JP2019087455A - Lithium ion battery separator and lithium ion battery - Google Patents

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Toshihiro Shigematsu
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Abstract

To provide: a lithium ion battery separator which enables the reduction in the thickness of a lithium ion battery separator, which is superior in tensile strength and cuttability, and which is excellent in the internal resistance, the percentage of internal short circuit-originating defectives and cycle characteristics; and a lithium ion battery including the separator.SOLUTION: A lithium ion battery separator comprises: a heat resistant fiber having a modified freeness of 300 ml or less, measured according to JIS P8121 with the exception that a 80-mesh metal gauze of 0.14 mm in wire diameter and 0.18 mm in sieve opening is used as a sieve plate and the sample concentration is made 0.1%; and a synthetic resin short fiber. In the lithium ion battery separator, the heat resistant fiber is a fibrid including a para-oriented aromatic polyamide, of which the content is 1.0 mass% or more and 4.0 mass% or less.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、リチウムイオン電池セパレータ(以下、「セパレータ」と略記する場合がある)及びリチウムイオン電池に関する。   The present invention relates to a lithium ion battery separator (hereinafter sometimes abbreviated as "separator") and a lithium ion battery.

近年の携帯電子機器の普及及びその高性能化に伴い、高エネルギー密度を有する二次電池が望まれている。この種の電池として、有機電解液を使用するリチウムイオン電池が注目されてきた。このリチウムイオン電池は、平均電圧として、従来の二次電池であるアルカリ二次電池の約3倍である約3.7Vが得られることから、高エネルギー密度となるが、アルカリ二次電池のように水系の電解液を用いることができないため、十分な耐酸化還元性を有する有機電解液を用いている。有機電解液は可燃性であるため、発火等の危険性があり、その使用において安全性に細心の注意が払われている。発火等の危険に曝される原因は複数あるが、特に過充電が危険である。   With the spread of portable electronic devices in recent years and the enhancement of their performance, a secondary battery having a high energy density is desired. As this type of battery, a lithium ion battery using an organic electrolytic solution has attracted attention. This lithium ion battery has a high energy density because it can obtain about 3.7 V, which is about three times that of the conventional secondary battery alkaline secondary battery, as an average voltage, but like an alkaline secondary battery Because a water-based electrolyte can not be used, an organic electrolyte having sufficient resistance to oxidation and reduction is used. Since the organic electrolyte is flammable, there is a danger of ignition, etc., and safety is carefully taken in its use. Although there are multiple causes of exposure to danger such as ignition, overcharging is particularly dangerous.

過充電を防止するために、現状のリチウムイオン電池では定電圧・定電流充電が行われ、電池に精密なIC(保護回路)が装備されている。この保護回路に掛かるコストは大きく、リチウムイオン電池をコスト高にしている要因にもなっている。   In order to prevent overcharging, constant-voltage and constant-current charging is performed in the current lithium ion battery, and the battery is equipped with a precise IC (protection circuit). The cost of the protection circuit is high, which is a factor that increases the cost of the lithium ion battery.

また、保護回路で過充電を防止する場合、当然保護回路がうまく作動しないことも想定され、本質的に安全であるとは言い難い。現状のリチウムイオン電池には、過充電時に保護回路が壊れ、過充電された時に安全に電池を破壊する目的で、安全弁やPTC素子の装備、熱ヒューズ機能を有するセパレータ等の手段が装備されている。しかし、上記のような手段を装備していても、過充電される条件によっては、確実に過充電時の安全性が確保されている訳ではなく、実際にはリチウムイオン電池の発火事故は現在でも起こっている。   In addition, when overcharging is prevented by the protection circuit, it is naturally assumed that the protection circuit does not work well, so it can not be said that it is intrinsically safe. The current lithium ion battery is equipped with means such as a safety valve, a PTC element, and a separator having a thermal fuse function in order to break the protection circuit during overcharge and safely destroy the battery when overcharged. There is. However, even when equipped with the above means, depending on the condition of overcharging, safety during overcharging can not be assuredly ensured, and in fact the ignition accident of lithium ion batteries is currently But it's happening.

リチウムイオン電池セパレータとしては、ポリエチレン又はポリプロピレン等のポリオレフィンからなる多孔性フィルムが多く使用されている。ポリオレフィンからなる多孔性フィルムには、電池内部の温度が130℃近傍になった場合、溶融して微多孔を塞ぐことで、リチウムイオンの移動を防ぎ、電流を遮断させる熱ヒューズ機能(シャットダウン機能)がある。しかし、何らかの状況により、温度が更に上昇した場合、ポリオレフィン自体が溶融してショートし、熱暴走する可能性が示唆されている。そこで、現在、200℃近くの温度でも溶融及び収縮しない耐熱性セパレータが開発されている。   As a lithium ion battery separator, the porous film which consists of polyolefins, such as polyethylene or a polypropylene, is used abundantly. For a porous film made of polyolefin, when the temperature inside the battery reaches around 130 ° C, it melts and blocks the micropores, preventing the movement of lithium ions and blocking the current (shutdown function) There is. However, it has been suggested that, under some circumstances, if the temperature is further increased, the polyolefin itself may melt and short out, causing thermal runaway. Therefore, heat resistant separators that do not melt and shrink even at temperatures near 200 ° C. are currently being developed.

耐熱性セパレータとしては、ポリエステル不織布からなるセパレータ(例えば、特許文献1参照)が開示されている。しかしながら、不織布からなるセパレータは、不織布の孔が大きく、漏れ電流が大きい問題と、電解液保持性能が悪く、セパレータの内部抵抗が高くなる問題があった。   As a heat resistant separator, the separator (for example, refer patent document 1) which consists of a polyester nonwoven fabric is disclosed. However, the separator made of the non-woven fabric has a large pore size of the non-woven fabric, a large leakage current, a poor electrolyte retention performance, and a high internal resistance of the separator.

過充電時の安全性が高いセパレータとして、不織布からなる多孔質シート、又はこの多孔質シートを内包し、電解液に膨潤してこれを保持する多孔質有機高分子を含む多孔膜からなるリチウムイオン二次電池用セパレータが開示されている(例えば、特許文献2参照)。しかしながら、特許文献2の不織布からなる多孔質シートは、空隙が大きく、貫通孔が多数存在するため、内部短絡や自己放電が発生しやすく、実際は電解液に膨潤してこれを保持する多孔質高分子、実施例においてはポリフッ化ビニリデンを含む多孔質膜を含む多孔膜を設けることでセパレータとして機能させている。したがって、この場合、膜厚は24μm以上と厚くなり、高容量化に対応しにくく、多孔膜を設けるために多孔質高分子を凝固、水洗、乾燥させる必要があり、コスト高となる問題があった。   A lithium ion comprising a porous sheet comprising a non-woven fabric as a separator having high safety during overcharge, or a porous film comprising a porous organic polymer which contains the porous sheet and which swells in an electrolyte and holds the same A separator for a secondary battery is disclosed (see, for example, Patent Document 2). However, since the porous sheet made of the non-woven fabric of Patent Document 2 has a large void and a large number of through holes, internal short circuiting and self-discharge are likely to occur. It functions as a separator by providing a porous film including a porous film containing molecules, in the example, polyvinylidene fluoride. Therefore, in this case, the film thickness becomes as thick as 24 μm or more, and it is difficult to cope with the high capacity, and it is necessary to coagulate, wash and dry the porous polymer in order to provide the porous film. The

また、セパレータの高温時の短絡を防止できるセパレータとして、融点又は炭化温度が300℃以上の耐熱性パルプ繊維と、融点が200℃以上の熱可塑性繊維とを含有する不織布からなるリチウムイオン二次電池用セパレータ(例えば、特許文献3参照)、耐熱性、電解液保持性、内部短絡防止性、巻回性に優れ、セパレータの内部抵抗を低くし、長寿命にし得るセパレータとして、少なくとも一部が繊維径1μm以下にフィブリル化された有機繊維を1種類以上含有し、且つ、フィブリル化されていない繊度0.5dtex以下の有機繊維を1種類以上含有して成る電気化学素子用セパレータ(例えば、特許文献4参照)、リフロー耐熱性に優れ、内部抵抗が低く、高速充放電特性に優れるものとして、融点又は熱分解温度が250℃以上で、少なくとも一部が繊維径1μm以下、かつ、重量平均繊維長が0.2mm〜2mmの範囲にあるフィブリル化高分子、繊度3.3dtex以下の有機繊維を含有する不織布からなる電気化学素子用セパレータ(例えば、特許文献5参照)が開示されている。   Further, as a separator capable of preventing a short circuit at high temperature of the separator, a lithium ion secondary battery comprising a non-woven fabric containing heat resistant pulp fibers having a melting point or carbonization temperature of 300 ° C. or more and thermoplastic fibers having a melting point of 200 ° C. or more Separators (see, for example, Patent Document 3), heat resistance, electrolyte solution retention, internal short circuit prevention, winding property, low internal resistance of the separator, and at least a part of fibers as a separator that can have long life A separator for an electrochemical element comprising one or more types of fibrillated organic fibers having a diameter of 1 μm or less and one or more types of non-fibrillated organic fibers having a fineness of 0.5 dtex or less (for example, patent documents 4), reflow heat resistance, low internal resistance, high speed charge / discharge characteristics, melting point or thermal decomposition temperature of 250 ° C or higher For an electrochemical element comprising a non-woven fabric containing a fibrillated polymer at least a part of which has a fiber diameter of 1 μm or less and a weight-average fiber length of 0.2 mm to 2 mm, and an organic fiber having a fineness of 3.3 dtex or less A separator (see, for example, Patent Document 5) is disclosed.

