JP2018181546A - Nonaqueous electrolyte secondary battery separator - Google Patents

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淳 魚住
Atsushi Uozumi
淳 魚住
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nonaqueous electrolyte secondary battery separator which has an adequate heat resistance although it is thin, and which allows the battery safety to be ensured by suppressing the degradation of the heat resistance with time.SOLUTION: A nonaqueous electrolyte secondary battery separator comprises: a fine porous film base; and a heat-resistant layer laminated on the film base. The fine porous film base is 40% or more in cross linking degree. In a 160°C-thrusting test which is performed with a needle having a curvature radius of 0.5 mm at its tip end at a thrusting rate of 2 mm/sec under a 160°C-atmosphere, the nonaqueous electrolyte secondary battery separator is 30 g or larger in 160°C-thrusting strength.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、非水電解質二次電池用セパレータに関する。   The present invention relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery separator.

近年、非水電解質二次電池の開発が、活発に行われている。通常、非水電解質二次電池には、微多孔膜を含むセパレータが正負極間に設けられている。セパレータは、正負極間の直接的な接触を防ぎ、かつ微多孔中に保持した電解液を通じてイオンを透過させる機能を有する。
ポリオレフィン微多孔膜は、電子絶縁体であるが、多孔構造によりイオン透過性を示すことから、非水電解質二次電池用のセパレータとして広く利用されている。ポリオレフィン微多孔膜は、非水電解質二次電池が異常発熱を起こした際に、熱溶融により多孔を閉塞させて、電解液中のイオン伝導を遮断し、電気化学反応の進行を停止させるシャットダウン機能も有する。
In recent years, development of non-aqueous electrolyte secondary batteries has been actively conducted. Usually, in the non-aqueous electrolyte secondary battery, a separator including a microporous film is provided between the positive and negative electrodes. The separator has a function of preventing direct contact between the positive and negative electrodes, and transmitting ions through the electrolytic solution held in the fine pores.
The microporous polyolefin membrane is an electronic insulator, but is widely used as a separator for non-aqueous electrolyte secondary batteries because it exhibits ion permeability due to its porous structure. A microporous polyolefin membrane is a shut-down function that blocks the conduction of ions in the electrolytic solution and stops the progress of the electrochemical reaction by closing the pores by heat melting when the non-aqueous electrolyte secondary battery causes abnormal heat generation. Also have.

このように優れたシャットダウン機能を有するポリオレフィン微多孔膜ではあるが、熱溶融時に大きく収縮する場合がある。たとえば、金属異物などの混入によりセパレータが破損して電極間に短絡が生じた際に、ジュール熱の発生により電池温度が上昇し、これよりポリオレフィン微多孔膜の熱収縮が起こり、この熱収縮によって短絡が進行して電池温度もさらに上昇する。
これに対して、特許文献1には、架橋処理が施されたポリエチレン微多孔膜に加熱処理を施すことにより、機械強度と透過性を低下させることなく経時的な強度劣化を無くすことが可能となることが開示されており、高強度かつ耐熱性に優れたポリエチレン微多孔膜として、架橋構造を有し、気孔率が20〜80%、平均孔径が0.001〜0.2μm、溶融突き刺し強度が0.01N以上、溶融突き刺し強度保持率が40%以上であることが記載されている。
特許文献2には、信頼性および高温下での安全性に優れたセパレータの製造方法について開示されており、具体的には、エネルギー線、特に紫外線の照射により重合可能なセパレータ形成用組成物をPET不織布からなる基材に塗布する工程と、前記基材に塗布した前記セパレータ形成用組成物の塗膜にエネルギー線を照射して、架橋構造を有する樹脂を形成する工程について記載されている。架橋構造を持つ塗膜及び耐熱層とにより、セパレータの収縮、溶融変形が抑えられ、そして電池短絡抑制や、高温下での安全性が確保できるとある。
Thus, although it is a polyolefin microporous membrane having an excellent shutdown function, it may shrink significantly during heat melting. For example, when the separator is broken due to the inclusion of metallic foreign matter or the like and a short circuit occurs between the electrodes, the battery temperature rises due to the generation of Joule heat, which causes heat shrinkage of the microporous polyolefin membrane. The short circuit progresses and the battery temperature also rises.
On the other hand, according to Patent Document 1, by subjecting the microporous polyethylene membrane subjected to the crosslinking treatment to heat treatment, it is possible to eliminate the temporal strength deterioration without lowering the mechanical strength and the permeability. It has been disclosed that as a microporous polyethylene film having high strength and excellent heat resistance, it has a crosslinked structure, a porosity of 20 to 80%, an average pore diameter of 0.001 to 0.2 .mu.m, and a melt piercing strength Of 0.01 N or more, and the retention of molten piercing strength is 40% or more.
Patent Document 2 discloses a method for producing a separator excellent in reliability and safety under high temperature, specifically, a composition for forming a separator that can be polymerized by irradiation of energy rays, particularly ultraviolet rays. It describes about the process of applying to the base material which consists of PET nonwoven fabric, and the process of irradiating a energy beam to the coat of the composition for separator formation applied to the base material, and forming resin which has a crosslinked structure. It is said that shrinkage and melt deformation of the separator can be suppressed by the coating film having a crosslinked structure and the heat resistant layer, and battery short circuit suppression and safety under high temperature can be ensured.

また、特許文献3には、ポリエチレン製微多孔膜を電子線照射して架橋した電子線架橋セパレータについて開示されており、該セパレータは、架橋していないポリエチレン製セパレータと比べて、破膜温度は上昇するが、その他のセパレータの物性(例えば、シャットダウン温度等)は全く変化せず、よってシャットダウン機能を十分に発揮しつつ、セパレータの破膜を抑制することができるとある。さらに、該セパレータ上に融点200℃以上の微多孔膜が積層されたセパレータを用いることで、セパレータの破膜温度が更に上昇し、セパレータの破膜を一層抑制することが記載されている。
さらに、特許文献4には、イオン透過性及び耐熱性に優れる、合成樹脂微多孔フィルムと被覆無機層とを有する非水電解液二次電池用セパレータについて開示されており、そこには、微小孔部を有するポリプロピレンからなる微多孔フィルムの表面にラジカル重合性化合物を塗布してから活性エネルギー線を照射することにより重合体被膜層を有するセパレータが得られ、そして該セパレータの高硬度、適度な弾性及び伸度さらには突刺強度等の機械的強度の低下抑制、耐熱性が向上することが記載されている。
しかしながら、上記の文献1〜4では、安全性を確保するために、機能層も含め膜厚を厚くして対処しているが、厚くなると一定体積に詰められる電極が少なくなり、また電池容量を上げられないという問題があった。また、特許文献4では、好適な基材としてポリプロピレンを用いているがゆえに、活性エネルギー線との併用によりセパレータの機械強度や耐熱性の経時劣化が抑制できないという問題があった。
Further, Patent Document 3 discloses an electron beam crosslinked separator in which a microporous film made of polyethylene is crosslinked by electron beam irradiation, and the separator has a film breaking temperature compared to a non-crosslinked polyethylene separator. Although the temperature rises, the other physical properties of the separator (for example, the shutdown temperature and the like) do not change at all, and thus it is possible to suppress the rupture of the separator while fully exhibiting the shutdown function. Furthermore, it is described that by using a separator in which a microporous film having a melting point of 200 ° C. or more is laminated on the separator, the rupture temperature of the separator is further raised to further suppress the rupture of the separator.
Furthermore, Patent Document 4 discloses a separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery having a synthetic resin microporous film and a coated inorganic layer, which are excellent in ion permeability and heat resistance, and micropores are disclosed therein. A radically polymerizable compound is coated on the surface of a microporous film made of polypropylene having a part and then irradiated with active energy rays to obtain a separator having a polymer film layer, and the high hardness and appropriate elasticity of the separator It is described that heat resistance is improved by suppressing reduction in mechanical strength such as puncture strength and elongation.
However, in the documents 1 to 4 above, in order to secure the safety, the film thickness including the functional layer is increased to cope with the problem, but as the thickness increases, the number of electrodes packed in a certain volume decreases, and the battery capacity is increased. There was a problem that it could not be raised. Moreover, in patent document 4, since polypropylene is used as a suitable base material, there existed a problem that the time-lapse deterioration of the mechanical strength and heat resistance of a separator can not be suppressed by combined use with an active energy ray.

特開第2004−123791号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 2004-123791 特開第2013−080691号公報JP, 2013-080691, A 特開第2017−012441号公報JP, 2017-012441, A 国際公開第2015/166949号International Publication No. 2015/166949

最近、リチウム二次電池には、高容量・高出力であるとともに上記のように優れた安全性が確保できることが望まれているが、特にセパレータには、より薄くて電池の高容量・高出力化が可能で、より耐熱性に優れ、なおかつ経時劣化も少ないものであることが切望されてきている。
これに対して、特許文献1〜4に記載のセパレータは所望されるような薄膜という観点からは、耐熱性や経時劣化になお改善の余地を残すものであった。
Recently, it is desirable for lithium secondary batteries to have high capacity and high output as well as to ensure excellent safety as described above, but especially for separators, it is thinner and the high capacity and high output of the battery It has been strongly hoped that it is possible to be used, which is more heat resistant and less likely to deteriorate with time.
On the other hand, the separators described in Patent Documents 1 to 4 still leave room for improvement in heat resistance and time-lapse deterioration from the viewpoint of a thin film as desired.

したがって、本発明は、薄くても耐熱性が十分で、しかも耐熱性の経時劣化が抑えられて電池の安全性が確保されている、非水電解質二次電池用セパレータを提供することを目的とする。   Therefore, it is an object of the present invention to provide a separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery, which is thin but sufficiently heat resistant, and in which the heat resistant deterioration with time is suppressed and the safety of the battery is secured. Do.

本発明者らは、鋭意検討の結果、上記課題を次の技術的手段により解決し得ることを見出した。
[1]微多孔膜基材に耐熱層が積層されたセパレータであって、前記微多孔膜基材の架橋度が40%以上であり、かつ先端の曲率半径0.5mmの針を用いて、突刺速度2mm/秒で、160℃の雰囲気下において行われる、160℃突き刺し試験における160℃突き刺し強度が20g以上であることを特徴とする非水電解質二次電池用セパレータ。
[2]前記160℃突き刺し強度を測定した前記微多孔膜基材を耐圧オートクレーブ内に入れ、圧縮空気で9.8MPaに加圧し、25℃で10日間保管した前後に測定される、前記微多孔膜基材の溶融突き刺し強度保持率が50%以上である、[1]に記載の非水電解質二次電池用セパレータ。
[3]前記微多孔膜基材が架橋構造を有する、[1]または[2]に記載の非水電解質二次電池用セパレータ。
[4]前記微多孔膜基材の厚さが12μm以下である、[1]〜[3]のいずれかに記載の非水電解質二次電池用セパレータ。
[5]前記耐熱層の厚さが3μm以下である、[1]〜[4]のいずれかに記載の非水電解質二次電池用セパレータ。
[6]前記微多孔膜基材がポリエチレンからなる、[1]〜[5]のいずれかに記載の非水電解質二次電池用セパレータ。
[7]前記耐熱層が無機粒子を含む、[1]〜[6]のいずれかに記載の非水電解質二次電池用セパレータ。
[8]前記[1]〜[7]のいずれかに記載の非水電解質二次電池用セパレータを含む二次電池。
[9]非水電解質二次電池用セパレータに電子線照射する工程を含む、[1]〜[8]のいずれかに記載の非水電解質二次電池用セパレータの製造方法。
MEANS TO SOLVE THE PROBLEM The present inventors discovered that the said subject could be solved with the following technical means, as a result of earnest examination.
[1] A separator having a heat-resistant layer laminated on a microporous membrane substrate, wherein the microporous membrane substrate has a degree of crosslinking of 40% or more and a needle having a curvature radius of 0.5 mm at the tip, A separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery characterized in that 160 ° C. piercing strength in a 160 ° C. piercing test performed at a piercing speed of 2 mm / sec under an atmosphere of 160 ° C. is 20 g or more.
[2] The microporous membrane base material for which the piercing strength is measured at 160 ° C. is placed in a pressure-resistant autoclave, pressurized to 9.8 MPa with compressed air, and measured before and after storage for 10 days at 25 ° C. The separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to [1], wherein the retention of molten piercing strength of the membrane substrate is 50% or more.
[3] The separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to [1] or [2], wherein the microporous membrane base has a crosslinked structure.
[4] The separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to any one of [1] to [3], wherein the thickness of the microporous membrane base is 12 μm or less.
[5] The separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to any one of [1] to [4], wherein the thickness of the heat-resistant layer is 3 μm or less.
[6] The separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to any one of [1] to [5], wherein the microporous membrane substrate is made of polyethylene.
[7] The non-aqueous electrolyte secondary battery separator according to any one of [1] to [6], wherein the heat-resistant layer contains inorganic particles.
[8] A secondary battery including the separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to any one of the above [1] to [7].
[9] The method for producing a separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to any one of [1] to [8], including the step of irradiating the non-aqueous electrolyte secondary battery separator with an electron beam.

本発明によれば、薄くても耐熱性が十分で、しかも耐熱性の経時劣化が抑えられ電池の安全性が確保されている非水電解質二次電池用セパレータが提供される。   According to the present invention, a separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery is provided which has sufficient heat resistance even if it is thin, and further suppresses heat deterioration due to aging and secures battery safety.

以下、本発明を実施するための形態(以下「本実施形態」と略記する)について、詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施されることができる。   Hereinafter, modes for carrying out the present invention (hereinafter abbreviated as “the present embodiment”) will be described in detail. In addition, this invention is not limited to the following embodiment, It can variously deform and implement within the range of the summary.

<非水電解質二次電池用セパレータ>
本発明の非水電解質二次電池セパレータ(以下、単に「セパレータ」ともいう)は、多孔性基材、及び多孔性基材の少なくとも片面に配置された耐熱層を含む。このセパレータは、多孔性基材及び耐熱層のみから成っていてもよいし、その他の層を有していてもよい。その他の層は、本発明のセパレータの膜厚が厚くなりすぎない程度に、多孔性基材の片面若しくは両面に、又は積層された多孔性基材層の中間層として、配置することができる。その他の層を有する面に耐熱層を配置する場合、これらの相互位置関係は任意である。
<Separator for non-aqueous electrolyte secondary battery>
The non-aqueous electrolyte secondary battery separator (hereinafter, also simply referred to as "separator") of the present invention comprises a porous substrate and a heat-resistant layer disposed on at least one side of the porous substrate. This separator may consist only of a porous substrate and a heat-resistant layer, and may have other layers. The other layers can be disposed on one side or both sides of the porous substrate or as an intermediate layer of the laminated porous substrate layer to such an extent that the thickness of the separator of the present invention is not too large. When the heat-resistant layer is disposed on the surface having the other layers, their mutual positional relationship is optional.

本発明の非水電解質二次電池セパレータを構成する各部材、及び非水電解質二次電池セパレータの製造方法の好ましい実施形態について、以下に説明する。   The preferred embodiments of the members constituting the non-aqueous electrolyte secondary battery separator of the present invention and the method of manufacturing the non-aqueous electrolyte secondary battery separator will be described below.

[微多孔膜基材]
本実施形態に用いる基材は、それ自体が、従来セパレータとして用いられていたものであってもよい。基材は、電子伝導性がなくイオン伝導性があり、有機溶媒の耐性が高く、かつ微細な孔径を有する多孔質膜であると好ましい。
[Microporous membrane substrate]
The base material used in the present embodiment may itself be one conventionally used as a separator. The substrate is preferably a porous film having no electron conductivity, ion conductivity, high resistance to an organic solvent, and a fine pore diameter.

微多孔膜としては、例えば、ポリオレフィン系(例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン及びポリ塩化ビニル)、及びそれらの混合物又はコポリマー等の樹脂を主成分として含む微多孔膜;ポリエチレンテレフタレート、ポリシクロオレフィン、ポリエーテルスルホン、ポリアミド、ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリアラミド、ポリシクロオレフィン、ナイロン、ポリテトラフルオロエチレン等の樹脂を主成分として含む微多孔膜;ポリオレフィン系繊維の織物(織布);ポリオレフィン系繊維の不織布;紙;並びに絶縁性物質粒子の集合体が挙げられる。これらの中でも、塗工工程を経てポリマー層を得る場合に塗工液の塗工性に優れ、セパレータの膜厚をより薄くして、電池等の蓄電デバイス内の活物質比率を高めて体積当たりの容量を増大させる観点から、ポリオレフィン系の樹脂を主成分として含むポリオレフィン微多孔膜が好ましい。なお、本明細書における「主成分として含む」とは、特定の成分又は部材を50質量%を超えて含むことを意味し、好ましくは75質量%以上、より好ましくは85質量%以上、更に好ましくは90質量%以上、なおも更に好ましくは95質量%以上、特に好ましくは98質量%以上含み、100質量%であってもよい。   As the microporous film, for example, a microporous film containing a resin such as a polyolefin (for example, polyethylene, polypropylene, polybutene and polyvinyl chloride) and a mixture or copolymer thereof as a main component; polyethylene terephthalate, polycycloolefin, poly A microporous film comprising a resin such as ether sulfone, polyamide, polyimide, polyimide amide, polyaramid, polycycloolefin, nylon, polytetrafluoroethylene or the like as a main component; woven fabric of polyolefin fiber (woven fabric); nonwoven fabric of polyolefin fiber; Paper; and aggregates of particles of insulating material. Among these, when obtaining a polymer layer through a coating process, it is excellent in the coating property of a coating liquid, thickness of a separator is made thinner, the active material ratio in electrical storage devices, such as a battery, is raised, and per volume From the viewpoint of increasing the volume of the film, a microporous polyolefin membrane containing a polyolefin resin as a main component is preferable. In the present specification, "containing as a main component" means that the content of the specific component or member exceeds 50% by mass, preferably 75% by mass or more, more preferably 85% by mass or more, and further preferably 90% by mass or more, still more preferably 95% by mass or more, particularly preferably 98% by mass or more, and may be 100% by mass.

本実施形態では、ポリオレフィン微多孔膜におけるポリオレフィン樹脂の含有量は、特に限定されないが、セパレータとして用いた場合のシャットダウン性能の観点から、多孔性基材を構成する全成分の50質量%以上100質量%以下をポリオレフィン樹脂が占めるポリオレフィン樹脂組成物から成る多孔膜であることが好ましい。ポリオレフィン樹脂が占める割合は、60質量%以上100質量%以下がより好ましく、70質量%以上100質量%以下であることが更に好ましい。   In the present embodiment, the content of the polyolefin resin in the microporous polyolefin membrane is not particularly limited, but from the viewpoint of the shutdown performance when used as a separator, 50% by mass or more and 100% by mass of all components constituting the porous substrate It is preferable that it is a porous film which consists of a polyolefin resin composition which polyolefin resin occupies by% or less. The proportion of the polyolefin resin is more preferably 60% by mass to 100% by mass, and still more preferably 70% by mass to 100% by mass.

