JP2015156341A - battery separator - Google Patents

battery separator Download PDF

Info

Publication number
JP2015156341A
JP2015156341A JP2014031466A JP2014031466A JP2015156341A JP 2015156341 A JP2015156341 A JP 2015156341A JP 2014031466 A JP2014031466 A JP 2014031466A JP 2014031466 A JP2014031466 A JP 2014031466A JP 2015156341 A JP2015156341 A JP 2015156341A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
separator
battery
water
lithium
fine particles
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
JP2014031466A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
高岡 和千代
Kazuchiyo Takaoka
和千代 高岡
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.)
Mitsubishi Paper Mills Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Paper Mills Ltd
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 Mitsubishi Paper Mills Ltd filed Critical Mitsubishi Paper Mills Ltd
Priority to JP2014031466A priority Critical patent/JP2015156341A/en
Publication of JP2015156341A publication Critical patent/JP2015156341A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

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

  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
  • Cell Separators (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a battery separator for a lithium secondary battery that suppresses characteristic deterioration at heat aging.
SOLUTION: The separator for a lithium secondary battery is formed by combining a support body and a porous ceramic layer containing ceramic fine particles. The ceramic fine particle is a layered compound represented by a chemical formula Mg6Al2(OH)16CO3 4H2O, and is a synthetic hydrotalcite sintered body that, when being sintered, becomes granular after water and carbonic acid are desorbed to block an interlayer.
COPYRIGHT: (C)2015,JPO&INPIT

Description

本発明は、電池用セパレータに関するものである。   The present invention relates to a battery separator.

従来、リチウム二次電池に使用されている電池用セパレータ(以下、「セパレータ」と略記する場合がある)としては、貫通した微細孔を有するポリオレフィンの多孔フィルムが用いられてきた。これらのセパレータは、電池が異常を起こして発熱した場合に、貫通した微細孔が溶融して閉塞し、電池の内部抵抗を高めることで、発熱を抑制し、電極剤であるコバルト酸リチウムの熱暴走による電池の爆発を抑制する仕組みを担ってきた。   Conventionally, as a battery separator (hereinafter sometimes abbreviated as “separator”) used in a lithium secondary battery, a polyolefin porous film having fine pores that have penetrated has been used. These separators suppress heat generation by increasing the internal resistance of the battery when the battery malfunctions and generate heat, and the through-holes are melted and closed. It has been responsible for suppressing battery explosion due to runaway.

しかし、ハイブリッド自動車用電池や無停電電源など、大電流による充放電が必要な用途では、最近の研究によって電極剤の熱暴走爆発の抑制が可能となったことにより、逆に、急激な電池内温度の上昇によって、セパレータの熱収縮による電極間接触を避けるために、耐熱性が高く、かつ内部抵抗の小さなセパレータの要望が高まっている。   However, in applications that require charging and discharging with a large current, such as batteries for hybrid vehicles and uninterruptible power supplies, recent research has made it possible to suppress thermal runaway explosion of electrode materials. Due to the increase in temperature, in order to avoid contact between electrodes due to thermal contraction of the separator, there is an increasing demand for a separator having high heat resistance and low internal resistance.

この要望に、特許文献1には、不織布などの孔の開いた支持体と多孔質のセラミック微粒子を含有してなる多孔質セラミック層を複合させて、耐熱性を付与して、電池が熱暴走を起こした場合でも、セパレータの熱収縮が引き起こされずに、電極接触を抑制することができる方法が提案されている。この方法では、多孔質セラミック層がセパレータの表面及び内部に浸透することが可能で、高い電解液の保持性や耐熱性を付与することが可能であり、優れた方法である。   In response to this demand, Patent Document 1 discloses that the battery is thermally runaway by combining a porous ceramic layer containing porous ceramic fine particles with a porous support such as a nonwoven fabric. There has been proposed a method capable of suppressing electrode contact without causing thermal contraction of the separator even in the case of occurrence of heat. This method is an excellent method because the porous ceramic layer can permeate the surface and the inside of the separator, and can provide high electrolyte retention and heat resistance.

