JP2021144868A - Slurry, method for manufacturing the same, separator for nonaqueous electrolyte battery, and nonaqueous electrolyte battery - Google Patents

Slurry, method for manufacturing the same, separator for nonaqueous electrolyte battery, and nonaqueous electrolyte battery Download PDF

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孝修 大森
奈津子 茶山
Natsuko Chayama
奈津子 茶山
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Abstract

To provide slurry suitably used for manufacturing a separator for a nonaqueous electrolyte battery, which is superior in the stability of the shape at a temperature of about 160°C.SOLUTION: A slurry comprises: an inorganic filler containing at least one kind selected from a group consisting of alumina, barium sulfate, boehmite, calcium carbonate, calcium phosphate, calcium sulfate, calcium oxide, magnesium hydroxide, magnesium carbonate, magnesium oxide, magnesium sulfate, kaolin, talc, titanium dioxide, calcium fluoride, lithium fluoride, zeolite, molybdenum sulfide and mica; a solvent; and a polyamide resin having, in its main chain, such a structure that a hydrogen atom binding to a nitrogen atom of an amide group is substituted with another group, and including, in its side chain, at least one anion selected from a group consisting of a phenoxide anion, a carboxylate anion and a sulfonate anion, and a counter cation to the anion.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、スラリー、スラリーの製造方法、非水電解質電池用セパレータおよび非水電解質電池に関するものである。 The present invention relates to slurries, methods for producing slurries, separators for non-aqueous electrolyte batteries and non-aqueous electrolyte batteries.

近年、リチウムイオン二次電池などの非水電解質電池は、携帯電子機器や輸送機器の電源として広く用いられ、特に、軽量で高いエネルギー密度が得られることから、車両駆動用の高出力電源としての需要拡大が見込まれている。 In recent years, non-aqueous electrolyte batteries such as lithium-ion secondary batteries have been widely used as power sources for portable electronic devices and transportation devices, and in particular, because they are lightweight and have a high energy density, they can be used as high-output power sources for driving vehicles. Demand is expected to grow.

非水電解質電池は、セル内に、正極と負極が対向するように配置されており、両極の短絡を防止するために、両極間にイオン透過性のセパレータを有する。セパレータとしては、ポリオレフィン製多孔質膜が好適に使用されている。ポリオレフィン製多孔質膜は、電気絶縁性、イオン透過性、耐電解液性および耐酸化性に優れる。さらに、ポリオレフィン製多孔質膜は、異常昇温時に想定される100〜150℃程度の温度において孔閉塞することにより、電流を遮断し、過度の昇温を抑制することができる。しかしながら、何らかの原因で孔閉塞後も昇温が続いた場合は、ポリオレフィン製多孔質膜が収縮することによって、電極間の短絡が起こり、非水電解質電池が発火するおそれがある。 The non-aqueous electrolyte battery is arranged in the cell so that the positive electrode and the negative electrode face each other, and has an ion-permeable separator between the two electrodes in order to prevent a short circuit between the two electrodes. As the separator, a porous film made of polyolefin is preferably used. The porous polyolefin membrane is excellent in electrical insulation, ion permeability, electrolytic solution resistance and oxidation resistance. Further, the porous polyolefin membrane can block the current and suppress an excessive temperature rise by closing the pores at a temperature of about 100 to 150 ° C., which is assumed at the time of abnormal temperature rise. However, if the temperature continues to rise even after the pores are closed for some reason, the porous polyolefin membrane may shrink, causing a short circuit between the electrodes and causing the non-aqueous electrolyte battery to ignite.

これまでに、安全性に優れた非水電解質電池を構成し得るセパレータとして、熱可塑性樹脂を主成分とし、かつ150℃における熱収縮率が10%以上の樹脂多孔質膜と、耐熱性微粒子を含有する耐熱多孔質層とを有する非水電解質電池用セパレータ(例えば、特許文献1参照)、水溶性ポリマーの多孔膜とポリオレフィンの多孔膜とが積層されてなる非水電解液二次電池用セパレータ(例えば、特許文献2参照)、ポリマー微多孔質膜と、無機微粒子、水溶性ポリマー、水不溶性有機微粒子、水を含むスラリー組成物によって形成されるコーティング層を有するリチウムイオン電池用セパレータ(例えば、特許文献3参照)、耐熱性含窒素芳香族重合体およびセラミック粉末を含む層を有するリチウムイオン電池用セパレータ(例えば、特許文献4参照)などが提案されている。 So far, as a separator that can constitute a non-aqueous electrolyte battery having excellent safety, a resin porous film containing a thermoplastic resin as a main component and having a heat shrinkage rate of 10% or more at 150 ° C. and heat-resistant fine particles have been used. Separator for non-aqueous electrolyte battery having a heat-resistant porous layer containing (see, for example, Patent Document 1), separator for non-aqueous electrolyte secondary battery in which a porous film of a water-soluble polymer and a porous film of polyolefin are laminated. (See, for example, Patent Document 2), a separator for a lithium ion battery (for example, a separator for a lithium ion battery) having a polymer microporous film and a coating layer formed of a slurry composition containing inorganic fine particles, a water-soluble polymer, water-insoluble organic fine particles, and water. Patent Document 3), a separator for a lithium ion battery having a layer containing a heat-resistant nitrogen-containing aromatic polymer and a ceramic powder (see, for example, Patent Document 4) have been proposed.

特開2008−123996号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-123996 特開2009−224343号公報JP-A-2009-224343 特開2016−25093号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-25093 特開2000−30686号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-30686

特許文献1〜4に記載された技術は、100〜150℃程度の温度における形状安定性には優れるものの、近年求められる高出力電源用途において生じ得る160℃程度の高温条件における形状安定性には、なお課題があった。そこで、本発明は、160℃程度の温度における形状安定性に優れる非水電解質電池用セパレータを製造するのに好適に用いられるスラリーを提供することを課題とする。 Although the techniques described in Patent Documents 1 to 4 are excellent in shape stability at a temperature of about 100 to 150 ° C., they are suitable for shape stability under high temperature conditions of about 160 ° C., which may occur in high-power power supply applications required in recent years. However, there were still issues. Therefore, an object of the present invention is to provide a slurry that is suitably used for producing a separator for a non-aqueous electrolyte battery having excellent shape stability at a temperature of about 160 ° C.

上記課題を解決するため、本発明は、
無機フィラー、溶媒および水溶性重合体を含み、前記無機フィラーが、アルミナ、硫酸バリウム、ベーマイト、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、硫酸カルシウム、酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム、硫酸マグネシウム、カオリン、タルク、二酸化チタン、フッ化カルシウム、フッ化リチウム、ゼオライト、硫化モリブデンおよびマイカからなる群より選ばれる1種以上であり、前記水溶性重合体が(a)ポリアミド樹脂であり、(a)ポリアミド樹脂が、アミド基の窒素原子に結合した水素原子が別の基に置換された構造を主鎖に有し、かつ、フェノキシドアニオン、カルボキシラートアニオンおよびスルホン酸アニオンからなる群より選ばれる少なくとも1種のアニオンと、前記アニオンに対する対カチオンとを側鎖に含む樹脂である、スラリーである。
In order to solve the above problems, the present invention
The inorganic filler contains an inorganic filler, a solvent and a water-soluble polymer, and the inorganic filler is alumina, barium sulfate, boehmite, calcium carbonate, calcium phosphate, calcium sulfate, calcium oxide, magnesium hydroxide, magnesium carbonate, magnesium oxide, magnesium sulfate, kaolin, One or more selected from the group consisting of talc, titanium dioxide, calcium fluoride, lithium fluoride, zeolite, molybdenum sulfide and mica, and the water-soluble polymer is (a) a polyamide resin and (a) a polyamide resin. However, at least one selected from the group consisting of a phenoxide anion, a carboxylate anion and a sulfonate anion, having a structure in which a hydrogen atom bonded to a nitrogen atom of an amide group is substituted with another group in the main chain. A slurry which is a resin containing an anion and a countercation for the anion in a side chain.

また本発明は、ポリオレフィン樹脂を含む多孔質膜(I)と、無機フィラー、水溶性重合体および非水溶性重合体を含む粒子層(II)とを有し、
前記水溶性重合体が(a)ポリアミド樹脂であり、(a)ポリアミド樹脂が、アミド基の窒素原子に結合した水素原子が別の基に置換された構造を主鎖に有し、かつ、フェノキシドアニオン、カルボキシラートアニオンおよびスルホン酸アニオンからなる群より選ばれる少なくとも1種のアニオンと、前記アニオンに対する対カチオンとを側鎖に含む樹脂である非水電解質電池用セパレータであって、160℃で1時間加熱した場合の熱収縮率が、10%以下である、非水電解質電池用セパレータである。
The present invention also has a porous membrane (I) containing a polyolefin resin and a particle layer (II) containing an inorganic filler, a water-soluble polymer and a water-insoluble polymer.
The water-soluble polymer is (a) a polyamide resin, and (a) the polyamide resin has a structure in which a hydrogen atom bonded to a nitrogen atom of an amide group is substituted with another group in the main chain, and phenoxide. A separator for a non-aqueous electrolyte battery, which is a resin containing at least one anion selected from the group consisting of an anion, a carboxylate anion, and a sulfonic acid anion and a counter cation with respect to the anion in a side chain, and is 1 at 160 ° C. A separator for a non-aqueous electrolyte battery having a heat shrinkage rate of 10% or less when heated for an hour.

本発明のスラリーおよびセパレータを用いることで、160℃程度の温度における形状安定性に優れたセパレータを提供することができる。 By using the slurry and separator of the present invention, it is possible to provide a separator having excellent shape stability at a temperature of about 160 ° C.

<スラリー>
本発明のスラリーは、無機フィラー、溶媒および水溶性重合体を含み、前記無機フィラーが、アルミナ、硫酸バリウム、ベーマイト、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、硫酸カルシウム、酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム、硫酸マグネシウム、カオリン、タルク、二酸化チタン、フッ化カルシウム、フッ化リチウム、ゼオライト、硫化モリブデンおよびマイカからなる群より選ばれる1種以上であり、前記水溶性重合体が(a)ポリアミド樹脂であり、(a)ポリアミド樹脂が、アミド基の窒素原子に結合した水素原子が別の基に置換された構造を主鎖に有し、かつ、フェノキシドアニオン、カルボキシラートアニオンおよびスルホン酸アニオンからなる群より選ばれる少なくとも1種のアニオンと、前記アニオンに対する対カチオンとを側鎖に含む樹脂である、スラリーである。
<Slurry>
The slurry of the present invention contains an inorganic filler, a solvent and a water-soluble polymer, and the inorganic filler is alumina, barium sulfate, boehmite, calcium carbonate, calcium phosphate, calcium sulfate, calcium oxide, magnesium hydroxide, magnesium carbonate, magnesium oxide. , Magnesium sulfate, kaolin, talc, titanium dioxide, calcium fluoride, lithium fluoride, zeolite, molybdenum sulfide and mica, and the water-soluble polymer is (a) polyamide resin. , (A) From the group consisting of a phenoxide anion, a carboxylate anion and a sulfonic acid anion, in which the polyamide resin has a structure in which the hydrogen atom bonded to the nitrogen atom of the amide group is substituted with another group in the main chain. A slurry which is a resin containing at least one selected anion and a counter cation for the anion in a side chain.

無機フィラーは、セパレータを作製した際に、セパレータの加熱時の形状安定性を向上させる効果を有する。 The inorganic filler has the effect of improving the shape stability of the separator when it is heated when the separator is produced.

無機フィラーは、絶縁性を有することから、アルミナ、硫酸バリウム、ベーマイト、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、硫酸カルシウム、酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム、硫酸マグネシウム、カオリン、タルク、二酸化チタン、フッ化カルシウム、フッ化リチウム、ゼオライト、硫化モリブデンおよびマイカからなる群より選ばれる1種以上である。これらの中でも、アルミナおよび硫酸バリウムから選ばれる無機フィラーが好ましい。表面の親水性が高く、少量の添加で無機フィラーと水溶性重合体を強固に結着することができるという観点から、アルミナがさらに好ましい。 Since the inorganic filler has insulating properties, alumina, barium sulfate, boehmite, calcium carbonate, calcium phosphate, calcium sulfate, calcium oxide, magnesium hydroxide, magnesium carbonate, magnesium oxide, magnesium sulfate, kaolin, talc, titanium dioxide, and foot One or more selected from the group consisting of calcium phosphate, lithium fluoride, zeolite, molybdenum sulfide and mica. Among these, an inorganic filler selected from alumina and barium sulfate is preferable. Alumina is more preferable from the viewpoint that the surface is highly hydrophilic and the inorganic filler and the water-soluble polymer can be firmly bonded with a small amount of addition.

無機フィラーの平均粒径は、0.1μm以上が好ましい。平均粒径が0.1μm以上であると、無機フィラーの比表面積を適度に抑えて、表面吸着水を低減することができるため、セパレータとしての含水率を低減でき、電池特性をより向上させることが可能となる。一方、無機フィラーの平均粒径は、2.0μm以下が好ましく、1.0μm以下がより好ましい。平均粒径が2.0μm以下であると、後述する粒子層(II)の膜厚を後述する所望の範囲に容易に調整することができる。 The average particle size of the inorganic filler is preferably 0.1 μm or more. When the average particle size is 0.1 μm or more, the specific surface area of the inorganic filler can be appropriately suppressed and the surface adsorbed water can be reduced, so that the water content as a separator can be reduced and the battery characteristics can be further improved. Is possible. On the other hand, the average particle size of the inorganic filler is preferably 2.0 μm or less, more preferably 1.0 μm or less. When the average particle size is 2.0 μm or less, the film thickness of the particle layer (II) described later can be easily adjusted to a desired range described later.

ここで言う平均粒径とは、レーザー散乱粒度分布計(マイクロトラックベル(株)(旧日機装(株))社製「MT3300EXII」)を使用して、水に無機フィラーを添加した液を、流速45%、出力25Wの条件で超音波を照射しながら3分間循環させた後、10分以内に測定した体積基準の積算分率における50%の粒径(D50)を指す。 The average particle size referred to here is a flow rate of a liquid obtained by adding an inorganic filler to water using a laser scattering particle size distribution meter (“MT3300EXII” manufactured by Microtrac Bell Co., Ltd. (formerly Nikkiso Co., Ltd.)). It refers to a particle size (D50) of 50% in a volume-based integrated fraction measured within 10 minutes after being circulated for 3 minutes while irradiating ultrasonic waves under the conditions of 45% and an output of 25 W.

本発明のスラリーは、溶媒を含む。溶媒はメタノール、エタノール、イソプロパノールなどのアルコール、水、アセトン、トルエン、キシレン、ヘキサン、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミドなどが挙げられ、中でも水が好ましい。 The slurry of the present invention contains a solvent. Examples of the solvent include alcohols such as methanol, ethanol and isopropanol, water, acetone, toluene, xylene, hexane, N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide and the like, and water is preferable.

本発明のスラリーに含まれる水溶性重合体は、後述する(a)ポリアミド樹脂である。本発明のスラリーは、無機フィラー100質量部に対して(a)ポリアミド樹脂を0.4〜5.0質量部含むことが好ましい。(a)ポリアミド樹脂の含有量を0.4質量部以上とすることにより、無機フィラーを強固に結着し、加熱時のセパレータの形状安定性をより向上させることができる。(a)ポリアミド樹脂の含有量は、より好ましくは1.0質量部以上である。一方、(a)ポリアミド樹脂の含有量を5.0質量部以下とすることにより、後述する多孔質膜(I)の目詰まりを低減し、セパレータの透気抵抗度の上昇を抑制することができる。 The water-soluble polymer contained in the slurry of the present invention is (a) a polyamide resin described later. The slurry of the present invention preferably contains 0.4 to 5.0 parts by mass of the (a) polyamide resin with respect to 100 parts by mass of the inorganic filler. (A) By setting the content of the polyamide resin to 0.4 parts by mass or more, the inorganic filler can be firmly bound and the shape stability of the separator during heating can be further improved. The content of the polyamide resin (a) is more preferably 1.0 part by mass or more. On the other hand, by setting the content of the polyamide resin (a) to 5.0 parts by mass or less, clogging of the porous membrane (I) described later can be reduced and an increase in the air permeation resistance of the separator can be suppressed. can.

ここで透気抵抗度とは、多孔質膜(I)のみの透気度に対して、多孔質膜(I)および後述する粒子層(II)を有するセパレータの透気度がどの程度増加しているかを表す値である。透気度とは、膜の一定面積を一定量の空気が一定圧力の下で通過するのにかかる時間のことであり、この値によって膜の有孔度が決められる。 Here, the air permeability resistance means how much the air permeability of the separator having the porous membrane (I) and the particle layer (II) described later increases with respect to the air permeability of only the porous membrane (I). It is a value indicating whether or not it is. The air permeability is the time required for a certain amount of air to pass through a certain area of a membrane under a constant pressure, and this value determines the porosity of the membrane.

本発明のスラリーは、さらに非水溶性重合体を含むことが好ましい。この場合において、非水溶性重合体の含有量は、無機フィラー100質量部に対して、0.5〜5.0質量部が好ましい。非水溶性重合体の含有量を0.5質量部以上とすることにより、加熱時も後述する粒子層(II)が多孔質膜(I)に強く結着するため、セパレータの形状安定性をより向上させることができる。非水溶性重合体の含有量は、無機フィラー100質量部に対して、1.5質量部以上とすることがより好ましい。一方、非水溶性重合体の含有量を5.0質量部以下とすることにより、後述する多孔質膜(I)の目詰まりを低減し、セパレータの透気抵抗度の上昇を抑制することができる。本発明のスラリーに好ましく用いられる非水溶性重合体の具体例は、後述の「非水電解質電池用セパレータ」の説明において示す。 The slurry of the present invention preferably further contains a water-insoluble polymer. In this case, the content of the water-insoluble polymer is preferably 0.5 to 5.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the inorganic filler. By setting the content of the water-insoluble polymer to 0.5 parts by mass or more, the particle layer (II) described later is strongly bonded to the porous film (I) even during heating, so that the shape stability of the separator can be improved. It can be improved further. The content of the water-insoluble polymer is more preferably 1.5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the inorganic filler. On the other hand, by setting the content of the water-insoluble polymer to 5.0 parts by mass or less, clogging of the porous membrane (I) described later can be reduced and an increase in the air permeation resistance of the separator can be suppressed. can. Specific examples of the water-insoluble polymer preferably used in the slurry of the present invention will be shown in the description of "Separator for non-aqueous electrolyte battery" described later.

本発明のスラリーは、さらにセルロースエーテル、ポリビニルアルコール及びアルギン酸ナトリウムからなる群より選ばれる1種以上のポリマーを含むことが好ましい。これらのポリマーを含むことでスラリーの粘度を増加させることができ、スラリー中の無機フィラーの分散をより安定に保つことができる。中でも、セルロースエーテルは、長時間にわたる使用における劣化が少なく、化学的な安定性に優れているカルボキシルメチルセルロースであることが好ましい。 The slurry of the present invention preferably further contains one or more polymers selected from the group consisting of cellulose ether, polyvinyl alcohol and sodium alginate. By including these polymers, the viscosity of the slurry can be increased, and the dispersion of the inorganic filler in the slurry can be kept more stable. Among them, the cellulose ether is preferably carboxylmethyl cellulose, which is less deteriorated by long-term use and has excellent chemical stability.

<非水電解質電池用セパレータ>
本発明の非水電解質電池用セパレータは、ポリオレフィン樹脂を含む多孔質膜(I)と、無機フィラー、水溶性重合体および非水溶性重合体を含む粒子層(II)とを有する。多孔質膜(I)の片面または両面に粒子層(II)を有することが好ましい。ここで、多孔質膜(I)の片面に粒子層(II)を有するとは、多孔質膜(I)の一方の表面に粒子層(II)が形成されていることを意味する。また、多孔質膜(I)の両面に粒子層(II)を有するとは、多孔質膜(I)の両方の表面に粒子層(II)が形成されていることを意味する。
<Separator for non-aqueous electrolyte batteries>
The separator for a non-aqueous electrolyte battery of the present invention has a porous film (I) containing a polyolefin resin and a particle layer (II) containing an inorganic filler, a water-soluble polymer and a water-insoluble polymer. It is preferable to have the particle layer (II) on one side or both sides of the porous membrane (I). Here, having the particle layer (II) on one side of the porous film (I) means that the particle layer (II) is formed on one surface of the porous film (I). Further, having the particle layers (II) on both sides of the porous film (I) means that the particle layers (II) are formed on both surfaces of the porous film (I).

1.多孔質膜(I)
本発明における多孔質膜(I)は、ポリオレフィン樹脂を含む。多孔質膜(I)は、ポリオレフィン樹脂を含むことにより、異常昇温時において孔閉塞することにより電流を遮断し、非水電解質電池における両極の短絡を防止する機能を有する。
1. 1. Porous membrane (I)
The porous membrane (I) in the present invention contains a polyolefin resin. Since the porous membrane (I) contains a polyolefin resin, it has a function of blocking the current by closing the pores when the temperature rises abnormally and preventing a short circuit between the two electrodes in the non-aqueous electrolyte battery.

ポリオレフィン樹脂としては、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂などが挙げられる。これらを2種以上含んでもよい。これらの中でも、電気絶縁性、イオン透過性および孔閉塞効果がより高いことから、ポリエチレン樹脂が好ましい。多孔質膜(I)は、ポリオレフィン樹脂とともに、他の樹脂を含んでもよい。 Examples of the polyolefin resin include polyethylene resin and polypropylene resin. Two or more of these may be included. Among these, polyethylene resin is preferable because it has higher electrical insulating property, ion permeability, and pore closing effect. The porous membrane (I) may contain other resins as well as the polyolefin resin.

多孔質膜(I)を構成する樹脂の融点(軟化点)は、充放電反応の異常昇温時に孔が閉塞する機能(孔閉塞機能)の観点から、150℃以下が好ましく、140℃以下がより好ましく、130℃以下がさらに好ましい。一方、正常時の孔閉塞を抑制する観点から、融点(軟化点)は、70℃以上が好ましく、80℃以上がより好ましく、100℃以上がさらに好ましい。ここで、融点(軟化点)は、JIS K7121:2012に基づいて示差走査熱量測定(DSC)により求めることができる。 The melting point (softening point) of the resin constituting the porous membrane (I) is preferably 150 ° C. or lower, preferably 140 ° C. or lower, from the viewpoint of the function of closing the pores (pore closing function) when the temperature rises abnormally during the charge / discharge reaction. More preferably, 130 ° C. or lower is further preferable. On the other hand, from the viewpoint of suppressing pore blockage in the normal state, the melting point (softening point) is preferably 70 ° C. or higher, more preferably 80 ° C. or higher, and even more preferably 100 ° C. or higher. Here, the melting point (softening point) can be determined by differential scanning calorimetry (DSC) based on JIS K7121: 2012.

