JP2022181111A - Power storage device and separator for the power storage device - Google Patents

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明久 山下
Akihisa Yamashita
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Abstract

To provide a polyolefin microporous film capable of suppressing deterioration due to liquid shortage of a lithium ion battery, a lithium ion battery separator including them, and a lithium ion battery.SOLUTION: The present invention provides a polyolefin microporous film that in a liquid-absorptive test of a propylene carbonate, a liquid height of a longitudinal direction (MD) and a width direction (TD) is 1.0 mm or more and 50 mm or less, a leading extension elastic modulus of the MD and the TD is 3000 kgf/cm2 or large.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、ポリオレフィン微多孔膜、リチウムイオン電池用セパレータ、及びリチウムイオン電池に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a polyolefin microporous membrane, a lithium ion battery separator, and a lithium ion battery.

ポリオレフィン微多孔膜(以下、単に「PO微多孔膜」と略記することがある)は、種々の物質の分離のために、又は選択透過分離膜、隔離材等として広く用いられている。その用途としては、例えば、精密ろ過膜;リチウムイオン電池、ポリマー電解質電池、燃料電池等の電池のセパレータ;コンデンサー用セパレータ;機能材を孔の中に充填させ、新たな機能を出現させるための機能膜の母材等が挙げられる。中でも、携帯電話、スマートフォン、ウェアラブル機器、ノート型パーソナルコンピュータ(PC)、タブレットPC、デジタルカメラ等に広く使用されているリチウムイオン電池用のセパレータとして、PO微多孔膜が好適に使用されている。 Polyolefin microporous membranes (hereinafter sometimes abbreviated simply as "PO microporous membranes") are widely used for separating various substances, or as selective permeation separation membranes, separators, and the like. Its uses include, for example, microfiltration membranes; separators for batteries such as lithium ion batteries, polymer electrolyte batteries, and fuel cells; separators for capacitors; Base materials for membranes and the like can be mentioned. Among them, PO microporous membranes are suitably used as separators for lithium ion batteries that are widely used in mobile phones, smart phones, wearable devices, notebook personal computers (PCs), tablet PCs, digital cameras, and the like.

従来、リチウムイオン電池では、正極板と負極板との間にセパレータを介在させた発電要素に、電解液を含浸させていた。セパレータは、正極と負極とを分離し、電解液又はイオンが透過する膜として機能することができる。PO微多孔膜を含むセパレータ、又は負極の改良によって、サイクル特性、エネルギー密度、エネルギー容量、充放電特性などの電池特性を向上させ、電池特性の劣化を抑制することが提案されていた(特許文献1~3)。 Conventionally, in a lithium-ion battery, an electrolyte is impregnated in a power generating element in which a separator is interposed between a positive electrode plate and a negative electrode plate. The separator separates the positive electrode and the negative electrode and can function as a membrane through which electrolyte or ions permeate. It has been proposed to improve battery characteristics such as cycle characteristics, energy density, energy capacity, and charge/discharge characteristics and suppress deterioration of battery characteristics by improving separators containing PO microporous films or negative electrodes (Patent document 1-3).

例えば、特許文献1には、親水性又は親水処理を施したセパレータによって、セパレータと非水電解液との濡れ性に優れ、かつ電池容量と充放電特性に優れた非水電解質二次電池を提供することが記述されている。特許文献2には、二次電池の電池特性の劣化を抑制するという観点から、PO微多孔膜を含むセパレータのホワイトインデックス(白色度)及びジエチルカーボネート浸透性が検討されている。 For example, Patent Document 1 provides a non-aqueous electrolyte secondary battery that has excellent wettability between the separator and the non-aqueous electrolyte, and has excellent battery capacity and charge-discharge characteristics by using a hydrophilic or hydrophilic-treated separator. It is described that Patent Document 2 discusses the white index (whiteness) and diethyl carbonate permeability of a separator containing a PO microporous membrane from the viewpoint of suppressing the deterioration of the battery characteristics of a secondary battery.

例えば、特許文献3には、Li金属を含む第一の層、及びLi金属と合金形成可能又はLi金属中に拡散可能な一時保護金属から成る第二の層を含む負極活性層による負極の表面処理によって、電池製作を容易にし、かつ電池のサイクル寿命とエネルギー密度を向上させることが提案されている。 For example, in Patent Document 3, the surface of the negative electrode by the negative electrode active layer including a first layer containing Li metal and a second layer consisting of a temporary protective metal that can be alloyed with Li metal or can diffuse into Li metal Treatments have been proposed to facilitate battery fabrication and improve battery cycle life and energy density.

特開平6-283153号公報JP-A-6-283153 国際公開第2018/078707号WO2018/078707 特表2003-515893号公報Japanese Patent Publication No. 2003-515893

リチウムイオン二次電池では、比較的低温で比較的大きな電流での充電などの条件下、負極板にリチウム(Li)が析出して、この負極板から金属Liがデンドライト(樹枝状結晶)として成長することがある。また、電池においてLiイオンの溶解析出反応が繰り返され、その都度新たな電極表面が形成されるために電解液の還元分解が激しくなることがある。電池の充放電サイクルによる電解液の還元分解とデンドライト形成とが進むにつれて電池内の電解液が消費され、電解液が枯渇し、短絡又は発熱だけでなく、電解液の液枯れも発生させる傾向にある。この傾向は、Li析出し易い充放電機構を伴う電池系、又は高容量化が可能な負極を備える電池系において顕著である。 In a lithium-ion secondary battery, lithium (Li) is deposited on the negative electrode plate under conditions such as charging with a relatively large current at a relatively low temperature, and metal Li grows as dendrites (dendritic crystals) from the negative electrode plate. I have something to do. In addition, the dissolution and deposition reaction of Li ions is repeated in the battery, and each time a new electrode surface is formed, so the reductive decomposition of the electrolytic solution may become intense. As the reductive decomposition of the electrolyte and the formation of dendrites progress during the charging and discharging cycles of the battery, the electrolyte in the battery is consumed and the electrolyte is depleted, which tends to cause not only short circuits or heat generation but also depletion of the electrolyte. be. This tendency is remarkable in a battery system with a charging/discharging mechanism in which Li is likely to deposit, or in a battery system with a negative electrode capable of increasing the capacity.

しかしながら、特許文献1及び2に記載のセパレータと特許文献3に記載の負極は、Liデンドライトの形成による電池の液枯れに着目するものではなく、液枯れに起因する電池劣化の抑制について更なる改良の余地がある。 However, the separators described in Patent Documents 1 and 2 and the negative electrode described in Patent Document 3 do not focus on the liquid drying of the battery due to the formation of Li dendrites, but further improvements in suppressing battery deterioration due to liquid drying. There is room for

したがって、本発明は、リチウムイオン電池の液枯れによる劣化を抑制することができるポリオレフィン微多孔膜と、それを含むリチウムイオン電池用セパレータ及びリチウムイオン電池とを提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a polyolefin microporous membrane capable of suppressing deterioration of a lithium ion battery due to dryness of liquid, and a lithium ion battery separator and a lithium ion battery including the same.

本発明者は、リチウム(Li)デンドライト形成に起因するリチウムイオン電池の液枯れのメカニズムを解明し、ポリオレフィン微多孔膜又はリチウムイオン電池用セパレータの吸液性試験における吸液高さと、引張弾性率とを特定することにより上記課題を解決し得ることを見出して、本発明を完成させた。本発明の実施形態の例を以下に列記する。
<1> プロピレンカーボネートの吸液性試験において長手方向(MD)および幅方向(TD)の吸液高さが、1.0mm以上50mm以下であり、
MDおよびTDの引張弾性率が3000kgf/cm以上である、
ポリオレフィン微多孔膜。
<2> 気液法によって算出される孔数が70個/μm以上、500個/μm以下である多孔質層を有する、項目1に記載のポリオレフィン微多孔膜。
<3> 前記多孔質層の窒素ガス吸着試験により測定される細孔直径98nm以下の一点法全細孔容積が、全気孔体積の20%以上、85%以下である、項目2に記載のポリオレフィン微多孔膜。
<4> 前記ポリオレフィン微多孔膜は、温度25℃、圧力10MPa、及び圧縮時間3分間の条件下での圧縮試験において、圧縮率が35%以下であり、かつ圧縮後気孔率が35%以上である、項目1~3のいずれか1項に記載のポリオレフィン微多孔膜。
<5> 前記ポリオレフィン微多孔膜の主成分が、ポリエチレンであり、かつ
小角X線散乱(SAXS)法により測定される前記ポリエチレンの結晶長周期が、30.0nm以上である、項目1~4のいずれか1項に記載のポリオレフィン微多孔膜。
<6> 前記ポリオレフィン微多孔膜の主成分が、ポリエチレンであり、かつ
広角X線散乱(WAXS)により測定される前記ポリエチレンの結晶子サイズが、35.0nm以下である、項目1~5のいずれか1項に記載のポリオレフィン微多孔膜。
<7> プロピレンカーボネートの吸液性試験においてMDおよびTDの吸液高さが1.0mm以上50mm以下であり、MDおよびTDの引張弾性率が3000kgf/cm以上であるポリオレフィン微多孔膜をセパレータとして備える、リチウムイオン電池。
<8> 前記セパレータと金属負極との間にイオン伝導層が存在する、項目7に記載のリチウムイオン電池。
<9> 前記イオン伝導層が、無機物から成る、項目7又は8に記載のリチウムイオン電池。
<10> 下記1~4:
1.Liイオン濃度が1.3mol/L以上である;
2.ビスフルオロスルホニルイミド構造を有する電解質塩を含む;
3.水素原子がハロゲン原子で置換されたカーボネートを含む;及び
4.電解液がイオン液体である;
のうちの少なくとも1つを特徴とする電解液を含む、項目7~9のいずれか1項に記載のリチウムイオン電池。
<11> 項目1~6のいずれか1項に記載のポリオレフィン微多孔膜を前記セパレータとして備える、項目7~10のいずれか1項に記載のリチウムイオン電池。
The present inventor clarified the mechanism of liquid drying of lithium ion batteries due to the formation of lithium (Li) dendrites, and found that the liquid absorption height and tensile elastic modulus in the liquid absorption test of polyolefin microporous membranes or lithium ion battery separators The inventors have found that the above problems can be solved by specifying the above, and have completed the present invention. Examples of embodiments of the invention are listed below.
<1> Liquid absorption height in the longitudinal direction (MD) and the width direction (TD) in the liquid absorption test of propylene carbonate is 1.0 mm or more and 50 mm or less,
The tensile elastic modulus in MD and TD is 3000 kgf/cm 2 or more,
Polyolefin microporous membrane.
<2> The polyolefin microporous membrane according to item 1, having a porous layer having a number of pores calculated by a gas-liquid method of 70/μm 2 or more and 500/μm 2 or less.
<3> The polyolefin according to item 2, wherein the porous layer has a pore diameter of 98 nm or less and a total pore volume of 20% or more and 85% or less of the total pore volume measured by a nitrogen gas adsorption test. Microporous membrane.
<4> The polyolefin microporous membrane has a compressibility of 35% or less and a porosity after compression of 35% or more in a compression test under conditions of a temperature of 25° C., a pressure of 10 MPa, and a compression time of 3 minutes. The polyolefin microporous membrane according to any one of items 1 to 3.
<5> Items 1 to 4, wherein the main component of the polyolefin microporous membrane is polyethylene, and the crystal length period of the polyethylene measured by a small angle X-ray scattering (SAXS) method is 30.0 nm or more. The polyolefin microporous membrane according to any one of items 1 and 2.
<6> Any of items 1 to 5, wherein the main component of the polyolefin microporous membrane is polyethylene, and the crystallite size of the polyethylene measured by wide-angle X-ray scattering (WAXS) is 35.0 nm or less. 1. The polyolefin microporous membrane according to claim 1.
<7> A polyolefin microporous membrane having a liquid absorption height of 1.0 mm or more and 50 mm or less in MD and TD in a propylene carbonate liquid absorption test and a tensile modulus of elasticity in MD and TD of 3000 kgf/cm 2 or more is used as a separator. Lithium-ion battery provided as.
<8> The lithium ion battery according to item 7, wherein an ion conductive layer is present between the separator and the metal negative electrode.
<9> The lithium ion battery according to item 7 or 8, wherein the ion conductive layer is made of an inorganic substance.
<10> 1 to 4 below:
1. Li ion concentration is 1.3 mol / L or more;
2. containing an electrolyte salt having a bisfluorosulfonylimide structure;
3. 4. including carbonates in which hydrogen atoms are replaced with halogen atoms; the electrolyte is an ionic liquid;
10. The lithium ion battery according to any one of items 7 to 9, comprising an electrolyte solution characterized by at least one of
<11> The lithium ion battery according to any one of Items 7 to 10, comprising the polyolefin microporous membrane according to any one of Items 1 to 6 as the separator.

本発明によれば、リチウムイオン電池の液枯れによる劣化を抑制することができるポリオレフィン微多孔膜と、それを含むリチウムイオン電池用セパレータ及びリチウムイオン電池とを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the polyolefin microporous membrane which can suppress the deterioration by dryness of a lithium ion battery, and the separator for lithium ion batteries and lithium ion battery containing the same can be provided.

以下、本発明を実施するための形態(以下「実施形態」と略記することがある)について詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。 Hereinafter, the mode for carrying out the present invention (hereinafter sometimes abbreviated as "embodiment") will be described in detail, but the present invention is not limited to this, and various deformation is possible.

本明細書では、製膜時の膜の流れ方向をMDとし、膜平面内においてMDと90度(°)で交差する方向をTDとして定義する。本明細書では、各数値範囲の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。また、特定の成分を主成分として含むことは、特定の成分の含有量が50質量%以上であることを意味する。 In this specification, MD is defined as the flow direction of the film during film formation, and TD is defined as the direction intersecting MD at 90 degrees (°) in the plane of the film. In this specification, the upper and lower limits of each numerical range can be arbitrarily combined. Moreover, containing a specific component as a main component means that the content of the specific component is 50% by mass or more.

<ポリオレフィン微多孔膜>
本発明の一態様では、ポリオレフィン微多孔膜(PO微多孔膜)が提供される。PO微多孔膜は、主成分としてポリオレフィン樹脂を含み、優れた電気絶縁性及びイオン透過性を示すことができるため、例えばリチウムイオン電池等において、具体的にはリチウムイオン二次電池用セパレータ、又はセパレータ基材として、使用されることができる。
<Polyolefin microporous membrane>
In one aspect of the present invention, a polyolefin microporous membrane (PO microporous membrane) is provided. The PO microporous membrane contains polyolefin resin as a main component and can exhibit excellent electrical insulation and ion permeability. It can be used as a separator substrate.

本発明の第一の実施形態に係るポリオレフィン微多孔膜は、次の特徴を有する:
プロピレンカーボネートの吸液性試験においてMDおよびTDの吸液高さが、1.0mm以上50mm以下である;及び
MDおよびTDの引張弾性率が3000kgf/cm以上である。
The polyolefin microporous membrane according to the first embodiment of the present invention has the following features:
In a propylene carbonate liquid absorption test, the MD and TD liquid absorption heights are 1.0 mm or more and 50 mm or less; and the MD and TD tensile elastic moduli are 3000 kgf/cm 2 or more.

上記により特徴付けられるポリオレフィン微多孔膜は、リチウムイオン電池用セパレータとして用いるときに、電解液の液枯れによるリチウムイオン電池の劣化を抑制することができる傾向にある。この傾向は、Li析出し易い充放電機構、又は高容量化が可能な負極を備えるリチウムイオン電池において顕著であり、ひいてはLi金属で構成された負極を含むリチウムイオン電池の電池特性の向上も容易にする。 The polyolefin microporous membrane characterized by the above tends to be able to suppress deterioration of the lithium ion battery due to drying up of the electrolyte when used as a separator for a lithium ion battery. This tendency is remarkable in lithium-ion batteries with a charge-discharge mechanism that facilitates deposition of Li or a negative electrode capable of increasing the capacity, and thus the battery characteristics of lithium-ion batteries containing a negative electrode made of Li metal can be easily improved. to

本発明によれば、Liデンドライト形成に起因してリチウムイオン電池の液枯れが起こり易くなるメカニズムとして、次の2つのパターンが見出された:
(ア)Liデンドライトにより負極表面、特にLi金属負極表面に凹凸が析出し、負極の比表面積が増加し、還元分解による電解液の消費も増加する。
(イ)負極表面に形成されたLiデンドライトにより正負極間に位置するセパレータの圧縮変形が起こり、セパレータが電解液を吐き出す(すなわち、セパレータに含侵された電解液の液吐き現象が起こる)。
According to the present invention, the following two patterns were found as the mechanisms by which the liquid dry-up of lithium-ion batteries is likely to occur due to the formation of Li dendrites:
(a) Li dendrites deposit irregularities on the surface of the negative electrode, particularly on the surface of the Li metal negative electrode, which increases the specific surface area of the negative electrode and increases the consumption of the electrolytic solution due to reductive decomposition.
(a) Li dendrites formed on the surface of the negative electrode cause compressive deformation of the separator located between the positive and negative electrodes, causing the separator to spit out the electrolyte (that is, the electrolyte impregnated in the separator is spitting out).

第一の実施形態では、上記メカニズム(ア)及び(イ)に基づいて、リチウムイオン電池の液枯れを抑制するという観点から、セパレータとして使用可能なPO微多孔膜について、電解液との親和性、及び耐圧縮性を向上させるものである。 In the first embodiment, based on the above mechanisms (a) and (b), from the viewpoint of suppressing the liquid drying of the lithium ion battery, the PO microporous membrane that can be used as a separator has an affinity with the electrolyte. , and to improve compression resistance.

PO微多孔膜は、電解液との親和性の向上の観点から、プロピレンカーボネートの吸液性試験においてMDおよびTDの吸液高さが、1.0mm以上50mm以下である。吸液高さが1.0mm以上50mm以下の数値範囲内に制御されたPO微多孔膜は、セパレータとしてリチウムイオン電池に含まれると、電解液の還元分解による消費や圧縮変形により電解液が減少しても、電解液の流動が円滑に行われるため、セパレータの空孔部に好適な電解液量が保持されることでサイクル特性に優れると考えられる。 From the viewpoint of improving affinity with the electrolyte, the PO microporous membrane has a liquid absorption height of 1.0 mm or more and 50 mm or less in MD and TD in a liquid absorption test of propylene carbonate. When the PO microporous membrane, whose liquid absorption height is controlled within the numerical range of 1.0 mm or more and 50 mm or less, is included in a lithium ion battery as a separator, the electrolyte decreases due to consumption due to reductive decomposition of the electrolyte and compression deformation. However, since the electrolyte flows smoothly, it is considered that a suitable amount of the electrolyte is retained in the pores of the separator, resulting in excellent cycle characteristics.

プロピレンカーボネートの吸液性試験は、実施例に記載の方法により行われることができる。PO微多孔膜と電解液との親和性を更に向上させるという観点から、吸液高さは、MDとTDのそれぞれについて、1.0mm以上50mm以下の範囲内にあることが好ましく、2.0mm以上45mm以下の範囲内にあることがより好ましく、3.0mm以上40mm以下であることが更に好ましく、4.0mm以上30mm以下であることが特に好ましい。 The liquid absorption test of propylene carbonate can be performed by the method described in Examples. From the viewpoint of further improving the affinity between the PO microporous membrane and the electrolytic solution, the liquid absorption height is preferably in the range of 1.0 mm or more and 50 mm or less for each of MD and TD, and is preferably 2.0 mm. It is more preferably in the range of 45 mm or less, more preferably 3.0 mm or more and 40 mm or less, and particularly preferably 4.0 mm or more and 30 mm or less.

リチウムイオン電池は体積変化する場合があり、セパレータの空孔部に保持された電解液が流動する。プロピレンカーボネートに対する接触角が上記の数値範囲内にあると、上記のような体積変化に応答し、電解液の流動が円滑に行われるため、セパレータの空孔部に好適な電解液量が保持されることでサイクル特性に優れると考えられる。 A lithium-ion battery may change its volume, and the electrolyte held in the pores of the separator flows. When the contact angle to propylene carbonate is within the above numerical range, the electrolytic solution flows smoothly in response to the volume change as described above, so that a suitable amount of electrolytic solution is retained in the pores of the separator. Therefore, it is considered that the cycle characteristics are excellent.

PO微多孔膜のプロピレンカーボネート吸液性試験における吸液高さは、例えば、PO微多孔膜中の無機フィラー又は無機粒子の含有、PO微多孔膜の製造プロセスにおけるポリオレフィン(PO)と極性基を持つポリマーの混合、PO微多孔膜の表面処理などにより上記の数値範囲内に調整されることができる。 The liquid absorption height in the propylene carbonate liquid absorption test of the PO microporous membrane depends on, for example, the content of inorganic fillers or inorganic particles in the PO microporous membrane, and the combination of polyolefin (PO) and polar groups in the production process of the PO microporous membrane. It can be adjusted within the above numerical range by mixing a polymer having the above, surface treatment of the PO microporous membrane, or the like.

PO微多孔膜は、耐圧縮性の向上の観点から、MDおよびTDの引張弾性率が3000kgf/cm以上である。MD及びTD引張弾性率が上記の数値範囲内に制御されたPO微多孔膜は、セパレータとしてリチウムイオン電池の正負極間に配置されると、電極表面にLiデンドライトが析出しても、潰れ難く、圧縮変形し難く、電解液の吐き出しを抑えることができる。 The PO microporous membrane has a tensile elastic modulus of 3000 kgf/cm 2 or more in MD and TD from the viewpoint of improving compression resistance. When the PO microporous membrane whose MD and TD tensile elastic moduli are controlled within the above numerical ranges is placed between the positive and negative electrodes of a lithium ion battery as a separator, even if Li dendrites are deposited on the electrode surface, it is difficult to collapse. , it is difficult to be compressed and deformed, and it is possible to suppress the discharge of the electrolytic solution.

PO微多孔膜の引張弾性率は、実施例に記載の方法により測定されることができる。PO微多孔膜の耐圧縮性を更に向上させるという観点から、PO微多孔膜のMDおよびTDの引張弾性率は、3,000kgf/cm以上15,000kgf/cm以下の範囲内にあることが好ましく、3,200kgf/cm以上12,000kgf/cm以下の範囲内にあることがより好ましく、3,500kgf/cm以上10,000kgf/cm以下の範囲内にあることが更に好ましく、3,800kgf/cm以上9,000kgf/cm以下の範囲内にあることがより更に好ましい。 The tensile modulus of the PO microporous membrane can be measured by the method described in Examples. From the viewpoint of further improving the compression resistance of the PO microporous membrane, the MD and TD tensile elastic moduli of the PO microporous membrane should be in the range of 3,000 kgf/cm 2 or more and 15,000 kgf/cm 2 or less. is preferably in the range of 3,200 kgf/cm 2 or more and 12,000 kgf/cm 2 or less, and more preferably in the range of 3,500 kgf/cm 2 or more and 10,000 kgf/cm 2 or less. , 3,800 kgf/cm 2 or more and 9,000 kgf/cm 2 or less.

PO微多孔膜の引張弾性率は、例えば、原料組成の選定、可塑剤の割合、二軸延伸温度、二軸延伸倍率、熱固定温度、熱固定時の延伸倍率、熱固定時の緩和率の制御により上記の数値範囲内に調整されることができる。 The tensile elastic modulus of the PO microporous membrane is determined by, for example, the selection of the raw material composition, the ratio of the plasticizer, the biaxial stretching temperature, the biaxial stretching ratio, the heat setting temperature, the stretching ratio during heat setting, and the relaxation rate during heat setting. The control can be adjusted within the above numerical range.

PO微多孔膜は、耐圧縮性の更なる向上の観点から、温度25℃、圧力10MPa、及び圧縮時間3分間の条件下での圧縮試験において、圧縮率が、35%以下であることが好ましく、3%以上34%以下の範囲内にあることがより好ましく、5%以上33%以下の範囲内にあることが更に好ましく、7%以上32%以下の範囲内にあることがより更に好ましく、10%以上31%以下の範囲内にあることが特に好ましく、11%以上30%以下の範囲内にあることが最も好ましい。同様の観点から、PO微多孔膜は、温度25℃、圧力10MPa、及び圧縮時間3分間の条件下での圧縮試験において、圧縮後気孔率は、35%以上であることが好ましく、36%以上であることがより好ましく、37%以上であることが更に好ましく、38%以上であることがより更に好ましく、39%以上であることがなおも更に好ましく、40%以上であることが特に好ましい。 From the viewpoint of further improving compression resistance, the PO microporous membrane preferably has a compressibility of 35% or less in a compression test under conditions of a temperature of 25° C., a pressure of 10 MPa, and a compression time of 3 minutes. , more preferably in the range of 3% or more and 34% or less, more preferably in the range of 5% or more and 33% or less, even more preferably in the range of 7% or more and 32% or less, It is particularly preferably within the range of 10% or more and 31% or less, and most preferably within the range of 11% or more and 30% or less. From the same point of view, the PO microporous membrane preferably has a post-compression porosity of 35% or more, preferably 36% or more, in a compression test under conditions of a temperature of 25°C, a pressure of 10 MPa, and a compression time of 3 minutes. is more preferably 37% or more, even more preferably 38% or more, even more preferably 39% or more, and particularly preferably 40% or more.

所望により、PO微多孔膜の表面には、イオン伝導層、無機塗工層、又は有機(接着)層が形成されることもできる。 If desired, an ion-conducting layer, an inorganic coating layer, or an organic (adhesive) layer may be formed on the surface of the PO microporous membrane.

所望により、複数のPO微多孔膜を積層することができ、1枚のPO微多孔膜を別の多孔質膜と積層することもできる。 If desired, multiple PO microporous membranes can be laminated, and one PO microporous membrane can be laminated with another porous membrane.

PO微多孔膜の好ましい特性、及び構成要素について以下に説明する。 Preferred properties and constituent elements of the PO microporous membrane are described below.

(窒素ガス吸着試験により測定される細孔割合)
PO微多孔膜は、窒素ガス吸着試験により測定される細孔直径98nm以下の一点法全細孔容積を、全気孔体積の20%以上85%以下有することが好ましい。また、PO微多孔膜が多孔質層を有するときに、多孔質層の窒素ガス吸着試験により測定される細孔直径98nm以下の一点法全細孔容積が、全気孔体積の20%以上85%以下であることも好ましい。
(Pore ratio measured by nitrogen gas adsorption test)
The PO microporous membrane preferably has a one-point method total pore volume with a pore diameter of 98 nm or less measured by a nitrogen gas adsorption test of 20% or more and 85% or less of the total pore volume. In addition, when the PO microporous membrane has a porous layer, the total pore volume of the single-point method of 98 nm or less in pore diameter measured by a nitrogen gas adsorption test of the porous layer is 20% or more and 85% of the total pore volume. It is also preferable that:

窒素ガス吸着試験は後述の実施例に記載の方法で行うことができる。窒素相対圧(p/p0)が0.98の吸着量を全細孔容積と定義することで、一点法全細孔容積(細孔直径98nm以下)が導出される。この値と微多孔膜の全気孔容積を比較することで、全気孔容積における、細孔容積(孔径98nm以下)の割合が割り出せる。この割合が高いほど、微多孔膜がより小さな細孔から形成されていることが分かる。微多孔膜がより緻密化し、リチウムデンドライトならびに、金属異物の溶出に伴う異物由来のデンドライト成長を効率的に遅延させることが可能となる観点から、一点法全細孔容積(細孔直径98nm以下)は全気孔容積の20%以上であることが好ましく、25%以上であることがより好ましく、30%以上であることが更に好ましい。なお、一点法による微多孔膜又は多孔質層の窒素ガス吸着試験では、細孔直径の下限値は、本技術分野において0nmを超えることができる。 The nitrogen gas adsorption test can be performed by the method described in Examples below. By defining the adsorption amount at a nitrogen relative pressure (p/p0) of 0.98 as the total pore volume, the one-point method total pore volume (pore diameter of 98 nm or less) is derived. By comparing this value with the total pore volume of the microporous membrane, the ratio of the pore volume (pore diameter of 98 nm or less) to the total pore volume can be calculated. It can be seen that the higher the ratio, the smaller the pores of the microporous membrane. The single-point method total pore volume (pore diameter 98 nm or less) from the viewpoint that the microporous membrane becomes more dense and the growth of lithium dendrites and dendrites derived from foreign substances accompanying the elution of metallic foreign substances can be efficiently delayed. is preferably 20% or more, more preferably 25% or more, and even more preferably 30% or more of the total pore volume. In addition, in the nitrogen gas adsorption test of the microporous membrane or porous layer by the one-point method, the lower limit of the pore diameter can exceed 0 nm in this technical field.

