JP2021144838A - Base material for lithium secondary battery separator - Google Patents

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Abstract

To provide a base material for a lithium secondary battery separator in which a coating liquid does not easily strike through.SOLUTION: A base material for a lithium secondary battery separator made of a non-woven fabric containing at least a main synthetic fiber and a binder synthetic fiber as synthetic fibers contains a non-fibrillated synthetic fiber having a fiber length of 0.2 mm or less.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、リチウム二次電池セパレータに用いる基材に関する。以下、「リチウム電池セパレータ用基材」を「基材」と略記する場合がある。 The present invention relates to a substrate used for a lithium secondary battery separator. Hereinafter, the "lithium battery separator base material" may be abbreviated as "base material".

リチウム二次電池、アルミニウム電解キャパシタ、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ等の電気化学素子には、極板間の接触を防ぐための電気化学素子セパレータが用いられている。 For electrochemical elements such as lithium secondary batteries, aluminum electrolytic capacitors, electric double layer capacitors, and lithium ion capacitors, electrochemical element separators for preventing contact between electrode plates are used.

特に、リチウム二次電池セパレータ(以下、「リチウム二次電池セパレータ」を「セパレータ」と略記する場合がある)として多く使用されているのは、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン系微多孔膜である。これら微多孔膜は、熱による膜の融解により孔を塞ぎ、正極と負極を絶縁するシャットダウン効果を利用して、セパレータに安全性を持たせている。しかし、このようなオレフィン系微多孔膜をセパレータとして使用した場合には、電池が異常発熱した場合に溶融・収縮し、正負極を隔離する機能が失われて著しい内部短絡を生じる問題があった。 In particular, a polyolefin-based microporous film such as polypropylene or polyethylene is often used as a lithium secondary battery separator (hereinafter, "lithium secondary battery separator" may be abbreviated as "separator"). These microporous membranes close the pores by melting the membrane due to heat, and utilize the shutdown effect that insulates the positive electrode and the negative electrode to give the separator safety. However, when such an olefin-based microporous membrane is used as a separator, there is a problem that when the battery overheats, it melts and shrinks, the function of separating the positive and negative electrodes is lost, and a significant internal short circuit occurs. ..

電池が異常発熱した場合でも溶融・収縮を生じにくい、耐熱性を有するセパレータとして、織布または不織布からなる基材に、アルミナ、シリカ、ベーマイト等の無機粒子を塗工してなるセパレータが提案されている(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、本技術のセパレータは、耐熱性を向上させるために、無機粒子の塗工量を多くすると、塗工液が基材の裏面に滲みだす現象(以下、該現象を「塗工液の裏抜け」と記す場合がある)により、塗工装置のロールを汚し、またロールに付着した塗工液乾固物がセパレータに再付着して、均一なセパレータが得られにくい問題があった。 As a heat-resistant separator that does not easily melt or shrink even when the battery overheats, a separator made by coating inorganic particles such as alumina, silica, and boehmite on a base material made of woven fabric or non-woven fabric has been proposed. (See, for example, Patent Document 1). However, in the separator of this technology, when the amount of coating of inorganic particles is increased in order to improve heat resistance, the coating liquid exudes to the back surface of the base material (hereinafter, the phenomenon is referred to as "the back of the coating liquid". There is a problem that it is difficult to obtain a uniform separator because the roll of the coating apparatus is soiled and the dry solid material of the coating liquid adhering to the roll is reattached to the separator.

耐熱性が高く、且つ塗工液の裏抜けが生じにくいセパレータとして、無機粒子、有機ポリマーと共に、繊維長0.10〜1.20mm、繊維径1.0μm以下の非フィブリル化繊維を含有させた塗工液を用いたセパレータが提案されている(例えば、特許文献2参照)。しかしながら、塗工液が含有している繊維が塗工装置に付着して、対応する部分の塗工液付着量が不足したり、過剰になったりすることがある。このため、特許文献2に記載する技術には、均一な塗層を形成することが難しく、絶縁層に「ストリーク」と呼ばれる線状欠点が発生しやすいという問題があった。 As a separator having high heat resistance and preventing strike-through of the coating liquid, non-fibrillated fibers having a fiber length of 0.10 to 1.20 mm and a fiber diameter of 1.0 μm or less are contained together with inorganic particles and an organic polymer. Separators using a coating liquid have been proposed (see, for example, Patent Document 2). However, the fibers contained in the coating liquid may adhere to the coating apparatus, and the amount of the coating liquid adhered to the corresponding portion may be insufficient or excessive. Therefore, the technique described in Patent Document 2 has a problem that it is difficult to form a uniform coating layer and linear defects called "streaks" are likely to occur in the insulating layer.

また、水の接触角が125°以上の第1の層と、水の接触角が120°以下である第2の層を備え、少なくとも一の面は最外層が第2の層である不織布基材と、原料繊維のうち少なくとも1種は、ポリオレフィン系樹脂からなる低融点成分と前記低融点成分よりも融点が20℃以上高い熱可塑性樹脂からなる高融点成分とで形成された複合繊維である不織布基材と、その基材に無機粒子を含む絶縁層とを有する電池セパレータが提案されている(例えば、特許文献3参照)。このセパレータは、繊維原料に撥水処理や親水化処理を施す必要があり、作業工程が煩雑となり、コスト高となる問題があった。また、撥水処理や親水化処理に薬剤を用いた場合、電池内で分解して、電池特性を悪化させるおそれがあった。 Further, a non-woven fabric group comprising a first layer having a water contact angle of 125 ° or more and a second layer having a water contact angle of 120 ° or less, and at least one surface having an outermost layer as a second layer. The material and at least one of the raw material fibers are composite fibers formed of a low melting point component made of a polyolefin resin and a high melting point component made of a thermoplastic resin having a melting point higher than the low melting point component by 20 ° C. or more. A battery separator having a non-woven fabric base material and an insulating layer containing inorganic particles in the base material has been proposed (see, for example, Patent Document 3). This separator needs to be subjected to a water-repellent treatment or a hydrophilic treatment on the fiber raw material, which causes a problem that the work process becomes complicated and the cost becomes high. In addition, when a chemical is used for the water-repellent treatment or the hydrophilic treatment, it may be decomposed in the battery and the battery characteristics may be deteriorated.

また、耐熱性が高く、且つ無機粒子や樹脂等の複合化物が脱落しにくい基材として、平均繊維径が5μm以下であり、且つ繊維長が2mm以下のポリエステル系極短繊維を必須成分として含有することを特徴とした基材が提案されている(例えば、特許文献4参照)。特許文献4の実施例では、繊維長2.0〜0.05mmのポリエステル系極短繊維の含有比率が、基材に含まれる全繊維成分に対し0.7〜33質量%である基材が製造されており、セパレータの作製では含浸塗工法が用いられている。しかし、ポリエステル系極短繊維の繊維長が0.2mmを超える場合、表面塗工における裏抜け防止の効果が不十分となるおそれがあった。また、0.2mm以下のポリエステル系極短繊維の含有比率が多い場合、セパレータの内部抵抗が高くなるおそれがあった。 Further, as a base material having high heat resistance and preventing composites such as inorganic particles and resins from falling off, polyester-based ultrashort fibers having an average fiber diameter of 5 μm or less and a fiber length of 2 mm or less are contained as essential components. A base material characterized by the above has been proposed (see, for example, Patent Document 4). In the examples of Patent Document 4, the base material in which the content ratio of the polyester-based ultrashort fibers having a fiber length of 2.0 to 0.05 mm is 0.7 to 33% by mass with respect to the total fiber components contained in the base material is used. It is manufactured, and the impregnation coating method is used in the production of the separator. However, when the fiber length of the polyester-based ultrashort fiber exceeds 0.2 mm, the effect of preventing strike-through in the surface coating may be insufficient. Further, when the content ratio of the polyester-based ultrashort fibers of 0.2 mm or less is large, the internal resistance of the separator may increase.

特開2008−4443号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-4443 特開2015−258069号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-258069 特開2017−45663号公報JP-A-2017-45663 特開2011−82148号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-82148

本発明の課題は、塗工液が裏抜けしにくいリチウム二次電池セパレータ用基材を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a base material for a lithium secondary battery separator in which the coating liquid does not easily strike through.

上記課題は、下記発明によって解決された。 The above problem has been solved by the following invention.

(1)合成繊維として、少なくとも主体合成繊維とバインダー合成繊維とを含有してなる不織布からなるリチウム二次電池セパレータ用基材において、繊維長0.2mm以下のフィブリル化されていない合成繊維を含有することを特徴とするリチウム二次電池セパレータ用基材。 (1) As the synthetic fiber, a base material for a lithium secondary battery separator made of a non-woven fabric containing at least a main synthetic fiber and a binder synthetic fiber contains a non-fibrillated synthetic fiber having a fiber length of 0.2 mm or less. A base material for a lithium secondary battery separator.

(2)主体合成繊維とバインダー合成繊維と繊維長0.2mm以下のフィブリル化されていない合成繊維の合計長さに対し、繊維長0.2mm以下のフィブリル化されていない合成繊維の合計長さが0.1%以上2.0%未満である上記(1)記載のリチウム二次電池セパレータ用基材。 (2) Main synthetic fiber, binder Synthetic fiber and non-fibrillated synthetic fiber having a fiber length of 0.2 mm or less The total length of the non-fibrillated synthetic fiber having a fiber length of 0.2 mm or less The base material for the lithium secondary battery separator according to (1) above, wherein the content is 0.1% or more and less than 2.0%.

本発明のリチウム二次電池セパレータ用基材は、合成繊維として、少なくとも主体合成繊維とバインダー合成繊維とを含有してなる不織布からなるリチウム二次電池セパレータ用基材において、繊維長0.2mm以下のフィブリル化されていない合成繊維を含有することによって、塗工液の裏抜けを防止する効果を達成できる。 The base material for a lithium secondary battery separator of the present invention is a base material for a lithium secondary battery separator made of a non-woven fabric containing at least a main synthetic fiber and a binder synthetic fiber as synthetic fibers, and has a fiber length of 0.2 mm or less. By containing the non-woven synthetic fiber, the effect of preventing strike-through of the coating liquid can be achieved.