ポリオレフィン樹脂は、特に限定されないが、通常の押出、射出、インフレーション、及びブロー成形に使用するポリオレフィン樹脂でよく、エチレン、プロピレン、1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘキセン、及び1−オクテン等のホモポリマー及びコポリマー、多段ポリマー等を使用することができる。これらのホモポリマー、コポリマー及び多段ポリマーから成る群から選ばれるポリオレフィンを単独で、又は混合して使用することもできる。   The polyolefin resin is not particularly limited, but may be a polyolefin resin used for ordinary extrusion, injection, inflation and blow molding, and ethylene, propylene, 1-butene, 4-methyl-1-pentene, 1-hexene and 1 Homo- and copolymers such as octene, multistage polymers etc. can be used. Polyolefins selected from the group consisting of these homopolymers, copolymers and multistage polymers can be used alone or in combination.

ポリオレフィン樹脂の代表例としては、低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、アイソタクティックポリプロピレン、アタクティックポリプロピレン、エチレン−プロピレンランダムコポリマー、ポリブテン、エチレンプロピレンラバー等が挙げられる。   Representative examples of polyolefin resin include low density polyethylene, linear low density polyethylene, medium density polyethylene, high density polyethylene, ultra high molecular weight polyethylene, isotactic polypropylene, atactic polypropylene, ethylene-propylene random copolymer, polybutene, ethylene propylene Rubber etc. are mentioned.

セパレータとして使用するポリオレフィン微多孔膜基材の材料としては、低融点であり、かつ高強度であることから、特に高密度ポリエチレンを主成分とする樹脂を使用することが好ましい。柔軟性を付与するために、これらのポリエチレンを2種以上を混合してもよい。これらのポリエチレンの製造の際に用いられる重合触媒も特に制限はなく、例えば、チーグラー・ナッタ系触媒、フィリップス系触媒及びメタロセン系触媒が挙げられる。   As a material of the polyolefin microporous membrane base used as a separator, it is preferable to use a resin mainly composed of high density polyethylene, because it has a low melting point and high strength. Two or more of these polyethylenes may be mixed to impart flexibility. The polymerization catalyst used in the production of these polyethylenes is also not particularly limited, and examples thereof include Ziegler-Natta catalysts, Phillips catalysts and metallocene catalysts.

ポリオレフィン微多孔膜基材の耐熱性を向上させるために、ポリプロピレンと、ポリプロピレン以外のポリオレフィン樹脂とを含む樹脂組成物から成る多孔膜を用いることがより好ましい。ポリプロピレンの立体構造は、限定されるものではなく、アイソタクティックポリプロピレン、シンジオタクティックポリプロピレン及びアタクティックポリプロピレンのいずれでもよい。
ポリオレフィン樹脂組成物中の総ポリオレフィンに対するポリプロピレンの割合は、特に限定されないが、耐熱性と良好なシャットダウン機能の両立の観点から、1〜35質量%であることが好ましく、より好ましくは3〜20質量%、更に好ましくは4〜10質量%である。
また、重合触媒も特に制限はなく、例えば、チーグラー・ナッタ系触媒及びメタロセン系触媒が挙げられる。
この場合、ポリプロピレン以外のポリオレフィン樹脂としては、特に限定されるものではなく、例えば、エチレン、1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン等のオレフィン炭化水素のホモポリマー又はコポリマーが挙げられる。具体的には、ポリプロピレン以外のポリオレフィン樹脂としては、ポリエチレン、ポリブテン、エチレン−プロピレンランダムコポリマー等が挙げられる。
In order to improve the heat resistance of the polyolefin microporous membrane base, it is more preferable to use a porous membrane made of a resin composition containing polypropylene and a polyolefin resin other than polypropylene. The steric structure of polypropylene is not limited, and may be any of isotactic polypropylene, syndiotactic polypropylene and atactic polypropylene.
The proportion of polypropylene to the total polyolefin in the polyolefin resin composition is not particularly limited, but is preferably 1 to 35% by mass, more preferably 3 to 20% by mass, from the viewpoint of achieving both heat resistance and a good shutdown function. %, More preferably 4 to 10% by mass.
Further, the polymerization catalyst is also not particularly limited, and examples thereof include Ziegler-Natta catalysts and metallocene catalysts.
In this case, polyolefin resins other than polypropylene are not particularly limited, and, for example, homopolymers of olefin hydrocarbons such as ethylene, 1-butene, 4-methyl-1-pentene, 1-hexene and 1-octene Or copolymers. Specifically, as polyolefin resins other than polypropylene, polyethylene, polybutene, ethylene-propylene random copolymer and the like can be mentioned.

ポリオレフィン微多孔膜基材の孔が熱溶融により閉塞するシャットダウン特性の観点から、ポリプロピレン以外のポリオレフィン樹脂として、低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン等のポリエチレンを用いることが好ましい。これらの中でも、強度の観点から、JIS K7112に従って測定した密度が0.93g/cm以上であるポリエチレンを使用することがより好ましい。 Low-density polyethylene, linear low-density polyethylene, medium-density polyethylene, high-density polyethylene, ultra-high-molecular-weight polyethylene, etc. as polyolefin resins other than polypropylene from the viewpoint of shutdown characteristics in which the pores of the polyolefin microporous membrane base are closed by heat melting. It is preferable to use the following polyethylene. Among these, from the viewpoint of strength, it is more preferable to use polyethylene having a density of 0.93 g / cm 3 or more measured according to JIS K7112.

ポリオレフィン微多孔膜基材を構成するポリオレフィン樹脂の粘度平均分子量は、特に限定されないが、30,000以上12,000,000以下であることが好ましく、より好ましくは50,000以上2,000,000未満、更に好ましくは100,000以上1,000,000未満である。粘度平均分子量が30,000以上であると、溶融成形の際のメルトテンションが大きくなり成形性が良好になると共に、ポリマー同士の絡み合いにより高強度となる傾向にあるため好ましい。一方、粘度平均分子量が12,000,000以下であると、均一に溶融混練をすることが容易となり、シートの成形性、特に厚み安定性に優れる傾向にあるため好ましい。更に、粘度平均分子量が1,000,000未満であると、温度上昇時に孔を閉塞し易く、良好なシャットダウン機能が得られる傾向にあるため、より好ましい。   The viscosity average molecular weight of the polyolefin resin constituting the polyolefin microporous membrane base is not particularly limited, but is preferably 30,000 or more and 12,000,000 or less, more preferably 50,000 or more and 2,000,000. It is less than, more preferably 100,000 or more and less than 1,000,000. When the viscosity average molecular weight is 30,000 or more, the melt tension at the time of melt molding is increased, the moldability is improved, and entanglement between polymers tends to result in high strength, which is preferable. On the other hand, when the viscosity average molecular weight is 12,000,000 or less, it becomes easy to melt and knead uniformly, which is preferable because it tends to be excellent in sheet formability, particularly thickness stability. Furthermore, a viscosity average molecular weight of less than 1,000,000 is more preferable because the pores tend to be clogged when the temperature rises and a good shutdown function tends to be obtained.

粘度平均分子量(Mv)は、ASTM−D4020に基づき、溶剤としてデカリンを用い、測定温度135℃で測定された極限粘度[η]から、下記式:
ポリエチレン:[η]=6.77×10−4Mv0.67(Chiangの式)
ポリプロピレン:[η]=1.10×10−4Mv0.80
により算出される。
The viscosity-average molecular weight (Mv) is determined according to ASTM-D4020 from the limiting viscosity [η] measured at a measurement temperature of 135 ° C. using decalin as a solvent, and the following formula:
Polyethylene: [η] = 6.77 × 10 −4 Mv 0.67 (Chiang's formula)
Polypropylene: [η] = 1.10 × 10 −4 Mv 0.80
Calculated by

例えば、粘度平均分子量が1,000,000未満のポリオレフィンを単独で使用する代わりに、粘度平均分子量が2,000,000のポリオレフィンと粘度平均分子量が270,000のポリオレフィンの混合物であって、その粘度平均分子量が1,000,000未満の混合物を用いてもよい。   For example, instead of using a polyolefin having a viscosity average molecular weight of less than 1,000,000 alone, it is a mixture of a polyolefin having a viscosity average molecular weight of 2,000,000 and a polyolefin having a viscosity average molecular weight of 270,000, A mixture having a viscosity average molecular weight of less than 1,000,000 may be used.

本実施形態におけるポリオレフィン微多孔膜基材は、任意の添加剤を含有することができる。添加剤としては、特に限定されず、例えば、ポリオレフィン以外のポリマー;無機粒子;フェノール系、リン系、イオウ系等の酸化防止剤;ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛等の金属石鹸類;紫外線吸収剤;光安定剤;帯電防止剤;防曇剤;着色顔料等が挙げられる。
これらの添加剤の合計含有量は、ポリオレフィン樹脂組成物100質量部に対して、0.001質量部以上20質量部以下であることが好ましく、より好ましくは10質量部以下、更に好ましくは5質量部以下である。
The polyolefin microporous membrane substrate in the present embodiment can contain any additive. The additive is not particularly limited. For example, polymers other than polyolefins; inorganic particles; antioxidants such as phenol type, phosphorus type and sulfur type; metal soaps such as calcium stearate and zinc stearate; UV absorbers; Light stabilizers; antistatic agents; antifogging agents; color pigments etc. may be mentioned.
The total content of these additives is preferably 0.001 parts by mass or more and 20 parts by mass or less, more preferably 10 parts by mass or less, still more preferably 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyolefin resin composition. Part or less.

本実施形態におけるポリオレフィン微多孔膜基材の気孔率は、特に限定されないが、好ましくは20%以上、より好ましくは35%以上であり、好ましくは90%以下、好ましくは80%以下である。気孔率を20%以上とすることは、セパレータのイオン透過性を確保する観点から好ましい。一方、気孔率を90%以下とすることは、突刺強度を確保する観点から好ましい。本明細書では、気孔率は、例えば、ポリオレフィン微多孔膜基材の体積(cm)、質量(g)、膜密度(g/cm)から、下記数式:
気孔率=(体積−質量/膜密度)/体積×100
により求めることができる。例えば、ポリエチレンから成るポリオレフィン微多孔膜基材の場合には、膜密度を0.95(g/cm)と仮定して気孔率を計算することができる。気孔率は、ポリオレフィン微多孔膜基材の延伸倍率の変更等により調節可能である。
The porosity of the microporous polyolefin membrane substrate in the present embodiment is not particularly limited, but is preferably 20% or more, more preferably 35% or more, and preferably 90% or less, preferably 80% or less. Setting the porosity to 20% or more is preferable from the viewpoint of securing the ion permeability of the separator. On the other hand, setting the porosity to 90% or less is preferable from the viewpoint of securing the piercing strength. In the present specification, the porosity can be determined, for example, from the volume (cm 3 ), mass (g), and film density (g / cm 3 ) of the polyolefin microporous membrane substrate,
Porosity = (volume-mass / film density) / volume x 100
It can be determined by For example, in the case of a polyolefin microporous membrane base composed of polyethylene, the porosity can be calculated assuming a membrane density of 0.95 (g / cm 3 ). The porosity can be adjusted by, for example, changing the draw ratio of the polyolefin microporous membrane substrate.

本実施形態におけるポリオレフィン微多孔膜基材の透気度は、特に限定されないが、好ましくは10秒/100cc以上、より好ましくは50秒/100cc以上であり、好ましくは1,000秒/100cc以下、より好ましくは500秒/100cc以下である。透気度を10秒/100cc以上とすることは、非水電解質二次電池の自己放電を抑制する観点から好ましい。一方、透気度を1,000秒/100cc以下とすることは、良好な充放電特性を得る観点から好ましい。本明細書では、透気度は、JIS P−8117に準拠して測定される透気抵抗度である。透気度は、多孔性基材の延伸温度及び/又は延伸倍率の変更等により調節可能である。   The air permeability of the polyolefin microporous membrane substrate in the present embodiment is not particularly limited, but is preferably 10 seconds / 100 cc or more, more preferably 50 seconds / 100 cc or more, and preferably 1,000 seconds / 100 cc or less. More preferably, it is 500 seconds / 100 cc or less. Setting the air permeability to 10 seconds / 100 cc or more is preferable from the viewpoint of suppressing the self-discharge of the non-aqueous electrolyte secondary battery. On the other hand, setting the air permeability to 1,000 seconds / 100 cc or less is preferable from the viewpoint of obtaining good charge and discharge characteristics. As used herein, air permeability is air permeability measured in accordance with JIS P-8117. The air permeability can be adjusted by changing the stretching temperature and / or the stretching ratio of the porous substrate.

本実施形態におけるポリオレフィン微多孔膜基材の平均孔径は、好ましくは0.15μm以下、より好ましくは0.1μm以下であり、そして好ましくは0.01μm以上である。平均孔径を0.15μm以下とすることは、非水電解質二次電池の自己放電を抑制し、かつ容量低下を抑制する観点から好適である。平均孔径は、ポリオレフィン微多孔膜基材を製造する際の延伸倍率の変更等により調節可能である。   The average pore diameter of the polyolefin microporous membrane substrate in the present embodiment is preferably 0.15 μm or less, more preferably 0.1 μm or less, and preferably 0.01 μm or more. Setting the average pore diameter to 0.15 μm or less is preferable from the viewpoint of suppressing the self-discharge of the non-aqueous electrolyte secondary battery and suppressing the capacity decrease. The average pore size can be adjusted by, for example, changing the draw ratio at the time of producing the microporous polyolefin membrane substrate.

本実施形態におけるポリオレフィン微多孔膜基材の突刺強度は、特に限定されないが、好ましくは200g/20μm以上、より好ましくは300g/20μm以上であり、好ましくは2,000g/20μm以下、より好ましくは1,000g/20μm以下である。突刺強度が200g/20μm以上であることは、電池捲回時における脱落した活物質等による破膜を抑制する観点、及び充放電に伴う電極の膨張収縮による短絡を抑制する観点から好ましい。一方、突刺強度が2,000g/20μm以下であることは、加熱時の配向緩和による幅収縮を低減する観点から好ましい。突刺強度は、実施例の記載の方法により測定される。突刺強度は、ポリオレフィン多孔性基材の延伸倍率及び/又は延伸温度等を調整することにより調節可能である。   The puncture strength of the microporous polyolefin membrane substrate in the present embodiment is not particularly limited, but is preferably 200 g / 20 μm or more, more preferably 300 g / 20 μm or more, preferably 2,000 g / 20 μm or less, more preferably 1 Or less. The piercing strength of 200 g / 20 μm or more is preferable from the viewpoint of suppressing membrane breakage due to the dropped active material or the like during battery winding and from the viewpoint of suppressing short circuit due to expansion and contraction of the electrode accompanying charge and discharge. On the other hand, a piercing strength of 2,000 g / 20 μm or less is preferable from the viewpoint of reducing width shrinkage due to orientation relaxation at the time of heating. The puncture strength is measured by the method described in the examples. The puncture strength can be adjusted by adjusting the stretching ratio and / or stretching temperature of the polyolefin porous substrate.

本実施形態におけるポリオレフィン微多孔膜基材の膜厚は、特に限定されないが、好ましくは2μm以上、より好ましくは5μm以上であり、好ましくは50μm以下、より好ましくは30μm以下、更に好ましくは12μm以下である。この膜厚を2μm以上とすることは、機械強度を向上させる観点から好ましい。一方、この膜厚を50μm以下とすることは、電池におけるセパレータの占有体積が減るため、電池の高容量化に有利となる傾向があるため好ましい。   The film thickness of the polyolefin microporous membrane substrate in the present embodiment is not particularly limited, but is preferably 2 μm or more, more preferably 5 μm or more, preferably 50 μm or less, more preferably 30 μm or less, still more preferably 12 μm or less is there. It is preferable from the viewpoint of improving the mechanical strength that the film thickness be 2 μm or more. On the other hand, setting the film thickness to 50 μm or less is preferable because the occupied volume of the separator in the battery is reduced, which tends to be advantageous for increasing the capacity of the battery.

本実施形態に係るポリオレフィン微多孔膜基材は以下の製造方法により製造されることが好ましいが、これに限定されるものではない。
ポリオレフィン微多孔膜基材の製造方法は、(1)ゲル状延伸膜を作成する工程(以下、ゲル状延伸膜作成工程と称す。)(2)該ゲル状延伸膜に少なくとも1回の架橋処理を施す工程(以下、架橋工程と称す。)、(3)該架橋処理膜を110℃以上の温度で加熱処理する工程(以下、ラジカル失活工程と称す。)、(4)該加熱処理膜に含まれる可塑剤を抽出除去する工程(以下、抽出工程と称す。)に分けることができる。
上記(1)の工程の後に、(2)と(3)の工程を経ずに(4)の工程に進み、そのあとで架橋処理を行い、引き続いて(3)の加熱処理を行っても構わない。
ここで、ゲル状とはポリオレフィンと、少なくとも1成分の可塑剤からなる組成物を指している。ゲル状延伸膜とは、ポリオレフィンの分子鎖が少なくとも1軸方向に配向した状態にあるゲル状組成物を指す。
The polyolefin microporous membrane base according to the present embodiment is preferably produced by the following production method, but is not limited thereto.
The method for producing a microporous polyolefin membrane substrate comprises the steps of (1) forming a gel-like stretched film (hereinafter referred to as a gel-like stretched film forming step) (2) crosslinking the gel-like stretched film at least once (Hereinafter referred to as a crosslinking step), (3) a step of heat treating the crosslinked film at a temperature of 110 ° C. or more (hereinafter referred to as a radical deactivation step), (4) the heat treated film Can be divided into the step of extracting and removing the plasticizer contained in (hereinafter referred to as the extraction step).
After the above process (1), proceed to the process of (4) without going through the processes of (2) and (3), and then carry out the crosslinking treatment, and then carry out the heat treatment of (3) I do not care.
Here, gel-like refers to a composition comprising a polyolefin and at least one plasticizer. The gel-like stretched film refers to a gel-like composition in which the molecular chains of the polyolefin are oriented in at least one axial direction.

(ゲル状延伸膜作成)
ゲル状延伸膜を作成する方法は特に限定されないが、例えばポリオレフィンと可塑剤を溶融混練した後に冷却固化させたシートを少なくとも1軸方向に延伸する方法、またはポリオレフィンシートを少なくとも1軸方向に延伸した後、該延伸膜を可塑剤で膨潤させる方法等が利用できる。
ゲル状組成物を作成する際に使用する可塑剤とは、ポリオレフィンに対して膨潤性のある液体であり、例えば流動パラフィンなどの炭化水素、低級脂肪族アルコール、低級脂肪族ケトン、含窒素有機化合物、エーテル、グリコール、低級脂肪族エステル、シリコンオイルなどであり、これらを単独あるいは組み合わせて使用することができる。
(Gel-like stretched film preparation)
The method of forming a gel-like stretched film is not particularly limited. For example, a method of stretching a sheet solidified by cooling and solidifying after melt-kneading a polyolefin and a plasticizer in at least one uniaxial direction, or stretching a polyolefin sheet in at least one uniaxial direction After that, a method of swelling the stretched film with a plasticizer can be used.
The plasticizer used when preparing the gel-like composition is a liquid which is swellable with respect to the polyolefin, and examples thereof include hydrocarbons such as liquid paraffin, lower aliphatic alcohols, lower aliphatic ketones, and nitrogen-containing organic compounds. And ethers, glycols, lower aliphatic esters, silicone oils, etc., which may be used alone or in combination.

