JP2021180097A - Separator for secondary battery, manufacturing method of separator, and secondary battery equipped with separator - Google Patents

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Abstract

To provide a separator for a secondary battery with excellent heat resistance and air permeability, a manufacturing method of the separator, and a secondary battery equipped with the separator.SOLUTION: A separator for a secondary battery according to the present disclosure includes a porous base material layer (A), and a heat-resistant layer (B) composed of a non-woven fabric containing fine fibers having a melting point or decomposition temperature of 200°C or higher, a binder, and a filler having polarity, and the weight ratio (filler/binder) of the filler to the binder in the heat-resistant layer (B) is 0.17 or more and less than 4. Further, in a manufacturing method of a separator according to the present disclosure, a dispersion medium solution of fine fibers, a binder, and a filler having polarity is applied to the surface of the porous base material layer (A), and the dispersion medium is volatilized to obtain a separator. Further, a secondary battery according to the present disclosure is provided with the separator for the secondary battery.SELECTED DRAWING: None

Description

本開示に係る発明は、二次電池用セパレータ、セパレータの製造方法、及びセパレータを備えた二次電池に関する。 The invention according to the present disclosure relates to a separator for a secondary battery, a method for manufacturing the separator, and a secondary battery provided with the separator.

リチウムイオン二次電池のような蓄電デバイスには、電解液を保持しながら正極と負極を絶縁する多孔質のセパレータが用いられている。このようなセパレータには電気絶縁性を担保することが求められる。その他、電池が機能するため、リチウムイオンがこのセパレータの空隙(孔)を通過して移動できる透過性を担保することも求められる。 In a power storage device such as a lithium ion secondary battery, a porous separator that insulates a positive electrode and a negative electrode while holding an electrolytic solution is used. Such a separator is required to ensure electrical insulation. In addition, since the battery functions, it is also required to ensure the permeability that lithium ions can move through the voids (holes) of the separator.

また、近年、リチウムイオン二次電池は、スマートフォンやノートパソコンなどの情報関連機器に加え、ハイブリッド車や電気自動車にも搭載することが検討されていることから、より一層の高電圧化、大容量化が求められている。このことから、セパレータには、異常高温環境下でも絶縁機能を保持できる耐熱性が求められている。 In recent years, lithium-ion secondary batteries have been considered to be installed in hybrid vehicles and electric vehicles in addition to information-related devices such as smartphones and laptop computers. Is required. For this reason, the separator is required to have heat resistance that can maintain the insulating function even in an abnormally high temperature environment.

透過性と耐熱性を両立させるために、例えば、特許文献1には、微多孔膜と、特定のポリマー及び特定の無機フィラーを含む耐熱性多孔質層と、を備えた非水電解質電池セパレータが開示されている。しかし、特許文献1のセパレータは、透過性と耐熱性の両方について十分に満足のいくものではなかった。 In order to achieve both permeability and heat resistance, for example, Patent Document 1 describes a non-aqueous electrolyte battery separator provided with a microporous membrane and a heat-resistant porous layer containing a specific polymer and a specific inorganic filler. It has been disclosed. However, the separator of Patent Document 1 is not sufficiently satisfactory in terms of both permeability and heat resistance.

また、特許文献2には、多孔質基材と、融点(融点がないものは分解温度)が200℃以上である微小繊維とバインダとを含む不織布からなる耐熱層とを含む二次電池用セパレータが開示されている。特許文献2のセパレータは、優れた、透過性と耐熱性を示すものではあるが、近年、ますます高電圧化、大容量化が求められているリチウムイオン二次電池において、セパレータには、より一層優れた透過性が求められている。 Further, Patent Document 2 describes a separator for a secondary battery including a porous base material and a heat-resistant layer made of a non-woven fabric containing fine fibers having a melting point (decomposition temperature of those having no melting point) of 200 ° C. or higher and a binder. Is disclosed. The separator of Patent Document 2 exhibits excellent transparency and heat resistance, but in recent years, in lithium ion secondary batteries, which are required to have higher voltage and larger capacity, the separator is more suitable. Further excellent permeability is required.

特開2019−149361号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2019-149361 特開2009−231281号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-231281

本開示に係る発明の目的は、耐熱性及び透過性に優れる二次電池用セパレータを提供することにある。
本開示に係る発明の他の目的は、上記二次電池用セパレータの製造方法を提供することにある。
本開示に係る発明の他の目的は、上記二次電池用セパレータを備えた二次電池を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a separator for a secondary battery having excellent heat resistance and permeability.
Another object of the invention according to the present disclosure is to provide a method for manufacturing the above-mentioned separator for a secondary battery.
Another object of the invention according to the present disclosure is to provide a secondary battery provided with the above-mentioned separator for a secondary battery.

本発明者は上記課題を解決するため鋭意検討した結果、融点又は分解温度が200℃以上である微小繊維、バインダ、及びフィラーを含み、上記バインダと上記フィラーについて特定の重量比である不織布は、耐熱性及び透過性に優れること、上記不織布を耐熱層として多孔質基材に積層して得られる構造体を、二次電池用セパレータとして使用すれば、電池内が異常高温となった場合にも、正極と負極を絶縁する機能を維持することができ、電極の短絡を防止することができることを見いだした。本開示に係る発明はこれらの知見に基づいて完成させたものである。 As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventor has found that a non-woven fabric containing fine fibers, a binder and a filler having a melting point or a decomposition temperature of 200 ° C. or higher and having a specific weight ratio with respect to the binder and the filler has a specific weight ratio. If the structure obtained by laminating the above-mentioned non-woven fabric as a heat-resistant layer on a porous substrate, which has excellent heat resistance and permeability, is used as a separator for a secondary battery, even when the inside of the battery becomes abnormally high temperature. It was found that the function of insulating the positive electrode and the negative electrode can be maintained and the short circuit of the electrodes can be prevented. The invention according to the present disclosure has been completed based on these findings.

すなわち、本開示に係る発明は、多孔質基材層(A)と、融点又は分解温度が200℃以上である微小繊維、バインダ、及び、フィラーを含む不織布からなる耐熱層(B)と、を含み、前記耐熱層(B)中の前記バインダに対する前記フィラーの重量比(フィラー/バインダ)が0.17以上4未満である、二次電池用セパレータを提供する。 That is, the invention according to the present disclosure comprises a porous substrate layer (A) and a heat-resistant layer (B) made of a non-woven fabric containing microfibers, binders and fillers having a melting point or decomposition temperature of 200 ° C. or higher. Provided is a separator for a secondary battery, which comprises, and has a weight ratio (filler / binder) of the filler to the binder in the heat-resistant layer (B) of 0.17 or more and less than 4.

本開示に係る発明は、また、上記微小繊維がアラミド繊維である二次電池用セパレータを提供する。 The invention according to the present disclosure also provides a separator for a secondary battery in which the microfibers are aramid fibers.

本開示に係る発明は、また、上記バインダが水系バインダである二次電池用セパレータを提供する。 The invention according to the present disclosure also provides a separator for a secondary battery in which the binder is an aqueous binder.

本開示に係る発明は、また、上記バインダが、多糖類誘導体(1)、下記式(2)で表される構成単位を有する化合物、及び下記式(3)で表される構成単位を有する化合物から選択される少なくとも1種である二次電池用セパレータを提供する。

Figure 2021180097
(式中、Rは水酸基、カルボキシル基、フェニル基、N−置換又は無置換カルバモイル基、又は2−オキソ−1−ピロリジニル基を示す。)
Figure 2021180097
(式中、nは2以上の整数を示し、Lはエーテル結合又は(−NH−)基を示す。) In the invention according to the present disclosure, the binder also has a polysaccharide derivative (1), a compound having a structural unit represented by the following formula (2), and a compound having a structural unit represented by the following formula (3). Provided is a separator for a secondary battery, which is at least one selected from the above.
Figure 2021180097
(In the formula, R represents a hydroxyl group, a carboxyl group, a phenyl group, an N-substituted or unsubstituted carbamoyl group, or a 2-oxo-1-pyrrolidinyl group.)
Figure 2021180097
(In the formula, n represents an integer of 2 or more, and L represents an ether bond or a (-NH-) group.)

本開示に係る発明は、また、上記バインダが、セルロース、デンプン、グリコーゲン、及びこれらの誘導体から選択される少なくとも1種である二次電池用セパレータを提供する。 The invention according to the present disclosure also provides a separator for a secondary battery, wherein the binder is at least one selected from cellulose, starch, glycogen, and derivatives thereof.

本開示に係る発明は、また、上記微小繊維の平均繊維径が0.01〜1μm、平均長さが0.01〜2mmである二次電池用セパレータを提供する。 The invention according to the present disclosure also provides a separator for a secondary battery having an average fiber diameter of 0.01 to 1 μm and an average length of 0.01 to 2 mm.

本開示に係る発明は、また、上記フィラーが、無機酸化物フィラーである二次電池用セパレータを提供する。 The invention according to the present disclosure also provides a separator for a secondary battery in which the filler is an inorganic oxide filler.

本開示に係る発明は、また、二次電池用セパレータの総厚みが10〜50μmであり、上記耐熱層(B)の厚みが0.5〜20μmである二次電池用セパレータを提供する。 The invention according to the present disclosure also provides a separator for a secondary battery in which the total thickness of the separator for a secondary battery is 10 to 50 μm and the thickness of the heat-resistant layer (B) is 0.5 to 20 μm.

本開示に係る発明は、また、上記多孔質基材(A)の表面に、上記微小繊維、上記バインダ、及び上記フィラーの分散媒溶液を塗布し、分散媒を揮発させる工程を経て、上記二次電池用セパレータを得る、二次電池用セパレータの製造方法提供する。 The invention according to the present disclosure also comprises a step of applying a dispersion medium solution of the fine fibers, the binder, and the filler on the surface of the porous substrate (A) to volatilize the dispersion medium, and then the above two. Provided is a method for manufacturing a separator for a secondary battery, which obtains a separator for a secondary battery.

本開示に係る発明は、また、上記二次電池用セパレータを備えた二次電池を提供する。 The invention according to the present disclosure also provides a secondary battery provided with the above-mentioned separator for a secondary battery.