他方、微多孔膜又は多孔質層の一点法全細孔容積(細孔直径98nm以下)が全気孔容積の85%を超える場合、セパレータの目詰まりにより抵抗増加の集中する箇所が生じ、結果としてデンドライトの発生を促進してしまうことや、容量維持サイクル低下に繋がる。以上の観点から、一点法全細孔容積(細孔直径98nm以下)は全気孔容積の85%以下であることが好ましく、80%以下であることがより好ましい。 On the other hand, when the single-point method total pore volume (pore diameter of 98 nm or less) of the microporous membrane or porous layer exceeds 85% of the total pore volume, clogging of the separator causes a point where the resistance increase concentrates, resulting in It leads to promotion of dendrite generation and deterioration of the capacity maintenance cycle. From the above point of view, the total pore volume by one-point method (pore diameter of 98 nm or less) is preferably 85% or less, more preferably 80% or less, of the total pore volume.

全気孔体積における一点法全細孔容積(細孔直径98nm以下)の割合は、例えば、微多孔膜の緻密化などにより制御されることができ、より詳細には、後述されるPO微多孔膜の製造プロセスにおいて、例えば、後述される分子量の高分子量PEを後述される含有量で含むこと;抽出工程の前に延伸工程を行うこと;延伸面倍率50倍以上及び/又は延伸温度128℃以下の条件下での延伸;延伸工程での縦横それぞれの延伸倍率を5倍以上に調整すること;熱固定(HS)工程時に、熱固定温度を、115℃以上、140℃以下に調整すること;HS延伸倍率を1.5倍以上2.2倍以下に調整すること;HS緩和倍率を0.7倍以上0.95倍未満に調整することなどを、単独で又は適宜組み合わせて使用することによって、上記で説明された細孔容積の割合の範囲内に存在するように制御されることができる。 The ratio of the single-point method total pore volume (pore diameter of 98 nm or less) to the total pore volume can be controlled, for example, by densification of the microporous membrane. In the production process of, for example, containing a high molecular weight PE having a molecular weight described later in a content described later; performing a stretching step before the extraction step; stretching areal ratio 50 times or more and / or stretching temperature 128 ° C. or less Stretching under the conditions of; adjusting the draw ratio in each of the vertical and horizontal directions in the stretching step to 5 times or more; By adjusting the HS stretching ratio to 1.5 times or more and 2.2 times or less; adjusting the HS relaxation ratio to 0.7 times or more and less than 0.95 times, etc., alone or in combination as appropriate. , can be controlled to lie within the range of pore volume percentages described above.

さらに、使用するPEの粘度平均分子量によっても細孔容積の割合を制御することができる。高分子PEを使用することで、延伸工程で孔が小孔径化し、熱固定工程で細孔が閉塞し辛くなる観点から、PO微多孔膜の粘度平均分子量(Mv)は、450,000以上であることが好ましく、500,000以上であることがより好ましく、そして膜の樹脂組成中のMw45万以上のPEの含有量は、30質量%以上であることが好ましく、40質量%以上であることがより好ましく、50質量%以上であることが更に好ましい。この含有量は、100質量%であることができる。また、上記細孔割合が85%を超えないためには、膜のMvは、6,000,000以下であることが好ましく、5,000,000以下であることが好ましく、3,000,000以下であることが更に好ましい。 Furthermore, the pore volume ratio can also be controlled by the viscosity-average molecular weight of the PE used. By using high-molecular-weight PE, the pores are made smaller in the stretching process, and the pores are less likely to be clogged in the heat-setting process. It is preferably 500,000 or more, and the content of PE having a Mw of 450,000 or more in the resin composition of the film is preferably 30% by mass or more, and is 40% by mass or more. is more preferable, and 50% by mass or more is even more preferable. This content can be 100% by weight. In order that the pore ratio does not exceed 85%, the Mv of the membrane is preferably 6,000,000 or less, preferably 5,000,000 or less, and 3,000,000 More preferably:

また、使用するPOの分子構造によっても細孔割合を所定の範囲に制御することができる。理由は定かではないが、原料ポリマーの多分散度(重量平均分子量Mw/数平均分子量Mnおよびz平均分子量Mz/重量平均分子量Mw)が高くなることによって、細孔割合が所定の範囲になる傾向にある。 Also, the pore ratio can be controlled within a predetermined range by the molecular structure of the PO used. Although the reason is not clear, the polydispersity of the raw material polymer (weight-average molecular weight Mw/number-average molecular weight Mn and z-average molecular weight Mz/weight-average molecular weight Mw) tends to result in a pore ratio within a predetermined range. It is in.

(気液法により算出される孔数)
PO微多孔膜は、気液法によって算出される孔数Bが70個/μm以上であることが好ましく、かつ500個/μm以下であることが好ましい。また、PO微多孔膜が多孔質層を有するときに、多孔質層の気液法によって算出される孔数が70個/μm以上500個/μm以下であることも好ましい。
(Number of holes calculated by gas-liquid method)
The number of pores B of the PO microporous membrane calculated by the gas-liquid method is preferably 70/μm 2 or more and preferably 500/μm 2 or less. Further, when the PO microporous membrane has a porous layer, the number of pores of the porous layer calculated by the gas-liquid method is preferably 70/μm 2 or more and 500/μm 2 or less.

気液法によって算出される断面当たりの孔数(B)は、微多孔膜内又は多孔質層内でリチウムイオン及び異物溶出に伴う金属イオンが拡散し、局所的なデンドライト発生を効率的に抑制できる観点、並びに局所的な抵抗増加箇所の増加を抑制し、サイクル特性を向上させる観点から、70個/μm以上が好ましく、80個/μm以上であることがより好ましく、90個/μm以上であることが更に好ましく、100個/μm以上であることがより更に好ましく、110個/μm以上が特に好ましい。また微多孔膜又は多孔質層が高強度であることでデンドライトの成長を抑制できる観点から、孔数(B)は500個/μm以下であることが好ましく、350個/μm以下であることがより好ましい。気液法によって算出される断面当たりの孔数(B)は、後述するPO微多孔膜の製造工程において、全原料中の可塑剤割合(すなわち、全原料中の樹脂割合)、熱固定温度などを調整することにより、上記範囲内に調整される。 The number of pores per cross section (B) calculated by the gas-liquid method effectively suppresses local dendrite generation by diffusing lithium ions and metal ions associated with elution of foreign matter in the microporous membrane or porous layer. 70/μm 2 or more is preferable, 80/μm 2 or more is more preferable, and 90/μm It is more preferably 2 or more, even more preferably 100/μm 2 or more, and particularly preferably 110/μm 2 or more. In addition, the number of pores (B) is preferably 500/μm 2 or less, and 350/μm 2 or less, from the viewpoint that the growth of dendrites can be suppressed by the high strength of the microporous membrane or porous layer. is more preferable. The number of pores per cross section (B) calculated by the gas-liquid method is determined by the plasticizer ratio in all raw materials (that is, resin ratio in all raw materials), heat setting temperature, etc. in the manufacturing process of the PO microporous membrane described later. is adjusted within the above range.

(気孔率)
PO微多孔膜は、気孔率εが、42%以上であることが好ましい。気孔率(ε)は、以下で「(圧縮前の)気孔率」ということがある。
(Porosity)
The PO microporous membrane preferably has a porosity ε of 42% or more. The porosity (ε) may hereinafter be referred to as “porosity (before compression)”.

PO微多孔膜の気孔率(ε)は、膜抵抗が低下し、イオン拡散性が向上することで、デンドライトの発生を効率的に抑制可能な観点、一定の膜強度と低透気度を達成するという観点、及び高いイオン伝導性、高い出力特性を有する観点から、42%以上であることが好ましく、44%以上であることがより好ましく、47%以上であることが更に好ましく、50%以上であることが特に好ましい。また膜の強度が向上することでデンドライトの成長を抑制できる観点、及び耐電圧が向上する観点から、気孔率(ε)は80%以下であることが好ましく、70%以下であることがより好ましく、65%以下であることが更に好ましく、60%以下であることが特に好ましい。 The porosity (ε) of the PO microporous membrane reduces the membrane resistance and improves the ion diffusivity, thereby effectively suppressing the generation of dendrites, achieving a certain level of membrane strength and low air permeability. and from the viewpoint of having high ionic conductivity and high output characteristics, it is preferably 42% or more, more preferably 44% or more, even more preferably 47% or more, and 50% or more. is particularly preferred. In addition, the porosity (ε) is preferably 80% or less, more preferably 70% or less, from the viewpoint of suppressing the growth of dendrites by improving the strength of the film and from the viewpoint of improving the withstand voltage. , is more preferably 65% or less, and particularly preferably 60% or less.

(ハーフドライ法によって測定される平均流量径)
PO微多孔膜は、ハーフドライ法によって測定される平均流量径dが0.020μm以上であることが好ましく、かつ0.070μm以下であることが好ましい。本明細書では、PO微多孔膜の孔径は、ハーフドライ法に準拠し、パームポロメータ(Porous Materials,Inc.社:CFP-1500AE)を用いて測定された、平均流量径を意味する。
(Average flow diameter measured by half-dry method)
The PO microporous membrane preferably has an average flow diameter d of 0.020 μm or more and preferably 0.070 μm or less as measured by the half-dry method. As used herein, the pore diameter of the PO microporous membrane means the average flow diameter measured using a perm porometer (Porous Materials, Inc.: CFP-1500AE) according to the half-dry method.

ハーフドライ法の平均流量径(d)を測定することで、微多孔膜の孔構造において、孔が狭まっている部分の孔径を知ることができる。ハーフドライ法によって測定される平均流量径dは、微多孔膜の緻密化によりデンドライトの成長を物理的に抑制可能な観点、および断面当たりの孔数(B)が増えてイオン拡散性が向上する観点から、0.070μm以下であることが好ましく、0.065μm以下であることがより好ましく、0.060μm以下であることが更に好ましく、0.055μm以下であることがより更に好ましく、0.050μm以下であることが特に好ましい。また、目詰まりによる抵抗増加の集中する箇所が生じ、結果としてデンドライトの発生を促進されるのを防ぐ観点、及びサイクル特性向上の観点から、平均流量径は0.020μm以上であることが好ましく、0.025μm以上であることがより好ましい。 By measuring the average flow diameter (d) in the half-dry method, it is possible to know the pore diameter of the portion where the pores are narrowed in the pore structure of the microporous membrane. The average flow diameter d measured by the half-dry method is from the viewpoint that the densification of the microporous membrane can physically suppress the growth of dendrites, and the number of pores per cross section (B) increases to improve ion diffusivity. From the viewpoint of The following are particularly preferred. In addition, from the viewpoint of preventing the formation of dendrites from being promoted as a result of the occurrence of places where resistance increases due to clogging, and from the viewpoint of improving cycle characteristics, the average flow diameter is preferably 0.020 μm or more. It is more preferably 0.025 μm or more.

PO微多孔膜の孔径又は気孔率(ε)を上記の数値範囲内に制御する手段としては、例えば、後述されるPO微多孔膜の製造方法において、後述される分子量の高分子量PEを後述される含有量で含むこと;抽出工程の前に延伸工程を行うこと;延伸工程での縦横それぞれの延伸倍率を5倍以上に調整すること、128℃以下の温度で延伸を行うこと;熱固定(HS)工程時に、熱固定温度を、115℃以上、140℃以下に調整すること、HS延伸倍率を1.5倍以上2.2倍以下に調整すること、HS緩和倍率を0.7倍以上0.9倍未満に調整することなどを単独で又は適宜組み合わせて使用することができる。 As means for controlling the pore size or porosity (ε) of the PO microporous membrane within the above numerical range, for example, in the method for producing the PO microporous membrane described later, the high molecular weight PE having the molecular weight described later is added. The content should be contained in a content that is equal to or higher than the content; the stretching process should be performed before the extraction process; the stretching ratio in each direction in the stretching process should be adjusted to 5 times or more; During the HS) step, the heat setting temperature is adjusted to 115° C. or higher and 140° C. or lower, the HS draw ratio is adjusted to 1.5 times or more and 2.2 times or less, and the HS relaxation ratio is adjusted to 0.7 times or more. Adjusting to less than 0.9 times can be used alone or in combination as appropriate.

(膜厚)
PO微多孔膜の膜厚は、リチウムイオン電池容量の観点、高イオン透過性と良好なレート特性の観点、デンドライトの成長を遅延させるという観点、及び高容量電池のために用いられるに際し、セパレータの占有体積を低減して電池容量の向上に資するという観点から、好ましくは20μm以下であり、より好ましくは18μm以下であり、更に好ましくは16μm以下であり、1μm~14μmであることがより更に好ましく、3μm~13μmであることが特に好ましく、5μm~12μmであることが最も好ましい。PO微多孔膜の膜厚は、以下で「(圧縮前の)平均膜厚」ということがある。
(film thickness)
The film thickness of the PO microporous membrane is determined from the viewpoint of lithium ion battery capacity, from the viewpoint of high ion permeability and good rate characteristics, from the viewpoint of retarding the growth of dendrites, and from the viewpoint of the separator when used for high capacity batteries. From the viewpoint of reducing the occupied volume and contributing to the improvement of the battery capacity, it is preferably 20 μm or less, more preferably 18 μm or less, still more preferably 16 μm or less, and even more preferably 1 μm to 14 μm, Particularly preferred is between 3 μm and 13 μm, most preferred between 5 μm and 12 μm. The film thickness of the PO microporous membrane may be referred to as "average film thickness (before compression)" below.

PO微多孔膜の(圧縮前の)平均膜厚は、PO微多孔膜の製造プロセスにおいて、キャストロールのロール間距離、キャストクリアランス、二軸延伸時工程時の延伸倍率、HS倍率、HS温度等を制御することにより上記の数値範囲内に調整することができる。 The average film thickness of the PO microporous membrane (before compression) is determined by the distance between the cast rolls, the cast clearance, the stretching ratio during the biaxial stretching process, the HS magnification, the HS temperature, etc. in the production process of the PO microporous membrane. can be adjusted within the above numerical range by controlling

(透気度)
PO微多孔膜の透気度は、リチウムイオン電池の出力特性及びサイクル特性の観点から、空気100cm当たり、好ましくは200秒以下、より好ましくは190秒以下である。透気度の下限値は、膜強度の観点から、空気100cm当たり、好ましくは20秒以上である。
(air permeability)
The air permeability of the PO microporous membrane is preferably 200 seconds or less, more preferably 190 seconds or less per 100 cm 3 of air, from the viewpoint of the output characteristics and cycle characteristics of the lithium ion battery. From the viewpoint of film strength, the lower limit of the air permeability is preferably 20 seconds or more per 100 cm 3 of air.

(目付換算突刺強度,突刺強度,目付)
PO微多孔膜の目付換算突刺強度は、50gf/(g/m)以上であることが好ましい。50gf/(g/m)以上の目付換算突刺強度は、樹脂目付当たりの膜強度が高く、かつ圧縮応力に対して潰れ難い膜構造を表し、例えば釘刺試験又は加圧試験時に、セパレータ基材として使用されるPO微多孔膜が、高気孔率で低透気度であっても破膜し辛くなり、リチウムイオン電池の安全性を向上させる傾向にある。目付換算突刺強度は、実施例に記載の方法により測定され、膜のTDに沿って、両端から中央に向かって全幅の10%内側の地点2点と中央1点との計3点で目付に換算されてない突刺強度(以下、単に突刺強度という)を測定し、それらの平均値を目付で除することにより得られる。
(weight conversion conversion piercing strength, piercing strength, basis weight)
It is preferable that the PO microporous membrane has a per unit weight equivalent puncture strength of 50 gf/(g/m 2 ) or more. 50 gf/(g/m 2 ) or more in terms of basis weight piercing strength indicates that the film strength per resin basis weight is high and that the film structure is resistant to crushing against compressive stress. Even if the PO microporous membrane used as the material has a high porosity and a low air permeability, it is difficult to rupture, which tends to improve the safety of the lithium ion battery. The weight-converted piercing strength is measured by the method described in the Examples, and along the TD of the film, the weight is measured at a total of three points, two points inside 10% of the total width from both ends toward the center and one point in the center. It is obtained by measuring non-converted puncture strength (hereinafter simply referred to as puncture strength) and dividing the average value by the basis weight.

突刺強度の制御による利点は、リチウムイオン電池のセル内で膨張収縮し易い電極を用いた場合に、顕著であり、車載用電池等に使用される高容量電極、又はケイ素(Si)含有負極を用いる場合に、より顕著である。このような観点から、PO微多孔膜の目付換算突刺強度は、40gf/(g/m)~150gf/(g/m)であることがより好ましく、50gf/(g/m)~140gf/(g/m)であることが更に好ましく、55gf/(g/m)~130gf/(g/m)であることがより更に好ましく、70gf/(g/m)~120gf/(g/m)であることが特に好ましい。 The advantage of controlling the puncture strength is remarkable when using an electrode that easily expands and contracts in the cell of a lithium ion battery. more pronounced when used. From this point of view, the PO microporous membrane has a per unit area equivalent puncture strength of preferably 40 gf/(g/m 2 ) to 150 gf/(g/m 2 ), more preferably 50 gf/(g/m 2 ) to More preferably 140 gf/(g/m 2 ), even more preferably 55 gf/(g/m 2 ) to 130 gf/(g/m 2 ), even more preferably 70 gf/(g/m 2 ) to 120 gf /(g/m 2 ) is particularly preferred.

上記と同様の観点、一定の膜強度と低い透気度を達成するという観点、及び短絡耐性の向上の観点から、PO微多孔膜の目付は、1.0g/m~15g/mの範囲内であることが好ましい。 From the same viewpoint as above, from the viewpoint of achieving constant film strength and low air permeability, and from the viewpoint of improving short-circuit resistance, the PO microporous membrane has a basis weight of 1.0 g/m 2 to 15 g/m 2 . preferably within the range.

上記と同様の観点、リチウムイオン電池に衝撃が加わった際の安全性の観点、及びリチウムイオン電池内部に意図せず混入する異物によってセパレータが破膜して発生する電極間短絡又は耐電圧不良を抑制するという観点から、PO微多孔膜の突刺強度は、200gf以上であることが好ましく、220gf以上であることがより好ましく、250gf以上であることが更に好ましく、280gf以上であることがより更に好ましく、300gf以上であることが特に好ましい。突刺強度の上限値は、特に限定されないが、膜の結晶性、膜の熱収縮性、及び抑制された電気抵抗に応じて決定されることができ、例えば、900gf以下、850gf以下、700gf以下、又は680gf以下でよい。 From the same viewpoint as above, from the viewpoint of safety when impact is applied to the lithium-ion battery, and from the separator membrane breakage due to foreign substances that are unintentionally mixed into the lithium-ion battery From the viewpoint of suppression, the puncture strength of the PO microporous membrane is preferably 200 gf or more, more preferably 220 gf or more, still more preferably 250 gf or more, and even more preferably 280 gf or more. , 300 gf or more. The upper limit of the puncture strength is not particularly limited, but can be determined according to the crystallinity of the film, the heat shrinkability of the film, and the suppressed electrical resistance. Or it may be 680 gf or less.

PO微多孔膜の突刺強度と目付換算突刺強度は、例えば、PO微多孔膜の製造プロセスにおいて、ポリオレフィン等の高分子原料の分子量及び配合割合、二軸延伸工程時の延伸倍率、二軸延伸工程時のMD/TD延伸温度、熱固定(HS)倍率などを制御することによって、上記で説明された数値範囲内に調整されることができる。 The puncture strength and per unit area equivalent puncture strength of the PO microporous membrane are determined, for example, in the production process of the PO microporous membrane, depending on the molecular weight and compounding ratio of the polymer raw material such as polyolefin, the draw ratio during the biaxial stretching process, and the biaxial stretching process. It can be adjusted within the numerical range described above by controlling the MD/TD stretching temperature at the time, the heat setting (HS) ratio, and the like.

(構成要素)
PO微多孔膜としては、例えば、ポリオレフィン樹脂を含む多孔膜;ポリオレフィン樹脂に加えて、ポリケトン、無水マレイン酸変性ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリエチレンオキサイド、ポリエチレンテレフタレート、ポリシクロオレフィン、ポリエーテルスルホン、ポリアミド、ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリアラミド、ナイロン、ポリテトラフルオロエチレン等の樹脂も含む多孔膜;ポリオレフィン系の繊維を織ったもの(織布);ポリオレフィン系の繊維の不織布などが挙げられる。これらの中でも、膜の電気抵抗の低下又は上昇抑制、膜の耐圧縮性及び構造均一性などの観点から、ポリオレフィン樹脂を含む微多孔膜が好ましく、主成分としてポリエチレンを含む微多孔膜がより好ましい。
(Component)
PO microporous membranes include, for example, porous membranes containing polyolefin resin; Porous membranes also containing resins such as polyimideamide, polyaramid, nylon, and polytetrafluoroethylene; woven fabrics of polyolefin fibers; and non-woven fabrics of polyolefin fibers. Among these, a microporous membrane containing a polyolefin resin is preferable, and a microporous membrane containing polyethylene as a main component is more preferable, from the viewpoints of reduction or increase suppression of the electrical resistance of the membrane, compression resistance of the membrane, and structural uniformity. .

(含有成分)
PO微多孔膜は、ポリオレフィン樹脂を含む樹脂組成物から形成される。所望により、樹脂組成物は、無機フィラー又は無機粒子、ポリオレフィン以外の樹脂などを更に含んでよい。
(Ingredients)
The PO microporous membrane is formed from a resin composition containing a polyolefin resin. If desired, the resin composition may further contain inorganic fillers or inorganic particles, resins other than polyolefins, and the like.

PO微多孔膜は、リチウムイオン電池のシャットダウン性能等を向上させる観点から、多孔膜を構成する樹脂成分の50質量%以上100質量%以下をポリオレフィン樹脂が占めるポリオレフィン樹脂組成物により形成される多孔膜であることが好ましい。ポリオレフィン樹脂組成物におけるポリオレフィン樹脂が占める割合は、60質量%以上100質量%以下であることがより好ましく、70質量%以上100質量%以下であることがさらに好ましく、最も好ましくは95質量%以上100質量%以下である。 The PO microporous membrane is a porous membrane formed of a polyolefin resin composition in which the polyolefin resin accounts for 50% by mass or more and 100% by mass or less of the resin component constituting the porous membrane from the viewpoint of improving the shutdown performance of the lithium ion battery. is preferably The proportion of the polyolefin resin in the polyolefin resin composition is more preferably 60% by mass or more and 100% by mass or less, more preferably 70% by mass or more and 100% by mass or less, and most preferably 95% by mass or more and 100% by mass. % by mass or less.

使用されるポリオレフィン樹脂としては、特に限定されず、例えば、エチレン、プロピレン、1-ブテン、4-メチル-1-ペンテン、1-ヘキセン、及び1-オクテン等のモノマーを重合して得られる重合体(例えば、ホモ重合体、共重合体、多段重合体等)が挙げられる。これらの重合体は、1種を単独で、又は2種以上を併用することができる。 The polyolefin resin to be used is not particularly limited, and examples thereof include polymers obtained by polymerizing monomers such as ethylene, propylene, 1-butene, 4-methyl-1-pentene, 1-hexene, and 1-octene. (for example, homopolymers, copolymers, multistage polymers, etc.). These polymers can be used singly or in combination of two or more.

また、PO微多孔膜に含まれるポリオレフィン樹脂は、膜を剛直にして耐圧縮性を向上させるという観点から、融点が、好ましくは120℃以上150℃以下、より好ましくは125℃以上140℃以下の範囲内にあり、かつ/又はDSCの1stピーク温度が、好ましくは136℃~144℃の範囲内にある。 In addition, the polyolefin resin contained in the PO microporous membrane preferably has a melting point of 120° C. or higher and 150° C. or lower, more preferably 125° C. or higher and 140° C. or lower, from the viewpoint of making the membrane rigid and improving compression resistance. and/or the DSC 1st peak temperature is preferably within the range of 136°C to 144°C.

中でも、膜の電気抵抗の低下又は上昇抑制、膜の耐圧縮性及び構造均一性などの観点から、ポリオレフィン樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-プロピレン共重合体、エチレン-プロピレン-それら以外のモノマーの共重合体、並びにこれらの混合物が好ましい。 Among them, polyolefin resins include polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymer, ethylene-propylene and other monomers from the viewpoint of reduction or increase suppression of film electrical resistance, compression resistance and structural uniformity of film. and mixtures thereof are preferred.

PO微多孔膜の結晶性、高強度、耐圧縮性などの観点、及びヒューズ性を発現させるという観点から、微多孔膜を構成する樹脂成分の50質量%以上100質量%以下をポリエチレンが占めるポリエチレン組成物により形成される微多孔膜が好ましい。微多孔膜を構成する樹脂成分におけるポリエチレン(PE)が占める割合は、60質量%以上100質量%以下であることがより好ましく、70質量%以上100質量%以下であることが更に好ましく、80質量%以上100質量%以下であることがより更に好ましく、最も好ましくは90質量%以上100質量%以下である。 From the viewpoint of the crystallinity, high strength, compression resistance, etc. of the PO microporous membrane, and from the viewpoint of expressing fuse properties, polyethylene occupies 50% by mass or more and 100% by mass or less of the resin component constituting the microporous membrane. A microporous membrane formed by the composition is preferred. The ratio of polyethylene (PE) in the resin component constituting the microporous membrane is more preferably 60% by mass or more and 100% by mass or less, further preferably 70% by mass or more and 100% by mass or less, and 80% by mass. % or more and 100 mass % or less, and most preferably 90 mass % or more and 100 mass % or less.

ポリオレフィン微多孔膜のWAXS測定は、実施例において詳述され、そしてWAXS測定により得られる結晶子サイズは、膜の構造均一性及び耐圧縮性と非水系二次電池内での反応均一性とを向上させるポリエチレンの構造と関連することが考えられる。PO微多孔膜の主成分がポリエチレン(PE)であるときに、PO微多孔膜に主成分として含まれるポリエチレンは、その結晶MDND面(110)結晶子サイズが、35.0nm以下であることが好ましい。ポリエチレンのMDND面(110)結晶子サイズは、実施例において詳述されるとおり、X線回折(XRD)法又は広角X線散乱(WAXS)法により測定されることができる。 WAXS measurements of polyolefin microporous membranes are detailed in the Examples, and the crystallite sizes obtained by WAXS measurements indicate the structural uniformity and compression resistance of the membranes and the reaction uniformity in non-aqueous secondary batteries. It is thought to be related to the structure of polyethylene which improves. When the main component of the PO microporous membrane is polyethylene (PE), the polyethylene contained as the main component in the PO microporous membrane has a crystal MDND plane (110) crystallite size of 35.0 nm or less. preferable. The MDND plane (110) crystallite size of polyethylene can be measured by X-ray diffraction (XRD) or wide angle X-ray scattering (WAXS) methods, as detailed in the Examples.

