JP2018200780A - Separator for lithium ion secondary battery - Google Patents

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貴史 三竿
Takashi Misao
貴史 三竿
石井 義行
Yoshiyuki Ishii
義行 石井
真也 浜崎
Shinya Hamazaki
真也 浜崎
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Abstract

To provide a separator for lithium ion secondary battery with excellent cycle characteristic and long-term storage stability, and a manufacturing method thereof.SOLUTION: A separator for lithium ion secondary battery includes: polyolefin resin (A); and resin (B) which is non-conductive particles or particles of a polymer having a core shell structure, in which ion resistance of the separator is 0.3 Ω or less, and satisfies expression (1) and/or expression (2) in a crushing test of a laminate cell including the separator. T1/T2≥1.0 (1) T3/T4≥1.0 (2) {in expressions, T1 and T2 denote time until voltage reaches 4.0 V from 4.1 V when using the separator and when using a microporous film made only of polyolefin resin (A) respectively, and T3 and T4 denote time until voltage reaches 3.0 V from 3.8 V when using the separator and when using the microporous film made only of polyolefin resin (A) respectively}.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、リチウムイオン二次電池用セパレータに関する。   The present invention relates to a separator for a lithium ion secondary battery.

微多孔性樹脂フィルムは、電気絶縁性又はイオン透過性を示すことから、電池用セパレータ、コンデンサー用セパレータ、燃料電池用材料、精密濾過膜、透湿防水膜等に使用されており、特にリチウムイオン二次電池用セパレータとして使用されている。   Since the microporous resin film exhibits electrical insulation or ion permeability, it is used for battery separators, capacitor separators, fuel cell materials, microfiltration membranes, moisture permeable waterproof membranes, etc. It is used as a separator for secondary batteries.

近年、リチウムイオン二次電池は、携帯電話、ノート型パソコン等の小型電子機器だけでなく、電気自動車、小型電動バイク等の電動車両への応用も図られている。リチウムイオン二次電池用セパレータには、強度、透気性、イオン透過性、電池に組み込まれた時の安全性等が要求される。   In recent years, lithium ion secondary batteries have been applied not only to small electronic devices such as mobile phones and laptop computers, but also to electric vehicles such as electric vehicles and small electric motorcycles. A separator for a lithium ion secondary battery is required to have strength, air permeability, ion permeability, safety when incorporated in a battery, and the like.

一般に、樹脂フィルムは、樹脂の溶融押出、その後の延伸等により形成される。樹脂フィルムの多孔化は、乾式法と湿式法に大別される。   Generally, a resin film is formed by melt extrusion of resin, subsequent stretching, or the like. The porous formation of the resin film is roughly classified into a dry method and a wet method.

乾式法としては、無機粒子などの非相溶性粒子とポリオレフィンを含む未延伸シートを延伸及び抽出に供することにより異種素材界面を剥離させて孔を形成する方法、ラメラ開孔法、β晶開孔法等がある。   The dry method includes a method in which an incompatible sheet such as an inorganic particle and a polyolefin-containing unstretched sheet are subjected to stretching and extraction to separate different material interfaces to form pores, a lamellar pore opening method, a β crystal opening method There are laws.

ラメラ開孔法は、樹脂の溶融押出によるシート化時に溶融結晶化条件を制御することにより結晶ラメラ構造を有する未延伸シートを得て、得られた未延伸シートを延伸することによりラメラ界面を開裂させて孔を形成する方法である。   The lamella opening method obtains an unstretched sheet having a crystalline lamella structure by controlling the melt crystallization conditions during sheet formation by melt extrusion of the resin, and cleaves the lamella interface by stretching the obtained unstretched sheet This is a method of forming holes.

β晶開孔法は、ポリプロピレン(PP)の溶融押出時に比較的結晶密度の低いβ晶を有する未延伸シートを作製し、作製された未延伸シートを延伸することにより比較的結晶密度の高いα晶に結晶転移させ、両者の結晶密度差により孔を形成する方法である。   The β crystal opening method produces an unstretched sheet having a β crystal having a relatively low crystal density at the time of melt extrusion of polypropylene (PP), and stretches the produced unstretched sheet to produce an α having a relatively high crystal density. In this method, a crystal is transformed to a crystal and a hole is formed by a difference in crystal density between the two.

湿式法としては、ポリオレフィンに、可塑剤などの孔形成材(被抽出物)を添加し、分散させ、シート化した後に被抽出物を溶媒などにより抽出して孔を形成し、必要に応じて抽出前及び/又は後に延伸加工を行う方法などがある。   As a wet method, a pore forming material (extractable material) such as a plasticizer is added to polyolefin, dispersed, formed into a sheet and then extracted with a solvent to form pores. There is a method of performing stretching before and / or after extraction.

乾式法により製造される微多孔性フィルムを二次電池用セパレータとして使用するために、微多孔性フィルムの強度が検討されている(特許文献1〜5)。   In order to use a microporous film produced by a dry method as a separator for a secondary battery, the strength of the microporous film has been studied (Patent Documents 1 to 5).

特許文献1には、β晶開孔法に従って、第一のPP、第一のPPに対して非相溶性の第二のPP又はエチレン−オクテンコポリマー、及びβ晶核剤を含むシートを二軸延伸することが記述されている。得られた微多孔性フィルムは、縦方向(MD)強度が40MPa以上でありながら、空孔率が70%以上であり、かつ平均孔径が40〜400nmであることが記述されている。   Patent Document 1 discloses a biaxial sheet containing a first PP, a second PP or ethylene-octene copolymer that is incompatible with the first PP, and a β-crystal nucleating agent according to the β-crystal opening method. Stretching is described. It is described that the obtained microporous film has a vertical direction (MD) strength of 40 MPa or more, a porosity of 70% or more, and an average pore diameter of 40 to 400 nm.

特許文献2には、β晶開孔法に従って、互いにメルトフローレート(MFR)が異なる2種類のPPを溶融押出及び二軸延伸に供することが記述されている。   Patent Document 2 describes that two types of PP having different melt flow rates (MFR) are subjected to melt extrusion and biaxial stretching in accordance with the β crystal opening method.

特許文献3には、β晶開孔法に従って、PPとスチレン−ブタジエンエラストマーの混合物を逐次二軸延伸に供することが記述されている。   Patent Document 3 describes that a mixture of PP and a styrene-butadiene elastomer is subjected to sequential biaxial stretching according to a β-crystal opening method.

特許文献4には、β晶開孔法に従って二軸延伸により得られる微多孔性PPフィルムについて、10〜30μmの厚み、55〜85%の空孔率、70〜300秒/100mlの透気抵抗、0.18〜0.50N/1μm厚の突刺強度、12%以下の幅方向(TD)熱収縮率(135℃で60分間)、及び60〜200MPaの引張強度が記述されている。   Patent Document 4 discloses a microporous PP film obtained by biaxial stretching according to the β-crystal opening method, having a thickness of 10 to 30 μm, a porosity of 55 to 85%, and an air resistance of 70 to 300 seconds / 100 ml. A puncture strength of 0.18 to 0.50 N / 1 μm, a width direction (TD) thermal shrinkage of 12% or less (at 135 ° C. for 60 minutes), and a tensile strength of 60 to 200 MPa are described.

特許文献5には、強度及び透気度を制御するために、β晶開孔法に従って、PPペレットと、ポリエチレン(PE)及びスチレン系エラストマーから成るペレットとを共押出し、二軸延伸して多孔性積層フィルムを調製することが記述されている。   In Patent Document 5, in order to control the strength and air permeability, PP pellets and pellets made of polyethylene (PE) and a styrene elastomer are coextruded according to the β crystal opening method, and biaxially stretched to be porous. The preparation of a conductive laminate film is described.

また、湿式法により製造される微多孔性フィルムを二次電池用セパレータとして使用するために、微多孔性フィルムの強度が検討されている(特許文献6)。特許文献6には、破断強度と突刺強度の両方の観点から、膜厚方向に配向度が変化しており、かつ2.2〜2.4mmの突刺伸度を有する微多孔性ポリオレフィンフィルムが記述されている。   Moreover, in order to use the microporous film manufactured by a wet method as a separator for secondary batteries, the intensity | strength of a microporous film is examined (patent document 6). Patent Document 6 describes a microporous polyolefin film whose degree of orientation changes in the film thickness direction and has a piercing elongation of 2.2 to 2.4 mm from the viewpoint of both breaking strength and piercing strength. Has been.

国際公開第2007/46226号International Publication No. 2007/46226 特開2012−7156号公報JP 2012-7156 A 特開2012−131990号公報JP 2012-131990 A 国際公開第2013/54929号International Publication No. 2013/54929 特開2014−4771号公報JP 2014-4771 A 特開平7−188440号公報JP-A-7-188440

近年、リチウムイオン二次電池は、小型電子機器又は電動車両に組み込まれ、過酷な環境下でさえも使用されていた。これに関連して、微多孔性フィルムを含むセパレータについても、二次電池に組み込まれた時の強度、サイクル特性、安全性等の更なる向上が求められていた。   In recent years, lithium ion secondary batteries have been incorporated into small electronic devices or electric vehicles, and have been used even in harsh environments. In this regard, separators including a microporous film have been required to further improve strength, cycle characteristics, safety, and the like when incorporated in a secondary battery.

しかしながら、特許文献1〜6に記述されている微多孔性フィルムについては、二次電池に組み込まれた時のサイクル特性及び長期保存安定性を改良する余地が未だにある。   However, the microporous films described in Patent Documents 1 to 6 still have room for improvement in cycle characteristics and long-term storage stability when incorporated in a secondary battery.

上記の事情に鑑みて、本発明は、二次電池に組み込まれた時のサイクル特性及び長期保存安定性に優れたリチウムイオン二次電池用セパレータを提供することを目的とする。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a separator for a lithium ion secondary battery excellent in cycle characteristics and long-term storage stability when incorporated in a secondary battery.

本発明者らは、セパレータのイオン抵抗、及びセパレータがラミネートセルに組み込まれた時の圧壊試験特性が特定の条件を満たすように、微多孔性ポリオレフィンフィルムに特定の樹脂を担持させることにより上記課題を解決できることを見出して、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は以下のとおりである。
[1]
ポリオレフィン樹脂(A)と、前記ポリオレフィン樹脂(A)とは異なる樹脂(B)とを含むリチウムイオン二次電池用セパレータであって、
前記樹脂(B)は、少なくとも前記ポリオレフィン樹脂(A)で形成された微多孔性フィルムの表面に存在し、かつ非導電性粒子又はコアシェル構造を有する重合体の粒子からなる群から選択される少なくとも1つであり、
前記セパレータのイオン抵抗は0.3Ω以下であり、かつ
前記セパレータを含むラミネートセルを、4.2Vに充電し、25℃の恒温槽内に設置した試料台との間に1mmの段差を設けた状態でセットし、前記ラミネートセルの両端を把持し、前記ラミネートセル表面に対して直径15.8mmのSUS製丸棒を圧壊速度0.2mm/s及び1.95tonの力で押し付けて、前記ラミネートセルを押し潰し、電圧が4.2Vから0.5Vに到達するまで圧壊させたときに、下記式(1):
T1/T2≧1.0・・・式(1)
{式中、
T1は、前記セパレータで評価したときの電圧が4.1Vから4.0Vに到達するまでの時間であり、かつ
T2は、前記ポリオレフィン樹脂(A)のみからなる微多孔性フィルムで評価したときの電圧が4.1Vから4.0Vに到達するまでの時間である。}
で表される関係を満たす、及び/又は下記式(2):
T3/T4≧1.0・・・式(2)
{式中、
T3は、前記セパレータで評価したときの電圧が3.8Vから3.0Vに到達するまでの時間であり、かつ
T4は、前記ポリオレフィン樹脂(A)のみからなる微多孔性フィルムで評価したときの電圧が3.8Vから3.0Vに到達するまでの時間である。}
で表される関係を満たす、リチウムイオン二次電池用セパレータ。
[2]
前記ポリオレフィン樹脂(A)で形成された微多孔性フィルムは、
前記ポリオレフィン樹脂(A)を含む前駆体を縦方向(MD)方向に延伸して多孔化してなる乾式微多孔性フィルム、
前記ポリオレフィン樹脂(A)を含む前駆体を横方向(TD)方向に延伸して多孔化してなる乾式微多孔性フィルム、及び
前記ポリオレフィン樹脂(A)を含む前駆体の横方向(TD)延伸後にカレンダー処理をして多孔化してなる乾式微多孔性フィルム
から成る群から選択される少なくとも1つである、[1]に記載のリチウムイオン二次電池用セパレータ。
[3]
前記微多孔性フィルムは、前記ポリオレフィン樹脂(A)及び前記樹脂(B)とは異なる樹脂(C)をさらに含み、かつ前記ポリオレフィン樹脂(A)を含む前駆体を少なくとも縦方向(MD)又は横方向(TD)に延伸し、延伸された成形物に前記樹脂(C)を含浸させることにより得られる、[2]に記載のリチウムイオン二次電池用セパレータ。
The present inventors have developed the above-mentioned problem by supporting a specific resin on a microporous polyolefin film so that the ionic resistance of the separator and the crushing test characteristics when the separator is incorporated in a laminate cell satisfy a specific condition. As a result, the present invention has been completed.
That is, the present invention is as follows.
[1]
A separator for a lithium ion secondary battery comprising a polyolefin resin (A) and a resin (B) different from the polyolefin resin (A),
The resin (B) is at least selected from the group consisting of non-conductive particles or polymer particles having a core-shell structure present on the surface of a microporous film formed of the polyolefin resin (A). One,
The separator has an ionic resistance of 0.3Ω or less, and a laminate cell including the separator is charged to 4.2 V, and a step of 1 mm is provided between the sample stage and a sample stage placed in a thermostatic bath at 25 ° C. Set in a state, grip both ends of the laminate cell, press a 15.8 mm diameter SUS round bar against the laminate cell surface with a crushing speed of 0.2 mm / s and a force of 1.95 ton, When the cell is crushed and collapsed until the voltage reaches 4.2 V to 0.5 V, the following formula (1):
T1 / T2 ≧ 1.0 (1)
{Where,
T1 is the time until the voltage when evaluated with the separator reaches 4.1 V to 4.0 V, and T2 is when evaluated with a microporous film consisting only of the polyolefin resin (A). This is the time required for the voltage to reach 4.0V from 4.0V. }
And / or the following formula (2):
T3 / T4 ≧ 1.0 Formula (2)
{Where,
T3 is the time until the voltage when evaluated with the separator reaches 3.8 V to 3.0 V, and T4 is when evaluated with a microporous film consisting only of the polyolefin resin (A). This is the time it takes for the voltage to reach 3.0V from 3.8V. }
The separator for lithium ion secondary batteries which satisfy | fills the relationship represented by these.
[2]
The microporous film formed of the polyolefin resin (A) is
A dry microporous film formed by stretching a precursor containing the polyolefin resin (A) in the machine direction (MD) to make it porous,
A dry microporous film obtained by stretching the precursor containing the polyolefin resin (A) in the transverse direction (TD) direction to make it porous, and the transverse direction (TD) stretching of the precursor containing the polyolefin resin (A) The separator for a lithium ion secondary battery according to [1], which is at least one selected from the group consisting of a dry microporous film that is made porous by calendaring.
[3]
The microporous film further includes a resin (C) different from the polyolefin resin (A) and the resin (B), and a precursor containing the polyolefin resin (A) at least in the machine direction (MD) or laterally. The separator for a lithium ion secondary battery according to [2], which is obtained by stretching in a direction (TD) and impregnating the stretched molded article with the resin (C).

本発明によれば、二次電池に組み込まれた時のサイクル特性及び長期保存安定性に優れたリチウムイオン二次電池用セパレータを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the separator for lithium ion secondary batteries excellent in the cycling characteristics when integrated in a secondary battery and long-term storage stability can be provided.

以下、本発明を実施するための形態(以下、「実施形態」と略記する。)について詳細に説明する。尚、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することができる。   Hereinafter, modes for carrying out the present invention (hereinafter abbreviated as “embodiments”) will be described in detail. In addition, this invention is not limited to the following embodiment, It can implement by changing variously within the range of the summary.

<リチウムイオン二次電池用セパレータ>
本発明の一態様は、リチウムイオン二次電池用セパレータである。本明細書では、セパレータとは、リチウムイオン二次電池において複数の電極の間に配置され、かつリチウムイオン透過性及び必要に応じてシャットダウン特性を有する部材をいう。
<Separator for lithium ion secondary battery>
One embodiment of the present invention is a separator for a lithium ion secondary battery. In this specification, a separator refers to a member that is disposed between a plurality of electrodes in a lithium ion secondary battery and that has lithium ion permeability and, if necessary, shutdown characteristics.

本発明の第一の実施形態に係るリチウムイオン二次電池用セパレータは、微多孔性フィルムを備え、かつ微多孔性フィルムは、主成分としてのポリオレフィン樹脂(A)に特定の樹脂(B)が担持されているリチウムイオン二次電池用セパレータであり、第一の実施形態では、樹脂(B)は、ポリオレフィン樹脂(A)と異なるものである。   The separator for a lithium ion secondary battery according to the first embodiment of the present invention includes a microporous film, and the microporous film has a specific resin (B) in the polyolefin resin (A) as a main component. The separator for a lithium ion secondary battery is supported. In the first embodiment, the resin (B) is different from the polyolefin resin (A).