本開示の二次電池用セパレータは、多孔質基材層(A)と、特定の融点又は分解温度を有する微小繊維、バインダ、及びフィラーを含む不織布からなる耐熱層(B)と、を含み、上記バインダと上記フィラーについて特定の重量比であることより、優れた透気度及び耐熱性を示す。そして、上記二次電池用セパレータは厚みを薄化しても、従来と同等の耐熱性を維持することができ、異常高温環境下においても、収縮や溶融等による変形の程度を極めて小さくすることができるので、絶縁機能を保持することができる。従って、上記セパレータを備えた二次電池は、高温環境下でも、電極の短絡を防止することができ、電極の短絡による熱暴走の発生を防止することができる。すなわち、安全性に優れる。そのため、本開示の二次電池用セパレータは、スマートフォンやノートパソコンなどの情報関連機器、ハイブリッド車や電気自動車等に好適に利用できる。特に、上記二次電池用セパレータを備えた二次電池を電気自動車に利用する場合は、大幅な軽量化が可能であり、それにより燃費を飛躍的に向上することが可能となる。 The separator for a secondary battery of the present disclosure includes a porous base material layer (A) and a heat-resistant layer (B) made of a non-woven fabric containing microfibers, binders, and fillers having a specific melting point or decomposition temperature. Since the binder and the filler have a specific weight ratio, excellent air permeability and heat resistance are exhibited. The secondary battery separator can maintain the same heat resistance as the conventional one even if the thickness is reduced, and the degree of deformation due to shrinkage or melting can be extremely reduced even in an abnormally high temperature environment. Since it can be formed, the insulating function can be maintained. Therefore, the secondary battery provided with the separator can prevent a short circuit of the electrodes even in a high temperature environment, and can prevent the occurrence of thermal runaway due to the short circuit of the electrodes. That is, it is excellent in safety. Therefore, the separator for a secondary battery of the present disclosure can be suitably used for information-related devices such as smartphones and notebook computers, hybrid vehicles, electric vehicles, and the like. In particular, when a secondary battery provided with the above-mentioned separator for a secondary battery is used in an electric vehicle, it is possible to significantly reduce the weight, thereby dramatically improving fuel efficiency.

[二次電池用セパレータ]
本開示の二次電池用セパレータは、多孔質基材層(A)と、特定の融点又は分解温度を有する微小繊維、バインダ、及び極性を有するフィラーを含む不織布からなる耐熱層(B)とを含む。
[Separator for secondary battery]
The separator for a secondary battery of the present disclosure comprises a porous base material layer (A) and a heat-resistant layer (B) made of a non-woven fabric containing microfibers having a specific melting point or decomposition temperature, a binder, and a filler having polarity. include.

本開示の二次電池用セパレータの透気度は、100〜800sec/100mLが好ましく、より好ましくは100〜600sec/100mL、更に好ましくは100〜400sec/100mL、特に好ましくは100〜350sec/100mLである。透気度が上記範囲を下回ると絶縁性が低下して、短絡し易くなる傾向がある。一方、透気度が上記範囲を上回ると、電気抵抗が増大する傾向がある。 The air permeability of the separator for a secondary battery of the present disclosure is preferably 100 to 800 sec / 100 mL, more preferably 100 to 600 sec / 100 mL, still more preferably 100 to 400 sec / 100 mL, and particularly preferably 100 to 350 sec / 100 mL. .. If the air permeability is lower than the above range, the insulating property is lowered and a short circuit tends to occur easily. On the other hand, when the air permeability exceeds the above range, the electric resistance tends to increase.

更に、本開示の二次電池用セパレータは、耐熱層(B)が不織布によって形成されるため非常に軽量である。そのため、本発明の二次電池用セパレータを備える二次電池を軽量化することができ、上記二次電池を利用する電気自動車等も大幅に軽量化することができる。 Further, the separator for a secondary battery of the present disclosure is very lightweight because the heat resistant layer (B) is formed of a non-woven fabric. Therefore, the weight of the secondary battery provided with the separator for the secondary battery of the present invention can be reduced, and the weight of the electric vehicle or the like using the secondary battery can be significantly reduced.

本開示の二次電池用セパレータは、耐熱層(B)が薄くても十分な耐熱性を発揮することができるため、二次電池用セパレータを薄化することが可能であり、その総厚みは、10〜50μmが好ましく、より好ましくは10〜30μmである。そのため、本発明の二次電池用セパレータは、電池の充填密度を高めることができ、二次電池の小型化に資する。 Since the separator for a secondary battery of the present disclosure can exhibit sufficient heat resistance even if the heat-resistant layer (B) is thin, the separator for a secondary battery can be thinned, and its total thickness is , 10 to 50 μm, more preferably 10 to 30 μm. Therefore, the separator for a secondary battery of the present invention can increase the filling density of the battery and contributes to the miniaturization of the secondary battery.

<多孔質基材層(A)>
上記多孔質基材層(A)は空隙を有し、その空隙の大きさは例えば0.01〜1μm、好ましくは0.02〜0.06μmである。空隙の大きさが上記範囲を上回ると絶縁性が低下して、短絡し易くなる傾向がある。一方、空隙の大きさが上記範囲を下回ると、電気抵抗が増大する傾向がある。
<Porous substrate layer (A)>
The porous substrate layer (A) has voids, and the size of the voids is, for example, 0.01 to 1 μm, preferably 0.02 to 0.06 μm. If the size of the void exceeds the above range, the insulating property tends to decrease and a short circuit tends to occur easily. On the other hand, when the size of the void is less than the above range, the electric resistance tends to increase.

上記多孔質基材層(A)の空隙率は、20〜70体積%が好ましく、より好ましくは30〜60体積%である。空隙率が上記範囲を上回ると、強度が不十分となる傾向がある。一方、空隙率が上記範囲を下回ると、リチウムイオンの透過性が悪化し電気抵抗が増大する傾向がある。 The porosity of the porous substrate layer (A) is preferably 20 to 70% by volume, more preferably 30 to 60% by volume. If the porosity exceeds the above range, the strength tends to be insufficient. On the other hand, when the porosity is lower than the above range, the permeability of lithium ions tends to deteriorate and the electrical resistance tends to increase.

上記多孔質基材層(A)の透気度は、100〜600sec/100mLが好ましく、より好ましくは100〜400sec/100mL、更に好ましくは100〜350sec/100mLである。透気度が上記範囲を上回ると、リチウムイオンの透過性が悪化し電気抵抗が増大する傾向がある。一方、透気度が上記範囲を下回ると、強度が不十分となる傾向がある。 The air permeability of the porous substrate layer (A) is preferably 100 to 600 sec / 100 mL, more preferably 100 to 400 sec / 100 mL, and even more preferably 100 to 350 sec / 100 mL. When the air permeability exceeds the above range, the permeability of lithium ions tends to deteriorate and the electrical resistance tends to increase. On the other hand, when the air permeability is lower than the above range, the strength tends to be insufficient.

上記多孔質基材層(A)は電解液に対して不溶性を示し、且つ高温環境下で軟化して空隙を閉鎖する機能、すなわちシャットダウン機能を備えることが好ましい。そのため、上記多孔質基材層(A)の材質としては熱可塑性ポリマーが好ましい。熱可塑性ポリマーとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン;ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂;2,6−ナイロン等の脂肪族ポリアミド等が挙げられる。そして、熱可塑性ポリマーのなかから、所望のシャットダウン温度に応じて適宜選択して使用することが好ましい。例えば、シャットダウン温度を150℃に設定する場合は、融点若しくは軟化温度が140〜150℃である熱可塑性ポリマーを使用することが好ましい。 It is preferable that the porous base material layer (A) is insoluble in an electrolytic solution and has a function of softening in a high temperature environment to close voids, that is, a shutdown function. Therefore, a thermoplastic polymer is preferable as the material of the porous base material layer (A). Examples of the thermoplastic polymer include polyolefins such as polyethylene and polypropylene; polyester resins such as polyethylene terephthalate; and aliphatic polyamides such as 2,6-nylon. Then, it is preferable to appropriately select and use the thermoplastic polymer according to the desired shutdown temperature. For example, when the shutdown temperature is set to 150 ° C., it is preferable to use a thermoplastic polymer having a melting point or a softening temperature of 140 to 150 ° C.

上記多孔質基材層(A)の厚みは、10〜40μmが好ましく、より好ましくは10〜30μmである。厚みが上記範囲を上回ると電池の電気抵抗が増大し、また体積容量が低下する傾向がある。一方、厚みが上記範囲を下回ると、強度が不十分となる傾向がある。 The thickness of the porous substrate layer (A) is preferably 10 to 40 μm, more preferably 10 to 30 μm. If the thickness exceeds the above range, the electric resistance of the battery tends to increase and the volume capacity tends to decrease. On the other hand, when the thickness is lower than the above range, the strength tends to be insufficient.

上記多孔質基材層(A)は、例えば、多孔質基材の材料(例えば、ポリオレフィン)を加熱・溶融して押出しフィルムを形成し、得られた塗膜を延伸することによって多孔質化せしめる方法等によって製造することができる。 The porous base material layer (A) is made porous by, for example, heating and melting the material of the porous base material (for example, polyolefin) to form an extruded film, and stretching the obtained coating film. It can be manufactured by a method or the like.

また、上記多孔質基材層(A)は、その表面に、粗化処理、易接着処理、静電気防止処理、サンドブラスト処理(サンドマット処理)、コロナ放電処理、プラズマ処理、ケミカルエッチング処理、ウォーターマット処理、火炎処理、酸処理、アルカリ処理、紫外線照射処理、シランカップリング剤処理等から選択される1種又は2種以上を施すことができる。 The surface of the porous substrate layer (A) is roughened, easily adhered, antistatic, sandblasted (sandmat), corona discharge, plasma, chemical etching, and water mat. One or more selected from treatment, flame treatment, acid treatment, alkali treatment, ultraviolet irradiation treatment, silane coupling agent treatment and the like can be applied.

例えば、上記多孔質基材層(A)表面に、コロナ放電処理、プラズマ処理、火炎処理、酸処理、アルカリ処理、及び紫外線照射処理から選択される処理を施し、その後、シランカップリング剤処理を施せば、シランカップリング剤処理を単独で施す場合に比べて、多孔質基材層(A)と耐熱層(B)との密着性を向上する効果が得られる。 For example, the surface of the porous substrate layer (A) is subjected to a treatment selected from corona discharge treatment, plasma treatment, flame treatment, acid treatment, alkali treatment, and ultraviolet irradiation treatment, and then treated with a silane coupling agent. If applied, the effect of improving the adhesion between the porous substrate layer (A) and the heat-resistant layer (B) can be obtained as compared with the case where the silane coupling agent treatment is applied alone.

本開示においては、特に、コロナ放電処理、プラズマ処理等の、上記多孔質基材層(A)の表面に極性基(例えば、水酸基、カルボニル基、カルボキシル基等)を付与して、ぬれ性を向上させる処理を施すことが、透気度を低下させ、リチウムイオンの透過性を向上させて電気抵抗を低下させる効果が得られる点で好ましい。 In the present disclosure, in particular, a polar group (for example, a hydroxyl group, a carbonyl group, a carboxyl group, etc.) is imparted to the surface of the porous substrate layer (A) such as a corona discharge treatment and a plasma treatment to improve wettability. It is preferable to perform a treatment for improving the air permeability in that the effect of lowering the air permeability, improving the permeability of lithium ions and lowering the electric resistance can be obtained.

