JP2021061143A - Separator of nonaqueous electrolyte secondary battery, member for nonaqueous electrolyte secondary battery, and nonaqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

Separator of nonaqueous electrolyte secondary battery, member for nonaqueous electrolyte secondary battery, and nonaqueous electrolyte secondary battery Download PDF

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Abstract

To suppress the occurrence of a short circuit owing to the growth of dendrite, which precipitates on a negative electrode in a nonaqueous electrolyte secondary battery.SOLUTION: A separator of a nonaqueous electrolyte secondary battery comprises a polyolefin porous film. In the nonaqueous electrolyte secondary battery separator, a path length, which is the product of a tortuosity factor and a film thickness is 22 μm or more and 38 μm or less; and the moisture percentage is 0.2 wt% or more and 0.7 wt% or less to a total weight of the nonaqueous electrolyte secondary battery separator.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、非水電解液二次電池用セパレータ、並びに、当該非水電解液二次電池用セパレータを備えた非水電解液二次電池用部材および非水電解液二次電池に関する。 The present invention relates to a separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery, a member for a non-aqueous electrolyte secondary battery provided with the separator for the non-aqueous electrolyte secondary battery, and a non-aqueous electrolyte secondary battery.

非水電解液二次電池、特にリチウムイオン二次電池は、エネルギー密度が高いため、パーソナルコンピュータ、携帯電話、携帯情報端末、車載用などに用いる電池として広く使用されている。 Non-aqueous electrolyte secondary batteries, particularly lithium ion secondary batteries, have high energy densities and are therefore widely used as batteries used in personal computers, mobile phones, mobile information terminals, automobiles, and the like.

近年、高出力を有するリチウムイオン二次電池の需要が高くなっている。前記需要を満たすために、優れたイオン透過性を有するセパレータを備えたリチウムイオン二次電池の開発が進められている。 In recent years, the demand for high-power lithium-ion secondary batteries has been increasing. In order to meet the above demand, the development of a lithium ion secondary battery provided with a separator having excellent ion permeability is underway.

一方、前記リチウムイオン二次電池には、微小短絡による電圧低下が発生し易いという問題が存在する。前記微小短絡は、電池の長期信頼性を低下させる一因となる。 On the other hand, the lithium ion secondary battery has a problem that a voltage drop due to a minute short circuit is likely to occur. The micro short circuit contributes to a decrease in long-term reliability of the battery.

特許文献1には、前記問題を解消するためのセパレータとして、曲路率の高い層と曲路率の低い層とで構成された絶縁層からなるセパレータが開示されている。 Patent Document 1 discloses, as a separator for solving the above-mentioned problem, a separator composed of an insulating layer composed of a layer having a high bending ratio and a layer having a low bending ratio.

特開2009−199730号公報(2009年9月3日公開)Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-199730 (published on September 3, 2009)

後述するように、リチウムイオン二次電池の充放電を繰り返すと、負極にリチウムが析出し、デンドライトが生成する。成長したデンドライトがセパレータの孔中を通って正極へ到達すると、微小短絡による電圧低下が生じ得る。 As will be described later, when the lithium ion secondary battery is repeatedly charged and discharged, lithium is deposited on the negative electrode and dendrites are generated. When the grown dendrites pass through the holes of the separator and reach the positive electrode, a voltage drop due to a minute short circuit can occur.

特許文献1に開示のセパレータは、曲路率の高い層でデンドライトの成長を阻害し、曲路率の低い層でイオン透過性を確保することにより、微小短絡による電圧低下を抑制することを目的としている。 The separator disclosed in Patent Document 1 aims to suppress a voltage drop due to a minute short circuit by inhibiting the growth of dendrites in a layer having a high curvature rate and ensuring ion permeability in a layer having a low curvature ratio. It is supposed to be.

しかしながら、特許文献1に開示のセパレータは、曲路率の高い層と低い層とを重ね合せた構造であるため、曲路率の高い層がカバーできる領域は、負極から正極までの領域の一部に止まる。よって、特許文献1に開示のセパレータの構造は、デンドライトの成長を十分に抑制するためには未だ十分とは言えない。 However, since the separator disclosed in Patent Document 1 has a structure in which a layer having a high bending ratio and a layer having a low bending ratio are overlapped, the region covered by the layer having a high bending ratio is one of the regions from the negative electrode to the positive electrode. Stop at the club. Therefore, the structure of the separator disclosed in Patent Document 1 is not yet sufficient to sufficiently suppress the growth of dendrites.

また、デンドライトの形状は、デンドライトの成長に伴い、針状に近くなることが知られており、当該形状が針状に近いほど、デンドライトはセパレータの孔中を伸長しやすくなる。したがって、デンドライトの成長による短絡を防止するためには、デンドライトの形状をも制御することが重要である。 Further, it is known that the shape of the dendrite becomes closer to a needle shape as the dendrite grows, and the closer the shape is to the needle shape, the easier it is for the dendrite to extend in the hole of the separator. Therefore, it is important to control the shape of the dendrite in order to prevent a short circuit due to the growth of the dendrite.

しかしながら、特許文献1は、曲路率のみに着目しており、デンドライトの形状の制御については考慮していない。この点からも、特許文献1に開示のセパレータの構造は、デンドライトの成長を十分に抑制するためには未だ十分とは言えないと考えられる。 However, Patent Document 1 focuses only on the curvature ratio and does not consider the control of the shape of the dendrite. From this point as well, it is considered that the structure of the separator disclosed in Patent Document 1 is not yet sufficient to sufficiently suppress the growth of dendrites.

本発明は、以下の[1]〜[5]に示す発明を含む。
[1]ポリオレフィン多孔質フィルムを含有する非水電解液二次電池用セパレータであって、曲路率と膜厚との積である経路長が、22μm以上、38μm以下であり、水分率が、前記非水電解液二次電池用セパレータの総重量に対して0.2重量%以上、0.7重量%以下である、非水電解液二次電池用セパレータ。
[2]多孔質層と、前記ポリオレフィン多孔質フィルムとが積層された構造を有し、前記多孔質層が樹脂を含む、[1]に記載の非水電解液二次電池用セパレータ。
[3]前記樹脂が含窒素芳香族樹脂である、[2]に記載の非水電解液二次電池用セパレータ。
[4]正極と、[1]〜[3]の何れか1つに記載の非水電解液二次電池用セパレータと、負極とがこの順で配置されている、非水電解液二次電池用部材。
[5][1]〜[3]の何れか1つに記載の非水電解液二次電池用セパレータを含む、非水電解液二次電池。
The present invention includes the inventions shown in the following [1] to [5].
[1] A separator for a non-aqueous electrolytic solution secondary battery containing a polyolefin porous film, wherein the path length, which is the product of the curvature ratio and the film thickness, is 22 μm or more and 38 μm or less, and the water content is high. A separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery, which is 0.2% by weight or more and 0.7% by weight or less with respect to the total weight of the separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery.
[2] The separator for a non-aqueous electrolytic solution secondary battery according to [1], which has a structure in which a porous layer and the polyolefin porous film are laminated, and the porous layer contains a resin.
[3] The separator for a non-aqueous electrolytic solution secondary battery according to [2], wherein the resin is a nitrogen-containing aromatic resin.
[4] Non-aqueous electrolyte secondary battery in which the positive electrode, the separator for the non-aqueous electrolyte secondary battery according to any one of [1] to [3], and the negative electrode are arranged in this order. Materials.
[5] A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising the separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to any one of [1] to [3].

本発明の一実施形態に係る非水電解液二次電池用セパレータは、優れたイオン透過性を有し、かつ、負極にて析出するデンドライトの成長による短絡の発生が十分に抑制された非水電解液二次電池を提供することができるという効果を奏する。 The separator for a non-aqueous electrolytic solution secondary battery according to an embodiment of the present invention has excellent ion permeability, and the occurrence of a short circuit due to the growth of dendrite deposited on the negative electrode is sufficiently suppressed. It has the effect of being able to provide an electrolytic solution secondary battery.

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

[実施形態1:非水電解液二次電池用セパレータ]
本発明の実施形態1に係る非水電解液二次電池用セパレータ(以下、「セパレータ1」とも称する)は、ポリオレフィン多孔質フィルムを含有する非水電解液二次電池用セパレータであって、曲路率と膜厚との積である経路長が、22μm以上、38μm以下であり、水分率が、前記非水電解液二次電池用セパレータの総重量に対して0.2重量%以上、0.7重量%以下である。
[Embodiment 1: Separator for non-aqueous electrolyte secondary battery]
The separator for a non-aqueous electrolytic solution secondary battery according to the first embodiment of the present invention (hereinafter, also referred to as “separator 1”) is a separator for a non-aqueous electrolytic solution secondary battery containing a polyolefin porous film, and is curved. The path length, which is the product of the road ratio and the film thickness, is 22 μm or more and 38 μm or less, and the water content is 0.2% by weight or more and 0, based on the total weight of the separator for the non-aqueous electrolyte secondary battery. It is 0.7% by weight or less.

(1.セパレータ1の構造)
セパレータ1は、ポリオレフィン多孔質フィルムを含み、好ましくは、ポリオレフィン多孔質フィルムからなる。
(1. Structure of separator 1)
The separator 1 contains a polyolefin porous film, preferably made of a polyolefin porous film.

ここで、「ポリオレフィン多孔質フィルム」とは、ポリオレフィン系樹脂を主成分とする多孔質フィルムである。また、「ポリオレフィン系樹脂を主成分とする」とは、多孔質フィルムに占めるポリオレフィン系樹脂の割合が、多孔質フィルムを構成する材料全体の50体積%以上、好ましくは90体積%以上であり、より好ましくは95体積%以上であることを意味する。 Here, the "polyolefin porous film" is a porous film containing a polyolefin-based resin as a main component. Further, "mainly composed of a polyolefin resin" means that the ratio of the polyolefin resin to the porous film is 50% by volume or more, preferably 90% by volume or more of the whole material constituting the porous film. More preferably, it means that it is 95% by volume or more.

前記ポリオレフィン多孔質フィルムは、オレフィン系樹脂を主成分とし、その内部に連結した細孔を多数有しており、一方の面から他方の面に気体および液体を通過させることが可能となっている。なお、以下、前記ポリオレフィン多孔質フィルムを、単に「多孔質フィルム」とも称する。 The polyolefin porous film contains an olefin resin as a main component and has a large number of pores connected to the inside thereof, so that gas and liquid can pass from one surface to the other. .. Hereinafter, the polyolefin porous film is also simply referred to as a "porous film".

前記ポリオレフィンには、重量平均分子量が5×10〜15×10である高分子量成分が含まれていることがより好ましい。特に、前記ポリオレフィンに重量平均分子量が100万以上の高分子量成分が含まれていると、本発明の一実施形態に係る非水電解液二次電池用セパレータの強度が向上するため、より好ましい。 Wherein the polyolefin is more preferably contains high molecular weight component having a weight average molecular weight of 5 × 10 5 ~15 × 10 6 . In particular, it is more preferable that the polyolefin contains a high molecular weight component having a weight average molecular weight of 1 million or more because the strength of the separator for a non-aqueous electrolytic solution secondary battery according to one embodiment of the present invention is improved.

前記ポリオレフィンとしては、例えば、エチレン、プロピレン、1−ブテン、4−メチル−1−ペンテンおよび1−ヘキセン等の単量体を重合してなる、単独重合体または共重合体が挙げられる。 Examples of the polyolefin include homopolymers and copolymers obtained by polymerizing monomers such as ethylene, propylene, 1-butene, 4-methyl-1-pentene and 1-hexene.

前記単独重合体としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテンを挙げることができる。また、前記共重合体としては、例えばエチレン−プロピレン共重合体を挙げることができる。 Examples of the homopolymer include polyethylene, polypropylene, and polybutene. Further, as the copolymer, for example, an ethylene-propylene copolymer can be mentioned.

このうち、過大電流が流れることをより低温で阻止することができるため、前記ポリオレフィンとしては、ポリエチレンがより好ましい。なお、この「過大電流が流れることを阻止すること」をシャットダウンともいう。 Of these, polyethylene is more preferable as the polyolefin because it can prevent an excessive current from flowing at a lower temperature. Note that this "preventing the flow of excessive current" is also referred to as shutdown.

前記ポリエチレンとしては、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状ポリエチレン(エチレン−α−オレフィン共重合体)、重量平均分子量が100万以上の超高分子量ポリエチレン等が挙げられる。このうち、前記ポリエチレンとしては、重量平均分子量が100万以上の超高分子量ポリエチレンがさらに好ましい。 Examples of the polyethylene include low-density polyethylene, high-density polyethylene, linear polyethylene (ethylene-α-olefin copolymer), ultra-high molecular weight polyethylene having a weight average molecular weight of 1 million or more, and the like. Of these, as the polyethylene, ultra-high molecular weight polyethylene having a weight average molecular weight of 1 million or more is more preferable.

前記多孔質フィルムの目付は、強度、膜厚、重量およびハンドリング性を考慮して適宜決定することができる。ただし、非水電解液二次電池の重量エネルギー密度および体積エネルギー密度を高くすることができるように、前記目付は、4〜20g/mであることが好ましく、4〜12g/mであることがより好ましく、5〜10g/mであることがさらに好ましい。 The basis weight of the porous film can be appropriately determined in consideration of strength, film thickness, weight and handleability. However, to be able to increase the weight energy density and volume energy density of the nonaqueous electrolyte secondary battery, wherein the basis weight is preferably 4~20g / m 2, is 4~12g / m 2 More preferably, it is more preferably 5 to 10 g / m 2 .

前記多孔質フィルムの透気度は、ガーレ値で30〜500s/100mLであることが好ましく、50〜300s/100mLであることがより好ましい。前記多孔質フィルムが前述の範囲内の透気度を有することにより、前記多孔質フィルムは充分なイオン透過性を得ることができる。 The air permeability of the porous film is preferably 30 to 500 s / 100 mL, more preferably 50 to 300 s / 100 mL in terms of Gale value. When the porous film has an air permeability within the above range, the porous film can obtain sufficient ion permeability.