[耐熱層]
本実施形態では、耐熱層が、微多孔膜基材の少なくとも片面に配置される。
微多孔膜基材上に配置される耐熱層の厚さは、基材の片面当たり、0.1μm以上であることがより好ましい。また、この厚さは、5μm以下であることが好ましく、4μm以下であることがより好ましく、3μm以下であることが更に好ましい。耐熱層の厚さを0.1μm以上に調整することは、耐熱性を確保するために好ましい。耐熱層の厚さを5μm以下に調整することは、セパレータのイオン透過性の低下を抑制する観点から好ましい。
[Heat resistant layer]
In the present embodiment, the heat-resistant layer is disposed on at least one side of the microporous membrane substrate.
The thickness of the heat-resistant layer disposed on the microporous membrane substrate is more preferably 0.1 μm or more per side of the substrate. The thickness is preferably 5 μm or less, more preferably 4 μm or less, and still more preferably 3 μm or less. It is preferable to adjust the thickness of the heat-resistant layer to 0.1 μm or more in order to secure the heat resistance. It is preferable to adjust the thickness of the heat-resistant layer to 5 μm or less from the viewpoint of suppressing the decrease in ion permeability of the separator.

本実施形態では、微多孔膜基材上に配置されている耐熱層の厚さは、下記実施例に記載の方法に準じて測定される。例えば、基材に塗布する塗布液の塗布量、塗布方法及び塗布条件を変更することにより調整することができる。   In the present embodiment, the thickness of the heat-resistant layer disposed on the microporous membrane substrate is measured according to the method described in the following examples. For example, it can adjust by changing the application quantity of the coating liquid apply | coated to a base material, the coating method, and coating conditions.

(無機フィラー及び樹脂微粒子フィラー)
耐熱層に含まれる無機フィラーは、限定されるものではないが、200℃以上の融点を有し、電気絶縁性が高く、かつリチウムイオン二次電池の使用範囲で電気化学的に安定であることが好ましい。
無機フィラーとしては、特に限定されないが、例えば、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア、マグネシア、セリア、イットリア、酸化亜鉛、酸化鉄等の酸化物系セラミックス;窒化ケイ素、窒化チタン、窒化ホウ素等の窒化物系セラミックス;シリコンカーバイド、炭酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウム、水酸化アルミニウム、水酸化酸化アルミニウム、チタン酸カリウム、タルク、カオリナイト、ディカイト、ナクライト、ハロイサイト、パイロフィライト、モンモリロナイト、セリサイト、マイカ、アメサイト、ベントナイト、アスベスト、ゼオライト、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ藻土、ケイ砂等のセラミックス;ガラス繊維等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよいし、複数を併用してもよい。
これらの中でも、電気化学的安定性及びセパレータの耐熱特性を向上させる観点から、アルミナ、水酸化酸化アルミニウム等の酸化アルミニウム化合物;及びカオリナイト、ディカイト、ナクライト、ハロイサイト、パイロフィライト等の、イオン交換能を持たないケイ酸アルミニウム化合物が好ましい。
(Inorganic filler and resin particle filler)
Although the inorganic filler contained in the heat-resistant layer is not limited, it has a melting point of 200 ° C. or higher, has high electrical insulation, and is electrochemically stable in the use range of the lithium ion secondary battery Is preferred.
The inorganic filler is not particularly limited, but, for example, oxide-based ceramics such as alumina, silica, titania, zirconia, magnesia, ceria, yttria, zinc oxide and iron oxide; nitrides such as silicon nitride, titanium nitride and boron nitride Based ceramics; Silicon carbide, calcium carbonate, magnesium sulfate, aluminum sulfate, aluminum hydroxide, aluminum hydroxide oxide, potassium titanate, talc, kaolinite, dicite, nacrite, halloysite, pyrophyllite, montmorillonite, cericite, mica, Ceramics such as amesite, bentonite, asbestos, zeolite, calcium silicate, magnesium silicate, diatomaceous earth, silica sand, glass fibers, etc. may be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.
Among them, from the viewpoint of improving the electrochemical stability and the heat resistance of the separator, aluminum oxide compounds such as alumina and aluminum hydroxide oxide; and ion exchange such as kaolinite, dicite, nacrite, halloysite and pyrophyllite Aluminum silicate compounds having no function are preferred.

酸化アルミニウム化合物としては、水酸化酸化アルミニウム(AlO(OH))が特に好ましい。水酸化酸化アルミニウムの具体例としては、リチウムデンドライトの発生に起因する内部短絡を防止する観点から、ベーマイトがより好ましい。ベーマイトを主成分とする無機フィラーを含む耐熱層は、高いイオン透過性を維持しながら、軽量化及び薄膜化されたとしても微多孔膜基材の高温での熱収縮を抑制し、かつ優れた耐熱性を発現する傾向にある。非水電解質二次電池の特性に悪影響を与えるイオン性不純物を低減するという観点から、合成ベーマイトが更に好ましい。   As the aluminum oxide compound, aluminum hydroxide oxide (AlO (OH)) is particularly preferable. As a specific example of aluminum hydroxide oxide, boehmite is more preferable from the viewpoint of preventing internal short circuit caused by generation of lithium dendrite. A heat-resistant layer containing an inorganic filler containing boehmite as a main component suppresses heat shrinkage of the microporous membrane substrate at high temperature even if it is reduced in weight and thickness while maintaining high ion permeability, and is excellent It tends to develop heat resistance. Synthetic boehmite is more preferable from the viewpoint of reducing ionic impurities that adversely affect the characteristics of the non-aqueous electrolyte secondary battery.

イオン交換能を持たないケイ酸アルミニウム化合物としては、安価で入手も容易なため、主としてカオリン鉱物から構成されているカオリンがより好ましい。カオリンには、湿式カオリン及びこれを焼成処理して成る焼成カオリンが知られている。本実施形態では、焼成カオリンは、焼成処理の際に、結晶水が放出されており、更に不純物も除去されていることから、電気化学的安定性の観点で特に好ましい。   As the aluminum silicate compound having no ion exchange ability, kaolin composed mainly of kaolin mineral is more preferable since it is inexpensive and easily available. As kaolin, wet kaolin and calcined kaolin obtained by calcining the same are known. In the present embodiment, calcined kaolin is particularly preferable from the viewpoint of electrochemical stability because crystal water is released during the calcination treatment and impurities are further removed.

耐熱層を構成するフィラーとして樹脂微粒子フィラーを含むことができる。
樹脂フィラーとしては、耐熱性及び電気絶縁性を有し、電池中の非水電解質に対して安定であり、かつ電池の作動電圧範囲において酸化還元され難い電気化学的に安定な樹脂で構成されたものが好ましい。このような樹脂微粒子を形成するための樹脂としては、スチレン樹脂(ポリスチレンなど)、スチレンブタジエンゴム、アクリル樹脂(ポリメチルメタクリレートなど)、ポリアルキレンオキシド(ポリエチレンオキシドなど)、フッ素樹脂(ポリフッ化ビニリデンなど)及びこれらの誘導体から成る群から選ばれる少なくとも1種の樹脂の架橋体;尿素樹脂;ポリウレタン;などが例示できる。
また、とりわけ耐熱性や電気絶縁性に優れるポリアミド微粒子やポリイミド微粒子なども使用することができる。
樹脂微粒子フィラーには、上記で例示された樹脂を1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。また、樹脂微粒子フィラーは、必要に応じて、樹脂に添加されることができる公知の添加剤、例えば、酸化防止剤などを含有してもよい。
A resin fine particle filler can be included as a filler which comprises a heat-resistant layer.
The resin filler is composed of an electrochemically stable resin which has heat resistance and electrical insulation, is stable to the non-aqueous electrolyte in the battery, and is difficult to be reduced and reduced in the operating voltage range of the battery. Is preferred. As a resin for forming such resin fine particles, styrene resin (polystyrene etc.), styrene butadiene rubber, acrylic resin (polymethyl methacrylate etc.), polyalkylene oxide (polyethylene oxide etc.), fluorine resin (polyvinylidene fluoride etc.) And crosslinked products of at least one resin selected from the group consisting of these derivatives; urea resins; polyurethanes; and the like.
Further, polyamide fine particles, polyimide fine particles and the like, which are particularly excellent in heat resistance and electrical insulation, can also be used.
As the resin fine particle filler, the resins exemplified above may be used alone or in combination of two or more. The fine resin particle filler may contain, if necessary, known additives which can be added to the resin, such as an antioxidant.

無機フィラー及び樹脂微粒子フィラーの平均粒径は、好ましくは0.1μmを超え、さらに好ましくは0.3μmを超える。無機フィラー及び樹脂微粒子フィラーの平均粒径の上限は、好ましくは4.0μm以下であり、より好ましくは3.5μm以下であり、さらに好ましくは3.0μm以下である。無機フィラー及び樹脂微粒子フィラーの平均粒径を上記範囲に調整することは、耐熱層の厚さが薄い場合であっても、高温での熱収縮をより抑制できる傾向にある。   The average particle diameter of the inorganic filler and the resin fine particle filler is preferably more than 0.1 μm, and more preferably more than 0.3 μm. The upper limit of the average particle diameter of the inorganic filler and the fine resin particle filler is preferably 4.0 μm or less, more preferably 3.5 μm or less, and still more preferably 3.0 μm or less. Adjusting the average particle diameter of the inorganic filler and the resin fine particle filler to the above range tends to further suppress the thermal contraction at high temperature even when the thickness of the heat-resistant layer is thin.

無機フィラー及び樹脂微粒子フィラーの粒度分布については、最小粒径が0.001μm以上であることが好ましく、0.005μm以上がより好ましく、0.01μm以上が更に好ましく、そして最大粒径が、20μm以下であることが好ましく、10μm以下がより好ましく、7μm以下が更に好ましい。さらに、最大粒径/平均粒径の比率は、50以下が好ましく、30以下がより好ましく、20以下が更に好ましい。このように無機フィラー及び樹脂微粒子フィラーの粒度分布を調整することは、高温でのセパレータの熱収縮を抑制する観点から好ましい。   With respect to the particle size distribution of the inorganic filler and the resin fine particle filler, the minimum particle size is preferably 0.001 μm or more, more preferably 0.005 μm or more, still more preferably 0.01 μm or more, and the maximum particle size is 20 μm or less Is preferably 10 μm or less, more preferably 7 μm or less. Furthermore, the ratio of the maximum particle diameter / average particle diameter is preferably 50 or less, more preferably 30 or less, and still more preferably 20 or less. Thus, adjusting the particle size distribution of the inorganic filler and the resin fine particle filler is preferable from the viewpoint of suppressing the thermal contraction of the separator at high temperature.

無機フィラー及び樹脂微粒子フィラーの粒径及びその分布を調整する方法としては、例えば、ボールミル、ビーズミル、ジェットミル等の粉砕装置で無機フィラー及び樹脂微粒子フィラーを粉砕する方法等を挙げることができる。   As a method of adjusting the particle size of the inorganic filler and the resin fine particle filler and the distribution thereof, for example, a method of grinding the inorganic filler and the resin fine particle filler with a grinding device such as a ball mill, bead mill or jet mill can be mentioned.

無機フィラー及び樹脂微粒子フィラーの形状としては、例えば、板状、鱗片状、針状、柱状、球状、多面体状、塊状等が挙げられる。これらの形状を有する無機フィラーの複数種又は樹脂微粒子フィラーの複数種を用いてもよいし、無機フィラー又は樹脂微粒子の各々一種類以上を組み合わせて用いても良い。   Examples of the shape of the inorganic filler and the resin fine particle filler include plate, scale, needle, column, sphere, polyhedron, and mass. A plurality of types of inorganic fillers having these shapes or a plurality of types of resin fine particle fillers may be used, or one or more types of inorganic fillers or resin fine particles may be used in combination.

無機フィラー及び樹脂微粒子フィラーの耐熱層における無機粒子の含有量は、多孔層100質量%に対して、好ましくは40質量%以上100質量%未満であり、より好ましくは50〜99.99質量%であり、さらに好ましくは60〜99.9質量%であり、特に好ましくは70〜99質量%である。無機フィラー及び樹脂微粒子フィラーの含有量が上記範囲内であることにより、無機フィラー及び樹脂微粒子フィラーの結着性、セパレータの透過性及び耐熱性等がより向上する傾向にある。   The content of the inorganic particles in the heat-resistant layer of the inorganic filler and the resin fine particle filler is preferably 40% by mass to less than 100% by mass, and more preferably 50 to 99.99% by mass with respect to 100% by mass of the porous layer. More preferably, it is 60 to 99.9% by mass, and particularly preferably 70 to 99% by mass. When the content of the inorganic filler and the resin particle filler is in the above range, the binding properties of the inorganic filler and the resin particle filler, the permeability of the separator, the heat resistance, and the like tend to be further improved.

(バインダ)
本実施形態における耐熱層には、後述の無機フィラー同士を結着させるために、又は無機フィラーを含有する層と微多孔膜基材とを結着するために、バインダを含有することが好ましい。
本実施形態では、耐熱層にバインダが含まれる場合、耐熱層と微多孔膜基材の接着、及び耐熱層中の無機フィラー同士の接着の少なくとも1つに寄与する。
(Binder)
The heat-resistant layer in the present embodiment preferably contains a binder in order to bind the inorganic fillers described later, or in order to bind the layer containing the inorganic filler and the microporous membrane substrate.
In the present embodiment, when the heat-resistant layer contains a binder, it contributes to at least one of the adhesion between the heat-resistant layer and the microporous membrane base and the adhesion between the inorganic fillers in the heat-resistant layer.

上記バインダとしては、特に限定はないが、例えば、セパレータを使用する際に、電解液に対して不溶又は難溶であり、かつ電気化学的に安定なものが好ましい。このようなバインダとしては、特に限定はないが、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン;フッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等の含フッ素樹脂;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、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体等の含フッ素ゴム;スチレン−ブタジエン共重合体及びその水素化物、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体及びその水素化物、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体及びその水素化物、メタクリル酸エステル−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体、エチレンプロピレンラバー、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル等のゴム類;エチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等のセルロース誘導体;ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリエステル等の融点及び/又はガラス転移温度が180℃以上の樹脂等が挙げられる。   The binder is not particularly limited. For example, when using a separator, it is preferable that the binder be insoluble or poorly soluble in an electrolytic solution and electrochemically stable. Such a binder is not particularly limited. For example, polyolefins such as polyethylene and polypropylene; fluorine-containing resins such as vinylidene fluoride and polytetrafluoroethylene; vinylidene fluoride-hexafluoropropylene-tetrafluoroethylene copolymer Fluorine-containing rubbers such as ethylene-tetrafluoroethylene copolymer; styrene-butadiene copolymer and its hydride, acrylonitrile-butadiene copolymer and its hydride, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer and its hydride, Rubber such as methacrylic acid ester-acrylic acid ester copolymer, styrene-acrylic acid ester copolymer, acrylonitrile-acrylic acid ester copolymer, ethylene propylene rubber, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate Cellulose derivatives such as ethyl cellulose, methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose and carboxymethyl cellulose; melting point and / or glass transition temperature of polyphenylene ether, polysulfone, polyether sulfone, polyphenyl sulfone, polyphenylene sulfide, polyetherimide, polyamide imide, polyester etc. Resin etc. more than ° C are mentioned.

これらの中でも、樹脂製ラテックスバインダが好ましい。なお、本明細書において「樹脂製ラテックス」とは樹脂が媒体に分散した状態のものを示す。吸着剤及び樹脂製ラテックスバインダを含む層を有するセパレータはイオン透過性が低下し難く、高出力特性が得られ易い傾向にある。加えて、異常発熱時の温度上昇が速い場合においても、円滑なシャットダウン性能を示し、また耐熱収縮性が高く、高い安全性が得られ易い傾向にある。   Among these, resin-made latex binders are preferable. In the present specification, “resin latex” indicates a resin in a state of being dispersed in a medium. A separator having a layer containing an adsorbent and a resin-made latex binder is less likely to have reduced ion permeability and tends to have high output characteristics. In addition, even when the temperature rise at the time of abnormal heat generation is fast, smooth shutdown performance is exhibited, the heat shrink resistance is high, and high safety tends to be easily obtained.

樹脂製ラテックスバインダとしては、特に限定されないが、例えば、脂肪族共役ジエン系単量体又は不飽和カルボン酸単量体、及びこれらと共重合可能な他の単量体を乳化重合して得られるものが挙げられる。このような樹脂製ラテックスバインダを用いることにより、電気化学的安定性と結着性がより向上する傾向にある。なお、乳化重合方法としては、特に限定されず、従来公知の方法を用いることができる。また、単量体及びその他の成分の添加方法についても、特に限定されず、一括添加方法、分割添加方法、又は連続添加方法の何れも採用することができる。また、一段重合、二段重合又は多段階重合の何れも採用することができる。   The resin-made latex binder is not particularly limited, and can be obtained, for example, by emulsion polymerization of an aliphatic conjugated diene monomer or an unsaturated carboxylic acid monomer, and another monomer copolymerizable therewith. The thing is mentioned. The use of such a resin latex binder tends to further improve the electrochemical stability and the binding property. The emulsion polymerization method is not particularly limited, and a conventionally known method can be used. Moreover, it does not specifically limit about the addition method of a monomer and another component, either of the batch addition method, the division | segmentation addition method, or the continuous addition method is employable. In addition, any of single-stage polymerization, two-stage polymerization or multi-stage polymerization can be employed.

脂肪族共役ジエン系単量体としては、特に限定されないが、例えば、1,3−ブタジエン、2−メチル−1,3−ブタジエン、2,3−ジメチル−1,3ブタジエン、2−クロル−1,3−ブタジエン、置換直鎖共役ペンタジエン類、置換及び側鎖共役ヘキサジエン類などが挙げられる。これらの中でも、1,3−ブタジエンが好ましい。脂肪族共役ジエン系単量体は、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。   The aliphatic conjugated diene-based monomer is not particularly limited. For example, 1,3-butadiene, 2-methyl-1,3-butadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 2-chloro-1 And 3-butadiene, substituted linear conjugated pentadienes, substituted and side chain conjugated hexadienes, and the like. Among these, 1,3-butadiene is preferable. The aliphatic conjugated diene-based monomer may be used alone or in combination of two or more.

不飽和カルボン酸単量体としては、特に限定されないが、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマール酸、イタコン酸などのモノ又はジカルボン酸(無水物)等が挙げられる。これらの中でも、アクリル酸、及び/又はメタクリル酸が好ましい。不飽和カルボン酸単量体は、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。   The unsaturated carboxylic acid monomer is not particularly limited, and examples thereof include mono- or dicarboxylic acids (anhydrides) such as acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, maleic acid, fumaric acid and itaconic acid. Among these, acrylic acid and / or methacrylic acid are preferable. The unsaturated carboxylic acid monomers may be used alone or in combination of two or more.