従って、上記多孔質基材層(A)には、熱可塑性ポリマーからなり、その表面に極性基が付与された多孔質基材を使用することが好ましく、特に、表面に極性基が付与されたポリオレフィン系多孔質基材を使用することが好ましい。 Therefore, for the porous base material layer (A), it is preferable to use a porous base material made of a thermoplastic polymer and having a polar group imparted to the surface thereof, and in particular, a polar group is imparted to the surface thereof. It is preferable to use a polyolefin-based porous substrate.

<耐熱層(B)>
耐熱層(B)は、特定の融点又は分解温度有する微小繊維、バインダ、及びフィラーを含有する不織布からなる。
<Heat-resistant layer (B)>
The heat-resistant layer (B) is made of a non-woven fabric containing microfibers, binders, and fillers having a specific melting point or decomposition temperature.

上記耐熱層(B)は、微小繊維、バインダ、及びフィラーを少なくとも含む分散媒溶液を、上記多孔質基材層(A)の少なくとも一方の面に塗布し、分散媒を揮発させることにより形成することができる。 The heat-resistant layer (B) is formed by applying a dispersion medium solution containing at least microfibers, binders, and fillers to at least one surface of the porous substrate layer (A) and volatilizing the dispersion medium. be able to.

上記耐熱層(B)の空隙率は、30〜60体積%が好ましく、より好ましくは35〜55体積%である。空隙率が上記範囲を上回ると、耐熱性(例えば、高温環境下における形状保持性)が不十分となる傾向がある。一方、空隙率が上記範囲を下回ると、リチウムイオンの透過性が悪化し電気抵抗が増大する傾向がある。 The porosity of the heat-resistant layer (B) is preferably 30 to 60% by volume, more preferably 35 to 55% by volume. If the porosity exceeds the above range, heat resistance (for example, shape retention in a high temperature environment) tends to be insufficient. On the other hand, when the porosity is lower than the above range, the permeability of lithium ions tends to deteriorate and the electrical resistance tends to increase.

上記耐熱層(B)の透気度は、1〜500sec/100mLが好ましく、より好ましくは1〜400sec/100mL、更に好ましくは1〜330sec/100mL、特に好ましくは1〜300sec/100mLである。透気度が上記範囲を上回ると、リチウムイオンの透過性が悪化し電気抵抗が増大する傾向がある。一方、透気度が上記範囲を下回ると、耐熱性(例えば、高温環境下における形状保持性)が不十分となる傾向がある。 The air permeability of the heat-resistant layer (B) is preferably 1 to 500 sec / 100 mL, more preferably 1 to 400 sec / 100 mL, still more preferably 1 to 30 sec / 100 mL, and particularly preferably 1 to 300 sec / 100 mL. When the air permeability exceeds the above range, the permeability of lithium ions tends to deteriorate and the electrical resistance tends to increase. On the other hand, when the air permeability is lower than the above range, the heat resistance (for example, the shape retention in a high temperature environment) tends to be insufficient.

上記耐熱層(B)の厚みは、0.5〜20μmが好ましく、より好ましくは1〜15μm、更に好ましくは2〜12μm、特に好ましくは3〜10μm、とりわけ好ましくは3〜8μmである。上記厚みが上記範囲を下回ると、セパレータの耐熱性(例えば、高温環境下における収縮抑制効果、及び形状保持性)が不十分となる傾向がある。一方、上記厚みが上記範囲を上回ると、電極の充填密度が不十分となる傾向がある。 The thickness of the heat-resistant layer (B) is preferably 0.5 to 20 μm, more preferably 1 to 15 μm, still more preferably 2 to 12 μm, particularly preferably 3 to 10 μm, and particularly preferably 3 to 8 μm. When the thickness is less than the above range, the heat resistance of the separator (for example, the shrinkage suppressing effect and the shape retention in a high temperature environment) tends to be insufficient. On the other hand, when the thickness exceeds the above range, the packing density of the electrodes tends to be insufficient.

上記耐熱層(B)の坪量は、0.3〜10g/m2が好ましく、より好ましくは0.5〜9g/m2、更に好ましくは0.8〜7g/m2、特に好ましくは1〜6g/m2、最も好ましくは1.8〜2.5g/m2である。上記坪量が上記範囲を下回ると、電池の軽量化に資することが不十分となる傾向がある。一方、上記厚みが上記範囲を上回ると、セパレータの形状保持性が不十分となる傾向がある。 The basis weight of the heat-resistant layer (B) is preferably 0.3 to 10 g / m 2 , more preferably 0.5 to 9 g / m 2 , still more preferably 0.8 to 7 g / m 2 , and particularly preferably 1. It is ~ 6 g / m 2 , most preferably 1.8 ~ 2.5 g / m 2 . If the basis weight is below the above range, it tends to be insufficient to contribute to the weight reduction of the battery. On the other hand, if the thickness exceeds the above range, the shape retention of the separator tends to be insufficient.

上記分散媒溶液の分散媒としては、環境負荷が小さく、安全性に優れる点で、水を使用することが好ましい。分散媒としては、水以外にも有機溶剤を含有していてもよい。 As the dispersion medium of the dispersion medium solution, it is preferable to use water because it has a small environmental load and is excellent in safety. The dispersion medium may contain an organic solvent in addition to water.

(微小繊維)
上記微小繊維は、融点又は分解温度、すなわち、融点、又は融点がないものは分解温度が200℃以上であり、好ましくは250℃以上、更に好ましくは300℃以上である。尚、上記融点の上限値は、例えば500℃である。
(Fine fiber)
The fine fibers have a melting point or decomposition temperature, that is, those having no melting point or melting point have a decomposition temperature of 200 ° C. or higher, preferably 250 ° C. or higher, and more preferably 300 ° C. or higher. The upper limit of the melting point is, for example, 500 ° C.

上記微小繊維の平均繊維径は、特に限定されないが、例えば0.01〜1μmであり、なかでも、より優れた耐熱性(或いは、高温環境下における形状保持性)を有し、セパレータの薄化に資する(若しくは、二次電池の小型化に資する)点で、平均繊維径の上限値は、0.85μmが好ましく、0.7μmが特に好ましい。また、平均繊維径の下限値は、0.05μmが好ましく、0.1μmが特に好ましい。尚、微小繊維の平均繊維径は、電子顕微鏡(SEM、TEM)を用いて十分な数(例えば、100個以上)の微小繊維について電子顕微鏡像を撮影し、これらの微小繊維の径(直径)を計測し、算術平均することにより求められる。 The average fiber diameter of the fine fibers is not particularly limited, but is, for example, 0.01 to 1 μm, and has more excellent heat resistance (or shape retention in a high temperature environment), and the separator is thinned. The upper limit of the average fiber diameter is preferably 0.85 μm, particularly preferably 0.7 μm, in terms of contributing to the miniaturization of the secondary battery (or contributing to the miniaturization of the secondary battery). The lower limit of the average fiber diameter is preferably 0.05 μm, particularly preferably 0.1 μm. For the average fiber diameter of the fine fibers, an electron microscope image was taken for a sufficient number (for example, 100 or more) of fine fibers using an electron microscope (SEM, TEM), and the diameter (diameter) of these fine fibers was taken. Is obtained by measuring and arithmetically averaging.

上記微小繊維の平均長さは、0.01〜2mmが好ましく、なかでも、より優れた耐熱性(例えば、高温環境下における形状保持性)を有し、セパレータの薄化に資する(若しくは、二次電池の小型化に資する)点で、平均長さの上限値は、1.5mmがより好ましく、1.0mmが特に好ましく、0.8mmが最も好ましい。また、平均長さの下限値は、0.03mmがより好ましく、0.07mmが特に好ましく、0.1mmが最も好ましい。尚、微小繊維の平均長さは、電子顕微鏡(SEM、TEM)を用いて十分な数(例えば、100個以上)の微小繊維の電子顕微鏡像を撮影して、上記微小繊維の長さを計測し、算術平均することにより求められる。微小繊維の長さは、直線状に伸ばした状態で計測すべきであるが、現実には屈曲しているものが多いため、電子顕微鏡像から画像解析装置を用いて微小繊維の投影径及び投影面積を算出し、円柱体を仮定して下記式から算出するものとする。
長さ=投影面積/投影径
The average length of the fine fibers is preferably 0.01 to 2 mm, and among them, it has more excellent heat resistance (for example, shape retention in a high temperature environment) and contributes to the thinning of the separator (or two). The upper limit of the average length is more preferably 1.5 mm, particularly preferably 1.0 mm, and most preferably 0.8 mm in terms of (contributing to miniaturization of the next battery). The lower limit of the average length is more preferably 0.03 mm, particularly preferably 0.07 mm, and most preferably 0.1 mm. The average length of the fine fibers is measured by taking an electron microscope image of a sufficient number (for example, 100 or more) of the fine fibers using an electron microscope (SEM, TEM). However, it is calculated by arithmetic averaging. The length of the microfibers should be measured in a linearly stretched state, but in reality, many of them are bent, so the projected diameter and projection of the microfibers from the electron microscope image using an image analyzer. The area shall be calculated, and it shall be calculated from the following formula assuming a cylindrical body.
Length = projected area / projected diameter

上記微小繊維の平均アスペクト比(平均長さ/平均繊維径)は、特に限定されないが、例えば10〜2000であり、なかでも、より優れた耐熱性(例えば、高温環境下における形状保持性)を有し、より厚みが薄くても、十分な耐熱性を有する不織布を形成することができ、よりセパレータの薄化に資する(若しくは、二次電池の小型化に資する)点で、平均アスペクト比の上限値は、1500がより好ましく、1000が特に好ましく、900が最も好ましい。また、平均アスペクト比の下限値は、50がより好ましく、100が特に好ましく、500が最も好ましく、600がとりわけ好ましい。 The average aspect ratio (average length / average fiber diameter) of the fine fibers is not particularly limited, but is, for example, 10 to 2000, and among them, more excellent heat resistance (for example, shape retention in a high temperature environment) is obtained. Even if it has a thinner thickness, it can form a non-woven fabric having sufficient heat resistance, which contributes to the thinning of the separator (or to the miniaturization of the secondary battery), and has an average aspect ratio. The upper limit is more preferably 1500, particularly preferably 1000, and most preferably 900. The lower limit of the average aspect ratio is more preferably 50, particularly preferably 100, most preferably 500, and particularly preferably 600.

上記微小繊維としては、例えば、セルロース繊維、アラミド繊維、ポリフェニレンサルファイド繊維、ポリイミド繊維、フッ素繊維、ガラス繊維、炭素繊維、ポリp−フェニレンベンズオキサゾール繊維、ポリエーテルエーテルケトン繊維、液晶ポリマー繊維等が挙げられる。これらは1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。 Examples of the fine fibers include cellulose fibers, aramid fibers, polyphenylene sulfide fibers, polyimide fibers, fluorine fibers, glass fibers, carbon fibers, polyp-phenylene benzoxazole fibers, polyether ether ketone fibers, liquid crystal polymer fibers and the like. Be done. These can be used alone or in combination of two or more.

