JP2023003220A - Separator for non-aqueous electrolyte battery - Google Patents

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有紀 太田
Arinori Ota
能久 乾
Yoshihisa Inui
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Abstract

To provide a separator for a non-aqueous electrolyte battery that can form a non-aqueous electrolyte battery having high heat resistance and excellent capacity retention ratio.SOLUTION: A separator for a non-aqueous electrolyte battery contains non-woven fabric and resin, and has a white index of 30 to 75.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、非水電解質電池用セパレータ、及び該非水電解質電池用セパレータを含む非水電解質電池に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a non-aqueous electrolyte battery separator and a non-aqueous electrolyte battery including the non-aqueous electrolyte battery separator.

近年、携帯電話、ノート型パソコン、パッド型情報端末機器などの携帯端末や電気自動車及びハイブリット自動車等の普及に伴い、種々の非水電解質電池が開発されている。リチウムイオン二次電池などの非水電解質電池はその用途に応じて、形態、容量及び性能等において異なるが、一般的に、セパレータ(分離膜)を介して正極と負極を設置し、LiPF、LiBF、LiTFSI[リチウム(ビストリフルオロメチルスルホニルイミド)]、LiFSI[リチウム(ビスフルオロスルホニルイミド)]のようなリチウム塩をエチレンカーボネート等の有機液体に溶解させた電解液と共に容器内に収納した構造を有している。 2. Description of the Related Art In recent years, various non-aqueous electrolyte batteries have been developed with the spread of mobile terminals such as mobile phones, laptop computers, and pad-type information terminal devices, electric vehicles, hybrid vehicles, and the like. Non-aqueous electrolyte batteries such as lithium-ion secondary batteries differ in form, capacity, performance, etc., depending on their use. A structure in which a lithium salt such as LiBF 4 , LiTFSI [lithium (bistrifluoromethylsulfonylimide)], or LiFSI [lithium (bisfluorosulfonylimide)] is contained in a container together with an electrolytic solution in which an organic liquid such as ethylene carbonate is dissolved. have.

上記のような構造を有する非水電解質電池では水系電池と比較して、外熱による温度上昇、過充電、内部短絡や外部短絡等による発煙、発火、破裂等の危険性が生じやすく、高い安全性が要求されている。安全性の観点から、シャットダウン機能をもつポリプロピレン等のセパレータや、アラミド樹脂等でコートされた耐熱コートセパレータが知られている。また、耐熱性を有する多孔膜(多孔質フィルム)等から構成されているセパレータ、例えば、不織布等の多孔シートを耐熱性樹脂で被覆した親和性多孔シートも知られている(特許文献1)。 Compared to water-based batteries, non-aqueous electrolyte batteries with the above structure are more susceptible to temperature rise due to external heat, overcharging, and smoke, fire, and explosion risks due to internal and external short circuits, etc., and are highly safe. gender is required. From the viewpoint of safety, a separator such as polypropylene having a shutdown function and a heat-resistant coated separator coated with aramid resin or the like are known. Also known is a separator composed of a heat-resistant porous film (porous film), for example, an affinity porous sheet in which a porous sheet such as a nonwoven fabric is coated with a heat-resistant resin (Patent Document 1).

特許第5944808号Patent No. 5944808

しかし、本発明者の検討によれば、ポリプロピレン等のセパレータや、アラミド樹脂等でコートされた耐熱コートセパレータは、非常に高い温度条件下では膜収縮が生じてしまい、耐熱性が十分でない場合があることがわかった。また特許文献1のようなセパレータを用いた電池は、繰り返し充放電させると、微小短絡し易くなり、電池容量が低下しやすく、十分な容量保持率を得られない場合があることがわかった。 However, according to the study of the present inventors, separators such as polypropylene and heat-resistant coated separators coated with aramid resin, etc., may cause film shrinkage under extremely high temperature conditions, and may not have sufficient heat resistance. It turns out there is. In addition, it has been found that when a battery using a separator such as that disclosed in Patent Document 1 is repeatedly charged and discharged, micro short-circuiting tends to occur, the battery capacity tends to decrease, and sufficient capacity retention cannot be obtained in some cases.

従って、本発明の目的は、高い耐熱性を有するとともに、容量保持率に優れた非水電解質電池を形成可能な非水電解質電池用セパレータ、及び該非水電解質電池を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a separator for a non-aqueous electrolyte battery that has high heat resistance and is capable of forming a non-aqueous electrolyte battery with excellent capacity retention, and the non-aqueous electrolyte battery.

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、不織布と樹脂とを含む非水電解質電池用セパレータにおいて、ホワイトインデックスを30~75に調整すれば、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。本発明には、以下の態様が含まれる。 As a result of intensive studies aimed at solving the above problems, the present inventor found that the above problems can be solved by adjusting the white index to 30 to 75 in a non-aqueous electrolyte battery separator containing a nonwoven fabric and a resin. , completed the present invention. The present invention includes the following aspects.

[1]不織布と樹脂とを含み、ホワイトインデックスは30~75である、非水電解質電池用セパレータ。
[2]イエローインデックスは-10~2.0である、[1]に記載の非水電解質電池用セパレータ。
[3]前記不織布は、ポリアミド樹脂系繊維、ポリイミド系繊維、ポリアミドイミド系繊維、ポリエーテルイミド系繊維、ポリアクリロニトリル系繊維、ポリビニルアルコール系繊維、及びポリエステル系繊維からなる群から選択される少なくとも1つを含んでなる、[1]又は[2]に記載の非水電解質電池用セパレータ。
[4]前記樹脂は水溶性樹脂である、[1]~[3]のいずれかに記載の非水電解質電池用セパレータ。
[5]前記樹脂はポリビニルアルコール系樹脂である、[1]~[4]のいずれかに記載の非水電解質電池用セパレータ。
[6]ポリビニルアルコール系樹脂は、ポリビニルアルコール樹脂、エチレン-ビニルアルコール樹脂、及びポリビニルアセタール樹脂からなる群から選択される少なくとも1つである、[5]に記載の非水電解質電池用セパレータ。
[7]前記樹脂は多孔膜として存在している、[1]~[6]のいずれかに記載の非水電解質電池用セパレータ。
[8]耐熱性フィラーを実質的に含まない、[1]~[7]のいずれかに記載の非水電解質電池用セパレータ。
[9][1]~[8]のいずれかに記載の非水電解質電池用セパレータを含む、非水電解質電池。
[1] A non-aqueous electrolyte battery separator comprising a non-woven fabric and a resin and having a white index of 30 to 75.
[2] The separator for non-aqueous electrolyte batteries according to [1], which has a yellow index of -10 to 2.0.
[3] The nonwoven fabric is at least one selected from the group consisting of polyamide resin fibers, polyimide fibers, polyamideimide fibers, polyetherimide fibers, polyacrylonitrile fibers, polyvinyl alcohol fibers, and polyester fibers. The separator for non-aqueous electrolyte batteries according to [1] or [2], comprising:
[4] The non-aqueous electrolyte battery separator according to any one of [1] to [3], wherein the resin is a water-soluble resin.
[5] The nonaqueous electrolyte battery separator according to any one of [1] to [4], wherein the resin is a polyvinyl alcohol resin.
[6] The non-aqueous electrolyte battery separator according to [5], wherein the polyvinyl alcohol resin is at least one selected from the group consisting of polyvinyl alcohol resin, ethylene-vinyl alcohol resin, and polyvinyl acetal resin.
[7] The separator for non-aqueous electrolyte batteries according to any one of [1] to [6], wherein the resin exists as a porous film.
[8] The non-aqueous electrolyte battery separator according to any one of [1] to [7], which does not substantially contain a heat-resistant filler.
[9] A non-aqueous electrolyte battery comprising the separator for non-aqueous electrolyte batteries according to any one of [1] to [8].

本発明の非水電解質電池用セパレータは、高い耐熱性を有するとともに、容量保持率に優れた非水電解質電池を形成できる。そのため、本発明の非水電解質電池用セパレータは非水電解質電池に好適に使用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The separator for a non-aqueous electrolyte battery of the present invention can form a non-aqueous electrolyte battery having high heat resistance and excellent capacity retention. Therefore, the separator for non-aqueous electrolyte batteries of the present invention can be suitably used for non-aqueous electrolyte batteries.

[非水電解質電池用セパレータ]
本発明の非水電解質電池用セパレータは、不織布と樹脂とを含み、ホワイトインデックス(WIと表記することがある)が30~75である。
[Separator for non-aqueous electrolyte battery]
The non-aqueous electrolyte battery separator of the present invention contains a non-woven fabric and a resin, and has a white index (also referred to as WI) of 30-75.

本発明者は、セパレータのWIを30~75に調整すると、驚くべきことに、セパレータの耐熱性を向上でき、かつ該セパレータを含む電池を繰り返し充放電させることによる電池容量の低下を有効に抑制できることを見出した。理由は定かではないが、WIの数値は、不織布と樹脂とが複合化した複合化物の光拡散性に基づいて、複合化物の構造形態を反映するものであり、WIが30~75を示す特定の複合化構造が、セパレータの不織布による高温熱収縮の抑止能の向上、及び、微小短絡を充填樹脂が抑止することによる電池容量保持能の向上に寄与するためだと推定される。なお、本明細書において、非水電解質電池用セパレータを単に「セパレータ」ということがある。 The present inventors found that adjusting the WI of the separator to 30 to 75 surprisingly improves the heat resistance of the separator and effectively suppresses the decrease in battery capacity caused by repeated charging and discharging of a battery containing the separator. I found what I can do. Although the reason is not clear, the numerical value of WI reflects the structural form of the composite based on the light diffusibility of the composite in which the nonwoven fabric and the resin are composited. It is presumed that the composite structure of (1) contributes to the improvement of the ability to prevent high-temperature heat shrinkage due to the nonwoven fabric of the separator and the improvement of the battery capacity retention ability due to the prevention of micro short circuits by the filling resin. In this specification, the separator for non-aqueous electrolyte batteries may be simply referred to as "separator".

<不織布>
本発明における不織布を構成する繊維材料としては、特に限定されず、例えばポリオレフィン系繊維、セルロース系繊維、(メタ)アクリル系繊維、ポリビニルアルコール系繊維、塩化ビニル系繊維、スチレン系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、ポリカーボネート系繊維、ポリウレタン系繊維などが挙げられる。これらの繊維のうち、セパレータの耐熱性を高めやすい観点から、不織布は、ポリアミド系繊維、ポリイミド系繊維、ポリアミドイミド系繊維、ポリエーテルイミド系繊維、ポリアクリロニトリル系繊維、ポリビニルアルコール系繊維、及びポリエステル系繊維からなる群から選択される少なくとも1つを含んでなることが好ましく、ポリアミド系繊維、ポリビニルアルコール系繊維及びポリエステル系繊維からなる群から選択される少なくとも1つを含んでなることがより好ましく、ポリビニルアルコール系繊維及び/又はポリエステル系繊維を含んでなることがさらに好ましい。
<Nonwoven fabric>
The fiber material constituting the nonwoven fabric in the present invention is not particularly limited, and examples include polyolefin fibers, cellulose fibers, (meth)acrylic fibers, polyvinyl alcohol fibers, vinyl chloride fibers, styrene fibers, and polyester fibers. , polyamide fibers, polycarbonate fibers, and polyurethane fibers. Among these fibers, from the viewpoint of easily increasing the heat resistance of the separator, nonwoven fabrics include polyamide fiber, polyimide fiber, polyamideimide fiber, polyetherimide fiber, polyacrylonitrile fiber, polyvinyl alcohol fiber, and polyester. Preferably, it contains at least one selected from the group consisting of poly-based fibers, more preferably at least one selected from the group consisting of polyamide-based fibers, polyvinyl alcohol-based fibers and polyester-based fibers. , polyvinyl alcohol fibers and/or polyester fibers.

ポリビニルアルコール系繊維は、セパレータの電池の容量保持率を高めやすい観点から、ポリビニルアルコール繊維、エチレン-ビニルアルコール繊維、及びポリビニルアセタール繊維からなる群から選択される少なくとも1つであることが好ましく、ポリビニルアルコール繊維であることがより好ましい。 The polyvinyl alcohol-based fiber is preferably at least one selected from the group consisting of polyvinyl alcohol fiber, ethylene-vinyl alcohol fiber, and polyvinyl acetal fiber, from the viewpoint of easily increasing the battery capacity retention rate of the separator. Alcohol fibers are more preferred.

ポリビニルアルコール繊維、エチレン-ビニルアルコール繊維、及びポリビニルアセタール繊維は、それぞれ、<樹脂>の項に記載のポリビニルアルコール樹脂からなる繊維、<樹脂>の項に記載のエチレン-ビニルアルコール樹脂からなる繊維、及び<樹脂>の項に記載のポリビニルアセタール樹脂からなる繊維であることが好ましい。 The polyvinyl alcohol fiber, the ethylene-vinyl alcohol fiber, and the polyvinyl acetal fiber are respectively the fiber made of the polyvinyl alcohol resin described in the <Resin> section, the ethylene-vinyl alcohol resin described in the <Resin> section, and fibers made of the polyvinyl acetal resin described in the <Resin> section.

ポリエステル系繊維としては、ポリエステル系樹脂からなる繊維を示し、ポリエステル系樹脂は、主鎖中の主要な結合をエステル結合とする高分子を示し、例えばジカルボン酸由来の構成単位及びジオール由来の構成単位、及び/又はヒドロキシカルボン酸由来の構成単位などを含むことができる。なお、本明細書において、「由来の構成単位」を単に「単位」という場合があり、例えばジカルボン酸由来の構成単位をジカルボン酸単位、ジオール由来の構成単位をジオール単位、ヒドロキシカルボン酸由来の構成単位をヒドロキシカルボン酸単位等と称する場合がある。 The polyester fiber refers to a fiber made of a polyester resin, and the polyester resin refers to a polymer having an ester bond as the main bond in the main chain, such as a structural unit derived from a dicarboxylic acid and a structural unit derived from a diol. , and/or structural units derived from hydroxycarboxylic acid. In the present specification, the “structural unit derived from” may be simply referred to as “unit”. A unit may be called a hydroxycarboxylic acid unit or the like.

ポリエステル系樹脂において、ジカルボン酸単位を構成するジカルボン酸としては、例えば、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸等の脂肪族ジカルボン酸;シクロヘキサンジカルボン酸、ノルボルネンジカルボン酸、トリシクロデカンジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸;テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ビフェニルジカルボン酸、ジフェニルエーテルジカルボン酸、ジフェニルスルホンジカルボン酸、ジフェニルケトンジカルボン酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、1,4-ナフタレンジカルボン酸、2,7-ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸;及びこれらのエステル形成性誘導体などが挙げられる。これらの中でも、セパレータの耐熱性及び電池の容量保持率を高めやすい観点から、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸が好ましく、テレフタル酸がより好ましい。ジカルボン酸は単独又は二種以上組み合わせて使用できる。 In the polyester-based resin, examples of the dicarboxylic acid constituting the dicarboxylic acid unit include aliphatic dicarboxylic acids such as malonic acid, succinic acid, adipic acid, azelaic acid, and sebacic acid; cyclohexanedicarboxylic acid, norbornene dicarboxylic acid, and tricyclodecane. Alicyclic dicarboxylic acids such as dicarboxylic acids; terephthalic acid, isophthalic acid, phthalic acid, biphenyldicarboxylic acid, diphenyletherdicarboxylic acid, diphenylsulfonedicarboxylic acid, diphenylketonedicarboxylic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 1,4-naphthalene dicarboxylic acids, aromatic dicarboxylic acids such as 2,7-naphthalenedicarboxylic acid; and ester-forming derivatives thereof. Among these, terephthalic acid and naphthalene dicarboxylic acid are preferable, and terephthalic acid is more preferable, from the viewpoint of easily increasing the heat resistance of the separator and the capacity retention of the battery. A dicarboxylic acid can be used individually or in combination of 2 or more types.

ポリエステル系樹脂において、ジオール単位を構成するジオールとしては、例えばエチレングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、メチルペンタンジオール、ジエチレングリコール、1,4-ブチレングリコール等の脂肪族ジオール;シクロヘキサンジメタノール(例えば1,2-シクロヘキサンジメタノール、1,3-シクロヘキサンジメタノール、1,4-シクロヘキサンジメタノール)、ノルボルネンジメタノール、トリシクロデカンジメタノール等の脂環式ジオール;ビフェノール(例えば4,4’-ビフェノール)、ヒドロキノン等の芳香族ジオールなどが挙げられる。これらの中でも、セパレータの耐熱性及び電池の容量保持率を高めやすい観点から、エチレングリコール等の脂肪族ジオール、4,4’-ビフェノール等の芳香族ジオールが好ましい。ジオールは単独又は二種以上組み合わせて使用できる。 In the polyester-based resin, the diol constituting the diol unit includes, for example, ethylene glycol, trimethylene glycol, tetramethylene glycol, hexamethylene glycol, neopentyl glycol, methylpentanediol, diethylene glycol, and 1,4-butylene glycol. Diol; cyclohexanedimethanol (eg, 1,2-cyclohexanedimethanol, 1,3-cyclohexanedimethanol, 1,4-cyclohexanedimethanol), norbornenedimethanol, tricyclodecanedimethanol and other cycloaliphatic diols; biphenol ( 4,4'-biphenol), aromatic diols such as hydroquinone, and the like. Among these, aliphatic diols such as ethylene glycol and aromatic diols such as 4,4'-biphenol are preferable from the viewpoint of easily increasing the heat resistance of the separator and the capacity retention of the battery. A diol can be used individually or in combination of 2 or more types.

ポリエステル系樹脂において、ヒドロキシカルボン酸単位を構成するヒドロキシカルボン酸としては、例えば10-ヒドロキシオクタデカン酸、乳酸、ヒドロキシアクリル酸、2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオン酸、ヒドロキシ酪酸等の脂肪族ヒドロキシカルボン酸;ヒドロキシメチルシクロヘキサンカルボン酸、ヒドロキシメチルノルボルネンカルボン酸、ヒドロキシメチルトリシクロデカンカルボン酸等の脂環式ヒドロキシカルボン酸;ヒドロキシ安息香酸(例えばパラヒドロキシ安息香酸)、ヒドロキシトルイル酸、ヒドロキシナフトエ酸(例えば6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸)、3-(ヒドロキシフェニル)プロピオン酸、ヒドロキシフェニル酢酸、3-ヒドロキシ-3-フェニルプロピオン酸等の芳香族ヒドロキシカルボン酸;及びこれらのエステル形成性誘導体などが挙げられる。これらの中でも、セパレータの耐熱性及び電池の容量保持率を高めやすい観点から、ヒドロキシ安息香酸、6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸等の芳香族ヒドロキシカルボン酸が好ましい。これらのヒドロキシカルボン酸は単独又は二種以上組み合わせて使用できる。また、ポリエステル系樹脂は、ジカルボン酸単位、ジオール単位、及びヒドロキシカルボン酸単位以外の他の構成単位を含んでいてよい。 In the polyester resin, the hydroxycarboxylic acid constituting the hydroxycarboxylic acid unit includes aliphatic hydroxycarboxylic acids such as 10-hydroxyoctadecanoic acid, lactic acid, hydroxyacrylic acid, 2-hydroxy-2-methylpropionic acid, and hydroxybutyric acid. alicyclic hydroxycarboxylic acids such as hydroxymethylcyclohexanecarboxylic acid, hydroxymethylnorbornenecarboxylic acid, and hydroxymethyltricyclodecanecarboxylic acid; hydroxybenzoic acid (e.g., parahydroxybenzoic acid), hydroxytoluic acid, hydroxynaphthoic acid (e.g., 6 -hydroxy-2-naphthoic acid), 3-(hydroxyphenyl)propionic acid, hydroxyphenylacetic acid, aromatic hydroxycarboxylic acids such as 3-hydroxy-3-phenylpropionic acid; and ester-forming derivatives thereof. . Among these, aromatic hydroxycarboxylic acids such as hydroxybenzoic acid and 6-hydroxy-2-naphthoic acid are preferable from the viewpoint of easily increasing the heat resistance of the separator and the capacity retention of the battery. These hydroxycarboxylic acids can be used alone or in combination of two or more. Moreover, the polyester-based resin may contain structural units other than the dicarboxylic acid unit, the diol unit, and the hydroxycarboxylic acid unit.

