JP2017162699A - Wound type secondary battery separator, method for manufacturing wound type secondary battery separator, flat wound device, wound type secondary battery, and method for manufacturing wound type secondary battery - Google Patents

Wound type secondary battery separator, method for manufacturing wound type secondary battery separator, flat wound device, wound type secondary battery, and method for manufacturing wound type secondary battery Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a novel improved wound type secondary battery separator and others which enable the improvement in the adhesion between a separator and each electrode.SOLUTION: To solve the above problem, a wound type secondary battery separator is provided according to an aspect of the present invention, which comprises: a base material layer; and an adhesive layer formed on at least one surface of the base material layer. In a thermomechanical analysis performed on the wound type secondary battery separator, a positive change in thickness is found. The thermomechanical analysis includes the steps of: immersing the wound type secondary battery separator in an electrolytic solution for evaluation, which is arranged by dissolving 1 M of LiBFin propylene carbonate; and heating the wound type secondary battery separator to at lowest 125°C at a temperature rising rate 5°C/min and measuring a quantity of displacement of the depressing member at each temperature with a fixed load of 0.5 MPa put on a depressing member for depressing the wound type secondary battery separator.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、巻回型二次電池用セパレータ、巻回型二次電池用セパレータの製造方法、扁平状巻回素子、巻回型二次電池、及び巻回型二次電池の製造方法に関する。   The present invention relates to a separator for a wound secondary battery, a method for manufacturing a separator for a wound secondary battery, a flat winding element, a wound secondary battery, and a method for manufacturing a wound secondary battery.

非水電解質二次電池の一種として、巻回型二次電池が知られている。巻回型二次電池は、以下の工程で作製される。まず、正極、負極、セパレータを順次積層することで電極積層体を作製する。ここで、正極、負極には、積層前に集電タブ(tab)(集電リード(lead)とも称される)が溶接される。また、セパレータは、多孔質の基材と、基材の両面または一方の表面に形成された接着層とを有するものもある。ついで、電極積層体を扁平状に巻回することで、圧縮前巻回素子を作製する。ここで、集電タブは、巻回素子の最内周部分に配置される。ついで、圧縮前巻回素子を押しつぶす。以上の工程により、扁平状巻回素子を作製する。ついで、扁平状巻回素子及び電解液を外装材に封入する。以上の工程により、巻回型二次電池が作製される。   As a kind of nonaqueous electrolyte secondary battery, a wound secondary battery is known. The wound secondary battery is manufactured by the following steps. First, an electrode laminate is prepared by sequentially laminating a positive electrode, a negative electrode, and a separator. Here, a current collecting tab (tab) (also referred to as a current collecting lead) is welded to the positive electrode and the negative electrode before lamination. Some separators have a porous substrate and an adhesive layer formed on both surfaces or one surface of the substrate. Next, the pre-compression winding element is manufactured by winding the electrode laminate in a flat shape. Here, the current collecting tab is disposed in the innermost peripheral portion of the winding element. Next, the pre-compression winding element is crushed. Through the above steps, a flat winding element is produced. Next, the flat winding element and the electrolytic solution are sealed in the exterior material. Through the above steps, a wound secondary battery is manufactured.

ここで、外装材としてラミネート(Laminate)を用いた巻回型二次電池、すなわちラミネート型二次電池は、薄型、軽量であり、寸法変更が容易である等の利点がある。このため、ラミネート型二次電池は、その適用分野が携帯電話、スマートフォン(smartphone)、自動車用電池等へ拡大している。また、ラミネート型二次電池は、外装材が柔らかいため、内部の扁平状電極素子の形状を安定化させる必要がある。このため、扁平状巻回素子が一体化されていることが多い。ここで、扁平状電極素子を一体化する方法としては、巻回型二次電池を加熱しながら加圧する方法が提案されている。この方法によれば、接着層が当該接着層に接触する正極または負極に結着する。すなわち、セパレータが正極及び負極に接着される。以上の工程により、扁平状巻回素子が一体化される。なお、扁平状巻回素子を一体化する他の方法として、圧縮前巻回素子を加熱しながら押しつぶす方法も提案されている。以下の説明では、一体化された扁平状巻回素子を「一体化巻回素子」とも称する。   Here, a wound type secondary battery using a laminate as an exterior material, that is, a laminate type secondary battery, has advantages such as being thin and light and easy to change dimensions. For this reason, the application field of the laminate-type secondary battery is expanding to mobile phones, smart phones, automobile batteries, and the like. In addition, since the laminate type secondary battery has a soft exterior material, it is necessary to stabilize the shape of the flat electrode element inside. For this reason, flat winding elements are often integrated. Here, as a method of integrating the flat electrode elements, a method of applying pressure while heating the wound secondary battery has been proposed. According to this method, the adhesive layer is bound to the positive electrode or the negative electrode that contacts the adhesive layer. That is, the separator is bonded to the positive electrode and the negative electrode. Through the above steps, the flat winding element is integrated. As another method of integrating the flat winding elements, a method of crushing the pre-compression winding elements while heating has been proposed. In the following description, the integrated flat winding element is also referred to as “integrated winding element”.

特開2005−209474号公報JP 2005-209474 A 特開2011−054502号公報JP 2011-0504502 A 特開2015−053118号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-053118

ところで、上述した集電タブは厚みのある部材なので、集電タブの周辺、特に集電タブ間には大きな空間が形成される。このため、扁平状巻回素子を一体化する際に、この空間を加圧方向前後から挟む部分(以下、「空間挟持部分」とも称する)に圧力が掛かりにくくなる。空間挟持部分のうち、空間に隣接する部分には、特に圧力が掛かりにくい。したがって、空間挟持部分では、接着層と各電極との間に十分な接着界面が形成されない場合がある。具体的には、接着層と各電極との間に隙間が形成される場合がある。このため、空間挟持部分では、接着層が各電極に十分に結着しない場合がある。また、各電極には、活物質の未塗工部分が形成される場合がある。この未塗工部分の周辺にも、集電タブ間に形成される空間程ではないものの、空間が形成される。したがって、当該空間を加圧方向前後から挟持する部分にも圧力が掛かりにくくなる。   By the way, since the current collecting tab described above is a thick member, a large space is formed around the current collecting tab, particularly between the current collecting tabs. For this reason, when flattened winding elements are integrated, it is difficult to apply pressure to a portion (hereinafter, also referred to as “space holding portion”) that sandwiches this space from the front and rear in the pressurizing direction. Of the space clamping portion, the portion adjacent to the space is particularly difficult to apply pressure. Therefore, there may be a case where a sufficient adhesion interface is not formed between the adhesive layer and each electrode in the space clamping portion. Specifically, a gap may be formed between the adhesive layer and each electrode. For this reason, the adhesive layer may not be sufficiently bonded to each electrode in the space clamping portion. Each electrode may be formed with an uncoated portion of the active material. A space is also formed around the uncoated portion, although not as large as the space formed between the current collecting tabs. Therefore, it is difficult for pressure to be applied to a portion that sandwiches the space from the front and rear in the pressing direction.

したがって、一体化巻回素子内には、セパレータと各電極との接着強度が十分でない部分が点在するという問題があった。そして、このような一体化巻回素子を内蔵した巻回型二次電池を充放電すると、これらの部分においてセパレータと各電極とが離型し、隙間が形成される場合があった。そして、セパレータと各電極との間に隙間が形成されると、リチウムイオンの移動経路が長くなってしまう。この結果、抵抗値が大きくなり、ひいては、寿命特性が悪化してしまう。また、セパレータと各電極との間に空間が形成されると、一体化巻回素子が残留応力(あるいは、充放電に伴って発生する膨張収縮の圧力)に負けて歪んでしまう場合があった。そして、ラミネート型二次電池では、一体化巻回素子の変形に伴って電池全体が変形してしまう。   Therefore, there is a problem that the integrated winding element is dotted with portions where the adhesive strength between the separator and each electrode is not sufficient. And when the winding type secondary battery incorporating such an integrated winding element is charged and discharged, the separator and each electrode may be released from these portions, and a gap may be formed. And if a clearance gap is formed between a separator and each electrode, the movement path | route of lithium ion will become long. As a result, the resistance value increases, and as a result, the life characteristics are deteriorated. In addition, when a space is formed between the separator and each electrode, the integrated winding element may be distorted due to a residual stress (or expansion / contraction pressure generated by charging / discharging). . And in a laminated type secondary battery, the whole battery will deform | transform with the deformation | transformation of an integrated winding element.

このため、セパレータと各電極とをより強固に接着する技術が強く求められていた。この問題を解決するための方法として、扁平状巻回素子を一体化する際の圧力を高くする方法が挙げられるが、この方法では、空間挟持部分以外の部分(すなわち、接着界面が十分に形成されている部分)に過大な圧力が掛かるので、二次電池の寿命特性がかえって悪化するという問題があった。   For this reason, the technique which adhere | attaches a separator and each electrode more firmly was calculated | required strongly. As a method for solving this problem, there is a method of increasing the pressure at the time of integrating the flat winding element, but in this method, a portion other than the space clamping portion (that is, a sufficient adhesion interface is formed) Therefore, there is a problem in that the life characteristics of the secondary battery are deteriorated.

一方、特許文献1〜3には、セパレータに関する技術が開示されている。特許文献1に開示された技術では、セパレータと各電極との接着性を高めるために、熱機械分析によるセパレータの厚み減少挙動を規定する。特許文献2、3に開示された技術では、セパレータと各電極とを一体化する。しかし、いずれの技術においても、上述した問題を十分に解決することができなかった。   On the other hand, Patent Documents 1 to 3 disclose techniques relating to separators. In the technique disclosed in Patent Document 1, in order to improve the adhesion between the separator and each electrode, the thickness reduction behavior of the separator by thermomechanical analysis is defined. In the techniques disclosed in Patent Documents 2 and 3, the separator and each electrode are integrated. However, none of the techniques can sufficiently solve the above-described problem.

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、セパレータと各電極との接着性を改善することが可能な、新規かつ改良された巻回型二次電池用セパレータ(separator)、巻回型二次電池用セパレータの製造方法、扁平状巻回素子、巻回型二次電池、及び巻回型二次電池の製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a novel and improved winding type capable of improving the adhesion between the separator and each electrode. To provide a separator for a secondary battery, a method for manufacturing a separator for a wound secondary battery, a flat wound element, a wound secondary battery, and a method for manufacturing a wound secondary battery. .

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、基材層と、基材層の少なくとも一方の表面に形成される接着層と、を備えた巻回型二次電池用セパレータであって、1MのLiBFを炭酸プロピレンに溶解した評価用電解液に巻回型二次電池用セパレータを浸漬する工程と、巻回型二次電池用セパレータを押下する押下部材に0.5MPaの一定荷重を掛けた状態で巻回型二次電池用セパレータを5℃/minの昇温速度で少なくとも125℃まで加熱し、各温度での押下部材の変位量を測定する工程と、からなる熱機械分析を行った場合に、75℃での押下部材の変位量と125℃での押下部材の変位量とを結ぶベースラインに対して0.1〜1.0μmの正の厚み変化があることを特徴とする、巻回型二次電池用セパレータが提供される。 In order to solve the above-described problems, according to one aspect of the present invention, there is provided a separator for a wound secondary battery including a base material layer and an adhesive layer formed on at least one surface of the base material layer. A step of immersing a separator for a wound secondary battery in an electrolyte for evaluation in which 1M LiBF 4 is dissolved in propylene carbonate, and a pressing member for pressing the separator for the wound secondary battery is 0.5 MPa. Heating the separator for a wound secondary battery to a temperature of at least 125 ° C. at a rate of 5 ° C./min under a constant load and measuring the amount of displacement of the pressing member at each temperature. When mechanical analysis is performed, there is a positive thickness change of 0.1 to 1.0 μm with respect to the base line connecting the displacement amount of the pressing member at 75 ° C. and the displacement amount of the pressing member at 125 ° C. A separator for a wound type secondary battery is characterized by It is subjected.

この観点によれば、接着層を構成する材料は、扁平状巻回素子を一体化する際に、電解液を吸収して膨潤し、接着層と各電極との間に形成された隙間を埋める。すなわち、接着層を構成する材料は、各電極との間に十分な接着界面を形成する。これにより、巻回型二次電池用セパレータは、各電極に強固に接着される。したがって、本観点によれば、巻回型二次電池用セパレータと各電極との接着性を改善することが可能となる。   According to this aspect, when the flat winding element is integrated, the material constituting the adhesive layer absorbs the electrolyte and swells to fill the gap formed between the adhesive layer and each electrode. . That is, the material constituting the adhesive layer forms a sufficient adhesive interface with each electrode. Thus, the wound secondary battery separator is firmly bonded to each electrode. Therefore, according to this aspect, it becomes possible to improve the adhesiveness between the separator for a wound secondary battery and each electrode.

ここで、接着層は、PVDF系高分子材料を含んでいてもよい。   Here, the adhesive layer may contain a PVDF polymer material.

この観点によれば、PVDF系高分子材料が上述した挙動を示す。このため、巻回型二次電池用セパレータと各電極との接着性を改善することが可能となる。   According to this viewpoint, the PVDF polymer material exhibits the behavior described above. For this reason, it becomes possible to improve the adhesiveness between the separator for a wound secondary battery and each electrode.

また、PVDF系高分子材料は、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン共重合体および、それらの変性物からなる群から選択されるいずれか1種以上であってもよい。   PVDF polymer materials include polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene-tetrafluoroethylene copolymer, and Any one or more selected from the group consisting of these modified products may be used.

この観点によれば、巻回型二次電池用セパレータと各電極との接着性を改善することが可能となる。   According to this viewpoint, it becomes possible to improve the adhesiveness between the separator for a wound secondary battery and each electrode.

また、PVDF系高分子材料は、粒子形状となっていてもよい。   The PVDF polymer material may be in the form of particles.

この観点によれば、巻回型二次電池用セパレータと各電極との接着性を改善することが可能となる。   According to this viewpoint, it becomes possible to improve the adhesiveness between the separator for a wound secondary battery and each electrode.

また、接着層は、耐熱粒子をさらに有し、耐熱粒子の総体積は、PVDF系高分子材料の総体積に対して100〜250体積%であってもよい。   The adhesive layer may further include heat resistant particles, and the total volume of the heat resistant particles may be 100 to 250% by volume with respect to the total volume of the PVDF polymer material.

この観点によれば、巻回型二次電池の耐熱性を向上させつつ、巻回型二次電池用セパレータと各電極との接着性を改善することが可能となる。   According to this aspect, it is possible to improve the adhesiveness between the separator for a wound secondary battery and each electrode while improving the heat resistance of the wound secondary battery.

また、接着層の空隙率が45体積%以下であってもよい。   The porosity of the adhesive layer may be 45% by volume or less.

この観点によれば、巻回型二次電池用セパレータと各電極との接着性を改善することが可能となる。   According to this viewpoint, it becomes possible to improve the adhesiveness between the separator for a wound secondary battery and each electrode.

また、接着層の層厚が0.5〜1.5μmであってもよい。   The layer thickness of the adhesive layer may be 0.5 to 1.5 μm.

この観点によれば、巻回型二次電池用セパレータと各電極との接着性を改善することが可能となる。さらに、巻回型二次電池のエネルギー密度を向上することができる。   According to this viewpoint, it becomes possible to improve the adhesiveness between the separator for a wound secondary battery and each electrode. Furthermore, the energy density of the wound secondary battery can be improved.