上記微小繊維としては、なかでも、少なくともアラミド繊維を含むことが好ましい。アラミド繊維は、耐熱性に優れ、微小繊維化が容易なためである。 The fine fibers preferably include at least aramid fibers. This is because the aramid fiber has excellent heat resistance and can be easily made into fine fibers.

上記アラミド繊維は、2個以上の芳香環がアミド結合を介して結合した構造を有するポリマー(すなわち、全芳香族ポリアミド)からなる繊維であり、上記全芳香族ポリアミドにはメタ型及びパラ型が含まれる。上記全芳香族ポリアミドは、例えば、下記式(a)で表される構成単位を有するポリマーである。

Figure 2021180097
The aramid fiber is a fiber composed of a polymer having a structure in which two or more aromatic rings are bonded via an amide bond (that is, a total aromatic polyamide), and the total aromatic polyamide has a meta type and a para type. included. The total aromatic polyamide is, for example, a polymer having a structural unit represented by the following formula (a).
Figure 2021180097

上記式中、Ar1、Ar2は同一又は異なって芳香環、又は2個以上の芳香環が単結合又は連結基を介して結合した基を示す。 In the above formula, Ar 1 and Ar 2 indicate the same or different aromatic rings, or groups in which two or more aromatic rings are bonded via a single bond or a linking group.

上記芳香環としては、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環等の炭素数6〜10の芳香族炭化水素環が挙げられる。上記芳香環は種々の置換基[例えば、ハロゲン原子、アルキル基(例えば、C1-4アルキル基)、オキソ基、ヒドロキシル基、置換オキシ基(例えば、C1-4アルコキシ基、C1-4アシルオキシ基等)、カルボキシル基、置換オキシカルボニル基(例えば、C1-4アルコキシカルボニル基)、シアノ基、ニトロ基、置換又は無置換アミノ基(例えば、モノ又はジC1-4アルキルアミノ基)、スルホ基等]を有していてもよい。更に、上記芳香環には芳香族性又は非芳香属性の複素環が縮合していてもよい。 Examples of the aromatic ring include an aromatic hydrocarbon ring having 6 to 10 carbon atoms such as a benzene ring and a naphthalene ring. The aromatic ring has various substituents [eg, halogen atom, alkyl group (eg, C 1-4 alkyl group), oxo group, hydroxyl group, substituted oxy group (eg, C 1-4 alkoxy group, C 1-4). (Acyloxy group, etc.), carboxyl group, substituted oxycarbonyl group (eg, C 1-4 alkoxycarbonyl group), cyano group, nitro group, substituted or unsubstituted amino group (eg, mono or di-C 1-4 alkylamino group). , Sulf group, etc.]. Further, the aromatic ring may be condensed with a heterocyclic ring having an aromatic or non-aromatic attribute.

上記連結基としては、例えば、二価の炭化水素基(例えば、炭素数1〜18の直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基、炭素数3〜18の二価の脂環式炭化水素基等)、カルボニル基(−CO−)、エーテル結合(−O−)、エステル結合(−COO−)、−NH−、−SO2−等が挙げられる。 Examples of the linking group include a divalent hydrocarbon group (for example, a linear or branched alkylene group having 1 to 18 carbon atoms, a divalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms, and the like. ), A carbonyl group (-CO-), an ether bond (-O-), an ester bond (-COO-), -NH-, -SO 2-, and the like.

上記アラミド繊維は、例えば、少なくとも1種の芳香族ジカルボン酸のハロゲン化物に、少なくとも1種の芳香族ジアミンを反応(例えば、溶液重合、界面重合等)させることにより製造することができる。 The aramid fiber can be produced, for example, by reacting a halide of at least one aromatic dicarboxylic acid with at least one aromatic diamine (for example, solution polymerization, surface polymerization, etc.).

上記芳香族ジカルボン酸としては、例えば、イソフタル酸、テレフタル酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、4,4’−ビフェニルジカルボン酸、3,3’−ビフェニルジカルボン酸、4,4’−ジフェニルエーテルジカルボン酸等が挙げられる。 Examples of the aromatic dicarboxylic acid include isophthalic acid, terephthalic acid, 1,4-naphthalenedicarboxylic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 4,4'-biphenyldicarboxylic acid, and 3,3'-biphenyldicarboxylic acid. Examples thereof include 4,4'-diphenyl ether dicarboxylic acid.

上記芳香族ジアミン酸としては、例えば、p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、4,4’−ジアミノビフェニル、2,4−ジアミノジフェニルアミン、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルアミン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、2,4−ジアミノトルエン、2,6−ナフタレンジアミン、1,5−ナフタレンジアミン等が挙げられる。 Examples of the aromatic diamine acid include p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, 4,4'-diaminobiphenyl, 2,4-diaminodiphenylamine, 4,4'-diaminobenzophenone, and 4,4'-diaminodiphenyl ether. , 4,4'-Diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylamine, 4,4'-diaminodiphenylsulfone, 2,4-diaminotoluene, 2,6-naphthalenediamine, 1,5-naphthalenediamine and the like. ..

上記アラミド繊維は、上記全芳香族ポリアミドを周知慣用の方法により(例えば、紡糸、洗浄、乾燥処理等の工程を経て)繊維状に紡糸することにより製造できる。また、繊維状に紡糸された後は、必要に応じて解砕処理等を施すことができる。本開示に係る発明においては、より厚みが薄くても、十分な耐熱性(例えば、高温環境下における形状保持性)を有する不織布を形成することができ、よりセパレータの薄化に資する(若しくは、二次電池の小型化に資する)点で、超高圧ホモジナイザー等により強力な機械的剪断力を加えミクロフィブリル化することが好ましい。 The aramid fiber can be produced by spinning the all-aromatic polyamide into a fibrous form (for example, through steps such as spinning, washing, and drying) by a well-known and conventional method. Further, after being spun into a fibrous form, a crushing treatment or the like can be performed as needed. In the invention according to the present disclosure, a nonwoven fabric having sufficient heat resistance (for example, shape retention in a high temperature environment) can be formed even if the thickness is thinner, which further contributes to the thinning of the separator (or). In terms of contributing to the miniaturization of the secondary battery), it is preferable to apply a strong mechanical shearing force to the microfibril with an ultra-high pressure homogenizer or the like.

上記耐熱層(B)中の、上記微小繊維の含有量は、例えば30〜70重量%であり、なかでも、不織布である耐熱層(B)の強度、柔軟性及び空隙率が好適なものになる点から、上記微小繊維の含有量の下限値は、好ましくは35重量%、特に好ましくは40重量%である。また、上記フィラーの含有量の上限値は、好ましくは66重量%、特に好ましくは62重量%である。 The content of the fine fibers in the heat-resistant layer (B) is, for example, 30 to 70% by weight, and the strength, flexibility, and porosity of the heat-resistant layer (B), which is a non-woven fabric, are particularly suitable. From this point of view, the lower limit of the content of the fine fibers is preferably 35% by weight, particularly preferably 40% by weight. The upper limit of the content of the filler is preferably 66% by weight, particularly preferably 62% by weight.

(バインダ)
本開示のバインダは、上記分散媒溶液に適度な粘度を付与して塗布性を向上させる効果を発揮し、更に、粘着性を付与して、上記微小繊維を多孔質基材層の表面に固着させる作用を発揮する化合物である。
(Binder)
The binder of the present disclosure exerts an effect of imparting an appropriate viscosity to the dispersion medium solution to improve coatability, and further imparts adhesiveness to fix the fine fibers to the surface of the porous base material layer. It is a compound that exerts an action to make it.

耐熱層(B)の耐熱性を発現させる点において、耐熱性に優れたバインダを使用することは必須でないが好ましく、上記バインダとして、融点又は分解温度が、例えば160℃以上(好ましくは180℃以上、特に好ましくは200℃以上)であるバインダを使用することが好ましい。尚、バインダの融点又は分解温度の上限は、例えば400℃である。 It is not essential to use a binder having excellent heat resistance in terms of developing the heat resistance of the heat-resistant layer (B), but it is preferable, and the melting point or decomposition temperature of the binder is, for example, 160 ° C. or higher (preferably 180 ° C. or higher). It is particularly preferable to use a binder having a temperature of 200 ° C. or higher. The upper limit of the melting point or decomposition temperature of the binder is, for example, 400 ° C.

上記バインダとしては、1重量%水溶液の粘度(25℃、60回転における)が、例えば100〜5000mPa・sであることが好ましく、特に好ましくは500〜3000mPa・s、最も好ましくは1000〜2500mPa・sである。 As the binder, the viscosity of the 1 wt% aqueous solution (at 25 ° C. and 60 rpm) is preferably, for example, 100 to 5000 mPa · s, particularly preferably 500 to 3000 mPa · s, and most preferably 1000 to 2500 mPa · s. Is.

上記バインダには、例えば、フッ素系バインダ(例えば、ポリフッ化ビニリデン等)、ポリエステル系バインダ、エポキシ系バインダ、アクリル系バインダ、ビニルエーテル系バインダ等の非水系バインダや、水系バインダが挙げられる。上記バインダとしては、なかでも、環境負荷が小さく、安全性に優れる点で水系バインダを使用することが好ましい。 Examples of the binder include non-aqueous binders such as fluorine-based binders (for example, polyvinylidene fluoride, etc.), polyester-based binders, epoxy-based binders, acrylic-based binders, vinyl ether-based binders, and water-based binders. As the binder, it is preferable to use a water-based binder because it has a small environmental load and is excellent in safety.

上記水系バインダとしては、例えば、多糖類誘導体(1)、下記式(2)で表される構成単位を有する化合物、下記式(3)で表される構成単位を有する化合物等が挙げられる。これらは1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。

Figure 2021180097
(式中、Rは水酸基、カルボキシル基、フェニル基、N−置換又は無置換カルバモイル基、又は2−オキソ−1−ピロリジニル基を示す。)
Figure 2021180097
(式中、nは2以上の整数を示し、Lはエーテル結合又は(−NH−)基を示す。) Examples of the aqueous binder include a polysaccharide derivative (1), a compound having a structural unit represented by the following formula (2), a compound having a structural unit represented by the following formula (3), and the like. These can be used alone or in combination of two or more.
Figure 2021180097
(In the formula, R represents a hydroxyl group, a carboxyl group, a phenyl group, an N-substituted or unsubstituted carbamoyl group, or a 2-oxo-1-pyrrolidinyl group.)
Figure 2021180097
(In the formula, n represents an integer of 2 or more, and L represents an ether bond or a (-NH-) group.)

上記N−置換カルバモイル基としては、−CONHCH(CH32、−CON(CH32基等の、N−C1-4アルキル置換カルバモイル基が挙げられる。 As the N- substituted carbamoyl group, -CONHCH (CH 3) 2, -CON (CH 3) such as 2 groups include N-C 1-4 alkyl-substituted carbamoyl group.