ポリオレフィン樹脂の重量平均分子量は、工程作業性や電極との倦回時に生じる様々な外圧に耐える機械強度(例えば、引っ張り強度、弾性率、伸度、突き刺し強度)の観点から、好ましくは30万以上、より好ましくは40万以上、さらに好ましくは50万以上である。 The weight average molecular weight of the polyolefin resin is preferably 300,000 or more from the viewpoint of process workability and mechanical strength (for example, tensile strength, elastic modulus, elongation, piercing strength) that can withstand various external pressures generated during rotation with the electrode. , More preferably 400,000 or more, still more preferably 500,000 or more.

多孔質膜(I)の孔径は、イオン透過性を確保し、電池特性の低下を抑制する観点から、0.01μm以上が好ましく、0.05μm以上がより好ましく、0.1μm以上がさらに好ましい。一方、孔閉塞機能の温度に対する応答を上げる観点から1.0μm以下が好ましく、0.5μm以下がより好ましく、0.3μm以下がさらに好ましい。 The pore size of the porous membrane (I) is preferably 0.01 μm or more, more preferably 0.05 μm or more, still more preferably 0.1 μm or more, from the viewpoint of ensuring ion permeability and suppressing deterioration of battery characteristics. On the other hand, from the viewpoint of increasing the response of the hole closing function to the temperature, 1.0 μm or less is preferable, 0.5 μm or less is more preferable, and 0.3 μm or less is further preferable.

多孔質膜(I)の透気度は、イオン透過性を確保し、電池特性の低下を抑制する観点から、好ましくは500s/100ccAir以下、より好ましくは400s/100ccAir以下、さらに好ましくは300s/100ccAir以下であり、電池内での十分な絶縁性を得るために、好ましくは50s/100ccAir以上、より好ましくは70s/100ccAir以上、さらに好ましくは100s/100ccAir以上である。ここで、透気度は、JIS P8117:2009に基づいてテスター産業(株)社製のガーレー式デンソメーターB型により求めることができる。 The air permeability of the porous membrane (I) is preferably 500 s / 100 ccAir or less, more preferably 400 s / 100 ccAir or less, still more preferably 300 s / 100 ccAir, from the viewpoint of ensuring ion permeability and suppressing deterioration of battery characteristics. It is preferably 50 s / 100 cc Air or more, more preferably 70 s / 100 cc Air or more, and further preferably 100 s / 100 cc Air or more in order to obtain sufficient insulating property in the battery. Here, the air permeability can be determined by a Garley type densometer B type manufactured by Tester Sangyo Co., Ltd. based on JIS P8117: 2009.

2.粒子層(II)
粒子層(II)は、大半を占める無機フィラーが微量の樹脂によって接合されている形状を有し、加熱時のセパレータの形状安定性を向上させる機能を有する。粒子層(II)は、無機フィラー、水溶性重合体および非水溶性重合体を含む。水溶性重合体は(a)ポリアミド樹脂であり、(a)ポリアミド樹脂が、アミド基の窒素原子に結合した水素原子が別の基に置換された構造を主鎖に有し、かつ、フェノキシドアニオン、カルボキシラートアニオンおよびスルホン酸アニオンからなる群より選ばれる少なくとも1種のアニオンと、アニオンに対する対カチオンとを側鎖に含む樹脂である。必要に応じてさらに他の成分を含んでもよい。
2. Particle layer (II)
The particle layer (II) has a shape in which most of the inorganic filler is bonded with a trace amount of resin, and has a function of improving the shape stability of the separator during heating. The particle layer (II) contains an inorganic filler, a water-soluble polymer and a water-insoluble polymer. The water-soluble polymer is (a) a polyamide resin, and (a) the polyamide resin has a structure in which a hydrogen atom bonded to a nitrogen atom of an amide group is substituted with another group in the main chain, and a phenoxide anion. , A resin containing at least one anion selected from the group consisting of a carboxylate anion and a sulfonic acid anion and a counter cation to the anion in the side chain. Other components may be contained as required.

粒子層(II)は、無機フィラー、水溶性重合体および非水溶性重合体および溶媒を必須成分とするスラリーを作製し、これを多孔質層(I)上に塗工および乾燥して形成することができる。 The particle layer (II) is formed by preparing a slurry containing an inorganic filler, a water-soluble polymer and a water-insoluble polymer and a solvent as essential components, and coating and drying the slurry on the porous layer (I). be able to.

以下に、各成分の詳細を説明する。 The details of each component will be described below.

[1]無機フィラー
粒子層(II)は、無機フィラーを含むことにより、セパレータの加熱時の形状安定性を向上させる効果を有する。
[1] Inorganic Filler The particle layer (II) has an effect of improving the shape stability of the separator during heating by containing the inorganic filler.

無機フィラーとしては、充填材と一般的に呼ばれる無機フィラーを挙げることができる。例えば、アルミナ、硫酸バリウム、ベーマイト、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、硫酸カルシウム、酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム、硫酸マグネシウム、非晶性シリカ、結晶性ガラスフィラー、カオリン、タルク、二酸化チタン、シリカ−アルミナ複合酸化物粒子、フッ化カルシウム、フッ化リチウム、ゼオライト、硫化モリブデン、マイカなどが挙げられる。これらを2種以上含んでもよい。これらの中でも、アルミナまたは硫酸バリウムが好ましい。表面の親水性が高く、少量の添加で無機フィラーと水溶性重合体を強固に結着することができるという観点から、アルミナがさらに好ましい。 Examples of the inorganic filler include an inorganic filler generally called a filler. For example, alumina, barium sulfate, boehmite, calcium carbonate, calcium phosphate, calcium sulfate, calcium oxide, magnesium hydroxide, magnesium carbonate, magnesium oxide, magnesium sulfate, amorphous silica, crystalline glass filler, kaolin, talc, titanium dioxide, Examples thereof include silica-alumina composite oxide particles, calcium fluoride, lithium fluoride, zeolite, molybdenum sulfide, and mica. Two or more of these may be included. Among these, alumina or barium sulfate is preferable. Alumina is more preferable from the viewpoint that the surface is highly hydrophilic and the inorganic filler and the water-soluble polymer can be firmly bonded with a small amount of addition.

無機フィラーの平均粒径は、0.1μm以上が好ましい。平均粒径が0.1μm以上であると、無機フィラーの比表面積を適度に抑えて、表面吸着水を低減することができるため、セパレータとしての含水率を低減でき、電池特性をより向上させることが可能となる。一方、無機フィラーの平均粒径は、2.0μm以下が好ましく、1.0μm以下がより好ましい。平均粒径が2.0μm以下であると、粒子層(II)の膜厚を後述する所望の範囲に容易に調整することができる。 The average particle size of the inorganic filler is preferably 0.1 μm or more. When the average particle size is 0.1 μm or more, the specific surface area of the inorganic filler can be appropriately suppressed and the surface adsorbed water can be reduced, so that the water content as a separator can be reduced and the battery characteristics can be further improved. Is possible. On the other hand, the average particle size of the inorganic filler is preferably 2.0 μm or less, more preferably 1.0 μm or less. When the average particle size is 2.0 μm or less, the film thickness of the particle layer (II) can be easily adjusted to a desired range described later.

[2]水溶性重合体
水溶性重合体は、無機フィラー同士を結着することにより、加熱時のセパレータの形状安定性を向上させる効果を有する。
[2] Water-soluble polymer The water-soluble polymer has the effect of improving the shape stability of the separator during heating by binding the inorganic fillers to each other.

本発明に用いられる(a)ポリアミド樹脂は、アミド基の窒素原子に結合した水素原子が別の基に置換された構造を主鎖に有し、かつ、フェノキシドアニオン、カルボキシラートアニオンおよびスルホン酸アニオンからなる群より選ばれる少なくとも1種のアニオンと、上記アニオンに対する対カチオンとを側鎖に含む。(a)ポリアミド樹脂は、フェノキシドアニオン、カルボキシラートアニオン、スルホン酸アニオンからなる群より選ばれる少なくとも1種のアニオンと、上記アニオンに対する対カチオンとを側鎖に有することで、水への溶解性に優れる。 The (a) polyamide resin used in the present invention has a structure in which a hydrogen atom bonded to a nitrogen atom of an amide group is substituted with another group in the main chain, and a phenoxide anion, a carboxylate anion and a sulfonic acid anion. The side chain contains at least one anion selected from the group consisting of the above anion and a counter cation with respect to the anion. (A) The polyamide resin has at least one anion selected from the group consisting of a phenoxide anion, a carboxylate anion, and a sulfonic acid anion, and a counter cation to the anion in the side chain, so that the polyamide resin becomes soluble in water. Excellent.

上記アニオンとそれに対する対カチオンとを側鎖に有するとは、換言すれば、フェノール塩、カルボン酸塩およびスルホン酸塩からなる群より選ばれる少なくとも1つの塩の構造を側鎖に有する、ということができる。 Having the anion and its countercation in the side chain means, in other words, having the structure of at least one salt selected from the group consisting of phenol salts, carboxylates and sulfonates in the side chain. Can be done.

ここで主鎖とは、樹脂を構成するポリマーにおいて幹となる線状分子鎖であり、主として炭素原子の連なる鎖を指す。また、側鎖とは主鎖以外の部分を指す。ポリマー構造中にベンゼン環が含まれる場合、そのベンゼン環の中で主鎖に含まれるのは最短距離で上記線状分子鎖を構成する部分であり、そのたの部分は側鎖である。 Here, the main chain is a linear molecular chain that serves as a trunk in a polymer constituting a resin, and mainly refers to a chain in which carbon atoms are connected. The side chain refers to a part other than the main chain. When a benzene ring is contained in the polymer structure, the part contained in the main chain in the benzene ring is the portion constituting the linear molecular chain at the shortest distance, and the portion thereof is the side chain.

(a)ポリアミド樹脂に含まれるフェノキシドアニオン、カルボキシラートアニオンおよびスルホン酸アニオンからなる群より選ばれる少なくとも1種のアニオンと、アニオンに対する対カチオンとを側鎖に含む構造は、剛直な主鎖構造を有するため、耐熱性を向上させることができる。 (A) A structure containing at least one anion selected from the group consisting of a phenoxide anion, a carboxylate anion and a sulfonic acid anion contained in a polyamide resin and a counter cation to the anion in a side chain has a rigid main chain structure. Therefore, the heat resistance can be improved.

アミド基の窒素原子に結合した水素原子が別の基に置換された構造を主鎖に有するとは、以下のように言い換えられる。通常、ポリアミド樹脂における繰り返し構造としてのアミド基は−CO−NH−で表されるものであるが、本発明に用いられる(a)ポリアミド樹脂は、上記構造における水素原子(H)が他の任意の基に置換されたものを含む。 The fact that the hydrogen atom bonded to the nitrogen atom of the amide group has a structure in which the hydrogen atom is substituted with another group in the main chain is paraphrased as follows. Normally, the amide group as a repeating structure in the polyamide resin is represented by -CO-NH-, but in the (a) polyamide resin used in the present invention, the hydrogen atom (H) in the above structure is any other option. Including those substituted with the group of.

(a)ポリアミド樹脂は、アミド基の窒素原子に結合した水素原子が別の基に置換された構造を主鎖に有することにより、通常のポリアミド樹脂に比べ水素結合する部位が少なくなる。そのため、ポリアミド樹脂同士の分子間相互作用が小さくなり、溶媒、特に水への溶解性が向上すると考えられる。また、分子間相互作用が小さいので、(a)ポリアミド樹脂を含む樹脂組成物を塗布して厚膜を形成しようとした際、プリベークで溶媒が揮発しても樹脂成分が急激に収縮することがなく、クラックが発生しにくいと考えられる。 (A) The polyamide resin has a structure in which the hydrogen atom bonded to the nitrogen atom of the amide group is replaced with another group in the main chain, so that the number of hydrogen bonding sites is smaller than that of the normal polyamide resin. Therefore, it is considered that the intermolecular interaction between the polyamide resins becomes small and the solubility in a solvent, particularly water, is improved. In addition, since the interaction between molecules is small, (a) when a resin composition containing a polyamide resin is applied to form a thick film, the resin component may rapidly shrink even if the solvent is volatilized by prebaking. It is considered that cracks are unlikely to occur.

また、詳細なメカニズムは不明であるが、(a)ポリアミド樹脂は電気化学的な劣化が小さいため、これを非水電解質電池用セパレータに用いた時、電池の初期効率が向上する。 Further, although the detailed mechanism is unknown, (a) the polyamide resin has a small electrochemical deterioration, so that when it is used as a separator for a non-aqueous electrolyte battery, the initial efficiency of the battery is improved.

本発明に用いられる(a)ポリアミド樹脂は、好ましくは下記一般式(1)で表される構造を繰り返し単位として含む樹脂である。 The (a) polyamide resin used in the present invention is preferably a resin containing a structure represented by the following general formula (1) as a repeating unit.

Figure 2021144868
Figure 2021144868

は炭素数2〜30の有機基を示す。Rは炭素数3〜30の有機基を示す。RおよびRは、それぞれ独立に、ハロゲン原子または炭素数1〜10の有機基を示す。RおよびRの少なくとも一方はRの一部と連結して環状の構造を形成しても良い。また、RとRが直接結合して環状の構造を形成しても良い。R5−およびR6−は、それぞれ独立に、フェノキシドアニオン、カルボキシラートアニオンおよびスルホン酸アニオンからなる群より選ばれる少なくとも1種のアニオンを表す。Mは上記アニオンに対する対カチオンを表す。aおよびaは0〜4の整数であり、a+a>0である。 R 1 represents an organic group having 2 to 30 carbon atoms. R 2 represents an organic group having 3 to 30 carbon atoms. R 3 and R 4 each independently represent a halogen atom or an organic group having 1 to 10 carbon atoms. At least one of R 3 and R 4 may be connected to a part of R 1 to form an annular structure. Further, R 3 and R 4 may be directly bonded to form an annular structure. R 5- and R 6- each independently represent at least one anion selected from the group consisting of phenoxide anions, carboxylate anions and sulfonic acid anions. M + represents the counter cation to the anion. a 1 and a 2 are integers from 0 to 4, and a 1 + a 2 > 0.

−R(−R5−)a−はジアミンの残基である。水に対する溶解性の観点から、Rは炭化水素基であることが好ましく、炭素数2〜15の炭化水素基であることがより好ましく、炭素数2〜10の炭化水素基であることがさらに好ましい。また、非水電解質電池用セパレータに用いた時の電池の初期効率の観点より、Rは脂肪族基であることが好ましい。 -R 1 (-R 5- M + ) a 1 -is a diamine residue. From the viewpoint of solubility in water, R 1 is preferably a hydrocarbon group, more preferably a hydrocarbon group having 2 to 15 carbon atoms, and further preferably a hydrocarbon group having 2 to 10 carbon atoms. preferable. Further, from the viewpoint of the initial efficiency of the battery when used as a separator for a non-aqueous electrolyte battery, R 1 is preferably an aliphatic group.

5−は、基材との接着性の観点より、カルボキシラートアニオンが好ましい。aは、0〜2であることが好ましい。 R 5- is preferably a carboxylate anion from the viewpoint of adhesiveness to the substrate. a 1 is preferably 0 to 2.

−R(−R5−)a−を与えるジアミンのR部分の具体例としては、ベンジジン、ジアミノジフェニルエーテル、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン、ジアミノジフェニルスルフィド、ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、フェニレンジアミン、ナフタレンジアミン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、2,2’−ジエチル−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジエチル−4,4’−ジアミノビフェニル、2,2’,3,3’−テトラメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’,5,5’−テトラメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、2,2’−ジ(トリフルオロメチル)−4,4’−ジアミノビフェニルおよびそれらの芳香環が水添化された化合物の残基、エチレンジアミン、プロパンジアミン、ブタンジアミン、シクロブタンジアミン、シクロペンタンジアミン、デカンジアミン、シクロノナンジミン、ヘキサメチレンジアミンの残基などが挙げられる。 Specific examples of the R 1 portion of the diamine giving −R 1 (−R 5-5 M + ) a 1 − include benzidine, diaminodiphenyl ether, diaminodiphenylmethane, diaminodiphenylsulfone, diaminodiphenylsulfide, bis (4-aminophenoxy). Benzene, bis (3-aminophenoxy) benzene, phenylenediamine, naphthalenediamine, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfone, 4,4'- Bis (4-aminophenoxy) biphenyl, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ether, 2,2'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 2,2'-diethyl-4,4'- Diaminobiphenyl, 3,3'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 3,3'-diethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 2,2', 3,3'-tetramethyl-4,4' -Diaminobiphenyl, 3,3', 5,5'-tetramethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 2,2'-di (trifluoromethyl) -4,4'-diaminobiphenyl and their aromatic rings Residues of hydrogenated compounds, residues of ethylenediamine, propanediamine, butanediamine, cyclobutanediamine, cyclopentanediamine, decanediamine, cyclononandimine, hexamethylenediamine and the like can be mentioned.

さらに、基材との密着性向上のため、−R(−R5−)a−の1〜10モル%が、シロキサン結合を含んだジアミンの残基であってもよい。シロキサン結合を含んだジアミンの残基を与える具体的なジアミンとしては、1,3−ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサンなどが挙げられる。 Further, in order to improve the adhesion to the substrate, 1 to 10 mol% of −R 1 (−R 5-5 M + ) a 1 − may be a residue of a diamine containing a siloxane bond. Specific diamines that give residues of diamines containing a siloxane bond include 1,3-bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane.

およびRの具体例としては、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基、ヨード基、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソプロピル基、イソブチル基、t−ブチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、シクロブチル基、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、フェニル基、ナフチル基などが挙げられる。 Specific examples of R 3 and R 4 include fluoro group, chloro group, bromo group, iodo group, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, isopropyl group, isobutyl group, t-butyl group, isopentyl group and hexyl. Examples thereof include a group, a trifluoromethyl group, a pentafluoroethyl group, a cyclobutyl group, a cyclohexyl group, a cyclopentyl group, a phenyl group and a naphthyl group.

また、RおよびRの少なくとも一方はRの一部と連結して環状の構造を形成しても良い。その場合の−N(R)−R(−R5−)a−N(R)−の具体例としては、aが0である場合はビピペリジンの残基などが挙げられる。aが1〜4の整数である場合は3,3’−ビピペリジン−4,4’−ジカルボン酸2ナトリウムの残基などが挙げられる。 Further, at least one of R 3 and R 4 may be connected to a part of R 1 to form an annular structure. Specific examples of -N (R 3 ) -R 1 (-R 5- M + ) a 1 -N (R 4 )-in that case include a residue of bipiperidine when a 1 is 0. Be done. When a 1 is an integer of 1 to 4, residues of 3,3'-bipiperidin-4,4'-disodium dicarboxylic acid and the like can be mentioned.

また、RとRが直接結合して環状の構造を形成しても良い。その場合の−N(R)−R(−R5−)a−N(R)−の具体例としては、aが0である場合は、ピペラジン、ホモピペラジン、メチルピペラジン、ジメチルピペラジンの残基などが挙げられる。aが1〜4の整数である場合は、ピペラジン−2−カルボン酸ナトリウム、ホモピペラジン−2−カルボン酸ナトリウムの残基などが挙げられる。 Further, R 3 and R 4 may be directly bonded to form an annular structure. As a specific example of -N (R 3 ) -R 1 (-R 5- M + ) a 1 -N (R 4 )-in that case, when a 1 is 0, piperazine, homopiperazin, and methyl Examples thereof include residues of piperazine and dimethylpiperazine. When a 1 is an integer of 1 to 4, residues of sodium piperazine-2-carboxylate, sodium homopiperazin-2-carboxylate, and the like can be mentioned.

耐クラック性、および、非水電解質電池用セパレータに用いた時の電池の初期効率の観点より、より好ましい−N(R)−R(−R−M)a−N(R)−の例としては、下記構造のものが挙げられる。 More preferable -N (R 3 ) -R 1 (-R 5- M + ) a 1- N (R) from the viewpoint of crack resistance and initial efficiency of the battery when used as a separator for a non-aqueous electrolyte battery. 4 )-Examples of-have the following structure.

Figure 2021144868
Figure 2021144868

〜R10は、それぞれ独立に、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基またはt−ブチル基である。R11−、R13−、R15−、R17−、R19−およびR21−は、それぞれ独立に、カルボキシラートアニオンおよびスルホン酸アニオンからなる群より選ばれる少なくとも1種のアニオンを表す。Mは上記アニオンに対する対カチオンを表す。R12、R14、R16、R18、R20およびR22は、それぞれ独立に、炭素数1〜4の炭化水素基を表す。aは1〜6の整数を表す。a、a、a、a10、a12およびa14は、それぞれ独立に、0〜4の整数を表し、a=0のときは1〜4の整数を表す。a、a、a、a11、a13およびa15は、それぞれ独立に、0〜4の整数を表す。a+a、a+a、a12+a13およびa14+a15は、それぞれ独立に、0〜4の整数を表す。a+aは0〜5の整数を表す。a10+a11は0〜6の整数を表す。 R 7 to R 10 are independently methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group or t-butyl group. R 11- , R 13- , R 15- , R 17- , R 19- and R 21- each independently represent at least one anion selected from the group consisting of carboxylate anions and sulfonic acid anions. M + represents the counter cation to the anion. R 12 , R 14 , R 16 , R 18 , R 20 and R 22 each independently represent a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms. a 3 represents an integer of 1 to 6. a 4 , a 6 , a 8 , a 10 , a 12 and a 14 each independently represent an integer of 0 to 4, and when a 2 = 0, they represent an integer of 1 to 4. a 5 , a 7 , a 9 , a 11 , a 13 and a 15 each independently represent an integer of 0-4. a 4 + a 5 , a 6 + a 7 , a 12 + a 13 and a 14 + a 15 each independently represent an integer of 0-4. a 8 + a 9 represents an integer from 0 to 5. a 10 + a 11 represents an integer from 0 to 6.

−N(R)−R(−R5−)a−N(R)−は、より高い耐クラック性の観点より、下記構造のものがさらに好ましい -N (R 3 ) -R 1 (-R 5- M + ) a 1 -N (R 4 )-is more preferably having the following structure from the viewpoint of higher crack resistance.