本発明の一実施態様において、ポリエステル系樹脂におけるジカルボン酸単位とジオール単位との割合は、好ましくは10:1~1:10、より好ましくは5:1~1:5、さらに好ましくは2:1~1:2、特に好ましくは1.5:1~1.5であってよい。 In one embodiment of the present invention, the ratio of the dicarboxylic acid unit to the diol unit in the polyester resin is preferably 10:1 to 1:10, more preferably 5:1 to 1:5, still more preferably 2:1. to 1:2, particularly preferably 1.5:1 to 1.5.

本発明の一実施形態において、ポリエステル系繊維は、例えば、ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリトリメチレンテレフタレート繊維、ポリブチレンテレフタレート繊維等のポリアルキレンテレフタレート繊維、ポリ乳酸繊維、溶融液晶形成性ポリエステル繊維等が挙げられ、これらの中でも、セパレータの耐熱性を高めやすい観点から、ポリエステル系繊維は、ポリエチレンテレフタレート繊維及び/又は溶融液晶形成性ポリエステル繊維であることが好ましい。 In one embodiment of the present invention, polyester fibers include, for example, polyalkylene terephthalate fibers such as polyethylene terephthalate fiber, polytrimethylene terephthalate fiber, polybutylene terephthalate fiber, polylactic acid fiber, molten liquid crystal forming polyester fiber, and the like. Among these, the polyester fiber is preferably polyethylene terephthalate fiber and/or molten liquid crystal forming polyester fiber from the viewpoint of easily increasing the heat resistance of the separator.

不織布の種類としては、湿式法や乾式法によって形成された不織布、メルトブローン不織布、スパンレース不織布、サーマルボンド不織布、ニードルパンチ法によって形成された不織布等が挙げられる。また、不織布の基布の組織としては、平織、綾織等が挙げられる。 The types of nonwoven fabrics include nonwoven fabrics formed by wet and dry processes, meltblown nonwoven fabrics, spunlaced nonwoven fabrics, thermal bonded nonwoven fabrics, and nonwoven fabrics formed by needle punching. Further, examples of the structure of the base fabric of the nonwoven fabric include plain weave and twill weave.

不織布には、必要に応じて着色剤、無機フィラー、酸化防止剤、紫外線吸収剤等の通常使用され得る添加剤及び/又は熱可塑性エラストマーを本発明の効果を阻害しない範囲で添加してよい。 If necessary, the nonwoven fabric may be added with commonly used additives such as colorants, inorganic fillers, antioxidants, ultraviolet absorbers, and/or thermoplastic elastomers to the extent that the effects of the present invention are not impaired.

前記溶融液晶形成性ポリエステル繊維を構成する溶融液晶形成性ポリエステルは、耐熱性、耐薬品性に優れた樹脂である。本明細書において、溶融液晶形成性は、溶融相において光学的異方性(液晶性)を示す性質を示し、溶融液晶形成性ポリエステルとは、溶融液晶形成性を示すポリエステルを意味する。「溶融液晶形成性」であることは、例えば、試料をホットステージに載せ窒素雰囲気下で加熱し、試料の透過光を観察することにより認定できる。溶融液晶形成性ポリエステルは、例えば芳香族ジオール、芳香族ジカルボン酸、芳香族ヒドロキシカルボン酸等に由来する反復構成単位からなり、本発明の効果を損なわない限り、芳香族ジオール、芳香族ジカルボン酸、芳香族ヒドロキシカルボン酸に由来する構成単位は、その化学的構成については特に限定されるものではない。また、本発明の効果を阻害しない範囲で、溶融液晶形成性ポリエステルは、芳香族ジアミン、芳香族ヒドロキシアミン又は芳香族アミノカルボン酸に由来する構成単位を含んでいてもよい。例えば、好ましい構成単位としては、表1に示す例が挙げられる。 The molten liquid crystal-forming polyester constituting the molten liquid crystal-forming polyester fiber is a resin having excellent heat resistance and chemical resistance. In the present specification, the melt liquid crystal formability indicates the property of exhibiting optical anisotropy (liquid crystallinity) in the melt phase, and the melt liquid crystal formability polyester means a polyester exhibiting the melt liquid crystal formability. The "molten liquid crystal formability" can be identified by, for example, placing a sample on a hot stage, heating it in a nitrogen atmosphere, and observing light transmitted through the sample. The melt liquid crystal-forming polyester is composed of repeating structural units derived from, for example, an aromatic diol, an aromatic dicarboxylic acid, an aromatic hydroxycarboxylic acid, or the like. The structural unit derived from aromatic hydroxycarboxylic acid is not particularly limited in its chemical constitution. Further, the melt liquid crystal-forming polyester may contain structural units derived from an aromatic diamine, an aromatic hydroxyamine, or an aromatic aminocarboxylic acid to the extent that the effects of the present invention are not impaired. For example, preferred structural units include those shown in Table 1.

Figure 2023003220000001
Figure 2023003220000001

Yは、それぞれ独立して、1~芳香族環又はシクロ環において置換可能な最大数の範囲で置換し得る置換基であり、具体的には、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子など)、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、イソプロピル基、t-ブチル基などの炭素数1から4のアルキル基など)、アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、n-ブトキシ基など)、アリール基(例えば、フェニル基、ナフチル基など)、アラルキル基[ベンジル基(フェニルメチル基)、フェネチル基(フェニルエチル基)など]、アリールオキシ基(例えば、フェノキシ基など)、及びアラルキルオキシ基(例えば、ベンジルオキシ基など)から選択される置換基である。 Each Y is independently a substituent capable of substituting within the range of 1 to the maximum substitutable number on an aromatic ring or a cyclo ring. Specifically, each Y is independently a hydrogen atom, a halogen atom (e.g. , a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, etc.), an alkyl group (e.g., a methyl group, an ethyl group, an isopropyl group, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as a t-butyl group, etc.), an alkoxy group (e.g., , methoxy group, ethoxy group, isopropoxy group, n-butoxy group, etc.), aryl group (e.g., phenyl group, naphthyl group, etc.), aralkyl group [benzyl group (phenylmethyl group), phenethyl group (phenylethyl group), etc. ], an aryloxy group (such as a phenoxy group), and an aralkyloxy group (such as a benzyloxy group).

より好ましい構成単位としては、下記表2、表3及び表4に示す例(1)~(18)に記載される構成単位が挙げられる。なお、式中の構成単位が、複数の構造を示しうる構成単位である場合、そのような構成単位を二種以上組み合わせて、ポリマーを構成する構成単位として使用してもよい。 More preferred structural units include structural units described in Examples (1) to (18) shown in Tables 2, 3 and 4 below. When the structural unit in the formula is a structural unit capable of exhibiting multiple structures, two or more of such structural units may be combined and used as a structural unit that constitutes the polymer.

Figure 2023003220000002
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Figure 2023003220000003
Figure 2023003220000003
Figure 2023003220000004
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また、Zとしては、下記式で表される置換基が挙げられる。 Moreover, as Z, the substituent represented by the following formula is mentioned.

Figure 2023003220000005
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これらの中でも、本発明で使用される溶融液晶形成性ポリエステルとしては、パラヒドロキシ安息香酸と6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸とが主成分となる構成、又はパラヒドロキシ安息香酸と6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸とテレフタル酸とビフェノールとが主成分となる構成が好ましい。 Among these, the melt liquid crystal-forming polyester used in the present invention has a structure in which parahydroxybenzoic acid and 6-hydroxy-2-naphthoic acid are main components, or parahydroxybenzoic acid and 6-hydroxy-2 - A configuration in which naphthoic acid, terephthalic acid and biphenol are the main components is preferred.

溶融液晶形成性ポリエステルを含んでなる不織布は、メルトブロー法により得られるメルトブローン不織布であることが好ましい。メルトブロー法は公知の方法を採用することができ、例えば、溶融した溶融液晶形成性ポリエステルを、一列に配列した複数のノズル孔から溶融ポリマーとして吐出し、オリフィスダイに隣接して設備した噴射ガス口から高温高速空気を噴射せしめて、吐出された溶融ポリマーを細繊維化し、次いで繊維流をコレクタであるコンベヤネット上等に捕集して不織布を製造する方法である。 The nonwoven fabric containing a molten liquid crystal-forming polyester is preferably a meltblown nonwoven fabric obtained by a meltblowing method. A known method can be adopted for the melt blowing method. For example, the melted molten liquid crystal-forming polyester is discharged as a molten polymer from a plurality of nozzle holes arranged in a row, and the injection gas port provided adjacent to the orifice die. In this method, high-temperature, high-speed air is jetted from a nozzle to make the extruded molten polymer into fine fibers, and then the fiber stream is collected on a collector such as a conveyor net to produce a nonwoven fabric.

本発明のセパレータにおいて、不織布の平均繊維径は、好ましくは0.1μm以上、より好ましくは0.3μm以上、さらに好ましくは0.8μm以上、さらにより好ましくは1.0μm以上、特に好ましくは1.5μm以上であり、好ましくは15μm以下、より好ましくは13μm以下、さらに好ましくは9μm以下である。不織布の平均繊維径が上記の下限以上であると、得られるセパレータの機械特性及び耐熱性を高めやすく、また不織布の平均繊維径が上記の上限以下であると、薄膜でかつ、得られる電池の内部短絡を抑制し、電池の容量保持率を高めやすい。なお、平均繊維径は、例えば、電子顕微鏡画像から測長して得ることができる。 In the separator of the present invention, the average fiber diameter of the nonwoven fabric is preferably 0.1 μm or more, more preferably 0.3 μm or more, still more preferably 0.8 μm or more, even more preferably 1.0 μm or more, and particularly preferably 1.0 μm or more. It is 5 µm or more, preferably 15 µm or less, more preferably 13 µm or less, and still more preferably 9 µm or less. When the average fiber diameter of the nonwoven fabric is at least the above lower limit, the mechanical properties and heat resistance of the obtained separator can be easily improved. It suppresses the internal short circuit and makes it easy to increase the capacity retention rate of the battery. The average fiber diameter can be obtained, for example, by measuring the length from an electron microscope image.

本発明のセパレータにおいて、不織布の目付は、好ましくは1g/m以上、より好ましくは2g/m以上、さらに好ましくは3g/m以上であり、好ましくは45g/m以下、より好ましくは40g/m以下、さらに好ましくは30g/m以下、さらにより好ましくは20m以下、特に好ましくは15g/m以下である。不織布の目付が上記の下限以上であると、セパレータの強度が高まり、電池の容量保持率を高めやすい。またセパレータの耐熱性を高めやすい。不織布の目付が上記の上限以下であると、内部抵抗を低減しやすい。 In the separator of the present invention, the nonwoven fabric has a basis weight of preferably 1 g/m 2 or more, more preferably 2 g/m 2 or more, still more preferably 3 g/m 2 or more, and preferably 45 g/m 2 or less, more preferably 40 g/m 2 or less, more preferably 30 g/m 2 or less, even more preferably 20 g/m 2 or less, and particularly preferably 15 g/m 2 or less. When the basis weight of the nonwoven fabric is at least the above lower limit, the strength of the separator increases, and the capacity retention rate of the battery tends to increase. Moreover, it is easy to improve the heat resistance of the separator. When the basis weight of the nonwoven fabric is equal to or less than the above upper limit, it is easy to reduce the internal resistance.

本発明のセパレータにおいて、不織布の融点は、好ましくは140℃以上、より好ましくは200℃以上、さらに好ましくは250℃以上、さらにより好ましくは300℃以上、特に好ましくは330℃以上であり、好ましくは650℃以下、より好ましくは600℃以下、さらに好ましくは550℃以下である。不織布の融点が上記の下限以上であると、セパレータの耐熱性を高めやすく、また不織布の融点が上記の上限以下であると、成形性を高めやすい。なお、融点は、例えば、示差走査熱量計により測定できる。 In the separator of the present invention, the melting point of the nonwoven fabric is preferably 140° C. or higher, more preferably 200° C. or higher, still more preferably 250° C. or higher, even more preferably 300° C. or higher, particularly preferably 330° C. or higher. It is 650° C. or lower, more preferably 600° C. or lower, still more preferably 550° C. or lower. When the melting point of the nonwoven fabric is at least the above lower limit, the heat resistance of the separator can be easily increased, and when the melting point of the nonwoven fabric is at most the above upper limit, moldability can be easily enhanced. The melting point can be measured, for example, with a differential scanning calorimeter.

本発明のセパレータにおいて、不織布の厚み(膜厚)は、好ましくは1μm以上、より好ましくは2μm以上、さらに好ましくは3μm以上、さらにより好ましくは4μm以上、特に好ましくは5μm以上、特により好ましくは7μm以上であり、好ましくは20μm以下、より好ましくは17μm以下、さらに好ましくは15μm以下、さらにより好ましくは13μm以下、特に好ましくは11μm以下である。不織布の厚みが上記の下限以上であると、セパレータの耐熱性、電池の容量保持率及び電解液保持能力を高めやすく、また不織布の厚みが上記の上限以下であると、電池中の活物質の量を増やすことができ、電池容量を高めやすい。なお、不織布の厚みは、厚み測定器により測定でき、例えば実施例に記載の方法により測定できる。 In the separator of the present invention, the thickness (film thickness) of the nonwoven fabric is preferably 1 µm or more, more preferably 2 µm or more, still more preferably 3 µm or more, even more preferably 4 µm or more, particularly preferably 5 µm or more, and particularly more preferably 7 µm. It is preferably 20 μm or less, more preferably 17 μm or less, even more preferably 15 μm or less, even more preferably 13 μm or less, and particularly preferably 11 μm or less. When the thickness of the nonwoven fabric is at least the above lower limit, the heat resistance of the separator and the capacity retention rate and electrolyte retention capacity of the battery can be easily increased. The amount can be increased, and it is easy to increase the battery capacity. The thickness of the nonwoven fabric can be measured with a thickness gauge, for example, by the method described in Examples.

不織布は、厚み、均質性の精度向上のために、必要に応じてカレンダー処理やプレス処理を行ってもよく、その目的に応じてグラフト重合やプラズマ処理、コロナ処理などを行ってもよい。 The nonwoven fabric may be subjected to calender treatment or press treatment, if necessary, in order to improve the accuracy of thickness and homogeneity, and may be subjected to graft polymerization, plasma treatment, corona treatment, or the like depending on the purpose.

<樹脂>
本発明のセパレータは樹脂を含む。樹脂としては、特に限定されないが、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ビニル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリチオカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリエーテルイミド系樹脂、ポリアクリロニトリル系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリエーテルケトン系樹脂、熱可塑性エラストマー、フェノール系樹脂、アミノ系樹脂(尿素樹脂、メラミン樹脂など)、フラン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂、ジアリルフタレート系樹脂、ビニルエステル系樹脂、フラン系樹脂、アニリン系樹脂、アセトン-ホルムアルデヒド系樹脂、アルキド系樹脂、マレイミド系樹脂、マレイミド-シアン酸エステル系樹脂、シアン酸エステル系樹脂、ベンゾオキサジン系樹脂、ポリベンズイミダゾール系樹脂、ポリカルボジイミド系樹脂、ポリ(メタ)アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ゴム系樹脂、フッ素系樹脂などが挙げられる。これらの中でも、セパレータの耐熱性及び電池の容量保持率を高めやすく、製造容易性の観点から、樹脂は、水溶性樹脂であることが好ましく、ポリビニルアルコール系樹脂であることがより好ましい。これらの樹脂は単独又は二種以上組み合わせて使用できる。
<Resin>
The separator of the present invention contains resin. Examples of resins include, but are not limited to, polyvinyl alcohol resins, polyolefin resins, vinyl resins, polycarbonate resins, polythiocarbonate resins, polyester resins, polyacetal resins, polyamide resins, polyimide resins, and polyamideimide. resin, polyetherimide resin, polyacrylonitrile resin, polyphenylene ether resin, polysulfone resin, polyphenylene sulfide resin, polyetherketone resin, thermoplastic elastomer, phenolic resin, amino resin (urea resin, melamine resins), furan-based resins, epoxy-based resins, polyurethane-based resins, silicone-based resins, diallyl phthalate-based resins, vinyl ester-based resins, furan-based resins, aniline-based resins, acetone-formaldehyde-based resins, alkyd-based resins, maleimide-based resins Resins, maleimide-cyanate ester resins, cyanate ester resins, benzoxazine resins, polybenzimidazole resins, polycarbodiimide resins, poly(meth)acrylic resins, styrene resins, rubber resins, fluorine resins A resin etc. are mentioned. Among these, the resin is preferably a water-soluble resin, and more preferably a polyvinyl alcohol-based resin, from the viewpoint of easily increasing the heat resistance of the separator and the capacity retention rate of the battery and of facilitating production. These resins can be used alone or in combination of two or more.

ポリビニルアルコール系樹脂は、セパレータの耐熱性及び電池の容量保持率を高めやすい観点から、エチレン-ビニルアルコール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、及びポリビニルアセタール樹脂からなる群から選択される少なくとも1つであることが好ましい。これらのポリビニルアルコール系樹脂は単独又は二種以上組み合わせて使用できる。 The polyvinyl alcohol-based resin is at least one selected from the group consisting of ethylene-vinyl alcohol resin, polyvinyl alcohol resin, and polyvinyl acetal resin, from the viewpoint of easily increasing the heat resistance of the separator and the capacity retention of the battery. preferable. These polyvinyl alcohol-based resins can be used alone or in combination of two or more.

エチレン-ビニルアルコール樹脂としては、エチレン-酢酸ビニル共重合体などのエチレン-ビニルエステル共重合体をケン化して得られるもの等が挙げられる。エチレン-ビニルアルコール樹脂のエチレン含有率(エチレン変性量)は、好ましくは5モル%以上、より好ましくは10モル%以上、さらに好ましくは25モル%以上であり、好ましくは60モル%以下、より好ましくは55モル%以下、さらに好ましくは50モル%以下である。エチレン含有率が上記の下限以上であると、セパレータの強度、耐水性、耐熱性、及び電池の容量保持率を向上しやすく、またエチレン含有率が上記の上限以下であると、エチレン-ビニルアルコール樹脂が適度な親水性を有し得るため、セパレータの加工がしやすくなる。 Examples of ethylene-vinyl alcohol resins include those obtained by saponifying ethylene-vinyl ester copolymers such as ethylene-vinyl acetate copolymers. The ethylene content (ethylene modification amount) of the ethylene-vinyl alcohol resin is preferably 5 mol% or more, more preferably 10 mol% or more, still more preferably 25 mol% or more, and more preferably 60 mol% or less, more preferably. is 55 mol % or less, more preferably 50 mol % or less. When the ethylene content is at least the above lower limit, the separator strength, water resistance, heat resistance, and battery capacity retention are likely to be improved. Since the resin can have moderate hydrophilicity, the separator can be easily processed.