上記カルボキシル基はアルカリ金属と塩を形成していてもよい。 The carboxyl group may form a salt with an alkali metal.

上記nは2以上の整数であり、例えば2〜5の整数、好ましくは2〜3の整数である。従って、式(3)中の[Cn2n]基は炭素数2以上のアルキレン基であり、ジメチレン基、メチルメチレン基、ジメチルメチレン基、トリメチレン基等が挙げられる。 The above n is an integer of 2 or more, for example, an integer of 2 to 5, preferably an integer of 2 to 3. Therefore, the [C n H 2n ] group in the formula (3) is an alkylene group having 2 or more carbon atoms, and examples thereof include a dimethylene group, a methylmethylene group, a dimethylmethylene group, and a trimethylene group.

上記式(2)で表される構成単位を有する化合物、及び下記式(3)で表される構成単位を有する化合物は、それぞれ、式(2)で表される構成単位や式(3)で表される構成単位以外の構成単位を有していてもよい。 The compound having the structural unit represented by the above formula (2) and the compound having the structural unit represented by the following formula (3) are each represented by the structural unit represented by the formula (2) or the formula (3). It may have a structural unit other than the represented structural unit.

上記式(2)で表される構成単位を有する化合物としては、例えば、スチレン・ブタジエンゴム(SBR)、アクリロニトリル・ブタジエンゴム(NBR)、メタクリル酸メチル・ブタジエンゴム(MBR)、ブタジエンゴム(BR)等のジエン形ゴム;ポリアクリル酸、ポリアクリル酸ナトリウム、アクリル酸/マレイン酸共重合体・ナトリウム塩、アクリル酸/スルホン酸共重合体・ナトリウム塩等のアクリル系ポリマー;ポリアクリルアミド、ポリ−N−イソプロピルアクリルアミド、ポリ−N,N−ジメチルアクリルアミド等のアクリルアミド系ポリマー;ポリビニルピロリドン等が挙げられる。 Examples of the compound having a structural unit represented by the above formula (2) include styrene-butadiene rubber (SBR), acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), methyl methacrylate butadiene rubber (MBR), and butadiene rubber (BR). Diene-type rubbers such as; acrylic polymers such as polyacrylic acid, sodium polyacrylate, acrylic acid / maleic acid copolymer / sodium salt, acrylic acid / sulfonic acid copolymer / sodium salt; polyacrylamide, poly-N. Acrylamide-based polymers such as -isopropylacrylamide, poly-N, N-dimethylacrylamide; polyvinylpyrrolidone and the like can be mentioned.

上記式(3)で表される構成単位を有する化合物としては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール;ポリエチレンイミンなどが挙げられる。 Examples of the compound having a structural unit represented by the above formula (3) include polyalkylene glycols such as polyethylene glycol and polypropylene glycol; polyethyleneimine and the like.

上記多糖類誘導体(1)は、2個以上の単糖類がグリコシド結合によって重合してなる化合物である。上記多糖類誘導体(1)は、なかでも、グルコース(例えば、α−グルコース、又はβ−グルコース)がグリコシド結合によって重合してなる化合物、若しくはその誘導体が好ましく、特に、セルロース、デンプン、グリコーゲン、若しくはこれらの誘導体から選択される少なくとも1種が好ましい。 The polysaccharide derivative (1) is a compound obtained by polymerizing two or more monosaccharides by glycosidic bonds. The polysaccharide derivative (1) is preferably a compound obtained by polymerizing glucose (for example, α-glucose or β-glucose) by a glycosidic bond, or a derivative thereof, and in particular, cellulose, starch, glycogen, or At least one selected from these derivatives is preferred.

上記多糖類誘導体(1)としては、とりわけ、セルロース又はその誘導体を使用することが耐熱性に優れ、少量を添加することにより、分散媒溶液に優れた粘着力及び粘度を付与することができる点で好ましい。 As the polysaccharide derivative (1), it is particularly excellent in heat resistance to use cellulose or a derivative thereof, and by adding a small amount, excellent adhesive strength and viscosity can be imparted to the dispersion medium solution. Is preferable.

上記セルロース、又はその誘導体としては、例えば、下記式(1-1)で表される構成単位を有する化合物が挙げられる。

Figure 2021180097
(式中、R1〜R3は、同一又は異なって、水素原子、ヒドロキシル基又はカルボキシル基を有する炭素数1〜5のアルキル基を示す。尚、上記ヒドロキシル基及びカルボキシル基はアルカリ金属と塩を形成していてもよい。) Examples of the cellulose or its derivatives include compounds having a structural unit represented by the following formula (1-1).
Figure 2021180097
(In the formula, R 1 to R 3 represent the same or different alkyl groups having hydrogen atoms, hydroxyl groups or carboxyl groups and having 1 to 5 carbon atoms. The hydroxyl groups and carboxyl groups are alkali metals and salts. May be formed.)

上記炭素数1〜5のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、等が挙げられる。 Examples of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, an s-butyl group, a t-butyl group, a pentyl group and the like.

上記ヒドロキシル基及びカルボキシル基はアルカリ金属と塩を形成していてもよく、例えば、−OH基は、ナトリウムと塩を形成して−ONa基となっていてもよく、−COOH基は、ナトリウムと塩を形成して−COONa基となっていてもよい。 The hydroxyl group and the carboxyl group may form a salt with an alkali metal, for example, the -OH group may form a salt with sodium to form a -ONa group, and the -COOH group may form a sodium. It may form a salt to form a -COONa group.

上記セルロースの誘導体としては、具体的には、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース、及びこれらのアルカリ金属塩(例えば、カルボキシメチルセルロースナトリウム)等が挙げられる。 Specific examples of the cellulose derivative include hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, carboxymethyl cellulose, and alkali metal salts thereof (for example, sodium carboxymethyl cellulose).

以上より、本開示のバインダとしては水系バインダが好ましく、なかでも、粘性付与効果に優れ、少量の添加で分散媒溶液の塗布性を向上させることができる点、微小繊維を多孔質基材層の表面に固着させる作用を発揮することができる点、及び、耐熱性に優れる点で、多糖類誘導体(1)が好ましく、とりわけセルロース又はその誘導体が好ましい。 Based on the above, aqueous binders are preferable as the binders of the present disclosure, and among them, the effect of imparting viscosity is excellent, the coatability of the dispersion medium solution can be improved by adding a small amount, and the fine fibers are used in the porous substrate layer. The polysaccharide derivative (1) is preferable, and cellulose or a derivative thereof is particularly preferable, because it can exert an action of adhering to the surface and is excellent in heat resistance.

上記耐熱層(B)中の、上記バインダの含有量は、例えば10〜60重量%であり、なかでも、微小繊維及びフィラー間の結着性が向上して耐熱層(B)の強度が高められ、且つ、耐熱層(B)の多孔質基材層(A)への密着性が向上する点から、上記バインダの含有量の下限値は、好ましくは13重量%、特に好ましくは15重量%である。また、多孔質基材層(A)及び多孔質基材層(A)の空隙の閉塞を抑制する点から、上記バインダの含有量の上限値は、好ましくは40重量%、特に好ましくは20重量%である。 The content of the binder in the heat-resistant layer (B) is, for example, 10 to 60% by weight, and in particular, the binding property between the fine fibers and the filler is improved and the strength of the heat-resistant layer (B) is increased. In addition, the lower limit of the binder content is preferably 13% by weight, particularly preferably 15% by weight, from the viewpoint of improving the adhesion of the heat-resistant layer (B) to the porous base material layer (A). Is. Further, from the viewpoint of suppressing the blockage of the voids of the porous base material layer (A) and the porous base material layer (A), the upper limit of the binder content is preferably 40% by weight, particularly preferably 20% by weight. %.

上記耐熱層(B)中の、上記バインダに対する上記微小繊維の重量比(微小繊維/バインダ)は、耐熱層(B)の強度と、多孔質基材層(A)への密着性の点から、0.5〜7が好ましく、より好ましくは0.9〜5、更に好ましくは2〜4である。 The weight ratio (microfibers / binder) of the fine fibers to the binder in the heat-resistant layer (B) is determined from the viewpoint of the strength of the heat-resistant layer (B) and the adhesion to the porous base material layer (A). , 0.5 to 7, more preferably 0.9 to 5, still more preferably 2 to 4.

(フィラー)
上記フィラーは、特に限定されず、公知のものを用いることができる。上記フィラーとしては、有機フィラーであってもよいし、無機フィラーであってもよいが、バインダの吸着に優れる点から、無機フィラーが好ましい。
(Filler)
The filler is not particularly limited, and known fillers can be used. The filler may be an organic filler or an inorganic filler, but an inorganic filler is preferable because it is excellent in adsorbing binder.

上記有機フィラーとしては、例えば、ポリウレタン微粒子、エポキシ樹脂微粒子、ナイロン微粒子(ナイロン6微粒子、ナイロン6−6微粒子、ナイロン6−10微粒子、ナイロン6T微粒子、ナイロン9T微粒子等)、ポリフェニレンスルフィド微粒子、ポリフェニレンスルホン微粒子、ポリエーテルスルホン微粒子、ポリエチレンテレフタレート微粒子、ポリアミドイミド微粒子、ポリイミド微粒子、ポリエーテルイミド微粒子、ポリカーボネート微粒子、ポリエーテルケトン微粒子、ポリエーテルエーテルケトン微粒子、シリコーン微粒子、ポリ乳酸微粒子、PMMA微粒子、ポリスチレン微粒子、アラミド微粒子(メタ系アラミド微粒子、パラ系アラミド微粒子等)、セルロースナノクリスタルなどが挙げられる。 Examples of the organic filler include polyurethane fine particles, epoxy resin fine particles, nylon fine particles (nylon 6 fine particles, nylon 6-6 fine particles, nylon 6-10 fine particles, nylon 6T fine particles, nylon 9T fine particles, etc.), polyphenylene sulfide fine particles, and polyphenylene sulfone. Fine particles, polyether sulfone fine particles, polyethylene terephthalate fine particles, polyamideimide fine particles, polyimide fine particles, polyetherimide fine particles, polycarbonate fine particles, polyether ketone fine particles, polyether ether ketone fine particles, silicone fine particles, polylactic acid fine particles, PMMA fine particles, polystyrene fine particles, Examples thereof include aramid fine particles (meth-based aramid fine particles, para-based aramid fine particles, etc.), cellulose nanocrystals, and the like.