これらの特許文献の中において、特許文献3のセパレータでは、耐熱性パルプ繊維の含有率として30〜80質量%が好ましいとされており、実施例のセパレータの坪量が20g/m、厚みが26μmと厚く、また、特許文献4のセパレータでは、フィブリル化された有機繊維又は液晶性高分子繊維の含有率として、10質量%以上70質量%以下であることが好ましいとされており、実施例のセパレータの坪量が16g/m以上、厚みも30μm以上と厚く、また、特許文献5のセパレータでは、フィブリル化高分子の含有率として、10質量%以上が好ましいとしており、実施例のセパレータの坪量が18g/m以上、厚みも55μm以上と厚く、いずれのセパレータも最近の高容量化には対応し難いものであった。 Among these patent documents, in the separator of patent document 3, it is said that 30-80 mass% is preferable as a content rate of a heat resistant pulp fiber, 20 g / m < 2 > of basic weight of the separator of an Example, thickness In the separator of Patent Document 4, the content of the fibrillated organic fiber or liquid crystalline polymer fiber is preferably 10% by mass or more and 70% by mass or less. The basis weight of the separator is as thick as 16 g / m 2 or more and the thickness is 30 μm or more, and in the separator of Patent Document 5, the content of the fibrillated polymer is preferably 10% by mass or more. The basis weight of the separator was 18 g / m 2 or more and the thickness was 55 μm or more, and it was difficult for any of the separators to cope with recent increase in capacity.

また、特許文献3〜5に開示されているセパレータでは、耐熱性パルプ繊維、フィブリル化された有機繊維、フィブリル化高分子等の耐熱性のある繊維における好ましい含有率における最低値は10質量%である。しかしながら、耐熱性のある繊維は剛直であり、また、高強度であることが多いため、その含有率が10質量%以上である場合には、セパレータを潰しにくく、セパレータの厚みを薄くすることが難しいという問題があった。あえて、熱や荷重を掛けてセパレータを潰した場合、セパレータの抵抗が高くなる問題、所定幅に断裁してセパレータとして使用する際にスリット工程で断裁し難い問題、電極の積層工程において、溶断カットし難くなる問題があった。さらに、耐熱性のある繊維間及び耐熱性のある繊維と他の繊維間の結合力が低いため、耐熱性のある繊維の含有率が10質量%以上である場合には、セパレータの引張強度が低くなり、電極積層工程の操作において特段の配慮を有する必要があった。   In the separators disclosed in Patent Documents 3 to 5, the minimum value in the preferable content of heat resistant fibers such as heat resistant pulp fibers, fibrillated organic fibers, fibrillated polymers is 10% by mass. is there. However, since heat-resistant fibers are rigid and often have high strength, when the content is 10% by mass or more, it is difficult to crush the separator and to make the thickness of the separator thin. There was a problem of difficulty. When the separator is crushed by applying heat or load, there is a problem that the resistance of the separator becomes high, a problem that it is difficult to cut in the slit process when cut into a predetermined width and used as a separator, fused cutting in electrode lamination process There was a problem that was difficult to do. Furthermore, since the bonding strength between the heat-resistant fibers and between the heat-resistant fibers and the other fibers is low, the tensile strength of the separator is 10% by mass or more of the heat-resistant fibers. It was necessary to have a special consideration in the operation of the electrode lamination process.

特開2003−123728号公報JP 2003-123728 A 特開2007−317675号公報JP 2007-317675 A 特許2006−19191号公報Patent 2006-19191 gazette 国際公開第WO01/93350号パンフレットInternational Publication No. WO 01/93350 Brochure 特開2004−146137号公報Japanese Patent Application Publication No. 2004-146137

本発明の課題は、リチウムイオン電池セパレータの厚みを薄くすることができ、引張強度と断裁性に優れ、内部抵抗が低く、内部短絡不良率が低く、サイクル特性が高いリチウムイオン電池セパレータと、該セパレータを含んでなるリチウムイオン電池を提供することにある。   The object of the present invention is to provide a lithium ion battery separator which can reduce the thickness of the lithium ion battery separator, is excellent in tensile strength and cutability, has a low internal resistance, has a low internal short circuit defect rate, and has high cycle characteristics; It is an object of the present invention to provide a lithium ion battery comprising a separator.

上記課題を解決するために鋭意研究した結果、下記発明を見出した。   As a result of earnestly researching in order to solve the said subject, the following invention was discovered.

(1)変法濾水度300ml以下の耐熱性繊維と合成樹脂短繊維とを含有してなるリチウムイオン電池セパレータにおいて、該耐熱性繊維がパラ系芳香族ポリアミドからなるフィブリッドであり、その含有量が1.0質量%以上4.0質量%以下であることを特徴とするリチウムイオン電池セパレータ。 (1) A lithium ion battery separator comprising a heat resistant fiber having a modified freeness of 300 ml or less and a synthetic resin short fiber, wherein the heat resistant fiber is a fibrid composed of para aromatic polyamide, and the content thereof Is 1.0 mass% or more and 4.0 mass% or less.

変法濾水度:ふるい板として線径0.14mm、目開き0.18mmの80メッシュ金網を用い、試料濃度を0.1%にした以外はJIS P8121−2:2012に準拠して測定した値。   Modified freeness: Measured according to JIS P8121-2: 2012 except using 80 mesh wire mesh with 0.14 mm wire diameter and 0.18 mm mesh as a sieve plate and setting the sample concentration to 0.1%. value.

(2)全繊維成分に対して、合成樹脂短繊維の含有率が90.0質量%以上99.0質量%以下である(1)記載のリチウムイオン電池セパレータ。 (2) The lithium ion battery separator according to (1), wherein the content of the synthetic resin short fibers is 90.0% by mass to 99.0% by mass with respect to all the fiber components.

(3)全繊維成分に対して、合成樹脂短繊維の含有率が96.0質量%以上99.0質量%以下である(1)記載のリチウムイオン電池セパレータ。 (3) The lithium ion battery separator according to (1), wherein the content of the synthetic resin short fibers is 96.0% by mass to 99.0% by mass with respect to the total fiber components.

(4)上記(1)〜(3)のいずれかに記載のリチウムイオン電池セパレータを含んでなるリチウムイオン電池。 (4) A lithium ion battery comprising the lithium ion battery separator according to any one of the above (1) to (3).

本発明のリチウムイオン電池セパレータは、厚みを薄くすることができ、引張強度と断裁性に優れる。また、本発明のリチウムイオン電池セパレータは、内部抵抗が低く、内部短絡不良率が低く、サイクル特性が高いという効果を達成できる。   The lithium ion battery separator of the present invention can be reduced in thickness and is excellent in tensile strength and cutability. The lithium ion battery separator of the present invention can achieve the effects of low internal resistance, low internal short circuit failure rate, and high cycle characteristics.

パラ系芳香族ポリアミドからなるフィブリッドを含むリチウムイオン二次電池セパレータの電子顕微鏡写真である。It is an electron micrograph of the lithium ion secondary battery separator containing the fibrid which consists of para-type aromatic polyamide.

本発明のリチウムイオン電池セパレータは、変法濾水度300ml以下の耐熱性繊維と合成樹脂短繊維とを含有してなるリチウムイオン電池セパレータであり、該耐熱性繊維がパラ系芳香族ポリアミドからなるフィブリッドであり、その含有率が1.0質量%以上4.0質量%以下であることを特徴とする。   The lithium ion battery separator of the present invention is a lithium ion battery separator comprising a heat resistant fiber having a modified freeness of 300 ml or less and a synthetic resin short fiber, and the heat resistant fiber comprises a para-based aromatic polyamide. It is a fibrid, and the content is 1.0% by mass or more and 4.0% by mass or less.

本発明におけるリチウムイオン電池とは、充放電において正負極間をリチウムイオンが移動する二次電池を言う。例えば、リチウムイオン二次電池やリチウムイオンポリマー二次電池が挙げられる。リチウムイオン電池には、負極活物質としてリチウム吸蔵性の物質を用いたリチウムイオン二次電池、負極活物質として金属リチウムを用いた金属リチウム二次電池が含まれる。   The lithium ion battery in the present invention means a secondary battery in which lithium ions move between positive and negative electrodes in charge and discharge. For example, a lithium ion secondary battery and a lithium ion polymer secondary battery can be mentioned. The lithium ion battery includes a lithium ion secondary battery using a lithium storage material as a negative electrode active material, and a metal lithium secondary battery using metallic lithium as a negative electrode active material.

リチウムイオン電池は、部材として、正極、セパレータ及び負極を含有する。そして、一般に、正極、セパレータ及び負極をこの順に積層した構造を有する。正極、負極及びセパレータには、それぞれ電解液が吸収されている。積層構造の種類としては、各部材を積層した後にロール状に捲回する円筒型、円筒型を押し潰して、2面の平面と曲線状の両端部を形成させた捲回平型、九十九折にしたセパレータの間に、枚葉に切り出した電極を挿入した九十九折型、枚葉に切り出したセパレータと、枚葉に切り出した電極を積層した枚葉積層型等が例示される。   A lithium ion battery contains a positive electrode, a separator and a negative electrode as members. And generally, it has the structure which laminated | stacked the positive electrode, the separator, and the negative electrode in this order. The electrolytic solution is absorbed in each of the positive electrode, the negative electrode and the separator. As a type of laminated structure, a cylindrical shape in which each member is laminated and then wound in a roll shape, and a wound flat shape in which two flat surfaces and curved end portions are formed by crushing the cylindrical shape, ninety nine Among the nine-folded separators, the ninety-nine-fold type in which electrodes cut out in a single leaf are inserted, the single-leaf stack type in which the separators cut out in a single leaf, and the electrodes cut out in a single leaf are laminated are exemplified. .