本発明の他の観点によれば、接着層を構成する材料を含むスラリーを基材層上に塗工し、乾燥させることで、基材層上に接着層を形成する工程を含む巻回型二次電池用セパレータの製造方法であって、巻回型二次電池用セパレータは、1MのLiBFを炭酸プロピレンに溶解した評価用電解液に巻回型二次電池用セパレータを浸漬する工程と、巻回型二次電池用セパレータを押下する押下部材に0.5MPaの一定荷重を掛けた状態で巻回型二次電池用セパレータを5℃/minの昇温速度で少なくとも125℃まで加熱し、各温度での押下部材の変位量を測定する工程と、からなる熱機械分析を行った場合に、75℃での押下部材の変位量と125℃での押下部材の変位量とを結ぶベースラインに対して0.1〜1.0μmの正の厚み変化があることを特徴とする、巻回型二次電池用セパレータの製造方法が提供される。 According to another aspect of the present invention, a winding die including a step of forming an adhesive layer on a base material layer by applying a slurry containing a material constituting the adhesive layer onto the base material layer and drying the slurry. A method for manufacturing a separator for a secondary battery, wherein the separator for a wound secondary battery includes a step of immersing the separator for a wound secondary battery in an evaluation electrolytic solution in which 1M LiBF 4 is dissolved in propylene carbonate. The winding type secondary battery separator is heated to at least 125 ° C. at a rate of 5 ° C./min with a constant load of 0.5 MPa applied to the pressing member for pressing the winding type secondary battery separator. A base for connecting the displacement amount of the pressing member at 75 ° C. and the displacement amount of the pressing member at 125 ° C. when performing a thermomechanical analysis comprising measuring the displacement amount of the pressing member at each temperature 0.1 to 1.0 μm positive thickness variation with respect to the line Characterized in that there is, the manufacturing method of a separator for a winding type rechargeable battery is provided.

この観点によれば、巻回型二次電池用セパレータと各電極との接着性を改善することが可能となる。   According to this viewpoint, it becomes possible to improve the adhesiveness between the separator for a wound secondary battery and each electrode.

本発明の他の観点によれば、正極と、負極と、正極と負極との間に介在する上記巻回型二次電池用セパレータと、を含むことを特徴とする、扁平状巻回素子が提供される。   According to another aspect of the present invention, there is provided a flat winding element comprising: a positive electrode; a negative electrode; and the separator for a wound secondary battery interposed between the positive electrode and the negative electrode. Provided.

この観点によれば、巻回型二次電池用セパレータと各電極との接着性を改善することが可能となる。   According to this viewpoint, it becomes possible to improve the adhesiveness between the separator for a wound secondary battery and each electrode.

本発明の他の観点によれば、上記扁平状巻回素子と、扁平状巻回素子が浸漬される二次電池用電解液と、を含み、接着層は、二次電池用電解液と二次電池用電解液と同質量の巻回型二次電池用セパレータとを密閉容器に封入し、5℃/minの昇温速度で二次電池用電解液と巻回型二次電池用セパレータとの混合物の示差熱分析を行った場合に、80〜105℃の範囲内で吸熱ピークを有することを特徴とする、巻回型二次電池が提供される。   According to another aspect of the present invention, the flat winding element and a secondary battery electrolyte in which the flat winding element is immersed are included, and the adhesive layer includes the secondary battery electrolyte and the secondary battery electrolyte. A secondary battery electrolyte and a secondary battery separator having the same mass as a secondary battery are enclosed in a sealed container, and the secondary battery electrolyte and the secondary battery separator are heated at a rate of 5 ° C./min. When a differential thermal analysis of the mixture is performed, a wound type secondary battery having an endothermic peak in the range of 80 to 105 ° C. is provided.

この観点によれば、巻回型二次電池用セパレータと各電極との接着性を改善することが可能となる。   According to this viewpoint, it becomes possible to improve the adhesiveness between the separator for a wound secondary battery and each electrode.

本発明の他の観点によれば、上記巻回型二次電池の製造方法であって、扁平状巻回素子及び二次電池用電解液を外装材に封入することで、圧着前二次電池を作製する工程と、圧着前二次電池を、吸熱ピークが得られた温度±10℃の温度で加熱しながら圧縮することで、巻回型二次電池を作製する工程と、を含むことを特徴とする、巻回型二次電池の製造方法が提供される。   According to another aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing the above-described wound type secondary battery, wherein the flat wound element and the electrolytic solution for the secondary battery are enclosed in an exterior material, so that the secondary battery before press bonding is provided. And a step of producing a wound secondary battery by compressing the secondary battery before crimping while heating at a temperature of ± 10 ° C. at which the endothermic peak is obtained. A method for manufacturing a wound secondary battery is provided.

この観点によれば、巻回型二次電池用セパレータと各電極との接着性を改善することが可能となる。   According to this viewpoint, it becomes possible to improve the adhesiveness between the separator for a wound secondary battery and each electrode.

以上説明したように本発明によれば、巻回型二次電池用セパレータと各電極との接着性を改善することが可能となる。   As described above, according to the present invention, it is possible to improve the adhesion between the separator for a wound secondary battery and each electrode.

本発明の実施形態に係る扁平状巻回素子の概略構成を示す平断面図である。It is a plane sectional view showing a schematic structure of a flat winding element concerning an embodiment of the present invention. 同実施形態に係る電極積層体の概略構成を示す平断面図である。It is a plane sectional view showing a schematic structure of an electrode layered product concerning the embodiment. 実施例及び比較例の熱機械分析結果を比較して示すグラフである。It is a graph which compares and shows the thermomechanical analysis result of an Example and a comparative example. 実施例及び比較例のベースライン補正後の熱機械分析結果を比較して示すグラフである。It is a graph which compares and shows the thermomechanical analysis result after the baseline correction | amendment of an Example and a comparative example. 実施例1の示差熱分析結果を示すグラフである。4 is a graph showing the results of differential thermal analysis of Example 1.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。   Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, duplication description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.

<1.扁平状巻回素子の全体構成>
まず、図1及び図2に基づいて、本実施形態に係る扁平状巻回素子100の全体構成について説明する。なお、図1中の左図は扁平状巻回素子100の全体構成を示す平断面図であり、右図は左図中の領域Aの拡大図である。また、扁平状巻回素子100は、一体化前の巻回素子となっている。扁平状巻回素子100は、2枚のセパレータ10、正極20、及び負極30を有する。2枚のセパレータ10、正極20、及び負極30は、セパレータ10、負極30、セパレータ10、正極20の順に積層されている。また、セパレータ10、正極20、及び負極30は、扁平状かつ渦巻状に巻回されている。したがって、セパレータ10は、正極20と負極30との間に介在している。また、詳細は後述するが、セパレータ10は、基材層10aと、接着層10bとを備える。また、正極20の最内周部分には正極タブ50が設けられており、負極30の最内周部分には負極タブ60が設けられている。そして、正極タブ50と負極タブ60との間には空間Cが形成される。
<1. Overall configuration of flat winding element>
First, based on FIG.1 and FIG.2, the whole structure of the flat winding element 100 which concerns on this embodiment is demonstrated. In addition, the left figure in FIG. 1 is a plane sectional view which shows the whole structure of the flat winding element 100, and the right figure is an enlarged view of the region A in the left figure. Further, the flat winding element 100 is a winding element before integration. The flat winding element 100 includes two separators 10, a positive electrode 20, and a negative electrode 30. The two separators 10, the positive electrode 20, and the negative electrode 30 are laminated in the order of the separator 10, the negative electrode 30, the separator 10, and the positive electrode 20. Further, the separator 10, the positive electrode 20, and the negative electrode 30 are wound in a flat shape and a spiral shape. Therefore, the separator 10 is interposed between the positive electrode 20 and the negative electrode 30. Moreover, although mentioned later for details, the separator 10 is provided with the base material layer 10a and the contact bonding layer 10b. A positive electrode tab 50 is provided on the innermost peripheral portion of the positive electrode 20, and a negative electrode tab 60 is provided on the innermost peripheral portion of the negative electrode 30. A space C is formed between the positive electrode tab 50 and the negative electrode tab 60.

このため、扁平状巻回素子100を一体化する際に、扁平状巻回素子100内の空間挟持部分Dに圧力が掛かりにくくなる。ここで、空間挟持部分Dは、空間Cを加圧方向の前後から挟む部分であり、加圧方向は、扁平状巻回素子100を一体化する際の加圧方向である。矢印Bは、加圧方向の一例を示す。なお、この加圧方向は、圧縮前巻回素子を加圧する際の加圧方向に一致する。空間挟持部分Dのうち、空間Cに隣接する部分D1には、特に圧力が掛かりにくい。したがって、空間挟持部分Dでは、接着層10bと各電極との間に十分な接着界面が形成されない場合がある。具体的には、接着層10bと各電極との間に隙間が形成される場合がある。このため、空間挟持部分Dでは、扁平状巻回素子100を一体化する際に、接着層10bが各電極に十分に結着しない場合がある。また、各電極には、活物質の未塗工部分が形成される場合がある。この未塗工部分の周辺にも、空間C程ではないものの、空間が形成される。したがって、当該空間を加圧方向前後から挟持する部分にも圧力が掛かりにくくなる。   For this reason, when integrating the flat winding element 100, it becomes difficult to apply pressure to the space clamping part D in the flat winding element 100. Here, the space clamping portion D is a portion that sandwiches the space C from the front and rear in the pressurizing direction, and the pressurizing direction is a pressurizing direction when the flat winding element 100 is integrated. Arrow B shows an example of the pressing direction. In addition, this pressurization direction corresponds with the pressurization direction at the time of pressurizing the winding element before compression. Of the space clamping portion D, the portion D1 adjacent to the space C is particularly difficult to apply pressure. Therefore, in the space clamping portion D, there may be a case where a sufficient adhesive interface is not formed between the adhesive layer 10b and each electrode. Specifically, a gap may be formed between the adhesive layer 10b and each electrode. For this reason, in the space clamping portion D, when the flat winding element 100 is integrated, the adhesive layer 10b may not be sufficiently bound to each electrode. Each electrode may be formed with an uncoated portion of the active material. A space is formed around the uncoated portion, although not as much as the space C. Therefore, it is difficult for pressure to be applied to a portion that sandwiches the space from the front and rear in the pressing direction.

従来の接着層は、接着界面が十分に形成されない場合、各電極との接着強度を十分に大きくすることができなかった。これに対し、本実施形態に係る接着層10bは、例えば、特定の熱可逆的物理ゲル材料を含む。この熱可逆的物理ゲル材料は、加熱によって電解液を吸収して膨潤し、接着層10bと各電極との間に形成された隙間を埋める。すなわち、熱可逆的物理ゲル材料は、各電極との間に十分な接着界面を形成する。その後、熱可逆的物理ゲル材料は、電解液に完全に溶解する(すなわち、ゾル化する)。その後、ゾル化した熱可逆的物理ゲル材料は、冷却によってゲルに戻り、各電極に強固に結着する。これにより、セパレータ10は、各電極に強固に接着される。   In the conventional adhesive layer, when the adhesive interface is not sufficiently formed, the adhesive strength with each electrode cannot be sufficiently increased. On the other hand, the adhesive layer 10b according to the present embodiment includes, for example, a specific thermoreversible physical gel material. This thermoreversible physical gel material absorbs the electrolyte solution by heating and swells, and fills the gap formed between the adhesive layer 10b and each electrode. That is, the thermoreversible physical gel material forms a sufficient adhesive interface with each electrode. Thereafter, the thermoreversible physical gel material is completely dissolved (ie, solated) in the electrolyte. Thereafter, the sol-formed thermoreversible physical gel material returns to the gel by cooling and is firmly bound to each electrode. Thereby, the separator 10 is firmly bonded to each electrode.

<2.セパレータの構成>
つぎに、扁平状巻回素子100の各構成要素について詳細に説明する。まず、セパレータ10について説明する。セパレータ10は、正極20と負極30との間に介在される。また、セパレータ10は、扁平状かつ渦巻状に巻回されている。
<2. Separator configuration>
Next, each component of the flat winding element 100 will be described in detail. First, the separator 10 will be described. The separator 10 is interposed between the positive electrode 20 and the negative electrode 30. The separator 10 is wound in a flat and spiral shape.

また、セパレータ10は、以下の熱機械特性を有する。すなわち、1MのLiBFを炭酸プロピレンに溶解した評価用電解液にセパレータ10を浸漬する。ここで、熱機械特性の評価に評価用電解液を使用するのは、通常の二次電池に使用する電解液では熱機械特性の測定中に電解液溶媒が揮発あるいは電解質塩が熱分解してしまう場合があるためである。ついで、セパレータ10を押下する押下部材に0.5MPaの一定荷重を掛けた状態でセパレータ10を5℃/minの昇温速度で少なくとも125℃まで加熱し、各温度での押下部材の変位量を測定する。このような熱機械分析を行った場合に、セパレータ10は、75℃での押下部材の変位量と125℃での押下部材の変位量とを結ぶベースラインに対して0.1〜1.0μmの正の厚み変化がある。ここで、正の厚み変化とは、セパレータ10が膨張し、押下部材を押し返したことを意味する。つまり、セパレータ10は、巻回型二次電池の電解液と同一あるいはそれに近い組成の評価用電解液中で加熱された場合に、膨潤する特性を有する。また、加圧時の圧力は0.5MPaとした。扁平状巻回素子100を一体化させる際の圧力が0.5MPa前後となることが適当であることが多いためである。なお、詳細は後述するが、「ベースラインに対して0.1〜1.0μmの正の厚み変化がある」とは、ベースライン補正後の変位量の極大値が0.1〜1.0μmとなることを意味する。厚み変化の好ましい範囲は0.1〜0.2μmである。 Moreover, the separator 10 has the following thermomechanical characteristics. That is, the separator 10 is immersed in an electrolytic solution for evaluation in which 1M LiBF 4 is dissolved in propylene carbonate. Here, the evaluation electrolytic solution is used for the evaluation of thermomechanical properties in the case of an electrolytic solution used for a normal secondary battery because the electrolyte solvent is volatilized or the electrolyte salt is thermally decomposed during the measurement of the thermomechanical properties. This is because there is a case where it ends up. Next, the separator 10 is heated to at least 125 ° C. at a temperature increase rate of 5 ° C./min with a constant load of 0.5 MPa applied to the pressing member that presses the separator 10, and the displacement amount of the pressing member at each temperature is determined. taking measurement. When such a thermomechanical analysis is performed, the separator 10 has a thickness of 0.1 to 1.0 μm with respect to the base line connecting the displacement amount of the pressing member at 75 ° C. and the displacement amount of the pressing member at 125 ° C. There is a positive thickness change. Here, the positive thickness change means that the separator 10 expands and pushes back the pressing member. That is, the separator 10 has a characteristic of swelling when heated in an electrolytic electrolyte for evaluation having the same composition as or close to that of the wound secondary battery. The pressure during pressurization was 0.5 MPa. This is because it is often appropriate that the pressure at the time of integrating the flat winding element 100 is about 0.5 MPa. Although details will be described later, “there is a positive thickness change of 0.1 to 1.0 μm with respect to the baseline” means that the maximum value of the displacement after the baseline correction is 0.1 to 1.0 μm. Means that A preferable range of the thickness change is 0.1 to 0.2 μm.

本発明者は、上記熱機械特性を有するセパレータ10を用いて扁平状巻回素子100を作製し、かつ、特定の電解液を選択したところ、巻回型二次電池の寿命特性等を飛躍的に向上させることに成功した。このような特性を有するセパレータ10は、接着層10bの構造を制御することで実現される。以下、セパレータ10の具体的な構成について説明する。   When the present inventor made the flat wound element 100 using the separator 10 having the thermomechanical characteristics and selected a specific electrolyte, the life characteristics and the like of the wound secondary battery were dramatically improved. Succeeded in improving. The separator 10 having such characteristics is realized by controlling the structure of the adhesive layer 10b. Hereinafter, a specific configuration of the separator 10 will be described.