第一の実施形態に係る蓄電デバイス用セパレータは、微多孔性フィルムのみから成っていてもよいし、微多孔性フィルム以外のフィラー多孔層を更に有していてもよい。本発明の蓄電デバイス用セパレータがフィラー多孔層を有する場合、ポリオレフィン樹脂(A)及び樹脂(B)から成る面の少なくとも一部分が露出する限り、フィラー多孔層は、微多孔性フィルムの片面若しくは両面に配置されるか、又は積層された多孔性基材層の中間層として配置されることができる。   The electricity storage device separator according to the first embodiment may be composed of only a microporous film, or may further have a filler porous layer other than the microporous film. When the separator for an electricity storage device of the present invention has a filler porous layer, the filler porous layer is formed on one side or both sides of the microporous film as long as at least a part of the surface comprising the polyolefin resin (A) and the resin (B) is exposed. It can be arranged or arranged as an intermediate layer of a laminated porous substrate layer.

微多孔性フィルムの微多孔部は、ポリオレフィン樹脂(A)から成る網目構造に基づくものである。微多孔部の少なくとも1つが、ポリオレフィン樹脂(A)から成る網目構造の最小単位(以下、「フィブリル」という。)により画定される。   The microporous portion of the microporous film is based on a network structure made of the polyolefin resin (A). At least one of the microporous portions is defined by a minimum unit (hereinafter referred to as “fibril”) of a network structure made of the polyolefin resin (A).

第一の実施形態では、前記樹脂(B)は、少なくとも前記ポリオレフィン樹脂(A)で形成された微多孔膜の表面に存在し、かつ非導電性粒子又はコアシェル構造を有する重合体の粒子からなる群から選択される少なくとも1つである。   In 1st embodiment, the said resin (B) consists of the particle | grains of the polymer which exists in the surface of the microporous film formed with the said polyolefin resin (A) at least, and has a nonelectroconductive particle or a core-shell structure. It is at least one selected from the group.

第一の実施形態では、セパレータのイオン抵抗は0.3Ω以下であり、そのセパレータを含むラミネートセルを、4.2Vに充電し、25℃の恒温槽内に設置した試料台との間に1mmの段差を設けた状態でセットし、ラミネートセルの両端を把持し、ラミネートセル表面に対して直径15.8mmのSUS製丸棒を圧壊速度0.2mm/s及び1.95tonの力で押し付けて、ラミネートセルを押し潰し、電圧が4.2Vから0.5Vに到達するまで圧壊させたときに、下記式(1):
T1/T2≧1.0・・・式(1)
{式中、
T1は、前記セパレータで評価したときの電圧が4.1Vから4.0Vに到達するまでの時間であり、かつ
T2は、前記ポリオレフィン樹脂(A)のみからなる微多孔性フィルムで評価したときの電圧が4.1Vから4.0Vに到達するまでの時間である。}
で表される関係を満たす、及び/又は下記式(2):
T3/T4≧1.0・・・式(2)
{式中、
T3は、前記セパレータで評価したときの電圧が3.8Vから3.0Vに到達するまでの時間であり、かつ
T4は、前記ポリオレフィン樹脂(A)のみからなる微多孔性フィルムで評価したときの電圧が3.8Vから3.0Vに到達するまでの時間である。}
で表される関係を満たす。
In the first embodiment, the separator has an ionic resistance of 0.3Ω or less, and the laminate cell including the separator is charged to 4.2 V and 1 mm between the sample stage placed in a thermostat at 25 ° C. Set with a level difference of 2mm, grip both ends of the laminate cell, and press a SUS round bar with a diameter of 15.8mm against the laminate cell surface with a crushing speed of 0.2mm / s and a force of 1.95ton. When the laminate cell is crushed and collapsed until the voltage reaches 4.2 V to 0.5 V, the following formula (1):
T1 / T2 ≧ 1.0 (1)
{Where,
T1 is the time until the voltage when evaluated with the separator reaches 4.1 V to 4.0 V, and T2 is when evaluated with a microporous film consisting only of the polyolefin resin (A). This is the time required for the voltage to reach 4.0V from 4.0V. }
And / or the following formula (2):
T3 / T4 ≧ 1.0 Formula (2)
{Where,
T3 is the time until the voltage when evaluated with the separator reaches 3.8 V to 3.0 V, and T4 is when evaluated with a microporous film consisting only of the polyolefin resin (A). This is the time it takes for the voltage to reach 3.0V from 3.8V. }
The relationship represented by is satisfied.

樹脂(B)が、微多孔性フィルムに担持されていることにより、電池性能は維持しながら微小短絡及び/又は完全短絡を抑制することができる。特に、本件発明によって、微小短絡に至るまでの時間を長期化させることができることを初めて見出した。
ここで、微小短絡とは、無放電状態において、短絡に比べて僅かな自己放電により端子電圧が徐々に低下する現象である。本件発明では、本件発明で定義する所定の試験により電圧が4.1Vから4.0Vに到達するまでの時間を測定することにより、微小短絡に至るまでの時間を特定した。微小短絡が起こると電圧が降下する。具体的には、例えば4.2Vまで充電しても電圧降下が直ちに起こり0.1V程度の電圧降下が生じ、その結果として電池容量が低下してしまう。すなわち、微小短絡に至るまでの時間の長期化は、4.2V−3.0V間のサイクル特性の向上と、電池の長期保存特性の向上につながる。
ここで、樹脂(B)が、非導電性粒子又はコアシェル構造を有する重合体である。樹脂(B)がコアシェル構造を有する重合体である場合、剛直なコア部と軟質なシェル部が同地点に共存することで両極間の位置ずれを防ぎ、かつ両極間の距離を一定に保つことができ、セパレータの微短絡を抑制することができる。
Since the resin (B) is supported on the microporous film, the short circuit and / or the complete short circuit can be suppressed while maintaining the battery performance. In particular, it has been found for the first time that the present invention can prolong the time until a micro short circuit occurs.
Here, the micro short circuit is a phenomenon in which the terminal voltage gradually decreases in a no-discharge state due to a slight self-discharge compared to the short circuit. In the present invention, the time to reach a short circuit is specified by measuring the time until the voltage reaches 4.1 V to 4.0 V by a predetermined test defined in the present invention. When a minute short circuit occurs, the voltage drops. Specifically, for example, even when charging up to 4.2V, a voltage drop occurs immediately and a voltage drop of about 0.1V occurs, resulting in a decrease in battery capacity. That is, prolonging the time until the micro short circuit leads to improvement of cycle characteristics between 4.2V and 3.0V and improvement of long-term storage characteristics of the battery.
Here, the resin (B) is a polymer having non-conductive particles or a core-shell structure. When the resin (B) is a polymer having a core-shell structure, a rigid core portion and a soft shell portion coexist at the same point to prevent misalignment between both electrodes and to keep the distance between both electrodes constant. It is possible to suppress a short circuit of the separator.

式(1)で表されるT1/T2は、セパレータが二次電池に組み込まれた時にサイクル特性及び長期保存安定性をさらに抑制するという観点から、好ましくは、1.1、1.2、1.3又は1.4である。   T1 / T2 represented by the formula (1) is preferably 1.1, 1.2, 1 from the viewpoint of further suppressing cycle characteristics and long-term storage stability when the separator is incorporated in a secondary battery. .3 or 1.4.

式(2)で表されるT3/T4は、セパレータが二次電池に組み込まれた時にサイクル特性及び長期保存安定性をさらに抑制するという観点から、好ましくは、1.1、1.2、1.3又は1.4である。   T3 / T4 represented by the formula (2) is preferably 1.1, 1.2, 1 from the viewpoint of further suppressing cycle characteristics and long-term storage stability when the separator is incorporated in a secondary battery. .3 or 1.4.

式(1)で表されるT1/T2及び式(2)で表されるT3/T4は、実施例において詳細に説明される。T1/T2及びT3/T4は、ポリオレフィン樹脂(A)の種類、微多孔性フィルムの製造条件、樹脂(B)の種類、微多孔性フィルムへの樹脂(B)の担持量などを最適化することにより調整されることができる。   T1 / T2 represented by Formula (1) and T3 / T4 represented by Formula (2) will be described in detail in Examples. T1 / T2 and T3 / T4 optimize the type of polyolefin resin (A), the production conditions of the microporous film, the type of resin (B), the amount of resin (B) supported on the microporous film, etc. Can be adjusted.

リチウムイオン二次電池用セパレータの膜厚は、突刺強度又は突刺深度とのバランス及び二次電池の小型化の観点から、好ましくは100μm以下、より好ましくは2〜80μmの範囲内、さらに好ましくは3〜30μmの範囲内である。セパレータの膜厚は、微多孔性フィルムの製造条件を最適化することにより調整されることができる。   The film thickness of the lithium ion secondary battery separator is preferably 100 μm or less, more preferably in the range of 2 to 80 μm, and even more preferably 3 from the viewpoint of balance with puncture strength or puncture depth and downsizing of the secondary battery. Within the range of ~ 30 μm. The film thickness of the separator can be adjusted by optimizing the manufacturing conditions of the microporous film.

上記で説明された実施形態における各構成要素について以下に説明する。   Each component in the embodiment described above will be described below.

<微多孔性フィルム>
本実施形態に係る微多孔性フィルムは、ポリオレフィン樹脂(A)を主成分として含み、かつポリオレフィン樹脂(A)とは異なる樹脂(B)が担持されている。微多孔性フィルムは、電子伝導性が小さく、イオン伝導性を有し、有機溶媒に対する耐性が高く、孔径が微細であることが好ましい。所望により、ポリオレフィン樹脂(A)のフィブリルにより形成される微多孔の表面は、樹脂(B)により、又はポリオレフィン樹脂(A)及び樹脂(B)とは異なる樹脂(C)により、さらにコーティングされていてよい。
<Microporous film>
The microporous film according to the present embodiment contains a polyolefin resin (A) as a main component and carries a resin (B) different from the polyolefin resin (A). The microporous film preferably has low electron conductivity, ionic conductivity, high resistance to organic solvents, and a fine pore size. If desired, the microporous surface formed by the fibrils of the polyolefin resin (A) is further coated with the resin (B) or with a resin (C) different from the polyolefin resin (A) and the resin (B). It's okay.

[ポリオレフィン樹脂(A)]
微多孔性フィルムがポリオレフィン樹脂(A)を主成分として含むことは、微多孔性フィルム中のポリオレフィン樹脂(A)の割合が、微多孔性フィルムの質量に対して50質量%以上であることを意味する。微多孔性フィルム中のポリオレフィン樹脂(A)の割合は、フィルムの濡れ性、厚み及びシャットダウン特性の観点から、好ましくは50質量%以上100質量%以下、より好ましくは55質量%以上99質量%以下、特に好ましくは60質量%以上98質量%以下である。
[Polyolefin resin (A)]
The fact that the microporous film contains the polyolefin resin (A) as a main component means that the proportion of the polyolefin resin (A) in the microporous film is 50% by mass or more based on the mass of the microporous film. means. The proportion of the polyolefin resin (A) in the microporous film is preferably 50% by mass or more and 100% by mass or less, more preferably 55% by mass or more and 99% by mass or less, from the viewpoints of wettability, thickness, and shutdown characteristics of the film. Particularly preferably, it is 60% by mass or more and 98% by mass or less.

ポリオレフィン樹脂(A)は、フィルムの主成分として、微多孔を有するようにポリマー網目を形成し、かつポリオレフィン樹脂(A)とは異なる樹脂(B)が担持されている。ポリオレフィン樹脂(A)は、フィルムのポリマー網目を維持するという観点から、オクタン又はヘキサンに対して室温で非溶解性であることが好ましい。つまり、オクタン又はヘキサンでフィルムから抽出される抽出物には、ポリオレフィン樹脂(A)由来の成分が含まれないことが好ましい。   The polyolefin resin (A) forms a polymer network so as to have microporosity as a main component of the film, and carries a resin (B) different from the polyolefin resin (A). From the viewpoint of maintaining the polymer network of the film, the polyolefin resin (A) is preferably insoluble in octane or hexane at room temperature. That is, it is preferable that the extract derived from the film with octane or hexane does not contain a component derived from the polyolefin resin (A).

ポリオレフィン樹脂(A)としては、例えば、エチレン、プロピレン、1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘキセン、及び1−オクテン等をモノマーとして用いて得られるホモポリマー、コポリマー、又は多段重合ポリマー等が挙げられる。これらのポリオレフィン樹脂(A)は、単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。
これらの中でも、シャットダウン特性の観点から、ポリエチレン、ポリプロピレン、及びこれらの共重合体、並びにこれらの混合物が好ましく、シャットダウン特性、オクタン非溶解性及びヘキサン非溶解性の観点から、単数又は複数のポリプロピレンがより好ましい。
Examples of the polyolefin resin (A) include homopolymers, copolymers, and multistage polymerizations obtained using ethylene, propylene, 1-butene, 4-methyl-1-pentene, 1-hexene, 1-octene, and the like as monomers. Examples thereof include polymers. These polyolefin resins (A) may be used alone or in combination of two or more.
Among these, from the viewpoint of shutdown characteristics, polyethylene, polypropylene, and copolymers thereof, and mixtures thereof are preferable, and from the viewpoint of shutdown characteristics, octane insolubility and hexane insolubility, one or more polypropylenes are used. More preferred.

ポリエチレンの具体例としては、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等が挙げられる。本明細書では、高密度ポリエチレンとは密度0.942〜0.970g/cmのポリエチレンをいう。ポリエチレンの密度とは、JIS K7112(1999)に記載のD)密度勾配管法に従って測定した値をいう。
ポリプロピレンの具体例としては、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、アタクティックポリプロピレン等が挙げられる。
エチレン−プロピレンコポリマーは、ランダム若しくはブロック構造、又はエチレンプロピレンラバーの形態でよい。
Specific examples of polyethylene include low density polyethylene, linear low density polyethylene, medium density polyethylene, high density polyethylene, and ultrahigh molecular weight polyethylene. In the present specification, high density polyethylene refers to polyethylene having a density of 0.942 to 0.970 g / cm 3 . The density of polyethylene means a value measured in accordance with D) density gradient tube method described in JIS K7112 (1999).
Specific examples of polypropylene include isotactic polypropylene, syndiotactic polypropylene, and atactic polypropylene.
The ethylene-propylene copolymer may be in the form of a random or block structure, or ethylene propylene rubber.

ポリオレフィン樹脂(A)を主成分として含む微多孔性フィルムは、単層型又は積層型でよい。単層型フィルムは、透気度、強度及びオクタン非溶解性の観点から、ポリオレフィン樹脂(A)としてポリプロピレンを含む1つの層で形成されることが好ましい。積層型フィルムは、透気度、強度の観点から、ポリオレフィン樹脂(A)としてポリプロピレンを含む外層を有し、かつポリオレフィン樹脂(A)としてポリエチレンを含む内層を有することが好ましい。   The microporous film containing the polyolefin resin (A) as a main component may be a single layer type or a laminate type. The single layer film is preferably formed of one layer containing polypropylene as the polyolefin resin (A) from the viewpoints of air permeability, strength, and octane insolubility. From the viewpoint of air permeability and strength, the laminated film preferably has an outer layer containing polypropylene as the polyolefin resin (A) and an inner layer containing polyethylene as the polyolefin resin (A).

[樹脂(B)]
樹脂(B)は、非導電性粒子又はコアシェル構造を有する重合体の粒子からなる群から選択される少なくとも1つである。非導電性粒子又はコアシェル構造を有する重合体の粒子は、単独で、又は有機溶媒中の分散質、水中の分散質、有機溶媒と水の混合物中の分散質として、使用されることができる。
[Resin (B)]
The resin (B) is at least one selected from the group consisting of non-conductive particles or polymer particles having a core-shell structure. Non-conductive particles or polymer particles having a core-shell structure can be used alone or as a dispersoid in an organic solvent, a dispersoid in water, or a dispersoid in a mixture of an organic solvent and water.

樹脂(B)が、ポリオレフィン樹脂(A)で形成された微多孔性フィルムの表面に存在するとき、樹脂(B)は、ポリオレフィン樹脂(A)に担持されており、好ましくは、微多孔性フィルムにコーティングされているか、かつ/又は微多孔性フィルムの微多孔内に含浸している。   When the resin (B) is present on the surface of the microporous film formed of the polyolefin resin (A), the resin (B) is supported on the polyolefin resin (A), and preferably the microporous film. And / or impregnated within the micropores of the microporous film.

非導電性粒子又はコアシェル構造を有する重合体の粒子は、下記(b1)〜(b4)に大別される樹脂を含む:
(b1)ニトリル系樹脂
(b2)アクリル系樹脂
(b3)脂肪族共役ジエン系樹脂
(b4)上記(b1)〜(b3)とは異なる樹脂
Non-conductive particles or polymer particles having a core-shell structure include resins roughly classified into the following (b1) to (b4):
(B1) Nitrile resin (b2) Acrylic resin (b3) Aliphatic conjugated diene resin (b4) Resins different from (b1) to (b3) above

(b1)ニトリル系樹脂
ニトリル系樹脂は、ニトリル基を有する重合単位を主成分として含む樹脂である。本明細書では、重合単位を主成分として含むことは、重合時に仕込まれる全単量体の合計モルに対して50モル%以上であることを意味する。ニトリル系樹脂は、所望により、ニトリル基を有する重合単位に加えて、炭素数4以上の直鎖アルキレン重合単位、芳香族ビニル重合単位、親水性基を有する重合単位、及び熱架橋性基を有する重合単位から成る群から選択される少なくとも1つを含んでよい。親水性基としては、例えば、カルボン酸基、水酸基、スルホン酸基などが挙げられる。熱架橋性基としては、例えば、エポキシ基、N−メチロールアミド基、オキサゾリン基などが挙げられる。
(B1) Nitrile Resin A nitrile resin is a resin containing a polymer unit having a nitrile group as a main component. In this specification, including a polymerization unit as a main component means that it is 50 mol% or more based on the total mol of all monomers charged at the time of polymerization. The nitrile resin optionally has a linear alkylene polymer unit having 4 or more carbon atoms, an aromatic vinyl polymer unit, a polymer unit having a hydrophilic group, and a thermally crosslinkable group in addition to the polymer unit having a nitrile group. It may comprise at least one selected from the group consisting of polymerized units. Examples of the hydrophilic group include a carboxylic acid group, a hydroxyl group, and a sulfonic acid group. Examples of the thermally crosslinkable group include an epoxy group, an N-methylolamide group, and an oxazoline group.