本発明の一実施態様において、本発明のセパレータに含まれるエチレン-ビニルアルコール樹脂としては、電解液との親和性、強度、耐熱性及び電池の容量保持率を高めやすい観点から、エチレン含有率が5~60モル%であり、かつ、ケン化度が80モル%以上のものが好ましい。 In one embodiment of the present invention, the ethylene-vinyl alcohol resin contained in the separator of the present invention has an ethylene content from the viewpoint of easily increasing affinity with the electrolytic solution, strength, heat resistance, and capacity retention of the battery. It is preferably 5 to 60 mol % and has a saponification degree of 80 mol % or more.

エチレン-ビニルアルコール樹脂の共重合形態は特に限定されず、ランダム共重合体、交互共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体等のいずれであってもよい。 The copolymerization form of the ethylene-vinyl alcohol resin is not particularly limited, and may be any of random copolymers, alternating copolymers, block copolymers, graft copolymers, and the like.

本発明におけるエチレン-ビニルアルコール樹脂としては、市販品を使用してもよいし、従来公知の方法により調製したものを使用してもよい。 As the ethylene-vinyl alcohol resin in the present invention, a commercially available product or one prepared by a conventionally known method may be used.

ポリビニルアルコール樹脂は、ビニルアルコール及び必要に応じて他の単量体を重合した樹脂をケン化して得られるもの等が挙げられる。例えば該樹脂をアルコール等の溶媒に溶解した状態でケン化する方法により製造できる。この方法で使用される溶媒としては、例えばメタノール、エタノール等の低級アルコールが挙げられ、メタノールを好適に使用できる。ケン化反応に使用されるアルコールは、その量が例えば40質量%以下であれば、アセトン、酢酸メチル、酢酸エチル、ベンゼンなどの溶媒を含有していてもよい。ケン化反応に用いられる触媒としては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウムなどのアルカリ金属の水酸化物、ナトリウムメトキシドなどのアルカリ触媒、又は鉱酸などの酸触媒が使用される。ケン化反応の温度について特に制限はないが、20~60℃の範囲が好ましい。ケン化反応によって得られるポリビニルアルコール樹脂は、洗浄後、乾燥に付される。 Polyvinyl alcohol resins include those obtained by saponifying resins obtained by polymerizing vinyl alcohol and, if necessary, other monomers. For example, it can be produced by saponifying the resin dissolved in a solvent such as alcohol. Solvents used in this method include, for example, lower alcohols such as methanol and ethanol, and methanol can be preferably used. The alcohol used in the saponification reaction may contain solvents such as acetone, methyl acetate, ethyl acetate, and benzene, as long as the amount is, for example, 40% by mass or less. The catalyst used in the saponification reaction includes alkali metal hydroxides such as potassium hydroxide and sodium hydroxide, alkali catalysts such as sodium methoxide, and acid catalysts such as mineral acids. The temperature of the saponification reaction is not particularly limited, but the range of 20 to 60°C is preferable. The polyvinyl alcohol resin obtained by the saponification reaction is dried after washing.

ポリビニルアセタール樹脂は、例えば、前記ポリビニルアルコール樹脂をアルデヒドにより、アセタール化することにより製造でき、アセタール化の方法としては、特に限定されず、例えば沈殿法や固液反応法等が挙げられる。沈殿法は、溶媒として例えば水やアセトンを用い、原料であるポリビニルアルコール樹脂を水やアセトンに溶解しておいて、酸などの触媒を加えてアセタール化反応を行い、生成したポリビニルアセタール樹脂を沈澱させ、触媒として用いた酸を中和し、固体粉末として得る方法である。固液反応法は、原料であるポリビニルアルコール樹脂が溶解しない溶媒を使用する点が異なるだけで、その他は、沈澱法と同様に反応を行い得る方法である。いずれの方法による場合でも、得られるポリビニルアセタール樹脂の粉末の中には、未反応のアルデヒド及び中和によって生じた塩等の不純物が含まれるため、この不純物を除くために、不純物が可溶な溶媒を用いて抽出又は蒸発除去することで純度の高いポリビニルアセタール樹脂を得ることができる。 The polyvinyl acetal resin can be produced, for example, by acetalizing the polyvinyl alcohol resin with an aldehyde, and the method of acetalization is not particularly limited, and examples thereof include a precipitation method and a solid-liquid reaction method. In the precipitation method, for example, water or acetone is used as a solvent, the polyvinyl alcohol resin as a raw material is dissolved in water or acetone, a catalyst such as an acid is added to carry out an acetalization reaction, and the resulting polyvinyl acetal resin is precipitated. and neutralize the acid used as a catalyst to obtain a solid powder. The solid-liquid reaction method is a method in which the reaction can be carried out in the same manner as the precipitation method, except that a solvent in which the raw polyvinyl alcohol resin is not dissolved is used. Regardless of which method is used, the resulting polyvinyl acetal resin powder contains impurities such as unreacted aldehydes and salts generated by neutralization. A polyvinyl acetal resin with high purity can be obtained by extracting or removing by evaporation using a solvent.

アセタール化に使用するアルデヒドとしては、例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピルアルデヒド、n-ブチルアルデヒド(1-ブタノール)、sec-ブチルアルデヒド、オクチルアルデヒド、ドデシルアルデヒドなどの脂肪族アルデヒド;シクロヘキサンカルボアルデヒド、シクロオクタンカルボアルデヒド、トリメチルシクロヘキサンカルボアルデヒド、シクロペンチルアルデヒド、ジメチルシクロヘキサンカルボアルデヒド、メチルシクロヘキサンカルボアルデヒド、メチルシクロペンチルアルデヒドなどの脂肪脂環式アルデヒド;α-カンフォレンアルデヒド、フェランドラール、シクロシトラール、トリメチルテトラハイドロベンズアルデヒド、α-ピロネンアルデヒド、ミルテナール、ジヒドロミルテナール、カンフェニランアルデヒドなどのテルペン系アルデヒド;ベンズアルデヒド、ナフトアルデヒド、アントラアルデヒド、フェニルアセトアルデヒド、トルアルデヒド、ジメチルベンズアルデヒド、クミンアルデヒド、ベンジルアルデヒドなどの芳香族アルデヒド;シクロヘキセンアルデヒド、ジメチルシクロヘキセンアルデヒド、アクロレインなどの不飽和アルデヒド;フルフラール、5-メチルフルフラールなどの複素環を有するアルデヒド;グルコース、グルコサミンなどのヘミアセタール;4-アミノブチルアルデヒドなどのアミノ基を有するアルデヒド等が挙げられる。これらのアルデヒドは単独又は二種以上組み合わせて使用できる。これらの中でも、セパレータの電解液との親和性及び電池の容量保持率を高めやすい観点から、n-ブチルアルデヒド(1-ブタノール)等の脂肪族アルデヒドが好ましい。また、アルデヒドの代わり又はアルデヒドと併用して、2-プロパノン、メチルエチルケトン、3-ペンタノン、2-ヘキサノンなどの脂肪族ケトン;シクロペンタノン、シクロヘキサノンなどの脂肪脂環式ケトン;アセトフェノン、ベンゾフェノンなどの芳香族ケトンなどを用いることもできる。 Aldehydes used for acetalization include aliphatic aldehydes such as formaldehyde, acetaldehyde, propylaldehyde, n-butyraldehyde (1-butanol), sec-butyraldehyde, octylaldehyde, dodecylaldehyde; cyclohexanecarbaldehyde, cyclooctane; Alicyclic aldehydes such as carbaldehyde, trimethylcyclohexanecarbaldehyde, cyclopentylaldehyde, dimethylcyclohexanecarbaldehyde, methylcyclohexanecarbaldehyde, methylcyclopentylaldehyde; Terpene aldehydes such as α-pyronenaldehyde, myrtenal, dihydromyrtenal and camphenylaldehyde; aromatic aldehydes such as benzaldehyde, naphthaldehyde, anthraldehyde, phenylacetaldehyde, tolualdehyde, dimethylbenzaldehyde, cuminaldehyde and benzaldehyde; unsaturated aldehydes such as cyclohexenealdehyde, dimethylcyclohexenealdehyde and acrolein; aldehydes having a heterocyclic ring such as furfural and 5-methylfurfural; hemiacetals such as glucose and glucosamine; aldehydes having an amino group such as 4-aminobutyraldehyde; mentioned. These aldehydes can be used alone or in combination of two or more. Among these, aliphatic aldehydes such as n-butyraldehyde (1-butanol) are preferable from the viewpoints of affinity with the electrolytic solution of the separator and easy enhancement of the capacity retention of the battery. Aliphatic ketones such as 2-propanone, methyl ethyl ketone, 3-pentanone, and 2-hexanone; aliphatic ketones such as cyclopentanone and cyclohexanone; Group ketones and the like can also be used.

酸触媒は、公知の酸を用いることができ、その例としては、硫酸、塩酸、硝酸等の無機酸、及びパラトルエンスルホン酸などの有機酸が挙げられる。酸触媒は、アセタール反応の最終系における酸濃度が0.5~5.0質量%となる量で通常用いられるが、この濃度に限定されるものではない。これらの酸触媒は、所定量を1度に添加してもよいが、沈澱法の場合、比較的細かい粒子のポリビニルアセタール樹脂を析出沈澱させるために、適当な回数に分割して添加するのが好ましい。一方、固液反応法の場合は、所定量を反応のはじめに一括して添加するのが反応効率の点から好ましい。 A known acid can be used as the acid catalyst, and examples thereof include inorganic acids such as sulfuric acid, hydrochloric acid and nitric acid, and organic acids such as p-toluenesulfonic acid. The acid catalyst is usually used in an amount such that the acid concentration in the final system of the acetal reaction is 0.5 to 5.0% by mass, but the concentration is not limited to this amount. These acid catalysts may be added in a predetermined amount at once, but in the case of the precipitation method, in order to precipitate and precipitate the polyvinyl acetal resin of relatively fine particles, it is preferable to add it in appropriate times. preferable. On the other hand, in the solid-liquid reaction method, it is preferable to add a predetermined amount all at once at the beginning of the reaction from the viewpoint of reaction efficiency.

ポリビニルアルコール系樹脂には、本発明の効果を損なわない範囲で、エチレン単位、アセタール単位及びビニルアルコール単位以外に、これらの単位と共重合し得る単量体(他の単量体ともいう)に由来する構造単位が含まれていてもよい。他の単量体としては、例えばプロピレン、1-ブテン、イソブテン、1-ヘキセンなどのα-オレフィン類;アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、フタル酸、無水フタル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、無水イタコン酸などの不飽和酸類及びその塩又はその炭素数1~18のアルキルエステル類;アクリルアミド、炭素数1~18のN-アルキルアクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、2-アクリルアミドプロパンスルホン酸及びその塩、アクリルアミドプロピルジメチルアミン及びその酸塩又はその4級塩などのアクリルアミド類;メタクリルアミド、炭素数1~18のN-アルキルメタクリルアミド、N,N-ジメチルメタクリルアミド、2-メタクリルアミドプロパンスルホン酸及びその塩、メタクリルアミドプロピルジメチルアミン及びその酸塩又はその4級塩などのメタクリルアミド類;N-ビニルピロリドン、N-ビニルホルムアミド、N-ビニルアセトアミドなどのN-ビニルアミド類;アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのシアン化ビニル類;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n-プロピルビニルエーテル、i-プロピルビニルエーテル、n-ブチルビニルエーテルなどのビニルエーテル類;アリルアセテート;プロピルアリルエーテル、ブチルアリルエーテル、ヘキシルアリルエーテル等のアリルエーテル類;塩化ビニル、フッ化ビニル、臭化ビニルなどのハロゲン化ビニル類;塩化ビニリデン、フッ化ビニリデンなどのハロゲン化ビニリデン類;トリメトキシビニルシランなどのビニルシラン類;ポリオキシアルキレンアリルエーテルなどのオキシアルキレン基を有する化合物;酢酸イソプロペニル;3-ブテン-1-オール、4-ペンテン-1-オール、5-ヘキセン-1-オール、7-オクテン-1-オール、9-デセン-1-オール、3-メチル-3-ブテン-1-オールなどのヒドロキシ基含有のα-オレフィン類;エチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、メタアリルスルホン酸、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸などのスルホン酸;ビニロキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド、ビニロキシブチルトリメチルアンモニウムクロリド、ビニロキシエチルジメチルアミン、ビニロキシメチルジエチルアミン、N-アクリルアミドメチルトリメチルアンモニウムクロリド、N-アクリルアミドエチルトリメチルアンモニウムクロリド、N-アクリルアミドジメチルアミン、アリルトリメチルアンモニウムクロリド、メタアリルトリメチルアンモニウムクロリド、ジメチルアリルアミン、アリルエチルアミンなどに由来するカチオン基を有する化合物などが挙げられる。これらの中でも、セパレータの耐熱性及び電池の容量保持率を高めやすい観点から、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、フタル酸、無水フタル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、無水イタコン酸などの不飽和酸類及びその塩又はその炭素数1~18のアルキルエステル類が好ましい。これらの単量体は単独又は二種以上組み合わせて使用できる。 Polyvinyl alcohol-based resins contain, in addition to ethylene units, acetal units and vinyl alcohol units, monomers (also referred to as other monomers) that can be copolymerized with these units, as long as the effects of the present invention are not impaired. A derived structural unit may be included. Other monomers include α-olefins such as propylene, 1-butene, isobutene and 1-hexene; acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, phthalic acid, phthalic anhydride, maleic acid, maleic anhydride, Unsaturated acids such as itaconic acid and itaconic anhydride, salts thereof, or alkyl esters thereof having 1 to 18 carbon atoms; acrylamide, N-alkylacrylamide having 1 to 18 carbon atoms, N,N-dimethylacrylamide, 2-acrylamide propane Acrylamides such as sulfonic acid and its salts, acrylamidopropyldimethylamine and its acid salts or its quaternary salts; methacrylamides such as amidopropanesulfonic acid and its salts, methacrylamidopropyldimethylamine and its acid salts or its quaternary salts; N-vinylamides such as N-vinylpyrrolidone, N-vinylformamide and N-vinylacetamide; acrylonitrile , vinyl cyanides such as methacrylonitrile; vinyl ethers such as methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, n-propyl vinyl ether, i-propyl vinyl ether, n-butyl vinyl ether; allyl acetate; propyl allyl ether, butyl allyl ether, hexyl allyl ether vinyl halides such as vinyl chloride, vinyl fluoride and vinyl bromide; vinylidene halides such as vinylidene chloride and vinylidene fluoride; vinylsilanes such as trimethoxyvinylsilane; compounds having an oxyalkylene group of; isopropenyl acetate; hydroxy group-containing α-olefins such as ol, 3-methyl-3-butene-1-ol; Acid; vinyloxyethyltrimethylammonium chloride, vinyloxybutyltrimethylammonium chloride, vinyloxyethyldimethylamine, vinyloxymethyldiethylamine, N-acrylamidomethyltrimethylammonium chloride, N-acrylamidoethyltrimethyl Compounds having cationic groups derived from ammonium chloride, N-acrylamidodimethylamine, allyltrimethylammonium chloride, methallyltrimethylammonium chloride, dimethylallylamine, allylethylamine, and the like. Among these, acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, phthalic acid, phthalic anhydride, maleic acid, maleic anhydride, itaconic acid, itaconic anhydride, etc., are used from the viewpoint of easily increasing the heat resistance of the separator and the capacity retention rate of the battery. and salts thereof or alkyl esters thereof having 1 to 18 carbon atoms are preferred. These monomers can be used alone or in combination of two or more.

他の単量体由来の構造単位の含有量は、ポリビニルアルコール系樹脂を構成する構成単位の総モル量に対して、通常20モル%以下であり、10モル%以下が好ましく、5モル%以下がより好ましい。 The content of structural units derived from other monomers is usually 20 mol% or less, preferably 10 mol% or less, and 5 mol% or less with respect to the total molar amount of the structural units constituting the polyvinyl alcohol-based resin. is more preferred.

ポリビニルアルコール系樹脂の水酸基量は、ポリビニルアルコール系樹脂のビニル基ユニットを基準として、好ましくは5モル%以上、より好ましくは10モル%以上、さらに好ましくは20モル%以上であり、好ましくは100モル%以下、より好ましくは90モル%以下、さらに好ましくは85モル%以下、さらにより好ましくは80モル%以下である。水酸基量が上記の範囲内であると、セパレータの耐熱性、電解液との親和性、及び電池の容量保持率を高めやすく、セパレータの透気度を低減しやすい。水酸基量は例えばH-NMRにて測定できる。なお、ビニル基ユニットとは、式-(CH-C(R)H)-で表される構成単位を示し、Rは、H又は置換基を示す。 The hydroxyl group content of the polyvinyl alcohol resin is preferably 5 mol% or more, more preferably 10 mol% or more, still more preferably 20 mol% or more, and preferably 100 mol, based on the vinyl group unit of the polyvinyl alcohol resin. % or less, more preferably 90 mol % or less, still more preferably 85 mol % or less, still more preferably 80 mol % or less. When the amount of hydroxyl groups is within the above range, the heat resistance of the separator, the affinity with the electrolytic solution, and the capacity retention rate of the battery are likely to be increased, and the air permeability of the separator is likely to be reduced. The amount of hydroxyl groups can be measured, for example, by 1 H-NMR. The vinyl group unit means a structural unit represented by the formula --(CH 2 --C(R)H)--, where R represents H or a substituent.

ポリビニルアルコール系樹脂のケン化度は、好ましくは50モル%以上、より好ましくは55モル%以上、さらに好ましくは60モル%以上であり、好ましくは100モル%以下である。ケン化度が上記の範囲内であると、セパレータの耐熱性、電解液との親和性及び電池の容量保持率を高めやすく、セパレータの透気度を低減しやすい。ケン化度は、JIS-K6726に従って測定できる。 The degree of saponification of the polyvinyl alcohol resin is preferably 50 mol % or more, more preferably 55 mol % or more, still more preferably 60 mol % or more, and preferably 100 mol % or less. When the degree of saponification is within the above range, the heat resistance of the separator, the affinity with the electrolytic solution, and the capacity retention of the battery can be easily increased, and the air permeability of the separator can be easily reduced. The degree of saponification can be measured according to JIS-K6726.

本発明の一実施態様において、ポリビニルアルコール系樹脂としてポリビニルアルコール樹脂を使用するときのケン化度は、好ましくは50モル%以上、より好ましくは55モル%以上、さらに好ましくは60モル%以上、特に好ましくは65モル%以上であり、好ましくは100モル%以下、より好ましくは99モル%以下、さらに好ましくは98モル%以下である。ケン化度が上記の範囲内であると、セパレータの耐熱性、電解液に対する膨潤性が高くなり電池の容量保持率を高めやすく、セパレータの透気度を低減させやすい。 In one embodiment of the present invention, the degree of saponification when polyvinyl alcohol resin is used as the polyvinyl alcohol resin is preferably 50 mol% or more, more preferably 55 mol% or more, still more preferably 60 mol% or more, especially It is preferably 65 mol % or more, preferably 100 mol % or less, more preferably 99 mol % or less, still more preferably 98 mol % or less. When the degree of saponification is within the above range, the heat resistance of the separator and the swelling property against the electrolytic solution are enhanced, the capacity retention rate of the battery is easily increased, and the air permeability of the separator is easily reduced.