セパレータ10は、基材層10aと、接着層10bとを備える。基材層10aは、いわゆる帯状の多孔質膜である。基材層10aは、特に制限されず、例えばリチウムイオン二次電池のセパレータとして使用されるものであれば、どのようなものであってもよい。基材層10aとしては、優れた高率放電性能を示す多孔質膜や不織布等を、単独あるいは併用することが好ましい。基材層10aを構成する樹脂としては、例えばポリエチレン(polyethylene),ポリプロピレン(polypropylene)等に代表されるポリオレフィン(polyolefin)系樹脂、ポリエチレンテレフタレート(Polyethylene terephthalate),ポリブチレンテレフタレート(polybutylene terephthalate)等に代表されるポリエステル(Polyester)系樹脂、PVDF、フッ化ビニリデン(VDF)−ヘキサフルオロプロピレン(HFP)共重合体、フッ化ビニリデン−パーフルオロビニルエーテル(par fluorovinyl ether)共重合体、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン(tetrafluoroethylene)共重合体、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン(trifluoroethylene)共重合体、フッ化ビニリデン−フルオロエチレン(fluoroethylene)共重合体、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロアセトン(hexafluoroacetone)共重合体、フッ化ビニリデン−エチレン(ethylene)共重合体、フッ化ビニリデン−プロピレン(propylene)共重合体、フッ化ビニリデン−トリフルオロプロピレン(trifluoro propylene)共重合体、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン(tetrafluoroethylene)−ヘキサフルオロプロピレン(hexafluoropropylene)共重合体、フッ化ビニリデン−エチレン(ethylene)−テトラフルオロエチレン(tetrafluoroethylene)共重合体等を挙げることができる。   The separator 10 includes a base material layer 10a and an adhesive layer 10b. The base material layer 10a is a so-called band-shaped porous film. The base material layer 10a is not particularly limited, and may be any material as long as it is used as a separator of a lithium ion secondary battery, for example. As the base material layer 10a, it is preferable to use a porous film or a non-woven fabric exhibiting excellent high rate discharge performance alone or in combination. Examples of the resin constituting the base layer 10a include polyolefin resins represented by polyethylene, polypropylene, and the like, polyethylene terephthalate, and polybutylene terephthalate. Polyester resin, PVDF, vinylidene fluoride (VDF) -hexafluoropropylene (HFP) copolymer, vinylidene fluoride-perfluorovinyl ether copolymer, vinylidene fluoride-tetrafluoro Ethylene (tetrafluorethylene) e) Copolymer, vinylidene fluoride-trifluoroethylene copolymer, vinylidene fluoride-fluoroethylene copolymer, vinylidene fluoride-hexafluoroacetone copolymer, vinylidene fluoride -Ethylene copolymer, vinylidene fluoride-propylene copolymer, vinylidene fluoride-trifluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene (Hexafluoropropylene) copolymer, vinylidene fluoride-ethylene (eth) lene) - can be exemplified tetrafluoroethylene (tetrafluoroethylene) copolymers.

接着層10bは、基材層10aの少なくとも一方の表面、好ましくは両面に形成される。接着層10bは、特定の熱可逆的物理ゲル材料、具体的には、PVDF系高分子材料を含むことが好ましい。接着層10bにPVDF系高分子材料を含めることによって、セパレータ10は、上述した熱機械特性を有することができる。すなわち、PVDF系高分子材料を含む接着層10bは、125℃以下の温度で評価用電解液を吸収して膨潤し、正の厚み変化を示す。この結果、PVDF系高分子材料は、扁平状巻回素子100を一体化する際に以下の挙動を示すと推定される。すなわち、PVDF系高分子材料は、巻回型二次電池の電解液を吸収して膨潤し、接着層10bと各電極との間に形成された隙間を埋める。すなわち、PVDF系高分子材料は、各電極との間に十分な接着界面を形成する。その後、PVDF系高分子材料は、電解液に完全に溶解する(すなわち、ゾル化する)。したがって、PVDF系高分子材料は、電解液に完全に溶解する前に膨潤する。その後、ゾル化したPVDF系高分子材料は、冷却によってゲルに戻り、各電極に強固に結着する。これにより、セパレータ10は、各電極に強固に接着される。   The adhesive layer 10b is formed on at least one surface, preferably both surfaces, of the base material layer 10a. The adhesive layer 10b preferably contains a specific thermoreversible physical gel material, specifically, a PVDF polymer material. By including the PVDF polymer material in the adhesive layer 10b, the separator 10 can have the above-described thermomechanical characteristics. That is, the adhesive layer 10b containing the PVDF polymer material absorbs the evaluation electrolytic solution at a temperature of 125 ° C. or lower and swells, and exhibits a positive thickness change. As a result, it is presumed that the PVDF polymer material exhibits the following behavior when the flat winding element 100 is integrated. That is, the PVDF polymer material swells by absorbing the electrolytic solution of the wound secondary battery, and fills the gaps formed between the adhesive layer 10b and each electrode. That is, the PVDF polymer material forms a sufficient adhesive interface with each electrode. Thereafter, the PVDF polymer material is completely dissolved (that is, made into a sol) in the electrolytic solution. Therefore, the PVDF polymer material swells before completely dissolving in the electrolytic solution. Thereafter, the sol-formed PVDF polymer material returns to gel by cooling and is firmly bound to each electrode. Thereby, the separator 10 is firmly bonded to each electrode.

ここで、PVDF系高分子材料は、少なくともモノマーとしてフッ化ビニリデン(VDF)を含む高分子材料である。PVDF系高分子材料は、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン(VDF−HFP)共重合体、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン(VDF−TFE)共重合体、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン共重合体および、それらの変性物からなる群から選択されるいずれか1種以上であることが好ましい。PVDF系高分子材料がこれらの材料で構成される場合に、セパレータ10は、上述した熱機械特性を有することができる。PVDF系高分子材料は、本発明の効果を損なわない範囲内で、カルボン酸等の極性基によって変性されていても良い。   Here, the PVDF polymer material is a polymer material containing at least vinylidene fluoride (VDF) as a monomer. PVDF polymer materials include polyvinylidene fluoride (PVDF), vinylidene fluoride-hexafluoropropylene (VDF-HFP) copolymer, vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene (VDF-TFE) copolymer, vinylidene fluoride- It is preferably at least one selected from the group consisting of hexafluoropropylene-tetrafluoroethylene copolymers and modified products thereof. When the PVDF polymer material is composed of these materials, the separator 10 can have the thermomechanical characteristics described above. The PVDF polymer material may be modified with a polar group such as carboxylic acid as long as the effects of the present invention are not impaired.

また、PVDF系高分子材料は、粒子形状となっていることが好ましい。PVDF系高分子材料を粒子形状とすることで、接着層10bの空隙率を小さくしやすくなり、上述した熱機械特性を有することができる。なお、PVDF系高分子材料粒子の粒径(PVDF系高分子材料粒子を球体とみなした時の直径)は特に制限されず、PVDF系高分子材料粒子が接着層10b内に分散できる程度の粒径であればどのような値であってもよいが、接着層の膜厚の1/2よりも大きいと均一な膜厚を得ることが難しい場合があり、50nmよりも小さいと基材の細孔に侵入して多孔質性を大きくそこなう場合がある。このため、PVDF系高分子材料粒子の粒径は、50nm以上、接着層の膜厚の1/2以下であることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the PVDF polymer material has a particle shape. By making the PVDF polymer material into a particle shape, the porosity of the adhesive layer 10b can be easily reduced, and the above-described thermomechanical characteristics can be obtained. The particle size of the PVDF polymer material particles (the diameter when the PVDF polymer material particles are regarded as spheres) is not particularly limited, and the particles can be dispersed to the PVDF polymer material particles in the adhesive layer 10b. Any value can be used as long as it is a diameter, but if it is larger than ½ of the film thickness of the adhesive layer, it may be difficult to obtain a uniform film thickness. There is a case where the porosity is greatly lost by entering the pores. For this reason, the particle size of the PVDF polymer material particles is preferably 50 nm or more and ½ or less of the film thickness of the adhesive layer.

PVDF系高分子材料粒子は、例えばPVDF系高分子を構成するモノマー(monomer)(例えばVDF)を乳化重合することにより作製(合成)される。PVDF系高分子材料粒子は、PVDF系高分子を構成するモノマーを懸濁重合させ、これによって得られた粗粒子を粉砕することで作製されてもよい。   The PVDF polymer material particles are produced (synthesized) by, for example, emulsion polymerization of a monomer (for example, VDF) constituting the PVDF polymer. The PVDF polymer material particles may be produced by suspension polymerization of monomers constituting the PVDF polymer and pulverizing coarse particles obtained thereby.

PVDF系高分子材料粒子は、球状粒子であることが特に好ましい。球状のPVDF系高分子材料粒子は、例えば上述した乳化重合法により作製可能である。また、PVDF系高分子材料粒子の形状は、例えばSEM(走査型電子顕微鏡)によって確認できる。   The PVDF polymer material particles are particularly preferably spherical particles. Spherical PVDF polymer material particles can be produced, for example, by the emulsion polymerization method described above. The shape of the PVDF polymer material particles can be confirmed by, for example, SEM (scanning electron microscope).

また、PVDF系高分子材料の融点は、140℃以上、160℃未満であることが好ましく、145〜150℃であることが更に好ましい。PVDF系高分子材料の融点がこの範囲内の値となる場合に、セパレータ10は、上述した熱機械特性を有することができる。   Further, the melting point of the PVDF polymer material is preferably 140 ° C. or higher and lower than 160 ° C., more preferably 145 to 150 ° C. When the melting point of the PVDF polymer material is a value within this range, the separator 10 can have the thermomechanical characteristics described above.

接着層10bは、接着層10bの耐熱性を向上させるために、耐熱粒子をさらに含有してもよい。ここで、本実施形態に適用可能な耐熱粒子は特に制限されない。例えば、耐熱粒子は、有機粒子であっても、無機粒子であっても、これらの混合物であってもよい。ただし、無機粒子は、有機粒子よりも耐熱性に優れていることが多いので、より好ましい。   The adhesive layer 10b may further contain heat-resistant particles in order to improve the heat resistance of the adhesive layer 10b. Here, the heat-resistant particles applicable to the present embodiment are not particularly limited. For example, the heat resistant particles may be organic particles, inorganic particles, or a mixture thereof. However, inorganic particles are more preferable because they often have better heat resistance than organic particles.

有機粒子としては、例えば、架橋ポリスチレン(架橋PS)、架橋ポリメタクリル酸メチル(架橋PMMA)、シリコーン(silicone)樹脂、エポキシ(epoxy)硬化物、ポリエーテルスルホン(polyethersulfone)、ポリアミドイミド(polyamideimide)、ポリイミド(polyimide)、メラミン(melamine)樹脂、ポリフェニレンスルフィド(polyphenylenesulfide)樹脂の微粒子等が挙げられる。有機粒子は、これらのうち1種で構成されていてもよく、2種以上で構成されていてもよい。無機粒子は、例えばセラミック(ceramic)粒子であり、より具体的には、金属酸化物粒子である。金属酸化物粒子としては、例えばアルミナ(alumina)、ベーマイト(boehmite)、チタニア(titania)、ジルコニア(zirconia)、マグネシア(magnesia)、酸化亜鉛、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の微粒子が挙げられる。   Examples of the organic particles include cross-linked polystyrene (cross-linked PS), cross-linked polymethyl methacrylate (cross-linked PMMA), silicone resin, epoxy cured product, polyethersulfone, polyamidoimide (polyimide), Examples thereof include fine particles of a polyimide, a melamine resin, and a polyphenylene sulfide resin. The organic particle may be comprised by 1 type among these, and may be comprised by 2 or more types. The inorganic particles are, for example, ceramic particles, and more specifically metal oxide particles. Examples of the metal oxide particles include fine particles such as alumina, boehmite, titania, zirconia, magnesia, zinc oxide, aluminum hydroxide, and magnesium hydroxide.

ただし、耐熱粒子の総体積は、PVDF系高分子材料の総体積に対して100〜250体積%であることが好ましい。この場合、セパレータ10は、上述した熱機械特性を有することができる。   However, the total volume of the heat-resistant particles is preferably 100 to 250% by volume with respect to the total volume of the PVDF polymer material. In this case, the separator 10 can have the thermomechanical characteristics described above.

また、耐熱粒子の平均粒子径は、0.2〜0.6μmであることが好ましい。この場合、セパレータ10は、上述した熱機械特性を有することができる。耐熱粒子の平均粒子径は、例えばレーザ回折法(laser diffractometry)によって測定される。具体的には、レーザ回折法によって耐熱粒子の粒度分布を測定し、この粒度分布に基づいて粒径の算術平均値を算出すればよい。他の粒子の平均粒子径も同様の方法により測定可能である。   Moreover, it is preferable that the average particle diameter of a heat resistant particle is 0.2-0.6 micrometer. In this case, the separator 10 can have the thermomechanical characteristics described above. The average particle diameter of the heat-resistant particles is measured by, for example, laser diffraction (laser diffractometry). Specifically, the particle size distribution of the heat-resistant particles may be measured by a laser diffraction method, and the arithmetic average value of the particle sizes may be calculated based on this particle size distribution. The average particle diameter of other particles can be measured by the same method.

また、接着層10bの空隙率が大きいほど、巻回型二次電池の製造時に、より多くの電解液が接着層10bに浸透する。このため、空隙率が大きい方がセパレータの抵抗が小さくなる。ただし、電極との接着のための界面形成では、空隙率が不利に働く。具体的には、空隙率が大きいほど、接着層10bに多くの電極液が浸透し、ゲル強度が低下する。すなわち、接着層10bの接着強度が低下する。このため、空隙率は、60体積%以下であること好ましく、45体積%以下であることがさらに好ましい。この場合、セパレータ10は、上述した熱機械特性を有することができる。ここで、接着層10bの空隙率は、接着層10bの総体積中に占める空隙の体積%である。空隙率は基材上に塗工した接着層の質量、いわゆる塗工量(g/m)、計測した塗工膜厚(m)、および使用したそれぞれの材料密度および接着層組成(質量比)から算出される複合材料密度(g/m)から算出される。具体的には、以下の数式により算出される。なお、複合材料密度は、複合材料の真密度(空隙率が0体積%となるときの密度)を意味する。 In addition, the larger the porosity of the adhesive layer 10b, the more electrolytic solution penetrates into the adhesive layer 10b during the manufacture of the wound secondary battery. For this reason, the larger the porosity, the lower the resistance of the separator. However, the porosity is disadvantageous in forming the interface for adhesion with the electrode. Specifically, the larger the porosity, the more electrode solution penetrates into the adhesive layer 10b and the gel strength decreases. That is, the adhesive strength of the adhesive layer 10b is reduced. For this reason, the porosity is preferably 60% by volume or less, and more preferably 45% by volume or less. In this case, the separator 10 can have the thermomechanical characteristics described above. Here, the porosity of the adhesive layer 10b is the volume% of the voids in the total volume of the adhesive layer 10b. The porosity is the mass of the adhesive layer coated on the substrate, the so-called coating amount (g / m 2 ), the measured coating thickness (m), and the respective material density and adhesive layer composition (mass ratio) used. ) From the composite material density (g / m 3 ) calculated from Specifically, it is calculated by the following mathematical formula. The composite material density means the true density of the composite material (density when the porosity is 0% by volume).

