速度を調整することにより耐熱層形成工程時のセパレータ基材の張力を制御することができる。なお、このときの張力は張力検出ロール20bにより確認することができる。
Moreover, the tension | tensile_strength of the separator base material at the time of a heat-resistant layer formation process can be controlled by adjusting the rotational speed of the suction roll 30a and the
なお、セパレータ基材100に対するスラリーの塗工量は、塗工チャンバー11aの上ブレード9aとグラビアロール10の周面との間隔によって制御される。ここで、グラビア塗工装置4において塗工剤が塗工されたセパレータ基材100は、サクションロール30bを介して乾燥炉5に搬送され、乾燥炉5において塗工剤の乾燥が行われる。またサクションロール30b及びサクションロール30cの回転速度を調整することにより乾燥工程時のセパレータ基材100の張力を制御することができる。なお、このときの張力は張力検出ロール20cにより確認することができる。
The amount of slurry applied to the
塗工剤の乾燥が終了したセパレータ基材100は、ガイドロール22、サクションロール30cを介して検査装置6に搬送され、X線検査装置、外観欠点検査装置による検査が行われる。ここで、サクションロール30c及びサクションロール30dの回転速度を調整することにより乾燥工程後から耐熱層付セパレータ基材の巻き取り前までのセパレータ基材100の張力を制御することができる。なお、このときの張力は張力検出ロール20dにより確認することができる。
The
検査装置6において検査が終了したセパレータ基材100は、サクションロール30d、ガイドロール22及びエキスパンダーロール24を介して巻取りロール7に巻き取られる。ここで、サクションロール30d及び巻き取りロール7の回転速度を調整することにより耐熱層付セパレータ基材の巻き取り時のセパレータ基材100の張力を制御することができる。なお、このときの張力は張力検出ロール20eにより確認することができる。
The
(塗工剤の作製)
耐熱粒子としてアルミナ粒子(体積平均のD50平均粒子径 0.45μm)100部、バインダーとしてマレイミド−無水マレイン酸共重合体の水溶液を固形分基準で1.5部、及び、イオン交換水を固形分濃度が40質量%になるように混合し、水分散液Aを得た。さらに水分散液Aを固形分基準で4部、及び、ポリエチレングリコール型界面活性剤0.2部を混合し、耐熱粒子を含む塗工剤Aを製造した。また、塗工剤Aの粘度は、23cPであった。
(Preparation of coating agent)
100 parts of alumina particles (volume average D50 average particle diameter 0.45 μm) as heat-resistant particles, 1.5 parts of maleimide-maleic anhydride copolymer aqueous solution as a binder based on solids, and ion exchange water as solids An aqueous dispersion A was obtained by mixing so that the concentration was 40% by mass. Further, 4 parts of the aqueous dispersion A and 0.2 part of a polyethylene glycol type surfactant were mixed to produce a coating agent A containing heat-resistant particles. Moreover, the viscosity of the coating agent A was 23 cP.
(耐熱セパレータの製造・評価)
乾燥後の耐熱セパレータの片面の耐熱層の厚さが3μmとなるように、グラビアロールに対するセパレータ基材位置を調整し、セパレータ基材の搬送速度100m/min、乾燥炉温度50℃、風量300m3/minの条件において、ポリエチレン製のセパレータ基材(厚み12μm、MD方向の弾性率1100MPa)の片面に対し、塗工剤Aを塗工、乾燥して、セパレータ基材の片面に厚さ3μmの耐熱層を有する二次電池用耐熱セパレータAを得た。
(Manufacture and evaluation of heat-resistant separators)
The separator substrate position relative to the gravure roll is adjusted so that the thickness of the heat-resistant layer on one side of the heat-resistant separator after drying is 3 μm, the separator substrate transport speed is 100 m / min, the drying furnace temperature is 50 ° C., and the air volume is 300 m 3. / Min., The coating agent A is applied to one side of a polyethylene separator base (
なお、二次電池用耐熱セパレータの製造において、セパレータ基材の巻き出し時のセパレータ基材の張力、耐熱層形成工程時のセパレータ基材の張力、乾燥工程時のセパレータ基材の張力、乾燥工程後から耐熱層付セパレータ基材の巻き取り前までセパレータ基材の張力、耐熱層付セパレータ基材の巻き取り時のセパレータ基材の張力のセパレータ基材の張力は、表1に示すように制御した。二次電池用耐熱セパレータの製造直後のセパレータのシワの評価、セパレータ巻き取り保管後のセパレータのシワの評価、セパレータの耐熱層の均一性の評価を表1に示した。 In the production of a heat-resistant separator for a secondary battery, the tension of the separator substrate during unwinding of the separator substrate, the tension of the separator substrate during the heat-resistant layer forming step, the tension of the separator substrate during the drying step, and the drying step As shown in Table 1, the tension of the separator base material and the tension of the separator base material at the time of winding the separator base material with the heat resistant layer are controlled as shown in Table 1. did. Table 1 shows the evaluation of the separator wrinkle immediately after the production of the heat-resistant separator for secondary batteries, the evaluation of the separator wrinkle after winding up and storing the separator, and the evaluation of the uniformity of the heat-resistant layer of the separator.