Figure 2021144868
Figure 2021144868

−R(−R6−)a−はジカルボン酸、トリカルボン酸、テトラカルボン酸等の残基である。水溶液の溶解性の観点から、Rは炭化水素基であることが好ましく、炭素数2〜15の炭化水素基であることがより好ましく、炭素数2〜10の炭化水素基であることがさらに好ましい。また、非水電解質電池用セパレータに用いた
時の電池の初期効率の観点より、Rは脂肪族基であることが好ましい。
-R 2 (-R 6- M + ) a 2- is a residue of a dicarboxylic acid, a tricarboxylic acid, a tetracarboxylic acid, or the like. From the viewpoint of the solubility of the aqueous solution, R 2 is preferably a hydrocarbon group, more preferably a hydrocarbon group having 2 to 15 carbon atoms, and further preferably a hydrocarbon group having 2 to 10 carbon atoms. preferable. Further, from the viewpoint of the initial efficiency of the battery when used as a separator for a non-aqueous electrolyte battery, R 2 is preferably an aliphatic group.

6−は、基材との接着性の観点より、カルボキシラートアニオンが好ましい。aは、耐クラック性の観点から0〜2の整数であることが好ましい。 R 6- is preferably a carboxylate anion from the viewpoint of adhesiveness to the substrate. a 2 is preferably an integer of 0 to 2 from the viewpoint of crack resistance.

が0のときのRとしては、ジカルボン酸の残基が挙げられる。好ましくは、テレフタル酸、イソフタル酸、ジフェニルエーテルジカルボン酸、ジフェニルスルホンジカルボン酸、ジフェニルメタンジカルボン酸、ビフェニルジカルボン酸、2,2’−ビス(カルボキシフェニル)プロパン、2,2’−ビス(カルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、アジピン酸、フマル酸、コハク酸、シュウ酸、シクロヘキサン時カルボン酸、シクロペンタンジカルボン酸の残基などが挙げられる。 Examples of R 2 when a 2 is 0 include a residue of a dicarboxylic acid. Preferably, terephthalic acid, isophthalic acid, diphenyl ether dicarboxylic acid, diphenylsulfonedicarboxylic acid, diphenylmethanedicarboxylic acid, biphenyldicarboxylic acid, 2,2'-bis (carboxyphenyl) propane, 2,2'-bis (carboxyphenyl) hexafluoro Residues of propane, adipic acid, fumaric acid, succinic acid, oxalic acid, cyclohexane-decarboxylic acid, cyclopentanedicarboxylic acid and the like can be mentioned.

が1のときの−R(−R6−)−の具体例としては、ジカルボン酸の残基のほか、トリメリット酸、トリメシン酸、ジフェニルエーテルトリカルボン酸、ビフェニルトリカルボン酸などのトリカルボン酸の残基などが挙げられる。 Specific examples of -R 2 (-R 6- M + )-when a 2 is 1 include tricarboxylic acids such as trimellitic acid, trimesic acid, diphenyl ether tricarboxylic acid, and biphenyl tricarboxylic acid, in addition to dicarboxylic acid residues. Examples include acid residues.

が2のときの−R(−R6−−の具体例としては、ジカルボン酸の残基、トリカルボン酸の残基のほか、テトラカルボン酸の残基が挙げられる。より好ましくは、ピロメリット酸、ビフェニルテトラカルボン酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸、2,2−ビス(ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、1,1−ビス(ジカルボキシフェニル)エタン、ビス(ジカルボキシフェニル)メタン、ビス(ジカルボキシフェニル)スルホン、ビス(ジカルボキシフェニル)エーテル、ナフタレンテトラカルボン酸、ピリジンテトラカルボン酸、ペリレンテトラカルボン酸などの芳香族テトラカルボン酸の残基や、シクロブタンテトラカルボン酸、シクロペンタンテトラカルボン酸、シクロヘキサンテトラカルボン酸、ビシクロヘプタンテトラカルボン酸、アダマタンテトラカルボン酸、ブタンテトラカルボン酸などの脂肪族テトラカルボン酸の残基などが挙げられる。 Specific examples of −R 2 (−R 6− M + ) 2 − when a 2 is 2 include a residue of dicarboxylic acid, a residue of tricarboxylic acid, and a residue of tetracarboxylic acid. More preferably, pyromellitic acid, biphenyltetracarboxylic acid, benzophenone tetracarboxylic acid, 2,2-bis (dicarboxyphenyl) hexafluoropropane, 1,1-bis (dicarboxyphenyl) ethane, bis (dicarboxyphenyl). Residues of aromatic tetracarboxylic acids such as methane, bis (dicarboxyphenyl) sulfone, bis (dicarboxyphenyl) ether, naphthalenetetracarboxylic acid, pyridinetetracarboxylic acid, perylenetetracarboxylic acid, cyclobutanetetracarboxylic acid, cyclo Examples thereof include residues of aliphatic tetracarboxylic acids such as pentantetracarboxylic acid, cyclohexanetetracarboxylic acid, bicycloheptanetetracarboxylic acid, adamatanetetracarboxylic acid and butanetetracarboxylic acid.

耐クラック性、非水電解質電池用セパレータに用いた時の電池の初期効率の観点より、−R(R6−)a−のR部分のより好ましい具体例として以下の構造が挙げられる。 Crack resistance, in view of the initial efficiency of the battery when used in a separator for a nonaqueous electrolyte battery, -R 2 (R 6- M + ) a 2 - and more preferably the following structure as a specific example of R 2 parts of Can be mentioned.

Figure 2021144868
Figure 2021144868

上記はa=0である場合の構造である。R23〜R32は、それぞれ独立に、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基またはt−ブチル基である。耐クラック性の観点から、好ましくはメチル基またはエチル基である。 The above is the structure when a 2 = 0. R 23 to R 32 are independently methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group or t-butyl group, respectively. From the viewpoint of crack resistance, it is preferably a methyl group or an ethyl group.

16、a17およびa20〜a26は0〜4の整数を表す。耐クラック性の観点から、好ましくは0である。a18は1〜10の整数を表す。耐クラック性の観点から、好ましくは1〜4である。a19は0〜3の整数を表す。耐クラック性の観点から、好ましくは0である。 a 16 , a 17 and a 20 to a 26 represent an integer from 0 to 4. From the viewpoint of crack resistance, it is preferably 0. a 18 represents an integer of 1 to 10. From the viewpoint of crack resistance, it is preferably 1 to 4. a 19 represents an integer from 0 to 3. From the viewpoint of crack resistance, it is preferably 0.

〜Xは、それぞれ独立に、単結合、−O−、−S−、−CH−、−C(CH−、−C(CF−、−CO−または−SO−で示される基である。 X 1 to X 4 are independently single-bonded, -O-, -S-, -CH 2- , -C (CH 3 ) 2- , -C (CF 3 ) 2- , -CO- or-. It is a group represented by SO 2-.

Figure 2021144868
Figure 2021144868

上記はa=1である場合の構造である。R33〜R42は、それぞれ独立に、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基またはt−ブチル基である。耐クラック性の観点から、好ましくはメチル基、エチル基である。 The above is the structure when a 2 = 1. R 33 to R 42 are independently methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group or t-butyl group. From the viewpoint of crack resistance, it is preferably a methyl group or an ethyl group.

27、a28、a31、a33およびa35は、それぞれ独立に、0〜3の整数を表す。耐クラック性の観点から、好ましくは0である。 a 27 , a 28 , a 31 , a 33 and a 35 each independently represent an integer of 0 to 3. From the viewpoint of crack resistance, it is preferably 0.

32、a34、a36およびa37は、それぞれ独立に、0〜4の整数を表す。耐クラック性の観点から、好ましくは0である。 a 32 , a 34 , a 36 and a 37 each independently represent an integer of 0-4. From the viewpoint of crack resistance, it is preferably 0.

29は1〜10の整数を表す。耐クラック性の観点から、好ましくは1〜4である。a30は0〜3の整数を表す。耐クラック性の観点から、好ましくは0である。 a 29 represents an integer of 1 to 10. From the viewpoint of crack resistance, it is preferably 1 to 4. a 30 represents an integer from 0 to 3. From the viewpoint of crack resistance, it is preferably 0.

〜Xは、それぞれ独立に、単結合、−O−、−S−、−CH−、−C(CH―、−C(CF―、−CO−または−SO−で示される基である。
<a=2のとき>
X 5 to X 8 are independently single-bonded, -O-, -S-, -CH 2- , -C (CH 3 ) 2- , -C (CF 3 ) 2- , -CO- or-. It is a group represented by SO 2-.
<When a 2 = 2>

Figure 2021144868
Figure 2021144868

上記はa=2である場合の構造である。R43〜R52は、それぞれ独立に、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基またはt−ブチル基である。耐クラック性の観点から、好ましくはメチル基、エチル基である。 The above is the structure when a 2 = 2. R 43 to R 52 are independently methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group or t-butyl group, respectively. From the viewpoint of crack resistance, it is preferably a methyl group or an ethyl group.

38およびa39は、それぞれ独立に、0〜2の整数を表す。耐クラック性の観点から、好ましくは0である。 a 38 and a 39 each independently represent an integer of 0 to 2. From the viewpoint of crack resistance, it is preferably 0.

40〜a44およびa46は、それぞれ独立に、0〜3の整数を表す。耐クラック性の観点から、好ましくは0である。 a 40 to a 44 and a 46 each independently represent an integer of 0 to 3. From the viewpoint of crack resistance, it is preferably 0.

45およびa47は、それぞれ独立に、0〜4の整数を表す。耐クラック性の観点から、好ましくは0である。 a 45 and a 47 each independently represent an integer from 0 to 4. From the viewpoint of crack resistance, it is preferably 0.

〜X12は、それぞれ独立に、単結合、−O−、−S−、−CH−、−C(CH−、−C(CF−、−CO−または−SO−で示される基である。 X 9 to X 12 are independently single-bonded, -O-, -S-, -CH 2- , -C (CH 3 ) 2- , -C (CF 3 ) 2- , -CO- or-, respectively. It is a group represented by SO 2-.

53〜R62は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子または炭素数1〜6の有機基を示す。R53〜R62の好ましい具体例としては、水素原子、塩素原子、フッ素原子、炭素数1〜4の飽和炭化水素基、炭素数4〜6の環状飽和炭化水素基、トリフルオロメチル基などが挙げられる。耐クラック性の観点から、R53〜R62はメチル基、エチル基であることがより好ましい。 R 53 to R 62 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, or an organic group having 1 to 6 carbon atoms. Preferred specific examples of R 53 to R 62 include hydrogen atom, chlorine atom, fluorine atom, saturated hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, cyclic saturated hydrocarbon group having 4 to 6 carbon atoms, trifluoromethyl group and the like. Can be mentioned. From the viewpoint of crack resistance, R 53 to R 62 are more preferably methyl groups or ethyl groups.

48およびa49は、それぞれ独立に、0〜4の整数であって、a48+a49<5である。a51は0〜6の整数である。a50およびa52は、それぞれ独立に、0〜2の整数である。 a 48 and a 49 are independently integers from 0 to 4, and a 48 + a 49 <5. a 51 is an integer from 0 to 6. a 50 and a 52 are each independently an integer of 0 to 2.

耐クラック性の観点から、a48+a49<2であることが好ましく、a51は0〜2であることが好ましく、0であることがより好ましく、a50およびa52は0〜1であることが好ましく、0であることがより好ましい。 From the viewpoint of crack resistance, a 48 + a 49 <2 is preferable, a 51 is preferably 0 to 2, more preferably 0, and a 50 and a 52 are 0 to 1. It is preferable, and it is more preferable that it is 0.

耐クラック性の観点より、一般式(1)中、a=2であり、かつ、Rが下記構造から選ばれる少なくとも1つであることがさらに好ましい。 From the viewpoint of crack resistance , it is more preferable that a 2 = 2 in the general formula (1) and R 2 is at least one selected from the following structures.

Figure 2021144868
Figure 2021144868

非水電解質電池用セパレータに用いた時の電池の初期効率の観点より、一般式(1)中、Rが下記構造から選ばれる少なくとも1つであることがさらに好ましい。 From the viewpoint of the initial efficiency of the battery when used as a separator for a non-aqueous electrolyte battery, it is more preferable that R 2 is at least one selected from the following structures in the general formula (1).

Figure 2021144868
Figure 2021144868

上記はa=0である場合の構造である。a53は1〜10の整数を表す。耐クラック性の観点から、好ましくは1〜4である。 The above is the structure when a 2 = 0. a 53 represents an integer of 1 to 10. From the viewpoint of crack resistance, it is preferably 1 to 4.

Figure 2021144868
Figure 2021144868

上記はa=1である場合の構造である。 The above is the structure when a 2 = 1.

Figure 2021144868
Figure 2021144868

上記はa=2である場合の構造である。 The above is the structure when a 2 = 2.

耐クラック性向上の観点から、一般式(1)中、Rにおいて、上記−R5−が結合している炭素原子とアミド基が結合している炭素原子とが隣接していること(これを「結合条件A」という)が好ましい。また、Rにおいて、上記−R6−が結合している炭素原子とアミド基が結合している炭素原子とが隣接していること(これを「結合条件B」という)が好ましい。そして、結合条件Aと結合条件Bとをともに満たすことが特に好ましい。結合条件Aおよび結合条件Bの少なくとも一方を満たすことにより、分子間の相互作用が弱くなって、溶媒蒸発時の急激な収縮が抑えられる。 From the viewpoint of crack resistance improvement, in the general formula (1), in R 1, the carbon atom to carbon atom and an amide group in which the -R 5-M + is bound is bonded are adjacent (This is referred to as "bonding condition A") is preferable. Further, in R 2 , it is preferable that the carbon atom to which the −R 6- M + is bonded and the carbon atom to which the amide group is bonded are adjacent to each other (this is referred to as “bonding condition B”). Then, it is particularly preferable that both the binding condition A and the binding condition B are satisfied. By satisfying at least one of the binding condition A and the binding condition B, the interaction between the molecules is weakened, and the rapid shrinkage during solvent evaporation is suppressed.

一般式(1)で表される単位構造は、例えば、[1]2官能基とも2級アミンからなるジアミンと、酸性官能基を有するジカルボン酸またはその誘導体とを反応させて得られる構造、[2]2官能基とも2級アミンからなるジアミンとテトラカルボン酸またはその誘導体とを反応させて得られる構造、[3]2官能基とも2級アミンからなるジアミンとトリカルボン酸またはその誘導体とを反応させて得られる構造、[4]2官能基とも2級アミンからなり、かつ、酸性官能基を有するジアミンとジカルボン酸またはその誘導体とを反応させて得られる構造、[5]2官能基とも2級アミンからなり、かつ、酸性官能基を有するジアミンと酸性官能基を有するジカルボン酸またはその誘導体とを反応させて得られる構造、[6]2官能基とも2級アミンからなり、かつ、酸性官能基を有するジアミンとテトラカルボン酸またはその誘導体とを反応させて得られる構造、[7]2官能基とも2級アミンからなり、かつ、酸性官能基を有するジアミンとトリカルボン酸またはその誘導体とを反応させて得られる構造であることが好ましいが、これらに限定されない。 The unit structure represented by the general formula (1) is, for example, [1] a structure obtained by reacting a diamine composed of a secondary amine having a bifunctional group with a dicarboxylic acid having an acidic functional group or a derivative thereof, [1]. 2] A structure obtained by reacting a diamine composed of a secondary amine with a difunctional group and a tetracarboxylic acid or a derivative thereof, and [3] reacting a diamine composed of a secondary amine with a difunctional group with a tricarboxylic acid or a derivative thereof. [4] A structure obtained by reacting a diamine having an acidic functional group with a dicarboxylic acid or a derivative thereof, in which both the difunctional groups are composed of a secondary amine, and [5] a structure obtained by reacting the dicarboxylic acid or a derivative thereof. A structure obtained by reacting a diamine having an acidic functional group with a dicarboxylic acid having an acidic functional group or a derivative thereof, which is composed of a secondary amine and has an acidic functional group. A structure obtained by reacting a diamine having a group with a tetracarboxylic acid or a derivative thereof. [7] A diamine having an acidic functional group and having a secondary amine in both of the bifunctional groups is reacted with a tricarboxylic acid or a derivative thereof. It is preferable that the structure is obtained by subjecting the mixture, but the structure is not limited thereto.

耐クラック性の向上の観点から、一般式(1)で表される単位構造は、(a)ポリアミド樹脂に含まれる全繰り返し単位構造中、50モル%以上含まれることが好ましく、70モル%以上含まれることがより好ましく、90モル%以上含まれることがさらに好ましい。 From the viewpoint of improving crack resistance, the unit structure represented by the general formula (1) is preferably contained in an amount of 50 mol% or more, preferably 70 mol% or more, in the total repeating unit structure contained in the (a) polyamide resin. It is more preferably contained, and more preferably 90 mol% or more.

樹脂中の一般式(1)で表される単位構造の含有量は、以下の方法で見積もることができる。一つは、樹脂を赤外分光法(FT−IR)、核磁気共鳴(NMR)、熱重量測定−質量分析(TG−MS)、飛行時間型二次イオン質量分析法(TOF―SIMS)などで分析する方法である。別の方法は、樹脂を各構成成分に分解してから、ガスクロマトグラフィー(GC)、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)、質量分析(MS)、FT−IR、NMRなどで分析する方法である。さらに別の方法は、高温で樹脂を灰化したあとに、元素分析などで分析する方法である。 The content of the unit structure represented by the general formula (1) in the resin can be estimated by the following method. One is infrared spectroscopy (FT-IR), nuclear magnetic resonance (NMR), thermal weight measurement-mass spectrometry (TG-MS), time-of-flight secondary ion mass spectrometry (TOF-SIMS), etc. It is a method of analysis with. Another method is to decompose the resin into each component and then analyze it by gas chromatography (GC), high performance liquid chromatography (HPLC), mass spectrometry (MS), FT-IR, NMR or the like. Yet another method is to incinerate the resin at a high temperature and then analyze it by elemental analysis or the like.

特に、本発明においては、樹脂を各構成成分に分解してから、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)と質量分析(MS)を組み合わせて分析する。 In particular, in the present invention, the resin is decomposed into each component and then analyzed by combining high performance liquid chromatography (HPLC) and mass spectrometry (MS).

(a)ポリアミド樹脂に含まれていてもよい、一般式(1)で表される単位構造以外の単位構造としては、下記一般式(2)〜(4)で表される単位構造が好ましい。 (A) As the unit structure other than the unit structure represented by the general formula (1), which may be contained in the polyamide resin, the unit structures represented by the following general formulas (2) to (4) are preferable.

Figure 2021144868
Figure 2021144868

Figure 2021144868
Figure 2021144868

Figure 2021144868
Figure 2021144868

63、R67およびR70は、それぞれ独立に、炭素数2〜30の有機基を示す。水に対する溶解性の観点から、炭化水素基であることが好ましく、炭素数2〜15の炭化水素基であることがより好ましく、炭素数2〜10の炭化水素基であることがさらに好ましい。また、非水電解質電池用セパレータに用いた時の電池の初期効率の観点より、R63、R67およびR70は脂肪族基であることが好ましい。 R 63 , R 67 and R 70 each independently represent an organic group having 2 to 30 carbon atoms. From the viewpoint of solubility in water, it is preferably a hydrocarbon group, more preferably a hydrocarbon group having 2 to 15 carbon atoms, and further preferably a hydrocarbon group having 2 to 10 carbon atoms. Further, from the viewpoint of the initial efficiency of the battery when used as a separator for a non-aqueous electrolyte battery, it is preferable that R 63 , R 67 and R 70 are aliphatic groups.

65−、R69−およびR72−は、それぞれ独立に、フェノキシドアニオン、カルボキシラートアニオンおよびスルホン酸アニオンからなる群より選ばれる少なくとも1種のアニオンを表す。Mは上記アニオンに対する対カチオンを表す。 R 65- , R 69- and R 72- each independently represent at least one anion selected from the group consisting of phenoxide anions, carboxylate anions and sulfonic acid anions. M + represents the counter cation to the anion.

54、a56およびa57は、それぞれ独立に、0〜4の整数である。a54+a55は>0のため、a55が0のときa54は1〜4の整数である。水に対する溶解性の観点から、a54、a56およびa57は、それぞれ独立に、0〜4の整数であることが好ましい。 a 54 , a 56 and a 57 are independently integers from 0 to 4. Since a 54 + a 55 is> 0, when a 55 is 0, a 54 is an integer of 1 to 4. From the viewpoint of solubility in water, a 54 , a 56 and a 57 are preferably integers of 0 to 4 independently of each other.

63、R67およびR70の具体例としては、Rに挙げたものと同じものが挙げられる。 Specific examples of R 63 , R 67 and R 70 include the same as those listed in R 1.

さらに、基材との密着性向上のため、−R63(−R65−)a54−、−R67(−R69−)a56−および−R70(−R72−)a57−の1〜10モル%が、それぞれ独立に、シロキサン結合を含んだジアミン残基であってもよい。 Furthermore, to improve adhesion to the substrate, -R 63 (-R 65- M + ) a 54 -, - R 67 (-R 69- M +) a 56 - and -R 70 (-R 72- 1 to 10 mol% of M + ) a 57 − may be independently diamine residues containing a siloxane bond.

64、R68およびR71は、それぞれ独立に、炭素数3〜30の有機基を示す。水に対する溶解性の観点から、炭化水素基であることが好ましく、炭素数2〜15の炭化水素基であることがより好ましく、炭素数2〜10の炭化水素基であることがさらに好ましい。また、非水電解質電池用セパレータに用いた時の電池の初期効率の観点より、R64、R68およびR71は、それぞれ独立に、脂肪族骨格であることが好ましい。 R 64 , R 68 and R 71 each independently represent an organic group having 3 to 30 carbon atoms. From the viewpoint of solubility in water, it is preferably a hydrocarbon group, more preferably a hydrocarbon group having 2 to 15 carbon atoms, and further preferably a hydrocarbon group having 2 to 10 carbon atoms. Further, from the viewpoint of the initial efficiency of the battery when used as a separator for a non-aqueous electrolyte battery, it is preferable that R 64 , R 68 and R 71 each independently have an aliphatic skeleton.