ニトリル系樹脂のヨウ素価は、3〜10mg/100mg、4〜9mg/100mg、又は5〜8mg/100mgであることが好ましい。   The iodine value of the nitrile resin is preferably 3 to 10 mg / 100 mg, 4 to 9 mg / 100 mg, or 5 to 8 mg / 100 mg.

ニトリル系樹脂は、ニトリル基を有する単量体の重合、又はニトリル基を有する単量体と他の単量体との共重合により得られることができる。ニトリル基を有する単量体は、例えば、(メタ)アクリロニトリルなどである。(メタ)アクリロニトリルは、アクリロニトリル又はメタクリロニトリルを意味する。他の単量体は、エチレン性不飽和化合物、例えば(メタ)アクリル酸エステル、炭素数4以上の不飽和炭化水素などである。(メタ)アクリル酸エステルは、アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルを意味し、例えば、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸2−ジメチルアミノエチル、アクリル酸2−ヒドロキシエチルなどである。炭素数4以上の不飽和炭化水素は、例えば、1,3−ブタジエンなどである。   The nitrile resin can be obtained by polymerization of a monomer having a nitrile group, or copolymerization of a monomer having a nitrile group and another monomer. Examples of the monomer having a nitrile group include (meth) acrylonitrile. (Meth) acrylonitrile means acrylonitrile or methacrylonitrile. Other monomers are ethylenically unsaturated compounds such as (meth) acrylic acid esters and unsaturated hydrocarbons having 4 or more carbon atoms. (Meth) acrylic acid ester means acrylic acid ester or methacrylic acid ester, and examples thereof include n-butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2-dimethylaminoethyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, and the like. . The unsaturated hydrocarbon having 4 or more carbon atoms is, for example, 1,3-butadiene.

ニトリル系樹脂は、具体的には、ポリアクリロニトリル、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−スチレン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、アクリロニトリル−スチレン−アクリレート共重合体、又はそれらの水素添加物などである。   Specifically, the nitrile resin may be polyacrylonitrile, acrylonitrile-butadiene copolymer, acrylonitrile-styrene copolymer, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, acrylonitrile-styrene-acrylate copolymer, or hydrogenation thereof. Things.

(b2)アクリル系樹脂
アクリル系樹脂は、アクリル化合物を主な単量体として使用して得られる樹脂である。主な単量体として使用することは、重合時に仕込まれる全単量体の合計モルに対して50モル%以上であることを意味する。アクリル化合物は、アクリロイル基又はメタクリロイル基である(メタ)アクリロイル基を有する単量体である。
(B2) Acrylic resin An acrylic resin is a resin obtained by using an acrylic compound as a main monomer. Using as a main monomer means that it is 50 mol% or more with respect to the total mol of all monomers charged at the time of superposition | polymerization. The acrylic compound is a monomer having a (meth) acryloyl group which is an acryloyl group or a methacryloyl group.

アクリル系樹脂は、所望により、アクリル化合物に由来する重合単位に加えて、ニトリル基を有する重合単位、直鎖アルキレン重合単位、芳香族ビニル重合単位、親水性基を有する重合単位、及び熱架橋性基を有する重合単位から成る群から選択される少なくとも1つを含んでよい。親水性基としては、例えば、カルボン酸基、水酸基、スルホン酸基などが挙げられる。熱架橋性基としては、例えば、エポキシ基、N−メチロールアミド基、オキサゾリン基などが挙げられる。   Acrylic resin is optionally polymerized units derived from acrylic compounds, polymer units having nitrile groups, linear alkylene polymer units, aromatic vinyl polymer units, polymer units having hydrophilic groups, and thermal crosslinkability. It may comprise at least one selected from the group consisting of polymerized units having groups. Examples of the hydrophilic group include a carboxylic acid group, a hydroxyl group, and a sulfonic acid group. Examples of the thermally crosslinkable group include an epoxy group, an N-methylolamide group, and an oxazoline group.

アクリル系樹脂は、アクリル化合物の重合、又はアクリル化合物と他の単量体との共重合により得られることができる。   The acrylic resin can be obtained by polymerization of an acrylic compound or copolymerization of an acrylic compound and another monomer.

アクリル化合物としては、以下の単量体を使用してよい:
(メタ)アクリル酸、例えば、アクリル酸、2−メタクリル酸、2−ペンテン酸、2,3−ジメチルアクリル酸、3,3−ジメチルアクリル酸、イタコン酸、及びそれらのアルカリ金属塩;
(メタ)アクリル酸エステル;
含フッ素アクリル酸エステル;
アミド基含有(メタ)アクリル酸又はアミド基含有(メタ)アクリレート;
(メタ)アクリル官能性ケイ素含有単量体;
(メタ)アクリル系多官能単量体、例えばジアクリレート化合物、トリアクリレート化合物、テトラアクリレート化合物、ジメタクリレート化合物、及びトリメタクリレート化合物。
As the acrylic compound, the following monomers may be used:
(Meth) acrylic acid, such as acrylic acid, 2-methacrylic acid, 2-pentenoic acid, 2,3-dimethylacrylic acid, 3,3-dimethylacrylic acid, itaconic acid, and alkali metal salts thereof;
(Meth) acrylic acid ester;
Fluorine-containing acrylic ester;
Amide group-containing (meth) acrylic acid or amide group-containing (meth) acrylate;
(Meth) acryl functional silicon-containing monomers;
(Meth) acrylic polyfunctional monomers such as diacrylate compounds, triacrylate compounds, tetraacrylate compounds, dimethacrylate compounds, and trimethacrylate compounds.

他の単量体としては、以下の単量体を使用してよい:
酸基含有単量体単位、例えば、3−ブテン酸、トランス−ブテンジオン酸、シス−ブテンジオン酸、マレイン酸及びマレイン酸誘導体などのエチレン性不飽和カルボン酸単量体、エチレン性不飽和スルホン酸単量体、エチレン性不飽和リン酸単量体、並びに酸成分を有するビニルモノマー;
マレイミド;
α,β−不飽和ニトリル単量体;
酸成分を含まないビニルモノマー、例えば、酢酸ビニル、脂肪族共役ジエン単量体などの脂肪族ビニル単量体、及びスチレンなどの芳香族ビニル単量体;
不飽和ポリアルキレングリコールエーテル系単量体;
エチレン官能性ケイ素含有単量体;
イソチアゾリン系化合物;
キレート化合物;
フッ素含有単量体、例えば、
反応性界面活性剤、例えば、スルホン酸基含有単量体など;
重合体に水溶性を付与する単量体、例えば、トリフルオロメチルメタクリレート、トリフルオロメチルアクリレート、パーフルオロオクチルメタクリレート、モノメチル−2−メタクリロイロキシエチルホスフェート、ジオクチル−2−メタクリロイロキシエチルホスフェート、ジフェニル−2−メタクリロイロキシエチルホスフェートなど。
As other monomers, the following monomers may be used:
Acid group-containing monomer units, for example, ethylenically unsaturated carboxylic acid monomers such as 3-butenoic acid, trans-butenedionic acid, cis-butenedionic acid, maleic acid and maleic acid derivatives, ethylenically unsaturated sulfonic acid A monomer, an ethylenically unsaturated phosphate monomer, and a vinyl monomer having an acid component;
Maleimide;
α, β-unsaturated nitrile monomer;
Vinyl monomers not containing an acid component, for example, aliphatic vinyl monomers such as vinyl acetate and aliphatic conjugated diene monomers, and aromatic vinyl monomers such as styrene;
Unsaturated polyalkylene glycol ether monomers;
Ethylene functional silicon-containing monomers;
Isothiazoline compounds;
Chelating compounds;
Fluorine-containing monomers, for example
Reactive surfactants, such as sulfonic acid group-containing monomers;
Monomers that impart water solubility to the polymer, such as trifluoromethyl methacrylate, trifluoromethyl acrylate, perfluorooctyl methacrylate, monomethyl-2-methacryloyloxyethyl phosphate, dioctyl-2-methacryloyloxyethyl phosphate, diphenyl -2-methacryloyloxyethyl phosphate.

アクリル系樹脂は、具体的には、アクリル軟質重合体、アクリル硬質重合体、アクリル−スチレン共重合体、スルホン化アクリル重合体、又はそれらのシード重合体、水素添加物若しくはグラフト体などである。   Specific examples of the acrylic resin include an acrylic soft polymer, an acrylic hard polymer, an acrylic-styrene copolymer, a sulfonated acrylic polymer, or a seed polymer, a hydrogenated product, or a graft product thereof.

アクリル系樹脂は、非導電性有機粒子の形態でよい。アクリル系樹脂は、アクリル化合物とケイ素含有単量体から形成されるときに、水溶性でよい。アクリル系樹脂は、増粘剤としてカルボキシメチルセルロースを含んでよい。   The acrylic resin may be in the form of non-conductive organic particles. The acrylic resin may be water-soluble when formed from an acrylic compound and a silicon-containing monomer. The acrylic resin may contain carboxymethyl cellulose as a thickener.

(b3)脂肪族共役ジエン系樹脂
脂肪族共役ジエン系樹脂は、共役ジエンを有する脂肪族単量体を主成分として使用して得られる樹脂である。本明細書では、主成分として使用することは、重合時に仕込まれる全単量体の合計モルに対して50モル%以上であることを意味する。
(B3) Aliphatic conjugated diene resin The aliphatic conjugated diene resin is a resin obtained using an aliphatic monomer having a conjugated diene as a main component. In this specification, using as a main component means that it is 50 mol% or more with respect to the total mol of all the monomers prepared at the time of superposition | polymerization.

共役ジエンを有する脂肪族単量体は、置換又は非置換の鎖状ジエンであり、かつ直鎖又は分岐鎖でよい。共役ジエンを有する脂肪族単量体は、具体的には、1,3−ブタジエン、1,3−イソプレン、1、4−ジメチル−1,3−ブタジエン、1、2−ジメチル−1,3−ブタジエン、1、3−ジメチル−1,3−ブタジエン、1,2,3−トリメチル−1,3−ブタジエン、1,3,5−ヘキサトリエン、アロオシメンなどである。   The aliphatic monomer having a conjugated diene is a substituted or unsubstituted chain diene, and may be linear or branched. Specific examples of the aliphatic monomer having a conjugated diene include 1,3-butadiene, 1,3-isoprene, 1,4-dimethyl-1,3-butadiene, 1,2-dimethyl-1,3- Examples thereof include butadiene, 1,3-dimethyl-1,3-butadiene, 1,2,3-trimethyl-1,3-butadiene, 1,3,5-hexatriene, and alloocimene.

脂肪族共役ジエン系樹脂は、共役ジエンを有する脂肪族単量体の重合、又は共役ジエンを有する脂肪族単量体と他の単量体との共重合により得られることができる。   The aliphatic conjugated diene resin can be obtained by polymerization of an aliphatic monomer having a conjugated diene, or copolymerization of an aliphatic monomer having a conjugated diene and another monomer.

他の単量体としては、エチレン系不飽和カルボン酸、スルホン酸基含有単量体、ニトリル基含有単量体、芳香族ビニル単量体、架橋性単量体、芳香族ビニル化合物などを使用してよい。   Other monomers include ethylenically unsaturated carboxylic acids, sulfonic acid group-containing monomers, nitrile group-containing monomers, aromatic vinyl monomers, crosslinkable monomers, aromatic vinyl compounds, etc. You can do it.

脂肪族共役ジエン系樹脂は、具体的には、1,3−ブタジエン重合体、ジエン系ゴム、熱可塑性エラストマー、又はそれらのランダム共重合体、ブロック共重合体、水素化物若しくは酸変性物でよい。脂肪族共役ジエン系樹脂は、所望により、フェノール系とチオエーテル系との組み合わせ、又はフェノール系化合物と亜リン酸エステル系化合物との組み合わせなどの老化防止剤を含んでよい。   Specifically, the aliphatic conjugated diene resin may be a 1,3-butadiene polymer, a diene rubber, a thermoplastic elastomer, or a random copolymer, a block copolymer, a hydride, or an acid-modified product thereof. . The aliphatic conjugated diene resin may contain an anti-aging agent such as a combination of phenol and thioether, or a combination of phenol and phosphite.

(b4)樹脂(b1)〜(b3)とは異なる樹脂
樹脂(b1)〜(b3)とは異なる樹脂(b4)は、例えば、熱可塑性フッ素樹脂、スルホン酸基含有樹脂、セルロース系樹脂等である。樹脂(b4)は、有機重合体の粒子、グラフトポリマー、ポリマーラテックス等の形態でよい。
(B4) Resins different from resins (b1) to (b3) Resins (b4) different from resins (b1) to (b3) are, for example, thermoplastic fluororesins, sulfonic acid group-containing resins, and cellulose resins. is there. The resin (b4) may be in the form of organic polymer particles, graft polymer, polymer latex or the like.

熱可塑性フッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体などが挙げられる。   Thermoplastic fluororesins include polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polychlorotrifluoroethylene, polyvinyl fluoride, tetrafluoroethylene-ethylene copolymer, perfluoroalkoxy fluororesin, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer And ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer.

スルホン酸基含有樹脂としては、スルホン化ポリマー、例えば、スルホン化ポリエーテルスルホン、スルホン化ポリサルフォンなどが挙げられる。   Examples of the sulfonic acid group-containing resin include sulfonated polymers such as sulfonated polyethersulfone and sulfonated polysulfone.

セルロース系樹脂としては、例えば、セルロース系半合成高分子、及びそのナトリウム塩又はアンモニウム塩などが挙げられる。セルロース系樹脂は、硫黄原子、カチオン性基、酸基、プロパルギル基等を有してよい。   Examples of the cellulose resin include a cellulose semisynthetic polymer and a sodium salt or ammonium salt thereof. The cellulosic resin may have a sulfur atom, a cationic group, an acid group, a propargyl group, and the like.

[コアシェル構造を有する重合体の粒子]
コアシェル構造を有する重合体の粒子は、重合体を含むコア部と、重合体を含むシェル部とを有する。また、コアシェル構造を有する樹脂は、電解液に対する相溶性を示すセグメントと示さないセグメントを有することが好ましい。コア部又はシェル部の重合体としては、上記で説明された樹脂(b1)〜(b4)を使用することができる。
[Polymer particles having a core-shell structure]
The polymer particles having a core-shell structure have a core part containing a polymer and a shell part containing a polymer. Moreover, it is preferable that resin which has a core shell structure has a segment which does not show the segment which shows the compatibility with respect to electrolyte solution. As the polymer of the core part or the shell part, the resins (b1) to (b4) described above can be used.

コアシェル構造を有する重合体の粒子は、例えば、コア部を形成する重合体のモノマーとシェル部を形成する重合体のモノマーとを用い、経時的にそれらのモノマーの比率を変えて段階的に重合することにより、製造されることができる。具体的には、先ず、コア部を形成する重合体のモノマーを重合してシードポリマー粒子を製造する。このシードポリマー粒子は、粒子のコア部となる。その後、シードポリマー粒子を含む重合系において、シェル部を形成する重合体のモノマーを重合する。これにより、コア部の表面にシェル部が形成されるので、コアシェル構造を有する重合体の粒子が得られる。この際、必要に応じて、例えば反応媒、重合開始剤、界面活性剤などを用いてもよい。   For example, polymer particles having a core-shell structure are polymerized in stages by using a polymer monomer that forms the core part and a polymer monomer that forms the shell part, and changing the ratio of these monomers over time. By doing so, it can be manufactured. Specifically, first, polymer monomers forming the core part are polymerized to produce seed polymer particles. This seed polymer particle becomes the core of the particle. Thereafter, in a polymerization system including seed polymer particles, a polymer monomer that forms a shell portion is polymerized. Thereby, since a shell part is formed on the surface of the core part, polymer particles having a core-shell structure are obtained. At this time, if necessary, for example, a reaction medium, a polymerization initiator, a surfactant, or the like may be used.

(コア部)
粒子のコア部は、一般に175℃以上、好ましくは220℃以上、より好ましくは225℃以上に、軟化開始点又は分解点を有する。175℃以上の温度範囲に軟化開始点又は分解点を有するコア部は、二次電池の使用環境及びヒートプレス時に変形し難く、微多孔性フィルムの孔の閉塞を抑制できる。また、微多孔性フィルムの剛性が低下することを抑制できるので、セパレータの収縮も抑制することができる。したがって、高温環境における短絡を安定して防止することが可能である。また、コア部の軟化開始点又は分解点の上限に制限は無いが、通常450℃以下である。
(Core part)
The core part of the particles generally has a softening start point or decomposition point at 175 ° C. or higher, preferably 220 ° C. or higher, more preferably 225 ° C. or higher. A core portion having a softening start point or a decomposition point in a temperature range of 175 ° C. or higher is less likely to be deformed during the use environment of the secondary battery and heat press, and can prevent the pores of the microporous film from being blocked. Moreover, since it can suppress that the rigidity of a microporous film falls, shrinkage | contraction of a separator can also be suppressed. Therefore, it is possible to stably prevent a short circuit in a high temperature environment. Moreover, although there is no restriction | limiting in the upper limit of the softening start point or decomposition point of a core part, Usually, it is 450 degrees C or less.