実施例1の二次電池用耐熱セパレータの製造において、セパレータ基材の巻き出し時のセパレータ基材の張力、耐熱層形成工程時のセパレータ基材の張力、乾燥工程時のセパレータ基材の張力、乾燥工程後から耐熱層付セパレータ基材の巻き取り前までのセパレータ基材の張力、耐熱層付セパレータ基材の巻き取り時のセパレータ基材の張力を、表1に示すように制御した以外は、実施例1と同様に二次電池用耐熱セパレータを製造し評価した。評価を表1に示した。 In the production of the heat-resistant separator for the secondary battery of Example 1, the tension of the separator substrate at the time of unwinding the separator substrate, the tension of the separator substrate at the heat-resistant layer forming step, the tension of the separator substrate at the drying step, Except for controlling the tension of the separator base material after the drying step to before winding of the separator base material with a heat-resistant layer, and the tension of the separator base material during winding of the separator base material with a heat-resistant layer as shown in Table 1. In the same manner as in Example 1, a heat-resistant separator for secondary batteries was produced and evaluated. The evaluation is shown in Table 1.
実施例1の二次電池用耐熱セパレータの製造において、セパレータ基材の巻き出し時のセパレータ基材の張力、耐熱層形成工程時のセパレータ基材の張力、乾燥工程時のセパレータ基材の張力、乾燥工程後から耐熱層付セパレータ基材の巻き取り前までのセパレータ基材の張力、耐熱層付セパレータ基材の巻き取り時のセパレータ基材の張力を、表1に示すように制御した以外は、実施例1と同様に二次電池用耐熱セパレータを製造し評価した。評価を表1に示した。 In the production of the heat-resistant separator for the secondary battery of Example 1, the tension of the separator substrate at the time of unwinding the separator substrate, the tension of the separator substrate at the heat-resistant layer forming step, the tension of the separator substrate at the drying step, Except for controlling the tension of the separator base material after the drying step to before winding of the separator base material with a heat-resistant layer, and the tension of the separator base material during winding of the separator base material with a heat-resistant layer as shown in Table 1. In the same manner as in Example 1, a heat-resistant separator for secondary batteries was produced and evaluated. The evaluation is shown in Table 1.
実施例1の二次電池用耐熱セパレータの製造において、セパレータ基材の巻き出し時のセパレータ基材の張力、耐熱層形成工程時のセパレータ基材の張力、乾燥工程時のセパレータ基材の張力、乾燥工程後から耐熱層付セパレータ基材の巻き取り前までのセパレータ基材の張力、耐熱層付セパレータ基材の巻き取り時のセパレータ基材の張力を、表1に示すように制御した以外は、実施例1と同様に二次電池用耐熱セパレータを製造し評価した。評価を表1に示した。 In the production of the heat-resistant separator for the secondary battery of Example 1, the tension of the separator substrate at the time of unwinding the separator substrate, the tension of the separator substrate at the heat-resistant layer forming step, the tension of the separator substrate at the drying step, Except for controlling the tension of the separator base material after the drying step to before winding of the separator base material with a heat-resistant layer, and the tension of the separator base material during winding of the separator base material with a heat-resistant layer as shown in Table 1. In the same manner as in Example 1, a heat-resistant separator for secondary batteries was produced and evaluated. The evaluation is shown in Table 1.