上記無機フィラーとしては、極性を有し、バインダの吸着性に一層優れる点から、無機酸化物フィラー(シリカ(SiO2)、アルミナ(Al23)、チタニア(TiO2)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化カルシウム(CaO)、酸化ジルコニウム(ZrO2)、マグネシア(MgO)、酸化バリウム、酸化ホウ素、マイカ、タルク、ワラストナイト、アタパルジャイト、ベーマイト(Al23・H2O)等)が好ましく、より好ましくはシリカ、アルミナ、チタニア、マグネシア、更に好ましくはシリカ、アルミナである。 The inorganic filler has polarity and is more excellent in binder adsorption. Therefore, the inorganic oxide filler (silica (SiO 2 ), alumina (Al 2 O 3 ), titania (TIO 2 ), zinc oxide (Zn O)) ), Calcium oxide (CaO), Zirconium oxide (ZrO 2 ), Magnesia (MgO), Barium oxide, Boron oxide, Mica, Tarku, Wallastnite, Attapulsite, Boehmite (Al 2 O 3 · H 2 O), etc.) Preferred, more preferably silica, alumina, titania, magnesia, still more preferably silica, alumina.

上記フィラーは、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。 The above fillers can be used alone or in combination of two or more.

上記フィラーの形状は、特に限定されず、例えば、粒状、板状、針状などの何れの形状であってもよい。 The shape of the filler is not particularly limited, and may be any shape such as granular, plate-shaped, and needle-shaped.

上記フィラーが粒状フィラー、板状フィラーである場合の体積平均粒子径は、0.005〜50μmが好ましく、より好ましくは0.01〜40μm、更に好ましくは0.02〜10μmである。体積平均粒子径が0.005μm以上であると、耐熱層(B)が多孔構造を形成しやすく、また、フィラーが多孔質基材層(A)の空隙を閉塞しにくい。体積平均粒子径が50μm以下であると、耐熱層(B)が薄膜化しやすくなり、耐熱性が向上する傾向がある。尚、粒状フィラー、板状フィラーの平均粒子径は、レーザー回折・散乱法によるメディアン径(D50)である。 When the filler is a granular filler or a plate-shaped filler, the volume average particle size is preferably 0.005 to 50 μm, more preferably 0.01 to 40 μm, and further preferably 0.02 to 10 μm. When the volume average particle size is 0.005 μm or more, the heat-resistant layer (B) tends to form a porous structure, and the filler does not easily close the voids of the porous substrate layer (A). When the volume average particle size is 50 μm or less, the heat-resistant layer (B) tends to be thinned, and the heat resistance tends to be improved. The average particle size of the granular filler and the plate-shaped filler is the median diameter (D50) by the laser diffraction / scattering method.

上記フィラーが針状フィラーである場合の平均長さは、0.02〜100μmが好ましく、より好ましくは0.05〜60μm、更に好ましくは0.1〜40μmである。また、平均径は、0.002〜10μmが好ましく、より好ましくは0.005〜6μm、更に好ましくは0.01〜4μmである。また、アスペクト比(平均長さ/平均径)は、1.1以上10未満が好ましく、より好ましくは1.2〜8、更に好ましくは1.5〜6である。上記の、平均長さ、平均径及びアスペクト比が上記範囲内であると、耐熱層(B)が多孔構造を形成しやすく、また、フィラーが多孔質基材層(A)の空隙を閉塞しにくい。さらに、耐熱層(B)について、薄膜化しやすく、耐熱性が向上する傾向がある。尚、フィラーの平均長さ及び平均径は、上記の微小繊維の場合と同様、電子顕微鏡(SEM、TEM)を用いて十分な数(例えば、100個以上)の針状フィラーの電子顕微鏡像を撮影して、上記フィラーの長さ及び径を計測し、算術平均することにより求められる。 When the filler is a needle-shaped filler, the average length is preferably 0.02 to 100 μm, more preferably 0.05 to 60 μm, and further preferably 0.1 to 40 μm. The average diameter is preferably 0.002 to 10 μm, more preferably 0.005 to 6 μm, and even more preferably 0.01 to 4 μm. The aspect ratio (average length / average diameter) is preferably 1.1 or more and less than 10, more preferably 1.2 to 8, and even more preferably 1.5 to 6. When the average length, average diameter and aspect ratio are within the above ranges, the heat-resistant layer (B) tends to form a porous structure, and the filler closes the voids of the porous substrate layer (A). Hateful. Further, the heat-resistant layer (B) tends to be thinned easily and the heat resistance tends to be improved. As for the average length and average diameter of the filler, an electron microscope image of a sufficient number (for example, 100 or more) of needle-shaped fillers can be obtained by using an electron microscope (SEM, TEM) as in the case of the above-mentioned fine fibers. It is obtained by taking a picture, measuring the length and diameter of the filler, and arithmetically averaging them.

尚、本開示のセパレータの透過性が優れる理由として、耐熱層を形成する分散媒溶中に存在する上記フィラーが、フィラーの形状、粒子径によらず、余分なバインダを吸着することにより、バインダによる多孔質基材の空隙(孔)の閉塞が抑制され、耐熱層形成の際の透過性低下が抑制されるということが考えられる。 The reason why the separator of the present disclosure is excellent in permeability is that the filler present in the dispersion medium dissolving forming the heat-resistant layer adsorbs an excess binder regardless of the shape and particle size of the filler. It is considered that the blockage of the voids (pores) of the porous substrate due to the above-mentioned is suppressed, and the decrease in permeability at the time of forming the heat-resistant layer is suppressed.

上記耐熱層(B)中の、上記フィラーの含有量は、例えば10〜70重量%であり、なかでも、多孔性基材の空隙の閉塞を抑制することによりセパレータの透過性を向上することができる点から、上記フィラーの含有量の下限値は、好ましくは15重量%、特に好ましくは20重量%である。また、上記フィラーの含有量の上限値は、耐熱層(B)の柔軟性を損なわない点から、好ましくは60重量%、特に好ましくは50重量%である。 The content of the filler in the heat-resistant layer (B) is, for example, 10 to 70% by weight, and in particular, the permeability of the separator can be improved by suppressing the blockage of the voids of the porous substrate. From the possible points, the lower limit of the content of the filler is preferably 15% by weight, particularly preferably 20% by weight. The upper limit of the content of the filler is preferably 60% by weight, particularly preferably 50% by weight, from the viewpoint of not impairing the flexibility of the heat-resistant layer (B).

上記分散媒中の、上記微小繊維に対する上記フィラーの重量比(フィラー/微小繊維)は、0.15〜2.3が好ましく、より好ましくは0.23〜1.7、更に好ましくは0.35〜1.2である。上記重量比が上記範囲内であると、耐熱層(B)が安定的に形成されやすくなるので、耐熱層(B)の柔軟性及び透過性が得られやすくなる。 The weight ratio (filler / microfiber) of the filler to the microfibers in the dispersion medium is preferably 0.15 to 2.3, more preferably 0.23 to 1.7, and even more preferably 0.35. ~ 1.2. When the weight ratio is within the above range, the heat-resistant layer (B) is likely to be stably formed, so that the flexibility and permeability of the heat-resistant layer (B) can be easily obtained.

上記分散媒中の、上記バインダに対する上記フィラーの重量比(フィラー/バインダ)は、0.17以上4.0未満であり、好ましくは0.35〜3.8、より好ましくは1.1〜3.5である。上記重量比が上記範囲内であると、バインダがフィラーに吸着されやすくなり、多孔質基材層の空隙のバインダによる閉塞が起きにくくなる。 The weight ratio (filler / binder) of the filler to the binder in the dispersion medium is 0.17 or more and less than 4.0, preferably 0.35 to 3.8, and more preferably 1.1 to 3. It is .5. When the weight ratio is within the above range, the binder is easily adsorbed by the filler, and the voids of the porous base material layer are less likely to be blocked by the binder.

(分散媒溶液)
本開示に係る分散媒溶液は、上記微小繊維、上記バインダ、上記フィラー、及び分散媒を少なくとも含む。
(Dispersion medium solution)
The dispersion medium solution according to the present disclosure contains at least the fine fibers, the binder, the filler, and the dispersion medium.

上記分散媒溶液は、例えば、微小繊維とバインダと水とを混合し、超高圧ホモジナイザー等を用い、処理圧30〜300MPaの機械的剪断力を加えることにより、微小繊維をマイクロフィブリル化し、そこにフィラーを加えてさらに混合することにより調製することができる。 In the dispersion medium solution, for example, fine fibers are mixed with a binder and water, and a mechanical shearing force having a processing pressure of 30 to 300 MPa is applied using an ultra-high pressure homogenizer or the like to microfibrillate the fine fibers. It can be prepared by adding a filler and further mixing.

上記分散媒溶液中における上記微小繊維の含有量は、例えば0.15〜5.0重量%であり、なかでも、透気度の上昇を抑制することができ、電解液浸透性を向上することができる点において、上記微小繊維の含有量の下限値は、好ましくは0.18重量%、特に好ましくは0.2重量%である。また、上記微小繊維の含有量の上限値は、好ましくは4.7重量%、特に好ましくは4重量%である。 The content of the fine fibers in the dispersion medium solution is, for example, 0.15 to 5.0% by weight, and above all, an increase in air permeability can be suppressed and the permeability of the electrolytic solution can be improved. The lower limit of the content of the fine fibers is preferably 0.18% by weight, particularly preferably 0.2% by weight. The upper limit of the content of the fine fibers is preferably 4.7% by weight, particularly preferably 4% by weight.

上記分散媒溶液中における上記バインダの含有量は、例えば0.003〜5重量%であり、なかでも、均一な塗工を可能とする点おいて、上記バインダの含有量の下限値は、好ましくは0.015重量%、特に好ましくは0.03重量%である。また、透気度の上昇を抑制することができ、電解液浸透性を向上することができる点において、上記バインダの含有量の上限値は、好ましくは3重量%、より好ましくは1.5重量%である。 The content of the binder in the dispersion medium solution is, for example, 0.003 to 5% by weight, and the lower limit of the content of the binder is preferable from the viewpoint of enabling uniform coating. Is 0.015% by weight, particularly preferably 0.03% by weight. Further, the upper limit of the content of the binder is preferably 3% by weight, more preferably 1.5% by weight, in that the increase in air permeability can be suppressed and the permeability of the electrolytic solution can be improved. %.

上記分散媒溶液中における上記フィラーの含有量は、例えば0.03〜7重量%であり、なかでも、不織布である耐熱層(B)の強度及び耐熱性を向上することができる点において、上記フィラーの含有量の下限値は、好ましくは0.05重量%、特に好ましくは0.06重量%である。また、上記フィラーの含有量の上限値は、好ましくは4.8重量%、特に好ましくは3.5重量%である。 The content of the filler in the dispersion medium solution is, for example, 0.03 to 7% by weight, and in particular, the strength and heat resistance of the heat-resistant layer (B), which is a nonwoven fabric, can be improved. The lower limit of the filler content is preferably 0.05% by weight, particularly preferably 0.06% by weight. The upper limit of the content of the filler is preferably 4.8% by weight, particularly preferably 3.5% by weight.