脂肪族共役ジエン系単量体又は不飽和カルボン酸単量体と共重合可能な他の単量体としては、特に限定されないが、例えば、芳香族ビニル系単量体、シアン化ビニル系単量体、不飽和カルボン酸アルキルエステル単量体、ヒドロキシアルキル基を含有する不飽和単量体、不飽和カルボン酸アミド単量体等が挙げられる。これらの中でも、不飽和カルボン酸アルキルエステル単量体が好ましい。これらは、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。   The aliphatic conjugated diene monomer or other monomer copolymerizable with the unsaturated carboxylic acid monomer is not particularly limited, and, for example, aromatic vinyl monomer, vinyl cyanide monomer amount And unsaturated carboxylic acid alkyl ester monomers, unsaturated monomers containing a hydroxyalkyl group, unsaturated carboxylic acid amide monomers, and the like. Among these, unsaturated carboxylic acid alkyl ester monomers are preferable. These may be used alone or in combination of two or more.

不飽和カルボン酸アルキルエステル単量体としては、特に限定されないが、例えば、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、ブチルアクリレート、グリシジルメタクリレート、ジメチルフマレート、ジエチルフマレート、ジメチルマレート、ジエチルマレート、ジメチルイタコネート、モノメチルフマレート、モノエチルフマレート、2−エチルヘキシルアクリレート等が挙げられる。これらの中でも、メチルメタクリレートが好ましい。これらは、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
なお、上記で説明された単量体に加えて、様々な品質及び物性を改良するために、上記以外の単量体成分をさらに使用することもできる。
The unsaturated carboxylic acid alkyl ester monomer is not particularly limited, and, for example, methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, butyl acrylate, glycidyl methacrylate, dimethyl fumarate, diethyl fumarate, dimethyl malate, diethyl Malate, dimethyl itaconate, monomethyl fumarate, monoethyl fumarate, 2-ethylhexyl acrylate and the like can be mentioned. Among these, methyl methacrylate is preferred. These may be used alone or in combination of two or more.
In addition to the monomers described above, monomer components other than the above can also be used to improve various qualities and properties.

樹脂製ラテックスバインダの平均粒子径は、50nm〜500nmが好ましく、60nm〜460nmがより好ましく、70nm〜420nmがさらに好ましい。平均粒子径が50nm以上であることにより、吸着剤及び樹脂製ラテックスバインダを含む層を有するセパレータのイオン透過性が低下し難く、高出力特性が得られ易い傾向にある。加えて、異常発熱時の温度上昇が速い場合においても、セパレータは、円滑なシャットダウン性能を示し、また耐熱収縮性が高く安全性により優れる傾向にある。また、平均粒子径が500nm以下であることにより、良好な結着性が発現し、セパレータを多層多孔膜として形成した場合に、熱収縮性が良好となり、安全性により優れる傾向にある。
樹脂製ラテックスバインダの平均粒子径の制御は、重合時間、重合温度、原料組成比、原料投入順序、pHなどを調整することで可能である。
The average particle diameter of the resin latex binder is preferably 50 nm to 500 nm, more preferably 60 nm to 460 nm, and still more preferably 70 nm to 420 nm. When the average particle diameter is 50 nm or more, the ion permeability of the separator having a layer containing the adsorbent and the resin-made latex binder does not easily decrease, and high output characteristics tend to be easily obtained. In addition, even when the temperature rise at the time of abnormal heat generation is fast, the separator exhibits smooth shutdown performance, and also tends to have high heat shrinkage resistance and be more excellent in safety. In addition, when the average particle diameter is 500 nm or less, good binding property is exhibited, and when the separator is formed as a multilayer porous film, heat shrinkability becomes good, and it tends to be more excellent in safety.
Control of the average particle size of the resin-made latex binder is possible by adjusting the polymerization time, polymerization temperature, raw material composition ratio, raw material feeding order, pH and the like.

耐熱層におけるバインダの含有量は、耐熱層100質量%に対して、好ましくは0.01質量%以上60質量%未満であり、より好ましくは0.1〜50質量%であり、さらに好ましくは0.5〜40質量%であり、特に好ましくは1〜30質量%である。バインダの含有量が上記範囲内であることにより、無機フィラー又は樹脂微粒子フィラーの結着性、セパレータの透過性及び耐熱性等がより向上する傾向にある。   The content of the binder in the heat-resistant layer is preferably 0.01% by mass or more and less than 60% by mass, more preferably 0.1 to 50% by mass, and further preferably 0 with respect to 100% by mass of the heat-resistant layer. It is 0.5 to 40% by mass, particularly preferably 1 to 30% by mass. When the content of the binder is in the above range, the binding property of the inorganic filler or the resin fine particle filler, the permeability of the separator, the heat resistance, and the like tend to be further improved.

本発明においては、耐熱層の耐熱性をより高めるために、以下のような耐熱樹脂をバインダとして使用することができる。
耐熱樹脂とは、主鎖に窒素原子を含む重合体であり、特に芳香族環を含むものが耐熱性の観点から好ましい。例えば、芳香族ポリアミド(以下、「アラミド」ということがある)、芳香族ポリイミド(以下、「ポリイミド」ということがある)、芳香族ポリアミドイミドなどが挙げられる。
アラミドとしては、例えば、メタ配向芳香族ポリアミド(以下、「メタアラミド」ということがある。)とパラ配向芳香族ポリアミド(以下、「パラアラミド」ということがある)が挙げられる。これらの中でも、膜厚が均一で通気性に優れる多孔質の耐熱樹脂層(R)を形成しやすいことから、パラアラミドが好ましい。
In the present invention, in order to further improve the heat resistance of the heat resistant layer, the following heat resistant resin can be used as a binder.
The heat resistant resin is a polymer containing a nitrogen atom in the main chain, and in particular, one containing an aromatic ring is preferable from the viewpoint of heat resistance. For example, aromatic polyamide (hereinafter sometimes referred to as "aramid"), aromatic polyimide (hereinafter sometimes referred to as "polyimide"), aromatic polyamideimide and the like can be mentioned.
Examples of the aramid include meta-oriented aromatic polyamide (hereinafter sometimes referred to as "meta-aramid") and para-oriented aromatic polyamide (hereinafter sometimes referred to as "para-aramid"). Among these, para-aramid is preferable because it is easy to form a porous heat-resistant resin layer (R) having a uniform film thickness and excellent air permeability.

(パラアラミド)
上記パラアラミドとは、パラ配向芳香族ジアミンとパラ配向芳香族ジカルボン酸ハライドの縮合重合により得られるものであり、アミド結合が芳香族環のパラ位またはそれに準じた配向位(例えば、4、4’−ビフェニレン、1、5−ナフタレン、2、6−ナフタレン等のような反対方向に同軸または平行に延びる配向位)で結合される繰り返し単位から実質的になるものである。具体的には、ポリ(パラフェニレンテレフタルアミド)、ポリ(パラベンズアミド、ポリ(4、4’−ベンズアニリドテレフタルアミド)、ポリ(パラフェニレン−4、4’−ビフェニレンジカルボン酸アミド)、ポリ(パラフェニレン−2、6−ナフタレンジカルボン酸アミド)、ポリ(2−クロロ−パラフェニレンテレフタルアミド)、パラフェニレンテレフタルアミド/2、6−ジクロロパラフェニレンテレフタルアミド共重合体等のパラ配向型またはパラ配向型に準じた構造を有するパラアラミドが例示される。
(Para-aramid)
The above-mentioned para-aramid is obtained by condensation polymerization of a para-oriented aromatic diamine and a para-oriented aromatic dicarboxylic acid halide, and the amide bond is at the para position of the aromatic ring or an orientation position according to it (for example, 4, 4 ′ -Consisting essentially of repeat units linked in oppositely oriented coaxial or parallel orientations, such as biphenylene, 1,5-naphthalene, 2,6-naphthalene and the like. Specifically, poly (paraphenylene terephthalamide), poly (parabenzamide, poly (4,4'-benzanilide terephthalamide), poly (paraphenylene-4,4'-biphenylene dicarboxylic acid amide), poly (para Para-orientation type or para-orientation type such as phenylene-2,6-naphthalene dicarboxylic acid amide), poly (2-chloro-paraphenylene terephthalamide), para-phenylene terephthalamide / 2, 6-dichloro-para-phenylene terephthalamide copolymer, etc. The para-aramid which has a structure according to is illustrated.

本発明では、パラアラミドを極性有機溶媒に溶かして塗工液として用いる。
極性有機溶媒としては、例えば、後述する極性アミド系溶媒または極性尿素系溶媒が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
塗工性の観点からパラアラミドは、固有粘度1.0dl/g〜2.8dl/gのパラアラミドであることが好ましく、さらには固有粘度1.7dl/g〜2.5dl/gであることが好ましい。固有粘度が1.0dl/g未満では、形成される耐熱層の強度が不十分となることがある。固有粘度が2.8dl/gを越えると、安定なパラアラミド含有塗工液を得ることが困難であることがある。ここでいう固有粘度は、一度析出させたパラアラミドを溶解し、パラアラミド硫酸溶液にして測定された値であり、いわゆる分子量の指標となる値である。
塗工性の観点から、塗工液中のパラアラミド濃度は0.5〜10質量部であることが好ましい。
In the present invention, para-aramid is dissolved in a polar organic solvent and used as a coating solution.
Examples of the polar organic solvent include, but are not limited to, polar amide solvents or polar urea solvents described later.
From the viewpoint of coatability, para-aramid is preferably para-aramid having an intrinsic viscosity of 1.0 dl / g to 2.8 dl / g, and more preferably an intrinsic viscosity of 1.7 dl / g to 2.5 dl / g . If the intrinsic viscosity is less than 1.0 dl / g, the strength of the formed heat-resistant layer may be insufficient. When the intrinsic viscosity exceeds 2.8 dl / g, it may be difficult to obtain a stable para-aramid-containing coating solution. Intrinsic viscosity here is a value which melt | dissolved the para-aramid which once precipitated and was measured as a para-aramid sulfuric acid solution, and is a value used as the index of what is called molecular weight.
From the viewpoint of coatability, the para-aramid concentration in the coating liquid is preferably 0.5 to 10 parts by mass.

得られるパラアラミドの溶媒への溶解性を改善する目的で、パラアラミド重合時にアルカリ金属またはアルカリ土類金属の塩化物を添加することが好ましい。具体例としては、塩化リチウムまたは塩化カルシウムが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
上記塩化物の重合系への添加量は、縮合重合で生成するアミド基1.0モル当たり0.5〜6.0モルの範囲が好ましく、1.0〜4.0モルの範囲がさらに好ましい。塩化物が0.5モル以上であれば、生成するパラアラミドが溶解しやすくなり、6.0モル以下であれば、塩化物が溶媒へ溶解しやすい。一般には、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の塩化物が2質量部未満では、パラアラミドの溶解性が不十分となる場合があり、10質量部を越えると、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の塩化物が極性アミド系溶媒または極性尿素系溶媒等の極性有機溶媒に溶解しない場合がある。
In order to improve the solubility of the resulting para-aramid in a solvent, it is preferable to add an alkali metal or alkaline earth metal chloride during para-aramid polymerization. Specific examples include, but are not limited to, lithium chloride or calcium chloride.
The amount of the chloride added to the polymerization system is preferably in the range of 0.5 to 6.0 mol, more preferably in the range of 1.0 to 4.0 mol, per 1.0 mol of the amide group formed by condensation polymerization. . If the chloride is 0.5 mol or more, the generated para-aramid is easily dissolved, and if it is 6.0 mol or less, the chloride is easily dissolved in the solvent. Generally, if the amount of chloride of alkali metal or alkaline earth metal is less than 2 parts by mass, the solubility of para-aramid may be insufficient, and if it exceeds 10 parts by mass, chloride of alkali metal or alkaline earth metal may be used. However, it may not dissolve in polar organic solvents such as polar amide solvents or polar urea solvents.

(ポリイミド)
本発明の積層多孔質フィルム(RG)の耐熱樹脂層(R)に用いられるポリイミドとしては、芳香族の酸二無水物とジアミンの縮重合で製造される全芳香族ポリイミドが好ましい。
前記酸二無水物の具体例としては、ピロメリット酸二無水物、3、3’、4、4’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、3、3’、4、4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2、2’−ビス(3、4−ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、3、3’、4、4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物などが挙げられる。
前記ジアミンの具体例としては、オキシジアニリン、パラフェニレンジアミン、ベンゾフェノンジアミン、3、3’−メチレンヂアニリン、3、3’−ジアミノベンソフェノン、3、3’−ジアミノジフェニルスルフォン、1、5’−ナフタレンジアミンなどが挙げられるが、本発明は、これらに限定されるものではない。
(Polyimide)
As a polyimide used for the heat-resistant-resin layer (R) of the lamination | stacking porous film (RG) of this invention, the wholly aromatic polyimide manufactured by condensation polymerization of an aromatic acid dianhydride and diamine is preferable.
Specific examples of the acid dianhydride include pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-diphenyl sulfone tetracarboxylic acid dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic acid Examples include acid dianhydride, 2,2′-bis (3,4-dicarboxyphenyl) hexafluoropropane, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic acid dianhydride, and the like.
Specific examples of the diamine include oxydianiline, paraphenylene diamine, benzophenone diamine, 3,3'-methylenedianiline, 3,3'-diaminobenzophenone, 3,3'-diaminodiphenylsulfone, 1,5 Although the '-naphthalene diamine etc. are mentioned, this invention is not limited to these.

前記ポリイミドとしては、溶媒に可溶なポリイミドが好適に使用できる。このようなポリイミドとしては、例えば、3、3’、4、4’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物と、芳香族ジアミンとの重縮合物のポリイミドが挙げられる。ポリイミドを溶解させる極性有機溶媒としては、アラミドを溶解させる溶媒として例示したものの他、ジメチルスルホキサイド、クレゾール、およびo−クロロフェノール等が好適に使用できる。   As the polyimide, a solvent-soluble polyimide can be suitably used. As such a polyimide, the polyimide of the polycondensate of 3,3 ', 4,4'- diphenyl sulfone tetracarboxylic dianhydride and aromatic diamine is mentioned, for example. As the polar organic solvent for dissolving the polyimide, dimethyl sulfoxide, cresol, o-chlorophenol and the like can be suitably used in addition to those exemplified as the solvent for dissolving the aramid.

[耐熱層の配置方法]
微多孔膜基材上に耐熱層を配置する方法の一態様は、例えば、微多孔膜基材の少なくとも片面に、フィラーとバインダとを含む塗布液を塗布して耐熱層を形成する方法を挙げることができる。
[Placement method of heat-resistant layer]
One embodiment of the method of disposing the heat-resistant layer on the microporous membrane substrate includes, for example, a method of forming a heat-resistant layer by applying a coating liquid containing a filler and a binder on at least one surface of the microporous membrane substrate. be able to.

塗布液の溶媒としては、前記フィラー、及びバインダを均一かつ安定に分散できるものが好ましく、例えば、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、水、エタノール、トルエン、熱キシレン、塩化メチレン、ヘキサン等が挙げられる。   The solvent for the coating solution is preferably one capable of uniformly and stably dispersing the filler and the binder, and examples thereof include N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, water, ethanol, toluene, Thermal xylene, methylene chloride, hexane and the like can be mentioned.

バインダとして耐熱樹脂以外のバインダを用いる場合には、上記の溶媒のうち、バインダの貧溶媒である水、又は水と水溶性有機媒体の混合溶媒であるエタノール、メタノール等が好ましい。これらの中でも水がより好ましい。一般に、塗布液を基材に塗布する際に、塗布液が基材の内部にまで入り込んでしまうと、バインダが、基材の孔の表面及び内部を閉塞し透過性が低下し易くなる。これに対して、塗布液の溶媒又は分散媒として水を用いる場合には、基材の内部に塗布液が入り込み難くなり、バインダが概ね基材の外表面上に存在し易くなるため、透過性の低下をより効果的に抑制できるので好ましい。
他方、バインダとして耐熱樹脂を用いる場合には、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミドはじめ先述したような、耐熱樹脂に対して良溶媒を用いることが好ましい。
When a binder other than the heat-resistant resin is used as the binder, water, which is a poor solvent for the binder, or ethanol, methanol, which is a mixed solvent of water and a water-soluble organic medium, is preferable among the above solvents. Among these, water is more preferable. Generally, when the coating liquid is applied to the substrate when the coating liquid penetrates into the inside of the substrate, the binder clogs the surface and the inside of the pores of the substrate, and the permeability is easily lowered. On the other hand, when water is used as the solvent or dispersion medium of the coating solution, the coating solution is less likely to enter the interior of the substrate, and the binder is more likely to be present on the outer surface of the substrate. Is preferable because it can more effectively suppress the reduction of
On the other hand, when a heat-resistant resin is used as the binder, it is preferable to use a good solvent for the heat-resistant resin as described above such as N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide.

塗布液には、分散安定化や塗工性の向上のために、界面活性剤等の分散剤;増粘剤;湿潤剤;消泡剤;酸、アルカリを含むpH調整剤等の各種添加剤を加えてもよい。これらの添加剤は、溶剤除去の際に除去できるものが好ましいが、リチウムイオン二次電池の使用範囲において電気化学的に安定で、電池反応を阻害せず、かつ200℃程度まで安定ならば多孔層内に残存してもよい。   In the coating solution, a dispersing agent such as a surfactant, a thickener, a wetting agent, an antifoamer, and various additives such as a pH adjusting agent containing an acid and an alkali for improving the dispersion stability and the coating property. May be added. These additives are preferably those which can be removed at the time of solvent removal, but are electrochemically stable in the use range of the lithium ion secondary battery, porous if they do not inhibit the battery reaction and are stable up to about 200 ° C. It may remain in the layer.

前記フィラーと前記バインダとを、塗布液の溶媒に分散させる方法については、塗工工程に必要な塗布液の分散特性を実現できる方法であれば特に限定されない。例えば、ボールミル、ビーズミル、遊星ボールミル、振動ボールミル、サンドミル、コロイドミル、アトライター、ロールミル、高速インペラー分散、ディスパーザー、ホモジナイザー、高速衝撃ミル、超音波分散、拡販羽根等による機械攪拌等が挙げられる。   The method of dispersing the filler and the binder in the solvent of the coating solution is not particularly limited as long as the method can realize the dispersion characteristics of the coating solution necessary for the coating process. For example, ball mills, bead mills, planetary ball mills, vibrating ball mills, sand mills, colloid mills, attritors, roll mills, high speed impeller dispersions, dispersers, homogenizers, high speed impact mills, ultrasonic dispersions, mechanical stirring by sales promotion blades, etc. may be mentioned.

微多孔膜基材上に塗布液を塗布する方法としては、所望の塗布パターン、塗布膜厚、及び塗布面積を実現できる方法であれば特に限定されないが、例えば、グラビアコーター法、小径グラビアコーター法、リバースロールコーター法、トランスファロールコーター法、キスコーター法、ディップコーター法、ナイフコーター法、エアドクタコーター法、ブレードコーター法、ロッドコーター法、スクイズコーター法、キャストコーター法、ダイコーター法、スクリーン印刷法、スプレー塗布法、インクジェット塗布法等が挙げられる。中でも、好ましい面積割合を容易に得られるという観点から、グラビアコーター法又はスプレー塗布法が好ましい。   The method for applying the coating liquid on the microporous membrane substrate is not particularly limited as long as it can realize a desired coating pattern, coating thickness, and coating area, but, for example, a gravure coater method, a small diameter gravure coater method Reverse roll coater method transfer roll coater method kiss coater method dip coater method knife coater method air doctor coater method blade coater method rod coater method squeeze coater method cast coater method die coater method screen printing method , Spray coating method, ink jet coating method and the like. Among them, a gravure coater method or a spray coating method is preferable from the viewpoint of easily obtaining a preferable area ratio.