一方、特許文献2及び3には、多孔フィルムの片面にセラミック微粒子を含有してなる多孔質セラミック層を設けて、耐熱性を付与する方法が提案されている。特に、特許文献2では、多孔質セラミック層に使用されるセラミック微粒子として、アルミナ、ジルコニア、シリカ、チタニア、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、チタン酸ストロンチウムなどの酸化チタン及びその複合酸化物が有効であると記載されている。   On the other hand, Patent Documents 2 and 3 propose a method of providing heat resistance by providing a porous ceramic layer containing ceramic fine particles on one side of a porous film. In particular, in Patent Document 2, titanium oxides such as alumina, zirconia, silica, titania, barium titanate, lead titanate, strontium titanate, and composite oxides thereof are effective as ceramic fine particles used in the porous ceramic layer. It is described that there is.

特に高い絶縁性を有するシリカや特異な凝集構造をつくるアルミナなどは非常に有望な材料であるが(例えば、特許文献4参照)、このような材料を用いた電池では、加熱経時などで、特性の劣化が観察されるなど、問題を残していた。   In particular, silica having a high insulating property and alumina that forms a unique aggregate structure are very promising materials (see, for example, Patent Document 4). There was a problem, such as the deterioration of was observed.

特許第4594098号公報Japanese Patent No. 4594098 特表2008−503049号公報Special table 2008-503049 gazette 特許第4499851号公報Japanese Patent No. 4499851 国際公開第2008/114727号パンフレットInternational Publication No. 2008/114727 Pamphlet

本発明の課題は、加熱経時における特性劣化が抑制された電池用セパレータを提供することである。   An object of the present invention is to provide a battery separator in which deterioration of characteristics over time is suppressed.

本発明者は、鋭意検討をした結果、下記に示す本発明により上記課題を解決できることを見出した。   As a result of intensive studies, the present inventor has found that the above-described problems can be solved by the present invention described below.

セラミック微粒子を含有してなる多孔質セラミック層と支持体を複合した電池用セパレータにおいて、セラミック微粒子が合成ハイドロタルサイト焼結体であることを特徴とする電池用セパレータ。   A battery separator in which a porous ceramic layer containing ceramic fine particles and a support are combined, wherein the ceramic fine particles are a synthetic hydrotalcite sintered body.

本発明では、加熱経時における特性劣化が抑制された電池用セパレータを得ることができる。   In the present invention, it is possible to obtain a battery separator in which deterioration of characteristics over time is suppressed.

本発明の電池用セパレータは、セラミック微粒子を含有してなる多孔質セラミック層と支持体を複合した電池用セパレータにおいて、セラミック微粒子が合成ハイドロタルサイト焼結体であることを特徴とする。   The battery separator of the present invention is a battery separator in which a porous ceramic layer containing ceramic fine particles and a support are combined, wherein the ceramic fine particles are a synthetic hydrotalcite sintered body.

合成ハイドロタルサイトとは、化学式MgAl(OH)16CO・4HOで示される層状化合物で、焼結すると水、炭酸が脱離して層間が閉塞し、粒状となる。表面は酸化マグネシウムがリッチな層であるので、塩基性酸化物である。リチウム二次電池中では、微量な水が残存又は侵入すると、支持電解質が六フッ化リン酸リチウム(LiPF)の場合には、この水によって、支持電解質が分解して、フッ化水素とリン酸エステル体が生成する。フッ化水素は集電体や正極剤の粒子表面を劣化させ、リン酸エステル体は負極剤の粒子表面を劣化させて、電池特性を悪化させるほか、ガスの発生要因にもなる。 Synthetic hydrotalcite is a layered compound represented by the chemical formula Mg 6 Al 2 (OH) 16 CO 3 .4H 2 O. When sintered, water and carbonic acid are desorbed and the layers are clogged and become granular. Since the surface is a layer rich in magnesium oxide, it is a basic oxide. In a lithium secondary battery, when a trace amount of water remains or invades, when the supporting electrolyte is lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), the supporting electrolyte is decomposed by this water, and hydrogen fluoride and phosphorus An acid ester form is formed. Hydrogen fluoride deteriorates the particle surface of the current collector and the positive electrode agent, and the phosphoric acid ester body deteriorates the particle surface of the negative electrode agent to deteriorate the battery characteristics and also cause gas generation.