66−は、フェノキシドアニオン、カルボキシラートアニオンおよびスルホン酸アニオンからなる群より選ばれる少なくとも1種のアニオンを表す。Mは上記アニオンに対する対カチオンを表す。a55は0〜4の整数である。a54+a55は>0のため、a54が0のときa55は1〜4の整数である。耐クラック性の観点から、a55は0〜2の整数であることが好ましい。 R 66- represents at least one anion selected from the group consisting of phenoxide anions, carboxylate anions and sulfonic acid anions. M + represents the counter cation to the anion. a 55 is an integer from 0 to 4. Since a 54 + a 55 is> 0, when a 54 is 0, a 55 is an integer of 1 to 4. From the viewpoint of crack resistance, a 55 is preferably an integer of 0 to 2.

64の具体例としては、aが0〜1である場合のRに挙げたものと同じものが挙げられる。 Specific examples of R 64 include the same as those listed in R 2 when a 2 is 0 to 1.

68の具体例としては、aが2である場合のRに挙げたものと同じものが挙げられる。 Specific examples of R 68 include the same as those listed in R 2 when a 2 is 2.

71の具体例としては、トリメリット酸、トリメシン酸、ジフェニルエーテルトリカルボン酸、ビフェニルトリカルボン酸の残基などが挙げられる。 Specific examples of R 71 include residues of trimellitic acid, trimesic acid, diphenyl ether tricarboxylic acid, and biphenyl tricarboxylic acid.

また、(a)ポリアミド樹脂を含む樹脂組成物は、(a)ポリアミド樹脂以外の樹脂(以下、「他の樹脂」という)と混合して用いられても良い。他の樹脂の好ましい具体例としては、ポリイミド、(a)ポリアミド樹脂に該当しないポリアミド、ポリアミドイミド、ポリベンゾオキサゾール、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ビニル樹脂、フェノール樹脂およびセルロース樹脂などが挙げられる。特に好ましい例としては、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドンおよびカルボキシメチルセルロースが挙げられる。 Further, the resin composition containing (a) a polyamide resin may be used by being mixed with a resin other than (a) a polyamide resin (hereinafter, referred to as “another resin”). Preferred specific examples of other resins include polyimide, (a) polyamides that do not correspond to polyamide resins, polyamideimides, polybenzoxazoles, acrylic resins, methacrylic resins, vinyl resins, phenol resins, cellulose resins and the like. Particularly preferred examples include polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone and carboxymethyl cellulose.

このとき、樹脂組成物の強度および弾性率の観点から、(a)ポリアミド樹脂は、樹脂全体の80モル%以上含まれることが好ましく、より好ましくは85モル%以上含まれ、さらに好ましくは90モル%以上含まれ、最も好ましくは95モル%以上含まれる。 At this time, from the viewpoint of the strength and elastic modulus of the resin composition, the (a) polyamide resin is preferably contained in an amount of 80 mol% or more, more preferably 85 mol% or more, and further preferably 90 mol% or more. % Or more, most preferably 95 mol% or more.

(末端封止剤)
水溶液の安定性、フィラーの分散性の観点で、一般式(1)で表される構造を繰り返し単位として含む樹脂の末端骨格は、下記一般式(5)、(6)および(7)で表される構造から選ばれた少なくとも1つを含むことが好ましい。これらの構造は、(a)ポリアミド樹脂を重合する際に、酸無水物、モノカルボン酸、およびモノアミン化合物などの末端封止剤を用いることで、(a)ポリアミド樹脂に導入される。
(End sealant)
From the viewpoint of the stability of the aqueous solution and the dispersibility of the filler, the terminal skeleton of the resin containing the structure represented by the general formula (1) as a repeating unit is represented by the following general formulas (5), (6) and (7). It is preferable to include at least one selected from the structures to be used. These structures are introduced into the (a) polyamide resin by using an end-capping agent such as an acid anhydride, a monocarboxylic acid, and a monoamine compound when the (a) polyamide resin is polymerized.

Figure 2021144868
Figure 2021144868

73、R76およびR78は、それぞれ独立に、炭素数3〜30の有機基を示す。水に対する溶解性の観点から、炭化水素基であることが好ましく、炭素数2〜15の炭化水素基であることがより好ましく、炭素数2〜10の炭化水素基であることがさらに好ましい。また、負極バインダーとして用いた時の初期効率の観点より、脂肪族基であることが好ましい。 R 73 , R 76 and R 78 each independently represent an organic group having 3 to 30 carbon atoms. From the viewpoint of solubility in water, it is preferably a hydrocarbon group, more preferably a hydrocarbon group having 2 to 15 carbon atoms, and further preferably a hydrocarbon group having 2 to 10 carbon atoms. Further, from the viewpoint of initial efficiency when used as a negative electrode binder, it is preferably an aliphatic group.

75−、R77−およびR79−は、それぞれ独立に、フェノキシドアニオン、カルボキシラートアニオンおよびスルホン酸アニオンからなる群より選ばれる少なくとも1種のアニオンを表す。Mは上記アニオンに対する対カチオンを表す。 R 75- , R 77- and R 79- each independently represent at least one anion selected from the group consisting of phenoxide anions, carboxylate anions and sulfonic acid anions. M + represents the counter cation to the anion.

58〜a60は、それぞれ独立に、0〜3の整数である。水に対する溶解性の観点から、a58〜a60は、それぞれ独立に、1〜3の整数であることが好ましい。 a 58 to a 60 are independently integers of 0 to 3. From the viewpoint of solubility in water, a 58 to a 60 are preferably integers of 1 to 3 independently of each other.

74はハロゲン原子または炭素数1〜10の有機基を示す。R74の好ましい具体例としては、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基、ヨード基、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソプロピル基、イソブチル基、t−ブチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、シクロブチル基、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、フェニル基、ナフチル基などが挙げられる。また、R74はR73の一部と連結して環状の構造を形成しても良い。 R 74 represents a halogen atom or an organic group having 1 to 10 carbon atoms. Preferred specific examples of R 74 include a fluoro group, a chloro group, a bromo group, an iodo group, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, an isopropyl group, an isobutyl group, a t-butyl group, an isopentyl group and a hexyl group. Examples thereof include a trifluoromethyl group, a pentafluoroethyl group, a cyclobutyl group, a cyclohexyl group, a cyclopentyl group, a phenyl group and a naphthyl group. Further, R 74 may be connected to a part of R 73 to form an annular structure.

一般式(5)に示される末端構造を与えるアミンの具体例としては、3,3’−イミノジプロピオン酸2ナトリウム、3−ピペリジンカルボン酸ナトリウム、アゼチジン−3―カルボン酸ナトリウム、4−ピペリジンカルボン酸ナトリウム、2−ピペリジンカルボン酸ナトリウムなどが挙げられる。 Specific examples of the amine giving the terminal structure represented by the general formula (5) include disodium 3,3'-iminodipropionate, sodium 3-piperidinecarboxylate, sodium azetidine-3-carboxylate, and 4-piperidinecarboxylic acid. Examples thereof include sodium acid and sodium 2-piperidine carboxylate.

一般式(6)に示される末端構造を与える酸の具体例としては、コハク酸ナトリウム、マレイン酸ナトリウム、フマル酸ナトリウム、アジピン酸ナトリウム、安息香酸−4−ナトリウムヒドロキシド、ナジック酸ナトリウム、シクロヘキサンジカルボン酸ナトリウム、フタル酸−3−カルボン酸ナトリウムなどが挙げられる。 Specific examples of the acid giving the terminal structure represented by the general formula (6) include sodium succinate, sodium maleate, sodium fumarate, sodium adipate, benzoic acid-4-sodium hydroxide, sodium nadicate, and cyclohexanedicarboxylic acid. Examples thereof include sodium acid and sodium phthalate-3-carboxylic acid.

一般式(7)に示される末端構造を与える酸の具体例としては、フタル酸−3−カルボン酸ナトリウム、フタル酸−3−ナトリウムヒドロキシドなどが挙げられる。 Specific examples of the acid giving the terminal structure represented by the general formula (7) include sodium phthalic acid-3-carboxylate, phthalic acid-3-sodium hydroxide and the like.

末端封止剤は、単独又は2種以上を組み合わせて使用できる。また、これら以外の末端封止剤を併用してもよい。 The end sealant can be used alone or in combination of two or more. Moreover, you may use the terminal encapsulant other than these in combination.

(a)ポリアミド樹脂における、上記した末端封止剤の含有量は、カルボン酸残基およびアミン残基を構成する成分モノマーの仕込みモル数の0.1〜60モル%の範囲が好ましく、5〜50モル%がより好ましい。このような範囲とすることで、塗布する際の溶液の粘性が適度で、かつ優れた膜物性を有した樹脂組成物を得ることができる。 (A) The content of the terminal encapsulant in the polyamide resin is preferably in the range of 0.1 to 60 mol% of the number of moles of the component monomers constituting the carboxylic acid residue and the amine residue, and is 5 to 5 50 mol% is more preferable. Within such a range, it is possible to obtain a resin composition having an appropriate viscosity of the solution at the time of coating and having excellent film physical characteristics.

アニオンとカチオンを含んだ構造の形成方法として好ましくは、ポリアミド含まれるフェノール性水酸基、カルボン酸および/またはスルホン酸に、塩基性化合物を作用させる方法が挙げられる。 A method for forming a structure containing an anion and a cation is preferably a method in which a basic compound is allowed to act on a phenolic hydroxyl group, a carboxylic acid and / or a sulfonic acid contained in a polyamide.

塩基性化合物としては、アルカリ金属およびアルカリ土類金属の水酸化物や炭酸塩、有機アミン類などが挙げられる。これらの塩基性化合物を用いた場合、本発明における対カチオンは、それぞれ、アルカリ金属カチオン、アルカリ土類金属カチオン、アンモニウムカチオンとなる。 Examples of the basic compound include hydroxides and carbonates of alkali metals and alkaline earth metals, organic amines and the like. When these basic compounds are used, the counter cations in the present invention are alkali metal cations, alkaline earth metal cations, and ammonium cations, respectively.

特に、樹脂組成物から作製した塗膜の強度および耐薬品性をより向上させる観点から、アルカリ金属元素を含む化合物が好ましい。この場合、一般式(1)におけるMはアルカリ金属カチオンとなる。 In particular, a compound containing an alkali metal element is preferable from the viewpoint of further improving the strength and chemical resistance of the coating film prepared from the resin composition. In this case, M + in the general formula (1) is an alkali metal cation.

耐クラック性向上、水溶液の長期保存安定性の観点より、一般式(1)中、a=2で樹脂のRがテトラカルボン酸残基であり、かつ、塩基化合物がアルカリ金属元素を含む化合物であるためR6−がカルボキシラートアニオンでMがアルカリ金属カチオンであることがより好ましい。このようなテトラカルボン酸残基であることで、主鎖に含まれるアミド基が結合した炭素と側鎖のR6−とが隣接することとなり、耐クラック性が向上する。また、アルカリ金属との塩とすることで、イミド化や架橋等の副反応がさらに抑制される可能性があり、水溶液の長期保存安定性の向上に寄与する。 Crack resistance improvement, from the viewpoint of long term storage stability of the aqueous solution, in the general formula (1), a 2 = 2 with R 2 resin is a tetracarboxylic acid residue, and a base compound containing an alkali metal element Since it is a compound, it is more preferable that R 6- is a carboxylate anion and M + is an alkali metal cation. With such a tetracarboxylic acid residue, the carbon to which the amide group contained in the main chain is bonded and the R 6- M + in the side chain are adjacent to each other, and the crack resistance is improved. Further, by using a salt with an alkali metal, side reactions such as imidization and cross-linking may be further suppressed, which contributes to the improvement of long-term storage stability of the aqueous solution.

アルカリ金属の水酸化物の例としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウムおよび水酸化セシウムなどが挙げられる。これらを2種類以上含有しても良い。樹脂組成物の水に対する溶解性および分散安定性を向上させるという観点から、水酸化リチウム、水酸化ナトリウムおよび水酸化カリウムが好ましい。 Examples of alkali metal hydroxides include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, rubidium hydroxide and cesium hydroxide. Two or more kinds of these may be contained. Lithium hydroxide, sodium hydroxide and potassium hydroxide are preferred from the viewpoint of improving the solubility and dispersion stability of the resin composition in water.

アルカリ金属の炭酸塩の例としては、炭酸リチウム、炭酸水素リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素ルビジウム、炭酸セシウム、炭酸水素セシウムおよび炭酸ナトリウムカリウムなどを挙げることができる。これらを2種類以上含有しても良い。樹脂組成物の水に対する溶解性および分散安定性などの観点から、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウムおよび炭酸ナトリウムカリウムが好ましく、炭酸ナトリウムおよび炭酸水素ナトリウムがより好ましく、炭酸ナトリウムがさらに好ましい。 Examples of alkali metal carbonates include lithium carbonate, lithium hydrogen carbonate, sodium carbonate, sodium hydrogen carbonate, potassium carbonate, potassium hydrogen carbonate, rubidium hydrogen carbonate, cesium carbonate, cesium hydrogen carbonate and potassium sodium carbonate. can. Two or more kinds of these may be contained. From the viewpoint of solubility and dispersion stability of the resin composition in water, sodium carbonate, sodium hydrogen carbonate, potassium carbonate, potassium hydrogen carbonate and sodium potassium carbonate are preferable, sodium carbonate and sodium hydrogen carbonate are more preferable, and sodium carbonate is preferable. More preferred.

有機アミン類としては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリイソプロピルアミン、トリブチルアミン、トリエタノールアミン、N−メチルエタノールアミンなどの脂肪族3級アミンや、ピリジン、N,N−ジメチルアミノピリジン、ルチジンなどの芳香族アミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシドなどの4級アンモニウム塩などが挙げられる。これらを2種類以上用いても良い。 Examples of organic amines include aliphatic tertiary amines such as trimethylamine, triethylamine, triisopropylamine, tributylamine, triethanolamine and N-methylethanolamine, and aromatics such as pyridine, N, N-dimethylaminopyridine and rutidin. Examples thereof include quaternary ammonium salts such as amines, tetramethylammonium hydroxides and tetraethylammonium hydroxides. Two or more of these may be used.

上記の中でも、塩基性化合物としては、炭酸ナトリウムが最も好ましい。すなわち、MがNaであることが好ましい。 Among the above, sodium carbonate is most preferable as the basic compound. That is, it is preferable that M + is Na +.

塩基性化合物の配合量は、(a)ポリアミド樹脂中のフェノキシドアニオン、カルボキシラートアニオンおよびスルホン酸アニオンの合計量100モル%に対して、樹脂を十分に溶解できる点で、20モル%以上が好ましく、50モル%以上がより好ましい。また、樹脂の分解や塗膜にした際のクラックの発生を防止できる点で、450モル%以下が好ましく、400モル%以下がより好ましく、300モル%以下が好ましく、250モル%以下が最も好ましい。 The amount of the basic compound to be blended is preferably 20 mol% or more in that the resin can be sufficiently dissolved with respect to 100 mol% of the total amount of the phenoxide anion, the carboxylate anion and the sulfonic acid anion in the (a) polyamide resin. , 50 mol% or more is more preferable. Further, 450 mol% or less is preferable, 400 mol% or less is more preferable, 300 mol% or less is preferable, and 250 mol% or less is most preferable, in that cracks can be prevented from being decomposed of the resin or formed into a coating film. ..

上記重縮合反応に用いられる溶媒としては、生成した樹脂が溶解するものであれば特に限定されるものではないが、N−メチル−2−ピロリドン、N−メチルカプロラクタム、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、ジメチルイミダゾリン等の非プロトン性極性溶媒、フェノール、m−クレゾール、クロロフェノール、ニトロフェノールなどのフェノール系溶媒、ポリリン酸、リン酸に5酸化リンを加えたリン系溶媒などを好ましく用いることができる。 The solvent used in the polycondensation reaction is not particularly limited as long as the produced resin dissolves, but N-methyl-2-pyrrolidone, N-methylcaprolactam, N, N-dimethylacetamide, and the like. Aprotic polar solvents such as N, N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, γ-butyrolactone and dimethylimidazoline, phenolic solvents such as phenol, m-cresol, chlorophenol and nitrophenol, polyphosphoric acid and phosphorus pentaoxide in phosphoric acid. A phosphorus-based solvent or the like to which the above is added can be preferably used.

一般には、これらの溶媒中で、酸無水物またはジカルボン酸ジエステル体とジアミンまたはジイソシアナートとを150℃以上の温度で反応させることにより、ポリイミド重合体を得る。また、反応促進のため、トリエチルアミン、ピリジンなどの塩基類を触媒として添加することができる。その後、水などに投入して樹脂を析出させ、乾燥させることで重合体を固体として得た後、塩基性化合物と混合することによって側鎖に塩を形成させることができる。 Generally, a polyimide polymer is obtained by reacting an acid anhydride or a dicarboxylic acid diester with a diamine or a diisocyanate at a temperature of 150 ° C. or higher in these solvents. Further, in order to promote the reaction, bases such as triethylamine and pyridine can be added as a catalyst. Then, it is put into water or the like to precipitate a resin and dried to obtain a polymer as a solid, and then mixed with a basic compound to form a salt in a side chain.

工程中での不純物混入を避けるためには、好ましくは塩基性化合物の存在下、水中で反応させるのが好ましい。より好ましくは、塩基性化合物、ジアミンが投入された水中にジカルボン酸またはその誘導体、トリカルボン酸またはその誘導体、テトラカルボン酸またはその誘導体を投入して重合することである。 In order to avoid contamination with impurities in the process, it is preferable to react in water in the presence of a basic compound. More preferably, a dicarboxylic acid or a derivative thereof, a tricarboxylic acid or a derivative thereof, a tetracarboxylic acid or a derivative thereof is added to water containing a basic compound or a diamine for polymerization.

((b)水)
(a)ポリアミド樹脂を含む樹脂組成物は溶媒として(b)水を含むことが好ましい。水溶液の安定性の観点から、溶媒中の(b)水は、樹脂組成物に含まれる溶媒のうちの80質量%以上を占めることが好ましい。より好ましくは90質量%以上であり、最も好ましくは99質量%以上である。一般に、ゲル化を抑制できる点で、(a)ポリアミド樹脂100質量部に対して、(b)水が50質量部以上であることが好ましく、100質量部以上であることがより好ましい。また、分解を抑制できる点で、(a)の樹脂100質量部に対して、(b)水が100,000質量部以下であることが好ましく、3,000質量部以下であることがより好ましい。
((B) Water)
The resin composition containing (a) a polyamide resin preferably contains (b) water as a solvent. From the viewpoint of the stability of the aqueous solution, the water (b) in the solvent preferably occupies 80% by mass or more of the solvent contained in the resin composition. It is more preferably 90% by mass or more, and most preferably 99% by mass or more. Generally, in terms of suppressing gelation, (a) water is preferably 50 parts by mass or more, and more preferably 100 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the polyamide resin. Further, in terms of suppressing decomposition, the amount of water (b) is preferably 100,000 parts by mass or less, and more preferably 3,000 parts by mass or less, based on 100 parts by mass of the resin of (a). ..

また、(a)ポリアミド樹脂を含む樹脂組成物の粘度は、作業性の観点から、25℃で、1mPa・s〜100Pa・sの範囲内であることが好ましい。 Further, the viscosity of the resin composition (a) containing the polyamide resin is preferably in the range of 1 mPa · s to 100 Pa · s at 25 ° C. from the viewpoint of workability.

(a)ポリアミド樹脂を含む樹脂組成物は、塗布性をより向上させる観点から、界面活性剤などを含有してもよい。また、エタノールやイソプロピルアルコール等の低級アルコール、エチレングリコールやプロピレングリコール等の多価アルコールといった、有機溶媒を含有してもよい。樹脂組成物中の有機溶媒の含有量は、樹脂組成物全体の50質量%以下が好ましく、10質量%以下がより好ましい。 (A) The resin composition containing the polyamide resin may contain a surfactant or the like from the viewpoint of further improving the coatability. Further, an organic solvent such as a lower alcohol such as ethanol or isopropyl alcohol or a polyhydric alcohol such as ethylene glycol or propylene glycol may be contained. The content of the organic solvent in the resin composition is preferably 50% by mass or less, more preferably 10% by mass or less of the entire resin composition.

(a)ポリアミド樹脂を含む樹脂組成物を作成する際の方法に特に制限はないが、所定量の塩基性化合物を水に溶解させた後に、樹脂粉末を少しずつ溶解させるのが、安全性の観点から好ましい。中和反応が遅い場合は、30〜110℃程度の水浴や油浴で加温してもよいし、超音波処理してもよい。溶解した後に、さらに水を加えたり、濃縮したりして所定の粘度に調整してもよい。 (A) The method for preparing the resin composition containing the polyamide resin is not particularly limited, but it is safe to dissolve the resin powder little by little after dissolving a predetermined amount of the basic compound in water. Preferred from the point of view. When the neutralization reaction is slow, it may be heated in a water bath or an oil bath at about 30 to 110 ° C., or may be ultrasonically treated. After dissolution, water may be further added or concentrated to adjust the viscosity to a predetermined value.

前述したように、工程中での不純物混入を避けるためには、塩基性化合物の存在下、水中で樹脂の重合反応させるのが好ましい。より好ましくは、塩基性化合物、ジアミンが投入された水中にジカルボン酸またはその誘導体、トリカルボン酸またはその誘導体、テトラカルボン酸またはその誘導体を投入して重合することである。 As described above, in order to avoid contamination with impurities in the process, it is preferable to carry out the polymerization reaction of the resin in water in the presence of the basic compound. More preferably, a dicarboxylic acid or a derivative thereof, a tricarboxylic acid or a derivative thereof, a tetracarboxylic acid or a derivative thereof is added to water containing a basic compound or a diamine for polymerization.

粒子層(II)における(a)ポリアミド樹脂の含有量は、無機フィラー100質量部に対して0.4〜5.0質量部が好ましい。(a)ポリアミド樹脂の含有量を0.4質量部以上とすることにより、無機フィラーを強固に結着し、加熱時のセパレータの形状安定性をより向上させることができる。(a)ポリアミド樹脂の含有量は、より好ましくは1.0質量部以上である。一方、(a)ポリアミド樹脂の含有量を5.0質量部以下とすることにより、多孔質膜(I)の目詰まりを低減し、セパレータの透気抵抗度の上昇を抑制することができる。 The content of the (a) polyamide resin in the particle layer (II) is preferably 0.4 to 5.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the inorganic filler. (A) By setting the content of the polyamide resin to 0.4 parts by mass or more, the inorganic filler can be firmly bound and the shape stability of the separator during heating can be further improved. The content of the polyamide resin (a) is more preferably 1.0 part by mass or more. On the other hand, by setting the content of the polyamide resin (a) to 5.0 parts by mass or less, clogging of the porous membrane (I) can be reduced and an increase in the air permeation resistance of the separator can be suppressed.