リチウムイオン電池の負極活物質には、リチウム吸蔵性の物質が用いられる。リチウム吸蔵性の物質の例としては、炭素系材料、珪素系材料、遷移金属とリチウムの複合酸化物等が例示される。炭素系材料は、質量当たりのリチウム吸蔵可能量とリチウムの吸収・放出に伴う劣化のし難さとのバランスが良好である点で、好ましく使用される。炭素系材料としては、天然黒鉛、人造黒鉛等の黒鉛;ハードカーボン、ソフトカーボン、メソポーラスカーボン等の非晶性炭素;カーボンナノチューブ、グラフェン等のナノ炭素材料が例示される。珪素系材料は、質量当たりのリチウム吸蔵可能量が大きい点で、好ましく使用される。珪素系材料としては、珪素、一酸化珪素(SiO)、二酸化珪素(SiO)が例示される。遷移金属とリチウムの複合酸化物の1種であるチタン酸リチウムは、リチウムの吸収・放出に伴う劣化が生じ難い点で、好ましく使用される。 A lithium storage material is used for the negative electrode active material of the lithium ion battery. Examples of the lithium storage substance include carbon-based materials, silicon-based materials, composite oxides of transition metals and lithium, and the like. The carbon-based material is preferably used in that it has a good balance between the lithium storage capacity per mass and the difficulty of deterioration due to absorption and release of lithium. Examples of the carbon-based material include graphite such as natural graphite and artificial graphite; amorphous carbon such as hard carbon, soft carbon and mesoporous carbon; and nanocarbon materials such as carbon nanotubes and graphene. The silicon-based material is preferably used in view of the large lithium storage capacity per mass. Examples of silicon-based materials include silicon, silicon monoxide (SiO), and silicon dioxide (SiO 2 ). Lithium titanate, which is a kind of composite oxide of transition metal and lithium, is preferably used in that it is difficult to cause deterioration due to absorption and release of lithium.

本発明におけるリチウムイオン電池セパレータと共に使用する負極活物質としては、チタン酸リチウムを用いることが特に好ましい。チタン酸リチウムの例としては、スピネル型チタン酸リチウム(Li4+XTi12は充放電状態により0〜3の間で変化する))及び、ラムスデライト型チタン酸リチウム(Li2+XTiは充放電状態により0〜2の間で変化する))が挙げられる。負極活物質としてチタン酸リチウムを用いる場合、単一種のチタン酸リチウムを使用しても良いし、2種以上のチタン酸リチウムの混合物を使用しても良い。 It is particularly preferable to use lithium titanate as the negative electrode active material used together with the lithium ion battery separator in the present invention. As an example of lithium titanate, spinel type lithium titanate (Li 4 + X Ti 5 O 12 ( X changes between 0 and 3 depending on charge and discharge state)), and ramsdellite type lithium titanate (Li 2 + X Ti 3 O 7 ( X changes between 0 and 2 depending on charge and discharge conditions). When lithium titanate is used as the negative electrode active material, a single type of lithium titanate may be used, or a mixture of two or more lithium titanates may be used.

リチウムイオン電池の負極としては、前記の負極活物質を含む負極材料を、金属箔上に塗工した電極が例示される。負極材料には、必要に応じて、ポリフッ化ビニリデン、スチレン−ブタジエン共重合体等のバインダー;カーボンブラック、ナノ炭素材料等の導電剤;分散剤;増粘剤等を混合することができる。金属箔に使用される金属としては、銅、アルミニウム等が例示される。   As a negative electrode of a lithium ion battery, the electrode which coated the negative electrode material containing the said negative electrode active material on metal foil is illustrated. In the negative electrode material, binders such as polyvinylidene fluoride and styrene-butadiene copolymer, conductive agents such as carbon black and nano carbon materials, dispersants, thickeners and the like can be mixed, if necessary. As a metal used for metal foil, copper, aluminum etc. are illustrated.

リチウムイオン電池の正極活物質としては、遷移金属とリチウムの複合酸化物、遷移金属とリチウムのオリビン構造を有する複合塩、硫黄等が例示される。遷移金属とリチウムの複合酸化物としては、コバルト、ニッケル、マンガンから選択される1種以上の遷移金属とリチウムの複合酸化物が例示される。これらの複合酸化物には、アルミニウム、マグネシウム等の典型金属;チタン、クロム等の遷移金属等を更に複合することができる。遷移金属とリチウムのオリビン構造を有する複合塩としては、鉄、マンガンから選択される1種以上の遷移金属とリチウムのオリビン構造を有する複合塩が例示される。   Examples of positive electrode active materials of lithium ion batteries include composite oxides of transition metals and lithium, composite salts having an olivine structure of transition metals and lithium, sulfur, and the like. Examples of composite oxides of transition metals and lithium include composite oxides of one or more transition metals and lithium selected from cobalt, nickel and manganese. These composite oxides can further be complexed with typical metals such as aluminum and magnesium; transition metals such as titanium and chromium. Examples of the complex salt having an olivine structure of a transition metal and lithium include complex salts having an olivine structure of one or more transition metals selected from iron and manganese and lithium.

リチウムイオン電池の正極としては、前記の正極活物質を含む正極材料を、金属箔上に塗工した電極が例示される。正極材料には、必要に応じて、ポリフッ化ビニリデン、アクリル酸エステル共重合体等のバインダー;カーボンブラック、ナノ炭素材料等の導電剤;分散剤;増粘剤等を混合することができる。金属箔に使用される金属としては、アルミニウム等が例示される。   As a positive electrode of a lithium ion battery, the electrode which coated the positive electrode material containing said positive electrode active material on metal foil is illustrated. In the positive electrode material, binders such as polyvinylidene fluoride and acrylic acid ester copolymer; conductive agents such as carbon black and nano carbon materials; dispersants; thickeners and the like can be mixed, if necessary. Aluminum etc. are illustrated as a metal used for metal foil.

リチウムイオン電池の電解液としては、極性溶媒にリチウム塩を溶解した溶液、イオン液体にリチウム塩を溶解した溶液が例示される。リチウム二次電池の電解液に用いられる極性溶媒としては、炭酸プロピレン(PC)、炭酸エチレン(EC)、炭酸ジエチル(DEC)、炭酸エチルメチル(EMC)等の炭酸エステル;酢酸エチル、酢酸プロピル、プロピオン酸エチル等の脂肪酸エステルが例示される。リチウム二次電池の電解液に用いられるリチウム塩としては、ヘキサフルオロリン酸リチウム(LiPF)、テトラフルオロホウ酸リチウム(LiBF)が例示される。固体電解質としては、ポリエチレングリコールやその誘導体、ポリメタクリル酸誘導体、ポリシロキサンやその誘導体、ポリフッ化ビニリデンなどのゲル状ポリマーにリチウム塩を溶解させたものが用いられる。 As an electrolyte solution of a lithium ion battery, the solution which melt | dissolved lithium salt in the polar solvent, and the solution which melt | dissolved lithium salt in the ionic liquid are illustrated. As polar solvents used in the electrolyte of lithium secondary batteries, carbonates such as propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), ethyl methyl carbonate (EMC); ethyl acetate, propyl acetate, Fatty acid esters such as ethyl propionate are exemplified. Examples of the lithium salt used in the electrolyte of a lithium secondary battery, lithium hexafluorophosphate (LiPF 6), lithium tetrafluoroborate (LiBF 4) are exemplified. As the solid electrolyte, one in which a lithium salt is dissolved in a gel-like polymer such as polyethylene glycol and derivatives thereof, polymethacrylic acid derivatives, polysiloxane and derivatives thereof and polyvinylidene fluoride is used.

本発明において、変法濾水度300ml以下の耐熱性繊維は、パラ系芳香族ポリアミドポリマーからなるフィブリッド(以下、「フィブリッド」と略記する場合がある)である。フィブリッドとは、微小なフィブリルを有する薄葉状若しくは鱗片状の小片であり、繊維の結晶構造が強固に形成されることなく、非結晶状態で水分子又は水分が結晶構造内に存在する微細な耐熱性繊維を指す。図1は、パラ系芳香族ポリアミドからなるフィブリッド1を含むリチウムイオン二次電池セパレータの電子顕微鏡写真であり、フィブリッド1は薄葉状である。   In the present invention, the heat-resistant fiber having a modified freeness of 300 ml or less is a fibrid composed of a para-based aromatic polyamide polymer (hereinafter sometimes abbreviated as “fibrid”). A fibrid is a thin leaf-like or scale-like piece having minute fibrils, and is a fine heat-resistant material in which water molecules or water exist in the crystal structure in a non-crystalline state without the crystal structure of the fiber being firmly formed. Refers to sexual fibers. FIG. 1 is an electron micrograph of a lithium ion secondary battery separator containing a fibrid 1 composed of a para-based aromatic polyamide, and the fibrid 1 is in the form of a thin leaf.

上述したフィブリッドとしては、繊維形成性高分子重合体溶液を水系凝固浴に導入して得られた形成物を、乾燥することなく回収し、必要に応じて叩解等のフィブリル化をすることにより得られる。例えば、ポリマー重合体溶液をその沈殿剤とせん断力の存在する系において混合することにより製造されるフィブリッドや、光学的異方性を示す高分子重合体溶液から形成した分子配向性を有する非晶質含水形成物であり、必要に応じて叩解処理を施すことができる。   As the above-mentioned fibrid, a formed product obtained by introducing a fiber-forming high molecular weight polymer solution into an aqueous coagulation bath is recovered without drying, and is obtained by fibrillation such as beating as necessary. Be For example, non-crystals having a molecular orientation formed from a fibrid produced by mixing a polymer solution with the precipitant in a system in which shear force exists, or a polymer solution exhibiting optical anisotropy It is a substance with a water content and can be subjected to beating treatment as required.

叩解処理としては、フィブリッドをリファイナー、ビーター、ミル、摩砕装置、高速の回転刃によりせん断力を与える回転式ホモジナイザー、高速の回転する円筒の内刃と固定された外刃との間でせん断力を生じる二重円筒式の高速ホモジナイザー、超音波による衝撃で微細化する超音波破砕器、繊維懸濁液に圧力差を与えて小径のオリフィスを通過させて高速度とし、これを衝突させて急減速することにより、繊維にせん断力、切断力を加える高圧ホモジナイザー等を用いて処理することによって得ることができる。   As the refining process, fibrids are refined by a refiner, a beater, a mill, an attritor, a rotary homogenizer which applies a shearing force by a high-speed rotary blade, and a shearing force between a high-speed rotating cylindrical inner blade and a fixed outer blade. Double cylinder type high speed homogenizer to generate, ultrasonic crusher to make it finer by ultrasonic impact, pressure difference is given to the fiber suspension to make it pass through small diameter orifice to make high speed, and it is made to collide and it is sudden It can obtain by processing using a high pressure homogenizer etc. which apply shear force and cutting force to a fiber by decelerating.