ポリエチレンのMDND面(110)結晶子サイズが35.0nm以下にあると、そのポリエチレンを含むポリオレフィン微多孔膜が、剛直になり、膜の耐圧縮性が向上する傾向にあり、それにより非水系二次電池の使用時に電極の体積変化が起きても高出力と高サイクル特性を両立することができる。このような観点から、膜の主成分であるポリエチレンのMDND面(110)結晶子サイズは、より好ましくは33.0nm以下であり、さらに好ましくは、10.0nm~32.0nm、又は15.0nm~31.0nm、又は15.0nm~30.0nm、又は15.0nm~25.0nmである。特に、ポリエチレンのMDND面(110)結晶子サイズが25.0nm以下であると、膜の剛性が強まり、耐圧縮性が向上する。 When the MDND plane (110) crystallite size of polyethylene is 35.0 nm or less, the polyolefin microporous membrane containing the polyethylene tends to be rigid, and the compression resistance of the membrane tends to be improved. Even if the volume of the electrode changes during use of the secondary battery, both high output and high cycle characteristics can be achieved. From this point of view, the MDND plane (110) crystallite size of polyethylene, which is the main component of the film, is more preferably 33.0 nm or less, and still more preferably 10.0 nm to 32.0 nm, or 15.0 nm. ~31.0 nm, or 15.0 nm to 30.0 nm, or 15.0 nm to 25.0 nm. In particular, when the MDND plane (110) crystallite size of polyethylene is 25.0 nm or less, the rigidity of the film is enhanced and the compression resistance is improved.

ポリオレフィン微多孔膜の主成分であるポリエチレンのMDND面(110)結晶子サイズは、例えば、ポリオレフィン微多孔膜の製造プロセスにおいて、ポリオレフィン原料の分子量、ポリエチレン原料の分子量、二軸延伸工程時の延伸倍率、二軸延伸工程時の延伸倍率や温度、二軸延伸工程時の延伸倍率や温度などを制御することによって、上記で説明された数値範囲内に調整されることができる。 The MDND plane (110) crystallite size of polyethylene, which is the main component of the polyolefin microporous membrane, is determined by, for example, the molecular weight of the polyolefin raw material, the molecular weight of the polyethylene raw material, and the draw ratio during the biaxial stretching process in the manufacturing process of the polyolefin microporous membrane. , by controlling the draw ratio and temperature during the biaxial stretching process, the draw ratio and temperature during the biaxial stretching process, etc., so that the values can be adjusted within the above-described numerical ranges.

ポリオレフィン微多孔膜の結晶長周期は、理論に拘束されることを望まないが、膜の圧縮後気孔率と相関することが考えられる。ポリオレフィン微多孔膜の結晶長周期は、上記で説明された観点から、30.0nm以上、又は30.0nm~60.0nm、又は31.0nm~55.0nm、又は32.0nm~50.0nm、又は33.0nm~50.0nm、又は35.0nm~50.0nm、又は37.0nm~50.0nmの範囲内にあることが好ましい。 While not wishing to be bound by theory, it is believed that the crystal length period of the polyolefin microporous membrane correlates with the post-compression porosity of the membrane. From the viewpoint described above, the crystal long period of the polyolefin microporous membrane is 30.0 nm or more, or 30.0 nm to 60.0 nm, or 31.0 nm to 55.0 nm, or 32.0 nm to 50.0 nm, or 33.0 nm to 50.0 nm, or 35.0 nm to 50.0 nm, or 37.0 nm to 50.0 nm.

ポリオレフィン微多孔膜の結晶長周期は、例えば小角X線散乱(SAXS)法により測定されることができ、例えば、ポリオレフィン微多孔膜の製造プロセスにおいて、ポリオレフィン原料の分子量、ポリエチレン原料の分子量、二軸延伸工程時の延伸倍率、二軸延伸工程時の延伸倍率や温度、二軸延伸工程時の延伸倍率や温度などを制御することによって、上記で説明された数値範囲内に調整されることができる。 The crystal long period of the polyolefin microporous membrane can be measured, for example, by a small angle X-ray scattering (SAXS) method. By controlling the draw ratio during the stretching process, the draw ratio and temperature during the biaxial stretching process, the stretch ratio and temperature during the biaxial stretching process, etc., it can be adjusted within the numerical range described above. .

また、セパレータ基材としてPO微多孔膜を形成した時の高強度、耐圧縮性、電気抵抗の抑制などの観点からは、ポリオレフィン樹脂におけるPE割合は、30質量%以上が好ましく、50質量%以上がより好ましく、70質量%以上が更に好ましく、80質量%以上が特に好ましく、そして100質量%以下であることが好ましく、95質量%以下であることがより好ましく、95質量%以下であることが更に好ましい。なお、PEが50%以上であると、ヒューズ挙動も高い応答性で発現する観点でも好ましい。 In addition, from the viewpoint of high strength, compression resistance, suppression of electrical resistance, etc. when a PO microporous membrane is formed as a separator base material, the PE ratio in the polyolefin resin is preferably 30% by mass or more, and 50% by mass or more. is more preferably 70% by mass or more, particularly preferably 80% by mass or more, and preferably 100% by mass or less, more preferably 95% by mass or less, and 95% by mass or less. More preferred. It should be noted that a PE of 50% or more is preferable from the viewpoint of exhibiting fuse behavior with high responsiveness.

PO微多孔膜の原料として用いるポリオレフィン樹脂の粘度平均分子量(Mv)は、30,000以上6,000,000以下であることが好ましく、より好ましくは80,000以上3,000,000以下、さらに好ましくは150,000以上2,000,000以下である。Mvが30,000以上であると、重合体同士の絡み合いにより高強度となる傾向にあるため好ましい。他方、Mvが6,000,000以下であると、押出及び延伸工程での成形性を向上させる観点で好ましい。 The viscosity average molecular weight (Mv) of the polyolefin resin used as the raw material for the PO microporous membrane is preferably 30,000 or more and 6,000,000 or less, more preferably 80,000 or more and 3,000,000 or less, and further It is preferably 150,000 or more and 2,000,000 or less. When the Mv is 30,000 or more, the entanglement of the polymers tends to increase the strength, which is preferable. On the other hand, when the Mv is 6,000,000 or less, it is preferable from the viewpoint of improving the moldability in the extrusion and stretching steps.

一態様では、PO微多孔膜がポリエチレン(PE)を含む場合、少なくとも1種類のPEのMvは、膜の配向と剛性の観点から、600,000以上であることが好ましく、700,000以上であることがより好ましく、そしてPEのMv上限値は、例えば、2,000,000以下でよい。膜の溶融時の流動性の低下と釘刺試験時の短絡耐性の観点から、PO微多孔膜を構成するポリオレフィン樹脂のうちMv600,000以上のPEが占める割合は、30質量%以上であることが好ましく、50質量%以上であることがより好ましく、60質量%以上であることが更に好ましく、70質量%以上であることが特に好ましく、100質量%でもよい。 In one aspect, when the PO microporous membrane contains polyethylene (PE), the Mv of at least one type of PE is preferably 600,000 or more, preferably 700,000 or more, from the viewpoint of film orientation and rigidity. More preferably, the Mv upper limit of PE may be, for example, 2,000,000 or less. From the standpoint of reduced fluidity when the film is melted and short-circuit resistance during a nail penetration test, the proportion of PE with Mv of 600,000 or more in the polyolefin resin constituting the PO microporous film should be 30% by mass or more. is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, particularly preferably 70% by mass or more, and may be 100% by mass.

別の態様では、PO微多孔膜(PO微多孔質層)は、Mvが500,000以上6,000,000以下のPE原料を、PO微多孔膜の質量を基準として、45質量%以上含むことが好ましく、50質量%以上含むことがより好ましく、70質量%以上含むことがさらに好ましく、80質量%以上含むことがよりさらに好ましく、90質量%以上含むことが特に好ましい。Mvが500,000以上6,000,000以下のPE原料をPO微多孔質層に45質量%以上含むと、延伸時に結晶が高度に配向し、PO微多孔質層が小孔径化、又は緻密化する傾向がある。同様の観点から、PO微多孔質層又はPO微多孔膜の製造に使用されるPO原料は、エチレンホモポリマーであることが好ましく、Mvが500,000以上6,000,000以下のエチレンホモポリマーであることがより好ましい。 In another aspect, the PO microporous membrane (PO microporous layer) contains 45% by mass or more of a PE raw material having Mv of 500,000 or more and 6,000,000 or less based on the mass of the PO microporous membrane. preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, even more preferably 80% by mass or more, and particularly preferably 90% by mass or more. When the PO microporous layer contains 45% by mass or more of the PE raw material having an Mv of 500,000 or more and 6,000,000 or less, the crystals are highly oriented during stretching, and the PO microporous layer has a small pore size or a dense structure. tend to become From the same point of view, the PO raw material used for producing the PO microporous layer or PO microporous membrane is preferably an ethylene homopolymer, and an ethylene homopolymer having a Mv of 500,000 or more and 6,000,000 or less. is more preferable.

PO微多孔膜(PO微多孔質層)中に含まれるポリオレフィン樹脂の含有量は、PO微多孔膜(PO微多孔質層)の質量を基準として、50質量%以上であり、60質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることが好ましく、80質量%以上であることが好ましく、90質量%以上、又は100質量%以下であってもよい。 The content of the polyolefin resin contained in the PO microporous membrane (PO microporous layer) is 50% by mass or more, preferably 60% by mass or more, based on the mass of the PO microporous membrane (PO microporous layer). is preferably 70% by mass or more, preferably 80% by mass or more, and may be 90% by mass or more or 100% by mass or less.

また、ポリオレフィン樹脂としては、例えば、低密度ポリエチレン(密度0.910g/cm以上0.930g/cm未満)、線状低密度ポリエチレン(密度0.910g/cm以上0.940g/cm未満)、中密度ポリエチレン(密度0.930g/cm以上0.942g/cm未満)、高密度ポリエチレン(密度0.942g/cm以上)、超高分子量ポリエチレン(密度0.910g/cm以上0.970g/cm未満)、アイソタクティックポリプロピレン、アタクティックポリプロピレン、ポリブテン、エチレンプロピレンラバー等が挙げられる。これらは1種を単独で、又は2種以上を併用することができる。中でも、ポリエチレンを単独、ポリプロピレンを単独、又はポリエチレンとポリプロピレンの混合物のいずれかを使用する事は、均一なフィルムを得る観点から好ましい。 Examples of polyolefin resins include low-density polyethylene (density of 0.910 g/cm 3 or more and less than 0.930 g/cm 3 ), linear low-density polyethylene (density of 0.910 g/cm 3 or more and 0.940 g/cm 3 ). less than), medium density polyethylene (density of 0.930 g/cm 3 or more and less than 0.942 g/cm 3 ), high density polyethylene (density of 0.942 g/cm 3 or more), ultra high molecular weight polyethylene (density of 0.910 g/cm 3 more than 0.970 g/cm 3 ), isotactic polypropylene, atactic polypropylene, polybutene, ethylene propylene rubber, and the like. These can be used singly or in combination of two or more. Among them, it is preferable to use polyethylene alone, polypropylene alone, or a mixture of polyethylene and polypropylene from the viewpoint of obtaining a uniform film.

また、ポリオレフィン樹脂は、PO微多孔膜をセパレータとして備えるリチウムイオン電池の安全性の観点からは、0.930g/cm以上0.942g/cm未満の密度を有する中密度ポリエチレン(MDPE)であることが好ましく、例えば、高密度ポリエチレン(HDPE)以外のPEでもよい。さらに、PO微多孔膜が薄膜である場合でさえもリチウムイオン電池の安全性を向上させるという観点から、粘度平均分子量1,000,000未満の中密度ポリエチレン、及び粘度平均分子量1,000,000以上2,000,000以下かつ密度0.930g/cm以上0.942g/cm未満の超高分子量ポリエチレンから選択される少なくとも1種をPO微多孔膜の質量を基準として、50質量%以上含むことが好ましく、60質量%以上含むことがより好ましく、70質量%以上含むことがさらに好ましい。 In addition, the polyolefin resin is medium-density polyethylene (MDPE) having a density of 0.930 g/cm 3 or more and less than 0.942 g/cm 3 from the viewpoint of safety of a lithium ion battery having a PO microporous membrane as a separator. For example, PE other than high density polyethylene (HDPE) may be used. Furthermore, from the viewpoint of improving the safety of lithium ion batteries even when the PO microporous membrane is a thin film, a medium density polyethylene with a viscosity average molecular weight of less than 1,000,000 and a viscosity average molecular weight of 1,000,000 50% by mass or more of at least one selected from ultrahigh molecular weight polyethylenes having a density of 0.930 g/cm 3 or more and 0.942 g/cm 3 or more and a density of 0.930 g/cm 3 or more and less than 0.942 g/cm 3 , based on the mass of the PO microporous membrane It is preferably contained, more preferably 60% by mass or more, even more preferably 70% by mass or more.

ポリオレフィン樹脂は、PEでは安全性を確保し難い高温領域(160℃以上)において安全性を確保するという観点から、ポリプロピレン(PP)を含むことが好ましい。ポリプロピレンとしては、耐熱性の観点からプロピレンのホモポリマーが好ましい。耐熱性をさらに向上させるという観点からは、ポリオレフィン樹脂は、主成分としてのポリエチレンと、ポリプロピレンとを含むことがより好ましい。したがって、PO原料中のPP原料の割合は、延伸工程での製膜性、及び耐破膜性の観点から、0質量%を超え、かつ10質量%以下であることが好ましい。 The polyolefin resin preferably contains polypropylene (PP) from the viewpoint of ensuring safety in a high temperature range (160° C. or higher) where it is difficult to ensure safety with PE. As the polypropylene, a homopolymer of propylene is preferable from the viewpoint of heat resistance. From the viewpoint of further improving heat resistance, the polyolefin resin more preferably contains polyethylene and polypropylene as main components. Therefore, the ratio of the PP raw material in the PO raw material is preferably more than 0% by mass and 10% by mass or less from the viewpoint of film forming properties in the stretching step and film breakage resistance.

PEとPPを併用する場合には、ポリエチレンとしては、粘度平均分子量100万未満の中密度ポリエチレン、及び粘度平均分子量100万以上200万以下かつ密度0.930g/cm以上0.942g/cm未満の超高分子量ポリエチレンから選択される少なくとも1種を用いることで、強度と透過性をバランスさせ、更に適切なヒューズ温度を保つ観点から好ましい。 When PE and PP are used in combination, the polyethylene includes a medium density polyethylene having a viscosity average molecular weight of less than 1 million, and a viscosity average molecular weight of 1 million or more and 2 million or less and a density of 0.930 g/cm 3 or more and 0.942 g/cm 3 . It is preferable to use at least one selected from ultra-high-molecular-weight polyethylene having a molecular weight of less than 100 to balance strength and permeability, and to maintain a proper fuse temperature.

ポリオレフィン樹脂の粘度平均分子量(後述する実施例における測定法に準じて測定される。)としては、好ましくは5万以上、より好ましくは10万以上であり、より好ましくは50万以上、より好ましくは70万以上、より好ましくは100万以上であり、その上限としては、好ましくは600万以下、好ましくは300万以下、好ましくは190万以下である。粘度平均分子量を5万以上とすることは、溶融成形の際のメルトテンションを高く維持して良好な成形性を確保する観点、又は、十分な絡み合いを樹脂に付与して微多孔膜の強度を高める観点から好ましい。一方、粘度平均分子量を600万以下とすることは、均一な溶融混練を実現し、シートの成形性、特に厚み成形性を向上させる観点から好ましい。 The viscosity-average molecular weight of the polyolefin resin (measured according to the measurement method in Examples described later) is preferably 50,000 or more, more preferably 100,000 or more, more preferably 500,000 or more, and more preferably It is 700,000 or more, more preferably 1,000,000 or more, and the upper limit thereof is preferably 6,000,000 or less, preferably 3,000,000 or less, and preferably 1,900,000 or less. The viscosity-average molecular weight of 50,000 or more is from the standpoint of maintaining a high melt tension during melt molding to ensure good moldability, or from the viewpoint of imparting sufficient entanglement to the resin to increase the strength of the microporous membrane. It is preferable from the viewpoint of enhancement. On the other hand, setting the viscosity average molecular weight to 6,000,000 or less is preferable from the viewpoint of achieving uniform melt-kneading and improving sheet formability, particularly thickness formability.

ポリエチレン原料の多分散度(Mw/Mn)は、4.0以上10.0以下が好ましい。多分散度(Mw/Mn)は、後述する実施例における測定法に準じて測定される。理由は定かではないが、原料ポリマーの多分散度を上記範囲に設定することは、PO微多孔膜の細孔割合が適度に高くかつ、均一な孔構造ができ易い傾向になる。このような観点から、ポリエチレン原料の多分散度は6.0以上がより好ましく、7.0以上が更に好ましい。 The polydispersity (Mw/Mn) of the polyethylene raw material is preferably 4.0 or more and 10.0 or less. The polydispersity (Mw/Mn) is measured according to the measurement method in Examples described later. Although the reason is not clear, setting the polydispersity of the raw material polymer within the above range tends to make the pore ratio of the PO microporous membrane moderately high and facilitate the formation of a uniform pore structure. From this point of view, the polydispersity of the polyethylene raw material is more preferably 6.0 or more, and even more preferably 7.0 or more.

さらに、ポリエチレン原料のz平均分子量と重量平均分子量の比(Mz/Mw)は、2.0以上7.0以下が好ましい。Mz/Mw)は、後述する実施例における測定法に準じて測定される。理由は定かではないが、原料ポリマーのMz/Mwを上記範囲に設定することは、PO微多孔膜の細孔割合が適度に高くかつ、均一な孔構造ができ易い傾向となる。このような観点から、ポリエチレン原料のMz/Mwは4.0以上がより好ましく、5.0以上がさらに好ましい。 Furthermore, the ratio (Mz/Mw) of the z-average molecular weight to the weight-average molecular weight of the polyethylene raw material is preferably 2.0 or more and 7.0 or less. Mz/Mw) is measured according to the measurement method in Examples described later. Although the reason is not clear, setting the Mz/Mw of the raw material polymer within the above range tends to result in a moderately high pore ratio and a uniform pore structure in the PO microporous membrane. From such a point of view, Mz/Mw of the polyethylene raw material is more preferably 4.0 or more, further preferably 5.0 or more.

上記の樹脂組成物には、必要に応じて、無機フィラー又は無機粒子;極性基を持つポリオレフィン以外の樹脂;フェノール系又はリン系又はイオウ系等の酸化防止剤;ステアリン酸カルシウムやステアリン酸亜鉛等の金属石鹸類;紫外線吸収剤、光安定剤、帯電防止剤、防曇剤、着色顔料等の公知の各種添加剤を混合してよい。 In the above resin composition, if necessary, inorganic fillers or inorganic particles; resins other than polyolefin having a polar group; antioxidants such as phenol-based, phosphorus-based, or sulfur-based; Metal soaps; Various known additives such as ultraviolet absorbers, light stabilizers, antistatic agents, antifogging agents, and coloring pigments may be mixed.

PO微多孔膜の無機フィラーとしては、特に限定されず、例えば、アルミナ、シリカ(珪素酸化物)、チタニア、ジルコニア、マグネシア、セリア、イットリア、酸化亜鉛、酸化鉄等の酸化物系セラミックス;窒化ケイ素、窒化チタン、窒化ホウ素等の窒化物系セラミックス;シリコンカーバイド、炭酸カルシウム、硫酸アルミニウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、チタン酸カリウム、タルク、カオリンクレー、カオリナイト、ハロイサイト、パイロフィライト、モンモリロナイト、セリサイト、マイカ、アメサイト、ベントナイト、アスベスト、ゼオライト、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ藻土、ケイ砂等のセラミックス;並びにガラス繊維が挙げられる。これらは1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いられる。これらの中でも、電気化学的安定性の観点から、無機粒子としては、シリカ、アルミナ、及び硫酸バリウムからなる群から選択される少なくとも一つが好ましい。 The inorganic filler for the PO microporous membrane is not particularly limited, and examples thereof include oxide-based ceramics such as alumina, silica (silicon oxide), titania, zirconia, magnesia, ceria, yttria, zinc oxide, and iron oxide; silicon nitride; , titanium nitride, boron nitride and other nitride ceramics; silicon carbide, calcium carbonate, aluminum sulfate, barium sulfate, aluminum hydroxide, potassium titanate, talc, kaolin clay, kaolinite, halloysite, pyrophyllite, montmorillonite, celery ceramics such as site, mica, amesite, bentonite, asbestos, zeolite, calcium silicate, magnesium silicate, diatomaceous earth, silica sand; and glass fiber. These are used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. Among these, at least one selected from the group consisting of silica, alumina, and barium sulfate is preferable as the inorganic particles from the viewpoint of electrochemical stability.

PO微多孔膜が無機フィラーを含む場合は、1質量%以上50質量%以下が好ましく、3質量%以上30質量%以下がより好ましく、5質量%以上20質量%以下が更に好ましく、10質量%以上18質量%以下が特に好ましい。無機フィラーを1質量%以上含むことで、極性の大きい電解液との親和性が高くなり、プロピレンカーボネートの吸液性を向上させることができる。無機フィラーが50質量%以下であることにより、PO微多孔膜の過度な大孔径化を防ぎ、充電時の過充電を抑制することができる。 When the PO microporous membrane contains an inorganic filler, it is preferably 1% by mass or more and 50% by mass or less, more preferably 3% by mass or more and 30% by mass or less, further preferably 5% by mass or more and 20% by mass or less, and 10% by mass. More than 18% by mass or less is particularly preferable. When the inorganic filler is contained in an amount of 1% by mass or more, the affinity with a highly polar electrolytic solution is increased, and the liquid absorbency of propylene carbonate can be improved. When the inorganic filler is 50% by mass or less, it is possible to prevent excessive enlargement of the pore size of the PO microporous membrane and suppress overcharge during charging.

ポリオレフィン以外の極性基を持つ樹脂としては特に限定されないが、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・アクリル酸・無水マレイン酸共重合体等のオレフィン共重合体;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル類;ポリ酢酸ビニル類;ポリビニルアルコール類;ポリビニルアセタール類;ポリビニルブチラール類;合フッ素ポリベンゾオキサゾール;アクリル樹脂類;ポリメタクリル酸メチル等のメタクリル樹脂類;ポリアクリロニトリル類;アクリロニトリル・ブタジエン・ステレン共重合体等のアクリロニトノル共重合体;ステレン・メタクリル酸共重合体、スチレン・アクリロニトリル共重合体等のスチレン共重合体;ポリスチレンスルホン酸ナトリウム、ポリアクリル酸ナトリウム等のイオン性ポリマー;アセタール樹脂類;ナイロン66等のポリアミド類;ゼラチン;アラビアゴム;ポリカーボネート類、ポリエステルカーボネート類;セルロース系樹脂類;ポリケトン類;ポリエーテル類;フェノール樹脂類;ユリア樹脂類;エポキシ樹脂類;不飽和ポリエステル樹脂類;アルキド樹脂類;メラミン樹脂類;ポリウレタン類;ジアリールフタレート樹脂類;ポリフェニレンオキサイド類;ポリフェニレンスルフイドポリスルフォン類;ポリフェニルサルフォン類;ポリイミド類;ビスマレイミドトリアジン樹脂類;含フッ素樹脂類;ポリイミドアミド類;ポリエーテルスルフォン類;ポリエーテルケトン類;ポリエーテルイミド類等が挙げられる。電解液との親和性の観点から、含フッ素樹脂類、ポリカーボネート類、ポリケトン類、ポリエーテル類、ポリアクリロニトリル類が好ましい。 The resin having a polar group other than polyolefin is not particularly limited, but olefin copolymers such as ethylene/vinyl acetate copolymer and ethylene/acrylic acid/maleic anhydride copolymer; Polyesters such as phthalates; Polyvinyl acetates; Polyvinyl alcohols; Polyvinyl acetals; Polyvinyl butyrals; Acrylonitonol copolymers such as sterene copolymers; styrene copolymers such as sterene-methacrylic acid copolymers and styrene-acrylonitrile copolymers; ionic polymers such as sodium polystyrene sulfonate and sodium polyacrylate; acetal resins polyamides such as nylon 66; gelatin; gum arabic; polycarbonates, polyester carbonates; cellulose resins; Alkyd resins; Melamine resins; Polyurethanes; Diaryl phthalate resins; Polyphenylene oxides; Polyphenylene sulfide polysulfones; amides; polyethersulfones; polyetherketones; polyetherimides and the like. From the viewpoint of affinity with the electrolytic solution, fluorine-containing resins, polycarbonates, polyketones, polyethers, and polyacrylonitriles are preferred.

PO微多孔膜が極性基を持つポリマーを含む場合は1質量%以上50質量%以下が好ましく、3質量%以上35質量%以下がより好ましく、5質量%以上30質量%以下が更に好ましく、10質量%以上23質量%以下が特に好ましい。極性基を持つポリマーを1質量%以上含むことで、極性の大きい電解液との親和性が高くなり、プロピレンカーボネートの吸液性を向上させることができる。極性基を持つポリマーが50質量%以下であることにより、PO微多孔膜に適度な強度を付与することができる。 When the PO microporous membrane contains a polymer having a polar group, it is preferably 1% by mass or more and 50% by mass or less, more preferably 3% by mass or more and 35% by mass or less, even more preferably 5% by mass or more and 30% by mass or less. More than mass % and below 23 mass % are especially preferable. By containing 1% by mass or more of a polymer having a polar group, the affinity with a highly polar electrolytic solution is increased, and the liquid absorbency of propylene carbonate can be improved. When the polymer having a polar group is 50% by mass or less, it is possible to impart appropriate strength to the PO microporous membrane.

(PO微多孔膜の製造方法)
PO微多孔膜の製造方法としては、特に限定されないが、例えば:
ポリオレフィン樹脂と、孔形成材料と、所望により各種添加剤とを含む樹脂組成物を混合する混合工程(a)と、
工程(a)で得られた混合物を溶融混練して押出す押出工程(b)と、
工程(b)で得られた押出物をシート状に成形するシート成形工程(c)と、
工程(c)で得られたシート状成形物を、少なくとも一回、少なくとも一軸方向に延伸する一次延伸工程(d)と、
工程(d)で得られた一次延伸膜から孔形成材料を抽出する抽出工程(e)と、
工程(e)で得られた抽出膜を所定の温度で熱固定(HS)する熱固定工程(f)とを含む方法が挙げられる。
(Method for producing PO microporous membrane)
The method for producing the PO microporous membrane is not particularly limited, but for example:
a mixing step (a) of mixing a resin composition containing a polyolefin resin, a pore-forming material, and optionally various additives;
an extrusion step (b) of melt-kneading and extruding the mixture obtained in step (a);
A sheet forming step (c) for forming the extrudate obtained in the step (b) into a sheet;
A primary stretching step (d) of stretching the sheet-shaped molding obtained in the step (c) at least once in at least one axial direction;
an extraction step (e) of extracting the pore-forming material from the primary stretched membrane obtained in step (d);
and a heat setting step (f) of heat setting (HS) the extracted membrane obtained in step (e) at a predetermined temperature.

上記PO微多孔膜の製造方法により、リチウムイオン電池用セパレータとして用いる場合に、リチウムデンドライト抑制能力と金属異物による化学微短絡抑制能力、並びに高出力特性、サイクル特性を高度に両立することが可能なPO微多孔膜を提供することができる。中でも、一次延伸工程(d)でMD及びTDに延伸し、抽出工程(e)を経た後に熱固定工程(f)にてTDに熱固定する方法は、得られるPO微多孔膜の細孔割合と孔径などを上記で説明された数値範囲内に調整し易い傾向にある。なお、本実施形態のPO微多孔膜の製造方法は、上記製造方法に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。 When used as a separator for a lithium ion battery, the PO microporous film production method described above makes it possible to achieve a high degree of compatibility between the ability to suppress lithium dendrites and the ability to suppress chemical micro-shorts due to metallic foreign matter, as well as high output characteristics and cycle characteristics. A PO microporous membrane can be provided. Among them, the method of stretching in the MD and TD in the primary stretching step (d), followed by the extraction step (e) and then heat-setting in the TD in the heat-setting step (f) is a method in which the pore ratio of the resulting PO microporous membrane is It tends to be easy to adjust the hole diameter and the like within the numerical range described above. The method for producing the PO microporous membrane of the present embodiment is not limited to the above-described production method, and various modifications are possible without departing from the gist of the method.

