JP2022026936A - Separator for non-aqueous secondary battery and non-aqueous secondary battery - Google Patents

Separator for non-aqueous secondary battery and non-aqueous secondary battery Download PDF

Info

Publication number
JP2022026936A
JP2022026936A JP2020130640A JP2020130640A JP2022026936A JP 2022026936 A JP2022026936 A JP 2022026936A JP 2020130640 A JP2020130640 A JP 2020130640A JP 2020130640 A JP2020130640 A JP 2020130640A JP 2022026936 A JP2022026936 A JP 2022026936A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat
resistant
porous layer
separator
particles
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2020130640A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
恵美 佐藤
Emi Sato
聡 西川
Satoshi Nishikawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Teijin Ltd
Original Assignee
Teijin Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Teijin Ltd filed Critical Teijin Ltd
Priority to JP2020130640A priority Critical patent/JP2022026936A/en
Publication of JP2022026936A publication Critical patent/JP2022026936A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Cell Separators (AREA)

Abstract

To provide a separator for a non-aqueous secondary battery having a heat-resistant porous layer on a porous base material which is excellent in heat resistance and prevents peeling of the heat-resistant porous layer from the porous base material.SOLUTION: A separator for a non-aqueous secondary battery has a porous base material, and a heat-resistant porous layer that is provided on one surface or both surfaces of the porous base material and contains a heat-resistant binder resin, inorganic particles and heat-resistant resin particles, in which an average primary particle diameter of the inorganic particles contained in the heat-resistant porous layer is 0.01 μm to 3 μm, and an average primary particle diameter of the heat-resistant resin particles contained in the heat-resistant porous layer is 0.6 μm to 10 μm.SELECTED DRAWING: None

Description

本開示は、非水系二次電池用セパレータ及び非水系二次電池に関する。 The present disclosure relates to a separator for a non-aqueous secondary battery and a non-aqueous secondary battery.

非水系二次電池を構成する部材の一つであるセパレータには、電池の安全性を担保するために、電池内部が高温になっても容易に破膜したり収縮したりしない耐熱性が要求される。耐熱性を高めたセパレータとして、耐熱性樹脂及び/又は無機粒子を含有する多孔質層を多孔質基材上に備えたセパレータが知られている。
例えば、特許文献1又は2には、硫酸バリウム粒子を含有する多孔質層を多孔質基材上に備えたセパレータが開示されている。
例えば、特許文献3又は4には、全芳香族ポリアミド等の樹脂と無機粒子とを含有する多孔質層を多孔質基材上に備えたセパレータが開示されている。
例えば、特許文献5には、全芳香族ポリアミド等の樹脂と硫酸バリウム粒子とを含有する多孔質層を多孔質基材上に備えたセパレータが開示されている。
The separator, which is one of the members that make up a non-aqueous secondary battery, is required to have heat resistance that does not easily break or shrink even when the inside of the battery becomes hot, in order to ensure the safety of the battery. Will be done. As a separator having enhanced heat resistance, a separator having a porous layer containing a heat resistant resin and / or inorganic particles on a porous substrate is known.
For example, Patent Document 1 or 2 discloses a separator having a porous layer containing barium sulfate particles on a porous substrate.
For example, Patent Document 3 or 4 discloses a separator provided with a porous layer containing a resin such as a total aromatic polyamide and inorganic particles on a porous substrate.
For example, Patent Document 5 discloses a separator provided with a porous layer containing a resin such as a total aromatic polyamide and barium sulfate particles on a porous substrate.

ほかに、樹脂粒子を含有する層を多孔質基材上に備えたセパレータが開示されている。
例えば、特許文献6には、フッ素系樹脂粒子を含有する多孔質層を多孔質基材上に備えたセパレータが開示されている。
例えば、特許文献7には、全芳香族ポリアミド等の樹脂と無機粒子とポリイミド粒子とを含有する多孔質層を多孔質基材上に備えたセパレータが開示されている。
例えば、特許文献8には、シリコーン樹脂粒子を含有する多孔質層を多孔質基材上に備えたセパレータが開示されている。
例えば、特許文献9には、フッ素含有樹脂フィラーを含有する潤滑層を多孔質基材上に備えたセパレータが開示されている。
例えば、特許文献10には、全芳香族ポリアミド等の樹脂とアクリル系樹脂粒子とを含有する多孔質層を多孔質基材上に備えたセパレータが開示されている。
例えば、特許文献11又は12には、ポリフッ化ビニリデン系樹脂とアクリル系樹脂フィラーとを含有する多孔質層を多孔質基材上に備えたセパレータが開示されている。
In addition, a separator having a layer containing resin particles on a porous substrate is disclosed.
For example, Patent Document 6 discloses a separator having a porous layer containing fluorine-based resin particles on a porous substrate.
For example, Patent Document 7 discloses a separator having a porous layer containing a resin such as a total aromatic polyamide, inorganic particles, and polyimide particles on a porous substrate.
For example, Patent Document 8 discloses a separator having a porous layer containing silicone resin particles on a porous substrate.
For example, Patent Document 9 discloses a separator provided with a lubricating layer containing a fluorine-containing resin filler on a porous substrate.
For example, Patent Document 10 discloses a separator provided with a porous layer containing a resin such as a total aromatic polyamide and acrylic resin particles on a porous substrate.
For example, Patent Document 11 or 12 discloses a separator having a porous layer containing a polyvinylidene fluoride-based resin and an acrylic resin filler on a porous substrate.

特許第5429811号公報Japanese Patent No. 524911 国際公開第2014/148036号International Publication No. 2014/148536 特開2012-119224号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-119224 特開2019-216033号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2019-216033 特許第6526359号公報Japanese Patent No. 6526359 特開2010-092718号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-02718 特開2010-146839号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-146839 特開2010-176936号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-176936 特開2010-244875号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-244875 特開2019-029313号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2019-029313 国際公開第2013/58371号International Publication No. 2013/58371 国際公開第2014/21293号International Publication No. 2014/21293

電池の安全性を担保するために、セパレータには、外部から衝撃を受けたり、充放電に伴って電極が膨張及び収縮したりしても、容易に電極から剥がれない接着性が求められる。電極へのセパレータの接着性を担保するには、電極に対するセパレータ表面の接着性のほかに、セパレータを構成する各層が互いに剥がれにくいことも必要である。セパレータを構成する各層が互いに剥がれにくいことは、電池の製造歩留まりを高める観点からも重要である。 In order to ensure the safety of the battery, the separator is required to have adhesiveness that does not easily peel off from the electrode even if it receives an impact from the outside or the electrode expands and contracts due to charging and discharging. In order to ensure the adhesiveness of the separator to the electrode, in addition to the adhesiveness of the separator surface to the electrode, it is also necessary that the layers constituting the separator are not easily peeled off from each other. It is important from the viewpoint of increasing the manufacturing yield of the battery that the layers constituting the separator are not easily peeled off from each other.

本開示の実施形態は、上記状況のもとになされた。
本開示の実施形態は、耐熱性多孔質層を多孔質基材上に備えた非水系二次電池用セパレータであって、耐熱性に優れ且つ多孔質基材から耐熱性多孔質層が剥がれにくい非水系二次電池用セパレータを提供することを課題とする。
The embodiments of the present disclosure have been made under the above circumstances.
The embodiment of the present disclosure is a separator for a non-aqueous secondary battery provided with a heat-resistant porous layer on a porous substrate, which has excellent heat resistance and the heat-resistant porous layer is not easily peeled off from the porous substrate. An object of the present invention is to provide a separator for a non-aqueous secondary battery.

前記課題を解決するための具体的手段には、以下の態様が含まれる。 Specific means for solving the above-mentioned problems include the following aspects.

<1> 多孔質基材と、
前記多孔質基材の片面又は両面に設けられ、耐熱性バインダ樹脂、無機粒子及び耐熱性樹脂粒子を含む耐熱性多孔質層と、を備え、
前記耐熱性多孔質層に含まれる前記無機粒子の平均一次粒径が0.01μm~3μmであり、
前記耐熱性多孔質層に含まれる前記耐熱性樹脂粒子の平均一次粒径が0.6μm~10μmである、
非水系二次電池用セパレータ。
<2> 前記耐熱性多孔質層が前記多孔質基材の片面に設けられているときは、片面において下記の式(1)を満たし、
前記耐熱性多孔質層が前記多孔質基材の両面に設けられているときは、両面においてそれぞれ下記の式(1)を満たす、<1>に記載の非水系二次電池用セパレータ。
式(1) 0.5≦r/a≦3
ここに、一つの耐熱性多孔質層において、aは当該耐熱性多孔質層の厚さ(μm)であり、rは当該耐熱性多孔質層に含まれる耐熱性樹脂粒子の平均一次粒径(μm)である。
<3> 前記耐熱性多孔質層の固形分に占める前記耐熱性樹脂粒子の体積割合が1体積%~40体積%である、<1>又は<2>に記載の非水系二次電池用セパレータ。
<4> 前記耐熱性樹脂粒子が、架橋ポリ(メタ)アクリル酸粒子、架橋ポリ(メタ)アクリル酸エステル粒子、架橋ポリスチレン粒子、及び(メタ)アクリル酸エステルとスチレンとの共重合架橋樹脂粒子からなる群から選ばれる少なくとも1種を含む、<1>~<3>のいずれか1つに記載の非水系二次電池用セパレータ。
<5> 前記耐熱性バインダ樹脂が全芳香族ポリアミドを含む、<1>~<4>のいずれか1つに記載の非水系二次電池用セパレータ。
<6> 前記無機粒子が、金属硫酸塩粒子、金属水酸化物粒子、金属酸化物粒子、金属炭酸塩粒子、金属窒化物粒子、金属フッ化物粒子、及び粘土鉱物粒子からなる群から選ばれる少なくとも1種を含む、<1>~<5>のいずれか1つに記載の非水系二次電池用セパレータ。
<7> 前記耐熱性多孔質層の固形分に占める前記無機粒子の体積割合が5体積%~95体積%である、<1>~<6>のいずれか1つに記載の非水系二次電池用セパレータ。
<8> 前記耐熱性多孔質層の空孔率が15%~70%である、<1>~<7>のいずれか1つに記載の非水系二次電池用セパレータ。
<9> 前記耐熱性多孔質層の単位面積当たりの質量が両面合計で1.0g/m~30.0g/mである、<1>~<8>のいずれか1つに記載の非水系二次電池用セパレータ。
<10> 正極と、負極と、前記正極及び前記負極の間に配置された<1>~<9>のいずれか1つに記載の非水系二次電池用セパレータと、を備え、リチウムイオンのドープ及び脱ドープにより起電力を得る非水系二次電池。
<1> Porous substrate and
A heat-resistant porous layer provided on one or both sides of the porous substrate and containing a heat-resistant binder resin, inorganic particles and heat-resistant resin particles is provided.
The average primary particle size of the inorganic particles contained in the heat-resistant porous layer is 0.01 μm to 3 μm.
The average primary particle size of the heat-resistant resin particles contained in the heat-resistant porous layer is 0.6 μm to 10 μm.
Separator for non-aqueous secondary batteries.
<2> When the heat-resistant porous layer is provided on one side of the porous base material, the following formula (1) is satisfied on one side.
The separator for a non-aqueous secondary battery according to <1>, wherein when the heat-resistant porous layer is provided on both sides of the porous base material, the heat-resistant porous layer satisfies the following formula (1) on both sides.
Equation (1) 0.5 ≦ r / a ≦ 3
Here, in one heat-resistant porous layer, a is the thickness (μm) of the heat-resistant porous layer, and r is the average primary particle size of the heat-resistant resin particles contained in the heat-resistant porous layer (s). μm).
<3> The separator for a non-aqueous secondary battery according to <1> or <2>, wherein the volume ratio of the heat-resistant resin particles to the solid content of the heat-resistant porous layer is 1% by volume to 40% by volume. ..
<4> The heat-resistant resin particles are made of crosslinked poly (meth) acrylic acid particles, crosslinked poly (meth) acrylic acid ester particles, crosslinked polystyrene particles, and copolymerized crosslinked resin particles of (meth) acrylic acid ester and styrene. The separator for a non-aqueous secondary battery according to any one of <1> to <3>, which comprises at least one selected from the group.
<5> The separator for a non-aqueous secondary battery according to any one of <1> to <4>, wherein the heat-resistant binder resin contains a total aromatic polyamide.
<6> At least the inorganic particles selected from the group consisting of metal sulfate particles, metal hydroxide particles, metal oxide particles, metal carbonate particles, metal nitride particles, metal fluoride particles, and clay mineral particles. The separator for a non-aqueous secondary battery according to any one of <1> to <5>, which comprises one type.
<7> The non-aqueous secondary according to any one of <1> to <6>, wherein the volume ratio of the inorganic particles to the solid content of the heat-resistant porous layer is 5% by volume to 95% by volume. Battery separator.
<8> The separator for a non-aqueous secondary battery according to any one of <1> to <7>, wherein the heat-resistant porous layer has a porosity of 15% to 70%.
<9> The method according to any one of <1> to <8>, wherein the mass per unit area of the heat-resistant porous layer is 1.0 g / m 2 to 30.0 g / m 2 in total on both sides. Separator for non-aqueous secondary batteries.
<10> The positive electrode, the negative electrode, and the separator for a non-aqueous secondary battery according to any one of <1> to <9> arranged between the positive electrode and the negative electrode are provided, and the lithium ion is provided. A non-aqueous secondary battery that obtains electromotive force by doping and dedoping.

本開示によれば、耐熱性多孔質層を多孔質基材上に備えた非水系二次電池用セパレータであって、耐熱性に優れ且つ多孔質基材から耐熱性多孔質層が剥がれにくい非水系二次電池用セパレータが提供される。 According to the present disclosure, it is a separator for a non-aqueous secondary battery provided with a heat-resistant porous layer on a porous base material, and has excellent heat resistance and the heat-resistant porous layer is not easily peeled off from the porous base material. Separator for water-based secondary battery is provided.

以下に、本開示の実施形態について説明する。これらの説明及び実施例は実施形態を例示するものであり、実施形態の範囲を制限するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described. These explanations and examples are examples of embodiments and do not limit the scope of the embodiments.

本開示において「~」を用いて示された数値範囲は、「~」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。
本開示中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
The numerical range indicated by using "-" in the present disclosure indicates a range including the numerical values before and after "-" as the minimum value and the maximum value, respectively.
In the numerical range described stepwise in the present disclosure, the upper limit value or the lower limit value described in one numerical range may be replaced with the upper limit value or the lower limit value of the numerical range described in another stepwise description. .. Further, in the numerical range described in the present disclosure, the upper limit value or the lower limit value of the numerical range may be replaced with the value shown in the examples.

本開示において「工程」との語は、独立した工程だけでなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。 In the present disclosure, the term "process" is included in this term not only as an independent process but also as long as the intended purpose of the process is achieved even if it cannot be clearly distinguished from other processes.

本開示において組成物中の各成分の量について言及する場合、組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合には、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計量を意味する。 When referring to the amount of each component in the composition in the present disclosure, if a plurality of substances corresponding to each component are present in the composition, unless otherwise specified, the plurality of species present in the composition. It means the total amount of substances.

本開示において各成分に該当する粒子は複数種含んでいてもよい。組成物中に各成分に該当する粒子が複数種存在する場合、各成分の粒径は、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の粒子の混合物についての値を意味する。 In the present disclosure, a plurality of types of particles corresponding to each component may be contained. When a plurality of particles corresponding to each component are present in the composition, the particle size of each component means a value for a mixture of the plurality of particles present in the composition, unless otherwise specified.

本開示において、MD(Machine Direction)とは、長尺状に製造される多孔質基材及びセパレータにおいて長尺方向を意味し、TD(transverse direction)とは、多孔質基材及びセパレータの面方向においてMDに直交する方向を意味する。本開示において、TDを「幅方向」ともいう。 In the present disclosure, MD (Machine Direction) means a long direction in a porous base material and a separator manufactured in a long shape, and TD (transverse direction) means a plane direction of a porous base material and a separator. Means the direction orthogonal to the MD. In the present disclosure, TD is also referred to as "width direction".

本開示において、セパレータを構成する各層の積層関係について「上」及び「下」で表現する場合、多孔質基材に対してより近い層について「下」といい、多孔質基材に対してより遠い層について「上」という。 In the present disclosure, when the stacking relationship of each layer constituting the separator is expressed by "upper" and "lower", the layer closer to the porous substrate is referred to as "lower", and the layer is referred to as "lower" with respect to the porous substrate. The distant layer is called "upper".