主体合成繊維とバインダー合成繊維と繊維長0.2mm以下の合成繊維を含むスラリーの繊維長分布図である。It is a fiber length distribution figure of the slurry containing the main synthetic fiber, the binder synthetic fiber, and the synthetic fiber of a fiber length 0.2 mm or less. 主体合成繊維と繊維長0.2mm以下のフィブリル化されていない合成繊維のマイクロスコープ写真である。It is a microscope photograph of a main synthetic fiber and a synthetic fiber which is not fibrillated and has a fiber length of 0.2 mm or less.

本発明のリチウム二次電池セパレータ用基材は、合成繊維として、少なくとも主体合成繊維とバインダー合成繊維とを含有してなる不織布からリチウム二次電池セパレータ用基材において、繊維長0.2mm以下のフィブリルされていない合成繊維を含有することを特徴とする。本明細書では、「繊維長0.2mm以下のフィブリル化されていない合成繊維」を「0.2mm以下の短繊維」と記載することがある。 The base material for the lithium secondary battery separator of the present invention is a base material for a lithium secondary battery separator from a non-woven fabric containing at least a main synthetic fiber and a binder synthetic fiber as synthetic fibers, and has a fiber length of 0.2 mm or less. It is characterized by containing synthetic fibers that are not fibrillated. In the present specification, "non-fibrillated synthetic fiber having a fiber length of 0.2 mm or less" may be referred to as "short fiber having a fiber length of 0.2 mm or less".

本発明のリチウム二次電池セパレータ用基材は、湿式抄造法によってシートが作製された後に、このシートが熱ロールによって熱圧加工されることによって製造されることが好ましい。本発明の基材は、合成繊維として、主体合成繊維とバインダー合成繊維とを含有してなる不織布である。また、0.2mm以下の短繊維を含有する。 The base material for a lithium secondary battery separator of the present invention is preferably produced by producing a sheet by a wet fabrication method and then hot-pressing the sheet with a thermal roll. The base material of the present invention is a non-woven fabric containing a main synthetic fiber and a binder synthetic fiber as synthetic fibers. It also contains short fibers of 0.2 mm or less.

図1は、主体合成繊維とバインダー合成繊維と0.2mm以下の短繊維を含む繊維スラリーの繊維長をOpTest Equipment Inc.社製ファイバークオリティーアナライザー(FQA−360)で測定した繊維長分布図である。主体合成繊維とバインダー合成繊維と0.2mm以下の短繊維の合計長さに対する0.2mm以下の短繊維の合計長さは0.5%であった。 FIG. 1 shows the fiber length of a fiber slurry containing a main synthetic fiber, a binder synthetic fiber, and a short fiber of 0.2 mm or less. It is a fiber length distribution map measured by the fiber quality analyzer (FQA-360) manufactured by the company. The total length of the short fibers of 0.2 mm or less was 0.5% with respect to the total length of the main synthetic fiber, the binder synthetic fiber and the short fibers of 0.2 mm or less.

図2は、主体合成繊維と0.2mm以下の短繊維をマイクロスコープにて倍率200倍で撮影した写真である。円内の繊維が繊維長0.2mm以下の合成繊維であり、その他の繊維は主体合成繊維である。 FIG. 2 is a photograph of a main synthetic fiber and a short fiber of 0.2 mm or less taken with a microscope at a magnification of 200 times. The fibers in the circle are synthetic fibers having a fiber length of 0.2 mm or less, and the other fibers are main synthetic fibers.

本発明における主体合成繊維とは、基材の骨格を形成する繊維である。主体合成繊維を構成する樹脂としては、ポリオレフィン系、ポリエステル系、ポリ酢酸ビニル系、エチレン−酢酸ビニル共重合体系、ポリアミド系、アクリル系、ポリ塩化ビニル系、ポリ塩化ビニリデン系、ポリビニルエーテル系、ポリビニルケトン系、ポリエーテル系、ポリビニルアルコール系、ポリエステルアミド系、ポリエーテルエーテルケトン系、エチレン−ビニルアルコール共重合体系等の樹脂が挙げられる。また、これらの樹脂の誘導体も使用できる。これらの樹脂の中で、塗層との接着性を高くするためには、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂を使用することが好ましい。また、セパレータの耐熱性を向上させるためには、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂を使用することが好ましい。 The main synthetic fiber in the present invention is a fiber that forms the skeleton of the base material. Resins constituting the main synthetic fiber include polyolefin-based, polyester-based, polyvinyl acetate-based, ethylene-vinyl acetate copolymer-based, polyamide-based, acrylic-based, polyvinyl chloride-based, polyvinylidene chloride-based, polyvinyl ether-based, and polyvinyl. Examples thereof include resins such as ketones, polyethers, polyvinyl alcohols, polyesteramides, polyether ether ketones, and ethylene-vinyl alcohol copolymers. Derivatives of these resins can also be used. Among these resins, it is preferable to use a polyester resin, an acrylic resin, or a polyolefin resin in order to improve the adhesiveness with the coating layer. Further, in order to improve the heat resistance of the separator, it is preferable to use a polyester resin, an acrylic resin, or a polyamide resin.

主体合成繊維の直径は特に限定しないが、好ましくは0.1〜15μmであり、より好ましくは0.5〜10μmであり、特に好ましくは1〜8μmである。主体合成繊維の直径が0.1μm未満の場合、基材が緻密になりすぎて、塗工層が基材内部に滲み込みにくくなり、塗工層と基材との接着性が不十分となることがある。主体合成繊維の直径が15μmより大きいと、厚みを薄くすることが困難になる場合や、裏抜けしやすい基材となるおそれがある。 The diameter of the main synthetic fiber is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 15 μm, more preferably 0.5 to 10 μm, and particularly preferably 1 to 8 μm. When the diameter of the main synthetic fiber is less than 0.1 μm, the base material becomes too dense, the coating layer does not easily penetrate into the base material, and the adhesiveness between the coating layer and the base material becomes insufficient. Sometimes. If the diameter of the main synthetic fiber is larger than 15 μm, it may be difficult to reduce the thickness, or the base material may be easily strike-through.

本発明の主体合成繊維の繊維長は特に限定しないが、好ましくは0.2mm超10mm以下であり、より好ましくは1〜6mmであり、更に好ましくは3〜5mmである。主体合成繊維の断面形状は円形が好ましく、抄紙工程における水への分散前の繊維における断面アスペクト比(繊維断面長径/繊維断面短径)は、1.0〜1.2未満であることが好ましい。繊維断面アスペクト比が1.2以上になると、繊維分散性が低下する場合や、繊維の絡まりやもつれの発生によって、基材の均一性や塗工面の平滑性に悪影響を及ぼす場合がある。ただし、T型、Y型、三角等の異形断面を有する繊維も、裏抜け防止、表面平滑性のために、繊維分散性等の他の特性を阻害しない範囲内で含有できる。 The fiber length of the main synthetic fiber of the present invention is not particularly limited, but is preferably more than 0.2 mm and 10 mm or less, more preferably 1 to 6 mm, and further preferably 3 to 5 mm. The cross-sectional shape of the main synthetic fiber is preferably circular, and the cross-sectional aspect ratio (fiber cross-sectional major axis / fiber cross-sectional minor axis) of the fiber before dispersion in water in the papermaking process is preferably 1.0 to less than 1.2. .. When the fiber cross-sectional aspect ratio is 1.2 or more, the fiber dispersibility may be lowered, or the uniformity of the base material and the smoothness of the coated surface may be adversely affected by the occurrence of entanglement or entanglement of the fibers. However, fibers having irregular cross sections such as T-type, Y-type, and triangular can also be contained within a range that does not impair other characteristics such as fiber dispersibility in order to prevent strike-through and surface smoothness.

主体合成繊維のアスペクト比(繊維長/直径)は、10〜4500であることが好ましく、より好ましくは20〜2000であり、更に好ましくは40〜1500である。アスペクト比が10未満の場合は、繊維の分散性は良好となるが、基材から繊維が脱落する場合や、抄紙ワイヤーに繊維が刺さってワイヤーからの剥離性が悪化する場合がある。一方、アスペクト比が4500を超えた場合、繊維の三次元ネットワーク形成に寄与はするものの、繊維の絡まりやもつれの発生によって、基材の均一性や面の平滑性に悪影響を及ぼす場合がある。 The aspect ratio (fiber length / diameter) of the main synthetic fiber is preferably 10 to 4500, more preferably 20 to 2000, and further preferably 40 to 1500. When the aspect ratio is less than 10, the dispersibility of the fibers is good, but the fibers may fall off from the base material, or the fibers may pierce the papermaking wire and the peelability from the wire may deteriorate. On the other hand, when the aspect ratio exceeds 4500, although it contributes to the formation of a three-dimensional network of fibers, the uniformity of the base material and the smoothness of the surface may be adversely affected by the occurrence of entanglement and entanglement of the fibers.

本発明において、主体合成繊維の含有比率は、基材に含まれる全繊維成分に対して30質量%以上90質量%未満であることが好ましく、40質量%以上80質量%未満であることがより好ましく、50質量%以上70質量%未満であることがさらに好ましい。主体合成繊維の含有比率が30質量%未満の場合、バインダー合成繊維が軟化又は溶融するまで温度を上げる工程において、基材にシワが発生するおそれがある。また、主体合成繊維の含有率が90質量%以上の場合、基材の強度が不十分となるおそれがある。 In the present invention, the content ratio of the main synthetic fiber is preferably 30% by mass or more and less than 90% by mass, and more preferably 40% by mass or more and less than 80% by mass with respect to the total fiber components contained in the base material. It is preferably 50% by mass or more and less than 70% by mass. When the content ratio of the main synthetic fiber is less than 30% by mass, wrinkles may occur on the base material in the step of raising the temperature until the binder synthetic fiber is softened or melted. Further, when the content of the main synthetic fiber is 90% by mass or more, the strength of the base material may be insufficient.

本発明のリチウム二次電池セパレータ用基材は、バインダー合成繊維を含有している。バインダー合成繊維が軟化又は溶融するまで温度を上げる工程を基材の製造工程に組み入れることで、バインダー合成繊維が基材の機械的強度を向上させる。例えば、基材を湿式抄造法で製造し、その後の乾燥工程でバインダー合成繊維を軟化又は溶融させることができる。 The base material for a lithium secondary battery separator of the present invention contains a binder synthetic fiber. By incorporating a step of raising the temperature until the binder synthetic fiber is softened or melted into the base material manufacturing process, the binder synthetic fiber improves the mechanical strength of the base material. For example, the base material can be produced by a wet manufacturing method, and the binder synthetic fiber can be softened or melted in a subsequent drying step.

