JP2017084755A - Laminated separator for nonaqueous electrolyte secondary battery, component of nonaqueous electrolyte secondary battery, and nonaqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

Laminated separator for nonaqueous electrolyte secondary battery, component of nonaqueous electrolyte secondary battery, and nonaqueous electrolyte secondary battery Download PDF

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Toshihiko Ogata
俊彦 緒方
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laminated separator, for a nonaqueous electrolyte secondary battery, which includes a porous film and a porous layer containing a polyvinylidene fluoride-based resin, and has an excellent rate characteristic.SOLUTION: A laminated separator for a nonaqueous electrolyte secondary battery includes: a porous film containing a polyolefin-based resin as a main component; and a porous layer containing a polyvinylidene fluoride-biased resin, where a surface of the porous layer has a 60°-specular gloss of 3-26%.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、非水電解液二次電池用積層セパレータ、非水電解液二次電池用部材および非水電解液二次電池に関する。   The present invention relates to a laminated separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery, a member for a non-aqueous electrolyte secondary battery, and a non-aqueous electrolyte secondary battery.

リチウム二次電池等の非水電解液二次電池は、現在、パーソナルコンピュータ、携帯電話、携帯情報端末等の機器に用いる電池として広く使用されている。   Non-aqueous electrolyte secondary batteries such as lithium secondary batteries are currently widely used as batteries for use in devices such as personal computers, mobile phones, and portable information terminals.

リチウム二次電池に代表されるこれら非水電解液二次電池は、エネルギー密度が高く、それ故に、電池の破損或いは電池を用いている機器の破損によって内部短絡又は外部短絡が生じた場合には、大電流が流れて発熱することがある。そのため、非水電解液二次電池には、一定量以上の発熱を防止することによって、高い安全性を確保することが求められている。   These non-aqueous electrolyte secondary batteries represented by lithium secondary batteries have high energy density, and therefore, when an internal short circuit or an external short circuit occurs due to damage to the battery or equipment using the battery. A large current may flow and generate heat. Therefore, non-aqueous electrolyte secondary batteries are required to ensure high safety by preventing a certain amount of heat generation.

非水電解液二次電池の安全性を確保する手段としては、異常な発熱が生じたときに、セパレータによって正極および負極間のイオンの通過を遮断して、更なる発熱を防止するシャットダウン機能を付与する方法が一般的である。つまり、非水電解液二次電池においては、正極と負極との間に配置されるセパレータに、例えば正極および負極間の内部短絡等が原因となって当該電池内に異常な電流が流れたときに、その電流を遮断して過大電流が流れることを阻止(シャットダウン)して更なる発熱を抑制する機能を付与する方法が一般的である。前記セパレータとしては、異常な発熱が生じたときに例えば約80〜180℃で溶融するポリオレフィン系樹脂を主成分とする膜状の多孔質フィルムが一般的に用いられている。   As a means to ensure the safety of non-aqueous electrolyte secondary batteries, when abnormal heat generation occurs, the separator prevents the passage of ions between the positive electrode and the negative electrode to prevent further heat generation. The method of giving is common. In other words, in a non-aqueous electrolyte secondary battery, when an abnormal current flows in the separator disposed between the positive electrode and the negative electrode due to, for example, an internal short circuit between the positive electrode and the negative electrode. In addition, it is common to provide a function of blocking the current and preventing the excessive current from flowing (shut down) to suppress further heat generation. As the separator, a film-like porous film mainly composed of a polyolefin-based resin that melts at, for example, about 80 to 180 ° C. when abnormal heat generation occurs is generally used.

また、多孔質フィルムから構成されたセパレータの機能向上のために、多孔質フィルムの少なくとも一方の面に多孔質膜を積層する技術が知られている。例えば、特許文献1には、電池の内部短絡の防止のために、ポリオレフィン系樹脂からなる微多孔性シートであるセパレータと、無機フィラーと膜結着剤とを含む多孔膜とを積層することが記載されている。そして、当該多孔膜の85°の鏡面光沢度が規定することで、薄く均一で、柔軟性に優れた多孔膜を実現している。   In addition, a technique for laminating a porous film on at least one surface of a porous film is known in order to improve the function of a separator composed of a porous film. For example, in Patent Document 1, in order to prevent an internal short circuit of a battery, a separator, which is a microporous sheet made of a polyolefin resin, and a porous film containing an inorganic filler and a film binder are laminated. Have been described. And by defining the specular gloss of 85 ° of the porous film, a porous film that is thin, uniform, and excellent in flexibility is realized.

さらに、特許文献2には、ポリエチレン製の微多孔フィルムに、絶縁性微粒子および有機バインダーを含む組成物を塗布したセパレータにおいて、60°の鏡面光沢度を規定することで、短絡防止および信頼性の向上を図っている。   Furthermore, in Patent Document 2, in a separator in which a composition containing insulating fine particles and an organic binder is applied to a microporous film made of polyethylene, a specular gloss of 60 ° is defined, thereby preventing short circuit and reliability. We are trying to improve.

特開2005−294216号公報(2005年10月20日公開)Japanese Patent Laying-Open No. 2005-294216 (released on October 20, 2005) 特開2014−17264号公報(2014年1月30日公開)JP 2014-17264 A (published January 30, 2014)

ところで近年、セパレータと電極との接着性を改善する目的で、ポリオレフィンを主成分とする多孔質フィルムの少なくとも一面に、ポリフッ化ビニリデン系樹脂を含む多孔質層を積層させたセパレータの開発が進められている。そして、非水電解液二次電池の低抵抗化が課題となっており、多孔質フィルムとポリフッ化ビニリデン系樹脂を含む多孔質層
とを備える非水電解液二次電池用積層セパレータにおいても、レート特性の向上が望まれている。
By the way, in recent years, for the purpose of improving the adhesion between the separator and the electrode, development of a separator in which a porous layer containing a polyvinylidene fluoride resin is laminated on at least one surface of a porous film mainly composed of polyolefin has been advanced. ing. And reduction in resistance of the non-aqueous electrolyte secondary battery has become a problem, and in a laminated separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery including a porous film and a porous layer containing a polyvinylidene fluoride resin, Improvement of rate characteristics is desired.

上記の特許文献1,2は、柔軟性の向上や、短絡防止、信頼性の向上を目的としており、レート特性については考慮されていない。また、特許文献1,2に記載されている多孔質層は、ポリフッ化ビニリデン系樹脂を含むものではない。そのため、特許文献1,2に記載の技術では、多孔質フィルムとポリフッ化ビニリデン系樹脂を含む多孔質層とを備えるセパレータにおいて、レート特性を向上することができない。   The above Patent Documents 1 and 2 are intended to improve flexibility, prevent short circuits, and improve reliability, and do not consider rate characteristics. Moreover, the porous layer described in Patent Documents 1 and 2 does not contain a polyvinylidene fluoride resin. Therefore, the techniques described in Patent Documents 1 and 2 cannot improve rate characteristics in a separator including a porous film and a porous layer containing a polyvinylidene fluoride resin.

本発明は、このような問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、多孔質フィルムとポリフッ化ビニリデン系樹脂を含む多孔質層とを備える非水電解液二次電池用積層セパレータであって、レート特性に優れる非水電解液二次電池用積層セパレータを提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is a multilayer separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery including a porous film and a porous layer containing a polyvinylidene fluoride resin. Then, it is providing the laminated separator for nonaqueous electrolyte secondary batteries which is excellent in a rate characteristic.

本発明者は、非水電解液二次電池用積層セパレータの多孔質層における60°の鏡面光沢度が、非水電解液二次電池用積層セパレータを用いた非水電解液二次電池のレート特性と関係することに初めて着目し、当該鏡面光沢度を所定範囲内にすることにより、非水電解液二次電池のレート特性を向上させることができることを見出して、本発明を完成するに至った。   The present inventor indicated that the 60 ° specular gloss in the porous layer of the non-aqueous electrolyte secondary battery laminated separator is a rate of the non-aqueous electrolyte secondary battery using the non-aqueous electrolyte secondary battery laminated separator. Focusing on the relationship with the characteristics for the first time, it was found that the rate characteristics of the non-aqueous electrolyte secondary battery can be improved by setting the mirror glossiness within a predetermined range, and the present invention has been completed. It was.

本発明に係る非水電解液二次電池用積層セパレータは、前記の問題を解決するためのものであり、ポリオレフィン系樹脂を主成分とする多孔質フィルムと、ポリフッ化ビニリデン系樹脂を含む多孔質層と、を含む非水電解液二次電池用積層セパレータであって、前記多孔質層表面における60°の鏡面光沢度が3〜26%であることを特徴とする。   The laminated separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention is for solving the above-mentioned problem, and includes a porous film mainly composed of a polyolefin-based resin and a polyvinylidene fluoride-based resin. And a layered separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery, wherein a mirror glossiness at 60 ° on the surface of the porous layer is 3 to 26%.

さらに、本発明に係る非水電解液二次電池用積層セパレータにおいて、前記多孔質層が、フィラーを含んでおり、前記ポリフッ化ビニリデン系樹脂および前記フィラーの総量に占める前記フィラーの割合が、1〜30質量%であることが好ましい。   Furthermore, in the laminated separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention, the porous layer contains a filler, and the proportion of the filler in the total amount of the polyvinylidene fluoride resin and the filler is 1 It is preferable that it is -30 mass%.

さらに、本発明に係る非水電解液二次電池用積層セパレータにおいて、前記多孔質フィルムの突き刺し強度が2N以上であることが好ましい。   Furthermore, in the laminated separator for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention, the puncture strength of the porous film is preferably 2N or more.

さらに、本発明に係る非水電解液二次電池用積層セパレータにおいて、前記多孔質フィルムの平均孔径は0.14μm以下であることが好ましい。   Furthermore, in the laminated separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention, the average pore diameter of the porous film is preferably 0.14 μm or less.

さらに、本発明に係る非水電解液二次電池用積層セパレータにおいて、前記ポリフッ化ビニリデン系樹脂が、ヘキサフルオロプロピレン、テトラフルオロエチレン、トリフルオロエチレン、トリクロロエチレン、およびフッ化ビニルからなる群から選択される少なくとも1種類のモノマーと、フッ化ビニリデンとの共重合体、フッ化ビニリデンの単独重合体、またはこれらの重合体の混合物であることが好ましい。   Furthermore, in the laminated separator for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention, the polyvinylidene fluoride resin is selected from the group consisting of hexafluoropropylene, tetrafluoroethylene, trifluoroethylene, trichloroethylene, and vinyl fluoride. It is preferably a copolymer of at least one monomer and vinylidene fluoride, a homopolymer of vinylidene fluoride, or a mixture of these polymers.

また、本発明に係る非水電解液二次電池用部材は、正極、上記の非水電解液二次電池用積層セパレータ、および負極がこの順で配置されていることを特徴とする。   Moreover, the member for non-aqueous electrolyte secondary batteries according to the present invention is characterized in that the positive electrode, the above-described laminated separator for non-aqueous electrolyte secondary batteries, and the negative electrode are arranged in this order.