前記多孔質フィルムの空隙率は、電解液の保持量を高めると共に、過大電流が流れることをより低温で確実に阻止する機能を得ることができるように、20〜80体積%であることが好ましく、30〜75体積%であることがより好ましい。 The porosity of the porous film is preferably 20 to 80% by volume so that the retention amount of the electrolytic solution can be increased and the function of reliably blocking the flow of an excessive current at a lower temperature can be obtained. , 30-75% by volume, more preferably.

また、前記多孔質フィルムが有する細孔の孔径は、充分なイオン透過性を得ることができ、かつ、正極および負極への粒子の入り込みを防止することができるように、0.3μm以下であることが好ましく、0.14μm以下であることがより好ましい。 Further, the pore diameter of the pores of the porous film is 0.3 μm or less so that sufficient ion permeability can be obtained and particles can be prevented from entering the positive electrode and the negative electrode. It is preferably 0.14 μm or less, and more preferably 0.14 μm or less.

セパレータ1は、ポリオレフィン多孔質フィルム以外に、接着層、耐熱層、保護層等のその他の層をさらに備えていてもよい。 The separator 1 may further include other layers such as an adhesive layer, a heat-resistant layer, and a protective layer in addition to the polyolefin porous film.

(2.ポリオレフィン多孔質フィルムの製造方法)
前記多孔質フィルムの製造方法としては、例えば以下の方法を挙げることができる。すなわち、まず、ポリオレフィン系樹脂と、無機充填剤または可塑剤等の孔形成剤と、任意で酸化防止剤等とを混練してポリオレフィン系樹脂組成物を得る。その後、前記ポリオレフィン系樹脂組成物を押し出すことにより、シート状のポリオレフィン樹脂組成物を作成する。そして、適当な溶媒にて孔形成剤をシート状のポリオレフィン樹脂組成物から除去する。その後、当該孔形成剤が除去されたポリオレフィン樹脂組成物を延伸することで、ポリオレフィン多孔質フィルムを製造することができる。
(2. Method for producing porous polyolefin film)
Examples of the method for producing the porous film include the following methods. That is, first, a polyolefin-based resin, a pore-forming agent such as an inorganic filler or a plasticizer, and optionally an antioxidant or the like are kneaded to obtain a polyolefin-based resin composition. Then, the polyolefin-based resin composition is extruded to prepare a sheet-shaped polyolefin resin composition. Then, the pore-forming agent is removed from the sheet-shaped polyolefin resin composition with an appropriate solvent. Then, the polyolefin resin composition from which the pore-forming agent has been removed is stretched to produce a polyolefin porous film.

前記無機充填剤としては、特に限定されるものではなく、無機フィラー、具体的には炭酸カルシウム等が挙げられる。前記可塑剤としては、特に限定されるものではなく、流動パラフィン等の低分子量の炭化水素が挙げられる。 The inorganic filler is not particularly limited, and examples thereof include an inorganic filler, specifically calcium carbonate and the like. The plasticizer is not particularly limited, and examples thereof include low molecular weight hydrocarbons such as liquid paraffin.

前記多孔質フィルムの製造方法として、例えば、以下に示す工程を含む方法を挙げることができる。
(i)重量平均分子量が100万以上の超高分子量ポリエチレンと、重量平均分子量が1万以下の低分子量ポリエチレンと、炭酸カルシウムまたは可塑剤等の孔形成剤と、酸化防止剤とを混練してポリオレフィン樹脂組成物を得る工程。
(ii)得られたポリオレフィン樹脂組成物を段階的に冷却し、シートを成形する工程。
(iii)得られたシートの中から適当な溶媒にて孔形成剤を除去する工程。
(iv)孔形成剤が除去されたシートを適当な延伸倍率にて延伸する工程。
Examples of the method for producing the porous film include a method including the following steps.
(I) Kneading an ultra-high molecular weight polyethylene having a weight average molecular weight of 1 million or more, a low molecular weight polyethylene having a weight average molecular weight of 10,000 or less, a pore-forming agent such as calcium carbonate or a plasticizer, and an antioxidant. A step of obtaining a polyolefin resin composition.
(Ii) A step of stepwise cooling the obtained polyolefin resin composition to form a sheet.
(Iii) A step of removing the pore-forming agent from the obtained sheet with an appropriate solvent.
(Iv) A step of stretching a sheet from which the pore-forming agent has been removed at an appropriate stretching ratio.

(3.経路長)
本発明の一実施形態における経路長は、本発明の一実施形態に係る非水電解液二次電池用セパレータの曲路率と、当該非水電解液二次電池用セパレータの膜厚との積であり、当該非水電解液二次電池用セパレータの孔の平均経路長、すなわち貫通孔の平均経路長を意味する。
(3. Path length)
The path length in one embodiment of the present invention is the product of the bending ratio of the separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to the embodiment of the present invention and the film thickness of the separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery. This means the average path length of the holes of the separator for the non-aqueous electrolyte secondary battery, that is, the average path length of the through holes.

経路長の測定方法としては、例えば、以下の(a)および(b)に示す方法を挙げることができる。
(a)非水電解液二次電池用セパレータの抵抗値から曲路率を算出する。
(b)算出された曲路率に、非水電解液二次電池用セパレータの膜厚(μm)を乗じることによって、前記経路長を算出する。
Examples of the method for measuring the path length include the methods shown in (a) and (b) below.
(A) The curvature ratio is calculated from the resistance value of the separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery.
(B) The path length is calculated by multiplying the calculated curvature ratio by the film thickness (μm) of the separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery.

ここで、曲路率とは、非水電解液二次電池用セパレータの単位膜厚当たりの貫通孔の平均経路長であり、「くねり度」とも呼称される値である。すなわち、非水電解液二次電池用セパレータの曲路率は、非水電解液二次電池用セパレータの経路長を、非水電解液二次電池用セパレータの膜厚で除した値である。 Here, the curvature ratio is the average path length of the through holes per unit film thickness of the separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery, and is also called the “waviness degree”. That is, the curvature ratio of the separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery is a value obtained by dividing the path length of the separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery by the film thickness of the separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery.

前記曲路率は、例えば、以下に示す方法にて測定することができる。まず、非水電解液二次電池用セパレータを電解液に完全に浸した状態の測定用セルを作製する。次に、前記測定用セルを使用して、交流インピーダンス法にて、非水電解液二次電池用セパレータの抵抗値を測定する。抵抗値の測定には、市販の交流インピーダンス測定装置を使用することができる。 The curvature ratio can be measured by, for example, the method shown below. First, a measurement cell in a state in which the separator for a non-aqueous electrolytic solution secondary battery is completely immersed in the electrolytic solution is prepared. Next, using the measurement cell, the resistance value of the separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery is measured by the AC impedance method. A commercially available AC impedance measuring device can be used for measuring the resistance value.

その後、測定された抵抗値R(Ω・cm)、前記電解液の比抵抗r(Ω・cm)、並びに、非水電解液二次電池用セパレータの空隙率ε(%)および膜厚d(cm)を用いて、以下の式(1)に基づき、前記曲路率(T)を算出する。
T=[{(R×ε)/100}/(r×d)]1/2 ・・(1)
非水電解液二次電池として例えばリチウムイオン二次電池を用い、充放電を繰り返した場合、負極においてリチウム(Li)が析出する。その結果、負極において、析出したLiからなるデンドライトが生成する。ここで、デンドライトとは樹状の結晶を意味する。以下、前記析出したLiからなるデンドライトを「Liデンドライト」とも称する。
After that, the measured resistance value R (Ω · cm 2 ), the specific resistance r (Ω · cm) of the electrolytic solution, and the void ratio ε (%) and the film thickness d of the separator for the non-aqueous electrolytic solution secondary battery. Using (cm), the curve resistivity (T) is calculated based on the following formula (1).
T = [{(R × ε) / 100} / (r × d)] 1/2 ... (1)
When, for example, a lithium ion secondary battery is used as the non-aqueous electrolyte secondary battery and charging and discharging are repeated, lithium (Li) is deposited on the negative electrode. As a result, dendrites composed of precipitated Li are generated at the negative electrode. Here, dendrite means a dendritic crystal. Hereinafter, the dendrite composed of the precipitated Li is also referred to as "Li dendrite".

充放電をさらに繰り返すと、負極においてLiが更に析出し、前記Liデンドライトは成長する。その際、Liは、Liデンドライトにおける枝の末端部分に優先的に析出するため、当該Liデンドライトは、その枝方向に伸長する。 When charging and discharging are repeated further, Li is further precipitated at the negative electrode, and the Li dendrite grows. At that time, Li preferentially precipitates at the terminal portion of the branch in the Li dendrite, so that the Li dendrite extends in the branch direction.

その結果、前記Liデンドライトの枝方向に伸長した部分が、リチウムイオン二次電池用セパレータにおける孔、すなわち貫通孔中を伝って正極へ到達することにより、微細短絡が発生すると考えられる。 As a result, it is considered that a fine short circuit occurs when the portion of the lidendrite extending in the branch direction reaches the positive electrode through the hole in the lithium ion secondary battery separator, that is, the through hole.

前記経路長が22μm以上である場合、前記貫通孔の曲路率および長さは、デンドライトが前記貫通孔中を伸長しにくい曲路率および長さとなる。そのため、微細短絡を発生し難くすることができる。微細短絡の発生をより効率的に抑制する観点から、前記経路長は、27μm以上であることがより好ましく、27.5μm以上であることが特に好ましい。 When the path length is 22 μm or more, the curve ratio and length of the through hole are such that the dendrite does not easily extend in the through hole. Therefore, it is possible to make it difficult for a minute short circuit to occur. From the viewpoint of more efficiently suppressing the occurrence of micro short circuits, the path length is more preferably 27 μm or more, and particularly preferably 27.5 μm or more.

一方、前記貫通孔は、正極と負極との間をイオンが移動する経路でもある。よって、前記経路長が過剰に大きくなると、正負極間でのイオンの移動距離が過剰に長くなるため、前記セパレータのイオン伝導性が低下し、イオン透過性が悪化し得る。その結果、前記セパレータを備えるリチウムイオン二次電池の電池性能が低下し得る。 On the other hand, the through hole is also a path for ions to move between the positive electrode and the negative electrode. Therefore, if the path length becomes excessively large, the moving distance of ions between the positive and negative electrodes becomes excessively long, so that the ion conductivity of the separator may decrease and the ion permeability may deteriorate. As a result, the battery performance of the lithium ion secondary battery provided with the separator may deteriorate.

そのため、前記経路長は、38μm以下であり、35μm以下であることが好ましく、30μm以下であることがより好ましい。 Therefore, the path length is 38 μm or less, preferably 35 μm or less, and more preferably 30 μm or less.

また、前記曲路率は、優れたイオン透過性を有しつつ、デンドライトが貫通孔中を伸長することを効率よく阻害するため、1.3以上2.5以下であることが好ましく、1.5以上2.0以下であることがより好ましく、1.6以上1.9以下であることが特に好ましい。 Further, the curvature ratio is preferably 1.3 or more and 2.5 or less in order to efficiently inhibit the dendrite from extending in the through hole while having excellent ion permeability. It is more preferably 5 or more and 2.0 or less, and particularly preferably 1.6 or more and 1.9 or less.

セパレータ1の曲路率は、ポリオレフィン多孔質フィルムの曲路率、または、ポリオレフィン多孔質フィルムおよび前記その他の層(接着層等)を備えたセパレータの曲路率となる。 The bending ratio of the separator 1 is the bending ratio of the polyolefin porous film or the bending ratio of the separator provided with the polyolefin porous film and the other layer (adhesive layer or the like).

さらに、非水電解液二次電池用セパレータの膜厚は、前記微細短絡が発生するまでに必要なデンドライトの移動距離を十分に長くし、かつ、良好なイオン伝導性を保持しうる膜厚であることが好ましい。 Further, the film thickness of the separator for the non-aqueous electrolyte secondary battery is such that the moving distance of the dendrite required until the fine short circuit occurs is sufficiently long and the film thickness can maintain good ionic conductivity. It is preferable to have.

係る観点から、セパレータ1の膜厚は、9μm以上29μm以下であることが好ましく、9μm以上20μm以下であることがより好ましく、9μm以上15μm以下であることが特に好ましい。 From this point of view, the film thickness of the separator 1 is preferably 9 μm or more and 29 μm or less, more preferably 9 μm or more and 20 μm or less, and particularly preferably 9 μm or more and 15 μm or less.

なお、セパレータ1が前記その他の層を備えない場合のポリオレフィン多孔質フィルムの膜厚も、9μm以上29μm以下であることが好ましく、9μm以上20μm以下であることがより好ましく、9μm以上15μm以下であることが特に好ましい。 The film thickness of the polyolefin porous film when the separator 1 does not include the other layers is also preferably 9 μm or more and 29 μm or less, more preferably 9 μm or more and 20 μm or less, and 9 μm or more and 15 μm or less. Is particularly preferred.

セパレータ1の前記膜厚は、ポリオレフィン多孔質フィルムの膜厚、または、ポリオレフィン多孔質フィルムの膜厚と、前記その他の層(接着層等)の膜厚との和となる。 The film thickness of the separator 1 is the film thickness of the polyolefin porous film or the film thickness of the polyolefin porous film and the film thickness of the other layers (adhesive layer, etc.).

以上説明したように、前記経路長は、前記セパレータの孔構造の複雑さおよび孔の長さと、前記セパレータのイオン伝導性とを表している。前記経路長が22μm以上、38μm以下である非水電解液二次電池用セパレータは、デンドライトの伸長を阻害するために好適な曲路率と長さとを兼ね備えた貫通孔を有し、かつ、良好なイオン伝導性、すなわち優れたイオン透過性を有するセパレータであると言える。 As described above, the path length represents the complexity and pore length of the pore structure of the separator and the ionic conductivity of the separator. The separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery having a path length of 22 μm or more and 38 μm or less has a through hole having a suitable bending ratio and length for inhibiting dendrite elongation, and is good. It can be said that it is a separator having excellent ion conductivity, that is, excellent ion permeability.