バインダー合成繊維としては、芯鞘繊維(コアシェルタイプ)、並列繊維(サイドバイサイドタイプ)、放射状分割繊維等の複合繊維、未延伸繊維等が挙げられる。複合繊維は、皮膜を形成しにくいので、基材の空隙を保持したまま、機械的強度を向上させることができる。より具体的には、ポリプロピレン(芯)とポリエチレン(鞘)の組み合わせ、ポリプロピレン(芯)とエチレンビニルアルコール(鞘)の組み合わせ、高融点ポリエステル(芯)と低融点ポリエステル(鞘)の組み合わせ、ポリエステル等の未延伸繊維が挙げられる。また、ポリエチレンやポリプロピレン等の低融点樹脂のみで構成される単繊維(全融タイプ)や、ポリビニルアルコール系のような熱水可溶性バインダーは、基材の乾燥工程で皮膜を形成しやすいが、特性を阻害しない範囲で使用することができる。本発明においては、高融点ポリエステル(芯)と低融点ポリエステル(鞘)の組み合わせ、ポリエステルの未延伸繊維を好ましく用いることができる。 Examples of the binder synthetic fiber include core-sheath fibers (core-shell type), parallel fibers (side-by-side type), composite fibers such as radial split fibers, and undrawn fibers. Since the composite fiber is difficult to form a film, the mechanical strength can be improved while maintaining the voids of the base material. More specifically, a combination of polypropylene (core) and polyethylene (sheath), a combination of polypropylene (core) and ethylene vinyl alcohol (sheath), a combination of high melting point polyester (core) and low melting point polyester (sheath), polyester, etc. Undrawn fibers can be mentioned. In addition, single fibers (zen'yu type) composed only of low melting point resins such as polyethylene and polypropylene, and hot water-soluble binders such as polyvinyl alcohols are easy to form a film in the drying process of the base material, but have characteristics. Can be used as long as it does not interfere with. In the present invention, a combination of a high melting point polyester (core) and a low melting point polyester (sheath), and undrawn polyester fibers can be preferably used.

バインダー合成繊維の直径は特に限定しないが、好ましくは0.1〜15μmであり、より好ましくは0.5〜10μmであり、更に好ましくは1〜8μmである。バインダー合成繊維の直径が0.1μm未満の場合には、基材の強度が不十分となるおそれがある。バインダー合成繊維の直径が15μmより太いと、厚みを薄くすることが困難になる場合がある。バインダー合成繊維は基材の機械的強度を向上させる役割の他に、主体合成繊維と共に均一な三次元ネットワークを形成する役割も果たす。さらに、バインダー合成繊維が軟化又は溶融するまで温度を上げる工程では、基材の平滑性をも向上させることができ、該工程では加圧が伴っているとより効果的である。 The diameter of the binder synthetic fiber is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 15 μm, more preferably 0.5 to 10 μm, and further preferably 1 to 8 μm. If the diameter of the binder synthetic fiber is less than 0.1 μm, the strength of the base material may be insufficient. If the diameter of the binder synthetic fiber is larger than 15 μm, it may be difficult to reduce the thickness. In addition to the role of improving the mechanical strength of the base material, the binder synthetic fiber also plays a role of forming a uniform three-dimensional network together with the main synthetic fiber. Further, in the step of raising the temperature until the binder synthetic fiber is softened or melted, the smoothness of the base material can also be improved, and it is more effective when the step is accompanied by pressurization.

バインダー合成繊維の繊維長は特に限定しないが、0.2mm超10mm以下が好ましく、1〜6mmがより好ましく、3〜5mmがさらに好ましい。バインダー合成繊維の断面形状は円形が好ましいが、T型、Y型、三角等の異形断面を有する繊維も、裏抜け防止、塗工面の平滑性のために、他の特性を阻害しない範囲内で含有できる。 The fiber length of the binder synthetic fiber is not particularly limited, but is preferably more than 0.2 mm and 10 mm or less, more preferably 1 to 6 mm, still more preferably 3 to 5 mm. The cross-sectional shape of the binder synthetic fiber is preferably circular, but fibers having irregular cross-sections such as T-shaped, Y-shaped, and triangular fibers also have a range that does not impair other characteristics in order to prevent strike-through and smoothness of the coated surface. Can be contained.

バインダー合成繊維のアスペクト比(繊維長/直径)は、10〜4500であることが好ましく、より好ましくは20〜2000であり、更に好ましくは40〜1500である。アスペクト比が10未満の場合は、繊維の分散性は良好となるが、基材から繊維が脱落する場合や、抄紙ワイヤーに繊維が刺さってワイヤーからの剥離性が悪化する場合がある。一方、アスペクト比が4500を超えた場合、繊維の三次元ネットワーク形成に寄与はするものの、繊維の絡まりやもつれの発生によって、基材の均一性や面の平滑性に悪影響を及ぼす場合がある。 The aspect ratio (fiber length / diameter) of the binder synthetic fiber is preferably 10 to 4500, more preferably 20 to 2000, and further preferably 40 to 1500. When the aspect ratio is less than 10, the dispersibility of the fibers is good, but the fibers may fall off from the base material, or the fibers may pierce the papermaking wire and the peelability from the wire may deteriorate. On the other hand, when the aspect ratio exceeds 4500, although it contributes to the formation of a three-dimensional network of fibers, the uniformity of the base material and the smoothness of the surface may be adversely affected by the occurrence of entanglement and entanglement of the fibers.

本発明において、バインダー合成繊維の含有比率は、基材に含まれる全繊維成分に対して10質量%以上70質量%未満であることが好ましく、20質量%以上60質量%未満であることがより好ましく、30質量%以上50質量%未満であることが好ましい。バインダー合成繊維の含有比率が10質量%未満の場合、基材の強度が低下し、基材の製造工程において破断が発生するおそれがある。一方、バインダー合成繊維の含有率が70質量%以上の場合、基材表面がフィルム化しやすく、電解液保持性が低下し、内部抵抗の高いセパレータとなるおそれがある。 In the present invention, the content ratio of the binder synthetic fiber is preferably 10% by mass or more and less than 70% by mass, and more preferably 20% by mass or more and less than 60% by mass with respect to the total fiber components contained in the base material. It is preferably 30% by mass or more and less than 50% by mass. If the content ratio of the binder synthetic fiber is less than 10% by mass, the strength of the base material is lowered, and there is a possibility that breakage may occur in the manufacturing process of the base material. On the other hand, when the content of the binder synthetic fiber is 70% by mass or more, the surface of the base material is easily formed into a film, the holding property of the electrolytic solution is lowered, and the separator may have a high internal resistance.

本発明において、0.2mm以下の短繊維は、基材の骨格形成を補う繊維である。0.2mm以下の短繊維を構成する樹脂としては、ポリオレフィン系、ポリエステル系、ポリ酢酸ビニル系、エチレン−酢酸ビニル共重合体系、ポリアミド系、アクリル系、ポリ塩化ビニル系、ポリ塩化ビニリデン系、ポリビニルエーテル系、ポリビニルケトン系、ポリエーテル系、ポリビニルアルコール系、ポリエステルアミド系、ポリエーテルエーテルケトン系、エチレン−ビニルアルコール共重合体系等の樹脂が挙げられる。また、これらの樹脂の誘導体も使用できる。これらの樹脂の中で、塗工層との接着性を高くするためには、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂を使用することが好ましい。また、セパレータの耐熱性を向上させるためには、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂を使用することが好ましい。 In the present invention, the short fibers of 0.2 mm or less are fibers that supplement the skeleton formation of the base material. Resins constituting short fibers of 0.2 mm or less include polyolefin-based, polyester-based, polyvinyl acetate-based, ethylene-vinyl acetate copolymer-based, polyamide-based, acrylic-based, polyvinyl chloride-based, polyvinyl chloride-based, and polyvinyl chloride. Examples thereof include resins such as ether-based, polyvinyl-ketone-based, polyether-based, polyvinyl alcohol-based, polyesteramide-based, polyether ether-ketone-based, and ethylene-vinyl alcohol copolymer-based resins. Derivatives of these resins can also be used. Among these resins, it is preferable to use a polyester resin, an acrylic resin, or a polyolefin resin in order to improve the adhesiveness with the coating layer. Further, in order to improve the heat resistance of the separator, it is preferable to use a polyester resin, an acrylic resin, or a polyamide resin.

本発明において、後述するように、0.2mm以下の短繊維は、繊維製造工程又は湿式抄造法において、切れることによって短くなった主体合成繊維又はバインダー合成繊維であることから、主体合成繊維又はバインダー合成繊維における好ましい直径と0.2mm以下の短繊維の好ましい直径は、同範囲である。 In the present invention, as will be described later, since the short fiber of 0.2 mm or less is a main synthetic fiber or a binder synthetic fiber shortened by cutting in the fiber manufacturing process or the wet fabrication method, the main synthetic fiber or the binder The preferred diameter of the synthetic fiber and the preferred diameter of the short fiber of 0.2 mm or less are in the same range.

本発明において、0.2mm以下の短繊維の繊維長は、0.2mm以下であり、好ましくは0.05〜0.2mmであり、より好ましくは0.1〜0.2mmである。0.2mm以下の短繊維の断面形状は円形が好ましいが、T型、Y型、三角等の異形断面を有する0.2mm以下の短繊維も、塗工液の裏抜け防止や塗工層の表面平滑性のために含有できる。0.2mm以下の短繊維は、不織布内部で主体合成繊維やバインダー合成繊維に接した状態で存在し、基材の空隙をコントロールする。バインダー合成繊維同士間の空隙や主体合成繊維とバインダー合成繊維の接点に存在することにより、空隙を細分化することで塗工液の裏抜け防止、塗工層の表面平滑性を向上させる。 In the present invention, the fiber length of a short fiber of 0.2 mm or less is 0.2 mm or less, preferably 0.05 to 0.2 mm, and more preferably 0.1 to 0.2 mm. The cross-sectional shape of short fibers of 0.2 mm or less is preferably circular, but short fibers of 0.2 mm or less having irregular cross-sections such as T-type, Y-type, and triangle can also be used to prevent strike-through of the coating liquid and to prevent strike-through of the coating layer. Can be included for surface smoothness. The short fibers of 0.2 mm or less exist in the non-woven fabric in contact with the main synthetic fiber and the binder synthetic fiber, and control the voids of the base material. By being present in the voids between the binder synthetic fibers and at the contact points between the main synthetic fibers and the binder synthetic fibers, the voids are subdivided to prevent strike-through of the coating liquid and improve the surface smoothness of the coating layer.