また、本発明に係る非水電解液二次電池は、上記の非水電解液二次電池用積層セパレータを含むことを特徴とする。   In addition, a nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention includes the above-described laminated separator for a nonaqueous electrolyte secondary battery.

本発明によれば、非水電解液二次電池のレート特性が優れる効果を奏する。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, there exists an effect which the rate characteristic of a nonaqueous electrolyte secondary battery is excellent.

本発明の一実施形態について以下に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、以下に説明する各構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。なお、本明細書において特記しない限り、数値範囲を表す「A〜B」は、「A以上B以下」を意味する。   An embodiment of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to this. The present invention is not limited to each configuration described below, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and various technical means disclosed in different embodiments are appropriately combined. The obtained embodiment is also included in the technical scope of the present invention. Unless otherwise specified in this specification, “A to B” indicating a numerical range means “A or more and B or less”.

〔1.非水電解液二次電池用積層セパレータ〕
本発明に係る非水電解液二次電池用積層セパレータは、非水電解液二次電池において正極と負極との間に配置され、ポリオレフィン系樹脂を主成分とする膜状の多孔質フィルムと、多孔質フィルムの少なくとも一方の面に積層された、ポリフッ化ビニリデン系樹脂(PVDF系樹脂)を含む多孔質層とを含む。
[1. (Laminated separator for non-aqueous electrolyte secondary battery)
A laminated separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention is disposed between a positive electrode and a negative electrode in a non-aqueous electrolyte secondary battery, and is a film-like porous film mainly composed of a polyolefin-based resin, And a porous layer containing a polyvinylidene fluoride resin (PVDF resin) laminated on at least one surface of the porous film.

〔1−1.多孔質フィルム〕
多孔質フィルムは、ポリオレフィン系樹脂を主成分とする多孔質かつ膜状の基材(ポリオレフィン系多孔質基材)であればよく、その内部に連結した細孔を有す構造を有し、一方の面から他方の面に気体や液体が透過可能であるフィルムである。すなわち、本発明における多孔質フィルムは、孔を有するフィルムであって、繊維が折り重なった不織布とは異なるものである。
[1-1. (Porous film)
The porous film only needs to be a porous and membrane-like substrate (polyolefin-based porous substrate) mainly composed of a polyolefin-based resin, and has a structure having pores connected to the inside thereof. It is a film in which gas and liquid can permeate from one side to the other side. That is, the porous film in the present invention is a film having pores, and is different from a nonwoven fabric in which fibers are folded.

多孔質フィルムは、電池が発熱したときに溶融して、無孔化することにより、該非水電解液二次電池用積層セパレータにシャットダウン機能を付与するものであり得る。多孔質フィルムは、1つ層からなるものであってもよいし、複数の層から形成されるものであってもよい。   The porous film may be one that imparts a shutdown function to the laminated separator for a nonaqueous electrolyte secondary battery by melting and becoming nonporous when the battery generates heat. The porous film may be composed of one layer or may be formed from a plurality of layers.

多孔質フィルムの体積基準の空隙率は、電解液の保持量を高めると共に、過大電流が流れることをより低温で確実に阻止(シャットダウン)する機能を得ることができるように、0.2〜0.8(20〜80体積%)であることが好ましく、0.3〜0.75(30〜75体積%)であることがより好ましい。また、多孔質フィルムが有する細孔の平均径(平均細孔径)は、セパレータとして用いたときに、充分なイオン透過性を得ることができ、かつ、正極や負極への粒子の入り込みを防止することができるように、0.14μm以下であることが好ましく、0.1μm以下であることがより好ましく、また、0.01μm以上であることが好ましい。   The volume-based porosity of the porous film is 0.2 to 0 so as to increase the amount of electrolyte retained and to reliably prevent the excessive current from flowing (shut down) at a lower temperature. 0.8 (20 to 80% by volume) is preferable, and 0.3 to 0.75 (30 to 75% by volume) is more preferable. In addition, the average pore diameter (average pore diameter) of the porous film can provide sufficient ion permeability when used as a separator, and prevents particles from entering the positive electrode and the negative electrode. Therefore, it is preferably 0.14 μm or less, more preferably 0.1 μm or less, and preferably 0.01 μm or more.

上記多孔質フィルムの平均細孔径を制御する方法としては、例えば、孔径を小さくする場合、多孔質フィルムの製膜時に無機フィラー等の開孔剤又は相分離剤の分散状態を均一化させる方法、無機フィラー開孔剤の粒径を微細化する方法、相分離剤を含んだ状態で延伸する方法、及び低い延伸倍率で延伸する方法等の方法が挙げられる。また、上記多孔質フィルムの空隙率を制御する方法としては、例えば、高空隙率の多孔質フィルムを得る場合、ポリオレフィン系樹脂に対する無機フィラー等の開孔剤又は相分離剤の量を多くする方法、相分離剤除去した後に延伸する方法、及び高い延伸倍率で延伸する方法等の方法が挙げられる。   As a method for controlling the average pore diameter of the porous film, for example, in the case of reducing the pore diameter, a method of homogenizing the dispersion state of the pore opening agent or phase separation agent such as an inorganic filler during the formation of the porous film, Examples thereof include a method of refining the particle size of the inorganic filler pore opening agent, a method of stretching in a state containing a phase separation agent, and a method of stretching at a low stretching ratio. In addition, as a method for controlling the porosity of the porous film, for example, when obtaining a porous film having a high porosity, a method of increasing the amount of a pore opening agent or a phase separation agent such as an inorganic filler with respect to the polyolefin resin. And a method of stretching after removing the phase separation agent, a method of stretching at a high stretching ratio, and the like.

多孔質フィルムの平均細孔径が減少すると、基材内部の細孔へ上記電解液を導入する駆動力になると推定される毛細管力が増大すると考えられる。また、平均細孔径が小さいことで、リチウム金属によるデンドライト(樹枝状晶)の生成を抑制することができる。   When the average pore diameter of the porous film decreases, it is considered that the capillary force, which is estimated to be a driving force for introducing the electrolytic solution into the pores inside the substrate, increases. Moreover, generation | occurrence | production of the dendrite (dendritic crystal) by a lithium metal can be suppressed because an average pore diameter is small.

また、多孔質フィルムの空隙率が増大すると、上記ポリオレフィン基材における上記電
解液が浸透できないポリオレフィンが存在する箇所の体積が減少すると考えられる。
Moreover, when the porosity of a porous film increases, it is thought that the volume of the location in which the polyolefin which the said electrolyte solution cannot permeate | transmit in the said polyolefin base material exists decreases.

多孔質フィルムの突き刺し強度は、2N以上が好ましく、3N以上がより好ましい。突き刺し強度が小さすぎると、電池組立プロセスの正負極とセパレータとの積層捲回操作や、捲回群の圧締操作、または電池に外部から圧力がかけられた場合等において、正負極活物質粒子によってセパレータが突き破られ、正負極が短絡するおそれがある。また、多孔質フィルムの突き刺し強度は、10N以下が好ましく、8N以下がより好ましい。   The puncture strength of the porous film is preferably 2N or more, and more preferably 3N or more. If the piercing strength is too low, the positive and negative electrode active material particles may be used in a stacking operation of the positive and negative electrodes and the separator in the battery assembly process, a pressing operation of the winding group, or when the battery is externally pressurized. As a result, the separator may break through and the positive and negative electrodes may be short-circuited. The puncture strength of the porous film is preferably 10N or less, and more preferably 8N or less.

多孔質フィルムにおけるポリオレフィン系樹脂成分の割合は、多孔質フィルム全体の50体積%以上であることを必須とし、90体積%以上であることが好ましく、95体積%以上であることがより好ましい。多孔質フィルムのポリオレフィン系樹脂成分には、重量平均分子量が5×10〜15×10の高分子量成分が含まれていることが好ましい。特に多孔質フィルムのポリオレフィン成分として重量平均分子量100万以上のポリオレフィン成分が含まれることにより、多孔質フィルム全体の強度が高くなるため好ましい。 The proportion of the polyolefin resin component in the porous film is required to be 50% by volume or more of the whole porous film, preferably 90% by volume or more, and more preferably 95% by volume or more. The polyolefin resin component of the porous film preferably contains a high molecular weight component having a weight average molecular weight of 5 × 10 5 to 15 × 10 6 . In particular, the inclusion of a polyolefin component having a weight average molecular weight of 1 million or more as the polyolefin component of the porous film is preferable because the strength of the entire porous film is increased.

ポリオレフィン系樹脂としては、例えば、エチレン、プロピレン、1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘキセンなどを重合した高分子量の単独重合体又は共重合体を挙げることができる。多孔質フィルムは、これらのポリオレフィンを単独にて含む層、及び/又は、これらのポリオレフィンの2種以上を含む層、であり得る。特に、エチレンを主体とする高分子量のポリエチレンが好ましい。なお、多孔質フィルムは、当該層の機能を損なわない範囲で、ポリオレフィン以外の成分を含むことを妨げない。   Examples of the polyolefin resin include a high molecular weight homopolymer or copolymer obtained by polymerizing ethylene, propylene, 1-butene, 4-methyl-1-pentene, 1-hexene and the like. The porous film may be a layer containing these polyolefins alone and / or a layer containing two or more of these polyolefins. In particular, high molecular weight polyethylene mainly composed of ethylene is preferable. In addition, a porous film does not prevent containing components other than polyolefin in the range which does not impair the function of the said layer.

多孔質フィルムの透気度は、通常、ガーレ値で30〜500秒/100ccの範囲であり、好ましくは、50〜300秒/100ccの範囲である。多孔質フィルムが、前記範囲の透気度を有すると、セパレータとして用いた際に、十分なイオン透過性を得ることができる。   The air permeability of the porous film is usually in the range of 30 to 500 seconds / 100 cc as a Gurley value, and preferably in the range of 50 to 300 seconds / 100 cc. When the porous film has an air permeability in the above range, sufficient ion permeability can be obtained when used as a separator.

多孔質フィルムの膜厚は、非水電解液二次電池用積層セパレータの積層数を勘案して適宜決定される。特に多孔質フィルムの片面(又は両面)に多孔質層が形成されるため、4〜40μmが好ましく、7〜30μmがより好ましい。また、多孔質フィルムの目付は、強度、膜厚、ハンドリング性及び重量、さらには、非水電解液二次電池のセパレータとして用いた場合の当該電池の重量エネルギー密度や体積エネルギー密度を高くできる点で、通常、4〜20g/mであり、5〜12g/mが好ましい。 The film thickness of the porous film is appropriately determined in consideration of the number of laminated non-aqueous electrolyte secondary battery laminated separators. In particular, since a porous layer is formed on one side (or both sides) of the porous film, 4 to 40 μm is preferable, and 7 to 30 μm is more preferable. In addition, the basis weight of the porous film can increase the weight energy density and volume energy density of the battery when used as a separator of a non-aqueous electrolyte secondary battery, as well as strength, film thickness, handling properties and weight. in, usually from 4~20g / m 2, 5~12g / m 2 is preferred.