本発明の一実施態様において、ポリビニルアルコール系樹脂としてエチレン-ビニルアルコール樹脂及び/又はポリビニルアセタール樹脂を使用するときのケン化度は、好ましくは70モル%以上、より好ましくは80モル%以上、さらに好ましくは90モル%以上、特に好ましくは95モル%以上であり、好ましくは100モル%以下である。ケン化度が上記の範囲内であると、セパレータの耐熱性、電解液との親和性及び電池の容量保持率を高めやすく、セパレータの透気度を低減しやすい。ケン化度は、JIS-K6726に従って測定できる。なお、本明細書において、ポリビニルアセタール樹脂のケン化度は、アセタール化する前のポリビニルアルコール系樹脂のケン化度を意味する。 In one embodiment of the present invention, the degree of saponification when using ethylene-vinyl alcohol resin and/or polyvinyl acetal resin as the polyvinyl alcohol resin is preferably 70 mol% or more, more preferably 80 mol% or more, and further It is preferably 90 mol % or more, particularly preferably 95 mol % or more, and preferably 100 mol % or less. When the degree of saponification is within the above range, the heat resistance of the separator, the affinity with the electrolytic solution, and the capacity retention of the battery can be easily increased, and the air permeability of the separator can be easily reduced. The degree of saponification can be measured according to JIS-K6726. In this specification, the degree of saponification of polyvinyl acetal resin means the degree of saponification of polyvinyl alcohol resin before acetalization.

本発明の一実施態様において、ポリビニルアルコール系樹脂の粘度平均重合度は、好ましくは100以上、より好ましくは300以上、さらに好ましくは400以上、さらにより好ましくは600以上であり、好ましくは5000以下、より好ましくは3000以下、さらに好ましくは2500以下である。粘度平均重合度が上記の下限以上であると、セパレータの強度及び耐熱性を高めやすく、電池の容量保持率を高めやすい。また、粘度平均重合度が上記の上限以下であると、成膜性を高めやすい。なお、ポリビニルアルコール系樹脂の粘度平均重合度は、JIS-K6726に従って測定でき、例えば実施例に記載の方法により測定できる。 In one embodiment of the present invention, the viscosity average degree of polymerization of the polyvinyl alcohol resin is preferably 100 or more, more preferably 300 or more, still more preferably 400 or more, still more preferably 600 or more, preferably 5000 or less, It is more preferably 3000 or less, still more preferably 2500 or less. When the viscosity-average degree of polymerization is at least the above lower limit, the strength and heat resistance of the separator are likely to be increased, and the capacity retention rate of the battery is likely to be increased. Further, when the viscosity-average degree of polymerization is equal to or less than the above upper limit, it is easy to improve the film formability. The viscosity average degree of polymerization of the polyvinyl alcohol resin can be measured according to JIS-K6726, for example, by the method described in Examples.

本発明の一実施態様において、本発明のセパレータ中の樹脂の担持量は、好ましくは1.3g/m以上、より好ましくは1.5g/m以上、さらに好ましくは1.8g/m以上、さらにより好ましくは2.0g/m以上であり、好ましくは5.5g/m以下、より好ましくは5.0g/m以下、さらに好ましくは4.5g/m以下、さらにより好ましくは4.0g/m以下、特に好ましくは3.5g/m以下、特により好ましくは3.0g/m以下である。樹脂の担持量が上記の下限以上であると、セパレータの強度及び耐熱性を向上しやすく、また電池の内部短絡を抑制しやすい。さらに電極との接着性及び吸液性を高めやすい。樹脂の担持量が上記の上限以下であると、セパレータの透気度を低減しやすく、また電池の容量保持率を高めやすい。なお、樹脂の担持量(g/m)は、セパレータ1mに対する樹脂の量(g)を示す。また、樹脂の担持量(g/m)は、セパレータの量(g/m)から、不織布のみの量(g/m)を差し引くことで算出してもよく、例えば実施例に記載の方法により算出できる。 In one embodiment of the present invention, the amount of resin supported in the separator of the present invention is preferably 1.3 g/m 2 or more, more preferably 1.5 g/m 2 or more, still more preferably 1.8 g/m 2 Above, still more preferably 2.0 g/m 2 or more, preferably 5.5 g/m 2 or less, more preferably 5.0 g/m 2 or less, even more preferably 4.5 g/m 2 or less, still more preferably It is preferably 4.0 g/m 2 or less, particularly preferably 3.5 g/m 2 or less, and particularly preferably 3.0 g/m 2 or less. When the supported amount of the resin is at least the above lower limit, the strength and heat resistance of the separator are likely to be improved, and internal short circuiting of the battery is likely to be suppressed. Furthermore, it is easy to improve the adhesiveness with the electrode and the liquid absorbency. When the supported amount of the resin is equal to or less than the above upper limit, the air permeability of the separator is likely to be reduced, and the capacity retention of the battery is likely to be increased. The supported amount of resin (g/m 2 ) indicates the amount (g) of resin per 1 m 2 of separator. In addition, the amount of resin supported (g/m 2 ) may be calculated by subtracting the amount of nonwoven fabric alone (g/m 2 ) from the amount of separator (g/m 2 ). It can be calculated by the method of

本発明の一実施態様において、本発明のセパレータ中の樹脂の含有量は、セパレータの質量に対して、好ましくは5質量%以上、より好ましくは8質量%以上、さらに好ましくは10質量%以上、さらにより好ましくは15質量%以上、特に好ましくは20質量%以上、特により好ましくは25質量%以上であり、好ましくは60質量%以下、より好ましくは50質量%以下、さらに好ましくは45質量%以下である。セパレータ中の樹脂の含有量が上記の下限以上であると、セパレータの強度及び耐熱性を向上しやすく、また電池の内部短絡を抑制しやすい。さらに電極との接着性及び吸液性を高めやすい。樹脂の含有量が上記の上限以下であると、セパレータの透気度を低減しやすく、また電池の容量保持率を高めやすい。樹脂の含有量は、セパレータの質量から、不織布のみの質量を差し引くことで算出してもよいし;溶解試験、例えばセパレータから樹脂が溶解するが、不織布が溶解しない溶剤(例えばジメチルスルホキシド等)にて樹脂を溶解させ、溶解前の質量から溶解後の質量を差し引くことにより、算出してもよいし;熱分析、例えば熱重量測定装置(TG)を用いた重量変化により算出してもよい。 In one embodiment of the present invention, the content of the resin in the separator of the present invention is preferably 5% by mass or more, more preferably 8% by mass or more, and still more preferably 10% by mass or more, relative to the mass of the separator. Still more preferably 15% by mass or more, particularly preferably 20% by mass or more, particularly more preferably 25% by mass or more, preferably 60% by mass or less, more preferably 50% by mass or less, still more preferably 45% by mass or less is. When the resin content in the separator is at least the above lower limit, the strength and heat resistance of the separator are likely to be improved, and internal short circuiting of the battery is likely to be suppressed. Furthermore, it is easy to improve the adhesiveness with the electrode and the liquid absorbency. When the content of the resin is equal to or less than the above upper limit, the air permeability of the separator is likely to be reduced, and the capacity retention rate of the battery is likely to be increased. The resin content may be calculated by subtracting the mass of the nonwoven fabric alone from the mass of the separator; It may be calculated by dissolving the resin with a stool and subtracting the mass after dissolution from the mass before dissolution; or by thermal analysis, for example, weight change using a thermogravimetric analyzer (TG).

本発明のセパレータに含まれる樹脂は、多孔膜(樹脂多孔膜ともいう)として存在していることが好ましい。セパレータ中で樹脂が樹脂多孔膜の状態で存在している、すなわち、セパレータが樹脂多孔膜を含むと、セパレータの強度、耐熱性及び電極との接着性を高めやすく、また電池の内部短絡を抑制し、容量保持率を高めやすい。なお、多孔膜は膜の内外に多数の細孔を有する膜のことを示す。 The resin contained in the separator of the present invention preferably exists as a porous film (also referred to as a porous resin film). When the resin is present in the separator in the form of a porous resin membrane, that is, when the separator contains the porous resin membrane, the strength, heat resistance, and adhesiveness to the electrode of the separator can be easily increased, and the internal short circuit of the battery can be suppressed. and it is easy to increase the capacity retention rate. In addition, the porous membrane indicates a membrane having a large number of pores inside and outside the membrane.

樹脂(好ましくは樹脂多孔膜)は、添加剤(a)を含んでいてもよい。添加剤(a)としては、例えば、セパレータに含まれる樹脂以外の高分子化合物、架橋剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、滑剤、消泡剤及びアンチブロッキング剤などの無機微粉体;多孔膜形成促進剤(例えばポリエチレングリコール)などの有機物等が挙げられる。添加剤(a)は単独又は二種以上組み合わせて使用できる。添加剤(a)の含有量は、添加剤を含む樹脂の質量(すなわち、樹脂自体と添加剤との合計質量)に対して、通常10質量%以下、好ましくは5質量%以下、より好ましくは1質量%以下である。また、本発明の一実施態様において、界面活性剤の含有量は、界面活性剤を含む樹脂の質量(すなわち、樹脂自体と界面活性剤との合計質量)に対して、好ましくは5質量%以下、より好ましくは3質量%以下、さらに好ましくは1質量%以下、特に好ましくは0.5質量%以下、より特に好ましくは0.1質量%以下である。 The resin (preferably the porous resin membrane) may contain an additive (a). Examples of the additive (a) include polymer compounds other than the resin contained in the separator, inorganic fine powders such as cross-linking agents, antioxidants, ultraviolet absorbers, lubricants, antifoaming agents and antiblocking agents; Organic substances such as promoters (for example, polyethylene glycol) and the like are included. Additives (a) can be used alone or in combination of two or more. The content of the additive (a) is usually 10% by mass or less, preferably 5% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, based on the mass of the resin containing the additive (that is, the total mass of the resin itself and the additive). It is 1% by mass or less. In one embodiment of the present invention, the content of the surfactant is preferably 5% by mass or less with respect to the mass of the resin containing the surfactant (that is, the total mass of the resin itself and the surfactant). , more preferably 3% by mass or less, still more preferably 1% by mass or less, particularly preferably 0.5% by mass or less, and most preferably 0.1% by mass or less.

<非水電解質電池用セパレータ>
本発明のセパレータは、前記不織布と前記樹脂とを含み、WIが30~75である。そのため、高耐熱性を有するとともに、容量保持率に優れた非水電解質電池を形成できる。さらに本発明のセパレータは、薄膜であっても、このような効果を発現できる。したがって、本発明のセパレータは、非水電解質電池に好適に使用できる。
<Separator for non-aqueous electrolyte battery>
The separator of the present invention contains the nonwoven fabric and the resin, and has a WI of 30-75. Therefore, a non-aqueous electrolyte battery having high heat resistance and excellent capacity retention can be formed. Further, the separator of the present invention can exhibit such effects even if it is a thin film. Therefore, the separator of the present invention can be suitably used for non-aqueous electrolyte batteries.

一方、WIが30~75の範囲外であると、微小短絡が発生したり、耐熱性や容量保持能が低下する傾向がある。 On the other hand, if the WI is outside the range of 30 to 75, micro short circuits tend to occur, and heat resistance and capacity retention tend to deteriorate.

WIは、30以上、好ましくは32以上、より好ましくは34以上、さらに好ましくは36以上であり、75以下、好ましくは70以下、より好ましくは65以下、さらに好ましくは60以下、さらにより好ましくは55以下、特に好ましくは50以下、特により好ましくは45以下である。WIが上記の下限以上であると、電池の内部短絡を抑制しやすく、電池の容量保持率を高めやすい。WIが上記の上限以下であると、セパレータの耐熱性を向上しやすいため、膜収縮率を低減しやすい。さらに電池の容量保持率を高めやすい。なお、WIは、American Standards Test Methods E313に準拠して、分光測色計を用いて測定でき、例えば実施例に記載の方法により測定できる。また、本発明のセパレータは、少なくとも一方の面(片面)においてWIの上記範囲を満たしていればよく、好ましくは両面においてWIの上記範囲を満たす。 WI is 30 or more, preferably 32 or more, more preferably 34 or more, still more preferably 36 or more, 75 or less, preferably 70 or less, more preferably 65 or less, still more preferably 60 or less, still more preferably 55 Below, it is particularly preferably 50 or less, and particularly more preferably 45 or less. When WI is at least the above lower limit, it is easy to suppress the internal short circuit of the battery, and it is easy to increase the capacity retention rate of the battery. When the WI is equal to or less than the above upper limit, the heat resistance of the separator is likely to be improved, and thus the film shrinkage rate is likely to be reduced. Furthermore, it is easy to increase the capacity retention rate of the battery. WI can be measured using a spectrophotometer in accordance with American Standards Test Methods E313, for example, by the method described in Examples. In addition, the separator of the present invention only needs to satisfy the above range of WI on at least one side (single side), preferably on both sides.

WIの数値は、上記の通り、不織布と樹脂とが複合化した複合化物の構造形態を反映するものであり、WIが30~75の範囲(所定範囲ともいう)を示す複合化構造は、耐熱性や電池容量保持能を高める観点から有利である。特に、不織布の表面部から内部にわたり、不織布と、最適な量の樹脂とが複合化している、より詳細には、不織布を構成する一部の繊維がセパレータの表面に存在し、かつ該表面から内部にかけて不織布の繊維間に最適な量の樹脂が存在している複合化構造(最適な複合化構造ともいう)を有する場合、WIが所定範囲を満たし得る。 As described above, the numerical value of WI reflects the structural form of the composite material in which the nonwoven fabric and the resin are combined. This is advantageous from the viewpoint of improving the performance and battery capacity retention. In particular, the nonwoven fabric and the optimum amount of resin are combined from the surface of the nonwoven fabric to the inside. If the fabric has a composite structure (also referred to as an optimal composite structure) in which an optimum amount of resin is present between the fibers of the nonwoven fabric, the WI can satisfy a predetermined range.

本発明の一実施態様では、セパレータを構成する不織布は低いWI値を示し、樹脂多孔膜は高いWI値を示し得る。かかる実施態様においては、不織布単独では低いWI値を示すものの、不織布と樹脂とが複合化されて最適な複合化構造が形成されることにより、光拡散性が高くなることでWIが増加し、30~75の範囲を充足し得ると考えられる。一方、複合化されていたとしても、不織布との関係で樹脂の担持量が最適な量でない場合には、最適な複合化構造が形成されず、WIが所定範囲を満たし得ない。また、樹脂の担持量が同程度であっても、WIが所定範囲を満たす場合と満たさない場合がある。例えば、単に不織布表面を樹脂が被覆している場合にはWIは所定範囲を満たし得ない。このように、WIは、主にセパレータの複合化構造に起因する指標と考えられ、意外なことに、WIが所定範囲を満たすセパレータの複合化構造は、耐熱性及び電池の容量保持能の向上に寄与することができる。本明細書において、複合化とは、不織布表面を樹脂が単に被覆(又はコート)している状態ではなく、不織布を構成する繊維間(又は空隙)に樹脂が存在(又は侵入)している状態を示す。 In one embodiment of the present invention, the nonwoven fabric constituting the separator can exhibit a low WI value, and the porous resin membrane can exhibit a high WI value. In such an embodiment, although the nonwoven fabric alone exhibits a low WI value, the nonwoven fabric and the resin are combined to form an optimal composite structure, thereby increasing light diffusion and increasing the WI. It is believed that a range of 30-75 can be satisfied. On the other hand, even if a composite is formed, if the amount of resin carried is not optimal in relation to the nonwoven fabric, an optimal composite structure is not formed and WI cannot satisfy the predetermined range. Moreover, even if the supported amount of the resin is approximately the same, the WI may or may not satisfy the predetermined range. For example, when the nonwoven fabric surface is simply coated with a resin, the WI cannot satisfy the predetermined range. As described above, WI is considered to be an index mainly due to the composite structure of the separator. Surprisingly, the composite structure of the separator that satisfies the WI in a predetermined range improves the heat resistance and the capacity retention capacity of the battery. can contribute to In the present specification, the term "composite" refers to a state in which the nonwoven fabric surface is not simply coated (or coated) with a resin, but a state in which the resin exists (or penetrates) between the fibers (or voids) that make up the nonwoven fabric. indicates

本発明のセパレータにおいて、WIは、[非水電解質電池用セパレータの製造方法]の項に記載の方法、特に脱液工程を含む方法によりセパレータを製造することや、不織布又は樹脂の種類及び含有量(又は担持量)等を適宜調整すること、例えば本発明の好ましいものを採用すること等により、30~75の範囲内に調整できる。なお、不織布又は樹脂の前記種類は、不織布の平均繊維径、目付、融点等、樹脂の水酸基量、けん化度、粘度平均重合度等、不織布又は樹脂の厚み等を含む意味である。本発明の一実施態様では、例えば複合化される樹脂(好ましくは複合化されるポリビニルアルコール系樹脂)の担持量が大きくなるほど、WIが高くなる傾向がある。 In the separator of the present invention, WI is the method described in the section [Method for producing a separator for a non-aqueous electrolyte battery], in particular, the separator is produced by a method including a dewatering step, and the type and content of the nonwoven fabric or resin (or the supported amount), etc., can be adjusted within the range of 30 to 75 by, for example, adopting the preferred one of the present invention. The types of nonwoven fabric or resin include the average fiber diameter, basis weight, melting point, etc. of the nonwoven fabric, hydroxyl group amount, saponification degree, viscosity average degree of polymerization, etc. of the nonwoven fabric, thickness of the nonwoven fabric or resin, and the like. In one embodiment of the present invention, for example, WI tends to increase as the supported amount of the composite resin (preferably composite polyvinyl alcohol-based resin) increases.

本発明のセパレータは、イエローインデックス(YIということがある)が-10~2.0であることが好ましい。本発明者は、セパレータのWIが30~75の範囲内であることに加え、YIが-10~2.0の範囲内であると、セパレータの耐熱性及び得られる電池の容量保持率をより向上しやすいことを見出した。理由は定かではないが、以下の理由が推定される。WIは、上記の通り、主にセパレータの複合化構造に依存し得るものであるのに対して、YIは不織布や樹脂の種類等、特に不織布の種類に応じて変化し得るものであると考えられる。そして、YIが上記の範囲内であるセパレータは、特に耐熱性や電池の容量保持能を発現しやすい不織布等を含んでなり得るためだと推定される。 The separator of the present invention preferably has a yellow index (sometimes referred to as YI) of -10 to 2.0. The present inventors have found that the heat resistance of the separator and the capacity retention of the resulting battery are improved when the WI of the separator is in the range of 30 to 75 and the YI is in the range of -10 to 2.0. I found it easy to improve. Although the reason is not clear, the following reasons are presumed. As mentioned above, WI can mainly depend on the composite structure of the separator, whereas YI can change depending on the type of nonwoven fabric, the type of resin, etc., especially the type of nonwoven fabric. be done. It is presumed that the separator having YI within the above range can include non-woven fabric or the like, which is particularly likely to exhibit heat resistance and battery capacity retention.