<非水系二次電池用セパレータ>
本開示の非水系二次電池用セパレータ(本開示において「セパレータ」ともいう。)は、多孔質基材と、多孔質基材の片面又は両面に設けられた、耐熱性バインダ樹脂、無機粒子及び耐熱性樹脂粒子を含む耐熱性多孔質層とを備える。
<Separator for non-water-based secondary batteries>
The separators for non-aqueous secondary batteries of the present disclosure (also referred to as "separators" in the present disclosure) are a porous substrate, heat-resistant binder resin, inorganic particles and inorganic particles provided on one or both sides of the porous substrate. It is provided with a heat-resistant porous layer containing heat-resistant resin particles.

本開示のセパレータは、耐熱性多孔質層に含まれる無機粒子の平均一次粒径が0.01μm~3μmであり、耐熱性多孔質層に含まれる耐熱性樹脂粒子の平均一次粒径が0.6μm~10μmである。 In the separator of the present disclosure, the average primary particle size of the inorganic particles contained in the heat-resistant porous layer is 0.01 μm to 3 μm, and the average primary particle size of the heat-resistant resin particles contained in the heat-resistant porous layer is 0. It is 6 μm to 10 μm.

本開示において耐熱性樹脂とは、融点が200℃以上の樹脂、又は、融点を有さず分解温度が200℃以上の樹脂を指す。つまり、本開示における耐熱性樹脂とは、200℃未満の温度領域で溶融及び分解を起こさない樹脂である。
本開示において耐熱性多孔質層に含まれる耐熱性バインダ樹脂とは、耐熱性樹脂であって、無機粒子及び/又は耐熱性樹脂粒子を結着する樹脂を指す。本開示において耐熱性多孔質層に含まれる耐熱性樹脂粒子とは、耐熱性樹脂からなる粒子を指す。
In the present disclosure, the heat-resistant resin refers to a resin having a melting point of 200 ° C. or higher, or a resin having no melting point and a decomposition temperature of 200 ° C. or higher. That is, the heat-resistant resin in the present disclosure is a resin that does not melt or decompose in a temperature range of less than 200 ° C.
In the present disclosure, the heat-resistant binder resin contained in the heat-resistant porous layer refers to a heat-resistant resin, which binds inorganic particles and / or heat-resistant resin particles. In the present disclosure, the heat-resistant resin particles contained in the heat-resistant porous layer refer to particles made of heat-resistant resin.

耐熱性多孔質層に含まれる無機粒子の平均一次粒径は、耐熱性多孔質層の耐熱性を高める観点から、3μm以下である。無機粒子の平均一次粒径が3μm以下であると、耐熱性多孔質層の耐熱性が高まる。この機序としては、無機粒子の粒径が小さいことにより、単位体積あたりの無機粒子の表面積(すなわち、比表面積)が大きくなり、したがって、無機粒子と耐熱性バインダ樹脂との接触点が多くなるので、高温に曝された際において耐熱性多孔質層が破膜しにくくなると推測される。また、粒径の小さい無機粒子どうしが多数繋がることにより、高温に曝された際において耐熱性多孔質層が破膜しにくくなると推測される。
耐熱性多孔質層に含まれる無機粒子の平均一次粒径は、無機粒子どうしの凝集を抑制し均一性の高い耐熱性多孔質層を形成する観点から、0.01μm以上である。
The average primary particle size of the inorganic particles contained in the heat-resistant porous layer is 3 μm or less from the viewpoint of enhancing the heat resistance of the heat-resistant porous layer. When the average primary particle size of the inorganic particles is 3 μm or less, the heat resistance of the heat-resistant porous layer is enhanced. The mechanism is that the smaller particle size of the inorganic particles increases the surface area (ie, specific surface area) of the inorganic particles per unit volume, and thus increases the contact points between the inorganic particles and the heat resistant binder resin. Therefore, it is presumed that the heat-resistant porous layer is less likely to break when exposed to high temperatures. Further, it is presumed that the heat-resistant porous layer is less likely to break when exposed to a high temperature due to the connection of a large number of inorganic particles having a small particle size.
The average primary particle size of the inorganic particles contained in the heat-resistant porous layer is 0.01 μm or more from the viewpoint of suppressing aggregation of the inorganic particles and forming a highly uniform heat-resistant porous layer.

無機粒子の平均一次粒径が3μm以下である耐熱性多孔質層は耐熱性に優れるが、無機粒子の粒径が比較的小さいので耐熱性多孔質層の表面が平坦になる傾向があり、耐熱性多孔質層が多孔質基材から剥がれやすくなる。この事象を抑制するために、耐熱性多孔質層のフィラーの一部を耐熱性樹脂粒子とする。耐熱性多孔質層に含まれる耐熱性樹脂粒子の平均一次粒径は、耐熱性多孔質層と多孔質基材との界面に耐熱性樹脂粒子による適度な凹凸を形成し、多孔質基材に対する耐熱性多孔質層の接着性を高め、多孔質基材から耐熱性多孔質層を剥がれにくくする観点から、0.6μm以上である。
耐熱性多孔質層に含まれる耐熱性樹脂粒子の平均一次粒径は、耐熱性多孔質層の耐熱性を高める観点から、10μm以下である。耐熱性樹脂粒子の平均一次粒径が10μm以下であると、単位体積あたりの耐熱性樹脂粒子の表面積(すなわち、比表面積)が大きくなり、したがって、耐熱性樹脂粒子と無機粒子及び耐熱性バインダ樹脂との接触点が多くなるので、高温に曝された際において耐熱性多孔質層が破膜しにくくなると推測される。また、多孔質基材から耐熱性多孔質層を剥がれにくくする観点からも、耐熱性樹脂粒子の平均一次粒径が10μm以下である。
The heat-resistant porous layer having an average primary particle size of the inorganic particles of 3 μm or less has excellent heat resistance, but since the particle size of the inorganic particles is relatively small, the surface of the heat-resistant porous layer tends to be flat, and the heat resistance is high. The porous layer is easily peeled off from the porous substrate. In order to suppress this phenomenon, a part of the filler of the heat-resistant porous layer is made into heat-resistant resin particles. The average primary particle size of the heat-resistant resin particles contained in the heat-resistant porous layer is such that appropriate irregularities are formed on the interface between the heat-resistant porous layer and the porous base material due to the heat-resistant resin particles, and the heat-resistant porous layer has appropriate irregularities with respect to the porous base material. It is 0.6 μm or more from the viewpoint of enhancing the adhesiveness of the heat-resistant porous layer and making it difficult for the heat-resistant porous layer to peel off from the porous substrate.
The average primary particle size of the heat-resistant resin particles contained in the heat-resistant porous layer is 10 μm or less from the viewpoint of enhancing the heat resistance of the heat-resistant porous layer. When the average primary particle size of the heat-resistant resin particles is 10 μm or less, the surface area (that is, the specific surface area) of the heat-resistant resin particles per unit volume becomes large, and therefore, the heat-resistant resin particles, the inorganic particles, and the heat-resistant binder resin Since the number of contact points with the particles increases, it is presumed that the heat-resistant porous layer is less likely to break when exposed to high temperatures. Further, from the viewpoint of making it difficult for the heat-resistant porous layer to be peeled off from the porous substrate, the average primary particle size of the heat-resistant resin particles is 10 μm or less.

以上の各構成の作用が相乗して、本開示のセパレータは、耐熱性に優れ、且つ、多孔質基材から耐熱性多孔質層が剥がれにくい。 Due to the synergistic action of each of the above configurations, the separator of the present disclosure has excellent heat resistance, and the heat-resistant porous layer is not easily peeled off from the porous substrate.

以下、本開示のセパレータが有する多孔質基材及び耐熱性多孔質層の詳細を説明する。 Hereinafter, the details of the porous substrate and the heat-resistant porous layer included in the separator of the present disclosure will be described.

[多孔質基材]
本開示において多孔質基材とは、内部に空孔ないし空隙を有する基材を意味する。このような基材としては、微多孔膜;繊維状物からなる、不織布、紙等の多孔性シート;これら微多孔膜や多孔性シートに他の多孔性の層を1層以上積層した複合多孔質シート;などが挙げられる。本開示においては、セパレータの薄膜化及び強度の観点から、微多孔膜が好ましい。微多孔膜とは、内部に多数の微細孔を有し、微細孔が連結した構造となっており、一方の面から他方の面へと気体又は液体が通過可能となった膜を意味する。
[Porous substrate]
In the present disclosure, the porous base material means a base material having pores or voids inside. As such a base material, a microporous film; a porous sheet made of a fibrous material such as a non-woven fabric or paper; a composite porous structure in which one or more other porous layers are laminated on the microporous film or the porous sheet. Quality sheet; etc. In the present disclosure, a microporous membrane is preferable from the viewpoint of thinning and strength of the separator. The microporous membrane means a membrane having a large number of micropores inside and having a structure in which the micropores are connected so that a gas or a liquid can pass from one surface to the other.

多孔質基材の材料としては、電気絶縁性を有する材料が好ましく、有機材料又は無機材料のいずれでもよい。 As the material of the porous base material, a material having electrical insulation is preferable, and either an organic material or an inorganic material may be used.

多孔質基材は、多孔質基材にシャットダウン機能を付与するため、熱可塑性樹脂を含むことが望ましい。シャットダウン機能とは、電池温度が高まった際に、構成材料が溶解して多孔質基材の孔を閉塞することによりイオンの移動を遮断し、電池の熱暴走を防止する機能をいう。熱可塑性樹脂としては、融点200℃未満の熱可塑性樹脂が好ましい。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル;ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン;などが挙げられ、中でもポリオレフィンが好ましい。 The porous substrate preferably contains a thermoplastic resin in order to impart a shutdown function to the porous substrate. The shutdown function is a function of blocking the movement of ions by melting the constituent materials and closing the pores of the porous substrate when the battery temperature rises to prevent thermal runaway of the battery. As the thermoplastic resin, a thermoplastic resin having a melting point of less than 200 ° C. is preferable. Examples of the thermoplastic resin include polyesters such as polyethylene terephthalate; polyolefins such as polyethylene and polypropylene; and the like, among which polyolefins are preferable.

多孔質基材としては、ポリオレフィンを含む微多孔膜(本開示において「ポリオレフィン微多孔膜」という。)が好ましい。ポリオレフィン微多孔膜としては、例えば、従来の電池セパレータに適用されているポリオレフィン微多孔膜が挙げられ、この中から十分な力学特性とイオン透過性を有するものを選択することが望ましい。 As the porous substrate, a microporous membrane containing polyolefin (referred to as “polyolefin microporous membrane” in the present disclosure) is preferable. Examples of the polyolefin microporous membrane include a polyolefin microporous membrane applied to a conventional battery separator, and it is desirable to select one having sufficient mechanical properties and ion permeability from these.

ポリオレフィン微多孔膜は、シャットダウン機能を発現する観点から、ポリエチレンを含む微多孔膜が好ましく、ポリエチレンの含有量としては、ポリオレフィン微多孔膜全体の質量に対して95質量%以上が好ましい。 The polyolefin microporous membrane is preferably a microporous membrane containing polyethylene from the viewpoint of exhibiting a shutdown function, and the polyethylene content is preferably 95% by mass or more with respect to the total mass of the polyolefin microporous membrane.

ポリオレフィン微多孔膜は、高温に曝されたときに容易に破膜しない耐熱性を備える観点から、ポリプロピレンを含む微多孔膜が好ましい。 The microporous polyolefin membrane is preferably a microporous polypropylene film from the viewpoint of having heat resistance that does not easily break when exposed to high temperatures.

ポリオレフィン微多孔膜は、シャットダウン機能と、高温に曝されたときに容易に破膜しない耐熱性とを備える観点から、ポリエチレン及びポリプロピレンを含むポリオレフィン微多孔膜が好ましい。ポリエチレン及びポリプロピレンを含むポリオレフィン微多孔膜としては、ポリエチレンとポリプロピレンが1つの層において混在している微多孔膜が挙げられる。該微多孔膜においては、シャットダウン機能と耐熱性の両立という観点から、95質量%以上のポリエチレンと5質量%以下のポリプロピレンとを含むことが好ましい。また、シャットダウン機能と耐熱性の両立という観点からは、2層以上の積層構造を備え、少なくとも1層はポリエチレンを含み、少なくとも1層はポリプロピレンを含む構造のポリオレフィン微多孔膜も好ましい。 The microporous polyolefin membrane is preferably a microporous polyolefin membrane containing polyethylene and polypropylene from the viewpoint of having a shutdown function and heat resistance that does not easily break when exposed to high temperatures. Examples of the polyolefin microporous membrane containing polyethylene and polypropylene include a microporous membrane in which polyethylene and polypropylene are mixed in one layer. From the viewpoint of achieving both a shutdown function and heat resistance, the microporous membrane preferably contains 95% by mass or more of polyethylene and 5% by mass or less of polypropylene. Further, from the viewpoint of achieving both a shutdown function and heat resistance, a polyolefin microporous membrane having a laminated structure of two or more layers, at least one layer containing polyethylene and at least one layer containing polypropylene is also preferable.

ポリオレフィン微多孔膜に含まれるポリオレフィンとしては、重量平均分子量(Mw)が10万~500万のポリオレフィンが好ましい。ポリオレフィンのMwが10万以上であると、微多孔膜に十分な力学特性を付与できる。一方、ポリオレフィンのMwが500万以下であると、微多孔膜のシャットダウン特性が良好であるし、微多孔膜の成形がしやすい。 As the polyolefin contained in the polyolefin microporous membrane, a polyolefin having a weight average molecular weight (Mw) of 100,000 to 5,000,000 is preferable. When the Mw of the polyolefin is 100,000 or more, sufficient mechanical properties can be imparted to the microporous membrane. On the other hand, when the Mw of the polyolefin is 5 million or less, the shutdown characteristics of the microporous membrane are good, and the microporous membrane can be easily formed.

ポリオレフィン微多孔膜の製造方法としては、溶融したポリオレフィン樹脂をT-ダイから押し出してシート化し、これを結晶化処理した後延伸し、次いで熱処理をして微多孔膜とする方法:流動パラフィンなどの可塑剤と一緒に溶融したポリオレフィン樹脂をT-ダイから押し出し、これを冷却してシート化し、延伸した後、可塑剤を抽出し熱処理をして微多孔膜とする方法;などが挙げられる。 As a method for producing a microporous polyolefin film, a molten polyolefin resin is extruded from a T-die to form a sheet, which is crystallized and then stretched, and then heat-treated to form a microporous film: liquid paraffin or the like. Examples thereof include a method in which a polyolefin resin melted together with a plasticizer is extruded from a T-die, cooled to form a sheet, stretched, and then the plasticizer is extracted and heat-treated to form a microporous film.

繊維状物からなる多孔性シートとしては、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル;ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン;全芳香族ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルイミド等の耐熱性樹脂;セルロース;などの繊維状物からなる、不織布、紙等の多孔性シートが挙げられる。 Examples of the porous sheet made of a fibrous material include polyesters such as polyethylene terephthalate; polyolefins such as polyethylene and polypropylene; heat resistant materials such as total aromatic polyamide, polyamideimide, polyimide, polyethersulfone, polysulfone, polyetherketone, and polyetherimide. Examples thereof include porous sheets such as non-woven fabrics and paper made of fibrous materials such as sex resin; cellulose;

複合多孔質シートとしては、微多孔膜や繊維状物からなる多孔性シートに、機能層を積層したシートが挙げられる。このような複合多孔質シートは、機能層によってさらなる機能付加が可能となる観点から好ましい。機能層としては、例えば耐熱性を付与するという観点からは、耐熱性樹脂からなる多孔性の層や、耐熱性樹脂及び無機フィラーからなる多孔性の層が挙げられる。耐熱性樹脂としては、全芳香族ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリエーテルケトン及びポリエーテルイミドから選ばれる1種又は2種以上の耐熱性樹脂が挙げられる。無機フィラーとしては、アルミナ等の金属酸化物;水酸化マグネシウム等の金属水酸化物;などが挙げられる。複合化の手法としては、微多孔膜や多孔性シートに機能層を塗工する方法、微多孔膜や多孔性シートと機能層とを接着剤で接合する方法、微多孔膜や多孔性シートと機能層とを熱圧着する方法等が挙げられる。 Examples of the composite porous sheet include a sheet in which a functional layer is laminated on a porous sheet made of a microporous membrane or a fibrous material. Such a composite porous sheet is preferable from the viewpoint that further functions can be added by the functional layer. Examples of the functional layer include a porous layer made of a heat-resistant resin and a porous layer made of a heat-resistant resin and an inorganic filler from the viewpoint of imparting heat resistance. Examples of the heat-resistant resin include one or more heat-resistant resins selected from total aromatic polyamide, polyamideimide, polyimide, polyethersulfone, polysulfone, polyetherketone and polyetherimide. Examples of the inorganic filler include metal oxides such as alumina; metal hydroxides such as magnesium hydroxide; and the like. As a method of compositing, a method of applying a functional layer to a microporous membrane or a porous sheet, a method of joining a microporous membrane or a porous sheet and a functional layer with an adhesive, a method of joining a microporous membrane or a porous sheet with an adhesive, and the like. Examples thereof include a method of thermocompression bonding with the functional layer.