(4.水分率)
本発明の一実施形態における水分率は、本発明の一実施形態に係る非水電解液二次電池用セパレータの総重量(全体の重量)に対する、当該セパレータが含有する水の重量の割合を意味する。よって、前記水分率の単位は重量%である。
(4. Moisture content)
The water content in one embodiment of the present invention means the ratio of the weight of water contained in the separator to the total weight (total weight) of the separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to the embodiment of the present invention. To do. Therefore, the unit of the water content is% by weight.

非水電解液二次電池として、例えばリチウムイオン二次電池を用い、充放電を繰り返した場合、水分が少ない環境下では、負極にて生成するLiデンドライトの枝部分が細くなり、Liデンドライトは針状に近くなる。一方、水分が多い環境下では、負極にて生成するLiデンドライトの枝部分が太くなり、Liデンドライトは球状に近くなる。 When, for example, a lithium ion secondary battery is used as a non-aqueous electrolyte secondary battery and charging and discharging are repeated, the branch portion of the lidendrite generated at the negative electrode becomes thin in an environment with low water content, and the lidendrite becomes a needle. It becomes close to the shape. On the other hand, in an environment with a large amount of water, the branch portion of the Lidendrite generated at the negative electrode becomes thicker, and the Lidendrite becomes nearly spherical.

ここで、Liデンドライトが針状に近いほど、Liデンドライトが成長する際に、その針の末端方向、すなわち枝方向に伸長し易くなる。逆に、Liデンドライトが球状に近いほど、Liデンドライトが成長する際に、枝方向に伸長し難くなる。 Here, the closer the Lidendrite is to a needle shape, the easier it is for the Lidendrite to extend toward the end of the needle, that is, in the branch direction when the Lidendrite grows. On the contrary, the closer the Lidendrite is to a spherical shape, the more difficult it is for the Lidendrite to grow in the branch direction.

よって、前記水分率が大きい場合、Liデンドライトの正極方向への成長速度が遅くなるため、Liデンドライトが正極へ到達するまでの時間を長くすることができる。その結果、微細短絡の発生を抑制することができる。 Therefore, when the water content is large, the growth rate of the Lidendrite in the positive electrode direction becomes slow, so that the time until the Lidendrite reaches the positive electrode can be lengthened. As a result, the occurrence of fine short circuits can be suppressed.

前記水分率が0.2重量%以上である場合、デンドライトの形状を針状ではなく、球状に近づけることができる。そのため、微細短絡を発生し難くすることができる。 When the water content is 0.2% by weight or more, the shape of the dendrite can be made closer to a spherical shape instead of a needle shape. Therefore, it is possible to make it difficult for a minute short circuit to occur.

微細短絡の発生をより効率的に抑制する観点から、前記水分率は、0.3重量%以上であることがより好ましく、0.4重量%以上であることが特に好ましい。 From the viewpoint of more efficiently suppressing the occurrence of micro short circuits, the water content is more preferably 0.3% by weight or more, and particularly preferably 0.4% by weight or more.

一方、非水電解液二次電池は、水が存在する環境下では性能が低下する場合があることが知られている。よって、前記水分率が過剰に大きい場合、本発明の一実施形態に係る非水電解液二次電池用セパレータを備える非水電解液二次電池の電池性能が低下し得る。 On the other hand, it is known that the performance of a non-aqueous electrolyte secondary battery may deteriorate in an environment in which water is present. Therefore, when the water content is excessively large, the battery performance of the non-aqueous electrolyte secondary battery provided with the separator for the non-aqueous electrolyte secondary battery according to the embodiment of the present invention may deteriorate.

そのため、前記水分率は、0.7重量%以下であり、0.65重量%以下であることが好ましく、0.62重量%以下であることがより好ましい。 Therefore, the water content is 0.7% by weight or less, preferably 0.65% by weight or less, and more preferably 0.62% by weight or less.

前記水分率は、例えば、市販のカール・フィッシャー水分率計を用いて測定することができる。 The moisture content can be measured using, for example, a commercially available Karl Fischer titer.

(5.経路長および水分率の調整)
「2.ポリオレフィン多孔質フィルムの製造方法」で説明した多孔質フィルムの製造方法は、前記工程(iv)の後に、延伸されたフィルムを適当な溶媒にて洗浄し、乾燥する工程を含み得る。また、前記フィルムを乾燥する工程の後に、乾燥したフィルムを熱固定する工程をさらに含んでもよい。
(5. Adjustment of path length and water content)
The method for producing a porous film described in "2. Method for producing a polyolefin porous film" may include a step of washing the stretched film with an appropriate solvent and drying it after the step (iv). Further, after the step of drying the film, a step of heat-fixing the dried film may be further included.

前記工程(iv)における延伸倍率、延伸温度および延伸時の歪速度の比率等の延伸条件を好適に制御することによって、得られる多孔質フィルム内部の孔の複雑性および長さ等を制御することができる。 By suitably controlling the stretching conditions such as the stretching ratio, the stretching temperature, and the ratio of the strain rate during stretching in the step (iv), the complexity and length of the pores inside the obtained porous film can be controlled. Can be done.

また、前記熱固定する工程を含む場合には、前記熱固定温度および熱固定の時間等の熱固定条件を好適に制御することによって、前記孔の複雑性および長さ等を制御することができる。その結果、前記多孔質フィルムの経路長を好適な値に制御することができる。 Further, when the heat fixing step is included, the complexity and length of the holes can be controlled by suitably controlling the heat fixing conditions such as the heat fixing temperature and the heat fixing time. .. As a result, the path length of the porous film can be controlled to a suitable value.

前記延伸倍率は、3.0倍以上、7.0倍以下であることが好ましく、4.5倍以上、6.0倍以下であることがより好ましい。 The draw ratio is preferably 3.0 times or more and 7.0 times or less, and more preferably 4.5 times or more and 6.0 times or less.

前記延伸温度は、80℃以上、125℃以下であることが好ましく、100℃以上、120℃以下であることがより好ましい。 The stretching temperature is preferably 80 ° C. or higher and 125 ° C. or lower, and more preferably 100 ° C. or higher and 120 ° C. or lower.

前記延伸時の歪速度の比率(MD/TD)は、0.2以上、2.8以下であることが好ましく、0.5以上1.5以下であることがより好ましい。 The strain rate ratio (MD / TD) during stretching is preferably 0.2 or more and 2.8 or less, and more preferably 0.5 or more and 1.5 or less.

なお、本明細書において、多孔質フィルムのMD(Machine Direction)とは、多孔質フィルムの製造時の搬送方向を意味している。また、多孔質フィルムのTD(Transverse Direction)とは、多孔質フィルムのMDに垂直な方向を意味している。 In addition, in this specification, MD (Machine Direction) of a porous film means the transport direction at the time of manufacturing a porous film. Further, the TD (Transverse Direction) of the porous film means a direction perpendicular to the MD of the porous film.

前記熱固定温度は、100℃以上、150℃以下であることが好ましく、110℃以上、140℃以下であることがより好ましい。 The heat fixing temperature is preferably 100 ° C. or higher and 150 ° C. or lower, and more preferably 110 ° C. or higher and 140 ° C. or lower.

前記熱固定の時間は、1分以上、60分以下であることが好ましく、1分以上、30分以下であることがより好ましい。 The heat fixing time is preferably 1 minute or more and 60 minutes or less, and more preferably 1 minute or more and 30 minutes or less.

ポリオレフィンは、吸水性能が低い樹脂であることが知られている。よって、ポリオレフィンを主成分とする前記多孔質フィルムは、通常、水分率が低くなる。一方、前記多孔質フィルムに対して、親水化処理を行うことによって、前記多孔質フィルムの水分率を向上させ、好適な値に制御することができる。 Polyolefin is known to be a resin having low water absorption performance. Therefore, the porous film containing polyolefin as a main component usually has a low water content. On the other hand, by subjecting the porous film to a hydrophilic treatment, the water content of the porous film can be improved and controlled to a suitable value.

前記親水化処理としては、例えば、コロナ処理、プラズマ処理、電子線照射処理、オゾン処理等の親水化処理、および、界面活性剤を含む水を噴霧する処理等から選ばれる1以上の方法を挙げることができる。 Examples of the hydrophilization treatment include one or more methods selected from a hydrophilization treatment such as corona treatment, plasma treatment, electron beam irradiation treatment, ozone treatment, and a treatment of spraying water containing a surfactant. be able to.

以上説明した方法により、セパレータ1の経路長および水分率を前述の範囲に制御することができる。 By the method described above, the path length and the water content of the separator 1 can be controlled within the above ranges.

[実施形態2:多孔質層を備えた非水電解液二次電池用セパレータ]
実施形態2に係る非水電解液二次電池用セパレータは、多孔質層と、前記セパレータ1が備えるポリオレフィン多孔質フィルムとが積層された構造を有し、前記多孔質層が樹脂を含む非水電解液二次電池用セパレータである。以下、実施形態2に係る非水電解液二次電池用セパレータを「セパレータ2」とも称する。
[Embodiment 2: Separator for non-aqueous electrolyte secondary battery provided with a porous layer]
The separator for a non-aqueous electrolytic solution secondary battery according to the second embodiment has a structure in which a porous layer and a polyolefin porous film included in the separator 1 are laminated, and the porous layer is a non-aqueous layer containing a resin. This is a separator for an electrolyte secondary battery. Hereinafter, the separator for a non-aqueous electrolytic solution secondary battery according to the second embodiment is also referred to as “separator 2”.

(1.セパレータ2の構造)
セパレータ2は、ポリオレフィン多孔質フィルムの片面または両面に、多孔質層が積層された構造を有する。ポリオレフィン多孔質フィルムについては、実施形態1で説明したとおりである。
(1. Structure of separator 2)
The separator 2 has a structure in which a porous layer is laminated on one side or both sides of a polyolefin porous film. The polyolefin porous film is as described in the first embodiment.

前記多孔質層は、本発明の一実施形態に係る非水電解液二次電池用セパレータを構成する部材として、非水電解液二次電池において、ポリオレフィン多孔質フィルムと、正極および負極の少なくともいずれか一方との間に配置され得る。 The porous layer is a member constituting the separator for the non-aqueous electrolyte secondary battery according to the embodiment of the present invention. In the non-aqueous electrolyte secondary battery, the porous polyolefin film and at least one of a positive electrode and a negative electrode are used. It can be placed between one and the other.

前記多孔質層は、非水電解液二次電池において、正極および負極の少なくともいずれか一方の活物質層上に形成され得る。前記多孔質層は、前記ポリオレフィン多孔質フィルムと、正極および負極の少なくともいずれか一方との間に、これらと接するように配置されてもよい。前記ポリオレフィン多孔質フィルムと、正極および負極の少なくともいずれか一方との間に配置される多孔質層は1層でもよく2層以上であってもよい。 The porous layer can be formed on at least one of the active material layer of the positive electrode and the negative electrode in the non-aqueous electrolytic solution secondary battery. The porous layer may be arranged between the polyolefin porous film and at least one of a positive electrode and a negative electrode so as to be in contact with them. The porous layer arranged between the polyolefin porous film and at least one of the positive electrode and the negative electrode may be one layer or two or more layers.

前記多孔質層は、樹脂を含む。前記多孔質層は、絶縁性の樹脂を含む絶縁性の多孔質層であることが好ましい。 The porous layer contains a resin. The porous layer is preferably an insulating porous layer containing an insulating resin.

前記ポリオレフィン多孔質フィルムの片面に前記多孔質層が積層される場合、当該多孔質層は、好ましくは、非水電解液二次電池において、前記ポリオレフィン多孔質フィルムが有する面のうち、正極と対向する面に積層される。より好ましくは、前記多孔質層は、非水電解液二次電池において、正極と接する面に積層される。 When the porous layer is laminated on one side of the polyolefin porous film, the porous layer preferably faces the positive electrode among the surfaces of the polyolefin porous film in the non-aqueous electrolyte secondary battery. It is laminated on the surface to be used. More preferably, the porous layer is laminated on the surface in contact with the positive electrode in the non-aqueous electrolyte secondary battery.

(2.樹脂)
前記樹脂は、電池の電解液に不溶であり、また、その電池の使用範囲において電気化学的に安定であることが好ましい。
(2. Resin)
It is preferable that the resin is insoluble in the electrolytic solution of the battery and is electrochemically stable in the range of use of the battery.

前記樹脂としては、例えば、ポリオレフィン;(メタ)アクリレート系樹脂;含窒素芳香族樹脂;含フッ素樹脂;ポリアミド系樹脂;ポリイミド系樹脂;ポリエステル系樹脂;ゴム類;融点またはガラス転移温度が180℃以上の樹脂;水溶性ポリマー;ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリエーテルエーテルケトン等が挙げられる。 Examples of the resin include polyolefin; (meth) acrylate-based resin; nitrogen-containing aromatic resin; fluorine-containing resin; polyamide-based resin; polyimide-based resin; polyester-based resin; rubbers; melting point or glass transition temperature of 180 ° C. or higher. Resin; water-soluble polymer; polycarbonate, polyacetal, polyether ether ketone and the like.

前述の樹脂のうち、ポリオレフィン、(メタ)アクリレート系樹脂、含フッ素樹脂、含窒素芳香族樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂および水溶性ポリマーからなる群より選ばれる1以上の樹脂が好ましい。 Among the above-mentioned resins, one or more resins selected from the group consisting of polyolefins, (meth) acrylate-based resins, fluorine-containing resins, nitrogen-containing aromatic resins, polyamide-based resins, polyester-based resins, and water-soluble polymers are preferable.

また、前記樹脂としては、含窒素芳香族樹脂であることが特に好ましい。前記含窒素芳香族樹脂は、アミド結合等の窒素を介した結合を備えるため、吸水性に優れる。従って、前記樹脂が含窒素芳香族樹脂であることによって、前記多孔質層の水分率を好適に向上させることができる。その結果、前記多孔質層を含む非水電解液二次電池用セパレータの水分率を好適な範囲に制御できる。 Further, the resin is particularly preferably a nitrogen-containing aromatic resin. Since the nitrogen-containing aromatic resin has a nitrogen-mediated bond such as an amide bond, it is excellent in water absorption. Therefore, when the resin is a nitrogen-containing aromatic resin, the water content of the porous layer can be suitably improved. As a result, the water content of the separator for a non-aqueous electrolytic solution secondary battery containing the porous layer can be controlled within a suitable range.