軟化開始点の測定法を以下に説明する。
先ず、測定試料10mgをアルミパンに計量し、示差熱分析測定装置にて、リファレンスとして空のアルミパンを用い、測定温度範囲−100℃〜500℃の間で、昇温速度10℃/分で、常温常湿下で、DSC曲線を測定する。この昇温過程で、微分信号(DDSC)が0.05mW/分/mg以上となるDSC曲線の吸熱ピークが出る直前のベースラインと、吸熱ピーク後に最初に現れる変曲点でのDSC曲線の接線との交点を、ガラス転移点(Tg)とする。さらに、そのガラス転移点より25℃高い温度を、軟化開始点とする。
なお、非導電性粒子のコア部の軟化開始点より分解点の方が低いときには、分解により軟化開始点が観測されないことがある。
A method for measuring the softening start point will be described below.
First, 10 mg of a measurement sample is weighed into an aluminum pan, and an empty aluminum pan is used as a reference in a differential thermal analysis measurement device, and the temperature rise rate is 10 ° C./min between a measurement temperature range of −100 ° C. to 500 ° C. The DSC curve is measured under normal temperature and humidity. During this temperature rising process, the baseline immediately before the endothermic peak of the DSC curve where the differential signal (DDSC) becomes 0.05 mW / min / mg or more and the tangent line of the DSC curve at the first inflection point after the endothermic peak The point of intersection with is the glass transition point (Tg). Further, a temperature 25 ° C. higher than the glass transition point is set as a softening start point.
When the decomposition point is lower than the softening start point of the core portion of the non-conductive particles, the softening start point may not be observed due to decomposition.

分解点の測定法を以下に説明する。
窒素雰囲気下において、測定試料を、示差熱熱重量同時測定装置により30℃から昇温速度10℃/分で加熱する。この際、減量割合が10重量%に達する温度を、分解点とする。
なお、粒子のコア部の軟化開始点及び分解点の両方が観測されるときには、より低い温度の方をコア部の軟化開始点と見なす。
A method for measuring the decomposition point will be described below.
Under a nitrogen atmosphere, the measurement sample is heated from 30 ° C. at a rate of temperature increase of 10 ° C./min with a differential thermogravimetric simultaneous measurement apparatus. At this time, the temperature at which the weight loss ratio reaches 10% by weight is defined as the decomposition point.
When both the softening start point and the decomposition point of the core part of the particle are observed, the lower temperature is regarded as the softening start point of the core part.

コア部を形成する重合体としては、例えば、樹脂(b1)〜(b4)の高度に架橋された重合体が挙げられる。高度な架橋により、重合体のガラス転移点以上の温度においても重合体の分子運動が抑制されるので、コア部は形状を維持することができる。   As a polymer which forms a core part, the highly crosslinked polymer of resin (b1)-(b4) is mentioned, for example. Since the molecular motion of the polymer is suppressed even at a temperature equal to or higher than the glass transition point of the polymer due to the high degree of crosslinking, the core portion can maintain the shape.

コア部を形成する重合体は、好ましくは、架橋性ビニルモノマーを重合することにより得られる。架橋性ビニルモノマーとしては、例えば、通常2個以上、好ましくは2個の共重合性二重結合を有する化合物が挙げられる。また、架橋性ビニルモノマーは、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。   The polymer forming the core part is preferably obtained by polymerizing a crosslinkable vinyl monomer. Examples of the crosslinkable vinyl monomer include compounds having usually 2 or more, preferably 2 copolymerizable double bonds. Moreover, a crosslinking | crosslinked vinyl monomer may be used individually by 1 type, and may be used combining two or more types by arbitrary ratios.

好適な架橋性ビニルモノマーとしては、例えば、非共役ジビニル化合物、多価アクリレート化合物などが挙げられる。   Suitable crosslinkable vinyl monomers include, for example, non-conjugated divinyl compounds and polyvalent acrylate compounds.

非共役ジビニル化合物の例としては、ジビニルベンゼン等が挙げられる。
多価アクリレートの例としては、ポリエチレングリコールジアクリレート、1,3−ブチレングリコールジアクリレート、1,6−ヘキサングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、2,2’−ビス(4−アクリロキシプロピロキシフェニル)プロパン、2,2’−ビス(4−アクリロキシジエトキシフェニル)プロパン等のジアクリレート化合物;トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、テトラメチロールメタントリアクリレート等のトリアクリレート化合物;テトラメチロールメタンテトラアクリレート等のテトラアクリレート化合物;エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、1,3−ブチレングリコールジメタクリレート、1,4−ブチレングリコールジメタクリレート、1,6−ヘキサングリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ジプロピレングリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、2,2’−ビス(4−メタクリロキシジエトキシフェニル)プロパン等のジメタクリレート化合物;トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールエタントリメタクリレート等のトミメタクリレート化合物;などが挙げられる。
Examples of non-conjugated divinyl compounds include divinylbenzene.
Examples of polyvalent acrylates include polyethylene glycol diacrylate, 1,3-butylene glycol diacrylate, 1,6-hexane glycol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, polypropylene glycol diacrylate, 2,2′-bis (4 -Diacrylate compounds such as acryloxypropyloxyphenyl) propane and 2,2'-bis (4-acryloxydiethoxyphenyl) propane; trimethylolpropane triacrylate, trimethylolethane triacrylate, tetramethylolmethane triacrylate, etc. Triacrylate compounds; tetraacrylate compounds such as tetramethylolmethane tetraacrylate; ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, Liethylene glycol dimethacrylate, polyethylene glycol dimethacrylate, 1,3-butylene glycol dimethacrylate, 1,4-butylene glycol dimethacrylate, 1,6-hexane glycol dimethacrylate, neopentyl glycol dimethacrylate, dipropylene glycol dimethacrylate, polypropylene And dimethacrylate compounds such as glycol dimethacrylate and 2,2′-bis (4-methacryloxydiethoxyphenyl) propane; and tomimethacrylate compounds such as trimethylolpropane trimethacrylate and trimethylolethane trimethacrylate;

架橋性ビニルモノマーの割合は、コア部を形成する重合体の全モノマーに対して、20重量%以上、好ましくは25重量%以上、さらに好ましくは30重量%以上である。架橋性ビニルモノマーの割合を20重量%以上とすることにより、コア部の硬度、耐熱性及び耐溶剤性を向上させることができる。また、上限は、通常100重量%以下、好ましくは98重量%以下、さらに好ましくは95重量%以下である。ここで、架橋性ビニルモノマーの量は、例えば希釈剤及び不純物などを除いた純品換算による。   The ratio of the crosslinkable vinyl monomer is 20% by weight or more, preferably 25% by weight or more, and more preferably 30% by weight or more based on the total monomers of the polymer forming the core part. By setting the ratio of the crosslinkable vinyl monomer to 20% by weight or more, the hardness, heat resistance, and solvent resistance of the core part can be improved. Moreover, an upper limit is 100 weight% or less normally, Preferably it is 98 weight% or less, More preferably, it is 95 weight% or less. Here, the amount of the crosslinkable vinyl monomer is, for example, in terms of a pure product excluding diluents and impurities.

(シェル部)
粒子のシェル部は、85℃以上、好ましくは87℃以上、より好ましくは89℃以上、また、145℃以下、好ましくは125℃以下、より好ましくは115℃以下の温度範囲に、軟化開始点を有する。軟化開始点が85℃以上であることにより、微多孔性フィルムの耐ブロッキング性を向上させることができる。また、二次電池の使用温度においてシェル部が融解し難くなるので、セパレータの孔の閉塞を抑制でき、それにより、二次電池のレート特性を向上させることができる。また、軟化開始点が145℃以下であることにより、ヒートプレスの際にシェル部を容易に融解させることができるので、セパレータの接着性を向上させ、それにより、二次電池のサイクル特性を向上させることができる。
(Shell part)
The shell part of the particles has a softening start point in a temperature range of 85 ° C. or higher, preferably 87 ° C. or higher, more preferably 89 ° C. or higher, and 145 ° C. or lower, preferably 125 ° C. or lower, more preferably 115 ° C. or lower. Have. When the softening start point is 85 ° C. or higher, the blocking resistance of the microporous film can be improved. In addition, since the shell portion hardly melts at the use temperature of the secondary battery, it is possible to suppress the clogging of the separator holes, thereby improving the rate characteristics of the secondary battery. Moreover, since the softening start point is 145 ° C. or lower, the shell part can be easily melted during heat pressing, thereby improving the adhesion of the separator and thereby improving the cycle characteristics of the secondary battery. Can be made.

シェル部を形成する重合体としては、(メタ)アクリレート単位を含む重合体を用いることが好ましい。(メタ)アクリレート単位を含む重合体によってシェル部を形成することにより、多孔膜の電気的安定性を向上させることができる。アクリレートとしては、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルエチルアクリレート等が挙げられる。メタクリレートとしては、例えば、メチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート等が挙げられる。   As the polymer forming the shell part, it is preferable to use a polymer containing a (meth) acrylate unit. By forming the shell portion with a polymer containing a (meth) acrylate unit, the electrical stability of the porous film can be improved. Examples of the acrylate include methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, 2-ethylhexyl ethyl acrylate, and the like. Examples of the methacrylate include methyl methacrylate, butyl methacrylate, and 2-ethylhexyl methacrylate.

シェル部を形成する重合体における(メタ)アクリレート単位の比率は、電気的安定性の観点から、好ましくは50重量%以上、より好ましくは60重量%以上、さらに好ましくは70重量%以上であり、100重量%以下である。   From the viewpoint of electrical stability, the ratio of the (meth) acrylate unit in the polymer forming the shell part is preferably 50% by weight or more, more preferably 60% by weight or more, and still more preferably 70% by weight or more. 100% by weight or less.

(非導電性粒子又はコアシェル構造を有する重合体の粒子の大きさ)
非導電性粒子の個数平均粒子径は、100nm以上、好ましくは200nm以上、より好ましくは300nm以上であり、また、1500nm以下、好ましくは1200nm以下、より好ましくは1000nm以下である。粒子の個数平均粒径をこのような範囲とすることにより、粒子同士が接触部を有しつつ、イオンの移動が阻害されない程度に、粒子同士の隙間を形成できる。したがって、微多孔性フィルムの強度が向上し、且つ電池の短絡を防止することができ、かつ二次電池のサイクル特性を向上させることができる。
(Size of non-conductive particles or polymer particles having a core-shell structure)
The number average particle diameter of the non-conductive particles is 100 nm or more, preferably 200 nm or more, more preferably 300 nm or more, and 1500 nm or less, preferably 1200 nm or less, more preferably 1000 nm or less. By setting the number average particle diameter of the particles in such a range, a gap between the particles can be formed to such an extent that the particles have a contact portion and the movement of ions is not inhibited. Therefore, the strength of the microporous film is improved, the short circuit of the battery can be prevented, and the cycle characteristics of the secondary battery can be improved.

粒子の個数平均粒子径は、以下のようにして測定しうる。電界放出形走査電子顕微鏡にて25000倍の倍率で撮影した写真から、200個の粒子を任意に選択する。その粒子像の最長辺をLa、最短辺をLbとしたとき、(La+Lb)/2を粒径とする。200個の粒子の粒径の平均を、平均粒径として求める。   The number average particle diameter of the particles can be measured as follows. 200 particles are arbitrarily selected from a photograph taken at a magnification of 25000 times with a field emission scanning electron microscope. When the longest side of the particle image is La and the shortest side is Lb, the particle size is (La + Lb) / 2. The average particle size of 200 particles is determined as the average particle size.

シェル部の厚みは、粒子の個数平均粒子径に対して、3%以上、好ましくは5%以上、より好ましくは7%以上であり、また、18%以下、好ましくは16%以下、より好ましくは14%以下である。シェル部の厚み個数平均粒子径に対して3%以上であると、セパレータの接着性を高めて二次電池のサイクル特性を向上させることができる。また、シェル部の厚みが個数平均粒子径に対して18%以下であると、セパレータの孔径を、イオンの移動を妨げない程度に大きくでき、それにより二次電池のレート特性を向上させることができる。また、シェル部を薄くすることで相対的にコア部を大きくできるので、粒子の剛性を高めることができる。このため、微多孔性フィルムの剛性を高めて、セパレータの収縮を抑制することができる。   The thickness of the shell part is 3% or more, preferably 5% or more, more preferably 7% or more, and 18% or less, preferably 16% or less, more preferably with respect to the number average particle diameter of the particles. 14% or less. If the thickness average particle diameter of the shell part is 3% or more, the adhesion of the separator can be improved and the cycle characteristics of the secondary battery can be improved. Further, when the thickness of the shell portion is 18% or less with respect to the number average particle diameter, the pore diameter of the separator can be increased to an extent that does not hinder the movement of ions, thereby improving the rate characteristics of the secondary battery. it can. Moreover, since the core portion can be relatively enlarged by making the shell portion thinner, the rigidity of the particles can be increased. For this reason, the rigidity of the microporous film can be increased and the shrinkage of the separator can be suppressed.

シェル部の厚み(S)は、例えば、シェル部を形成する前のシードポリマー粒子の個数平均粒子径(D1)およびシェル部を形成した後の非導電性粒子の個数平均粒子径(D2)から、以下の式により算出しうる。
(D2−D1)/2=S
The thickness (S) of the shell part is, for example, from the number average particle diameter (D1) of the seed polymer particles before forming the shell part and the number average particle diameter (D2) of non-conductive particles after forming the shell part. And can be calculated by the following equation.
(D2-D1) / 2 = S

(非導電性粒子又はコアシェル構造を有する重合体の粒子の量)
第一の実施形態では、多孔膜における非導電性粒子又はコアシェル構造を有する重合体の粒子の含有割合は、通常70重量%以上、好ましくは75重量%以上、より好ましくは80重量%以上であり、通常98重量%以下、好ましくは96重量%以下、より好ましくは94重量%以下である。粒子の含有割合が上記範囲内であると、粒子同士が接触部を有しつつ、イオンの移動が阻害されない程度に、粒子同士の隙間を形成でき、それにより、セパレータ強度を向上させ、電池の短絡を安定して防止することができる。
(Amount of non-conductive particles or polymer particles having a core-shell structure)
In the first embodiment, the content ratio of non-conductive particles or polymer particles having a core-shell structure in the porous film is usually 70% by weight or more, preferably 75% by weight or more, more preferably 80% by weight or more. Usually, it is 98 wt% or less, preferably 96 wt% or less, more preferably 94 wt% or less. When the content ratio of the particles is within the above range, a gap between the particles can be formed so that the movement of ions is not inhibited while the particles have a contact portion, thereby improving the separator strength and the battery. Short circuit can be stably prevented.

ポリオレフィン樹脂(A)に対する樹脂(B)の割合については、樹脂(A)と(B)で形成された微多孔性フィルムの気孔率が、樹脂(A)のみで形成された微多孔性フィルムの気孔率の30%〜85%であるように、樹脂(A)に対して樹脂(B)を適用することが好ましい。   Regarding the ratio of the resin (B) to the polyolefin resin (A), the porosity of the microporous film formed of the resins (A) and (B) is that of the microporous film formed of the resin (A) alone. It is preferable to apply the resin (B) to the resin (A) so that the porosity is 30% to 85%.

[樹脂(C)]
ポリオレフィン樹脂(A)及び樹脂(B)とは異なる樹脂(C)は、微多孔性フィルムの微多孔部の表面の少なくとも一部を覆うように、好ましくは微多孔部を構成するフィブリルの外周部を覆うように、配置されてよい。
[Resin (C)]
The polyolefin resin (A) and the resin (C) different from the resin (B) are preferably the outer peripheral portion of the fibril constituting the microporous portion so as to cover at least part of the surface of the microporous portion of the microporous film. It may be arranged so as to cover.

比較的柔らかい樹脂(C)を多数の微多孔部に送達し、微多孔部のマイクロクラックへの応力集中を防いでセパレータの突刺強度を向上させるために、樹脂(C)の25℃での弾性率は、好ましくは50〜700MPa、より好ましくは80〜700MPa、さらに好ましくは100〜700MPa、よりさらに好ましくは110〜650MPaである。   In order to deliver a relatively soft resin (C) to a large number of microporous parts and prevent stress concentration on the microcracks of the microporous parts to improve the puncture strength of the separator, the elasticity of the resin (C) at 25 ° C. The rate is preferably 50 to 700 MPa, more preferably 80 to 700 MPa, still more preferably 100 to 700 MPa, and still more preferably 110 to 650 MPa.

樹脂(C)の融点は、ポリオレフィン樹脂(A)への濡れ性及び微多孔性フィルムの生産性の観点から、好ましくは130℃以下、より好ましくは50〜125℃である。本明細書では、ポリマーの融点とは、ポリマーの示差走査熱量測定(DSC)で得られるDSC曲線において、結晶性ポリマーの融解に伴う吸熱ピークと対応する温度(℃)をいう。なお、DSC曲線において2つの吸熱ピークが観察された場合には、より高温側の吸熱ピークと対応する温度を融点とする。   The melting point of the resin (C) is preferably 130 ° C. or less, more preferably 50 to 125 ° C. from the viewpoints of wettability to the polyolefin resin (A) and productivity of the microporous film. In the present specification, the melting point of a polymer refers to a temperature (° C.) corresponding to an endothermic peak accompanying melting of a crystalline polymer in a DSC curve obtained by differential scanning calorimetry (DSC) of the polymer. When two endothermic peaks are observed in the DSC curve, the temperature corresponding to the higher endothermic peak is taken as the melting point.