0.2mm以下の短繊維は湿式抄造法において、例えば、パルパー等の水に分散する装置で回転する攪拌羽と容器のクリアランスによって切れた主体合成繊維又はバインダー合成繊維である。また、繊維製造工程において短く切れた主体合成繊維又はバインダー合成繊維である。 The short fibers of 0.2 mm or less are main synthetic fibers or binder synthetic fibers cut by the clearance between the stirring blade and the container, which are rotated by a device such as a pulper that disperses in water in the wet manufacturing method. Further, it is a main synthetic fiber or a binder synthetic fiber that has been cut short in the fiber manufacturing process.

本発明の基材において、0.2mm以下の短繊維の含有比率は、「主体合成繊維とバインダー合成繊維と0.2mm以下の短繊維の合計長さに対する、0.2mm以下の短繊維の合計長さの比」で表される。0.2mm以下の短繊維の含有比率は0.1%以上2.0%未満であることが好ましく、より好ましくは0.2%以上1.5%未満であり、さらに好ましくは0.2%以上1.0%未満である。0.2mm以上短繊維の含有比率が0.1%未満の場合、塗工液の裏抜け防止効果が得られない場合がある。一方、2.0%以上の場合、基材から0.2mm以下の短繊維が脱落してコンタミとなりやすく、セパレータ性能が低下する場合がある。本発明における、0.2mm以下の短繊維の含有比率(主体合成繊維とバインダー合成繊維と0.2mm以下の短繊維の合計長さに対する、0.2mm以下の短繊維の合計長さの比)は、パルパー分散スラリーの繊維長をOpTest Equipment Inc.社製ファイバークオリティーアナライザー(FQA−360)で測定した長さ加重繊維長データを基にして算出した値である。 In the base material of the present invention, the content ratio of the short fibers of 0.2 mm or less is "the total length of the short fibers of 0.2 mm or less with respect to the total length of the main synthetic fiber, the binder synthetic fiber and the short fibers of 0.2 mm or less. It is represented by "ratio of length". The content ratio of the short fibers of 0.2 mm or less is preferably 0.1% or more and less than 2.0%, more preferably 0.2% or more and less than 1.5%, and further preferably 0.2%. More than 1.0%. If the content ratio of short fibers of 0.2 mm or more is less than 0.1%, the effect of preventing strike-through of the coating liquid may not be obtained. On the other hand, when it is 2.0% or more, short fibers of 0.2 mm or less are likely to fall off from the base material and cause contamination, which may reduce the separator performance. Content ratio of short fibers of 0.2 mm or less in the present invention (ratio of total length of short fibers of 0.2 mm or less to total length of main synthetic fiber, binder synthetic fiber and short fiber of 0.2 mm or less) The fiber length of the pulper-dispersed slurry was changed to OpTest Equipment Inc. It is a value calculated based on the length-weighted fiber length data measured by a fiber quality analyzer (FQA-360) manufactured by the same company.

本発明の基材においては、必要に応じて、前記した主体合成繊維、バインダー合成繊維、短繊維以外の繊維を加えても良い。例えば、溶剤紡糸セルロースや再生セルロースの短繊維やフィブリル化物、天然セルロース繊維のパルプ化物やフィブリル化物、ポリオレフィン、アクリル、全芳香族ポリエステル、全芳香族ポリエステルアミド、ポリアミド、半芳香族ポリアミド、全芳香族ポリアミド、全芳香族ポリエーテル、全芳香族ポリカーボネート、全芳香族ポリアゾメチン、ポリイミド、ポリアミドイミド(PAI)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリ−p−フェニレンベンゾビスオキサゾール(PBO)、ポリベンゾイミダゾール(PBI)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)などの樹脂からなるパルプ化物やフィブリル化物や分割物を含有しても良い。これらの繊維は、1種含有しても良いし、2種以上含有しても良い。半芳香族とは、主鎖の一部に例えば脂肪鎖などを有するものを指す。全芳香族ポリアミドはパラ型、メタ型いずれでも良い。これら繊維の中で基材の耐熱性を向上させるためには、特に全芳香族ポリアミドのフィブリル化物を含有することが好ましい。 In the base material of the present invention, fibers other than the above-mentioned main synthetic fiber, binder synthetic fiber, and short fiber may be added, if necessary. For example, short fibers and fibrils of solvent-spun cellulose and regenerated cellulose, pulped and fibrillated natural cellulose fibers, polyolefins, acrylics, total aromatic polyesters, total aromatic polyesteramides, polyamides, semi-aromatic polyamides, and total aromatics. Polyamide, total aromatic polyether, total aromatic polycarbonate, total aromatic polyazomethine, polyimide, polyamideimide (PAI), polyetheretherketone (PEEK), polyphenylene sulfide (PPS), poly-p-phenylene benzobisoxazole ( It may contain a pulped product, a fibrillated product, or a divided product made of a resin such as PBO), polybenzoimidazole (PBI), or polytetrafluoroethylene (PTFE). These fibers may contain one kind or two or more kinds. Semi-aromatic refers to those having, for example, a fat chain in a part of the main chain. The total aromatic polyamide may be either para-type or meta-type. Among these fibers, in order to improve the heat resistance of the base material, it is particularly preferable to contain a fibrillated product of a total aromatic polyamide.

本発明のリチウム二次電池セパレータ用基材の製造方法について説明する。本発明のリチウム二次電池セパレータ用基材は、湿式抄造法によってシートが作製された後に、このシートが熱ロールによって熱圧加工されることが好ましい。 The method for producing the base material for the lithium secondary battery separator of the present invention will be described. In the base material for a lithium secondary battery separator of the present invention, it is preferable that after a sheet is produced by a wet fabrication method, the sheet is thermally pressure-processed by a thermal roll.

湿式抄造法では、まず、繊維を均一に水中に分散させ、その後、スクリーン(異物、塊等除去)等の工程を経て、最終の繊維濃度を0.01〜0.50質量%に調整されたスラリーが抄紙機で抄き上げられ、湿紙が得られる。工程中で分散剤、消泡剤、親水剤、帯電防止剤、高分子粘剤、離型剤、抗菌剤、殺菌剤等の薬品を添加する場合もある。 In the wet papermaking method, the fibers were first uniformly dispersed in water, and then the final fiber concentration was adjusted to 0.01 to 0.50% by mass through steps such as a screen (removal of foreign substances, lumps, etc.). The slurry is made with a paper machine to obtain wet paper. In the process, chemicals such as dispersants, antifoaming agents, hydrophilic agents, antistatic agents, polymer thickeners, mold release agents, antibacterial agents, and bactericidal agents may be added.

抄紙方式としては、例えば、長網、円網、傾斜ワイヤー式等の抄紙方式を用いることができる。これらの抄紙方式の群から選ばれる少なくとも一つの抄紙方式を有する抄紙機、これらの抄紙方式の群から選ばれる同種又は異種の2機以上の抄紙方式がオンラインで設置されているコンビネーション抄紙機を使用することができる。また、2層以上の多層構造の不織布を製造する場合には、各々の抄紙機で抄き上げた湿紙を積層する抄き合わせ法や、一方のシートを形成した後に、該シートの上に繊維を分散したスラリーを流延する方法等を用いることができる。 As the papermaking method, for example, a papermaking method such as a long net, a circular net, or an inclined wire type can be used. Use a paper machine having at least one paper making method selected from these paper making methods, or a combination paper machine in which two or more paper machines of the same type or different types selected from these paper making methods are installed online. can do. Further, in the case of producing a non-woven fabric having a multi-layer structure of two or more layers, a laminating method in which wet papers made by each paper machine are laminated, or after forming one sheet, the sheet is placed on the sheet. A method of casting a slurry in which fibers are dispersed can be used.

抄紙機で製造された湿紙を、ヤンキードライヤー、エアードライヤー、シリンダードライヤー、サクションドラム式ドライヤー、赤外方式ドライヤー等で乾燥することによって、シートを得る。湿紙の乾燥の際に、ヤンキードライヤー等の熱ロールに密着させて熱圧乾燥させることによって、密着させた面の平滑性が向上する。熱圧乾燥とは、タッチロール等で熱ロールに湿紙を押しつけて乾燥させることをいう。熱ロールの表面温度は、80〜180℃が好ましく、100〜160℃がより好ましく、110〜160℃が更に好ましい。圧力は、好ましくは5〜100kN/m、より好ましくは10〜80kN/mである。 A sheet is obtained by drying the wet paper produced by the paper machine with a Yankee dryer, an air dryer, a cylinder dryer, a suction drum type dryer, an infrared type dryer, or the like. When the wet paper is dried, it is brought into close contact with a heat roll such as a Yankee dryer and heat-pressure dried, so that the smoothness of the adhered surface is improved. Hot pressure drying means drying by pressing wet paper against the hot roll with a touch roll or the like. The surface temperature of the heat roll is preferably 80 to 180 ° C, more preferably 100 to 160 ° C, and even more preferably 110 to 160 ° C. The pressure is preferably 5 to 100 kN / m, more preferably 10 to 80 kN / m.

本発明においては、上記した主体合成繊維とバインダー合成繊維と0.2mm以下の短繊維とを含有してなる不織布をそのまま基材とすることもできる。より好ましくは、不織布を加熱された金属ロールと弾性ロールとの間を通過させて、加熱・加圧処理(熱カレンダー処理)が施されて、基材とすることが好ましい。一般に、熱カレンダー処理装置としては、加熱機構を有する金属製のヒートロール(金属ロール)と、金属芯の外周面に弾性体層を被着してある弾性ロールとで構成された装置がある。これは、両ロールを略平行に対接させ、両ロールの間で不織布を挟接し、高いニップ圧を加えながら回転・走行させて、不織布の機械的強度の発現や厚みの調整等を目的に用いられるものである。 In the present invention, a non-woven fabric containing the above-mentioned main synthetic fiber, binder synthetic fiber and short fiber of 0.2 mm or less can be used as a base material as it is. More preferably, the non-woven fabric is passed between the heated metal roll and the elastic roll, and is subjected to a heating / pressurizing treatment (thermal calendar treatment) to be used as a base material. Generally, as a thermal calendar processing device, there is a device composed of a metal heat roll (metal roll) having a heating mechanism and an elastic roll in which an elastic body layer is adhered to an outer peripheral surface of a metal core. This is for the purpose of expressing the mechanical strength of the non-woven fabric and adjusting the thickness by bringing the two rolls into contact with each other substantially in parallel, sandwiching the non-woven fabric between the two rolls, and rotating and running while applying a high nip pressure. It is used.