本発明において、フィブリッドは結晶構造内に存在する水分が加熱・減圧などにより除去される際に大きく収縮し、繊維ネットワークを強固にするため、セパレータの強度特性を向上させる効果がある。   In the present invention, the fibrids are greatly shrunk when water present in the crystal structure is removed by heating or depressurization or the like, and the fiber network is strengthened, so that the strength characteristics of the separator can be improved.

本発明におけるフィブリッドの変法濾水度は0〜300mlであり、好ましくは0〜200mlであり、更に好ましくは0〜100mlである。変法濾水度が300mlを超えると、フィブリッドの繊維幅が太く、セパレータの厚みを薄くし難くなる場合や、内部抵抗が高くなる場合がある。また、セパレータの地合(濃淡ムラ)が悪化し、機械的強度が低くなって、電池を形成する際に破損する場合がある。さらに、セパレータの断裁性も悪化する場合がある。   The modified freeness of the fibrid in the present invention is 0 to 300 ml, preferably 0 to 200 ml, more preferably 0 to 100 ml. When the modified freeness exceeds 300 ml, the fiber width of the fibrid is so large that it may be difficult to reduce the thickness of the separator, or the internal resistance may be increased. In addition, the formation (uneven density unevenness) of the separator may be deteriorated, the mechanical strength may be lowered, and the separator may be damaged when the battery is formed. In addition, the cutability of the separator may also deteriorate.

本発明において、変法濾水度とは、ふるい板として線径0.14mm、目開き0.18mmの80メッシュ金網を用い、試料濃度を0.1%にした以外はJIS P8121−2:2012に準拠して測定した値である。   In the present invention, the modified freeness is JIS P8121-2: 2012 except that the sample concentration is 0.1% using an 80-mesh wire mesh with a wire diameter of 0.14 mm and an opening of 0.18 mm as the sieve plate. Measured according to the

フィブリッドの質量加重平均繊維長は、0.30mm以上1.00mm以下であることが好ましい。また、フィブリッドの長さ加重平均繊維長は、0.10mm以上0.50mm以下であることが好ましい。平均繊維長が好ましい範囲よりも短い場合、セパレータからフィブリッドが脱落する場合がある。平均繊維長が好ましい範囲よりも長い場合、セパレータの地合が悪化し、セパレータの内部抵抗が高くなる場合がある。   The mass weighted average fiber length of the fibrids is preferably 0.30 mm or more and 1.00 mm or less. Moreover, it is preferable that the length weighted average fiber length of a fibrid is 0.10 mm or more and 0.50 mm or less. If the average fiber length is shorter than the preferred range, the fibrid may fall off the separator. When the average fiber length is longer than the preferable range, the formation of the separator may be deteriorated and the internal resistance of the separator may be increased.

フィブリッドが、上記の質量加重平均繊維長と長さ加重平均繊維長を持つ場合、セパレータに含まれるフィブリッドの含有率が少ない場合でも、フィブリッド間やフィブリッドと合成樹脂短繊維との間において、繊維による緻密なネットワーク構造が形成され、断裁性を損なうことなく、引張強度が高く、厚みの薄いセパレータが得られ易くなる。   When the fibrids have the above-mentioned mass weighted average fiber length and length weighted average fiber length, even if the content of the fibrids contained in the separator is small, between the fibrids or between the fibrids and the synthetic resin short fibers, A dense network structure is formed, and a separator having a high tensile strength and a small thickness can be easily obtained without impairing the cutability.

本発明において、フィブリッドの質量加重平均繊維長と長さ加重平均繊維長は、KajaaniFiberLabV3.5(Metso Automation社製)を使用して、投影繊維長(Proj)モードにおいて測定した質量加重平均繊維長(L(w))と長さ加重平均繊維長(L(l))である。   In the present invention, the mass-weighted average fiber length and the length-weighted average fiber length of fibrids are mass-weighted average fiber lengths measured in the projected fiber length (Proj) mode using KajaaniFiberLab V 3.5 (manufactured by Metso Automation). L (w) and length weighted average fiber length (L (l)).

フィブリッドの平均繊維幅は、3.0μm以上40.0μm以下が好ましく、5.0μm以上35.0μm以下がより好ましく、10.0μm以上30.0μm以下が更に好ましい。平均繊維幅が40.0μmを超えた場合、セパレータの内部抵抗が高くなりやすく、厚みを薄くし難くなる場合や断裁性が悪化する場合がある。一方、平均繊維幅が3.0μm未満の場合、フィブリッドを叩解する処理時間が長くなり、生産性が著しく低下する場合がある。   The average fiber width of the fibrids is preferably 3.0 μm to 40.0 μm, more preferably 5.0 μm to 35.0 μm, and still more preferably 10.0 μm to 30.0 μm. When the average fiber width exceeds 40.0 μm, the internal resistance of the separator is likely to be high, making it difficult to reduce the thickness or the cutting performance to be deteriorated. On the other hand, when the average fiber width is less than 3.0 μm, the processing time for refining the fibrid may be prolonged, and the productivity may be significantly reduced.

本発明において、フィブリッドの平均繊維幅は、KajaaniFiberLabV3.5(Metso Automation社製)を使用して測定した繊維幅(Fiber Width)である。   In the present invention, the average fiber width of fibrids is a fiber width measured using KajaaniFiberLab V 3.5 (manufactured by Metso Automation).

本発明において、合成樹脂短繊維としては、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリ酢酸ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリアミド、アクリル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルエーテル、ポリビニルケトン、ポリエーテル、ポリビニルアルコール、ジエン、ポリウレタン、フェノール、メラミン、フラン、尿素、アニリン、不飽和ポリエステル、フッ素、シリコーン、これらの誘導体等の合成樹脂からなる、フィブリル化されていない短繊維(ステープル)が挙げられる。合成樹脂短繊維を含むことによって、セパレータの引張強度や突刺強度を強くすることができる。   In the present invention, as the synthetic resin staple fiber, polyolefin, polyester, polyvinyl acetate, ethylene-vinyl acetate copolymer, polyamide, acrylic, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl ether, polyvinyl ketone, polyether, polyvinyl alcohol And nonfibrillated staple fibers (staples) made of synthetic resins such as dienes, polyurethanes, phenols, melamines, furans, ureas, anilines, unsaturated polyesters, fluorines, silicones, and derivatives thereof. By including the synthetic resin short fibers, the tensile strength and the piercing strength of the separator can be increased.

合成樹脂短繊維は、単一の樹脂からなる繊維(単繊維)であっても良いし、2種以上の樹脂からなる複合繊維であっても良い。また、本発明のセパレータに含まれる合成樹脂短繊維は、1種でも良いし、2種類以上を組み合わせて使用しても良い。複合繊維としては、芯鞘型、偏芯型、サイドバイサイド型、海島型、オレンジ型、多重バイメタル型が挙げられる。   The synthetic resin staple fiber may be a fiber (single fiber) made of a single resin, or a composite fiber made of two or more resins. Further, the synthetic resin staple fibers contained in the separator of the present invention may be used alone or in combination of two or more. As the composite fiber, core-sheath type, eccentric type, side-by-side type, sea-island type, orange type, multiple bimetal type can be mentioned.

合成樹脂短繊維の繊度は、0.01dtex以上0.6dtex以下が好ましく、0.02dtex以上0.3dtex以下がより好ましい。合成樹脂短繊維の繊度が0.6dtexを超えた場合、厚さ方向における繊維本数が少なくなるため、セパレータの細孔径分布が広くなり、その結果として、漏れ電流が大きくなる場合がある。また、厚みを薄くし難くなり、強度特性が低下し易くなる場合がある。合成樹脂短繊維の繊度が0.01dtex未満の場合、繊維が非常に高価になり、繊維の安定製造が困難になる場合や、湿式抄紙法によりセパレータを製造する場合、脱水性が低下する場合がある。   The denier of the synthetic resin staple fiber is preferably 0.01 dtex or more and 0.6 dtex or less, and more preferably 0.02 dtex or more and 0.3 dtex or less. When the fineness of the synthetic resin short fiber exceeds 0.6 dtex, the number of fibers in the thickness direction decreases, so the pore diameter distribution of the separator becomes wide, and as a result, the leakage current may increase. In addition, it may be difficult to reduce the thickness, and the strength characteristics may be easily deteriorated. When the denier of the synthetic resin staple fiber is less than 0.01 dtex, the fiber becomes very expensive, making stable production of the fiber difficult, and when producing a separator by a wet papermaking method, the dewatering property may be lowered. is there.

合成短繊維の繊維長としては、1mm以上10mm以下が好ましく、1mm以上5mm以下がより好ましい。繊維長が10mmを超えた場合、地合不良となることがある。一方、繊維長が1mm未満の場合、セパレータの機械的強度が低くなって、電池を形成する際にセパレータが破損する場合がある。   As a fiber length of a synthetic short fiber, 1 mm or more and 10 mm or less are preferable, and 1 mm or more and 5 mm or less are more preferable. If the fiber length exceeds 10 mm, it may cause formation failure. On the other hand, when the fiber length is less than 1 mm, the mechanical strength of the separator is lowered, and the separator may be broken when forming the battery.