Figure 2017162699
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なお、空隙率の下限値は特に制限されないが、例えば、40%以上であってもよい。空隙率が40%未満となる場合、セパレータ10の透気度が低下する可能性がある。そして、セパレータ10の透気度が低下した場合、巻回型二次電池中の電解質イオンの移動が阻害され、巻回型二次電池の性能が低下する可能性がある。   The lower limit value of the porosity is not particularly limited, but may be 40% or more, for example. When the porosity is less than 40%, the air permeability of the separator 10 may be reduced. And when the air permeability of the separator 10 falls, the movement of the electrolyte ion in a winding secondary battery may be inhibited, and the performance of a winding secondary battery may fall.

また、接着層10bの層厚(基材層10aの片面あたりの層厚)は、0.5〜1.5μmであることが好ましい。この場合、巻回型二次電池のエネルギー密度が向上しうる。   Moreover, it is preferable that the layer thickness (layer thickness per one side of the base material layer 10a) of the contact bonding layer 10b is 0.5-1.5 micrometers. In this case, the energy density of the wound secondary battery can be improved.

接着層10bが上述した構造を有する場合、セパレータ10は、上述した熱機械特性を有することができる。この結果、接着層10bを構成するPVDF系高分子材料は、扁平状巻回素子100を一体化する際に、電解液を吸収して膨潤し、接着層10bと各電極との間に形成された隙間を埋める。その後、PVDF系高分子材料は、電解液に完全に溶解する(すなわち、ゾル化する)。その後、ゾル化したPVDF系高分子材料は、冷却によってゲルに戻り、各電極に強固に結着する。これにより、セパレータ10は、各電極に強固に接着される。   When the adhesive layer 10b has the above-described structure, the separator 10 can have the above-described thermomechanical characteristics. As a result, the PVDF polymer material constituting the adhesive layer 10b absorbs the electrolyte and swells when the flat winding element 100 is integrated, and is formed between the adhesive layer 10b and each electrode. Fill the gaps. Thereafter, the PVDF polymer material is completely dissolved (that is, made into a sol) in the electrolytic solution. Thereafter, the sol-formed PVDF polymer material returns to gel by cooling and is firmly bound to each electrode. Thereby, the separator 10 is firmly bonded to each electrode.

ただし、上述したように、PVDF系高分子材料は、扁平状巻回素子100を一体化する際に、電解液によって膨潤する。したがって、PVDF系高分子材料が上述した特性を発揮するためには、電解液の組成及び一体化の際の加熱温度が非常に重要になる。これらのパラメータについては後述する。   However, as described above, the PVDF polymer material swells with the electrolytic solution when the flat winding element 100 is integrated. Therefore, in order for the PVDF polymer material to exhibit the above-described characteristics, the composition of the electrolytic solution and the heating temperature during integration are very important. These parameters will be described later.

接着層10bには、本発明の効果を損ねない範囲で、他の結着剤、例えばPVDF系高分子材料を接着層10b内に保持する結着剤を含んでいても良い。このような結着剤としては、例えば、イオン性非水溶性結着剤、非イオン性非水溶性結着剤、非イオン性水溶性結着剤及びイオン性水溶性結着剤からなる群のうち、少なくとも1種以上で構成されてもよい。   The adhesive layer 10b may contain another binder, for example, a binder that holds the PVDF polymer material in the adhesive layer 10b as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of such a binder include, for example, an ionic water-insoluble binder, a nonionic water-insoluble binder, a nonionic water-soluble binder, and an ionic water-soluble binder. Of these, at least one kind may be included.

本実施形態に適用可能なイオン性非水溶性結着剤は特に制限されない。イオン性非水溶性結着剤を構成する結着剤の例としては、例えば、カルボン酸変性アクリル酸エステル、ポリオレフィンアイオノマー、及びカルボン酸変性スチレン−ブダジエン共重合体等が挙げられる。イオン性非水溶性結着剤は、これらのうち1種で構成されていてもよく、2種以上で構成されていてもよい。   The ionic water-insoluble binder that can be applied to the present embodiment is not particularly limited. Examples of the binder constituting the ionic water-insoluble binder include, for example, carboxylic acid-modified acrylic ester, polyolefin ionomer, and carboxylic acid-modified styrene-budadiene copolymer. The ionic water-insoluble binder may be composed of one of these, or may be composed of two or more.

本実施形態に適用可能な非イオン性非水溶性結着剤も特に制限されない。非イオン性非水溶性結着剤を構成する結着剤の例としては、非イオン性非水溶性結着剤の例としては、アクリル酸ブチル等のラジカル重合性モノマー、ラウリル硫酸ナトリウム等のアニオン系界面活性剤、過硫酸カリウムのような水溶性開始剤から乳化重合で得られるポリアクリル酸ブチル水分散体などが挙げられる。アクリル酸−2−ヒドロキシエチルのような水酸基を含有したモノマーを適宜共重合させて、水中の分散安定性を向上させたものでもよい。非イオン性非水溶性結着剤は、これらのうち1種で構成されていてもよく、2種以上で構成されていてもよい。   The nonionic water-insoluble binder that can be applied to the present embodiment is not particularly limited. Examples of the binder constituting the nonionic water-insoluble binder include non-ionic water-insoluble binders such as a radical polymerizable monomer such as butyl acrylate and an anion such as sodium lauryl sulfate. Examples thereof include a polybutyl acrylate aqueous dispersion obtained by emulsion polymerization from a water-soluble initiator such as a system surfactant and potassium persulfate. A monomer containing a hydroxyl group such as 2-hydroxyethyl acrylate may be appropriately copolymerized to improve the dispersion stability in water. A nonionic water-insoluble binder may be comprised by 1 type among these, and may be comprised by 2 or more types.

本実施形態に適用可能な非イオン性水溶性結着剤も特に制限されない。非イオン性水溶性結着剤を構成する結着剤の例としては、ポリ−N−ビニルアセトアミド(PNVA)、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリビニルピロリドン(PVP)、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルガーガム、ローカストビーンガム、及びポリオキシエチレン等が挙げられる。非イオン性水溶性結着剤は、これらのうち1種で構成されていてもよく、2種以上で構成されていてもよい。   The nonionic water-soluble binder applicable to the present embodiment is not particularly limited. Examples of the binder constituting the nonionic water-soluble binder include poly-N-vinylacetamide (PNVA), polyvinyl alcohol (PVA), polyvinylpyrrolidone (PVP), hydroxyethyl cellulose, methyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, Examples include hydroxypropyl gar gum, locust bean gum, and polyoxyethylene. A nonionic water-soluble binder may be comprised by 1 type among these, and may be comprised by 2 or more types.

本実施形態に適用可能なイオン性水溶性結着剤も特に制限されない。イオン性水溶性結着剤を構成する結着剤の例としては、ポリアクリル酸、カルボキメチルセルロース(CMC)、スチレン−マレイン酸共重合体、イソブチレン−マレイン酸共重合体、N−ビニルアクリルアミド−アクリル酸共重合体、これらのアルカリ金属塩、及びこれらのアンモニウム塩等が挙げられる。イオン性水溶性結着剤は、これらのうち1種で構成されていてもよく、2種以上で構成されていてもよい。   The ionic water-soluble binder applicable to this embodiment is not particularly limited. Examples of the binder constituting the ionic water-soluble binder include polyacrylic acid, carboxymethyl cellulose (CMC), styrene-maleic acid copolymer, isobutylene-maleic acid copolymer, and N-vinylacrylamide-acrylic. Examples include acid copolymers, alkali metal salts thereof, and ammonium salts thereof. The ionic water-soluble binder may be composed of one of these, or may be composed of two or more.

他の結着剤の含有率は、例えば、接着層10bの固形分の総体積に対して15体積%以下であることが好ましい。この場合、セパレータ10は、上述した熱機械特性を有することができ、該結着剤による多孔質性の低下を抑えることができる。また、接着層10bには、各種の添加剤、例えば増粘剤等を添加してもよい。   It is preferable that the content rate of another binder is 15 volume% or less with respect to the total volume of solid content of the contact bonding layer 10b, for example. In this case, the separator 10 can have the thermomechanical characteristics described above, and can suppress a decrease in porosity due to the binder. Various additives such as a thickener may be added to the adhesive layer 10b.

<3.正極の構成>
正極20は、正極集電体20aと、正極集電体20aの両面に形成された正極活物質層20bと、正極タブ50とを有する。
<3. Configuration of positive electrode>
The positive electrode 20 includes a positive electrode current collector 20a, a positive electrode active material layer 20b formed on both surfaces of the positive electrode current collector 20a, and a positive electrode tab 50.

正極集電体20aは、導電体であればどのようなものでも良く、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼、及びニッケルメッキ鋼等で構成される。正極集電体20aには、正極タブ50が接続される。なお、正極集電体20aは、いわゆる帯状の集電体である。   The positive electrode current collector 20a may be any conductor as long as it is a conductor, and is made of, for example, aluminum, stainless steel, nickel-plated steel, or the like. A positive electrode tab 50 is connected to the positive electrode current collector 20a. The positive electrode current collector 20a is a so-called band-shaped current collector.

正極活物質層20bは、少なくとも正極活物質を含み、導電剤及び結着剤をさらに含んでいてもよい。正極活物質は、リチウムイオンを可逆的に吸蔵及び放出することが可能な物質であれば特に限定されず、例えば、コバルト酸リチウム(LCO)、ニッケル酸リチウム、ニッケルコバルト酸リチウム、ニッケルコバルトアルミニウム酸リチウム(以下、「NCA」と称する場合もある。)、ニッケルコバルトマンガン酸リチウム(以下、「NCM」と称する場合もある。)、マンガン酸リチウム、リン酸鉄リチウム、硫化ニッケル、硫化銅、硫黄、酸化鉄、酸化バナジウム等が挙げられる。これらの正極活物質は、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。   The positive electrode active material layer 20b includes at least a positive electrode active material, and may further include a conductive agent and a binder. The positive electrode active material is not particularly limited as long as it is a material capable of reversibly occluding and releasing lithium ions. For example, lithium cobalt oxide (LCO), lithium nickelate, lithium nickel cobaltate, nickel cobalt aluminum acid Lithium (hereinafter also referred to as “NCA”), nickel cobalt lithium manganate (hereinafter also referred to as “NCM”), lithium manganate, lithium iron phosphate, nickel sulfide, copper sulfide, sulfur , Iron oxide, vanadium oxide and the like. These positive electrode active materials may be used independently and 2 or more types may be used together.

正極活物質は、上記に挙げた正極活物質の例のうち、特に、層状岩塩型構造を有する遷移金属酸化物のリチウム塩であることが好ましい。このような層状岩塩型構造を有する遷移金属酸化物のリチウム塩としては、例えば、Li1−x−y−zNiCoAl(NCA)またはLi1−x−y−zNiCoMn(NCM)(0<x<1、0<y<1、0<z<1、かつx+y+z<1)で表される3元系の遷移金属酸化物のリチウム塩が挙げられる。 The positive electrode active material is preferably a lithium salt of a transition metal oxide having a layered rock salt type structure, among the examples of the positive electrode active materials listed above. As a lithium salt of a transition metal oxide having such a layered rock salt structure, for example, Li 1-x-yz Ni x Co y Al z O 2 (NCA) or Li 1-x-yz Ni x Co y Mn z O 2 (NCM) (0 <x <1, 0 <y <1, 0 <z <1, and x + y + z <1) is represented by a lithium salt of a ternary transition metal oxide. Can be mentioned.

導電剤は、例えばケッチェンブラック(Ketjenblack)、アセチレンブラック(acetylene black)等のカーボンブラック、カーボンファイバー、カーボンナノチューブ等の繊維状カーボン、天然黒鉛、人造黒鉛等であるが、正極の導電性を高めるためのものであれば特に制限されない。   Examples of the conductive agent include carbon black such as ketjen black and acetylene black, fibrous carbon such as carbon fiber and carbon nanotube, natural graphite, artificial graphite, and the like, which increase the conductivity of the positive electrode. If it is for, it will not be restrict | limited in particular.

結着剤は、正極活物質同士を結合すると共に、正極活物質と正極集電体20aとを結合する。結着剤の種類は特に限定されず、従来のリチウムイオン二次電池の正極活物質層に使用された結着剤であればどのようなものであっても使用できる。例えばポリフッ化ビニリデン(polyvinylidene fluoride)、フッ化ビニリデン(VDF)−ヘキサフルオロプロピレン(HFP)共重合体、フッ化ビニリデン−パーフルオロビニルエーテル(par fluorovinyl ether)共重合体、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン(tetrafluoroethylene)共重合体、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン(trifluoroethylene)共重合体、エチレンプロピレンジエン(ethylene−propylene−diene)三元共重合体、スチレンブタジエンゴム(Styrene−butadiene rubber)、アクリロニトリルブタジエンゴム(acrylonitrile−butadiene rubber)、フッ素ゴム(fluororubber)、ポリ酢酸ビニル(polyvinyl acetate)、ポリメチルメタクリレート(polymethylmethacrylate)、ポリエチレン(polyethylene)、ニトロセルロース(cellulose nitrate)等であるが、正極活物質及び導電剤を正極集電体20a上に結着させることができるものであれば、特に制限されない。また、正極活物質層20bには、公知の添加剤等をさらに添加してもよい。   The binder bonds the positive electrode active materials to each other and bonds the positive electrode active material and the positive electrode current collector 20a. The type of the binder is not particularly limited, and any binder can be used as long as it is used for the positive electrode active material layer of the conventional lithium ion secondary battery. For example, polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride (VDF) -hexafluoropropylene (HFP) copolymer, vinylidene fluoride-perfluorovinyl ether copolymer, vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene (polyvinylidene fluoride) tetrafluoroethylene copolymer, vinylidene fluoride-trifluoroethylene copolymer, ethylene-propylene-diene terpolymer, styrene-butadiene rubber butadiene rubber, butadiene rubber acrylonitrile-butadie erubber, fluororubber, polyvinyl acetate, polymethylmethacrylate, polyethylene, cellulosic nitrate, and the like. There is no particular limitation as long as it can be bound on the electric body 20a. Moreover, you may further add a well-known additive etc. to the positive electrode active material layer 20b.

<4.負極の構成>
負極30は、負極集電体30aと、負極集電体30aの両面に形成された負極活物質層30bと、負極タブ60とを含む。負極30は、いわゆる水系負極であってもよい。
<4. Structure of negative electrode>
The negative electrode 30 includes a negative electrode current collector 30a, a negative electrode active material layer 30b formed on both surfaces of the negative electrode current collector 30a, and a negative electrode tab 60. The negative electrode 30 may be a so-called aqueous negative electrode.

負極集電体30aは、導電体であればどのようなものでも良く、例えば、銅、ステンレス鋼、及びニッケルメッキ鋼等で構成される。負極集電体30aには、負極タブ60が接続される。なお、負極集電体30aは、いわゆる帯状の集電体である。   The negative electrode current collector 30a may be any material as long as it is a conductor, and is composed of, for example, copper, stainless steel, nickel-plated steel, or the like. A negative electrode tab 60 is connected to the negative electrode current collector 30a. The negative electrode current collector 30a is a so-called band-shaped current collector.