多孔質基材の表面には、耐熱性多孔質層を形成するための塗工液との濡れ性を向上させる目的で、多孔質基材の性質を損なわない範囲で、各種の表面処理を施してもよい。表面処理としては、コロナ処理、プラズマ処理、火炎処理、紫外線照射処理等が挙げられる。 The surface of the porous substrate is subjected to various surface treatments in order to improve the wettability with the coating liquid for forming the heat-resistant porous layer, as long as the properties of the porous substrate are not impaired. You may. Examples of the surface treatment include corona treatment, plasma treatment, flame treatment, ultraviolet irradiation treatment and the like.

[多孔質基材の特性]
多孔質基材の厚さは、電池のエネルギー密度を高める観点から、18μm以下が好ましく、15μm以下がより好ましく、12μm以下が更に好ましく、セパレータの製造歩留り及び電池の製造歩留りの観点から、4μm以上が好ましく、6μm以上がより好ましく、8μm以上が更に好ましい。
[Characteristics of porous substrate]
The thickness of the porous substrate is preferably 18 μm or less, more preferably 15 μm or less, further preferably 12 μm or less from the viewpoint of increasing the energy density of the battery, and 4 μm or more from the viewpoint of the manufacturing yield of the separator and the manufacturing yield of the battery. Is preferable, 6 μm or more is more preferable, and 8 μm or more is further preferable.

多孔質基材のガーレ値(JIS P8117:2009)は、イオン透過性と電池の短絡抑制とのバランスの観点から、40秒/100mL~300秒/100mLが好ましく、50秒/100mL~200秒/100mLがより好ましい。 The galley value (JIS P8117: 2009) of the porous substrate is preferably 40 seconds / 100 mL to 300 seconds / 100 mL, preferably 50 seconds / 100 mL to 200 seconds / from the viewpoint of the balance between ion permeability and suppression of short circuit of the battery. 100 mL is more preferable.

多孔質基材の空孔率は、適切な膜抵抗やシャットダウン機能を得る観点から、20%~60%が好ましい。多孔質基材の空孔率ε(%)は、下記の式により求める。
ε={1-Ws/(ds・t)}×100
ここに、Wsは多孔質基材の目付(g/m)、dsは多孔質基材の真密度(g/cm)、tは多孔質基材の厚さ(μm)である。目付とは、単位面積当たりの質量である。
The porosity of the porous substrate is preferably 20% to 60% from the viewpoint of obtaining appropriate film resistance and shutdown function. The porosity ε (%) of the porous substrate is calculated by the following formula.
ε = {1-Ws / (ds · t)} × 100
Here, Ws is the basis weight of the porous substrate (g / m 2 ), ds is the true density of the porous substrate (g / cm 3 ), and t is the thickness of the porous substrate (μm). Metsuke is the mass per unit area.

多孔質基材の平均孔径は、イオン透過性又は電池の短絡抑制の観点から、20nm~100nmが好ましい。多孔質基材の平均孔径は、パームポロメーター(PMI社製CFP-1500-A)を用いて、ASTM E1294-89に従って測定する。 The average pore size of the porous substrate is preferably 20 nm to 100 nm from the viewpoint of ion permeability or suppression of short circuit of the battery. The average pore size of the porous substrate is measured according to ASTM E1294-89 using a palm poromometer (CFP-1500-A manufactured by PMI).

多孔質基材の突刺強度は、セパレータの製造歩留り及び電池の製造歩留りの観点から、150gf以上が好ましく、200gf以上がより好ましい。多孔質基材の突刺強度は、カトーテック社製KES-G5ハンディー圧縮試験器を用いて、針先端の曲率半径0.5mm、突刺速度2mm/秒の条件で突刺試験を行って測定する最大突刺強度(gf)を指す。 The puncture strength of the porous substrate is preferably 150 gf or more, more preferably 200 gf or more, from the viewpoint of the manufacturing yield of the separator and the manufacturing yield of the battery. The piercing strength of the porous substrate is measured by performing a piercing test using a KES-G5 handy compression tester manufactured by Kato Tech Co., Ltd. under the conditions of a radius of curvature of the needle tip of 0.5 mm and a piercing speed of 2 mm / sec. Refers to strength (gf).

[耐熱性多孔質層]
耐熱性多孔質層は、内部に多数の微細孔を有し、微細孔が連結した構造となっており、一方の面から他方の面へと気体又は液体が通過可能な層である。
[Heat-resistant porous layer]
The heat-resistant porous layer has a large number of micropores inside and has a structure in which the micropores are connected, and is a layer through which a gas or a liquid can pass from one surface to the other.

耐熱性多孔質層は、多孔質基材の片面のみにあってもよく、多孔質基材の両面にあってもよい。耐熱性多孔質層が多孔質基材の両面にあると、セパレータの耐熱性がより優れ、電池の安全性をより高めることができる。また、セパレータにカールが発生しにくく、電池製造時のハンドリング性に優れる。耐熱性多孔質層が多孔質基材の片面のみにあると、セパレータのイオン透過性がより優れる。また、セパレータ全体の厚さを抑えることができ、エネルギー密度のより高い電池を製造し得る。 The heat-resistant porous layer may be on only one side of the porous base material, or may be on both sides of the porous base material. When the heat-resistant porous layer is provided on both sides of the porous substrate, the heat resistance of the separator is more excellent, and the safety of the battery can be further enhanced. In addition, curl is less likely to occur on the separator, and it is excellent in handleability during battery manufacturing. When the heat-resistant porous layer is present on only one side of the porous substrate, the ion permeability of the separator is more excellent. In addition, the thickness of the entire separator can be suppressed, and a battery having a higher energy density can be manufactured.

耐熱性多孔質層は、少なくとも耐熱性バインダ樹脂と無機粒子と耐熱性樹脂粒子とを含有する。耐熱性多孔質層は、これら以外のその他の成分を含有していてもよい。 The heat-resistant porous layer contains at least a heat-resistant binder resin, inorganic particles, and heat-resistant resin particles. The heat-resistant porous layer may contain other components other than these.

-耐熱性バインダ樹脂-
耐熱性バインダ樹脂は、200℃未満の温度領域で溶融及び分解を起こさない樹脂であれば、その種類は制限されない。耐熱性バインダ樹脂としては、例えば、全芳香族ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリ-N-ビニルアセトアミド、ポリアクリルアミド、共重合ポリエーテルポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルイミドが挙げられる。耐熱性バインダ樹脂は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
-Heat-resistant binder resin-
The type of the heat-resistant binder resin is not limited as long as it is a resin that does not melt or decompose in a temperature range of less than 200 ° C. Examples of the heat-resistant binder resin include total aromatic polyamide, polyamideimide, poly-N-vinylacetamide, polyacrylamide, copolymerized polyether polyamide, polyimide, and polyetherimide. As the heat-resistant binder resin, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.

耐熱性バインダ樹脂の中でも、耐久性の観点から、全芳香族ポリアミドが好ましい。全芳香族ポリアミドとは、主鎖がベンゼン環とアミド結合のみから構成されているポリアミドを意味する。ただし、全芳香族ポリアミドには、少量の脂肪族単量体が共重合されていてもよい。全芳香族ポリアミドは、アラミドとも呼ばれる。 Among the heat-resistant binder resins, all-aromatic polyamide is preferable from the viewpoint of durability. The total aromatic polyamide means a polyamide in which the main chain is composed only of a benzene ring and an amide bond. However, a small amount of aliphatic monomer may be copolymerized with the total aromatic polyamide. Total aromatic polyamides are also called aramids.

全芳香族ポリアミドは、メタ型でもパラ型でもよい。全芳香族ポリアミドの中でも、多孔質層を形成しやすい観点および電極反応において耐酸化還元性に優れる観点から、メタ型全芳香族ポリアミドが好ましい。全芳香族ポリアミドは、具体的には、ポリメタフェニレンイソフタルアミド又はポリパラフェニレンテレフタルアミドが好ましく、ポリメタフェニレンイソフタルアミドがより好ましい。 The total aromatic polyamide may be a meta type or a para type. Among all aromatic polyamides, meta-type total aromatic polyamides are preferable from the viewpoint of easily forming a porous layer and having excellent oxidation-reduction resistance in an electrode reaction. Specifically, the total aromatic polyamide is preferably polymetaphenylene isophthalamide or polyparaphenylene terephthalamide, and more preferably polymethaphenylene isophthalamide.

耐熱性多孔質層が多孔質基材の両面にある場合、一方の耐熱性多孔質層に含まれる耐熱性バインダ樹脂の種類と、他方の耐熱性多孔質層に含まれる耐熱性バインダ樹脂の種類とは、同じでもよく異なっていてもよい。 When the heat-resistant porous layer is on both sides of the porous substrate, the type of the heat-resistant binder resin contained in one of the heat-resistant porous layers and the type of the heat-resistant binder resin contained in the other heat-resistant porous layer. May be the same or different.

耐熱性多孔質層に含まれる耐熱性バインダ樹脂の含有量は、耐熱性多孔質層に含まれるバインダ樹脂の全量に対して、85質量%~100質量%が好ましく、90質量%~100質量%がより好ましく、95質量%~100質量%が更に好ましい。 The content of the heat-resistant binder resin contained in the heat-resistant porous layer is preferably 85% by mass to 100% by mass, preferably 90% by mass to 100% by mass, based on the total amount of the binder resin contained in the heat-resistant porous layer. Is more preferable, and 95% by mass to 100% by mass is further preferable.

耐熱性多孔質層の固形分に占める耐熱性バインダ樹脂の体積割合は、耐熱性多孔質層が多孔質基材から剥がれにくい観点から、5体積%以上が好ましく、10体積%以上がより好ましく、15体積%以上が更に好ましい。耐熱性多孔質層の固形分に占める耐熱性バインダ樹脂の体積割合は、無機粒子の体積割合を相対的に多くしセパレータの耐熱性を高める観点から、95体積%以下が好ましく、80体積%以下がより好ましく、70体積%以下が更に好ましい。 The volume ratio of the heat-resistant binder resin to the solid content of the heat-resistant porous layer is preferably 5% by volume or more, more preferably 10% by volume or more, from the viewpoint that the heat-resistant porous layer does not easily peel off from the porous substrate. 15% by volume or more is more preferable. The volume ratio of the heat-resistant binder resin to the solid content of the heat-resistant porous layer is preferably 95% by volume or less, preferably 80% by volume or less, from the viewpoint of relatively increasing the volume ratio of the inorganic particles and improving the heat resistance of the separator. Is more preferable, and 70% by volume or less is further preferable.

-その他の樹脂-
耐熱性多孔質層は、耐熱性バインダ樹脂以外のその他のバインダ樹脂、つまり、200℃未満の温度領域で溶融又は分解を起こすバインダ樹脂を含有していてもよい。その他のバインダ樹脂としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン系樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系ゴム、スチレン-ブタジエン共重合体、ビニルニトリル化合物(アクリロニトリル、メタクリロニトリル等)の単独重合体又は共重合体、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシアルキルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリビニルピロリドン、ポリエーテル(ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド等)、ポリスルホン、ポリケトン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、及びこれらの混合物が挙げられる。
-Other resins-
The heat-resistant porous layer may contain a binder resin other than the heat-resistant binder resin, that is, a binder resin that melts or decomposes in a temperature range of less than 200 ° C. Examples of other binder resins include polyvinylidene fluoride-based resins, acrylic resins, fluororubbers, styrene-butadiene copolymers, homopolymers or copolymers of vinylnitrile compounds (acrylonitrile, methacrylonitrile, etc.), and the like. Examples thereof include carboxymethyl cellulose, hydroxyalkyl cellulose, polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, polyvinylpyrrolidone, polyether (polyethylene oxide, polypropylene oxide, etc.), polysulfone, polyketone, polyetherketone, polyethersulfone, and mixtures thereof.

その他のバインダ樹脂の種類及び含有量は、電極に対する耐熱性多孔質層の接着性の向上、無機粒子を結着する機能、耐熱性多孔質の成形性などの観点から選択することができる。 The type and content of the other binder resin can be selected from the viewpoints of improving the adhesiveness of the heat-resistant porous layer to the electrode, the function of binding inorganic particles, and the moldability of the heat-resistant porous layer.

耐熱性多孔質層に含まれるその他のバインダ樹脂の含有量は、耐熱性多孔質層に含まれるバインダ樹脂の全量に対して、0質量%~15質量%が好ましく、0質量%~10質量%がより好ましく、0質量%~5質量%が更に好ましい。 The content of the other binder resin contained in the heat-resistant porous layer is preferably 0% by mass to 15% by mass, preferably 0% by mass to 10% by mass, based on the total amount of the binder resin contained in the heat-resistant porous layer. Is more preferable, and 0% by mass to 5% by mass is further preferable.

-無機粒子-
無機粒子としては、例えば、硫酸バリウム、硫酸ストロンチウム、硫酸カルシウム、硫酸カルシウム二水和物、ミョウバン石、ジャロサイト等の金属硫酸塩粒子;水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化クロム、水酸化ジルコニウム、水酸化セリウム、水酸化ニッケル、水酸化ホウ素等の金属水酸化物粒子;酸化マグネシウム、アルミナ(Al)、ベーマイト(アルミナ1水和物)、チタニア(TiO)、シリカ(SiO)、ジルコニア(ZrO)、チタン酸バリウム(BaTiO)、酸化亜鉛等の金属酸化物粒子;炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の金属炭酸塩粒子;窒化マグネシウム、窒化アルミニウム、窒化カルシウム、窒化チタン等の金属窒化物粒子;フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム等の金属フッ化物粒子;ケイ酸カルシウム、リン酸カルシウム、アパタイト、タルク等の粘土鉱物粒子;などが挙げられる。無機粒子は、シランカップリング剤等により表面修飾された無機粒子でもよい。無機粒子は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
-Inorganic particles-
Examples of the inorganic particles include metal sulfate particles such as barium sulfate, strontium sulfate, calcium sulfate, calcium sulfate dihydrate, myoban stone, and jarosite; magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, calcium hydroxide, and chromium hydroxide. , Metal hydroxide particles such as zirconium hydroxide, cerium hydroxide, nickel hydroxide, boron hydroxide; magnesium oxide, alumina (Al 2 O 3 ), boehmite (alumina monohydrate), titania (TiO 2 ), Metal oxide particles such as silica (SiO 2 ), zirconia (ZrO 2 ), barium titanate (BaTIO 3 ), zinc oxide; metal carbonate particles such as calcium carbonate and magnesium carbonate; magnesium nitride, aluminum nitride, calcium nitride, Examples thereof include metal nitride particles such as titanium nitride; metal fluoride particles such as magnesium fluoride and calcium fluoride; clay mineral particles such as calcium silicate, calcium phosphate, apatite and talc; and the like. The inorganic particles may be inorganic particles whose surface is modified with a silane coupling agent or the like. As the inorganic particles, one kind may be used alone, or two or more kinds may be used in combination.

無機粒子としては、電解液又は電解質を分解しにくく、したがって、ガス発生を起しにくい観点から、硫酸バリウム粒子が好ましい。無機粒子としては、耐熱性に優れる観点から、水酸化マグネシウム粒子が好ましい。 As the inorganic particles, barium sulfate particles are preferable from the viewpoint that the electrolytic solution or the electrolyte is less likely to be decomposed and therefore gas is less likely to be generated. As the inorganic particles, magnesium hydroxide particles are preferable from the viewpoint of excellent heat resistance.

耐熱性多孔質層が多孔質基材の両面にある場合、一方の耐熱性多孔質層に含まれる無機粒子の種類と、他方の耐熱性多孔質層に含まれる無機粒子の種類とは、同じでもよく異なっていてもよい。 When the heat-resistant porous layer is on both sides of the porous substrate, the type of inorganic particles contained in one heat-resistant porous layer and the type of inorganic particles contained in the other heat-resistant porous layer are the same. But it can be very different.

無機粒子の粒子形状に限定はなく、球状、板状、針状、不定形状のいずれでもよい。無機粒子は、電池の短絡抑制の観点又は均一性の高い耐熱性多孔質層を形成する観点から、球状又は板状の粒子であることが好ましい。 The particle shape of the inorganic particles is not limited, and may be spherical, plate-shaped, needle-shaped, or indefinite. The inorganic particles are preferably spherical or plate-shaped particles from the viewpoint of suppressing short circuits in the battery or forming a highly uniform heat-resistant porous layer.