このような多孔質フィルムの製造方法は、公知の手法を用いることができ、特に限定されない。例えば、特開平7−29563号公報に記載されたように、熱可塑性樹脂に孔形成剤を加えてフィルム成形した後、該孔形成剤を適当な溶媒で除去する方法が挙げられる。   The manufacturing method of such a porous film can use a well-known method, and is not specifically limited. For example, as described in JP-A-7-29563, there is a method in which a hole forming agent is added to a thermoplastic resin to form a film, and then the hole forming agent is removed with an appropriate solvent.

具体的には、例えば、多孔質フィルムが、超高分子量ポリエチレン及び重量平均分子量1万以下の低分子量ポリオレフィンを含むポリオレフィン樹脂から形成されてなる場合には、製造コストの観点から、以下に示すような方法により製造することが好ましい。
(1)超高分子量ポリエチレン100重量部と、重量平均分子量1万以下の低分子量ポリオレフィン5〜200重量部と、炭酸カルシウム等の無機充填剤100〜400重量部とを混練してポリオレフィン樹脂組成物を得る工程
(2)ポリオレフィン樹脂組成物を用いてシートを成形する工程
(3)工程(2)で得られたシート中から無機充填剤を除去する工程
(4)工程(3)で得られたシートを延伸してA層を得る工程
その他、上述した各特許文献に記載の方法を利用してもよい。
Specifically, for example, when the porous film is formed from an ultrahigh molecular weight polyethylene and a polyolefin resin containing a low molecular weight polyolefin having a weight average molecular weight of 10,000 or less, from the viewpoint of production cost, as shown below: It is preferable to manufacture by a simple method.
(1) A polyolefin resin composition obtained by kneading 100 parts by weight of ultrahigh molecular weight polyethylene, 5 to 200 parts by weight of a low molecular weight polyolefin having a weight average molecular weight of 10,000 or less, and 100 to 400 parts by weight of an inorganic filler such as calcium carbonate. Obtained in step (3) (2) step of molding a sheet using the polyolefin resin composition (3) step of removing inorganic filler from the sheet obtained in step (2) (4) In addition to the step of obtaining the A layer by stretching the sheet, the methods described in the above-mentioned patent documents may be used.

また、多孔質フィルムについては上述した特性を有する市販品を用いてもよい。   Moreover, about a porous film, you may use the commercial item which has the characteristic mentioned above.

〔1−2.多孔質層〕
本発明に係る多孔質層は、ポリフッ化ビニリデン系樹脂(PVDF系樹脂)を含む。多孔質層は、内部に多数の細孔を有し、これら細孔が連結された構造となっており、一方の面から他方の面へと気体あるいは液体が通過可能となった層であり得る。また、本実施形態において、多孔質層は、多孔質フィルムの片面または両面にセパレータの最外層として設けられ、電極と接着し得る層となる。
[1-2. (Porous layer)
The porous layer according to the present invention contains a polyvinylidene fluoride resin (PVDF resin). The porous layer has a structure in which a large number of pores are formed in the inside and these pores are connected to each other, and can be a layer in which gas or liquid can pass from one surface to the other surface. . In the present embodiment, the porous layer is provided as an outermost layer of the separator on one side or both sides of the porous film, and becomes a layer that can adhere to the electrode.

本発明者らは、鋭意検討を行った結果、多孔質層表面における60°の鏡面光沢度を3〜26%とすることにより、当該多孔質層を含む非水電解液二次電池用積層セパレータを備える非水電解液二次電池のレート特性を高くできることを見出した。ここで、60°の鏡面光沢度は、入射角および受光角が60°である場合の光沢度を示しており、JIS Z8741に規定される測定方法により測定される。多孔質層の鏡面光沢度は、多孔質層の緻密性や均一性などに関係するパラメータである。   As a result of intensive studies, the inventors have determined that the 60 ° specular gloss on the surface of the porous layer is 3 to 26%, whereby the multilayer separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery including the porous layer is provided. It has been found that the rate characteristics of a non-aqueous electrolyte secondary battery comprising can be improved. Here, the specular glossiness of 60 ° indicates the glossiness when the incident angle and the light receiving angle are 60 °, and is measured by a measuring method defined in JIS Z8741. The specular glossiness of the porous layer is a parameter related to the denseness and uniformity of the porous layer.

鏡面光沢度が3%未満である場合、多孔質層の均一性が低く、イオン透過性にムラが生じる。イオン透過性の低い部分が律速となり、多孔質層全体としての効率的なイオンの輸送を低下させるため、結果としてレート特性が低くなる。そのため、鏡面光沢度を3%以上とすることにより、多孔質層の不均一性に起因したレート特性の低下を抑制し、優れたレート特性を得ることができる。   When the specular gloss is less than 3%, the uniformity of the porous layer is low and the ion permeability is uneven. The portion with low ion permeability becomes rate-limiting, and the efficient transport of ions as the entire porous layer is reduced, resulting in a low rate characteristic. Therefore, by setting the mirror glossiness to 3% or more, it is possible to suppress the deterioration of the rate characteristics due to the non-uniformity of the porous layer and obtain excellent rate characteristics.

一方、鏡面光沢度が26%を超える場合、多孔質層の緻密性が高くなりすぎ、充放電によって発生する不溶副生成物や気泡による細孔の目詰まりによりセパレータのイオン透過性が低下することがある。また、多孔質層と電極との界面における電解液が保持される場所が少なくなることで、多孔質層と電極との界面の電解液量が減少するため、大電流条件下での電池作動時に、前記界面でのLiイオンの枯渇が起こりやすくなり、結果としてレート特性が低下することがある。そのため、鏡面光沢度を26%以下とすることにより、セパレータのイオン透過性の低下や、多孔質層と電極との界面における電解液の枯渇に起因したレート特性の低下を抑制し、優れたレート特性を得ることができる。   On the other hand, when the specular gloss exceeds 26%, the denseness of the porous layer becomes too high, and the ion permeability of the separator decreases due to clogging of pores due to insoluble by-products and bubbles generated by charging and discharging. There is. In addition, since the amount of electrolyte at the interface between the porous layer and the electrode is reduced, the amount of electrolyte at the interface between the porous layer and the electrode is reduced. , Li ions are easily depleted at the interface, and as a result, the rate characteristics may be deteriorated. Therefore, by setting the specular gloss to 26% or less, it is possible to suppress a decrease in ion permeability of the separator and a decrease in rate characteristics due to depletion of the electrolyte solution at the interface between the porous layer and the electrode, and an excellent rate. Characteristics can be obtained.

多孔質層表面の60°の鏡面光沢度の下限値は、好ましくは4%以上であり、より好ましくは5%以上である。つまり、鏡面光沢度は、好ましくは4%以上26%以下であり、より好ましくは5%以上26%以下である。また、鏡面光沢度の上限値は、好ましくは22%以下であり、より好ましくは18%以下である。   The lower limit value of the specular gloss at 60 ° on the surface of the porous layer is preferably 4% or more, and more preferably 5% or more. That is, the specular gloss is preferably 4% or more and 26% or less, and more preferably 5% or more and 26% or less. Further, the upper limit of the specular gloss is preferably 22% or less, more preferably 18% or less.

多孔質層を構成する樹脂は、ポリフッ化ビニリデン系樹脂を含むものであり、直径1μm以下の骨格が三次元網目状に連結した構造を有する樹脂からなるものであることが好ましい。   The resin constituting the porous layer contains a polyvinylidene fluoride resin, and is preferably made of a resin having a structure in which a skeleton having a diameter of 1 μm or less is connected in a three-dimensional network.

ポリフッ化ビニリデン系樹脂としては、フッ化ビニリデンの単独重合体(すなわちポリフッ化ビニリデン)、およびフッ化ビニリデンと他の共重合可能なモノマーとの共重合体(ポリフッ化ビニリデン共重合体)等が挙げられる。多孔質層に含まれるポリフッ化ビニリデン系樹脂は、好ましくは、フッ化ビニリデンの単独重合体、フッ化ビニリデン共重合体、またはこれらの重合体の混合物である。フッ化ビニリデンと共重合可能なモノマーとしては、例えば、ヘキサフロロプロピレン、テトラフルオロエチレン、トリフルオロエチレン、トリクロロエチレン、およびフッ化ビニル等が挙げられる。すなわち、ポリフッ化ビニリデン共重合体は、好ましくは、ヘキサフロロプロピレン、テトラフルオロエチレン、トリフルオロエチレン、トリクロロエチレン、及びフッ化ビニルからなる群から選ばれる少なくとも一種のモノマーと、フッ化ビニリデンとの共重合体である。ポリフッ化ビニ
リデン系樹脂は、乳化重合又は懸濁重合で合成し得る。
Examples of the polyvinylidene fluoride resin include a homopolymer of vinylidene fluoride (that is, polyvinylidene fluoride), a copolymer of vinylidene fluoride and another copolymerizable monomer (polyvinylidene fluoride copolymer), and the like. It is done. The polyvinylidene fluoride resin contained in the porous layer is preferably a vinylidene fluoride homopolymer, a vinylidene fluoride copolymer, or a mixture of these polymers. Examples of the monomer copolymerizable with vinylidene fluoride include hexafluoropropylene, tetrafluoroethylene, trifluoroethylene, trichloroethylene, and vinyl fluoride. That is, the polyvinylidene fluoride copolymer is preferably a copolymer of at least one monomer selected from the group consisting of hexafluoropropylene, tetrafluoroethylene, trifluoroethylene, trichloroethylene, and vinyl fluoride and vinylidene fluoride. It is a coalescence. The polyvinylidene fluoride resin can be synthesized by emulsion polymerization or suspension polymerization.

ポリフッ化ビニリデン系樹脂は、その構成単位としてフッ化ビニリデンが85モル%以上含まれていることが好ましい。より好ましくは90モル%以上、さらに好ましくは95モル%以上、さらに好ましくは98モル%以上含まれていることが好ましい。フッ化ビニリデンが85モル%以上含まれていると、電池製造時の加圧や加熱に耐え得る機械的強度と耐熱性とを確保しやすい。   The polyvinylidene fluoride resin preferably contains 85 mol% or more of vinylidene fluoride as a structural unit. More preferably, it is 90 mol% or more, more preferably 95 mol% or more, still more preferably 98 mol% or more. When 85 mol% or more of vinylidene fluoride is contained, it is easy to ensure mechanical strength and heat resistance that can withstand pressurization and heating during battery production.