生成したフッ化水素やリン酸エステル体は、合成ハイドロタルサイトの表面に固定される。特に、フッ化水素はMgFとして表面で固定され、発生する水酸基も炭酸の脱離部分で吸着捕捉される。よって、合成ハイドロタルサイトは非常に好ましい材料である。   The produced hydrogen fluoride or phosphate ester is fixed on the surface of the synthetic hydrotalcite. In particular, hydrogen fluoride is fixed on the surface as MgF, and the generated hydroxyl group is also adsorbed and captured at the desorbed portion of carbonic acid. Thus, synthetic hydrotalcite is a highly preferred material.

合成ハイドロタルサイトは、600℃から800℃で焼結した後、微粉砕化して用いられる。粒子径は、好ましくは0.3μm以上5.0μm以下であり、さらに好ましくは0.4μm以上1.5μm以下である。粒子径は、セラミック微粒子を水で充分に希釈し、これをレーザー散乱タイプの粒度測定機(マイクロトラック社製、商品名:3300EX2)によって測定し、得られた中心粒子径(D50、体積平均)である。   The synthetic hydrotalcite is used after being sintered at 600 to 800 ° C. and then pulverized. The particle size is preferably 0.3 μm or more and 5.0 μm or less, and more preferably 0.4 μm or more and 1.5 μm or less. The particle size is determined by sufficiently diluting the ceramic fine particles with water, and measuring this with a laser scattering type particle size measuring device (trade name: 3300EX2 manufactured by Microtrac Co., Ltd.). The resulting center particle size (D50, volume average) It is.

本発明において、多孔質セラミック層は水溶性セルロース誘導体を含有することができる。セラミック微粒子は、水中で分散されて多孔質セラミック層を形成するための塗液となる。この際に水溶性セルロース誘導体が含有されていると、水溶性セルロース誘導体が水中で分散性助剤となるほか、塗液を増粘させて、支持体上への塗液のセット性を向上させることができる。分散時に分散剤として、ノニオン性、アニオン性、カチオン性などの各種界面活性剤や、セラミック微粒子への荷電付与のための塩類などを併用することもできる。   In the present invention, the porous ceramic layer can contain a water-soluble cellulose derivative. The ceramic fine particles are dispersed in water to form a coating liquid for forming a porous ceramic layer. In this case, if a water-soluble cellulose derivative is contained, the water-soluble cellulose derivative becomes a dispersibility aid in water, and the coating liquid is thickened to improve the setting property of the coating liquid on the support. be able to. As the dispersing agent at the time of dispersion, various surfactants such as nonionic, anionic, and cationic, and salts for imparting electric charge to the ceramic fine particles can be used in combination.

本発明における水溶性セルロース誘導体とは、グリコシド結合によって直鎖に結合したβ−グルコース分子の水酸基の一部を変性し、水溶化が可能として合成されたセルロース誘導体であって、水酸基の一部が、カルボキシメトキシ基、メトキシ基、ヒドロキシエトキシ基、ヒドロキシプロキシ基に変性されている化合物を示す。カルボキシメトキシ基で置換された誘導体はカルボキシメチルセルロース(CMC)と呼ばれ、ナトリウム塩やアンモニウム塩等にして水溶性化できる。メトキシ基のみを含有するメチルセルロースは、低温水にのみ溶解し、温度が上昇すると、水溶液をゲル化する熱ゲル性を有する。また、起泡性・発泡性に優れており、ノニオン性の高分子界面活性剤的な挙動が得られる。一般的にメトキシ基に、ヒドロキシエトキシ基やヒドロキシプロポキシ基を組み合わせることによって、溶解性や熱ゲル性をコントロールすることができる。そのほかには、水溶性カチオン化セルロースも用いることができる。しかし、酢酸セルロース、エチルセルロースなどのセルロース誘導体は、水には溶解しない非水溶性セルロース誘導体であるので、用いることができない。水溶性セルロース誘導体は、セラミック微粒子と併用されて多孔質セラミック層を形成し、内部抵抗を低減化させることができる。水溶性セルロース誘導体の含有量が多すぎると、乾燥工程で空隙の周囲で成膜化して、独立した空隙を形成してしまうので、多孔質セラミック層の5質量%以下が好ましく、より好ましくは3質量%以下である。   The water-soluble cellulose derivative in the present invention is a cellulose derivative synthesized by modifying a part of hydroxyl groups of β-glucose molecules bonded linearly by glycosidic bonds so as to be water-soluble. , A compound modified with a carboxymethoxy group, a methoxy group, a hydroxyethoxy group, or a hydroxyproxy group. A derivative substituted with a carboxymethoxy group is called carboxymethylcellulose (CMC), and can be water-solubilized with sodium salt or ammonium salt. Methylcellulose containing only methoxy groups dissolves only in low-temperature water and has a thermal gel property that gels an aqueous solution when the temperature rises. Moreover, it is excellent in foaming property and foaming property, and can behave like a nonionic polymer surfactant. In general, solubility and thermal gel properties can be controlled by combining a hydroxyethoxy group or a hydroxypropoxy group with a methoxy group. In addition, water-soluble cationized cellulose can also be used. However, cellulose derivatives such as cellulose acetate and ethyl cellulose cannot be used because they are water-insoluble cellulose derivatives that do not dissolve in water. The water-soluble cellulose derivative can be used in combination with ceramic fine particles to form a porous ceramic layer and reduce internal resistance. If the content of the water-soluble cellulose derivative is too large, a film is formed around the voids in the drying step to form independent voids, so that it is preferably 5% by mass or less of the porous ceramic layer, more preferably 3 It is below mass%.