上記分散媒としては、水が好ましいが、水と有機溶剤との混合液であってもよい。有機溶剤の混合液中の含有量は、分散媒全量に対して、50重量%以下が好ましく、特に好ましくは30重量%以下、最も好ましくは10重量%以下である。 Water is preferable as the dispersion medium, but a mixed solution of water and an organic solvent may be used. The content of the organic solvent in the mixed solution is preferably 50% by weight or less, particularly preferably 30% by weight or less, and most preferably 10% by weight or less, based on the total amount of the dispersion medium.

上記分散媒溶液は、不揮発分として上記微小繊維、上記バインダ、及び上記フィラー以外にも他の成分(例えば、分散剤、界面活性剤等)を含有していてもよいが、上記分散媒溶液に含まれる不揮発分全量における、上記微小繊維、上記バインダ、及び上記フィラーの合計含有量の占める割合は、例えば50重量%以上、好ましくは60重量%以上、更に好ましくは70重量%以上、特に好ましくは80重量%以上、最も好ましくは90重量%以上、とりわけ好ましくは95重量%以上である。 The dispersion medium solution may contain other components (for example, a dispersant, a surfactant, etc.) in addition to the fine fibers, the binder, and the filler as non-volatile components, but the dispersion medium solution may contain. The ratio of the total content of the fine fibers, the binder, and the filler to the total amount of the non-volatile content contained is, for example, 50% by weight or more, preferably 60% by weight or more, more preferably 70% by weight or more, and particularly preferably 70% by weight or more. It is 80% by weight or more, most preferably 90% by weight or more, and particularly preferably 95% by weight or more.

上記分散媒溶液中の不揮発分濃度は、形成する不織布の厚さに応じて適宜調整することができ、例えば0.5〜10重量%とすることができる。 The concentration of the non-volatile content in the dispersion medium solution can be appropriately adjusted according to the thickness of the nonwoven fabric to be formed, and can be, for example, 0.5 to 10% by weight.

上記分散媒溶液の、温度25℃、せん断速度100(1/s)における粘度は、例えば10〜10000mPa・sであり、なかでも、均一な塗工を可能とする点において、好ましくは100〜7000mPa・s、特に好ましくは300〜5000mPa・sである。 The viscosity of the dispersion medium solution at a temperature of 25 ° C. and a shear rate of 100 (1 / s) is, for example, 10 to 10000 mPa · s, and in particular, 100 to 7000 mPa is preferable in terms of enabling uniform coating. -S, particularly preferably 300 to 5000 mPa · s.

上記分散媒溶液は上記特性を併せ持つため、二次電池用セパレータ(特に、耐熱性に優れる二次電池用セパレータ(=二次電池用耐熱性セパレータ))の形成に好適に使用することができる。 Since the dispersion medium solution has the above-mentioned characteristics, it can be suitably used for forming a separator for a secondary battery (particularly, a separator for a secondary battery having excellent heat resistance (= heat-resistant separator for a secondary battery)).

[二次電池用セパレータの製造方法]
上記二次電池用セパレータは、例えば、上記分散媒溶液を、上記多孔質基材(A)の表面に塗布し、乾燥させて、上記分散媒溶液の固化物からなる不織布である耐熱層(B)と、多孔質基材(A)との積層体を形成する工程を経て製造することができる。
[Manufacturing method of separator for secondary battery]
The separator for a secondary battery is, for example, a heat-resistant layer (B) which is a non-woven fabric made of a solidified product of the dispersion medium solution by applying the dispersion medium solution to the surface of the porous substrate (A) and drying the mixture. ) And the porous substrate (A) can be manufactured through a step of forming a laminate.

上記分散媒溶液を塗布する方法としては、特に制限がなく、例えば、印刷法、コーティング法等により行うことができる。具体的には、スクリーン印刷法、マスク印刷法、オフセット印刷法、インクジェット印刷法、フレキソ印刷法、グラビア印刷法、シルクスクリーン印刷法、スタンピング、ディスペンス、スキージ法、噴霧、刷毛塗り等が挙げられる。また、フィルムアプリケーター、バーコーター、ダイコーター、コンマコーター、グラビアコーター等により塗工してもよい。 The method for applying the dispersion medium solution is not particularly limited, and may be, for example, a printing method, a coating method, or the like. Specific examples thereof include screen printing method, mask printing method, offset printing method, inkjet printing method, flexographic printing method, gravure printing method, silk screen printing method, stamping, dispense, squeegee method, spraying, and brush coating. Further, the coating may be performed by a film applicator, a bar coater, a die coater, a comma coater, a gravure coater or the like.

上記分散媒溶液は、多孔質基材(A)の少なくとも一方の面に塗布すればよい。本開示に係る発明においては、なかでも、二次電池用セパレータの総厚みを薄化することができ、電池の充填密度を高めることができ、二次電池の小型化に資する点において、多孔質基材(A)の一方の面のみに塗布することが好ましい。 The dispersion medium solution may be applied to at least one surface of the porous substrate (A). In the invention according to the present disclosure, among them, the total thickness of the separator for a secondary battery can be reduced, the filling density of the battery can be increased, and the porosity can be contributed to the miniaturization of the secondary battery. It is preferable to apply it only to one surface of the base material (A).

上記分散媒溶液を乾燥させる方法としては、特に限定されないが、加熱、減圧、送風等の方法が挙げられる。加熱温度や加熱時間、減圧度や減圧時間、送風量、送風速度、送風温度、送風する気体の種類や乾燥度、送風する対象となる領域、送風の方向等は、任意に選択することができる。 The method for drying the dispersion medium solution is not particularly limited, and examples thereof include heating, depressurization, and ventilation. The heating temperature and heating time, decompression degree and decompression time, air volume, air velocity, air temperature, type and dryness of gas to be blown, area to be blown, direction of air blow, etc. can be arbitrarily selected. ..

[二次電池]
本開示の二次電池は、正極活物質層が正極集電体に配置された正極と、負極活物質層が負極集電体に配置された負極と、セパレータと、電解液とを含む発電要素を、外装体内部に含むものである。そして、上記二次電池は、セパレータとして上述の二次電池用セパレータを使用することを特徴とする。
[Secondary battery]
The secondary battery of the present disclosure is a power generation element including a positive electrode in which a positive electrode active material layer is arranged in a positive electrode current collector, a negative electrode in which a negative electrode active material layer is arranged in a negative electrode current collector, a separator, and an electrolytic solution. Is included inside the exterior body. The secondary battery is characterized in that the above-mentioned separator for a secondary battery is used as the separator.

上記二次電池は、正極、負極、及びセパレータを積層して巻回したものを、電解液と共に缶などの容器に封入した巻回型電池であっても、正極、負極、及びセパレータを積層したシート状物を、電解液と共に、比較的柔軟な外装体内部に封じ込めた積層型電池であってもよい。 The secondary battery is a wound battery in which a positive electrode, a negative electrode, and a separator are laminated and wound, and the battery is sealed in a container such as a can together with an electrolytic solution. A laminated battery in which a sheet-like material is enclosed together with an electrolytic solution inside a relatively flexible exterior body may be used.

上記二次電池は、耐熱性(例えば、高温環境下における形状保持性)に優れた上述の二次電池用セパレータを備えるため安全性に優れる。また、上記二次電池用セパレータは軽量であり、且つ厚みが薄い。そのため、上記二次電池は軽く、その上、電極の充填密度を向上することができるので、二次電池の小型化に対応することができる The secondary battery is excellent in safety because it includes the above-mentioned separator for a secondary battery having excellent heat resistance (for example, shape retention in a high temperature environment). Further, the separator for the secondary battery is lightweight and thin. Therefore, the secondary battery is light, and the filling density of the electrodes can be improved, so that it is possible to cope with the miniaturization of the secondary battery.

そのため、上記二次電池を使用すれば、スマートフォンやノートパソコンなどの情報関連機器、ハイブリッド車や電気自動車等を、安全性を高く維持しつつ、軽量化することができる。例えば、上記二次電池を利用する電気自動車は、大幅な軽量化が可能であり、それにより燃費を飛躍的に向上することができる。 Therefore, by using the above-mentioned secondary battery, it is possible to reduce the weight of information-related devices such as smartphones and notebook computers, hybrid vehicles, electric vehicles, and the like while maintaining high safety. For example, an electric vehicle using the secondary battery can be significantly reduced in weight, thereby dramatically improving fuel efficiency.

以上、本開示に係る発明の各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であって、本開示に係る発明の主旨から逸脱しない範囲において、適宜、構成の付加、省略、置換、及び変更が可能である。また、本開示に係る発明は、実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲の記載によってのみ限定される。 As described above, each configuration of the invention according to the present disclosure and combinations thereof are examples, and the configurations can be added, omitted, replaced, and changed as appropriate within the range not deviating from the gist of the invention according to the present disclosure. .. Further, the invention according to the present disclosure is not limited to the embodiments, but is limited only by the description of the scope of claims.

また、本明細書に開示された各々の態様は、本明細書に開示された他のいかなる特徴とも組み合わせることができる。 Also, each aspect disclosed herein can be combined with any other feature disclosed herein.

以下、実施例により本開示に係る発明をより具体的に説明するが、本開示に係る発明はこれらの実施例により限定されるものではない。 Hereinafter, the invention according to the present disclosure will be described more specifically by way of examples, but the invention according to the present disclosure is not limited to these examples.

[実施例1]
水1484gにカルボキシメチルセルロースナトリウム(CMC)(乾燥減量:5.6%、ダイセルファインケム(株)製、品番:2200)を15.89重量部加え、自転公転撹拌機(シンキー社製、品名:あわとり練太郎、型番:ARE−310)を用いて、3000rpmで30分撹拌することにより1.0重量%CMC水溶液を調製した。
[Example 1]
Add 15.89 parts by weight of sodium carboxymethyl cellulose (CMC) (dry weight loss: 5.6%, manufactured by Daisel Finechem Co., Ltd., product number: 2200) to 1484 g of water, and add a rotating revolution agitator (manufactured by Shinky Co., Ltd., product name: Awatori). A 1.0 wt% CMC aqueous solution was prepared by stirring at 3000 rpm for 30 minutes using Neritaro, model number: ARE-310).

次に、アラミド微細繊維(平均径D:0.56μm、平均長L:0.43mm、平均アスペクト比:768、分解温度:400℃以上、固形分:20%、ダイセルファインケム(株)製、商品名:ティアラ、品番:KY400S)1重量部に水19重量部を加え、自転公転撹拌機を用いて2000rpmで5分撹拌した。さらに、高圧ホモジナイザーを用いて処理(50MPa、30パス)することにより1.0重量%アラミド繊維水分散液を得た。 Next, aramid fine fibers (average diameter D: 0.56 μm, average length L: 0.43 mm, average aspect ratio: 768, decomposition temperature: 400 ° C. or higher, solid content: 20%, manufactured by Daisel Finechem Co., Ltd., product Name: Tiara, product number: KY400S) 19 parts by weight of water was added to 1 part by weight, and the mixture was stirred at 2000 rpm for 5 minutes using a rotating revolution stirrer. Further, the treatment was performed using a high-pressure homogenizer (50 MPa, 30 passes) to obtain a 1.0 wt% aramid fiber aqueous dispersion.