本発明のセパレータに含まれる全繊維成分に対して、フィブリッドの含有率は、1.0質量%以上4.0質量%以下である。2.0質量%以上がより好ましく、3.0質量%以上が更に好ましい。フィブリッドの含有率が4.0質量%を超えた場合、セパレータの内部抵抗が高くなりやすく、特に厚みを薄くした場合、内部抵抗の上昇がより大きくなり、放電特性が悪化する。一方、フィブリッドの含有率が1.0質量%未満である場合、セパレータの引張強度は強くなるものの、セパレータの漏れ電流や内部短絡不良率の改良効果が低くなる。   The content of fibrids is 1.0% by mass or more and 4.0% by mass or less based on the total fiber components contained in the separator of the present invention. 2.0 mass% or more is more preferable, and 3.0 mass% or more is still more preferable. When the content of the fibrid exceeds 4.0% by mass, the internal resistance of the separator tends to be high, and particularly when the thickness is thin, the internal resistance increases more and the discharge characteristics are deteriorated. On the other hand, when the content of the fibrid is less than 1.0% by mass, although the tensile strength of the separator becomes strong, the improvement effect of the leak current of the separator and the internal short circuit defect rate becomes low.

本発明のセパレータは、変法濾水度300ml以下の耐熱性繊維と合成樹脂短繊維以外の繊維を配合しても良い。例えば、セルロース繊維、セルロース繊維のパルプ化物やフィブリル化物、合成樹脂からなるフィブリッド、合成樹脂からなるパルプ化物、無機繊維が挙げられる。無機繊維としては、ガラス、アルミナ、シリカ、セラミックス、ロックウールが挙げられる。セルロース繊維は、天然セルロース、再生セルロースのいずれでも良い。   The separator of the present invention may be blended with heat resistant fibers having a modified freeness of 300 ml or less and fibers other than synthetic resin short fibers. For example, cellulose fiber, pulp or fibrillated cellulose fiber, fibrid made of synthetic resin, pulp made of synthetic resin, inorganic fiber can be mentioned. Examples of inorganic fibers include glass, alumina, silica, ceramics and rock wool. The cellulose fiber may be either natural cellulose or regenerated cellulose.

本発明のセパレータに含まれる全繊維成分に対して、合成樹脂短繊維の含有率は90.0質量%以上が好ましく、92.0質量%以上がより好ましく、94.0質量%以上が更に好ましく、95.0質量%超が特に好ましい。また、99.0質量%以下が好ましく、98.0質量%以下がより好ましく、97.0質量%以下が更に好ましい。合成樹脂短繊維が99.0質量%超の場合、セパレータの引張強度が強くなるものの、漏れ電流や内部短絡不良率の改良効果が低くなる場合がある。一方、合成樹脂短繊維が90.0質量%未満の場合、セパレータの坪量を低くした場合、機械的強度が低くなって、電池を形成する際にセパレータが破損する場合がある。   90.0 mass% or more is preferable, as for the content rate of a synthetic resin short fiber with respect to the total fiber component contained in the separator of this invention, 92.0 mass% or more is more preferable, 94.0 mass% or more is still more preferable. More than 95.0% by mass is particularly preferable. Moreover, 99.0 mass% or less is preferable, 98.0 mass% or less is more preferable, and 97.0 mass% or less is still more preferable. If the synthetic resin short fiber is more than 99.0% by mass, although the tensile strength of the separator is increased, the improvement effect of the leakage current and the internal short circuit failure rate may be lowered. On the other hand, when the synthetic resin short fiber is less than 90.0 mass%, when the basis weight of the separator is lowered, the mechanical strength is lowered, and the separator may be broken when forming the battery.

本発明において、最も好ましいセパレータは、繊維成分が変法濾水度300ml以下の耐熱性繊維と合成樹脂短繊維であるセパレータである。その場合、本発明のセパレータに含まれる全繊維成分に対して、合成樹脂短繊維の含有率は96.0質量%以上99.0質量%以下である。そして、98.0質量%以下がより好ましく、97.0質量%以下が更に好ましい。また、繊維成分が変法濾水度300ml以下の耐熱性繊維の含有率が3.5質量%以下であり、合成樹脂短繊維の含有率が96.5質量%以上であることが特に好ましい。   In the present invention, the most preferable separators are those in which the fiber component is a heat-resistant fiber having a modified freeness of 300 ml or less and a synthetic resin staple fiber. In that case, the content of synthetic resin short fibers is 96.0% by mass or more and 99.0% by mass or less based on the total fiber components contained in the separator of the present invention. And 98.0 mass% or less is more preferable, and 97.0 mass% or less is still more preferable. Further, it is particularly preferable that the content of the heat-resistant fiber having a modified freeness of 300 ml or less is 3.5% by mass or less and the content of the synthetic resin short fiber is 96.5% by mass or more.

本発明のセパレータの厚みは、10μm以上が好ましく、11μm以上がより好ましく、12μm以上が更に好ましい。また、20μm以下が好ましく、18μm以下がより好ましく、15μm以下が更に好ましい。セパレータの厚みを上記の範囲とした場合においても、本発明のセパレータでは、内部抵抗を低く抑えることができ、電極の積層工程で必要な引張強度を維持できるため、セパレータの抄造性も含め、各工程での作業性を損なうことがない。セパレータの厚みが20μmを超えると、内部抵抗が高くなり過ぎる場合がある。また、電池を高容量にすることができなくなる場合がある。セパレータの厚みが9μm未満であると、セパレータの強度が弱くなり過ぎて、セパレータの取り扱い時や電池を形成時に破損する恐れがある。   10 micrometers or more are preferable, as for the thickness of the separator of this invention, 11 micrometers or more are more preferable, and 12 micrometers or more are still more preferable. Moreover, 20 micrometers or less are preferable, 18 micrometers or less are more preferable, and 15 micrometers or less are still more preferable. Even when the thickness of the separator is in the above range, the separator of the present invention can suppress the internal resistance to a low level and maintain the tensile strength required in the step of laminating the electrodes. There is no loss of workability in the process. If the thickness of the separator exceeds 20 μm, the internal resistance may be too high. In addition, the battery may not be able to have a high capacity. If the thickness of the separator is less than 9 μm, the strength of the separator becomes too weak, and there is a risk that the separator may be damaged during handling or when the battery is formed.

本発明のリチウムイオン電池セパレータの密度は、0.40g/cm以上が好ましく、0.45g/cm以上がより好ましく、また、0.75g/cm以下が好ましく、0.70g/cm以下がより好ましい。密度が0.40g/cm未満である場合、セパレータの強度が弱くなり過ぎて、セパレータの取り扱い時や電池を形成する際に破損する恐れがあり、0.75g/cmを超えた場合、セパレータの内部抵抗が高くなり過ぎる場合がある。 Density of the lithium ion battery separator of the present invention, 0.40 g / cm 3 or more preferably, 0.45 g / cm 3 or more, and also is preferably not more than 0.75g / cm 3, 0.70g / cm 3 The following are more preferable. If the density is less than 0.40 g / cm 3 , the strength of the separator becomes too weak and there is a risk of breakage when handling the separator or forming a battery, and if it exceeds 0.75 g / cm 3 , The internal resistance of the separator may be too high.

本発明のリチウムイオン電池セパレータは、湿式抄造法によって製造される湿式不織布であることが好ましい。湿式抄造法は繊維を水に分散して均一な抄紙スラリーとし、この抄紙スラリーを抄紙機で漉きあげて湿式不織布を製作する。抄紙機としては、円網抄紙機、長網抄紙機、傾斜型抄紙機、傾斜短網抄紙機、これらの複合機が挙げられる。湿式不織布を製造する工程において、必要に応じて水流交絡処理を施しても良い。湿式不織布の加工処理として、熱処理、カレンダー処理、熱カレンダー処理などを施しても良い。   The lithium ion battery separator of the present invention is preferably a wet non-woven fabric produced by a wet sheet-forming method. In the wet paper-making method, fibers are dispersed in water to make a uniform paper-making slurry, and the paper-making slurry is scooped up by a paper machine to make a wet nonwoven fabric. Examples of the paper machine include a cylinder paper machine, a fourdrinier paper machine, an inclined type paper machine, an inclined short mesh paper machine, and a composite machine of these. In the process of producing a wet non-woven fabric, a hydroentanglement process may be performed as necessary. As processing of the wet non-woven fabric, heat treatment, calendering, heat calendering or the like may be performed.

以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではない。なお、実施例において百分率(%)及び部は、断りのない限り全て質量基準である。   EXAMPLES The present invention will be described by way of examples, which should not be construed as limiting the present invention. In the examples, percentages (%) and parts are all based on mass unless otherwise noted.

実施例1
<セパレータの作製>
繊度0.06dtex、繊維長3mmの配向結晶化ポリエチレンテレフタレート(PET)系合成樹脂短繊維56.5質量部と繊度0.2dtex、繊維長3mmの単一成分型バインダー用未延伸PET系合成樹脂短繊維(軟化点120℃、融点230℃)40.0質量部と、耐熱性繊維として、あらかじめ高速ホモジナイザーを用いて離解及び叩解し、変法濾水度88mlとしたパラ系芳香族ポリアミドからなるフィブリッドを3.5質量部とを、パルパーにより水中に分散し、濃度0.1質量%の均一な抄紙スラリーを調製し、傾斜型抄紙機を用いて湿紙ウェブを得て、表面温度135℃のシリンダードライヤーによって乾燥し、シートを得た。得られたシートを、片方のロールがクロムメッキされた鋼製ロール、他方のロールが硬度ショアーD92の樹脂ロール、鋼製ロールの表面温度が195℃、線圧が100kN/mの熱カレンダー装置により、カレンダー処理し、坪量が10g/m、厚さ15μmのセパレータを作製した。
Example 1
<Preparation of Separator>
Unstretched PET-based synthetic resin short for single component type binder with 56.5 parts by mass of oriented crystallized polyethylene terephthalate (PET) synthetic resin short fiber with a denier of 0.06 dtex and a fiber length of 3 mm and a denier of 0.2 dtex with a fiber length of 3 mm Fibrid consisting of 40.0 parts by mass of fiber (softening point 120 ° C., melting point 230 ° C.) and para-aromatic polyamide as heat resistant fiber previously defibrated and beaten using a high speed homogenizer and having a modified freeness of 88 ml Is dispersed in water with a pulper to prepare a uniform papermaking slurry with a concentration of 0.1% by mass, and a wet paper web is obtained using an inclined papermaking machine, and has a surface temperature of 135 ° C. It was dried by a cylinder drier to obtain a sheet. The resulting sheet was produced using a steel roll with one of the rolls plated with chromium, a resin roll with hardness Shore D 92, and a thermal calender with a surface temperature of 195 ° C and a linear pressure of 100 kN / m for the steel roll. And calendering to prepare a separator having a basis weight of 10 g / m 2 and a thickness of 15 μm.