セラミック微粒子間の接着性や、支持体とセラミック微粒子との接着性を改善させるために、各種高分子結着剤を併用することができる。特に接着が難しいポリエステルやポリプロピレンが支持体に用いられている場合は、高分子結着剤としてラテックス系の高分子結着剤を使用することが好ましい。高分子結着剤としては、ポリオレフィン系、スチレン−ブタジエン系、アクリル系などを用いることができる。高分子結着剤の含有量は、多孔質セラミック層の0.5〜20質量%が好ましく、より好ましくは1〜8質量%である。   Various polymer binders can be used in combination in order to improve the adhesion between the ceramic particles and the adhesion between the support and the ceramic particles. In particular, when polyester or polypropylene, which is difficult to bond, is used for the support, it is preferable to use a latex polymer binder as the polymer binder. As the polymer binder, polyolefin, styrene-butadiene, acrylic, or the like can be used. The content of the polymer binder is preferably 0.5 to 20% by mass of the porous ceramic layer, and more preferably 1 to 8% by mass.

本発明では、電池用セパレータとしての強度を向上させるために、多孔質セラミック層が支持体と複合される。支持体としては、多孔フィルム、織布、不織布、編物等が挙げられる。支持体の材質としては、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、アラミド、セルロース等を挙げることができる。支持体としては、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、アラミド、セルロース等の繊維を用いた不織布であって、特に耐熱性に優れ、微細繊維の入手が容易な、ポリエステルやポリオレフィンの繊維を用いた不織布を用いるのが好ましい。不織布は、湿式法、乾式法、静電紡糸法等の各種方法で製造することができる。支持体としては、厚み10〜25μmであることが好ましく、空隙率は30〜80%であることが好ましい。より好ましくは、厚み12〜18μmであり、空隙率40〜70%である。   In the present invention, a porous ceramic layer is combined with a support in order to improve the strength as a battery separator. Examples of the support include a porous film, a woven fabric, a nonwoven fabric, and a knitted fabric. Examples of the material for the support include polyester, polyolefin, polyamide, aramid, and cellulose. The support is a non-woven fabric using fibers such as polyester, polyolefin, polyamide, aramid, cellulose, etc., and is particularly excellent in heat resistance and easy to obtain fine fibers, using non-woven fabric using polyester or polyolefin fibers. Is preferred. The nonwoven fabric can be produced by various methods such as a wet method, a dry method, and an electrostatic spinning method. As a support body, it is preferable that it is 10-25 micrometers in thickness, and it is preferable that a porosity is 30-80%. More preferably, the thickness is 12 to 18 μm and the porosity is 40 to 70%.