本発明のセパレータは、YIが好ましくは-10以上、より好ましくは-5.0以上、さらに好ましくは-2.5以上、さらにより好ましくは-1.5以上であり、好ましくは2.0以下、より好ましくは1.5以下、さらに好ましくは1.0以下である。YIが上記の下限以上であると、セパレータの耐熱性を高めやすく、またYIが上記の上限以下であると、得られる電池の内部短絡を抑制することができ、電池の容量保持率を高めやすい。YIは、American Standards Test Methods E313に準拠して、分光測色計を用いて測定でき、例えば実施例に記載の方法により測定できる。なお、YIは、[非水電解質電池用セパレータの製造方法]の項に記載の方法、特に脱液工程を含む方法によりセパレータを製造することや、不織布又は樹脂の種類及び含有量(又は担持量)等を適宜調整すること、例えば本発明の好ましいものを採用すること等により、-10~2.0の範囲に調整できる。 YI of the separator of the present invention is preferably −10 or more, more preferably −5.0 or more, still more preferably −2.5 or more, still more preferably −1.5 or more, and preferably 2.0 or less. , more preferably 1.5 or less, and still more preferably 1.0 or less. When YI is at least the above lower limit, the heat resistance of the separator can be easily increased, and when YI is at most the above upper limit, internal short circuiting of the obtained battery can be suppressed, and the capacity retention rate of the battery can be easily increased. . YI can be measured using a spectrophotometer according to American Standards Test Methods E313, for example, by the method described in Examples. In addition, YI is the method described in the section [Method for producing a separator for a non-aqueous electrolyte battery], in particular, the separator is produced by a method including a dewatering step, and the type and content (or supported amount) of the nonwoven fabric or resin ), etc., for example, by adopting the preferable one of the present invention, it can be adjusted to the range of -10 to 2.0.

本発明のセパレータは、薄膜であっても、優れた耐熱性に加え、優れた電池の容量保持率を有することができる。本発明のセパレータの厚み(膜厚)は、好ましくは25μm以下、より好ましくは20μm以下、さらに好ましくは15μm以下、さらにより好ましくは14μm以下、特に好ましくは12μm以下、特により好ましくは10μm以下、最も好ましくは9μm以下である。セパレータの厚みが上記の下限以上であると、電池の容量保持率を高めやすく、またセパレータの厚みが上記の上限以下であると、電池中の活物質の量を増やすことができ、電池容量を高めやすい。セパレータの厚みは、厚み測定器により測定でき、例えば実施例に記載の方法により測定できる。なお、セパレータの厚みは、例えば不織布の厚みや樹脂の担持量等を適宜変更することにより調整できる。 Even if the separator of the present invention is a thin film, it can have excellent heat resistance and excellent battery capacity retention. The thickness (film thickness) of the separator of the present invention is preferably 25 μm or less, more preferably 20 μm or less, still more preferably 15 μm or less, even more preferably 14 μm or less, particularly preferably 12 μm or less, even more preferably 10 μm or less, and most preferably 10 μm or less. It is preferably 9 μm or less. When the thickness of the separator is at least the above lower limit, the capacity retention rate of the battery can be easily increased. Easy to raise. The thickness of the separator can be measured with a thickness gauge, for example, by the method described in Examples. The thickness of the separator can be adjusted, for example, by appropriately changing the thickness of the nonwoven fabric, the amount of resin supported, and the like.

本発明の一実施態様において、本発明のセパレータの透気度は、好ましくは1秒以上、より好ましくは5秒以上、さらに好ましくは10秒以上、さらにより好ましくは20秒以上であり、好ましくは500秒以下、より好ましくは400秒以下、さらに好ましくは300秒以下、さらにより好ましくは100秒以下、特に好ましくは80秒以下である。透気度が上記の下限以上であると、電池の容量保持率及び電解液の吸液性を高めやすい。また、セパレータと電極との接着性を高めやすいため、電池作製工程においてセパレータと電極との位置ずれが生じにくい。一方、透気度が上記の上限以下であると、電解液の通液性を高めやすい傾向にある。本明細書において、透気度とは透気抵抗度を示し、その値が低いほど、空気が通りやすいことを意味する。透気度は、JIS P8117に準拠して測定でき、透気度の評価は、1サンプルにつき場所を変えて5回測定を行い、その平均値を透気度とすることができ、例えば実施例に記載の方法により測定できる。なお、透気度は、例えば、不織布の空隙の大きさ(又は目付)や、樹脂の含有量(又は担持量)、樹脂多孔膜の細孔径などを適宜変更することにより調整できる。 In one embodiment of the present invention, the air permeability of the separator of the present invention is preferably 1 second or more, more preferably 5 seconds or more, still more preferably 10 seconds or more, still more preferably 20 seconds or more, and preferably It is 500 seconds or less, more preferably 400 seconds or less, still more preferably 300 seconds or less, still more preferably 100 seconds or less, and particularly preferably 80 seconds or less. When the air permeability is equal to or higher than the above lower limit, it is easy to increase the capacity retention of the battery and the liquid absorption of the electrolytic solution. In addition, since the adhesiveness between the separator and the electrode can be easily improved, misalignment between the separator and the electrode is less likely to occur in the battery manufacturing process. On the other hand, when the air permeability is equal to or less than the above upper limit, it tends to increase the liquid permeability of the electrolytic solution. In this specification, the air permeability indicates air permeability resistance, and the lower the value, the easier it is for air to pass through. The air permeability can be measured in accordance with JIS P8117, and the evaluation of the air permeability can be carried out five times at different locations for each sample, and the average value can be taken as the air permeability. It can be measured by the method described in . The air permeability can be adjusted, for example, by appropriately changing the pore size (or basis weight) of the nonwoven fabric, the resin content (or the supported amount), the pore size of the resin porous membrane, and the like.

本発明の一実施態様において、本発明のセパレータを100℃で1時間乾燥した後の含水量は、好ましくは1%(10,000ppm)以下、より好ましくは0.8%(8,000ppm以下)、さらに好ましくは0.5%(5,000ppm)以下、さらにより好ましくは0.3%(3000ppm)以下、特に好ましくは0.11%(1100ppm)以下である。セパレータの含水量が上記の上限以下であると、電解液中での樹脂の分解を抑制しやすく、電池の容量保持率を高めやすい。該含水量の下限は0%以上である。含水量は、セパレータを100℃で1時間乾燥後、温度120℃で水分測定装置を用いて測定できる。なお、セパレータの含水量は、不織布や樹脂の水酸基量などを適宜変更することにより調整でき、例えば樹脂の水酸基量が小さくなるほど、低減する傾向がある。 In one embodiment of the present invention, the water content after drying the separator of the present invention at 100° C. for 1 hour is preferably 1% (10,000 ppm) or less, more preferably 0.8% (8,000 ppm or less). , more preferably 0.5% (5,000 ppm) or less, still more preferably 0.3% (3000 ppm) or less, and particularly preferably 0.11% (1100 ppm) or less. When the water content of the separator is equal to or less than the above upper limit, decomposition of the resin in the electrolytic solution is easily suppressed, and the capacity retention rate of the battery is easily increased. The lower limit of the water content is 0% or more. The water content can be measured using a moisture measuring device at a temperature of 120° C. after drying the separator at 100° C. for 1 hour. The water content of the separator can be adjusted by appropriately changing the amount of hydroxyl groups in the non-woven fabric or the resin, and tends to decrease as the amount of hydroxyl groups in the resin decreases, for example.

本発明の一実施態様において、本発明のセパレータの150℃における膜収縮率は、好ましくは30%以下、より好ましくは10%以下、さらに好ましくは5.0%以下、さらにより好ましくは2.0%以下、特に好ましくは1.5%以下、特により好ましくは1.0%以下、特にさらに好ましくは0.5%以下、最も好ましくは0.1%以下である。膜収縮率が上記の上限以下であると、耐熱性を発現しやすい。膜収縮率の下限は通常0%以上である。膜収縮率は、150℃で1時間加熱したときの膜収縮率であり、例えば実施例に記載の方法により算出できる。なお、本明細書において、耐熱性とは、熱に対するセパレータの耐久性を示し、例えば上記膜収縮率により評価できる。 In one embodiment of the present invention, the separator of the present invention has a film shrinkage ratio at 150° C. of preferably 30% or less, more preferably 10% or less, even more preferably 5.0% or less, still more preferably 2.0. %, particularly preferably 1.5% or less, particularly more preferably 1.0% or less, even more preferably 0.5% or less, and most preferably 0.1% or less. When the film shrinkage rate is equal to or less than the above upper limit, heat resistance is likely to be exhibited. The lower limit of film shrinkage is usually 0% or more. The film shrinkage rate is the film shrinkage rate when heated at 150° C. for 1 hour, and can be calculated, for example, by the method described in Examples. In this specification, the heat resistance indicates the durability of the separator against heat, and can be evaluated, for example, by the above film shrinkage rate.

本発明のセパレータを含んでなる電池は、優れた容量保持率を発現できる。本発明のセパレータを含んでなる電池の容量保持率(放電容量保持率ともいう)は、好ましくは90%以上、より好ましくは90.5%以上、さらに好ましくは91%以上、さらにより好ましくは91.5%以上、特に好ましくは92%以上、特により好ましくは92.5%以上、最も好ましくは93%以上である。電池の容量保持率は、例えば実施例に記載の方法により測定できる。なお、本明細書において、電池の容量保持率が優れるとは、電池の容量保持率が高いことを意味する。 A battery comprising the separator of the present invention can exhibit excellent capacity retention. The capacity retention rate (also referred to as discharge capacity retention rate) of the battery comprising the separator of the present invention is preferably 90% or higher, more preferably 90.5% or higher, still more preferably 91% or higher, and still more preferably 91%. 0.5% or more, particularly preferably 92% or more, particularly more preferably 92.5% or more, most preferably 93% or more. The capacity retention rate of the battery can be measured, for example, by the method described in Examples. In the present specification, the term "excellent battery capacity retention" means that the battery has a high capacity retention.

本発明のセパレータは、不織布と樹脂以外の他の添加剤を含んでいてよい。他の添加剤としては、特に限定されないが、例えば前記添加剤(a)が挙げられる。他の添加剤は、上記の通り、樹脂中、好ましくは樹脂多孔膜中に含まれていてもよく、不織布中に含まれていてもよく、不織布又は樹脂とは独立した形態で含まれていてもよい。セパレータに含まれる他の添加剤の質量は、セパレータの質量に対して、通常10質量%以下、好ましくは5質量%以下である。
本発明のセパレータは十分な耐熱性を発現できるため、本発明の一実施態様では、本発明のセパレータは好ましくは耐熱性フィラーを実質的に含まない。「実質的に含まない」とは、耐熱性フィラーの含有量が、セパレータの質量に対して、好ましくは5質量%以下、より好ましくは3質量%以下、さらに好ましくは1質量%以下、さらにより好ましくは0.5質量%以下、特に好ましくは0.1質量%以下、特により好ましくは0.01質量%以下、最も好ましくは0.001質量%以下であることを示す。
The separator of the present invention may contain additives other than the nonwoven fabric and the resin. Other additives include, but are not particularly limited to, the additive (a) described above. Other additives, as described above, may be contained in the resin, preferably in the resin porous membrane, may be contained in the nonwoven fabric, or may be contained in a form independent of the nonwoven fabric or the resin. good too. The mass of other additives contained in the separator is usually 10% by mass or less, preferably 5% by mass or less, relative to the mass of the separator.
Since the separator of the present invention can exhibit sufficient heat resistance, in one embodiment of the present invention, the separator of the present invention preferably contains substantially no heat-resistant filler. The term "substantially free" means that the content of the heat-resistant filler is preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less, still more preferably 1% by mass or less, and still more It is preferably 0.5% by mass or less, particularly preferably 0.1% by mass or less, particularly more preferably 0.01% by mass or less, and most preferably 0.001% by mass or less.

本発明のセパレータにおいて、不織布は1枚で使用してもよいし、2枚以上使用して積層体としてもよい。例えば、不織布を複数枚重ねた積層体と樹脂とを含んでなるセパレータであってもよく、好ましくは該積層体と樹脂とが複合化されたセパレータであってもよい。また、本発明の効果を損なわない範囲であれば、セパレータに機能層等の他の層が積層されていてもよい。 In the separator of the present invention, one nonwoven fabric may be used, or two or more nonwoven fabrics may be used to form a laminate. For example, it may be a separator comprising a laminate obtained by stacking a plurality of non-woven fabrics and a resin, or preferably a separator in which the laminate and a resin are combined. Further, other layers such as a functional layer may be laminated on the separator as long as the effects of the present invention are not impaired.

[非水電解質電池用セパレータの製造方法]
本発明のセパレータの製造方法は、特に限定されないが、前記樹脂を溶媒に溶解させて、樹脂溶液を得る工程(I);得られた樹脂溶液を、前記不織布に含浸させる工程(II);樹脂含浸不織布を脱液する工程(III);及び、凝固液により、脱液した樹脂含浸不織布中の樹脂を凝固させる工程(IV)を含む方法が好ましい。なお、得られるセパレータ中の樹脂が多孔膜として存在する場合は、前記樹脂溶液を多孔膜形成用溶液ということがある。
[Method for manufacturing separator for non-aqueous electrolyte battery]
The method for producing the separator of the present invention is not particularly limited, but the step (I) of dissolving the resin in a solvent to obtain a resin solution; the step (II) of impregnating the nonwoven fabric with the obtained resin solution; A method comprising the step (III) of removing liquid from the impregnated nonwoven fabric; and the step (IV) of coagulating the resin in the removed resin-impregnated nonwoven fabric with a coagulating liquid is preferred. When the resin in the resulting separator exists as a porous membrane, the resin solution may be referred to as a porous membrane forming solution.

工程(I)において、溶媒としては、樹脂を溶解し得る溶媒であれば特に限定されないが、例えば水、有機溶媒が挙げられる。有機溶媒としては、特に限定されないが、例えば、メタノール、エタノール、ブタノール、イソプロパノール、1-プロパノール、1-ブタノール、エチレングリコール等のアルコール系溶媒;N-メチルピロリドン、N-エチルピロリドン、N-メチル-α-メチルピロリドン、N-エチル-α-メチルピロリドン等のN-アルキルピロリドン等の環状アミド系溶媒;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のアミド系溶媒;テトラヒドロフラン、ジオキサン、モルホリン、N-メチルモルホリン等の環状エーテル系溶媒;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド系溶媒;スルホラン等のスルホン系溶媒などが挙げられる。これらの中でも、樹脂(好ましくはポリビニルアルコール系樹脂)の溶解性の観点から、水、アルコール系溶媒及びスルホキシド系溶媒が好ましい。これらの有機溶媒は単独又は二種以上組み合わせて使用できる。 In step (I), the solvent is not particularly limited as long as it can dissolve the resin, and examples thereof include water and organic solvents. Examples of organic solvents include, but are not limited to, alcoholic solvents such as methanol, ethanol, butanol, isopropanol, 1-propanol, 1-butanol, ethylene glycol; N-methylpyrrolidone, N-ethylpyrrolidone, N-methyl- Cyclic amide solvents such as N-alkylpyrrolidone such as α-methylpyrrolidone and N-ethyl-α-methylpyrrolidone; amide solvents such as N,N-dimethylformamide and N,N-dimethylacetamide; tetrahydrofuran, dioxane, morpholine cyclic ether solvents such as , N-methylmorpholine; sulfoxide solvents such as dimethylsulfoxide; sulfone solvents such as sulfolane. Among these, water, alcohol-based solvents, and sulfoxide-based solvents are preferable from the viewpoint of the solubility of resins (preferably polyvinyl alcohol-based resins). These organic solvents can be used alone or in combination of two or more.

本発明の一実施態様において、溶媒として、水と有機溶媒とを含む混合溶媒を用いる場合、該混合溶媒における水と有機溶媒との混合比率(水/有機溶媒)は、体積比で好ましくは3/97~70/30であり、より好ましくは5/95~65/35である。上記範囲の比率で水と有機溶媒とを含む混合溶媒を用いることにより、セパレータの形成に適する固形分濃度の樹脂(好ましくはポリビニルアルコール系樹脂)を含む樹脂溶液を容易に調製しやすい。 In one embodiment of the present invention, when a mixed solvent containing water and an organic solvent is used as the solvent, the mixing ratio of water and the organic solvent (water/organic solvent) in the mixed solvent is preferably 3 by volume. /97 to 70/30, more preferably 5/95 to 65/35. By using a mixed solvent containing water and an organic solvent at a ratio within the above range, it is easy to prepare a resin solution containing a resin (preferably a polyvinyl alcohol-based resin) having a solid concentration suitable for forming a separator.

樹脂溶液における樹脂の固形分濃度は、好ましくは0.1~20質量%であり、より好ましくは0.5~15質量%である。樹脂の固形分濃度が上記範囲であると、樹脂溶液の取扱性が良好であり、セパレータの形成を行いやすい。 The solid content concentration of the resin in the resin solution is preferably 0.1 to 20% by mass, more preferably 0.5 to 15% by mass. When the solid content concentration of the resin is within the above range, the resin solution can be easily handled, and the separator can be easily formed.

工程(I)において、樹脂溶液は、樹脂、溶媒、及び任意に前記添加剤を混合、好ましくは撹拌混合して樹脂を溶解することで得られる。混合温度は、溶媒の沸点や溶解性にもよるが、例えば20~100℃、好ましくは25~95℃程度であってもよい。なお、添加剤として、多孔膜形成促進剤を添加すると、相分離成分として多孔膜の形成を促進させやすく、得られるセパレータの透気度を低減し、容量保持率を高めやすい。 In step (I), a resin solution is obtained by mixing, preferably stirring and mixing, a resin, a solvent, and optionally the aforementioned additives to dissolve the resin. The mixing temperature may be, for example, 20 to 100°C, preferably about 25 to 95°C, depending on the boiling point and solubility of the solvent. When a porous membrane formation accelerator is added as an additive, it is easy to promote the formation of a porous membrane as a phase separation component, reduce the air permeability of the obtained separator, and easily increase the capacity retention.

工程(II)は、樹脂溶液を不織布に含浸させる工程である。含浸させる方法としては、例えば、ドクターブレード法、ディップ法、リバースロール法、ダイレクトロール法、グラビア法、エクストルージョン法、浸漬法、ハケ塗り法などが挙げられ、適量の樹脂が不織布を構成する繊維間に侵入し、得られるセパレータのWI及びYIが上記の所定範囲を満たしやすい観点から、浸漬法が好ましい。含浸時の溶液温度は、好ましくは20~100℃、より好ましくは25~80℃である。含浸工程を含むことにより、得られるセパレータの不織布を構成する繊維間(又は空隙)に樹脂が存在しやすくなり、WI及びYIが上記の所定範囲を満たしやすい。 Step (II) is a step of impregnating a nonwoven fabric with a resin solution. Examples of impregnation methods include doctor blade method, dip method, reverse roll method, direct roll method, gravure method, extrusion method, immersion method, and brush coating method. The immersion method is preferable from the viewpoint that the WI and YI of the resulting separator easily satisfy the predetermined ranges described above. The solution temperature during impregnation is preferably 20 to 100°C, more preferably 25 to 80°C. By including the impregnation step, the resin is likely to exist between the fibers (or voids) constituting the nonwoven fabric of the obtained separator, and WI and YI are likely to satisfy the above predetermined ranges.