また、多孔質層は、ヘキサフルオロプロピレンの含有量が異なる2種類のポリフッ化ビニリデン系樹脂(下記の第一の樹脂と第二の樹脂)を含有する態様も好ましい。
・第一の樹脂:ヘキサフルオロプロピレンの含有量が0モル%超1.5モル%以下であるフッ化ビニリデン/ヘキサフルオロプロピレン共重合体、又はフッ化ビニリデン単独重合体(ヘキサフルオロプロピレンの含有量が0モル%)
・第二の樹脂:ヘキサフルオロプロピレンの含有量が1.5モル%超であるフッ化ビニリデン/ヘキサフルオロプロピレン共重合体
前記2種類のポリフッ化ビニリデン系樹脂を含有する多孔質層は、いずれか一方を含有しない多孔質層に比べて、電極との接着性が向上する。また、前記2種類のポリフッ化ビニリデン系樹脂を含有する多孔質層は、いずれか一方を含有しない多孔質層に比べて、多孔質フィルムとの接着性が向上し、これら層間の剥離力が向上する。第一の樹脂と第二の樹脂との混合比(質量比、第一の樹脂:第二の樹脂)は、15:85〜85:15が好ましい。
In addition, an embodiment in which the porous layer contains two types of polyvinylidene fluoride resins (the following first resin and second resin) having different hexafluoropropylene contents is also preferable.
First resin: a vinylidene fluoride / hexafluoropropylene copolymer or a vinylidene fluoride homopolymer (hexafluoropropylene content) having a hexafluoropropylene content of more than 0 mol% and not more than 1.5 mol% Is 0 mol%)
Second resin: vinylidene fluoride / hexafluoropropylene copolymer having a hexafluoropropylene content of more than 1.5 mol% The porous layer containing the two types of polyvinylidene fluoride resins is any of Compared with a porous layer not containing one, the adhesion with the electrode is improved. In addition, the porous layer containing the two types of polyvinylidene fluoride resins has improved adhesion to the porous film and improved peel strength between these layers compared to a porous layer that does not contain any one of them. To do. The mixing ratio (mass ratio, first resin: second resin) of the first resin and the second resin is preferably 15:85 to 85:15.

ポリフッ化ビニリデン系樹脂は、重量平均分子量が30万〜300万であることが好ましい。重量平均分子量が30万以上であると、多孔層が電極との接着処理に耐え得る力学物性を確保でき、十分な接着性が得られる。一方、重量平均分子量が300万以下であると、塗工成形する際の塗工液の粘度が高くなり過ぎず成形性に優れる。重量平均分子量はより好ましくは30万〜200万の範囲であり、更に好ましくは50万〜150万の範囲である。   The polyvinylidene fluoride resin preferably has a weight average molecular weight of 300,000 to 3,000,000. When the weight average molecular weight is 300,000 or more, mechanical properties that the porous layer can withstand the adhesion treatment with the electrode can be secured, and sufficient adhesion can be obtained. On the other hand, when the weight average molecular weight is 3 million or less, the viscosity of the coating liquid at the time of coating molding does not become too high, and the moldability is excellent. The weight average molecular weight is more preferably in the range of 300,000 to 2,000,000, still more preferably in the range of 500,000 to 1,500,000.

ポリフッ化ビニリデン系樹脂のフィブリル径は、レート特性の観点から、10nm〜1000nmであることが好ましい。   The fibril diameter of the polyvinylidene fluoride resin is preferably 10 nm to 1000 nm from the viewpoint of rate characteristics.

多孔質層は、ポリフッ化ビニリデン系樹脂以外の他の樹脂を含んでいてもよい。他の樹脂としては、スチレン−ブタジエン共重合体;アクリロニトリルやメタクリロニトリル等のビニルニトリル類の単独重合体又は共重合体;ポリエチレンオキサイドやポリプロピレンオキサイド等のポリエーテル類;などが挙げられる。   The porous layer may contain a resin other than the polyvinylidene fluoride resin. Examples of other resins include styrene-butadiene copolymers; homopolymers or copolymers of vinyl nitriles such as acrylonitrile and methacrylonitrile; polyethers such as polyethylene oxide and polypropylene oxide;

さらに、多孔質層は、無機物又は有機物からなるフィラーを含んでいてもよい。フィラーを含有することで、セパレータの滑り性や耐熱性を向上し得る。フィラーとしては、非水電解液に安定であり、且つ、電気化学的に安定な、有機フィラー及び無機フィラーのいずれでもよい。電池の安全性を確保する観点からは、耐熱温度が150℃以上のフィラーが好ましい。   Furthermore, the porous layer may contain a filler made of an inorganic material or an organic material. By containing the filler, the slipperiness and heat resistance of the separator can be improved. The filler may be either an organic filler or an inorganic filler that is stable in a non-aqueous electrolyte and electrochemically stable. From the viewpoint of ensuring the safety of the battery, a filler having a heat resistant temperature of 150 ° C. or higher is preferable.

有機フィラーとしては、例えば、架橋ポリアクリル酸、架橋ポリアクリル酸エステル、架橋ポリメタクリル酸、架橋ポリメタクリル酸エステル、架橋ポリメタクリル酸メチル、架橋ポリシリコーン、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、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等の架橋高分子微粒子;ポリスルホン、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微粒子;などが挙げられる。   Examples of the organic filler include cross-linked polyacrylic acid, cross-linked polyacrylic ester, cross-linked polymethacrylic acid, cross-linked polymethacrylic acid ester, cross-linked polymethyl methacrylate, cross-linked polysilicon, cross-linked polystyrene, cross-linked polydivinylbenzene, and styrene-divinyl. Crosslinked polymer fine particles such as benzene copolymer cross-linked product, polyimide, melamine resin, phenol resin, benzoguanamine-formaldehyde condensate; Heat-resistant polymer fine particles such as polysulfone, polyacrylonitrile, polyaramid, polyacetal, thermoplastic polyimide It is done.

有機フィラーを構成する樹脂(高分子)は、前記に例示した分子種の混合物、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)、架橋体であってもよい。   The resin (polymer) that constitutes the organic filler is a mixture of the molecular species exemplified above, a modified product, a derivative, or a copolymer (random copolymer, alternating copolymer, block copolymer, graft copolymer). It may be a crosslinked body.

無機フィラーとしては、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化クロム、水酸化ジルコニウム、水酸化ニッケル、水酸化ホウ素等の金属水酸化物;アルミナ、ジルコニア等の金属酸化物;炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の炭酸塩;硫酸バリウム、硫酸カルシウム等の硫酸塩;ケイ酸カルシウム、タルク等の粘土鉱物;などが挙げられる。難燃性付与や除電効果の観点からは、金属水酸化物が好ましい。   Examples of the inorganic filler include metal hydroxides such as aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, calcium hydroxide, chromium hydroxide, zirconium hydroxide, nickel hydroxide, and boron hydroxide; metal oxides such as alumina and zirconia; Examples thereof include carbonates such as calcium carbonate and magnesium carbonate; sulfates such as barium sulfate and calcium sulfate; clay minerals such as calcium silicate and talc; From the viewpoint of imparting flame retardancy and charge removal effect, metal hydroxides are preferred.

各種のフィラーは、1種単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してよい。   Various fillers may be used alone or in combination of two or more.

フィラーの体積平均粒子径は、良好な接着性とすべり性の確保及びセパレータの成形性の観点から、0.01μm〜10μmであることが好ましい。その下限値としては0.1μm以上がより好ましく、上限値としては5μm以下がより好ましい。   The volume average particle diameter of the filler is preferably 0.01 μm to 10 μm from the viewpoint of ensuring good adhesion and slipperiness and moldability of the separator. The lower limit is more preferably 0.1 μm or more, and the upper limit is more preferably 5 μm or less.

フィラーの粒子形状は任意であり、球形、楕円形、板状、棒状、不定形のいずれでもよい。電池の短絡防止の観点からは、板状の粒子や、凝集していない一次粒子であることが好ましい。   The particle shape of the filler is arbitrary, and may be spherical, elliptical, plate-shaped, rod-shaped, or indefinite. From the viewpoint of preventing a short circuit of the battery, plate-like particles and non-aggregated primary particles are preferable.

フィラーは、多孔質層の表面に微細な凹凸を形成することで滑り性を向上させ得るものであるが、フィラーが板状の粒子や凝集していない一次粒子である場合には、フィラーによって多孔質層の表面に形成される凹凸がより微細になり、電極との接着性がより良好である。   The filler can improve slipperiness by forming fine irregularities on the surface of the porous layer. However, when the filler is a plate-like particle or non-aggregated primary particle, the filler is porous. The unevenness formed on the surface of the porous layer becomes finer, and the adhesion with the electrode is better.

多孔質層に含まれるフィラー以外の樹脂成分の総量に占めるポリフッ化ビニリデン系樹脂の割合は、好ましくは80質量%以上であり、より好ましくは90質量%以上であり、さらに好ましくは95%以上である。   The ratio of the polyvinylidene fluoride-based resin in the total amount of the resin components other than the filler contained in the porous layer is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, and further preferably 95% or more. is there.

多孔質層においては、ポリフッ化ビニリデン系樹脂及びフィラーの総量に占めるフィラーの割合が、1質量%〜30質量%であることが好ましく、3質量%〜28質量%であることがより好ましい。フィラーの含有割合が1質量%以上であると、多孔質層の表面に微細な凹凸を形成してセパレータの滑り性を向上させる効果が発揮されやすい。この観点では、フィラーの含有割合は3質量%以上がより好ましい。一方、フィラーの含有割合が30質量%以下であると、多孔質層の機械的強度が保たれ、例えば電極とセパレータとを重ねて捲き回して電極体を作製する際に、セパレータに割れなどが発生しにくい。この観点では、フィラーの含有割合は20質量%以下がより好ましく、10質量%以下が更に好ましい。   In the porous layer, the proportion of the filler in the total amount of the polyvinylidene fluoride resin and the filler is preferably 1% by mass to 30% by mass, and more preferably 3% by mass to 28% by mass. When the content of the filler is 1% by mass or more, the effect of improving the slipperiness of the separator by forming fine irregularities on the surface of the porous layer is easily exhibited. In this respect, the filler content is more preferably 3% by mass or more. On the other hand, when the filler content is 30% by mass or less, the mechanical strength of the porous layer is maintained. For example, when an electrode body is produced by rolling the electrode and the separator, the separator is cracked. Hard to occur. In this respect, the filler content is more preferably 20% by mass or less, and still more preferably 10% by mass or less.

多孔質層においては、セパレータをスリットした際にスリット端面にケバ立ちや折れ曲がり、スリット屑の混入が発生するのを抑制する観点で、ポリフッ化ビニリデン系樹脂及びフィラーの総量に占めるフィラーの割合が、1質量%以上であることが好ましく、3質量%以上がより好ましい。   In the porous layer, when slitting the separator, the ratio of the filler to the total amount of the polyvinylidene fluoride resin and the filler in terms of suppressing the occurrence of slitting and bending at the slit end face, and mixing of slit waste, The content is preferably 1% by mass or more, and more preferably 3% by mass or more.

多孔質層の平均膜厚は、電極との接着性と高エネルギー密度を確保する観点から、多孔質フィルムの片面において0.5μm〜10μmであることが好ましく、1μm〜5μmであることがより好ましい。   The average thickness of the porous layer is preferably 0.5 μm to 10 μm, more preferably 1 μm to 5 μm on one side of the porous film, from the viewpoint of ensuring adhesion with the electrode and high energy density. .