塗布に先立ち、微多孔膜基材の表面に表面処理を施しておくと、塗布液を塗布し易くなると共に、微多孔膜基材と耐熱層との接着性が向上するため好ましい。表面処理の方法としては、例えば、コロナ放電処理法、プラズマ処理法、機械的粗面化法、溶剤処理法、酸処理法、紫外線酸化法等が挙げられる。   It is preferable to apply a surface treatment to the surface of the microporous membrane substrate prior to coating, as it facilitates application of the coating solution and improves the adhesion between the microporous membrane substrate and the heat-resistant layer. Examples of the surface treatment method include corona discharge treatment, plasma treatment, mechanical surface roughening, solvent treatment, acid treatment, and ultraviolet oxidation.

塗布後に塗布膜から溶媒を除去する方法については、微多孔膜基材又は耐熱層に悪影響を及ぼさない方法であれば特に限定はない。例えば、微多孔膜基材を固定しながらその融点以下の温度にて乾燥する方法、低温で減圧乾燥する方法はじめ、特にバインダとして耐熱樹脂を用いた場合には、耐熱樹脂に対する貧溶媒に浸漬して、一旦バインダを粒子状に凝固させると同時に溶媒を抽出する方法等が挙げられる。   The method for removing the solvent from the coating film after coating is not particularly limited as long as the microporous membrane substrate or the heat-resistant layer is not adversely affected. For example, a method of drying at a temperature lower than the melting point while fixing the microporous membrane substrate, a method of drying under reduced pressure at a low temperature, particularly when a heat resistant resin is used as a binder, it is immersed in a poor solvent for the heat resistant resin. And the method of extracting the solvent at the same time as coagulating the binder into particles.

<非水電解質二次電池セパレータ>
本実施形態に係る非水電解質二次電池セパレータは、微多孔膜基材上に特定の耐熱層を備えており、イオン透過性、二次電池の耐熱性を向上させることができる。
本実施形態に係る非水電解質二次電池セパレータの透気度は、好ましくは10〜10,000秒/100ccであり、より好ましくは10〜1,000秒/100ccであり、更に好ましくは50〜500秒/100ccである。これにより、セパレータをリチウムイオン二次電池に適用したときには、大きなイオン透過性を示す。この透気度は、多孔性基材の透気度と同様に、JIS P−8117に準拠して測定される透気抵抗度である。
Nonaqueous Electrolyte Secondary Battery Separator
The non-aqueous electrolyte secondary battery separator according to the present embodiment includes the specific heat-resistant layer on the microporous membrane substrate, and can improve the ion permeability and the heat resistance of the secondary battery.
The air permeability of the nonaqueous electrolyte secondary battery separator according to the present embodiment is preferably 10 to 10,000 seconds / 100 cc, more preferably 10 to 1,000 seconds / 100 cc, and still more preferably 50 to 50 seconds. It is 500 seconds / 100 cc. Thereby, when a separator is applied to a lithium ion secondary battery, it shows large ion permeability. This air permeability is the air resistance measured in accordance with JIS P-8117, similarly to the air permeability of the porous substrate.

(セパレータへの電離線照射)
本実施形態に係る非水電解質二次電池用セパレータには電離線照射により架橋構造が導入される。
具体的な架橋処理方法としては、セパレータに対して少なくとも一回の架橋処理を施すことができる。架橋処理の方法としては、紫外線や電子線、ガンマ線に代表される電離放射線照射が挙げられるが、このうち電子線照射による方法が好ましい。
(Ionizing radiation to the separator)
A crosslinked structure is introduced into the separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to this embodiment by ionizing radiation.
As a specific crosslinking treatment method, the separator can be subjected to at least one crosslinking treatment. Examples of the crosslinking method include ultraviolet light, electron beam, and ionizing radiation irradiation represented by gamma rays. Among them, the method by electron beam irradiation is preferable.

電離線照射は、非水電解質二次電池用セパレータを構成するポリオレフィン微多孔膜基材及び耐熱層において、ポリオレフィン微多孔膜基材に直接照射してもよいし、耐熱層を備えたセパレータとしてから照射してもよい。
ポリオレフィン微多孔膜に直接照射する場合には、先述したようにポリオレフィン微多孔膜基材の製造工程中に照射することができる。
すなわち、一の方法としては、以下に示される工程中における(2)の工程にて照射することができるし、その他の方法としては、以下の(1)の工程の後に、(2)と(3)の工程を経ずに(4)の工程に進み、そのあとで架橋処理を行い、引き続いて(3)の加熱処理を行う方法である。
ここで、ポリオレフィンの製造法とは、(1)ゲル状延伸膜を作成する工程、(2)該ゲル状延伸膜に少なくとも1回の架橋処理を施す工程、(3)該架橋処理膜を110℃以上の温度で加熱処理する工程、及び(4)該加熱処理膜に含まれる可塑剤を抽出除去する工程である。
In the microporous polyolefin membrane substrate and the heat resistant layer constituting the non-aqueous electrolyte secondary battery separator, the ionizable radiation may be directly irradiated to the microporous polyolefin membrane substrate, or as a separator provided with the heat resistant layer. It may be irradiated.
When the microporous polyolefin membrane is directly irradiated, as described above, the microporous polyolefin membrane substrate can be irradiated during the production process.
That is, as one method, irradiation can be performed in the step of (2) in the steps shown below, and as the other method, (2) and (2) (after the step of (1) below) It is a method of proceeding to the step of (4) without passing through the step of 3), then performing the crosslinking treatment, and subsequently performing the heat treatment of (3).
Here, the method for producing a polyolefin includes (1) a step of forming a gel-like stretched film, (2) a step of subjecting the gel-like stretched film to at least one cross-linking treatment, (3) the cross-linked treated film 110 It is the process of heat-processing at the temperature more than ° C, and (4) the process of extracting and removing the plasticizer contained in the heat treatment film.

電子線照射を行うときの線量は、1〜300kGyが好ましく、より好ましくは2〜200kGy、特に好ましくは5〜150kGyである。線量が小さすぎると十分な架橋密度が得られず、線量が大きすぎると微多孔膜基材及び耐熱層が劣化して機械強度が低下する場合がある。   The dose for electron beam irradiation is preferably 1 to 300 kGy, more preferably 2 to 200 kGy, and particularly preferably 5 to 150 kGy. When the dose is too small, a sufficient crosslinking density can not be obtained, and when the dose is too large, the microporous membrane substrate and the heat-resistant layer may be deteriorated to lower the mechanical strength.

照射時の温度は特に制限されないが、例えば室温以上が好ましく、80℃以上がより好ましく、130℃以下が好ましく、110℃以下がより好ましい。
照射雰囲気は特に制限されないが、瞬時強度低下を少なくするため例えば酸素濃度100ppm以下の窒素雰囲気で行うことが好ましい。なお、本発明のゲル状延伸膜は気孔(あるいはその前駆体構造)が可塑剤等で充填されているため、ポリエチレン微多孔膜に照射する従来技術と比較して同じ照射雰囲気であっても酸素との接触確率が大幅に低いという利点を有する。
照射時の加速電圧も特に制限されないが、たとえば膜厚30μm程度の微多孔膜に照射を行う場合は、200kV程度の加速電圧で良好に架橋処理を行うことができる。
Although the temperature at the time of irradiation is not particularly limited, for example, room temperature or higher is preferable, 80 ° C. or higher is more preferable, 130 ° C. or lower is preferable, and 110 ° C. or lower is more preferable.
Although the irradiation atmosphere is not particularly limited, it is preferable to carry out, for example, in a nitrogen atmosphere having an oxygen concentration of 100 ppm or less in order to reduce an instantaneous strength reduction. In addition, since the gel-like stretched film of the present invention has pores (or a precursor structure thereof) filled with a plasticizer or the like, even in the same irradiation atmosphere as in the prior art in which the polyethylene microporous film is irradiated, oxygen It has the advantage that the contact probability with is significantly lower.
The acceleration voltage at the time of irradiation is also not particularly limited, but in the case of irradiating a microporous film with a film thickness of about 30 μm, for example, the crosslinking treatment can be satisfactorily performed with an acceleration voltage of about 200 kV.

(ラジカル失活工程)
架橋処理後のセパレータに残存しているラジカルを失活させるために、架橋処理後のゲル状延伸膜を、少なくとも1軸方向に拘束した状態で加熱処理する。架橋工程と同様に、例えば従来技術においてポリエチレン微多孔膜にあえて高温での加熱処理を行った場合、ポリエチレン微多孔膜の溶融のために透過性や機械強度が損なわれる事があった。一方、本発明の一態様においてはゲル状延伸膜に対して加熱処理を行うために、透過性の低下等を危惧することなく十分な高温での加熱処理を行うことが出来る。ただし、本発明は溶融による透過性の低下については効果的に防止するものの、高温での配向緩和による機械強度の低下についてはこの限りではないため、加熱処理の上限温度および時間については機械強度と溶融突き刺し強度保持率を参照しながら調整することが望ましい。
(Radical inactivation process)
In order to deactivate radicals remaining in the separator after the crosslinking treatment, the gel-like stretched film after the crosslinking treatment is heat-treated while being restrained in at least one axial direction. Similar to the crosslinking step, for example, when the microporous polyethylene membrane is subjected to heat treatment at a high temperature in the prior art, the permeability and mechanical strength may be impaired due to the melting of the microporous polyethylene membrane. On the other hand, in one aspect of the present invention, since the gel-like stretched film is subjected to the heat treatment, the heat treatment at a sufficiently high temperature can be carried out without fear of the decrease in permeability and the like. However, although the present invention effectively prevents the reduction in permeability due to melting, the reduction in mechanical strength due to orientation relaxation at high temperatures is not limited to this, so the upper limit temperature and time of heat treatment are mechanical strength and It is desirable to adjust with reference to the melt penetration strength retention rate.

加熱処理の温度は、110℃以上で、好ましくは120℃以上、より好ましくは125℃以上、更に好ましくは130℃以上である。より具体的に加熱処理の温度範囲としては、好ましくは120℃以上200℃以下、より好ましくは125℃以上160℃以下である。また、ゲル状延伸膜の架橋工程中にラジカル失活工程を行うことも可能である。
加熱処理の時間は、1秒以上10分以下が好ましく、5秒以上5分以下がより好ましく、10秒以上3分以下が更に好ましく、20秒以上1分以下がより更に好ましい。加熱温度が110℃未満でも10分以上の加熱処理を行うことによってラジカルを失活させることができる場合があるが、10分以上の加熱処理時間は生産性の観点から好ましくない。
The temperature of the heat treatment is 110 ° C. or higher, preferably 120 ° C. or higher, more preferably 125 ° C. or higher, and still more preferably 130 ° C. or higher. More specifically, the temperature range of the heat treatment is preferably 120 ° C. or more and 200 ° C. or less, more preferably 125 ° C. or more and 160 ° C. or less. It is also possible to carry out a radical deactivation step during the crosslinking step of the gel-like stretched film.
The heat treatment time is preferably 1 second to 10 minutes, more preferably 5 seconds to 5 minutes, still more preferably 10 seconds to 3 minutes, and still more preferably 20 seconds to 1 minute. Even if the heating temperature is less than 110 ° C., the radical may be inactivated by performing the heat treatment for 10 minutes or more, but the heat treatment time of 10 minutes or more is not preferable from the viewpoint of productivity.

上記の電離線照射により、本実施形態に係る非水電解質二次電池用セパレータには架橋構造が導入されるが、該セパレータを構成する基材のゲル分率として表される架橋度として好ましい範囲は40%以上である。架橋度がこのように40%以上であると、後述するセパレータの160℃における突き刺し強度が飛躍的に向上し、溶融突き刺し強度保持率に優れ、該セパレータを備えた非水電解質二次電池の釘刺し試験において発煙や発火が起きない。
尚、基材のゲル分率の測定方法については後掲される。
Although the crosslinked structure is introduced into the separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present embodiment by the above ionizing radiation irradiation, a preferable range as a degree of crosslinking represented as a gel fraction of a substrate constituting the separator Is 40% or more. The piercing strength at 160 ° C. of the separator to be described later is dramatically improved when the crosslinking degree is 40% or more as described above, and the retention of molten piercing strength is excellent, and the nail of the non-aqueous electrolyte secondary battery provided with the separator No smoke or fire occurs in the stabbing test.
In addition, about the measuring method of the gel fraction of a base material, it mentions later.

上記の電離線照射により示される、本実施形態に係る非水電解質二次電池用セパレータの室温突き刺し強度は250g以上が好ましい。室温突き刺し強度の上限は特にないが、実質的に500gである。
尚、室温突き刺し強度の測定方法については後記される。
The piercing strength at room temperature of the separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present embodiment, which is indicated by the above ionizing radiation, is preferably 250 g or more. The upper limit of the room temperature puncture strength is not particularly limited, but is substantially 500 g.
The method for measuring the room temperature puncture strength will be described later.

さらに、上記の電離線照射により示される、本実施形態に係る非水電解質二次電池用セパレータの160℃突き刺し強度は20g以上が好ましく、より好ましくは30g以上である。160℃突き刺し強度の上限は特にないが、実質的に200gである。
尚、160℃突き刺し強度の測定方法については後記される。
Furthermore, the 160 ° C. piercing strength of the separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to this embodiment, which is shown by the above-mentioned ionizing radiation, is preferably 20 g or more, more preferably 30 g or more. The upper limit of the 160 ° C. piercing strength is not particularly limited, but is substantially 200 g.
The method of measuring the piercing strength at 160 ° C. will be described later.

そして、上記の電離線照射により示される、本実施形態に係る非水電解質二次電池用セパレータの溶融突き刺し強度保持率は50%以上100%以下が好ましく、より好ましくは70%以上100%以下である。
溶融突き刺し強度保持率が50%以上100%以下であると、非水電解質二次電池の釘刺し試験において、電池の発煙や発火が起こらない。
尚、基材のゲル分率の測定方法については後記される。
The retention of molten piercing strength of the separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to this embodiment, which is indicated by the above ionizing radiation, is preferably 50% to 100%, and more preferably 70% to 100%. is there.
In the nail penetration test of the non-aqueous electrolyte secondary battery, when the molten puncture strength retention ratio is 50% or more and 100% or less, the battery does not emit smoke or ignition.
The method of measuring the gel fraction of the substrate will be described later.

<非水電解質二次電池>
本実施形態に係る非水電解質二次電池用のセパレータを備える非水電解質二次電池は、特に限定されないが、例えば、非水系電解液二次電池等の電池、コンデンサー及びキャパシタが挙げられる。それらの中でも、本発明の作用効果による利益がより有効に得られる観点から、電池が好ましく、非水系電解液二次電池がより好ましく、リチウムイオン二次電池が更に好ましい。
<Non-aqueous electrolyte secondary battery>
The nonaqueous electrolyte secondary battery including the separator for the nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present embodiment is not particularly limited, and examples thereof include batteries such as nonaqueous electrolyte secondary batteries, capacitors, and capacitors. Among them, from the viewpoint of obtaining the benefits of the effects of the present invention more effectively, batteries are preferable, non-aqueous electrolyte secondary batteries are more preferable, and lithium ion secondary batteries are more preferable.

本実施形態に係る非水電解質二次電池の構成は、上記で説明された非水電解質二次電池セパレータを備えること以外は、従来知られている通りでよい。非水電解質二次電池がリチウムイオン二次電池等の非水系電解液二次電池である場合についての好適な態様を以下に説明する。   The configuration of the non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present embodiment may be as conventionally known except for including the non-aqueous electrolyte secondary battery separator described above. The preferable aspect about the case where non-aqueous electrolyte secondary batteries are non-aqueous electrolyte solution secondary batteries, such as a lithium ion secondary battery, is demonstrated below.

本実施形態に係るセパレータを用いてリチウムイオン二次電池を製造する場合、正極、負極、及び非水電解液に限定はなく、それぞれ既知のものを用いることができる。
正極としては、正極集電体上に正極活物質を含む正極活物質層が形成されて成る正極を好適に用いることができる。正極集電体としては、例えばアルミニウム箔等を;正極活物質としては、例えば、LiCoO、LiNiO、スピネル型LiMnO、オリビン型LiFePO4、LiNi1/3Mn1/3Co1/3等のリチウム含有複合酸化物等を;それぞれ挙げることができる。正極活物質層は、正極活物質に加えて、バインダ、導電材等を含んでいてもよい。
When manufacturing a lithium ion secondary battery using the separator which concerns on this embodiment, there is no limitation in a positive electrode, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte, and each can use a well-known thing.
As the positive electrode, a positive electrode in which a positive electrode active material layer containing a positive electrode active material is formed on a positive electrode current collector can be suitably used. Examples of the positive electrode current collector include aluminum foil and the like; and examples of the positive electrode active material include LiCoO 2 , LiNiO 2 , spinel LiMnO 4 , olivine LiFePO 4, LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 containing lithium-containing composite oxides etc. can be mentioned respectively. The positive electrode active material layer may contain, in addition to the positive electrode active material, a binder, a conductive material, and the like.

負極としては、負極集電体上に負極活物質を含む負極活物質層が形成されて成る負極を好適に用いることができる。負極集電体としては、例えば銅箔等を;負極活物質としては、例えば、グラファイト粉末、黒鉛質、難黒鉛化炭素質、易黒鉛化炭素質、複合炭素体等の炭素材料;シリコン、スズ、金属リチウム、各種合金材料等を;それぞれ挙げることができる。   As the negative electrode, a negative electrode in which a negative electrode active material layer containing a negative electrode active material is formed on a negative electrode current collector can be suitably used. As the negative electrode current collector, for example, a copper foil or the like; as the negative electrode active material, for example, a graphite powder, graphitic, non-graphitizable carbonaceous matter, graphitizable carbonaceous matter, carbon material such as composite carbon body; silicon, tin , Metallic lithium, various alloy materials, etc. can be mentioned respectively.

非水電解液としては、特に限定されないが、電解質を有機溶媒に溶解した電解液を用いることができる。有機溶媒としては、例えば、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等が挙げられる。電解質としては、例えば、LiClO、LiBF、LiPF等のリチウム塩が挙げられる。 The non-aqueous electrolytic solution is not particularly limited, but an electrolytic solution in which an electrolyte is dissolved in an organic solvent can be used. Examples of the organic solvent include propylene carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate and the like. Examples of the electrolyte include lithium salts such as LiClO 4 , LiBF 4 and LiPF 6 .