本発明における、熱カレンダー処理時の金属ロール温度は、バインダー合成繊維の融点(溶融温度)又は軟化温度に対して−60〜−10℃であることが好ましく、−50〜−20℃であることがより好ましい。 In the present invention, the metal roll temperature during the thermal calendar treatment is preferably −60 to −10 ° C., preferably −50 to −20 ° C. with respect to the melting point (melting temperature) or softening temperature of the binder synthetic fiber. Is more preferable.

例えば、バインダー合成繊維の融点が240℃である場合、金属ロールの温度、基材の表面温度が180〜230℃であることが好ましく、190〜220℃であることがより好ましい。金属ロールの温度が、バインダー合成繊維の融点又は軟化温度に対して−60℃より低いと、バインダー合成繊維の接着が不十分となりやすく、基材の強度が低下する場合がある。一方、金属ロールの温度がバインダー合成繊維の融点又は軟化温度に対して−10℃より高いと、不織布が金属ロールに貼り付きやすくなり、基材表面に欠陥が生じるおそれがある。 For example, when the melting point of the binder synthetic fiber is 240 ° C., the temperature of the metal roll and the surface temperature of the base material are preferably 180 to 230 ° C., more preferably 190 to 220 ° C. If the temperature of the metal roll is lower than −60 ° C. with respect to the melting point or softening temperature of the binder synthetic fiber, the adhesion of the binder synthetic fiber tends to be insufficient, and the strength of the base material may decrease. On the other hand, if the temperature of the metal roll is higher than −10 ° C. with respect to the melting point or softening temperature of the binder synthetic fiber, the non-woven fabric tends to adhere to the metal roll, and there is a possibility that defects may occur on the surface of the base material.

熱カレンダー処理時のニップの圧力は、好ましくは19〜180kN/mであり、より好ましくは39〜150kN/mである。加工速度は、好ましくは3〜150m/minであり、より好ましくは5〜100m/minである。 The nip pressure during the thermal calendar treatment is preferably 19 to 180 kN / m, more preferably 39 to 150 kN / m. The processing speed is preferably 3 to 150 m / min, more preferably 5 to 100 m / min.

本発明において、基材の坪量は、5〜20g/mが好ましく、6〜18g/mがより好ましく、7〜16g/mがさらに好ましい。20g/mを超えると、セパレータの薄膜化が難しい場合があり、5g/m未満であると、十分な強度を得ることが難しい場合がある。なお、坪量はJIS P 8124:2011(紙及び板紙−坪量測定法)に規定された方法に基づき測定される。 In the present invention, the basis weight of the base material is preferably from 5 to 20 g / m 2, more preferably 6~18g / m 2, more preferably 7~16g / m 2. If it exceeds 20 g / m 2 , it may be difficult to thin the separator, and if it is less than 5 g / m 2 , it may be difficult to obtain sufficient strength. The basis weight is measured based on the method specified in JIS P 8124: 2011 (paper and paperboard-basis weight measurement method).

本発明において、基材の厚みは、8〜30μmが好ましく、10〜25μmがより好ましく、12〜20μmがさらに好ましい。厚みが8μm未満では、強度が不十分となるおそれがある。一方、厚みが30μmを超えると、セパレータの薄膜化が難しくなる。 In the present invention, the thickness of the base material is preferably 8 to 30 μm, more preferably 10 to 25 μm, and even more preferably 12 to 20 μm. If the thickness is less than 8 μm, the strength may be insufficient. On the other hand, if the thickness exceeds 30 μm, it becomes difficult to thin the separator.

本発明において、基材の密度(坪量/厚み)は、0.40〜0.90g/cmであることが好ましく、0.45〜0.80g/cmがより好ましく、0.50〜0.75g/cmがさらに好ましい。密度が0.40g/cm未満では、強度が不十分となるおそれがある。一方、密度が0.90g/cmを超えると、内部抵抗の高いセパレータとなるおそれがある。 In the present invention, the density of the base material (basis weight / thickness) is preferably 0.40~0.90g / cm 3, more preferably 0.45~0.80g / cm 3, 0.50~ 0.75 g / cm 3 is even more preferred. If the density is less than 0.40 g / cm 3 , the strength may be insufficient. On the other hand, if the density exceeds 0.90 g / cm 3 , the separator may have a high internal resistance.

本発明のリチウム二次電池セパレータ用基材は、基材と、無機粒子、有機粒子、微細繊維、固体電解質及びゲル状電解質を含む群から選ばれる1種以上とを含有するセパレータに好ましく用いられる。このセパレータは、無機粒子、有機粒子又は微細繊維を含む塗工液を基材に塗工する方法、固体電解質又はゲル状電解質を基材に塗工する方法によって製造することができる。このように、本発明の基材は、そのままではセパレータとはならないものであり、リチウム二次電池セパレータの前駆体シートである。 The base material for a lithium secondary battery separator of the present invention is preferably used for a separator containing a base material and one or more selected from the group containing inorganic particles, organic particles, fine fibers, solid electrolytes and gel-like electrolytes. .. This separator can be produced by a method of applying a coating liquid containing inorganic particles, organic particles or fine fibers to a base material, or a method of applying a solid electrolyte or a gel-like electrolyte to a base material. As described above, the base material of the present invention does not serve as a separator as it is, and is a precursor sheet of a lithium secondary battery separator.

無機粒子としては、アルミナ、ギブサイト、ベーマイト、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、シリカ、二酸化チタン、チタン酸バリウム、酸化ジルコニウムなどの無機酸化物、窒化アルミニウムや窒化珪素などの無機窒化物、アルミニウム化合物、ゼオライト、マイカなどが挙げられる。 Inorganic particles include alumina, gibsite, boehmite, magnesium oxide, magnesium hydroxide, silica, titanium dioxide, barium titanate, zirconium oxide and other inorganic oxides, aluminum nitride and silicon nitride and other inorganic nitrides, aluminum compounds and zeolite. , Mica, etc.

有機粒子としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリロニトリル、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンオキシド、ポリスチレン、ポリフッ化ビニリデン、エチレン−ビニルモノマー共重合体、ポリオレフィンワックスなどの粒子が挙げられる。 Examples of the organic particles include particles such as polyethylene, polypropylene, polyacrylonitrile, polymethylmethacrylate, polyethylene oxide, polystyrene, polyvinylidene fluoride, ethylene-vinyl monomer copolymer, and polyolefin wax.

無機粒子や有機粒子を含む塗工液を調製するための媒体としては、無機粒子、有機粒子等を均一に溶解又は分散できるものであれば特に限定されず、例えば、トルエンなどの芳香族炭化水素類、テトラヒドロフランなどのエーテル類、メチルエチルケトンなどのケトン類、イソプロピルアルコールなどのアルコール類、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、水などを必要に応じて用いることができる。また、必要に応じてこれらの媒体を混合して用いても良い。なお、基材を膨張させない媒体又は溶解させない媒体が好ましい。 The medium for preparing the coating liquid containing the inorganic particles and the organic particles is not particularly limited as long as it can uniformly dissolve or disperse the inorganic particles, the organic particles and the like, and for example, an aromatic hydrocarbon such as toluene. , Ethers such as tetrahydrofuran, ketones such as methyl ethyl ketone, alcohols such as isopropyl alcohol, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), dimethylacetamide, dimethylformamide, dimethylsulfoxide, water, etc., as necessary. Can be done. Further, these media may be mixed and used if necessary. A medium that does not expand the base material or a medium that does not dissolve the base material is preferable.

無機粒子や有機粒子を含む塗工液を基材上に塗工する方法としては、例えばブレード、ロッド、リバースロール、リップ、ダイ、カーテン、エアーナイフ等各種の塗工方式、フレキソ、スクリーン、オフセット、グラビア、インクジェット等の各種印刷方式、ロール転写、フィルム転写などの転写方式、ディッピング等の引き上げ方式等を、必要に応じて選択して用いることができる。 As a method of applying a coating liquid containing inorganic particles or organic particles on a base material, for example, various coating methods such as blades, rods, reverse rolls, lips, dies, curtains, air knives, flexo, screens, offsets, etc. , Various printing methods such as gravure and inkjet, transfer methods such as roll transfer and film transfer, pulling methods such as dipping, and the like can be selected and used as necessary.

本発明において、リチウム二次電池とは、充放電において正負極間をリチウムイオンが移動する二次電池をいう。リチウム二次電池には、負極活物質としてリチウム吸蔵性の物質を用いたリチウムイオン二次電池、負極活物質として金属リチウムを用いた金属リチウム二次電池が含まれる。 In the present invention, the lithium secondary battery refers to a secondary battery in which lithium ions move between positive and negative electrodes during charging and discharging. The lithium secondary battery includes a lithium ion secondary battery using a lithium occlusion material as a negative electrode active material, and a metallic lithium secondary battery using metallic lithium as a negative electrode active material.

リチウムイオン二次電池の負極活物質には、リチウム吸蔵性の物質が用いられる。リチウム吸蔵性の物質の例としては、炭素系材料、珪素系材料、遷移金属とリチウムの複合酸化物等が例示される。炭素系材料は、質量当たりのリチウム吸蔵可能量とリチウムの吸収・放出に伴う劣化のし難さとのバランスが良好である点で、好ましく使用される。炭素系材料としては、天然黒鉛、人造黒鉛等の黒鉛;ハードカーボン、ソフトカーボン、メソポーラスカーボン等の非晶性炭素;カーボンナノチューブ、グラフェン等のナノ炭素材料が例示される。珪素系材料は、質量当たりのリチウム吸蔵可能量が大きい点で、好ましく使用される。珪素系材料としては、珪素、一酸化珪素(SiO)、二酸化珪素(SiO)が例示される。遷移金属とリチウムの複合酸化物の1種であるチタン酸リチウムは、リチウムの吸収・放出に伴う劣化が生じにくい点で、好ましく使用される。 A lithium occlusion material is used as the negative electrode active material of the lithium ion secondary battery. Examples of lithium occlusion substances include carbon-based materials, silicon-based materials, and composite oxides of transition metals and lithium. Carbon-based materials are preferably used because they have a good balance between the amount of lithium that can be occluded per mass and the difficulty of deterioration due to absorption and release of lithium. Examples of carbon-based materials include graphite such as natural graphite and artificial graphite; amorphous carbon such as hard carbon, soft carbon and mesoporous carbon; and nanocarbon materials such as carbon nanotubes and graphene. Silicon-based materials are preferably used because they have a large amount of lithium that can be occluded per mass. Examples of the silicon-based material include silicon, silicon monoxide (SiO), and silicon dioxide (SiO 2). Lithium titanate, which is one of the composite oxides of a transition metal and lithium, is preferably used because it is unlikely to deteriorate due to absorption and release of lithium.