[3]非水溶性重合体
非水溶性重合体は、多孔質膜(I)からの粒子層(II)の脱離を抑制する効果を有する。
[3] Water-insoluble polymer The water-insoluble polymer has an effect of suppressing the desorption of the particle layer (II) from the porous film (I).

非水溶性重合体としては、電気絶縁性を有し、非水電解質に対して安定であり、電池の作動電圧範囲において酸化還元されにくい、電気化学的に安定な材料が好ましい。そのような材料としては、例えば、スチレン樹脂[ポリスチレン(PS)など]、スチレン・ブタジエンゴム(SBR)、アクリル樹脂(PMMAなど)、ポリアルキレンオキシド[ポリエチレンオキシド(PEO)など]、フッ素樹脂(PVDFなど)、およびこれらの誘導体などが挙げられる。これらの樹脂は、尿素樹脂、ポリウレタンなどにより架橋されていてもよい。これらを2種以上用いてもよい。これらの中でも、スチレン樹脂、アクリル樹脂およびフッ素樹脂が好ましく、アクリル樹脂がより好ましい。アクリル樹脂は、ガラス転移温度(Tg)が低く柔軟性に富むため、多孔質膜(I)からの粒子層(II)の脱離をより効果的に抑制することができる。Tgが低く柔軟性に富む樹脂は、加熱時の形状安定性が低い傾向にあるが、粒子層(II)に前述の水溶性重合体を含むことにより、高温における軟化を抑制し、加熱時の形状安定性を向上させながら、多孔質膜(I)からの粒子層(II)の脱離をより抑制することができる。 As the water-insoluble polymer, an electrochemically stable material that has electrical insulation, is stable against a non-aqueous electrolyte, and is not easily redox-reduced in the operating voltage range of the battery is preferable. Examples of such materials include styrene resin [polystyrene (PS), etc.], styrene-butadiene rubber (SBR), acrylic resin (PMMA, etc.), polyalkylene oxide [polyethylene oxide (PEO), etc.], and fluororesin (PVDF). Etc.), and derivatives thereof and the like. These resins may be crosslinked with urea resin, polyurethane or the like. Two or more of these may be used. Among these, styrene resin, acrylic resin and fluororesin are preferable, and acrylic resin is more preferable. Since the acrylic resin has a low glass transition temperature (Tg) and is highly flexible, it is possible to more effectively suppress the desorption of the particle layer (II) from the porous film (I). Resins with low Tg and high flexibility tend to have low shape stability during heating, but by containing the above-mentioned water-soluble polymer in the particle layer (II), softening at high temperatures is suppressed and softening during heating is suppressed. Desorption of the particle layer (II) from the porous film (I) can be further suppressed while improving the shape stability.

粒子層(II)における非水溶性重合体の含有量は、無機フィラー100質量部に対して、0.5〜5.0質量部が好ましい。非水溶性重合体の含有量を0.5質量部以上とすることにより、加熱時も粒子層(II)が多孔質膜(I)に強く結着するため、セパレータの形状安定性をより向上させることができる。非水溶性重合体の含有量は、無機フィラー100質量部に対して、1.5質量部以上とすることがより好ましい。一方、非水溶性重合体の含有量を5.0質量部以下とすることにより、多孔質膜(I)の目詰まりを低減し、セパレータの透気抵抗度の上昇を抑制することができる。 The content of the water-insoluble polymer in the particle layer (II) is preferably 0.5 to 5.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the inorganic filler. By setting the content of the water-insoluble polymer to 0.5 parts by mass or more, the particle layer (II) is strongly bonded to the porous film (I) even during heating, so that the shape stability of the separator is further improved. Can be made to. The content of the water-insoluble polymer is more preferably 1.5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the inorganic filler. On the other hand, by setting the content of the water-insoluble polymer to 5.0 parts by mass or less, clogging of the porous membrane (I) can be reduced and an increase in the air permeation resistance of the separator can be suppressed.

粒子層(II)には、必要に応じて、上記以外の各種添加剤、例えば酸化防止剤、防腐剤、界面活性剤などを含有してもよい。 If necessary, the particle layer (II) may contain various additives other than the above, such as antioxidants, preservatives, and surfactants.

粒子層(II)の膜厚は、多孔質膜(I)が融点以上で溶融および収縮した際の破膜強度と絶縁性を確保する観点から、1μm以上が好ましく、2μm以上がより好ましく、3.5μm以上がさらに好ましい。一方、非水電解質電池の高容量化の観点および後述する透気抵抗度を低下させる観点から、膜厚は、10μm以下が好ましく、5μm以下がより好ましく、4.5μm以下がさらに好ましい。 The film thickness of the particle layer (II) is preferably 1 μm or more, more preferably 2 μm or more, and 3 More preferably, it is 5.5 μm or more. On the other hand, from the viewpoint of increasing the capacity of the non-aqueous electrolyte battery and reducing the air permeation resistance described later, the film thickness is preferably 10 μm or less, more preferably 5 μm or less, still more preferably 4.5 μm or less.

3.非水電解質電池用セパレータ
非水電解質電池用セパレータの透気抵抗度は、150s/100ccAir未満が好ましく、100s/100ccAir未満がより好ましく、45s/100ccAir未満がさらに好ましい。透気抵抗度が150s/100ccAir以下であれば、イオン透過性を確保し、電池特性の低下を抑制することができる。
3. 3. Separator for non-aqueous electrolyte battery The air permeability resistance of the separator for non-aqueous electrolyte battery is preferably less than 150 s / 100 cc Air, more preferably less than 100 s / 100 cc Air, and even more preferably less than 45 s / 100 cc Air. When the air permeation resistance is 150 s / 100 ccAir or less, ion permeability can be ensured and deterioration of battery characteristics can be suppressed.

前述の通り、透気抵抗度は、多孔質膜(I)のみの透気度に対して、多孔質膜(I)および粒子層(II)を有するセパレータの透気度がどの程度増加しているかを表す値である。透気度は、テスター産業(株)社製のガーレー式デンソメーターB型を使用して、JIS P−8117:2009に従って測定する。多孔質膜(I)およびセパレータを、それぞれ、クランピングプレートとアダプタープレートの間にシワが入らないように固定し、透気度を測定し、下記式から透気抵抗度を算出することができる。 As described above, as for the air permeability resistance, how much the air permeability of the separator having the porous membrane (I) and the particle layer (II) increases with respect to the air permeability of only the porous membrane (I). It is a value indicating whether or not. The air permeability is measured according to JIS P-8117: 2009 using a Garley type densometer B type manufactured by Tester Sangyo Co., Ltd. The porous membrane (I) and the separator can be fixed between the clamping plate and the adapter plate so as not to have wrinkles, the air permeability can be measured, and the air permeability resistance can be calculated from the following formula. ..

透気抵抗度(s/100ccAir)={セパレータの透気度(s/100ccAir)}−{多孔質膜(I)の透気度(s/100ccAir)}
透気抵抗度を150s/100ccAir以下とする手段としては、例えば、水溶性重合体および非水溶性重合体の含有量を前述の好ましい範囲に調整することなどにより、多孔質膜(I)の目詰まりを低減する方法が挙げられる。
Air permeability resistance (s / 100ccAir) = {Separator air permeability (s / 100ccAir)}-{Porous membrane (I) air permeability (s / 100ccAir)}
As a means for setting the air permeation resistance to 150 s / 100 ccAir or less, for example, by adjusting the contents of the water-soluble polymer and the water-insoluble polymer to the above-mentioned preferable ranges, the pores of the porous membrane (I) are formed. Examples include methods for reducing clogging.

非水電解質電池用セパレータの160℃で1時間加熱した場合の熱収縮率は、10%以下であり、5%以下がより好ましく、3%未満が更に好ましい。熱収縮率は、加熱時の形状安定性の指標であり、160℃で1時間加熱した場合の熱収縮率が10%以下であれば、電池異常発熱時においても、セパレータの熱収縮によって正極と負極が接触して短絡することを抑制することができる。 The heat shrinkage of the separator for a non-aqueous electrolyte battery when heated at 160 ° C. for 1 hour is 10% or less, more preferably 5% or less, still more preferably less than 3%. The heat shrinkage rate is an index of shape stability during heating, and if the heat shrinkage rate when heated at 160 ° C. for 1 hour is 10% or less, even when the battery generates abnormal heat, the heat shrinkage of the separator causes the positive electrode. It is possible to prevent the negative electrodes from coming into contact with each other and causing a short circuit.

ここで、熱収縮率とは、室温におけるセパレータの長さに対する、所定の温度で加熱した後のセパレータの長さの割合を指す。非水電解質電池用セパレータを45mm×45mmに切り出した後、機械方向(MD)の辺および幅方向(TD)の辺それぞれの多孔質膜(I)側に、各35mmの長さのマーキングを入れる。マーキングを入れたセパレータを、紙で挟んだ状態で、所定の温度(150℃、160℃、180℃、200℃)に加熱したオーブンに入れて1時間加熱する。その後、オーブンから非水電解質電池用セパレータを取り出し、室温まで冷却した後、MDおよびTDのマーキングの長さを測定し、短い方のマーキング部分の長さをd(mm)として、下記式から熱収縮率を算出する。
熱収縮率(%)={(35−d)/35}×100 。
Here, the heat shrinkage rate refers to the ratio of the length of the separator after heating at a predetermined temperature to the length of the separator at room temperature. After cutting out a separator for a non-aqueous electrolyte battery to 45 mm × 45 mm, markings with a length of 35 mm are placed on the porous membrane (I) side of each of the mechanical direction (MD) side and the width direction (TD) side. .. The separator with the marking is placed in an oven heated to a predetermined temperature (150 ° C., 160 ° C., 180 ° C., 200 ° C.) while being sandwiched between papers, and heated for 1 hour. Then, the separator for a non-aqueous electrolyte battery is taken out from the oven, cooled to room temperature, the length of the MD and TD markings is measured, and the length of the shorter marking portion is d (mm). Calculate the shrinkage rate.
Heat shrinkage rate (%) = {(35-d) / 35} x 100.

160℃で1時間加熱した場合の熱収縮率を10%以下とする手段としては、例えば、水溶性重合体の含有量を前述の好ましい範囲に調整する方法などが挙げられる。 Examples of means for reducing the heat shrinkage rate when heated at 160 ° C. for 1 hour include a method of adjusting the content of the water-soluble polymer to the above-mentioned preferable range.

非水電解質電池用セパレータは、より好ましくは、180℃で1時間加熱した場合の熱収縮率及び200℃で1時間加熱した場合の熱収縮率が、いずれも10%以下である。 More preferably, the separator for a non-aqueous electrolyte battery has a heat shrinkage rate when heated at 180 ° C. for 1 hour and a heat shrinkage rate when heated at 200 ° C. for 1 hour, both of which are 10% or less.

4.非水電解質電池用セパレータの製造方法
本発明の非水電解質電池用セパレータは、例えば、多孔質膜(I)の少なくとも片面に、前述の無機フィラー、水溶性重合体、非水溶性重合体および溶媒を含むスラリーを塗布後、溶媒を除去し、粒子層(II)を形成することにより得ることができる。以下にその詳細を説明する。
4. Method for Producing Separator for Non-Aqueous Electrolyte Battery The separator for non-aqueous electrolyte battery of the present invention has, for example, the above-mentioned inorganic filler, water-soluble polymer, water-insoluble polymer and solvent on at least one side of the porous film (I). It can be obtained by applying the slurry containing the above-mentioned material, removing the solvent, and forming the particle layer (II). The details will be described below.

[1]スラリーの製造方法
本発明のスラリーの製造方法は、少なくとも無機フィラーと水を混合して分散体を得る工程、および、前記分散体と、水を溶媒として作製された前記(a)ポリアミド樹脂の水溶液とを混合する工程を含む。
[1] Method for producing slurry The method for producing a slurry of the present invention is a step of mixing at least an inorganic filler and water to obtain a dispersion, and the above-mentioned (a) polyamide prepared by using the dispersion and water as a solvent. The step of mixing with an aqueous solution of the resin is included.

本発明のスラリーの製造方法は、少なくとも無機フィラーと水を混合して分散体を得る工程を含む。無機フィラーと水を混合して分散体を得る方法としては、例えば、機械撹拌法、超音波分散法、高圧分散法、メディア分散法などを挙げることができる。これらの中でも無機フィラーを高度にかつ短時間で分散させることができることが可能なメディア分散法が好ましい。 The method for producing a slurry of the present invention includes at least a step of mixing an inorganic filler and water to obtain a dispersion. Examples of the method of mixing the inorganic filler and water to obtain a dispersion include a mechanical stirring method, an ultrasonic dispersion method, a high-pressure dispersion method, and a media dispersion method. Among these, a media dispersion method capable of dispersing the inorganic filler at a high level and in a short time is preferable.

分散体を得る工程の前に、セルロースエーテル、ポリビニルアルコール及びアルギン酸ナトリウムからなる群より選ばれる1種以上のポリマーを水に溶解させる工程を有していてもよい。また、乾燥性や多孔質層(I)への塗工性の観点から、水にアルコール類を少量添加してもよい。 Prior to the step of obtaining the dispersion, there may be a step of dissolving one or more polymers selected from the group consisting of cellulose ether, polyvinyl alcohol and sodium alginate in water. Further, from the viewpoint of dryness and coatability to the porous layer (I), a small amount of alcohol may be added to water.

本発明のスラリーの製造方法は、得られた分散体と、水を溶媒として作製された(a)ポリアミド樹脂の水溶液とを混合する工程を含む。 The method for producing a slurry of the present invention includes a step of mixing the obtained dispersion with an aqueous solution of (a) a polyamide resin prepared using water as a solvent.

(a)ポリアミド樹脂は、工程中での不純物混入を防ぐ観点および工程の簡略化、原料費削減の観点から、水中で反応させる。さらに、塩基性化合物、ジアミンが投入された水中にジカルボン酸またはその誘導体、トリカルボン酸またはその誘導体、テトラカルボン酸またはその誘導体を投入して重合する方法が好ましい。 (A) The polyamide resin is reacted in water from the viewpoint of preventing impurities from being mixed in the process, simplifying the process, and reducing the raw material cost. Further, a method in which a dicarboxylic acid or a derivative thereof, a tricarboxylic acid or a derivative thereof, a tetracarboxylic acid or a derivative thereof is charged into water containing a basic compound or a diamine and polymerized is preferable.

[2]多孔質膜(I)の製造方法
多孔質膜(I)の製造方法としては、例えば、発泡法、相分離法、溶解再結晶法、延伸開孔法、粉末焼結法などが挙げられる。これらの中でも、微細孔の均一性およびコストの観点から、相分離法が好ましい。
[2] Method for producing porous membrane (I) Examples of the method for producing the porous membrane (I) include a foaming method, a phase separation method, a dissolution recrystallization method, a stretch opening method, and a powder sintering method. Be done. Among these, the phase separation method is preferable from the viewpoint of uniformity of fine pores and cost.

相分離法による多孔質膜(I)の製造方法としては、例えば、ポリエチレンと成形用溶剤とを加熱溶融混練し、得られた溶融混合物をダイより押出し、冷却することによりゲル状成形物を形成し、得られたゲル状成形物に対して少なくとも一軸方向に延伸を実施し、成形用溶剤を除去することによって多孔質膜を得る方法などが挙げられる。 As a method for producing the porous film (I) by the phase separation method, for example, polyethylene and a molding solvent are heat-melted and kneaded, and the obtained melt mixture is extruded from a die and cooled to form a gel-like molded product. Then, a method of obtaining a porous film by stretching the obtained gel-like molded product in at least the uniaxial direction and removing the molding solvent can be mentioned.

[3]粒子層(II)の形成方法
[1]により得られたスラリーを[2]により得られた多孔質膜(I)の少なくとも片面に塗布し、溶媒を除去することにより、粒子層(II)を形成することが好ましい。
[3] Method for Forming Particle Layer (II) The slurry obtained in [1] is applied to at least one surface of the porous film (I) obtained in [2], and the solvent is removed to remove the particle layer (2). It is preferable to form II).

スラリーを多孔質膜(I)に塗布する方法としては、例えば、グラビアコーター法、小径グラビアコーター法、リバースロールコーター法、トランスファロールコーター法、キスコーター法、ディップコーター法、ナイフコーター法、エアドクタコーター法、ブレードコーター法、ロッドコーター法、スクイズコーター法、キャストコーター法、ダイコーター法、スクリーン印刷法、スプレー塗布法などが挙げられる。 Examples of the method for applying the slurry to the porous membrane (I) include a gravure coater method, a small diameter gravure coater method, a reverse roll coater method, a transfer roll coater method, a kiss coater method, a dip coater method, a knife coater method, and an air doctor coater. Examples include the method, blade coater method, rod coater method, squeeze coater method, cast coater method, die coater method, screen printing method, and spray coating method.

溶媒を除去する方法としては、例えば、多孔質膜(I)を固定しながらその融点以下の温度で加熱乾燥する方法、減圧乾燥する方法などが挙げられる。これらの中でも、加熱乾燥による方法が、工程の簡略化にも繋がり好ましい。 Examples of the method for removing the solvent include a method of fixing the porous membrane (I) and drying it by heating at a temperature below its melting point, a method of drying under reduced pressure, and the like. Among these, the method by heating and drying is preferable because it leads to simplification of the process.

加熱乾燥温度は、多孔質膜(I)の孔閉塞機能の発現を抑制する観点および熱使用量を低減する観点から、70℃以下が好ましく、60℃以下がより好ましく、50℃以下がさらに好ましい。加熱乾燥時間は、数秒〜数分間が好ましい。 The heat-drying temperature is preferably 70 ° C. or lower, more preferably 60 ° C. or lower, still more preferably 50 ° C. or lower, from the viewpoint of suppressing the expression of the pore closing function of the porous membrane (I) and reducing the amount of heat used. .. The heating and drying time is preferably several seconds to several minutes.

5.非水電解質電池
本発明の非水電解質電池用セパレータは、非水系電解質を使用する電池に好適に使用できる。具体的には、ニッケル−水素電池、ニッケル−カドミウム電池、ニッケル−亜鉛電池、銀−亜鉛電池、リチウム二次電池、リチウムイオン二次電池、リチウムポリマー二次電池等の二次電池のセパレータとして好ましく用いることができる。中でも、リチウムイオン二次電池のセパレータとして用いることが好ましい。
5. Non-aqueous electrolyte battery The separator for a non-aqueous electrolyte battery of the present invention can be suitably used for a battery using a non-aqueous electrolyte. Specifically, it is preferable as a separator for secondary batteries such as nickel-hydrogen batteries, nickel-cadmium batteries, nickel-zinc batteries, silver-zinc batteries, lithium secondary batteries, lithium ion secondary batteries, and lithium polymer secondary batteries. Can be used. Above all, it is preferable to use it as a separator for a lithium ion secondary battery.

非水電解質電池は、正極と負極がセパレータを介して積層されている。セパレータは電解液(電解質)を含有している。電極の構造は特に限定されず、例えば、円盤状の正極および負極が対向するように配設された電極構造(コイン型)、平板状の正極および負極が交互に積層された電極構造(積層型)、積層された帯状の正極および負極が巻回された電極構造(捲回型)等が挙げられる。非水電解質電池に使用される、集電体、正極、正極活物質、負極、負極活物質および電解液は、特に限定されず、従来公知の材料を適宜組み合わせて用いることができる。 In a non-aqueous electrolyte battery, a positive electrode and a negative electrode are laminated via a separator. The separator contains an electrolytic solution (electrolyte). The structure of the electrode is not particularly limited, and for example, an electrode structure (coin type) in which disk-shaped positive electrodes and negative electrodes are arranged so as to face each other, and an electrode structure in which flat plate-shaped positive electrodes and negative electrodes are alternately laminated (laminated type). ), An electrode structure in which a laminated strip-shaped positive electrode and a negative electrode are wound (wound type) and the like. The current collector, the positive electrode, the positive electrode active material, the negative electrode, the negative electrode active material, and the electrolytic solution used in the non-aqueous electrolyte battery are not particularly limited, and conventionally known materials can be appropriately combined and used.

次に本発明の実施例をあげて説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。 Next, examples of the present invention will be described, but the present invention is not limited to these examples.

(水溶性重合体の作製)
合成例1:樹脂Aの合成
よく乾燥させた四ツ口フラスコの中で、水119.48gにN,N’−ジメチルエチレンジアミン(東京化成工業(株)製、以下、DMEDA)8.815g(100mmol)、炭酸ナトリウム10.60g(100mmol)を窒素雰囲気下で撹拌しながら室温で溶解させた。その後、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン二無水物(東京化成工業(株)製、以下、6FDA)44.42g(100mmol)、水15.00gを添加し、途中、二酸化炭素の発生に注意しながら、80℃で6時間重合反応させた。反応終了後室温に降温し、濃度30質量%の側鎖にナトリウムカルボキシレートを有するポリアミド樹脂Aの水溶液Aを得た。
(Preparation of water-soluble polymer)
Synthesis Example 1: Synthesis of Resin A In a well-dried four-necked flask, 119.48 g of water and 8.815 g (100 mmol) of N, N'-dimethylethylenediamine (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., hereinafter DMEDA) ), Sodium carbonate 10.60 g (100 mmol) was dissolved at room temperature with stirring under a nitrogen atmosphere. Then, 44.42 g (100 mmol) of 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) hexafluoropropane dianhydride (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., hereinafter, 6FDA) and 15.00 g of water were added. On the way, the polymerization reaction was carried out at 80 ° C. for 6 hours, paying attention to the generation of carbon dioxide. After completion of the reaction, the temperature was lowered to room temperature to obtain an aqueous solution A of a polyamide resin A having a sodium carboxylate in the side chain having a concentration of 30% by mass.

合成例2:樹脂Bの合成
水119.48g、DMEDA8.815g(100mmol)の代わりに、水119.01g、ピペラジン(東京化成工業(株)製)8.614g(100mmol)を用いた以外は合成例1と同様にして濃度30質量%の側鎖にナトリウムカルボキシレートを有するポリアミド樹脂Bの水溶液Bを得た。
Synthesis Example 2: Synthesis of resin B Synthetic except that 119.01 g of water and 8.614 g (100 mmol) of piperazine (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) were used instead of 119.48 g of water and 8.815 g (100 mmol) of DMEDA. An aqueous solution B of a polyamide resin B having a sodium carboxylate in a side chain having a concentration of 30% by mass was obtained in the same manner as in Example 1.