〔混合工程(a)〕
混合工程(a)は、ポリオレフィン樹脂と、孔形成材料と、所望により各種添加剤とを含む樹脂組成物を混合する工程である。なお、混合工程(a)においては、必要に応じて、他の成分を樹脂組成物と混合してもよい。
[Mixing step (a)]
The mixing step (a) is a step of mixing a resin composition containing a polyolefin resin, a pore-forming material, and optionally various additives. In addition, in the mixing step (a), other components may be mixed with the resin composition, if necessary.

孔形成材料は、PO樹脂の材料と区別される限り、任意でよく、例えば可塑剤であることができる。可塑剤としては、PO樹脂の融点以上において均一溶液を形成し得る不揮発性溶媒、例えば、流動パラフィン(LP)、パラフィンワックス等の炭化水素類;フタル酸ジオクチル、フタル酸ジブチル等のエステル類;オレイルアルコール、ステアリルアルコール等の高級アルコール等を使用してよい。 The pore-forming material can be any, for example a plasticizer, as long as it is distinguished from the material of the PO resin. Examples of plasticizers include nonvolatile solvents capable of forming a uniform solution above the melting point of the PO resin, such as liquid paraffin (LP), hydrocarbons such as paraffin wax; esters such as dioctyl phthalate and dibutyl phthalate; Higher alcohols such as alcohol and stearyl alcohol may be used.

樹脂組成物中の可塑剤の含有量は、好ましくは60質量%~90質量%であり、より好ましくは71質量%~85質量%、更に好ましくは73質量%~85質量%、特に好ましくは75質量%~85%質量%である。可塑剤の含有量を60質量%以上に調整することで、膜の孔数が増え、イオン拡散性が増大し、デンドライトの発生を効率的に抑えられることに加え、サイクル特性が向上するほか、樹脂組成物の溶融粘度が低下し、メルトフラクチャーが抑制されることで、押出時の製膜性が向上する傾向にある。他方、可塑剤の含有量を90質量%以下に調整することにより製膜工程中での原反伸びを抑制することができる。 The content of the plasticizer in the resin composition is preferably 60% by mass to 90% by mass, more preferably 71% by mass to 85% by mass, still more preferably 73% by mass to 85% by mass, particularly preferably 75% by mass. % by mass to 85% by mass. By adjusting the content of the plasticizer to 60% by mass or more, the number of pores in the membrane increases, the ion diffusibility increases, the generation of dendrites can be efficiently suppressed, and the cycle characteristics are improved. Since the melt viscosity of the resin composition is lowered and melt fracture is suppressed, there is a tendency that the film formability during extrusion is improved. On the other hand, by adjusting the content of the plasticizer to 90% by mass or less, it is possible to suppress the stretching of the original fabric during the film-forming process.

工程(a)において、POを含む樹脂組成物には、任意の添加剤を含有させることができる。添加剤としては、特に限定されないが、例えば、ポリオレフィン樹脂以外の樹脂又は重合体;無機フィラー又は無機粒子;フェノール系化合物、リン系化合物、イオウ系化合物等の酸化防止剤;ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛等の金属石鹸類;紫外線吸収剤;光安定剤;帯電防止剤;防曇剤;着色顔料等が挙げられる。 In step (a), the PO-containing resin composition may contain any additive. Examples of additives include, but are not limited to, resins or polymers other than polyolefin resins; inorganic fillers or inorganic particles; antioxidants such as phenolic compounds, phosphorus compounds and sulfur compounds; calcium stearate and zinc stearate. UV absorbers; light stabilizers; antistatic agents; antifogging agents;

得られるPO微多孔膜のプロピレンカーボネートの吸液性試験におけるMD及びTDの吸液高さを上記の数値範囲内に調整するという観点からは、シリカ、硫酸バリウムなどの無機フィラー、及び/又はポリケトン、無水マレイン酸変性ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリエチレンオキサイド等の極性ポリマーを樹脂組成物と混合することが好ましい。 From the viewpoint of adjusting the MD and TD liquid absorption heights in the propylene carbonate liquid absorption test of the resulting PO microporous membrane within the above numerical ranges, inorganic fillers such as silica and barium sulfate, and/or polyketones , maleic anhydride-modified polyolefin, polycarbonate, polyethylene oxide and the like are preferably mixed with the resin composition.

これらの添加剤の総添加量は、ポリオレフィン樹脂100質量部に対して、好ましくは0質量部超50質量部以下であり、より好ましくは40質量部以下、更に好ましくは35質量部以下である。 The total amount of these additives added is preferably more than 0 parts by mass and 50 parts by mass or less, more preferably 40 parts by mass or less, and even more preferably 35 parts by mass or less, relative to 100 parts by mass of the polyolefin resin.

工程(a)における混合の方法としては、特に限定されないが、例えば、原材料の一部又は全部を必要に応じてヘンシェルミキサー、リボンブレンダー、タンブラーブレンダー等を用いて予め混合する方法が挙げられる。その中でも、ヘンシェルミキサーを用いて混合を行う方法が好ましい。 The method of mixing in step (a) is not particularly limited, but includes, for example, a method of premixing part or all of the raw materials using a Henschel mixer, ribbon blender, tumbler blender, or the like, if necessary. Among them, a method of mixing using a Henschel mixer is preferable.

〔押出工程(b)〕
押出工程(b)は、工程(a)で得られた樹脂組成物を溶融混練して押出す工程である。なお、押出工程(b)では、必要に応じて、ポリオレフィン樹脂以外の成分を樹脂組成物と混合してもよい。
[Extrusion step (b)]
The extrusion step (b) is a step of melt-kneading and extruding the resin composition obtained in the step (a). In addition, in the extrusion step (b), if necessary, components other than the polyolefin resin may be mixed with the resin composition.

工程(b)における溶融混練の方法としては、特に限定されないが、例えば、工程(a)で混合した混合物を含む全ての原材料を、一軸押出機、二軸押出機等のスクリュー押出機;ニーダー;ミキサー等により溶融混練する方法が挙げられる。その中でも、溶融混錬は二軸押出機によりスクリューを用いて行うことが好ましい。また、溶融混練を行う際、可塑剤の添加は2回以上に分けて行う事が好ましく、更に、複数回に分けて添加剤の添加を行う場合、1回目の添加量が全体の添加量の80重量%以下となるように調整する事が、含有成分の凝集を抑えて均一に分散させる観点から好ましい。これにより、得られる微多孔膜が、大面積でシャットダウンすることで発熱を抑制し、セパレータとしてセルの安全性を向上させる観点から好ましい。 The method of melt-kneading in step (b) is not particularly limited, but for example, all raw materials including the mixture mixed in step (a) are screw extruders such as single-screw extruders and twin-screw extruders; kneaders; A method of melt-kneading with a mixer or the like can be mentioned. Among them, it is preferable to perform melt-kneading using a twin-screw extruder using a screw. Further, when performing melt-kneading, it is preferable to add the plasticizer in two or more batches. It is preferable to adjust the amount to 80% by weight or less from the viewpoint of suppressing aggregation of the contained components and uniformly dispersing them. This is preferable from the viewpoint of suppressing heat generation by shutting down the resulting microporous membrane over a large area and improving the safety of the cell as a separator.

工程(b)において孔形成材料を使用する場合、溶融混練部の温度は、樹脂組成物を均一に混錬する観点から200℃未満が好ましい。溶融混練部の温度の下限は、ポリオレフィン樹脂を可塑剤などの孔形成材料へ均一に溶解させる観点からポリオレフィンの融点以上である。 When a pore-forming material is used in step (b), the temperature of the melt-kneading section is preferably less than 200°C from the viewpoint of uniformly kneading the resin composition. The lower limit of the temperature of the melt-kneading section is the melting point of the polyolefin or higher from the viewpoint of uniformly dissolving the polyolefin resin into the pore-forming material such as the plasticizer.

混練時において、特に限定されないが、原料のPOに酸化防止剤を所定の濃度で混合した後、それらの混合物の周囲を窒素雰囲気に置換し、窒素雰囲気を維持した状態で溶融混練を行うことが好ましい。溶融混練時の温度は、160℃以上が好ましく、180℃以上がより好ましく、また、その温度は300℃未満が好ましい。 At the time of kneading, although not particularly limited, it is possible to mix an antioxidant in a predetermined concentration with PO as a raw material, replace the surroundings of the mixture with a nitrogen atmosphere, and perform melt kneading while maintaining the nitrogen atmosphere. preferable. The temperature during melt-kneading is preferably 160°C or higher, more preferably 180°C or higher, and preferably lower than 300°C.

工程(b)においては、上記混練を経て得られた混練物が、T型ダイ、環状ダイ等の押出機により押し出される。このとき、単層押出しであってもよく、共押出しであってもよい。押出しの際の諸条件は、特に限定されず、例えば公知の方法を採用できる。また、得られるPO微多孔膜の膜厚の観点から、(ダイ)リップクリアランスなどを制御することが好ましい。 In step (b), the kneaded material obtained through the kneading is extruded by an extruder such as a T-shaped die or an annular die. At this time, single-layer extrusion or co-extrusion may be used. Various conditions for extrusion are not particularly limited, and for example, a known method can be adopted. From the viewpoint of the film thickness of the PO microporous membrane to be obtained, it is preferable to control the (die) lip clearance and the like.

〔シート成形工程(c)〕
シート成形工程(c)は、押出工程(b)で得られた押出物をシート状に成形する工程である。シート成形工程(c)により得られるシート状成形物は、単層であってもよく、積層であってもよい。シート成形の方法としては、特に限定されないが、例えば、押出物を圧縮冷却により固化させる方法が挙げられる。
[Sheet forming step (c)]
The sheet forming step (c) is a step of forming the extrudate obtained in the extruding step (b) into a sheet. The sheet-like molding obtained in the sheet forming step (c) may be a single layer or a laminate. The method of sheet molding is not particularly limited, but an example thereof includes a method of solidifying an extrudate by compression cooling.

圧縮冷却方法としては、特に限定されないが、例えば、冷風、冷却水等の冷却媒体に押出物を直接接触させる方法;冷媒で冷却した金属ロール、プレス機等に押出物を接触させる方法等が挙げられる。これらの中でも、冷媒で冷却した金属ロール、プレス機等に押出物を接触させる方法が、膜厚制御が容易な点で好ましい。 The compression cooling method is not particularly limited, but includes, for example, a method in which the extrudate is brought into direct contact with a cooling medium such as cold air and cooling water; be done. Among these, the method of bringing the extrudate into contact with a metal roll cooled with a refrigerant, a press, or the like is preferable in terms of easy film thickness control.

工程(b)の溶融混練以降、溶融物をシート状に成形する工程における設定温度は、押出し機の設定温度より高温に設定することが好ましい。シート成形の設定温度の上限は、ポリオレフィン樹脂の熱劣化の観点から、300℃以下が好ましく、260℃以下がより好ましい。例えば、押出機より連続してシート状成形体を製造する際に、溶融混練工程後、シート状に成形する工程、即ち、押出機出口からTダイまでの経路、及びTダイの設定温度が押出し工程の設定温度よりも高温に設定されている場合は、樹脂組成物と孔形成材料が分離することなく、溶融物をシート状に成形することが可能となるため好ましい。また、得られるPO微多孔膜の膜厚の観点から、キャストクリアランスなどを制御することが好ましい。 After the melt-kneading step (b), the set temperature in the step of forming the melt into a sheet is preferably set higher than the set temperature of the extruder. The upper limit of the set temperature for sheet molding is preferably 300° C. or lower, more preferably 260° C. or lower, from the viewpoint of thermal deterioration of the polyolefin resin. For example, when producing a sheet-shaped molding continuously from an extruder, after the melt-kneading step, the step of molding into a sheet shape, that is, the path from the extruder outlet to the T die and the set temperature of the T die are extruded. When the temperature is set higher than the set temperature of the process, the resin composition and the pore-forming material do not separate, and the molten material can be formed into a sheet, which is preferable. From the viewpoint of the film thickness of the PO microporous membrane to be obtained, it is preferable to control the cast clearance and the like.

〔一次延伸工程(d)〕
一次延伸工程(d)は、シート成形工程(c)で得られたシート状成形物を、少なくとも一回、少なくとも一軸方向に延伸する工程である。この延伸工程(次の抽出工程(e)より前に行う延伸工程)を「一次延伸」と呼ぶこととし、一次延伸によって得られた膜を「一次延伸膜」と呼ぶこととする。一次延伸では、シート状成形物を、少なくとも一方向へ延伸することができ、MD及びTDの両方向で行ってもよいし、MD又はTDの片方だけ行ってもよい。
[Primary stretching step (d)]
The primary stretching step (d) is a step of stretching the sheet-shaped molding obtained in the sheet forming step (c) at least once in at least one axial direction. This stretching step (the stretching step performed before the next extraction step (e)) is called "primary stretching", and the film obtained by the primary stretching is called "primary stretching film". In the primary stretching, the sheet-like molding can be stretched in at least one direction, and may be stretched in both MD and TD directions, or may be stretched in either MD or TD.

一次延伸の延伸方法としては、特に限定されないが、例えば、ロール延伸機による一軸延伸;テンターによるTD一軸延伸;ロール延伸機及びテンター、又は複数のテンターの組み合わせによる逐次二軸延伸;同時二軸テンター又はインフレーション成形による同時二軸延伸等が挙げられる。中でも、得られるPO微多孔膜の物性安定性の観点から、同時二軸延伸が好ましい。 The stretching method of the primary stretching is not particularly limited, but for example, uniaxial stretching with a roll stretching machine; TD uniaxial stretching with a tenter; sequential biaxial stretching with a combination of a roll stretching machine and a tenter, or a plurality of tenters; simultaneous biaxial tenter Or simultaneous biaxial stretching by inflation molding, etc. are mentioned. Among them, simultaneous biaxial stretching is preferable from the viewpoint of physical property stability of the resulting PO microporous membrane.

一次延伸のMD及び/又はTDの延伸倍率は、好ましくは5倍以上であり、より好ましくは6倍以上である。一次延伸のMD及び/又はTDの延伸倍率が5倍以上であることにより、得られるPO微多孔膜が緻密なフィブリルを形成して小孔径化するとともに、強度が向上する傾向にある。また、一次延伸のMD及び/又はTDの延伸倍率は、好ましくは9倍以下であり、より好ましくは8倍以下又は7倍以下である。一次延伸のMD及び/又はTDの延伸倍率が9倍以下であることにより、延伸時の破断が抑制される傾向にある。二軸延伸を行う際は、逐次延伸でも同時二軸延伸でもよいが、各軸方向の延伸倍率は、それぞれ、好ましくは5倍以上9倍以下であり、より好ましくは、6倍以上8倍以下、又は6倍以上7倍以下である。 The MD and/or TD draw ratio in the primary drawing is preferably 5 times or more, more preferably 6 times or more. When the MD and/or TD draw ratio in the primary drawing is 5 times or more, the resulting PO microporous membrane tends to form dense fibrils to have small pore diameters and improve strength. In addition, the MD and/or TD draw ratio of the primary drawing is preferably 9 times or less, more preferably 8 times or less or 7 times or less. When the MD and/or TD draw ratio in the primary drawing is 9 times or less, breakage during drawing tends to be suppressed. When performing biaxial stretching, sequential stretching or simultaneous biaxial stretching may be used. The stretching ratio in each axial direction is preferably 5 times or more and 9 times or less, and more preferably 6 times or more and 8 times or less. , or 6 times or more and 7 times or less.

一次延伸温度は、PO樹脂組成物に含まれる原料樹脂組成及び濃度を参照して選択することが可能である。MD及び/又はTDの延伸温度は、小孔径化と破断抑制の観点から110℃以上であることが好ましく、115℃以上であることがより好ましい。また、MD及び/又はTDの延伸温度は、膜強度を高める観点、又は小孔径化の観点から128℃以下であることが好ましく、126℃以下であることがより好ましく、124℃以下であることが更に好ましく、122℃以下であることが特に好ましい。 The primary stretching temperature can be selected with reference to the raw material resin composition and concentration contained in the PO resin composition. The MD and/or TD stretching temperature is preferably 110° C. or higher, more preferably 115° C. or higher, from the viewpoint of reducing the pore size and suppressing breakage. The MD and/or TD stretching temperature is preferably 128° C. or lower, more preferably 126° C. or lower, and 124° C. or lower from the viewpoint of increasing the film strength or reducing the pore size. is more preferable, and 122° C. or less is particularly preferable.

〔抽出工程(e)〕
抽出工程(e)は、一次延伸工程(d)で得られた一次延伸膜から孔形成材料を抽出して、抽出膜を得る工程である。孔形成材料を除去する方法としては、例えば、抽出溶剤に一次延伸膜を浸漬して孔形成材料を抽出し、充分に乾燥させる方法等が挙げられる。孔形成材料を抽出する方法は、バッチ式及び連続式のいずれであってもよい。また、多孔膜中の孔形成材料、特に可塑剤の残存量は、1質量%未満にすることが好ましい。
[Extraction step (e)]
The extraction step (e) is a step of extracting the pore-forming material from the primary stretched membrane obtained in the primary stretching step (d) to obtain an extracted membrane. As a method for removing the pore-forming material, for example, a method of immersing the primary stretched membrane in an extraction solvent to extract the pore-forming material, and thoroughly drying it, and the like can be mentioned. The method of extracting the pore-forming material may be batch or continuous. Moreover, the residual amount of the pore-forming material, particularly the plasticizer, in the porous membrane is preferably less than 1% by mass.

孔形成材料を抽出する際に用いられる抽出溶剤としては、ポリオレフィン樹脂に対して貧溶媒で、かつ孔形成材料又は可塑剤に対して良溶媒であり、沸点がポリオレフィン樹脂の融点より低いものを用いることが好ましい。このような抽出溶剤としては、特に限定されないが、例えば、n-ヘキサン、シクロヘキサン等の炭化水素類;塩化メチレン、1,1,1-トリクロロエタン等のハロゲン化炭化水素類;ハイドロフルオロエーテル、ハイドロフルオロカーボン等の非塩素系ハロゲン化溶剤;エタノール、イソプロパノール等のアルコール類;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル類;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類が挙げられる。なお、これらの抽出溶剤は、蒸留等の操作により回収して再利用してよい。 The extraction solvent used for extracting the pore-forming material is a solvent that is a poor solvent for the polyolefin resin, a good solvent for the pore-forming material or the plasticizer, and has a boiling point lower than the melting point of the polyolefin resin. is preferred. Examples of such extraction solvents include, but are not limited to, hydrocarbons such as n-hexane and cyclohexane; halogenated hydrocarbons such as methylene chloride and 1,1,1-trichloroethane; hydrofluoroethers and hydrofluorocarbons. alcohols such as ethanol and isopropanol; ethers such as diethyl ether and tetrahydrofuran; and ketones such as acetone and methyl ethyl ketone. These extraction solvents may be recovered by an operation such as distillation and reused.

〔熱固定工程(f)〕
熱固定工程(f)は、抽出工程(e)で得られた抽出膜を、所定の温度で熱固定する工程である。この際の熱処理の方法としては、特に限定されないが、テンター又はロール延伸機を利用して、延伸及び緩和操作を行う熱固定方法が挙げられる。
[Heat setting step (f)]
The heat setting step (f) is a step of heat setting the extracted film obtained in the extraction step (e) at a predetermined temperature. The method of heat treatment at this time is not particularly limited, but includes a heat setting method in which stretching and relaxation operations are performed using a tenter or a roll stretching machine.

熱固定工程(f)における延伸操作は、MD及びTDのうちの少なくとも1つの方向にPO微多孔膜を延伸する操作であり、MD及びTDの両方向で行ってもよいし、MD又はTDの片方だけ行ってもよい。 The stretching operation in the heat setting step (f) is an operation of stretching the PO microporous membrane in at least one of the MD and TD directions, and may be performed in both MD and TD directions, or in either MD or TD. You can just go

熱固定工程(f)におけるMD及びTDの延伸倍率は、それぞれ、好ましくは1.5倍以上2.2倍以下であり、より好ましくは1.7倍以上2.1倍以下である。工程(f)でのMD及びTDの延伸倍率は、膜の強度を発現させるという観点から1.5倍以上が好ましく、破断抑制の観点から2.2倍以下が好ましい。 The MD and TD draw ratios in the heat setting step (f) are preferably 1.5 times or more and 2.2 times or less, and more preferably 1.7 times or more and 2.1 times or less. The MD and TD draw ratios in the step (f) are preferably 1.5 times or more from the viewpoint of expressing the strength of the film, and preferably 2.2 times or less from the viewpoint of suppressing breakage.

この延伸操作における延伸温度は、延伸時の破断抑制の観点から115℃以上であることが好ましく、120℃以上であることがより好ましい。また、熱固定工程(f)での延伸温度は、多孔数化・高気孔率化の観点から140℃以下であることが好ましく、そして138℃以下であることがより好ましく、134℃以下であることがより好ましく、131℃以下であることがより好ましく、128℃以下であることがより好ましく、又は125℃以下であることがより好ましい。また、延伸温度が上記数値範囲内であることにより、得られるPO微多孔膜の孔径が制御され易い傾向にある。 The stretching temperature in this stretching operation is preferably 115° C. or higher, more preferably 120° C. or higher, from the viewpoint of suppressing breakage during stretching. The stretching temperature in the heat setting step (f) is preferably 140° C. or lower, more preferably 138° C. or lower, and 134° C. or lower from the viewpoint of increasing the porosity and porosity. is more preferably 131° C. or lower, more preferably 128° C. or lower, or more preferably 125° C. or lower. Further, when the stretching temperature is within the above numerical range, the pore size of the resulting PO microporous membrane tends to be easily controlled.

熱固定工程(f)における緩和操作は、MD及びTDのうちの少なくとも1つの方向にPO微多孔膜を縮小する操作のことであり、MD及びTDの両方向で行ってもよいし、MD又はTDの片方だけ行ってもよい。熱固定工程(f)における緩和倍率は、好ましくは0.95倍以下であり、より好ましくは0.90倍以下であり、さらに好ましくは0.85倍以下である。工程(f)における緩和倍率が0.95倍以下であることにより、膜の熱収縮が抑制される傾向にある。また、緩和倍率は、緩和温度を高めるという観点、又は多孔数化と高気孔率化の観点から、0.5倍以上であることが好ましく、より好ましくは0.7以上である。ここで「緩和倍率」とは、緩和操作後の膜の寸法を緩和操作前の膜の寸法で除した値のことであり、MD及びTDの双方を緩和した場合は、MDの緩和倍率とTDの緩和倍率を乗じた値のことである。
緩和倍率=(緩和操作後の膜の寸法(m))/(緩和操作前の膜の寸法(m))
The relaxation operation in the heat setting step (f) is an operation of shrinking the PO microporous membrane in at least one of MD and TD, and may be performed in both MD and TD, or may be performed in MD or TD. You can go to only one of The relaxation ratio in the heat setting step (f) is preferably 0.95 times or less, more preferably 0.90 times or less, and still more preferably 0.85 times or less. When the relaxation ratio in step (f) is 0.95 times or less, thermal shrinkage of the film tends to be suppressed. Moreover, the relaxation ratio is preferably 0.5 or more, more preferably 0.7 or more, from the viewpoint of increasing the relaxation temperature or increasing the porosity and porosity. Here, the "relaxation factor" is a value obtained by dividing the dimension of the membrane after the relaxation operation by the dimension of the membrane before the relaxation operation. is the value multiplied by the relaxation factor of
Relaxation magnification = (membrane dimension after relaxation operation (m))/(membrane dimension before relaxation operation (m))

この緩和操作における緩和温度は、破断抑制の観点から115℃以上であることが好ましく、120℃以上であることがより好ましい。また多孔数化・高気孔率化の観点から140℃以下であることが好ましく、そして138℃以下であることがより好ましく、134℃以下であることがより好ましく、131℃以下であることがより好ましく、128℃以下であることがより好ましく、又は125℃以下であることがより好ましい。また緩和温度が上記数値範囲内であることにより、得られるPO微多孔膜の孔径が小さく均一に制御され易い傾向にある。 The relaxation temperature in this relaxation operation is preferably 115° C. or higher, more preferably 120° C. or higher, from the viewpoint of suppression of breakage. In addition, from the viewpoint of increasing the number of porosity and increasing the porosity, the temperature is preferably 140° C. or less, more preferably 138° C. or less, more preferably 134° C. or less, and more preferably 131° C. or less. It is preferably 128° C. or lower, or more preferably 125° C. or lower. Further, when the relaxation temperature is within the above numerical range, the pore size of the resulting PO microporous membrane tends to be small and easily controlled to be uniform.

上記工程(a)~(f)の順序は、本発明の効果を損なわない限り、任意に変更されることができる。上記工程(a)~(f)後に、PO微多孔膜の総延伸倍率は、50倍以上100倍以下の範囲内にあることが好ましく、より好ましくは70倍以上100倍以下の範囲内にある。ここで「総延伸倍率」とは、一次延伸工程(d)におけるMD及び/又はTDの延伸倍率と熱固定工程における延伸倍率及び/又は緩和倍率を乗じた値のことである。 The order of steps (a) to (f) can be arbitrarily changed as long as the effects of the present invention are not impaired. After the above steps (a) to (f), the total draw ratio of the PO microporous membrane is preferably in the range of 50 times or more and 100 times or less, more preferably in the range of 70 times or more and 100 times or less. . Here, the "total draw ratio" is a value obtained by multiplying the MD and/or TD draw ratio in the primary drawing step (d) by the draw ratio and/or relaxation ratio in the heat setting step.

〔他の工程〕
PO微多孔膜の製造方法は、上記工程(a)~(f)以外の他の工程を含むことができる。他の工程としては、特に限定されないが、例えば、上記熱固定の工程に加え、積層体であるPO微多孔膜を得るための工程として、単層体であるPO微多孔膜を複数枚重ね合わせる積層工程が挙げられる。
[Other processes]
The method for producing the PO microporous membrane can include steps other than the above steps (a) to (f). Other steps are not particularly limited, but for example, in addition to the heat setting step, as a step for obtaining a laminated PO microporous membrane, a plurality of monolayer PO microporous membranes are laminated. A lamination process can be mentioned.

また、PO微多孔膜の製造方法は、上記で説明されたプロピレンカーボネートの吸液性試験における吸液高さの制御の観点から、PO微多孔膜の表面に対して、電子線照射、プラズマ照射、Fガス処理、コロナ放電処理、UV処理、UVオゾン処理、亜硫酸ガス処理法、重クロム酸カリウム溶液又は過マンガン酸カリウム溶液等による酸化処理、ナトリウム処理液等によるエッチング処理、界面活性剤の塗布、化学的改質等の表面処理を施す表面処理工程などを含んでもよい。中でも、PO微多孔膜の厚み方向内部までの処理に優れるという観点から、Fガス処理またはプラズマ照射が好ましい。更には、無機多孔質層又は有機(接着)層のための材料を、PO微多孔膜の片面又は両面に塗工して、少なくとも1つの層を備えたPO微多孔膜を得てもよい。 Further, in the method for producing the PO microporous membrane, from the viewpoint of controlling the liquid absorption height in the propylene carbonate liquid absorption test described above, the surface of the PO microporous membrane is irradiated with an electron beam or plasma. , F 2 O 2 gas treatment, corona discharge treatment, UV treatment, UV ozone treatment, sulfurous acid gas treatment, oxidation treatment with potassium dichromate solution or potassium permanganate solution, etching treatment with sodium treatment solution, surface activation A surface treatment step of applying an agent, surface treatment such as chemical modification, and the like may also be included. Among them, F 2 O 2 gas treatment or plasma irradiation is preferable from the viewpoint of excellent treatment up to the inside of the PO microporous membrane in the thickness direction. Furthermore, the material for the inorganic porous layer or the organic (adhesion) layer may be coated on one or both sides of the PO microporous membrane to obtain a PO microporous membrane with at least one layer.