工程(III)は、含浸して得られた樹脂含浸不織布を脱液する工程である。脱液工程では、不織布表面に存在(又は付着)する樹脂溶液を除去する。脱液の方法は、例えばブレードコーター、ナイフコーター、バーコーター、アプリケーター、ロールコーター、スクイズロール、ニップロール等の装置を用いて、該装置の塗工部もしくは脱液部と不織布表面との間に、好ましくは少なくともクリアランスを設けず、より好ましくは該装置の塗工部もしくは脱液部を不織布表面に接触させながら、該不織布表面に沿って(又は不織布の厚み方向に対して垂直な方向に沿って)脱液する方法が好ましい。このように脱液することで、得られるセパレータのWI及びYIを上記の所定範囲に調整しやすい。脱液時の溶液温度は、好ましくは0~70℃、より好ましくは5~60℃である。このような脱液工程を含むことにより、工程(IV)後に、不織布の表面全体を樹脂が被覆することなく、表面部から内部にかけて不織布を構成する繊維と樹脂とが複合化されたセパレータが得られ、セパレータのWI及びYIを上記の所定範囲に調整しやすい。なお、本発明ではセパレータの少なくとも一方の面を脱液すればよいが、両面を脱液することがより好ましい。 Step (III) is a step of removing liquid from the resin-impregnated nonwoven fabric obtained by impregnation. In the dewatering step, the resin solution existing on (or attached to) the surface of the nonwoven fabric is removed. The method of dewatering is, for example, using a device such as a blade coater, knife coater, bar coater, applicator, roll coater, squeeze roll, nip roll, etc., between the coating part or the dewatering part of the device and the surface of the nonwoven fabric, Preferably, at least no clearance is provided, and more preferably, along the surface of the nonwoven fabric (or along the direction perpendicular to the thickness direction of the nonwoven fabric) while the coating part or the draining part of the device is in contact with the surface of the nonwoven fabric. ) The method of deliquoring is preferred. By removing the liquid in this way, it is easy to adjust the WI and YI of the resulting separator within the predetermined ranges described above. The solution temperature during deliquoring is preferably 0 to 70°C, more preferably 5 to 60°C. By including such a dewatering step, after the step (IV), a separator in which the resin and the fibers constituting the nonwoven fabric are combined from the surface to the inside can be obtained without coating the entire surface of the nonwoven fabric with the resin. It is easy to adjust WI and YI of the separator within the predetermined range. In the present invention, liquid may be removed from at least one surface of the separator, but it is more preferable to remove liquid from both surfaces.

本発明の一実施態様では、搬送された樹脂含浸不織布を、例えばブレードコーターにより脱液してもよい。ブレードコーター等による脱液では、ブレードを樹脂含浸不織布の両表面に接触させながら脱液できるため、得られるセパレータのWI及びYIを上記の所定範囲に調整しやすい。また、ブレードに押し込む圧力、ブレードの角度などを調整することにより、WI、YI及び担持する樹脂の担持量(又は含有量)を調整できる。このような脱液方法を用いれば、ロール・ツー・ロール方式による製造が可能となり、生産性を向上できる。しかも、基材を使用しなくてもよく、セパレータ両面のWI及びYIを効率良く上記の所定範囲に調整できる。具体的にロール・ツー・ロール方式による方法としては、例えば、ロールに搬送された不織布を、前記多孔膜形成用溶液、ブレードコーター、後述の凝固液、及び乾燥域を介して搬送させて巻き取る方法などが挙げられる。 In one embodiment of the present invention, the conveyed resin-impregnated nonwoven fabric may be deliquored by, for example, a blade coater. In the deliquidation by a blade coater or the like, deliquidation can be performed while the blade is in contact with both surfaces of the resin-impregnated nonwoven fabric, so that the WI and YI of the obtained separator can be easily adjusted within the predetermined ranges described above. Also, by adjusting the pressure applied to the blade, the angle of the blade, and the like, WI, YI, and the amount (or content) of the resin to be carried can be adjusted. By using such a deliquoring method, production by a roll-to-roll system becomes possible, and productivity can be improved. Moreover, it is not necessary to use a base material, and WI and YI on both sides of the separator can be efficiently adjusted within the predetermined ranges described above. Specifically, as a roll-to-roll method, for example, a nonwoven fabric conveyed to a roll is conveyed through the porous film forming solution, a blade coater, a coagulating liquid described later, and a drying area, and then wound up. methods and the like.

本発明の一実施態様では、基材上、好ましくは水平台に載せた基材上に、樹脂含浸不織布を置き、樹脂含浸不織布の基材とは反対側の面を上記のように脱液してもよい。基材としては、特に限定されず、公知の樹脂を含んでなる基材を用いてもよいし、ガラス基板を用いてもよい。このような方法であると、不織布の表面に存在(又は付着)する樹脂溶液を脱液しやすく、特に一方の面の脱液により、セパレータの両方の面において、WI及びYIを上記の所定範囲に調整しやすい。より詳細には、当該実施態様では、前記装置と樹脂含浸不織布表面との間に少なくともクリアランスを設けずに脱液を実施するために、前記装置と前記基材表面との間のクリアランス(基材表面に対するクリアランスともいう)が樹脂含浸不織布の厚み以下となる位置で、該厚み方向に対して垂直な方向に沿って脱液を行うことが好ましい。基材表面に対するクリアランスは、樹脂含浸不織布の厚み以下であれば特に限定されず、樹脂含浸不織布の厚みに応じて適宜選択でき、好ましくは15μm以下、より好ましくは12μm以下、さらに好ましくは10μm以下である。クリアランスが上記の上限以下であると、得られるセパレータのWI及びYIを上記の所定範囲に調整しやすく、該クリアランスを小さくするほど、WIが小さくなる傾向がある。 In one embodiment of the present invention, the resin-impregnated nonwoven fabric is placed on a substrate, preferably on a substrate placed on a horizontal table, and the surface of the resin-impregnated nonwoven fabric opposite the substrate is deliquored as described above. may The base material is not particularly limited, and a base material containing a known resin may be used, or a glass substrate may be used. With such a method, the resin solution present (or attached) on the surface of the nonwoven fabric can be easily removed, and in particular, the removal of liquid on one side of the nonwoven fabric can reduce WI and YI within the above predetermined ranges on both sides of the separator. easy to adjust. More specifically, in this embodiment, a clearance between the device and the substrate surface (substrate It is preferable to perform liquid removal along a direction perpendicular to the thickness direction at a position where the clearance to the surface of the resin-impregnated nonwoven fabric is equal to or less than the thickness of the resin-impregnated nonwoven fabric. The clearance from the substrate surface is not particularly limited as long as it is equal to or less than the thickness of the resin-impregnated nonwoven fabric, and can be appropriately selected according to the thickness of the resin-impregnated nonwoven fabric. be. When the clearance is equal to or less than the above upper limit, it is easy to adjust the WI and YI of the separator to be obtained within the above predetermined range, and the smaller the clearance, the smaller the WI tends to be.

工程(IV)は、凝固液により、脱液した樹脂含浸不織布中の樹脂を凝固させる工程である。凝固させる方法としては、例えば脱液した樹脂含浸不織布を凝固液中に浸漬させる方法などが挙げられる。本発明の一実施態様では、ロール・ツー・ロール方式による実施態様では、ロールにより搬送された樹脂含浸不織布を、凝固液を通して搬送する方法が好ましい。また、基材上に置いた樹脂含浸不織布ごと凝固液中に浸漬させ、凝固後、基材を剥離することが好ましい。 Step (IV) is a step of coagulating the resin in the drained resin-impregnated nonwoven fabric with a coagulating liquid. As a method of coagulating, for example, a method of immersing a dewatered, resin-impregnated nonwoven fabric in a coagulating liquid can be used. In one embodiment of the present invention, in a roll-to-roll method, a method of conveying a resin-impregnated nonwoven fabric conveyed by a roll through a coagulating liquid is preferred. Moreover, it is preferable to immerse the whole resin-impregnated nonwoven fabric placed on the base material in the coagulation liquid, and peel off the base material after coagulation.

凝固液は、樹脂溶液を凝固し得る溶媒、例えば樹脂に対する貧溶媒であれば特に限定されない。該凝固液としては、例えば、水、有機溶媒、水と有機溶媒などとの混合溶媒が挙げられる。有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、1-プロパノール等のアルコール系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒が挙げられる。これらは単独又は二種以上組み合わせて使用できる。 The solidifying liquid is not particularly limited as long as it is a solvent capable of solidifying the resin solution, such as a poor solvent for the resin. Examples of the coagulating liquid include water, organic solvents, and mixed solvents of water and organic solvents. Examples of organic solvents include alcohol solvents such as methanol, ethanol, isopropanol and 1-propanol, and ketone solvents such as acetone and methyl ethyl ketone. These can be used singly or in combination of two or more.

凝固液の温度は、好ましくは0~70℃、より好ましくは3~60℃、さらに好ましくは5~50℃である。凝固液の温度が上記範囲内であると、不織布を構成する繊維間及び/又は繊維上に樹脂、好ましくは樹脂多孔膜が形成されやすく、透気度を本発明の上記範囲に調整しやすい。 The temperature of the coagulation liquid is preferably 0 to 70°C, more preferably 3 to 60°C, still more preferably 5 to 50°C. When the temperature of the coagulation liquid is within the above range, the resin, preferably a porous resin membrane, is easily formed between and/or on the fibers constituting the nonwoven fabric, and the air permeability is easily adjusted within the above range of the present invention.

本発明の製造方法において、樹脂含浸不織布の凝固液中への浸漬時間は、例えば0.1秒~30分間であり、好ましくは1秒以上、より好ましくは3秒以上であり、好ましくは25分以下、より好ましくは20分以下である。浸漬時間が上記の下限以上であると、樹脂が十分に凝固しやすく、例えば樹脂多孔膜を形成する場合、所望の細孔径を有する細孔が得られやすい。また、浸漬時間が上記の上限以下であると、凝固液中の過度な膨潤を抑制できる。 In the production method of the present invention, the immersion time of the resin-impregnated nonwoven fabric in the coagulation liquid is, for example, 0.1 second to 30 minutes, preferably 1 second or longer, more preferably 3 seconds or longer, and preferably 25 minutes. 20 minutes or less, more preferably 20 minutes or less. When the immersion time is equal to or longer than the above lower limit, the resin tends to solidify sufficiently, and for example, when forming a porous resin membrane, pores having a desired pore diameter can easily be obtained. Further, when the immersion time is equal to or less than the above upper limit, excessive swelling in the coagulation liquid can be suppressed.

工程(IV)により、樹脂の湿潤膜を含む不織布が得られる。得られた湿潤膜に対して、溶媒を除去するための乾燥処理を施してもよい。乾燥処理の方法としては、特に限定されず、例えば、自然乾燥;温風、熱風、低湿風による通気乾燥;加熱乾燥;減圧/真空乾燥;赤外線、遠赤外線、電子線などの照射線乾燥、及びこれらの組み合わせにより行ってもよい。凝固工程において形成された細孔及び空隙を乱すことなく生産効率を向上し得る観点からは、通気乾燥が好ましい。乾燥条件は、用いる溶媒の種類や湿潤膜内に含まれる溶媒量等に応じて、樹脂、好ましくは樹脂多孔膜を損傷(例えば、応力集中による亀裂の発生)しない範囲で、できる限り早く溶媒を除去できるように適宜決定すればよい。例えば、乾燥温度は、通常10~150℃、好ましくは25~110℃であり、乾燥時間は、通常1~90分程度である。 Step (IV) yields a nonwoven fabric comprising a wet film of resin. The obtained wet membrane may be subjected to a drying treatment to remove the solvent. The method of drying treatment is not particularly limited, and for example, natural drying; ventilation drying with warm air, hot air, or low humidity air; heat drying; reduced pressure/vacuum drying; A combination of these methods may be used. From the viewpoint of improving production efficiency without disturbing the pores and voids formed in the coagulation step, air drying is preferred. Drying conditions are determined according to the type of solvent used, the amount of solvent contained in the wet film, etc., and the solvent is removed as quickly as possible without damaging the resin, preferably the porous resin film (for example, cracking due to stress concentration). It may be determined appropriately so that it can be removed. For example, the drying temperature is generally 10 to 150°C, preferably 25 to 110°C, and the drying time is generally about 1 to 90 minutes.

さらに、セパレータの平滑性を向上させるため、溶媒を除去したセパレータに圧延処理を施してもよい。圧延方法としては、例えば、金型プレスやロールプレスなどの方法が挙げられる。 Furthermore, in order to improve the smoothness of the separator, the separator from which the solvent has been removed may be subjected to a rolling treatment. Examples of the rolling method include methods such as die pressing and roll pressing.

[非水電解質電池]
本発明は、本発明の非水電解質電池用セパレータを含む、非水電解質電池を包含する。非水電解質電池としては、例えば、リチウムイオン電池、ナトリウムイオン電池、リチウム硫黄電池、全固体電池、リチウムイオンキャパシタ、リチウム電池等が挙げられる。非水電解質電池は、例えば非水電解質一次電池又は非水電解質二次電池であってもよく、好ましくは非水電解質二次電池である。本発明の非水電解質電池は、本発明のセパレータを含むため、耐熱性が高く、容量保持率(又は放電容量保持率)に優れている。さらに、セパレータの膜厚が薄くても、優れた耐熱性及び容量保持率を発現できる。このように、本発明の非水電解質電池は、セパレータの膜厚を薄くできるため、電池中の活物質の量を増やすことができ、電池容量を高めやすい。したがって、本発明の非水電解質電池は、高耐熱性を有するとともに、優れた容量保持率と高い電池容量とを両立できる。
[Non-aqueous electrolyte battery]
The present invention includes a non-aqueous electrolyte battery including the separator for a non-aqueous electrolyte battery of the present invention. Non-aqueous electrolyte batteries include, for example, lithium ion batteries, sodium ion batteries, lithium sulfur batteries, all-solid batteries, lithium ion capacitors, and lithium batteries. The non-aqueous electrolyte battery may be, for example, a non-aqueous electrolyte primary battery or a non-aqueous electrolyte secondary battery, preferably a non-aqueous electrolyte secondary battery. Since the non-aqueous electrolyte battery of the present invention contains the separator of the present invention, it has high heat resistance and is excellent in capacity retention (or discharge capacity retention). Furthermore, even if the thickness of the separator is thin, excellent heat resistance and capacity retention can be exhibited. As described above, in the non-aqueous electrolyte battery of the present invention, the film thickness of the separator can be reduced, so the amount of active material in the battery can be increased, and the battery capacity can be easily increased. Therefore, the non-aqueous electrolyte battery of the present invention has high heat resistance and can achieve both excellent capacity retention and high battery capacity.

本発明の一実施態様では、本発明の非水電解質電池には、本発明のセパレータに加えて、正極と負極と電解液とが含まれる。本発明の非水電解質電池は、公知の材料及び技術を用いて製造することができる。 In one embodiment of the present invention, the non-aqueous electrolyte battery of the present invention includes a positive electrode, a negative electrode and an electrolytic solution in addition to the separator of the present invention. The non-aqueous electrolyte battery of the present invention can be manufactured using known materials and techniques.

本発明の非水電解質電池(単に「電池」という場合がある)は、本発明のセパレータと電極(負極及び正極)と電解液とを少なくとも備える。本発明の非水電解質電池としては、例えば、リチウムイオン電池、リチウム金属電池、ナトリウムイオン電池、カリウムイオン電池、マグネシウム電池、リチウム硫黄電池、全固体型リチウム電池、金属空気電池、リチウムイオンキャパシタなどが挙げられる。 The non-aqueous electrolyte battery (sometimes simply referred to as "battery") of the present invention comprises at least the separator of the present invention, electrodes (a negative electrode and a positive electrode), and an electrolytic solution. Non-aqueous electrolyte batteries of the present invention include, for example, lithium ion batteries, lithium metal batteries, sodium ion batteries, potassium ion batteries, magnesium batteries, lithium sulfur batteries, all-solid lithium batteries, metal-air batteries, lithium ion capacitors, and the like. mentioned.

非水電解質電池に含まれる正極及び負極は、それぞれ、正極又は負極活物質の硬化体と集電体とを含む。該硬化体は、必要に応じてバインダー(例えばバインダー樹脂)を含有してもよい。 A positive electrode and a negative electrode contained in a non-aqueous electrolyte battery each include a cured positive electrode or negative electrode active material and a current collector. The cured body may contain a binder (for example, binder resin) as necessary.

負極活物質は、従来から非水電解質電池の負極活物質として用いられている材料を使用することができ、その例としては、アモルファスカーボン、人工グラファイト、天然グラファイト(黒鉛)、メソカーボンマイクロビーズ(MCMB)、ピッチ系炭素繊維、カーボンブラック、活性炭、カーボンファイバー、ハードカーボン、ソフトカーボン、メソポーラスカーボン、ポリアセン等の導電性高分子などの炭素質材料、SiO、SnO、LiTiOで表される複合金属酸化物やその他の金属酸化物やリチウム金属、リチウム合金などのリチウム系金属、TiS、LiTiSなどの金属化合物及び、金属酸化物と炭素質材料との複合材料、マグネシウム、鉄、亜鉛、アルミニウムなどの金属などが挙げられる。 As the negative electrode active material, materials conventionally used as negative electrode active materials in non-aqueous electrolyte batteries can be used. Examples thereof include amorphous carbon, artificial graphite, natural graphite (graphite), mesocarbon microbeads ( MCMB), pitch-based carbon fiber, carbon black, activated carbon, carbon fiber, hard carbon, soft carbon, mesoporous carbon, carbonaceous materials such as conductive polymers such as polyacene, represented by SiO x , SnO x , LiTiO x Composite metal oxides, other metal oxides, lithium metals, lithium metals such as lithium alloys, metal compounds such as TiS 2 and LiTiS 2 , composite materials of metal oxides and carbonaceous materials, magnesium, iron, zinc , and metals such as aluminum.

正極活物質としては、例えば、従来から非水電解質電池の正極活物質として用いられている材料を使用することができ、その例としては、TiS、TiS、非晶質MoS、Cu、非晶質VO-P、MoO、V、V13などの遷移金属酸化物やLiCoO、LiNiO、LiMnO、LiMn、LiNiCoMnOなどのリチウム含有複合金属酸化物、P-Na2/3Ni1/3Mn2/3、NaCrO、Na2/3[Fe1/2Mn1/2]O、NaMnO、NaCoOなどのナトリウム含有複合金属酸化物、KMn[Fe(CN)]、KMnO、KFe0.5Mn0.5、KFeSOFなどカリウム含有複合金属酸化物、MoS、MgTi、V、NVO、MgFeSiO、カーボンペーパー、炭素材料、硫黄系などが挙げられる。これらの正極活物質は単独又は二種以上組み合わせて使用できる。 As the positive electrode active material, for example, materials conventionally used as positive electrode active materials for non-aqueous electrolyte batteries can be used, examples of which include TiS 2 , TiS 3 , amorphous MoS 3 and Cu 2 . transition metal oxides such as V 2 O 3 , amorphous V 2 O P 2 O 5 , MoO 3 , V 2 O 5 and V 6 O 13 ; Lithium-containing composite metal oxides such as LiNiCoMnO 2 , P 2 —Na 2/3 Ni 1/3 Mn 2/3 O 2 , NaCrO 2 , Na 2/3 [Fe 1/2 Mn 1/2 ]O 2 , NaMnO , sodium-containing complex metal oxides such as Na x CoO 2 , potassium-containing complex metal oxides such as K 2 Mn[Fe(CN) 6 ], K x MnO 2 , K x Fe 0.5 Mn 0.5 O 2 , KFeSO 4 F, etc. Metal oxides, Mo 3 S, MgTi 2 S 4 , V 2 O 5 , NVO, MgFeSiO 4 , carbon paper, carbon materials, sulfur-based materials, and the like. These positive electrode active materials can be used alone or in combination of two or more.