実施例1の二次電池用耐熱セパレータの製造において、セパレータ基材の巻き出し時のセパレータ基材の張力、耐熱層形成工程時のセパレータ基材の張力、乾燥工程時のセパレータ基材の張力、乾燥工程後から耐熱層付セパレータ基材の巻き取り前までのセパレータ基材の張力、耐熱層付セパレータ基材の巻き取り時のセパレータ基材の張力を、表1に示すように制御した以外は、実施例1と同様に二次電池用耐熱セパレータを製造し評価した。評価を表1に示した。 In the production of the heat-resistant separator for the secondary battery of Example 1, the tension of the separator substrate at the time of unwinding the separator substrate, the tension of the separator substrate at the heat-resistant layer forming step, the tension of the separator substrate at the drying step, Except for controlling the tension of the separator base material after the drying step to before winding of the separator base material with a heat-resistant layer, and the tension of the separator base material during winding of the separator base material with a heat-resistant layer as shown in Table 1. In the same manner as in Example 1, a heat-resistant separator for secondary batteries was produced and evaluated. The evaluation is shown in Table 1.
実施例1の二次電池用耐熱セパレータの製造において、セパレータ基材の巻き出し時のセパレータ基材の張力、耐熱層形成工程時のセパレータ基材の張力、乾燥工程時のセパレータ基材の張力、乾燥工程後から耐熱層付セパレータ基材の巻き取り前までのセパレータ基材の張力、耐熱層付セパレータ基材の巻き取り時のセパレータ基材の張力を、表1に示すように制御した以外は、実施例1と同様に二次電池用耐熱セパレータを製造し評価した。評価を表1に示した。 In the production of the heat-resistant separator for the secondary battery of Example 1, the tension of the separator substrate at the time of unwinding the separator substrate, the tension of the separator substrate at the heat-resistant layer forming step, the tension of the separator substrate at the drying step, Except for controlling the tension of the separator base material after the drying step to before winding of the separator base material with a heat-resistant layer, and the tension of the separator base material during winding of the separator base material with a heat-resistant layer as shown in Table 1. In the same manner as in Example 1, a heat-resistant separator for secondary batteries was produced and evaluated. The evaluation is shown in Table 1.
実施例1の二次電池用耐熱セパレータの製造において、セパレータ基材の巻き出し時のセパレータ基材の張力、耐熱層形成工程時のセパレータ基材の張力、乾燥工程時のセパレータ基材の張力、乾燥工程後から耐熱層付セパレータ基材の巻き取り前までのセパレータ基材の張力、耐熱層付セパレータ基材の巻き取り時のセパレータ基材の張力を、表1に示すように制御した以外は、実施例1と同様に二次電池用耐熱セパレータを製造し評価した。評価を表1に示した。 In the production of the heat-resistant separator for the secondary battery of Example 1, the tension of the separator substrate at the time of unwinding the separator substrate, the tension of the separator substrate at the heat-resistant layer forming step, the tension of the separator substrate at the drying step, Except for controlling the tension of the separator base material after the drying step to before winding of the separator base material with a heat-resistant layer, and the tension of the separator base material during winding of the separator base material with a heat-resistant layer as shown in Table 1. In the same manner as in Example 1, a heat-resistant separator for secondary batteries was produced and evaluated. The evaluation is shown in Table 1.
実施例1の二次電池用耐熱セパレータの製造において、セパレータ基材の巻き出し時のセパレータ基材の張力、耐熱層形成工程時のセパレータ基材の張力、乾燥工程時のセパレータ基材の張力、乾燥工程後から耐熱層付セパレータ基材の巻き取り前までのセパレータ基材の張力、耐熱層付セパレータ基材の巻き取り時のセパレータ基材の張力を、表1に示すように制御した以外は、実施例1と同様に二次電池用耐熱セパレータを製造し評価した。評価を表1に示した。 In the production of the heat-resistant separator for the secondary battery of Example 1, the tension of the separator substrate at the time of unwinding the separator substrate, the tension of the separator substrate at the heat-resistant layer forming step, the tension of the separator substrate at the drying step, Except for controlling the tension of the separator base material after the drying step to before winding of the separator base material with a heat-resistant layer, and the tension of the separator base material during winding of the separator base material with a heat-resistant layer as shown in Table 1. In the same manner as in Example 1, a heat-resistant separator for secondary batteries was produced and evaluated. The evaluation is shown in Table 1.