合成例3:樹脂Cの合成
水119.01g、6FDA44.42g(100mmol)の代わりに、水87.75g、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物(東京化成工業(株)製、以下、ODPA)31.02g(100mmol)を用いた以外は合成例2と同様にして濃度30質量%の側鎖にナトリウムカルボキシレートを有するポリアミド樹脂Cの水溶液Cを得た。
Synthesis Example 3: Synthesis of resin C 87.75 g of water, bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether dianhydride (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) instead of 119.01 g of water and 44.42 g (100 mmol) of 6FDA. Hereinafter, an aqueous solution C of a polyamide resin C having a sodium carboxylate in the side chain having a concentration of 30% by mass was obtained in the same manner as in Synthesis Example 2 except that 31.02 g (100 mmol) of ODPA) was used.

合成例4:樹脂Dの合成
水119.01g、6FDA44.42g(100mmol)の代わりに、水66.26g、無水ピロメリット酸(東京化成工業(株)製、以下、PMDA)21.81g(100mmol)を用いた以外は合成例2と同様にして濃度30質量%の側鎖にナトリウムカルボキシレートを有するポリアミド樹脂Dの水溶液Dを得た。
Synthesis Example 4: Synthesis of Resin D Instead of water 119.01 g and 6FDA 44.42 g (100 mmol), water 66.26 g and pyromellitic anhydride (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., hereinafter PMDA) 21.81 g (100 mmol) ) Was used, and an aqueous solution D of a polyamide resin D having a sodium carboxylate in the side chain having a concentration of 30% by mass was obtained in the same manner as in Synthesis Example 2.

合成例5:樹脂Eの合成
水119.01g、6FDA44.42g(100mmol)の代わりに、水84.01g、3,3’、4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(東京化成工業(株)製、以下、BPDA)29.42g(100mmol)を用いた以外は合成例2と同様にして濃度30質量%の側鎖にナトリウムカルボキシレートを有するポリアミド樹脂Eの水溶液Eを得た。
Synthesis Example 5: Synthesis of Resin E Instead of water 119.01 g, 6FDA 44.42 g (100 mmol), water 84.01 g, 3,3', 4,4'-biphenyltetracarboxylic acid dianhydride (Tokyo Chemical Industry (Tokyo Chemical Industry) An aqueous solution E of a polyamide resin E having a sodium carboxylate in a side chain having a concentration of 30% by mass was obtained in the same manner as in Synthesis Example 2 except that 29.42 g (100 mmol) of BPDA) manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. was used.

合成例6:樹脂Fの合成
水119.01g、6FDA44.42g(100mmol)の代わりに、水101.75g、3,3’、4,4’−ターフェニルテトラカルボン酸二無水物(東京化成工業(株)製、以下、TPDA)37.02g(100mmol)を用いた以外は合成例2と同様にして濃度30質量%の側鎖にナトリウムカルボキシレートを有するポリアミド樹脂Fの水溶液Fを得た。
Synthesis Example 6: Synthesis of Resin F Instead of water 119.01 g, 6FDA 44.42 g (100 mmol), water 101.75 g, 3,3', 4,4'-terphenyltetracarboxylic acid dianhydride (Tokyo Kasei Kogyo) An aqueous solution F of a polyamide resin F having a sodium carboxylate in a side chain having a concentration of 30% by mass was obtained in the same manner as in Synthesis Example 2 except that 37.02 g (100 mmol) of TPDA (manufactured by TPDA) was used.

合成例7:樹脂Gの合成
水119.48g、DMEDA8.815g(100mmol)、6FDA44.42g(100mmol)の代わりに、水103.18g、4,4’−ビピペリジン(東京化成工業(株)製)16.83g(100mmol)、BPDA29.42g(100mmol)を用いた以外は合成例1と同様にして濃度30質量%の側鎖にナトリウムカルボキシレートを有するポリアミド樹脂Gの水溶液Gを得た。
Synthesis Example 7: Synthesis of resin G Instead of 119.48 g of water, 8.815 g (100 mmol) of DMEDA, and 44.42 g (100 mmol) of 6FDA, 103.18 g of water, 4,4'-bipiperidine (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) An aqueous solution G of a polyamide resin G having a sodium carboxylate in a side chain having a concentration of 30% by mass was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that 16.83 g (100 mmol) and BPDA 29.42 g (100 mmol) were used.

合成例8:樹脂Hの合成
水119.01g、6FDA44.42g(100mmol)の代わりに、水64.39g、1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物(東京化成工業(株)製、以下、CPDA)21.01g(100mmol)を用いた以外は合成例2と同様にして濃度30質量%の側鎖にナトリウムカルボキシレートを有するポリアミド樹脂Hの水溶液Hを得た。
Synthesis Example 8: Synthesis of Resin H 64.39 g of water, 1,2,3,4-cyclopentanetetracarboxylic acid dianhydride instead of 119.01 g of water and 44.42 g (100 mmol) of 6FDA (Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) ), Hereinafter, an aqueous solution H of a polyamide resin H having a sodium carboxylate in a side chain having a concentration of 30% by mass was obtained in the same manner as in Synthesis Example 2 except that 21.01 g (100 mmol) of CPDA) was used.

合成例9:樹脂Iの合成
水119.01g、6FDA44.42g(100mmol)の代わりに、水61.59g、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸二無水物((株)ワコーケミカル製、以下、BTA)19.81g(100mmol)を用いた以外は合成例2と同様にして濃度30質量%の側鎖にナトリウムカルボキシレートを有するポリアミド樹脂Iの水溶液Iを得た。
Synthesis Example 9: Synthesis of Resin I Instead of water 119.01 g, 6FDA 44.42 g (100 mmol), water 61.59 g, 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid dianhydride (manufactured by Wako Chemical Co., Ltd.) Hereinafter, an aqueous solution I of a polyamide resin I having a sodium carboxylate in the side chain having a concentration of 30% by mass was obtained in the same manner as in Synthesis Example 2 except that 19.81 g (100 mmol) of BTA) was used.

合成例10:樹脂Jの合成
よく乾燥させた四ツ口フラスコの中で、水100gに2−ピペラジンカルボン酸二塩酸塩(東京化成工業(株)製、以下、2PC)20.31g(100mmol)、炭酸ナトリウム26.50g(250mmol)を窒素雰囲気下で撹拌しながら室温で溶解させた。そこに塩化メチレン30gに溶解させたコハク酸ジクロリド(東京化成工業(株)製)15.50g(100mmol)を、反応槽の温度が10℃を超えないように滴下した。滴下終了後、水層と油層を分離し、水槽に1Nの塩酸を滴下した。滴下によって得られた沈殿物を炉別し、繰り返し純水で洗浄して80℃の真空オーブンで50時間乾燥し、樹脂Jの粉体を得た。
Synthesis Example 10: Synthesis of Resin J In a well-dried four-necked flask, 20.31 g (100 mmol) of 2-piperazin carboxylic acid dihydrochloride (manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd., hereinafter 2PC) in 100 g of water. , Sodium carbonate 26.50 g (250 mmol) was dissolved at room temperature with stirring under a nitrogen atmosphere. 15.50 g (100 mmol) of succinic acid dichloride (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) dissolved in 30 g of methylene chloride was added dropwise thereto so that the temperature of the reaction vessel did not exceed 10 ° C. After completion of the dropping, the aqueous layer and the oil layer were separated, and 1N hydrochloric acid was dropped into the water tank. The precipitate obtained by dropping was separated into a furnace, washed repeatedly with pure water, and dried in a vacuum oven at 80 ° C. for 50 hours to obtain a powder of resin J.

水27.30gに炭酸ナトリウム2.65g(25mmol)を窒素雰囲気下で撹拌しながら室温で溶解させた。そこに、先の樹脂Jの粉体10.60gを添加して濃度30質量%の側鎖にナトリウムカルボキシレートを有するポリアミド樹脂Jの水溶液Jを得た。 2.65 g (25 mmol) of sodium carbonate was dissolved in 27.30 g of water at room temperature with stirring under a nitrogen atmosphere. 10.60 g of the above resin J powder was added thereto to obtain an aqueous solution J of the polyamide resin J having a sodium carboxylate in the side chain having a concentration of 30% by mass.

合成例11:樹脂Kの合成
よく乾燥させた四ツ口フラスコの中で、水100gに2−ピペラジンカルボン酸二塩酸塩(東京化成工業(株)製、以下、2PC)20.31g(100mmol)、炭酸ナトリウム26.50g(250mmol)を窒素雰囲気下で撹拌しながら室温で溶解させた。そこに塩化メチレン30gに溶解させたアジピン酸ジクロリド(東京化成工業(株)製)18.30g(100mmol)を、反応槽の温度が10℃を超えないように滴下した。滴下終了後、水層と油層を分離し、水槽に1Nの塩酸を滴下した。滴下によって得られた沈殿物を炉別し、繰り返し純水で洗浄して80℃の真空オーブンで50時間乾燥し、樹脂Kの粉体を得た。
Synthesis Example 11: Synthesis of Resin K In a well-dried four-necked flask, 20.31 g (100 mmol) of 2-piperazinecarboxylic acid dihydrochloride (manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd., hereinafter 2PC) in 100 g of water. , Sodium carbonate 26.50 g (250 mmol) was dissolved at room temperature with stirring under a nitrogen atmosphere. 18.30 g (100 mmol) of adipoyl dichloride (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) dissolved in 30 g of methylene chloride was added dropwise thereto so that the temperature of the reaction vessel did not exceed 10 ° C. After completion of the dropping, the aqueous layer and the oil layer were separated, and 1N hydrochloric acid was dropped into the water tank. The precipitate obtained by dropping was separated into a furnace, washed repeatedly with pure water, and dried in a vacuum oven at 80 ° C. for 50 hours to obtain a powder of resin K.

水30.58gに炭酸ナトリウム2.65g(25mmol)を窒素雰囲気下で撹拌しながら室温で溶解させた。そこに、先の樹脂Kの粉体12.00gを添加して濃度30質量%の側鎖にナトリウムカルボキシレートを有するポリアミド樹脂Kの水溶液Kを得た。 2.65 g (25 mmol) of sodium carbonate was dissolved in 30.58 g of water at room temperature with stirring under a nitrogen atmosphere. To this, 12.00 g of the above resin K powder was added to obtain an aqueous solution K of the polyamide resin K having a sodium carboxylate in the side chain having a concentration of 30% by mass.

合成例12:樹脂Lの合成
よく乾燥させた四ツ口フラスコの中で、NMP131.79gに3,3’−ジカルボキシ−4,4’−ジアミノジフェニルメタン(和歌山精化工業(株)製、商品名「MBAA」)27.20g(95mmol)、パラフェニレンジアミン(東京化成工業(株)製、以下、PDA)0.54g(5mmol)を窒素雰囲気下で撹拌しながら室温で溶解させた。その後、BTA19.81g(100mmol)、NMP15.00gを添加し、40℃で2時間反応させた。ついで、反応中に発生する水を留去しながら200℃で6時間重合反応させた。反応終了後室温に降温し、この溶液を水3Lに投入し、得られた沈殿を濾別し、水1.5Lで3回洗浄した。洗浄後の固体を50℃の通風オーブンで3日間乾燥させ、樹脂Lの固体を得た。
Synthesis Example 12: Synthesis of resin L In a well-dried four-necked flask, 3,3'-dicarboxy-4,4'-diaminodiphenylmethane (manufactured by Wakayama Seika Kogyo Co., Ltd., product) was added to 131.79 g of NMP. Name "MBAA") 27.20 g (95 mmol) and para-phenylenediamine (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., hereinafter, PDA) 0.54 g (5 mmol) were dissolved at room temperature with stirring under a nitrogen atmosphere. Then, 19.81 g (100 mmol) of BTA and 15.00 g of NMP were added, and the mixture was reacted at 40 ° C. for 2 hours. Then, the polymerization reaction was carried out at 200 ° C. for 6 hours while distilling off the water generated during the reaction. After completion of the reaction, the temperature was lowered to room temperature, the solution was poured into 3 L of water, the obtained precipitate was filtered off, and washed 3 times with 1.5 L of water. The washed solid was dried in a ventilation oven at 50 ° C. for 3 days to obtain a resin L solid.

水56.37gに炭酸ナトリウム5.3g(50mmol)を窒素雰囲気下で撹拌しながら室温で溶解させた。そこに、先の樹脂Lの粉体21.98gを添加して濃度30質量%の側鎖にナトリウムカルボキシレートを有するポリイミド樹脂Lの水溶液Lを得た。 5.3 g (50 mmol) of sodium carbonate was dissolved in 56.37 g of water at room temperature with stirring under a nitrogen atmosphere. 21.98 g of the above resin L powder was added thereto to obtain an aqueous solution L of the polyimide resin L having a sodium carboxylate in the side chain having a concentration of 30% by mass.

合成例13:樹脂Mの合成
よく乾燥させた四ツ口フラスコの中で、NMP131.79gにMBAA28.63g(100mmol)を窒素雰囲気下で撹拌しながら溶解させた。その後、フラスコを氷冷し、NMP15.00gに溶解させたイソフタロイルクロリド(東京化成工業(株)製、以下、IPC)20.30g(100mmol)を溶液の温度を30℃以下に保ちながら滴下した。全量を仕込んだ後30℃で4時間反応させた。この溶液を水3Lに投入し、得られた沈殿を濾別し、水1.5Lで3回洗浄した。洗浄後の固体を50℃の通風オーブンで3日間乾燥させ、樹脂Mの固体を得た。
Synthesis Example 13: Synthesis of Resin M In a well-dried four-necked flask, 28.63 g (100 mmol) of MBAA was dissolved in 131.79 g of NMP with stirring under a nitrogen atmosphere. Then, the flask was ice-cooled, and 20.30 g (100 mmol) of isophthaloyl chloride (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., hereinafter, IPC) dissolved in 15.00 g of NMP was added dropwise while keeping the temperature of the solution at 30 ° C. or lower. bottom. After charging the whole amount, it was reacted at 30 ° C. for 4 hours. This solution was poured into 3 L of water, the obtained precipitate was filtered off, and washed 3 times with 1.5 L of water. The washed solid was dried in a ventilation oven at 50 ° C. for 3 days to obtain a resin M solid.

水53.69gに炭酸ナトリウム5.3g(50mmol)を窒素雰囲気下で撹拌しながら室温で溶解させた。そこに、先の樹脂Mの粉体20.82gを添加して濃度30質量%の側鎖にナトリウムカルボキシレートを有するポリアミド樹脂Mの水溶液Mを得た。 5.3 g (50 mmol) of sodium carbonate was dissolved in 53.69 g of water at room temperature with stirring under a nitrogen atmosphere. To this, 20.82 g of the above resin M powder was added to obtain an aqueous solution M of the polyamide resin M having a sodium carboxylate in the side chain having a concentration of 30% by mass.

合成例14:樹脂Nの合成
よく乾燥させた四ツ口フラスコの中で、NMP280.0gに3,5−ジアミノ安息香酸(東京化成(株)製、以下、DAB)14.44g(95mmol)、1,3−ビス−3−アミノプロピルテトラメチルジシロキサン(東レダウコーニングシリコーン(株)製、以下、APDS)1.240g(5mmol)を窒素雰囲気下で撹拌しながら溶解させた。その後、ODPA31.02g(100mmol)、NMP15.00gを添加し、50〜60℃で1時間反応させ、その後、イソキノリン0.1gとトルエン30mLを加え、溶液の温度を180℃に上昇し、留出する水を除去しながら反応させた。反応終了後、溶液温度を室温に低下した後、この溶液を水5Lに投入し、黄白色の固体を得た。これをろ過で集め、さらに水1Lで洗浄を繰り返し、ろ過し、50℃の通風オーブンで72時間乾燥し、樹脂Nの固体を得た。
Synthesis Example 14: Synthesis of Resin N In a well-dried four-necked flask, 280.0 g of NMP and 14.44 g (95 mmol) of 3,5-diaminobenzoic acid (manufactured by Tokyo Kasei Co., Ltd., hereinafter DAB), 1.240 g (5 mmol) of 1,3-bis-3-aminopropyltetramethyldisiloxane (manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd., hereinafter APDS) was dissolved in a nitrogen atmosphere with stirring. Then, 31.02 g (100 mmol) of ODPA and 15.00 g of NMP were added and reacted at 50 to 60 ° C. for 1 hour, then 0.1 g of isoquinoline and 30 mL of toluene were added, the temperature of the solution was raised to 180 ° C., and distillation was performed. The reaction was carried out while removing the water to be added. After completion of the reaction, the solution temperature was lowered to room temperature, and then this solution was poured into 5 L of water to obtain a yellowish white solid. This was collected by filtration, further washed with 1 L of water, filtered, and dried in a ventilation oven at 50 ° C. for 72 hours to obtain a solid resin N.

水55.42gに炭酸ナトリウム5.3g(50mmol)を窒素雰囲気下で撹拌しながら室温で溶解させた。そこに、先の樹脂Nの粉体21.55gを添加して濃度30質量%の側鎖にナトリウムカルボキシレートを有するポリイミド樹脂Nの水溶液Nを得た。 5.3 g (50 mmol) of sodium carbonate was dissolved in 55.42 g of water at room temperature with stirring under a nitrogen atmosphere. To this, 21.55 g of the above resin N powder was added to obtain an aqueous solution N of the polyimide resin N having a sodium carboxylate in the side chain having a concentration of 30% by mass.

(樹脂水溶液の調製)
樹脂水溶液1
カルボキシメチルセルロース10.00gに水100.00gを加えて、23℃で撹拌し、樹脂水溶液1を得た。
(Preparation of aqueous resin solution)
Resin aqueous solution 1
100.00 g of water was added to 10.00 g of carboxymethyl cellulose and stirred at 23 ° C. to obtain a resin aqueous solution 1.

(評価方法)
1.塗膜表面観察
各実施例および比較例により得られた非水電解質電池用セパレータの外観を目視観察し、ムラもスジもない場合は良、ムラまたはスジがある場合は不良と評価した。
(Evaluation method)
1. 1. Observation of coating film surface The appearance of the separator for a non-aqueous electrolyte battery obtained in each Example and Comparative Example was visually observed, and it was evaluated as good when there was no unevenness or streaks, and as defective when there was unevenness or streaks.

2.透気抵抗度評価
テスター産業(株)社製のガーレー式デンソメーターB型を使用して、各実施例および比較例に用いられた多孔質膜(I)および得られたセパレータを、それぞれ、クランピングプレートとアダプタープレートの間にシワが入らないように固定し、JIS P−8117:2009に従って透気度を測定し、下記式から透気抵抗度を算出した。
2. Air Permeation Resistance Evaluation Using a Garley type densometer B type manufactured by Tester Sangyo Co., Ltd., the porous membrane (I) used in each Example and Comparative Example and the obtained separator were clan, respectively. It was fixed between the ping plate and the adapter plate so as not to have wrinkles, the air permeability was measured according to JIS P-8117: 2009, and the air permeability resistance was calculated from the following formula.

透気抵抗度(s/100ccAir)={セパレータの透気度(s/100ccAir)}−{多孔質膜(I)の透気度(s/100ccAir)}
45s/100ccAir未満をA、45s/100ccAir以上100s/100ccAir未満をB、100s/100ccAir以上150s/100ccAir未満をC、150s/100ccAir以上をDと評価した。
Air permeability resistance (s / 100ccAir) = {Separator air permeability (s / 100ccAir)}-{Porous membrane (I) air permeability (s / 100ccAir)}
Less than 45s / 100ccAir was evaluated as A, 45s / 100ccAir or more and less than 100s / 100ccAir was evaluated as B, 100s / 100ccAir or more and less than 150s / 100ccAir was evaluated as C, and 150s / 100ccAir or more was evaluated as D.

3.加熱時の形状安定性評価
各実施例および比較例により得られた非水電解質電池用セパレータを45mm×45mmに切り出した後、機械方向(MD)の辺および幅方向(TD)の辺それぞれの多孔質膜(I)側に、各35mmの長さのマーキングを入れた。マーキングを入れたセパレータを、紙で挟んだ状態で、それぞれ150℃、180℃および200℃の温度に加熱したオーブンに入れて、1時間加熱した。その後、オーブンから非水電解質電池用セパレータを取り出し、室温まで冷却した後、MDおよびTDのマーキングの長さを測定し、短い方のマーキング部分の長さをd(mm)として、下記式から熱収縮率を算出した。
3. 3. Evaluation of shape stability during heating After cutting out the separator for non-aqueous electrolyte battery obtained in each Example and Comparative Example to 45 mm × 45 mm, the sides in the mechanical direction (MD) and the sides in the width direction (TD) are porous. Markings with a length of 35 mm were placed on the quality film (I) side. The marking separator was placed in an oven heated to temperatures of 150 ° C., 180 ° C. and 200 ° C., respectively, while being sandwiched between papers, and heated for 1 hour. Then, the separator for a non-aqueous electrolyte battery is taken out from the oven, cooled to room temperature, the length of the MD and TD markings is measured, and the length of the shorter marking portion is d (mm). The shrinkage rate was calculated.

熱収縮率(%)={(35−d)/35}×100
150℃、180℃および200℃の各温度について熱収縮率を測定し、5%未満をA、5%以上10%以下をB、10%より大きい値をCと評価した。
Heat shrinkage rate (%) = {(35-d) / 35} x 100
The heat shrinkage was measured at each temperature of 150 ° C., 180 ° C. and 200 ° C., and less than 5% was evaluated as A, 5% or more and 10% or less was evaluated as B, and a value greater than 10% was evaluated as C.

実施例1
平均粒径が0.5μmのアルミナと樹脂水溶液1を、アルミナ100質量部に対して、樹脂固形分が0.5質量部になるように混合し、セラミックスラリーを得た。さらに、該セラミックスラリー中のアルミナの含有量が50質量%になるように水で濃度を調整した。このセラミックスラリーを、高速せん断型撹拌機(DESPA、浅田鉄工(株)製)を用いて混合し、さらに連続型メディア分散機(NANO GRAIN MILL、浅田鉄工(株)製)を用いて分散した。
Example 1
Alumina having an average particle size of 0.5 μm and an aqueous resin solution 1 were mixed with 100 parts by mass of alumina so that the resin solid content was 0.5 parts by mass to obtain a ceramic slurry. Further, the concentration was adjusted with water so that the content of alumina in the ceramic slurry was 50% by mass. This ceramic slurry was mixed using a high-speed shearing stirrer (DESPA, manufactured by Asada Iron Works Co., Ltd.), and further dispersed using a continuous media disperser (NANO GRAIN MILL, manufactured by Asada Iron Works Co., Ltd.).