実施例2
繊度0.06dtex、繊維長3mmの配向結晶化PET系合成樹脂短繊維を59.0質量部、繊度0.2dtex、繊維長3mmの単一成分型バインダー用未延伸PET系合成樹脂短繊維を40.0質量部、パラ系芳香族ポリアミドからなるフィブリッドを1.0質量部とした以外、実施例1と同様な方法で坪量10g/m、厚さ15μmのセパレータを作製した。
Example 2
59.0 parts by mass of an orientation crystallized PET synthetic resin short fiber having a fineness of 0.06 dtex and a fiber length of 3 mm, and an undrawn PET synthetic resin short fiber for a single component type binder having a fineness of 0.2 dtex and a fiber length of 3 mm A separator having a basis weight of 10 g / m 2 and a thickness of 15 μm was produced in the same manner as in Example 1 except that 0 parts by mass and 1.0 part by mass of a fibrid of para-based aromatic polyamide were used.

実施例3
繊度0.06dtex、繊維長3mmの配向結晶化PET系合成樹脂短繊維を56.0質量部、繊度0.2dtex、繊維長3mmの単一成分型バインダー用未延伸PET系合成樹脂短繊維を40.0質量部、パラ系芳香族ポリアミドからなるフィブリッドを4.0質量部とした以外、実施例1と同様な方法で坪量8g/m、厚さ11μmのセパレータを作製した。
Example 3
56.0 parts by mass of an orientation-crystallized synthetic resin short fiber having a fineness of 0.06 dtex and a fiber length of 3 mm, and a non-stretched synthetic synthetic resin short fiber for a single component type binder having a fineness of 0.2 dtex and a fiber length of 3 mm A separator having a basis weight of 8 g / m 2 and a thickness of 11 μm was produced in the same manner as in Example 1 except that 0 parts by mass and a fibrid consisting of para-based aromatic polyamide were changed to 4.0 parts by mass.

実施例4
繊度0.06dtex、繊維長3mmの配向結晶化PET系合成樹脂短繊維を56.0質量部、繊度0.2dtex、繊維長3mmの単一成分型バインダー用未延伸PET系合成樹脂短繊維(軟化点120℃、融点230℃)を40.0質量部、高速ホモジナイザーを用いて変法濾水度260mlとしたパラ系芳香族ポリアミドからなるフィブリッドを4.0質量部とした以外、実施例1と同様な方法で、坪量10g/m、厚さ15μmのセパレータを作製した。
Example 4
Unstretched PET synthetic resin short fibers for single component type binders of 56.0 parts by mass of oriented crystallized PET synthetic resin short fibers with a fineness of 0.06 dtex and a fiber length of 3 mm (softened (softened) Example 1 and Example 1 except that 40.0 parts by mass of a point 120 ° C., melting point 230 ° C.) and 260 ml of modified freeness using a high-speed homogenizer were used as the 4.0 parts by mass of a fibrid of para-based aromatic polyamide. In the same manner, a separator having a basis weight of 10 g / m 2 and a thickness of 15 μm was produced.

比較例1
繊度0.06dtex、繊維長3mmの配向結晶化PET系合成樹脂短繊維を60.0質量部、繊度0.2dtex、繊維長3mmの単一成分型バインダー用未延伸PET系合成樹脂短繊維(軟化点120℃、融点230℃)を40.0質量部とした以外、実施例1と同様な方法で、坪量10g/m、厚さ15μmのセパレータを作製した。
Comparative Example 1
Unstretched PET synthetic resin short fibers for single component type binders with a denier of 0.06 dtex and a fiber length of 3 mm and an oriented crystallized PET synthetic resin short fiber of 60.0 parts by mass, a fineness of 0.2 dtex and a fiber length of 3 mm A separator having a basis weight of 10 g / m 2 and a thickness of 15 μm was produced in the same manner as in Example 1 except that the point 120 ° C. and the melting point 230 ° C. were changed to 40.0 parts by mass.

比較例2
繊度0.06dtex、繊維長3mmの配向結晶化PET系合成樹脂短繊維を55.9質量部、繊度0.2dtex、繊維長3mmの単一成分型バインダー用未延伸PET系合成樹脂短繊維(軟化点120℃、融点230℃)を40.0質量部、実施例1で用いた変法濾水度88mlのフィブリッドを4.1質量部とし、セパレータの厚さを揃えるため、鋼製ロールの表面温度を195℃、線圧を105kN/mの熱カレンダー条件とした以外、実施例1と同様な方法で、坪量8g/m、厚さ11μmのセパレータを作製した。
Comparative example 2
Unstretched PET synthetic resin short fibers for single component type binders of 55.9 parts by mass of oriented crystallized PET synthetic resin short fibers with a fineness of 0.06 dtex and a fiber length of 3 mm (softened (softened) 40.0 parts by mass of a point 120 ° C. and a melting point of 230 ° C., and 4.1 parts by mass of a fibrid of 88 ml of modified freeness used in Example 1 to make the thickness of the separator uniform. A separator having a basis weight of 8 g / m 2 and a thickness of 11 μm was produced in the same manner as in Example 1 except that the temperature was 195 ° C. and the linear pressure was a thermal calendering condition of 105 kN / m.

比較例3
繊度0.06dtex、繊維長3mmの配向結晶化PET系合成樹脂短繊維を50.0質量部、繊度0.2dtex、繊維長3mmの単一成分型バインダー用未延伸PET系合成樹脂短繊維(軟化点120℃、融点230℃)を40.0質量部、実施例1で用いた変法濾水度88mlの耐熱性繊維を10.0質量部とし、セパレータの厚さを揃えるため、鋼製ロールの表面温度を195℃、線圧が150kN/mの熱カレンダー条件とした以外、実施例1と同様な方法で、坪量8g/m、厚さ11μmのセパレータを作製した。
Comparative example 3
Unstretched PET synthetic resin short fibers for single component type binders with a denier of 0.06 dtex and a fiber length of 3 mm and an orientation-crystallized synthetic synthetic resin short fiber of 50.0 parts by mass, a fineness of 0.2 dtex and a fiber length of 3 mm 40.0 parts by mass of a point 120 ° C. and a melting point of 230 ° C., 10.0 parts by mass of heat resistant fibers having a modified freeness of 88 ml used in Example 1 to make the thickness of the separator uniform. A separator having a basis weight of 8 g / m 2 and a thickness of 11 μm was produced in the same manner as in Example 1 except that the surface temperature was set at 195 ° C. and the linear pressure was 150 kN / m.

実施例5
実施例3の抄紙スラリーを用いて、熱カレンダー条件の線圧を95kN/mとした以外、実施例1と同様な方法で坪量7g/m、厚さ10μmのセパレータを作製した。
Example 5
A separator having a basis weight of 7 g / m 2 and a thickness of 10 μm was produced in the same manner as in Example 1 except that the linear pressure under the heat calendering conditions was set to 95 kN / m using the paper making slurry of Example 3.

比較例4
比較例1の抄紙スラリーを用いて、実施例1と同様な方法で坪量8g/m、厚さ11μmのセパレータを作製した。
Comparative example 4
Using the paper making slurry of Comparative Example 1, a separator having a basis weight of 8 g / m 2 and a thickness of 11 μm was produced in the same manner as in Example 1.

実施例6
繊度0.06dtex、繊維長3mmの配向結晶化PET系合成樹脂短繊維を50.0質量部、繊度0.2dtex、繊維長3mmの単一成分型バインダー用未延伸PET系合成樹脂短繊維を40.0質量部、実施例1で用いたフィブリッドを4.0質量部、リファイナーを用いて平均繊維径10.4μm、繊維長4mmの溶剤紡糸セルロース繊維を微細化し、変法濾水度90mlに叩解された溶剤紡糸セルロース繊維を6.0質量部とした以外、実施例1と同様な方法で坪量10g/m、厚さ15μmのセパレータを作製した。
Example 6
50.0 parts by mass of an orientation-crystallized synthetic resin short fiber with a fineness of 0.06 dtex and a fiber length of 3 mm, and a non-stretched synthetic synthetic resin short fiber with a fineness of 0.2 dtex and a single fiber length of 3 mm .0 parts by mass, 4.0 parts by mass of the fibrid used in Example 1, and a refiner to refine a solvent-spun cellulose fiber having an average fiber diameter of 10.4 .mu.m and a fiber length of 4 mm, and beat it to 90 ml of modified freeness A separator having a basis weight of 10 g / m 2 and a thickness of 15 μm was produced in the same manner as in Example 1 except that the amount of the solvent-spun cellulose fiber obtained was 6.0 parts by mass.

実施例7
繊度0.06dtex、繊維長3mmの配向結晶化PET系合成樹脂短繊維を49.0質量部、繊度0.2dtex、繊維長3mmの単一成分型バインダー用未延伸PET系合成樹脂短繊維を40.0質量部、実施例1で用いたフィブリッドを4.0質量部、実施例6で用いた変法濾水度90mlに叩解された溶剤紡糸セルロース繊維を7.0質量部とした以外、実施例1と同様な方法で坪量10g/m、厚さ15μmのセパレータを作製した。
Example 7
49.0 parts by weight of an orientation-crystallized synthetic resin short fiber with a fineness of 0.06 dtex and a fiber length of 3 mm, and a non-stretched synthetic synthetic resin short fiber with a fineness of 0.2 dtex and a single fiber length of 3 mm .0 parts by mass, 4.0 parts by mass of the fibrid used in Example 1, and 7.0 parts by mass of solvent-spun cellulose fibers beaten to 90 ml of modified freeness used in Example 6 In the same manner as in Example 1, a separator having a basis weight of 10 g / m 2 and a thickness of 15 μm was produced.