前記ポリオレフィンとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、及びエチレン−プロピレン共重合体等が好ましい。 As the polyolefin, polyethylene, polypropylene, polybutene, ethylene-propylene copolymer and the like are preferable.

前記含フッ素樹脂としては、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリテトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、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、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−トリクロロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−フッ化ビニル共重合体、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン共重合体およびエチレン−テトラフルオロエチレン共重合体等、並びに、前記含フッ素樹脂の中でもガラス転移温度が23℃以下である含フッ素ゴムを挙げることができる。 Examples of the fluororesin include polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, and tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether. Polymer, vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer, vinylidene fluoride-trifluoroethylene copolymer, vinylidene fluoride-trichloroethylene copolymer, vinylidene fluoride-vinyl fluoride copolymer, vinylidene fluoride-hexa Examples thereof include fluoropropylene-tetrafluoroethylene copolymers, ethylene-tetrafluoroethylene copolymers, and the fluoropolymers among the fluororesins having a glass transition temperature of 23 ° C. or lower.

前記ポリアミド系樹脂としては、含窒素芳香族樹脂に該当するポリアミド系樹脂であることが好ましく、芳香族ポリアミドおよび全芳香族ポリアミドなどのアラミド樹脂であることが特に好ましい。 The polyamide-based resin is preferably a polyamide-based resin corresponding to a nitrogen-containing aromatic resin, and particularly preferably an aramid resin such as an aromatic polyamide and a totally aromatic polyamide.

前記アラミド樹脂としては、例えば、ポリ(パラフェニレンテレフタルアミド)、ポリ(メタフェニレンイソフタルアミド)、ポリ(パラベンズアミド)、ポリ(メタベンズアミド)、ポリ(4,4’−ベンズアニリドテレフタルアミド)、ポリ(パラフェニレン−4,4’−ビフェニレンジカルボン酸アミド)、ポリ(メタフェニレン−4,4’−ビフェニレンジカルボン酸アミド)、ポリ(パラフェニレン−2,6−ナフタレンジカルボン酸アミド)、ポリ(メタフェニレン−2,6−ナフタレンジカルボン酸アミド)、ポリ(2−クロロパラフェニレンテレフタルアミド)、パラフェニレンテレフタルアミド/2,6−ジクロロパラフェニレンテレフタルアミド共重合体、メタフェニレンテレフタルアミド/2,6−ジクロロパラフェニレンテレフタルアミド共重合体等が挙げられる。このうち、ポリ(パラフェニレンテレフタルアミド)がより好ましい。 Examples of the aramid resin include poly (paraphenylene terephthalamide), poly (metaphenylene isophthalamide), poly (parabenzamide), poly (metabenzamide), poly (4,4'-benzanilide terephthalamide), and poly. (Paraphenylene-4,4'-biphenylenedicarboxylic acid amide), poly (metaphenylene-4,4'-biphenylenedicarboxylic acid amide), poly (paraphenylene-2,6-naphthalenedicarboxylic acid amide), poly (metaphenylene) -2,6-naphthalenedicarboxylic acid amide), poly (2-chloroparaphenylene terephthalamide), paraphenylene terephthalamide / 2,6-dichloroparaphenylene terephthalamide copolymer, metaphenylene terephthalamide / 2,6-dichloro Examples thereof include paraphenylene terephthalamide copolymers. Of these, poly (paraphenylene terephthalamide) is more preferable.

前記ポリエステル系樹脂としては、ポリアリレートなどの芳香族ポリエステルおよび液晶ポリエステルが好ましい。 As the polyester-based resin, aromatic polyesters such as polyarylate and liquid crystal polyesters are preferable.

前記ゴム類としては、スチレン−ブタジエン共重合体およびその水素化物、メタ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、スチレン−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、ポリ酢酸ビニル等を挙げることができる。 Examples of the rubbers include a styrene-butadiene copolymer and its hydride, a methacrylate copolymer, an acrylonitrile-acrylic acid ester copolymer, a styrene-acrylic acid ester copolymer, an ethylene propylene rubber, and polyvinyl acetate. Can be mentioned.

前記融点またはガラス転移温度が180℃以上の樹脂としては、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、ポリエーテルアミド等を挙げることができる。 Examples of the resin having a melting point or a glass transition temperature of 180 ° C. or higher include polyphenylene ether, polysulfone, polyethersulfone, polyphenylene sulfide, polyetherimide, polyamideimide, and polyetheramide.

前記水溶性ポリマーとしては、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、セルロースエーテル、アルギン酸ナトリウム、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリメタクリル酸等を挙げることができる。 Examples of the water-soluble polymer include polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, cellulose ether, sodium alginate, polyacrylic acid, polyacrylamide, polymethacrylic acid and the like.

なお、前記樹脂としては、1種類の樹脂のみを用いてもよく、2種類以上の樹脂を組み合わせて用いてもよい。前記多孔質層における樹脂の含有率は、前記多孔質層の全重量を100重量%とすると、25〜80重量%が好ましく、30〜70重量%がより好ましい。 As the resin, only one type of resin may be used, or two or more types of resins may be used in combination. The content of the resin in the porous layer is preferably 25 to 80% by weight, more preferably 30 to 70% by weight, assuming that the total weight of the porous layer is 100% by weight.

前記樹脂は、後述のフィラーよりも吸水性に優れているため、前記樹脂で構成された部分が多いほど、前記多孔質層の水分率は調整され易くなる傾向がある。本発明の一実施形態における多孔質層において、前記樹脂の含有率が前述の範囲内であることが、前記多孔質層の水分率を好適な範囲に制御する観点から好ましい。 Since the resin is more excellent in water absorption than the filler described later, the more the portion composed of the resin, the easier it is to adjust the water content of the porous layer. In the porous layer according to the embodiment of the present invention, it is preferable that the content of the resin is within the above range from the viewpoint of controlling the water content of the porous layer within a suitable range.

(3.フィラー)
本発明の一実施形態において、前記多孔質層は、フィラーを含むことが好ましい。前記フィラーは、無機フィラーまたは有機フィラーであり得る。前記フィラーとしては、シリカ、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、アルミナ、マイカ、ゼオライト、水酸化アルミニウムおよびベーマイト等からなる群より選ばれる1以上の無機酸化物からなる無機フィラーがより好ましい。
(3. Filler)
In one embodiment of the present invention, the porous layer preferably contains a filler. The filler can be an inorganic filler or an organic filler. As the filler, an inorganic filler composed of one or more inorganic oxides selected from the group consisting of silica, calcium oxide, magnesium oxide, titanium oxide, alumina, mica, zeolite, aluminum hydroxide, boehmite and the like is more preferable.

なお、無機フィラーの吸水性を向上させるために、無機フィラー表面をシランカップリング剤等で親水化処理してもよい。 In addition, in order to improve the water absorption of the inorganic filler, the surface of the inorganic filler may be hydrophilized with a silane coupling agent or the like.

前記多孔質層における前記フィラーの含有率は、前記多孔質層の全重量を100重量%とすると、20〜80重量%が好ましく、30〜70重量%がより好ましい。前記フィラーの含有率が前述の範囲である場合、充分なイオン透過性を備えた多孔質層を得ることが容易である。 The content of the filler in the porous layer is preferably 20 to 80% by weight, more preferably 30 to 70% by weight, assuming that the total weight of the porous layer is 100% by weight. When the content of the filler is in the above range, it is easy to obtain a porous layer having sufficient ion permeability.

前記多孔質層は、前記ポリオレフィン多孔質フィルムと正極が備える正極活物質層との間に配置されることが好ましい。下記説明における多孔質層の物性は、非水電解液二次電池を構成したときに、前記ポリオレフィン多孔質フィルムと正極が備える正極活物質層との間に配置された前記多孔質層の物性を少なくとも指す。 The porous layer is preferably arranged between the polyolefin porous film and the positive electrode active material layer included in the positive electrode. The physical properties of the porous layer in the following description are the physical properties of the porous layer arranged between the polyolefin porous film and the positive electrode active material layer included in the positive electrode when a non-aqueous electrolyte secondary battery is constructed. At least point.

前記多孔質層の目付、すなわち単位面積当たりの重量は、前記多孔質層の強度、膜厚、重量およびハンドリング性を考慮して適宜決定することができる。前記多孔質層の目付は、前記多孔質層一層当たり、0.5〜3.5g/mであることが好ましく、1.0〜3.0g/mであることがより好ましい。 The basis weight, that is, the weight per unit area of the porous layer can be appropriately determined in consideration of the strength, film thickness, weight and handleability of the porous layer. The basis weight of the porous layer is preferably 0.5 to 3.5 g / m 2 and more preferably 1.0 to 3.0 g / m 2 per layer of the porous layer.

前記多孔質層の目付をこれらの数値範囲とすることにより、前記多孔質層を備える非水電解液二次電池の重量エネルギー密度および体積エネルギー密度をより高くすることができる。前記多孔質層の目付が前記範囲を超える場合には、前記多孔質層を備える非水電解液二次電池が重くなる傾向がある。 By setting the texture of the porous layer in these numerical ranges, the weight energy density and the volumetric energy density of the non-aqueous electrolyte secondary battery provided with the porous layer can be further increased. When the basis weight of the porous layer exceeds the above range, the non-aqueous electrolytic solution secondary battery provided with the porous layer tends to be heavy.

前記多孔質層の空隙率は、充分なイオン透過性を得ることができるように、20〜90体積%であることが好ましく、30〜80体積%であることがより好ましい。 The porosity of the porous layer is preferably 20 to 90% by volume, more preferably 30 to 80% by volume so that sufficient ion permeability can be obtained.

また、前記多孔質層が有する細孔の孔径は、1.0μm以下であることが好ましく、0.5μm以下であることがより好ましい。細孔の孔径をこれらのサイズとすることにより、前記多孔質層を備える非水電解液二次電池は、充分なイオン透過性を得ることができる。 The pore size of the pores of the porous layer is preferably 1.0 μm or less, and more preferably 0.5 μm or less. By setting the pore diameter of the pores to these sizes, the non-aqueous electrolyte secondary battery provided with the porous layer can obtain sufficient ion permeability.

前記多孔質層の透気度は、ガーレ値で30〜80s/100mLであることが好ましく、40〜75s/100mLであることがより好ましい。前記多孔質層の透気度が前述の範囲であれば、前記多孔質層が充分なイオン透過性を有していると言える。 The air permeability of the porous layer is preferably 30 to 80 s / 100 mL, more preferably 40 to 75 s / 100 mL in terms of Gale value. If the air permeability of the porous layer is within the above range, it can be said that the porous layer has sufficient ion permeability.

(4.多孔質層の製造方法)
前記「2.樹脂」にて説明した樹脂を溶媒に溶解または分散させた塗工液を用いて、多孔質層を形成することができる。また、前記樹脂を溶媒に溶解または分散させると共に、前記フィラーを分散させることにより得られた塗工液を用いて、前記樹脂および前記フィラーを含む多孔質層を形成することができる。
(4. Method for producing a porous layer)
A porous layer can be formed by using a coating liquid in which the resin described in "2. Resin" is dissolved or dispersed in a solvent. Further, the coating liquid obtained by dissolving or dispersing the resin in a solvent and dispersing the filler can be used to form a porous layer containing the resin and the filler.

なお、前記溶媒は、前記樹脂を溶解させる溶媒であり得る。また、前記溶媒は、前記樹脂または前記フィラーを分散させる分散媒であり得る。前記塗工液の形成方法としては、例えば、機械攪拌法、超音波分散法、高圧分散法、メディア分散法等が挙げられる。 The solvent may be a solvent that dissolves the resin. Further, the solvent may be a dispersion medium for dispersing the resin or the filler. Examples of the method for forming the coating liquid include a mechanical stirring method, an ultrasonic dispersion method, a high-pressure dispersion method, a media dispersion method, and the like.

前記多孔質層の形成方法としては、例えば、前記塗工液を基材の表面に直接塗布した後、溶媒を除去する方法;前記塗工液を適当な支持体に塗布した後、前記溶媒を除去して前記多孔質層を形成し、前記多孔質層と前記基材とを圧着させ、次いで前記支持体を剥がす方法;前記塗工液を適当な支持体に塗布した後、塗布面に前記基材を圧着させ、次いで前記支持体を剥がした後に前記溶媒を除去する方法;および、前記塗工液中に基材を浸漬することによってディップコーティングを行った後に前記溶媒を除去する方法等が挙げられる。 As a method for forming the porous layer, for example, a method of directly applying the coating liquid to the surface of the base material and then removing the solvent; after applying the coating liquid to an appropriate support, the solvent is applied. A method of removing the porous layer to form the porous layer, crimping the porous layer with the base material, and then peeling off the support; after applying the coating liquid to an appropriate support, the coating surface is coated with the above. A method of crimping the base material and then removing the solvent after peeling off the support; and a method of removing the solvent after performing dip coating by immersing the base material in the coating liquid and the like. Can be mentioned.

前記溶媒は基材に悪影響を及ぼさず、前記樹脂を均一かつ安定に溶解し、前記フィラーを均一かつ安定に分散させる溶媒であることが好ましい。前記溶媒としては、例えば、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、アセトンおよび水等からなる群より選ばれる1以上の溶媒が挙げられる。 The solvent is preferably a solvent that does not adversely affect the base material, dissolves the resin uniformly and stably, and disperses the filler uniformly and stably. Examples of the solvent include one or more solvents selected from the group consisting of N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, acetone, water and the like.

前記塗工液は、前記樹脂および前記フィラー以外の成分として、分散剤、可塑剤、界面活性剤およびpH調整剤等を適宜含んでいてもよい。 The coating liquid may appropriately contain a dispersant, a plasticizer, a surfactant, a pH adjuster and the like as components other than the resin and the filler.

なお、前記基材としては、前述のポリオレフィン多孔質フィルムの他に、その他のフィルム、正極および負極などを用いることができる。 As the base material, in addition to the above-mentioned porous polyolefin film, other films, positive electrodes, negative electrodes, and the like can be used.