非水電解質電池に含まれる正極及び負極は、さらに導電助剤を含んでいてもよい。導電助剤は、非水電解質電池を高出力化するために用いられるものであり、正極又は負極に使用する場合に応じて適宜選択でき、その例としては、例えば、黒鉛、アセチレンブラック、カーボンブラック、ケッチェンブラック、気相成長炭素繊維等が挙げられる。得られる非水電解質電池が高出力化しやすい観点からは、これらの中でも、アセチレンブラックが含有されていることが好ましい。 The positive and negative electrodes contained in the non-aqueous electrolyte battery may further contain a conductive aid. The conductive aid is used to increase the output of the non-aqueous electrolyte battery, and can be appropriately selected according to the case of use for the positive electrode or the negative electrode. Examples thereof include graphite, acetylene black, and carbon black. , Ketjenblack, vapor-grown carbon fiber, and the like. Among these, acetylene black is preferably contained from the viewpoint that the output of the obtained non-aqueous electrolyte battery can be easily increased.

正極及び/又は負極が導電助剤を含有する場合、導電助剤の含有量は、活物質100質量部に対して、好ましくは0.1~15質量部、より好ましくは1~10質量部、さらに好ましくは3~10質量部である。導電助剤の含有量が上記範囲であると、電池容量を低下させることなく十分な導電補助効果がある。 When the positive electrode and / or negative electrode contains a conductive aid, the content of the conductive aid is preferably 0.1 to 15 parts by mass, more preferably 1 to 10 parts by mass, based on 100 parts by mass of the active material. More preferably, it is 3 to 10 parts by mass. When the content of the conductive aid is within the above range, a sufficient conductive aid effect can be obtained without lowering the battery capacity.

バインダーとしては、従来から非水電解質電池の負極活物質として用いられている材料を使用することができ、その例としてはSBR、NBR、アクリルゴム、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(CMC)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、アクリル系、ポリアミド-イミド系、ポリビニルコール系などが挙げられる。 As the binder, materials conventionally used as negative electrode active materials for non-aqueous electrolyte batteries can be used, examples of which include SBR, NBR, acrylic rubber, hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose (CMC), and polyvinylidene fluoride. (PVDF), acrylic, polyamide-imide, and polyvinylcoal.

負極や正極に用いるバインダーは、入手容易性と生産性向上のバランスから、SBR系エマルションを用いることが好適な態様の1つである。 As the binder used for the negative electrode and the positive electrode, it is one of preferred embodiments to use an SBR-based emulsion from the viewpoint of the balance between availability and productivity improvement.

正極及び/又は負極は、前記バインダー、前記活物質及び前記導電助剤以外にも、必要に応じて、難燃助剤、増粘剤、消泡剤、レベリング剤、密着性付与剤等の添加剤を含むことができる。 In addition to the binder, the active material, and the conductive aid, the positive electrode and/or the negative electrode may optionally contain a flame retardant aid, a thickener, an antifoaming agent, a leveling agent, an adhesion imparting agent, and the like. agent.

電極は、正極又は負極活物質とバインダー樹脂と、さらに1種以上の溶媒とを含む組成物(以下において、スラリー組成物とも称する)を集電体に塗布し、溶媒を乾燥等により除去して得ることができる。また、乾燥後に電極を圧延処理してもよい。 The electrode is formed by applying a composition containing a positive or negative electrode active material, a binder resin, and one or more solvents (hereinafter also referred to as a slurry composition) to a current collector, and removing the solvent by drying or the like. Obtainable. Also, the electrode may be rolled after drying.

集電体としては、導電性材料からなるものであれば、特に限定されず、例えば、鉄、銅、アルミニウム、ニッケル、ステンレス鋼、チタン、タンタル、金、白金などの金属材料などが挙げられる。これらの集電体は単独又は二種以上組み合わせて使用できる。集電体の中でも、活物質の接着性及び放電容量の観点から、正極集電体としてはアルミニウムが好ましく、負極集電体としては銅が好ましい。 The current collector is not particularly limited as long as it is made of a conductive material, and examples thereof include metal materials such as iron, copper, aluminum, nickel, stainless steel, titanium, tantalum, gold, and platinum. These current collectors can be used alone or in combination of two or more. Among current collectors, aluminum is preferable as the positive electrode current collector, and copper is preferable as the negative electrode current collector, from the viewpoint of the adhesiveness of the active material and the discharge capacity.

スラリー組成物を集電体に塗布する方法としては、特に限定されないが、例えば、押出しコーター、リバースローラー、ドクターブレード、アプリケーター等が挙げられる。スラリー組成物の塗布量は、スラリー組成物由来の硬化体の所望とする厚みに応じて、適宜選択される。 The method of applying the slurry composition to the current collector is not particularly limited, but examples thereof include an extrusion coater, reverse roller, doctor blade, applicator and the like. The application amount of the slurry composition is appropriately selected according to the desired thickness of the cured body derived from the slurry composition.

電極の圧延方法としては、金型プレスやロールプレスなどの方法が挙げられる。プレス圧としては、電池容量を高めやすい観点から、1~40MPaが好ましい。 Examples of methods for rolling the electrode include methods such as die pressing and roll pressing. The pressing pressure is preferably 1 to 40 MPa from the viewpoint of easily increasing the battery capacity.

集電体の厚さは、好ましくは1~20μm、より好ましくは2~15μmである。また、硬化体の厚さは好ましくは10~400μmであり、より好ましくは20~300μmである。電極の厚さは好ましくは20~200μmである。 The thickness of the current collector is preferably 1-20 μm, more preferably 2-15 μm. The thickness of the cured product is preferably 10-400 μm, more preferably 20-300 μm. The electrode thickness is preferably between 20 and 200 μm.

本発明の非水電解質電池に含まれる電解液は、電解質塩、有機溶媒及び/又は添加剤を含むものであってもよいし、固体電解質やイオン液体及び電解質塩含有イオン液体でもよい。該電解質塩は、通常の非水電解質電池に用いられるものであれば、固体状、液状、ゲル状のいずれでもよく、負極活物質、正極活物質の種類に応じて電池としての機能を発揮するものを適宜選択すればよい。具体的な電解質塩としては、例えば、LiClO、LiBF、LiPF、LiTFSA、LiCFSO、LiCFCO、LiAsF、LiSbF、LiB10Cl10、LiAlCl4、LiCl、LiBr、LiB(C、CFSOLi、CHSOLi、LiCFSO、LiCSO、Li(CFSON、低級脂肪族カルボン酸リチウム、NaPF、NaTFSA、NaFSI、KFSI、KPF、Mg(TFSA)、Mg(TFSA)、Mg[N(CFSO]などが挙げられる。 The electrolyte contained in the non-aqueous electrolyte battery of the present invention may contain an electrolyte salt, an organic solvent and/or an additive, or may be a solid electrolyte, an ionic liquid, or an ionic liquid containing an electrolyte salt. The electrolyte salt may be solid, liquid, or gel as long as it is used in a normal non-aqueous electrolyte battery, and functions as a battery depending on the type of negative electrode active material and positive electrode active material. You can choose one as appropriate. Specific electrolyte salts include, for example, LiClO 4 , LiBF 6 , LiPF 6 , LiTFSA, LiCF 3 SO 3 , LiCF 3 CO 2 , LiAsF 6 , LiSbF 6 , LiB 10 Cl 10 , LiAlCl 4 , LiCl, LiBr, LiB ( C2H5 ) 4 , CF3SO3Li , CH3SO3Li , LiCF3SO3 , LiC4F9SO3 , Li ( CF3SO2 )2N , lithium lower aliphatic carboxylate, NaPF 6 , NaTFSA, NaFSI, KFSI, KPF6 , Mg(TFSA) 2 , Mg(TFSA) 2 , Mg[N (CF3SO2)2]2 and the like .

電解液に含まれる溶媒は、特に限定されず、その具体例としては、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ビニレンカーボネートなどのカーボネート類;γ-ブチルラクトンなどのラクトン類;トリメトキシメタン、1,2-ジメトキシエタン、ジエチルエーテル、2-エトキシエタン、テトラヒドロフラン、2-メチルテトラヒドロフラン、ジエチレングリコールジエチルエーテルなどのエーテル類;ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド類;1,3-ジオキソラン、4―メチル-1,3―ジオキソランなどのオキソラン類;アセトニトリルやニトロメタンなどの含窒素化合物類;ギ酸メチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチルなどの有機酸エステル類;リン酸トリエチル、炭酸ジメチル、炭酸ジエチルなどの無機酸エステル類;ジグライム類;トリグライム類;スルホラン類;3-メチル-2-オキサゾリジノンなどのオキサゾリジノン類;1,3-プロパンスルトン、1,4-ブタンスルトン、ナフタスルトンなどのスルトン類などが挙げられ、これらは単独又は二種以上組み合わせて使用できる。ゲル状の電解液を用いるときは、ゲル化剤としてニトリル系重合体、アクリル系重合体、フッ素系重合体、アルキレンオキサイド系重合体などを加えることができる。 The solvent contained in the electrolytic solution is not particularly limited, and specific examples thereof include carbonates such as propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, ethylmethyl carbonate, diethyl carbonate and vinylene carbonate; γ-butyl lactone and the like. Ethers such as trimethoxymethane, 1,2-dimethoxyethane, diethyl ether, 2-ethoxyethane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran and diethylene glycol diethyl ether; Sulfoxides such as dimethylsulfoxide; 1,3-dioxolane , 4-methyl-1,3-dioxolane and other oxolanes; nitrogen-containing compounds such as acetonitrile and nitromethane; organic acid esters such as methyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl propionate and ethyl propionate inorganic acid esters such as triethyl phosphate, dimethyl carbonate and diethyl carbonate; diglymes; triglymes; sulfolanes; oxazolidinones such as 3-methyl-2-oxazolidinone; , sultones such as naphthasultone, etc., and these can be used singly or in combination of two or more. When a gel electrolyte is used, a nitrile polymer, an acrylic polymer, a fluorine polymer, an alkylene oxide polymer, or the like can be added as a gelling agent.

電解液に含まれる添加剤は、特に限定されず、VC、VEC、FEC、LiFSIなどが挙げられる。 Additives contained in the electrolytic solution are not particularly limited, and examples thereof include VC, VEC, FEC, and LiFSI.

固体電解質は特に限定されず、LiS-P、LGPS、LSiPSCl、LSiSnPSなどの硫化物系、LLTO、LATP、LLZO、LAGP、LIPONなどの酸化物系、PEO-LiTFSIなどの高分子系、LiBH、LiBH-LiI、LiBH-LiNH、LiBH-Pなどの錯体系、クロソボラン、カーボランなどの水素化物系などが挙げられる。 The solid electrolyte is not particularly limited, and includes sulfides such as Li 2 SP 2 S 5 , LGPS, LSiPSCl and LSiSnPS, oxides such as LLTO, LATP, LLZO, LAGP and LIPON, and polymers such as PEO-LiTFSI. complex systems such as LiBH 4 , LiBH 4 --LiI, LiBH 4 --LiNH 2 and LiBH 4 --P 2 S 5 , and hydride systems such as closoborane and carborane.

電解液として使用されるイオン液体は、特に限定されず、例えばアンモニウム系、ピロリジニウム系、ピリジニウム系、イミダゾリウム系、ピペリジニウム系、ピラゾリウム系、オキサゾリウム系、ピリダジニウム系、ホスホニウム系、スルホニウム系、トリアゾリウム系及びその混合物のうちから選択された1以上の陽イオンとBF 、PF 、AsF 、SbF 、AlCl 、HSO 、ClO 、CHSO 、(FO2)、(CSO、(CSO)(CFSO)N及び(CFSOの内から選択された少なくとも一つから選択された1種類以上の陰イオンを含む化合物などが挙げられる。 The ionic liquid used as the electrolytic solution is not particularly limited, and for example, ammonium-based, pyrrolidinium-based, pyridinium-based, imidazolium-based, piperidinium-based, pyrazolium-based, oxazolium-based, pyridazinium-based, phosphonium-based, sulfonium-based, triazolium-based and One or more cations selected from the mixture and BF 4 , PF 6 , AsF 6 , SbF 6 , AlCl 4 , HSO 4 , ClO 4 , CH 3 SO 3 , (F 5O2 ) 2N- , ( C2F5SO2 ) 2N- , ( C2F5SO2 ) ( CF3SO2 ) N- and ( CF3SO2 ) 2N- and compounds containing one or more anions selected from at least one.

本発明において、非水電解質電池の形状は、公知のコイン型、ボタン型、シート型、円筒型、角型、扁平型などいずれであってもよい。本発明のセパレータを構成部材として含む本発明の非水電解質電池は、安全性が高く、かつ、内部抵抗の上昇を生じ難く、優れた容量保持率を有するとともに、高電池容量等の優れた電池特性を有する。本発明の非水電解質電池は、様々な用途に好適に用いることができ、例えば、小型化、薄型化、軽量化及び高性能化の要求される携帯端末や、高容量化及び大電流での充放電特性などの性能が要求される電気自動車等の大型機器に用いられる電池として有用である。 In the present invention, the shape of the non-aqueous electrolyte battery may be any known coin type, button type, sheet type, cylindrical type, square type, flat type, and the like. The non-aqueous electrolyte battery of the present invention containing the separator of the present invention as a constituent member is highly safe, does not easily cause an increase in internal resistance, has an excellent capacity retention rate, and is an excellent battery such as a high battery capacity. have characteristics. The non-aqueous electrolyte battery of the present invention can be suitably used for various applications, for example, mobile terminals requiring miniaturization, thickness reduction, weight reduction and high performance, high capacity and high current. It is useful as a battery for use in large equipment such as electric vehicles that require performance such as charge/discharge characteristics.

以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、これらは本発明の範囲を限定するものではない。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to Examples, but these are not intended to limit the scope of the present invention.

<厚み>
実施例及び比較例で得られたセパレータの厚みは、厚み測定器(定圧厚さ測定器PG-02J、テフロック社製)を用いて測定した。
<Thickness>
The thickness of the separators obtained in Examples and Comparative Examples was measured using a thickness gauge (constant pressure thickness gauge PG-02J, manufactured by Teflock).

実施例及び比較例で使用した不織布の厚みは、厚み測定器(Thickness meter B-1、東洋精機製作所)を用いて測定した。 The thickness of the nonwoven fabric used in Examples and Comparative Examples was measured using a thickness meter B-1 (Toyo Seiki Seisakusho).

<粘度平均重合度>
実施例及び比較例で使用したポリビニルアルコール系樹脂の粘度平均重合度は、JIS K 6726に従って測定した。
<Viscosity average degree of polymerization>
The viscosity-average degree of polymerization of the polyvinyl alcohol-based resins used in Examples and Comparative Examples was measured according to JIS K 6726.

<樹脂担持量>
実施例及び比較例で得られたセパレータの量(g/m)から、不織布のみの量(g/m)を差し引くことにより樹脂の担持量(g/m)を算出した。なお、樹脂の含有量(質量%)は、セパレータの量(g/m)と樹脂の担持量(g/m)を用いて算出した。
<Amount of resin supported>
The amount (g/m 2 ) of the resin supported was calculated by subtracting the amount (g/m 2 ) of the nonwoven fabric alone from the amount (g/m 2 ) of the separators obtained in Examples and Comparative Examples. The resin content (% by mass) was calculated using the amount of the separator (g/m 2 ) and the supported amount of the resin (g/m 2 ).

<ホワイトインデックス(WI)及びイエローインデックス(YI)>
実施例及び比較例で得られたセパレータのWI及びYIは、American Standards Test Methods E313に準拠して、以下のように測定した。
分光測色計(型番:CM-3500d、KONICA MINOLTA社製)を用いて、以下条件でのゼロ点校正、白色校正を行った。下敷きとして、黒板を実験台に設置し、その上にセパレータを1枚乗せ、測定した。
(WI、YI測定条件)
測定径:内径8mm
測定:SCI(Specular Component Include(正反射光を含む))
UV:100%(UV成分を含む)
光源1:D65(昼光、色温度6504k)
観察視野:10°(CIE1964)
表示系:WI ASTE E313 白色度
YI ASTE E313 黄色度
手動平均:3(回数)
標準偏差:SCI 0.20
自動平均回数:3
測定待ち時間:0.0s
<White Index (WI) and Yellow Index (YI)>
The WI and YI of the separators obtained in Examples and Comparative Examples were measured as follows according to American Standards Test Methods E313.
Using a spectrophotometer (model number: CM-3500d, manufactured by KONICA MINOLTA), zero point calibration and white calibration were performed under the following conditions. As an underlay, a blackboard was placed on a laboratory bench, and one separator was placed thereon for measurement.
(WI, YI measurement conditions)
Measurement diameter: inner diameter 8 mm
Measurement: SCI (Specular Component Include)
UV: 100% (including UV components)
Light source 1: D65 (daylight, color temperature 6504k)
Observation field of view: 10° (CIE1964)
Display system: WI ASTE E313 whiteness
YI ASTE E313 yellowness manual average: 3 (number of times)
Standard deviation: SCI 0.20
Automatic average number of times: 3
Measurement waiting time: 0.0s

<透気度>
実施例及び比較例で得られたセパレータの透気度は、JIS P8117に準拠して、以下の条件より求めた。透気度の評価は、1サンプルにつき場所を変えて5回測定を行い、その平均値を透気度とした。
(測定条件)
測定装置:王研式透気度平滑度試験機(旭精工株式会社製)
測定時間:2分
<Air Permeability>
The air permeability of the separators obtained in Examples and Comparative Examples was determined according to JIS P8117 under the following conditions. The air permeability was evaluated by measuring five times at different locations for each sample, and taking the average value as the air permeability.
(Measurement condition)
Measuring device: Oken type air permeability/smoothness tester (manufactured by Asahi Seiko Co., Ltd.)
Measurement time: 2 minutes

<ケン化度の測定及び粘度平均重合度>
JIS-K6726に従って、実施例及び比較例で使用したポリビニルアルコール系樹脂のケン化度及び粘度平均重合度を測定した。
<Measurement of degree of saponification and viscosity average degree of polymerization>
According to JIS-K6726, the saponification degree and the viscosity-average degree of polymerization of the polyvinyl alcohol-based resins used in Examples and Comparative Examples were measured.