樹脂(C)は、微多孔性フィルムの透気度、突刺強度及び突刺深度の観点から、疎水性樹脂であることが好ましい。本明細書では、疎水性樹脂とは、水に全く溶解しないか、又は25℃での水への溶解度が1g/kg未満である樹脂を意味する。   The resin (C) is preferably a hydrophobic resin from the viewpoint of the air permeability, puncture strength, and puncture depth of the microporous film. In the present specification, the hydrophobic resin means a resin that does not dissolve in water at all or has a solubility in water at 25 ° C. of less than 1 g / kg.

樹脂(C)は、微多孔性フィルムの透気度及び強度の観点から、好ましくは、ヘキサン又はオクタンに対して溶解性であり、より好ましくは、樹脂(C)の25℃でのオクタンへの溶解度が、20g/kg以上である。同様の観点から、微多孔性フィルムの原料として使用された樹脂(C)の弾性率は、形成された微多孔性フィルムからヘキサン又はオクタンで抽出された抽出物の弾性率と概ね等しいことが好ましい。   The resin (C) is preferably soluble in hexane or octane from the viewpoint of the air permeability and strength of the microporous film, and more preferably the resin (C) is dissolved in octane at 25 ° C. The solubility is 20 g / kg or more. From the same viewpoint, it is preferable that the elastic modulus of the resin (C) used as a raw material for the microporous film is approximately equal to the elastic modulus of the extract extracted from the formed microporous film with hexane or octane. .

樹脂(C)は、微多孔性フィルムの樹脂含有量、厚み、透気度及び強度の観点から、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテンに代表されるポリオレフィン樹脂およびその共重合体、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、ポリビニルジフルオライド、ナイロン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリメタクリレート、ポリアクリレート、ポリスチレン、ポリウレタン、もしくはこれらの共重合体が好ましく挙げられる。より好ましくは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテンに代表されるポリオレフィン樹脂およびその共重合体、ポリメタクリレート、ポリアクリレート、ポリスチレン、ポリウレタン、又はこれらの共重合体、並びに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が挙げられ、好ましくは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテンに代表されるポリオレフィン樹脂およびその共重合体である。樹脂(C)は、より好ましくは、25℃での弾性率が700MPa以下のポリオレフィン樹脂、さらに好ましくは、110〜520MPaの25℃での弾性率と130℃以下の融点を有する低融点ポリオレフィン樹脂である。   Resin (C) is a polyolefin resin represented by polyethylene, polypropylene, polybutene and copolymers thereof, polyethylene terephthalate, polycycloolefin, from the viewpoint of resin content, thickness, air permeability and strength of the microporous film. Preferred examples include polyethersulfone, polyamide, polyimide, polyimideamide, polyaramid, polyvinyl difluoride, nylon, polytetrafluoroethylene, polymethacrylate, polyacrylate, polystyrene, polyurethane, or a copolymer thereof. More preferably, a polyolefin resin represented by polyethylene, polypropylene, polybutene and a copolymer thereof, polymethacrylate, polyacrylate, polystyrene, polyurethane, or a copolymer thereof, and polyethylene terephthalate, polycycloolefin, polyethersulfone, Examples thereof include resins such as polyamide, polyimide, polyimide amide, polyaramid, polycycloolefin, nylon, and polytetrafluoroethylene, and preferred are polyolefin resins typified by polyethylene, polypropylene, and polybutene, and copolymers thereof. The resin (C) is more preferably a polyolefin resin having an elastic modulus at 25 ° C. of 700 MPa or less, and more preferably a low-melting polyolefin resin having an elastic modulus at 25 ° C. of 110 to 520 MPa and a melting point of 130 ° C. or less. is there.

樹脂(C)としては、例えば、重量平均分子量140,000以下の低分子量ポリプロピレン、炭素数3のモノマーと炭素数4のモノマーの共重合体(例えば、主成分C4/副成分C3のαオレフィンコポリマー、主成分C3/副成分C4のαオレフィンコポリマーなど)、立体規則性の低いポリプロピレンなどを使用することができる。   Examples of the resin (C) include a low molecular weight polypropylene having a weight average molecular weight of 140,000 or less, a copolymer of a monomer having 3 carbon atoms and a monomer having 4 carbon atoms (for example, an α-olefin copolymer of main component C4 / subcomponent C3). , Α-olefin copolymer of main component C3 / subcomponent C4), polypropylene having low stereoregularity, and the like can be used.

樹脂(C)は、微多孔性フィルムの最表面(外面)に局在化せずに、微多孔性フィルム内の微多孔の表面に配置されていることが好ましく、微多孔の表面の全部又は一部をコーティングしていることがより好ましい。理論に拘束されることを望まないが、微多孔性フィルムの透気度を実用可能な水準で維持できる程度に樹脂(C)が微多孔表面に存在すると、微多孔性フィルムの欠陥等、応力集中部位に対する応力集中を樹脂(C)が緩和・回避し、微多孔性フィルムの破断深度及び破断強度が改良されることが考えられる。   The resin (C) is preferably disposed on the microporous surface in the microporous film without being localized on the outermost surface (outer surface) of the microporous film, and the entire microporous surface or More preferably, a part is coated. Although not wishing to be bound by theory, if the resin (C) is present on the microporous surface to such an extent that the air permeability of the microporous film can be maintained at a practical level, stress, such as defects in the microporous film. It is conceivable that the resin (C) relaxes / avoids stress concentration with respect to the concentration site and improves the breaking depth and breaking strength of the microporous film.

ポリオレフィン樹脂(A)に対する樹脂(C)の割合については、樹脂(A)と(C)で形成された微多孔性フィルムの気孔率が、樹脂(A)のみで形成された微多孔性フィルムの気孔率の30%〜85%であるように、樹脂(A)に対して樹脂(C)を適用することが好ましい。   Regarding the ratio of the resin (C) to the polyolefin resin (A), the porosity of the microporous film formed of the resins (A) and (C) is the same as that of the microporous film formed of the resin (A) alone. It is preferable to apply the resin (C) to the resin (A) so that the porosity is 30% to 85%.

[その他の構成要素]
微多孔性フィルムは、樹脂(A)〜(C)以外の構成要素を含んでよい。そのような構成要素としては、例えば、無機フィラー、樹脂繊維の織布又は不織布、紙、絶縁性物質粒子の集合体などが挙げられる。
[Other components]
The microporous film may contain components other than the resins (A) to (C). Examples of such components include inorganic fillers, woven or non-woven fabrics of resin fibers, paper, and aggregates of insulating substance particles.

中でも、微多孔性フィルムは、セパレータの耐熱性、内部短絡の抑制等の安全性を向上させるという観点から、樹脂(A)〜(C)以外に無機フィラーを含むことが好ましい。微多孔性フィルムに含有される無機フィラーは、後述されるフィラー多孔層を形成する無機フィラーと同じでよい。   Especially, it is preferable that a microporous film contains an inorganic filler other than resin (A)-(C) from a viewpoint of improving safety | security, such as the heat resistance of a separator, suppression of an internal short circuit. The inorganic filler contained in the microporous film may be the same as the inorganic filler forming the filler porous layer described later.

[微多孔性フィルムの詳細]
微多孔性フィルムの気孔率は、好ましくは30%以上、より好ましく30%超95%以下、更に好ましくは35%以上75%以下、特に好ましくは35%以上、55%以下である。イオン伝導性向上の観点から30%以上が好ましく、強度の観点から95%以下が好ましい。気孔率は、樹脂組成、樹脂と可塑剤の混合比率、延伸条件、熱固定条件などを制御することによって調整されることができる。
[Details of microporous film]
The porosity of the microporous film is preferably 30% or more, more preferably more than 30% and 95% or less, still more preferably 35% or more and 75% or less, and particularly preferably 35% or more and 55% or less. 30% or more is preferable from the viewpoint of improving ion conductivity, and 95% or less is preferable from the viewpoint of strength. The porosity can be adjusted by controlling the resin composition, the mixing ratio of resin and plasticizer, stretching conditions, heat setting conditions, and the like.

微多孔性フィルムの突刺強度は、セパレータの生産性及び二次電池の安全性の観点から、好ましくは0.25kgf以上、より好ましくは0.25〜0.60kgfの範囲内である。微多孔性フィルムの突刺深度は、突刺強度、非水系溶媒への濡れ性及び耐電圧性の観点から、好ましくは2.5mm以上、より好ましくは、2.5mm超4.5mm以下であり、さらに好ましくは、2.6mm以上4.5mm以下、特に好ましくは、2.7mm以上4.5mm以下である。   The puncture strength of the microporous film is preferably in the range of 0.25 kgf or more, more preferably in the range of 0.25 to 0.60 kgf, from the viewpoint of separator productivity and secondary battery safety. The piercing depth of the microporous film is preferably 2.5 mm or more, more preferably more than 2.5 mm and 4.5 mm or less, from the viewpoint of piercing strength, wettability to a non-aqueous solvent and voltage resistance. Preferably, it is 2.6 mm or more and 4.5 mm or less, Especially preferably, it is 2.7 mm or more and 4.5 mm or less.

微多孔性フィルムの膜厚は、0.1μm以上100μm以下が好ましく、より好ましくは1μm以上50μm以下、さらに好ましくは3μm以上25μm以下、特に好ましくは5μm以上20μm以下である。機械的強度の観点から0.1μm以上が好ましく、電池の高容量化の観点から100μm以下が好ましい。膜厚は、ダイリップ間隔、延伸条件などを制御することによって調整されることができる。   The film thickness of the microporous film is preferably from 0.1 μm to 100 μm, more preferably from 1 μm to 50 μm, still more preferably from 3 μm to 25 μm, and particularly preferably from 5 μm to 20 μm. From the viewpoint of mechanical strength, 0.1 μm or more is preferable, and from the viewpoint of increasing the capacity of the battery, 100 μm or less is preferable. The film thickness can be adjusted by controlling the die lip interval, stretching conditions, and the like.

微多孔性フィルムの平均孔径は、0.03μm以上0.80μm以下が好ましく、より好ましくは0.04μm以上0.70μm以下である。イオン伝導性と耐電圧性の観点から、0.03μm以上0.80μm以下が好ましい。平均孔径は、樹脂組成、押出条件、延伸条件、熱固定条件などを制御することにより調整されることができる。   The average pore diameter of the microporous film is preferably 0.03 μm or more and 0.80 μm or less, more preferably 0.04 μm or more and 0.70 μm or less. From the viewpoint of ion conductivity and voltage resistance, 0.03 μm or more and 0.80 μm or less is preferable. The average pore diameter can be adjusted by controlling the resin composition, extrusion conditions, stretching conditions, heat setting conditions, and the like.

微多孔性フィルムの粘度平均分子量は、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4,000,000未満、さらに好ましくは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、重合体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。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。   The viscosity average molecular weight of the microporous film is preferably from 30,000 to 12,000,000, more preferably from 50,000 to less than 4,000,000, still more preferably from 100,000 to 1,000. Less than 1,000. A viscosity average molecular weight of 30,000 or more is preferred because the melt tension during melt molding increases, moldability is improved, and the strength tends to increase due to entanglement between polymers. A viscosity average molecular weight of 12,000,000 or less is preferable because uniform melt kneading is facilitated and the sheet formability, particularly thickness stability, tends to be excellent.

<フィラー多孔層>
フィラー多孔層は、無機フィラー及び樹脂バインダを含む。
<Filler porous layer>
The filler porous layer includes an inorganic filler and a resin binder.

(無機フィラー)
フィラー多孔層に使用する無機フィラーとしては、特に限定されないが、200℃以上の融点を持ち、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ものが好ましい。
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。
(Inorganic filler)
The inorganic filler used in the filler porous layer is not particularly limited, but preferably has a melting point of 200 ° C. or higher, high electrical insulation, and electrochemically stable in the range of use of the lithium ion secondary battery. .
The inorganic filler is not particularly limited. For example, oxide 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 Ceramics: silicon carbide, calcium carbonate, magnesium sulfate, aluminum sulfate, aluminum hydroxide, aluminum hydroxide oxide, potassium titanate, talc, kaolinite, dickite, nacrite, halloysite, pyrophyllite, montmorillonite, sericite, mica, Acerite, bentonite, asbestos, zeolite, calcium silicate, magnesium silicate, diatomaceous earth, silica sand and other ceramics; glass fiber and the like. These may be used alone or in combination.

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。
Among these, from the viewpoint of improving the electrochemical stability and the heat resistance characteristics of the separator,
Aluminum oxide compounds such as alumina and aluminum hydroxide oxide; and aluminum silicate compounds having no ion exchange ability such as kaolinite, dickite, nacrite, halloysite, and pyrophyllite are preferable.

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。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。本発明においては、焼成カオリンが特に好ましい。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点で特に好ましい。   As the aluminum oxide compound, aluminum hydroxide oxide (AlO (OH)) is particularly preferable. As the aluminum silicate compound having no ion exchange ability, kaolin mainly composed of kaolin mineral is more preferable because it is inexpensive and easily available. Known kaolins include wet kaolin and calcined kaolin obtained by calcining this. In the present invention, calcined kaolin is particularly preferred. The calcined kaolin is particularly preferable from the viewpoint of electrochemical stability because crystal water is released during the calcining process and impurities are also removed.

無機フィラーの平均粒径は、0.01μmを超えて4.0μm以下であることが好ましく、0.2μmを超えて3.5μm以下であることがより好ましく、0.4μmを超えて3.0μm以下であることが更に好ましい。無機フィラーの平均粒径を上記範囲に調整することは、フィラー多孔層の厚さが薄い場合(例えば、7μm以下)であっても、高温における熱収縮を抑制する観点から好ましい。無機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、ジェットミル等の適宜の粉砕装置を用いて無機フィラーを粉砕して粒径を小さくする方法等を挙げることができる。   The average particle size of the inorganic filler is preferably more than 0.01 μm and not more than 4.0 μm, more preferably more than 0.2 μm and not more than 3.5 μm, more than 0.4 μm and 3.0 μm. More preferably, it is as follows. Adjusting the average particle size of the inorganic filler to the above range is preferable from the viewpoint of suppressing thermal shrinkage at high temperature even when the filler porous layer is thin (for example, 7 μm or less). Examples of the method for adjusting the particle size and distribution of the inorganic filler include a method of reducing the particle size by pulverizing the inorganic filler using an appropriate pulverizer such as a ball mill, a bead mill, or a jet mill. .

無機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を組み合わせて用いてもよい。   Examples of the shape of the inorganic filler include a plate shape, a scale shape, a needle shape, a columnar shape, a spherical shape, a polyhedral shape, and a lump shape. A plurality of inorganic fillers having these shapes may be used in combination.

無機フィラーが、フィラー多孔層中に占める割合は、無機フィラーの結着性、セパレータの透過性、及び耐熱性等の観点から適宜決定されることができる。フィラー多孔層中の無機フィラーの割合は、20質量%以上100質量%未満であることが好ましく、より好ましくは50質量%以上99.99質量%以下、更に好ましくは80質量%以上99.9質量%以下、特に好ましくは90質量%以上99質量%以下である。   The proportion of the inorganic filler in the filler porous layer can be appropriately determined from the viewpoints of the binding properties of the inorganic filler, the permeability of the separator, and the heat resistance. The proportion of the inorganic filler in the filler porous layer is preferably 20% by mass or more and less than 100% by mass, more preferably 50% by mass or more and 99.99% by mass or less, and further preferably 80% by mass or more and 99.9% by mass. % Or less, particularly preferably 90% by mass or more and 99% by mass or less.

(樹脂バインダ)
フィラー多孔層に含有される樹脂バインダの種類としては、特に限定されないが、リチウムイオン二次電池の電解液に対して不溶であり、かつ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な樹脂バインダを用いることが好ましい。
このような樹脂バインダの具体例としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン;ポリフッ化ビニリデン、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、ポリアミド、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。
(Resin binder)
The type of resin binder contained in the filler porous layer is not particularly limited, but is insoluble in the electrolyte solution of the lithium ion secondary battery and is electrochemically stable in the usage range of the lithium ion secondary battery. It is preferable to use a resin binder.
Specific examples of such a resin binder include, for example, polyolefins such as polyethylene and polypropylene; fluorine-containing resins such as polyvinylidene fluoride and polytetrafluoroethylene; vinylidene fluoride-hexafluoropropylene-tetrafluoroethylene copolymer, ethylene -Fluorine-containing rubber such as tetrafluoroethylene copolymer; styrene-butadiene copolymer and its hydride, acrylonitrile-butadiene copolymer and its hydride, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer and its hydride, methacrylic acid Rubbers such as 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, carboxymethyl cellulose; polyphenylene ether, polysulfone, polyether sulfone, polyphenylene sulfide, polyetherimide, polyamideimide, polyamide, polyester, etc., melting point and / or glass transition temperature of 180 ° C. or higher And the like.

フィラー多孔層のイオン抵抗を低減させるために、後述されるポリアルキレングリコール基含有熱可塑性ポリマーを樹脂バインダとしてフィラー多孔層に含有させることも好ましい。   In order to reduce the ionic resistance of the filler porous layer, it is also preferable that a polyalkylene glycol group-containing thermoplastic polymer described later is contained in the filler porous layer as a resin binder.