負極活物質層30bは、負極活物質を少なくとも含み、増粘剤及び結着剤をさらに含んでもよい。負極活物質層30bを構成する負極活物質としては、リチウムとの合金化、又は、リチウム(Li)の可逆的な吸蔵及び放出が可能な物質であれば特に限定されず、例えば、リチウム、インジウム(In)、スズ(Sn)、アルミ(Al)、ケイ素(Si)等の金属及びこれらの合金や酸化物、Li4/3Ti5/3、SnO等の遷移金属酸化物や、人造黒鉛、天然黒鉛、人造黒鉛と天然黒鉛との混合物、人造黒鉛を被覆した天然黒鉛、難黒鉛化性炭素、黒鉛炭素繊維、樹脂焼成炭素、熱分解気相成長炭素、コークス(coke)、メソカーボンマイクロビーズ(MCMB)、フルフリルアルコール(furfuryl alcohol)樹脂焼成炭素、ポリアセン(polyacene)、ピッチ(pitch)系炭素繊維等の炭素材料などが挙げられる。これらの負極活物質は、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。中でも、黒鉛系材料を主材料として用いるのが好ましい。 The negative electrode active material layer 30b includes at least a negative electrode active material, and may further include a thickener and a binder. The negative electrode active material constituting the negative electrode active material layer 30b is not particularly limited as long as it is a material capable of alloying with lithium or reversibly occluding and releasing lithium (Li). For example, lithium, indium (In), tin (Sn), aluminum (Al), silicon (Si) and other metals and alloys and oxides thereof, transition metal oxides such as Li 4/3 Ti 5/3 O 4 and SnO, and artificial Graphite, natural graphite, mixture of artificial graphite and natural graphite, natural graphite coated with artificial graphite, non-graphitizable carbon, graphite carbon fiber, resin-fired carbon, pyrolytic vapor-grown carbon, coke, mesocarbon Carbon such as microbeads (MCMB), furfuryl alcohol resin-fired carbon, polyacene, pitch-based carbon fiber, etc. Materials and the like. These negative electrode active materials may be used independently and 2 or more types may be used together. Among these, it is preferable to use a graphite-based material as a main material.

増粘剤は、負極合剤スラリーを塗工に適した粘度に調整するとともに、負極活物質層30b内で結着剤として機能するものである。増粘剤としては水溶性高分子が好適に用いられ、例えばセルロース系高分子、ポリアクリル酸(Polyacrylic acid)系高分子、ポリビニルアルコール(polyvinyl alcohol)、ポリエチレンオキシド(polyethylene oxide)等が挙げられる。セルロース系高分子としては、例えばカルボキシメチルセルロース(CMC)の金属塩またはアンモニウム塩、メチルセルロース(methylcellulose)、エチルセルロース(ethyl cellulose)、ヒドロキシアルキルセルロース(hydroxy alkyl cellulose)などのセルロース(Cellulose)誘導体等が挙げられる。他の例としては、ポリビニルピロリドン(PVP)、スターチ(starch)、リン酸スターチ、カゼイン(casein)、各種変性デンプン(starch)、キチン(chitin)、キトサン(chitosan)誘導体などが挙げられる。これらの増粘剤は、それぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用できる。中でも、セルロース系ポリマーが好ましく、カルボキシメチルセルロースのアルカリ金属塩が特に好ましい。   The thickener adjusts the negative electrode mixture slurry to a viscosity suitable for coating and functions as a binder in the negative electrode active material layer 30b. As the thickener, a water-soluble polymer is preferably used, and examples thereof include a cellulose-based polymer, a polyacrylic acid-based polymer, polyvinyl alcohol, polyethylene oxide, and the like. Examples of the cellulosic polymer include metal derivatives or ammonium salts of carboxymethyl cellulose (CMC), cellulose derivatives such as methyl cellulose, ethyl cellulose, and hydroxyalkyl cellulose. . Other examples include polyvinylpyrrolidone (PVP), starch, starch phosphate, casein, various modified starches, chitin, chitosan derivatives and the like. These thickeners can be used alone or in combination of two or more. Among these, cellulose polymers are preferable, and alkali metal salts of carboxymethyl cellulose are particularly preferable.

結着剤は、負極活物質同士を結着するものである。結着剤は、負極の結着剤として使用可能なものであれば特に制限されない。本実施形態に使用可能な結着剤としては、例えば、エラストマー系高分子の微粒子が挙げられる。エラストマー系高分子としては、SBR(スチレンブタジエンゴム)、BR(ブタジエンゴム)、NBR(ニトリルブタジエンゴム)、NR(天然ゴム)、IR(イソプレンゴム)、EPDM(エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体)、CR(クロロプレンゴム)、CSM(クロロスルホン化ポリエチレン)、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステルの共重合体、および、これらの部分水素化物、あるいは完全水素化物、アクリル酸エステル系共重合体等が挙げられる。これらは結着性向上のため、カルボン酸やスルホン酸、リン酸、水酸基等の極性官能基をもつ単量体により変性されていてもよい。また、負極活物質層30bは、結着剤として、フッ素樹脂含有微粒子を含んでいてもよい。フッ素樹脂含有微粒子は、粉体を後からスラリー中で分散させてもよく、水分散体の状態のものをスラリー中に添加してもよい。したがって、負極活物質層30bを形成するためのスラリーの溶媒として水を使用することができる。   The binder binds the negative electrode active materials to each other. The binder is not particularly limited as long as it can be used as a binder for the negative electrode. Examples of the binder usable in this embodiment include fine particles of an elastomeric polymer. Elastomer polymers include SBR (styrene butadiene rubber), BR (butadiene rubber), NBR (nitrile butadiene rubber), NR (natural rubber), IR (isoprene rubber), EPDM (ethylene-propylene-diene ternary copolymer) Coalesced), CR (chloroprene rubber), CSM (chlorosulfonated polyethylene), acrylic acid ester, methacrylic acid ester copolymer, and partially hydride or complete hydride, acrylic acid ester copolymer, etc. Is mentioned. These may be modified with a monomer having a polar functional group such as carboxylic acid, sulfonic acid, phosphoric acid, or hydroxyl group in order to improve binding properties. Further, the negative electrode active material layer 30b may include fluororesin-containing fine particles as a binder. As for the fluororesin-containing fine particles, the powder may be dispersed later in the slurry, or the aqueous dispersion may be added to the slurry. Therefore, water can be used as a solvent for the slurry for forming the negative electrode active material layer 30b.

増粘剤及び結着剤の負極活物質層30b内の含有比は特に制限されず、従来の負極活物質層に適用可能な含有比であればよい。また、負極活物質層30bには、公知の添加剤等をさらに添加してもよい。   The content ratio of the thickener and the binder in the negative electrode active material layer 30b is not particularly limited as long as it is a content ratio applicable to the conventional negative electrode active material layer. Moreover, you may further add a well-known additive etc. to the negative electrode active material layer 30b.

<5.扁平状巻回素子の製造方法>
つぎに、扁平状巻回素子の製造方法について説明する。まず、セパレータ10、正極20、及び負極30を作製する。
<5. Manufacturing method of flat wound element>
Next, a method for manufacturing a flat wound element will be described. First, the separator 10, the positive electrode 20, and the negative electrode 30 are produced.

(5−1.セパレータの製造方法)
接着層10bの材料を溶媒に分散させることで接着層スラリーを作成する。ついで、この接着層スラリーを基材層10aの両面のうち、少なくとも一方の表面に塗工することで塗工層を形成する。ついで、この塗工層を乾燥する。これにより、セパレータ10を作製する。
(5-1. Manufacturing method of separator)
An adhesive layer slurry is prepared by dispersing the material of the adhesive layer 10b in a solvent. Next, the coating layer is formed by coating the adhesive layer slurry on at least one surface of both surfaces of the base material layer 10a. Subsequently, this coating layer is dried. Thereby, the separator 10 is produced.

(5−2.正極の製造方法)
正極活物質層20bの材料を溶媒に分散させることで正極合剤スラリーを形成し、この正極合剤スラリーを正極集電体20a上に塗工する。これにより、塗工層が形成される。ついで、塗工層を乾燥する。ついで、乾燥した塗工層を正極集電体20aとともに圧延する。ついで、正極タブ50を正極集電体20aの端部に溶接等により固定する。これにより、正極20を作製する。
(5-2. Method for producing positive electrode)
A positive electrode mixture slurry is formed by dispersing the material of the positive electrode active material layer 20b in a solvent, and this positive electrode mixture slurry is applied onto the positive electrode current collector 20a. Thereby, a coating layer is formed. Next, the coating layer is dried. Next, the dried coating layer is rolled together with the positive electrode current collector 20a. Next, the positive electrode tab 50 is fixed to the end of the positive electrode current collector 20a by welding or the like. Thereby, the positive electrode 20 is produced.

(5−3.負極の製造方法)
負極活物質層30bの材料を溶媒に分散させることで負極合剤スラリーを形成し、この負極合剤スラリーを負極集電体30a上に塗工する。これにより、塗工層を形成する。ついで、塗工層を乾燥する。ついで、乾燥した塗工層を負極集電体30aとともに圧延する。ついで、負極タブ60を負極集電体30aの端部に溶接等により固定する。これにより、負極30を作製する。
(5-3. Method for producing negative electrode)
A negative electrode mixture slurry is formed by dispersing the material of the negative electrode active material layer 30b in a solvent, and this negative electrode mixture slurry is applied onto the negative electrode current collector 30a. Thereby, a coating layer is formed. Next, the coating layer is dried. Next, the dried coating layer is rolled together with the negative electrode current collector 30a. Next, the negative electrode tab 60 is fixed to the end of the negative electrode current collector 30a by welding or the like. Thereby, the negative electrode 30 is produced.

(5−4.扁平状巻回素子の製造方法)
ついで、セパレータ10、負極30、セパレータ10、及び正極20をこの順で積層することで、図2に示す電極積層体100aを作製する。ついで、電極積層体100aを扁平状に巻回する。これにより、電極積層体100aのある部分の表面(すなわち、正極20)に電極積層体100aの他の部分の裏面(すなわちセパレータ10)が接触する。これにより、圧縮前巻回素子を作製する。ついで、圧縮前巻回素子を押しつぶすことで、扁平状巻回素子100を作製する。ここで、圧縮前巻回素子を押しつぶす際の加圧方向は、例えば図1に示す矢印B方向となる。
(5-4. Manufacturing method of flat wound element)
Next, the separator 10, the negative electrode 30, the separator 10, and the positive electrode 20 are laminated in this order, so that the electrode laminate 100 a shown in FIG. 2 is produced. Next, the electrode laminate 100a is wound in a flat shape. Thereby, the back surface (namely, separator 10) of the other part of electrode laminated body 100a contacts the surface (namely, positive electrode 20) of a part with electrode laminated body 100a. Thereby, a pre-compression winding element is produced. Subsequently, the flat winding element 100 is produced by crushing the pre-compression winding element. Here, the pressing direction when the pre-compression winding element is crushed is, for example, the arrow B direction shown in FIG.

<6.巻回型二次電池の製造方法>
つぎに、扁平状巻回素子100を用いた巻回型二次電池の製造方法について説明する。まず、扁平状巻回素子100及び電解液を外装材に封入することで、圧着前二次電池を作製する。ここで、正極タブ50及び負極タブ60は、外装材の外部に引き出される。また、外装材は、例えばラミネートであるが、金属製の外装材であってもよい。ついで、圧着前二次電池を加熱しながら加圧することで、扁平状巻回素子100を一体化させる。加圧方向は、例えば図1に示す矢印B方向となる。以上の工程により、巻回型二次電池を作製する。
<6. Manufacturing method of wound secondary battery>
Next, a method for manufacturing a wound secondary battery using the flat wound element 100 will be described. First, the secondary battery before press bonding is manufactured by enclosing the flat wound element 100 and the electrolyte in an exterior material. Here, the positive electrode tab 50 and the negative electrode tab 60 are drawn out of the exterior material. The exterior material is, for example, a laminate, but may be a metal exterior material. Next, the flat winding element 100 is integrated by applying pressure while heating the pre-compression secondary battery. The pressing direction is, for example, the arrow B direction shown in FIG. Through the above process, a wound secondary battery is manufactured.

このように、本実施形態では、扁平状巻回素子100を加熱しながら加圧することで、扁平状巻回素子100を一体化する。この工程によって、接着層10b中のPVDF系高分子材料は、電解液を吸収して膨潤し、接着層10bと各電極との間に形成された隙間を埋める。その後、PVDF系高分子材料は、電解液に完全に溶解する(すなわち、ゾル化する)。その後、ゾル化したPVDF系高分子材料は、冷却によってゲルに戻り、各電極に強固に結着する。これにより、セパレータ10は、各電極に強固に接着される。   Thus, in this embodiment, the flat winding element 100 is integrated by pressurizing the flat winding element 100 while heating. Through this step, the PVDF polymer material in the adhesive layer 10b swells by absorbing the electrolytic solution, and fills the gaps formed between the adhesive layer 10b and each electrode. Thereafter, the PVDF polymer material is completely dissolved (that is, made into a sol) in the electrolytic solution. Thereafter, the sol-formed PVDF polymer material returns to gel by cooling and is firmly bound to each electrode. Thereby, the separator 10 is firmly bonded to each electrode.

したがって、PVDF系高分子材料が上述した特性を発揮するためには、電解液の組成及び一体化の際の加熱温度が非常に重要になる。   Therefore, in order for the PVDF polymer material to exhibit the above-described characteristics, the composition of the electrolytic solution and the heating temperature during integration are very important.

具体的には、本実施形態に係るPVDF系高分子材料は、以下に示す示差熱特性を有する。すなわち、電解液と電解液(二次電池用電解液)と同質量のセパレータ10とを密閉容器に封入し、5℃/minの昇温速度で電解液とセパレータ10との混合物の示差熱分析を行う。この場合に、80〜105℃の範囲内で吸熱ピークが観察される。この吸熱ピークは、接着層10bを構成するPVDF系高分子材料が電解液に溶解する際の吸熱反応を示す。より具体的には、PVDF系高分子材料の結晶成分が電解液に溶解する際の吸熱反応を示す。PVDF系高分子材料がこのような示差熱特性を有する場合に、PVDF系高分子材料は、上述した特性を発揮することができる。すなわち、PVDF系高分子材料は、電解液を吸収して膨潤することができ、かつ、電解液に完全に溶解することができる。この結果、室温でのゲル強度(すなわち、接着層10bの強度)が大きくなるので、接着力が向上する。したがって、PVDF系高分子材料は、セパレータ10を各電極により強固に接着させることができる。   Specifically, the PVDF polymer material according to the present embodiment has the following differential thermal characteristics. That is, an electrolytic solution, an electrolytic solution (electrolytic solution for a secondary battery) and a separator 10 having the same mass are sealed in a sealed container, and a differential thermal analysis of a mixture of the electrolytic solution and the separator 10 at a temperature rising rate of 5 ° C./min. I do. In this case, an endothermic peak is observed in the range of 80 to 105 ° C. This endothermic peak indicates an endothermic reaction when the PVDF polymer material constituting the adhesive layer 10b is dissolved in the electrolytic solution. More specifically, it shows an endothermic reaction when the crystal component of the PVDF polymer material is dissolved in the electrolytic solution. When the PVDF polymer material has such differential thermal characteristics, the PVDF polymer material can exhibit the above-described characteristics. That is, the PVDF polymer material can swell by absorbing the electrolytic solution and can be completely dissolved in the electrolytic solution. As a result, since the gel strength at room temperature (that is, the strength of the adhesive layer 10b) is increased, the adhesive force is improved. Therefore, the PVDF polymer material can firmly adhere the separator 10 to each electrode.