多孔質セラミック層は、支持体に、セラミック微粒子を含有する塗液を塗布又は流延し、場合によってはゲル化させた後、乾燥させて得ることができる。塗布又は流延の方法としては、エアドクターコーター、ブレードコーター、ナイフコーター、ロッドコーター、スクイズコーター、含浸コーター、グラビアコーター、キスロールコーター、ダイコーター、リバースロールコーター、トランスファーロールコーター、スプレーコーター等を用いた方法を使用することができる。多孔質セラミック層の塗工量は、乾燥質量で0.5〜50g/mであることが好ましく、より好ましくは1〜30g/mである。乾燥後、別に熱カレンダー処理を施して、得られた電池用セパレータの厚みを調整することも可能である。支持体を有する電池用セパレータの好ましい厚みは、10〜30μmであり、より好ましくは12〜25μmである。 The porous ceramic layer can be obtained by applying or casting a coating liquid containing ceramic fine particles on a support, gelling in some cases, and then drying. As an application or casting method, an air doctor coater, blade coater, knife coater, rod coater, squeeze coater, impregnation coater, gravure coater, kiss roll coater, die coater, reverse roll coater, transfer roll coater, spray coater, etc. The method used can be used. The coating amount of the porous ceramic layer is preferably 0.5 to 50 g / m 2 by dry weight, more preferably from 1 to 30 g / m 2. It is also possible to adjust the thickness of the obtained battery separator by performing another heat calendering process after drying. The preferable thickness of the battery separator having a support is 10 to 30 μm, more preferably 12 to 25 μm.

得られた電池用セパレータは、裁断されてリチウム二次電池用の電極材料間に挟み込まれて、電解液を注入し、電池を封止して、リチウム二次電池となる。正極を構成する材料は主に、活物質とカーボンブラック等の導電剤、ポリフッ化ビニリデンやスチレン−ブタジエンゴム等のバインダーであって、活物質としては、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウム、ニッケルマンガンコバルト酸リチウム(NMC)やアルミニウムマンガン酸リチウム(AMO)などのリチウムマンガン複合酸化物、鉄リン酸リチウムなどが用いられる。これらは混合されて、集電体であるアルミニウム箔上に塗布されて正極となる。   The obtained battery separator is cut and sandwiched between electrode materials for a lithium secondary battery, an electrolyte is injected, the battery is sealed, and a lithium secondary battery is obtained. The material constituting the positive electrode is mainly an active material and a conductive agent such as carbon black, a binder such as polyvinylidene fluoride and styrene-butadiene rubber, and as the active material, lithium cobaltate, lithium nickelate, lithium manganate In addition, lithium manganese composite oxides such as lithium nickel manganese cobaltate (NMC) and lithium aluminum manganate (AMO), and lithium iron phosphate are used. These are mixed and applied onto an aluminum foil as a current collector to form a positive electrode.

負極を構成する材料は主に、活物質と導電剤、バインダーであって、活物質としては、黒鉛、非晶質炭素材料、ケイ素、リチウム、リチウム合金などが用いられる。これらは混合されて、集電体である銅箔上に塗布されて負極となる。リチウム二次電池は、正極、負極間にセパレータを挟み込み、ここに電解液を含浸させて、イオン伝導性を持たせて導通させる。リチウム二次電池では非水系電解液が用いられるが、一般的に、これは溶媒と支持電解質で構成させる。溶媒として用いられるのは、例えばエチレンカーボネイト(EC)、プロピレンカーボネイト(PC)、ジエチルカーボネイト(DEC)、ジメチルカーボネイト(DMC)、エチルメチルカーボネイト(EMC)及び添加剤的な働きを有するビニレンカーボネイト、ビニルエチレンカーボネイト等のカーボネイト系である。ジメトキシメタン、ジメトキシエタン(DME)を用いることもできる。支持電解質としては、六フッ化リン酸リチウム、四フッ化ホウ酸リチウム(LiBF)のほかに、LiN(SOCFなどの有機リチウム塩なども用いられる。イオン液体も利用できる。また、ポリエチレングリコールやその誘導体、ポリメタクリル酸誘導体、ポリシロキサンやその誘導体、ポリフッ化ビニリデンなどのゲル状ポリマーにリチウム塩を溶解させたゲル状の電解質を使用することもできる。 The material constituting the negative electrode is mainly an active material, a conductive agent, and a binder. As the active material, graphite, amorphous carbon material, silicon, lithium, lithium alloy and the like are used. These are mixed and applied onto a copper foil as a current collector to form a negative electrode. In a lithium secondary battery, a separator is sandwiched between a positive electrode and a negative electrode, and an electrolytic solution is impregnated therein to provide ionic conductivity and conduct. In the lithium secondary battery, a non-aqueous electrolyte solution is used. Generally, this is composed of a solvent and a supporting electrolyte. As the solvent, for example, ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC), ethyl methyl carbonate (EMC) and vinylene carbonate having an additive function, vinyl Carbonate type such as ethylene carbonate. Dimethoxymethane and dimethoxyethane (DME) can also be used. As the supporting electrolyte, in addition to lithium hexafluorophosphate and lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ), an organic lithium salt such as LiN (SO 2 CF 3 ) 2 is also used. Ionic liquids can also be used. Further, a gel electrolyte in which a lithium salt is dissolved in a gel polymer such as polyethylene glycol or a derivative thereof, polymethacrylic acid derivative, polysiloxane or a derivative thereof, or polyvinylidene fluoride can also be used.