樹脂バインダとしては、樹脂ラテックスバインダを用いることが好ましい。樹脂バインダとして樹脂ラテックスバインダを用いた場合、該バインダと無機フィラーとを含むフィラー多孔層を具備するセパレータは、樹脂バインダ溶液を基材上に塗布する工程を経て樹脂バインダを多孔膜上に結着させたセパレータと比較して、イオン透過性が低下し難く、出力特性の高い蓄電デバイスを与える傾向にある。更に、該セパレータを有する蓄電デバイスは、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特性を示し、高い安全性が得られ易い傾向にある。   A resin latex binder is preferably used as the resin binder. When a resin latex binder is used as the resin binder, the separator having the filler porous layer containing the binder and the inorganic filler binds the resin binder onto the porous film through a step of applying the resin binder solution onto the substrate. Compared to the separator, the ion permeability is less likely to decrease, and there is a tendency to provide an electricity storage device with high output characteristics. Furthermore, the electricity storage device having the separator has a smooth shutdown characteristic even when the temperature rise during abnormal heat generation is fast, and it tends to be easy to obtain high safety.

樹脂ラテックスバインダとしては、電気化学的安定性及び結着性を向上させる観点から、脂肪族共役ジエン系モノマー及び不飽和カルボン酸モノマー、並びにこれらと共重合可能な他のモノマーを共重合して得られるものが好ましい。この場合の重合方法に特に制限はないが、乳化重合が好ましい。乳化重合の方法としては、特に制限はなく、既知の方法を用いることができる。モノマー及びその他の成分の添加方法については、特に制限されるものではなく、一括添加方法、分割添加方法、及び連続添加方法の何れも採用することができ、重合方法は、一段重合、二段重合、又は三段階以上の多段階重合の何れも採用することができる。   The resin latex binder is obtained by copolymerizing an aliphatic conjugated diene monomer and an unsaturated carboxylic acid monomer and other monomers copolymerizable with these from the viewpoint of improving electrochemical stability and binding properties. Are preferred. The polymerization method in this case is not particularly limited, but emulsion polymerization is preferred. There is no restriction | limiting in particular as a method of emulsion polymerization, A known method can be used. The addition method of the monomer and other components is not particularly limited, and any of batch addition method, divided addition method, and continuous addition method can be adopted, and the polymerization method can be one-stage polymerization or two-stage polymerization. , Or multistage polymerization of three or more stages can be employed.

樹脂バインダの平均粒径は、50〜500nmであることが好ましく、より好ましくは60〜460nm、更に好ましくは80〜250nmである。樹脂バインダの平均粒径が50nm以上である場合、該バインダと無機フィラーとを含むフィラー多孔層を具備するセパレータは、イオン透過性が低下し難く、高い出力特性の蓄電デバイスを与え易い。更に、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特性を示し、高い安全性を有する蓄電デバイスが得られ易い。樹脂バインダの平均粒径が500nm以下である場合、良好な結着性を発現し、多層多孔膜とした場合に熱収縮が良好となり、安全性に優れる傾向にある。
樹脂バインダの平均粒径は、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制御することが可能である。
The average particle size of the resin binder is preferably 50 to 500 nm, more preferably 60 to 460 nm, and still more preferably 80 to 250 nm. When the average particle size of the resin binder is 50 nm or more, the separator including the filler porous layer containing the binder and the inorganic filler is less likely to have low ion permeability and easily provides an electricity storage device having high output characteristics. Furthermore, even when the temperature rises rapidly during abnormal heat generation, it is easy to obtain an electricity storage device that exhibits smooth shutdown characteristics and high safety. When the average particle size of the resin binder is 500 nm or less, good binding properties are exhibited, and when a multilayer porous film is formed, heat shrinkage is good and the safety tends to be excellent.
The average particle diameter of the resin binder can be controlled by adjusting the polymerization time, polymerization temperature, raw material composition ratio, raw material charging order, pH, and the like.

フィラー多孔層の層厚は、耐熱性及び絶縁性を向上させる観点から、0.5μm以上であることが好ましく、電池の高容量化と透過性を向上させる観点から50μm以下であることが好ましい。
フィラー多孔層の層密度は、0.5〜3.0g/cmであることが好ましく、0.7〜2.0cmであることがより好ましい。フィラー多孔層の層密度が0.5g/cm以上であると、高温での熱収縮率が良好となる傾向にあり、3.0g/cm以下であると、透気度が低下する傾向にある。
The layer thickness of the filler porous layer is preferably 0.5 μm or more from the viewpoint of improving heat resistance and insulation, and is preferably 50 μm or less from the viewpoint of increasing the capacity and permeability of the battery.
Layer density of the filler porous layer is preferably from 0.5 to 3.0 g / cm 3, more preferably 0.7~2.0cm 3. When the layer density of the filler porous layer is 0.5 g / cm 3 or more, the heat shrinkage rate at high temperature tends to be good, and when it is 3.0 g / cm 3 or less, the air permeability tends to decrease. It is in.

<リチウムイオン二次電池用セパレータの製造方法>
本発明の別の態様は、上記で説明された微多孔性フィルムを用いてリチウムイオン二次電池用セパレータを製造する方法である。
<Method for producing a separator for a lithium ion secondary battery>
Another aspect of the present invention is a method for producing a separator for a lithium ion secondary battery using the microporous film described above.

本発明の第二の実施形態に係るリチウムイオン二次電池用セパレータの製造方法の一例は、以下の:
ポリオレフィン樹脂組成物の溶融混練物又は成形シートを乾式法又は湿式法により多孔化することにより微多孔性フィルムを製造する工程;及び
ニトリル系樹脂、アクリル系樹脂、及び脂肪族共役ジエン系樹脂からなる群から選択される少なくとも1つの樹脂(B)と微多孔性フィルムとを複合化する工程;
を含む。
An example of a method for producing a lithium ion secondary battery separator according to the second embodiment of the present invention is as follows:
A step of producing a microporous film by making a melt-kneaded product or molded sheet of a polyolefin resin composition porous by a dry method or a wet method; and a nitrile resin, an acrylic resin, and an aliphatic conjugated diene resin. Combining at least one resin (B) selected from the group with a microporous film;
including.

リチウムイオン二次電池用セパレータの製造方法は、所望により、無機フィラーを含むフィラー多孔層を微多孔性フィルム上に積層する工程をさらに含んでよい。   The manufacturing method of the separator for lithium ion secondary batteries may further include the process of laminating | stacking the filler porous layer containing an inorganic filler on a microporous film depending on necessity.

[微多孔性フィルムの製造]
微多孔性フィルムは、ポリオレフィン樹脂組成物の溶融混練物又は成形シートを乾式法又は湿式法により多孔化することにより製造されることができる。
[Production of microporous film]
The microporous film can be produced by making a melt-kneaded product or molded sheet of a polyolefin resin composition porous by a dry method or a wet method.

乾式法としては、ポリオレフィン樹脂組成物を溶融混練して押出した後、熱処理と延伸によってポリオレフィン結晶界面を剥離させる方法、ポリオレフィン樹脂組成物と無機充填材とを溶融混練してシート上に成形した後、延伸によってポリオレフィンと無機充填材との界面を剥離させる方法などが挙げられる。   As a dry method, after the polyolefin resin composition is melt-kneaded and extruded, the polyolefin crystal interface is peeled off by heat treatment and stretching, after the polyolefin resin composition and the inorganic filler are melt-kneaded and formed on a sheet And a method of peeling the interface between the polyolefin and the inorganic filler by stretching.

湿式法としては、ポリオレフィン樹脂組成物と孔形成材とを溶融混練してシート状に成形し、必要に応じて延伸した後、孔形成材を抽出する方法、ポリオレフィン樹脂組成物の溶解後、ポリオレフィンに対する貧溶媒に浸漬させてポリオレフィンを凝固させると同時に溶剤を除去する方法などが挙げられる。   As a wet method, a polyolefin resin composition and a pore-forming material are melt-kneaded and formed into a sheet shape, stretched as necessary, and then the pore-forming material is extracted. And a method of removing the solvent at the same time as immersing in a poor solvent for coagulating polyolefin.

ポリオレフィン樹脂組成物は、ポリオレフィン樹脂(A)を好ましくは50質量%以上、より好ましくは60質量%以上100質量%以下含む。   The polyolefin resin composition preferably contains 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more and 100% by mass or less of the polyolefin resin (A).

ポリオレフィン樹脂組成物には、ポリオレフィン樹脂(A)以外の樹脂、任意の添加剤などを含有させることができる。添加剤としては、例えば、無機フィラー、酸化防止剤、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。   The polyolefin resin composition can contain a resin other than the polyolefin resin (A), optional additives, and the like. Examples of the additive include inorganic fillers, antioxidants, metal soaps, ultraviolet absorbers, light stabilizers, antistatic agents, antifogging agents, and coloring pigments.

ポリオレフィン樹脂組成物の溶融混練は、例えば、押出機、ニーダー、ラボプラストミル、混練ロール、バンバリーミキサー等により行なわれることができる。   Melting and kneading of the polyolefin resin composition can be performed by, for example, an extruder, a kneader, a lab plast mill, a kneading roll, a Banbury mixer, and the like.

孔形成材としては、可塑剤、無機充填材又はそれらの組み合わせが挙げられる。   Examples of the pore forming material include a plasticizer, an inorganic filler, or a combination thereof.

可塑剤としては、例えば、流動パラフィン、パラフィンワックス等の炭化水素類;フタル酸ジオクチル、フタル酸ジブチル等のエステル類;オレイルアルコール、ステアリルアルコール等の高級アルコールなどが挙げられる。   Examples of the plasticizer include hydrocarbons such as liquid paraffin and paraffin wax; esters such as dioctyl phthalate and dibutyl phthalate; higher alcohols such as oleyl alcohol and stearyl alcohol.

無機充填材としては、例えば、アルミナ、シリカ(珪素酸化物)、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、酸化鉄など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、硫酸アルミニウム、水酸化アルミニウム、チタン酸カリウム、タルク、カオリンクレー、カオリナイト、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;ガラス繊維が挙げられる。   Examples of inorganic fillers include oxide ceramics such as alumina, silica (silicon oxide), titania, zirconia, magnesia, ceria, yttria, zinc oxide, and iron oxide; nitriding such as silicon nitride, titanium nitride, and boron nitride Physical ceramics: Silicon carbide, calcium carbonate, aluminum sulfate, aluminum hydroxide, potassium titanate, talc, kaolin clay, kaolinite, halloysite, pyrophyllite, montmorillonite, sericite, mica, amicite, bentonite, asbestos, zeolite , Ceramics such as calcium silicate, magnesium silicate, diatomaceous earth, and silica sand; glass fiber.

シート成形は、例えば、Tダイ、金属製ロールなどを用いて行なわれることができる。成形シートをダブルベルトプレス機等で圧延してもよい。   Sheet molding can be performed using, for example, a T die, a metal roll, or the like. The formed sheet may be rolled with a double belt press or the like.

孔形成工程は、既知の乾式法及び/又は湿式法により行なわれることができる。孔形成工程中、又は孔形成工程の前若しくは後に、延伸工程も行ってよい。延伸処理としては、一軸延伸又は二軸延伸のいずれも用いることができるが、得られる微多孔性フィルムの強度等を向上させる観点から二軸延伸が好ましい。シート状成形体を二軸方向に高倍率延伸すると、分子が面方向に配向し、最終生成物が裂け難くなり、高い突刺強度を有するものとなる。延伸方法としては、例えば、同時二軸延伸、逐次二軸延伸、多段延伸、多数回延伸等の方法を挙げることができる。突刺強度の向上、延伸の均一性、シャットダウン性の観点からは同時二軸延伸が好ましい。また面配向の制御容易性の観点からは遂次二軸延伸が好ましい。   The hole forming step can be performed by a known dry method and / or wet method. The stretching step may be performed during the hole forming step or before or after the hole forming step. As the stretching treatment, either uniaxial stretching or biaxial stretching can be used, but biaxial stretching is preferable from the viewpoint of improving the strength and the like of the obtained microporous film. When the sheet-like molded body is stretched at a high magnification in the biaxial direction, the molecules are oriented in the plane direction, the final product is difficult to tear, and has high puncture strength. Examples of the stretching method include simultaneous biaxial stretching, sequential biaxial stretching, multistage stretching, and multiple stretching. Simultaneous biaxial stretching is preferable from the viewpoints of improvement of puncture strength, uniformity of stretching, and shutdown property. Further, sequential biaxial stretching is preferred from the viewpoint of easy control of plane orientation.

同時二軸延伸とは、MD(微多孔膜連続成形の機械方向)の延伸とTD(微多孔膜のMDを90°の角度で横切る方向)の延伸が同時に施される延伸方法をいい、各方向の延伸倍率は異なってもよい。逐次二軸延伸とは、MD及びTDの延伸が独立して施される延伸方法をいい、MD又はTDに延伸がなされているときは、他方向は非拘束状態又は定長に固定されている状態とする。   Simultaneous biaxial stretching refers to a stretching method in which MD (machine direction of microporous membrane continuous molding) stretching and TD (direction crossing MD of microporous membrane at an angle of 90 °) are simultaneously performed. The draw ratio in the direction may be different. Sequential biaxial stretching refers to a stretching method in which MD and TD are stretched independently. When MD or TD is stretched, the other direction is fixed in an unconstrained state or a constant length. State.

微多孔性フィルムの収縮を抑制するために、延伸後又は孔形成後に熱固定を目的として熱処理を行ってよい。熱処理としては、物性の調整を目的として、所定の温度雰囲気及び所定の延伸率で行う延伸操作、及び/又は、延伸応力低減を目的として、所定の温度雰囲気及び所定の緩和率で行う緩和操作が挙げられる。延伸操作を行った後に緩和操作を行ってもよい。これらの熱処理は、テンター又はロール延伸機を用いて行うことができる。   In order to suppress the shrinkage of the microporous film, heat treatment may be performed for the purpose of heat setting after stretching or after formation of pores. As heat treatment, for the purpose of adjusting physical properties, a stretching operation performed at a predetermined temperature atmosphere and a predetermined stretching rate and / or a relaxing operation performed at a predetermined temperature atmosphere and a predetermined relaxation rate for the purpose of reducing stretching stress are performed. Can be mentioned. The relaxation operation may be performed after the stretching operation. These heat treatments can be performed using a tenter or a roll stretching machine.

一例として、乾式ラメラ開孔法による微多孔性フィルムの製造方法を説明する。乾式ラメラ開孔法は、水、有機溶剤等の溶媒を用いずに、ラメラ構造を有する複数の球晶同士が非晶質ポリマーを介して結合されている前駆体を延伸することにより、ラメラ界面を開裂させて孔を形成する方法である。   As an example, a method for producing a microporous film by a dry lamellar pore opening method will be described. The dry lamellar pore opening method uses a lamella interface by stretching a precursor in which a plurality of spherulites having a lamellar structure are bonded via an amorphous polymer without using a solvent such as water or an organic solvent. Is a method of forming a hole by cleaving.

乾式ラメラ開孔法は、(i)ポリオレフィン樹脂(A)を含む前駆体を押し出す工程、及び(ii)押し出された前駆体を一軸延伸する工程を含むことが好ましい。ここで、ポリオレフィン樹脂(A)を含む前駆体は、機械方向(MD)又は横方向(TD)の少なくとも1回の延伸に供されるものであり、例えば、溶融樹脂、樹脂組成物、樹脂成形体等でよい。工程(i)で押出成形された前駆体は、例えば、押出成形体、原反シート、原反フィルム等である。工程(i)及び(ii)を含む乾式ラメラ開孔法により得られる微多孔性フィルムは、樹脂(B)による担持、コーティング、浸漬、又は含浸へ好適に供される。   The dry lamellar pore opening method preferably includes (i) a step of extruding a precursor containing the polyolefin resin (A), and (ii) a step of uniaxially stretching the extruded precursor. Here, the precursor containing the polyolefin resin (A) is subjected to at least one stretching in the machine direction (MD) or the transverse direction (TD), for example, a molten resin, a resin composition, a resin molding. It can be a body. The precursor extruded in step (i) is, for example, an extrusion-molded body, an original sheet, an original film or the like. The microporous film obtained by the dry lamellar pore opening method including the steps (i) and (ii) is suitably used for supporting, coating, dipping, or impregnation with the resin (B).

工程(i)は、従来の押出法により行なわれることができる。押出機は、細長い孔を有するTダイや環状ダイを備えることができる。   Step (i) can be performed by conventional extrusion methods. The extruder can include a T die having an elongated hole or an annular die.

工程(ii)の一軸延伸は、上記で説明されたとおりに行なわれることができる。一軸延伸は、機械方向(MD)又は横方向(TD)に行なわれることができる。また、一軸延伸後に前駆体を横方向(TD)に延伸し、二軸延伸をすることが好ましい。二軸延伸では、機械方向(MD)延伸及び同時制御されたMD方向緩和を伴う横方向(TD)延伸をすることができる。ここでMD延伸は、冷延伸と熱延伸の両方を含むことができる。工程(ii)の延伸により得られる微多孔性フィルムは、樹脂(B)による担持、コーティング、浸漬又は含浸へ好適に供される。   Uniaxial stretching of step (ii) can be performed as described above. Uniaxial stretching can be performed in the machine direction (MD) or the transverse direction (TD). Further, it is preferable to stretch the precursor in the transverse direction (TD) after uniaxial stretching and biaxial stretching. Biaxial stretching allows machine direction (MD) stretching and transverse direction (TD) stretching with simultaneous controlled MD direction relaxation. Here, MD stretching can include both cold stretching and hot stretching. The microporous film obtained by stretching in the step (ii) is suitably used for supporting, coating, dipping or impregnation with the resin (B).