リチウムイオン二次電池の負極としては、前記の負極活物質を含む負極材料を、金属箔上に塗工した電極が例示される。負極材料には、必要に応じて、ポリフッ化ビニリデン、スチレン−ブタジエン共重合体等のバインダー;カーボンブラック、ナノ炭素材料等の導電剤;分散剤;増粘剤等を混合することができる。金属箔に使用される金属としては、銅、アルミニウム等が例示される。 Examples of the negative electrode of the lithium ion secondary battery include an electrode obtained by coating a metal foil with a negative electrode material containing the above-mentioned negative electrode active material. If necessary, the negative electrode material can be mixed with a binder such as polyvinylidene fluoride or a styrene-butadiene copolymer; a conductive agent such as carbon black or a nanocarbon material; a dispersant; a thickener or the like. Examples of the metal used for the metal foil include copper and aluminum.

リチウム二次電池の正極活物質としては、遷移金属とリチウムの複合酸化物、遷移金属とリチウムのオリビン構造を有する複合塩、硫黄等が例示される。遷移金属とリチウムの複合酸化物としては、コバルト、ニッケル、マンガンから選択される1種以上の遷移金属とリチウムの複合酸化物が例示される。これらの複合酸化物には、アルミニウム、マグネシウム等の典型金属;チタン、クロム等の遷移金属等をさらに複合することができる。遷移金属とリチウムのオリビン構造を有する複合塩としては、鉄、マンガンから選択される1種以上の遷移金属とリチウムのオリビン構造を有する複合塩が例示される。 Examples of the positive electrode active material of the lithium secondary battery include a composite oxide of a transition metal and lithium, a composite salt having an olivine structure of a transition metal and lithium, sulfur and the like. Examples of the composite oxide of the transition metal and lithium include a composite oxide of one or more transition metals and lithium selected from cobalt, nickel, and manganese. Typical metals such as aluminum and magnesium; transition metals such as titanium and chromium can be further compounded with these composite oxides. Examples of the composite salt having an olivine structure of a transition metal and lithium include a composite salt having an olivine structure of one or more transition metals selected from iron and manganese and lithium.

リチウム二次電池の正極としては、前記の正極活物質を含む正極材料を、金属箔上に塗工した電極が例示される。正極材料には、必要に応じて、ポリフッ化ビニリデン、アクリル酸エステル共重合体等のバインダー;カーボンブラック、ナノ炭素材料等の導電剤;分散剤;増粘剤等を混合することができる。金属箔に使用される金属としては、アルミニウム等が例示される。 Examples of the positive electrode of the lithium secondary battery include an electrode obtained by coating a metal foil with a positive electrode material containing the above-mentioned positive electrode active material. If necessary, the positive electrode material can be mixed with a binder such as polyvinylidene fluoride or an acrylic acid ester copolymer; a conductive agent such as carbon black or a nanocarbon material; a dispersant; a thickener or the like. Examples of the metal used for the metal foil include aluminum and the like.

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

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明は本実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited to the present examples.

(実施例1)
主体合成繊維(延伸ポリエステル系繊維、直径2.3μm、繊維長3mm)、バインダー合成繊維(未延伸ポリエステル系繊維、直径4.1μm、繊維長3mm、融点245℃)を60:40の配合比率で固形分2kgの繊維を2mのパルパー(分散容器)に1mの分散水と共に投入し、10分間分散してスラリーを調成した。スラリーの繊維長をOpTest Equipment Inc.社製ファイバークオリティーアナライザー(FQA−360)で測定した。0.2mm以下の短繊維の含有比率は1.5%であった。スラリーから傾斜ワイヤー抄紙機で湿紙を形成した後、表面温度150℃のヤンキードライヤーにて熱圧乾燥し、不織布を得た。
(Example 1)
Main synthetic fiber (stretched polyester fiber, diameter 2.3 μm, fiber length 3 mm), binder synthetic fiber (unstretched polyester fiber, diameter 4.1 μm, fiber length 3 mm, melting point 245 ° C) in a blending ratio of 60:40. Fibers having a solid content of 2 kg were put into a 2 m 3 pulper (dispersion container) together with 1 m 3 of dispersed water and dispersed for 10 minutes to prepare a slurry. The fiber length of the slurry was determined by OpTest Equipment Inc. It was measured with a fiber quality analyzer (FQA-360) manufactured by the company. The content ratio of short fibers of 0.2 mm or less was 1.5%. A wet paper was formed from the slurry with an inclined wire paper machine, and then hot-pressure dried with a Yankee dryer having a surface temperature of 150 ° C. to obtain a non-woven fabric.

得られた不織布を、金属ロール−弾性ロール(ショア硬度D91)の構成の熱カレンダー装置を使用して、金属ロール温度200℃、線圧50kN/m、加工速度50m/min、1ニップ(nip)の条件で熱カレンダー処理を行い、リチウム二次電池セパレータ用基材を得た。なお、弾性ロールに接した面を塗工面とした。 Using a thermal calendar device having a metal roll-elastic roll (shore hardness D91) configuration, the obtained non-woven fabric is subjected to a metal roll temperature of 200 ° C., a linear pressure of 50 kN / m, a processing speed of 50 m / min, and one nip (nip). A base material for a lithium secondary battery separator was obtained by performing a thermal calendar treatment under the conditions of. The surface in contact with the elastic roll was used as the coated surface.

(実施例2)
主体合成繊維(延伸ポリエステル系繊維、直径2.3μm、繊維長3mm)、バインダー合成繊維(未延伸ポリエステル系繊維、直径4.1μm、繊維長3mm、融点245℃)を60:40の配合比率で固形分2kgの繊維を2mのパルパー(分散容器)に1mの分散水と共に投入し、10分間分散してスラリーを調成した。スラリーを18メッシュの網で漉して繊維のみを残して分散水を除去し、新たに水を1m加えて繊維を解して再分散スラリーを調成した。再分散スラリーの繊維長を測定したところ、0.2mm以下の短繊維の含有比率は0.5%であった。再分散スラリーから傾斜ワイヤー抄紙機で湿紙を形成した後、表面温度150℃のヤンキードライヤーにて熱圧乾燥し、不織布を得た。
(Example 2)
Main synthetic fiber (stretched polyester fiber, diameter 2.3 μm, fiber length 3 mm), binder synthetic fiber (unstretched polyester fiber, diameter 4.1 μm, fiber length 3 mm, melting point 245 ° C) in a blending ratio of 60:40. Fibers having a solid content of 2 kg were put into a 2 m 3 pulper (dispersion container) together with 1 m 3 of dispersed water and dispersed for 10 minutes to prepare a slurry. The slurry 18 strained with a net mesh was removed leaving only the dispersed water fibers, new water 1 m 3 was added made a re-dispersed slurry tone construed the fibers. When the fiber length of the redispersed slurry was measured, the content ratio of short fibers of 0.2 mm or less was 0.5%. A wet paper was formed from the redispersed slurry with an inclined wire paper machine, and then hot-pressure dried with a Yankee dryer having a surface temperature of 150 ° C. to obtain a non-woven fabric.

得られた不織布を、金属ロール−弾性ロール(ショア硬度D91)の構成の熱カレンダー装置を使用して、金属ロール温度200℃、線圧50kN/m、加工速度50m/min、1ニップ(nip)の条件で熱カレンダー処理を行い、リチウム二次電池セパレータ用基材を得た。なお、弾性ロールに接した面を塗工面とした。 Using a thermal calendar device having a metal roll-elastic roll (shore hardness D91) configuration, the obtained non-woven fabric is subjected to a metal roll temperature of 200 ° C., a linear pressure of 50 kN / m, a processing speed of 50 m / min, and one nip (nip). A base material for a lithium secondary battery separator was obtained by performing a thermal calendar treatment under the conditions of. The surface in contact with the elastic roll was used as the coated surface.

(実施例3)
主体合成繊維(延伸ポリエステル系繊維、直径2.3μm、繊維長3mm)、バインダー合成繊維(未延伸ポリエステル系繊維、直径4.1μm、繊維長3mm、融点245℃)を60:40の配合比率で固形分2kgの繊維を2mのパルパー(分散容器)に1mの分散水と共に投入し、10分間分散してスラリーを調成した。スラリーを18メッシュの網で漉して繊維のみを残して分散水を除去し、新たに水を1m加えて繊維を解して再分散スラリーを調成した。次に再分散スラリーを18メッシュの網で漉して繊維のみを残して分散水を除去し、新たに水を1m加えて繊維を解して再々分散スラリーを調成した。再々分散スラリーの繊維長を測定したところ、0.2mm以下の短繊維の含有比率は0.1%であった。再々分散スラリーから傾斜ワイヤー抄紙機で湿紙を形成した後、表面温度150℃のヤンキードライヤーにて熱圧乾燥し、不織布を得た。
(Example 3)
Main synthetic fiber (stretched polyester fiber, diameter 2.3 μm, fiber length 3 mm), binder synthetic fiber (unstretched polyester fiber, diameter 4.1 μm, fiber length 3 mm, melting point 245 ° C) in a blending ratio of 60:40. Fibers having a solid content of 2 kg were put into a 2 m 3 pulper (dispersion container) together with 1 m 3 of dispersed water and dispersed for 10 minutes to prepare a slurry. The slurry 18 strained with a net mesh was removed leaving only the dispersed water fibers, new water 1 m 3 was added made a re-dispersed slurry tone construed the fibers. Leaving only fibers to remove dispersed water strained then redispersed slurry 18 mesh net, were forms regulating the retrocession dispersed slurry construed fibers newly water 1 m 3 was added. When the fiber length of the redispersed slurry was measured, the content ratio of short fibers of 0.2 mm or less was 0.1%. A wet paper was formed from the redispersed slurry with an inclined wire paper machine, and then hot-pressure dried with a Yankee dryer having a surface temperature of 150 ° C. to obtain a non-woven fabric.