〔無機塗工層の形成〕
安全性、寸法安定性、耐熱性などの観点から、PO微多孔膜表面に無機塗工層を設けることができる。無機塗工層は、無機粒子などの無機成分を含む層であり、所望により、無機粒子同士を結着させるバインダ樹脂、無機粒子を溶媒中に分散させる分散剤などを含んでよい。
[Formation of inorganic coating layer]
From the viewpoint of safety, dimensional stability, heat resistance, etc., an inorganic coating layer can be provided on the surface of the PO microporous membrane. The inorganic coating layer is a layer containing an inorganic component such as inorganic particles, and may optionally contain a binder resin that binds the inorganic particles together, a dispersant that disperses the inorganic particles in a solvent, and the like.

無機塗工層に含まれる無機粒子の材料としては、例えば、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア、マグネシア、セリア、イットリア、酸化亜鉛、及び酸化鉄などの酸化物系セラミックス;窒化ケイ素、窒化チタン、及び窒化ホウ素等の窒化物系セラミックス;シリコンカーバイド、炭酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、水酸化酸化アルミニウム(AlOOH、アルミナ1水和物、又はベーマイト)、チタン酸カリウム、タルク、カオリナイト、ディカイト、ナクライト、ハロイサイト、パイロフィライト、モンモリロナイト、セリサイト、マイカ、アメサイト、ベントナイト、アスベスト、ゼオライト、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ藻土、及びケイ砂等のセラミックス;並びにガラス繊維などが挙げられる。無機粒子は、単独で用いてもよく、複数を併用してもよい。 Materials for the inorganic particles contained in the inorganic coating layer include, for example, oxide-based ceramics such as alumina, silica, titania, zirconia, magnesia, ceria, yttria, zinc oxide, and iron oxide; silicon nitride, titanium nitride, and Nitride ceramics such as boron nitride; silicon carbide, calcium carbonate, magnesium sulfate, aluminum sulfate, barium sulfate, aluminum hydroxide, aluminum hydroxide oxide (AlOOH, alumina monohydrate, or boehmite), potassium titanate, talc , kaolinite, dakite, nacrite, halloysite, pyrophyllite, montmorillonite, sericite, mica, amesite, bentonite, asbestos, zeolite, calcium silicate, magnesium silicate, diatomaceous earth, and silica sand; Glass fiber etc. are mentioned. The inorganic particles may be used singly or in combination.

バインダ樹脂としては、例えば、共役ジエン系重合体、アクリル系重合体、ポリビニルアルコール系樹脂、及び含フッ素樹脂などが挙げられる。また、バインダ樹脂は、ラテックスの形態であることができ、水又は水系溶媒を含むことができる。 Examples of binder resins include conjugated diene-based polymers, acrylic polymers, polyvinyl alcohol-based resins, and fluorine-containing resins. Also, the binder resin can be in the form of a latex and can contain water or a water-based solvent.

分散剤は、スラリー中で無機粒子表面に吸着し、静電反発などにより無機粒子を安定化させるものであり、例えば、ポリカルボン酸塩、スルホン酸塩、ポリオキシエーテル、界面活性剤などである。 The dispersant is adsorbed on the surfaces of the inorganic particles in the slurry and stabilizes the inorganic particles by electrostatic repulsion. Examples thereof include polycarboxylates, sulfonates, polyoxyethers, and surfactants. .

無機塗工層は、例えば、上記で説明された含有成分のスラリーをPO微多孔膜表面に塗布乾燥することにより形成されることができる。 The inorganic coating layer can be formed, for example, by coating the surface of the PO microporous membrane with a slurry of the components described above and drying the slurry.

〔接着層の形成〕
エネルギー密度を高めるために近年車載向け電池にも採用されることが増えているラミネート型電池の変形又はガス発生による膨れを防ぐため、PO微多孔膜表面に、熱可塑性樹脂を含む接着層を設けることができる。
[Formation of adhesive layer]
An adhesive layer containing a thermoplastic resin is provided on the surface of the PO microporous membrane to prevent deformation or swelling due to gas generation in laminated batteries, which are increasingly being used in automotive batteries in order to increase energy density. be able to.

接着層に含まれる熱可塑性樹脂としては、特に限定されず、例えば、ポリエチレン又はポリプロピレン等のポリオレフィン;ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等の含フッ素樹脂;フッ化ビニリデン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン-テトラフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン-ヘキサフルオロプロピレンテトラフルオロエチレン共重合体、エチレン-テトラフルオロエチレン共重合体等の含フッ素ゴム;スチレン-ブタジエン共重合体及びその水素化物、アクリロニトリル-ブタジエン共重合体及びその水素化物、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体及びその水素化物、(メタ)アクリル酸エステル共重合体、スチレン-アクリル酸エステル共重合体、アクリロニトリル-アクリル酸エステル共重合体、エチレンプロピレンラバー、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル等のゴム類;エチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等のセルロース誘導体;ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリアミド、ポリエステル等の融点及び/又はガラス転移温度が180℃以上の樹脂等が挙げられる。 The thermoplastic resin contained in the adhesive layer is not particularly limited, and examples include polyolefins such as polyethylene or polypropylene; fluorine-containing resins such as polyvinylidene fluoride and polytetrafluoroethylene; vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer; Fluorine-containing rubbers such as vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer, vinylidene fluoride-hexafluoropropylenetetrafluoroethylene copolymer, ethylene-tetrafluoroethylene copolymer; styrene-butadiene copolymer and its hydride, Acrylonitrile-butadiene copolymer and its hydride, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer and its hydride, (meth)acrylic acid ester copolymer, styrene-acrylic acid ester copolymer, acrylonitrile-acrylic acid ester copolymer Rubbers such as union, ethylene propylene rubber, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate; cellulose derivatives such as ethyl cellulose, methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose; Resins having a melting point and/or a glass transition temperature of 180° C. or higher, such as polyamides and polyesters, may be mentioned.

更に、熱固定工程(f)、積層工程又は表面処理工程の後に、PO微多孔膜を捲回したマスターロールに対して、所定の温度条件下においてエージング処理を施した後、該マスターロールの巻き返し操作を行うこともできる。これにより、巻き返し前のPO微多孔膜より熱的安定性の高いPO微多孔膜を得易くなる傾向にある。マスターロールのエージングと巻き返しを行う場合、マスターロールをエージング処理する際の温度は、特に限定されないが、好ましくは35℃以上であり、より好ましくは45℃以上であり、更に好ましくは60℃以上である。また、PO微多孔膜の透過性保持の観点から、マスターロールをエージング処理する際の温度は、120℃以下が好ましい。エージング処理に要する時間は、特に限定されないが、24時間以上であると、上記効果が発現し易いため好ましい。 Furthermore, after the heat setting step (f), the lamination step or the surface treatment step, the master roll wound with the PO microporous membrane is subjected to aging treatment under a predetermined temperature condition, and then the master roll is rewound. You can also perform operations. This tends to make it easier to obtain a PO microporous membrane having higher thermal stability than the PO microporous membrane before rewinding. When the master roll is aged and rewound, the temperature at which the master roll is aged is not particularly limited, but is preferably 35° C. or higher, more preferably 45° C. or higher, and still more preferably 60° C. or higher. be. From the viewpoint of maintaining the permeability of the PO microporous membrane, the temperature for aging the master roll is preferably 120° C. or less. The time required for the aging treatment is not particularly limited, but is preferably 24 hours or more because the above effects are likely to be exhibited.

<リチウムイオン電池用セパレータ>
リチウムイオン電池用セパレータは、上記で説明されたPO微多孔膜から成る単層セパレータでよく、又はPO微多孔膜等の基材、及び基材上に配置された少なくとも1つの層を含む積層セパレータでよい。一般に、積層型セパレータに含まれる少なくとも1つの層は、例えば、絶縁性、接着性、熱可塑性、無機多孔性などを有してよく、かつ一枚の膜で形成されるか、又はドット塗工、ストライプ塗工などで形成されたパターンでよい。
<Separator for Lithium Ion Battery>
The lithium ion battery separator may be a single layer separator consisting of the PO microporous membrane described above, or a laminated separator comprising a substrate such as a PO microporous membrane and at least one layer disposed on the substrate. OK. In general, at least one layer included in the laminated separator may have, for example, insulating properties, adhesive properties, thermoplasticity, inorganic porosity, etc., and may be formed of a single film or dot-coated. A pattern formed by stripe coating or the like may be used.

セパレータは、リチウムイオン電池においてLiイオン拡散性を向上させて、電極表面上のLi析出を平面化して、電池の液枯れを抑制するという観点から、PO微多孔膜の少なくとも片面の少なくとも一部に配置されたイオン伝導層を備えることが好ましい。イオン伝導層は、有機物でも無機物でも良いが、無機物から成ることがより好ましい。無機物から成るイオン伝導層の構成及び形成方法は、上記で説明された無機塗工層と同じでよい。 The separator is provided on at least a part of at least one side of the PO microporous membrane from the viewpoint of improving the Li ion diffusibility in the lithium ion battery, flattening the Li deposition on the electrode surface, and suppressing the battery from drying up. It preferably has an ion-conducting layer disposed thereon. The ion-conducting layer may be organic or inorganic, but more preferably inorganic. The configuration and formation method of the ion-conducting layer made of inorganic material may be the same as those of the inorganic coating layer described above.

無機物から成るイオン伝導層の材料としては、上記で説明された無機塗工層の構成に加えて、珪酸リチウム、硼酸リチウム、アルミン酸リチウム、燐酸リチウム、窒化リチウム、燐-オキシ窒化リチウム、珪硫化リチウム、ゲルマノ硫化リチウム、ランタン酸化リチウム、タンタル酸化リチウム、ニオブ酸化リチウム、チタン酸化リチウム、フッ化リチウム、硼硫化リチウム、アルミノ硫化リチウム、燐硫化リチウム、酸化グラフェンおよびこれらの組み合わせから成る群から選択されたガラスなどが挙げられる。 In addition to the inorganic coating layers described above, materials for the ion-conducting layer made of inorganic substances include lithium silicate, lithium borate, lithium aluminate, lithium phosphate, lithium nitride, phosphorus-lithium oxynitride, and siliculfide. selected from the group consisting of lithium, lithium germano sulfide, lithium lanthanum oxide, lithium tantalum oxide, lithium niobium oxide, lithium titanium oxide, lithium fluoride, lithium borosulfide, lithium aluminosulfide, lithium phosphorous sulfide, graphene oxide and combinations thereof; and glass.

有機物から成るイオン伝導層の例としては特に限定されないが、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル類;ポリ酢酸ビニル類;ポリビニルアルコール類;ポリビニルアセタール類;ポリビニルブチラール類;合フッ素ポリベンゾオキサゾール;アクリル樹脂類;ポリメタクリル酸メチル等のメタクリル樹脂類;ポリアクリロニトリル類;アクリロニトリル・ブタジエン・ステレン共重合体等のアクリロニトノル共重合体;ステレン・メタクリル酸共重合体、スチレン・アクリロニトリル共重合体等のスチレン共重合体;ポリスチレンスルホン酸ナトリウム、ポリアクリル酸ナトリウム等のイオン性ポリマー;アセタール樹脂類;ナイロン66等のポリアミド類;ゼラチン;アラビアゴム;ポリカーボネート類、ポリエステルカーボネート類;セルロース系樹脂類;ポリケトン類;ポリエーテル類;フェノール樹脂類;ユリア樹脂類;エポキシ樹脂類;不飽和ポリエステル樹脂類;アルキド樹脂類;メラミン樹脂類;ポリウレタン類;ジアリールフタレート樹脂類;ポリフェニレンオキサイド類;ポリフェニレンスルフイドポリスルフォン類;ポリフェニルサルフォン類;ポリイミド類;ビスマレイミドトリアジン樹脂類;含フッ素樹脂類;ポリイミドアミド類;ポリエーテルスルフォン類;ポリエーテルケトン類;ポリエーテルイミド類等が挙げられる。電解液との親和性の観点から、含フッ素樹脂類、ポリカーボネート類、ポリケトン類、ポリエーテル類、ポリアクリロニトリル類が好ましい。 Examples of ion-conducting layers made of organic substances are not particularly limited, but polyesters such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, and polyethylene naphthalate; polyvinyl acetates; polyvinyl alcohols; polyvinyl acetals; polyvinyl butyrals; benzoxazole; acrylic resins; methacrylic resins such as polymethyl methacrylate; polyacrylonitriles; acrylonitrile copolymers such as acrylonitrile-butadiene-sterene copolymer; styrene copolymers such as sodium polystyrene sulfonate, ionic polymers such as sodium polyacrylate; acetal resins; polyamides such as nylon 66; gelatin; gum arabic; polycarbonates, polyester carbonates; polyketones; polyethers; phenolic resins; urea resins; epoxy resins; unsaturated polyester resins; alkyd resins; sulfones; polyphenylsulfones; polyimides; bismaleimide triazine resins; fluorine-containing resins; polyimideamides; From the viewpoint of affinity with the electrolytic solution, fluorine-containing resins, polycarbonates, polyketones, polyethers, and polyacrylonitriles are preferred.

また、電極表面上のLi析出の平面化の観点から、セパレータのイオン伝導層を、リチウムイオン電池の負極表面(又はLi析出表面)と当接又は対向するように配置して、Liイオン濃度分布を解消し、Li析出形態を制御(Liデンドライト化を抑制)することも好ましい。 In addition, from the viewpoint of flattening Li deposition on the electrode surface, the ion conductive layer of the separator is arranged so as to contact or face the negative electrode surface (or Li deposition surface) of the lithium ion battery, and the Li ion concentration distribution It is also preferable to eliminate and control the Li precipitation form (suppress Li dendrite formation).

<リチウムイオン電池>
本発明の別の態様では、リチウムイオン電池が提供される。一般に、リチウムイオン電池は、正極、負極、電解質を含む液体、ゲル又は固体、セパレータ、及び外装体から構成される。リチウムイオン電池としては、非水系電解液リチウムイオン二次電池、非水系ゲル二次電池、非水系固体二次電池、リチウムイオンキャパシタ、電気二重層キャパシタ等が挙げられる。
<Lithium-ion battery>
In another aspect of the invention, a lithium ion battery is provided. Lithium ion batteries are generally composed of a positive electrode, a negative electrode, a liquid containing an electrolyte, a gel or a solid, a separator, and an outer casing. Examples of lithium ion batteries include non-aqueous electrolyte lithium ion secondary batteries, non-aqueous gel secondary batteries, non-aqueous solid secondary batteries, lithium ion capacitors, electric double layer capacitors, and the like.

リチウムイオン電池は、セパレータと、正極板と、負極板と、非水電解液(非水溶媒とこれに溶解した金属塩を含む)を備えてよい。具体的には、例えば、リチウムイオン等を吸蔵及び放出可能な遷移金属酸化物を含む正極板と、リチウムイオン等を吸蔵及び放出可能な負極板とが、セパレータを介して対向するように捲回又は積層され、非水電解液を保液し、デバイス容器又はデバイス外装体に収容されている。 A lithium ion battery may comprise a separator, a positive plate, a negative plate, and a non-aqueous electrolyte (including a non-aqueous solvent and a metal salt dissolved therein). Specifically, for example, a positive electrode plate containing a transition metal oxide capable of absorbing and releasing lithium ions and the like and a negative electrode plate capable of absorbing and releasing lithium ions and the like are wound so as to face each other with a separator interposed therebetween. Alternatively, it is laminated, holds a non-aqueous electrolyte, and is housed in a device container or a device outer package.

本発明の第二の実施形態に係るリチウムイオン電池は、プロピレンカーボネートの吸液性試験においてMDおよびTDの吸液高さが1.0mm以上50mm以下であり、MDおよびTDの引張弾性率が3000kgf/cm以上であるPO微多孔膜をセパレータとして備えることを特徴とする。また、第二の実施形態に係るリチウムイオン電池は、イオン伝導層が、セパレータと金属負極との間に存在することが好ましい。上記により特徴付けられるリチウムイオン電池は、金属負極を備えることにより高容量化が可能であり、かつ電解液の液枯れによる劣化を抑制することができる。 The lithium ion battery according to the second embodiment of the present invention has a liquid absorption height of 1.0 mm or more and 50 mm or less in MD and TD in a propylene carbonate liquid absorption test, and a tensile modulus of elasticity in MD and TD of 3000 kgf. /cm 2 or more is provided as a separator. Moreover, in the lithium ion battery according to the second embodiment, the ion conductive layer is preferably present between the separator and the metal negative electrode. A lithium-ion battery characterized by the above can have a high capacity by including a metal negative electrode, and can suppress deterioration due to drying up of an electrolytic solution.

第二の実施形態では、リチウムイオン電池の液枯れが起こり易くなるメカニズムとして上記で説明された(ア)及び(イ)に基づいて、セパレータとして使用可能なPO微多孔膜の電解液との親和性及び耐圧縮性を向上させ、かつセパレータと金属負極との間に存在するイオン伝導層によりLiイオン拡散性を上げてLi析出を平面化することができる。 In the second embodiment, the affinity of the PO microporous membrane that can be used as a separator with the electrolyte is based on the above-described (a) and (b) as the mechanism by which the liquid drying of the lithium ion battery is likely to occur. In addition, the ion-conducting layer present between the separator and the metal negative electrode increases the Li ion diffusibility and planarizes the Li deposition.

セパレータとして使用可能なPO微多孔膜の電解液との親和性が、プロピレンカーボネートの吸液性試験においてMDおよびTDの吸液高さが1.0mm以上50mm以下であることにより特定されており、耐圧縮性が、MDおよびTDの引張弾性率が3000kgf/cm以上であることにより特定される。第二の実施形態に係るセパレータは、第一の実施形態に係るPO微多孔膜から成る単層セパレータでよく、又はPO微多孔膜等の基材と、上記で説明された無機塗工層、接着層、イオン伝導層などの少なくとも1つの層を含む多層セパレータでよい。 The affinity of the PO microporous membrane that can be used as a separator with the electrolyte is specified by the liquid absorption height of MD and TD being 1.0 mm or more and 50 mm or less in a propylene carbonate liquid absorption test, Compression resistance is specified by having a tensile modulus of elasticity in MD and TD of 3000 kgf/cm 2 or more. The separator according to the second embodiment may be a single-layer separator made of the PO microporous membrane according to the first embodiment, or a base material such as a PO microporous membrane, the inorganic coating layer described above, It may be a multi-layer separator comprising at least one layer such as an adhesive layer, an ion-conducting layer, or the like.

セパレータと金属負極との間に存在するイオン伝導層は、Liイオン拡散性を更に上げてLi析出を平面化するという観点から、無機物から成ることが好ましい。第二の実施形態に係るイオン伝導層の構成及び形成方法は、上記のとおり第一の実施形態に係るPO微多孔膜に形成可能なイオン伝導層と同じでよい。 The ion-conducting layer present between the separator and the metal negative electrode is preferably made of an inorganic material from the viewpoint of further increasing Li ion diffusibility and planarizing Li deposition. The configuration and formation method of the ion-conducting layer according to the second embodiment may be the same as the ion-conducting layer that can be formed on the PO microporous membrane according to the first embodiment, as described above.

正極について以下に説明する。正極活物質としては、例えば、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウム又はコバルト酸リチウム等のリチウム複合金属酸化物、リン酸鉄リチウム等のリチウム複合金属リン酸塩等を用いることができる。正極活物質は導電剤及びバインダと混錬され、正極ペーストとしてアルミニウム箔等の正極集電体に塗布乾燥され、所定の厚みに圧延された後、所定の寸法に切断されて正極板となる。ここで、導電剤としては、正極電位下において安定な金属粉末、例えば、アセチレンブラック等のカーボンブラック又は黒鉛材料を用いることができる。また、バインダとしては、正極電位下において安定な材料、例えば、ポリフッ化ビニリデン、変性アクリルゴム又はポリテトラフルオロエチレン等を用いることができる。 The positive electrode will be explained below. As the positive electrode active material, for example, lithium composite metal oxides such as lithium nickelate, lithium manganate or lithium cobaltate, lithium composite metal phosphates such as lithium iron phosphate, and the like can be used. The positive electrode active material is kneaded with a conductive agent and a binder, applied as a positive electrode paste to a positive electrode current collector such as an aluminum foil, dried, rolled to a predetermined thickness, and cut to a predetermined size to form a positive electrode plate. Here, as the conductive agent, a metal powder that is stable under the positive electrode potential, such as carbon black such as acetylene black, or a graphite material can be used. As the binder, a material that is stable under the positive electrode potential, such as polyvinylidene fluoride, modified acrylic rubber, or polytetrafluoroethylene, can be used.

金属負極について以下に説明する。負極活物質としては、リチウム(Li)金属、銅(Cu)箔、またはリチウムを吸蔵できる金属材料を用いることができ、セパレータとの適合性の観点から、Li金属が好ましい。また、第二の実施形態では、セパレータにイオン伝導層が設けられており、かつ金属負極にもイオン伝導層が設けられることができる。 The metal negative electrode will be explained below. As the negative electrode active material, lithium (Li) metal, copper (Cu) foil, or a metal material capable of intercalating lithium can be used, and from the viewpoint of compatibility with the separator, Li metal is preferable. Further, in the second embodiment, the separator is provided with an ion-conducting layer, and the metal negative electrode may also be provided with an ion-conducting layer.

負極上のセパレータとの対向面にはイオン伝導層を設けることが好ましい。イオン伝導層は、有機物でも無機物でも良いが、無機物から成ることがより好ましい。イオン伝導層の構成としては、例えば上記で説明されたセパレータ上のイオン伝導層と同様のものが挙げられるが、アルミナ、酸化チタン、リン酸リチウム、窒化リチウム、ケイ酸リチウムなどが特に好ましい。 It is preferable to provide an ion-conducting layer on the surface of the negative electrode facing the separator. The ion-conducting layer may be organic or inorganic, but more preferably inorganic. The configuration of the ion-conducting layer includes, for example, the same ion-conducting layer as the ion-conducting layer on the separator described above, but alumina, titanium oxide, lithium phosphate, lithium nitride, lithium silicate, and the like are particularly preferable.

金属負極上にイオン伝導層を設ける方法としては、公知のいかなる方法を用いることができる。例えば、物理蒸着法、化学蒸着法、押出し加工、および電気めっき法がある。適当な物理蒸着法または化学蒸着法の例としては、これらに限定はされないが、加熱蒸発(例えば抵抗加熱、誘導加熱、放射線加熱、電子ビーム加熱など)、スパッタリング(例えばダイオード、DCマグネトロン、RF、RFマグネトロン、パルス、デュアルマグネトロン、AC、MF、および反応スパッタリングなど)、プラズマ化学蒸着、レーザー化学蒸着、イオンプレーティング、陰極アーク法、噴射蒸着法、およびレーザアブレーションなどが挙げられる。また、金属負極をガスや液体で処理して化学反応によりイオン伝導層を形成させる方法、又は電池充放電時の反応によりイオン伝導層を形成する方法を用いても良い。 Any known method can be used as a method for providing an ion-conducting layer on the metal negative electrode. Examples include physical vapor deposition, chemical vapor deposition, extrusion, and electroplating. Examples of suitable physical or chemical vapor deposition methods include, but are not limited to, thermal evaporation (e.g., resistive heating, inductive heating, radiation heating, electron beam heating, etc.), sputtering (e.g., diode, DC magnetron, RF, RF magnetron, pulsed, dual magnetron, AC, MF, and reactive sputtering, etc.), plasma chemical vapor deposition, laser chemical vapor deposition, ion plating, cathodic arc, jet deposition, and laser ablation. Alternatively, a method of treating a metal negative electrode with a gas or liquid to form an ion-conducting layer through a chemical reaction, or a method of forming an ion-conducting layer through a reaction during battery charge/discharge may be used.

非水電解液について以下に説明する。非水電解液は、一般的に、非水溶媒とこれに溶解したリチウム塩、ナトリウム塩、カルシウム塩等の金属塩とを含む。 The non-aqueous electrolyte will be described below. A non-aqueous electrolyte generally contains a non-aqueous solvent and a metal salt such as a lithium salt, a sodium salt, or a calcium salt dissolved therein.

第二の実施形態では、還元生成物を安定(低抵抗)にすることでLi析出を平面化するという観点から、下記1~4:
1.Liイオン濃度が1.3mol/L以上である;
2.ビスフルオロスルホニルイミド構造を有する電解質塩を含む;
3.水素原子がハロゲン原子で置換されたカーボネートを含む;及び
4.電解液がイオン液体である;
のうちの少なくとも1つを特徴とする電解液が好ましい。
In the second embodiment, the following 1 to 4:
1. Li ion concentration is 1.3 mol / L or more;
2. containing an electrolyte salt having a bisfluorosulfonylimide structure;
3. 4. including carbonates in which hydrogen atoms are replaced with halogen atoms; the electrolyte is an ionic liquid;
Preferred electrolytes are characterized by at least one of:

非水電解液中のLiイオン濃度は、1.3mol/L以上であることが好ましく、1.8以上5.0mol/L以下であることがより好ましく、2.8以上3.5mol/L以下であることがさらに好ましい。Liイオン濃度が1.3mol/L以上であることで溶媒和している溶媒分子の増加により抵抗の高い還元生成物の発生を抑制し、金属析出面を平面に保ち、比表面積を減少させることで電解液の消費を抑制する。Liイオン濃度が5.0mol/L以下であることにより十分なイオン電導度を担保することができる。 The Li ion concentration in the non-aqueous electrolyte is preferably 1.3 mol/L or more, more preferably 1.8 or more and 5.0 mol/L or less, and 2.8 or more and 3.5 mol/L or less. is more preferable. When the Li ion concentration is 1.3 mol/L or more, the amount of solvated solvent molecules increases, suppressing the generation of reduction products with high resistance, keeping the metal deposition surface flat, and reducing the specific surface area. to suppress the consumption of the electrolyte. When the Li ion concentration is 5.0 mol/L or less, sufficient ionic conductivity can be ensured.

非水電解液に用いられる電解質塩としては、例えばLiCl、LiBr、LiI、LiClO、LiBF、LiB10Cl10、LiPF、LiCFSO、LiCFCO、LiAsF、LiSbF、LiAlCl、CHSOLi、CFSOLi、LiSCN、LiC(CFSO、(CFSONLi、(FSONLi、クロロボランリチウム、低級脂肪族カルボン酸リチウム、テトラフェニルリチウムボレイト、リチウムイミド、(CFSONLiで表されるリチウムビストリフルオロメタンスルホニルイミド(LiTFSI,Lithium bis(trifluoromethane sulfonyl)imide)、(FSONLiで表されるリチウムビスフルオロスルホニルイミド(LiFSI,Lithium bis(fluorosulfonyl)imide)などが挙げられる。中でも、ガス発生によりイオン透過を阻害する電解液の存在しない空隙部を生成し難いという観点から、化学的安定性の高いリチウムビストリフルオロメタンスルホニルイミドなどのビスフルオロスルホニルイミド構造を有するものが好ましい。 Examples of electrolyte salts used in the non-aqueous electrolyte include LiCl, LiBr, LiI, LiClO4 , LiBF4 , LiB10Cl10 , LiPF6 , LiCF3SO3 , LiCF3CO2 , LiAsF6 , LiSbF6 , LiAlCl 4 , CH3SO3Li , CF3SO3Li , LiSCN, LiC( CF3SO2 ) 3 , ( CF3SO2 ) 2NLi , ( FSO2 ) 2NLi , lithium chloroborane, lower aliphatic carboxylic acid Lithium, tetraphenyllithium borate, lithium imide, lithium bistrifluoromethanesulfonylimide represented by (CF 3 SO 2 ) 2 NLi (LiTFSI, lithium bis(trifluoromethane sulfonyl) imide) represented by (FSO 2 ) 2 NLi and lithium bis(fluorosulfonyl)imide (LiFSI). Among them, those having a bisfluorosulfonylimide structure such as lithium bistrifluoromethanesulfonylimide with high chemical stability are preferable from the viewpoint that it is difficult to generate voids in which an electrolytic solution that inhibits ion permeation is not present due to gas generation.