前駆体の内部歪みを抑制する観点から、前駆体は、工程(i)中、工程(ii)後、又は工程(ii)の延伸前に、アニールすることが出来る。アニーリングは、ポリオレフィン樹脂(A)の融点よりも50℃低い温度とポリオレフィン樹脂(A)の融点よりも10℃低い温度の間の範囲内で、又はポリオレフィン樹脂(A)の融点よりも50℃低い温度とポリオレフィン樹脂(A)の融点よりも15℃低い温度の間の範囲内で、行なわれることができる。   From the viewpoint of suppressing internal strain of the precursor, the precursor can be annealed during step (i), after step (ii), or before stretching in step (ii). Annealing is within a range between a temperature 50 ° C. lower than the melting point of the polyolefin resin (A) and a temperature 10 ° C. lower than the melting point of the polyolefin resin (A), or 50 ° C. lower than the melting point of the polyolefin resin (A). It can be carried out within a range between the temperature and a temperature 15 ° C. lower than the melting point of the polyolefin resin (A).

工程(ii)中又は工程(ii)後に、MD及び/又はTD方向へ延伸された成形物をカレンダー処理することが好ましい。カレンダー処理された成形物は、樹脂(B)による担持、コーティング、浸漬又は含浸へ好適に供される。カレンダー処理は、延伸された成形物を少なくとも一対のカレンダーロールに通すことにより行なわれることができる。一対のカレンダーロールは、例えば、スチールロールと弾性ロールのセット、又は2つのスチールロールのセットを備えてよい。カレンダー処理時、一対のカレンダーロールは、加熱又は冷却されることができる。   It is preferable to calender the molded product stretched in the MD and / or TD direction during or after step (ii). The calendered molded article is suitably subjected to loading with resin (B), coating, dipping or impregnation. The calendar treatment can be performed by passing the stretched molded article through at least a pair of calendar rolls. The pair of calendar rolls may comprise, for example, a set of steel rolls and elastic rolls, or a set of two steel rolls. During the calendar process, the pair of calendar rolls can be heated or cooled.

微多孔性フィルムの強度の観点から、上記で説明された乾式ラメラ開孔法において、ポリオレフィン樹脂(A)を含む前駆体を、MD及びTD方向へ逐次又は同時延伸し、カレンダー処理に供する方法(以下、「MD/TD/カレンダープロセス」という)も好ましい。強度向上の観点から、MD/TD/カレンダープロセスでは、MD延伸後にTD延伸を行う逐次延伸がさらに好ましい。   From the viewpoint of the strength of the microporous film, in the dry lamellar pore opening method described above, a precursor containing a polyolefin resin (A) is sequentially or simultaneously stretched in the MD and TD directions and subjected to a calendar treatment ( Hereinafter, “MD / TD / calendar process” is also preferable. From the viewpoint of improving the strength, in the MD / TD / calendar process, sequential stretching in which TD stretching is performed after MD stretching is more preferable.

乾式ラメラ開孔法により得られた微多孔性フィルムの微多孔部の表面の少なくとも一部を、ポリオレフィン樹脂(A)とは異なるコーティング樹脂(C)でコーティングして、コーティングされた微多孔性フィルムを形成することが好ましい。ポリオレフィン樹脂(A)、及びポリオレフィン樹脂(A)とは異なるコーティング樹脂(C)は、上記で説明されたとおりである。   A microporous film coated by coating at least part of the surface of the microporous portion of the microporous film obtained by the dry lamellar pore opening method with a coating resin (C) different from the polyolefin resin (A). Is preferably formed. The polyolefin resin (A) and the coating resin (C) different from the polyolefin resin (A) are as described above.

微多孔性フィルムの微多孔部の表面の一部分又は全てを樹脂(C)で覆うことによって、微多孔性フィルムの最外面(すなわち、フィルムの表面)に全ての樹脂(C)が定着することなく、樹脂(C)はポリオレフィン樹脂(A)で形成される微多孔性フィルムの微多孔中の網目に浸入し、微多孔の表面に送達され、それにより微多孔性フィルムの透気度を維持しながら突刺深度を向上させることができる。セパレータの耐電圧性の観点からは、微多孔部を構成するフィブリルを樹脂(C)で覆うことが好ましい。   By covering a part or all of the surface of the microporous part of the microporous film with the resin (C), all the resin (C) is not fixed on the outermost surface of the microporous film (that is, the surface of the film). The resin (C) enters the microporous network of the microporous film formed of the polyolefin resin (A) and is delivered to the microporous surface, thereby maintaining the air permeability of the microporous film. It is possible to improve the piercing depth. From the viewpoint of the voltage resistance of the separator, it is preferable to cover the fibrils constituting the microporous portion with the resin (C).

より多くのフィブリルを樹脂(C)で覆うという観点から、樹脂(C)を溶解又は分散させた溶液を用いて微多孔性フィルムの微多孔部をコーティングすることが好ましい。同様の観点から、樹脂(C)を溶解させた溶液は、樹脂(C)をヘキサン、オクタン、塩化メチレン等の有機溶媒に溶解させた溶液であることがより好ましい。樹脂(C)を分散させた溶液は、樹脂(C)とイソプロピルアルコール(IPA)および/または界面活性剤と水を含む水系ラテックスであることがより好ましい。   From the viewpoint of covering more fibrils with the resin (C), it is preferable to coat the microporous portion of the microporous film with a solution in which the resin (C) is dissolved or dispersed. From the same viewpoint, the solution in which the resin (C) is dissolved is more preferably a solution in which the resin (C) is dissolved in an organic solvent such as hexane, octane, or methylene chloride. The solution in which the resin (C) is dispersed is more preferably an aqueous latex containing the resin (C) and isopropyl alcohol (IPA) and / or a surfactant and water.

セパレータの強度と非水系電解液への濡れ性の観点から、樹脂(C)による微多孔性フィルムの微多孔部のコーティングは、樹脂(C)を溶解又は分散させた溶液に微多孔性フィルムを含浸させることにより行なわれることが好ましい。樹脂(C)による微多孔性フィルムの微多孔部のコーティングは、セパレータの強度の観点から、ポリオレフィン樹脂(A)から成るフィブリルに対して、樹脂(C)の構成単位であるモノマーを電子線によりグラフト重合することを含まないことがより好ましい。   From the viewpoint of the strength of the separator and the wettability to the non-aqueous electrolyte, the coating of the microporous portion of the microporous film with the resin (C) is performed by applying the microporous film to a solution in which the resin (C) is dissolved or dispersed. It is preferably carried out by impregnation. The coating of the microporous portion of the microporous film with the resin (C) is carried out by using an electron beam from a monomer that is a constituent unit of the resin (C) with respect to the fibril composed of the polyolefin resin (A) from the viewpoint of the strength of the separator. More preferably, it does not include graft polymerization.

樹脂(C)を溶解又は分散させた溶液への微多孔性フィルムの含浸は、樹脂(C)を分散若しくは溶解させた溶液の槽に微多孔性フィルムをディッピングするか、又は樹脂(C)を分散若しくは溶解させた溶液を微多孔性フィルムの外表面に塗工して樹脂(C)を微多孔性フィルム内部の微多孔に浸透させることにより行なわれることができる。   The impregnation of the solution in which the resin (C) is dissolved or dispersed with the microporous film is carried out by dipping the microporous film in a solution tank in which the resin (C) is dispersed or dissolved, or the resin (C). The dispersion or dissolved solution can be applied to the outer surface of the microporous film to allow the resin (C) to penetrate into the micropores inside the microporous film.

樹脂(C)を分散若しくは溶解させた溶液の槽への微多孔性フィルムのディッピングは、20〜60℃で0.5〜15分間に亘って行われることが好ましい。   It is preferable that dipping of the microporous film into the tank of the solution in which the resin (C) is dispersed or dissolved is performed at 20 to 60 ° C. for 0.5 to 15 minutes.

樹脂(C)を分散若しくは溶解させた溶液の微多孔性フィルム外表面への塗工は、印刷機、コーター、手動での塗布、樹脂(C)溶液又は樹脂(C)分散液のフィルムへの滴加などにより行なわれることができる。   Coating of the solution in which the resin (C) is dispersed or dissolved on the outer surface of the microporous film is performed by a printing machine, a coater, manual application, resin (C) solution or resin (C) dispersion on the film. This can be done by dropwise addition or the like.

樹脂(C)により微多孔部がコーティングされた微多孔性フィルムを少なくとも一対のカレンダーロールに通してよい。一対のカレンダーロールは、上記で説明された乾式ラメラ開孔法に使用されるとおりである。   The microporous film having the microporous portion coated with the resin (C) may be passed through at least a pair of calender rolls. The pair of calendar rolls is as used in the dry lamella opening method described above.

微多孔表面に樹脂(C)を定着させるという観点から、微多孔表面に樹脂(C)をコーティングした後に、大気雰囲気下または不活性ガス雰囲気下で20〜100℃の温度で、コーティングされた微多孔性フィルムを乾燥させることが好ましい。   From the viewpoint of fixing the resin (C) on the microporous surface, after coating the resin (C) on the microporous surface, the coated microparticles are coated at a temperature of 20 to 100 ° C. in an air atmosphere or an inert gas atmosphere. It is preferable to dry the porous film.

[樹脂(B)と微多孔性フィルムの複合化]
樹脂(B)と微多孔性フィルムの複合化は、微多孔性フィルム面に対する樹脂(B)の滴下、微多孔性フィルムへの樹脂(B)の塗工、微多孔性フィルム上での樹脂(B)含有塗料の印刷、樹脂(B)中での微多孔性フィルムの含浸、樹脂(B)への微多孔性フィルムのディッピングなどの方法により行なわれることができる。樹脂(B)は、上記で説明されたとおりである。
[Composite of resin (B) and microporous film]
The resin (B) and the microporous film are combined by dropping the resin (B) on the microporous film surface, coating the resin (B) on the microporous film, and resin (B) on the microporous film ( B) Printing of the containing paint, impregnation of the microporous film in the resin (B), dipping of the microporous film into the resin (B) can be performed. The resin (B) is as described above.

第二の実施形態において、微多孔性フィルムに対する樹脂(B)の塗工量又は塗工面積は、例えば、樹脂(B)の濃度、樹脂(B)を含む塗布液の塗布量、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 second embodiment, the coating amount or coating area of the resin (B) on the microporous film is, for example, the concentration of the resin (B), the coating amount of the coating liquid containing the resin (B), the coating method, and It can be adjusted by changing the coating conditions.

樹脂(B)を微多孔性フィルム又はフィラー多孔層の面の一部にのみ配置する場合、樹脂(B)の配置パターンとしては、例えば、ドット状、斜線状、ストライプ状、格子状、縞状、亀甲状、ランダム状等、及びこれらの組み合わせが挙げられる。   When the resin (B) is arranged only on a part of the surface of the microporous film or filler porous layer, the arrangement pattern of the resin (B) is, for example, a dot shape, a diagonal shape, a stripe shape, a lattice shape, or a stripe shape. , Turtle shell, random, etc., and combinations thereof.

樹脂(B)中での微多孔性フィルムの含浸及び樹脂(B)への微多孔性フィルムのディッピングは、上記で説明された樹脂(C)による微多孔性フィルムのコーティングと同様に行なわれることができる。   The impregnation of the microporous film in the resin (B) and the dipping of the microporous film into the resin (B) are performed in the same manner as the coating of the microporous film with the resin (C) described above. Can do.

[フィラー多孔層の形成]
フィラー多孔層の形成方法としては、例えば、基材の少なくとも片面に、無機フィラーと樹脂バインダとを含む塗工液を塗工する方法を挙げることができる。この場合の塗工液は、分散安定性及び塗工性の向上のために、溶剤、分散剤等を含んでいてもよい。
塗工液を基材に塗工する方法は、必要とする層厚及び塗工面積を実現できる限り特に限定されない。樹脂バインダを含んだフィラー原料と、ポリマー基材原料と、を共押出法により積層して押出してもよいし、基材とフィラー多孔膜とを個別に作製した後に貼り合せてもよい。
[Formation of filler porous layer]
Examples of the method for forming the porous filler layer include a method of applying a coating liquid containing an inorganic filler and a resin binder on at least one surface of a substrate. In this case, the coating liquid may contain a solvent, a dispersant, and the like in order to improve dispersion stability and coating property.
The method for applying the coating liquid to the substrate is not particularly limited as long as the required layer thickness and coating area can be realized. The filler raw material containing the resin binder and the polymer base material may be laminated and extruded by a co-extrusion method, or may be bonded after the base material and the filler porous film are individually produced.

なお、上述した各種物性の測定値は、特に断りの無い限り、後述する実施例における測定法に準じて測定される値である。   In addition, the measured value of various physical properties mentioned above is a value measured according to the measuring method in the Example mentioned later unless there is particular notice.

実施例及び比較例を挙げて本実施形態をより具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、用いた原材料及び各種特性の評価方法は下記のとおりである。   The present embodiment will be described more specifically with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples as long as the gist of the present invention is not exceeded. In addition, the raw material used and the evaluation method of various characteristics are as follows.

メルトフローレート(MFR)は、JIS K 7210に準拠し、ポリプロピレン樹脂は210℃及び2.16kgの条件下で、ポリエチレン樹脂は190℃及び2.16kgの条件下でそれぞれ測定した値で示した(単位はg/10分)。測定される樹脂の密度はいずれもJIS K 7112に準拠して測定した値で示した(単位kg/m)。 Melt flow rate (MFR) was measured in accordance with JIS K 7210. Polypropylene resin was measured at 210 ° C. and 2.16 kg, and polyethylene resin was measured at 190 ° C. and 2.16 kg. (Unit: g / 10 minutes) The density of the measured resin was shown as a value measured in accordance with JIS K 7112 (unit: kg / m 3 ).

各種フィルムの特性は下記のようにして測定した。   The characteristics of various films were measured as follows.

(1)厚み(μm)
ミツトヨ社製のデジマチックインジケータIDC112を用いて室温23±2℃で多孔性フィルムの厚さを測定した。
(1) Thickness (μm)
The thickness of the porous film was measured at 23 ± 2 ° C. using a Digimatic Indicator IDC112 manufactured by Mitutoyo Corporation.

(2)気孔率(%)
多孔性フィルムから5cm×5cm角のサンプルを切り出し、そのサンプルの体積と質量から下記式を用いて気孔率を算出した。
気孔率(%)=(体積(cm)−質量(g)/樹脂組成物の密度(g/cm))/体積(cm)×100
(2) Porosity (%)
A 5 cm × 5 cm square sample was cut out from the porous film, and the porosity was calculated from the volume and mass of the sample using the following formula.
Porosity (%) = (volume (cm 3 ) −mass (g) / density of resin composition (g / cm 3 )) / volume (cm 3 ) × 100

(3)透気度(秒/100cc)
JIS P−8117に準拠したガーレー式透気度計にて多孔性フィルムの透気度を測定した。
(3) Air permeability (sec / 100cc)
The air permeability of the porous film was measured with a Gurley type air permeability meter based on JIS P-8117.

(4)微小短絡試験及び完全短絡試験
正極の作製
正極活物質として数平均粒子径11μmのリチウムのニッケル、マンガン及びコバルト混合酸化物と、導電助剤として数平均粒子径6.5μmのグラファイト炭素粉末及び数平均粒子径48nmのアセチレンブラック粉末と、バインダーとしてポリフッ化ビニリデン(PVDF)とを、混合酸化物:グラファイト炭素粉末:アセチレンブラック粉末:PVDF=100:4.2:1.8:4.6の質量比で混合した。得られた混合物にN−メチル−2−ピロリドンを固形分68質量%となるように投入して更に混合して、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片面に塗布し、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。
(4) Production of positive electrode for micro short circuit test and complete short circuit test Lithium nickel, manganese and cobalt mixed oxide having a number average particle diameter of 11 μm as a positive electrode active material and graphite carbon powder having a number average particle diameter of 6.5 μm as a conductive additive And acetylene black powder having a number average particle diameter of 48 nm and polyvinylidene fluoride (PVDF) as a binder, mixed oxide: graphite carbon powder: acetylene black powder: PVDF = 100: 4.2: 1.8: 4.6 The mass ratio was mixed. N-methyl-2-pyrrolidone was added to the obtained mixture so as to have a solid content of 68% by mass and further mixed to prepare a slurry solution. This slurry-like solution was applied to one side of an aluminum foil having a thickness of 20 μm, and the solvent was removed by drying, followed by rolling with a roll press to obtain a positive electrode. The rolled product was punched into a 30 mm × 50 mm rectangular shape excluding the tab portion to obtain a positive electrode.

負極の作製
負極活物質として数平均粒子径12.7μmのグラファイト炭素粉末(III)及び数平均粒子径6.5μmのグラファイト炭素粉末(IV)と、バインダーとしてカルボキシメチルセルロース溶液(固形分濃度1.83質量%)と、ジエン系ゴム(ガラス転移温度:−5℃、乾燥時の数平均粒子径:120nm、分散媒:水、固形分濃度40質量%)とを、グラファイト炭素粉末(III):グラファイト炭素粉末(IV):カルボキシメチルセルロース溶液:ジエン系ゴム=90:10:1.44:1.76の固形分質量比で全体の固形分濃度が45質量%になるように混合して、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18μmの銅箔の片面に塗布し、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。
Production of negative electrode Graphite carbon powder (III) having a number average particle diameter of 12.7 μm and graphite carbon powder (IV) having a number average particle diameter of 6.5 μm as a negative electrode active material and a carboxymethyl cellulose solution (solid content concentration of 1.83 as a binder) Mass%) and diene rubber (glass transition temperature: −5 ° C., number average particle size upon drying: 120 nm, dispersion medium: water, solid content concentration: 40 mass%), graphite carbon powder (III): graphite Carbon powder (IV): Carboxymethylcellulose solution: Diene rubber = 90: 10: 1.44: 1.76 The solid content is mixed so that the total solid content concentration is 45% by mass to form a slurry. A solution of was prepared. This slurry-like solution was applied to one side of a copper foil having a thickness of 18 μm, and the solvent was removed by drying, followed by rolling with a roll press. The rolled product was punched into a rectangular shape of 32 mm × 52 mm excluding the tab portion to obtain a negative electrode.