耐熱性多孔質層に含まれる無機粒子の平均一次粒径は、耐熱性多孔質層の耐熱性を高める観点から、3μm以下であり、2.8μm以下が好ましく、2.5μm以下がより好ましい。耐熱性多孔質層に含まれる無機粒子の平均一次粒径は、無機粒子どうしの凝集を抑制し均一性の高い耐熱性多孔質層を形成する観点から、0.01μm以上であり、0.05μm以上が好ましく、0.1μm以上がより好ましい。 The average primary particle size of the inorganic particles contained in the heat-resistant porous layer is 3 μm or less, preferably 2.8 μm or less, and more preferably 2.5 μm or less, from the viewpoint of enhancing the heat resistance of the heat-resistant porous layer. The average primary particle size of the inorganic particles contained in the heat-resistant porous layer is 0.01 μm or more, 0.05 μm or more, from the viewpoint of suppressing aggregation of the inorganic particles and forming a highly uniform heat-resistant porous layer. The above is preferable, and 0.1 μm or more is more preferable.

無機粒子の平均一次粒径は、走査型電子顕微鏡(SEM)による観察において無作為に選んだ無機粒子100個の長径を計測し、100個の長径を平均することで求める。SEM観察に供する試料は、耐熱性多孔質層を形成する材料である無機粒子、又は、セパレータの耐熱性多孔質層から取り出した無機粒子である。
セパレータの耐熱性多孔質層から無機粒子を取り出す方法に制限はない。当該方法は、例えば、セパレータから剥がした耐熱性多孔質層を、樹脂を溶解する有機溶剤に浸漬して有機溶剤で樹脂を溶解させ無機粒子を取り出す方法;セパレータから剥がした耐熱性多孔質層を800℃程度に加熱して樹脂を消失させ無機粒子を取り出す方法;などである。
The average primary particle size of the inorganic particles is determined by measuring the major axis of 100 randomly selected inorganic particles in observation with a scanning electron microscope (SEM) and averaging the major axis of 100 particles. The sample to be used for SEM observation is an inorganic particle which is a material for forming the heat-resistant porous layer, or an inorganic particle taken out from the heat-resistant porous layer of the separator.
There is no limitation on the method of extracting the inorganic particles from the heat-resistant porous layer of the separator. In this method, for example, the heat-resistant porous layer peeled off from the separator is immersed in an organic solvent that dissolves the resin, the resin is dissolved with the organic solvent, and the inorganic particles are taken out; the heat-resistant porous layer peeled off from the separator is obtained. A method of removing the resin by heating to about 800 ° C. and taking out the inorganic particles; etc.

耐熱性多孔質層が多孔質基材の両面にある場合、一方の耐熱性多孔質層に含まれる無機粒子の平均一次粒径と、他方の耐熱性多孔質層に含まれる無機粒子の平均一次粒径とは、同じでもよく異なっていてもよい。 When the heat-resistant porous layer is on both sides of the porous substrate, the average primary particle size of the inorganic particles contained in one heat-resistant porous layer and the average primary particle size of the inorganic particles contained in the other heat-resistant porous layer. The particle size may be the same or different.

耐熱性多孔質層の固形分に占める無機粒子の体積割合は、セパレータの耐熱性の観点から、5体積%以上が好ましく、10体積%以上がより好ましく、15体積%以上が更に好ましい。耐熱性多孔質層の固形分に占める無機粒子の体積割合は、耐熱性多孔質層が多孔質基材から剥がれにくい観点から、95体積%以下が好ましく、90体積%以下がより好ましく、85体積%以下が更に好ましい。 The volume ratio of the inorganic particles to the solid content of the heat-resistant porous layer is preferably 5% by volume or more, more preferably 10% by volume or more, still more preferably 15% by volume or more, from the viewpoint of heat resistance of the separator. The volume ratio of the inorganic particles to the solid content of the heat-resistant porous layer is preferably 95% by volume or less, more preferably 90% by volume or less, and more preferably 85 volumes, from the viewpoint that the heat-resistant porous layer does not easily peel off from the porous substrate. % Or less is more preferable.

耐熱性多孔質層の固形分に占める無機粒子の体積割合Va(体積%)は、下記の式により求める。
Va={(Xa/Da)/(Xa/Da+Xb/Db+Xc/Dc+…+Xn/Dn)}×100
ここに、耐熱性多孔質層の構成材料のうち、無機粒子がaであり、その他の構成材料がb、c、…、nであり、所定面積の耐熱性多孔質層に含まれる各構成材料の質量がXa、Xb、Xc、…、Xn(g)であり、各構成材料の真密度がDa、Db、Dc、…、Dn(g/cm)である。
上記の式に代入するXa等は、所定面積の耐熱性多孔質層の形成に使用する構成材料の質量(g)、又は、所定面積の耐熱性多孔質層から取り出した構成材料の質量(g)である。
上記の式に代入するDa等は、耐熱性多孔質層の形成に使用する構成材料の真密度(g/cm)、又は、耐熱性多孔質層から取り出した構成材料の真密度(g/cm)である。
The volume ratio Va (volume%) of the inorganic particles to the solid content of the heat-resistant porous layer is calculated by the following formula.
Va = {(Xa / Da) / (Xa / Da + Xb / Db + Xc / Dc + ... + Xn / Dn)} × 100
Here, among the constituent materials of the heat-resistant porous layer, the inorganic particles are a, the other constituent materials are b, c, ..., N, and each constituent material contained in the heat-resistant porous layer having a predetermined area. The masses of are Xa, Xb, Xc, ..., Xn (g), and the true densities of the constituent materials are Da, Db, Dc, ..., Dn (g / cm 3 ).
Xa or the like substituted into the above formula is the mass (g) of the constituent material used for forming the heat-resistant porous layer having a predetermined area, or the mass (g) of the constituent material taken out from the heat-resistant porous layer having a predetermined area. ).
Da etc. substituted in the above formula is the true density (g / cm 3) of the constituent material used to form the heat-resistant porous layer, or the true density (g / cm 3 ) of the constituent material taken out from the heat-resistant porous layer. cm 3 ).

耐熱性多孔質層が多孔質基材の両面にある場合、一方の耐熱性多孔質層の固形分に占める無機粒子の体積割合と、他方の耐熱性多孔質層の固形分に占める無機粒子の体積割合とは、同じでもよく異なっていてもよい。 When the heat-resistant porous layer is on both sides of the porous substrate, the volume ratio of the inorganic particles in the solid content of one heat-resistant porous layer and the inorganic particles in the solid content of the other heat-resistant porous layer. The volume ratio may be the same or different.

-耐熱性樹脂粒子-
耐熱性樹脂粒子としては、例えば、架橋ポリ(メタ)アクリル酸粒子、架橋ポリ(メタ)アクリル酸エステル粒子、架橋ポリスチレン粒子、(メタ)アクリル酸エステルとスチレンとの共重合架橋樹脂粒子、メラミン樹脂粒子、ナイロン粒子、ポリイミド粒子、ポリアミドイミド粒子、フェノール樹脂粒子、ポリテトラフルオロエチレン粒子、フッ素樹脂粒子、シリコーン樹脂粒子などが挙げられる。これら耐熱性樹脂粒子は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。本開示において「(メタ)アクリル」との表記は「アクリル」及び「メタクリル」のいずれでもよいことを意味する。
-Heat-resistant resin particles-
Examples of the heat-resistant resin particles include crosslinked poly (meth) acrylic acid particles, crosslinked poly (meth) acrylic acid ester particles, crosslinked polystyrene particles, copolymerized crosslinked resin particles of (meth) acrylic acid ester and styrene, and melamine resin. Examples thereof include particles, nylon particles, polyimide particles, polyamideimide particles, phenol resin particles, polytetrafluoroethylene particles, fluororesin particles, silicone resin particles and the like. These heat-resistant resin particles may be used alone or in combination of two or more. In the present disclosure, the notation "(meth) acrylic" means that it may be either "acrylic" or "methacrylic".

耐熱性樹脂粒子としては、電解液に対する安定性の観点並びに無機粒子及び電極との親和性の観点から、架橋ポリ(メタ)アクリル酸粒子、架橋ポリ(メタ)アクリル酸エステル粒子、架橋ポリスチレン粒子、及び(メタ)アクリル酸エステルとスチレンとの共重合架橋樹脂粒子からなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましい。 The heat-resistant resin particles include crosslinked poly (meth) acrylic acid particles, crosslinked poly (meth) acrylic acid ester particles, and crosslinked polystyrene particles from the viewpoint of stability with respect to an electrolytic solution and compatibility with inorganic particles and electrodes. And at least one selected from the group consisting of copolymerized crosslinked resin particles of (meth) acrylic acid ester and styrene is preferable.

耐熱性樹脂粒子を構成する樹脂に含まれる(メタ)アクリル酸エステルとしては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)メタクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸n-ヘキシル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタニル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸4-ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸2-(ジエチルアミノ)エチル、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート等が挙げられる。 Examples of the (meth) acrylic acid ester contained in the resin constituting the heat-resistant resin particles include methyl (meth) acrylic acid, ethyl (meth) acrylic acid, isopropyl (meth) acrylic acid, and n-butyl (meth) acrylic acid. Isobutyl (meth) acrylate, n-hexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, (meth) acrylic Dicyclopentanyl acid, isobornyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, 2- (diethylamino) (meth) acrylate ) Ethyl, methoxypolyethylene glycol (meth) acrylate and the like.

耐熱性樹脂粒子を構成する樹脂に含まれる(メタ)アクリル酸エステルとしては、(メタ)アクリル酸アルキルエステルが好ましい。(メタ)アクリル酸アルキルエステルのアルキル基の炭素数は、1~6が好ましく、1~4がより好ましい。
耐熱性樹脂粒子を構成する樹脂に含まれる(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、(メタ)アクリル酸メチルが好ましく、メタクリル酸メチルがより好ましく、架橋ポリ(メタ)アクリル酸エステル粒子としては、架橋ポリ(メタ)アクリル酸メチル粒子が好ましく、架橋ポリメタクリル酸メチル粒子がより好ましい。
As the (meth) acrylic acid ester contained in the resin constituting the heat-resistant resin particles, a (meth) acrylic acid alkyl ester is preferable. The alkyl group of the (meth) acrylic acid alkyl ester preferably has 1 to 6 carbon atoms, and more preferably 1 to 4 carbon atoms.
The (meth) acrylic acid alkyl ester contained in the resin constituting the heat-resistant resin particles is preferably methyl (meth) acrylate, more preferably methyl methacrylate, and the crosslinked poly (meth) acrylic acid ester particles are crosslinked. Methyl poly (meth) acrylate particles are preferred, and crosslinked polymethyl methacrylate particles are more preferred.

耐熱性樹脂粒子を構成する樹脂に含まれるスチレン系単量体としては、例えば、スチレン、メタクロロスチレン、パラクロロスチレン、パラフルオロスチレン、パラメトキシスチレン、メタ-tert-ブトキシスチレン、パラ-tert-ブトキシスチレン、バラビニル安息香酸、パラメチル-α-メチルスチレン等が挙げられ、スチレンが好ましい。 Examples of the styrene-based monomer contained in the resin constituting the heat-resistant resin particles include styrene, metachlorostyrene, parachlorostyrene, parafluorostyrene, paramethoxystyrene, meta-tert-butoxystyrene, and para-tert-. Examples thereof include butoxystyrene, rosevinyl benzoic acid, paramethyl-α-methylstyrene and the like, and styrene is preferable.

樹脂の架橋剤としては、ジアシルパーオキサイド、アルキルパーオキシエステル、パーオキシジカーボネート、モノパーオキシカーボネート、パーオキシケタール、ジアルキルパーオキサイド、ハイドロパーオキサイド、ケトンパーオキサイド等の有機過酸化物が挙げられる。 Examples of the resin cross-linking agent include organic peroxides such as diacyl peroxide, alkyl peroxy ester, peroxy dicarbonate, monoperoxy carbonate, peroxyketal, dialkyl peroxide, hydroperoxide, and ketone peroxide. ..

耐熱性樹脂粒子の市販品としては、商品名「架橋アクリル単分散粒子 MXシリーズ」(綜研化学製)、商品名「エポスターMAシリーズ」(日本触媒社製)、商品名「テクポリマーSSXシリーズ」(積水化成品製)などが挙げられる。 Commercially available heat-resistant resin particles include the product name "Crosslinked acrylic monodisperse particle MX series" (manufactured by Soken Kagaku), the product name "Eposter MA series" (manufactured by Nippon Shokubai), and the product name "Techpolymer SSX series" (manufactured by Nippon Shokubai). Sekisui Plastics) and the like.

耐熱性多孔質層が多孔質基材の両面にある場合、一方の耐熱性多孔質層に含まれる耐熱性樹脂粒子の種類と、他方の耐熱性多孔質層に含まれる耐熱性樹脂粒子の種類とは、同じでもよく異なっていてもよい。 When the heat-resistant porous layer is on both sides of the porous substrate, the type of heat-resistant resin particles contained in one heat-resistant porous layer and the type of heat-resistant resin particles contained in the other heat-resistant porous layer. May be the same or different.

耐熱性多孔質層に含まれる耐熱性樹脂粒子の平均一次粒径は、耐熱性多孔質層の耐熱性を高める観点から、10μm以下であり、8μm以下が好ましく、6μm以下がより好ましい。耐熱性多孔質層に含まれる耐熱性樹脂粒子の平均一次粒径は、多孔質基材に対する耐熱性多孔質層の接着性を高め、多孔質基材から耐熱性多孔質層を剥がれにくくする観点から、0.6μm以上であり、0.8μm以上が好ましく、1.0μm以上がより好ましい。 The average primary particle size of the heat-resistant resin particles contained in the heat-resistant porous layer is 10 μm or less, preferably 8 μm or less, and more preferably 6 μm or less, from the viewpoint of enhancing the heat resistance of the heat-resistant porous layer. The average primary particle size of the heat-resistant resin particles contained in the heat-resistant porous layer is from the viewpoint of enhancing the adhesion of the heat-resistant porous layer to the porous substrate and making it difficult for the heat-resistant porous layer to peel off from the porous substrate. Therefore, it is 0.6 μm or more, preferably 0.8 μm or more, and more preferably 1.0 μm or more.

耐熱性樹脂粒子の平均一次粒径は、走査型電子顕微鏡(SEM)による観察において無作為に選んだ耐熱性樹脂粒子100個の長径を計測し、100個の長径を平均することで求める。SEM観察に供する試料は、耐熱性多孔質層を形成する材料である耐熱性樹脂粒子、又は、セパレータの耐熱性多孔質層から取り出した耐熱性樹脂粒子である。
セパレータの耐熱性多孔質層から耐熱性樹脂粒子を取り出す方法に制限はない。当該方法は、例えば、セパレータから剥がした耐熱性多孔質層を、バインダ樹脂を溶解する有機溶剤に浸漬して有機溶剤でバインダ樹脂を溶解させ耐熱性樹脂粒子を取り出す方法などである。
The average primary particle size of the heat-resistant resin particles is determined by measuring the major axis of 100 heat-resistant resin particles randomly selected by observation with a scanning electron microscope (SEM) and averaging the major axis of 100 particles. The sample to be used for SEM observation is heat-resistant resin particles which are materials for forming the heat-resistant porous layer, or heat-resistant resin particles taken out from the heat-resistant porous layer of the separator.
There is no limitation on the method of extracting the heat-resistant resin particles from the heat-resistant porous layer of the separator. The method is, for example, a method of immersing the heat-resistant porous layer peeled off from the separator in an organic solvent that dissolves the binder resin, dissolving the binder resin with the organic solvent, and taking out the heat-resistant resin particles.

耐熱性多孔質層が多孔質基材の両面にある場合、一方の耐熱性多孔質層に含まれる耐熱性樹脂粒子の平均一次粒径と、他方の耐熱性多孔質層に含まれる耐熱性樹脂粒子の平均一次粒径とは、同じでもよく異なっていてもよい。 When the heat-resistant porous layer is on both sides of the porous substrate, the average primary particle size of the heat-resistant resin particles contained in one heat-resistant porous layer and the heat-resistant resin contained in the other heat-resistant porous layer. The average primary particle size of the particles may be the same or different.

耐熱性多孔質層の固形分に占める耐熱性樹脂粒子の体積割合は、耐熱性多孔質層が多孔質基材から剥がれにくい観点から、1体積%以上が好ましく、5体積%以上がより好ましく、8体積%以上が更に好ましい。耐熱性多孔質層の固形分に占める耐熱性樹脂粒子の体積割合は、無機粒子の体積割合を相対的に多くしセパレータの耐熱性を高める観点から、40体積%以下が好ましく、30体積%以下がより好ましく、25体積%以下が更に好ましい。 The volume ratio of the heat-resistant resin particles to the solid content of the heat-resistant porous layer is preferably 1% by volume or more, more preferably 5% by volume or more, from the viewpoint that the heat-resistant porous layer does not easily peel off from the porous substrate. 8% by volume or more is more preferable. The volume ratio of the heat-resistant resin particles to the solid content of the heat-resistant porous layer is preferably 40% by volume or less, preferably 30% by volume or less, from the viewpoint of increasing the volume ratio of the inorganic particles and improving the heat resistance of the separator. Is more preferable, and 25% by volume or less is further preferable.