前記塗工液の基材への塗布方法としては、従来公知の方法を採用することができ、具体的には、例えば、グラビアコーター法、ディップコーター法、バーコーター法およびダイコーター法等が挙げられる。 As a method for applying the coating liquid to the substrate, a conventionally known method can be adopted, and specific examples thereof include a gravure coater method, a dip coater method, a bar coater method, and a die coater method. Be done.

前記塗工液がアラミド樹脂を含む場合、塗布面に湿度を与えることによってアラミド樹脂を析出させることができる。これにより、前記多孔質層を形成してもよい。 When the coating liquid contains an aramid resin, the aramid resin can be precipitated by giving humidity to the coated surface. As a result, the porous layer may be formed.

前記基材に塗工した塗工液から前記溶媒を除去する方法としては、例えば、通風乾燥および加熱乾燥等にて、前記塗工液の膜である塗工膜から前記溶媒を除去する方法を挙げることができる。 As a method of removing the solvent from the coating liquid coated on the base material, for example, a method of removing the solvent from the coating film which is a film of the coating liquid by ventilation drying, heat drying, or the like. Can be mentioned.

また、前記塗工液における前記溶媒の量を変化させることにより、得られる多孔質層の空隙率、平均孔径を調整することができる。 Further, by changing the amount of the solvent in the coating liquid, the porosity and the average pore size of the obtained porous layer can be adjusted.

前記塗工液の好適な固形分濃度は、フィラーの種類などによって変化し得るが、一般には、3重量%より大きく40重量%以下であることが好ましい。 The suitable solid content concentration of the coating liquid may vary depending on the type of filler and the like, but is generally more than 3% by weight and preferably 40% by weight or less.

前記塗工液を基材上に塗工する際の塗工せん断速度は、フィラーの種類などによって変化し得るが、一般には、2(1/s)以上であることが好ましく、4(1/s)〜50(1/s)であることがより好ましい。 The coating shear rate when the coating liquid is applied onto the substrate can vary depending on the type of filler and the like, but is generally preferably 2 (1 / s) or more, and 4 (1 / s). It is more preferably s) to 50 (1 / s).

(5.経路長および水分率の調整)
セパレータ2は、多孔質層とポリオレフィン多孔質フィルムとが積層された構造を有する積層体である。セパレータ2は、多孔質層と、前記セパレータ1が有するポリオレフィン多孔質フィルムとが積層され、かつ、セパレータ1が、前述したその他の層(接着層等)を備えた構造を有する積層体であってもよい。
(5. Adjustment of path length and water content)
The separator 2 is a laminate having a structure in which a porous layer and a polyolefin porous film are laminated. The separator 2 is a laminate having a structure in which a porous layer and a polyolefin porous film of the separator 1 are laminated, and the separator 1 has the other layers (adhesive layer and the like) described above. May be good.

セパレータ2の経路長は、積層体の曲路率と、積層体の膜厚との積であり、22μm以上38μm以下である。また、セパレータ2の水分率は、積層体の総重量(積層体全体の重量)に対する、セパレータ2が含有する水の重量の割合であり、0.2重量%以上0.7重量%以下である。 The path length of the separator 2 is the product of the curving ratio of the laminated body and the film thickness of the laminated body, and is 22 μm or more and 38 μm or less. The water content of the separator 2 is the ratio of the weight of water contained in the separator 2 to the total weight of the laminate (the weight of the entire laminate), which is 0.2% by weight or more and 0.7% by weight or less. ..

セパレータ2が備えるポリオレフィン多孔質フィルムは、実施形態1で説明したポリオレフィン多孔質フィルムと同様である。セパレータ2が備えるポリオレフィン多孔質フィルムの経路長および水分率の調整方法は、実施形態1で説明した方法と同様である。 The polyolefin porous film included in the separator 2 is the same as the polyolefin porous film described in the first embodiment. The method for adjusting the path length and the water content of the polyolefin porous film included in the separator 2 is the same as the method described in the first embodiment.

前記多孔質層の製造方法では、前記溶媒を除去して前記樹脂を析出させる際に、多孔質層の多孔質構造が形成される。したがって、前記多孔質層の経路長を好ましい範囲に制御する製造方法としては、例えば、基材上に塗工された塗工液中の溶媒を除去する段階において、温度53〜57℃のスチームを、送風量50〜80m/分で、基材上に塗工された塗工液に吹き付ける方法が挙げられる。 In the method for producing a porous layer, a porous structure of the porous layer is formed when the solvent is removed to precipitate the resin. Therefore, as a manufacturing method for controlling the path length of the porous layer within a preferable range, for example, steam at a temperature of 53 to 57 ° C. is used at the stage of removing the solvent in the coating liquid coated on the substrate. A method of spraying the coating liquid coated on the base material with an air flow rate of 50 to 80 m 3 / min can be mentioned.

また、セパレータ2の経路長を好ましい範囲に制御する観点から、前記多孔質層を製造する際には、前記塗工液を塗工してから、前記塗工液中の溶媒を除去して前記樹脂を析出させるまでの時間を制御することが好ましい。 Further, from the viewpoint of controlling the path length of the separator 2 to a preferable range, when producing the porous layer, the coating liquid is applied, and then the solvent in the coating liquid is removed to obtain the above. It is preferable to control the time until the resin is precipitated.

前記塗工液の塗工から前記樹脂を析出させるまでの時間は、1秒以上13秒以下であることが好ましく、1秒以上10秒以下であることがより好ましく、1秒以上8秒以下であることがさらに好ましい。 The time from the coating of the coating liquid to the precipitation of the resin is preferably 1 second or more and 13 seconds or less, more preferably 1 second or more and 10 seconds or less, and 1 second or more and 8 seconds or less. It is more preferable to have.

前記塗工液の塗工から前記樹脂を析出させるまでの時間が1秒以上13秒以下である場合、前記塗工液がポリオレフィン多孔質フィルムの表面付近の細孔に染み込み、染み込んだ塗工液は前記細孔内で析出する。ここで、前記細孔内で析出した多孔質層を多孔質層Aとする。 When the time from the coating of the coating liquid to the precipitation of the resin is 1 second or more and 13 seconds or less, the coating liquid soaks into the pores near the surface of the polyolefin porous film and soaks into the coating liquid. Precipitates in the pores. Here, the porous layer precipitated in the pores is referred to as the porous layer A.

前記多孔質層を形成する樹脂は、前記ポリオレフィン多孔質フィルムよりも乾燥後に収縮しやすいため、前記多孔質層Aは、前記多孔質層が形成されている側の前記ポリオレフィン多孔質フィルムの表面付近における細孔を乾燥後に収縮させる。係る収縮により、前記多孔質層が形成されている側の前記ポリオレフィン多孔質フィルムの表面付近における曲路率を制御できる。 Since the resin forming the porous layer is more likely to shrink after drying than the polyolefin porous film, the porous layer A is near the surface of the polyolefin porous film on the side where the porous layer is formed. The pores in the film are shrunk after drying. By such shrinkage, the curving ratio in the vicinity of the surface of the polyolefin porous film on the side where the porous layer is formed can be controlled.

すなわち、前記塗工液を塗工してから、前記塗工液中の溶媒を除去して前記樹脂を析出させるまでの時間を制御することで、セパレータ2の経路長を制御することができる。逆に、塗工液の塗工から樹脂を析出させるまでの時間が13秒を超えると、塗工液が前記ポリオレフィン多孔質フィルムに多量に染み込んだ状態で析出するため、前記ポリオレフィン多孔質フィルムの細孔が目詰まりしやすくなることで、経路長が長くなり過ぎ、イオン透過性が低下する恐れがある。 That is, the path length of the separator 2 can be controlled by controlling the time from coating the coating liquid to removing the solvent in the coating liquid and precipitating the resin. On the contrary, when the time from the coating of the coating liquid to the precipitation of the resin exceeds 13 seconds, the coating liquid is precipitated in a state of being soaked in a large amount in the polyolefin porous film. Since the pores are easily clogged, the pathway length may become too long and the ion permeability may decrease.

また、前記多孔質層の製造方法は、ポリオレフィン多孔質フィルム上に析出した前記多孔質層を水によって洗浄した後、乾燥させる工程を含み得る。前記工程において、多孔質層の乾燥時間および乾燥温度を制御することによって、前記多孔質層の水分率を好適に制御することができる。 In addition, the method for producing the porous layer may include a step of washing the porous layer precipitated on the polyolefin porous film with water and then drying it. In the step, the moisture content of the porous layer can be suitably controlled by controlling the drying time and the drying temperature of the porous layer.

前記乾燥温度は、60℃以上、130℃以下であることが好ましく、80℃以上、120℃以下であることがより好ましい。 The drying temperature is preferably 60 ° C. or higher and 130 ° C. or lower, and more preferably 80 ° C. or higher and 120 ° C. or lower.

前記乾燥時間は、5秒以上、60秒以下であることが好ましく、10秒以上、40秒以下であることがより好ましい。 The drying time is preferably 5 seconds or more and 60 seconds or less, and more preferably 10 seconds or more and 40 seconds or less.

さらに、前記多孔質層の乾燥工程においては、多孔質層を形成したポリオレフィン多孔質フィルムの両面を、複数の加熱ロールに交互に接触させながら乾燥させることによっても、多孔質層の水分率を好適に制御できる。前記加熱ロールの温度は、前記乾燥温度に記載の温度範囲内に設定することが好ましい。 Further, in the drying step of the porous layer, the moisture content of the porous layer is also preferable by drying while alternately contacting both sides of the polyolefin porous film on which the porous layer is formed with a plurality of heating rolls. Can be controlled. The temperature of the heating roll is preferably set within the temperature range described in the drying temperature.

以上説明した方法により、前記多孔質層の経路長および水分率を好適に制御することができる。 By the method described above, the path length and the water content of the porous layer can be suitably controlled.

多孔質層の膜厚および曲路率、並びに、ポリオレフィン多孔質フィルムの膜厚および曲路率は、セパレータ2の経路長に影響を与える。当該経路長を22μm以上38μm以下とするため、多孔質層の膜厚は、一層当たり1.0μm以上6.0μm以下であることが好ましく、1.5μm以上5.0μm以下であることがより好ましく、2.0μm以上5.0μm以下であることが特に好ましい。 The film thickness and curving ratio of the porous layer and the film thickness and curving ratio of the polyolefin porous film affect the path length of the separator 2. Since the path length is 22 μm or more and 38 μm or less, the film thickness of the porous layer is preferably 1.0 μm or more and 6.0 μm or less, and more preferably 1.5 μm or more and 5.0 μm or less. , 2.0 μm or more and 5.0 μm or less is particularly preferable.

また、多孔質層の曲路率は、前記経路長を22μm以上38μm以下とするため、1.3以上2.5以下であることが好ましく、1.5以上2.0以下であることがより好ましく、1.5以上1.9以下であることが特に好ましい。 Further, the curvature ratio of the porous layer is preferably 1.3 or more and 2.5 or less, and more preferably 1.5 or more and 2.0 or less because the path length is 22 μm or more and 38 μm or less. It is preferable, and it is particularly preferable that it is 1.5 or more and 1.9 or less.

ポリオレフィン多孔質フィルムの膜厚は、セパレータ2の経路長を22μm以上38μm以下とするため、8.0μm以上23μm以下であることが好ましく、8.0μm以上20μm以下であることがより好ましく、8.0μm以上15.5μm以下であることが特に好ましい。 The film thickness of the polyolefin porous film is preferably 8.0 μm or more and 23 μm or less, more preferably 8.0 μm or more and 20 μm or less, because the path length of the separator 2 is 22 μm or more and 38 μm or less. It is particularly preferable that the thickness is 0 μm or more and 15.5 μm or less.

また、ポリオレフィン多孔質フィルムの曲路率は、前記経路長を22μm以上38μm以下とするため、1.3以上2.5以下であることが好ましく、1.5以上2.0以下であることがより好ましく、1.6以上1.9以下であることが特に好ましい。 Further, the bending ratio of the polyolefin porous film is preferably 1.3 or more and 2.5 or less, and preferably 1.5 or more and 2.0 or less because the path length is 22 μm or more and 38 μm or less. It is more preferable, and it is particularly preferable that it is 1.6 or more and 1.9 or less.

多孔質層の水分率は、ポリオレフィン多孔質フィルムの水分率と同様に、0.2重量%以上であり、0.3重量%以上であることがより好ましく、0.4重量%以上であることが特に好ましい。また、多孔質層の水分率は、ポリオレフィン多孔質フィルムの水分率と同様に、0.7重量%以下であり、0.65重量%以下であることが好ましく、0.62重量%以下であることがより好ましい。 The water content of the porous layer is 0.2% by weight or more, more preferably 0.3% by weight or more, and more preferably 0.4% by weight or more, similarly to the water content of the polyolefin porous film. Is particularly preferable. The water content of the porous layer is 0.7% by weight or less, preferably 0.65% by weight or less, and more preferably 0.62% by weight or less, similar to the water content of the polyolefin porous film. Is more preferable.

このように、セパレータ2では、ポリオレフィン多孔質フィルムの経路長および水分率を制御し、かつ、多孔質層の経路長および水分率を制御することによって、セパレータ2の経路長を22μm以上38μm以下とすることができ、かつ、水分率を、セパレータ2の総重量に対して0.2重量%以上0.7重量%とすることができる。 As described above, in the separator 2, the path length and the water content of the polyolefin porous film are controlled, and the path length and the water content of the porous layer are controlled so that the path length of the separator 2 is 22 μm or more and 38 μm or less. And the water content can be 0.2% by weight or more and 0.7% by weight with respect to the total weight of the separator 2.