実施例8
繊度0.06dtex、繊維長3mmの配向結晶化PET系合成樹脂短繊維を57.0質量部、繊度0.2dtex、繊維長3mmの単一成分型バインダー用未延伸PET系合成樹脂短繊維を40.0質量部、実施例1で用いたフィブリッドを3.0質量部とした以外、実施例1と同様な方法で坪量7g/m、厚さ10μmのセパレータを作製した。
Example 8
57.0 parts by mass of an orientation crystallized PET synthetic resin short fiber having a fineness of 0.06 dtex and a fiber length of 3 mm, and an undrawn PET synthetic resin short fiber for a single component type binder having a fineness of 0.2 dtex and a fiber length of 3 mm A separator having a basis weight of 7 g / m 2 and a thickness of 10 μm was produced in the same manner as in Example 1 except that 0 parts by mass and the fibrid used in Example 1 were 3.0 parts by mass.

実施例9
繊度0.06dtex、繊維長3mmの配向結晶化PET系合成樹脂短繊維を58.0質量部、繊度0.2dtex、繊維長3mmの単一成分型バインダー用未延伸PET系合成樹脂短繊維を40.0質量部、実施例1で用いたフィブリッドを2.0質量部とした以外、実施例1と同様な方法で坪量7g/m、厚さ10μmのセパレータを作製した。
Example 9
58.0 parts by mass of an orientation crystallized PET synthetic resin short fiber having a fineness of 0.06 dtex and a fiber length of 3 mm, and an undrawn PET synthetic resin short fiber for a single component type binder having a fineness of 0.2 dtex and a fiber length of 3 mm A separator having a basis weight of 7 g / m 2 and a thickness of 10 μm was produced in the same manner as in Example 1 except that 0 part by mass and the fibrid used in Example 1 were changed to 2.0 parts by mass.

比較例5
比較例1の抄紙スラリーを用い、熱カレンダー条件の線圧を90kN/mとした以外、実施例1と同様な方法で坪量7g/m、厚さ10μmのセパレータを作製した。
Comparative example 5
A separator having a basis weight of 7 g / m 2 and a thickness of 10 μm was produced in the same manner as in Example 1 except that the linear pressure under the heat calendering conditions was set to 90 kN / m using the paper making slurry of Comparative Example 1.

比較例6
繊度0.06dtex、繊維長3mmの配向結晶化PET系合成樹脂短繊維を56.0質量部、繊度0.2dtex、繊維長3mmの単一成分型バインダー用未延伸PET系合成樹脂短繊維(軟化点120℃、融点230℃)を40.0質量部、家庭用ミキサーを用いて変法濾水度310mlとしたパラ系芳香族ポリアミドからなるフィブリッドを4.0質量部とし、熱カレンダー条件の線圧を105kN/mとした以外、実施例1と同様な方法で、坪量8g/m、厚さ11μmのセパレータを作製した。
Comparative example 6
Unstretched PET synthetic resin short fibers for single component type binders of 56.0 parts by mass of oriented crystallized PET synthetic resin short fibers with a fineness of 0.06 dtex and a fiber length of 3 mm (softened (softened) 40.0 parts by mass of a point 120 ° C. and a melting point of 230 ° C.), and 4.0 parts by mass of a fibrid of a para-based aromatic polyamide having a freeness of 310 ml with a domestic mixer A separator having a basis weight of 8 g / m 2 and a thickness of 11 μm was produced in the same manner as in Example 1 except that the pressure was 105 kN / m.

実施例及び比較例のリチウムイオン電池セパレータについて、下記物性の測定と評価を行い、結果を表1及び表2に示した。   The following physical properties were measured and evaluated for the lithium ion battery separators of Examples and Comparative Examples, and the results are shown in Tables 1 and 2.

<セパレータの坪量>
JIS P8124に準拠して、セパレータの坪量を測定した。
<Basic weight of separator>
The basis weight of the separator was measured in accordance with JIS P8124.

<セパレータの厚さ>
JIS B7502に規定された外側マイクロメーターを用いて、5N荷重時の厚さを測定した。
<Thickness of Separator>
The thickness at the time of 5 N load was measured using the outside micrometer specified in JIS B7502.

<引張強度の評価>
各セパレータにつき、長辺が流れ方向になるように、流れ方向250mm×幅方向50mmのサンプル片を切り出し、卓上型材料試験機(株式会社オリエンテック製、商品名STA−1150)を用いて、JIS P8113に準じて、引張速度200mm/minで引張試験を行った。引張応力の最大値をもって引張強度とした。一般に、引張強度は高い方が好ましく、これが低い場合、電池製造時に、セパレータに掛かる張力を精密に制御する必要が生じ、この制御に必要な装置が大掛かりになる問題がある。○又は△である場合には、セパレータに掛かる張力を精密に制御すれば、実用上の使用は可能である。
<Evaluation of tensile strength>
A sample piece of 250 mm in the flow direction and 50 mm in the width direction is cut out for each separator so that the long side is in the flow direction, and a bench-type material tester (trade name STA-1150, manufactured by Orientec Co., Ltd.) is used. According to P8113, a tensile test was performed at a tensile speed of 200 mm / min. The maximum value of tensile stress was taken as tensile strength. Generally, high tensile strength is preferable, and when it is low, it is necessary to precisely control the tension applied to the separator at the time of battery production, and there is a problem that a device necessary for this control becomes large. In the case of ○ or 、, practical use is possible if the tension applied to the separator is precisely controlled.

○:引張強度800N/m以上
△:引張強度400N/m以上800N/m未満
×:引張強度400N未満
○: tensile strength 800 N / m or more Δ: tensile strength 400 N / m or more and less than 800 N / m ×: tensile strength less than 400 N

<セパレータの断裁性>
幅120mmの各セパレータについて、ヒートシール装置を用いて溶断カットし、溶断面を目視にて観察し、次の評価基準で評価した。
<Cutting of separators>
Each of the separators having a width of 120 mm was cut by melting using a heat seal device, and the melted cross section was visually observed and evaluated according to the following evaluation criteria.

○:溶断面に毛羽が無い。
△:溶断面にわずかに毛羽が見られる。
×:溶断面に毛羽が目立つ。
○: There is no fluff on the melted cross section.
Δ: Slight fluff is observed in the melted cross section.
X: Fluffs are noticeable on the melted cross section.

<評価用電池の作製>
負極活物質として、負極活物質として、平均粒子径0.7μm、Li吸蔵電位が1.55Vであるスピネル構造のLiTi12で表されるチタン酸リチウムを95質量%、導電材としてアセチレンブラック2.5質量%と、ポリフッ化ビニリデン2.5質量%を混合し、これをN−メチル−2−ピロリドンに分散させたスラリーを調製し、厚さ15μmのアルミニウム箔の両面に塗布して圧延した後、150℃で2時間真空乾燥して、厚さ100μmのリチウムイオン二次電池用負極を作製し、これを負極とした。
<Fabrication of evaluation battery>
As a negative electrode active material, 95% by mass of lithium titanate represented by Li 4 Ti 5 O 12 having a spinel structure with an average particle diameter of 0.7 μm and a Li storage potential of 1.55 V as a negative electrode active material, as a conductive material A slurry was prepared by mixing 2.5% by mass of acetylene black and 2.5% by mass of polyvinylidene fluoride, and dispersing this in N-methyl-2-pyrrolidone, and coated on both sides of a 15 μm thick aluminum foil. After rolling and rolling, it was vacuum dried at 150 ° C. for 2 hours to prepare a 100 μm-thick negative electrode for a lithium ion secondary battery, which was used as a negative electrode.

正極活物質として、リチウムコバルト酸化物(LiCoO2)粉末を90質量%、アセチレンブラック3質量%、グラファイト3質量%及びポリフッ化ビニリデン4質量%を混合し、これをN−メチル−2−ピロリドンに分散させたスラリーを調製した。このスラリーを厚さ15μmのアルミニウム箔からなる集電体の両面に塗布し、圧延した後、150℃で2時間真空乾燥して、厚さ100μmのリチウムイオン二次電池用正極を作製し、これを正極とした。 As a positive electrode active material, 90% by mass of lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ) powder, 3% by mass of acetylene black, 3% by mass of graphite and 4% by mass of polyvinylidene fluoride are mixed, and this is added to N-methyl-2-pyrrolidone A dispersed slurry was prepared. The slurry is applied to both sides of a current collector made of an aluminum foil having a thickness of 15 μm, rolled, and vacuum dried at 150 ° C. for 2 hours to prepare a positive electrode for a lithium ion secondary battery having a thickness of 100 μm. As the positive electrode.