この分散液に、水溶液Aをアルミナ100質量部に対して樹脂Aが1.5質量部になるように添加しプロペラ羽根付きスリーワンモーターを用いて混合し、樹脂A入りセラミックスラリーを得た。 Aqueous solution A was added to this dispersion so that resin A was 1.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of alumina and mixed using a three-one motor with propeller blades to obtain a ceramic slurry containing resin A.

次に2−エチルヘキシルアクリレート78質量部、アクリロニトリル19.8質量部、およびメタクリル酸2質量部およびアリルメタクリレート(AMA)0.2質量部を混合した単量体混合物を作製した。別容器にイオン交換水70質量部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.2質量部、過流酸アンモニウム0.3質量部、並びに、乳化剤としてポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム(花王ケミカル社製、「エマール(登録商標)D−3−D」)0.82質量部、および、ポリオキシエチレンラウリルエーテル(花王ケミカル社製、「エマルゲン(登録商標)−120」)0.59質量部を混合し、気相部を窒素ガスで置換し、60℃に昇温した。該容器に前述の単量体混合物を添加して、乳化重合を行い、アクリル樹脂の水分散体を作製した。 Next, a monomer mixture was prepared by mixing 78 parts by mass of 2-ethylhexyl acrylate, 19.8 parts by mass of acrylonitrile, and 2 parts by mass of methacrylic acid and 0.2 parts by mass of allyl methacrylate (AMA). In a separate container, 70 parts by mass of ion-exchanged water, 0.2 parts by mass of sodium dodecylbenzene sulfonate, 0.3 parts by mass of ammonium perfluate, and sodium polyoxyethylene alkyl ether sulfate as an emulsifier (manufactured by Kao Chemical Co., Ltd., "Emar" (Registered Trademark) D-3-D ") 0.82 parts by mass and polyoxyethylene lauryl ether (manufactured by Kao Chemical Co., Ltd.," Emargen (registered trademark) -120 ") 0.59 parts by mass are mixed and combined. The phase part was replaced with nitrogen gas, and the temperature was raised to 60 ° C. The above-mentioned monomer mixture was added to the container and emulsion polymerization was carried out to prepare an aqueous dispersion of an acrylic resin.

該アクリル樹脂の水分散体を、樹脂A入りセラミックスラリーに、アルミナ100質量部に対してアクリル樹脂が2.0質量部になるように添加し、プロペラ羽根付きスリーワンモーターを用いて混合し、粒子層(II)形成用のスラリーを得た。 The aqueous dispersion of the acrylic resin was added to the ceramic slurry containing the resin A so that the amount of the acrylic resin was 2.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of alumina, and the particles were mixed using a three-one motor with propeller blades. A slurry for forming the layer (II) was obtained.

次に、多孔質膜(I)として、ポリエチレン多孔質膜(膜厚12μm、透気度160s/100ccAir、150℃熱収縮率80%)を準備した。多孔質膜(I)の片面に、グラビア塗工機を用いて上記粒子層(II)形成用スラリーを塗布し、50℃で1分間乾燥することにより、多孔質膜(I)上に粒子層(II)を形成して、非水電解質電池用セパレータを得た。得られた非水電解質電池用セパレータにおける粒子層(II)の膜厚は4.0μmであった。 Next, as the porous membrane (I), a polyethylene porous membrane (thickness 12 μm, air permeability 160 s / 100 ccAir, heat shrinkage rate of 150 ° C. 80%) was prepared. The particle layer (II) forming slurry is applied to one side of the porous film (I) using a gravure coating machine, and dried at 50 ° C. for 1 minute to form a particle layer on the porous film (I). (II) was formed to obtain a separator for a non-aqueous electrolyte battery. The film thickness of the particle layer (II) in the obtained separator for a non-aqueous electrolyte battery was 4.0 μm.

実施例2〜11
樹脂水溶液を表1のとおりに変更した以外は実施例1と同様にしてスラリーを得た。得られたスラリーを用いて実施例1と同様に多孔質膜(I)上に粒子層(II)を形成し、非水電解質電池用セパレータを得た。得られた非水電解質電池用セパレータの粒子層(II)の膜厚は4.0μmであった。
Examples 2-11
A slurry was obtained in the same manner as in Example 1 except that the aqueous resin solution was changed as shown in Table 1. Using the obtained slurry, a particle layer (II) was formed on the porous film (I) in the same manner as in Example 1 to obtain a separator for a non-aqueous electrolyte battery. The film thickness of the particle layer (II) of the obtained separator for a non-aqueous electrolyte battery was 4.0 μm.

実施例12
平均粒径が0.5μmの硫酸バリウムと樹脂水溶液1を、硫酸バリウム100質量部に対して、樹脂固形分が0.43質量部になるように混合し、硫酸バリウムスラリーを得た。さらに、該硫酸バリウムスラリー中の硫酸バリウムの含有量が50質量%になるように水で濃度を調整した。この硫酸バリウムスラリーを、高速せん断型撹拌機(DESPA、浅田鉄工(株)製)を用いて混合し、さらに連続型メディア分散機(NANO GRAIN MILL、浅田鉄工(株)製)を用いて分散した。
Example 12
Barium sulfate having an average particle size of 0.5 μm and the resin aqueous solution 1 were mixed with 100 parts by mass of barium sulfate so that the resin solid content was 0.43 parts by mass to obtain a barium sulfate slurry. Further, the concentration was adjusted with water so that the content of barium sulfate in the barium sulfate slurry was 50% by mass. This barium sulfate slurry was mixed using a high-speed shearing stirrer (DESPA, manufactured by Asada Iron Works Co., Ltd.), and further dispersed using a continuous media disperser (NANO GRAIN MILL, manufactured by Asada Iron Works Co., Ltd.). ..

分散液に、水溶液Eを硫酸バリウム100質量部に対して樹脂Eが1.3質量部になるように添加しプロペラ羽根付きスリーワンモーターを用いて混合し、樹脂E入り硫酸バリウムスラリーを得た。 Aqueous solution E was added to the dispersion liquid so that the amount of resin E was 1.3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of barium sulfate, and the mixture was mixed using a three-one motor with propeller blades to obtain a barium sulfate slurry containing resin E.

次に実施例1と同様の方法でアクリル樹脂の水分散体を作製した。 Next, an aqueous dispersion of acrylic resin was prepared in the same manner as in Example 1.

該アクリル樹脂の水分散体を、樹脂E入り硫酸バリウムスラリーに、硫酸バリウム100質量部に対してアクリル樹脂が1.7質量部になるように添加し、プロペラ羽根付きスリーワンモーターを用いて混合し、粒子層(II)形成用のスラリーを得た。 The aqueous dispersion of the acrylic resin was added to the barium sulfate slurry containing the resin E so that the amount of the acrylic resin was 1.7 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the barium sulfate, and the mixture was mixed using a three-one motor with propeller blades. , A slurry for forming the particle layer (II) was obtained.

次に、得られたスラリーを用いて実施例1と同様に多孔質膜(I)上に粒子層(II)を形成し、非水電解質電池用セパレータを得た。得られた非水電解質電池用セパレータの粒子層(II)の膜厚は4.0μmであった。 Next, using the obtained slurry, a particle layer (II) was formed on the porous film (I) in the same manner as in Example 1 to obtain a separator for a non-aqueous electrolyte battery. The film thickness of the particle layer (II) of the obtained separator for a non-aqueous electrolyte battery was 4.0 μm.

実施例13
アルミナ100質量部に対して、樹脂Eが0.5質量部になるように、セラミックスラリーと樹脂水溶液Eを混合した以外は、実施例1と同様にして粒子層(II)形成用のスラリーを得た。得られたスラリーを用いて実施例1と同様に多孔質膜(I)上に粒子層(II)を形成し、非水電解質電池用セパレータを得た。得られた非水電解質電池用セパレータの粒子層(II)の膜厚は4.0μmであった。
Example 13
The slurry for forming the particle layer (II) was prepared in the same manner as in Example 1 except that the ceramic slurry and the resin aqueous solution E were mixed so that the resin E was 0.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of alumina. Obtained. Using the obtained slurry, a particle layer (II) was formed on the porous film (I) in the same manner as in Example 1 to obtain a separator for a non-aqueous electrolyte battery. The film thickness of the particle layer (II) of the obtained separator for a non-aqueous electrolyte battery was 4.0 μm.

実施例14
アルミナ100質量部に対して、樹脂Eが3.0質量部になるように、セラミックスラリーと樹脂水溶液Eを混合した以外は、実施例1と同様にして粒子層(II)形成用のスラリーを得た。得られたスラリーを用いて実施例1と同様に多孔質膜(I)上に粒子層(II)を形成し、非水電解質電池用セパレータを得た。得られた非水電解質電池用セパレータの粒子層(II)の膜厚は4.0μmであった。
Example 14
The slurry for forming the particle layer (II) was prepared in the same manner as in Example 1 except that the ceramic slurry and the resin aqueous solution E were mixed so that the resin E was 3.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of alumina. Obtained. Using the obtained slurry, a particle layer (II) was formed on the porous film (I) in the same manner as in Example 1 to obtain a separator for a non-aqueous electrolyte battery. The film thickness of the particle layer (II) of the obtained separator for a non-aqueous electrolyte battery was 4.0 μm.

実施例15
アルミナ100質量部に対して、樹脂Eが4.5質量部になるように、セラミックスラリーと樹脂水溶液Eを混合した以外は、実施例1と同様にして粒子層(II)形成用のスラリーを得た。得られたスラリーを用いて実施例1と同様に多孔質膜(I)上に粒子層(II)を形成し、非水電解質電池用セパレータを得た。得られた非水電解質電池用セパレータの粒子層(II)の膜厚は4.0μmであった。
Example 15
The slurry for forming the particle layer (II) was prepared in the same manner as in Example 1 except that the ceramic slurry and the resin aqueous solution E were mixed so that the resin E was 4.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of alumina. Obtained. Using the obtained slurry, a particle layer (II) was formed on the porous film (I) in the same manner as in Example 1 to obtain a separator for a non-aqueous electrolyte battery. The film thickness of the particle layer (II) of the obtained separator for a non-aqueous electrolyte battery was 4.0 μm.

実施例16
アルミナ100質量部に対して、樹脂Eが6.0質量部になるように、セラミックスラリーと樹脂水溶液Eを混合した以外は、実施例1と同様にして粒子層(II)形成用のスラリーを得た。得られたスラリーを用いて実施例1と同様に多孔質膜(I)上に粒子層(II)を形成し、非水電解質電池用セパレータを得た。得られた非水電解質電池用セパレータの粒子層(II)の膜厚は4.0μmであった。
Example 16
The slurry for forming the particle layer (II) was prepared in the same manner as in Example 1 except that the ceramic slurry and the resin aqueous solution E were mixed so that the resin E was 6.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of alumina. Obtained. Using the obtained slurry, a particle layer (II) was formed on the porous film (I) in the same manner as in Example 1 to obtain a separator for a non-aqueous electrolyte battery. The film thickness of the particle layer (II) of the obtained separator for a non-aqueous electrolyte battery was 4.0 μm.

実施例17
アクリル樹脂の添加量を、アルミナ100質量部に対して、0.8質量部とした以外は、実施例1と同様にして粒子層(II)形成用のスラリーを得た。得られたスラリーを用いて実施例1と同様に多孔質膜(I)上に粒子層(II)を形成し、非水電解質電池用セパレータを得た。得られた非水電解質電池用セパレータの粒子層(II)の膜厚は4.0μmであった。
Example 17
A slurry for forming the particle layer (II) was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of the acrylic resin added was 0.8 parts by mass with respect to 100 parts by mass of alumina. Using the obtained slurry, a particle layer (II) was formed on the porous film (I) in the same manner as in Example 1 to obtain a separator for a non-aqueous electrolyte battery. The film thickness of the particle layer (II) of the obtained separator for a non-aqueous electrolyte battery was 4.0 μm.

実施例18
アクリル樹脂の添加量を、アルミナ100質量部に対して、3.0質量部とした以外は、実施例1と同様にして粒子層(II)形成用のスラリーを得た。得られたスラリーを用いて実施例1と同様に多孔質膜(I)上に粒子層(II)を形成し、非水電解質電池用セパレータを得た。得られた非水電解質電池用セパレータの粒子層(II)の膜厚は4.0μmであった。
Example 18
A slurry for forming the particle layer (II) was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of the acrylic resin added was 3.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of alumina. Using the obtained slurry, a particle layer (II) was formed on the porous film (I) in the same manner as in Example 1 to obtain a separator for a non-aqueous electrolyte battery. The film thickness of the particle layer (II) of the obtained separator for a non-aqueous electrolyte battery was 4.0 μm.

実施例19
アクリル樹脂の添加量を、アルミナ100質量部に対して、4.5質量部とした以外は、実施例1と同様にして粒子層(II)形成用のスラリーを得た。得られたスラリーを用いて実施例1と同様に多孔質膜(I)上に粒子層(II)を形成し、非水電解質電池用セパレータを得た。得られた非水電解質電池用セパレータの粒子層(II)の膜厚は4.0μmであった。
Example 19
A slurry for forming the particle layer (II) was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of the acrylic resin added was 4.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of alumina. Using the obtained slurry, a particle layer (II) was formed on the porous film (I) in the same manner as in Example 1 to obtain a separator for a non-aqueous electrolyte battery. The film thickness of the particle layer (II) of the obtained separator for a non-aqueous electrolyte battery was 4.0 μm.

実施例20
アクリル樹脂の添加量を、アルミナ100質量部に対して、6.0質量部とした以外は、実施例1と同様にして粒子層(II)形成用のスラリーを得た。得られたスラリーを用いて実施例1と同様に多孔質膜(I)上に粒子層(II)を形成し、非水電解質電池用セパレータを得た。得られた非水電解質電池用セパレータの粒子層(II)の膜厚は4.0μmであった。
Example 20
A slurry for forming the particle layer (II) was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of the acrylic resin added was 6.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of alumina. Using the obtained slurry, a particle layer (II) was formed on the porous film (I) in the same manner as in Example 1 to obtain a separator for a non-aqueous electrolyte battery. The film thickness of the particle layer (II) of the obtained separator for a non-aqueous electrolyte battery was 4.0 μm.

比較例1〜3
樹脂水溶液を表1のとおりに変更した以外は実施例1と同様にしてスラリーを得た。得られたスラリーを用いて実施例1と同様に多孔質膜(I)上に粒子層(II)を形成し、非水電解質電池用セパレータを得た。得られた非水電解質電池用セパレータの粒子層(II)の膜厚は4.0μmであった。
Comparative Examples 1 to 3
A slurry was obtained in the same manner as in Example 1 except that the aqueous resin solution was changed as shown in Table 1. Using the obtained slurry, a particle layer (II) was formed on the porous film (I) in the same manner as in Example 1 to obtain a separator for a non-aqueous electrolyte battery. The film thickness of the particle layer (II) of the obtained separator for a non-aqueous electrolyte battery was 4.0 μm.

比較例4
水溶液Aを添加しなかったこと以外は実施例1と同様にしてスラリーを得た。得られたスラリーを用いて実施例1と同様に多孔質膜(I)上に粒子層(II)を形成し、非水電解質電池用セパレータを得た。得られた非水電解質電池用セパレータの粒子層(II)の膜厚は4.0μmであった。
Comparative Example 4
A slurry was obtained in the same manner as in Example 1 except that the aqueous solution A was not added. Using the obtained slurry, a particle layer (II) was formed on the porous film (I) in the same manner as in Example 1 to obtain a separator for a non-aqueous electrolyte battery. The film thickness of the particle layer (II) of the obtained separator for a non-aqueous electrolyte battery was 4.0 μm.

比較例5
樹脂水溶液1、水溶液E、アクリル樹脂をそれぞれの固形分の質量での比が1:3:4となるように計量し、水溶液全体の濃度が10質量%となるように水を添加し、プロペラ羽根付きスリーワンモーターを用いて混合し、粒子層(II)形成用のスラリーを得た。
Comparative Example 5
Weigh the resin aqueous solution 1, aqueous solution E, and acrylic resin so that the ratio of each solid content to the mass is 1: 3: 4, add water so that the total concentration of the aqueous solution is 10% by mass, and propeller. Mixing was performed using a three-one motor with blades to obtain a slurry for forming a particle layer (II).

次に、得られたスラリーを用いて実施例1と同様に多孔質膜(I)上に粒子層(II)を形成し、非水電解質電池用セパレータを得た。得られた非水電解質電池用セパレータの粒子層(II)の膜厚は0.5μmであった。 Next, using the obtained slurry, a particle layer (II) was formed on the porous film (I) in the same manner as in Example 1 to obtain a separator for a non-aqueous electrolyte battery. The film thickness of the particle layer (II) of the obtained separator for a non-aqueous electrolyte battery was 0.5 μm.

実施例1〜20および比較例1〜5の組成を表1に、評価結果を表2に示す。 The compositions of Examples 1 to 20 and Comparative Examples 1 to 5 are shown in Table 1, and the evaluation results are shown in Table 2.

Figure 2021144868
Figure 2021144868

Figure 2021144868
Figure 2021144868

実施例1〜20の非水電解質電池用セパレータは150℃と180℃における熱収縮率が小さく、160℃での形状安定性に優れるものであった。一方、比較例1〜5の非水電解質電池用セパレータは150℃以上における熱収縮率が大きく、形状安定性を有しないものであった。なお、表2から、実施例1〜20は160℃で1時間加熱した場合の熱収縮率が10%以下であり、比較例1〜5は160℃で1時間加熱した場合の熱収縮率が10%以上であることは明らかである。 The separators for non-aqueous electrolyte batteries of Examples 1 to 20 had small heat shrinkage rates at 150 ° C. and 180 ° C., and were excellent in shape stability at 160 ° C. On the other hand, the separators for non-aqueous electrolyte batteries of Comparative Examples 1 to 5 had a large heat shrinkage rate at 150 ° C. or higher and did not have shape stability. From Table 2, Examples 1 to 20 have a heat shrinkage rate of 10% or less when heated at 160 ° C. for 1 hour, and Comparative Examples 1 to 5 have a heat shrinkage rate when heated at 160 ° C. for 1 hour. It is clear that it is 10% or more.

Claims (29)