耐熱性多孔質層の固形分に占める耐熱性樹脂粒子の体積割合Vb(体積%)は、下記の式により求める。
Vb={(Xb/Db)/(Xa/Da+Xb/Db+Xc/Dc+…+Xn/Dn)}×100
ここに、耐熱性多孔質層の構成材料のうち、耐熱性樹脂粒子がbであり、その他の構成材料がa、c、…、nであり、所定面積の耐熱性多孔質層に含まれる各構成材料の質量がXa、Xb、Xc、…、Xn(g)であり、各構成材料の真密度がDa、Db、Dc、…、Dn(g/cm)である。
上記の式に代入するXa等は、所定面積の耐熱性多孔質層の形成に使用する構成材料の質量(g)、又は、所定面積の耐熱性多孔質層から取り出した構成材料の質量(g)である。
上記の式に代入するDa等は、耐熱性多孔質層の形成に使用する構成材料の真密度(g/cm)、又は、耐熱性多孔質層から取り出した構成材料の真密度(g/cm)である。
The volume ratio Vb (volume%) of the heat-resistant resin particles to the solid content of the heat-resistant porous layer is calculated by the following formula.
Vb = {(Xb / Db) / (Xa / Da + Xb / Db + Xc / Dc + ... + Xn / Dn)} × 100
Here, among the constituent materials of the heat-resistant porous layer, the heat-resistant resin particles are b, and the other constituent materials are a, c, ..., N, which are contained in the heat-resistant porous layer having a predetermined area. The masses of the constituent materials are Xa, Xb, Xc, ..., Xn (g), and the true densities of the constituent materials are Da, Db, Dc, ..., Dn (g / cm 3 ).
Xa or the like substituted into the above formula is the mass (g) of the constituent material used for forming the heat-resistant porous layer having a predetermined area, or the mass (g) of the constituent material taken out from the heat-resistant porous layer having a predetermined area. ).
Da etc. substituted in the above formula is the true density (g / cm 3) of the constituent material used to form the heat-resistant porous layer, or the true density (g / cm 3 ) of the constituent material taken out from the heat-resistant porous layer. cm 3 ).

耐熱性多孔質層が多孔質基材の両面にある場合、一方の耐熱性多孔質層の固形分に占める耐熱性樹脂粒子の体積割合と、他方の耐熱性多孔質層の固形分に占める耐熱性樹脂粒子の体積割合とは、同じでもよく異なっていてもよい。 When the heat-resistant porous layer is on both sides of the porous substrate, the volume ratio of the heat-resistant resin particles to the solid content of one heat-resistant porous layer and the heat resistance to the solid content of the other heat-resistant porous layer. The volume ratio of the sex resin particles may be the same or different.

耐熱性多孔質層の固形分に占める無機粒子と耐熱性樹脂粒子との合計体積割合は、耐熱性多孔質層が多孔質基材から剥がれにくい観点から、95体積%以下が好ましく、90体積%以下がより好ましく、85体積%以下が更に好ましい。耐熱性多孔質層の固形分に占める無機粒子と耐熱性樹脂粒子との合計体積割合は、セパレータの耐熱性の観点から、5体積%以上が好ましく、20体積%以上がより好ましく、30体積%以上が更に好ましい。 The total volume ratio of the inorganic particles and the heat-resistant resin particles to the solid content of the heat-resistant porous layer is preferably 95% by volume or less, preferably 90% by volume, from the viewpoint that the heat-resistant porous layer does not easily peel off from the porous substrate. The following is more preferable, and 85% by volume or less is further preferable. The total volume ratio of the inorganic particles and the heat-resistant resin particles to the solid content of the heat-resistant porous layer is preferably 5% by volume or more, more preferably 20% by volume or more, and more preferably 30% by volume from the viewpoint of heat resistance of the separator. The above is more preferable.

耐熱性多孔質層における無機粒子の体積割合と耐熱性樹脂粒子の体積割合との比は、無機粒子の体積割合:耐熱性樹脂粒子の体積割合=99:1~10:90が好ましく、95:5~20:80がより好ましく、90:10~50:50が更に好ましい。 The ratio of the volume ratio of the inorganic particles to the volume ratio of the heat-resistant resin particles in the heat-resistant porous layer is preferably the volume ratio of the inorganic particles: the volume ratio of the heat-resistant resin particles = 99: 1 to 10:90, 95: 5 to 20:80 is more preferable, and 90:10 to 50:50 is even more preferable.

-その他の成分-
耐熱性多孔質層は、耐熱性樹脂粒子以外のその他の有機フィラー(つまり、200℃未満の温度領域で溶融又は分解を起こす有機フィラー)を含有していてもよい。耐熱性多孔質層は、界面活性剤等の分散剤、湿潤剤、消泡剤、pH調整剤などの添加剤を含んでいてもよい。分散剤は、耐熱性多孔質層を形成するための塗工液に、分散性、塗工性又は保存安定性を向上させる目的で添加される。湿潤剤、消泡剤、pH調整剤は、耐熱性多孔質層を形成するための塗工液に、例えば、多孔質基材とのなじみをよくする目的、塗工液へのエア噛み込みを抑制する目的、又はpH調整の目的で添加される。
-Other ingredients-
The heat-resistant porous layer may contain other organic fillers other than the heat-resistant resin particles (that is, an organic filler that melts or decomposes in a temperature range of less than 200 ° C.). The heat-resistant porous layer may contain additives such as a dispersant such as a surfactant, a wetting agent, a defoaming agent, and a pH adjuster. The dispersant is added to the coating liquid for forming the heat-resistant porous layer for the purpose of improving dispersibility, coatability or storage stability. Wetting agents, defoaming agents, and pH adjusters are used in the coating liquid for forming a heat-resistant porous layer, for example, for the purpose of improving the compatibility with the porous base material, and for the purpose of air entrainment in the coating liquid. It is added for the purpose of suppressing or adjusting the pH.

[耐熱性多孔質層の特性]
耐熱性多孔質層の厚さは、セパレータの耐熱性又はハンドリング性の観点から、片面0.5μm以上が好ましく、片面1.0μm以上がより好ましく、片面1.5μm以上が更に好ましく、イオン透過性及び電池のエネルギー密度の観点から、片面8.0μm以下が好ましく、片面6.0μm以下がより好ましく、片面4.0μm以下が更に好ましい。
[Characteristics of heat-resistant porous layer]
The thickness of the heat-resistant porous layer is preferably 0.5 μm or more on one side, more preferably 1.0 μm or more on one side, further preferably 1.5 μm or more on one side, and ion permeability from the viewpoint of heat resistance or handleability of the separator. From the viewpoint of the energy density of the battery, one side is preferably 8.0 μm or less, one side is more preferably 6.0 μm or less, and one side is more preferably 4.0 μm or less.

耐熱性多孔質層の厚さは、耐熱性多孔質層が多孔質基材の両面にある場合、両面の合計として、1.0μm以上が好ましく、2.0μm以上がより好ましく、3.0μm以上が更に好ましく、16.0μm以下が好ましく、12.0μm以下がより好ましく、8.0μm以下が更に好ましい。 When the heat-resistant porous layer is on both sides of the porous substrate, the total thickness of the heat-resistant porous layer is preferably 1.0 μm or more, more preferably 2.0 μm or more, and more preferably 3.0 μm or more. Is more preferable, 16.0 μm or less is preferable, 12.0 μm or less is more preferable, and 8.0 μm or less is further preferable.

耐熱性多孔質層が多孔質基材の両面にある場合、一方の耐熱性多孔質層の厚さと他方の耐熱性多孔質層の厚さとの差(μm)は、小さいほど好ましく、両面合計の厚さ(μm)の20%以下であることが好ましい。 When the heat-resistant porous layer is on both sides of the porous substrate, the difference (μm) between the thickness of one heat-resistant porous layer and the thickness of the other heat-resistant porous layer is preferably smaller, and the total of both sides is total. It is preferably 20% or less of the thickness (μm).

耐熱性多孔質層の単位面積当たりの質量は、耐熱性多孔質層が多孔質基材の片面にある場合も両面にある場合も、セパレータの耐熱性又はハンドリング性の観点から、両面の合計として1.0g/m以上が好ましく、2.0g/m以上がより好ましく、3.0g/m以上が更に好ましく、イオン透過性及び電池のエネルギー密度の観点から、両面の合計として30.0g/m以下が好ましく、20.0g/m以下がより好ましく、10.0g/m以下が更に好ましい。 The mass per unit area of the heat-resistant porous layer is the total of both sides from the viewpoint of heat resistance or handleability of the separator regardless of whether the heat-resistant porous layer is on one side or both sides of the porous base material. 1.0 g / m 2 or more is preferable, 2.0 g / m 2 or more is more preferable, 3.0 g / m 2 or more is further preferable, and from the viewpoint of ion permeability and energy density of the battery, the total of both sides is 30. 0 g / m 2 or less is preferable, 20.0 g / m 2 or less is more preferable, and 10.0 g / m 2 or less is further preferable.

耐熱性多孔質層が多孔質基材の両面にある場合、一方の耐熱性多孔質層の単位面積当たりの質量と、他方の耐熱性多孔質層の単位面積当たりの質量との差(g/m)は、セパレータのカールを抑制する観点又は電池のサイクル特性を良好にする観点から、小さいほど好ましく、両面の合計量(g/m)の20%以下であることが好ましい。 When the heat-resistant porous layer is on both sides of the porous substrate, the difference between the mass per unit area of one heat-resistant porous layer and the mass per unit area of the other heat-resistant porous layer (g /). The smaller m 2 ) is preferable from the viewpoint of suppressing curl of the separator or improving the cycle characteristics of the battery, and it is preferably 20% or less of the total amount (g / m 2 ) of both sides.

耐熱性多孔質層の空孔率は、イオン透過性の観点から、15%以上が好ましく、20%以上がより好ましく、30%以上が更に好ましく、耐熱性多孔質層の耐熱性及び力学的強度の観点から、70%以下が好ましく、65%以下がより好ましく、60%以下が更に好ましい。耐熱性多孔質層の空孔率ε(%)は、下記の式により求める。
ε={1-(Wa/da+Wb/db+Wc/dc+…+Wn/dn)/t}×100
ここに、耐熱性多孔質層の構成材料がa、b、c、…、nであり、各構成材料の単位面積当たりの質量がWa、Wb、Wc、…、Wn(g/cm)であり、各構成材料の真密度がda、db、dc、…、dn(g/cm)であり、耐熱性多孔質層の厚さがt(cm)である。
From the viewpoint of ion permeability, the porosity of the heat-resistant porous layer is preferably 15% or more, more preferably 20% or more, further preferably 30% or more, and the heat resistance and mechanical strength of the heat-resistant porous layer. From the viewpoint of the above, 70% or less is preferable, 65% or less is more preferable, and 60% or less is further preferable. The porosity ε (%) of the heat-resistant porous layer is calculated by the following formula.
ε = {1- (Wa / da + Wb / db + Wc / dc + ... + Wn / dn) / t} × 100
Here, the constituent materials of the heat-resistant porous layer are a, b, c, ..., N, and the mass per unit area of each constituent material is Wa, Wb, Wc, ..., Wn (g / cm 2 ). The true densities of each constituent material are da, db, dc, ..., Dn (g / cm 3 ), and the thickness of the heat-resistant porous layer is t (cm).

耐熱性多孔質層の平均孔径は、10nm~200nmが好ましい。平均孔径が10nm以上であると、耐熱性多孔質層に電解液を含浸させたとき、耐熱性多孔質層に含まれる樹脂が膨潤しても孔の閉塞が起きにくい。平均孔径が200nm以下であると、耐熱性多孔質層におけるイオン移動の均一性が高く、電池のサイクル特性及び負荷特性に優れる。 The average pore size of the heat-resistant porous layer is preferably 10 nm to 200 nm. When the average pore diameter is 10 nm or more, when the heat-resistant porous layer is impregnated with the electrolytic solution, the pores are less likely to be closed even if the resin contained in the heat-resistant porous layer swells. When the average pore diameter is 200 nm or less, the uniformity of ion transfer in the heat-resistant porous layer is high, and the cycle characteristics and load characteristics of the battery are excellent.

耐熱性多孔質層の平均孔径(nm)は、すべての孔が円柱状であると仮定し、以下の式により算出する。
d=4V/S
式中、dは耐熱性多孔質層の平均孔径(直径)、Vは耐熱性多孔質層1m当たりの空孔体積、Sは耐熱性多孔質層1m当たりの空孔表面積を表す。
耐熱性多孔質層1m当たりの空孔体積Vは、耐熱性多孔質層の空孔率から算出する。
耐熱性多孔質層1m当たりの空孔表面積Sは、以下の方法で求める。
まず、多孔質基材の比表面積(m/g)とセパレータの比表面積(m/g)とを、窒素ガス吸着法にBET式を適用することにより、窒素ガス吸着量から算出する。これらの比表面積(m/g)にそれぞれの目付(g/m)を乗算して、それぞれの1m当たりの空孔表面積を算出する。そして、多孔質基材1m当たりの空孔表面積をセパレータ1m当たりの空孔表面積から減算して、耐熱性多孔質層1m当たりの空孔表面積Sを算出する。目付とは、単位面積当たりの質量である。
The average pore diameter (nm) of the heat-resistant porous layer is calculated by the following formula, assuming that all pores are columnar.
d = 4V / S
In the formula, d represents the average pore diameter (diameter) of the heat-resistant porous layer, V represents the pore volume per 1 m 2 of the heat-resistant porous layer, and S represents the pore surface area per 1 m 2 of the heat-resistant porous layer.
The pore volume V per 1 m 2 of the heat-resistant porous layer is calculated from the porosity of the heat-resistant porous layer.
The pore surface area S per 1 m 2 of the heat-resistant porous layer is determined by the following method.
First, the specific surface area (m 2 / g) of the porous substrate and the specific surface area (m 2 / g) of the separator are calculated from the amount of nitrogen gas adsorbed by applying the BET formula to the nitrogen gas adsorption method. These specific surface areas (m 2 / g) are multiplied by each basis weight (g / m 2 ) to calculate the pore surface area per 1 m 2 of each. Then, the pore surface area per 1 m 2 of the porous substrate is subtracted from the pore surface area per 1 m 2 of the separator to calculate the pore surface area S per 1 m 2 of the heat-resistant porous layer. Metsuke is the mass per unit area.

多孔質基材と耐熱性多孔質層との間の剥離強度は、電極に対するセパレータの接着強度の観点から、0.30N/12mm以上が好ましく、0.35N/12mm以上がより好ましく、0.40N/12mm以上が更に好ましい。上記の観点からは、多孔質基材と耐熱性多孔質層との間の剥離強度は高いほど好ましいが、通常、剥離強度は2.00N/12mm以下である。セパレータが多孔質基材の両面に耐熱性多孔質層を有する場合、多孔質基材と耐熱性多孔質層との間の剥離強度は、多孔質基材の両面において上記の範囲であることが好ましい。 The peel strength between the porous substrate and the heat-resistant porous layer is preferably 0.30 N / 12 mm or more, more preferably 0.35 N / 12 mm or more, and more preferably 0.40 N, from the viewpoint of the adhesive strength of the separator to the electrode. / 12 mm or more is more preferable. From the above viewpoint, the higher the peel strength between the porous substrate and the heat-resistant porous layer, the more preferable, but the peel strength is usually 2.00 N / 12 mm or less. When the separator has a heat-resistant porous layer on both sides of the porous substrate, the peel strength between the porous substrate and the heat-resistant porous layer may be in the above range on both sides of the porous substrate. preferable.

多孔質基材と耐熱性多孔質層との間の剥離強度(N/12mm)は、セパレータをMDの方向に剥離するT字剥離試験によって求める。試験片の寸法は、MD70mm且つTD12mmの長方形であり、T字剥離試験の引張速度は300mm/分である。 The peel strength (N / 12 mm) between the porous substrate and the heat-resistant porous layer is determined by a T-shaped peel test in which the separator is peeled in the MD direction. The dimensions of the test piece are a rectangle with MD 70 mm and TD 12 mm, and the tensile speed of the T-shaped peeling test is 300 mm / min.