外装体としては、アルミニウムやステンレススチール等の金属円筒缶や角形缶、アルミニウム箔をポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等でラミ加工したラミネートフィルムを用いたシート型の外装体が利用できる。また、積層化してスタッキングして用いることや、円柱状に回旋して用いることもできる。   As the exterior body, a metal cylindrical can such as aluminum or stainless steel, a rectangular can, a sheet-type exterior body using a laminate film obtained by laminating aluminum foil with polypropylene, polyethylene, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, or the like can be used. Further, it can be used by stacking and stacking, or it can be used by rotating in a cylindrical shape.

次に、本発明を実施例によってさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに何ら限定されるものではない。   EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to these at all.

(実施例1)
次に、下記の材料をホモジナイザー(プライミクス製、商品名:T.K.HOMODISPER Model 2.5、回転数2500rpm)で3時間撹拌して、分散液(1)を作製した。
Example 1
Next, the following material was stirred for 3 hours with a homogenizer (manufactured by Primex, trade name: TK HODISPER Model 2.5, rotation speed 2500 rpm) to prepare dispersion (1).

合成ハイドロタルサイト焼結体(協和化学工業製、商品名:KW−2200)40質量部
特殊カルボン酸型高分子活性剤(花王製、商品名:ポイズ520) 0.5質量部
蒸留水 100質量部
Synthetic hydrotalcite sintered body (Kyowa Chemical Industry, trade name: KW-2200) 40 parts by mass Special carboxylic acid type polymer activator (Kao, trade name: Poise 520) 0.5 parts by weight distilled water 100 parts by weight Part

得られた分散液(1)100質量部に、濃度0.6質量%カルボキシメチルセルロースナトリウム水溶液(日本製紙製、商品名:MAC500LC)100質量部とアクリル樹脂(JSR製、商品名:TRD−202A、濃度40.2質量%)を4.0質量部添加して、塗液(1)を作製した。   To 100 parts by mass of the obtained dispersion (1), a sodium carboxymethylcellulose aqueous solution having a concentration of 0.6% by mass (made by Nippon Paper Industries Co., Ltd., trade name: MAC500LC) and an acrylic resin (manufactured by JSR, trade name: TRD-202A) 4.0 parts by mass of 40.2% by mass) was added to prepare a coating liquid (1).

次に、延伸レギュラーポリエチレンテレフタレート(PET)繊維(0.1dtex、長さ3mm)75質量部、未延伸PET繊維(0.2dtex、長さ4mm)25質量部の構成で、湿式法により目付量8.0g/mのウェッブを作製した。この時の乾燥温度は130℃であった。次に、220℃で熱カレンダー処理をウェッブに施し、厚み15μmの不織布である支持体を作製した。得られた塗液(1)を支持体に含浸させて、100℃で乾燥させて、厚み22μmのセパレータ(1)を作製した。 Next, 75 parts by mass of stretched regular polyethylene terephthalate (PET) fibers (0.1 dtex, length 3 mm) and 25 parts by mass of unstretched PET fibers (0.2 dtex, length 4 mm), and a basis weight of 8 by a wet method. A web of 0.0 g / m 2 was prepared. The drying temperature at this time was 130 ° C. Next, a thermal calendering process was performed on the web at 220 ° C. to prepare a support that was a nonwoven fabric having a thickness of 15 μm. The obtained coating liquid (1) was impregnated into a support and dried at 100 ° C. to produce a separator (1) having a thickness of 22 μm.