実施例1の二次電池用耐熱セパレータの製造において、セパレータ基材の巻き出し時のセパレータ基材の張力、耐熱層形成工程時のセパレータ基材の張力、乾燥工程時のセパレータ基材の張力、乾燥工程後から耐熱層付セパレータ基材の巻き取り前までのセパレータ基材の張力、耐熱層付セパレータ基材の巻き取り時のセパレータ基材の張力を、表1に示すように制御した以外は、実施例1と同様に二次電池用耐熱セパレータを製造し評価した。評価を表1に示した。 In the production of the heat-resistant separator for the secondary battery of Example 1, the tension of the separator substrate at the time of unwinding the separator substrate, the tension of the separator substrate at the heat-resistant layer forming step, the tension of the separator substrate at the drying step, Except for controlling the tension of the separator base material after the drying step to before winding of the separator base material with a heat-resistant layer, and the tension of the separator base material during winding of the separator base material with a heat-resistant layer as shown in Table 1. In the same manner as in Example 1, a heat-resistant separator for secondary batteries was produced and evaluated. The evaluation is shown in Table 1.
実施例1の二次電池用耐熱セパレータの製造において、セパレータ基材の巻き出し時のセパレータ基材の張力、耐熱層形成工程時のセパレータ基材の張力、乾燥工程時のセパレータ基材の張力、乾燥工程後から耐熱層付セパレータ基材の巻き取り前までのセパレータ基材の張力、耐熱層付セパレータ基材の巻き取り時のセパレータ基材の張力を、表1に示すように制御した以外は、実施例1と同様に二次電池用耐熱セパレータを製造し評価した。評価を表1に示した。 In the production of the heat-resistant separator for the secondary battery of Example 1, the tension of the separator substrate at the time of unwinding the separator substrate, the tension of the separator substrate at the heat-resistant layer forming step, the tension of the separator substrate at the drying step, Except for controlling the tension of the separator base material after the drying step to before winding of the separator base material with a heat-resistant layer, and the tension of the separator base material during winding of the separator base material with a heat-resistant layer as shown in Table 1. In the same manner as in Example 1, a heat-resistant separator for secondary batteries was produced and evaluated. The evaluation is shown in Table 1.
実施例1の二次電池用耐熱セパレータの製造において、セパレータ基材の巻き出し時のセパレータ基材の張力、耐熱層形成工程時のセパレータ基材の張力、乾燥工程時のセパレータ基材の張力、乾燥工程後から耐熱層付セパレータ基材の巻き取り前までのセパレータ基材の張力、耐熱層付セパレータ基材の巻き取り時のセパレータ基材の張力を、表1に示すように制御した以外は、実施例1と同様に二次電池用耐熱セパレータを製造し評価した。評価を表1に示した。 In the production of the heat-resistant separator for the secondary battery of Example 1, the tension of the separator substrate at the time of unwinding the separator substrate, the tension of the separator substrate at the heat-resistant layer forming step, the tension of the separator substrate at the drying step, Except for controlling the tension of the separator base material after the drying step to before winding of the separator base material with a heat-resistant layer, and the tension of the separator base material during winding of the separator base material with a heat-resistant layer as shown in Table 1. In the same manner as in Example 1, a heat-resistant separator for secondary batteries was produced and evaluated. The evaluation is shown in Table 1.
実施例1の二次電池用耐熱セパレータの製造において、セパレータ基材の巻き出し時のセパレータ基材の張力、耐熱層形成工程時のセパレータ基材の張力、乾燥工程時のセパレータ基材の張力、乾燥工程後から耐熱層付セパレータ基材の巻き取り前までのセパレータ基材の張力、耐熱層付セパレータ基材の巻き取り時のセパレータ基材の張力を、表1に示すように制御した以外は、実施例1と同様に二次電池用耐熱セパレータを製造し評価した。評価を表1に示した。 In the production of the heat-resistant separator for the secondary battery of Example 1, the tension of the separator substrate at the time of unwinding the separator substrate, the tension of the separator substrate at the heat-resistant layer forming step, the tension of the separator substrate at the drying step, Except for controlling the tension of the separator base material after the drying step to before winding of the separator base material with a heat-resistant layer, and the tension of the separator base material during winding of the separator base material with a heat-resistant layer as shown in Table 1. In the same manner as in Example 1, a heat-resistant separator for secondary batteries was produced and evaluated. The evaluation is shown in Table 1.