(6.アラミド樹脂の調製方法)
アラミド樹脂の調製方法としては、特に限定されないが、パラ配向芳香族ジアミンとパラ配向芳香族ジカルボン酸ハライドの縮合重合法が挙げられる。その場合、得られるアラミド樹脂は、アミド結合が芳香族環のパラ位またはそれに準じた配向位で結合される繰り返し単位から実質的になる。パラ位に準じた配向位とは、例えば、4,4’−ビフェニレン、1,5−ナフタレン、2,6−ナフタレン等のような反対方向に同軸または平行に延びる配向位である。
(6. Method for preparing aramid resin)
The method for preparing the aramid resin is not particularly limited, and examples thereof include a condensation polymerization method of a para-oriented aromatic diamine and a para-oriented aromatic dicarboxylic acid halide. In that case, the resulting aramid resin is substantially made up of repeating units in which the amide bond is bonded at the para position of the aromatic ring or a similar orientation position. The orientation position according to the para position is an orientation position extending coaxially or parallelly in the opposite direction, for example, 4,4'-biphenylene, 1,5-naphthalene, 2,6-naphthalene, or the like.

ポリ(パラフェニレンテレフタルアミド)の溶液を調製する具体的な方法として、例えば、以下の(I)〜(IV)に示す工程を含む方法が挙げられる。
(I)乾燥したフラスコにN−メチル−2−ピロリドンを仕込み、200℃で2時間乾燥した塩化カルシウムを添加して100℃に昇温し、前記塩化カルシウムを完全に溶解させる。
(II)工程(I)にて得られた溶液の温度を室温に戻した後、パラフェニレンジアミンを添加し、このパラフェニレンジアミンを完全に溶解させる。
(III)工程(II)にて得られた溶液の温度を20±2℃に保ったまま、テレフタル酸ジクロライドを10分割して約5分間おきに添加する。
(IV)工程(III)にて得られた溶液の温度を20±2℃に保ったまま1時間熟成し、次いで減圧下にて30分間撹拌して気泡を抜くことにより、ポリ(パラフェニレンテレフタルアミド)の溶液を得る。
Specific methods for preparing a solution of poly (paraphenylene terephthalamide) include, for example, a method including the steps shown in (I) to (IV) below.
(I) N-methyl-2-pyrrolidone is charged in a dried flask, calcium chloride dried at 200 ° C. for 2 hours is added, and the temperature is raised to 100 ° C. to completely dissolve the calcium chloride.
(II) After returning the temperature of the solution obtained in step (I) to room temperature, para-phenylenediamine is added to completely dissolve the para-phenylenediamine.
(III) While maintaining the temperature of the solution obtained in step (II) at 20 ± 2 ° C., terephthalic acid dichloride is divided into 10 portions and added every about 5 minutes.
(IV) The solution obtained in step (III) was aged for 1 hour while maintaining the temperature at 20 ± 2 ° C., and then stirred under reduced pressure for 30 minutes to remove air bubbles, thereby poly (paraphenylene terephthal). A solution of amide) is obtained.

[実施形態3:非水電解液二次電池用部材、実施形態4:非水電解液二次電池]
本発明の実施形態3に係る非水電解液二次電池用部材は、正極と、前記セパレータ1もしくは前記セパレータ2と、負極とがこの順で配置されてなる。
[Embodiment 3: Non-aqueous electrolyte secondary battery member, Embodiment 4: Non-aqueous electrolyte secondary battery]
In the non-aqueous electrolytic solution secondary battery member according to the third embodiment of the present invention, the positive electrode, the separator 1 or the separator 2, and the negative electrode are arranged in this order.

本発明の実施形態4に係る非水電解液二次電池は、前記セパレータ1もしくは前記セパレータ2を含む。 The non-aqueous electrolytic solution secondary battery according to the fourth embodiment of the present invention includes the separator 1 or the separator 2.

前記非水電解液二次電池の形状は、特に限定されるものではなく、薄板(ペーパー)型、円盤型、円筒型、直方体等の角柱型等であってもよい。前記非水電解液二次電池は、例えば、リチウムのドープ・脱ドープにより起電力を得る非水系二次電池であって、正極と、前記セパレータ1もしくは前記セパレータ2と、負極とがこの順で積層されてなる非水電解液二次電池用部材を備える。なお、前記セパレータ1もしくは前記セパレータ2以外の非水電解液二次電池の構成要素は、下記説明の構成要素に限定されるものではない。 The shape of the non-aqueous electrolyte secondary battery is not particularly limited, and may be a thin plate (paper) type, a disk type, a cylindrical type, a prismatic type such as a rectangular parallelepiped, or the like. The non-aqueous electrolyte secondary battery is, for example, a non-aqueous secondary battery that obtains an electromotive force by doping and dedoping lithium, and the positive electrode, the separator 1, the separator 2, and the negative electrode are in this order. It is provided with a member for a non-aqueous electrolyte secondary battery that is laminated. The components of the non-aqueous electrolytic solution secondary battery other than the separator 1 or the separator 2 are not limited to the components described below.

前記非水電解液二次電池は、通常、負極と正極とが、前記セパレータ1もしくは前記セパレータ2を介して対向した構造体に電解液が含浸された電池要素が、外装材内に封入された構造を有する。なお、ドープとは、吸蔵、担持、吸着、または挿入を意味し、正極等の電極の活物質にリチウムイオンが入る現象を意味する。 In the non-aqueous electrolytic solution secondary battery, a battery element in which a negative electrode and a positive electrode are usually opposed to each other via the separator 1 or the separator 2 is impregnated with the electrolytic solution is sealed in an exterior material. Has a structure. The dope means occlusion, support, adsorption, or insertion, and means a phenomenon in which lithium ions enter the active material of an electrode such as a positive electrode.

前記非水電解液二次電池用部材は、前記セパレータ1もしくは前記セパレータ2を備えているため、非水電解液二次電池に組み込まれた際に、当該非水電解液二次電池の微細短絡の発生を抑制し、その安全性を向上させることができる。また、前記非水電解液二次電池は、前記セパレータ1もしくは前記セパレータ2を備えているため、微細短絡の発生が抑制され、安全性に優れる。 Since the non-aqueous electrolyte secondary battery member includes the separator 1 or the separator 2, when incorporated into the non-aqueous electrolyte secondary battery, the non-aqueous electrolyte secondary battery is micro-short-circuited. Can be suppressed and its safety can be improved. Further, since the non-aqueous electrolytic solution secondary battery includes the separator 1 or the separator 2, the occurrence of fine short circuits is suppressed, and the safety is excellent.

前記非水電解液二次電池の製造方法としては、従来公知の製造方法を採用することができる。例えば、正極、前記セパレータ1もしくは前記セパレータ2および負極をこの順で配置することにより、前記非水電解液二次電池用部材を形成する。次いで、非水電解液二次電池の筐体となる容器に、当該非水電解液二次電池用部材を入れる。さらに、当該容器内を非水電解液で満たした後、減圧しつつ密閉する。これにより、前記非水電解液二次電池を製造することができる。 As a method for producing the non-aqueous electrolyte secondary battery, a conventionally known production method can be adopted. For example, the member for the non-aqueous electrolytic solution secondary battery is formed by arranging the positive electrode, the separator 1, or the separator 2 and the negative electrode in this order. Next, the member for the non-aqueous electrolyte secondary battery is placed in a container that serves as a housing for the non-aqueous electrolyte secondary battery. Further, after filling the container with a non-aqueous electrolytic solution, the container is sealed while reducing the pressure. Thereby, the non-aqueous electrolyte secondary battery can be manufactured.

<正極>
本発明の一実施形態における正極は、一般に非水電解液二次電池の正極として使用されるものであれば、特に限定されない。例えば、正極として、正極活物質および結着剤を含む活物質層が正極集電体上に成形された構造を備える正極シートを使用することができる。なお、前記活物質層は、更に、導電剤および/または結着剤を含んでもよい。
<Positive electrode>
The positive electrode in one embodiment of the present invention is not particularly limited as long as it is generally used as a positive electrode of a non-aqueous electrolyte secondary battery. For example, as the positive electrode, a positive electrode sheet having a structure in which an active material layer containing a positive electrode active material and a binder is formed on a positive electrode current collector can be used. The active material layer may further contain a conductive agent and / or a binder.

前記正極活物質としては、例えば、リチウムイオンをドープ・脱ドープ可能な材料が挙げられる。当該材料としては、具体的には、例えば、V、Mn、Fe、CoおよびNi等の遷移金属を少なくとも1種類含んでいるリチウム複合酸化物が挙げられる。 Examples of the positive electrode active material include materials capable of doping and dedoping lithium ions. Specific examples of the material include a lithium composite oxide containing at least one transition metal such as V, Mn, Fe, Co and Ni.

前記導電剤としては、例えば、天然黒鉛、人造黒鉛、コークス類、カーボンブラック、熱分解炭素類、炭素繊維および有機高分子化合物焼成体等の炭素質材料等が挙げられる。前記導電剤は、1種類のみを用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。 Examples of the conductive agent include carbonaceous materials such as natural graphite, artificial graphite, cokes, carbon black, pyrolytic carbons, carbon fibers and calcined organic polymer compounds. Only one type of the conductive agent may be used, or two or more types may be used in combination.

前記結着剤としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)等のフッ素系樹脂、アクリル樹脂、スチレンブタジエンゴムが挙げられる。なお、結着剤は、増粘剤としての機能も有している。 Examples of the binder include fluororesins such as polyvinylidene fluoride (PVDF), acrylic resins, and styrene-butadiene rubber. The binder also has a function as a thickener.

前記正極集電体としては、例えば、Al、Niおよびステンレス等の導電体が挙げられる。中でも、薄膜に加工し易く、安価であることから、Alがより好ましい。 Examples of the positive electrode current collector include conductors such as Al, Ni and stainless steel. Of these, Al is more preferable because it is easy to process into a thin film and is inexpensive.

正極シートの製造方法としては、例えば、正極活物質、導電剤および結着剤を正極集電体上で加圧成型する方法;適当な有機溶剤を用いて正極活物質、導電剤および結着剤をペースト状にした後、当該ペーストを正極集電体に塗工し、乾燥した後に加圧して正極集電体に固着する方法;等が挙げられる。 As a method for producing the positive electrode sheet, for example, a method of press-molding a positive electrode active material, a conductive agent and a binder on a positive electrode current collector; a positive electrode active material, a conductive agent and a binder using an appropriate organic solvent. Is formed into a paste, the paste is applied to the positive electrode current collector, dried, and then pressurized to be fixed to the positive electrode current collector; and the like.

<負極>
本発明の一実施形態における負極としては、一般に非水電解液二次電池の負極として使用されるものであれば、特に限定されない。例えば、負極として、負極活物質および結着剤を含む活物質層が負極集電体上に成形された構造を備える負極シートを使用することができる。なお、前記活物質層は、更に導電剤および/または結着剤を含んでもよい。
<Negative electrode>
The negative electrode in one embodiment of the present invention is not particularly limited as long as it is generally used as a negative electrode of a non-aqueous electrolyte secondary battery. For example, as the negative electrode, a negative electrode sheet having a structure in which an active material layer containing a negative electrode active material and a binder is formed on a negative electrode current collector can be used. The active material layer may further contain a conductive agent and / or a binder.

前記負極活物質としては、例えば、リチウムイオンをドープ・脱ドープ可能な材料が挙げられる。当該材料としては、例えば、炭素質材料等が挙げられる。炭素質材料としては、天然黒鉛、人造黒鉛、コークス類、カーボンブラックおよび熱分解炭素類等が挙げられる。 Examples of the negative electrode active material include materials capable of doping and dedoping lithium ions. Examples of the material include carbonaceous materials and the like. Examples of carbonaceous materials include natural graphite, artificial graphite, cokes, carbon black and pyrolytic carbons.

前記負極集電体としては、例えば、Cu、Niおよびステンレス等が挙げられる。リチウムと合金を作り難く、かつ薄膜に加工し易いことから、Cuがより好ましい。 Examples of the negative electrode current collector include Cu, Ni and stainless steel. Cu is more preferable because it is difficult to form an alloy with lithium and it is easy to process it into a thin film.

負極シートの製造方法としては、例えば、負極活物質を負極集電体上で加圧成型する方法;適当な有機溶剤を用いて負極活物質をペースト状にした後、当該ペーストを負極集電体に塗工し、乾燥した後に加圧して負極集電体に固着する方法;等が挙げられる。前記ペーストには、好ましくは前記導電剤および前記結着剤が含まれる。 As a method for manufacturing the negative electrode sheet, for example, a method of press-molding the negative electrode active material on the negative electrode current collector; after making the negative electrode active material into a paste using an appropriate organic solvent, the paste is used as the negative electrode current collector. A method of applying the paste to the negative electrode, drying it, and then pressurizing it to fix it to the negative electrode current collector; etc. The paste preferably contains the conductive agent and the binder.

<非水電解液>
本発明の一実施形態における非水電解液は、一般にリチウムイオン二次電池等の非水電解液二次電池に使用される非水電解液であれば特に限定されない。前記非水電解液としては、例えば、リチウム塩を有機溶媒に溶解してなる非水電解液を用いることができる。リチウム塩としては、例えば、LiClO、LiPF、LiAsF、LiSbF、LiBF、LiCFSO、LiN(CFSO、LiC(CFSO、Li10Cl10、低級脂肪族カルボン酸リチウム塩およびLiAlCl等が挙げられる。前記リチウム塩は、1種類のみを用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
<Non-aqueous electrolyte>
The non-aqueous electrolytic solution according to the embodiment of the present invention is not particularly limited as long as it is a non-aqueous electrolytic solution generally used for a non-aqueous electrolytic solution secondary battery such as a lithium ion secondary battery. As the non-aqueous electrolytic solution, for example, a non-aqueous electrolytic solution obtained by dissolving a lithium salt in an organic solvent can be used. Examples of lithium salts include LiClO 4 , LiPF 6 , LiAsF 6 , LiSbF 6 , LiBF 4 , LiCF 3 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , Li 2 B 10 Cl. 10. Lower aliphatic carboxylic acid lithium salt and LiAlCl 4 and the like can be mentioned. Only one type of the lithium salt may be used, or two or more types may be used in combination.