正極及び負極の集電体に端子をそれぞれ接続し、正極、セパレータ、負極、セパレータの順番に積層した後、この積層物を正極、負極の端子がセパレータの長手方向に対して直角になるように捲回した。続いて、この捲回物を90℃で加熱プレスすることにより、70×100mm、厚さ3.0mmの寸法を持つ扁平状電極群を作製した。続いて、両面にポリエチレンフィルムが積層された厚さ40μmのアルミニウム箔から構成された厚さ0.1mmのラミネートフィルムからなるパック(袋状外装材)を用意し、この袋状外装内に得られた電極群をその正極、負極の端子が外装材の開口部から外部に延出するように収納し、80℃で24時間真空乾燥を施した。次いで、前記の電極群を収納し、袋状外装材内に、電解液として、エチレンカーボネート(EC)とγ−ブチロラクトン(BL)の混合溶媒(体積比率25:75)に電解質として、1.5mol/Lの四フッ化ホウ酸リチウムを溶解したもの(1.5M−LiBF/EC+BL(25:75、vol比))を注入した後、袋状外装材の開口部をヒートシールにより完全密封し、リチウムイオン二次電池を作製した。 Terminals are connected to the current collectors of the positive and negative electrodes, respectively, and the positive electrode, the separator, the negative electrode and the separator are laminated in this order, and then the laminate is made to be perpendicular to the longitudinal direction of the separator. It was rolled up. Subsequently, the rolled product was heat-pressed at 90 ° C. to produce a flat electrode group having dimensions of 70 × 100 mm and a thickness of 3.0 mm. Subsequently, a pack (bag-like exterior material) made of a laminate film having a thickness of 0.1 mm and made of an aluminum foil having a thickness of 40 μm, in which polyethylene films are laminated on both sides, is prepared. The electrode group was housed so that the positive electrode terminal and the negative electrode terminal extended to the outside from the opening of the package, and vacuum drying was performed at 80 ° C. for 24 hours. Next, the above-mentioned electrode group is housed, and in the bag-like exterior material, a mixed solvent (volume ratio 25: 75) of ethylene carbonate (EC) and γ-butyrolactone (BL) as an electrolyte is used as an electrolyte of 1.5 mol. After injecting a solution of 1.5 L of lithium tetrafluoroborate (1.5 M-LiBF 4 / EC + BL (25:75, vol ratio)), the opening of the bag-like exterior material is completely sealed by heat sealing. A lithium ion secondary battery was produced.

<抵抗の評価>
作製したセパレータについて、電解液(1M−LiPF/EC+ジエチルカーボネート(DEC)+ジメチルカーボネート(DMC)(1:1:1、vol比))に浸した後、2つの略円筒形銅電極に挟み、LCRメーター(Instec社製、装置名:LCR−821)を使用して、200kHzにおける交流インピーダンスの抵抗成分を測定した。
<Evaluation of resistance>
The prepared separator was immersed in an electrolytic solution (1M-LiPF 6 / EC + diethyl carbonate (DEC) + dimethyl carbonate (DMC) (1: 1: 1, vol ratio)) and then sandwiched between two substantially cylindrical copper electrodes. The resistance component of the alternating current impedance at 200 kHz was measured using an LCR meter (manufactured by Instec, device name: LCR-821).

<内部短絡不良率>
作製したセパレータをアルミニウム箔からなる電極間に介在して捲回することにより電極群を作製した後、電解液に含浸せずにテスターで電極間の導通を調べることにより、ショート(短絡)の有無を確認した。内部短絡不良率(%)は200個の電極群を検査して全電極群数に対するショート個数から算出した。
<Internal short circuit defect rate>
After preparing an electrode group by interposing and winding the produced separator between the electrodes which consist of aluminum foils, the presence or absence of a short (short circuit) does not impregnate in electrolyte solution, but investigates conduction between electrodes with a tester. It was confirmed. The internal short circuit failure rate (%) was calculated from the number of shorts with respect to the total number of electrode groups by inspecting 200 electrode groups.

<サイクル特性>
各リチウムイオン二次電池を45℃環境下において、1Cレートで充放電サイクル試験を行い、1000サイクル目の放電容量を測定し、5サイクル時のそれに対する放電容量維持率(%)として、サイクル特性を算出した。
<Cycle characteristics>
Each lithium ion secondary battery is subjected to charge / discharge cycle test at 1C rate under 45 ° C environment, and the discharge capacity at 1000th cycle is measured, and the discharge capacity maintenance ratio (%) against that at 5 cycles is the cycle characteristic Was calculated.

表1に示した通り、実施例1〜9で作製したセパレータは、変法濾水度300ml以下のパラ系芳香族ポリアミドからなるフィブリッドと合成樹脂短繊維とを含有し、該セパレータに含まれる全繊維成分に対して、フィブリッドの含有率が1.0質量%以上4.0質量%以下である。実施例1〜9のセパレータは、パラ系芳香族ポリアミドからなるフィブリッドと合成樹脂短繊維が強固に繊維同士のネットワークを形成することで、坪量を7g/mまで下げても引張強度を維持することができた。また、断裁性に優れていた。さらに、フィブリッドの含有量を1.0質量%以上4.0質量%以下とすることで、抵抗成分であるインピーダンスを低く抑えつつ、内部短絡不良率が少なく、サイクル特性を維持することができた。 As shown in Table 1, the separators prepared in Examples 1 to 9 contain fibrids composed of para-based aromatic polyamide having a modified freeness of 300 ml or less and synthetic resin short fibers, and all the separators contained in the separators The content of fibrid is 1.0% by mass or more and 4.0% by mass or less with respect to the fiber component. The separators of Examples 1 to 9 maintain tensile strength even when the basis weight is lowered to 7 g / m 2 by the fibrid made of para-aromatic polyamide and the synthetic resin short fibers firmly forming a network of fibers. We were able to. Moreover, it was excellent in cutability. Furthermore, by setting the content of the fibrid to 1.0 mass% or more and 4.0 mass% or less, the internal short circuit failure rate was small and the cycle characteristics could be maintained while suppressing the impedance which is the resistance component low. .

実施例6及び7のセパレータは、フィブリッドと合成樹脂短繊維以外の繊維を含有している。実施例6と実施例7の比較から、合成樹脂短繊維の含有量が90.0質量%以上である実施例6のセパレータの方が、強度特性に優れていた。   The separators of Examples 6 and 7 contain fibers other than fibrids and synthetic resin staple fibers. From the comparison of Example 6 and Example 7, the separator of Example 6 in which the content of the synthetic resin short fiber is 90.0 mass% or more was superior in the strength characteristics.

比較例1、4及び5のセパレータはフィブリッドを含まないため、坪量を下げた場合、内部短絡不良率が生じ易い傾向が見られた。   Since the separators of Comparative Examples 1, 4 and 5 do not contain fibrids, there was a tendency that the internal short circuit failure rate tends to occur when the basis weight is lowered.

比較例2及び3のセパレータは、変法濾水度300ml以下のフィブリッドと合成樹脂短繊維とを含有し、該セパレータに含まれる全繊維成分に対して、フィブリッドの含有率が4.0質量%を超えたセパレータである。そのため、断裁性の評価において、コバ面に毛羽が多く残った。さらに、熱カレンダー処理によってセパレータを所定の厚みに調整する時に、線圧を上げる必要があり、セパレータを薄くし難いことがわかった。その結果、抵抗成分であるインピーダンスが悪化した。フィブリッドの含有量が10質量%の比較例3の場合、強度特性がやや悪化した。   The separators of Comparative Examples 2 and 3 contain a fibrid with a modified freeness of 300 ml or less and a synthetic resin staple fiber, and the content of the fibrid is 4.0% by mass with respect to the total fiber component contained in the separator. Is a separator that exceeds. Therefore, in the evaluation of cutability, a lot of fluff remained on the edge surface. Furthermore, when adjusting a separator to predetermined | prescribed thickness by a heat calendar process, it was necessary to raise a linear pressure, and it turned out that it is difficult to make a separator thin. As a result, the impedance which is a resistance component deteriorated. In the case of Comparative Example 3 in which the content of fibrids was 10% by mass, the strength characteristics slightly deteriorated.

比較例6のセパレータは、フィブリッドの変法濾水度が300mlを超えているため、断裁性が悪く、コバ面にわずかに毛羽が見られた。また、抵抗成分が大幅に悪化した。   The separator of Comparative Example 6 had poor cuttability because the modified freeness of the fibrid exceeded 300 ml, and slight fuzz was observed on the edge surface. In addition, the resistance component deteriorated significantly.

本発明のリチウムイオン電池セパレータセパレータは、リチウムイオン二次電池、リチウムイオンポリマー二次電池等、リチウムイオン二次電池に好適に使用できる。   The lithium ion battery separator of the present invention can be suitably used for lithium ion secondary batteries, such as lithium ion secondary batteries and lithium ion polymer secondary batteries.

1 フィブリッド 1 Fibrid

Claims (4)

変法濾水度300ml以下の耐熱性繊維と合成樹脂短繊維とを含有してなるリチウムイオン電池セパレータにおいて、該耐熱性繊維がパラ系芳香族ポリアミドからなるフィブリッドであり、その含有量が1.0質量%以上4.0質量%以下であることを特徴とするリチウムイオン電池セパレータ。
変法濾水度:ふるい板として線径0.14mm、目開き0.18mmの80メッシュ金網を用い、試料濃度を0.1%にした以外はJIS P8121−2:2012に準拠して測定した値。
A lithium ion battery separator comprising a heat resistant fiber having a modified freeness of 300 ml or less and a synthetic resin short fiber, wherein the heat resistant fiber is a fibrid comprising a para-based aromatic polyamide, and the content thereof is 1. A lithium ion battery separator characterized by having 0 mass% or more and 4.0 mass% or less.
Modified freeness: Measured according to JIS P8121-2: 2012 except using 80 mesh wire mesh with 0.14 mm wire diameter and 0.18 mm mesh as a sieve plate and setting the sample concentration to 0.1%. value.
全繊維成分に対して、合成樹脂短繊維の含有率が90.0質量%以上99.0質量%以下である請求項1記載のリチウムイオン電池セパレータ。   The lithium ion battery separator according to claim 1, wherein the content of the synthetic resin short fibers is 90.0% by mass or more and 99.0% by mass or less based on the total fiber components. 全繊維成分に対して、合成樹脂短繊維の含有率が96.0質量%以上99.0質量%以下である請求項1記載のリチウムイオン電池セパレータ。   The lithium ion battery separator according to claim 1, wherein the content of the synthetic resin short fibers is 96.0% by mass to 99.0% by mass with respect to the total fiber component. 請求項1〜3のいずれかに記載のリチウムイオン電池セパレータを含んでなるリチウムイオン電池。   A lithium ion battery comprising the lithium ion battery separator according to any one of claims 1 to 3.
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