実施例1の二次電池用耐熱セパレータの製造において、セパレータ基材の巻き出し時のセパレータ基材の張力、耐熱層形成工程時のセパレータ基材の張力、乾燥工程時のセパレータ基材の張力、乾燥工程後から耐熱層付セパレータ基材の巻き取り前までのセパレータ基材の張力、耐熱層付セパレータ基材の巻き取り時のセパレータ基材の張力を、表1に示すように制御した以外は、実施例1と同様に二次電池用耐熱セパレータを製造し評価した。評価を表1に示した。 In the production of the heat-resistant separator for the secondary battery of Example 1, the tension of the separator substrate at the time of unwinding the separator substrate, the tension of the separator substrate at the heat-resistant layer forming step, the tension of the separator substrate at the drying step, Except for controlling the tension of the separator base material after the drying step to before winding of the separator base material with a heat-resistant layer, and the tension of the separator base material during winding of the separator base material with a heat-resistant layer as shown in Table 1. In the same manner as in Example 1, a heat-resistant separator for secondary batteries was produced and evaluated. The evaluation is shown in Table 1.
実施例2の二次電池用耐熱セパレータの製造において、ポリエチレン製のセパレータ基材(厚み12μm、MD方向の弾性率1100MPa)に替えて、ポリプロピレン製のセパレータ基材(厚み12μm、MD方向の弾性率800MPa)を用いた以外は、実施例2と同様に二次電池用耐熱セパレータを製造し評価した。評価を表1に示した。
In the production of the heat-resistant separator for the secondary battery of Example 2, instead of the polyethylene separator base material (
実施例2の二次電池用耐熱セパレータの製造において、ポリエチレン製のセパレータ基材(厚み12μm、MD方向の弾性率1100MPa)に替えて、ポリプロピレン製のセパレータ基材(厚み12μm、MD方向の弾性率1600MPa)を用いた以外は、実施例2と同様に二次電池用耐熱セパレータを製造し評価した。評価を表1に示した。
In the production of the heat-resistant separator for the secondary battery of Example 2, instead of the polyethylene separator base material (
実施例2の二次電池用耐熱セパレータの製造において、セパレータ基材の搬送速度を100m/minから20m/minとした以外は、実施例2と同様に二次電池用耐熱セパレータを製造し評価した。評価を表1に示した。 In the production of the heat-resistant separator for the secondary battery of Example 2, a heat-resistant separator for the secondary battery was produced and evaluated in the same manner as in Example 2 except that the conveying speed of the separator base material was changed from 100 m / min to 20 m / min. . The evaluation is shown in Table 1.
実施例1の二次電池用耐熱セパレータの製造において、セパレータ基材の巻き出し時のセパレータ基材の張力、耐熱層形成工程時のセパレータ基材の張力、乾燥工程時のセパレータ基材の張力、乾燥工程後から耐熱層付セパレータ基材の巻き取り前までのセパレータ基材の張力、耐熱層付セパレータ基材の巻き取り時のセパレータ基材の張力を、表1に示すように制御した以外は、実施例1と同様に二次電池用耐熱セパレータを製造し評価した。評価を表1に示した。 In the production of the heat-resistant separator for the secondary battery of Example 1, the tension of the separator substrate at the time of unwinding the separator substrate, the tension of the separator substrate at the heat-resistant layer forming step, the tension of the separator substrate at the drying step, Except for controlling the tension of the separator base material after the drying step to before winding of the separator base material with a heat-resistant layer, and the tension of the separator base material during winding of the separator base material with a heat-resistant layer as shown in Table 1. In the same manner as in Example 1, a heat-resistant separator for secondary batteries was produced and evaluated. The evaluation is shown in Table 1.