非水電解液溶媒としては、カーボネート溶剤(例えば、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、ブチレンカーボネート、ビニレンカーボネート、エチルメチルカーボネート、メチルプロピルカーボネート、ブチルメチルカーボネート、エチルプロピルカーボネート、ブチルエチルカーボネート、ジプロピルカーボネート等)、カーボネート溶剤の水素原子の一部または複数がハロゲン原子で置換されたハロゲン化カーボネート溶剤(例えば、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等)、ラクトン溶剤(例えばγ-ブチロラクトン等)、エステル溶剤(例えば、酢酸メチル、酢酸エチル等)、鎖状エーテル溶剤(例えば、1,2-ジメトキシエタン、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル等)、環状エーテル溶剤(例えば、テトラヒドロフラン、2-メチルテトラヒドロフラン、ジオキソラン、4-メチルジオキソラン等)、ケトン溶剤(例えば、シクロペンタノン等)、スルホラン溶剤(例えば、スルホラン、3-メチルスルホラン、2,4-ジメチルスルホラン等)、スルホキシド溶剤(例えば、ジメチルスルホキシド等)、ニトリル溶剤(例えば、アセトニトリル、プロピオニトリル、ベンゾニトリル等)、アミド溶剤(例えば、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド等)、ウレタン溶剤(例えば、3-メチル-1,3-オキサゾリジン-2-オン等)、ポリオキシアルキレングリコール溶剤(例えば、ジエチレングリコール等)などの非プロトン性溶媒が挙げられる。中でも、低抵抗の還元生成物が生成し易くなり、イオン透過の不均一性を抑制することで金属析出面を平面に保ち、比表面積を減らすことで電解液の消費を抑制するという観点から、非水電解液溶媒は、ハロゲン化カーボネート溶剤類を含むことが好ましく、フルオロエチレンカーボネート、又はジフルオロエチレンカーボネートを含むことがより好ましい。 Examples of non-aqueous electrolyte solvents include carbonate solvents (e.g., propylene carbonate, ethylene carbonate, diethyl carbonate, dimethyl carbonate, butylene carbonate, vinylene carbonate, ethyl methyl carbonate, methyl propyl carbonate, butyl methyl carbonate, ethyl propyl carbonate, butyl ethyl carbonate, , dipropyl carbonate, etc.), halogenated carbonate solvents (e.g., fluoroethylene carbonate, difluoroethylene carbonate, etc.) in which some or more of the hydrogen atoms of the carbonate solvent are substituted with halogen atoms, lactone solvents (e.g., γ-butyrolactone, etc.) , ester solvents (e.g., methyl acetate, ethyl acetate, etc.), linear ether solvents (e.g., 1,2-dimethoxyethane, dimethyl ether, diethyl ether, etc.), cyclic ether solvents (e.g., tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, dioxolane, 4-methyldioxolane, etc.), ketone solvents (e.g., cyclopentanone, etc.), sulfolane solvents (e.g., sulfolane, 3-methylsulfolane, 2,4-dimethylsulfolane, etc.), sulfoxide solvents (e.g., dimethylsulfoxide, etc.), nitriles Solvents (e.g., acetonitrile, propionitrile, benzonitrile, etc.), amide solvents (e.g., N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, etc.), urethane solvents (e.g., 3-methyl-1,3-oxazolidine -2-one, etc.), and aprotic solvents such as polyoxyalkylene glycol solvents (eg, diethylene glycol, etc.). Among them, reduction products with low resistance are likely to be generated, the metal deposition surface is kept flat by suppressing non-uniformity of ion permeation, and the consumption of the electrolyte is suppressed by reducing the specific surface area. The non-aqueous electrolyte solvent preferably contains halogenated carbonate solvents, and more preferably contains fluoroethylene carbonate or difluoroethylene carbonate.

非水電解液溶媒がハロゲン化カーボネート溶剤を含む場合は、ハロゲン化カーボネート溶剤の含有量は、非水系電解液溶媒の全体積に対して、5体積%以上50体積%以下であることが好ましい。 When the nonaqueous electrolyte solvent contains a halogenated carbonate solvent, the content of the halogenated carbonate solvent is preferably 5% by volume or more and 50% by volume or less with respect to the total volume of the nonaqueous electrolyte solvent.

非水電解液として、イオン液体を用いることもできる。イオン液体は、イオン伝導率が高く、イオンの拡散性を高めることで不均一性を抑制することで金属析出面を平面に保ち、比表面積を減らすことで電解液の消費を抑制する観点から好ましい。イオン液体は、カチオンおよびアニオンで構成される。 An ionic liquid can also be used as the non-aqueous electrolyte. Ionic liquids have high ionic conductivity, and are preferable from the viewpoint of suppressing consumption of the electrolyte by increasing the diffusivity of ions, thereby keeping the metal deposition surface flat by suppressing non-uniformity, and reducing the specific surface area. . Ionic liquids are composed of cations and anions.

イオン液体としては、カチオン種に応じ、イミダゾリウム系、アンモニウム系、ピロリジニウム系、ピペリジニウム系、ピリジニウム系、モルホリニウム系、ホスホニウム系、スルホニウム系などに分類される。イミダゾリウム系イオン液体を構成するカチオンには、例えば、1-ブチル-3-メチルイミダゾリウム(BMI)などのアルキルイミダゾリウムカチオンなどがある。 Ionic liquids are classified into imidazolium-based, ammonium-based, pyrrolidinium-based, piperidinium-based, pyridinium-based, morpholinium-based, phosphonium-based, sulfonium-based, and the like, depending on the cation species. Examples of cations constituting imidazolium-based ionic liquids include alkylimidazolium cations such as 1-butyl-3-methylimidazolium (BMI).

アンモニウム系イオン液体を構成するカチオンには、例えば、テトラアミルアンモニウムなどのほかに、N,N,N-トリメチル-N-プロピルアンモニウムなどのアルキルアンモニウムカチオンがある。ピロリジニウム系イオン液体を構成するカチオンには、例えば、N-メチル-N-プロピルピロリジニウム(Py13)や1-ブチル-1-メチルピロリジニウムなどのアルキルピロリジニウムカチオンなどがある。ピペリジニウム系イオン液体を構成するカチオンには、例えば、N-メチル-N-プロピルピペリジニウム(PP13)や1-ブチル-1-メチルピペリジニウムなどのアルキルピペリジニウムカチオンなどがある。ピリジニウム系イオン液体を構成するカチオンには、例えば、1-ブチルピリジニウムや1-ブチル-4-メチルピリジニウムなどのアルキルピリジニウムカチオンなどがある。モルホリニウム系イオン液体を構成するカチオンには、例えば、4-エチル-4-メチルモルホリニウムなどのアルキルモルホリニウムなどがある。ホスホニウム系イオン液体を構成するカチオンには、例えば、テトラブチルホスホニウムやトリブチルメチルホスホニウムなどのアルキルホスホニウムカチオンなどがある。スルホニウム系イオン液体を構成するカチオンには、例えば、トリメチルスルホニウムやトリブチルスルホニウムなどのアルキルスルホニウムカチオンなどがある。これらカチオンと対になるアニオンとしては、例えば、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド(TFSI)、ビス(フルオロスルホニル)イミド、テトラフルオロボレート(BF)、ヘキサフルオロホスファート(PF)、ビス(ペンタフルオロエタンスルホニル)イミド(BETI)、トリフルオロメタンスルホネート(トリフラート)、アセテート、ジメチルホスファート、ジシアナミド、トリフルオロ(トリフルオロメチル)ボレートなどがある。これらのイオン液体を単独または複数組み合わせて使用してもよい。 Examples of cations constituting ammonium-based ionic liquids include alkylammonium cations such as N,N,N-trimethyl-N-propylammonium, in addition to tetraamylammonium and the like. Examples of cations constituting pyrrolidinium-based ionic liquids include alkylpyrrolidinium cations such as N-methyl-N-propylpyrrolidinium (Py13) and 1-butyl-1-methylpyrrolidinium. Cations constituting piperidinium-based ionic liquids include, for example, alkylpiperidinium cations such as N-methyl-N-propylpiperidinium (PP13) and 1-butyl-1-methylpiperidinium. Cations constituting pyridinium-based ionic liquids include, for example, alkylpyridinium cations such as 1-butylpyridinium and 1-butyl-4-methylpyridinium. Examples of cations constituting morpholinium-based ionic liquids include alkylmorpholinium such as 4-ethyl-4-methylmorpholinium. Examples of cations constituting phosphonium-based ionic liquids include alkylphosphonium cations such as tetrabutylphosphonium and tributylmethylphosphonium. Examples of cations constituting sulfonium-based ionic liquids include alkylsulfonium cations such as trimethylsulfonium and tributylsulfonium. Anions paired with these cations include, for example, bis(trifluoromethanesulfonyl)imide (TFSI), bis(fluorosulfonyl)imide, tetrafluoroborate (BF 4 ), hexafluorophosphate (PF 6 ), bis(penta fluoroethanesulfonyl)imide (BETI), trifluoromethanesulfonate (triflate), acetate, dimethylphosphate, dicyanamide, trifluoro(trifluoromethyl)borate, and the like. These ionic liquids may be used singly or in combination.

非水溶媒またはイオン液体に電解質塩を含めてもよい。電解質塩として、溶媒に均一に分散できるものを使用できる。カチオンがリチウム、上記アニオンから成るものがリチウム塩として使用することができ、例えば、リチウムビス(フルオロスルホニル)イミド(LiFSI)、リチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド(LiTFSI)、リチウムビス(ペンタフルオロエタンスルホニル)イミド(LiBETI)、リチウムテトラフルオロボレート(LiBF4)、リチウムヘキサフルオロホスファート(LiPF6)、リチウムトリフラートなどが挙げられるが、これに限られない。これらの電解質塩を単独または複数組み合わせて使用してもよい。 The electrolyte salt may be included in the non-aqueous solvent or ionic liquid. As the electrolyte salt, one that can be uniformly dispersed in the solvent can be used. A cation consisting of lithium and the anion described above can be used as a lithium salt. sulfonyl)imide (LiBETI), lithium tetrafluoroborate (LiBF4), lithium hexafluorophosphate (LiPF6), lithium triflate, and the like. These electrolyte salts may be used singly or in combination.

エーテル系溶媒は、溶媒和電解質塩と溶媒和イオン液体を構成する。エーテル系溶媒として、イオン液体に類似の性質を示す公知のグライム(R-O(CHCHO)-R’{式中、R、R’は飽和炭化水素であり、かつnは整数である}で表される対称グリコールジエーテルの総称)を利用できる。イオン伝導性の観点から、テトラグライム(テトラエチレンジメチルグリコール、G4)、トリグライム(トリエチレングリコールジメチルエーテル、G3)、ペンタグライム(ペンタエチレングリコールジメチルエーテル、G5)、ヘキサグライム(ヘキサエチレングリコールジメチルエーテル、G6)を好ましく用いることができる。また、エーテル系溶媒として、クラウンエーテル((-CH-CH-O){式中、nは整数である}で表わされる大環状エーテルの総称)を利用できる。具体的には、12-クラウン-4、15-クラウン-5、18-クラウン-6、ジベンゾ-18-クラウン-6などを好ましく用いることができるが、これに限らない。これらのエーテル系溶媒を単独または複数組み合わせて使用してもよい。溶媒和電解質塩と錯体構造を形成できる点で、テトラグライム、トリグライムを用いることが好ましい。 Ether-based solvents constitute solvated electrolyte salts and solvated ionic liquids. As an ether solvent, a known glyme (R—O(CH 2 CH 2 O) n —R′ {wherein R and R′ are saturated hydrocarbons and n is an integer is a general term for symmetrical glycol diethers represented by ) can be used. From the viewpoint of ion conductivity, tetraglyme (tetraethylene dimethyl glycol, G4), triglyme (triethylene glycol dimethyl ether, G3), pentaglyme (pentaethylene glycol dimethyl ether, G5), hexaglyme (hexaethylene glycol dimethyl ether, G6). It can be preferably used. As an ether solvent, crown ethers (generic term for macrocyclic ethers represented by (--CH 2 --CH 2 --O) n {wherein n is an integer}) can be used. Specifically, 12-crown-4, 15-crown-5, 18-crown-6, dibenzo-18-crown-6 and the like can be preferably used, but are not limited thereto. These ether solvents may be used singly or in combination. Tetraglyme and triglyme are preferably used because they can form a complex structure with the solvated electrolyte salt.

溶媒和電解質塩としては、LiFSI、LiTFSI、LiBETIなどのリチウム塩を利用できるが、これに限らない。非水溶媒として、エーテル系溶媒および溶媒和電解質塩の混合物を単独または複数組み合わせて使用してもよい。 Lithium salts such as LiFSI, LiTFSI, and LiBETI can be used as solvated electrolyte salts, but are not limited to these. As non-aqueous solvents, mixtures of ether solvents and solvated electrolyte salts may be used singly or in combination.

なお、上述した各種パラメータの測定方法については、特に断りの無い限り、後述する実施例における測定方法に準じて測定されるものである。 Unless otherwise specified, the various parameters described above are measured according to the measurement methods in Examples described later.

次に、実施例及び比較例を挙げて本実施の形態をより具体的に説明するが、本実施の形態はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、実施例中の物性は以下の方法により測定した。特に断りのない場合は、室温23℃、湿度40%の環境で測定した。 Next, the present embodiment will be described in more detail with reference to examples and comparative examples, but the present embodiment is not limited to the following examples as long as the gist thereof is not exceeded. Physical properties in the examples were measured by the following methods. Unless otherwise specified, the measurement was performed at room temperature of 23° C. and humidity of 40%.

(1)一点法全細孔容積および細孔割合
(1a)一点法全細孔容積(別名:一点法体積吸着量)(細孔直径98nm)(cm/g)
JIS Z8831-2:2010粉体(固体)の細孔分布及び細孔特性「第2部ガス吸着によるメソ細孔及びマクロ孔の測定方法」に基づき定容量法による窒素ガス吸着試験を行った。具体的には、窒素相対圧(p/p0)が0.98の標準状態の温度及び圧力(STP)換算でのガス吸着量を、吸着質の液体体積としての体積相当量と定義して、一点法体積吸着量(細孔直径98nm)の導出を行った。この時、相対圧(p/p0)0.98は、シリンダ型細孔を仮定し、その細孔半径をrpとすると、rp=rk+tと表され、細孔直径98.8nmに相当する。ここで、rkは、細孔内で凝縮した吸着質の曲率半径であり、次の式で示される。
rk=-0.953/ln(p/p0)。
また、tは、実験的又は理論的に求められた参照吸着等温線から得られる相対圧での窒素の多分子層吸着膜の平均厚さであり、以下の式で表される。
t=0.354*[-5/ln(p/p0)]^1/3
(1) Single-point method total pore volume and pore ratio (1a) Single-point method total pore volume (also known as single-point method volume adsorption amount) (pore diameter 98 nm) (cm 3 /g)
A nitrogen gas adsorption test was performed by a constant volume method based on JIS Z8831-2:2010 Powder (Solid) Pore Distribution and Pore Characteristics "Method for Measuring Mesopores and Macropores by Gas Adsorption, Part 2". Specifically, the gas adsorption amount in terms of temperature and pressure (STP) in the standard state where the nitrogen relative pressure (p/p0) is 0.98 is defined as the volume equivalent of the liquid volume of the adsorbate, A one-point method volume adsorption amount (pore diameter 98 nm) was derived. At this time, the relative pressure (p/p0) of 0.98 is expressed as rp=rk+t, assuming cylindrical pores and rp as the pore radius, which corresponds to a pore diameter of 98.8 nm. Here, rk is the radius of curvature of the adsorbate condensed in the pores and is expressed by the following equation.
rk = -0.953/ln (p/p0).
Further, t is the average thickness of the nitrogen multilayer adsorption film at the relative pressure obtained from the reference adsorption isotherm determined experimentally or theoretically, and is expressed by the following equation.
t=0.354*[-5/ln(p/p0)]^1/3

(1b)細孔割合(細孔直径98nm以下)(%)
上記一点法全細孔容積(細孔直径98nm以下)Aと樹脂原料密度より、次式を用いて、細孔直径98nm以下の孔からなる気孔率を計算した。
細孔直径98nm以下の孔からなる気孔率P(%)=A/(A+1/樹脂原料密度)×100
後述する膜全体の気孔率における上記気孔率の割合を計算することで細孔割合を計算した。
細孔割合(細孔直径98nm以下)(%)=(P/膜全体の気孔率)×100
(1b) Pore ratio (pore diameter of 98 nm or less) (%)
The porosity composed of pores with a pore diameter of 98 nm or less was calculated using the following formula from the above-mentioned one-point method total pore volume (pore diameter of 98 nm or less) A and the resin raw material density.
Porosity P (%) consisting of pores with a pore diameter of 98 nm or less = A / (A + 1 / resin raw material density) × 100
The pore ratio was calculated by calculating the ratio of the above-mentioned porosity to the porosity of the entire film, which will be described later.
Pore ratio (pore diameter of 98 nm or less) (%) = (P / porosity of the entire membrane) × 100

(2)密度(g/cm
JIS K7112:1999に従い、密度勾配管法(23℃)により、試料の密度を測定した。
(2) Density (g/cm 3 )
The density of the sample was measured by the density gradient tube method (23°C) according to JIS K7112:1999.

(3)膜厚(μm)
東洋精機(株)社製の微小測厚器、KBM(商標)を用いて、室温23±2℃でPO微多孔膜の厚みを測定した。ただし、(圧縮前の)微多孔膜の平均膜厚(μm)、並びに(圧縮前の)多孔膜の膜厚(μm)については、次のように測定した。
(3) Film thickness (μm)
The thickness of the PO microporous membrane was measured at a room temperature of 23±2° C. using a micro thickness gauge KBM (trademark) manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd. However, the average thickness (μm) of the microporous membrane (before compression) and the thickness (μm) of the porous membrane (before compression) were measured as follows.

[(圧縮前の)微多孔膜の平均膜厚(μm)]
東洋精機製の微少測厚器(タイプKBM、端子径Φ5mm)を用いて、雰囲気温度23±2℃で厚みを測定した。なお、厚みを測定する際には微多孔膜を10cm×10cmにサンプリング後、重ねて15μm以上になるように複数枚微多孔膜を重ねて、9か所を測定して平均を取り、その平均値を重ねた枚数で割った値を1枚の厚みとする。
[Average film thickness (μm) of microporous membrane (before compression)]
The thickness was measured at an ambient temperature of 23±2° C. using a micro thickness gauge manufactured by Toyo Seiki (type KBM, terminal diameter Φ5 mm). In addition, when measuring the thickness, after sampling the microporous membrane to 10 cm × 10 cm, a plurality of microporous membranes are stacked so that the thickness is 15 μm or more, 9 points are measured, and the average is taken. The thickness of one sheet is obtained by dividing the value by the number of stacked sheets.

(4)膜全体の気孔率(%)
10cm×10cm角の試料を微多孔膜から切り取り、その体積(cm)と質量(g)を求め、それらと密度(g/cm)より、次式を用いて気孔率を計算した。
気孔率(%)=(体積-質量/密度)/体積×100
(4) Porosity of whole membrane (%)
A sample of 10 cm×10 cm square was cut from the microporous membrane, its volume (cm 3 ) and mass (g) were obtained, and the porosity was calculated from these and density (g/cm 3 ) using the following formula.
Porosity (%) = (volume - mass / density) / volume x 100

(5)透気度(sec/100cm
JIS P-8117に準拠した透気抵抗度を透気度とした。
微多孔膜の透気度の測定は、JIS P-8117に準拠し、東洋精器(株)製のガーレー式透気度計、G-B2(商標)を用いて温度23℃、湿度40%の雰囲気下で多層多孔膜の透気度又はPO微多孔膜の透気抵抗度を測定し、透気度とした。
(5) Air permeability (sec/100 cm 3 )
Air permeation resistance according to JIS P-8117 was defined as air permeability.
The air permeability of the microporous membrane is measured in accordance with JIS P-8117 using a Gurley air permeability meter G-B2 (trademark) manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd. at a temperature of 23 ° C. and a humidity of 40%. The air permeability of the multi-layer porous membrane or the air permeability resistance of the PO microporous membrane was measured in an atmosphere of 100.degree.

ただし、上記(4)及び(5)とは別に、(圧縮前の)気孔率(%)、(圧縮前の)透気度(秒/100cm)の測定、圧縮プレス試験については次のように測定した。 However, apart from (4) and (5) above, measurement of porosity (%) (before compression), air permeability (before compression) (sec/100 cm 3 ), and compression press test are as follows. measured to

[(圧縮前の)気孔率(%)]
3cm×3cm四方、1cm×1cm四方、5cm×5cm四方、または10cm×10cm四方の試料をポリオレフィン微多孔膜から切り取り、前記膜厚の測定結果より、その体積(cm)と質量(g)を求め、それらと密度(g/cm)より、次式を用いて計算した。
気孔率(%)=(体積-質量/混合組成物の密度)/体積×100
なお、混合組成物の密度は、用いたポリオレフィン樹脂と他の成分の各々の密度と混合比より計算して求められる値を用いた。
また、多層多孔膜の(圧縮前の)気孔率は、下記式のように求められる。
多層多孔膜の気孔率=(基材となるポリオレフィン樹脂微多孔膜の気孔率)×(基材となるポリオレフィン樹脂微多孔膜の平均膜厚)÷(多層多孔膜全体の厚み)+(塗工層の気孔率)×(塗工層の厚み)÷(多層多孔膜全体の厚み)
ここでは、塗工層の気孔率は50%として、多層多孔膜の気孔率を算出した。塗工層の気孔率が50%ではない場合には、必要に応じて、塗工層の気孔率をポリオレフィン微多孔膜の気孔率と同様に上記式と同様に算出できる。具体的には、塗工膜において、SEMでの直接観察もしくは塗工前後の膜厚変化から塗工層の厚みを測定し、特定の面積の塗工層試料の体積を求めたうえで、当該塗工層の構成成分の材料比率から算出した塗工成分の質量平均密度を用いて、塗工層の気孔率を算出する。
[(Before compression) porosity (%)]
A sample of 3 cm x 3 cm square, 1 cm x 1 cm square, 5 cm x 5 cm square, or 10 cm x 10 cm square is cut from the polyolefin microporous membrane, and the volume (cm 3 ) and mass (g) thereof are calculated from the measurement results of the film thickness. Based on these values and the density (g/cm 3 ), calculation was performed using the following formula.
Porosity (%) = (volume - mass / density of mixed composition) / volume x 100
As the density of the mixed composition, a value calculated from the density and mixing ratio of each of the polyolefin resin used and the other components was used.
Also, the porosity (before compression) of the multilayer porous membrane is determined by the following formula.
Porosity of multilayer porous membrane = (porosity of polyolefin resin microporous membrane as substrate) x (average thickness of polyolefin resin microporous membrane as substrate) ÷ (thickness of entire multilayer porous membrane) + (coating Porosity of layer) x (thickness of coating layer) ÷ (thickness of entire multilayer porous membrane)
Here, the porosity of the multilayer porous membrane was calculated assuming that the porosity of the coating layer was 50%. When the porosity of the coating layer is not 50%, the porosity of the coating layer can be calculated in the same manner as the porosity of the polyolefin microporous membrane, if necessary. Specifically, in the coating film, the thickness of the coating layer is measured by direct observation with SEM or from the change in film thickness before and after coating, and the volume of the coating layer sample of a specific area is obtained. The porosity of the coating layer is calculated using the mass-average density of the coating components calculated from the material ratios of the constituent components of the coating layer.

[(圧縮前の)透気度(秒/100cm)]
旭精工株式会社の王研式透気度測定機「EGO2」で透気度を測定した。
透気度の測定値は、膜の幅方向(TD)に沿って両端から中央に向かって全幅の10%内側の地点2点と中央1点との計3点の透気度を測定し、それらの平均値を算出した値である。
[(Before compression) air permeability (sec/100 cm 3 )]
The air permeability was measured with an Oken type air permeability measuring machine "EGO2" manufactured by Asahi Seiko Co., Ltd.
The measured value of the air permeability is measured at a total of 3 points, 2 points inside 10% of the total width from both ends toward the center along the width direction (TD) of the membrane, and 1 point at the center, It is the value which calculated those average values.

[圧縮プレス試験]
厚さ0.8mmのゴム製の緩衝材、厚さ0.1mmのPETフィルム、微多孔膜2枚、上記PETフィルム、上記緩衝材の順序で積層し、得られた積層体を静置し、積層体の片側の緩衝材面に対して圧力を掛けることにより圧縮試験を行なった。ここで、用いる微多孔膜は5×5cm四方であり、プレス試験に用いる前に平均膜厚(9点平均)、目付、及び透気度を測定した。また、目付と平均膜厚から圧縮プレス試験前の気孔率を算出した。
圧縮試験は、プレス機を用いて、温度25℃及び圧縮時間3分間の条件下、10MPaの圧力で行われた。また、除荷してから1時間後に積層体から微多孔膜を取り外し、圧縮後の平均膜厚(9点平均)、圧縮後の透気度を測定した。また、目付と圧縮後の平均膜厚から、圧縮後の気孔率を算出した。
[Compression press test]
A rubber cushioning material with a thickness of 0.8 mm, a PET film with a thickness of 0.1 mm, two microporous membranes, the PET film, and the cushioning material are laminated in this order, and the resulting laminate is allowed to stand, A compression test was performed by applying pressure to the cushioning material surface on one side of the laminate. Here, the microporous membrane used was 5×5 cm square, and the average film thickness (average of 9 points), basis weight, and air permeability were measured before use in the press test. Also, the porosity before the compression press test was calculated from the basis weight and the average film thickness.
The compression test was performed using a press at a temperature of 25° C. and a compression time of 3 minutes at a pressure of 10 MPa. In addition, one hour after the unloading, the microporous membrane was removed from the laminate, and the average film thickness after compression (average of 9 points) and the air permeability after compression were measured. Also, the porosity after compression was calculated from the basis weight and the average film thickness after compression.

(6)目付(g/m)、突刺強度(gf)および目付換算突刺強度(gf/(g/m))
目付は、単位面積(1m)当たりのポリオレフィン微多孔膜の重量(g)である。1m×1mにサンプリング後、島津製作所製の電子天秤(AUW120D)にて重量を測定した。なお、1m×1mにサンプリングできない場合は、適当な面積に切り出して重量を測定した後、単位面積(1m)当たりの重量(g)に換算した。
(6) basis weight (g/m 2 ), puncture strength (gf) and basis weight equivalent puncture strength (gf/(g/m 2 ))
The basis weight is the weight (g) of the polyolefin microporous membrane per unit area (1 m 2 ). After sampling to 1 m×1 m, the weight was measured with an electronic balance (AUW120D) manufactured by Shimadzu Corporation. In addition, when the sample could not be sampled to 1 m×1 m, it was cut out to an appropriate area, weighed, and then converted to weight (g) per unit area (1 m 2 ).