(比較例1)
実施例1における合成ハイドロタルサイト焼結体の代わりに、合成ハイドロタルサイト(協和化学工業製、商品名:DHT−6)を使用した以外は、同様にして厚み22μmの比較セパレータ(1)を作製した。
(Comparative Example 1)
In place of the synthetic hydrotalcite sintered body in Example 1, a comparative separator (1) having a thickness of 22 μm was similarly used except that synthetic hydrotalcite (manufactured by Kyowa Chemical Industry Co., Ltd., trade name: DHT-6) was used. Produced.

(比較例2)
実施例1における合成ハイドロタルサイト焼結体の代わりに、アルミナ(大明化学工業製、粒状ベーマイト、商品名:C06)を使用した以外は、同様にして厚み22μmの比較セパレータ(2)を作製した。
(Comparative Example 2)
A comparative separator (2) having a thickness of 22 μm was prepared in the same manner except that alumina (manufactured by Daimei Chemical Co., Ltd., granular boehmite, trade name: C06) was used instead of the synthetic hydrotalcite sintered body in Example 1. .

[電池特性の評価]
アルミニウム箔上に、マンガン酸リチウム、アセチレンブラック、ポリフッ化ビニリデンを100/5/3の質量比で200g/m塗工し、溶剤を乾燥して、さらにプレスをかけて正極を作製した。一方、銅箔上に、球状人造黒鉛、アセチレンブラック、ポリフッ化ビニリデンを85/15/5の質量比で100g/m塗工し、乾燥後プレスをかけて負極を作製した。
[Evaluation of battery characteristics]
On the aluminum foil, 200 g / m 2 of lithium manganate, acetylene black, and polyvinylidene fluoride were applied at a mass ratio of 100/5/3, the solvent was dried, and further pressed to produce a positive electrode. On the other hand, spherical artificial graphite, acetylene black, and polyvinylidene fluoride were coated at a mass ratio of 85/15/5 on a copper foil at a rate of 100 g / m 2 , dried and pressed to prepare a negative electrode.

得られた両電極間にセパレータを挟み込み、95℃、0.01MPa以下の減圧下で12時間加熱した後、宇部興産製のリチウム二次電池用電解液(商品名:ピュアライト(Purelyte)、溶媒:EC/DEC/DME=1/1/1(体積比)、支持電解質:六フッ化リン酸リチウム1mol/l)を滴下し、減圧下でアルミニウム箔ラミネートフィルム中に封止して、リチウム二次電池を作製した。次に、作製したリチウム二次電池を0.2Cで4.2Vまで充電し、その後0.2Cで放電を行った。この時、最初に0.2Cの条件で行った放電容量の充電容量に対する比率を測定した。また、0.2C(300分の放電時間)の条件での放電開始から30分後の電圧時を電圧降下値として内部抵抗を測定した。結果を表1に与えた。次に、電池を90℃で24時間加熱放置した後、形状を観察し、0.2Cの条件で充放電を行い、放電容量と充電容量の比率を測定した。   A separator was sandwiched between the obtained electrodes, heated at 95 ° C. under a reduced pressure of 0.01 MPa or less for 12 hours, and then an electrolyte for a lithium secondary battery manufactured by Ube Industries (trade name: Purelyte, solvent) : EC / DEC / DME = 1/1/1 (volume ratio), supporting electrolyte: lithium hexafluorophosphate 1 mol / l) was dropped and sealed in an aluminum foil laminate film under reduced pressure. A secondary battery was produced. Next, the produced lithium secondary battery was charged to 4.2 V at 0.2 C, and then discharged at 0.2 C. At this time, the ratio of the discharge capacity initially performed under the condition of 0.2 C to the charge capacity was measured. Further, the internal resistance was measured with the voltage drop value taken as the voltage 30 minutes after the start of discharge under the condition of 0.2 C (discharge time of 300 minutes). The results are given in Table 1. Next, after the battery was left to heat at 90 ° C. for 24 hours, the shape was observed, charge / discharge was performed under the condition of 0.2 C, and the ratio of the discharge capacity to the charge capacity was measured.