無機フィラー、溶媒および水溶性重合体を含み、前記無機フィラーが、アルミナ、硫酸バリウム、ベーマイト、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、硫酸カルシウム、酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム、硫酸マグネシウム、カオリン、タルク、二酸化チタン、フッ化カルシウム、フッ化リチウム、ゼオライト、硫化モリブデンおよびマイカからなる群より選ばれる1種以上であり、前記水溶性重合体が(a)ポリアミド樹脂であり、(a)ポリアミド樹脂が、アミド基の窒素原子に結合した水素原子が別の基に置換された構造を主鎖に有し、かつ、フェノキシドアニオン、カルボキシラートアニオンおよびスルホン酸アニオンからなる群より選ばれる少なくとも1種のアニオンと、前記アニオンに対する対カチオンとを側鎖に含む樹脂である、スラリー。 The inorganic filler contains an inorganic filler, a solvent and a water-soluble polymer, and the inorganic filler is alumina, barium sulfate, boehmite, calcium carbonate, calcium phosphate, calcium sulfate, calcium oxide, magnesium hydroxide, magnesium carbonate, magnesium oxide, magnesium sulfate, kaolin, One or more selected from the group consisting of talc, titanium dioxide, calcium fluoride, lithium fluoride, zeolite, molybdenum sulfide and mica, and the water-soluble polymer is (a) a polyamide resin and (a) a polyamide resin. However, at least one selected from the group consisting of a phenoxide anion, a carboxylate anion and a sulfonate anion, having a structure in which a hydrogen atom bonded to a nitrogen atom of an amide group is substituted with another group in the main chain. A slurry which is a resin containing an anion and a countercation for the anion in a side chain. (a)ポリアミド樹脂が下記一般式(1)で表される構造を繰り返し単位として含む、請求項1に記載のスラリー。
Figure 2021144868
(Rは炭素数2〜30の有機基を示す。Rは炭素数3〜30の有機基を示す。RおよびRは、それぞれ独立に、ハロゲン原子または炭素数1〜10の有機基を示す。RおよびRの少なくとも一方はRの一部と連結して環状の構造を形成しても良い。また、RとRが直接結合して環状の構造を形成しても良い。R5−およびR6−は、それぞれ独立に、フェノキシドアニオン、カルボキシラートアニオンおよびスルホン酸アニオンからなる群より選ばれる少なくとも1種のアニオンを表す。Mは前記アニオンに対する対カチオンを表す。aおよびaは0〜4の整数であり、a+a>0である。)
(A) The slurry according to claim 1, wherein the polyamide resin contains a structure represented by the following general formula (1) as a repeating unit.
Figure 2021144868
(R 1 represents an organic group having 2 to 30 carbon atoms. R 2 represents an organic group having 3 to 30 carbon atoms. R 3 and R 4 are independently halogen atoms or organic groups having 1 to 10 carbon atoms, respectively. A group is shown. At least one of R 3 and R 4 may be connected to a part of R 1 to form an annular structure, and R 3 and R 4 may be directly bonded to form an annular structure. R 5- and R 6- may each independently represent at least one anion selected from the group consisting of a phenoxide anion, a carboxylate anion and a sulfonic acid anion. M + represents a counter cation to the anion. Represented. A 1 and a 2 are integers from 0 to 4, and a 1 + a 2 > 0.)
一般式(1)中、−N(R)−R(R)a−N(R)−が下記構造から選ばれる少なくとも1つである、請求項2に記載のスラリー。
Figure 2021144868
(R〜R10は、それぞれ独立に、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基またはt−ブチル基である。R11−、R13−、R15−、R17−、R19−およびR21−は、それぞれ独立に、カルボキシラートアニオン、スルホン酸アニオンの少なくとも1種を表す。Mは前記アニオンに対する対カチオンを表す。R12、R14、R16、R18、R20およびR22は、それぞれ独立に、炭素数1〜4の炭化水素基を表す。aは1〜6の整数を表す。a、a、a、a10、a12およびa14は、それぞれ独立に、0〜4の整数を表し、a=0のときは1〜4の整数を表す。a、a、a、a11、a13およびa15は、それぞれ独立に、0〜4の整数を表す。a+a、a+a、a12+a13およびa14+a15は、それぞれ独立に、0〜4の整数を表す。a+aは0〜5の整数を表す。a10+a11は0〜6の整数を表す。)
The slurry according to claim 2, wherein in the general formula (1), -N (R 3 ) -R 1 (R 5 ) a 1- N (R 4)-is at least one selected from the following structures.
Figure 2021144868
(R 7 to R 10 are each independently a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group or a t-butyl group. R 11- and R 13- , R 15- , R 17- , R 19- and R 21- , respectively, independently represent at least one of a carboxylate anion and a sulfonate anion. M + represents a counter cation to the anion. R 12,, R 14 , R 16 , R 18 , R 20 and R 22 each independently represent a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms. A 3 represents an integer of 1 to 6. a 4 , a 6, a. 8 , a 10 , a 12 and a 14 each independently represent an integer of 0 to 4, and when a 2 = 0, they represent an integer of 1 to 4. a 5 , a 7 , a 9 , a 11 , A 13 and a 15 each independently represent an integer of 0 to 4. a 4 + a 5 , a 6 + a 7 , a 12 + a 13 and a 14 + a 15 are independent integers of 0 to 4, respectively. A 8 + a 9 represents an integer from 0 to 5. a 10 + a 11 represents an integer from 0 to 6.)
一般式(1)中、−R(R)a−のR部分が下記構造から選ばれる少なくとも1つである、請求項2または3に記載のスラリー。
Figure 2021144868
(上記はa=0である場合の構造である。R23〜R32は、それぞれ独立に、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基またはt−ブチル基である。a16、a17およびa20〜a26は0〜4の整数を表す。a18は1〜10の整数を表す。a19は0〜3の整数を表す。X〜Xは、それぞれ独立に、単結合、−O−、−S−、−CH−、−C(CH−、−C(CF−、−CO−または−SO−で示される基である。)
Figure 2021144868
(上記はa=1である場合の構造である。R33〜R42は、それぞれ独立に、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基またはt−ブチル基である。a27、a28、a31、a33およびa35は、それぞれ独立に、0〜3の整数を表す。a32、a34、a36およびa37は、それぞれ独立に、0〜4の整数を表す。a29は1〜10の整数を表す。a30は0〜3の整数を表す。X〜Xは、それぞれ独立に、単結合、−O−、−S−、−CH−、−C(CH―、−C(CF―、−CO−または−SO−で示される基である。)
Figure 2021144868
(上記はa=2である場合の構造である。R43〜R52は、それぞれ独立に、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基またはt−ブチル基である。a38およびa39は、それぞれ独立に、0〜2の整数を表す。a40〜a44およびa46は、それぞれ独立に、0〜3の整数を表す。a45およびa47は、それぞれ独立に、0〜4の整数を表す。X〜X12は、それぞれ独立に、単結合、−O−、−S−、−CH−、−C(CH―、−C(CF―、−CO−または−SO−で示される基である。R53〜R62は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子または炭素数1〜6の有機基を示す。a48およびa49は、それぞれ独立に、0〜4の整数であって、a48+a49<5である。a51は0〜6の整数である。a50およびa52は、それぞれ独立に、0〜2の整数である。)
In the general formula (1), -R 2 (R 6) a 2 - R 2 parts of at least one selected from the following structures, a slurry of claim 2 or 3.
Figure 2021144868
(The above is the structure when a 2 = 0. R 23 to R 32 are independently methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group or It is a t-butyl group. A 16 , a 17 and a 20 to a 26 represent an integer of 0 to 4. a 18 represents an integer of 1 to 10. A 19 represents an integer of 0 to 3. X. 1 to X 4 are independently single-bonded, -O-, -S-, -CH 2- , -C (CH 3 ) 2- , -C (CF 3 ) 2- , -CO- or -SO. It is a group indicated by 2-)
Figure 2021144868
(The above is the structure when a 2 = 1. R 33 to R 42 are independently methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group or The t-butyl groups a 27 , a 28 , a 31 , a 33 and a 35 each independently represent an integer of 0 to 3. a 32 , a 34 , a 36 and a 37 are independent, respectively. , A 29 represents an integer of 1 to 10. a 30 represents an integer of 0 to 3. X 5 to X 8 represent butyl, -O-, respectively. -S-, -CH 2- , -C (CH 3 ) 2- , -C (CF 3 ) 2- , -CO- or -SO 2- )
Figure 2021144868
(The above is the structure when a 2 = 2. R 43 to R 52 are independently methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group or The t-butyl groups a 38 and a 39 each independently represent an integer of 0 to 2. a 40 to a 44 and a 46 each independently represent an integer of 0 to 3. a 45. And a 47 each independently represent an integer of 0 to 4. X 9 to X 12 are independently single-coupled, -O-, -S-, -CH 2- , -C (CH 3 ). 2- , -C (CF 3 ) 2- , -CO- or -SO 2-. R 53 to R 62 are independently hydrogen atoms, halogen atoms or 1 to 6 carbon atoms. Indicates an organic group. A 48 and a 49 are independently integers from 0 to 4, and a 48 + a 49 <5. A 51 is an integer from 0 to 6. a 50 and a 52. Are independently integers from 0 to 2.)
一般式(1)中、a=2であり、かつ、−R(R)a−のR部分が下記構造から選ばれる少なくとも1つである、請求項2〜4のいずれかに記載のスラリー。
Figure 2021144868
Any one of claims 2 to 4 in the general formula (1), wherein a 2 = 2 and the R 2 portion of −R 2 (R 6 ) a 2 − is at least one selected from the following structures. The slurry described in.
Figure 2021144868
一般式(1)中、−R(R)a−のR部分が下記構造から選ばれる少なくとも1つである、請求項2〜5のいずれかに記載のスラリー。
Figure 2021144868
(上記はa=0である場合の構造である。a53は1〜10の整数を表す。)
Figure 2021144868
(上記はa=1である場合の構造である。)
Figure 2021144868
(上記はa=2である場合の構造である。)
The slurry according to any one of claims 2 to 5, wherein in the general formula (1), the R 2 portion of −R 2 (R 6 ) a 2 − is at least one selected from the following structures.
Figure 2021144868
(The above is the structure when a 2 = 0. A 53 represents an integer of 1 to 10.)
Figure 2021144868
(The above is the structure when a 2 = 1.)
Figure 2021144868
(The above is the structure when a 2 = 2.)
以下の結合条件Aおよび結合条件Bのうち少なくとも一方を満たす、請求項2〜6のいずれかに記載のスラリー;
結合条件A:一般式(1)中、Rにおいて、前記−R5−が結合している炭素原子とアミド基が結合している炭素原子とが隣接していること;
結合条件B:一般式(1)中、Rにおいて、前記−R6−が結合している炭素原子とアミド基が結合している炭素原子とが隣接していること。
The slurry according to any one of claims 2 to 6, which satisfies at least one of the following binding conditions A and B;
Bonding condition A: In R 1 in the general formula (1), the carbon atom to which the −R 5- M + is bonded and the carbon atom to which the amide group is bonded are adjacent to each other;
Coupling conditions B: In the general formula (1), in R 2, the carbon atom to which the -R 6- M carbon atoms and an amide group + is bonded is bonded are adjacent.
前記Mがアルカリ金属カチオンである、請求項2〜7のいずれかに記載のスラリー。 The slurry according to any one of claims 2 to 7, wherein the M + is an alkali metal cation. 前記無機フィラーが、アルミナまたは硫酸バリウムを含む請求項1〜8のいずれかに記載のスラリー。 The slurry according to any one of claims 1 to 8, wherein the inorganic filler contains alumina or barium sulfate. 前記無機フィラー100質量部に対して(a)ポリアミド樹脂を0.4〜5.0質量部含む請求項1〜9のいずれかに記載のスラリー。 The slurry according to any one of claims 1 to 9, which contains 0.4 to 5.0 parts by mass of (a) a polyamide resin with respect to 100 parts by mass of the inorganic filler. 前記無機フィラー100質量部に対して非水溶性重合体を0.5〜5.0質量部含む請求項1〜10のいずれかに記載のスラリー。 The slurry according to any one of claims 1 to 10, which contains 0.5 to 5.0 parts by mass of a water-insoluble polymer with respect to 100 parts by mass of the inorganic filler. 前記溶媒が、水である請求項1〜11のいずれかに記載のスラリー。 The slurry according to any one of claims 1 to 11, wherein the solvent is water. さらにセルロースエーテル、ポリビニルアルコール及びアルギン酸ナトリウムからなる群より選ばれる1種以上のポリマーを含む請求項1〜12いずれかに記載のスラリー。 The slurry according to any one of claims 1 to 12, further comprising one or more polymers selected from the group consisting of cellulose ether, polyvinyl alcohol and sodium alginate. 前記セルロースエーテルが、カルボキシルメチルセルロースである請求項13に記載のスラリー。 The slurry according to claim 13, wherein the cellulose ether is carboxymethyl cellulose. 少なくとも、無機フィラーと水を混合して分散体を得る工程、および、前記分散体と、水を溶媒として作製された前記(a)ポリアミド樹脂の水溶液とを混合する工程を含む請求項12に記載のスラリーの製造方法。 13. Slurry manufacturing method. ポリオレフィン樹脂を含む多孔質膜(I)と、無機フィラー、水溶性重合体および非水溶性重合体を含む粒子層(II)とを有し、
前記水溶性重合体が(a)ポリアミド樹脂であり、(a)ポリアミド樹脂が、アミド基の窒素原子に結合した水素原子が別の基に置換された構造を主鎖に有し、かつ、フェノキシドアニオン、カルボキシラートアニオンおよびスルホン酸アニオンからなる群より選ばれる少なくとも1種のアニオンと、前記アニオンに対する対カチオンとを側鎖に含む樹脂である非水電解質電池用セパレータであって、160℃で1時間加熱した場合の熱収縮率が、10%以下である、非水電解質電池用セパレータ。
It has a porous membrane (I) containing a polyolefin resin and a particle layer (II) containing an inorganic filler, a water-soluble polymer and a water-insoluble polymer.
The water-soluble polymer is (a) a polyamide resin, and (a) the polyamide resin has a structure in which a hydrogen atom bonded to a nitrogen atom of an amide group is substituted with another group in the main chain, and phenoxide. A separator for a non-aqueous electrolyte battery, which is a resin containing at least one anion selected from the group consisting of an anion, a carboxylate anion, and a sulfonic acid anion and a counter cation with respect to the anion in a side chain, and is 1 at 160 ° C. A separator for a non-aqueous electrolyte battery having a heat shrinkage rate of 10% or less when heated for an hour.
180℃で1時間加熱した場合の熱収縮率及び200℃で1時間加熱した場合の熱収縮率が、いずれも10%以下である、請求項16に記載の非水電解質電池用セパレータ。 The separator for a non-aqueous electrolyte battery according to claim 16, wherein the heat shrinkage rate when heated at 180 ° C. for 1 hour and the heat shrinkage rate when heated at 200 ° C. for 1 hour are both 10% or less. (a)ポリアミド樹脂が下記一般式(1)で表される構造を繰り返し単位として含む、請求項16または17に記載の非水電解質電池用セパレータ。
Figure 2021144868
(Rは炭素数2〜30の有機基を示す。Rは炭素数3〜30の有機基を示す。RおよびRは、それぞれ独立に、ハロゲン原子または炭素数1〜10の有機基を示す。RおよびRの少なくとも一方はRの一部と連結して環状の構造を形成しても良い。また、RとRが直接結合して環状の構造を形成しても良い。R5−およびR6−は、それぞれ独立に、フェノキシドアニオン、カルボキシラートアニオンおよびスルホン酸アニオンからなる群より選ばれる少なくとも1種のアニオンを表す。Mは前記アニオンに対する対カチオンを表す。aおよびaは0〜4の整数であり、a+a>0である。)
(A) The separator for a non-aqueous electrolyte battery according to claim 16 or 17, wherein the polyamide resin contains a structure represented by the following general formula (1) as a repeating unit.
Figure 2021144868
(R 1 represents an organic group having 2 to 30 carbon atoms. R 2 represents an organic group having 3 to 30 carbon atoms. R 3 and R 4 are independently halogen atoms or organic groups having 1 to 10 carbon atoms, respectively. A group is shown. At least one of R 3 and R 4 may be connected to a part of R 1 to form an annular structure, and R 3 and R 4 may be directly bonded to form an annular structure. R 5- and R 6- may each independently represent at least one anion selected from the group consisting of a phenoxide anion, a carboxylate anion and a sulfonic acid anion. M + represents a counter cation to the anion. Represented. A 1 and a 2 are integers from 0 to 4, and a 1 + a 2 > 0.)
一般式(1)中、−N(R)−R(R)a−N(R)−が下記構造から選ばれる少なくとも1つである、請求項18に記載の非水電解質電池用セパレータ。
Figure 2021144868
(R〜R10は、それぞれ独立に、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基またはt−ブチル基である。R11−、R13−、R15−、R17−、R19−およびR21−は、それぞれ独立に、カルボキシラートアニオン、スルホン酸アニオンの少なくとも1種を表す。Mは前記アニオンに対する対カチオンを表す。R12、R14、R16、R18、R20およびR22は、それぞれ独立に、炭素数1〜4の炭化水素基を表す。aは1〜6の整数を表す。a、a、a、a10、a12およびa14は、それぞれ独立に、0〜4の整数を表し、a=0のときは1〜4の整数を表す。a、a、a、a11、a13およびa15は、それぞれ独立に、0〜4の整数を表す。a+a、a+a、a12+a13およびa14+a15は、それぞれ独立に、0〜4の整数を表す。a+aは0〜5の整数を表す。a10+a11は0〜6の整数を表す。)
The non-aqueous electrolyte according to claim 18, wherein in the general formula (1), -N (R 3 ) -R 1 (R 5 ) a 1- N (R 4)-is at least one selected from the following structures. Battery separator.
Figure 2021144868
(R 7 to R 10 are each independently a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group or a t-butyl group. R 11- and R 13- , R 15- , R 17- , R 19- and R 21- , respectively, independently represent at least one of a carboxylate anion and a sulfonate anion. M + represents a counter cation to the anion. R 12,, R 14 , R 16 , R 18 , R 20 and R 22 each independently represent a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms. A 3 represents an integer of 1 to 6. a 4 , a 6, a. 8 , a 10 , a 12 and a 14 each independently represent an integer of 0 to 4, and when a 2 = 0, they represent an integer of 1 to 4. a 5 , a 7 , a 9 , a 11 , A 13 and a 15 each independently represent an integer of 0 to 4. a 4 + a 5 , a 6 + a 7 , a 12 + a 13 and a 14 + a 15 are independent integers of 0 to 4, respectively. A 8 + a 9 represents an integer from 0 to 5. a 10 + a 11 represents an integer from 0 to 6.)
一般式(1)中、−R(R)a−のR部分が下記構造から選ばれる少なくとも1つである、請求項18または19に記載の非水電解質電池用セパレータ。
Figure 2021144868
(上記はa=0である場合の構造である。R23〜R32は、それぞれ独立に、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基またはt−ブチル基である。a16、a17およびa20〜a26は0〜4の整数を表す。a18は1〜10の整数を表す。a19は0〜3の整数を表す。X〜Xは、それぞれ独立に、単結合、−O−、−S−、−CH−、−C(CH−、−C(CF−、−CO−または−SO−で示される基である。)
Figure 2021144868
(上記はa=1である場合の構造である。R33〜R42は、それぞれ独立に、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基またはt−ブチル基である。a27、a28、a31、a33およびa35は、それぞれ独立に、0〜3の整数を表す。a32、a34、a36およびa37は、それぞれ独立に、0〜4の整数を表す。a29は1〜10の整数を表す。a30は0〜3の整数を表す。X〜Xは、それぞれ独立に、単結合、−O−、−S−、−CH−、−C(CH―、−C(CF―、−CO−または−SO−で示される基である。)
Figure 2021144868
(上記はa=2である場合の構造である。R43〜R52は、それぞれ独立に、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基またはt−ブチル基である。a38およびa39は、それぞれ独立に、0〜2の整数を表す。a40〜a44およびa46は、それぞれ独立に、0〜3の整数を表す。a45およびa47は、それぞれ独立に、0〜4の整数を表す。X〜X12は、それぞれ独立に、単結合、−O−、−S−、−CH−、−C(CH―、−C(CF―、−CO−または−SO−で示される基である。R53〜R62は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子または炭素数1〜6の有機基を示す。a48およびa49は、それぞれ独立に、0〜4の整数であって、a48+a49<5である。a51は0〜6の整数である。a50およびa52は、それぞれ独立に、0〜2の整数である。)
The separator for a non-aqueous electrolyte battery according to claim 18 or 19, wherein in the general formula (1), the R 2 portion of −R 2 (R 6 ) a 2 − is at least one selected from the following structures.
Figure 2021144868
(The above is the structure when a 2 = 0. R 23 to R 32 are independently methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group or It is a t-butyl group. A 16 , a 17 and a 20 to a 26 represent an integer of 0 to 4. a 18 represents an integer of 1 to 10. A 19 represents an integer of 0 to 3. X. 1 to X 4 are independently single-bonded, -O-, -S-, -CH 2- , -C (CH 3 ) 2- , -C (CF 3 ) 2- , -CO- or -SO. It is a group indicated by 2-)
Figure 2021144868
(The above is the structure when a 2 = 1. R 33 to R 42 are independently methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group or The t-butyl groups a 27 , a 28 , a 31 , a 33 and a 35 each independently represent an integer of 0 to 3. a 32 , a 34 , a 36 and a 37 are independent, respectively. , A 29 represents an integer of 1 to 10. a 30 represents an integer of 0 to 3. X 5 to X 8 represent butyl, -O-, respectively. -S-, -CH 2- , -C (CH 3 ) 2- , -C (CF 3 ) 2- , -CO- or -SO 2- )
Figure 2021144868
(The above is the structure when a 2 = 2. R 43 to R 52 are independently methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group or The t-butyl groups a 38 and a 39 each independently represent an integer of 0 to 2. a 40 to a 44 and a 46 each independently represent an integer of 0 to 3. a 45. And a 47 each independently represent an integer of 0 to 4. X 9 to X 12 are independently single-coupled, -O-, -S-, -CH 2- , -C (CH 3 ). 2- , -C (CF 3 ) 2- , -CO- or -SO 2-. R 53 to R 62 are independently hydrogen atoms, halogen atoms or 1 to 6 carbon atoms. Indicates an organic group. A 48 and a 49 are independently integers from 0 to 4, and a 48 + a 49 <5. A 51 is an integer from 0 to 6. a 50 and a 52. Are independently integers from 0 to 2.)
一般式(1)中、a=2であり、かつ、−R(R)a−のR部分が下記構造から選ばれる少なくとも1つである、請求項18〜20のいずれかに記載の非水電解質電池用セパレータ。
Figure 2021144868
Any of claims 18 to 20, wherein in the general formula (1), a 2 = 2 and the R 2 portion of −R 2 (R 6 ) a 2 − is at least one selected from the following structures. Separator for non-aqueous electrolyte battery described in.
Figure 2021144868
一般式(1)中、−R(R)a−のR部分が下記構造から選ばれる少なくとも1つである、請求項18〜21のいずれかに記載の非水電解質電池用セパレータ。
Figure 2021144868
(上記はa=0である場合の構造である。a53は1〜10の整数を表す。)
Figure 2021144868
(上記はa=1である場合の構造である。)
Figure 2021144868
(上記はa=2である場合の構造である。)
The separator for a non-aqueous electrolyte battery according to any one of claims 18 to 21, wherein the R 2 portion of −R 2 (R 6 ) a 2 − in the general formula (1) is at least one selected from the following structures. ..
Figure 2021144868
(The above is the structure when a 2 = 0. A 53 represents an integer of 1 to 10.)
Figure 2021144868
(The above is the structure when a 2 = 1.)
Figure 2021144868
(The above is the structure when a 2 = 2.)
以下の結合条件Aおよび結合条件Bのうち少なくとも一方を満たす、請求項18〜22のいずれかに記載の非水電解質電池用セパレータ;
結合条件A:一般式(1)中、Rにおいて、前記−R5−が結合している炭素原子とアミド基が結合している炭素原子とが隣接していること;
結合条件B:一般式(1)中、Rにおいて、前記−R6−が結合している炭素原子とアミド基が結合している炭素原子とが隣接していること。
The separator for a non-aqueous electrolyte battery according to any one of claims 18 to 22, which satisfies at least one of the following coupling conditions A and B;
Bonding condition A: In R 1 in the general formula (1), the carbon atom to which the −R 5- M + is bonded and the carbon atom to which the amide group is bonded are adjacent to each other;
Coupling conditions B: In the general formula (1), in R 2, the carbon atom to which the -R 6- M carbon atoms and an amide group + is bonded is bonded are adjacent.
前記Mがアルカリ金属カチオンである、請求項18〜23のいずれかに記載の非水電解質電池用セパレータ。 The separator for a non-aqueous electrolyte battery according to any one of claims 18 to 23, wherein M + is an alkali metal cation. 前記無機フィラーが、アルミナまたは硫酸バリウムを含む請求項16〜24のいずれかに記載の非水電解質電池用セパレータ。 The separator for a non-aqueous electrolyte battery according to any one of claims 16 to 24, wherein the inorganic filler contains alumina or barium sulfate. 前記粒子層(II)中、無機フィラー100質量部に対して(a)ポリアミド樹脂を0.4〜5.0質量部含む請求項16〜25のいずれかに記載の非水電解質電池用セパレータ。 The separator for a non-aqueous electrolyte battery according to any one of claims 16 to 25, wherein the particle layer (II) contains 0.4 to 5.0 parts by mass of (a) a polyamide resin with respect to 100 parts by mass of the inorganic filler. 前記粒子層(II)中、無機フィラー100質量部に対して非水溶性重合体を0.5〜5.0質量部含む請求項16〜26のいずれかに記載の非水電解質電池用セパレータ。 The separator for a non-aqueous electrolyte battery according to any one of claims 16 to 26, wherein the particle layer (II) contains 0.5 to 5.0 parts by mass of a water-insoluble polymer with respect to 100 parts by mass of an inorganic filler. 前記多孔質膜(I)の片面に前記粒子層(II)を有する請求項16〜27のいずれかに記載の非水電解質電池用セパレータ。 The separator for a non-aqueous electrolyte battery according to any one of claims 16 to 27, which has the particle layer (II) on one side of the porous membrane (I). 正極と負極がセパレータを介して積層されている非水電解質電池であって、該セパレータが請求項16〜28のいずれかに記載の非水電解質電池用セパレータである非水電解質電池。 A non-aqueous electrolyte battery in which a positive electrode and a negative electrode are laminated via a separator, wherein the separator is a separator for a non-aqueous electrolyte battery according to any one of claims 16 to 28.
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