本実施形態に係る非水電解質二次電池セパレータを用いて非水電解質二次電池を製造する方法を以下に例示する。
本実施形態に係るセパレータを、幅10〜500mm(好ましくは80〜500mm)、長さ200〜4,000m(好ましくは1,000〜4,000m)の縦長形状のセパレータとして製造し、セパレータを、正極−セパレータ−負極−セパレータ、又は負極−セパレータ−正極−セパレータの順で積層し、円又は扁平な渦巻状に捲回して捲回体を得、捲回体を電池缶内に収納し、更に電解液を注入することにより、蓄電デバイスを製造することができる。代替的には、シート状のセパレータ及び電極から成る積層体(例えば正極−セパレータ−負極−セパレータ−正極、又は負極−セパレータ−正極−セパレータ−負極の順に平板状に積層したもの)、又は電極及びセパレータを折り畳んで捲回体としたものを、電池容器(例えばアルミニウム製のフィルム)に入れて、電解液を注液する方法によって製造してもよい。
The method of manufacturing a non-aqueous electrolyte secondary battery using the non-aqueous electrolyte secondary battery separator which concerns on this embodiment is illustrated below.
The separator according to the present embodiment is manufactured as an elongated separator having a width of 10 to 500 mm (preferably 80 to 500 mm) and a length of 200 to 4,000 m (preferably 1,000 to 4,000 m). The positive electrode-separator-negative electrode-separator or negative electrode-separator-positive electrode-separator are laminated in this order and wound into a circular or flat spiral shape to obtain a wound body, and the wound body is housed in a battery can, An electric storage device can be manufactured by injecting an electrolytic solution. Alternatively, a laminate comprising a sheet-like separator and an electrode (for example, positive electrode-separator-negative electrode-separator-positive electrode, or negative electrode-separator-positive electrode-separator-negative electrode laminated in the order of plate), or electrode and The separator may be folded to form a wound body, and the resultant may be put into a battery container (for example, a film made of aluminum), and then manufactured by a method of injecting an electrolytic solution.

以下、本発明を実施例及び比較例に基づいて詳細に説明をするが、本発明は実施例に限定されるものではない。以下の製造例、実施例、及び比較例における各種物性の測定方法及び評価方法は、それぞれ、以下のとおりである。
<<測定方法>>
<基材評価>
(1)基材目付(g/m
10cm×10cm角にサンプルを切り取り、株式会社島津製作所製の電子天秤AEL−200(商品名)を用いて質量を測定した。得られた質量を100倍することで1m当たりの膜の目付(g/m)を算出した。
(2)基材膜厚(μm)
基材から10cm×10cm角の試料を切り取り、格子状に9箇所(3点×3点)を選んで、微小測厚器(株式会社東洋精機製作所 タイプKBM)を用いて室温23±2℃で膜厚を測定した。得られた9箇所の測定値の平均値を、基材の膜厚として算出した。
(3)気孔率
基材から10cm×10cm角のサンプルを切り取り、その体積(cm)及び質量(g)を求めた。これらの値を用い、基材の密度を0.95(g/cm)として、気孔率を下記数式:
気孔率(%)=(1−質量/(体積×0.95))×100
により計算した。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the examples. The measuring method and evaluation method of the various physical properties in the following manufacture example, an Example, and a comparative example are as follows, respectively.
<< Measurement method >>
<Base material evaluation>
(1) Weight of base material (g / m 2 )
The sample was cut into a 10 cm × 10 cm square, and the mass was measured using an electronic balance AEL-200 (trade name) manufactured by Shimadzu Corporation. Is multiplied by the resulting mass 100 was calculated 1 m 2 per layer of basis weight (g / m 2) in.
(2) Substrate film thickness (μm)
Cut a sample of 10 cm × 10 cm from the base material, select 9 places (3 points × 3 points) in a grid, and use a micro thickness gauge (Type Toyo Seiki Co., Ltd. Type KBM) at room temperature 23 ± 2 ° C The film thickness was measured. The average value of the obtained nine measured values was calculated as the film thickness of the substrate.
(3) Porosity A 10 cm × 10 cm square sample was cut out of the base material, and its volume (cm 3 ) and mass (g) were determined. Using these values, assuming that the density of the substrate is 0.95 (g / cm 3 ), the porosity can be expressed by the following formula:
Porosity (%) = (1-mass / (volume x 0.95)) x 100
Calculated by

(4)透気度(秒/100cc)
JIS P−8117に準拠し、東洋精器(株)製のガーレー式透気度計G−B2(商標)により測定した透気抵抗度を透気度とした。
(5)突刺強度(g)
カトーテック製のハンディー圧縮試験器KES−G5(商標)を用いて、開口部の直径11.3mmの試料ホルダーで基材を固定した。次に、固定された基材の中央部を、先端の曲率半径0.5mmの針を用いて、突刺速度2mm/秒で、25℃雰囲気下において突き刺し試験を行うことにより、最大突刺荷重として突刺強度(g)を得た。
(6)平均孔径(μm)
微多孔膜基材の透気度測定における空気の流れがクヌーセンの流れに、また微多孔膜基材の透水度測定における水の流れがポアズイユの流れに従うと仮定して、次式:
d=2ν×(Rliq/Rgas)×(16η/3P)×10
{式中、ν:空気の分子速度(m/sec)、Rliq:水の透過速度定数(m/(m・sec・Pa))、Rgas:空気の透過速度定数(m/(m・sec・Pa))、η:水の粘度(Pa・sec)、P:標準圧力(=101325Pa)である。}
より平均孔径d(μm)を求めた。
(4) Air permeability (second / 100 cc)
The air permeability was measured according to JIS P-8117 using a Gurley-type air permeability meter G-B2 (trademark) manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd. as the air permeability.
(5) Piercing strength (g)
The substrate was fixed with a sample holder with a diameter of 11.3 mm at the opening using a Kato Tech handy compression tester KES-G5 (trademark). Next, the central part of the fixed base material is punctured under a 25 ° C. atmosphere at a piercing speed of 2 mm / sec using a needle with a curvature radius of 0.5 mm at the tip to achieve a maximum puncture load. The strength (g) was obtained.
(6) Average pore size (μm)
Assuming that the air flow in the air permeability measurement of the microporous membrane substrate follows the Knudsen flow, and the water flow in the water permeability measurement of the microporous membrane substrate follows the Poiseuille flow, the following equation:
d = 2ν × (R liq / R gas ) × (16/3/3 P s ) × 10 6
{Wherein ν: molecular velocity of air (m / sec), R liq : permeation rate constant of water (m 3 / (m 2 · sec · Pa)), R gas : permeation rate constant of air (m 3 / (M 2 · sec · Pa)), η: viscosity of water (Pa · sec), P s : standard pressure (= 101325 Pa). }
The average pore diameter d (μm) was determined from the above.

<セパレータ評価>
(1)耐熱層厚さ(μm)
耐熱層の厚みは、上記(2)に記載の微多孔膜基材の膜厚を測定するのと同様の方法により、微多孔膜基材に耐熱層を積層した非水電解質二次電池用セパレータの膜厚を測定した後で、微多孔膜基材の膜厚みを差し引いて求めた。
(2)電子線照射量(kGy)
電子線照射装置内の照射位置において、フィルム線量計にて測定した線量を被照射試料の吸収線量を電子線照射線量とした。
(3)架橋度(基材ゲル分率(%))
ASTM D2765に基づき、セパレータを構成する微多孔膜基材の沸騰パラキシレン中での12時間可溶分抽出後の重量変化より、抽出前の試料の質量に対する抽出後の残存質量の比として次式:
架橋度(ゲル分率(%))=100×残存質量(g)/試料質量(g)
により求めた。
<Separator evaluation>
(1) Heat resistant layer thickness (μm)
The thickness of the heat-resistant layer is a separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery in which the heat-resistant layer is laminated on the microporous film base by the same method as measuring the thickness of the microporous film base described in (2) above. The film thickness of the microporous film substrate was subtracted from the film thickness of the microporous film.
(2) Electron beam dose (kGy)
At the irradiation position in the electron beam irradiation apparatus, the dose measured by the film dosimeter is taken as the absorbed dose of the sample to be irradiated as the electron beam irradiation dose.
(3) Crosslinking degree (base gel fraction (%))
Based on ASTM D2765, based on the weight change of the microporous membrane substrate constituting the separator after extraction of the solubles for 12 hours in boiling paraxylene, the ratio of the remaining mass after extraction to the mass of the sample before extraction is :
Degree of crosslinking (gel fraction (%)) = 100 x remaining mass (g) / sample mass (g)
Determined by

(4)TD熱収縮率(130℃熱収縮率(%))
セパレータをMD方向に100mm、TD方向に100mmに切り取り、150℃のオーブン中に1時間静置する。このとき、温風が直接サンプルにあたらないよう、サンプルを2枚の紙にはさむ。サンプルをオーブンから取り出し冷却した後、長さ(mm)を測定し、以下の式:
MD熱収縮率(%)=(100―加熱後のMDの長さ)/100×100
TD熱収縮率(%)=(100―加熱後のTDの長さ)/100×100
にてMDおよびTDの熱収縮率を算出する。
(5)室温突き刺し強度(g)
測定温度25℃において、カトーテック製KES−G5ハンディー圧縮試験器を用いて、針先端の曲率半径0.5mm、突刺速度2mm/secの条件で突き刺し試験を行い、最大突き刺し荷重を突き刺し強度(g)とした。突き刺し強度に25(膜厚(μm))を乗じることによって25μm換算室温突き刺し強度とした。
(6)160℃突き刺し強度(g)
ポリエチレン微多孔膜を内径13mm、外径25mmのSUS製ワッシャ2枚の間に挟み込み、周囲をクリップで留めたあと、あらかじめ160℃に加熱したシリコンオイル(信越化学工業:KF−96−10CS)中に浸漬し、一分間サンプルを溶融させた後に、シリコンオイル中のサンプルに対して、<セパレータ評価>の(5)と同様の方法で160℃突き刺し強度(溶融突き刺し強度)(g)を測定した。
(4) TD heat shrinkage (130 ° C heat shrinkage (%))
The separator is cut into 100 mm in the MD direction and 100 mm in the TD direction, and left in an oven at 150 ° C. for 1 hour. At this time, the sample is put on two sheets of paper so that the warm air does not directly contact the sample. After the sample is removed from the oven and cooled, the length (mm) is measured and the following equation:
MD heat shrinkage (%) = (100-length of MD after heating) / 100 × 100
TD thermal contraction rate (%) = (100-length of TD after heating) / 100 x 100
The thermal contraction rate of MD and TD is calculated with.
(5) Room temperature piercing strength (g)
Using a Kato Tech KES-G5 Handy Compression Tester at a measurement temperature of 25 ° C, perform a piercing test under the conditions of a needle tip curvature radius of 0.5 mm and a piercing speed of 2 mm / sec. ). The piercing strength was multiplied by 25 (film thickness (μm)) to obtain a 25 μm converted room temperature piercing strength.
(6) 160 ° C puncture strength (g)
A microporous polyethylene membrane is sandwiched between two SUS washers with an inner diameter of 13 mm and an outer diameter of 25 mm, and the periphery is clipped, and then it is in silicone oil (Shin-Etsu Chemical: KF-96-10CS) preheated to 160 ° C. The sample was immersed for 1 minute and melted for 1 minute, and then the piercing strength (melt piercing strength) (g) was measured on the sample in silicone oil by the same method as (5) of <Separator evaluation>. .

(7)溶融突き刺し強度保持率(%)
100気圧での酸素とラジカルとの接触確率が、大気圧に比べて100倍になると仮定して、1000日後の空気中におけるセパレータの経時劣化の指標とした(高圧空気加速試験)。具体的には、耐圧オートクレーブ内にセパレータを入れ、圧縮空気で9.8(MPa)に加圧し、25℃で10日間保管した後に、セパレータの溶融突き刺し強度を測定した。
(8)釘刺し試験
初充放電後の電池を1.0Cの定電流で4.20Vまで充電した後、4.20Vの定電圧で3時間充電し、SOC(充電深度)100%まで充電した。続いて、1.0Cの定電流で追充電を行ない、SOC150%まで充電した。
SOC150%まで充電した電池を60℃の雰囲気下に30分間放置し、電池温度を60℃にした後、電池の中央部に、太さ2.5φmm、先端角度60°の釘を、突刺速度10mm/secにて突き刺した。その時の電池の状態観察および釘刺し部の温度変化を測定し、1秒あたりの温度変化から発熱速度を求めた。
○:試験後の積層体素子に発煙及び発火の発生がなかった。
△:試験後の積層体素子に発煙が発生した。
×:試験後の積層体素子に発火が発生した。
(9)釘刺し時最大発熱速度(℃/sec)
上記の釘刺し試験において、SOC150%まで充電した電池の中央部に、太さ2.5φmm、先端角度60°の釘を、突刺速度10mm/secにて突き刺し、釘刺し部の1秒あたりの温度変化から発熱速度の最大値を求めた。釘は1.0φmmの中空を有しており、中空部にシース型熱電対を挿入することで、釘刺し部の温度を測定できる。シース型熱電対はシース径0.15φmmのK型熱電対を用いた。
(7) Melt piercing strength retention rate (%)
Under the assumption that the contact probability between oxygen and radicals at 100 atmospheric pressure is 100 times that of atmospheric pressure, this is used as an indicator of aging of the separator in air after 1000 days (high pressure air acceleration test). Specifically, the separator was put in a pressure resistant autoclave, pressurized to 9.8 (MPa) with compressed air, and stored at 25 ° C. for 10 days, and then the melt puncture strength of the separator was measured.
(8) Nail penetration test The battery after initial charge and discharge was charged to 4.20 V with a constant current of 1.0 C, then charged for 3 hours with a constant voltage of 4.20 V, and charged to 100% SOC (charge depth) . Subsequently, additional charge was performed at a constant current of 1.0 C to charge up to SOC 150%.
The battery charged to SOC 150% is left in an atmosphere of 60 ° C. for 30 minutes, and after the battery temperature is set to 60 ° C., a nail with a diameter of 2.5 φmm and a tip angle of 60 ° in the center of the battery, piercing speed 10 mm I stabbed at / sec. At that time, the battery state was observed and the temperature change of the nail bite portion was measured, and the heat generation rate was determined from the temperature change per second.
○: No smoke or ignition occurred in the laminate element after the test.
Fair: Smoke was generated in the laminate element after the test.
X: Ignition occurred in the laminate element after the test.
(9) Maximum heating rate at nailing (° C / sec)
In the nail penetration test above, a nail with a thickness of 2.5 mm and a tip angle of 60 ° is pierced at a piercing speed of 10 mm / sec at the central part of the battery charged to SOC 150%, and the temperature per second of the nail penetration area The maximum value of the heat generation rate was determined from the change. The nail has a hollow of 1.0 mm, and by inserting a sheath type thermocouple into the hollow part, the temperature of the nail penetration part can be measured. The sheath type thermocouple used a K type thermocouple with a sheath diameter of 0.15 mm.

<電子線照射>
ポリエチレン(PE)微多孔膜基材又は該基材に耐熱層を設けたセパレータを金枠に固定し、酸素濃度100ppm、110℃の雰囲気下に10分間置いた後、バッチ式の電子線照射装置を用いて加速電圧150kVで、電子線照射を行った。照射処理後、130℃に温調したオーブンに投入して1分間加熱し、ラジカル失活処理を行った。
<Electron beam irradiation>
A polyethylene (PE) microporous membrane substrate or a separator provided with a heat-resistant layer on the substrate is fixed to a metal frame and placed under an atmosphere of oxygen concentration 100 ppm and 110 ° C. for 10 minutes. Electron beam irradiation was performed at an accelerating voltage of 150 kV. After the irradiation treatment, it was put into an oven thermostated at 130 ° C. and heated for 1 minute to carry out a radical deactivation treatment.

<電池組み立て>
(正極の作製)
正極活物質としてLiNi1/3Mn1/3Co1/3(日本化学工業社製)と、導電助剤としてアセチレンブラックの粉末(電気化学工業社製)と、バインダとしてポリフッ化ビニリデン溶液(クレハ社製)とを、90:6:4の固形分質量比で混合し、分散溶媒としてN−メチル−2−ピロリドンを固形分40質量%となるように添加して更に混合して、スラリー状の溶液を調製した。このスラリー状の溶液を厚さ20μmのアルミニウム箔の両面に塗布し、溶剤を乾燥除去した後、ロールプレスで圧延して正極とした。圧延後のものをタブ部を除き30mm×50mmの長方形状に打ち抜いて正極を得た。
このときの正極活物質層の塗布目付は48mg/cmであり、充填密度は2.89g/cmであった。
<Battery assembly>
(Production of positive electrode)
LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 (made by Nippon Chemical Industrial Co., Ltd.) as a positive electrode active material, powder of acetylene black (made by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) as a conduction aid, and polyvinylidene fluoride solution as a binder (Kureha Co., Ltd.) is mixed at a solid content mass ratio of 90: 6: 4, N-methyl-2-pyrrolidone is added as a dispersion solvent so as to have a solid content of 40 mass%, and further mixed, A slurry-like solution was prepared. The slurry-like solution was applied to both sides of a 20-μm thick aluminum foil, the solvent was removed by drying, and then rolled by a roll press to obtain a positive electrode. The rolled sheet was punched into a 30 mm × 50 mm rectangular shape except for the tab portion to obtain a positive electrode.
The coated basis weight of the positive electrode active material layer at this time was 48 mg / cm 2 , and the packing density was 2.89 g / cm 3 .

(負極の作製)
負極活物質としてグラファイト粉末(大阪ガスケミカル社製、商品名「OMAC1.2H/SS」)及び別のグラファイト粉末(TIMCAL社製、商品名「SFG6」)と、バインダとしてスチレンブタジエンゴム(SBR)及びカルボキシメチルセルロース水溶液とを、90:10:1.5:1.8の固形分質量比で混合した。得られた混合物を、固形分濃度が45質量%となるように、分散溶媒としての水に添加して、スラリー状の溶液を調製した。このスラリー状の溶液を厚さ18μmの銅箔の両面に塗布し、溶剤を乾燥除去した後、ロールプレスで圧延した。圧延後のものをタブ部を除き32mm×52mmの長方形状に打ち抜いて負極を得た。このときの負極活物質層の塗布目付は21.2mg/cmであり、充填密度は1.50g/cmであった。
(非水電解液の調製)
エチレンカーボネート:エチルメチルカーボネート=1:2(体積比)の混合溶媒に、溶質としてLiPFを濃度1.0mol/Lとなるように溶解させることにより、非水電解液を調製した。
(Fabrication of negative electrode)
Graphite powder (Osaka Gas Chemical Co., Ltd., trade name "OMAC1.2H / SS") and another graphite powder (TIMCAL, trade name "SFG6") as a negative electrode active material, styrene butadiene rubber (SBR) as a binder, It mixed with carboxymethylcellulose aqueous solution by solid content mass ratio of 90: 10: 1.5: 1.8. The resulting mixture was added to water as a dispersion solvent so that the solid content concentration was 45% by mass, to prepare a slurry-like solution. The slurry-like solution was applied to both sides of a copper foil having a thickness of 18 μm, the solvent was removed by drying, and rolling was performed by a roll press. The rolled sheet was punched into a 32 mm × 52 mm rectangular shape except for the tab portion to obtain a negative electrode. The coated basis weight of the negative electrode active material layer at this time was 21.2 mg / cm 2 , and the packing density was 1.50 g / cm 3 .
(Preparation of non-aqueous electrolyte)
A non-aqueous electrolytic solution was prepared by dissolving LiPF 6 as a solute in a mixed solvent of ethylene carbonate: ethyl methyl carbonate = 1: 2 (volume ratio) to a concentration of 1.0 mol / L.