得られた不織布を、金属ロール−弾性ロール(ショア硬度D91)の構成の熱カレンダー装置を使用して、金属ロール温度200℃、線圧50kN/m、加工速度50m/min、1ニップ(nip)の条件で熱カレンダー処理を行い、リチウム二次電池セパレータ用基材を得た。なお、弾性ロールに接した面を塗工面とした。 Using a thermal calendar device having a metal roll-elastic roll (shore hardness D91) configuration, the obtained non-woven fabric is subjected to a metal roll temperature of 200 ° C., a linear pressure of 50 kN / m, a processing speed of 50 m / min, and one nip (nip). A base material for a lithium secondary battery separator was obtained by performing a thermal calendar treatment under the conditions of. The surface in contact with the elastic roll was used as the coated surface.

(実施例4)
主体合成繊維(延伸ポリエステル系繊維、直径2.3μm、繊維長3mm)、バインダー合成繊維(未延伸ポリエステル系繊維、直径4.1μm、繊維長3mm、融点245℃)を60:40の配合比率で固形分2kgの繊維を2mのパルパー(分散容器)に1mの分散水と共に投入し、5分間分散してスラリーを調成した。スラリーを18メッシュの網で漉して繊維のみを残して分散水を除去し、新たに水を1m加えて繊維を解して再分散スラリーを調成した。次に再分散スラリーを18メッシュの網で漉して繊維のみを残して分散水を除去し、新たに水を1m加えて繊維を解して再々分散スラリーを調成した。再々分散スラリーの繊維長を測定したところ、0.2mm以下の短繊維の含有比率は0.06%であった。再々分散スラリーから傾斜ワイヤー抄紙機で湿紙を形成した後、表面温度150℃のヤンキードライヤーにて熱圧乾燥し、不織布を得た。
(Example 4)
Main synthetic fiber (stretched polyester fiber, diameter 2.3 μm, fiber length 3 mm), binder synthetic fiber (unstretched polyester fiber, diameter 4.1 μm, fiber length 3 mm, melting point 245 ° C) in a blending ratio of 60:40. Fibers having a solid content of 2 kg were put into a 2 m 3 pulper (dispersion container) together with 1 m 3 of dispersed water and dispersed for 5 minutes to prepare a slurry. The slurry 18 strained with a net mesh was removed leaving only the dispersed water fibers, new water 1 m 3 was added made a re-dispersed slurry tone construed the fibers. Leaving only fibers to remove dispersed water strained then redispersed slurry 18 mesh net, were forms regulating the retrocession dispersed slurry construed fibers newly water 1 m 3 was added. When the fiber length of the redispersed slurry was measured, the content ratio of short fibers of 0.2 mm or less was 0.06%. A wet paper was formed from the redispersed slurry with an inclined wire paper machine, and then hot-pressure dried with a Yankee dryer having a surface temperature of 150 ° C. to obtain a non-woven fabric.

得られた不織布を、金属ロール−弾性ロール(ショア硬度D91)の構成の熱カレンダー装置を使用して、金属ロール温度200℃、線圧50kN/m、加工速度50m/min、1ニップ(nip)の条件で熱カレンダー処理を行い、リチウム二次電池セパレータ用基材を得た。なお、弾性ロールに接した面を塗工面とした。 Using a thermal calendar device having a metal roll-elastic roll (shore hardness D91) configuration, the obtained non-woven fabric is subjected to a metal roll temperature of 200 ° C., a linear pressure of 50 kN / m, a processing speed of 50 m / min, and one nip (nip). A base material for a lithium secondary battery separator was obtained by performing a thermal calendar treatment under the conditions of. The surface in contact with the elastic roll was used as the coated surface.

(実施例5)
主体合成繊維(延伸ポリエステル系繊維、直径2.3μm、繊維長3mm)、バインダー合成繊維(未延伸ポリエステル系繊維、直径4.1μm、繊維長3mm、融点245℃)を60:40の配合比率で固形分2kgの繊維を2mのパルパー(分散容器)に1mの分散水と共に投入し、30分間分散してスラリーを調成した。スラリーの繊維長を測定したところ、短繊維の含有比率は2.8%であった。スラリーから傾斜ワイヤー抄紙機で湿紙を形成した後、表面温度150℃のヤンキードライヤーにて熱圧乾燥し、不織布を得た。
(Example 5)
Main synthetic fiber (stretched polyester fiber, diameter 2.3 μm, fiber length 3 mm), binder synthetic fiber (unstretched polyester fiber, diameter 4.1 μm, fiber length 3 mm, melting point 245 ° C) in a blending ratio of 60:40. Fibers having a solid content of 2 kg were put into a 2 m 3 pulper (dispersion container) together with 1 m 3 of dispersed water, and dispersed for 30 minutes to prepare a slurry. When the fiber length of the slurry was measured, the content ratio of short fibers was 2.8%. A wet paper was formed from the slurry with an inclined wire paper machine, and then hot-pressure dried with a Yankee dryer having a surface temperature of 150 ° C. to obtain a non-woven fabric.

得られた不織布を、金属ロール−弾性ロール(ショア硬度D91)の構成の熱カレンダー装置を使用して、金属ロール温度200℃、線圧50kN/m、加工速度50m/min、1ニップ(nip)の条件で熱カレンダー処理を行い、リチウム二次電池セパレータ用基材を得た。なお、弾性ロールに接した面を塗工面とした。 Using a thermal calendar device having a metal roll-elastic roll (shore hardness D91) configuration, the obtained non-woven fabric is subjected to a metal roll temperature of 200 ° C., a linear pressure of 50 kN / m, a processing speed of 50 m / min, and one nip (nip). A base material for a lithium secondary battery separator was obtained by performing a thermal calendar treatment under the conditions of. The surface in contact with the elastic roll was used as the coated surface.

(比較例1)
主体合成繊維(延伸ポリエステル系繊維、直径2.3μm、繊維長3mm)、バインダー合成繊維(未延伸ポリエステル系繊維、直径4.1μm、繊維長3mm、融点245℃)を60:40の配合比率で固形分2kgの繊維を2mのパルパー(分散容器)に1mの分散水と共に投入し、5分間分散して分散スラリーを調成した。分散スラリーを18メッシュの網で漉して繊維のみを残して分散水を除去し、新たに水を1m加えて繊維を解して再分散スラリーを調成した後に、再分散スラリーを18メッシュの網で漉して繊維のみを残して分散水を除去し、新たに水を1m加えて繊維を解して再々分散スラリーを調成した。再々分散スラリーに対して、18メッシュの網で漉して繊維を残して分散水を除去し、新たな水を加える操作を更に2回行って、最終スラリーを調成した。最終スラリーの繊維長を測定したところ、短繊維の含有比率は0.0%であった。最終スラリーを円網抄紙機で湿紙を形成した後、表面温度150℃のヤンキードライヤーにて熱圧乾燥し、不織布を得た。
(Comparative Example 1)
Main synthetic fiber (stretched polyester fiber, diameter 2.3 μm, fiber length 3 mm), binder synthetic fiber (unstretched polyester fiber, diameter 4.1 μm, fiber length 3 mm, melting point 245 ° C) in a blending ratio of 60:40. Fibers having a solid content of 2 kg were put into a 2 m 3 pulper (dispersion container) together with 1 m 3 of dispersed water and dispersed for 5 minutes to prepare a dispersed slurry. Dispersed slurry 18 strained with a net mesh leaving only fibers to remove the dispersing water, new water added 1 m 3 after form a re-dispersed slurry tone construed fibers, redispersed slurry 18 mesh leaving only fibers to remove dispersed water straining in the network, and form regulating the retrocession dispersed slurry construed fibers newly water 1 m 3 was added. The redispersed slurry was strained with an 18-mesh net to remove dispersed water leaving fibers, and fresh water was added twice to prepare the final slurry. When the fiber length of the final slurry was measured, the content ratio of short fibers was 0.0%. After forming a wet paper with a circular net paper machine, the final slurry was hot-pressure dried with a Yankee dryer having a surface temperature of 150 ° C. to obtain a non-woven fabric.

得られた不織布を、金属ロール−弾性ロール(ショア硬度D91)の構成の熱カレンダー装置を使用して、金属ロール温度200℃、線圧50kN/m、加工速度50m/min、1ニップ(nip)の条件で熱カレンダー処理を行い、リチウム二次電池セパレータ用基材を得た。なお、弾性ロールに接した面を塗工面とした。 Using a thermal calendar device having a metal roll-elastic roll (shore hardness D91) configuration, the obtained non-woven fabric is subjected to a metal roll temperature of 200 ° C., a linear pressure of 50 kN / m, a processing speed of 50 m / min, and one nip (nip). A base material for a lithium secondary battery separator was obtained by performing a thermal calendar treatment under the conditions of. The surface in contact with the elastic roll was used as the coated surface.

実施例及び比較例で得られたリチウム二次電池セパレータ用基材に対して、坪量、厚み、通気度並びに塗工液裏抜けの評価を行い、結果を表1に示した。 The lithium secondary battery separator base materials obtained in Examples and Comparative Examples were evaluated for basis weight, thickness, air permeability, and coating liquid strike-through, and the results are shown in Table 1.

(坪量)
JIS P8124:2011に準拠して、基材の坪量を測定した。
(Basis weight)
The basis weight of the base material was measured according to JIS P8124: 2011.

(厚み)
JIS B7502:2016に規定された外側マイクロメーターを用いて、5N荷重時の厚みを測定した。
(Thickness)
The thickness under 5N load was measured using an outer micrometer specified in JIS B7502: 2016.

(通気度)
JIS L 1096:2010に準拠してフラジール法による通気度を測定した。
(Breathability)
The air permeability by the Frazier method was measured according to JIS L 1096: 2010.