耐熱性多孔質層は、耐熱性多孔質層と多孔質基材との界面に耐熱性樹脂粒子による適度な凹凸を形成し、多孔質基材に対する耐熱性多孔質層の接着性を高め、多孔質基材から耐熱性多孔質層を剥がれにくくする観点から、下記の式(1)を満たすことが好ましい。 The heat-resistant porous layer forms appropriate irregularities due to the heat-resistant resin particles at the interface between the heat-resistant porous layer and the porous substrate, enhances the adhesion of the heat-resistant porous layer to the porous substrate, and is porous. From the viewpoint of making it difficult for the heat-resistant porous layer to peel off from the material substrate, it is preferable to satisfy the following formula (1).

式(1) 0.5≦r/a≦3
ここに、一つの耐熱性多孔質層において、aは当該耐熱性多孔質層の厚さ(μm)であり、rは当該耐熱性多孔質層に含まれる耐熱性樹脂粒子の平均一次粒径(μm)である。
Equation (1) 0.5 ≦ r / a ≦ 3
Here, in one heat-resistant porous layer, a is the thickness (μm) of the heat-resistant porous layer, and r is the average primary particle size of the heat-resistant resin particles contained in the heat-resistant porous layer (s). μm).

上記のr/aは、0.6以上がより好ましく、0.7以上が更に好ましく、2.5以下がより好ましく、2以下が更に好ましい。 The above r / a is more preferably 0.6 or more, further preferably 0.7 or more, further preferably 2.5 or less, still more preferably 2 or less.

耐熱性多孔質層は、多孔質基材の片面に設けられているときは当該片面において式(1)を満たすことが好ましい。耐熱性多孔質層は、多孔質基材の両面に設けられているときは両面においてそれぞれ式(1)を満たすことが好ましい。 When the heat-resistant porous layer is provided on one side of the porous base material, it is preferable that the formula (1) is satisfied on that one side. When the heat-resistant porous layer is provided on both sides of the porous substrate, it is preferable that both sides satisfy the formula (1).

耐熱性多孔質層の露出面の滑り性を向上させ、電池の製造効率を高める観点からも、耐熱性多孔質層は式(1)を満たすことが好ましい。耐熱性多孔質層が式(1)を満たすことによって、耐熱性多孔質層の露出面の摩擦係数を適度な範囲に制御することができる。 From the viewpoint of improving the slipperiness of the exposed surface of the heat-resistant porous layer and increasing the manufacturing efficiency of the battery, the heat-resistant porous layer preferably satisfies the formula (1). When the heat-resistant porous layer satisfies the formula (1), the friction coefficient of the exposed surface of the heat-resistant porous layer can be controlled in an appropriate range.

[セパレータの特性]
セパレータの厚さは、セパレータの機械的強度の観点から、8μm以上が好ましく、10μm以上がより好ましく、12μm以上が更に好ましく、電池のエネルギー密度の観点から、25μm以下が好ましく、22μm以下がより好ましく、20μm以下が更に好ましい。
[Characteristics of separator]
The thickness of the separator is preferably 8 μm or more, more preferably 10 μm or more, further preferably 12 μm or more, preferably 25 μm or less, and more preferably 22 μm or less from the viewpoint of battery energy density. , 20 μm or less is more preferable.

セパレータの突刺強度は、セパレータの機械的強度又は電池の耐短絡性の観点から、150gf~1000gfが好ましく、200gf~600gfがより好ましい。セパレータの突刺強度の測定方法は、多孔質基材の突刺強度の測定方法と同じである。 The puncture strength of the separator is preferably 150 gf to 1000 gf, more preferably 200 gf to 600 gf, from the viewpoint of the mechanical strength of the separator or the short circuit resistance of the battery. The method for measuring the puncture strength of the separator is the same as the method for measuring the puncture strength of the porous substrate.

セパレータの空孔率は、電極に対する接着性、セパレータのハンドリング性、イオン透過性又は機械的強度の観点から、30%~70%が好ましく、35%~65%がより好ましく、40%~60%が更に好ましい。 The porosity of the separator is preferably 30% to 70%, more preferably 35% to 65%, and 40% to 60% from the viewpoint of adhesiveness to the electrode, handleability of the separator, ion permeability or mechanical strength. Is more preferable.

セパレータのガーレ値(JIS P8117:2009)は、セパレータの機械的強度とイオン透過性の観点から、80秒/100mL~400秒/100mLが好ましく、120秒/100mL~300秒/100mLがより好ましい。 The galley value of the separator (JIS P8117: 2009) is preferably 80 seconds / 100 mL to 400 seconds / 100 mL, more preferably 120 seconds / 100 mL to 300 seconds / 100 mL, from the viewpoint of the mechanical strength of the separator and the ion permeability.

本開示のセパレータは、多孔質基材及び耐熱性多孔質層以外のその他の層をさらに有していてもよい。その他の層としては、電極との接着を主たる目的に最外層として設けられる接着層が挙げられる。本開示のセパレータは、その片面又は両面に最外層として接着層を有していてもよい。 The separator of the present disclosure may further have a layer other than the porous substrate and the heat-resistant porous layer. Examples of the other layer include an adhesive layer provided as an outermost layer mainly for the purpose of adhering to the electrode. The separator of the present disclosure may have an adhesive layer as an outermost layer on one side or both sides thereof.

[セパレータの製造方法]
本開示のセパレータは、例えば、多孔質基材上に耐熱性多孔質層を湿式塗工法又は乾式塗工法で形成することにより製造できる。本開示において、湿式塗工法とは、塗工層を凝固液中で固化させる方法であり、乾式塗工法とは、塗工層を乾燥させて固化させる方法である。以下に、湿式塗工法の実施形態例を説明する。
[Manufacturing method of separator]
The separator of the present disclosure can be produced, for example, by forming a heat-resistant porous layer on a porous substrate by a wet coating method or a dry coating method. In the present disclosure, the wet coating method is a method of solidifying the coating layer in a coagulating liquid, and the dry coating method is a method of drying and solidifying the coating layer. An embodiment of the wet coating method will be described below.

湿式塗工法は、耐熱性バインダ樹脂、無機粒子及び耐熱性樹脂粒子を含有する塗工液を多孔質基材上に塗工し、凝固液に浸漬して塗工層を固化させ、凝固液から引き揚げ水洗及び乾燥を行う方法である。 In the wet coating method, a coating liquid containing heat-resistant binder resin, inorganic particles and heat-resistant resin particles is applied onto a porous substrate and immersed in a coagulation liquid to solidify the coating layer, and then the coagulation liquid is used. It is a method of performing salvage washing and drying.

耐熱性多孔質層形成用の塗工液は、耐熱性バインダ樹脂、無機粒子及び耐熱性樹脂粒子を溶媒に溶解又は分散させて作製する。塗工液には、必要に応じて、耐熱性バインダ樹脂、無機粒子及び耐熱性樹脂粒子以外のその他の成分を溶解又は分散させる。 The coating liquid for forming the heat-resistant porous layer is prepared by dissolving or dispersing the heat-resistant binder resin, the inorganic particles and the heat-resistant resin particles in a solvent. In the coating liquid, if necessary, other components other than the heat-resistant binder resin, the inorganic particles and the heat-resistant resin particles are dissolved or dispersed.

塗工液の調製に用いる溶媒は、耐熱性バインダ樹脂を溶解する溶媒(以下、「良溶媒」ともいう。)を含む。良溶媒としては、N-メチルピロリドン、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド等の極性アミド溶媒が挙げられる。 The solvent used for preparing the coating liquid includes a solvent that dissolves the heat-resistant binder resin (hereinafter, also referred to as “good solvent”). Examples of the good solvent include polar amide solvents such as N-methylpyrrolidone, dimethylacetamide and dimethylformamide.

塗工液の調製に用いる溶媒は、良好な多孔構造を有する多孔質層を形成する観点から、相分離を誘発させる相分離剤を含んでいてもよい。したがって、塗工液の調製に用いる溶媒は、良溶媒と相分離剤との混合溶媒であってもよい。相分離剤は、塗工に適切な粘度が確保できる範囲の量で良溶媒と混合することが好ましい。相分離剤としては、水、メタノール、エタノール、プロピルアルコール、ブチルアルコール、ブタンジオール、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリプロピレングリコール等が挙げられる。 The solvent used for preparing the coating liquid may contain a phase separation agent that induces phase separation from the viewpoint of forming a porous layer having a good porous structure. Therefore, the solvent used for preparing the coating liquid may be a mixed solvent of a good solvent and a phase separation agent. The phase separation agent is preferably mixed with a good solvent in an amount that can secure an appropriate viscosity for coating. Examples of the phase separation agent include water, methanol, ethanol, propyl alcohol, butyl alcohol, butane diol, ethylene glycol, propylene glycol, tripropylene glycol and the like.

塗工液の調製に用いる溶媒が良溶媒と相分離剤との混合溶媒である場合、良好な多孔構造を形成する観点から、良溶媒を60質量%以上含み、相分離剤を5質量%~40質量%含む混合溶媒が好ましい。 When the solvent used for preparing the coating liquid is a mixed solvent of a good solvent and a phase separating agent, from the viewpoint of forming a good porous structure, the good solvent is contained in an amount of 60% by mass or more and the phase separating agent is contained in an amount of 5% by mass or more. A mixed solvent containing 40% by mass is preferable.

塗工液の樹脂濃度は、良好な多孔構造を形成する観点から、1質量%~20質量%であることが好ましい。塗工液の無機粒子濃度は、良好な多孔構造を形成する観点から、0.5質量%~50質量%であることが好ましい。 The resin concentration of the coating liquid is preferably 1% by mass to 20% by mass from the viewpoint of forming a good porous structure. The concentration of inorganic particles in the coating liquid is preferably 0.5% by mass to 50% by mass from the viewpoint of forming a good porous structure.

塗工液は、界面活性剤等の分散剤、湿潤剤、消泡剤、pH調整剤等を含有していてもよい。これらの添加剤は、非水系二次電池の使用範囲において電気化学的に安定で電池内反応を阻害しないものであれば、耐熱性多孔質層に残存するものであってもよい。 The coating liquid may contain a dispersant such as a surfactant, a wetting agent, an antifoaming agent, a pH adjusting agent and the like. These additives may remain in the heat-resistant porous layer as long as they are electrochemically stable in the range of use of the non-aqueous secondary battery and do not inhibit the reaction in the battery.

多孔質基材への塗工液の塗工手段としては、マイヤーバー、ダイコーター、リバースロールコーター、ロールコーター、グラビアコーター等が挙げられる。耐熱性多孔質層を多孔質基材の両面に形成する場合、塗工液を両面同時に多孔質基材へ塗工することが生産性の観点から好ましい。 Examples of the means for applying the coating liquid to the porous substrate include a Meyer bar, a die coater, a reverse roll coater, a roll coater, a gravure coater and the like. When the heat-resistant porous layer is formed on both sides of the porous substrate, it is preferable to apply the coating liquid to the porous substrate at the same time on both sides from the viewpoint of productivity.

塗工層の固化は、塗工層を形成した多孔質基材を凝固液に浸漬し、塗工層において相分離を誘発しつつ樹脂を固化させることで行われる。これにより、多孔質基材と耐熱性多孔質層とからなる積層体を得る。 The solidification of the coating layer is performed by immersing the porous base material on which the coating layer is formed in a coagulating liquid and solidifying the resin while inducing phase separation in the coating layer. As a result, a laminated body composed of a porous base material and a heat-resistant porous layer is obtained.

凝固液は、塗工液の調製に用いた良溶媒及び相分離剤と、水とを含むことが一般的である。良溶媒と相分離剤の混合比は、塗工液の調製に用いた混合溶媒の混合比に合わせるのが生産上好ましい。凝固液中の水の含有量は40質量%~90質量%であることが、多孔構造の形成及び生産性の観点から好ましい。凝固液の温度は、例えば20℃~50℃である。 The coagulation liquid generally contains a good solvent and a phase separation agent used for preparing the coating liquid, and water. It is preferable in terms of production that the mixing ratio of the good solvent and the phase separation agent is adjusted to the mixing ratio of the mixed solvent used for preparing the coating liquid. The content of water in the coagulation liquid is preferably 40% by mass to 90% by mass from the viewpoint of forming a porous structure and productivity. The temperature of the coagulant is, for example, 20 ° C to 50 ° C.

凝固液中で塗工層を固化させた後、積層体を凝固液から引き揚げ、水洗する。水洗することによって、積層体から凝固液を除去する。さらに、乾燥することによって、積層体から水を除去する。水洗は、例えば、積層体を水浴中を搬送することによって行う。乾燥は、例えば、積層体を高温環境中を搬送すること、積層体に風をあてること、積層体をヒートロールに接触させること等によって行う。乾燥温度は40℃~80℃が好ましい。 After the coating layer is solidified in the coagulation liquid, the laminate is withdrawn from the coagulation liquid and washed with water. The coagulant is removed from the laminate by washing with water. Further, by drying, water is removed from the laminate. The water washing is performed, for example, by transporting the laminated body in a water bath. Drying is performed, for example, by transporting the laminate in a high temperature environment, blowing air on the laminate, bringing the laminate into contact with a heat roll, and the like. The drying temperature is preferably 40 ° C to 80 ° C.

本開示のセパレータは、乾式塗工法でも製造し得る。乾式塗工法は、塗工液を多孔質基材に塗工し、塗工層を乾燥させて溶媒を揮発除去することにより、耐熱性多孔質層を多孔質基材上に形成する方法である。 The separator of the present disclosure can also be manufactured by a dry coating method. The dry coating method is a method of forming a heat-resistant porous layer on a porous substrate by applying a coating liquid to a porous substrate and drying the coating layer to volatilize and remove a solvent. ..

本開示のセパレータは、耐熱性多孔質層を独立したシートとして作製し、この耐熱性多孔質層を多孔質基材に重ねて、熱圧着や接着剤によって複合化する方法によっても製造し得る。耐熱性多孔質層を独立したシートとして作製する方法としては、上述した湿式塗工法又は乾式塗工法を適用して、剥離シート上に耐熱性多孔質層を形成する方法が挙げられる。 The separator of the present disclosure can also be produced by producing a heat-resistant porous layer as an independent sheet, superimposing the heat-resistant porous layer on a porous substrate, and compounding the heat-resistant porous layer by thermocompression bonding or an adhesive. Examples of the method for producing the heat-resistant porous layer as an independent sheet include a method of forming the heat-resistant porous layer on the release sheet by applying the above-mentioned wet coating method or dry coating method.

<非水系二次電池>
本開示の非水系二次電池は、リチウムイオンのドープ及び脱ドープにより起電力を得る非水系二次電池であり、正極と、負極と、本開示の非水系二次電池用セパレータとを備える。ドープとは、吸蔵、担持、吸着、又は挿入を意味し、正極等の電極の活物質にリチウムイオンが入る現象を意味する。
<Non-water-based secondary battery>
The non-aqueous secondary battery of the present disclosure is a non-aqueous secondary battery that obtains an electromotive force by doping and dedoping lithium ions, and includes a positive electrode, a negative electrode, and a separator for the non-aqueous secondary battery of the present disclosure. Dope means occlusion, support, adsorption, or insertion, and means a phenomenon in which lithium ions enter the active material of an electrode such as a positive electrode.

本開示の非水系二次電池は、例えば、負極と正極とがセパレータを介して対向した電池素子が電解液と共に外装材内に封入された構造を有する。本開示の非水系二次電池は、非水電解質二次電池、特にリチウムイオン二次電池に好適である。 The non-aqueous secondary battery of the present disclosure has, for example, a structure in which a battery element in which a negative electrode and a positive electrode face each other via a separator is enclosed in an exterior material together with an electrolytic solution. The non-aqueous secondary battery of the present disclosure is suitable for a non-aqueous electrolyte secondary battery, particularly a lithium ion secondary battery.

以下、本開示の非水系二次電池が備える正極、負極、電解液及び外装材の形態例を説明する。 Hereinafter, morphological examples of the positive electrode, the negative electrode, the electrolytic solution, and the exterior material included in the non-aqueous secondary battery of the present disclosure will be described.