多孔質層は、イオン透過性の観点から十分に多孔化された構造であることが好ましい。具体的には、空孔率が30%〜60%であることが好ましい。多孔質層は、平均孔径が20nm〜100nmであることが好ましい。   The porous layer preferably has a sufficiently porous structure from the viewpoint of ion permeability. Specifically, the porosity is preferably 30% to 60%. The porous layer preferably has an average pore diameter of 20 nm to 100 nm.

多孔質層の単位面積当たりの目付は、非水電解液二次電池用積層セパレータの強度、膜厚、重量、およびハンドリング性を考慮して適宜決定すればよいものの、当該セパレータを含む非水電解液二次電池の重量エネルギー密度や体積エネルギー密度を高くすることができるように、通常、0.1〜5g/mであることが好ましく、0.5〜3g/mであることがより好ましい。 The basis weight per unit area of the porous layer may be appropriately determined in consideration of the strength, film thickness, weight, and handling properties of the non-aqueous electrolyte secondary battery laminated separator, but non-aqueous electrolysis including the separator to be able to increase the weight energy density and volume energy density of the liquid secondary battery, usually, is preferably 0.1-5 g / m 2, and more to be 0.5 to 3 g / m 2 preferable.

また、多孔質層の体積目付は、好ましくは0.1〜2.5cm/mである。当該範囲の体積目付を有する多孔質層において、60°の鏡面光沢度を3〜26%とすることにより、より優れたレート特性を実現させることができる。多孔質層の体積目付が0.1cm/m未満の場合、不溶副生成物による細孔の目詰まりや多孔質層と電極との界面における電解液の保持機能が十分ではなく、レート特性が低下することがある。また、多孔質層の体積目付が2.5cm/mを超える場合、多孔質層におけるイオン透過性が低下し、初期から電池特性が低くなる。 The volume basis weight of the porous layer is preferably 0.1 to 2.5 cm 3 / m 2 . In the porous layer having a volume basis weight in the above range, a more excellent rate characteristic can be realized by setting the 60 ° specular glossiness to 3 to 26%. When the volume basis weight of the porous layer is less than 0.1 cm 3 / m 2, clogging of pores due to insoluble by-products and the retention function of the electrolyte solution at the interface between the porous layer and the electrode are not sufficient, and rate characteristics May decrease. Moreover, when the volume basis weight of a porous layer exceeds 2.5 cm < 3 > / m < 2 >, the ion permeability in a porous layer falls and a battery characteristic becomes low from the initial stage.

多孔質層の動摩擦係数は、0.1〜0.6が好ましく、0.1〜0.4がより好ましく、0.1〜0.3が更に好ましい。動摩擦係数は、JIS K7125に準じた方法によ
り測定される値である。具体的には、本発明における動摩擦係数は、ヘイドン社製のサーフェイスプロパティテスターを用いて測定される値である。
The dynamic friction coefficient of the porous layer is preferably 0.1 to 0.6, more preferably 0.1 to 0.4, and still more preferably 0.1 to 0.3. The dynamic friction coefficient is a value measured by a method according to JIS K7125. Specifically, the dynamic friction coefficient in the present invention is a value measured using a surface property tester manufactured by Haydon.

〔2.非水電解液二次電池用積層セパレータの製造方法〕
本発明に係る非水電解液二次電池用積層セパレータを製造する方法としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン系樹脂を含む塗工液を多孔質フィルム上に塗工して塗工層を形成し、次いで塗工層のポリフッ化ビニリデン系樹脂を固化させることで、多孔質層を多孔質フィルム上に一体的に形成する方法で製造し得る。
[2. Method for producing laminated separator for non-aqueous electrolyte secondary battery]
As a method for producing a laminated separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention, for example, a coating liquid containing a polyvinylidene fluoride resin is applied on a porous film to form a coating layer, Subsequently, it can manufacture by the method of forming a porous layer integrally on a porous film by solidifying the polyvinylidene fluoride resin of a coating layer.

ポリフッ化ビニリデン系樹脂を含む多孔質層は、例えば次の湿式塗工法によって形成することができ、このような方法によって形成することで三次元網目構造を有する多孔質層を得ることができる。まず、ポリフッ化ビニリデン系樹脂を溶媒に溶解させ、これにフィラーを分散させて塗工液を調製してもよい。この塗工液を多孔質フィルムに塗工し、次いで、適切な凝固液に浸漬することで、相分離を誘発しつつポリフッ化ビニリデン系樹脂を固化させる。この工程を経て、多孔質フィルム上には、ポリフッ化ビニリデン系樹脂を含む多孔質構造(好ましくは三次元網目構造)の層が形成される。その後、水洗と乾燥を行って、多孔質構造の層から凝固液を除去する。   The porous layer containing the polyvinylidene fluoride resin can be formed, for example, by the following wet coating method, and a porous layer having a three-dimensional network structure can be obtained by such a method. First, a polyvinylidene fluoride resin may be dissolved in a solvent, and a filler may be dispersed therein to prepare a coating solution. This coating solution is applied to a porous film, and then immersed in an appropriate coagulation solution to solidify the polyvinylidene fluoride resin while inducing phase separation. Through this step, a layer having a porous structure (preferably a three-dimensional network structure) containing a polyvinylidene fluoride resin is formed on the porous film. Thereafter, washing and drying are performed to remove the coagulating liquid from the porous structure layer.

具体的には、以下の方法を挙げることができる。
(a)ポリフッ化ビニリデン系樹脂が溶媒に溶解した溶液(塗工液)を調製する。
(b)該塗工液を多孔質フィルムに塗工し、塗工膜を形成する。
(c)該塗工膜を、該ポリフッ化ビニリデン系樹脂を溶解しない溶媒(析出液)への浸漬等の手段で、前記塗工膜からポリフッ化ビニリデン系樹脂を析出させる。
(d)必要に応じて湿潤状態の該ポリフッ化ビニリデン系樹脂が析出した塗工膜を、該ポリフッ化ビニリデン系樹脂を溶解しない溶媒に、さらに浸漬させ洗浄する。
(e)湿潤状態の該ポリフッ化ビニリデン系樹脂が析出した塗工膜を乾燥する。
(f)析出した塗工層の光沢度を調整する。
Specifically, the following methods can be mentioned.
(A) A solution (coating solution) in which a polyvinylidene fluoride resin is dissolved in a solvent is prepared.
(B) The coating solution is applied to a porous film to form a coating film.
(C) The polyvinylidene fluoride resin is precipitated from the coating film by means such as immersing the coating film in a solvent (precipitation liquid) that does not dissolve the polyvinylidene fluoride resin.
(D) If necessary, the coating film on which the wet polyvinylidene fluoride resin is deposited is further immersed and washed in a solvent that does not dissolve the polyvinylidene fluoride resin.
(E) The coating film on which the wet polyvinylidene fluoride resin is deposited is dried.
(F) The glossiness of the deposited coating layer is adjusted.

塗工液の調製に用いる、ポリフッ化ビニリデン系樹脂を溶解する溶媒(以下、「良溶媒
」とも称する。)としては、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、ジメチルホルムアミド等の極性アミド溶媒が好適に用いられる。
As a solvent for dissolving the polyvinylidene fluoride resin used for preparing the coating liquid (hereinafter also referred to as “good solvent”), N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), dimethylacetamide, dimethylformamide, dimethylformamide A polar amide solvent such as is preferably used.

良好な多孔質構造を形成する観点からは、相分離を誘発する相分離剤を良溶媒に混合させることが好ましい。相分離剤としては、水、メタノール、エタノール、プロピルアルコール、ブチルアルコール、ブタンジオール、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリプロピレングリコール等が挙げられる。相分離剤は、塗工に適切な粘度が確保できる範囲で添加することが好ましい。   From the viewpoint of forming a good porous structure, it is preferable to mix a phase separation agent that induces phase separation into a good solvent. Examples of the phase separation agent include water, methanol, ethanol, propyl alcohol, butyl alcohol, butanediol, ethylene glycol, propylene glycol, and tripropylene glycol. The phase separation agent is preferably added in a range that can ensure a viscosity suitable for coating.

塗工液に用いられる溶媒としては、良好な多孔質構造を形成する観点から、良溶媒を60質量%以上、相分離剤を5質量%〜40質量%含む混合溶媒が好ましい。塗工液には、良好な多孔質構造を形成する観点から、ポリフッ化ビニリデン系樹脂が3質量%〜10質量%の濃度で含まれていることが好ましい。   As a solvent used for the coating liquid, a mixed solvent containing 60% by mass or more of a good solvent and 5% by mass to 40% by mass of a phase separation agent is preferable from the viewpoint of forming a good porous structure. The coating liquid preferably contains a polyvinylidene fluoride resin at a concentration of 3% by mass to 10% by mass from the viewpoint of forming a good porous structure.

多孔質フィルムへの塗工液の塗工には、マイヤーバー、ダイコーター、リバースロールコーター、グラビアコーターなど従来の塗工方式を適用することができる。   A conventional coating method such as a Meyer bar, a die coater, a reverse roll coater, or a gravure coater can be applied to the coating liquid applied to the porous film.

析出液は、塗工液の調製に用いた良溶媒と相分離剤、及び水から構成されるのが一般的である。良溶媒と相分離剤の混合比はポリフッ化ビニリデン系樹脂の溶解に用いた混合溶媒の混合比に合わせるのが生産上好ましい。水の濃度は、多孔質構造の形成及び生産性の観点から、40質量%〜90質量%であることが好ましい。   The precipitation liquid is generally composed of a good solvent used for preparing the coating liquid, a phase separation agent, and water. It is preferable in production that the mixing ratio of the good solvent and the phase separation agent is adjusted to the mixing ratio of the mixed solvent used for dissolving the polyvinylidene fluoride resin. The concentration of water is preferably 40% by mass to 90% by mass from the viewpoint of formation of a porous structure and productivity.

析出した塗工膜の乾燥には、公知の方法を採用することができる。   A known method can be employed for drying the deposited coating film.

析出した塗工層の光沢度の調整方法としては、酸、アルカリ、又は有機溶剤等による薬剤処理、紙やすり等で該塗工層の表面を削る物理処理、コロナ処理、及び、プラズマ処理等の公知の処理方法が挙げられる。中でも薬剤処理が好ましく、薬剤処理に用いられる有機溶剤としては、アセトン等のケトン;N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、及びジメチルホルムアミド等のアミド;エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、フロロエチレンカーボネート、及びジフロロエチレンカーボネート等の環状カーボネート;ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、及びそのフッ素置換体等の鎖状カーボネート;γ−ブチロラクトン、及びγ−バレロラクトン等の環状エステルなどが挙げられる。中でも、ジエチルカーボネートによる処理が好ましい。   As a method for adjusting the glossiness of the deposited coating layer, chemical treatment with acid, alkali, organic solvent, etc., physical treatment for scraping the surface of the coating layer with sandpaper, corona treatment, plasma treatment, etc. A well-known processing method is mentioned. Among them, chemical treatment is preferable, and organic solvents used for chemical treatment include ketones such as acetone; amides such as N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), dimethylacetamide, dimethylformamide, and dimethylformamide; ethylene carbonate, propylene carbonate Cyclic carbonates such as fluoroethylene carbonate and difluoroethylene carbonate; chain carbonates such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethylmethyl carbonate, and fluorine-substituted products thereof; cyclic esters such as γ-butyrolactone and γ-valerolactone Is mentioned. Of these, treatment with diethyl carbonate is preferred.