電解液は、電解質を有機溶媒に溶解させた溶液である。上記特性を満たす電解質としては、例えばLiBF、LiPF、LiClO、LiCFSO,LiN(CFSO,LiN(CSO,LiN(CFSO)(CSO),LiC(CFSO,LiC(CSO,(CHNBF,(CHNBr,(CNClO,(CNI,(CNBr,(n−CNClO,(n−CNI,(CN−maleate,(CN−benzoate,(CN−phtalate、ステアリルスルホン酸リチウム(stearyl sulfonic acid lithium)、オクチルスルホン酸リチウム(octyl sulfonic acid)、ドデシルベンゼンスルホン酸リチウム(dodecyl benzene sulphonic acid)等の有機イオン塩等が挙げられる。また、有機溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート(EC)/プロピオン酸エチル(ethyl propionate)、プロピレンカーボネート(propylene carbonate)、エチレンカーボネート(ethylene carbonate)、ブチレンカーボネート(ethylene carbonate)、クロロエチレンカーボネート(chloroethylene carbonate)、ビニレンカーボネート(vinylene carbonate)等の環状炭酸エステル(ester)類;γ−ブチロラクトン(butyrolactone)、γ−バレロラクトン(valerolactone)等の環状エステル類;ジメチルカーボネート(dimethyl carbonate)、ジエチルカーボネート(diethyl carbonate)、エチルメチルカーボネート(ethyl methyl carbonate)等の鎖状カーボネート類;ギ酸メチル(methyl formate)、酢酸メチル(methyl acetate)、酪酸メチル(butyric acid methyl)、酢酸エチル(ethyl acetate)、酢酸プロピル(propyl acetate)、プロピオン酸エチル(ethyl propionate)、プロピオン酸プロピル(propyl propionate)、等の鎖状エステル類;テトラヒドロフラン(Tetrahydrofuran)またはその誘導体;1,3−ジオキサン(dioxane)、1,4−ジオキサン(dioxane)、1,2−ジメトキシエタン(dimethoxyethane)、1,4−ジブトキシエタン(dibutoxyethane)、メチルジグライム(methyl diglyme)等のエーテル(ether)類;アセトニトリル(acetonitrile)、ベンゾニトリル(benzonitrile)等のニトリル(nitrile)類;ジオキソラン(Dioxolane)またはその誘導体;エチレンスルフィド(ethylene sulfide)、スルホラン(sulfolane)、スルトン(sultone)またはその誘導体等の単独またはそれら2種以上の混合物等が挙げられる。 The electrolytic solution is a solution in which an electrolyte is dissolved in an organic solvent. Examples of the electrolyte that satisfies the above characteristics include LiBF 4 , LiPF 6 , LiClO 4 , LiCF 3 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiN (CF 3 SO 2 ). (C 4 F 9 SO 2) , LiC (CF 3 SO 2) 3, LiC (C 2 F 5 SO 2) 3, (CH 3) 4 NBF 4, (CH 3) 4 NBr, (C 2 H 5) 4 NClO 4 , (C 2 H 5 ) 4 NI, (C 3 H 7 ) 4 NBr, (n-C 4 H 9 ) 4 NClO 4 , (n-C 4 H 9 ) 4 NI, (C 2 H 5 ) 4 N-maleate, (C 2 H 5) 4 N-benzoate, (C 2 H 5) 4 N-phtalate, lithium stearyl sulfonate (stearyl sulfonic acid lith um), lithium octyl sulfonate (octyl sulfonic acid), organic ion salts such as lithium dodecyl benzene sulfonate (dodecyl benzene sulphonic acid) and the like. Examples of the organic solvent include ethylene carbonate (EC) / ethyl propionate, propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, and chloroethylene carbonate. ), Cyclic carbonates such as vinylene carbonate; cyclic esters such as γ-butyrolactone, γ-valerolactone; dimethyl carbonate, diethyl carbonate Chain carbonates such as diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate; methyl formate, methyl acetate, butyric acid methyl, ethyl acetate Chain esters such as propyl acetate, ethyl propionate, propyl propionate, etc .; Tetrahydrofuran or its derivatives; 1,3-dioxane, 1,4 -Dioxane, 1,2-dimethoxyethane ethers such as dimethyl ether, 1,4-dibutoxy ethane, methyl diglyme; nitriles such as acetonitrile, benzonitrile, and dioxolanes; ) Or a derivative thereof; ethylene sulfide, sulfolane, sultone, or a derivative thereof alone or a mixture of two or more thereof.

また、一体化の際の加熱温度は、電解液の吸熱ピークが得られた温度、すなわち吸熱ピーク温度の±10℃の範囲内の値となる。加熱温度は、吸熱ピーク温度の±3℃の範囲内の値であることが好ましい。すなわち、本実施形態では、圧着前二次電池を吸熱ピーク温度の±10℃で加熱しながら加圧することで、扁平状巻回素子100を一体化させる。このように、本実施形態では、加熱温度が電解液成分の分解温度や、低沸点溶媒の沸点以下であっても、セパレータ10と各電極とを十分に接着できる。すなわち、本実施形態では、電解液の分解等の抑制と、強固な接着力の発現とを両立することができる。電解液及び加熱温度を上記のように設定することで、PVDF系高分子材料は、上述した特性を発揮することができる。すなわち、PVDF系高分子材料は、電解液を吸収して膨潤することができ、かつ、電解液に完全に溶解することができる。   Further, the heating temperature at the time of integration is a temperature at which the endothermic peak of the electrolyte is obtained, that is, a value within a range of ± 10 ° C. of the endothermic peak temperature. The heating temperature is preferably a value within a range of ± 3 ° C. of the endothermic peak temperature. That is, in this embodiment, the flat winding element 100 is integrated by pressurizing the secondary battery before pressure bonding while heating it at an endothermic peak temperature of ± 10 ° C. Thus, in this embodiment, the separator 10 and each electrode can be sufficiently bonded even when the heating temperature is equal to or lower than the decomposition temperature of the electrolytic solution component or the boiling point of the low boiling point solvent. That is, in the present embodiment, it is possible to achieve both suppression of decomposition of the electrolytic solution and the like and expression of strong adhesive force. By setting the electrolytic solution and the heating temperature as described above, the PVDF polymer material can exhibit the above-described characteristics. That is, the PVDF polymer material can swell by absorbing the electrolytic solution and can be completely dissolved in the electrolytic solution.

<巻回型二次電池の構成>
本実施形態に係る巻回型二次電池は、一体化された扁平状巻回素子100、すなわち一体化巻回素子と、電解液と、これらを封入する外装材とを備える。上述したように、本実施形態では、セパレータ10が各電極により強固に接着されている。すなわち、セパレータ10と各電極との接着性が改善されている。このため、電池特性、具体的には、寿命特性が大きく改善される。さらに、外装材としてラミネートを使用した場合であっても、巻回型二次電池の変形が抑制される。
<Configuration of wound secondary battery>
The wound secondary battery according to this embodiment includes an integrated flat winding element 100, that is, an integrated winding element, an electrolytic solution, and an exterior material that encloses these. As described above, in the present embodiment, the separator 10 is firmly bonded to each electrode. That is, the adhesiveness between the separator 10 and each electrode is improved. For this reason, battery characteristics, specifically, life characteristics are greatly improved. Furthermore, even when a laminate is used as the exterior material, deformation of the wound secondary battery is suppressed.

つぎに、本発明の実施例について説明する。
(実施例1)
(正極の作製)
コバルト酸リチウム、カーボンブラック、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)を固形分の質量比96:2:2でN−メチルピロリドン中に溶解分散させることで正極合剤スラリーを作製した。ついで、正極合剤スラリーを厚さ12μmのアルミ箔集電体の両面に塗工後、乾燥した。乾燥後の塗工層を圧延することで正極活物質層を作製した。集電体及び正極活物質層の総厚は120μmであった。ついで、アルミリード線(正極タブ)を集電体の端部に溶接することで正極を得た。
Next, examples of the present invention will be described.
Example 1
(Preparation of positive electrode)
A positive electrode mixture slurry was prepared by dissolving and dispersing lithium cobaltate, carbon black, and polyvinylidene fluoride (PVDF) in N-methylpyrrolidone in a mass ratio of solids of 96: 2: 2. Next, the positive electrode mixture slurry was applied to both surfaces of a 12 μm thick aluminum foil current collector and then dried. The positive electrode active material layer was produced by rolling the coating layer after drying. The total thickness of the current collector and the positive electrode active material layer was 120 μm. Next, an aluminum lead wire (positive electrode tab) was welded to the end of the current collector to obtain a positive electrode.

(負極の作製)
黒鉛、変性SBR微粒子の水分散体、カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩を固形分の質量比97.5:1.5:1で水溶媒中に溶解分散させることで、負極合剤スラリーを作製した。ついで、この負極合剤スラリーを厚さ10μmの銅箔集電体の両面に塗工後、乾燥した。乾燥後の塗工層を圧延することで負極活物質層を得た。集電体及び負極活物質層の総厚は120μmであった。その後、ニッケルリード線(負極タブ)を集電体の端部に溶接することで帯状負極を得た。
(Preparation of negative electrode)
A negative electrode mixture slurry was prepared by dissolving and dispersing graphite, an aqueous dispersion of modified SBR fine particles, and a sodium salt of carboxymethyl cellulose in an aqueous solvent at a solid mass ratio of 97.5: 1.5: 1. Next, this negative electrode mixture slurry was applied to both sides of a 10 μm thick copper foil current collector and then dried. The negative electrode active material layer was obtained by rolling the coating layer after drying. The total thickness of the current collector and the negative electrode active material layer was 120 μm. Thereafter, a nickel negative wire (negative electrode tab) was welded to the end of the current collector to obtain a strip-shaped negative electrode.

(セパレータの作製)
融点145℃のPVDF系高分子材料粒子が水中で分散したPVDF系水分散体と、カルボン酸変性ポリアクリル酸ブチル粒子が水中で分散したカルボン酸変性ポリアクリル酸ブチル水分散体と、平均粒子径0.5μmのアルミナ粒子とを固形分の体積比率30:10:60の割合で水溶媒中に溶解分散させることで接着層スラリーを作製した。ここで、PVDF系高分子材料の組成はフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体とした。
(Preparation of separator)
PVDF-based aqueous dispersion in which PVDF polymer material particles having a melting point of 145 ° C. are dispersed in water, carboxylic acid-modified polybutyl acrylate aqueous dispersion in which carboxylic acid-modified polybutyl acrylate particles are dispersed in water, and average particle diameter An adhesive layer slurry was prepared by dissolving and dispersing 0.5 μm of alumina particles in an aqueous solvent at a solid volume ratio of 30:10:60. Here, the composition of the PVDF polymer material was a vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer.

ついで、この接着層スラリーをコロナ処理済みの厚さ9μmの多孔質ポリエチレンセパレータフィルム(基材層)の両面に塗工、乾燥することで、基材層の両面に厚さ1.9μm(片面あたり0.95μm)の接着層が形成されたセパレータを得た。塗工量(接着層の面密度)は3.32g/mであることから、接着層の空隙率は42体積%であった。 Next, this adhesive layer slurry was coated on both sides of a corona-treated porous polyethylene separator film (base material layer) and dried to give a thickness of 1.9 μm (per side) A separator having an adhesive layer of 0.95 μm was obtained. Since the coating amount (surface density of the adhesive layer) was 3.32 g / m 2 , the porosity of the adhesive layer was 42% by volume.

ここで、空隙率は以下のように算出した。まず、実施例1で使用したPVdF系高分子材料、カルボン酸変性ポリアクリル酸ブチル、及びアルミナの密度はそれぞれ1.7g/cm、1.2g/cm、4.0g/cmであった。そして、これらの体積比率が30:10:60であることから、これらの複合材料の真密度(空隙率が0体積%)となるときの体積密度)は、3.03g/cm(=1.7*0.3+1.2*0.1+4.0*0.6)となる。 Here, the porosity was calculated as follows. First, Example PVdF polymer materials were used in 1, carboxylic acid-modified poly butyl acrylate, and the respective density of the alumina is 1.7g / cm 3, 1.2g / cm 3, 4.0g / cm 3 met It was. Since these volume ratios are 30:10:60, the true density of these composite materials (volume density when the porosity is 0% by volume) is 3.03 g / cm 3 (= 1). .7 * 0.3 + 1.2 * 0.1 + 4.0 * 0.6).

一方、塗工量は3.32g/m、接着層の厚さは両面合わせて1.9μmとなることから、塗工量の密度は、1.75g/cm(=3.32(g/m)/1.9(μm))となる。そして、(塗工層の密度)=(複合材料の真密度)*(1−空隙率)となるので、空隙率=1−(塗工層の密度)/(複合材料の真密度)となる。したがって、空隙率は、42体積%(=1−1.75/3.03)となる。 On the other hand, the coating amount is 3.32 g / m 2 , and the thickness of the adhesive layer is 1.9 μm for both surfaces. Therefore, the density of the coating amount is 1.75 g / cm 3 (= 3.32 (g / M 2 ) /1.9 (μm)). Since (density of coating layer) = (true density of composite material) * (1−porosity), porosity = 1− (density of coating layer) / (true density of composite material). . Therefore, the porosity is 42% by volume (= 1-1.75 / 3.03).

(セパレータの熱機械分析)
セパレータを32枚重ねて直径4mmの大きさに打ちぬくことで、熱機械分析用試料を作製した。そして、熱機械分析装置(ネッチ社製 TMA4000SE)のペネトレーション(penetration)用容器に、熱機械分析用試料を配置し、100μLの評価用電解液(1MのLiBFを溶解させた炭酸プロピレン溶液)を熱機械分析用試料に滴下した。ついで、ペネトレーション用容器を減圧チャンバーに導入し、減圧/常圧を3回繰り返すことで熱機械分析用試料に電解液を浸透させた。その後、ペネトレーション用容器中の余剰の電解液をシリンジで取り除き、ペネトレーション用容器を熱機械分析装置にセットした。また、熱機械分析用試料を押下する押下部材として、直径1mmのペネトレーション用検出棒を準備した。
(Thermomechanical analysis of separator)
A sample for thermomechanical analysis was prepared by stacking 32 separators and punching them into a diameter of 4 mm. Then, the container penetration (penetration) of the thermomechanical analyzer (Netzsch Inc. TMA4000SE), place the sample for thermomechanical analysis, evaluation electrolyte solution 100μL a (propylene carbonate solution of a LiBF 4 of 1M) It was dripped at the sample for thermomechanical analysis. Subsequently, the penetration container was introduced into the vacuum chamber, and the electrolyte solution was infiltrated into the thermomechanical analysis sample by repeating the vacuum / normal pressure three times. Thereafter, excess electrolyte in the penetration container was removed with a syringe, and the penetration container was set in a thermomechanical analyzer. Further, a penetration detection rod having a diameter of 1 mm was prepared as a pressing member for pressing the thermomechanical analysis sample.

ついで、25℃の一定温度下で、検出棒に0.5MPa(40gf)の一定荷重を掛けた。この状態を1時間保持し、保持前後のセパレータの厚み変化量を測定した。ついで、この変化量をゼロセットした。すなわち、この時の検出棒の位置を初期位置とした。ついで、検出棒に0.5MPaの一定荷重を掛けた(すなわち、熱機械分析用試料に0.5MPaの一定荷重を掛けた)状態で、熱機械分析用試料を5℃/minの昇温速度で125℃まで加熱した。ついで、各温度での押下部材の変位量を測定した。ここで、変化量は、検出棒が熱機械分析用試料側に押し込まれる方向を負方向とし、この逆方向を正方向とした。   Next, a constant load of 0.5 MPa (40 gf) was applied to the detection rod at a constant temperature of 25 ° C. This state was held for 1 hour, and the thickness change amount of the separator before and after holding was measured. Next, this amount of change was set to zero. That is, the position of the detection rod at this time was set as the initial position. Next, in the state where a constant load of 0.5 MPa was applied to the detection rod (that is, a constant load of 0.5 MPa was applied to the sample for thermomechanical analysis), the temperature increase rate of the thermomechanical analysis sample was 5 ° C./min. To 125 ° C. Subsequently, the displacement amount of the pressing member at each temperature was measured. Here, regarding the amount of change, the direction in which the detection rod was pushed into the sample for thermomechanical analysis was defined as the negative direction, and the opposite direction was defined as the positive direction.