正極の実施形態例としては、正極活物質及びバインダ樹脂を含む活物質層が集電体上に成形された構造が挙げられる。活物質層は、さらに導電助剤を含んでもよい。正極活物質としては、例えば、リチウム含有遷移金属酸化物が挙げられ、具体的にはLiCoO、LiNiO、LiMn1/2Ni1/2、LiCo1/3Mn1/3Ni1/3、LiMn、LiFePO、LiCo1/2Ni1/2、LiAl1/4Ni3/4等が挙げられる。バインダ樹脂としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン系樹脂、スチレン-ブタジエン共重合体等が挙げられる。導電助剤としては、例えば、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、黒鉛粉末等の炭素材料が挙げられる。集電体としては、例えば厚さ5μm~20μmの、アルミニウム箔、チタン箔、ステンレス箔等が挙げられる。 Examples of the embodiment of the positive electrode include a structure in which an active material layer containing a positive electrode active material and a binder resin is formed on a current collector. The active material layer may further contain a conductive additive. Examples of the positive electrode active material include lithium-containing transition metal oxides, specifically, LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMn 1/2 Ni 1/2 O 2 , LiCo 1/3 Mn 1/3 Ni 1 /. Examples thereof include 3 O 2 , LiMn 2 O 4 , LiFePO 4 , LiCo 1/2 Ni 1/2 O 2 , LiAl 1/4 Ni 3/4 O 2 . Examples of the binder resin include polyvinylidene fluoride-based resins and styrene-butadiene copolymers. Examples of the conductive auxiliary agent include carbon materials such as acetylene black, ketjen black, and graphite powder. Examples of the current collector include aluminum foil, titanium foil, stainless steel foil and the like having a thickness of 5 μm to 20 μm.

負極の実施形態例としては、負極活物質及びバインダ樹脂を含む活物質層が集電体上に成形された構造が挙げられる。活物質層は、さらに導電助剤を含んでもよい。負極活物質としては、リチウムイオンを電気化学的に吸蔵し得る材料が挙げられ、具体的には例えば、炭素材料;ケイ素、スズ、アルミニウム等とリチウムとの合金;ウッド合金;などが挙げられる。バインダ樹脂としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン系樹脂、スチレン-ブタジエン共重合体等が挙げられる。導電助剤としては、例えば、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、黒鉛粉末、極細炭素繊維等の炭素材料が挙げられる。集電体としては、例えば厚さ5μm~20μmの、銅箔、ニッケル箔、ステンレス箔等が挙げられる。また、上記の負極に代えて、金属リチウム箔を負極として用いてもよい。 Examples of the embodiment of the negative electrode include a structure in which an active material layer containing a negative electrode active material and a binder resin is formed on a current collector. The active material layer may further contain a conductive additive. Examples of the negative electrode active material include materials capable of electrochemically occluding lithium ions, and specific examples thereof include carbon materials; alloys of silicon, tin, aluminum and the like with lithium; wood alloys; and the like. Examples of the binder resin include polyvinylidene fluoride-based resins and styrene-butadiene copolymers. Examples of the conductive auxiliary agent include carbon materials such as acetylene black, ketjen black, graphite powder, and ultrafine carbon fibers. Examples of the current collector include copper foil, nickel foil, stainless steel foil and the like having a thickness of 5 μm to 20 μm. Further, instead of the above-mentioned negative electrode, a metallic lithium foil may be used as the negative electrode.

電解液は、リチウム塩を非水系溶媒に溶解した溶液である。リチウム塩としては、例えば、LiPF、LiBF、LiClO等が挙げられる。非水系溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、フルオロエチレンカーボネート、ジフルオロエチレンカーボネート、ビニレンカーボネート等の環状カーボネート;ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、及びそのフッ素置換体等の鎖状カーボネート;γ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトン等の環状エステル;などが挙げられ、これらは単独で用いても混合して用いてもよい。電解液としては、環状カーボネートと鎖状カーボネートとを質量比(環状カーボネート:鎖状カーボネート)20:80~40:60で混合し、リチウム塩を0.5mol/L~1.5mol/Lの範囲にて溶解した溶液が好適である。 The electrolytic solution is a solution in which a lithium salt is dissolved in a non-aqueous solvent. Examples of the lithium salt include LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 , and the like. Examples of the non-aqueous solvent include cyclic carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate, fluoroethylene carbonate, difluoroethylene carbonate, and vinylene carbonate; and chain carbonates such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethylmethyl carbonate, and fluorine-substituted products thereof; Cyclic esters such as γ-butyrolactone and γ-valerolactone; may be used alone or in combination. As the electrolytic solution, the cyclic carbonate and the chain carbonate are mixed at a mass ratio (cyclic carbonate: chain carbonate) of 20:80 to 40:60, and the lithium salt is in the range of 0.5 mol / L to 1.5 mol / L. A solution dissolved in is suitable.

外装材としては、金属缶、アルミニウムラミネートフィルム製パック等が挙げられる。電池の形状は角型、円筒型、コイン型等があるが、本開示のセパレータはいずれの形状にも好適である。 Examples of the exterior material include metal cans and aluminum laminated film packs. The shape of the battery includes a square shape, a cylindrical shape, a coin shape, and the like, and the separator of the present disclosure is suitable for any shape.

本開示の非水系二次電池は、正極と負極との間に本開示のセパレータを配置した積層体を製造した後、この積層体を用いて、例えば下記の(1)~(3)のいずれかにより製造できる。以下、セパレータに電解液を含浸させて熱プレス処理を行うことを「ウェットヒートプレス」といい、セパレータに電解液を含浸させずに熱プレス処理を行うことを「ドライヒートプレス」という。 In the non-aqueous secondary battery of the present disclosure, after manufacturing a laminated body in which the separator of the present disclosure is arranged between the positive electrode and the negative electrode, the laminated body is used, for example, any of the following (1) to (3). Can be manufactured by Hereinafter, performing a hot pressing process by impregnating a separator with an electrolytic solution is referred to as "wet heat pressing", and performing a hot pressing process without impregnating a separator with an electrolytic solution is referred to as "dry heat pressing".

(1)積層体に熱プレス(ドライヒートプレス)して電極とセパレータとを接着した後、外装材(例えばアルミニウムラミネートフィルム製パック。以下同じ)に収容し、そこに電解液を注入し、外装材内を真空状態にした後、外装材の上からさらに積層体を熱プレス(ウェットヒートプレス)し、電極とセパレータとの接着と、外装材の封止とを行う。 (1) After heat-pressing (dry heat-pressing) the laminate to bond the electrode and the separator, it is housed in an exterior material (for example, an aluminum laminated film pack; the same applies hereinafter), and an electrolytic solution is injected therein to form an exterior. After the inside of the material is put into a vacuum state, the laminate is further heat-pressed (wet heat-pressed) from above the exterior material to bond the electrode and the separator and to seal the exterior material.

(2)積層体を外装材に収容し、そこに電解液を注入し、外装材内を真空状態にした後、外装材の上から積層体を熱プレス(ウェットヒートプレス)し、電極とセパレータとの接着と、外装材の封止とを行う。 (2) The laminate is housed in the exterior material, an electrolytic solution is injected therein, the inside of the exterior material is evacuated, and then the laminate is hot-pressed (wet heat-pressed) from above the exterior material to form an electrode and a separator. Adhesion with and sealing of the exterior material.

(3)積層体に熱プレス(ドライヒートプレス)して電極とセパレータとを接着した後、外装材に収容し、そこに電解液を注入し、外装材内を真空状態にした後、外装材の封止を行う。 (3) After heat-pressing (dry heat-pressing) the laminate to bond the electrode and the separator, it is housed in the exterior material, an electrolytic solution is injected into it, the inside of the exterior material is evacuated, and then the exterior material is used. Is sealed.

上記の製造方法におけるウェットヒートプレスの条件としては、プレス温度は70℃~110℃が好ましく、プレス圧は0.5MPa~2MPaが好ましい。上記の製造方法におけるドライヒートプレスの条件としては、プレス温度は20℃~100℃が好ましく、プレス圧は0.5MPa~9MPaが好ましい。プレス時間は、プレス温度及びプレス圧に応じて調節することが好ましく、例えば0.5分間~60分間の範囲で調節する。 As the conditions for the wet heat press in the above manufacturing method, the press temperature is preferably 70 ° C. to 110 ° C., and the press pressure is preferably 0.5 MPa to 2 MPa. As the conditions for the dry heat press in the above manufacturing method, the press temperature is preferably 20 ° C to 100 ° C, and the press pressure is preferably 0.5 MPa to 9 MPa. The press time is preferably adjusted according to the press temperature and the press pressure, for example, in the range of 0.5 minutes to 60 minutes.

正極と負極との間にセパレータを配置した積層体を製造する際において、正極と負極との間にセパレータを配置する方式は、正極、セパレータ、負極をこの順に少なくとも1層ずつ積層する方式(所謂スタック方式)でもよく、正極、セパレータ、負極、セパレータをこの順に重ね、長さ方向に捲き回す方式でもよい。 When manufacturing a laminate in which a separator is arranged between a positive electrode and a negative electrode, the method of arranging the separator between the positive electrode and the negative electrode is a method of laminating at least one layer of the positive electrode, the separator, and the negative electrode in this order (so-called). (Stack method) may be used, or a method in which a positive electrode, a separator, a negative electrode, and a separator are stacked in this order and wound in the length direction may be used.

以下に実施例を挙げて、本開示のセパレータ及び非水系二次電池をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理手順等は、本開示の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本開示のセパレータ及び非水系二次電池の範囲は、以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきではない。 Hereinafter, the separator and the non-aqueous secondary battery of the present disclosure will be described in more detail with reference to examples. The materials, amounts, ratios, treatment procedures, etc. shown in the following examples may be appropriately changed as long as they do not deviate from the gist of the present disclosure. Therefore, the scope of the separators and non-aqueous secondary batteries of the present disclosure should not be construed as limiting by the specific examples shown below.

<測定方法、評価方法>
実施例及び比較例に適用した測定方法及び評価方法は、以下のとおりである。
<Measurement method, evaluation method>
The measurement methods and evaluation methods applied to the examples and comparative examples are as follows.

[無機粒子の平均一次粒径]
耐熱性多孔質層を形成するための塗工液に添加する前の無機粒子を試料とし、走査型電子顕微鏡(SEM)による観察において無作為に選んだ粒子100個の長径を計測し、その平均値を算出し、無機粒子の平均一次粒径(μm)とした。SEMの倍率は5万倍~30万倍とした。
[Average primary particle size of inorganic particles]
Using inorganic particles before addition to the coating liquid for forming the heat-resistant porous layer as a sample, the major axis of 100 randomly selected particles was measured by observation with a scanning electron microscope (SEM), and the average thereof was measured. The value was calculated and used as the average primary particle size (μm) of the inorganic particles. The SEM magnification was 50,000 to 300,000 times.

[耐熱性樹脂粒子の平均一次粒径]
耐熱性多孔質層を形成するための塗工液に添加する前の耐熱性樹脂粒子を試料とし、走査型電子顕微鏡(SEM)による観察において無作為に選んだ粒子100個の長径を計測し、その平均値を算出し、耐熱性樹脂粒子の平均一次粒径(μm)とした。SEMの倍率は5万倍~30万倍とした。
[Average primary particle size of heat-resistant resin particles]
Using heat-resistant resin particles before addition to the coating liquid for forming the heat-resistant porous layer as a sample, the major axis of 100 randomly selected particles was measured by observation with a scanning electron microscope (SEM). The average value was calculated and used as the average primary particle size (μm) of the heat-resistant resin particles. The SEM magnification was 50,000 to 300,000 times.

[無機粒子又は耐熱性樹脂粒子の含有量]
耐熱性多孔質層を形成するための塗工液に使用する無機粒子と耐熱性樹脂粒子と耐熱性バインダ樹脂の使用量及び真密度から、下記の式により無機粒子の体積割合Va(体積%)と耐熱性樹脂粒子の体積割合Vb(体積%)とを求めた。
Va={(Xa/Da)/(Xa/Da+Xb/Db+Xc/Dc)}×100
Vb={(Xb/Db)/(Xa/Da+Xb/Db+Xc/Dc)}×100
ここに、無機粒子がaであり、耐熱性樹脂粒子がbであり、耐熱性バインダ樹脂がcであり、各構成材料の使用量がXa、Xb、Xc(g)であり、各構成材料の真密度がDa、Db、Dc(g/cm)である。
[Contents of inorganic particles or heat-resistant resin particles]
Based on the amount and true density of the inorganic particles, heat-resistant resin particles, and heat-resistant binder resin used in the coating liquid for forming the heat-resistant porous layer, the volume ratio Va (volume%) of the inorganic particles is calculated by the following formula. And the volume ratio Vb (volume%) of the heat-resistant resin particles were determined.
Va = {(Xa / Da) / (Xa / Da + Xb / Db + Xc / Dc)} × 100
Vb = {(Xb / Db) / (Xa / Da + Xb / Db + Xc / Dc)} × 100
Here, the inorganic particles are a, the heat-resistant resin particles are b, the heat-resistant binder resin is c, and the amounts of the constituent materials used are Xa, Xb, and Xc (g). The true densities are Da, Db, and Dc (g / cm 3 ).

[多孔質基材及びセパレータの厚さ]
多孔質基材及びセパレータの厚さ(μm)は、接触式の厚み計(株式会社ミツトヨ、LITEMATIC VL-50S)にて10cm四方内の20点を測定し、これを平均することで求めた。測定端子には球の半径10mmの球面測定子(株式会社ミツトヨ、超硬球面測定子φ10.5)を用い、測定中に0.19Nの荷重が印加されるように調整した。
[Thickness of porous substrate and separator]
The thickness (μm) of the porous substrate and the separator was determined by measuring 20 points in a 10 cm square with a contact type thickness gauge (Mitutoyo Co., Ltd., LITEMACTIC VL-50S) and averaging them. A spherical measuring element with a radius of 10 mm (Mitutoyo Co., Ltd., super hard spherical surface measuring element φ10.5) was used as the measurement terminal, and the measurement was adjusted so that a load of 0.19N was applied during the measurement.

[耐熱性多孔質層の厚さ]
耐熱性多孔質層の厚さ(両面合計、μm)は、セパレータの厚さ(μm)から多孔質基材の厚さ(μm)を減算して求めた。
[Thickness of heat-resistant porous layer]
The thickness of the heat-resistant porous layer (total on both sides, μm) was determined by subtracting the thickness (μm) of the porous substrate from the thickness of the separator (μm).

[耐熱性多孔質層の質量]
セパレータを10cm×10cmに切り出し質量を測定し、質量を面積で除算してセパレータの目付(g/m)を求めた。セパレータの製造に用いた多孔質基材を10cm×10cmに切り出し質量を測定し、質量を面積で除算して多孔質基材の目付(g/m)を求めた。セパレータの目付から多孔質基材の目付を減算することで、耐熱性多孔質層の単位面積当たりの質量(両面合計、g/m)を求めた。
[Mass of heat-resistant porous layer]
The separator was cut into 10 cm × 10 cm, the mass was measured, and the mass was divided by the area to obtain the basis weight (g / m 2 ) of the separator. The porous base material used for producing the separator was cut into 10 cm × 10 cm, and the mass was measured, and the mass was divided by the area to obtain the basis weight (g / m 2 ) of the porous base material. By subtracting the basis weight of the porous substrate from the basis weight of the separator, the mass per unit area of the heat-resistant porous layer (total on both sides, g / m 2 ) was obtained.

[多孔質基材の空孔率]
多孔質基材の空孔率ε(%)は、下記の式により求めた。
ε={1-Ws/(ds・t)}×100
ここに、Wsは多孔質基材の目付(g/m)、dsは多孔質基材の真密度(g/cm)、tは多孔質基材の厚さ(μm)である。
[Porosity of porous substrate]
The porosity ε (%) of the porous substrate was calculated by the following formula.
ε = {1-Ws / (ds · t)} × 100
Here, Ws is the basis weight of the porous substrate (g / m 2 ), ds is the true density of the porous substrate (g / cm 3 ), and t is the thickness of the porous substrate (μm).

[耐熱性多孔質層の空孔率]
耐熱性多孔質層の空孔率ε(%)は、下記の式により求めた。
ε={1-(Wa/da+Wb/db+Wc/dc+…+Wn/dn)/t}×100
ここに、耐熱性多孔質層の構成材料がa、b、c、…、nであり、各構成材料の単位面積当たりの質量がWa、Wb、Wc、…、Wn(g/cm)であり、各構成材料の真密度がda、db、dc、…、dn(g/cm)であり、耐熱性多孔質層の厚さがt(cm)である。
[Porosity of heat-resistant porous layer]
The porosity ε (%) of the heat-resistant porous layer was calculated by the following formula.
ε = {1- (Wa / da + Wb / db + Wc / dc + ... + Wn / dn) / t} × 100
Here, the constituent materials of the heat-resistant porous layer are a, b, c, ..., N, and the mass per unit area of each constituent material is Wa, Wb, Wc, ..., Wn (g / cm 2 ). The true densities of each constituent material are da, db, dc, ..., Dn (g / cm 3 ), and the thickness of the heat-resistant porous layer is t (cm).

[ガーレ値]
多孔質基材及びセパレータのガーレ値(秒/100mL)は、JIS P8117:2009に従い、ガーレ式デンソメータ(東洋精機社、G-B2C)を用いて測定した。
[Gare value]
The Gale value (seconds / 100 mL) of the porous substrate and the separator was measured using a Gale type densometer (Toyo Seiki Co., Ltd., GB2C) according to JIS P8117: 2009.