なお、析出した塗工層は、光沢度を調整された後に、乾燥されてもよい。   The deposited coating layer may be dried after the glossiness is adjusted.

また、本発明のセパレータは、多孔質層を独立したシートとして作製し、この多孔質層を多孔質フィルムに重ねて、熱圧着や接着剤によって複合化する方法によっても製造し得る。多孔質層を独立したシートとして作製する方法としては、ポリフッ化ビニリデン系樹脂及びフィラーを含む塗工液を剥離シート上に塗工し、上述した製造方法を適用して多孔質層を形成し、剥離シートから多孔質層を剥離する方法が挙げられる。   The separator of the present invention can also be produced by a method in which a porous layer is produced as an independent sheet, and this porous layer is superimposed on a porous film and combined by thermocompression bonding or an adhesive. As a method for producing a porous layer as an independent sheet, a coating liquid containing a polyvinylidene fluoride resin and a filler is applied onto a release sheet, and the porous layer is formed by applying the above-described production method. The method of peeling a porous layer from a peeling sheet is mentioned.

本発明の非水電解液二次電池用積層セパレータの透気度は、ガーレ値で30〜800sec/100mLであることが好ましく、50〜500sec/100mLであることがより好ましい。非水電解液二次電池用積層セパレータが上記透気度を有することにより、充分なイオン透過性を得ることができる。透気度が上記範囲を超える場合には、非水電解液二次電池用積層セパレータの空隙率が高いために積層構造が粗になっていることを意味し、結果として非水電解液二次電池用積層セパレータの強度が低下して、特に高温での形
状安定性が不充分になるおそれがある。一方、透気度が上記範囲未満の場合には、セパレータとして用いたときに、充分なイオン透過性を得ることができず、非水電解液二次電池の電池特性を低下させることがある。
The air permeability of the non-aqueous electrolyte secondary battery laminated separator of the present invention is preferably a Gurley value of 30 to 800 sec / 100 mL, and more preferably 50 to 500 sec / 100 mL. Sufficient ion permeability can be obtained because the laminated separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery has the above air permeability. When the air permeability exceeds the above range, it means that the laminated structure is rough due to the high porosity of the laminated separator for non-aqueous electrolyte secondary batteries, and as a result, the non-aqueous electrolyte secondary The strength of the battery separator may decrease, and the shape stability at high temperatures may be insufficient. On the other hand, when the air permeability is less than the above range, sufficient ion permeability cannot be obtained when used as a separator, and the battery characteristics of the non-aqueous electrolyte secondary battery may be deteriorated.

〔3.非水電解液二次電池〕
本発明に係る非水電解液二次電池は、リチウムのドープ・脱ドープにより起電力を得る非水系二次電池であって、正極シートと、既述した非水電解液二次電池用積層セパレータと、負極シートとがこの順で積層された積層体(非水電解液二次電池用部材)を備えるものであればよく、その他の構成は特に限定されない。非水電解液二次電池は、負極シートと正極シートとが上述した非水電解液二次電池用積層セパレータを介して対向した構造体に電解液が含浸された電池要素が、外装材内に封入された構造を有する。非水電解液二次電池は、特にはリチウムイオン二次電池に好適である。なお、ドープとは、吸蔵、担持、吸着、又は挿入を意味し、正極等の電極の活物質にリチウムイオンが入る現象を意味する。
[3. Nonaqueous electrolyte secondary battery)
A non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention is a non-aqueous secondary battery that obtains an electromotive force by doping or dedoping lithium, and includes a positive electrode sheet and the above-described laminated separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery The negative electrode sheet may be provided with a laminate (non-aqueous electrolyte secondary battery member) laminated in this order, and other configurations are not particularly limited. In the non-aqueous electrolyte secondary battery, a battery element in which the negative electrode sheet and the positive electrode sheet are impregnated with the electrolyte solution through the laminated separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery described above is disposed in the exterior material. It has an encapsulated structure. The nonaqueous electrolyte secondary battery is particularly suitable for a lithium ion secondary battery. The dope means occlusion, support, adsorption, or insertion, and means a phenomenon in which lithium ions enter the active material of an electrode such as a positive electrode.

正極シートは、正極活物質及びバインダー樹脂を含む活物質層が集電体上に成形された構造としてよい。活物質層は、さらに導電助剤を含んでもよい。   The positive electrode sheet may have a structure in which an active material layer including a positive electrode active material and a binder resin is formed on a current collector. The active material layer may further contain a conductive additive.

正極活物質としては、例えばリチウム含有遷移金属酸化物等が挙げられ、具体的にはLiCoO、LiNiO、LiMn1/2Ni1/2、LiCo1/3Mn1/3Ni1/3、LiMn、LiFePO、LiCo1/2Ni1/2、LiAl1/4Ni3/4等が挙げられる。 Examples of the positive electrode active material include lithium-containing transition metal oxides. Specifically, LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMn 1/2 Ni 1/2 O 2 , LiCo 1/3 Mn 1/3 Ni 1 / 3 O 2, LiMn 2 O 4 , LiFePO 4, LiCo 1/2 Ni 1/2 O 2, LiAl 1/4 Ni 3/4 O 2 and the like.

バインダー樹脂としては、例えばポリフッ化ビニリデン系樹脂などが挙げられる。
導電助剤としては、例えばアセチレンブラック、ケッチェンブラック、黒鉛粉末といった炭素材料が挙げられる。
Examples of the binder resin include polyvinylidene fluoride resin.
Examples of the conductive aid include carbon materials such as acetylene black, ketjen black, and graphite powder.

集電体としては、例えば厚さ5μm〜20μmの、アルミ箔、チタン箔、ステンレス箔等が挙げられる。   Examples of the current collector include aluminum foil, titanium foil, and stainless steel foil having a thickness of 5 μm to 20 μm.

負極シートは、負極活物質及びバインダー樹脂を含む活物質層が集電体上に成形された構造としてよい。活物質層は、さらに導電助剤を含んでもよい。負極活物質としては、リチウムを電気化学的に吸蔵し得る材料が挙げられ、具体的には、例えば、炭素材料;ケイ素、スズ、アルミニウム等とリチウムとの合金;などが挙げられる。   The negative electrode sheet may have a structure in which an active material layer containing a negative electrode active material and a binder resin is formed on a current collector. The active material layer may further contain a conductive additive. Examples of the negative electrode active material include materials that can occlude lithium electrochemically, and specific examples include carbon materials; alloys of silicon, tin, aluminum, and the like with lithium.

バインダー樹脂としては、例えばポリフッ化ビニリデン系樹脂、スチレン−ブタジエンゴムなどが挙げられる。本発明のセパレータは、負極バインダーとしてスチレン−ブタジエンゴムを用いた場合でも、負極に対し十分な接着性を確保できる。
導電助剤としては、例えばアセチレンブラック、ケッチェンブラック、黒鉛粉末といった炭素材料が挙げられる。
Examples of the binder resin include polyvinylidene fluoride resin and styrene-butadiene rubber. The separator of the present invention can ensure sufficient adhesion to the negative electrode even when styrene-butadiene rubber is used as the negative electrode binder.
Examples of the conductive aid include carbon materials such as acetylene black, ketjen black, and graphite powder.

集電体としては、例えば厚さ5μm〜20μmの、銅箔、ニッケル箔、ステンレス箔等が挙げられる。また、前記の負極に代えて、金属リチウム箔を負極として用いてもよい。   Examples of the current collector include copper foil, nickel foil, and stainless steel foil having a thickness of 5 to 20 μm. Moreover, it may replace with the said negative electrode and may use metal lithium foil as a negative electrode.

電解液は、リチウム塩を非水系溶媒に溶解した溶液である。リチウム塩としては、例えばLiPF、LiBF、LiClO等が挙げられる。 The electrolytic solution is a solution in which a lithium salt is dissolved in a non-aqueous solvent. Examples of the lithium salt include LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4, and the like.

非水系溶媒としては、非水電解液二次電池において一般に用いられる溶媒がすべて含まれる。例えばエチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、フロロエチレンカーボネート、ジフロロエチレンカーボネート等の環状カーボネート;ジメチルカーボネート、ジ
エチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、及びそのフッ素置換体等の鎖状カーボネート;γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン等の環状エステル;などが挙げられ、これらは単独で用いても混合して用いてもよい。
Nonaqueous solvents include all solvents generally used in nonaqueous electrolyte secondary batteries. For example, cyclic carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate, fluoroethylene carbonate, difluoroethylene carbonate; chain carbonates such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, and fluorine-substituted products thereof; γ-butyrolactone, γ-valerolactone, etc. These may be used alone or in admixture.

電解液としては、環状カーボネートと鎖状カーボネートとを質量比(環状カーボネート/鎖状カーボネート)20/80〜40/60(より好ましくは30/70)で混合した溶媒に、リチウム塩を0.5M〜1.5M溶解したものが好適である。   As an electrolytic solution, 0.5M lithium salt is added to a solvent in which cyclic carbonate and chain carbonate are mixed at a mass ratio (cyclic carbonate / chain carbonate) of 20/80 to 40/60 (more preferably 30/70). Those dissolved in ~ 1.5M are preferred.

外装材としては、金属缶やアルミラミネートフィルム製パック等が挙げられる。電池の形状は角型、円筒型、コイン型等がある。   Examples of the exterior material include metal cans and aluminum laminate film packs. The battery has a square shape, a cylindrical shape, a coin shape, and the like.

非水電解液二次電池は、例えば、正極シートと負極シートとの間に上述した非水電解液二次電池用積層セパレータを配置した積層体に、電解液を含浸させて外装材(例えばアルミラミネートフィルム製パック)に収容し、前記外装材の上から前記積層体をプレスすることで製造し得る。このとき、電極と非水電解液二次電池用積層セパレータとの接着性を高めるために、プレスは加熱しながらのプレス(熱プレス)とすることが好ましい。   A non-aqueous electrolyte secondary battery is obtained by, for example, impregnating an electrolyte with a laminate in which the above-described laminated separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery is disposed between a positive electrode sheet and a negative electrode sheet. The laminate can be manufactured by pressing the laminate from above the exterior material. At this time, in order to improve the adhesiveness between the electrode and the laminated separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery, the press is preferably a press while heating (hot press).