1.0重量%CMC水溶液100重量部、1.0重量%アラミド繊維水分散液(1)300重量部、水100重量部、及びシリカ(粒状、体積平均粒子径28.1nm、日本アエロジル(株)製、アエロジル50)1.05重量部を配合し、自転公転撹拌機を用いて3000rpmで30分撹拌することにより耐熱層形成用の分散媒溶液を得た。 100 parts by weight of 1.0 wt% CMC aqueous solution, 300 parts by weight of 1.0 wt% aramid fiber aqueous dispersion (1), 100 parts by weight of water, and silica (granular, volume average particle diameter 28.1 nm, Nippon Aerodil Co., Ltd.) ), Aerodil 50) 1.05 parts by weight was blended and stirred at 3000 rpm for 30 minutes using a rotating revolution stirrer to obtain a dispersion medium solution for forming a heat-resistant layer.

コロナ放電処理を施した多孔質基材であるポリエチレン微多孔膜(厚さ20μm、透気度235sec/100mL、ダブル・スコープ(株)製)の片面に、分散媒溶液を、自動塗工装置(テスター産業(株)製、型番:PI−1210)を用いて、240mm/secの速度で塗工し、次に60℃において20分間乾燥して不織布である耐熱層を形成して、積層体(多孔質基材層/耐熱層)であるセパレータを得た。総厚み:26μm、耐熱層の厚み:6μmであった。 An automatic coating device (thickness 20 μm, air permeability 235 sec / 100 mL, manufactured by Double Scope Co., Ltd.) is applied to one side of a polyethylene microporous film (thickness 20 μm, air permeability 235 sec / 100 mL), which is a porous substrate subjected to corona discharge treatment. Using Tester Sangyo Co., Ltd., model number: PI-1210), the coating was applied at a rate of 240 mm / sec, and then dried at 60 ° C. for 20 minutes to form a heat-resistant layer, which is a non-woven fabric, to form a laminate (a laminate (). A separator which is a porous base material layer / heat-resistant layer) was obtained. The total thickness was 26 μm, and the thickness of the heat-resistant layer was 6 μm.

得られたセパレータについて、透気度及び耐熱性について評価した。 The obtained separator was evaluated for air permeability and heat resistance.

[実施例2]
シリカの添加量を3.3重量部とした以外は実施例1と同様にした。セパレータの総厚みは27μm、耐熱層の厚みは7μmであった。
[Example 2]
The procedure was the same as in Example 1 except that the amount of silica added was 3.3 parts by weight. The total thickness of the separator was 27 μm, and the thickness of the heat-resistant layer was 7 μm.

[実施例3]
シリカの代わりにアルミナ(粒状、体積平均粒子径0.7μm、住友化学(株)製、AKP−3000)を用いた以外は実施例1と同様にした。セパレータの総厚みは26μm、耐熱層の厚みは6μmであった。
[Example 3]
The same procedure as in Example 1 was carried out except that alumina (granular, volume average particle diameter 0.7 μm, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., AKP-3000) was used instead of silica. The total thickness of the separator was 26 μm, and the thickness of the heat-resistant layer was 6 μm.

[実施例4]
シリカの代わりにアルミナ(体積平均粒子径0.7μm、住友化学(株)製、AKP−3000)を用い、アルミナの添加量を3.3重量部とした以外は実施例1と同様にした。セパレータの総厚みは27μm、耐熱層の厚みは7μmであった。
[Example 4]
Alumina (volume average particle diameter 0.7 μm, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., AKP-3000) was used instead of silica, and the same as in Example 1 except that the amount of alumina added was 3.3 parts by weight. The total thickness of the separator was 27 μm, and the thickness of the heat-resistant layer was 7 μm.

[比較例1]
フィラーを配合しなかった以外は実施例1と同様にした。セパレータの総厚みは25μm、耐熱層の厚みは5μmであった。
[比較例2]
耐熱層を形成しない上記ポリエチレン微多孔膜について、透気度及び耐熱性を評価した。
[Comparative Example 1]
The procedure was the same as in Example 1 except that no filler was added. The total thickness of the separator was 25 μm, and the thickness of the heat-resistant layer was 5 μm.
[Comparative Example 2]
The air permeability and heat resistance of the polyethylene microporous membrane that did not form a heat-resistant layer were evaluated.

(透気度試験)
透気度は、テスター産業(株)製のガーレー式デンソメーターB型を用い、JIS P8117に準拠した方法で測定した。秒数はデジタルオートカウンターで測定した。透気度(ガーレー値)の値が小さいほど空気の透過性が高いことを意味する。
(Air permeability test)
The air permeability was measured by a method according to JIS P8117 using a Garley type densometer B type manufactured by Tester Sangyo Co., Ltd. The number of seconds was measured with a digital auto counter. The smaller the value of air permeability (Garley value), the higher the air permeability.

(耐熱性試験)
実施例及び比較例で得られたセパレータ(40mm×40mmの正方形)をアルミ板上に置いた。続いて、アルミ板に乗せた上記セパレータを、130℃の高温槽の中に入れ、30分間加熱した。そして、加熱後のセパレータの収縮率を下記式から算出し、これを耐熱性の指標とした。尚、収縮率が小さいほど耐熱性に優れることを意味する。
収縮率(%)=[1−(加熱後のセパレータの最も収縮した部分のMD方向長さ[mm]/加熱前のセパレータのMD方向の長さ[mm])]×100
(Heat resistance test)
The separators (40 mm × 40 mm square) obtained in Examples and Comparative Examples were placed on an aluminum plate. Subsequently, the separator placed on an aluminum plate was placed in a high temperature bath at 130 ° C. and heated for 30 minutes. Then, the shrinkage rate of the separator after heating was calculated from the following formula, and this was used as an index of heat resistance. The smaller the shrinkage rate, the better the heat resistance.
Shrinkage rate (%) = [1- (Length of the most shrunk portion of the separator after heating in the MD direction [mm] / Length of the separator before heating in the MD direction [mm])] × 100

実施例1〜4、比較例1、2の結果を下記表1にまとめて示す。

Figure 2021180097
The results of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 are summarized in Table 1 below.
Figure 2021180097

表1より、実施例1〜4で得られたセパレータは、耐熱層にフィラーを含有しない比較例1よりも、透気度及び耐熱性に優れ、且つ、比較例2よりも耐熱性に優れることがわかった。 From Table 1, the separators obtained in Examples 1 to 4 are more excellent in air permeability and heat resistance than Comparative Example 1 in which the heat-resistant layer does not contain a filler, and are more excellent in heat resistance than Comparative Example 2. I understood.

Claims (10)

多孔質基材層(A)と、融点又は分解温度が200℃以上である微小繊維、バインダ、及び、極性を有するフィラーを含む不織布からなる耐熱層(B)と、を含み、前記耐熱層(B)中の前記バインダに対する前記フィラーの重量比(フィラー/バインダ)が0.17以上4未満である、二次電池用セパレータ。 The heat-resistant layer (A) includes a heat-resistant layer (A) and a heat-resistant layer (B) made of a non-woven fabric containing microfibers having a melting point or decomposition temperature of 200 ° C. or higher, a binder, and a filler having polarity. A separator for a secondary battery, wherein the weight ratio (filler / binder) of the filler to the binder in B) is 0.17 or more and less than 4. 前記微小繊維がアラミド繊維である、請求項1に記載の二次電池用セパレータ。 The separator for a secondary battery according to claim 1, wherein the fine fibers are aramid fibers. 前記バインダが水系バインダである、請求項1又は2に記載の二次電池用セパレータ。 The separator for a secondary battery according to claim 1 or 2, wherein the binder is a water-based binder. 前記バインダが、多糖類誘導体(1)、下記式(2)で表される構成単位を有する化合物、及び下記式(3)で表される構成単位を有する化合物から選択される少なくとも1種である、請求項1〜3の何れか1項に記載の二次電池用セパレータ。
Figure 2021180097
(式中、Rは水酸基、カルボキシル基、フェニル基、N−置換又は無置換カルバモイル基、又は2−オキソ−1−ピロリジニル基を示す)
Figure 2021180097
(式中、nは2以上の整数を示し、Lはエーテル結合又は(−NH−)基を示す)
The binder is at least one selected from a polysaccharide derivative (1), a compound having a structural unit represented by the following formula (2), and a compound having a structural unit represented by the following formula (3). , The separator for a secondary battery according to any one of claims 1 to 3.
Figure 2021180097
(In the formula, R represents a hydroxyl group, a carboxyl group, a phenyl group, an N-substituted or unsubstituted carbamoyl group, or a 2-oxo-1-pyrrolidinyl group).
Figure 2021180097
(In the formula, n indicates an integer of 2 or more, and L indicates an ether bond or a (-NH-) group).
前記バインダが、セルロース、デンプン、グリコーゲン、及びこれらの誘導体から選択される少なくとも1種である、請求項1〜3の何れか1項に記載の二次電池用セパレータ。 The separator for a secondary battery according to any one of claims 1 to 3, wherein the binder is at least one selected from cellulose, starch, glycogen, and derivatives thereof. 前記微小繊維の平均繊維径が0.01〜1μm、平均長さが0.01〜2mmである、請求項1〜5の何れか1項に記載の二次電池用セパレータ。 The separator for a secondary battery according to any one of claims 1 to 5, wherein the fine fibers have an average fiber diameter of 0.01 to 1 μm and an average length of 0.01 to 2 mm. 前記フィラーが、無機酸化物フィラーである、請求項1〜6の何れか1項に記載の二次電池用セパレータ。 The separator for a secondary battery according to any one of claims 1 to 6, wherein the filler is an inorganic oxide filler. 二次電池用セパレータの総厚みが10〜50μmであり、前記耐熱層(B)の厚みが0.5〜20μmである、請求項1〜7の何れか1項に記載の二次電池用セパレータ。 The separator for a secondary battery according to any one of claims 1 to 7, wherein the total thickness of the separator for a secondary battery is 10 to 50 μm, and the thickness of the heat-resistant layer (B) is 0.5 to 20 μm. .. 前記多孔質基材(A)の表面に、前記微小繊維、前記バインダ、及び前記フィラーの分散媒溶液を塗布し、分散媒を揮発させる工程を経て、請求項1〜8の何れか1項に記載の二次電池用セパレータを得る、二次電池用セパレータの製造方法。 The surface of the porous substrate (A) is coated with a dispersion medium solution of the fine fibers, the binder, and the filler, and the dispersion medium is volatilized. A method for manufacturing a separator for a secondary battery, which obtains the separator for the secondary battery described above. 請求項1〜8の何れか1項に記載の二次電池用セパレータを備えた二次電池。 A secondary battery provided with the separator for a secondary battery according to any one of claims 1 to 8.
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