[多孔質基材と耐熱性多孔質層との間の剥離強度]
セパレータにT字剥離試験を行った。具体的には、セパレータの一方の表面に粘着テープ(3M製、#550、12mm幅)を貼り(貼る際に、粘着テープの長さ方向をセパレータのMDに一致させた。)、セパレータを粘着テープごと、MD70mm且つTD12mmの長方形に切り出した。粘着テープを直下の耐熱性多孔質層と共に少し剥がし、2つに分離した端部をテンシロン(オリエンテック社、RTC-1210A)に把持させてT字剥離試験を行った。なお、粘着テープは、耐熱性多孔質層を多孔質基材から剥がすための支持体として用いたものである。T字剥離試験の引張速度は300mm/分とし、測定開始後10mmから40mmまでの荷重(N/12mm)を0.4mm間隔で採取し、その平均値を算出した。さらに試験片10枚の荷重(N/12mm)を平均した。
[Peeling strength between the porous substrate and the heat-resistant porous layer]
A T-shaped peeling test was performed on the separator. Specifically, an adhesive tape (3M, # 550, 12 mm width) is attached to one surface of the separator (when the adhesive tape is attached, the length direction of the adhesive tape is matched with the MD of the separator), and the separator is adhered. Each tape was cut into a rectangle with MD 70 mm and TD 12 mm. The adhesive tape was slightly peeled off together with the heat-resistant porous layer directly underneath, and the two separated ends were gripped by Tencilon (Orientec, RTC-1210A) to perform a T-shaped peeling test. The adhesive tape is used as a support for peeling the heat-resistant porous layer from the porous substrate. The tensile speed of the T-shaped peeling test was set to 300 mm / min, and a load (N / 12 mm) from 10 mm to 40 mm was collected at intervals of 0.4 mm after the start of measurement, and the average value was calculated. Further, the load (N / 12 mm) of 10 test pieces was averaged.

[スポット加熱]
セパレータをMD50mm且つTD50mmの正方形に切り出し、試験片とした。試験片を水平な台に置き、先端直径2mmのハンダゴテを加熱して先端温度を260℃にした状態で該ハンダゴテの先端をセパレータ表面に60秒間、点接触させた。点接触によってセパレータに生じた穴の面積(mm)を測定し、さらに試験片10枚の穴の面積を平均した。セパレータの耐熱性が高いほど、セパレータに生じる穴の面積は小さい。
[Spot heating]
The separator was cut into a square having an MD of 50 mm and a TD of 50 mm, and used as a test piece. The test piece was placed on a horizontal table, and a soldering iron having a tip diameter of 2 mm was heated to bring the tip temperature to 260 ° C., and the tip of the soldering iron was brought into point contact with the separator surface for 60 seconds. The area of the holes (mm 2 ) formed in the separator by the point contact was measured, and the areas of the holes of 10 test pieces were averaged. The higher the heat resistance of the separator, the smaller the area of holes formed in the separator.

[静摩擦係数、動摩擦係数]
セパレータ表面の静摩擦係数及び動摩擦係数は ヘイドン表面性試験機(新東化学製 Type:14FW)を用いて測定した。測定端子として円筒型端子(長さ2cm、直径2cm)を使用し、円筒の長さ方向が移動方向に垂直になるように取り付けた。ロードセルは9.8N、本体のバランス調整に使用する分銅は50gf、試料台の移動速度は100mm/分、移動距離は1mmに設定した。セパレータをMD40mm且つTD100mmの長方形に切り出し試験片とし、長辺方向が移動方向になるよう試料台にセットした。N=5で測定を行ったときの静摩擦係数及び動摩擦係数の平均値を求めた。
[Static friction coefficient, dynamic friction coefficient]
The coefficient of static friction and the coefficient of dynamic friction on the surface of the separator were measured using a Haydon surface tester (Type: 14FW manufactured by Shinto Kagaku). A cylindrical terminal (length 2 cm, diameter 2 cm) was used as the measurement terminal, and the cylinder was attached so that the length direction was perpendicular to the moving direction. The load cell was set to 9.8 N, the weight used to adjust the balance of the main body was set to 50 gf, the moving speed of the sample table was set to 100 mm / min, and the moving distance was set to 1 mm. The separator was cut into a rectangle having an MD of 40 mm and a TD of 100 mm as a test piece, and set on a sample table so that the long side direction was the moving direction. The average values of the static friction coefficient and the dynamic friction coefficient when the measurement was performed at N = 5 were obtained.

<セパレータの作製>
[実施例1]
耐熱性多孔質層の材料として、メタ型全芳香族ポリアミドと硫酸バリウム粒子と架橋ポリメタクリル酸メチル粒子(架橋PMMA粒子)とを用意した。これらの物性は表1に記載のとおりである。
<Making a separator>
[Example 1]
As a material for the heat-resistant porous layer, a meta-type total aromatic polyamide, barium sulfate particles, and crosslinked polymethyl methacrylate particles (crosslinked PMMA particles) were prepared. These physical properties are as shown in Table 1.

メタ型全芳香族ポリアミドを、樹脂濃度が6.5質量%となるように、ジメチルアセトアミド(DMAc)に溶解し、さらに硫酸バリウム粒子と架橋PMMA粒子を攪拌混合し、塗工液(1)を得た。 The meta-type total aromatic polyamide is dissolved in dimethylacetamide (DMAc) so that the resin concentration is 6.5% by mass, and barium sulfate particles and crosslinked PMMA particles are further mixed by stirring to prepare the coating liquid (1). Obtained.

マイヤーバーを用いて、ポリエチレン微多孔膜(厚さ10μm、空孔率48%、ガーレ値72秒/100mL)の片面に塗工液(1)を塗工した。これを、凝固液(DMAc:水=50:50[質量比]、液温40℃)に浸漬し塗工層を固化させ、次いで、水温40℃の水洗槽で洗浄し、乾燥した。こうして、ポリエチレン微多孔膜の片面に耐熱性多孔質層が形成されたセパレータを得た。 The coating liquid (1) was applied to one side of a polyethylene microporous membrane (thickness 10 μm, porosity 48%, galley value 72 seconds / 100 mL) using a Meyer bar. This was immersed in a coagulating liquid (DMAc: water = 50: 50 [mass ratio], liquid temperature 40 ° C.) to solidify the coating layer, and then washed in a water washing tank having a water temperature of 40 ° C. and dried. In this way, a separator having a heat-resistant porous layer formed on one side of the polyethylene microporous membrane was obtained.

[実施例2~17、比較例1~6]
実施例1と同様にして、但し、耐熱性多孔質層の材料、組成、塗工面又は塗工量を表1に記載の仕様に変更して、各セパレータを作製した。塗工液をポリエチレン微多孔膜の両面に塗工する場合は、ポリエチレン微多孔膜の表裏の塗工量が等量になるように塗工した。
[Examples 2 to 17, Comparative Examples 1 to 6]
In the same manner as in Example 1, however, the material, composition, coated surface or coated amount of the heat-resistant porous layer was changed to the specifications shown in Table 1 to prepare each separator. When the coating liquid was applied to both sides of the polyethylene microporous membrane, the coating was applied so that the amount of coating on the front and back surfaces of the polyethylene microporous membrane was equal.

実施例1~17及び比較例1~6の各セパレータの組成、物性及び評価結果を表1及び表2に示す。耐熱性多孔質層の形成に用いたメタ型全芳香族ポリアミドを、表1に「アラミド」と記載する。 Tables 1 and 2 show the compositions, physical properties, and evaluation results of each of the separators of Examples 1 to 17 and Comparative Examples 1 to 6. The meta-type total aromatic polyamides used to form the heat-resistant porous layer are listed as "aramid" in Table 1.

Figure 2022026936000001
Figure 2022026936000001

Figure 2022026936000002
Figure 2022026936000002

Claims (10)

多孔質基材と、
前記多孔質基材の片面又は両面に設けられ、耐熱性バインダ樹脂、無機粒子及び耐熱性樹脂粒子を含む耐熱性多孔質層と、を備え、
前記耐熱性多孔質層に含まれる前記無機粒子の平均一次粒径が0.01μm~3μmであり、
前記耐熱性多孔質層に含まれる前記耐熱性樹脂粒子の平均一次粒径が0.6μm~10μmである、
非水系二次電池用セパレータ。
Porous substrate and
A heat-resistant porous layer provided on one or both sides of the porous substrate and containing a heat-resistant binder resin, inorganic particles and heat-resistant resin particles is provided.
The average primary particle size of the inorganic particles contained in the heat-resistant porous layer is 0.01 μm to 3 μm.
The average primary particle size of the heat-resistant resin particles contained in the heat-resistant porous layer is 0.6 μm to 10 μm.
Separator for non-aqueous secondary batteries.
前記耐熱性多孔質層が前記多孔質基材の片面に設けられているときは、片面において下記の式(1)を満たし、
前記耐熱性多孔質層が前記多孔質基材の両面に設けられているときは、両面においてそれぞれ下記の式(1)を満たす、請求項1に記載の非水系二次電池用セパレータ。
式(1) 0.5≦r/a≦3
ここに、一つの耐熱性多孔質層において、aは当該耐熱性多孔質層の厚さ(μm)であり、rは当該耐熱性多孔質層に含まれる耐熱性樹脂粒子の平均一次粒径(μm)である。
When the heat-resistant porous layer is provided on one side of the porous base material, the following formula (1) is satisfied on one side.
The separator for a non-aqueous secondary battery according to claim 1, wherein when the heat-resistant porous layer is provided on both surfaces of the porous substrate, the following formula (1) is satisfied on both surfaces.
Equation (1) 0.5 ≦ r / a ≦ 3
Here, in one heat-resistant porous layer, a is the thickness (μm) of the heat-resistant porous layer, and r is the average primary particle size of the heat-resistant resin particles contained in the heat-resistant porous layer (s). μm).
前記耐熱性多孔質層の固形分に占める前記耐熱性樹脂粒子の体積割合が1体積%~40体積%である、請求項1又は請求項2に記載の非水系二次電池用セパレータ。 The separator for a non-aqueous secondary battery according to claim 1 or 2, wherein the volume ratio of the heat-resistant resin particles to the solid content of the heat-resistant porous layer is 1% by volume to 40% by volume. 前記耐熱性樹脂粒子が、架橋ポリ(メタ)アクリル酸粒子、架橋ポリ(メタ)アクリル酸エステル粒子、架橋ポリスチレン粒子、及び(メタ)アクリル酸エステルとスチレンとの共重合架橋樹脂粒子からなる群から選ばれる少なくとも1種を含む、請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の非水系二次電池用セパレータ。 The heat-resistant resin particles consist of a group consisting of crosslinked poly (meth) acrylic acid particles, crosslinked poly (meth) acrylic acid ester particles, crosslinked polystyrene particles, and copolymerized crosslinked resin particles of (meth) acrylic acid ester and styrene. The separator for a non-aqueous secondary battery according to any one of claims 1 to 3, which comprises at least one selected. 前記耐熱性バインダ樹脂が全芳香族ポリアミドを含む、請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の非水系二次電池用セパレータ。 The separator for a non-aqueous secondary battery according to any one of claims 1 to 4, wherein the heat-resistant binder resin contains a total aromatic polyamide. 前記無機粒子が、金属硫酸塩粒子、金属水酸化物粒子、金属酸化物粒子、金属炭酸塩粒子、金属窒化物粒子、金属フッ化物粒子、及び粘土鉱物粒子からなる群から選ばれる少なくとも1種を含む、請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の非水系二次電池用セパレータ。 The inorganic particles are at least one selected from the group consisting of metal sulfate particles, metal hydroxide particles, metal oxide particles, metal carbonate particles, metal nitride particles, metal fluoride particles, and clay mineral particles. The separator for a non-aqueous secondary battery according to any one of claims 1 to 5, which comprises. 前記耐熱性多孔質層の固形分に占める前記無機粒子の体積割合が5体積%~95体積%である、請求項1~請求項6のいずれか1項に記載の非水系二次電池用セパレータ。 The separator for a non-aqueous secondary battery according to any one of claims 1 to 6, wherein the volume ratio of the inorganic particles to the solid content of the heat-resistant porous layer is 5% by volume to 95% by volume. .. 前記耐熱性多孔質層の空孔率が15%~70%である、請求項1~請求項7のいずれか1項に記載の非水系二次電池用セパレータ。 The separator for a non-aqueous secondary battery according to any one of claims 1 to 7, wherein the heat-resistant porous layer has a porosity of 15% to 70%. 前記耐熱性多孔質層の単位面積当たりの質量が両面合計で1.0g/m~30.0g/mである、請求項1~請求項8のいずれか1項に記載の非水系二次電池用セパレータ。 The non-aqueous system according to any one of claims 1 to 8, wherein the mass per unit area of the heat-resistant porous layer is 1.0 g / m 2 to 30.0 g / m 2 in total on both sides. Separator for next battery. 正極と、負極と、前記正極及び前記負極の間に配置された請求項1~請求項9のいずれか1項に記載の非水系二次電池用セパレータと、を備え、リチウムイオンのドープ及び脱ドープにより起電力を得る非水系二次電池。 The non-aqueous secondary battery separator according to any one of claims 1 to 9, which is provided between a positive electrode, a negative electrode, and the positive electrode and the negative electrode, is provided with lithium ion doping and desorption. A non-aqueous secondary battery that obtains electromotive force by doping.
JP2020130640A 2020-07-31 2020-07-31 Separator for non-aqueous secondary battery and non-aqueous secondary battery Pending JP2022026936A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020130640A JP2022026936A (en) 2020-07-31 2020-07-31 Separator for non-aqueous secondary battery and non-aqueous secondary battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020130640A JP2022026936A (en) 2020-07-31 2020-07-31 Separator for non-aqueous secondary battery and non-aqueous secondary battery

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2022026936A true JP2022026936A (en) 2022-02-10

Family

ID=80263882

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020130640A Pending JP2022026936A (en) 2020-07-31 2020-07-31 Separator for non-aqueous secondary battery and non-aqueous secondary battery

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2022026936A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116544603A (en) * 2023-05-12 2023-08-04 清华大学 Lithium ion battery and power utilization device
US11949125B2 (en) 2022-09-06 2024-04-02 Lg Energy Solution, Ltd. Separator for electrochemical device and an electrochemical device including same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11949125B2 (en) 2022-09-06 2024-04-02 Lg Energy Solution, Ltd. Separator for electrochemical device and an electrochemical device including same
CN116544603A (en) * 2023-05-12 2023-08-04 清华大学 Lithium ion battery and power utilization device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20180166672A1 (en) Separator for non-aqueous secondary battery and non-aqueous secondary battery
WO2019130994A1 (en) Separator for non-aqueous secondary batteries, and non-aqueous secondary battery
WO2020246497A1 (en) Separator for non-aqueous secondary battery, and non-aqueous secondary battery
US20200343511A1 (en) Separator for non-aqueous secondary battery and non-aqueous secondary battery
JP6513893B1 (en) Separator for non-aqueous secondary battery and non-aqueous secondary battery
JPWO2019146155A1 (en) Non-aqueous secondary battery separator and non-aqueous secondary battery
JP7324175B2 (en) Non-aqueous secondary battery separator and non-aqueous secondary battery
JP6984033B2 (en) Separator for non-water-based secondary battery and non-water-based secondary battery
JP2022026936A (en) Separator for non-aqueous secondary battery and non-aqueous secondary battery
JP6921333B2 (en) Separator for non-aqueous secondary battery and non-aqueous secondary battery
WO2020189112A1 (en) Separator for non-aqueous secondary battery, and non-aqueous secondary battery
WO2022025215A1 (en) Separator for non-aqueous secondary battery, and non-aqueous secondary battery
JP7324173B2 (en) Non-aqueous secondary battery separator and non-aqueous secondary battery
JP2016181439A (en) Separator for nonaqueous secondary battery and nonaqueous secondary battery
JP7483154B2 (en) Separator for non-aqueous secondary battery and non-aqueous secondary battery
JP7411005B2 (en) Separators for non-aqueous secondary batteries and non-aqueous secondary batteries
JP7474115B2 (en) Separator for non-aqueous secondary battery and non-aqueous secondary battery
JP2021190269A (en) Separator for non-water-based secondary battery and non-water-based secondary battery
WO2021241689A1 (en) Separator for non-aqueous secondary battery, and non-aqueous secondary battery
WO2020189119A1 (en) Separator for non-aqueous secondary cell, and non-aqueous secondary cell
WO2019131927A1 (en) Non-aqueous secondary battery separator and non-aqueous secondary battery