<膜収縮率>
実施例及び比較例で得られたセパレータをφ17mmに打ち抜き、150℃で1時間加熱した。次式に従い膜収縮率を算出した。
膜収縮率=(加熱前の直径-加熱後の直径)/加熱前の直径×100
<Membrane shrinkage>
The separators obtained in Examples and Comparative Examples were punched into a diameter of 17 mm and heated at 150° C. for 1 hour. The film shrinkage ratio was calculated according to the following formula.
Film shrinkage ratio = (diameter before heating - diameter after heating) / diameter before heating x 100

<電池の容量保持率>
実施例及び比較例で得られたセパレータを5.1×5.0cmのサイズに切り出した。次いで、剥離強度試験に用いたものと同等の正極を4.8×4.5cm、剥離強度試験に用いたものと同等の負極を4.9×4.7cmのサイズにそれぞれ切出し、リードタブを付けた。これらの電極で、上記サイズに切り出したセパレータ1枚を挟み込んだ。この電極で挟み込んだ該セパレータをアルミラミネートパックの中に、リードタブがアルミラミネートパックの外に出るようにして設置した。次いで、前記アルミラミネートパックに、電解液(エチレンカーボネート(EC)/エチルメチルカーボネート(EMC)/ジメチルカーボネート(DMC)=1/1/1、1.0M LiPF)570μlを減圧封入して、容量保持率測定用ラミネートセル(非水電解質電池)を作製した。
上記作製したラミネートセルについて、市販の充放電試験機(TOSCAT3100、東洋システム製)を用いて試験を実施した。充電では、リチウム電位に対して0.01Vまで0.2Cの定電流充電を行い、さらにリチウム電位に対して0.01Vの定電圧充電を0.02mAの電流となるまで行った。放電では、リチウム電位に対して1.5Vまで0.2Cの定電流放電を行った。ラミネートセルを25℃の恒温槽に置き、上述の条件で、100回充放電を繰り返し、次式に従い容量保持率を算出した。
容量保持率=100サイクル目の放電容量/1サイクル目の放電容量×100
<Battery capacity retention rate>
The separators obtained in Examples and Comparative Examples were cut into a size of 5.1×5.0 cm. Next, a positive electrode equivalent to that used in the peel strength test was cut into a size of 4.8 × 4.5 cm, and a negative electrode equivalent to that used in the peel strength test was cut into a size of 4.9 × 4.7 cm, respectively, and lead tabs were attached. rice field. A sheet of separator cut to the above size was sandwiched between these electrodes. The separator sandwiched between the electrodes was placed in an aluminum laminate pack so that the lead tab was outside the aluminum laminate pack. Next, 570 μl of an electrolytic solution (ethylene carbonate (EC)/ethyl methyl carbonate (EMC)/dimethyl carbonate (DMC)=1/1/1, 1.0 M LiPF 6 ) was sealed in the aluminum laminate pack under reduced pressure. A laminate cell (non-aqueous electrolyte battery) for retention rate measurement was produced.
The laminate cell produced above was tested using a commercially available charge/discharge tester (TOSCAT3100, manufactured by Toyo System Co., Ltd.). In charging, constant current charging was performed at 0.2 C to 0.01 V against the lithium potential, and constant voltage charging at 0.01 V against the lithium potential was further carried out until the current reached 0.02 mA. In the discharge, constant current discharge was performed at 0.2 C to 1.5 V with respect to lithium potential. The laminate cell was placed in a constant temperature bath at 25° C., charged and discharged 100 times under the above conditions, and the capacity retention rate was calculated according to the following equation.
Capacity retention rate = discharge capacity at 100th cycle/discharge capacity at 1st cycle x 100

[実施例1]
(1)多孔膜形成用溶液の調製
ポリビニルアルコール系水溶液(クラレ製、製品名「クラストマーAP20」、ポリビニルアルコール-ポリアクリル酸共重合樹脂、ケン化度97~98モル%、粘度平均重合度1700、水酸基量24~85モル%、固形分濃度10質量%)に、ポリエチレングリコール(分子量1000、富士フィルム和光純薬製)を、該樹脂100質量部に対し42重量部添加した多孔膜形成用溶液を調製した。多孔膜形成用溶液の固形分濃度は、10質量%であった。
[Example 1]
(1) Preparation of Porous Film Forming Solution Polyvinyl alcohol-based aqueous solution (manufactured by Kuraray, product name “Clastomer AP20”, polyvinyl alcohol-polyacrylic acid copolymer resin, degree of saponification 97 to 98 mol%, viscosity average degree of polymerization 1700, Polyethylene glycol (molecular weight: 1000, manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added in an amount of 42 parts by weight based on 100 parts by weight of the resin to form a porous film-forming solution. prepared. The solid content concentration of the porous film forming solution was 10% by mass.

(2)多孔膜の作製
上記で得られた50℃の多孔膜形成用溶液をバットに入れ、溶融液晶形成性ポリエステル不織布(クラレ製、目付4.1g/m、厚さ10μm、平均繊維径2.5μm~3μm、融点350℃)を上記バット内にロール搬送させて浸し、不織布に溶液を染み込ませることで含浸し、次いで、樹脂含浸不織布両面から過剰な液をブレードコーターを用いて脱液した。該脱液は、樹脂含浸不織布表面とブレードの脱液部との間にクリアランスを設けずに該不織布表面に沿って行った。次いで、20℃のイソプロピルアルコール浴にロール搬送させて20分間浸漬させ、凝固させた。次いで、湿潤膜を含む不織布をイソプロピルアルコール浴から取り出した後、80℃熱風乾燥後に巻取り、100℃で1時間乾燥した。
(2) Preparation of porous film The solution for forming a porous film at 50°C obtained above was placed in a vat, and a molten liquid crystal forming polyester nonwoven fabric (manufactured by Kuraray, basis weight 4.1 g/m 2 , thickness 10 µm, average fiber diameter) was obtained. 2.5 μm to 3 μm, melting point 350° C.) is rolled into the vat and soaked, impregnated by impregnating the nonwoven fabric with the solution, and then excess liquid is removed from both sides of the resin-impregnated nonwoven fabric using a blade coater. bottom. The liquid removal was performed along the nonwoven fabric surface without providing a clearance between the resin-impregnated nonwoven fabric surface and the liquid removal part of the blade. Then, it was rolled into an isopropyl alcohol bath at 20° C. and immersed for 20 minutes to solidify. Next, the nonwoven fabric containing the wet film was removed from the isopropyl alcohol bath, dried with hot air at 80°C, wound up, and dried at 100°C for 1 hour.

(3)圧延
得られたセパレータを25℃、線圧40kg/cmの条件下、ロールプレス(宝泉株式会社製)を用いて圧延処理を行なった。このようにして、不織布とポリビニルアルコール樹脂からなる多孔膜とを含む非水電解質電池用セパレータを得た。得られたセパレータの厚みは8μmであった。
(3) Rolling The obtained separator was subjected to rolling treatment using a roll press (manufactured by Hosen Co., Ltd.) at 25° C. and a linear pressure of 40 kg/cm. Thus, a non-aqueous electrolyte battery separator including a non-woven fabric and a porous film made of polyvinyl alcohol resin was obtained. The thickness of the obtained separator was 8 μm.

[実施例2]
(1)多孔膜形成用溶液の調製
ポリビニルブチラール樹脂粉末(クラレ製、「Mowital B60T」、ケン化度96~99モル%、粘度平均重合度1700、水酸基量24~27モル%)を、ジメチルスルホキシドに、70℃3時間で溶解させ、固形分濃度8質量%の多孔膜形成用溶液を調製した。
[Example 2]
(1) Preparation of Porous Film Forming Solution Polyvinyl butyral resin powder ("Mowital B60T" manufactured by Kuraray, saponification degree 96-99 mol%, viscosity average polymerization degree 1700, hydroxyl group amount 24-27 mol%) was mixed with dimethyl sulfoxide. was dissolved at 70° C. for 3 hours to prepare a porous film-forming solution having a solid content concentration of 8% by mass.

(2)多孔膜の作製
上記で得られた25℃の多孔膜形成用溶液をバットに入れ、溶融液晶形成性ポリエステル不織布(目付4.1g/m、厚さ10μm、平均繊維径2.5μm~3μm、融点350℃)を上記バット内にロール搬送させて浸し、不織布に溶液を染み込ませることで含浸し、次いで、樹脂含浸不織布両面から過剰な液をブレードコーターを用いて脱液した。該脱液は、樹脂含浸不織布表面とブレードの脱液部との間にクリアランスを設けずに該不織布表面に沿って行った。次いで、25℃の水浴にロール搬送させて10分間浸漬させ、凝固させた。次いで、ポリビニルブチラール樹脂の湿潤膜を含む不織布を水浴から取り出した後、80℃熱風乾燥後に巻取り、100℃で1時間乾燥した。
(2) Preparation of porous film The solution for forming a porous film at 25°C obtained above was placed in a vat, and a molten liquid crystal-forming polyester nonwoven fabric (basis weight: 4.1 g/m 2 , thickness: 10 µm, average fiber diameter: 2.5 µm) was obtained. ~3 μm, melting point 350° C.) was rolled into the vat and impregnated with the solution, and the excess liquid was removed from both sides of the resin-impregnated non-woven fabric using a blade coater. The liquid removal was performed along the nonwoven fabric surface without providing a clearance between the resin-impregnated nonwoven fabric surface and the liquid removal part of the blade. Then, it was rolled into a water bath at 25° C. and immersed for 10 minutes to solidify. Next, the nonwoven fabric containing the wet film of polyvinyl butyral resin was taken out from the water bath, dried with hot air at 80°C, wound up, and dried at 100°C for 1 hour.

(3)圧延
実施例1と同様の方法にて行い、非水電解質電池用セパレータを得た。得られたセパレータの厚みは8μmであった。
(3) Rolling The same method as in Example 1 was used to obtain a non-aqueous electrolyte battery separator. The thickness of the obtained separator was 8 μm.

[実施例3]
(1)多孔膜形成用溶液の調製
エチレン-ビニルアルコール樹脂粉末(クラレ製、「E105B」、エチレン変性量44モル%、ケン化度100モル%、粘度平均重合度960、水酸基量56モル%)を、水と1-プロパノールとの混合溶媒(水/1-プロパノール=40/60体積比)に、70℃3時間で溶解させ、固形分濃度8質量%の多孔膜形成用溶液を調製した。
[Example 3]
(1) Preparation of Porous Film Forming Solution Ethylene-vinyl alcohol resin powder (manufactured by Kuraray, "E105B", ethylene modification amount 44 mol%, saponification degree 100 mol%, viscosity average polymerization degree 960, hydroxyl group amount 56 mol%) was dissolved in a mixed solvent of water and 1-propanol (water/1-propanol=40/60 volume ratio) at 70° C. for 3 hours to prepare a solution for forming a porous film having a solid concentration of 8% by mass.

(2)多孔膜の作製
上記で得られた50℃に感温した多孔膜形成用溶液をバットに入れ、溶融液晶形成性ポリエステル不織布(クラレ製、目付4.1g/m、厚さ10μm、平均繊維径2.5μm~3μm、融点350℃)を上記バット内にロール搬送させて浸し、不織布に溶液を染み込ませることで含浸し、次いで、樹脂含浸不織布両面から過剰な液をブレードコーターを用いて脱液した。該脱液は、樹脂含浸不織布表面とブレードの脱液部との間にクリアランスを設けずに該不織布表面に沿って行った。次いで、40℃の水浴にロール搬送させて10分間浸漬させ、凝固させた。次いで、エチレン-ビニルアルコール樹脂の湿潤膜を含む不織布を水浴から取り出した後、80℃熱風乾燥後に巻取り、100℃で1時間乾燥した。
(2) Preparation of Porous Film The porous film-forming solution obtained above, which was temperature-sensitive to 50° C., was placed in a vat, and a molten liquid crystal-forming polyester nonwoven fabric (manufactured by Kuraray Co., Ltd., weight per unit area: 4.1 g/m 2 , thickness: 10 μm, Average fiber diameter 2.5 μm to 3 μm, melting point 350° C.) is rolled into the bat and immersed, impregnated by impregnating the nonwoven fabric with the solution, and then excess liquid is removed from both sides of the resin-impregnated nonwoven fabric using a blade coater. and drained. The liquid removal was performed along the nonwoven fabric surface without providing a clearance between the resin-impregnated nonwoven fabric surface and the liquid removal part of the blade. Then, it was rolled into a water bath at 40° C. and immersed for 10 minutes to solidify. Next, the nonwoven fabric containing the wet film of ethylene-vinyl alcohol resin was taken out from the water bath, dried with hot air at 80°C, wound up, and dried at 100°C for 1 hour.

(3)圧延
実施例1と同様の方法にて行い、非水電解質電池用セパレータを得た。厚みは8μmであった。
(3) Rolling The same method as in Example 1 was used to obtain a non-aqueous electrolyte battery separator. The thickness was 8 μm.

[実施例4]
溶融液晶形成性ポリエステル不織布を、ビニロン(ポリビニルアルコール繊維、クラレ製、「クラレビニロンVP」:目付3.2g/m、厚さ11μm、平均繊維径5.0μm~7.0μm、融点200℃以上)不織布に変更したこと以外は、実施例3と同様の方法で非水電解質電池用セパレータを作製した。
[Example 4]
Vinylon (polyvinyl alcohol fiber, manufactured by Kuraray Co., Ltd., "Kuraray Vinylon VP": basis weight 3.2 g/m 2 , thickness 11 μm, average fiber diameter 5.0 μm to 7.0 μm, melting point 200° C. or higher. ) A non-aqueous electrolyte battery separator was produced in the same manner as in Example 3, except that the non-woven fabric was used.

[実施例5]
溶融液晶形成性ポリエステル不織布を、ポリエチレンテレフタレート不織布(目付6.2g/m、厚さ9μm、平均繊維径6.0μm~8.0μm、融点255℃)に変更したこと以外は、実施例3と同様の方法で非水電解質電池用セパレータを作製した。
[Example 5]
Example 3, except that the molten liquid crystal-forming polyester nonwoven fabric was changed to polyethylene terephthalate nonwoven fabric (basis weight: 6.2 g/m 2 , thickness: 9 µm, average fiber diameter: 6.0 µm to 8.0 µm, melting point: 255°C). A non-aqueous electrolyte battery separator was produced in the same manner.

[比較例1]
セパレータとして、市販のPPセパレータ(厚み9μm)を用いた。
[Comparative Example 1]
A commercially available PP separator (thickness: 9 μm) was used as the separator.

[比較例2]
セパレータとして、市販のアラミドコート耐熱セパレータ(厚み10μm)を用いた。
[Comparative Example 2]
As a separator, a commercially available aramid-coated heat-resistant separator (thickness: 10 μm) was used.

[比較例3]
多孔膜形成用溶液の固形分濃度を5質量%にしたこと以外は、実施例3と同様の方法で非水電解質電池用セパレータを作製した。
[Comparative Example 3]
A separator for a non-aqueous electrolyte battery was produced in the same manner as in Example 3, except that the solid content concentration of the porous film-forming solution was 5% by mass.

[比較例4]
多孔膜形成用溶液の固形分濃度を18質量%にしたこと以外は、実施例3と同様の方法で非水電解質電池用セパレータを作製した。
[Comparative Example 4]
A separator for a non-aqueous electrolyte battery was produced in the same manner as in Example 3, except that the solid content concentration of the porous film-forming solution was 18% by mass.

[比較例5]
上記(2)多孔膜の作製において、脱液後に水浴に入れずに(凝固させずに)乾燥させたこと以外は、実施例3と同様の方法で非水電解質電池用セパレータを作製した。得られたセパレータは、多孔膜にならず、不織布に樹脂が充填されたセパレータであった。
[Comparative Example 5]
A separator for a non-aqueous electrolyte battery was produced in the same manner as in Example 3, except that in the production of the porous membrane (2) above, the porous film was dried without being placed in a water bath (without solidification) after dewatering. The obtained separator was not a porous membrane but was a nonwoven fabric filled with a resin.

[比較例6]
セパレータとして、実施例1で使用した溶融液晶形成性ポリエステル不織布を用いた。
[Comparative Example 6]
As a separator, the molten liquid crystal forming polyester nonwoven fabric used in Example 1 was used.

[比較例7]
セパレータとして、実施例4で使用したビニロン不織布を用いた。
[Comparative Example 7]
As a separator, the vinylon nonwoven fabric used in Example 4 was used.

[比較例8]
セパレータとして、実施例5で使用したポリエチレンテレフタラート不織布を用いた。
[Comparative Example 8]
The polyethylene terephthalate nonwoven fabric used in Example 5 was used as the separator.

実施例及び比較例で得られた非水電解質電池用セパレータを用いて、厚み、樹脂担持量、WI、YI、膜収縮率、及び電池の容量維持率の測定を行った。その結果を表1に示す。なお、表1中、「樹脂担持量」については、括弧内にセパレータの質量に対する樹脂の含有量(質量%)の値も示す。

Figure 2023003220000006
Using the non-aqueous electrolyte battery separators obtained in Examples and Comparative Examples, the thickness, resin loading, WI, YI, film shrinkage ratio, and battery capacity retention ratio were measured. Table 1 shows the results. In addition, in Table 1, with respect to the "amount of resin supported", the value of the resin content (% by mass) with respect to the mass of the separator is also shown in parentheses.
Figure 2023003220000006

表1に示されるように、実施例1~5で得られた非水電解質電池用セパレータは、膜収縮率が低く、かつ容量保持率が高い。これに対して、比較例1及び2で得られた非水電解質電池用セパレータは、膜収縮率が顕著に高く、また比較例3~8で得られた非水電解質電池用セパレータは、電池の短絡が生じるか、又は電池の容量保持率が低い。したがって、本発明の非水電解質電池用セパレータは、高い耐熱性を有するとともに、かつ容量保持率に優れた電池を形成できる。 As shown in Table 1, the non-aqueous electrolyte battery separators obtained in Examples 1 to 5 have a low membrane shrinkage rate and a high capacity retention rate. On the other hand, the non-aqueous electrolyte battery separators obtained in Comparative Examples 1 and 2 have a significantly high film shrinkage rate, and the non-aqueous electrolyte battery separators obtained in Comparative Examples 3 to 8 have excellent battery performance. A short circuit occurs or the capacity retention of the battery is low. Therefore, the non-aqueous electrolyte battery separator of the present invention can form a battery having high heat resistance and excellent capacity retention.

Claims (9)

不織布と樹脂とを含み、ホワイトインデックスは30~75である、非水電解質電池用セパレータ。 A nonaqueous electrolyte battery separator comprising a nonwoven fabric and a resin and having a white index of 30 to 75. イエローインデックスは-10~2.0である、請求項1に記載の非水電解質電池用セパレータ。 2. The separator for non-aqueous electrolyte batteries according to claim 1, wherein the yellow index is -10 to 2.0. 前記不織布は、ポリアミド樹脂系繊維、ポリイミド系繊維、ポリアミドイミド系繊維、ポリエーテルイミド系繊維、ポリアクリロニトリル系繊維、ポリビニルアルコール系繊維、及びポリエステル系繊維からなる群から選択される少なくとも1つを含んでなる、請求項1又は2に記載の非水電解質電池用セパレータ。 The nonwoven fabric contains at least one selected from the group consisting of polyamide resin fibers, polyimide fibers, polyamideimide fibers, polyetherimide fibers, polyacrylonitrile fibers, polyvinyl alcohol fibers, and polyester fibers. The separator for non-aqueous electrolyte batteries according to claim 1 or 2, comprising: 前記樹脂は水溶性樹脂である、請求項1~3のいずれかに記載の非水電解質電池用セパレータ。 4. The separator for non-aqueous electrolyte batteries according to claim 1, wherein said resin is a water-soluble resin. 前記樹脂はポリビニルアルコール系樹脂である、請求項1~4のいずれかに記載の非水電解質電池用セパレータ。 5. The non-aqueous electrolyte battery separator according to claim 1, wherein said resin is a polyvinyl alcohol-based resin. ポリビニルアルコール系樹脂は、ポリビニルアルコール樹脂、エチレン-ビニルアルコール樹脂、及びポリビニルアセタール樹脂からなる群から選択される少なくとも1つである、請求項5に記載の非水電解質電池用セパレータ。 6. The non-aqueous electrolyte battery separator according to claim 5, wherein the polyvinyl alcohol-based resin is at least one selected from the group consisting of polyvinyl alcohol resin, ethylene-vinyl alcohol resin, and polyvinyl acetal resin. 前記樹脂は多孔膜として存在している、請求項1~6のいずれかに記載の非水電解質電池用セパレータ。 7. The separator for non-aqueous electrolyte batteries according to claim 1, wherein said resin exists as a porous film. 耐熱性フィラーを実質的に含まない、請求項1~7のいずれかに記載の非水電解質電池用セパレータ。 The separator for non-aqueous electrolyte batteries according to any one of claims 1 to 7, which contains substantially no heat-resistant filler. 請求項1~8のいずれかに記載の非水電解質電池用セパレータを含む、非水電解質電池。 A nonaqueous electrolyte battery comprising the separator for a nonaqueous electrolyte battery according to any one of claims 1 to 8.
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