(電池の作製)
上記正極板8枚と、上記負極板9枚とを、セパレータを介し、正極タブと負極タブとが同一の辺に配置される方向に積層させた。このとき、正極板と負極板とを、両側の最外層がいずれも負極板となるように、交互に積層させた。最外層となる負極は、正極と対向していない面の負極活物質層を剥がし、片面を未塗工状態にした。得られた積層体に、形状保持のため絶縁テープを巻き付け、電極積層体とした。
電極積層体の正極板の8枚のタブ部にアルミニウム製の正極リード端子を超音波溶接で接続した。同様に、正極リード端子と同サイズのニッケル製の負極リード端子を9枚の負極板タブ部に超音波溶接で接続した。
2枚のアルミニウムラミネートフィルムの三辺を熱融着により接着して袋状のラミネート外装体を作製した。ラミネート外装体に上記電極積層体を挿入した。電解液を注液して真空含浸させた後、減圧下にて開口部を熱融着により封止することによって、ラミネート型リチウムイオン電池を得た。
この積層型リチウムイオン電池について、250mAの定電流で4.2Vまで充電した後、4.2Vの定電圧で8時間充電し初充電を行った。初充電後、750mAの定電流で3.0Vまで放電したところ、放電容量は750mAhであった。
(Production of battery)
Eight positive electrode plates and nine negative electrode plates were laminated via a separator in the direction in which the positive electrode tab and the negative electrode tab were disposed on the same side. At this time, the positive electrode plate and the negative electrode plate were alternately laminated such that the outermost layers on both sides become negative electrode plates. The negative electrode which became the outermost layer peeled off the negative electrode active material layer of the surface which is not facing the positive electrode, and made one side unpainted. An insulating tape was wound around the obtained laminate to maintain its shape, to obtain an electrode laminate.
A positive electrode lead terminal made of aluminum was connected by ultrasonic welding to eight tab portions of a positive electrode plate of the electrode laminate. Similarly, a nickel negative electrode lead terminal of the same size as the positive electrode lead terminal was connected to nine negative electrode plate tab portions by ultrasonic welding.
The three sides of two aluminum laminate films were bonded by heat fusion to prepare a bag-like laminate outer package. The above electrode laminate was inserted into the laminate outer package. The electrolytic solution was injected and vacuum impregnated, and then the opening was sealed by heat fusion under reduced pressure to obtain a laminate type lithium ion battery.
The stacked lithium ion battery was charged to 4.2 V with a constant current of 250 mA, and then charged for 8 hours with a constant voltage of 4.2 V to perform initial charging. When the battery was discharged to 3.0 V with a constant current of 750 mA after the initial charge, the discharge capacity was 750 mAh.

<ポリオレフィン微多孔膜基材の製造例>
<製造例1(ポリエチレン微多孔膜基材1の製造)>
Mvが70万であるホモポリマーの高密度ポリエチレンを45質量部と、
Mvが30万であるホモポリマーの高密度ポリエチレンを45質量部と、
Mvが40万であるホモポリマーのポリプロピレン5質量部、
とを、タンブラーブレンダーを用いてドライブレンドした。
得られたポリオレフィン混合物99質量部に酸化防止剤としてテトラキス−[メチレン−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタンを1質量部添加し、再度タンブラーブレンダーを用いてドライブレンドすることにより、混合物を得た。
得られた混合物を、窒素雰囲気下で二軸押出機へフィーダーにより供給した。
また、流動パラフィン(37.78℃における動粘度7.59×10−5/s)を押出機シリンダーにプランジャーポンプにより注入した。
押し出される全混合物中の、流動パラフィンの割合が65質量部、及びポリマー濃度が35質量部となるように、フィーダー及びポンプの運転条件を調整した。
<Production example of polyolefin microporous membrane base material>
<Production example 1 (Production of polyethylene microporous membrane substrate 1)>
45 parts by mass of homopolymer high-density polyethylene having an Mv of 700,000
45 parts by mass of homopolymer high-density polyethylene having an Mv of 300,000
5 parts by mass of homopolymer polypropylene having an Mv of 400,000
Were dry blended using a tumbler blender.
To 99 parts by mass of the obtained polyolefin mixture, 1 part by mass of tetrakis- [methylene- (3 ', 5'-di-t-butyl-4'-hydroxyphenyl) propionate] methane is added as an antioxidant, and this is again the tumbler blender The mixture was obtained by dry blending using
The resulting mixture was fed by a feeder to a twin screw extruder under a nitrogen atmosphere.
Also, liquid paraffin (kinetic viscosity 7.59 × 10 −5 m 2 / s at 37.78 ° C.) was injected into the extruder cylinder by a plunger pump.
The operating conditions of the feeder and pump were adjusted so that the proportion of liquid paraffin was 65 parts by mass and the polymer concentration was 35 parts by mass in the total mixture extruded.

次いで、それらを二軸押出機内で230℃に加熱しながら溶融混練し、得られた溶融混練物を、T−ダイを経て表面温度80℃に制御された冷却ロール上に押し出し、その押出物を冷却ロールに接触させ成形(cast)して冷却固化することにより、厚さ1200μmのシート状成形物を得た。
このシートを同時二軸延伸機にて、温度112℃において倍率7×6.4倍に延伸した。その後、延伸物を塩化メチレンに浸漬して、流動パラフィンを抽出除去後、乾燥し、更にテンター延伸機を用いて温度130℃において横方向に2倍延伸した。
その後、この延伸シートを幅方向に約10%緩和して熱処理を行い、ポリエチレン微多孔膜基材1を得た。得られた基材1の物性を表1に示す。
Then, they are melt-kneaded while heating to 230 ° C. in a twin-screw extruder, and the resulting melt-kneaded product is extruded through a T-die onto a cooling roll controlled to a surface temperature of 80 ° C. By contacting with a cooling roll, casting, and cooling and solidifying, a sheet-like molding having a thickness of 1200 μm was obtained.
This sheet was stretched at a temperature of 112 ° C. in a simultaneous biaxial stretching machine at a magnification of 7 × 6.4. Thereafter, the drawn material is immersed in methylene chloride, and after removing liquid paraffin, it is dried, and further drawn twice in the transverse direction at a temperature of 130 ° C. using a tenter drawing machine.
Thereafter, the stretched sheet was relaxed by about 10% in the width direction to perform a heat treatment, to obtain a microporous polyethylene membrane substrate 1. Physical properties of the obtained base material 1 are shown in Table 1.

Figure 2018181546
Figure 2018181546

[ポリオレフィン微多孔膜基材2〜6の製造]
<製造例2>
シート状成形物の厚さを1250μmにした以外は製造例1と同様にして、9μmのポリエチレン微多孔膜2を得た。
<製造例3>
シート状成形物の厚さを1600μmにした以外は製造例1と同様にして、12μmのポリエチレン微多孔膜3を得た。
<製造例4>
シート状成形物の厚さを800μmにした以外は製造例1と同様にして、6μmのポリエチレン微多孔膜4を得た。
<製造例5>
製造例1の1200μmのシート状成形物を同時二軸延伸機にて、温度112℃において倍率7×6.4倍に延伸し、延伸膜を作製した。次に該シート状延伸膜を金枠に拘束し、バッチ式の電子線照射装置を用いて110℃、酸素濃度100ppmの窒素雰囲気下で、加速電圧150kV、吸収線量20kGyずつ、トータル100kGyの条件で、電子線架橋処理を実施した。架橋処理を行ったあと、130℃に温調したオーブンに投入して1分間加熱し、ラジカル失活処理を行った。次に膜を金枠で拘束した状態で塩化メチレンでパラフィン油を抽出除去後、乾燥し、ポリエチレン微多孔膜5を得た。
<製造例6>
国際公開第2015/166949号の明細書中の実施例18に記載の方法に従って、ホモポリプロピレン微多孔フィルムを作製したのちに、皮膜層、アルミナ粒子からなるセラミックコート層を形成して、耐熱性ホモポリプロピレン微多孔フィルム6を得た。
[Production of Polyolefin Microporous Membrane Substrates 2 to 6]
<Production Example 2>
A microporous polyethylene membrane 2 of 9 μm was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that the thickness of the sheet-like molding was changed to 1250 μm.
<Production Example 3>
A microporous polyethylene membrane 3 of 12 μm was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that the thickness of the sheet-like molding was changed to 1600 μm.
Production Example 4
A microporous polyethylene membrane 4 of 6 μm was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that the thickness of the sheet-like molding was 800 μm.
<Production Example 5>
A 1200 μm sheet-like molded product of Production Example 1 was stretched at a temperature of 112 ° C. at a magnification of 7 × 6.4 times with a simultaneous biaxial stretching machine to produce a stretched film. Next, the sheet-like stretched film is restrained to a metal frame, and an accelerating voltage of 150 kV and an absorbed dose of 20 kGy are applied at a total of 100 kGy under a nitrogen atmosphere of 110 ppm and an oxygen concentration of 100 ppm using a batch type electron beam irradiation apparatus. , Electron beam crosslinking treatment was performed. After the crosslinking treatment, it was placed in an oven adjusted to 130 ° C. and heated for 1 minute to conduct radical deactivation treatment. Next, the membrane was confined with a metal frame and after removing the paraffin oil with methylene chloride, it was dried to obtain a microporous polyethylene membrane 5.
<Production Example 6>
According to the method described in Example 18 in the specification of WO 2015/166949, a homopolypropylene microporous film is produced, and then a coating layer and a ceramic coating layer composed of alumina particles are formed to obtain a heat resistant homo. A polypropylene microporous film 6 was obtained.

<実施例1>
上記の基材の製造例に従って、ポリオレフィン微多孔膜基材としてポリエチレン微多孔膜基材1を作成し、次に下記に示す手順により耐熱層を積層し、非水電解質二次電池用セパレータを得た。
<耐熱層の形成>
耐熱層形成塗工液として、水酸化酸化アルミニウム(平均粒径1.0μm)96.0質量部、アクリルラテックス(固形分濃度40%、平均粒径145nm、最低成膜温度0℃以下)4.0質量部、及びポリカルボン酸アンモニウム水溶液(サンノプコ社製 SNディスパーサント5468)1.0質量部を100質量部の水に均一に分散させた塗工液を調製した。続いて、その塗工液をポリオレフィン樹脂多孔膜基材の表面にグラビアコーターを用いて塗工した。その後、60℃において乾燥して水を除去して、ポリオレフィン樹脂多孔膜上に無機フィラーである水酸化酸化アルミニウム(ベーマイト)の多孔層が厚さ2μmで形成されているセパレータを得た。
得られたセパレータを金枠に拘束し、バッチ式の電子線照射装置を用いて110℃、酸素濃度100ppmの窒素雰囲気下で、加速電圧150kV、吸収線量20kGyずつ、トータルの吸収線量100kGyで電子線架橋処理を実施した。架橋処理を行ったあと130℃に温調したオーブンに投入して1分間加熱し、ラジカル失活処理を行い、電子線照射後のセパレータを得た。そして、この電子線照射後のセパレータを用いて、先述の<電池の組み立て>の項に記載した方法に従って、非水電解質二次電池を得た。表2に電子線照射後のセパレータ及び電池の性能結果を示す。
Example 1
According to the production example of the above-mentioned substrate, a polyethylene microporous film substrate 1 is prepared as a polyolefin microporous film substrate, and then a heat-resistant layer is laminated by the following procedure to obtain a separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery. The
<Formation of heat-resistant layer>
4. 96.0 parts by mass of aluminum hydroxide oxide (average particle diameter 1.0 μm), acrylic latex (solid content concentration 40%, average particle diameter 145 nm, minimum film forming temperature 0 ° C. or less) as a heat-resistant layer-forming coating solution A coating liquid was prepared by uniformly dispersing 0 parts by mass and 1.0 parts by mass of an aqueous solution of ammonium polycarboxylate (SN Disperse 5468 manufactured by San Nopco) in 100 parts by mass of water. Subsequently, the coating solution was coated on the surface of the polyolefin resin porous membrane base using a gravure coater. Thereafter, the resultant was dried at 60 ° C. to remove water, to obtain a separator having a porous layer of aluminum hydroxide oxide (boehmite), which is an inorganic filler, formed with a thickness of 2 μm on the porous polyolefin resin film.
The obtained separator is confined in a metal frame, and an electron beam is applied at a total absorbed dose of 100 kGy at an accelerating voltage of 150 kV and an absorbed dose of 20 kGy at 110 ° C. and a nitrogen atmosphere of 100 ppm oxygen concentration using a batch type electron beam irradiation apparatus. Crosslinking treatment was performed. After crosslinking treatment, it was placed in an oven adjusted to a temperature of 130 ° C. and heated for 1 minute to conduct radical deactivation treatment to obtain a separator after electron beam irradiation. And the nonaqueous electrolyte secondary battery was obtained according to the method described in the item of the above-mentioned <assembly of a battery> using the separator after this electron beam irradiation. Table 2 shows the performance results of the separator and the battery after the electron beam irradiation.

<実施例2〜5>
表1(表2)に示されるPE微多孔膜基材を用い、表2に示される耐熱層を積層する以外は実施例1と同様にして、非水電解質二次電池用セパレータを得た。次に得られたセパレータに表2に示す条件にて電子線照射を施し、電子線照射後のセパレータを得た。そして、この電子線照射後のセパレータを用いて、先述の<電池の組み立て>の項に記載した方法に従って、非水電解質二次電池を得た。表2に電子線照射後のセパレータ及び電池の性能結果を示す。
Examples 2 to 5
A separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery was obtained in the same manner as in Example 1 except that the heat-resistant layer shown in Table 2 was laminated using the PE microporous membrane base shown in Table 1 (Table 2). Next, electron beam irradiation was performed to the obtained separator on conditions shown in Table 2, and the separator after electron beam irradiation was obtained. And the nonaqueous electrolyte secondary battery was obtained according to the method described in the item of the above-mentioned <assembly of a battery> using the separator after this electron beam irradiation. Table 2 shows the performance results of the separator and the battery after the electron beam irradiation.

Figure 2018181546
Figure 2018181546

<実施例6>
上記の基材の製造例に従って、ポリオレフィン微多孔膜基材としてポリエチレン微多孔膜基材1を作成した。次にこの基材に表2に示す条件にて電子線照射を施したあとで、実施例1と同様にして、耐熱層(2μm)が積層された非水電解質二次電池用セパレータを得た。そして、先述の<電池の組み立て>の項に記載した方法に従って、非水電解質二次電池を製造した。表2に電子線照射後のセパレータ及び電池の性能結果を示す。
Example 6
In accordance with the above production example of the base material, a polyethylene microporous membrane base 1 was prepared as a polyolefin microporous membrane base. Next, after electron beam irradiation was performed on this base material under the conditions shown in Table 2, a separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery in which a heat resistant layer (2 μm) was laminated was obtained in the same manner as Example 1. . Then, a non-aqueous electrolyte secondary battery was manufactured according to the method described in the above-mentioned <Assembly of Battery>. Table 2 shows the performance results of the separator and the battery after the electron beam irradiation.

<実施例7>
上記の基材の製造例に従って、ポリオレフィン微多孔膜基材としてポリエチレン微多孔膜基材5を作成した。実施例1と同様にして、耐熱層(2μm)が積層された非水電解質二次電池用セパレータを得た。そして、先述の<電池の組み立て>の項に記載した方法に従って、非水電解質二次電池を製造した。表2に電子線照射後のセパレータ及び電池の性能結果を示す。
Example 7
According to the production example of the above-mentioned base material, polyethylene microporous membrane base 5 was created as polyolefin microporous membrane base. In the same manner as in Example 1, a separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery in which a heat-resistant layer (2 μm) was laminated was obtained. Then, a non-aqueous electrolyte secondary battery was manufactured according to the method described in the above-mentioned <Assembly of Battery>. Table 2 shows the performance results of the separator and the battery after the electron beam irradiation.

<比較例1>
本比較例では、表1(表2)に示されるPE微多孔膜基材1のみを用い、耐熱層を設けないで非水電解質二次電池用セパレータを作成した。次にこのセパレータを用いて電子線照射をしないで、先述の<電池の組み立て>の項に記載した方法に従って、非水電解質二次電池を得た。表2に電子線照射後のセパレータ及び電池の性能結果を示す。
<比較例2>
比較例1において非水電解質二次電池用セパレータに先述の電子線照射条件にて電子線照射を施した以外は、比較例1と同様にして非水電解質二次電池を得た。表2に電子線照射後のセパレータ及び電池の性能結果を示す。
<比較例3>
本比較例では、表1(表2)に示されるPE微多孔膜基材1を用い、表2に示される耐熱層を設けて非水電解質二次電池用セパレータを作成した。次にこのセパレータに電子線照射をしないで、先述の<電池の組み立て>の項に記載した方法に従って、非水電解質二次電池を得た。表2に電子線照射後のセパレータ及び電池の性能結果を示す。
Comparative Example 1
In this comparative example, using only the PE microporous membrane base 1 shown in Table 1 (Table 2), a separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery was prepared without providing a heat-resistant layer. Next, a non-aqueous electrolyte secondary battery was obtained according to the method described in the above-mentioned <Assembly of battery> without using electron beam irradiation with this separator. Table 2 shows the performance results of the separator and the battery after the electron beam irradiation.
Comparative Example 2
A non-aqueous electrolyte secondary battery was obtained in the same manner as in Comparative Example 1, except that the non-aqueous electrolyte secondary battery separator in Comparative Example 1 was subjected to electron beam irradiation under the above-described electron beam irradiation conditions. Table 2 shows the performance results of the separator and the battery after the electron beam irradiation.
Comparative Example 3
In this comparative example, the heat-resistant layer shown in Table 2 was provided using the PE microporous membrane base 1 shown in Table 1 (Table 2) to prepare a separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery. Next, a non-aqueous electrolyte secondary battery was obtained according to the method described in the above-mentioned <Battery Assembly>, without irradiating the separator with an electron beam. Table 2 shows the performance results of the separator and the battery after the electron beam irradiation.