非水電解液を構成する有機溶媒としては、例えば、カーボネート類、エーテル類、エステル類、ニトリル類、アミド類、カーバメート類および含硫黄化合物、並びにこれらの有機溶媒にフッ素基が導入されてなる含フッ素有機溶媒等が挙げられる。前記有機溶媒は、1種類のみを用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。 Examples of the organic solvent constituting the non-aqueous electrolyte solution include carbonates, ethers, esters, nitriles, amides, carbamates and sulfur-containing compounds, and a fluorine group introduced into these organic solvents. Fluorine organic solvent and the like can be mentioned. Only one kind of the organic solvent may be used, or two or more kinds may be used in combination.

以下、実施例および比較例により、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

[物性の測定]
実施例および比較例において、非水電解液二次電池用セパレータおよびポリオレフィン多孔質フィルムの物性等を、以下の方法で測定した。
[Measurement of physical properties]
In Examples and Comparative Examples, the physical characteristics of the separator for a non-aqueous electrolytic solution secondary battery and the porous polyolefin film were measured by the following methods.

(1)膜厚
高精度デジタル測長機(株式会社ミツトヨ製)を用いて、非水電解液二次電池用セパレータの膜厚を測定した。具体的には、非水電解液二次電池用セパレータのそれぞれを一辺の長さが8cmの正方形に切り、その範囲で5点測定を行い、それらの平均値より膜厚を求めた。
(1) Film thickness The film thickness of the separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery was measured using a high-precision digital length measuring machine (manufactured by Mitutoyo Co., Ltd.). Specifically, each of the separators for a non-aqueous electrolyte secondary battery was cut into squares having a side length of 8 cm, five-point measurements were performed in that range, and the film thickness was determined from the average value thereof.

(2)水分量
カール・フィッシャー水分率計(メトローム・シバタ株式会社製)を用いて、カール・フィッシャー法に基づき、非水電解液二次電池用セパレータの水分率を測定した。
(2) Moisture content Using a Karl Fischer titer meter (manufactured by Metrohm Shibata Co., Ltd.), the moisture content of the separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery was measured based on the Karl Fischer method.

(3)非水電解液二次電池用セパレータの経路長および多孔質層の曲路率
(3−1)非水電解液二次電池用セパレータの抵抗値の測定
非水電解液二次電池用セパレータから、測定用サンプルとして、直径17mmの円形状の測定用サンプル23枚を切り出した。また、2032型コインセルの部材として、上蓋、下蓋、ガスケット、直径15.5mm、厚み0.5mmの円形状のスペーサー2枚、ウェーブワッシャーを用意した。
(3) Path length of separator for non-aqueous electrolyte secondary battery and bending rate of porous layer (3-1) Measurement of resistance value of separator for non-aqueous electrolyte secondary battery For non-aqueous electrolyte secondary battery Twenty-three circular measurement samples having a diameter of 17 mm were cut out from the separator as measurement samples. Further, as members of the 2032 type coin cell, an upper lid, a lower lid, a gasket, two circular spacers having a diameter of 15.5 mm and a thickness of 0.5 mm, and a wave washer were prepared.

まず、アルゴンガスを充填し、露点温度を−80℃以下としたグローブボックス内にて、下蓋の上に、下蓋側から順に、スペーサー、測定用サンプル、スペーサーを載置した。スペーサー間に配置する測定用サンプルの枚数は、5枚、8枚、10枚とし、測定用サンプルを前記各枚数配置したセルを2個ずつ作製した。直径17mmの円形状の測定用サンプルを固定するようにガスケットを置き、スペーサーの上にウェーブワッシャーを設置した。 First, a spacer, a sample for measurement, and a spacer were placed on the lower lid in this order from the lower lid side in a glove box filled with argon gas and having a dew point temperature of −80 ° C. or lower. The number of measurement samples arranged between the spacers was 5, 8, and 10, and two cells in which each of the measurement samples was arranged were prepared. A gasket was placed so as to fix a circular measurement sample having a diameter of 17 mm, and a wave washer was installed on the spacer.

次いで、ウェーブワッシャーを設置したセルに、電解液(キシダ化学株式会社製)を注液した。前記電解液は、エチレンカーボネート(EC)、ジメチルカーボネート(DMC)およびエチルメチルカーボネート(EMC)を、EC/DMC/EMC=30/35/35(体積比)にて混合してなる混合溶媒に、LiPFの濃度が0.1MとなるようにLiPFを配合した非水電解液である。 Next, an electrolytic solution (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) was injected into the cell in which the wave washer was installed. The electrolytic solution is a mixed solvent prepared by mixing ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC) and ethyl methyl carbonate (EMC) at EC / DMC / EMC = 30/35/35 (volume ratio). This is a non-aqueous electrolytic solution containing LiPF 6 so that the concentration of LiPF 6 is 0.1 M.

注液後、セルを約−80kPaの圧力下で10分間静置し、測定用サンプルに電解液を含浸させた。その後、セルに上蓋をかぶせ、コインセルカシメ器で密閉してサンプルセルを得た。 After the injection, the cell was allowed to stand for 10 minutes under a pressure of about −80 kPa, and the measurement sample was impregnated with the electrolytic solution. Then, the cell was covered with an upper lid and sealed with a coin cell caulking device to obtain a sample cell.

得られたサンプルセルを25℃の恒温槽中に入れ、24時間放置した後、交流インピーダンス測定装置を用い、振幅5mV、周波数1MHz〜10kHzの範囲にて、当該サンプルセルの抵抗を測定した。測定されたインピーダンス曲線における虚軸の値が0の時の実軸の値を、前記サンプルセルの抵抗成分の値とした。 The obtained sample cell was placed in a constant temperature bath at 25 ° C. and left for 24 hours, and then the resistance of the sample cell was measured in the range of an amplitude of 5 mV and a frequency of 1 MHz to 10 kHz using an AC impedance measuring device. The value of the real axis when the value of the imaginary axis in the measured impedance curve was 0 was taken as the value of the resistance component of the sample cell.

得られた前記サンプルセルの抵抗成分の値を、前記サンプルセルに配置した測定用サンプルの枚数に対してプロットした。その後、得られたプロットを線形近似して、当該プロットの傾きを求めた。この傾きにスペーサーの面積を乗じて得られる値を、非水電解液二次電池用セパレータの抵抗値R(Ω・cm)とした。ここで、前記スペーサーの面積は、(1.55cm/2)×π=1.88cmであった。 The value of the resistance component of the obtained sample cell was plotted against the number of measurement samples placed in the sample cell. Then, the obtained plot was linearly approximated to obtain the slope of the plot. The value obtained by multiplying this slope by the area of the spacer was taken as the resistance value R (Ω · cm 2 ) of the separator for the non-aqueous electrolyte secondary battery. Here, the area of the spacer was (1.55 cm / 2) 2 × π = 1.88 cm 2 .

(3−2)非水電解液二次電池用セパレータの曲路率
前記(3−1)で測定した非水電解液二次電池用セパレータの抵抗値R(Ω・cm)、電解液の比抵抗r(Ω・cm)、非水電解液二次電池用セパレータの空隙率ε(%)および膜厚d(cm)を用いて、以下の式(1)に基づき、当該非水電解液二次電池用セパレータの曲路率Tを測定した。
T=[{(R×ε)/100}/(r×d)]1/2 ・・(1)
なお、前記電解液の比抵抗rは、導電率計(横河電機製)にて測定した。
(3-2) Curve rate of non-aqueous electrolyte secondary battery separator The resistance value R (Ω · cm 2 ) of the non-aqueous electrolyte secondary battery separator measured in (3-1) above, of the electrolyte Using the specific resistance r (Ω · cm), the void ratio ε (%) and the film thickness d (cm) of the separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery, the non-aqueous electrolyte solution is based on the following formula (1). The curvature T of the separator for the secondary battery was measured.
T = [{(R × ε) / 100} / (r × d)] 1/2 ... (1)
The resistivity r of the electrolytic solution was measured with a conductivity meter (manufactured by Yokogawa Electric).

また、非水電解液二次電池用セパレータの空隙率は、一定の体積(8cm×8cm×膜厚dcm)の非水電解液二次電池用セパレータの重量W(g)、当該非水電解液二次電池用セパレータの膜厚d(μm)および非水電解液二次電池用セパレータの真比重ρ(g/cm)を用いて、以下の式(2)に基づき算出した。
空隙率(%)=(1−{(W/ρ)/(8×8×d)})×100 ・・(2)
(3−3)非水電解液二次電池用セパレータの経路長
前記(3−2)で測定した曲路率Tに、非水電解液二次電池用セパレータの膜厚(μm)を乗じることによって、非水電解液二次電池用セパレータの経路長を算出した。
The void ratio of the separator for the non-aqueous electrolyte secondary battery is the weight W (g) of the separator for the non-aqueous electrolyte secondary battery having a constant volume (8 cm × 8 cm × film thickness dcm), and the non-aqueous electrolyte solution. It was calculated based on the following formula (2) using the thickness d (μm) of the separator for the secondary battery and the true specific gravity ρ (g / cm 3) of the separator for the non-aqueous electrolytic solution secondary battery.
Porosity (%) = (1-{(W / ρ) / (8 × 8 × d)}) × 100 ・ ・ (2)
(3-3) Path length of separator for non-aqueous electrolyte secondary battery Multiply the curvature ratio T measured in (3-2) above by the film thickness (μm) of the separator for non-aqueous electrolyte secondary battery. The path length of the separator for the non-aqueous electrolyte secondary battery was calculated.

(3−4)多孔質層の曲路率T´
前記(3−1)乃至(3−3)の測定方法によって、ポリオレフィン多孔質フィルムの経路長Aを算出した。次に、前記ポリオレフィン多孔質フィルムに多孔質層を形成した積層セパレータの経路長Bを算出し、以下の式(3)により多孔質層の曲路率T´を算出した。
T´=(B−A)/(多孔質層の膜厚)・・(3)
ここで、多孔質層の膜厚は、前記積層セパレータの膜厚から前記ポリオレフィン多孔質フィルムの膜厚を減算することで算出した。
(3-4) Curvature ratio T'of the porous layer
The path length A of the polyolefin porous film was calculated by the measurement methods (3-1) to (3-3). Next, the path length B of the laminated separator in which the porous layer was formed on the polyolefin porous film was calculated, and the bending ratio T'of the porous layer was calculated by the following formula (3).
T'= (BA) / (film thickness of porous layer) ... (3)
Here, the film thickness of the porous layer was calculated by subtracting the film thickness of the polyolefin porous film from the film thickness of the laminated separator.

なお、多孔質層の経路長は、以下の方法でも測定することができる。 The path length of the porous layer can also be measured by the following method.

多孔質層を有する非水電解液二次電池用セパレータ(前記「セパレータ2」)について、膜厚の測定と、前記(3−1)乃至(3−3)と同様の測定とを行うことによって、前記セパレータ2の膜厚D1および経路長Bを得る。 By measuring the film thickness of the separator for a non-aqueous electrolytic solution secondary battery having a porous layer (the "separator 2") and the same measurement as in (3-1) to (3-3) above. , The film thickness D1 and the path length B of the separator 2 are obtained.

続いて、前記経路長Bの測定に使用していないセパレータ2を準備し、剥離テープを多孔質層側に貼付する。そして、前記剥離テープを剥離することにより、多孔質層をポリエチレン多孔質フィルムから剥離する。多孔質層を剥離したポリエチレン多孔質フィルムについて、膜厚の測定と、前記(3−1)乃至(3−3)と同様の測定を行うことによって、ポリエチレン多孔質フィルムの膜厚D2および経路長Aを得る。ここでD1からD2を減算した値は、上記式(3)における多孔質層の膜厚に相当することから、上記式(3)により多孔質層の曲路率T´を算出することができる。 Subsequently, a separator 2 not used for measuring the path length B is prepared, and a release tape is attached to the porous layer side. Then, by peeling the release tape, the porous layer is peeled from the polyethylene porous film. By measuring the film thickness of the polyethylene porous film from which the porous layer has been peeled off and performing the same measurements as in (3-1) to (3-3) above, the film thickness D2 and the path length of the polyethylene porous film are measured. Get A. Here, since the value obtained by subtracting D2 from D1 corresponds to the film thickness of the porous layer in the above formula (3), the curvature ratio T'of the porous layer can be calculated by the above formula (3). ..

(4)非水電解液二次電池用セパレータのイオン透過性(透気度)評価
60mm×60mmのサイズに切り出した非水電解液二次電池用セパレータの透気度を、旭精工株式会社製デジタル型王研式透気度試験機EGO1を用いて測定した。透気度の数値が300s/100ml以下の場合をイオン透過性良好、300s/100mlを超える場合をイオン透過性不良とした。
(4) Ion permeability (air permeability) evaluation of separator for non-aqueous electrolyte secondary battery The air permeability of the separator for non-aqueous electrolyte secondary battery cut out to a size of 60 mm x 60 mm is manufactured by Asahi Seiko Co., Ltd. The measurement was performed using a digital Oken type air permeability tester EGO1. When the value of air permeability was 300 s / 100 ml or less, the ion permeability was good, and when it exceeded 300 s / 100 ml, the ion permeability was poor.

(5)デンドライトによる短絡時間の評価
非水電解液二次電池用セパレータをφ19mmの円盤状に切断したものを、厚み0.5mm、φ15.5mmのLi箔、厚み20μm、φ14.5mmのCu箔で挟み込んだ。その後、非水電解液を注液して二極式コインセル(CR2032型)を作製した。
(5) Evaluation of short-circuit time by dendrite A separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery cut into a disk shape of φ19 mm, Li foil with a thickness of 0.5 mm and φ15.5 mm, and Cu foil with a thickness of 20 μm and φ14.5 mm. I sandwiched it with. Then, a non-aqueous electrolytic solution was injected to prepare a bipolar coin cell (CR2032 type).

前記非水電解液としては、EC、DMCおよびEMCを、EC/EMC/DEC=3/5/2(体積比)にて混合してなる混合溶媒に、LiPFの濃度が1Mとなるように、LiPFを配合した非水電解液を用いた。 As the non-aqueous electrolytic solution, EC, DMC and EMC are mixed in a mixed solvent at EC / EMC / DEC = 3/5/2 (volume ratio) so that the concentration of LiPF 6 is 1 M. , A non-aqueous electrolyte solution containing LiPF 6 was used.