カトーテック製のハンディー圧縮試験器KES-G5(商標)を用いて、開口部の直径11.3mmの試料ホルダーで微多孔膜を固定した。次に固定された微多孔膜の中央部を、針先端の曲率半径0.5mm、突刺速度2mm/secで、室温23℃及び湿度40%の雰囲気下にて突刺試験を行うことにより、最大突刺荷重として突刺強度(gf)を測定した。突刺試験の測定値は、膜のTDに沿って、両端から中央に向かって全幅の10%内側の地点2点と中央1点との計3点を測定し、それらの平均値を算出した値である。
目付換算突刺強度は以下の式で求める。
目付換算突刺強度[gf/(g/m)]=突刺強度[gf]/目付[g/m
ここで、ポリオレフィン微多孔膜基材に少なくとも1つ以上の層を設けた多層多孔膜の突刺強度および目付換算突刺強度に関しては、樹脂の強度および目付当たりの強度を評価する観点から、ポリオレフィン微多孔膜基材の突刺強度および目付換算突刺強度をもって特性を評価した。
Using a handy compression tester KES-G5 (trademark) manufactured by Kato Tech, the microporous membrane was fixed in a sample holder having an opening with a diameter of 11.3 mm. Next, the central portion of the fixed microporous membrane was subjected to a puncture test at a needle tip radius of curvature of 0.5 mm and a puncture speed of 2 mm/sec in an atmosphere of room temperature of 23°C and humidity of 40%. Puncture strength (gf) was measured as a load. The measured value of the puncture test is a value obtained by measuring a total of 3 points along the TD of the membrane, 2 points inside 10% of the total width from both ends toward the center and 1 point in the center, and calculating their average value. is.
The weight-converted piercing strength is obtained by the following formula.
Puncture strength converted to basis weight [gf/(g/m 2 )] = Puncture strength [gf]/weight basis [g/m 2 ]
Here, regarding the pin puncture strength and per unit area equivalent pin puncture strength of a multi-layer porous membrane in which at least one or more layers are provided on a polyolefin microporous membrane substrate, from the viewpoint of evaluating the strength of the resin and the strength per unit area, the polyolefin microporous membrane The properties were evaluated based on the puncture strength of the membrane substrate and the per unit area-converted puncture strength.

(7)気液法から求めた多孔膜又は多孔質層の孔数(個/μm
キャピラリー内部の流体は、流体の平均自由工程がキャピラリーの孔径より大きい時はクヌーセンの流れに、小さい時はポアズイユの流れに従うことが知られている。そこで、多孔膜又は多孔質層の透気度測定における空気の流れがクヌーセンの流れに、また多孔膜又は多孔質層の透水度測定における水の流れがポアズイユの流れに従うと仮定する。
この場合、多孔膜の平均孔径d(μm)と曲路率τ(無次元)は、空気の透過速度定数Rgas(m/(m・sec・Pa))、水の透過速度定数Rliq(m/(m・sec・Pa))、空気の分子速度ν(m/sec)、水の粘度η(Pa・sec)、標準圧力P(=101325Pa)、気孔率ε(%)、膜厚L(μm)から、次式を用いて求めた。
d=2ν×(Rliq/Rgas)×(16η/3Ps)×10
τ=(d×(ε/100)×ν/(3L×P×Rgas))1/2
ここで、Rgasは透気度(sec)から次式を用いて求めた。
gas=0.0001/(透気度×(6.424×10-4)×(0.01276×101325))
また、Rliqは透水度(cm/(cm・sec・Pa))から次式を用いて求め
た。
liq=透水度/100
なお、透水度は次のように求めた。直径41mmのステンレス製の透液セルに、あらかじめエタノールに浸しておいた多孔膜又は多孔質層をセットし、該膜又は層のエタノールを水で洗浄した後、約50000Paの差圧で水を透過させ、120sec間経過した際の透水量(cm)より、単位時間・単位圧力・単位面積当たりの透水量を計算し、これを透水度とした。
また、νは気体定数R(=8.314)、絶対温度T(K)、円周率π、空気の平均分子量M(=2.896×10-2kg/mol)から次式を用いて求めた。
ν=((8R×T)/(π×M))1/2
さらに、孔数B(個/μm)は、次式より求めた。
B=4×(ε/100)/(π×d×τ
(7) Number of pores of porous membrane or porous layer determined by gas-liquid method (number/μm 2 )
It is known that the fluid inside the capillary follows the Knudsen flow when the mean free path of the fluid is larger than the pore diameter of the capillary, and follows the Poiseuille flow when it is smaller. Therefore, it is assumed that the air flow in the air permeability measurement of the porous membrane or layer follows the Knudsen flow, and the water flow in the water permeability measurement of the porous membrane or porous layer follows the Poiseuille flow.
In this case, the average pore diameter d (μm) and tortuosity τ a (dimensionless) of the porous membrane are the air permeation rate constant R gas (m 3 /(m 2 ·sec · Pa)), the water permeation rate constant R liq (m 3 /(m 2 ·sec·Pa)), air molecular velocity ν (m/sec), water viscosity η (Pa·sec), standard pressure P s (=101325 Pa), porosity ε ( %) and the film thickness L (μm) using the following formula.
d=2ν×(R liq /R gas )×(16η/3Ps)×10 6
τ a =(d×(ε/100)×ν/(3L×P s ×R gas )) 1/2
Here, R gas was obtained from the air permeability (sec) using the following formula.
R gas = 0.0001/(air permeability x (6.424 x 10 -4 ) x (0.01276 x 101325))
Also, R liq was obtained from the water permeability (cm 3 /(cm 2 ·sec · Pa)) using the following equation.
R liq = Permeability/100
The water permeability was determined as follows. A porous membrane or porous layer pre-soaked in ethanol is set in a stainless steel permeable cell with a diameter of 41 mm, and after washing the ethanol of the membrane or layer with water, water permeates at a differential pressure of about 50000 Pa. Then, the water permeation rate per unit time/unit pressure/unit area was calculated from the water permeation rate (cm 3 ) after 120 seconds, and this was taken as the water permeability.
Also, ν is the gas constant R (=8.314), the absolute temperature T (K), the circular constant π, and the average molecular weight of air M (=2.896×10 −2 kg/mol) using the following formula: asked.
ν=((8R×T)/(π×M)) 1/2
Furthermore, the number of holes B (holes/μm 2 ) was obtained from the following formula.
B=4×(ε/100)/(π×d 2 ×τ a )

(8)孔径
(8a)ハーフドライ法による平均流量径(μm)
ハーフドライ法に準拠し、パームポロメータ(Porous Materials,Inc.社:CFP-1500AE)を用い、平均孔径(μm)を測定した。浸液には同社製のパーフルオロポリエステル(商品名「Galwick」、表面張力15.6dyn/cm)を用いた。乾燥曲線、及び湿潤曲線について、印加圧力、及び空気透過量の測定を行い、得られた乾燥曲線の1/2の曲線と湿潤曲線とが交わる圧力PHD(Pa)から、次式により平均孔径dHD(μm)を求め、平均流量径とした。
dHD=2860×γ/PHD
(8) Pore diameter (8a) Average flow diameter (μm) by half dry method
The average pore size (μm) was measured using a perm porometer (Porous Materials, Inc.: CFP-1500AE) according to the half-dry method. Perfluoropolyester manufactured by the same company (trade name “Galwick”, surface tension 15.6 dyn/cm) was used as the immersion liquid. For the drying curve and the wetting curve, the applied pressure and the amount of air permeation are measured, and from the pressure PHD (Pa) at which 1/2 of the obtained drying curve and the wetting curve intersect, the average pore diameter dHD is obtained by the following equation. (μm) was obtained and taken as the average flow diameter.
dHD=2860×γ/PHD

(9)粘度平均分子量(Mv)
ASTM-D4020に基づき、デカリン溶媒における135℃での極限粘度[η](dl/g)を求めた。PO微多孔膜およびポリエチレン原料については次式によりMvを算出した。
[η]=6.77×10-4Mv0.67
ポリプロピレン原料については、次式によりMvを算出した。
[η]=1.10×10-4Mv0.80
(9) Viscosity average molecular weight (Mv)
Based on ASTM-D4020, the intrinsic viscosity [η] (dl/g) at 135°C in decalin solvent was determined. For the PO microporous membrane and polyethylene raw material, Mv was calculated by the following equation.
[η]=6.77×10 −4 Mv 0.67
For polypropylene raw material, Mv was calculated by the following formula.
[η]=1.10×10 −4 Mv 0.80

(10)MD及びTDの引張弾性率(MPa)
MD及びTDの測定について、MDサンプル(MD120mm×TD10mm)及びTDサンプル(MD10mm×TD120mm)を切り出した。雰囲気温度23±2℃、湿度40±2%の状況下でJIS K7127に準拠し、島津製作所製の引張試験機、オートグラフAG-A型(商標)を用いて、サンプルのMD及びTDの引張弾性率を測定した。サンプルをチャック間距離が50mmとなるようにセットし、引張速度200mm/分でチャック間が60mm、すなわち歪みが20.0%に達するまでサンプルを伸張した。引張弾性率(MPa)は、得られる応力-歪曲線における歪み1.0%から4.0%の傾きから求めた。
(10) MD and TD tensile modulus (MPa)
For MD and TD measurements, MD samples (MD120 mm x TD10 mm) and TD samples (MD10 mm x TD120 mm) were cut. In accordance with JIS K7127 at an ambient temperature of 23 ± 2 ° C and a humidity of 40 ± 2%, using a tensile tester manufactured by Shimadzu Corporation, Autograph AG-A type (trademark), MD and TD tension of the sample Elastic modulus was measured. The sample was set so that the chuck-to-chuck distance was 50 mm, and the sample was stretched at a tensile speed of 200 mm/min until the chuck-to-chuck distance reached 60 mm, that is, the strain reached 20.0%. Tensile modulus (MPa) was determined from the slope of the resulting stress-strain curve from 1.0% to 4.0% strain.

(11)結晶構造解析
ポリオレフィン微多孔膜中の結晶長周期については、リガク社製NANOPIXを用い、透過法の小角X線散乱測定を行った。CuKα線を試料に照射し、半導体検出器HyPix-6000により散乱を検出した。試料-検出器間距離は1312mm、出力は40kV,30mAの条件で測定を行った。光学系はポイントフォーカスを採用し、スリット径は1st slit:φ=0.55mm, 2nd slit:open, guard slit:φ=0.35mmの条件で行った。なお、試料は、試料面とX線入射方向とが垂直になるようにセットした。
(11) Crystal structure analysis Regarding the crystal long period in the polyolefin microporous film, small-angle X-ray scattering measurement of transmission method was performed using NANOPIX manufactured by Rigaku. A sample was irradiated with CuKα rays, and scattering was detected by a semiconductor detector HyPix-6000. The measurement was performed under the conditions of a sample-detector distance of 1312 mm and an output of 40 kV and 30 mA. A point-focus optical system was employed, and the slit diameters were 1st slit: φ=0.55 mm, 2nd slit: open, guard slit: φ=0.35 mm. The sample was set so that the sample surface was perpendicular to the X-ray incident direction.

また、ポリオレフィン微多孔膜中のポリエチレンMDND面(110)結晶子サイズについては、リガク社製NANOPIXを用い、透過法の広角X線散乱測定を行った。CuKα線を試料に照射し、イメージングプレートにより散乱を検出した。試料-検出器間距離は110 mm、出力は40kV,30mAの条件で測定を行った。光学系はポイントフォーカスを採用し、スリット径は1st slit:φ=1.2mm, guard slit:φ=0.35mmの条件で行った。なお、試料は、試料面とX線入射方向とが11.0°の角度を成すようにセットした。このときX線入射方向と試料のMDが垂直方向となるようにした。 In addition, regarding the polyethylene MDND plane (110) crystallite size in the polyolefin microporous film, wide-angle X-ray scattering measurement of transmission method was performed using NANOPIX manufactured by Rigaku. The sample was irradiated with CuKα rays and scattering was detected by an imaging plate. The measurement was performed under the conditions of a sample-detector distance of 110 mm and an output of 40 kV and 30 mA. A point focus was used for the optical system, and the slit diameter was 1st slit: φ=1.2 mm and the guard slit: φ=0.35 mm. The sample was set so that the sample surface and the X-ray incident direction formed an angle of 11.0°. At this time, the direction of X-ray incidence and the MD of the sample were set to be perpendicular to each other.

(結晶長周期[nm])
HyPix-6000から得られたX線散乱パターンに対して、円環平均によりSAXSプロフィールI(q)を得た。得られた1次元プロフィールI(q)のLinear-Linearプロットにおいて0.1nm-1< q < 0.6nm-1範囲で直線のベースラインを引き、Gauss関数でフィッティングを行った。最大強度となっている位置を結晶長周期由来のピーク位置qとして式4から結晶長周期を計算した。

d = 2π/ q 式4

{式中、d(nm):結晶長周期
(mm-1):SAXSプロフィール中のラメラ由来のピーク位置}
(Crystal long period [nm])
A SAXS profile I(q) was obtained by ring averaging for the X-ray scattering pattern obtained from the HyPix-6000. A linear baseline was drawn in the range of 0.1 nm −1 < q < 0.6 nm −1 in the Linear-Linear plot of the obtained one-dimensional profile I(q), and fitting was performed using a Gaussian function. The crystal long period was calculated from Equation 4 with the peak position qm derived from the crystal long period being the position of maximum intensity.

d = 2π/q m Equation 4

{In the formula, d (nm): crystal long period
q m (mm −1 ): lamella-derived peak position in the SAXS profile}

(結晶子サイズ)
得られたXRDプロフィールの2θ=10.0°から2θ=30.0°の範囲を斜方晶(110)面回折ピーク、斜方晶(200)面回折ピーク、非晶ピークの3つに分離し、(110)面回折ピークの半値全幅より、シェラーの式(式1)に従って、結晶子サイズを算出した。(110)面回折ピーク、(200)面回折ピークはvoigt関数で近似し、非晶ピークはgauss関数で近似した。なお、非晶ピークのピーク位置は、2θ=19.6°、半値全幅は6.3°で固定し、結晶ピークのピーク位置、半値全幅は特に固定せずにピーク分離を行った。ピーク分離により算出された(110)面回折ピークの半値全幅より、シェラーの式(式1)により、結晶子サイズを算出した。

D(110)=Kλ/(βcosθ) 式1

{式中、D(110):結晶子サイズ(nm)
K:0.9 (定数)
λ:X線の波長(nm)
β:(β -β 0.5
β:ピーク分離の結果算出された(hkl)ピークの半値全幅(rad)
β:入射ビームの広がりの半値全幅(rad)
θ:ブラッグ角}
(crystallite size)
The range of 2θ = 10.0° to 2θ = 30.0° in the obtained XRD profile is separated into three peaks: an orthorhombic (110) plane diffraction peak, an orthorhombic (200) plane diffraction peak, and an amorphous peak. Then, the crystallite size was calculated from the full width at half maximum of the (110) plane diffraction peak according to Scherrer's formula (Formula 1). The (110) plane diffraction peak and the (200) plane diffraction peak were approximated by a Voigt function, and the amorphous peak was approximated by a Gaussian function. The peak position of the amorphous peak was fixed at 2θ=19.6° and the full width at half maximum was fixed at 6.3°, and the peak position and full width at half maximum of the crystalline peak were not fixed, and the peak separation was performed. From the full width at half maximum of the (110) plane diffraction peak calculated by peak separation, the crystallite size was calculated by Scherrer's formula (Formula 1).

D(110)=Kλ/(β cos θ) Equation 1

{In the formula, D (110): crystallite size (nm)
K: 0.9 (constant)
λ: X-ray wavelength (nm)
β: (β 1 2 - β 2 2 ) 0.5
β 1 : full width at half maximum (rad) of peak (hkl) calculated as a result of peak separation
β 2 : Full width at half maximum (rad) of divergence of incident beam
θ: Bragg angle}

(12)プロピレンカーボネートの吸液性試験
微多孔膜からMDサンプル(MD50mm×TD10mm)及びTDサンプル(MD10mm×TD50mm)をそれぞれ短冊状に切り出した。次に、プロピレンカーボネートを入れたガラス製の水槽上に所定の高さの水平棒を設置し、その水平棒に短冊状のサンプルの端部を長辺が垂直方向と平行になるようにピン止めし、次いで、水平棒を降下させて試料片の端を10mmだけプロピレンカーボネートに浸漬させ、この浸漬後60分間においてプロピレンカーボネートが微多孔膜を上昇した位置の液面からの最大高さ(mm)を測定し、その測定値をMDおよびTDのプロピレンカーボネートの吸液高さとした。測定は25℃環境下で実施し、MDおよびTDでそれぞれ3回測定した平均の値を採用した。
(12) Liquid Absorbency Test of Propylene Carbonate An MD sample (MD50 mm×TD10 mm) and a TD sample (MD10 mm×TD50 mm) were cut out from the microporous membrane. Next, a horizontal bar of a predetermined height was placed on a glass water tank containing propylene carbonate, and the end of the strip-shaped sample was pinned to the horizontal bar so that the long side was parallel to the vertical direction. Then, the horizontal bar was lowered to immerse the end of the sample piece in propylene carbonate by 10 mm, and the maximum height (mm) from the liquid surface at the position where the propylene carbonate raised the microporous membrane for 60 minutes after this immersion. was measured, and the measured value was taken as the liquid absorption height of propylene carbonate in MD and TD. The measurement was carried out in an environment of 25° C., and the average value of 3 measurements each in MD and TD was adopted.

(13)電池試験 (13) Battery test

<サイクル試験>
下記に記載する実施例および比較例で組み立てた各電池を、25℃において、電流値3mA(約0.5C)で電池電圧4.3Vまで充電し、さらに4.3Vを保持するようにして電流値を3mAから絞り始めるという方法で、合計約3時間、電池作製後の最初の充電を行い、その後、電流値3mAで電池電圧3.0Vまで放電するというサイクルを繰り返した。そして、初期容量(第1回目のサイクルにおける容量)に対して80%の容量維持率を初めて下回ったサイクル数を用いて、以下の基準でサイクル特性を評価した。
サイクル特性の評価基準
A:300サイクル以上
B:200サイクル以上300サイクル未満
C:100サイクル以上200サイクル未満
D:50サイクル以上100サイクル未満
E:1サイクル以上50サイクル未満
<Cycle test>
Each battery assembled in Examples and Comparative Examples described below was charged at 25° C. with a current value of 3 mA (about 0.5 C) to a battery voltage of 4.3 V, and the current was kept at 4.3 V. A cycle of charging the battery for the first time after fabrication was performed for a total of about 3 hours by reducing the value from 3 mA, and then discharging to a battery voltage of 3.0 V at a current value of 3 mA was repeated. Then, the cycle characteristics were evaluated according to the following criteria, using the number of cycles at which the capacity retention rate fell below 80% for the first time with respect to the initial capacity (capacity in the first cycle).
Evaluation criteria for cycle characteristics A: 300 cycles or more B: 200 cycles or more and less than 300 cycles C: 100 cycles or more and less than 200 cycles D: 50 cycles or more and less than 100 cycles E: 1 cycle or more and less than 50 cycles

<初期過充電試験>
サイクル試験用のセルとは別に実施例に記載の方法で組み立てたセルに0.1Cの設定電流値で、4.3Vの定電流(CC)-定電圧(CV)充電(Cut Off条件を収束電流値0.03mA)を行なって通常充電量(i)を測定した。
通常充電量(i)を測定したセルとは別に新しいセルを作製し、20mA/cm2の設定電流値で、4.3VのCC-CV充電(Cut Off条件:25mAhまたは収束電流値0.03mA)を行なって過負荷充電池(ii)を測定した。
(ii)-(i)の値を、デンドライト短絡による過充電値として、下記基準に従い評価した。
[評価ランク]
A: 0.05mAh未満
B: 0.05mAh以上0.1未満
C: 0.1mAh以上0.5mAh未満
D: 0.5mAh以上1.0mAh未満
E: 1.0mAh以上20.0mAh以下
<Initial overcharge test>
A constant current (CC)-constant voltage (CV) charge of 4.3 V at a set current value of 0.1 C in a cell assembled by the method described in the example separately from the cell for the cycle test Convergence of the Cut Off condition A current value of 0.03 mA) was performed to measure the normal charge amount (i).
A new cell was prepared separately from the cell for which the normal charge amount (i) was measured, and a CC-CV charge of 4.3 V with a set current value of 20 mA / cm (Cut Off condition: 25 mAh or a convergence current value of 0.03 mA). was performed to measure the overloaded rechargeable battery (ii).
The value of (ii)-(i) was evaluated according to the following criteria as an overcharge value due to dendrite short-circuiting.
[Evaluation Rank]
A: Less than 0.05 mAh B: 0.05 mAh or more and less than 0.1 C: 0.1 mAh or more and less than 0.5 mAh D: 0.5 mAh or more and less than 1.0 mAh E: 1.0 mAh or more and 20.0 mAh or less

a.ポリオレフィン微多孔膜の作製
下記の条件でポリオレフィン微多孔膜a1~a12を作製した。ポリオレフィン微多孔膜の特性を表1に示す。
a. Preparation of Polyolefin Microporous Film Polyolefin microporous films a1 to a12 were prepared under the following conditions. Table 1 shows the properties of the polyolefin microporous membrane.

[a1]
ポリオレフィン微多孔膜を、以下の手順で作製した。樹脂原料の組成は、融点135℃、粘度平均分子量90万の高密度ポリエチレン93質量部、融点161℃、粘度平均分子量40万のアイソタクティックポリプロピレン7質量部であった。
前記樹脂組成に酸化防止剤としてペンタエリスリチル-テトラキス-[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]を適量加えてヘンシェルミキサーで混合した。得られた混合物をフィーダーにより二軸同方向スクリュー式押出機フィード口へ供給した。また溶融混練し、押し出される全混合物(100質量部)中に占める流動パラフィン(LP)量比が77.0質量部となるように、2回に分けて流動パラフィンを二軸押出機シリンダへサイドフィードで添加した。設定温度は、混練部は160℃、Tダイは200℃とした。続いて、溶融混練物をTダイよりシート状に押出し、表面温度90℃に制御された冷却ロールで冷却し、シート状成形物を得た。
[a1]
A polyolefin microporous membrane was produced by the following procedure. The composition of the resin raw material was 93 parts by mass of high-density polyethylene with a melting point of 135° C. and a viscosity average molecular weight of 900,000, and 7 parts by mass of isotactic polypropylene with a melting point of 161° C. and a viscosity average molecular weight of 400,000.
An appropriate amount of pentaerythrityl-tetrakis-[3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate] as an antioxidant was added to the resin composition and mixed with a Henschel mixer. The resulting mixture was fed by a feeder to the twin co-rotating screw extruder feed throat. In addition, liquid paraffin is divided into two times so that the liquid paraffin (LP) amount ratio in the total mixture (100 parts by mass) to be melted and extruded is 77.0 parts by mass. Side to the twin screw extruder cylinder. Added in the feed. The set temperatures were 160° C. for the kneading section and 200° C. for the T-die. Subsequently, the melt-kneaded product was extruded into a sheet form from a T-die and cooled with a cooling roll whose surface temperature was controlled to 90° C. to obtain a sheet-like molded product.

得られたシート状成形物を同時二軸延伸機に導き、一次延伸膜を得た(一次延伸工程)。設定延伸条件は、MD延伸倍率7倍、TD延伸倍率6.4倍、MD及びTDの二軸延伸温度121℃とした。次いで、得られた一次延伸膜を塩化メチレン槽に導き、十分に浸漬して、可塑剤である流動パラフィンを抽出除去した後、塩化メチレンを乾燥除去し、抽出膜を得た。 The obtained sheet-like molding was introduced into a simultaneous biaxial stretching machine to obtain a primary stretched film (primary stretching step). The stretching conditions were set to an MD stretching ratio of 7 times, a TD stretching ratio of 6.4 times, and a biaxial stretching temperature of 121°C in MD and TD. Next, the obtained primarily stretched membrane was introduced into a methylene chloride tank and fully immersed to extract and remove liquid paraffin, which is a plasticizer, and then methylene chloride was removed by drying to obtain an extracted membrane.

続いて、熱固定を行なうべく抽出膜をTD一軸テンターに導いた。熱固定工程として、TD延伸温度125℃、TD延伸倍率1.92倍の条件下での延伸操作の後、緩和温度125℃、緩和倍率0.78倍の条件下で緩和操作を行い、ポリオレフィン微多孔膜a1を得た。 Subsequently, the extracted membrane was led to a TD uniaxial tenter for heat setting. As a heat setting step, after stretching under the conditions of a TD stretching temperature of 125 ° C. and a TD stretching ratio of 1.92 times, a relaxation operation is performed under the conditions of a relaxation temperature of 125 ° C. and a relaxation ratio of 0.78 times, and the polyolefin is finely divided. A porous membrane a1 was obtained.

[a2]
a1と同様の方法でポリオレフィン微多孔膜を作製した後、ポリオレフィン微多孔膜をF2、O2及びN2ガスの濃度の部分圧力比が調節された混合ガスで処理し、ポリオレフィン微多孔膜a2を得た。F2と混合するO2及びN2の混合ガスは、大気(air)の組成と似て2:8の割合で混合し、F2と、O2及びN2の混合ガスの部分圧力を1:9に調節し、バッファタンクで混合して混合処理ガスを製造した。反応チャンバの中に作製したポリオレフィン微多孔膜を入れ、前記混合処理ガスを加えた。バッファタンクと真空状態の反応チャンバとの間にあるガスバルブで、30KPaの圧力条件になるようにして混合処理ガスの濃度を調節し、反応時間は20分に調節した。
[a2]
After producing a polyolefin microporous membrane in the same manner as in a1, the polyolefin microporous membrane is treated with a mixed gas in which the partial pressure ratio of the concentrations of F 2 , O 2 and N 2 gases is adjusted to obtain a polyolefin microporous membrane a2. got The mixed gas of O 2 and N 2 mixed with F 2 is mixed in a ratio of 2:8, similar to the composition of air, and the partial pressure of F 2 and mixed gas of O 2 and N 2 is 1 :9 and mixed in the buffer tank to produce a mixed process gas. The prepared polyolefin microporous membrane was placed in a reaction chamber, and the mixed process gas was added. A gas valve between the buffer tank and the evacuated reaction chamber adjusted the concentration of the mixed process gas to a pressure condition of 30 KPa, and the reaction time was adjusted to 20 minutes.

[a3]
樹脂原料の組成を、融点135℃、粘度平均分子量90万の高密度ポリエチレン70質量部、融点220℃、ASTM D1238に従って測定した温度240℃、荷重2.16kgにおけるメルトインデックスが3.0g/10minであるポリケトン20質量部、融点131℃、粘度平均分子量7万の無水マレイン酸変性ポリエチレン10質量部にとし、押し出される全混合物(100質量部)中に占める流動パラフィン(LP)の量比を65.0質量部とした以外はa1と同様の方法でポリオレフィン微多孔膜a3を作製した。
[a3]
The composition of the resin raw material was 70 parts by mass of high-density polyethylene with a melting point of 135 ° C. and a viscosity average molecular weight of 900,000, a melting point of 220 ° C., a temperature of 240 ° C. measured according to ASTM D1238, and a melt index of 3.0 g / 10 min at a load of 2.16 kg. 20 parts by mass of a certain polyketone, 10 parts by mass of maleic anhydride-modified polyethylene having a melting point of 131° C. and a viscosity average molecular weight of 70,000, and the amount ratio of liquid paraffin (LP) in the total mixture (100 parts by mass) to be extruded is 65.5 parts. A polyolefin microporous membrane a3 was produced in the same manner as for a1, except that the content was 0 parts by mass.

[a4]
樹脂原料の組成を、融点135℃、粘度平均分子量90万の高密度ポリエチレン70質量部、融点135℃、粘度平均分子量25万の高密度ポリエチレン30質量部とし、押し出される全混合物(100質量部)中に占める流動パラフィン(LP)の量比を75.0質量部とし、二軸延伸温度126℃とし、熱固定工程として、TD延伸倍率1.90倍の条件下での延伸操作の後、緩和温度136℃、緩和倍率0.84倍の条件下で緩和操作を行ったこと以外はa1と同様の方法でポリオレフィン微多孔膜a4を作製した。
[a4]
The composition of the resin raw material is 70 parts by mass of high density polyethylene with a melting point of 135 ° C. and a viscosity average molecular weight of 900,000, and 30 parts by mass of high density polyethylene with a melting point of 135 ° C. and a viscosity average molecular weight of 250,000, and the entire mixture (100 parts by mass) to be extruded. Liquid paraffin (LP) accounts for 75.0 parts by mass, the biaxial stretching temperature is 126 ° C., and as a heat setting step, the stretching operation is performed under the conditions of a TD stretching ratio of 1.90 times, followed by relaxation. A polyolefin microporous membrane a4 was produced in the same manner as a1, except that the relaxation operation was performed under the conditions of a temperature of 136° C. and a relaxation ratio of 0.84.