<比較例4>
本比較例では、表1(表2)に示されるPE微多孔膜基材3のみを用い、耐熱層を設けないで非水電解質二次電池用セパレータを作成した。次にこのセパレータに先述の電子線照射条件にて電子線照射を施した後で、先述の<電池の組み立て>の項に記載した方法に従って、非水電解質二次電池を得た。表2に電子線照射後のセパレータ及び電池の性能結果を示す。
<比較例5>
本比較例では、表1(表2)に示されるPE微多孔膜基材3を用い、表2に示される耐熱層を設けて非水電解質二次電池用セパレータを作成した。次にこのセパレータに電子線照射をしないで、先述の<電池の組み立て>の項に記載した方法に従って、非水電解質二次電池を得た。表2に電子線照射後のセパレータ及び電池の性能結果を示す。
<比較例6>
本比較例では、表1(表2)に示されるPE微多孔膜基材1を用い、表2に示される耐熱層を設けて非水電解質二次電池用セパレータを作成した。次にこのセパレータに吸収線量を20kGyにした以外は、実施例1と同様の条件で電子線架橋処理、ラジカル失活処理を行ない、セパレータを得た。先述の<電池の組み立て>の項に記載した方法に従って、非水電解質二次電池を得た。表2に電子線照射後のセパレータ及び電池の性能結果を示す。
Comparative Example 4
In this comparative example, using only the PE microporous membrane base 3 shown in Table 1 (Table 2), a separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery was prepared without providing a heat-resistant layer. Next, the separator was subjected to electron beam irradiation under the above-described electron beam irradiation conditions, and then a non-aqueous electrolyte secondary battery was obtained according to the method described in the above-mentioned <Battery assembly>. Table 2 shows the performance results of the separator and the battery after the electron beam irradiation.
Comparative Example 5
In this comparative example, using the PE microporous membrane base 3 shown in Table 1 (Table 2), a heat-resistant layer shown in Table 2 was provided to prepare a separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery. Next, a non-aqueous electrolyte secondary battery was obtained according to the method described in the above-mentioned <Battery Assembly>, without irradiating the separator with an electron beam. Table 2 shows the performance results of the separator and the battery after the electron beam irradiation.
Comparative Example 6
In this comparative example, the heat-resistant layer shown in Table 2 was provided using the PE microporous membrane base 1 shown in Table 1 (Table 2) to prepare a separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery. Next, this separator was subjected to electron beam crosslinking treatment and radical deactivation treatment under the same conditions as in Example 1 except that the absorbed dose was changed to 20 kGy, to obtain a separator. A non-aqueous electrolyte secondary battery was obtained according to the method described in <Battery assembly> described above. Table 2 shows the performance results of the separator and the battery after the electron beam irradiation.

<比較例7>
本比較例では、比較例6において電子線照射条件を吸収線量を180kGyにした以外は比較例6と同様にして、非水電解質二次電池を得た。表2に電子線照射後のセパレータ及び電池の性能結果を示す。
<比較例8>
本比較例では、表1(表2)に示されるPE微多孔膜基材5を製造する際に流動パラフィンを抽出しないで多孔化する前の状態のセパレータを作成した。次にこのセパレータに先述の電子線照射条件にて電子線照射を施した後で、表2に示すように耐熱層を設けないで、先述の<電池の組み立て>の項に記載した方法に従って、非水電解質二次電池を得た。表2に電子線照射後のセパレータ及び電池の性能結果を示す。
<比較例9>
本比較例では、表1(表2)に示されるPP乾式微多孔膜基材6のみ用いて得られたセパレータに、先述の電子線照射条件より低照射条件にて電子線照射を施した。次に水酸化アルミニウムの代わりにアルミナを含む耐熱層を、実施例1と同様にして該基材上に設けて非水電解質二次電池用セパレータを作成した。そして、このセパレータを用いて先述の<電池の組み立て>の項に記載した方法に従って、非水電解質二次電池を得た。表2に電子線照射後のセパレータ及び電池の性能結果を示す。
Comparative Example 7
In this comparative example, a non-aqueous electrolyte secondary battery was obtained in the same manner as in Comparative Example 6 except that the electron beam irradiation condition in Comparative Example 6 was changed to the absorbed dose of 180 kGy. Table 2 shows the performance results of the separator and the battery after the electron beam irradiation.
Comparative Example 8
In this comparative example, when manufacturing the PE microporous membrane base 5 shown in Table 1 (Table 2), a separator in a state before being made porous without extracting liquid paraffin was created. Next, after subjecting this separator to electron beam irradiation under the above-mentioned electron beam irradiation conditions, as shown in Table 2, without providing a heat-resistant layer, according to the method described in the above-mentioned <Battery assembly>, A non-aqueous electrolyte secondary battery was obtained. Table 2 shows the performance results of the separator and the battery after the electron beam irradiation.
Comparative Example 9
In the present comparative example, the separator obtained using only the PP dry microporous membrane base 6 shown in Table 1 (Table 2) was subjected to the electron beam irradiation under the lower irradiation condition than the electron beam irradiation condition described above. Next, a heat-resistant layer containing alumina instead of aluminum hydroxide was provided on the substrate in the same manner as in Example 1 to prepare a separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery. Then, using this separator, a non-aqueous electrolyte secondary battery was obtained according to the method described in <Battery assembly> described above. Table 2 shows the performance results of the separator and the battery after the electron beam irradiation.

<本発明の非水電解質二次電池用セパレータ及び非水電解質二次電池の性能まとめ>
表2に示されているように、実施例1〜5で得られたPE微多孔膜基材に耐熱層が積層された非水電解質二次電池用セパレータに電子線照射されたものは、適度な架橋度を有するため、優れた160℃突き刺し強度及び溶融突き刺し強度保持率を有し、さらに該セパレータを用いて作成された電池の釘刺し試験においても、釘刺し最大発熱速度が抑制され、そして発煙・発火も起こらない。
次に、電子線照射後に無機塗工して得られた非水電解質二次電池用セパレータ(実施例6、7)及び該セパレータを用いて作成された電池においても、同様に優れた160℃突き刺し強度及び溶融突き刺し強度保持率を有し、さらに該セパレータを用いて作成された電池の釘刺し試験においても、釘刺し最大発熱速度が抑制され、そして発煙・発火も起こらない。
他方、表2に示される比較例1のように、基材としてポリエチレン微多孔膜基材1を使用し、耐熱層無しでしかも電子線照射を施さなかった非水電解質二次電池用セパレータにおいては、基材に架橋構造が導入されていないがゆえに、160℃突き刺し強度に劣り、そして該セパレータを用いて作成された非水電解質二次電池の釘刺し試験においても、釘刺し最大発熱速度が大きく、発火現象が見られた。
次に、基材としてポリエチレン微多孔膜基材1を使用し、該基材に電子線照射は施したが耐熱層を設けなかった非水電解質二次電池用セパレータ(比較例2)においては、適度な架橋度を有するものの、耐熱層が無いために、160℃突き刺し強度は十分でなく、該セパレータを用いて作成された電池の釘刺し試験においても、釘刺し最大発熱速度が大きく、発火も起こった。
<Summary of Performance of Separator for Nonaqueous Electrolyte Secondary Battery of the Present Invention and Nonaqueous Electrolyte Secondary Battery>
As shown in Table 2, the separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery in which the heat-resistant layer was laminated on the PE microporous membrane base obtained in Examples 1 to 5 was appropriately irradiated with electron beam, Has a good degree of crosslinking, so it has excellent puncture strength and retention of molten puncture strength, and also in the nailing test of a battery made using this separator, the maximum heating rate of nailing is suppressed, and Neither smoke nor fire occurs.
Next, in the separator for non-aqueous electrolyte secondary battery (Examples 6, 7) obtained by inorganic coating after electron beam irradiation and the battery made using the separator, similarly excellent piercing at 160 ° C. In the nail penetration test of the battery having the strength and the fusion penetration strength retention rate and further made of the battery using the separator, the nail penetration maximum heat generation rate is suppressed, and neither smoke nor ignition occurs.
On the other hand, as in Comparative Example 1 shown in Table 2, in the separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery in which the polyethylene microporous membrane substrate 1 was used as a substrate and no heat-resistant layer and no electron beam irradiation were applied. Since the crosslinked structure is not introduced into the substrate, the puncture strength is inferior at 160 ° C., and the maximum heat generation rate of nails is large even in the nail penetration test of the non-aqueous electrolyte secondary battery prepared using the separator. , Ignition phenomenon was seen.
Next, in the separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery (comparative example 2) in which the polyethylene microporous membrane substrate 1 was used as a substrate and electron beam irradiation was applied to the substrate but the heat-resistant layer was not provided, Although it has an adequate degree of cross-linking, the piercing strength at 160 ° C. is not sufficient because there is no heat-resistant layer, and in the nailing test of a battery prepared using the separator, the maximum heating rate is high and ignition is also excessive. Happened.

比較例3のように、基材としてポリエチレン微多孔膜基材1を使用し、その上に耐熱層を設けたが電子線照射を施さないで得られた非水電解質二次電池用セパレータにおいては、耐熱層を有するものの架橋構造が導入されていないために、160℃突き刺し強度に劣り、そして該セパレータを用いて作成された非水電解質二次電池の釘刺し試験においても、釘刺し最大発熱速度が大きく、発火も起こった。
比較例4のように、基材としてポリエチレン微多孔膜基材3の比較的厚膜を使用し、その上に耐熱層を設けないで電子線照射を施こして得られた非水電解質二次電池用セパレータにおいては、架橋構造は導入されているものの、耐熱層を有さないために160℃突き刺し強度は十分とは言えず、そして該セパレータを用いて作成された非水電解質二次電池の釘刺し試験においても、釘刺し最大発熱速度が大きく、発火も起こった。
加えて、比較例5のように、基材としてポリエチレン微多孔膜基材3の比較的厚膜を使用し、電子線照射を施こさないでその上に耐熱層を積層して得られた非水電解質二次電池用セパレータにおいては、架橋構造が導入されていないので、そのため160℃突き刺し強度に劣り、そして該セパレータを用いて作成された非水電解質二次電池の釘刺し試験においても、釘刺し最大発熱速度が比較的大きく、発煙が観測された。
さらに、比較例6のように、基材としてポリエチレン微多孔膜基材1を使用し、その上に耐熱層を積層してから、表2に示すように低電子線照射条件にて電子線照射を施して得られた非水電解質二次電池用セパレータにおいては、十分な架橋構造が導入されていないので、そのため160℃突き刺し強度は十分でなく、そして該セパレータを用いて作成された非水電解質二次電池の釘刺し試験においても、釘刺し最大発熱速度が比較的大きく、発煙が観測された。
さらに、比較例7のように、基材としてポリエチレン微多孔膜基材1を使用し、その上に耐熱層を積層してから、表2に示すように高電子線照射条件にて電子線照射を施して得られた非水電解質二次電池用セパレータにおいては、過度に架橋構造が導入されたため、160℃突き刺し強度は優れたものであるものの、該セパレータを用いて作成された非水電解質二次電池の釘刺し試験においては溶融突き刺し強度の保持率に劣るという結果が得られた。このように強度保持率に劣るのはセパレータ中のラジカル失活が十分ではなかったためと考えられる。
さらに、比較例8のように、ポリエチレン微多孔膜基材5を製造する前の基材で、多孔形成用の可塑剤である流動パラフィンを抽出する前の基材を使用し、該基材に表2に示すようは電子線照射条件にて電子線照射を施して得られた非水電解質二次電池用セパレータにおいては、十分な架橋構造が導入されているため、160℃突き刺し強度は十分ではあるものの、耐熱層が設けられていないがために、該セパレータを用いて作成された非水電解質二次電池の釘刺し試験において、釘刺し最大発熱速度が比較的大きく、発火が観測された。
そして、比較例9ように、厚膜のポリプロピレン乾式微多孔膜基材6に表2に示す電子線照射条件にて電子線照射を施し、そのあとでアルミナを含む厚さ3μmの耐熱層を積層して得られた非水電解質二次電池用セパレータにおいては、十分な架橋構造が導入されていないものの、160℃突き刺し強度は十分ではあり、該セパレータを用いて作成された非水電解質二次電池の釘刺し試験において発火は見られなかったが、溶融突き刺し強度保持率に劣るという結果となった。
As in Comparative Example 3, in the separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery obtained by using the polyethylene microporous membrane substrate 1 as the substrate and providing the heat-resistant layer thereon but not applying the electron beam irradiation However, since the heat resistance layer is not introduced, the puncture strength is inferior at 160 ° C. because the crosslinked structure is not introduced, and also in the nail penetration test of the non-aqueous electrolyte secondary battery prepared using the separator, the nail heating maximum heating rate There was a big fire and fire.
As in Comparative Example 4, a relatively thick film of the microporous polyethylene membrane substrate 3 is used as a substrate, and a non-aqueous electrolyte secondary obtained by electron beam irradiation without providing a heat-resistant layer thereon In the battery separator, although a crosslinked structure is introduced, the piercing strength at 160 ° C. is not sufficient because it does not have a heat-resistant layer, and the nonaqueous electrolyte secondary battery fabricated using the separator Also in the nail sticking test, the maximum nail sticking heat generation rate was large, and ignition occurred.
In addition, as in Comparative Example 5, a relatively thick film of the microporous polyethylene membrane substrate 3 was used as a substrate, and a non-irradiated non-irradiated heat resistant layer was deposited thereon. In the separator for water electrolyte secondary batteries, no crosslinked structure is introduced, and therefore the puncture strength is inferior at 160 ° C., and also in the nail penetration test of the non-aqueous electrolyte secondary battery produced using the separator, The maximum heat generation rate was relatively high, and smoke was observed.
Furthermore, as in Comparative Example 6, the microporous polyethylene membrane substrate 1 is used as the substrate, and the heat-resistant layer is laminated thereon, and as shown in Table 2, electron beam irradiation is performed under low electron beam irradiation conditions. In the separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery obtained by applying the present invention, the 160.degree. C. piercing strength is not sufficient because a sufficient crosslinked structure is not introduced, and the non-aqueous electrolyte prepared using the separator Also in the nailing test of the secondary battery, the maximum heating rate of the nailing was relatively large, and smoke was observed.
Furthermore, as in Comparative Example 7, the microporous polyethylene membrane substrate 1 was used as the substrate, and the heat-resistant layer was laminated thereon, and then electron beam irradiation was performed under high electron beam irradiation conditions as shown in Table 2. In the separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery obtained by applying the above method, although the piercing strength is excellent at 160 ° C. because the crosslinked structure is excessively introduced, the non-aqueous electrolyte 2 prepared using the separator is preferable. In the nail penetration test of the secondary battery, the result that the retention of the fusion penetration strength was inferior was obtained. The inferiority of the strength retention as described above is considered to be due to insufficient radical deactivation in the separator.
Furthermore, as in Comparative Example 8, the base before producing the microporous polyethylene membrane base 5 and using the base before extracting the liquid paraffin which is a plasticizer for forming pores is used for the base As shown in Table 2, in the separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery obtained by electron beam irradiation under electron beam irradiation conditions, a sufficient cross-linked structure is introduced, so that the piercing strength at 160 ° C. is sufficient. Although the heat-resistant layer was not provided, the non-aqueous electrolyte secondary battery produced using the separator had a relatively high nail sticking maximum heat generation rate, and ignition was observed because of the absence of the heat-resistant layer.
Then, as in Comparative Example 9, electron beam irradiation was performed on the thick-film polypropylene dry microporous membrane base 6 under the electron beam irradiation conditions shown in Table 2, and thereafter, a 3 μm-thick heat-resistant layer containing alumina was laminated. In the separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery obtained as described above, although a sufficient crosslinked structure is not introduced, the piercing strength at 160.degree. C. is sufficient, and a non-aqueous electrolyte secondary battery fabricated using the separator No fire was observed in the nail penetration test of No. 1, but the result was that the melt penetration strength retention rate was inferior.

Claims (9)

微多孔膜基材に耐熱層が積層されたセパレータであって、前記微多孔膜基材の架橋度が40%以上であり、かつ先端の曲率半径0.5mmの針を用いて、突刺速度2mm/秒で、160℃の雰囲気下において行われる、160℃突き刺し試験における160℃突き刺し強度が30g以上であることを特徴とする非水電解質二次電池用セパレータ。   A separator in which a heat-resistant layer is laminated on a microporous membrane substrate, and the microporous film substrate has a degree of crosslinking of 40% or more, and a needle having a curvature radius of 0.5 mm at the tip, a piercing speed of 2 mm A separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery, characterized in that 160 ° C. piercing strength in a 160 ° C. piercing test performed in an atmosphere at 160 ° C./sec. 前記160℃突き刺し強度を測定した前記微多孔膜基材を耐圧オートクレーブ内に入れ、圧縮空気で9.8MPaに加圧し、25℃で10日間保管した前後に測定される、前記微多孔膜基材の溶融突き刺し強度保持率が50%以上である、請求項1に記載の非水電解質二次電池用セパレータ。   The microporous membrane substrate measured after inserting the microporous membrane substrate whose puncture strength at 160 ° C. was measured in a pressure-resistant autoclave, pressurized to 9.8 MPa with compressed air, and stored at 25 ° C. for 10 days The separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the retention of molten piercing strength is at least 50%. 前記微多孔膜基材が架橋構造を有する、請求項1または2に記載の非水電解質二次電池用セパレータ。   The separator for non-aqueous electrolyte secondary batteries according to claim 1 or 2, wherein the microporous membrane base has a crosslinked structure. 前記微多孔膜基材の厚さが12μm以下である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の非水電解質二次電池用セパレータ。   The separator for non-aqueous electrolyte secondary batteries according to any one of claims 1 to 3, wherein the microporous membrane substrate has a thickness of 12 μm or less. 前記耐熱層の厚さが3μm以下である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の非水電解質二次電池用セパレータ。   The separator for non-aqueous electrolyte secondary batteries according to any one of claims 1 to 4, wherein the heat-resistant layer has a thickness of 3 μm or less. 前記微多孔膜基材がポリエチレンからなる、請求項1〜5のいずれか一項に記載の非水電解質二次電池用セパレータ。   The separator for non-aqueous electrolyte secondary batteries according to any one of claims 1 to 5, wherein the microporous membrane substrate is made of polyethylene. 前記耐熱層が無機粒子を含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の非水電解質二次電池用セパレータ。   The separator for non-aqueous electrolyte secondary batteries according to any one of claims 1 to 6, wherein the heat-resistant layer contains inorganic particles. 請求項1〜7のいずれか一項に記載の非水電解質二次電池用セパレータを含む二次電池。   The secondary battery containing the separator for non-aqueous electrolyte secondary batteries as described in any one of Claims 1-7. 非水電解質二次電池用セパレータに電子線照射する工程を含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載の非水電解質二次電池用セパレータの製造方法。   The manufacturing method of the separator for non-aqueous electrolyte secondary batteries as described in any one of Claims 1-8 including the process of electron beam irradiation to the separator for non-aqueous electrolyte secondary batteries.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020145123A (en) * 2019-03-07 2020-09-10 宇部マクセル京都株式会社 Separator
JP2020155208A (en) * 2019-03-18 2020-09-24 帝人株式会社 Separator for non-aqueous secondary battery and non-aqueous secondary battery

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004123791A (en) * 2002-09-30 2004-04-22 Asahi Kasei Corp Highly heat-resistant microporous polyethylene film
WO2008149986A1 (en) * 2007-06-06 2008-12-11 Asahi Kasei E-Materials Corporation Multilayer porous film
JP5495457B1 (en) * 2013-08-30 2014-05-21 東レバッテリーセパレータフィルム株式会社 Battery separator and method for producing the battery separator

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004123791A (en) * 2002-09-30 2004-04-22 Asahi Kasei Corp Highly heat-resistant microporous polyethylene film
WO2008149986A1 (en) * 2007-06-06 2008-12-11 Asahi Kasei E-Materials Corporation Multilayer porous film
JP5495457B1 (en) * 2013-08-30 2014-05-21 東レバッテリーセパレータフィルム株式会社 Battery separator and method for producing the battery separator

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020145123A (en) * 2019-03-07 2020-09-10 宇部マクセル京都株式会社 Separator
JP7169908B2 (en) 2019-03-07 2022-11-11 宇部マクセル京都株式会社 separator
JP2020155208A (en) * 2019-03-18 2020-09-24 帝人株式会社 Separator for non-aqueous secondary battery and non-aqueous secondary battery

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