電解液の調製
エチレンカーボネート(表中では「EC」とも表記する)とエチルメチルカーボネート(表中では「MEC」とも表記する)とを体積比1:2で混合した混合溶媒にLiPF塩を1mol/L含有させて電解液Aを得た。
Preparation of Electrolytic Solution 1 mol of LiPF 6 salt is mixed in a mixed solvent of ethylene carbonate (also expressed as “EC” in the table) and ethyl methyl carbonate (also expressed as “MEC” in the table) at a volume ratio of 1: 2. Electrolyte A was obtained by adding / L.

電池の作製
上述のようにして作製した正極と負極とを、実施例又は比較例で得られた微多孔性フィルム又はセパレータの両側に重ね合わせた積層体を、アルミニウム箔(厚さ40μm)の両面を樹脂層で被覆したラミネートフィルムからなる袋内に正負極の端子を突設させながら挿入した後、電解液Aを0.5mL袋内に注入し、−90kPaに減圧後、−30kPaに戻す操作を2回実施した後、−95kPaで5分間保持した。常圧に戻した後、−85kPaに減圧後、仮封止を行って、シート状ラミネートリチウムイオン二次電池を作製した。減圧、仮封止に際しては、株式会社テクニー製の減圧シール装置(型式:M−3295)を用いた。
Production of Battery A positive electrode and a negative electrode produced as described above were laminated on both sides of a microporous film or a separator obtained in Examples or Comparative Examples, and both sides of an aluminum foil (thickness: 40 μm). After inserting the positive and negative terminals into a bag made of a laminate film coated with a resin layer, the electrolytic solution A is injected into a 0.5 mL bag, decompressed to −90 kPa, and then returned to −30 kPa. Was carried out twice and then held at -95 kPa for 5 minutes. After returning to normal pressure, the pressure was reduced to -85 kPa, and then temporary sealing was performed to produce a sheet-like laminated lithium ion secondary battery. For decompression and temporary sealing, a decompression seal device (model: M-3295) manufactured by Techny Co., Ltd. was used.

リチウムイオン二次電池の充電及び放電
測定用のリチウムイオン二次電池として、1C=15mAとなる小型電池を作製して用いた。リチウムイオン二次電池の充電及び放電容量の測定は、アスカ電子(株)製充放電装置ACD−01(商品名)及び二葉科学社製恒温槽PLM−63S(商品名)を用いて行った。
得られたリチウムイオン二次電池を、25℃に設定した恒温槽(二葉科学社製、商品名「PLM−73S」)に収容し、充放電装置(アスカ電子(株)製、商品名「ACD−01」)に接続し、20時間静置した。次いで、その電池を0.2Cの定電流で4.2Vまで充電し、4.2Vを保持するようにして、充電電流が0.02Cに収束するまで初回充電を行った。その後、10分間の休止を経て、0.2Cの定電流で3.0Vまで放電した。この充放電を3回行い、コンディショニングを完了させた。
Charging and Discharging of Lithium Ion Secondary Battery As a lithium ion secondary battery for measurement, a small battery with 1C = 15 mA was produced and used. The charge and discharge capacity of the lithium ion secondary battery was measured using a charge / discharge device ACD-01 (trade name) manufactured by Asuka Electronics Co., Ltd. and a thermostat PLM-63S (trade name) manufactured by Futaba Kagaku Co., Ltd.
The obtained lithium ion secondary battery is housed in a thermostatic chamber set at 25 ° C. (trade name “PLM-73S” manufactured by Futaba Kagaku Co., Ltd.), and a charge / discharge device (manufactured by Asuka Electronics Co., Ltd., product name “ACD”). -01 ") and allowed to stand for 20 hours. Subsequently, the battery was charged to 4.2 V with a constant current of 0.2 C, and maintained at 4.2 V, and the initial charge was performed until the charging current converged to 0.02 C. Then, after 10 minutes of rest, the battery was discharged to 3.0 V at a constant current of 0.2C. This charging / discharging was performed 3 times to complete the conditioning.

微小短絡現象及び完全短絡現象の確認
コンディショニングを終え、再度4.2Vに充電したラミネートセルを、25℃恒温槽内に設置した試料台との間に1mmの段差を設けた状態でセットし、セルの両端を把持した。直径15.8mmのSUS製丸棒で、セルを圧壊速度0.2mm/s、1.95tonの力で押し潰し、電圧が0.5Vに到達するまで圧壊試験を行った。圧壊試験時に、電圧が4.1Vから4.0Vに到達するまでの時間(微小短絡現象が起きている時間)と、電圧が3.8Vから3.0Vに到達するまでの時間(完全短絡現象が起きている時間)とを、それぞれを測定した。
T1:セパレータを含むラミネートセルで評価したときに、電圧が4.1Vから4.0Vに到達するまでの時間をT1と見なした。
T2:ポリオレフィン樹脂(A)のみから成る微多孔性フィルムを含むラミネートセルで評価したときに、電圧が4.1Vから4.0Vに到達するまでの時間をT2と見なした。
T3:セパレータを含むラミネートセルで評価したときに、電圧が3.8Vから3.0Vに到達するまでの時間をT3と見なした。
T4:ポリオレフィン樹脂(A)のみから成る微多孔性フィルムを含むラミネートセルで評価したときに、電圧が3.8Vから3.0Vに到達するまでの時間をT4と見なした。
Confirmation of micro short circuit phenomenon and complete short circuit phenomenon After the conditioning was completed, the laminate cell charged to 4.2V was set again with a step of 1mm between the sample stage installed in the constant temperature bath at 25 ℃. Grasped both ends. The cell was crushed with a SUS round bar having a diameter of 15.8 mm with a crushing speed of 0.2 mm / s and a force of 1.95 ton, and the crushing test was performed until the voltage reached 0.5V. During the crushing test, the time until the voltage reaches 4.1V to 4.0V (the time when the micro short-circuit phenomenon occurs) and the time until the voltage reaches 3.8V to 3.0V (the complete short-circuit phenomenon) ) And the time during which each occurred.
T1: When the laminate cell including the separator was evaluated, the time until the voltage reached 4.0 V to 4.0 V was regarded as T1.
T2: When a laminate cell including a microporous film composed only of the polyolefin resin (A) was evaluated, the time required for the voltage to reach 4.0 V to 4.0 V was regarded as T2.
T3: When the laminate cell including the separator was evaluated, the time required for the voltage to reach 3.8 V to 3.0 V was regarded as T3.
T4: When evaluated with a laminate cell including a microporous film consisting only of polyolefin resin (A), the time until the voltage reached 3.8 V to 3.0 V was regarded as T4.

(5)イオン抵抗(Ω)
セパレータから小片を切り取り、上記で作成された正極と負極の間に置き、両極間を上記電解液Aで満たした。ACインピーダンス法により、セパレータのインピーダンスがセパレータの抵抗値に等しくなる周波数で、セパレータのイオン抵抗値を測定した。
(5) Ion resistance (Ω)
A small piece was cut from the separator and placed between the positive electrode and the negative electrode prepared above, and the space between both electrodes was filled with the electrolytic solution A. By the AC impedance method, the ion resistance value of the separator was measured at a frequency at which the impedance of the separator becomes equal to the resistance value of the separator.

(6)サイクル特性試験
上記フォーメーション後の電池について、50℃で4.2V−3.0V間の1C充放電サイクルを300回繰り返し、300サイクル到達時の放電容量維持率を測定した。
(6) Cycle characteristic test About the battery after the said formation, 1C charge / discharge cycle between 4.2V-3.0V was repeated 300 times at 50 degreeC, and the discharge capacity maintenance factor at the time of 300 cycle arrival was measured.

(7)長期保存安定性試験
上記フォーメーション後の電池を60℃及び4.2Vで30日間に亘って保存した。保存後の電池の電圧を測定した。
(7) Long-term storage stability test The battery after the above formation was stored at 60 ° C and 4.2 V for 30 days. The voltage of the battery after storage was measured.

[実施例1]
ポリオレフィン樹脂(A)としてポリプロピレン樹脂(MFR2.0、密度0.91)を、孔径30mm、L/D(L:押出機の原料供給口から排出口までの距離(m)、D:押出機の内径(m)。以下、同じ。)=30、及び温度200℃に設定した単軸押出機にフィーダーを介して投入し、押出機先端に設置したリップ厚2.5mmのTダイ(200℃)から押し出した。その後直ちに、溶融した樹脂にエアナイフを用いて25℃の冷風を当て、95℃に設定したキャストロールでドロー比200及び巻き取り速度20m/分の条件下で巻き取り、フィルムを成形した。
[Example 1]
Polypropylene resin (MFR2.0, density 0.91) as polyolefin resin (A), pore diameter 30 mm, L / D (L: distance from raw material supply port to discharge port (m), D: of extruder Inner diameter (m). The same applies hereinafter.) = 30 and a T-die (200 ° C.) having a lip thickness of 2.5 mm, placed at the tip of the extruder, fed into a single screw extruder set at a temperature of 200 ° C. Extruded from. Immediately thereafter, 25 ° C. cold air was applied to the molten resin using an air knife, and the film was wound with a cast roll set at 95 ° C. under a draw ratio of 200 and a winding speed of 20 m / min.

得られたフィルムを、145℃に加熱された熱風循環オーブン中で1時間アニールを施した。次に、アニール後のフィルムを25℃の温度で縦方向に1.2倍で一軸延伸して、冷延伸フィルムを得た。次いで、冷延伸フィルムを140℃の温度で縦方向に2.5倍で一軸延伸して、150℃で熱固定し一軸延伸フィルムを得た。さらに、一軸延伸フィルムを145℃の温度で横方向に4.0倍で一軸延伸して、145℃で熱固定し、微多孔性フィルム(C1)を得た。   The obtained film was annealed for 1 hour in a hot air circulating oven heated to 145 ° C. Next, the annealed film was uniaxially stretched 1.2 times in the machine direction at a temperature of 25 ° C. to obtain a cold stretched film. Next, the cold stretched film was uniaxially stretched 2.5 times in the machine direction at a temperature of 140 ° C. and heat-set at 150 ° C. to obtain a uniaxially stretched film. Furthermore, the uniaxially stretched film was uniaxially stretched 4.0 times in the transverse direction at a temperature of 145 ° C. and heat-set at 145 ° C. to obtain a microporous film (C1).

メタクリル酸メチルとアクリル酸ブチルを87:13(質量比率)で共重合して、樹脂(B)としての非導電性粒子Aを得た。   Methyl methacrylate and butyl acrylate were copolymerized at 87:13 (mass ratio) to obtain non-conductive particles A as a resin (B).

微多孔性フィルム(C1)に非導電性粒子Aを塗工して担持させ、セパレータを得た。   The non-conductive particles A were coated and supported on the microporous film (C1) to obtain a separator.

[実施例2]
表1に示されるPP/PE/PPの三層構造を有する微多孔性フィルム(C2)を、実施例1と同じ乾式多孔化法により得た。微多孔性フィルム(C2)に、表1に示されるコアシェル構造を有する重合体の粒子Bを塗工して担持させ、セパレータを得た。
[Example 2]
A microporous film (C2) having a three-layer structure of PP / PE / PP shown in Table 1 was obtained by the same dry porosity method as in Example 1. A microporous film (C2) was coated with and supported by polymer particles B having a core-shell structure shown in Table 1 to obtain a separator.

[比較例1]
微多孔性フィルム(C1)をセパレータとして使用した。
[Comparative Example 1]
A microporous film (C1) was used as a separator.

[比較例2]
微多孔性フィルム(C2)をセパレータとして使用した。
[Comparative Example 2]
A microporous film (C2) was used as a separator.

実施例1〜2及び比較例1〜2について、使用された樹脂と、微多孔膜及びセパレータの評価結果とを表1に示す。   Table 1 shows the resins used and the evaluation results of the microporous membrane and the separator for Examples 1-2 and Comparative Examples 1-2.

Figure 2018200780
Figure 2018200780

Claims (3)

ポリオレフィン樹脂(A)と、前記ポリオレフィン樹脂(A)とは異なる樹脂(B)とを含むリチウムイオン二次電池用セパレータであって、
前記樹脂(B)は、少なくとも前記ポリオレフィン樹脂(A)で形成された微多孔性フィルムの表面に存在し、かつ非導電性粒子又はコアシェル構造を有する重合体の粒子からなる群から選択される少なくとも1つであり、
前記セパレータのイオン抵抗は0.3Ω以下であり、かつ
前記セパレータを含むラミネートセルを、4.2Vに充電し、25℃の恒温槽内に設置した試料台との間に1mmの段差を設けた状態でセットし、前記ラミネートセルの両端を把持し、前記ラミネートセル表面に対して直径15.8mmのSUS製丸棒を圧壊速度0.2mm/s及び1.95tonの力で押し付けて、前記ラミネートセルを押し潰し、電圧が4.2Vから0.5Vに到達するまで圧壊させたときに、下記式(1):
T1/T2≧1.0・・・式(1)
{式中、
T1は、前記セパレータで評価したときの電圧が4.1Vから4.0Vに到達するまでの時間であり、かつ
T2は、前記ポリオレフィン樹脂(A)のみからなる微多孔性フィルムで評価したときの電圧が4.1Vから4.0Vに到達するまでの時間である。}
で表される関係を満たす、及び/又は下記式(2):
T3/T4≧1.0・・・式(2)
{式中、
T3は、前記セパレータで評価したときの電圧が3.8Vから3.0Vに到達するまでの時間であり、かつ
T4は、前記ポリオレフィン樹脂(A)のみからなる微多孔性フィルムで評価したときの電圧が3.8Vから3.0Vに到達するまでの時間である。}
で表される関係を満たす、リチウムイオン二次電池用セパレータ。
A separator for a lithium ion secondary battery comprising a polyolefin resin (A) and a resin (B) different from the polyolefin resin (A),
The resin (B) is at least selected from the group consisting of non-conductive particles or polymer particles having a core-shell structure present on the surface of a microporous film formed of the polyolefin resin (A). One,
The separator has an ionic resistance of 0.3Ω or less, and a laminate cell including the separator is charged to 4.2 V, and a step of 1 mm is provided between the sample stage and a sample stage placed in a thermostatic bath at 25 ° C. Set in a state, grip both ends of the laminate cell, press a 15.8 mm diameter SUS round bar against the laminate cell surface with a crushing speed of 0.2 mm / s and a force of 1.95 ton, When the cell is crushed and collapsed until the voltage reaches 4.2 V to 0.5 V, the following formula (1):
T1 / T2 ≧ 1.0 (1)
{Where,
T1 is the time until the voltage when evaluated with the separator reaches 4.1 V to 4.0 V, and T2 is when evaluated with a microporous film consisting only of the polyolefin resin (A). This is the time required for the voltage to reach 4.0V from 4.0V. }
And / or the following formula (2):
T3 / T4 ≧ 1.0 Formula (2)
{Where,
T3 is the time until the voltage when evaluated with the separator reaches 3.8 V to 3.0 V, and T4 is when evaluated with a microporous film consisting only of the polyolefin resin (A). This is the time it takes for the voltage to reach 3.0V from 3.8V. }
The separator for lithium ion secondary batteries which satisfy | fills the relationship represented by these.
前記ポリオレフィン樹脂(A)で形成された微多孔性フィルムは、
前記ポリオレフィン樹脂(A)を含む前駆体を縦方向(MD)方向に延伸して多孔化してなる乾式微多孔性フィルム、
前記ポリオレフィン樹脂(A)を含む前駆体を横方向(TD)方向に延伸して多孔化してなる乾式微多孔性フィルム、及び
前記ポリオレフィン樹脂(A)を含む前駆体の横方向(TD)延伸後にカレンダー処理をして多孔化してなる乾式微多孔性フィルム
から成る群から選択される少なくとも1つである、請求項1に記載のリチウムイオン二次電池用セパレータ。
The microporous film formed of the polyolefin resin (A) is
A dry microporous film formed by stretching a precursor containing the polyolefin resin (A) in the machine direction (MD) to make it porous,
A dry microporous film obtained by stretching the precursor containing the polyolefin resin (A) in the transverse direction (TD) direction to make it porous, and the transverse direction (TD) stretching of the precursor containing the polyolefin resin (A) The separator for a lithium ion secondary battery according to claim 1, wherein the separator is at least one selected from the group consisting of a dry microporous film that is made porous by calendering.
前記微多孔性フィルムは、前記ポリオレフィン樹脂(A)及び前記樹脂(B)とは異なる樹脂(C)をさらに含み、かつ前記ポリオレフィン樹脂(A)を含む前駆体を少なくとも縦方向(MD)又は横方向(TD)に延伸し、延伸された成形物に前記樹脂(C)を含浸させることにより得られる、請求項2に記載のリチウムイオン二次電池用セパレータ。   The microporous film further includes a resin (C) different from the polyolefin resin (A) and the resin (B), and a precursor containing the polyolefin resin (A) at least in the machine direction (MD) or laterally. The separator for a lithium ion secondary battery according to claim 2, obtained by stretching in a direction (TD) and impregnating the stretched molded article with the resin (C).
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