測定結果を図3に示す。図3の横軸は熱機械分析用試料の温度を示し、縦軸は検出棒の変位量(μm)を示す。なお、縦軸の値は、セパレータ1枚分の値、すなわち、測定された変位量を32で除算した値である。グラフL11は、実施例1の測定結果を示す。   The measurement results are shown in FIG. The horizontal axis of FIG. 3 shows the temperature of the sample for thermomechanical analysis, and the vertical axis shows the displacement (μm) of the detection rod. The value on the vertical axis is a value for one separator, that is, a value obtained by dividing the measured displacement amount by 32. Graph L11 shows the measurement results of Example 1.

ついで、75℃での検出棒の変位量と125℃での検出棒の変位量とを結ぶベースラインL12を設定する。ついで、各温度での変位量を、ベースラインL12からの変位量に補正する。すなわち、ベースライン補正を行う。その結果を図4に示す。図4の横軸は熱機械分析用試料の温度を示し、縦軸はベースライン補正後の変位量(μm)を示す。グラフL13は、実施例1のベースライン補正後の測定結果を示す。グラフL13から明らかな通り、実施例1では、100℃付近に変位量の極大値があり、この極大値は、0.13μm程度、すなわち0.1〜1.0μmの範囲内の値となった。したがって、実施例1のセパレータは、ベースラインに対して0.1〜1.0μmの正の厚み変化があると言える。   Next, a base line L12 connecting the displacement amount of the detection rod at 75 ° C. and the displacement amount of the detection rod at 125 ° C. is set. Next, the amount of displacement at each temperature is corrected to the amount of displacement from the baseline L12. That is, baseline correction is performed. The result is shown in FIG. The horizontal axis of FIG. 4 shows the temperature of the sample for thermomechanical analysis, and the vertical axis shows the displacement (μm) after baseline correction. A graph L13 shows the measurement result after baseline correction in the first embodiment. As is apparent from the graph L13, in Example 1, there is a maximum value of displacement near 100 ° C., and this maximum value is about 0.13 μm, that is, a value in the range of 0.1 to 1.0 μm. . Therefore, it can be said that the separator of Example 1 has a positive thickness change of 0.1 to 1.0 μm with respect to the baseline.

なお、参考例として、接着層が形成されていない多孔質ポリエチレンセパレータフィルムを用意し、上記と同様の熱機械分析を行った。その結果を図3、図4に示す。図3のグラフL51は、ベースライン補正前の測定結果を示し、グラフL52はベースラインを示す。グラフL53は、ベースライン補正後の測定結果を示す。参考例の測定結果から明らかな通り、通常の多孔質膜自体は、125℃以下の温度範囲で厚みの増加挙動を示さない。したがって、実施例1での厚み変化は、接着層による厚み変化であることを示している。   As a reference example, a porous polyethylene separator film without an adhesive layer was prepared, and the same thermomechanical analysis as described above was performed. The results are shown in FIGS. A graph L51 in FIG. 3 shows a measurement result before baseline correction, and a graph L52 shows a baseline. Graph L53 shows the measurement results after baseline correction. As is apparent from the measurement results of the reference example, the normal porous film itself does not exhibit an increase in thickness in the temperature range of 125 ° C. or lower. Therefore, the thickness change in Example 1 indicates that the thickness is changed by the adhesive layer.

(セパレータ及び電解液の示差熱分析)
示差熱分析装置(xDSC7000 SIIナノテクノロジー社)のSUS密閉容器内の底面に、セパレータを64枚重ねて隙間なくかつ底面に密着するように敷き詰めた。ついで、セパレータの総質量を測定した。ついで、電解液として、1MのLiPFをエチレンカーボネート/プロピオン酸エチル(体積比3/7)に溶解した電解液を準備した。ついで、セパレータと同質量の電解液を、マイクロピペットを用いてSUS密閉容器に滴下した。ついで、SUS密閉容器のふたをかしめて密閉した。ついで、SUS密閉容器を室温で1日放置した。ついで、SUS密閉容器を示差熱分析装置にセットして、5℃/minの昇温速度で電解液とセパレータとの混合物を示差熱分析した。この結果を図5に示す。図5の横軸は混合物の温度であり、縦軸は熱流(μW)である。図5から明らかな通り、実施例1では、99℃付近に吸熱ピークEが観察された。この吸熱ピークEは、PVDF系高分子材料の結晶成分が高温の電解液下で溶解する際の吸熱反応を示す。
(Differential thermal analysis of separator and electrolyte)
64 separators were stacked on the bottom surface of the SUS sealed container of the differential thermal analyzer (xDSC7000 SII Nanotechnology Co., Ltd.) so as to be in close contact with the bottom surface without any gaps. Next, the total mass of the separator was measured. Next, an electrolytic solution prepared by dissolving 1M LiPF 6 in ethylene carbonate / ethyl propionate (volume ratio 3/7) was prepared as an electrolytic solution. Next, an electrolytic solution having the same mass as the separator was dropped into the SUS sealed container using a micropipette. Next, the lid of the SUS sealed container was caulked to seal it. Then, the SUS sealed container was left at room temperature for 1 day. Next, the SUS sealed container was set in a differential thermal analyzer, and the mixture of the electrolytic solution and the separator was subjected to differential thermal analysis at a heating rate of 5 ° C./min. The result is shown in FIG. The horizontal axis in FIG. 5 is the temperature of the mixture, and the vertical axis is the heat flow (μW). As is clear from FIG. 5, in Example 1, an endothermic peak E was observed at around 99 ° C. The endothermic peak E indicates an endothermic reaction when the crystal component of the PVDF polymer material is dissolved in a high-temperature electrolytic solution.

(巻回型二次電池の作製)
上記セパレータ、負極、セパレータ、正極をこの順に積層することで、電極積層体を作製した。ついで、電極積層体を扁平状の巻き芯に巻きつけた。すなわち、電極積層体を巻回した。ここで、正極タブ及び負極タブ側の端部を巻き始めとした。これにより、圧縮前巻回素子を作製した。圧縮前巻回素子の最外周部分の端部をテープにて固定した後、巻き芯を取り除いた。ついで、2枚の金属プレートの間に圧縮前巻回素子を挟み込むことで、圧縮前巻回素子を押しつぶした。これにより、扁平状電極巻回素子を得た。
(Production of a wound secondary battery)
The electrode laminate was produced by laminating the separator, the negative electrode, the separator, and the positive electrode in this order. Next, the electrode laminate was wound around a flat core. That is, the electrode laminate was wound. Here, the end on the positive electrode tab and negative electrode tab side was set to start winding. This produced the pre-compression winding element. The end of the outermost peripheral part of the pre-compression winding element was fixed with tape, and then the winding core was removed. Next, the pre-compression winding element was crushed by sandwiching the pre-compression winding element between the two metal plates. Thereby, a flat electrode winding element was obtained.

上記扁平状電極巻回素子及び電解液を、ポリプロピレン/アルミ/ナイロンの3層からなるラミネートフィルム(外装材)に封入した。ここで、2本のリード線はラミネートフィルムの外部に引き出した。また、電解液には、エチレンカーボネート/プロピオン酸エチルを3対7(体積比)で混合した溶媒に1MのLiPFを溶解させたものを使用した。以上の工程により、圧着前二次電池を作製した。 The flat electrode winding element and the electrolytic solution were sealed in a laminate film (exterior material) composed of three layers of polypropylene / aluminum / nylon. Here, the two lead wires were pulled out of the laminate film. Further, the electrolytic solution was used which was dissolved LiPF 6 in 1M ethylene carbonate / ethyl propionate in a solvent were mixed in a 3: 7 (volume ratio). Through the above steps, a secondary battery before pressure bonding was produced.

ついで、圧着前二次電池を、100℃に加熱した厚さ3cmの2枚の金属プレートの間に挟みこみ、0.5MPaの圧力で2分間保持した。この工程により、扁平状巻回素子を一体化した。この工程では、PVDF系高分子材料は、以下の挙動を示すと推定される。PVDF系高分子材料が電解液を吸収して膨潤し、接着層と各電極との隙間を埋める。その後、PVDF系高分子材料は、電解液に溶解する。その後、PVDF系高分子材料は、冷却によってゲル化し、セパレータと各電極とを強固に接着する。以上の工程により、初期充電前二次電池を作製した。   Subsequently, the secondary battery before pressure bonding was sandwiched between two 3 cm thick metal plates heated to 100 ° C. and held at a pressure of 0.5 MPa for 2 minutes. By this step, the flat winding element was integrated. In this step, the PVDF polymer material is estimated to exhibit the following behavior. The PVDF polymer material absorbs the electrolytic solution and swells to fill the gap between the adhesive layer and each electrode. Thereafter, the PVDF polymer material is dissolved in the electrolytic solution. Thereafter, the PVDF polymer material is gelled by cooling, and firmly bonds the separator and each electrode. The secondary battery before the initial charge was produced by the above process.

ついで、初期充電前二次電池を設計容量の1/10CA(1CAは1時間放電率)で4.35Vまで定電流充電行い、引き続き4.35Vで1/20CAになるまで定電圧充電を行った。その後1/2CAで3.0Vまで定電流放電を行った。この工程により、巻回型二次電池を作製した。また、このときの放電容量を初期放電容量とした。この巻回型二次電池を2個作製した。ついで、一方の巻回型二次電池を解体し、扁平状巻回素子内部の空間Cにおける電極とセパレータの接着状態を確認した。そして、この部分の接着状態が他の平坦部の接着状態と変わらない場合を「○」、平坦部よりもセパレータの接着状態が弱いが各電極に接着はされている状態を「△」、セパレータが各電極にまったく接着されていない状態を「×」と判定した。実施例1では「○」となった。また、解体しなかった巻回型二次電池を25℃の温度下で0.66CAで充電、0.5CAで放電する寿命試験を300サイクル実施した。そして、300サイクル後の放電容量を初期放電容量で除算することで、容量維持率を測定した。容量維持率は88%であり、寿命試験後の電池外観は寿命試験開始前の状態と変化はなかった。   Next, the secondary battery before the initial charge was charged at a constant current of 1/10 CA of the designed capacity (1 CA is a discharge rate for 1 hour) to 4.35 V, and then charged at a constant voltage of 4.35 V to 1/20 CA. . Thereafter, constant current discharge was performed to 3.0 V at 1/2 CA. Through this process, a wound secondary battery was produced. The discharge capacity at this time was defined as the initial discharge capacity. Two wound type secondary batteries were produced. Subsequently, one winding type secondary battery was disassembled, and the adhesion state of the electrode and the separator in the space C inside the flat winding element was confirmed. “○” indicates that the bonding state of this portion is not different from the bonding state of the other flat portion, “△” indicates that the separator is weaker than the flat portion but is adhered to each electrode, and “△”. Was determined to be “x”. In Example 1, it was “◯”. In addition, a life test in which the wound secondary battery that was not disassembled was charged at 0.66 CA and discharged at 0.5 CA at a temperature of 25 ° C. was performed 300 cycles. Then, the capacity retention rate was measured by dividing the discharge capacity after 300 cycles by the initial discharge capacity. The capacity retention rate was 88%, and the appearance of the battery after the life test was not changed from the state before the start of the life test.

(実施例2)
以下の工程でセパレータを作製した他は、実施例1と同様の処理を行った。カルボン酸変性フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(融点150℃)と、実施例1で使用したアルミナ粒子とをN−メチル−2−ピロリドン(NMP)中に溶解及び分散させることで接着層スラリーを作製した。カルボン酸変性フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体とアルミナ粒子との体積比率は、44:56であった。ついで、この接着層スラリーを実施例1で使用した多孔質ポリエチレンセパレータフィルムの両面に塗工することで、塗工層を形成した。ついで、塗工層が形成された基材層を水中に浸漬することで、NMPを除去した後、付着した水を乾燥した。これにより、基材層の両面に多孔質な接着層が形成されたセパレータを作製した。接着層の厚みは両面合わせて3.0μm、塗工量は3.44g/m、であり、空隙率は59体積%であった。ここで、カルボン酸変性フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体の密度を1.7g/cmとした。ついで、セパレータを水洗及び乾燥した後、熱機械分析等を行った。
(Example 2)
The same treatment as in Example 1 was performed except that a separator was produced in the following steps. Adhesive layer by dissolving and dispersing carboxylic acid-modified vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer (melting point 150 ° C.) and alumina particles used in Example 1 in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) A slurry was prepared. The volume ratio of the carboxylic acid-modified vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer and alumina particles was 44:56. Subsequently, the adhesive layer slurry was applied to both surfaces of the porous polyethylene separator film used in Example 1, thereby forming a coating layer. Next, the NMP was removed by immersing the base material layer on which the coating layer was formed in water, and then the attached water was dried. This produced the separator by which the porous contact bonding layer was formed in both surfaces of the base material layer. The adhesive layer had a thickness of 3.0 μm on both sides, a coating amount of 3.44 g / m 2 , and a porosity of 59% by volume. Here, the density of the carboxylic acid-modified vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer was set to 1.7 g / cm 3 . Next, after the separator was washed with water and dried, thermomechanical analysis and the like were performed.

セパレータの熱機械分析結果を図3及び図4に示す。図3のグラフL21は、ベースライン補正前の測定結果を示し、グラフL22はベースラインを示す。図4に示すグラフL23は、ベースライン補正後の測定結果を示す。グラフL23から明らかな通り、実施例2では、100℃付近に変位量の極大値があり、この極大値は0.15μm程度、すなわち0.1〜1.0μmの範囲内の値となった。したがって、実施例2のセパレータは、ベースラインに対して0.1〜1.0μmの正の厚み変化があると言える。また、電解液及びセパレータの示差熱分析を行ったところ、90℃付近で吸熱ピークが観測された。また、圧着前二次電池を加熱加圧する際の加熱温度を85℃とした。巻回型二次電池を分解して空間Cの接着状態を確認したところ、実施例1に比べて弱いものの接着状態を維持していることを確認した。すなわち、接着性の評価は「△」であった。寿命試験後の容量維持率は86%、寿命試験後の電池外観は寿命試験開始前の状態と変化はなかった。実施例2は、実施例1に比べて効果が若干落ちている。この理由の1つとして、空隙率が実施例1に比べて大きいことが挙げられる。実施例2では、空隙率が大きいため、接着層のゲル強度が低下したと考えられる。また、他の理由として、加熱温度と吸熱ピーク温度との差が5℃と若干大きいことが挙げられる。この点においても、ゲル強度が低下したと考えられる。   The thermomechanical analysis results of the separator are shown in FIGS. A graph L21 in FIG. 3 shows a measurement result before baseline correction, and a graph L22 shows a baseline. A graph L23 shown in FIG. 4 shows the measurement result after baseline correction. As is apparent from the graph L23, in Example 2, there was a maximum value of displacement near 100 ° C., and this maximum value was about 0.15 μm, that is, a value in the range of 0.1 to 1.0 μm. Therefore, it can be said that the separator of Example 2 has a positive thickness change of 0.1 to 1.0 μm with respect to the baseline. Further, when differential thermal analysis of the electrolytic solution and the separator was performed, an endothermic peak was observed at around 90 ° C. Moreover, the heating temperature at the time of heat-pressing the secondary battery before pressure bonding was set to 85 ° C. When the wound type secondary battery was disassembled and the adhesion state of the space C was confirmed, it was confirmed that the adhesion state was maintained although it was weak compared to Example 1. That is, the evaluation of adhesiveness was “Δ”. The capacity retention rate after the life test was 86%, and the appearance of the battery after the life test did not change from the state before the start of the life test. The effect of Example 2 is slightly lower than that of Example 1. One reason for this is that the porosity is larger than that of Example 1. In Example 2, since the porosity is large, it is considered that the gel strength of the adhesive layer was lowered. Another reason is that the difference between the heating temperature and the endothermic peak temperature is a little as large as 5 ° C. In this respect as well, the gel strength is considered to have decreased.