Figure 2015156341
Figure 2015156341

実施例1と比較例1及び2との比較から、合成ハイドロタルサイト焼結体を用いた電池は加熱経時によっても良好な特性を維持することができた。   From a comparison between Example 1 and Comparative Examples 1 and 2, the battery using the synthetic hydrotalcite sintered body was able to maintain good characteristics over time.

本発明の電池用セパレータは、リチウム二次電池用セパレータのほか、キャパシター用セパレータとして利用できる。   The battery separator of the present invention can be used as a capacitor separator in addition to a lithium secondary battery separator.

Claims (1)

セラミック微粒子を含有してなる多孔質セラミック層と支持体を複合した電池用セパレータにおいて、セラミック微粒子が合成ハイドロタルサイト焼結体であることを特徴とする電池用セパレータ。   A battery separator in which a porous ceramic layer containing ceramic fine particles and a support are combined, wherein the ceramic fine particles are a synthetic hydrotalcite sintered body.
JP2014031466A 2014-02-21 2014-02-21 battery separator Pending JP2015156341A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014031466A JP2015156341A (en) 2014-02-21 2014-02-21 battery separator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014031466A JP2015156341A (en) 2014-02-21 2014-02-21 battery separator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2015156341A true JP2015156341A (en) 2015-08-27

Family

ID=54775540

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014031466A Pending JP2015156341A (en) 2014-02-21 2014-02-21 battery separator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2015156341A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018147738A (en) * 2017-03-06 2018-09-20 日立化成株式会社 Method of manufacturing separator for zinc negative electrode secondary battery and separator for zinc negative electrode secondary battery
CN111224049A (en) * 2020-01-14 2020-06-02 江苏厚生新能源科技有限公司 Flame-retardant lithium battery coating diaphragm and preparation method thereof
CN115000632A (en) * 2022-06-29 2022-09-02 蜂巢能源科技股份有限公司 Composite diaphragm with water and acid removing functions and preparation method and application thereof

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018147738A (en) * 2017-03-06 2018-09-20 日立化成株式会社 Method of manufacturing separator for zinc negative electrode secondary battery and separator for zinc negative electrode secondary battery
CN111224049A (en) * 2020-01-14 2020-06-02 江苏厚生新能源科技有限公司 Flame-retardant lithium battery coating diaphragm and preparation method thereof
CN115000632A (en) * 2022-06-29 2022-09-02 蜂巢能源科技股份有限公司 Composite diaphragm with water and acid removing functions and preparation method and application thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6185984B2 (en) Current collector, electrode structure, non-aqueous electrolyte battery or power storage component
JP2016062689A (en) Battery separator
WO2015115513A1 (en) Separator for nonaqueous secondary batteries, and nonaqueous secondary battery
JP2010108703A (en) Electrode for storage element, nonaqueous lithium type storage element, and method of manufacturing electrode for storage element
JP2014207059A (en) Secondary battery
JP2012221565A (en) Separator for nonaqueous secondary battery and nonaqueous secondary battery
JP2016012548A (en) Battery separator
WO2022085694A1 (en) Nonaqueous alkali metal power storage element and positive electrode coating liquid
JP2010109080A (en) Method for manufacturing electrode for storage element, electrode for storage element, and nonaqueous lithium type electricity storage element
JP2015053180A (en) Battery separator
JP2015156342A (en) battery separator
JP2015115132A (en) Battery separator
JP2015156341A (en) battery separator
JP2011192888A (en) Lithium ion capacitor and method of manufacturing the same, positive electrode and method of manufacturing the same, and electric storage device
JP2009135540A (en) Nonaqueous lithium power storage element and manufacturing method
JP2013218926A (en) Separator and lithium-ion secondary battery using the same
JP2014241231A (en) Cell separator
JP2016197647A (en) Separator for hybrid capacitor and hybrid capacitor
JP2014225372A (en) Separator for battery
JP2014160580A (en) Cell separator
JP6266454B2 (en) Manufacturing method of battery separator
JP2016062723A (en) Battery separator
JP2015005420A (en) Cell separator
JP2015170441A (en) Separator for battery
WO2020003805A1 (en) Porous film, separator for secondary battery, and secondary battery