正極シートと負極シートとの間にセパレータを配置する方式は、正極シート、セパレータ、負極をシートこの順に少なくとも1層ずつ積層する方式(いわゆるスタック方式)でもよく、正極シート、セパレータ、負極シート、セパレータをこの順に重ね、長さ方向に捲き回す方式でもよい。   The method of disposing the separator between the positive electrode sheet and the negative electrode sheet may be a method of stacking at least one layer of the positive electrode sheet, the separator, and the negative electrode in this order (so-called stack method). The positive electrode sheet, the separator, the negative electrode sheet, and the separator It is also possible to use a method in which these are stacked in this order and rolled in the length direction.

以下に、実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれに限定されない。   Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.

<鏡面光沢度の測定>
鏡面光沢度は、光沢計(日本電色工業株式会社製PG−IIM型)を用いて、KB用紙(コクヨ株式会社製、品番;KB−39N)を5枚重ね、その最上に測定する非水電解液二次電池用積層セパレータを載せ、非水電解液二次電池用積層セパレータにおける多孔質層表面の入射角および受光角を60°として測定した。
<Measurement of specular gloss>
The specular gloss is measured by using a gloss meter (PG-IIM type, manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.), with 5 sheets of KB paper (manufactured by KOKUYO Co., Ltd., product number: KB-39N) stacked on top of each other. The laminated separator for electrolyte secondary batteries was mounted, and the incident angle and the light receiving angle on the surface of the porous layer in the laminated separator for nonaqueous electrolyte secondary batteries were measured at 60 °.

なお、非水電解液二次電池用積層セパレータ表面に樹脂粉や無機物等の付着物が存在する場合など、必要に応じ鏡面光沢度測定前にセパレータをジエチルカーボネート(DEC)等の有機溶剤および/または水に浸漬し前記付着物等を洗浄除去した後、溶剤や水を乾燥する等の前処理を行ってもよい。   In addition, in the case where deposits such as resin powder and inorganic substances are present on the surface of the laminated separator for non-aqueous electrolyte secondary batteries, the separator may be attached with an organic solvent such as diethyl carbonate (DEC) and / or before mirror gloss measurement as necessary. Alternatively, pretreatment such as drying the solvent or water may be performed after immersing in water to wash away the deposits and the like.

<突き刺し強度の測定>
ハンディー圧縮試験機(カトーテック株式会社製、型番;KES―G5)を用いて、多孔質フィルムを12mmΦのワッシャで固定し、ピンを200mm/minで突き刺したときの最大応力(N)を該フィルムの突き刺し強度とした。ピンは、ピン径1mmΦ、先端0.5Rのものを使用した。
<Measurement of puncture strength>
Using a handy compression tester (manufactured by Kato Tech Co., Ltd., model number: KES-G5), the porous film was fixed with a 12 mmφ washer, and the maximum stress (N) when the pin was pierced at 200 mm / min was measured. The piercing strength was determined. A pin with a pin diameter of 1 mmΦ and a tip of 0.5R was used.

<多孔質層の体積目付の測定>
乾燥状態での多孔質層の目付(1平方メートル当たりの重量)を測定し、当該目付を、25℃でのPVDF系樹脂の比重で除算することにより、乾燥状態での多孔質層の樹脂成分の体積目付(1平方メートル当たりの樹脂体積)を算出した。
<Measurement of volume per unit area of porous layer>
By measuring the basis weight (weight per square meter) of the porous layer in the dry state, and dividing the basis weight by the specific gravity of the PVDF resin at 25 ° C., the resin component of the porous layer in the dry state The volume basis weight (resin volume per square meter) was calculated.

<セパレータの作製>
以下のように、実施例1〜6および比較例1,2に係る非水電解液二次電池用積層セパレータを作製した。
<Preparation of separator>
The laminated separator for nonaqueous electrolyte secondary batteries which concerns on Examples 1-6 and Comparative Examples 1 and 2 was produced as follows.

(実施例1)
PVDF系樹脂(アルケマ社製;商品名「KYNAR2801」)を、固形分が7質量%となるように、N−メチル−2−ピロリドンに、65℃、30分で撹拌し、溶解させた。得られた溶液を塗工液とし、ポリエチレンの多孔膜(厚さ12μm、空隙率44%、平均孔径0.035μm)上に、ドクターブレード法により、塗工液中のPVDF系樹脂の体積目付が0.56cm/mとなるように塗布した。得られた塗布物である積層体(1−i)を、塗工膜がNMP湿潤状態のままで2−プロパノール中に浸漬し、25℃で5分間静置させ、積層多孔質フィルム(1−ii)を得た。得られた積層多孔質フィルム(1−ii)を浸漬溶媒湿潤状態で、さらに別の2−プロパノール中に浸漬し、25℃で5分間静置させ積層多孔質フィルム(1−iii)を得た。得られた積層多孔質フィルム(1−iii)を65℃で5分間乾燥させて積層多孔質フィルム(1−iv)を得た。得られた積層多孔質フィルム(1−iv)をジエチルカーボネート中に、70℃で1分間静置浸漬した。当該フィルムをジエチルカーボネート中から取り出し、室温で乾燥させて、実施例1の非水電解液二次電池用積層セパレータを得た。実施例1の非水電解液二次電池用積層セパレータのレート特性を表1に示す。
Example 1
A PVDF resin (manufactured by Arkema; trade name “KYNAR2801”) was stirred and dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone at 65 ° C. for 30 minutes so that the solid content was 7% by mass. The obtained solution was used as a coating liquid, and the volume basis weight of the PVDF resin in the coating liquid was measured on a polyethylene porous film (thickness 12 μm, porosity 44%, average pore diameter 0.035 μm) by the doctor blade method. It apply | coated so that it might become 0.56 cm < 3 > / m < 2 >. The laminate (1-i), which is the obtained coated product, is immersed in 2-propanol while the coating film is in an NMP wet state, and is allowed to stand at 25 ° C. for 5 minutes to obtain a laminated porous film (1- ii) was obtained. The obtained laminated porous film (1-iii) was dipped in another 2-propanol in a dipping solvent wet state and allowed to stand at 25 ° C. for 5 minutes to obtain a laminated porous film (1-iii). . The obtained laminated porous film (1-iii) was dried at 65 ° C. for 5 minutes to obtain a laminated porous film (1-iv). The obtained laminated porous film (1-iv) was immersed in diethyl carbonate at 70 ° C. for 1 minute. The film was taken out from diethyl carbonate and dried at room temperature to obtain a non-aqueous electrolyte secondary battery laminated separator of Example 1. Table 1 shows the rate characteristics of the laminated separator for a nonaqueous electrolyte secondary battery of Example 1.

(実施例2)
実施例1で得られた積層多孔質フィルム(1−iv)をジエチルカーボネート中に、70℃で5分間静置浸漬させ、当該フィルムをジエチルカーボネート中から取り出し、室温で乾燥させて、実施例2の非水電解液二次電池用積層セパレータを得た。実施例2の非水電解液二次電池用積層セパレータのレート特性を表1に示す。
(Example 2)
The laminated porous film (1-iv) obtained in Example 1 was immersed in diethyl carbonate at 70 ° C. for 5 minutes, and the film was taken out from diethyl carbonate and dried at room temperature. A non-aqueous electrolyte secondary battery laminated separator was obtained. Table 1 shows the rate characteristics of the laminated separator for a nonaqueous electrolyte secondary battery of Example 2.

(実施例3)
実施例1で得られた積層多孔質フィルム(1−iv)をジエチルカーボネート中に、70℃で15分間静置浸漬させ、当該フィルムをジエチルカーボネート中から取り出し、室温で乾燥させて、実施例3の非水電解液二次電池用積層セパレータを得た。実施例3の非水電解液二次電池用積層セパレータのレート特性を表1に示す。
(Example 3)
The laminated porous film (1-iv) obtained in Example 1 was allowed to stand still in diethyl carbonate at 70 ° C. for 15 minutes, and the film was taken out from diethyl carbonate and dried at room temperature. A non-aqueous electrolyte secondary battery laminated separator was obtained. Table 1 shows the rate characteristics of the multilayer separator for the nonaqueous electrolyte secondary battery of Example 3.

(実施例4)
実施例1で得られた積層多孔質フィルム(1−iv)をジエチルカーボネート中に、70℃で30分間静置浸漬させ、当該フィルムをジエチルカーボネート中から取り出し、室温で乾燥させて、実施例4の非水電解液二次電池用積層セパレータを得た。実施例4の非水電解液二次電池用積層セパレータのレート特性を表1に示す。
Example 4
The laminated porous film (1-iv) obtained in Example 1 was immersed in diethyl carbonate at 70 ° C. for 30 minutes, and the film was taken out from diethyl carbonate and dried at room temperature. A non-aqueous electrolyte secondary battery laminated separator was obtained. Table 1 shows the rate characteristics of the laminated separator for a nonaqueous electrolyte secondary battery of Example 4.

(実施例5)
体積目付が1.58cm/mとなるように塗工液を塗布した以外は実施例3と同様の方法で実施例5の非水電解液二次電池用積層セパレータを得た。実施例5の非水電解液二次電池用積層セパレータのレート特性を表1に示す。
(Example 5)
A non-aqueous electrolyte secondary battery laminated separator of Example 5 was obtained in the same manner as in Example 3 except that the coating liquid was applied so that the volume basis weight was 1.58 cm 3 / m 2 . Table 1 shows the rate characteristics of the multilayer separator for the non-aqueous electrolyte secondary battery of Example 5.

(実施例6)
体積目付が0.11cm/mとなるように塗工液を塗布した以外は実施例3と同様の方法で実施例6の非水電解液二次電池用積層セパレータを得た。実施例6の非水電解液二次電池用積層セパレータのレート特性を表1に示す。
(Example 6)
A laminated separator for a nonaqueous electrolyte secondary battery of Example 6 was obtained in the same manner as in Example 3 except that the coating liquid was applied so that the volume basis weight was 0.11 cm 3 / m 2 . Table 1 shows the rate characteristics of the laminated separator for a nonaqueous electrolyte secondary battery of Example 6.

(比較例1)
ジエチルカーボネート中に浸漬しない以外は実施例1と同様の方法によって比較例1の非水電解液二次電池用積層セパレータを得た。比較例1の非水電解液二次電池用積層セパレータのレート特性を表1に示す。
(Comparative Example 1)
A non-aqueous electrolyte secondary battery laminated separator of Comparative Example 1 was obtained in the same manner as in Example 1 except that it was not immersed in diethyl carbonate. Table 1 shows the rate characteristics of the laminated separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery of Comparative Example 1.