(比較例1)
以下の工程でセパレータを作製した他は、実施例1と同様の処理を行った。カルボン酸変性メタクリル酸エチル粒子が水中で分散したアクリル樹脂水分散体と、実施例1で使用したカルボン酸変性ポリアクリル酸ブチル水分散体と、アルミナ粒子とを、固形分の体積比率30:10:60の割合で水溶媒中に溶解分散させることで接着層スラリーを作製した。ついで、この接着層スラリーを実施例1で使用した多孔質ポリエチレンセパレータフィルム(基材層)の両面に塗工、乾燥することで、基材層の両面合わせて厚さ2.0μmの接着層が形成されたセパレータを得た。塗工量は3.12g/m、であり、空隙率は46体積%であった。ここで、カルボン酸変性メタクリル酸エチル粒子の密度を1.2g/cmとした。セパレータを水洗及び乾燥した後、熱機械分析等を行った。
(Comparative Example 1)
The same treatment as in Example 1 was performed except that a separator was produced in the following steps. The acrylic resin aqueous dispersion in which the carboxylic acid-modified ethyl methacrylate particles are dispersed in water, the carboxylic acid-modified polybutyl acrylate aqueous dispersion used in Example 1, and the alumina particles are mixed in a volume ratio of solids of 30:10. : An adhesive layer slurry was prepared by dissolving and dispersing in a water solvent at a ratio of 60. Next, this adhesive layer slurry is applied to both surfaces of the porous polyethylene separator film (base material layer) used in Example 1 and dried, so that the adhesive layer having a thickness of 2.0 μm is formed on both surfaces of the base material layer. A formed separator was obtained. The coating amount was 3.12 g / m 2 , and the porosity was 46% by volume. Here, the density of the carboxylic acid-modified ethyl methacrylate particles was set to 1.2 g / cm 3 . After the separator was washed with water and dried, thermomechanical analysis and the like were performed.

セパレータの熱機械分析結果を図3及び図4に示す。図3のグラフL31は、ベースライン補正前の測定結果を示し、グラフL32はベースラインを示す。図4に示すグラフL33は、ベースライン補正後の測定結果を示す。グラフL33から明らかな通り、比較例1でも若干の厚み増加がみられるが、その値は0.06μmとなり、0.1μm未満となった。また、電解液及びセパレータの示差熱分析を行ったところ、吸熱ピークは観測されなかった。したがって、比較例1に係るアクリル樹脂は、非晶質高分子材料となっていると言える。巻回型二次電池を分解して空間Cの接着状態を確認したところ、空間Cではセパレータが電極に全く接着されていなかった。したがって、接着性の評価は「×」であった。寿命試験後の容量維持率は82%、寿命試験後の巻回型二次電池の外観は集電タブの間を通る中心線からやや折れ曲がって歪んだ状態であることが確認された。   The thermomechanical analysis results of the separator are shown in FIGS. A graph L31 in FIG. 3 shows a measurement result before baseline correction, and a graph L32 shows a baseline. A graph L33 shown in FIG. 4 shows the measurement result after baseline correction. As is clear from the graph L33, a slight increase in thickness was also observed in Comparative Example 1, but the value was 0.06 μm, which was less than 0.1 μm. Moreover, when the differential thermal analysis of the electrolyte solution and the separator was performed, no endothermic peak was observed. Therefore, it can be said that the acrylic resin according to Comparative Example 1 is an amorphous polymer material. When the wound secondary battery was disassembled and the adhesion state of the space C was confirmed, the separator was not adhered to the electrode in the space C at all. Therefore, the evaluation of adhesiveness was “x”. It was confirmed that the capacity retention rate after the life test was 82%, and the appearance of the wound secondary battery after the life test was slightly bent and distorted from the center line passing between the current collecting tabs.

(比較例2)
以下の工程でセパレータを作製した他は、実施例1と同様の処理を行った。カルボン酸変性フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(融点150℃)と、実施例1で使用したアルミナ粒子とをN−メチル−2−ピロリドン(NMP)中に溶解及び分散させることで接着層スラリーを作製した。カルボン酸変性フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体とアルミナ粒子との体積比率は、20:80であった。ついで、この接着層スラリーを実施例1で使用した多孔質ポリエチレンセパレータフィルムの両面に塗工することで、塗工層を形成した。ついで、塗工層が形成された基材層を水中に浸漬することで、NMPを除去した。これにより、基材層の両面に接着層が形成されたセパレータを作製した。接着層の厚みは両面合わせて2.8μm、塗工量は4.10g/m、であり、空隙率は51体積%であった。セパレータを水洗及び乾燥した後、熱機械分析等を行った。
(Comparative Example 2)
The same treatment as in Example 1 was performed except that a separator was produced in the following steps. Adhesive layer by dissolving and dispersing carboxylic acid-modified vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer (melting point 150 ° C.) and alumina particles used in Example 1 in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) A slurry was prepared. The volume ratio of the carboxylic acid-modified vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer and alumina particles was 20:80. Subsequently, the adhesive layer slurry was applied to both surfaces of the porous polyethylene separator film used in Example 1, thereby forming a coating layer. Next, NMP was removed by immersing the base material layer on which the coating layer was formed in water. This produced the separator by which the contact bonding layer was formed on both surfaces of the base material layer. The adhesive layer had a thickness of 2.8 μm on both sides, a coating amount of 4.10 g / m 2 , and a porosity of 51% by volume. After the separator was washed with water and dried, thermomechanical analysis and the like were performed.

セパレータの熱機械分析結果を図3及び図4に示す。図3のグラフL41は、ベースライン補正前の測定結果を示し、グラフL42はベースラインを示す。図4に示すグラフL43は、ベースライン補正後の測定結果を示す。グラフL43から明らかな通り、比較例2では、セパレータは加熱ともに一貫して厚みが減少する挙動を示した。また、変位量の極小値は0.27μmとなった。また、電解液及びセパレータの示差熱分析を行ったところ、85℃付近で吸熱ピークが観測された。また、圧着前二次電池を加熱加圧する際の加熱温度を85℃とした。巻回型二次電池を分解して空間Cの接着状態を確認したところ、空間Cではセパレータが電極に全く接着されていなかった。したがって、接着性の評価は「×」であった。寿命試験後の容量維持率は83%、寿命試験後の巻回型二次電池の外観は集電タブの間を通る中心線からやや折れ曲がって歪んだ状態であることが確認された。   The thermomechanical analysis results of the separator are shown in FIGS. A graph L41 in FIG. 3 shows a measurement result before baseline correction, and a graph L42 shows a baseline. A graph L43 shown in FIG. 4 shows the measurement result after baseline correction. As is clear from the graph L43, in Comparative Example 2, the separator showed a behavior in which the thickness decreased consistently with heating. The minimum value of the displacement amount was 0.27 μm. Moreover, when the differential thermal analysis of the electrolyte solution and the separator was performed, an endothermic peak was observed at around 85 ° C. Moreover, the heating temperature at the time of heat-pressing the secondary battery before pressure bonding was set to 85 ° C. When the wound secondary battery was disassembled and the adhesion state of the space C was confirmed, the separator was not adhered to the electrode in the space C at all. Therefore, the evaluation of adhesiveness was “x”. The capacity retention rate after the life test was 83%, and it was confirmed that the appearance of the wound secondary battery after the life test was slightly bent and distorted from the center line passing between the current collecting tabs.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can come up with various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. Of course, it is understood that these also belong to the technical scope of the present invention.

10 セパレータ
10a 基材層
10b 接着層
20 正極
20a 正極集電体
20b 正極活物質層
30 負極
30a 負極集電体
30b 負極活物質層
50 正極タブ
60 負極タブ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Separator 10a Base material layer 10b Adhesive layer 20 Positive electrode 20a Positive electrode collector 20b Positive electrode active material layer 30 Negative electrode 30a Negative electrode collector 30b Negative electrode active material layer 50 Positive electrode tab 60 Negative electrode tab

Claims (11)

基材層と、
前記基材層の少なくとも一方の表面に形成される接着層と、を備えた巻回型二次電池用セパレータであって、
1MのLiBFを炭酸プロピレンに溶解した評価用電解液に前記巻回型二次電池用セパレータを浸漬する工程と、
前記巻回型二次電池用セパレータを押下する押下部材に0.5MPaの一定荷重を掛けた状態で前記巻回型二次電池用セパレータを5℃/minの昇温速度で少なくとも125℃まで加熱し、各温度での前記押下部材の変位量を測定する工程と、からなる熱機械分析を行った場合に、75℃での前記押下部材の変位量と125℃での前記押下部材の変位量とを結ぶベースラインに対して0.1〜1.0μmの正の厚み変化があることを特徴とする、巻回型二次電池用セパレータ。
A base material layer;
An adhesive layer formed on at least one surface of the base material layer, and a separator for a wound secondary battery,
Immersing the wound secondary battery separator in an electrolytic electrolyte for evaluation in which 1M LiBF 4 is dissolved in propylene carbonate;
The winding type secondary battery separator is heated to at least 125 ° C. at a rate of 5 ° C./min with a constant load of 0.5 MPa applied to the pressing member for pressing the winding type secondary battery separator. And a step of measuring the displacement amount of the pressing member at each temperature, and when performing a thermomechanical analysis, the displacement amount of the pressing member at 75 ° C. and the displacement amount of the pressing member at 125 ° C. A separator for a wound secondary battery, characterized in that there is a positive thickness change of 0.1 to 1.0 μm with respect to a base line connecting the two.
前記接着層は、PVDF系高分子材料を含むことを特徴とする、請求項1記載の巻回型二次電池用セパレータ。   The separator for a wound secondary battery according to claim 1, wherein the adhesive layer includes a PVDF polymer material. 前記PVDF系高分子材料は、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン共重合体および、それらの変性物からなる群から選択されるいずれか1種以上であることを特徴とする、請求項2記載の巻回型二次電池用セパレータ。   The PVDF polymer material includes polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene-tetrafluoroethylene copolymer, and The separator for a wound secondary battery according to claim 2, wherein the separator is one or more selected from the group consisting of those modified products. 前記PVDF系高分子材料は、粒子形状となっていることを特徴とする、請求項2または3記載の巻回型二次電池用セパレータ。   The separator for a wound secondary battery according to claim 2 or 3, wherein the PVDF polymer material has a particle shape. 前記接着層は、耐熱粒子をさらに有し、前記耐熱粒子の総体積は、前記PVDF系高分子材料の総体積に対して100〜250体積%であることを特徴とする、請求項2〜4の何れか1項に記載の巻回型二次電池用セパレータ。   The adhesive layer further includes heat-resistant particles, and the total volume of the heat-resistant particles is 100 to 250% by volume with respect to the total volume of the PVDF polymer material. The separator for wound secondary batteries according to any one of the above. 前記接着層の空隙率が45体積%以下であることを特徴とする、請求項2〜5の何れか1項に記載の巻回型二次電池用セパレータ。   The separator for a wound secondary battery according to any one of claims 2 to 5, wherein a porosity of the adhesive layer is 45% by volume or less. 前記接着層の層厚が0.5〜1.5μmであることを特徴とする、請求項2〜6の何れか1項に記載の巻回型二次電池用セパレータ。   The separator for a wound secondary battery according to any one of claims 2 to 6, wherein the adhesive layer has a thickness of 0.5 to 1.5 µm. 接着層を構成する材料を含むスラリーを基材層上に塗工し、乾燥させることで、前記基材層上に前記接着層を形成する工程を含む巻回型二次電池用セパレータの製造方法であって、
前記巻回型二次電池用セパレータは、
1MのLiBFを炭酸プロピレンに溶解した評価用電解液に前記巻回型二次電池用セパレータを浸漬する工程と、
前記巻回型二次電池用セパレータを押下する押下部材に0.5MPaの一定荷重を掛けた状態で前記巻回型二次電池用セパレータを5℃/minの昇温速度で少なくとも125℃まで加熱し、各温度での前記押下部材の変位量を測定する工程と、からなる熱機械分析を行った場合に、75℃での前記押下部材の変位量と125℃での前記押下部材の変位量とを結ぶベースラインに対して0.1〜1.0μmの正の厚み変化があることを特徴とする、巻回型二次電池用セパレータの製造方法。
The manufacturing method of the separator for winding type secondary batteries including the process of forming the said adhesive layer on the said base material layer by applying the slurry containing the material which comprises an adhesive layer on a base material layer, and making it dry Because
The separator for a wound type secondary battery is:
Immersing the wound secondary battery separator in an electrolytic electrolyte for evaluation in which 1M LiBF 4 is dissolved in propylene carbonate;
The winding type secondary battery separator is heated to at least 125 ° C. at a rate of 5 ° C./min with a constant load of 0.5 MPa applied to the pressing member for pressing the winding type secondary battery separator. And a step of measuring the displacement amount of the pressing member at each temperature, and when performing a thermomechanical analysis, the displacement amount of the pressing member at 75 ° C. and the displacement amount of the pressing member at 125 ° C. A method for producing a separator for a wound secondary battery, wherein there is a positive thickness change of 0.1 to 1.0 μm with respect to a base line connecting the two.
正極と、
負極と、
前記正極と前記負極との間に介在する請求項1〜7の何れか1項に記載の巻回型二次電池用セパレータと、を含むことを特徴とする、扁平状巻回素子。
A positive electrode;
A negative electrode,
A flat wound element comprising: the wound secondary battery separator according to any one of claims 1 to 7 interposed between the positive electrode and the negative electrode.
請求項9記載の扁平状巻回素子と、
前記扁平状巻回素子が浸漬される二次電池用電解液と、を含み、
前記接着層は、
前記二次電池用電解液と前記二次電池用電解液と同質量の前記巻回型二次電池用セパレータとを密閉容器に封入し、5℃/minの昇温速度で前記二次電池用電解液と巻回型二次電池用セパレータとの混合物の示差熱分析を行った場合に、80〜105℃の範囲内で吸熱ピークを有することを特徴とする、巻回型二次電池。
The flat winding element according to claim 9,
An electrolyte for a secondary battery in which the flat winding element is immersed,
The adhesive layer is
The secondary battery electrolyte and the wound secondary battery separator having the same mass as the secondary battery electrolyte are sealed in a sealed container, and the secondary battery is heated at a rate of 5 ° C./min. A wound secondary battery having an endothermic peak in a range of 80 to 105 ° C when differential thermal analysis of a mixture of an electrolytic solution and a separator for a wound secondary battery is performed.
請求項10記載の巻回型二次電池の製造方法であって、
前記扁平状巻回素子及び前記二次電池用電解液を外装材に封入することで、圧着前二次電池を作製する工程と、
前記圧着前二次電池を、前記吸熱ピークが得られた温度±10℃の温度で加熱しながら圧縮することで、巻回型二次電池を作製する工程と、を含むことを特徴とする、巻回型二次電池の製造方法。
It is a manufacturing method of the winding type rechargeable battery according to claim 10,
A step of producing a secondary battery before pressure bonding by enclosing the flat wound element and the electrolyte for a secondary battery in an exterior material;
A step of producing a wound secondary battery by compressing the pre-crimped secondary battery while heating at a temperature of ± 10 ° C. at which the endothermic peak is obtained, A method for manufacturing a wound secondary battery.
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