作製したコインセルを恒温槽(槽内温度:25℃)に設置し、東洋システム社製充放電評価装置(TOSCAT‐3000)を用い、6mA/cmの電流をかけた時の電圧を計時的に測定した。前記測定において、測定される電圧が断続的に不安定になる直前の時間を、デンドライトによる短絡時間とした。 The manufactured coin cell is installed in a constant temperature bath (inside temperature: 25 ° C.), and the voltage when a current of 6 mA / cm 2 is applied using a charge / discharge evaluation device (TOSCAT-3000) manufactured by Toyo System Co., Ltd. is timed. It was measured. In the above measurement, the time immediately before the measured voltage becomes unstable intermittently was defined as the short-circuit time by dendrite.

[実施例1]
攪拌翼、温度計、窒素流入管および粉体添加口を有する、容量3Lのセパラブルフラスコを使用して、ポリ(パラフェニレンテレフタルアミド)を調製した。
[Example 1]
Poly (paraphenylene terephthalamide) was prepared using a separable flask with a capacity of 3 L, which had a stirring blade, a thermometer, a nitrogen inflow pipe and a powder addition port.

まず、前記セパラブルフラスコを十分に乾燥させ、2200gのN−メチル−2−ピロリドン(NMP)を仕込んだ。さらに、151.07gの200℃で2時間真空乾燥させた塩化カルシウム粉末を添加し、100℃に昇温させて、塩化カルシウム粉末を完全に溶解させた。 First, the separable flask was sufficiently dried and charged with 2200 g of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP). Further, 151.07 g of calcium chloride powder vacuum-dried at 200 ° C. for 2 hours was added, and the temperature was raised to 100 ° C. to completely dissolve the calcium chloride powder.

得られた塩化カルシウムのNMP溶液を室温に戻した後、68.23gのパラフェニレンジアミンを添加し、完全に溶解させた。得られた溶液を20℃±2℃に保ったまま、当該溶液に対して、124.97gのテレフタル酸ジクロライドを10分割して、約5分おきに添加した。 After returning the obtained NMP solution of calcium chloride to room temperature, 68.23 g of para-phenylenediamine was added and completely dissolved. While keeping the obtained solution at 20 ° C. ± 2 ° C., 124.97 g of terephthalic acid dichloride was divided into 10 portions and added to the solution about every 5 minutes.

その後も攪拌を続けながら、溶液を20℃±2℃に保ったまま1時間熟成した。その後、1500メッシュのステンレス金網を用いて、熟成した溶液を濾過した。得られた溶液におけるポリ(パラフェニレンテレフタルアミド)の濃度は、6重量%であった。 After that, the solution was aged for 1 hour while keeping the temperature at 20 ° C. ± 2 ° C. while continuing stirring. The aged solution was then filtered using a 1500 mesh stainless wire mesh. The concentration of poly (paraphenylene terephthalamide) in the obtained solution was 6% by weight.

前記ポリ(パラフェニレンテレフタルアミド)の溶液100gをフラスコに秤取して、300gのNMPを添加し、ポリ(パラフェニレンテレフタルアミド)濃度が1.5重量%となるように調節した。 100 g of the poly (paraphenylene terephthalamide) solution was weighed into a flask, and 300 g of NMP was added to adjust the poly (paraphenylene terephthalamide) concentration to 1.5% by weight.

その後、得られた溶液を60分間攪拌した。この溶液にフィラーとしてアルミナC(日本アエロジル社製;平均粒径(D50)=0.15μm;粒径が1.0μm以上である粒子の占める割合は、フィラーの全粒子数を100%として1.5%)を6gと、アドバンスドアルミナAKP3000(住友化学社製;平均粒径(D50)=0.7μm;粒径が1.0μm以上である粒子の占める割合は、フィラーの全粒子数を100%として22.0%)を6g混合し、さらに240分間攪拌した。 Then, the obtained solution was stirred for 60 minutes. Alumina C (manufactured by Nippon Aerodil Co., Ltd .; average particle size (D50) = 0.15 μm; particles having a particle size of 1.0 μm or more occupy 100% of the total number of particles of the filler in this solution. 5%) and 6 g of Advanced Alumina AKP3000 (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd .; average particle size (D50) = 0.7 μm; the ratio of particles having a particle size of 1.0 μm or more is 100% of the total number of particles of the filler. 22.0%) was mixed, and the mixture was further stirred for 240 minutes.

得られた溶液を1000メッシュの金網を用いて濾過し、その後、得られた濾液に0.73gの炭酸カルシウムを添加して240分間攪拌することによって、当該濾液を中和させた。その後、中和させた濾液を、減圧下にて脱泡させることによって、スラリー状の塗工液を調製した。 The obtained solution was filtered using a 1000 mesh wire mesh, and then 0.73 g of calcium carbonate was added to the obtained filtrate and stirred for 240 minutes to neutralize the filtrate. Then, the neutralized filtrate was defoamed under reduced pressure to prepare a slurry coating liquid.

膜厚12.2μmのポリエチレン多孔質フィルム上に、塗工バーを用いて、前記塗工液を塗工した。続いて、形成された塗工膜を、50℃、相対湿度70%の雰囲気下の析出工程に導き、ポリ(パラフェニレンテレフタルアミド)を析出させた。前記塗工液を塗工してからポリ(パラフェニレンテレフタルアミド)を析出させるまでの時間は、2秒であった。また、前記析出の初期段階の数秒間、温度55℃、送風量50m/分のスチームが、塗工液を塗工してなる塗工膜表面に当たるようにした。 The coating liquid was applied onto a polyethylene porous film having a film thickness of 12.2 μm using a coating bar. Subsequently, the formed coating film was led to a precipitation step in an atmosphere of 50 ° C. and 70% relative humidity to precipitate poly (paraphenylene terephthalamide). The time from applying the coating liquid to precipitating poly (paraphenylene terephthalamide) was 2 seconds. In addition, steam at a temperature of 55 ° C. and an air flow rate of 50 m 3 / min was applied to the surface of the coating film formed by applying the coating liquid for several seconds in the initial stage of the precipitation.

最後に、ポリ(パラフェニレンテレフタルアミド)を析出させた塗工膜を、水を用いて洗浄した後、乾燥させて、非水電解液二次電池用セパレータを得た。洗浄後の乾燥における乾燥時間は、24秒であり、乾燥温度は、110℃であった。 Finally, the coating film on which poly (paraphenylene terephthalamide) was precipitated was washed with water and then dried to obtain a separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery. The drying time in the drying after washing was 24 seconds, and the drying temperature was 110 ° C.

得られた非水電解液二次電池用セパレータの膜厚は16.5μmであった。当該非水電解液二次電池用セパレータの抵抗値を測定し、測定された抵抗値から算出した曲路率は1.68であった。また、当該非水電解液二次電池用セパレータの水分率は0.465重量%であった。 The film thickness of the obtained separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery was 16.5 μm. The resistance value of the non-aqueous electrolyte secondary battery separator was measured, and the curvature ratio calculated from the measured resistance value was 1.68. The water content of the separator for the non-aqueous electrolyte secondary battery was 0.465% by weight.

[実施例2]
得られる非水電解液二次電池用セパレータの膜厚が、17.5μmとなるように、前記塗工液の塗工量を変更したこと以外は、実施例1と同様の手順にて非水電解液二次電池用セパレータを作製した。得られた非水電解液二次電池用セパレータの膜厚は17.5μm、曲路率は1.67であった。また、当該非水電解液二次電池用セパレータの水分率は0.603重量%であった。
[Example 2]
The non-aqueous procedure was the same as in Example 1 except that the coating amount of the coating solution was changed so that the thickness of the obtained non-aqueous electrolytic solution secondary battery separator was 17.5 μm. A separator for an electrolytic solution secondary battery was prepared. The film thickness of the obtained separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery was 17.5 μm, and the curvature ratio was 1.67. The water content of the separator for the non-aqueous electrolyte secondary battery was 0.603% by weight.

[実施例3]
フィラーとして、アルミナC(6g)とアドバンスドアルミナAKP3000(6g)との混合物の代わりに、アルミナC(12g)のみを添加したこと以外は、実施例1と同様の手順にて非水電解液二次電池用セパレータを作製した。得られた非水電解液二次電池用セパレータの膜厚は15.1μmであり、曲路率は1.82であった。当該非水電解液二次電池用セパレータの水分率は0.547重量%であった。
[Example 3]
As a filler, the non-aqueous electrolytic solution secondary was carried out in the same procedure as in Example 1 except that only alumina C (12 g) was added instead of the mixture of alumina C (6 g) and advanced alumina AKP3000 (6 g). A battery separator was produced. The film thickness of the obtained separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery was 15.1 μm, and the curvature ratio was 1.82. The water content of the non-aqueous electrolyte secondary battery separator was 0.547% by weight.

[実施例4]
膜厚12.2μmのポリエチレン多孔質フィルムの代わりに、膜厚13.1μmのポリエチレン多孔質フィルムを用いたこと以外は、実施例1と同様の手順にて、非水電解液二次電池用セパレータを作製した。
[Example 4]
A separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery was used in the same procedure as in Example 1 except that a polyethylene porous film having a thickness of 13.1 μm was used instead of the polyethylene porous film having a thickness of 12.2 μm. Was produced.

得られた非水電解液二次電池用セパレータの膜厚は17.2μmであり、曲路率は1.72であった。当該非水電解液二次電池用セパレータの水分率は0.522重量%であった。 The film thickness of the obtained separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery was 17.2 μm, and the curvature ratio was 1.72. The water content of the non-aqueous electrolyte secondary battery separator was 0.522% by weight.

[比較例1]
膜厚12.2μmのポリエチレン多孔質フィルム単独からなる非水電解液二次電池用セパレータを作製した。得られた非水電解液二次電池用セパレータの抵抗値を測定し、測定された抵抗値から算出した曲路率は1.74であった。当該非水電解液二次電池用セパレータの水分率は0.007重量%であった。
[Comparative Example 1]
A separator for a non-aqueous electrolytic solution secondary battery made of a polyethylene porous film having a film thickness of 12.2 μm alone was prepared. The resistance value of the obtained separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery was measured, and the curvature ratio calculated from the measured resistance value was 1.74. The water content of the non-aqueous electrolyte secondary battery separator was 0.007% by weight.

[結論]
実施例、比較例にて得られた非水電解液二次電池用セパレータの物性値およびデンドライトによる短絡時間を、以下の表1および表2に示す。
[Conclusion]
Tables 1 and 2 below show the physical property values of the separators for non-aqueous electrolyte secondary batteries and the short-circuit time due to dendrites obtained in Examples and Comparative Examples.

Figure 2021061143
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Figure 2021061143
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表2に記載のとおり、実施例1〜4にて作製した「経路長が22μm以上、38μm以下であり、水分率が、0.2重量%以上、0.7重量%以下」との範囲を充足する非水電解液二次電池用セパレータは、比較例1にて作製した、前記範囲を充足しない非水電解液二次電池用セパレータと比較して、デンドライトによる短絡時間が大幅に長い。 As shown in Table 2, the range of "path length is 22 μm or more and 38 μm or less and water content is 0.2% by weight or more and 0.7% by weight or less" prepared in Examples 1 to 4 is defined. The satisfied non-aqueous electrolyte secondary battery separator has a significantly longer short-circuit time due to dendrite than the non-aqueous electrolyte secondary battery separator produced in Comparative Example 1.

また、実施例1〜4にて作製した非水電解液二次電池用セパレータは、透気度が300s/100ml以下であり、そのイオン透過性は良好であった。 Further, the separators for non-aqueous electrolyte secondary batteries produced in Examples 1 to 4 had an air permeability of 300 s / 100 ml or less, and their ion permeability was good.

従って、本発明の一実施形態に係る非水電解液二次電池用セパレータは、優れたイオン透過性を有し、かつ、非水電解液二次電池の充放電を行った際の微細短絡の発生を十分に抑制できることが分かった。 Therefore, the separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to an embodiment of the present invention has excellent ion permeability and has a fine short circuit when the non-aqueous electrolyte secondary battery is charged and discharged. It was found that the outbreak can be sufficiently suppressed.

本発明の一実施形態に係る非水電解液二次電池用セパレータは、充放電を行った際の微細短絡の発生が抑制され、安全性に優れる非水電解液二次電池の製造に利用することができる。 The separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to an embodiment of the present invention is used for manufacturing a non-aqueous electrolyte secondary battery which is excellent in safety because the occurrence of micro short circuits during charging and discharging is suppressed. be able to.

Claims (5)

ポリオレフィン多孔質フィルムを含有する非水電解液二次電池用セパレータであって、
曲路率と膜厚との積である経路長が、22μm以上、38μm以下であり、
水分率が、前記非水電解液二次電池用セパレータの総重量に対して0.2重量%以上、0.7重量%以下である、非水電解液二次電池用セパレータ。
A separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery containing a porous polyolefin film.
The path length, which is the product of the curve ratio and the film thickness, is 22 μm or more and 38 μm or less.
A separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery having a water content of 0.2% by weight or more and 0.7% by weight or less with respect to the total weight of the separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery.
多孔質層と、前記ポリオレフィン多孔質フィルムとが積層された構造を有し、
前記多孔質層が樹脂を含む、請求項1に記載の非水電解液二次電池用セパレータ。
It has a structure in which a porous layer and the polyolefin porous film are laminated.
The separator for a non-aqueous electrolytic solution secondary battery according to claim 1, wherein the porous layer contains a resin.
前記樹脂が含窒素芳香族樹脂である、請求項2に記載の非水電解液二次電池用セパレータ。 The separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 2, wherein the resin is a nitrogen-containing aromatic resin. 正極と、請求項1〜3の何れか1項に記載の非水電解液二次電池用セパレータと、負極とがこの順で配置されている、非水電解液二次電池用部材。 A member for a non-aqueous electrolyte secondary battery in which a positive electrode, a separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to any one of claims 1 to 3, and a negative electrode are arranged in this order. 請求項1〜3の何れか1項に記載の非水電解液二次電池用セパレータを含む、非水電解液二次電池。 A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising the separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to any one of claims 1 to 3.
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