実施例1の二次電池用耐熱セパレータの製造において、セパレータ基材の巻き出し時のセパレータ基材の張力、耐熱層形成工程時のセパレータ基材の張力、乾燥工程時のセパレータ基材の張力、乾燥工程後から耐熱層付セパレータ基材の巻き取り前までのセパレータ基材の張力、耐熱層付セパレータ基材の巻き取り時のセパレータ基材の張力を、表1に示すように制御した以外は、実施例1と同様に二次電池用耐熱セパレータを製造し評価した。評価を表1に示した。 In the production of the heat-resistant separator for the secondary battery of Example 1, the tension of the separator substrate at the time of unwinding the separator substrate, the tension of the separator substrate at the heat-resistant layer forming step, the tension of the separator substrate at the drying step, Except for controlling the tension of the separator base material after the drying step to before winding of the separator base material with a heat-resistant layer, and the tension of the separator base material during winding of the separator base material with a heat-resistant layer as shown in Table 1. In the same manner as in Example 1, a heat-resistant separator for secondary batteries was produced and evaluated. The evaluation is shown in Table 1.
1…高速塗工装置、2…巻出しロール、3…前処理装置、4…グラビア塗工装置、5…乾燥炉、6…検査装置、7…巻き取りロール、10…グラビアロール、11…塗工ユニット、12…塗工剤供給装置、100…セパレータ基材、30a〜30d…サクションロール
DESCRIPTION OF
Claims (4)
グラビアロールを用いて、搬送された前記セパレータ基材の少なくとも一面に耐熱粒子を含有する塗工剤を塗工して耐熱層を形成する耐熱層形成工程と、
前記セパレータ基材上の耐熱層を乾燥させる乾燥工程と、を備える二次電池用耐熱セパレータの製造方法であって、
前記セパレータ基材の、基材搬送方向の強度は、基材搬送方向の引張弾性率で、400MPa以上2000MPa以下であり、
前記セパレータ基材を搬送する速度は、20m/min以上であり、
前記セパレータ基材を搬送する際の前記セパレータ基材の張力を10N/m以上、150N/m以下に制御することを特徴とする二次電池用耐熱セパレータの製造方法。 While conveying the long separator substrate in a certain direction,
Using a gravure roll, a heat-resistant layer forming step of forming a heat-resistant layer by coating a coating agent containing heat-resistant particles on at least one surface of the separator base material conveyed,
A drying step of drying the heat-resistant layer on the separator substrate, and a method for producing a heat-resistant separator for a secondary battery comprising:
The strength of the separator substrate in the substrate conveyance direction is a tensile elastic modulus in the substrate conveyance direction, and is 400 MPa or more and 2000 MPa or less,
The speed for conveying the separator substrate is 20 m / min or more,
The manufacturing method of the heat-resistant separator for secondary batteries characterized by controlling the tension | tensile_strength of the said separator base material at the time of conveying the said separator base material to 10 N / m or more and 150 N / m or less.
前記耐熱層形成工程時のセパレータ基材の張力は、前記セパレータ基材の巻き出し時のセパレータ基材の張力よりも高く制御されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の二次電池用耐熱セパレータの製造方法。 The long separator base material is unwound and is a method for producing a heat-resistant separator for a secondary battery conveyed in a certain direction,
The tension | tensile_strength of the separator base material at the time of the said heat-resistant layer formation process is controlled higher than the tension | tensile_strength of the separator base material at the time of unwinding of the said separator base material, The Claim 1 or Claim 2 characterized by the above-mentioned. A method for producing a heat-resistant separator for a secondary battery.
前記耐熱層付セパレータ基材の巻き取り時のセパレータ基材の張力は、前記乾燥工程後から前記耐熱層付セパレータ基材の巻き取り前までのセパレータ基材の張力よりも高く制御されていることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の二次電池用耐熱セパレータの製造方法。
A method for producing a heat-resistant separator for a secondary battery in which a separator substrate with a heat-resistant layer is wound up,
The tension of the separator base material at the time of winding the separator base material with the heat-resistant layer is controlled to be higher than the tension of the separator base material after the drying step to before the separator base material with the heat-resistant layer is wound up. The manufacturing method of the heat-resistant separator for secondary batteries as described in any one of Claims 1-3 characterized by these.
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