[a5]
樹脂原料の組成を、融点135℃、粘度平均分子量70万の高密度ポリエチレン40質量部、融点135℃、粘度平均分子量25万の高密度ポリエチレン40質量部、融点161℃、粘度平均分子量40万のアイソタクティックポリプロピレン5質量部、平均一次粒径が15nmであるシリカ「DM10C」(商標、トクヤマ社製。ジメチルジクロロシランで疎水処理実施)を15重量部とし、押し出される全混合物(100質量部)中に占める流動パラフィン(LP)の量比を70.0質量部とし、二軸延伸温度127℃とし、熱固定工程として、延伸温度129℃、TD延伸倍率1.90倍の条件下での延伸操作の後、緩和温度136℃、緩和倍率0.79倍の条件下で緩和操作を行ったこと以外はa1と同様の方法でポリオレフィン微多孔膜a5を作製した。
[a5]
40 parts by mass of high density polyethylene with a melting point of 135°C and a viscosity average molecular weight of 700,000; 40 parts by mass of high density polyethylene with a melting point of 135°C and a viscosity average molecular weight of 250,000; 5 parts by weight of isotactic polypropylene, 15 parts by weight of silica "DM10C" (trademark, manufactured by Tokuyama, subjected to hydrophobic treatment with dimethyldichlorosilane) having an average primary particle size of 15 nm, and extruded total mixture (100 parts by weight) The amount ratio of liquid paraffin (LP) is 70.0 parts by mass, the biaxial stretching temperature is 127 ° C., and the heat setting process is performed at a stretching temperature of 129 ° C. and a TD stretching ratio of 1.90 times. After the operation, a polyolefin microporous membrane a5 was produced in the same manner as a1, except that the relaxation operation was performed under the conditions of a relaxation temperature of 136° C. and a relaxation ratio of 0.79.

[a6]
樹脂原料の組成を、融点135℃、粘度平均分子量90万の高密度ポリエチレン30質量部、融点135℃、粘度平均分子量25万の高密度ポリエチレン70質量部とし、押し出される全混合物(100質量部)中に占める流動パラフィン(LP)の量比を71.0質量部とし、二軸延伸温度128℃とし、熱固定工程として、延伸温度128℃、TD延伸倍率1.70倍の条件下での延伸操作の後、緩和温度128℃、緩和倍率0.94倍の条件下で緩和操作を行ったこと以外はa1と同様の方法でポリオレフィン微多孔膜a6を作製した。
[a6]
The composition of the resin raw material is 30 parts by mass of high density polyethylene with a melting point of 135 ° C. and a viscosity average molecular weight of 900,000, and 70 parts by mass of high density polyethylene with a melting point of 135 ° C. and a viscosity average molecular weight of 250,000, and the entire mixture (100 parts by mass) to be extruded. Liquid paraffin (LP) accounts for 71.0 parts by mass, the biaxial stretching temperature is 128 ° C., and the heat setting step is performed at a stretching temperature of 128 ° C. and a TD stretching ratio of 1.70 times. After the operation, a microporous polyolefin membrane a6 was produced in the same manner as a1, except that the relaxation operation was performed under the conditions of a relaxation temperature of 128° C. and a relaxation ratio of 0.94.

[a7]
a4と同様の方法でポリオレフィン微多孔膜を作製した後、作製したポリオレフィン微多孔膜をプラズマ処理し、ポリオレフィン微多孔膜a7を得た。プラズマ処理は、大気圧下で誘電バリア放電タイプの電極を利用して、キャリアガスとして窒素を1分当たり300ml、反応ガスとして酸素を1分当たり1mlを注入して、電力を3.6kW、電圧を12kVとしてプラズマを放電させ、ポリオレフィン微多孔膜の両面を同時にプラズマと3秒間接触させた。前記プラズマ放電時の電極と微多孔膜間の距離は、3mmに固定した。
[a7]
After producing a polyolefin microporous membrane in the same manner as for a4, the produced polyolefin microporous membrane was plasma-treated to obtain a polyolefin microporous membrane a7. The plasma treatment utilizes dielectric barrier discharge type electrodes under atmospheric pressure, injecting 300 ml/min of nitrogen as carrier gas and 1 ml/min of oxygen as reaction gas at a power of 3.6 kW and a voltage of was set to 12 kV and the plasma was discharged, and both sides of the polyolefin microporous membrane were brought into contact with the plasma simultaneously for 3 seconds. The distance between the electrode and the microporous membrane during the plasma discharge was fixed at 3 mm.

[a8]
樹脂原料の組成を、融点135℃、粘度平均分子量70万の高密度ポリエチレン47.5質量部、融点135℃、粘度平均分子量25万の高密度ポリエチレン47.5質量部、融点161℃、粘度平均分子量40万のアイソタクティックポリプロピレン5質量部とし、押し出される全混合物(100質量部)中に占める流動パラフィン(LP)の量比を68.0質量部とし、二軸延伸温度120℃とし、熱固定工程として、延伸温度130℃、TD延伸倍率1.75倍の条件下での延伸操作の後、緩和温度131℃、緩和倍率0.86倍の条件下で緩和操作を行ったこと以外はa1と同様の方法で作製したポリオレフィン微多孔膜を、a2と同様の方法でF2と、O2及びN2の混合ガスで処理することでポリオレフィン微多孔膜a8を得た。
[a8]
47.5 parts by mass of high-density polyethylene with a melting point of 135°C and a viscosity average molecular weight of 700,000; 47.5 parts by mass of high-density polyethylene with a melting point of 135°C and a viscosity average molecular weight of 250,000; 5 parts by mass of isotactic polypropylene with a molecular weight of 400,000, the amount ratio of liquid paraffin (LP) in the total mixture (100 parts by mass) to be extruded is 68.0 parts by mass, the biaxial stretching temperature is 120 ° C., and heat As the fixing step, after the stretching operation under the conditions of the stretching temperature of 130 ° C. and the TD stretching ratio of 1.75 times, the relaxation operation was performed under the conditions of the relaxation temperature of 131 ° C. and the relaxation ratio of 0.86 times. A polyolefin microporous membrane a8 was obtained by treating a polyolefin microporous membrane prepared in the same manner as in a2 with a mixed gas of F 2 , O 2 and N 2 in the same manner as in a2.

[a9]
樹脂原料の組成を、融点135℃、粘度平均分子量70万の高密度ポリエチレン70質量部、融点135℃、粘度平均分子量25万の高密度ポリエチレン23質量部、融点161℃、粘度平均分子量40万、分子量分布6.0のアイソタクティックポリプロピレン7質量部とし、押し出される全混合物(100質量部)中に占める流動パラフィン(LP)の量比を71.0質量部とし、二軸延伸温度125℃とし、熱固定工程として、延伸温度130℃、TD延伸倍率1.90倍の条件下での延伸操作の後、緩和温度128℃、緩和倍率0.83倍の条件下で緩和操作を行ったこと以外はa1と同様の方法でポリオレフィン微多孔膜a9を作製した。
[a9]
The composition of the resin raw material is as follows: 70 parts by mass of high density polyethylene with a melting point of 135°C and a viscosity average molecular weight of 700,000; 23 parts by mass of high density polyethylene with a melting point of 135°C and a viscosity average molecular weight of 250,000; 7 parts by mass of isotactic polypropylene with a molecular weight distribution of 6.0, the amount ratio of liquid paraffin (LP) in the total mixture (100 parts by mass) to be extruded is 71.0 parts by mass, and the biaxial stretching temperature is 125 ° C. , As the heat setting step, the stretching operation was performed under the conditions of a stretching temperature of 130 ° C. and a TD stretching ratio of 1.90 times, followed by a relaxation operation under the conditions of a relaxation temperature of 128 ° C. and a relaxation ratio of 0.83 times. prepared a polyolefin microporous membrane a9 in the same manner as a1.

[a10]
2と、O2及びN2の混合ガスで処理を行わないこと以外はa8と同様の方法でポリオレフィン微多孔膜a10を得た。
[a10]
A microporous polyolefin membrane a10 was obtained in the same manner as a8, except that the treatment was not performed with a mixed gas of F2 , O2 and N2 .

[a11]
ASTM D1238に従って測定した温度190℃、荷重2.16kgにおけるメルトインデックスが0.25g/10minのポリプロピレン(PP)樹脂を2.5インチの押出機で溶融し、環状ダイへとギアポンプを使って供給した。ダイの温度は260℃に設定され、かつ溶融したポリマーは、吹込空気によって冷却された後、ロールに巻き取った。同様にして、温度190℃、荷重2.16kgにおけるメルトインデックスが0.38g/10minの高密度ポリエチレン(PE)樹脂を2.5インチの押出機で溶融し、環状ダイへとギアポンプを使って供給した。ダイの温度は230℃に設定され、かつ溶融したポリマーは、吹込空気によって冷却された後、ロールに巻き取った。ロールに巻き取られたポリプロピレンおよびポリエチレン前駆体(原反フィルム)は、それぞれ5μmの厚さを有し、次いで、PP及びPE前駆体をPP/PE/PPとなるように結着し、PP/PE/PPの3層構造を有する原反フィルムを得た。この原反フィルムは125℃で20分間アニールした。次いで、アニールされたフィルムは、室温で15%まで冷間延伸され、次いで115℃で1.5倍MDに熱間延伸され、125℃でMDに0.69倍に緩和した後、a2と同様の方法でF2、O2及びN2ガス処理することによりポリオレフィン微多孔膜a11を得た。
[a11]
Polypropylene (PP) resin with a melt index of 0.25 g/10 min at a temperature of 190° C. and a load of 2.16 kg measured according to ASTM D1238 was melted in a 2.5 inch extruder and fed to an annular die using a gear pump. . The temperature of the die was set at 260° C. and the molten polymer was cooled by blown air before being wound on a roll. Similarly, a high-density polyethylene (PE) resin with a melt index of 0.38 g/10 min at a temperature of 190° C. and a load of 2.16 kg is melted in a 2.5-inch extruder and fed to an annular die using a gear pump. did. The temperature of the die was set at 230° C. and the molten polymer was cooled by blown air before being wound on a roll. The polypropylene and polyethylene precursors (original films) wound into rolls each have a thickness of 5 μm, and then the PP and PE precursors are bound to form PP/PE/PP, and PP/ A raw film having a three-layer structure of PE/PP was obtained. This raw film was annealed at 125° C. for 20 minutes. The annealed film was then cold stretched to 15% at room temperature, then hot stretched to 1.5 times MD at 115°C, and after relaxation to 0.69 times MD at 125°C, similar to a2. A polyolefin microporous membrane a11 was obtained by treating with F 2 , O 2 and N 2 gases by the method of .

[a12]
樹脂原料の組成を、融点134℃、粘度平均分子量450万の超高分子量ポリエチレン70質量部、融点113℃、粘度平均分子量1000のポリエチレンワックス30質量部、さらに全体積に占める割合が36体積%となるように平均孔径0.1μm、BET比表面積11.6m/gの炭酸カルシウムを加えた。前記樹脂組成に酸化防止剤としてペンタエリスリチル-テトラキス-[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]を適量加えてヘンシェルミキサーで混合した。得られた混合物をフィーダーにより二軸同方向スクリュー式押出機フィード口へ供給し、設定温度200℃のTダイからシート状に押し出した。このシートを表面温度が150℃にて一対のロールを用いて圧延することで圧延シートを作成した。続いて、圧延シートを非イオン系界面活性剤0.5重量%を含む塩酸(4mol/L)に浸漬させることにより、炭酸カルシウムを除去し、続いてMDに7.0倍に延伸し、さらに倍率を固定して123℃で熱固定を行い、ポリオレフィン微多孔膜a12を得た。
[a12]
The composition of the resin raw material is 70 parts by mass of ultra-high molecular weight polyethylene with a melting point of 134 ° C. and a viscosity average molecular weight of 4.5 million, 30 parts by mass of polyethylene wax with a melting point of 113 ° C. and a viscosity average molecular weight of 1000, and the proportion of the total volume is 36% by volume. Calcium carbonate having an average pore size of 0.1 μm and a BET specific surface area of 11.6 m 2 /g was added so as to obtain the desired amount. An appropriate amount of pentaerythrityl-tetrakis-[3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate] as an antioxidant was added to the resin composition and mixed with a Henschel mixer. The resulting mixture was supplied to the feed port of a twin co-rotating screw type extruder using a feeder and extruded into a sheet from a T-die set at a temperature of 200°C. A rolled sheet was prepared by rolling this sheet using a pair of rolls at a surface temperature of 150°C. Subsequently, the rolled sheet was immersed in hydrochloric acid (4 mol / L) containing 0.5% by weight of a nonionic surfactant to remove calcium carbonate, then stretched 7.0 times in the MD, and further The magnification was fixed and heat setting was performed at 123° C. to obtain a polyolefin microporous membrane a12.

b.正極の作製
下記の条件で正極b1を作製した。
正極活物質としてリチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物(Li[Ni1/3Mn1/3Co1/3]O)を91.2質量部、導電材として、りん片状グラファイトとアセチレンブラックをそれぞれ2.3質量部、樹脂製バインダとしてポリフッ化ビニリデン(PVdF)を4.2質量部用意し、これらをN-メチルピロリドン(NMP)中に分散させてスラリーを調製した。このスラリーを正極集電体となる厚み20μmのアルミニウム箔の片面にダイコーターを用いて、正極活物質塗布量が120g/mとなるように塗布した。130℃で3分間の乾燥後、ロールプレス機を用いて、正極活物質かさ密度が2.90g/cmとなるように圧縮成形し、正極とした。これを面積2.00cmの円形に打ち抜いた。
b. Production of Positive Electrode A positive electrode b1 was produced under the following conditions.
91.2 parts by mass of lithium-nickel-manganese-cobalt composite oxide (Li[Ni 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 ]O 2 ) as a positive electrode active material, and flaky graphite and acetylene black as conductive materials. 2.3 parts by mass and 4.2 parts by mass of polyvinylidene fluoride (PVdF) as a resin binder were prepared, and these were dispersed in N-methylpyrrolidone (NMP) to prepare a slurry. This slurry was applied to one side of a 20 μm-thick aluminum foil serving as a positive electrode current collector using a die coater so that the positive electrode active material coating amount was 120 g/m 2 . After drying at 130° C. for 3 minutes, it was compression molded using a roll press so that the bulk density of the positive electrode active material was 2.90 g/cm 3 to obtain a positive electrode. This was punched into a circle with an area of 2.00 cm 2 .

c.負極の作製
下記の条件で負極c1、c2を作製した。
c. Production of Negative Electrode Negative electrodes c1 and c2 were produced under the following conditions.

[c1]
厚さ0.5mm,面積2.00cmの円形金属リチウム(本城金属)を、窒素雰囲気下のSUS製グローブボックス中で、高純度窒素ガス(99.99%)を定常的に供給し、金属リチウムを60℃の温度下で2時間放置することで表面に窒化リチウムが形成された金属リチウム負極c1を作製した。
[c1]
A circular lithium metal (Honjo Metal) with a thickness of 0.5 mm and an area of 2.00 cm 2 is placed in a SUS glove box under a nitrogen atmosphere, and high-purity nitrogen gas (99.99%) is constantly supplied, By leaving the metallic lithium at a temperature of 60° C. for 2 hours, a metallic lithium negative electrode c1 having lithium nitride formed on the surface was produced.

[c2]
厚さ0.5mm,面積2.00cmの円形金属リチウム(本城金属)を負極c2とした。
[c2]
A circular lithium metal (Honjo Metals Co., Ltd.) having a thickness of 0.5 mm and an area of 2.00 cm 2 was used as the negative electrode c2.

d.非水電解液の作製
下記の条件で電解液d1~d8を作製した。
d. Preparation of Nonaqueous Electrolyte Electrolyte solutions d1 to d8 were prepared under the following conditions.

[d1]
エチレンカーボネート:エチルメチルカーボネート=1:2(体積比)の混合溶媒に、溶質としてLiPFを濃度2.0mol/Lとなるように溶解させて調製し、電解液d1を得た。
[d1]
An electrolytic solution d1 was prepared by dissolving LiPF 6 as a solute in a mixed solvent of ethylene carbonate:ethyl methyl carbonate=1:2 (volume ratio) so as to have a concentration of 2.0 mol/L.

[d2]
エチレンカーボネート:エチルメチルカーボネート=1:2(体積比)の混合溶媒に、溶質としてLiPFを濃度1.3mol/Lとなるように溶解させて調製し、電解液d2を得た。
[d2]
An electrolytic solution d2 was prepared by dissolving LiPF 6 as a solute in a mixed solvent of ethylene carbonate:ethyl methyl carbonate=1:2 (volume ratio) so as to have a concentration of 1.3 mol/L.

[d3]
フルオロエチレンカーボネート:エチルメチルカーボネート=1:2(体積比)の混合溶媒に、溶質としてLiPFを濃度1.0mol/Lとなるように溶解させて調製し、電解液d3を得た。
[d3]
An electrolytic solution d3 was prepared by dissolving LiPF 6 as a solute in a mixed solvent of fluoroethylene carbonate:ethyl methyl carbonate=1:2 (volume ratio) so as to have a concentration of 1.0 mol/L.

[d4]
エチレンカーボネート:エチルメチルカーボネート=1:2(体積比)の混合溶媒に、溶質としてLiTFSIを濃度1.0mol/Lとなるように溶解させて調製し、電解液d4を得た。
[d4]
An electrolytic solution d4 was prepared by dissolving LiTFSI as a solute in a mixed solvent of ethylene carbonate:ethyl methyl carbonate=1:2 (volume ratio) so as to have a concentration of 1.0 mol/L.

[d5]
エチレンカーボネート:エチルメチルカーボネート=1:2(体積比)の混合溶媒に、溶質としてLiPFを濃度3.0mol/Lとなるように溶解させて調製し、電解液d5を得た。
[d5]
An electrolytic solution d5 was prepared by dissolving LiPF 6 as a solute in a mixed solvent of ethylene carbonate:ethyl methyl carbonate=1:2 (volume ratio) so as to have a concentration of 3.0 mol/L.

[d6]
イオン液体の1-エチル-3-メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート(EMIMBF)にLiPF濃度を1.0mol/Lとなるように溶解させて電解液を調製し、電解液d6を得た。
[d6]
An electrolytic solution was prepared by dissolving LiPF 6 in ionic liquid 1-ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate (EMIMBF 4 ) to a concentration of 1.0 mol/L to obtain electrolytic solution d6.

[d7]
テトラグライム(G4)とLiTFSIがモル比で1:1となるようビーカーに投入し、均一溶媒になるまで混合したものを調整し、電解液d7を得た。
[d7]
Tetraglyme (G4) and LiTFSI were put into a beaker so that the molar ratio was 1:1, and mixed until a homogeneous solvent was obtained to prepare an electrolytic solution d7.

[d8]
エチレンカーボネート:エチルメチルカーボネート=1:2(体積比)の混合溶媒に、溶質としてLiPFを濃度1.0mol/Lとなるように溶解させて調製し、電解液d8を得た。
[d8]
An electrolytic solution d8 was prepared by dissolving LiPF 6 as a solute in a mixed solvent of ethylene carbonate:ethyl methyl carbonate=1:2 (volume ratio) so as to have a concentration of 1.0 mol/L.

e.電池組立
<実施例1~11および比較例1~4>
前記工程a~bで作製したポリオレフィン微多孔膜、正極、負極、電解液の組み合わせを表2に示すように変え、下記の条件で実施例1~11および比較例1~4の電池を作製した。
アルゴンボックス中で正極の活物質と負極が対向するように、下から負極、セパレータ、正極の順に重ねた。この積層体を、容器本体と蓋が絶縁されている蓋付きステンレス金属製容器に、負極のリチウム箔、正極のアルミニウム箔が、それぞれ、容器本体、蓋と接するように収納することによりセルを得た。このセルを、減圧下、25℃で10時間乾燥させた。その後、アルゴンボックス中でこの容器内に非水電解液を注入して密閉し、電池を得た。実施例1~11、実施例12および比較例1~4のポリオレフィン微多孔膜、正極、負極、電解液の組み合わせを表2に示す。なお、負極c1を使用した場合は窒化リチウムの形成面をポリオレフィン微多孔膜側に対向して電池を組み立てた。
e. Battery Assembly <Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 to 4>
Batteries of Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 to 4 were produced under the following conditions by changing the combination of the polyolefin microporous film, the positive electrode, the negative electrode, and the electrolytic solution prepared in the steps a to b as shown in Table 2. .
In an argon box, the negative electrode, the separator, and the positive electrode were stacked in this order so that the active material of the positive electrode and the negative electrode faced each other. A cell is obtained by housing this laminate in a lidded stainless metal container in which the container body and the lid are insulated so that the lithium foil of the negative electrode and the aluminum foil of the positive electrode are in contact with the container body and the lid, respectively. rice field. The cell was dried at 25° C. for 10 hours under reduced pressure. Thereafter, a non-aqueous electrolyte was injected into this container in an argon box and the container was sealed to obtain a battery. Table 2 shows the combinations of the polyolefin microporous membranes, positive electrodes, negative electrodes, and electrolytes of Examples 1 to 11, Examples 12 and Comparative Examples 1 to 4. When the negative electrode c1 was used, the battery was assembled with the lithium nitride formation surface facing the polyolefin microporous membrane side.

<実施例12>
ポリフッ化ビニリデン樹脂粒子(融点140℃、粒径0.2μm)をアセトンに8.0wt%となるように溶解させ、塗工液を調整した。調整した塗工液を、上記a1と同様の方法で作製したポリオレフィン微多孔膜の片面にバーコーターで塗布し、40℃で1時間乾燥させ、片面にPVdFが塗布されたセパレータを得た。PVdF層の塗布量は3.2g/mであった。得られたPVdF塗布セパレータおよび、正極b1、負極c2、電解液d2を用いて実施例1~11および比較例1~4と同様の方法で電池を組み立てた。なお、セパレータのPVdF塗布面は負極に対向するように配置した。
<Example 12>
Polyvinylidene fluoride resin particles (melting point: 140° C., particle size: 0.2 μm) were dissolved in acetone to a concentration of 8.0 wt % to prepare a coating liquid. The prepared coating liquid was applied to one side of a polyolefin microporous membrane prepared in the same manner as in a1 above with a bar coater and dried at 40° C. for 1 hour to obtain a separator coated with PVdF on one side. The coating weight of the PVdF layer was 3.2 g/m 2 . Batteries were assembled in the same manner as in Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 to 4 using the obtained PVdF-coated separator, positive electrode b1, negative electrode c2, and electrolytic solution d2. The PVdF-coated surface of the separator was arranged so as to face the negative electrode.

実施例1~12および比較例1~4の構成と電池評価結果を表2に示す。 Table 2 shows the configurations and battery evaluation results of Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 to 4.

Figure 2022181111000001
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Figure 2022181111000002
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Figure 2022181111000004
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Figure 2022181111000005
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Claims (11)

プロピレンカーボネートの吸液性試験において長手方向(MD)および幅方向(TD)の吸液高さが、1.0mm以上50mm以下であり、
MDおよびTDの引張弾性率が3000kgf/cm以上である、
ポリオレフィン微多孔膜。
In the liquid absorption test of propylene carbonate, the liquid absorption height in the longitudinal direction (MD) and the width direction (TD) is 1.0 mm or more and 50 mm or less,
The tensile elastic modulus in MD and TD is 3000 kgf/cm 2 or more,
Polyolefin microporous membrane.
気液法によって算出される孔数が70個/μm以上、500個/μm以下である多孔質層を有する、請求項1に記載のポリオレフィン微多孔膜。 2. The polyolefin microporous membrane according to claim 1, having a porous layer having a number of pores calculated by a gas-liquid method of 70/μm 2 or more and 500/μm 2 or less. 前記多孔質層の窒素ガス吸着試験により測定される細孔直径98nm以下の一点法全細孔容積が、全気孔体積の20%以上、85%以下である、請求項2に記載のポリオレフィン微多孔膜。 The polyolefin microporous according to claim 2, wherein the porous layer has a pore diameter of 98 nm or less and a total pore volume of 20% or more and 85% or less of the total pore volume measured by a nitrogen gas adsorption test. film. 前記ポリオレフィン微多孔膜は、温度25℃、圧力10MPa、及び圧縮時間3分間の条件下での圧縮試験において、圧縮率が35%以下であり、かつ圧縮後気孔率が35%以上である、請求項1~3のいずれか1項に記載のポリオレフィン微多孔膜。 The polyolefin microporous membrane has a compression rate of 35% or less and a porosity after compression of 35% or more in a compression test under conditions of a temperature of 25° C., a pressure of 10 MPa, and a compression time of 3 minutes. The polyolefin microporous membrane according to any one of items 1 to 3. 前記ポリオレフィン微多孔膜の主成分が、ポリエチレンであり、かつ小角X線散乱(SAXS)法により測定される前記ポリエチレンの結晶長周期が、30.0nm以上である、請求項1~4のいずれか1項に記載のポリオレフィン微多孔膜。 Any one of claims 1 to 4, wherein the main component of the polyolefin microporous membrane is polyethylene, and the crystal length period of the polyethylene measured by a small angle X-ray scattering (SAXS) method is 30.0 nm or more. 2. The polyolefin microporous membrane according to item 1. 前記ポリオレフィン微多孔膜の主成分が、ポリエチレンであり、かつ
広角X線散乱(WAXS)法により測定される前記ポリエチレンの結晶子サイズが、35.0nm以下である、請求項1~5のいずれか1項に記載のポリオレフィン微多孔膜。
Any one of claims 1 to 5, wherein the main component of the polyolefin microporous membrane is polyethylene, and the crystallite size of the polyethylene measured by a wide-angle X-ray scattering (WAXS) method is 35.0 nm or less. 2. The polyolefin microporous membrane according to item 1.
プロピレンカーボネートの吸液性試験においてMDおよびTDの吸液高さが1.0mm以上50mm以下であり、MDおよびTDの引張弾性率が3000kgf/cm以上であるポリオレフィン微多孔膜をセパレータとして備える、リチウムイオン電池。 A polyolefin microporous membrane having a liquid absorption height of 1.0 mm or more and 50 mm or less in MD and TD in a propylene carbonate liquid absorption test and a tensile modulus of elasticity in MD and TD of 3000 kgf/cm 2 or more is provided as a separator. Lithium-ion battery. 前記セパレータと金属負極との間にイオン伝導層が存在する、請求項7に記載のリチウムイオン電池。 8. The lithium ion battery of claim 7, wherein an ion-conducting layer is present between the separator and the metal negative electrode. 前記イオン伝導層が、無機物から成る、請求項7又は8に記載のリチウムイオン電池。 9. The lithium ion battery according to claim 7, wherein said ion conductive layer is made of inorganic material. 下記1~4:
1.Liイオン濃度が1.3mol/L以上である;
2.ビスフルオロスルホニルイミド構造を有する電解質塩を含む;
3.水素原子がハロゲン原子で置換されたカーボネートを含む;及び
4.電解液がイオン液体である;
のうちの少なくとも1つを特徴とする電解液を含む、請求項7~9のいずれか1項に記載のリチウムイオン電池。
1 to 4 below:
1. Li ion concentration is 1.3 mol / L or more;
2. containing an electrolyte salt having a bisfluorosulfonylimide structure;
3. 4. including carbonates in which hydrogen atoms are replaced with halogen atoms; the electrolyte is an ionic liquid;
Lithium ion battery according to any one of claims 7 to 9, comprising an electrolyte characterized by at least one of
請求項1~6のいずれか1項に記載のポリオレフィン微多孔膜を前記セパレータとして備える、請求項7~10のいずれか1項に記載のリチウムイオン電池。 The lithium ion battery according to any one of claims 7 to 10, comprising the polyolefin microporous membrane according to any one of claims 1 to 6 as the separator.
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