<セパレータの作製>
体積平均粒子径0.9μm、BET比表面積5.5g/mのベーマイト100質量部を、水150質量部に分散したものに、その1質量%水溶液の25℃における粘度が3000mPa・sのカルボキシメチルセルロースナトリウム塩2質量%水溶液75質量部を添加・攪拌混合し、ガラス転移点−18℃、体積平均粒子径0.2μmのカルボキシ変性スチレン−ブタジエン共重合樹脂エマルション(固形分濃度50質量%)10質量部を添加・攪拌混合し、最後に調整水を加えて固形分濃度を30質量%に調整し、塗工液Aを作製した。
<Making a separator>
100 parts by mass of boehmite having a volume average particle diameter of 0.9 μm and a BET specific surface area of 5.5 g / m 2 is dispersed in 150 parts by mass of water, and a carboxy of a 1 mass% aqueous solution having a viscosity of 3000 mPa · s at 25 ° C. Add 75 parts by mass of a 2% by mass aqueous solution of methyl cellulose sodium salt, stir and mix, and carboxy-modified styrene-butadiene copolymer resin emulsion (solid content concentration 50% by mass) with a glass transition point of -18 ° C and a volume average particle size of 0.2 μm. A mass portion was added and mixed by stirring, and finally, adjusting water was added to adjust the solid content concentration to 30% by mass to prepare a coating liquid A.

(塗工液の裏抜け評価)
実施例及び比較例の基材の弾性ロール面に、塗工装置としてリバースグラビアコーターを用い、50m/minのライン速度にて、塗工液Aを、wet塗工量が40g /mとなるように片面塗工した。塗工された基材は、リバースグラビアコーターに直結されたフローティングエアドライヤーで、90℃の熱風を吹き付けて乾燥させ、セパレータを得た。塗工液の裏抜け評価として、塗工装置のガイドロール及びフローティングエアドライヤー内部への塗工液の付着状態により、次の3段階に分類した。
(Evaluation of strike-through of coating liquid)
A reverse gravure coater was used as a coating device on the elastic roll surface of the base material of Examples and Comparative Examples, and the coating liquid A was applied at a line speed of 50 m / min, and the wet coating amount was 40 g / m 2. One side was coated as shown. The coated base material was dried by blowing hot air at 90 ° C. with a floating air dryer directly connected to a reverse gravure coater to obtain a separator. The strike-through evaluation of the coating liquid was classified into the following three stages according to the state of adhesion of the coating liquid to the guide roll of the coating device and the inside of the floating air dryer.

1:ガイドロールまたはフローティングエアドライヤー内部への塗工液の付着がほとんど無い。
2:ガイドロールまたはフローティングエアドライヤー内部に塗工液が付着しているが、セパレータに再転写はしない。
3:裏抜けした塗工液がガイドロールまたはフローティングエアドライヤー内部に付着しており、得られたセパレータに再転写による面の不均一性が生じている。
1: There is almost no adhesion of the coating liquid to the inside of the guide roll or floating air dryer.
2: The coating liquid adheres to the inside of the guide roll or floating air dryer, but it is not retransferred to the separator.
3: The strike-through coating liquid adheres to the inside of the guide roll or the floating air dryer, and the obtained separator has surface non-uniformity due to retransfer.

<評価用電池の作製>
各セパレータを用い、正極にマンガン酸リチウム、負極にメソカーボンマイクロビーズ、電解液にヘキサフルオロリン酸リチウムの1mol/L炭酸ジエチル/炭酸エチレン(容量比7/3)混合溶媒溶液を用い、各セパレータの無機粒子層を負極に対向するようにして、設計容量30mAhの評価用パウチ型リチウム二次電池を作製し、下記の内部抵抗の評価に供した。
<Making evaluation batteries>
Using each separator, lithium manganate is used for the positive electrode, mesocarbon microbeads are used for the negative electrode, and 1 mol / L diethyl carbonate / ethylene carbonate (volume ratio 7/3) mixed solvent solution of lithium hexafluorophosphate is used for the electrolytic solution. A pouch-type lithium secondary battery for evaluation having a design capacity of 30 mAh was prepared so that the inorganic particle layer of No. 1 was opposed to the negative electrode, and was subjected to the following evaluation of internal resistance.

(内部抵抗評価)
各電池について、60mA定電流充電→4.2V定電圧充電(1時間)→60mAで定電流放電→2.8Vになったら次のサイクルのシーケンスにて、5サイクルの慣らし充放電を行った後、60mA定電流充電→4.2V定電圧充電(1時間)→6mAで30分間定電流放電(放電量3mAh)→放電終了直前の電圧を測定(電圧a)→60mA定電流充電→4.2V定電圧充電(1時間)→90mAで2分間定電流放電(放電量3mAh)→放電終了直前の電圧(電圧b)を測定、を行い、内部抵抗Ω=(電圧a−電圧b)/(90mA−6mA)の式で内部抵抗を求めた。結果を表1に記す。
(Internal resistance evaluation)
For each battery, 60mA constant current charging → 4.2V constant voltage charging (1 hour) → constant current discharge at 60mA → when it reaches 2.8V, after performing 5 cycles of break-in charging and discharging in the next cycle sequence. , 60mA constant current charging → 4.2V constant current charging (1 hour) → 6mA constant current discharge (discharge amount 3mAh) → Measure the voltage just before the end of discharge (voltage a) → 60mA constant current charging → 4.2V Constant voltage charging (1 hour) → Constant current discharge at 90mA for 2 minutes (Discharge amount 3mAh) → Measure the voltage (voltage b) just before the end of discharge, and perform internal resistance Ω = (voltage a-voltage b) / (90mA) The internal resistance was calculated by the formula of -6mA). The results are shown in Table 1.

A:内部抵抗4.0Ω未満
B:内部抵抗4.0Ω以上5.0Ω未満
C:内部抵抗5.0Ω以上
A: Internal resistance less than 4.0Ω B: Internal resistance 4.0Ω or more and less than 5.0Ω C: Internal resistance 5.0Ω or more

Figure 2021144838
Figure 2021144838

表1に示したとおり、実施例1〜5のリチウム二次電池セパレータ用基材は、合成繊維として、少なくとも主体合成繊維とバインダー合成繊維とを含有してなる不織布からなり、繊維長0.2mm以下のフィブリル化されていない合成繊維を含有することを特徴とすることから、裏抜け評価において良好な結果を得た。また、実施例1〜5の基材を用いて作製したセパレータは、内部抵抗が低く、良好であった。 As shown in Table 1, the base material for the lithium secondary battery separator of Examples 1 to 5 is made of a non-woven fabric containing at least a main synthetic fiber and a binder synthetic fiber as synthetic fibers, and has a fiber length of 0.2 mm. Since it is characterized by containing the following non-fibrillated synthetic fibers, good results were obtained in the strike-through evaluation. Further, the separators prepared using the base materials of Examples 1 to 5 had low internal resistance and were good.

実施例1と実施例5との比較から、0.2mm以下の短繊維の含有比率が2.0%未満である実施例1の基材を用いて作製したセパレータは、0.2mm以下の短繊維の含有比率が、基材に含まれる全繊維成分に対して2.0%以上である実施例5の基材を用いて作製したセパレータよりも低い内部抵抗を示し、良好であった。 From the comparison between Example 1 and Example 5, the separator prepared using the base material of Example 1 in which the content ratio of short fibers of 0.2 mm or less is less than 2.0% is short of 0.2 mm or less. The fiber content ratio was 2.0% or more with respect to the total fiber components contained in the base material, and the internal resistance was lower than that of the separator prepared using the base material of Example 5, which was good.

実施例3と実施例4との比較から、0.2mm以下の短繊維の含有比率が0.1%以上である実施例3の基材を用いて作製したセパレータは、0.2mm以下の短繊維の含有比率が、基材に含まれる全繊維成分に対して0.1%未満である実施例4の基材を用いて作製したセパレータよりも、裏抜けが少なく良好であった。 From the comparison between Example 3 and Example 4, the separator prepared using the base material of Example 3 in which the content ratio of the short fibers of 0.2 mm or less is 0.1% or more is 0.2 mm or less. The fiber content ratio was better than that of the separator prepared using the base material of Example 4 in which the content ratio of the fibers was less than 0.1% with respect to the total fiber components contained in the base material, with less strike-through.

0.2mm以下の短繊維を含有しない比較例1のリチウム二次電池セパレータ用基材は、裏抜けした塗工液がガイドロールやフローティングエアドライヤー内部に付着しており、得られたセパレータに再転写による面の不均一性が生じていた。 In the base material for the lithium secondary battery separator of Comparative Example 1 which does not contain short fibers of 0.2 mm or less, the coating liquid that has been pierced through has adhered to the inside of the guide roll and the floating air dryer, and is re-applied to the obtained separator. Surface non-uniformity was caused by transfer.

本発明のリチウム二次電池セパレータ用基材は、リチウム二次電池セパレータ以外にも、リチウムイオンポリマー電池セパレータ、リチウムイオンキャパシタセパレータ等にも利用でき、さらに、リチウム以外の金属を用いた金属イオン電池セパレータ、金属イオンポリマー電池セパレータ、金属イオンキャパシタセパレータ等にも利用できる。 The base material for a lithium secondary battery separator of the present invention can be used not only for a lithium secondary battery separator but also for a lithium ion polymer battery separator, a lithium ion capacitor separator, and the like, and further, a metal ion battery using a metal other than lithium. It can also be used as a separator, a metal ion polymer battery separator, a metal ion capacitor separator, and the like.

Claims (2)

合成繊維として、少なくとも主体合成繊維とバインダー合成繊維とを含有してなる不織布からなるリチウム二次電池セパレータ用基材において、繊維長0.2mm以下のフィブリル化されていない合成繊維を含有することを特徴とするリチウム二次電池セパレータ用基材。 As the synthetic fiber, a base material for a lithium secondary battery separator made of a non-woven fabric containing at least a main synthetic fiber and a binder synthetic fiber contains a non-fibrillated synthetic fiber having a fiber length of 0.2 mm or less. A characteristic base material for a lithium secondary battery separator. 主体合成繊維とバインダー合成繊維と繊維長0.2mm以下のフィブリル化されていない合成繊維の合計長さに対し、繊維長0.2mm以下のフィブリル化されていない合成繊維の合計長さが0.1%以上2.0%未満である請求項1記載のリチウム二次電池セパレータ用基材。 Main synthetic fiber, binder Synthetic fiber and non-fibrillated synthetic fiber with fiber length of 0.2 mm or less The total length of non-fibrillated synthetic fiber with fiber length of 0.2 mm or less is 0. The base material for a lithium secondary battery separator according to claim 1, which is 1% or more and less than 2.0%.
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