(比較例2)
PVDF系樹脂(アルケマ社製;商品名「KYNAR2801」)を、固形分が7質量%となるように、N−メチル−2−ピロリドンに、65℃、30分で撹拌し、溶解させた。得られた溶液を塗工液とし、ポリエチレンの多孔膜(厚さ12μm、空隙率44%、平均孔径0.035μm)上に、ドクターブレード法により、塗工液中のPVDF系樹脂の体積目付が0.56cm/mとなるように塗布した。得られた塗布物である積層体(8−i)を、85℃で5分間乾燥させて比較例2の非水電解液二次電池用積層セパレータを得た。比較例2の非水電解液二次電池用積層セパレータのレート特性を表1に示す。
(Comparative Example 2)
A PVDF resin (manufactured by Arkema; trade name “KYNAR2801”) was stirred and dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone at 65 ° C. for 30 minutes so that the solid content was 7% by mass. The obtained solution was used as a coating liquid, and the volume basis weight of the PVDF resin in the coating liquid was measured on a polyethylene porous film (thickness 12 μm, porosity 44%, average pore diameter 0.035 μm) by the doctor blade method. It apply | coated so that it might become 0.56 cm < 3 > / m < 2 >. The laminate (8-i), which was the obtained coated product, was dried at 85 ° C. for 5 minutes to obtain a multilayer separator for a nonaqueous electrolyte secondary battery in Comparative Example 2. Table 1 shows the rate characteristics of the non-aqueous electrolyte secondary battery laminated separator of Comparative Example 2.

<非水電解液二次電池の作製>
次に、上記のようにして作製した実施例1〜6および比較例1,2の非水電解液二次電池用積層セパレータの各々を用いて非水電解液二次電池を以下に従って作製した。
<Production of non-aqueous electrolyte secondary battery>
Next, a non-aqueous electrolyte secondary battery was manufactured according to the following using each of the laminated separators for non-aqueous electrolyte secondary batteries of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 and 2 manufactured as described above.

(正極)
LiNi0.5Mn0.3Co0.2/導電材/PVDF(重量比92/5/3)をアルミニウム箔に塗布することにより製造された市販の正極を用いた。上記正極を、正極活物質層が形成された部分の大きさが40mm×35mmであり、かつその外周に幅13mmで正極活物質層が形成されていない部分が残るように、アルミニウム箔を切り取って正極とした。正極活物質層の厚さは58μm、密度は2.50g/cmであった。
(Positive electrode)
A commercially available positive electrode manufactured by applying LiNi 0.5 Mn 0.3 Co 0.2 O 2 / conductive material / PVDF (weight ratio 92/5/3) to an aluminum foil was used. Cut the aluminum foil so that the size of the positive electrode active material layer formed on the positive electrode is 40 mm × 35 mm and the outer periphery of the positive electrode active material layer is 13 mm wide and no positive electrode active material layer is formed. A positive electrode was obtained. The positive electrode active material layer had a thickness of 58 μm and a density of 2.50 g / cm 3 .

(負極)
黒鉛/スチレン−1,3−ブタジエン共重合体/カルボキシメチルセルロースナトリウム(重量比98/1/1)を銅箔に塗布することにより製造された市販の負極を用いた。上記負極を、負極活物質層が形成された部分の大きさが50mm×40mmであり、かつその外周に幅13mmで負極活物質層が形成されていない部分が残るように、銅箔を切り取って負極とした。負極活物質層の厚さは49μm、の密度は1.40g/cmであった。
(Negative electrode)
A commercially available negative electrode produced by applying graphite / styrene-1,3-butadiene copolymer / sodium carboxymethylcellulose (weight ratio 98/1/1) to a copper foil was used. Cut off the copper foil from the negative electrode so that the size of the portion where the negative electrode active material layer was formed was 50 mm × 40 mm and the outer periphery had a portion with a width of 13 mm and no negative electrode active material layer formed. A negative electrode was obtained. The thickness of the negative electrode active material layer was 49 μm, and the density was 1.40 g / cm 3 .

(組み立て)
ラミネートパウチ内で、上記正極、非水電解液二次電池用積層セパレータ、および負極をこの順で積層(配置)することにより、非水電解液二次電池用部材を得た。このとき、正極の正極活物質層における主面の全部が、負極の負極活物質層における主面の範囲に含まれる(主面に重なる)ように、正極および負極を配置した。
(assembly)
By laminating (arranging) the positive electrode, the non-aqueous electrolyte secondary battery laminate separator, and the negative electrode in this order in a laminate pouch, a non-aqueous electrolyte secondary battery member was obtained. At this time, the positive electrode and the negative electrode were disposed so that the entire main surface of the positive electrode active material layer of the positive electrode was included in the range of the main surface of the negative electrode active material layer of the negative electrode (overlaid on the main surface).

続いて、上記非水電解液二次電池用部材を、アルミニウム層とヒートシール層とが積層されてなる袋に入れ、さらにこの袋に非水電解液を0.25mL入れた。上記非水電解液は、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート濃度1.0モル/リットルのLiPFをエチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネートおよびエチレンカーボネートの体積比が50:20:30の混合溶媒に溶解させた25℃の電解液を用いた。そして、袋内を減圧しつつ、当該袋をヒートシールすることにより、非水電解液二次電池を作製した。 Subsequently, the non-aqueous electrolyte secondary battery member was put in a bag in which an aluminum layer and a heat seal layer were laminated, and 0.25 mL of the non-aqueous electrolyte was put in this bag. The non-aqueous electrolyte was prepared by dissolving LiPF 6 having a concentration of ethylene carbonate and diethyl carbonate of 1.0 mol / liter in a mixed solvent having a volume ratio of ethyl methyl carbonate, diethyl carbonate and ethylene carbonate of 50:20:30. The electrolyte solution was used. And the non-aqueous-electrolyte secondary battery was produced by heat-sealing the said bag, decompressing the inside of a bag.

<レート試験>
充放電サイクルを経ていない新たな非水電解液二次電池に対して、25℃で電圧範囲;4.1〜2.7V、電流値;0.2C(1時間率の放電容量による定格容量を1時間で放電する電流値を1Cとする、以下も同様)を1サイクルとして、4サイクルの初期充放電を行った。
<Rate test>
For a new non-aqueous electrolyte secondary battery that has not undergone a charge / discharge cycle, voltage range at 25 ° C .; 4.1 to 2.7 V, current value; 0.2 C (rated capacity by discharge capacity at 1 hour rate) 4 cycles of initial charge / discharge were carried out, assuming that the current value discharged in 1 hour was 1 C, and so on).

続いて、55℃で次式
レート特性(%)=(20C放電容量/0.2C放電容量)×100
に従い、レート特性を算出した。
Subsequently, at 55 ° C., the following formula: Rate characteristics (%) = (20 C discharge capacity / 0.2 C discharge capacity) × 100
According to the calculation, the rate characteristics were calculated.

Figure 2017084755
Figure 2017084755

表1に示されるように、鏡面光沢度が26%を超える比較例2に係る非水電解液二次電池用積層セパレータを用いた非水電解液二次電池では、レート特性が43%と顕著に低いことが確認された。これは、鏡面光沢度が26%を超えると、多孔質層の緻密性が高くなりすぎ、電池内部抵抗の増加や、セパレータと電極との界面における電解液の保持機能の低下により、イオン透過性が低下したためであると考えられる。   As shown in Table 1, in the nonaqueous electrolyte secondary battery using the laminated separator for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to Comparative Example 2 in which the specular gloss exceeds 26%, the rate characteristic is remarkable at 43%. Was confirmed to be low. This is because when the specular gloss exceeds 26%, the denseness of the porous layer becomes too high, and the ion permeability is increased due to an increase in the internal resistance of the battery and a decrease in the electrolyte retention function at the interface between the separator and the electrode. This is thought to be due to the decrease in

また、鏡面光沢度が3%未満である比較例1に係る非水電解液二次電池用積層セパレータを用いた非水電解液二次電池でも、レート特性が65%と低いことが確認された。これは、鏡面光沢度が3%未満であると、多孔質層の均一性が低く、イオン透過性にムラが生じたためと考えられる。   Further, it was confirmed that the rate characteristic was low as 65% even in the non-aqueous electrolyte secondary battery using the non-aqueous electrolyte secondary battery laminated separator according to Comparative Example 1 having a specular gloss of less than 3%. . This is presumably because when the specular gloss was less than 3%, the uniformity of the porous layer was low and the ion permeability was uneven.

これに対し、鏡面光沢度が3〜26%である実施例1〜6に係る非水電解液二次電池用積層セパレータを用いた非水電解液二次電池では、レート特性が70%以上となり、電池特性に優れることが確認された。   On the other hand, in the non-aqueous electrolyte secondary battery using the non-aqueous electrolyte secondary battery laminated separator according to Examples 1 to 6 having a mirror glossiness of 3 to 26%, the rate characteristic is 70% or more. It was confirmed that the battery characteristics were excellent.

Claims (7)

ポリオレフィン系樹脂を主成分とする多孔質フィルムと、ポリフッ化ビニリデン系樹脂を含む多孔質層と、を含む非水電解液二次電池用積層セパレータであって、
前記多孔質層表面における60°の鏡面光沢度が3〜26%であることを特徴とする非水電解液二次電池用積層セパレータ。
A non-aqueous electrolyte secondary battery laminated separator comprising a porous film mainly comprising a polyolefin-based resin, and a porous layer containing a polyvinylidene fluoride-based resin,
A laminated separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery, wherein the surface glossiness at 60 ° on the surface of the porous layer is 3 to 26%.
前記多孔質層が、フィラーを含んでおり、
前記ポリフッ化ビニリデン系樹脂および前記フィラーの総量に占める前記フィラーの割合が、1〜30質量%であることを特徴とする請求項1に記載の非水電解液二次電池用積層セパレータ。
The porous layer contains a filler;
The laminated separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein a ratio of the filler to a total amount of the polyvinylidene fluoride resin and the filler is 1 to 30% by mass.
前記多孔質フィルムの突き刺し強度が2N以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載の非水電解液二次電池用積層セパレータ。   The laminated separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1 or 2, wherein the puncture strength of the porous film is 2N or more. 前記多孔質フィルムの平均孔径は0.14μm以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の非水電解液二次電池用積層セパレータ。   The laminated separator for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to any one of claims 1 to 3, wherein an average pore diameter of the porous film is 0.14 µm or less. 前記ポリフッ化ビニリデン系樹脂が、ヘキサフルオロプロピレン、テトラフルオロエチレン、トリフルオロエチレン、トリクロロエチレン、およびフッ化ビニルからなる群から選択される少なくとも1種類のモノマーと、フッ化ビニリデンとの共重合体、フッ化ビニリデンの単独重合体、またはこれらの重合体の混合物であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の非水電解液二次電池用積層セパレータ。   The polyvinylidene fluoride-based resin is a copolymer of at least one monomer selected from the group consisting of hexafluoropropylene, tetrafluoroethylene, trifluoroethylene, trichloroethylene, and vinyl fluoride, and vinylidene fluoride. The multilayer separator for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to any one of claims 1 to 4, wherein the laminate is a homopolymer of vinylidene chloride or a mixture of these polymers. 正極、請求項1〜5のいずれかに記載の非水電解液二次電池用積層セパレータ、および負極がこの順で配置されてなる非水電解液二次電池用部材。   A member for a nonaqueous electrolyte secondary battery in which the positive electrode, the laminated separator for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to any one of claims 1 to 5, and the negative electrode are arranged in this order. 請求項1〜5のいずれかに記載の非水電解液二次電池用積層セパレータを含む非水電解液二次電池。   A nonaqueous electrolyte secondary battery comprising the multilayer separator for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 1.
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