JP2023062215A - Separator for non-aqueous electrolyte battery - Google Patents

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Arinori Ota
能久 乾
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Abstract

To provide a separator for a non-aqueous electrolyte battery capable of forming a non-aqueous electrolyte battery having excellent battery capacity retention even when the film thickness is thin, and the non-aqueous electrolyte battery.SOLUTION: A separator for a non-aqueous electrolyte battery includes a non-woven fabric and a porous membrane made of a polyvinyl alcohol-based resin, and at least a part of the porous membrane exists between fibers constituting the non-woven fabric, and at least one surface of the separator has a contact angle of 35° or more and a film thickness of 1 to 15 μm.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。そのため、非水電解質電池を構成するセパレータの多くは、耐熱性を有する多孔膜(多孔質フィルム)等から構成されており、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が提案されている(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. Therefore, most of the separators that constitute non-aqueous electrolyte batteries are made of heat-resistant porous membranes (porous films). has been proposed (Patent Document 1).

一方、多孔膜からなるセパレータは、その厚みが薄くなれば、活物質の量を増やすことができ、電池容量の増加が図れる。そのような理由で、近年、より薄膜化されたセパレータのニーズが高まりつつある。 On the other hand, if the thickness of the separator made of a porous film is reduced, the amount of active material can be increased, and the battery capacity can be increased. For this reason, the need for thinner separators has increased in recent years.

特許第5944808号Patent No. 5944808

しかし、本発明者の検討によれば、特許文献1のような親和性多孔シートを薄膜化したセパレータを含む電池を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ことがわかった。 However, according to the studies of the present inventors, repeated charging and discharging of a battery containing a separator formed by thinning an affinity porous sheet as in Patent Document 1 tends to cause micro-short circuits, and the battery capacity tends to decrease. It was found that a sufficient capacity retention rate could not be obtained.

従って、本発明の目的は、膜厚が薄くても、優れた容量保持率を有する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 and a non-aqueous electrolyte battery that can form a non-aqueous electrolyte battery having excellent capacity retention even if the film thickness is thin.

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、ポリビニルアルコール系樹脂からなる多孔膜とを含む、膜厚1~15μmの非水電解質電池用セパレータにおいて、該多孔膜の少なくとも一部を、不織布を構成する繊維間に存在させ、該セパレータの少なくとも一方の面の接触角を35°以上に調整すれば、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。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that a non-aqueous electrolyte battery separator having a thickness of 1 to 15 μm, which includes a non-woven fabric and a porous film made of a polyvinyl alcohol-based resin, At least part of the is present between the fibers constituting the nonwoven fabric, and the contact angle of at least one surface of the separator is adjusted to 35 ° or more, the above problems can be solved.

[1]不織布と、ポリビニルアルコール系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であって、該多孔膜の少なくとも一部は不織布を構成する繊維間に存在し、該セパレータの少なくとも一方の面の接触角は35°以上であり、膜厚は1~15μmである、非水電解質電池用セパレータ。
[2]透気度は50~500秒である、[1]に記載の非水電解質電池用セパレータ。
[3]25℃、線圧40kg/cmの条件下、天然黒鉛、SBR及びCMCを98:1:1の割合で含んでなる負極に、前記セパレータを圧着させた際の剥離強度Pと、NCM、ケッチェンブラック、カーボンブラック及びPVDFを92:2.5:2.5:3の割合で含んでなる正極に、前記セパレータを圧着させた際の剥離強度Pとの比であるP/Pは0.9~40であり、P及びPは0N/mを超える、[1]又は[2]に記載の非水電解質電池用セパレータ。
[4]25℃、プレス圧5MPaの条件下、前記セパレータの一方の面と、他方の面とを重ねて8時間圧着させた際の剥離強度は2N/m以下である、[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]前記セパレータは長尺状であり、長手方向の引張強度及び短手方向の引張強度のうち、低い方の引張強度は500kgf/cm以上である、[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]前記セパレータを100℃で1時間乾燥した後の含水量は、1%以下である、[1]~[5]のいずれかに記載の非水電解質電池用セパレータ。
[7]前記ポリビニルアルコール系樹脂は、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、[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]150℃における膜収縮率は、2%以下である、[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]前記不織布の融点は、300℃以上である、[1]~[8]のいずれかに記載の非水電解質電池用セパレータ。
[10]前記不織布は、溶融液晶形成性ポリエステル繊維を含んでなる、[1]~[9]のいずれかに記載の非水電解質電池用セパレータ。
[11][1]~[10]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 porous film made of a polyvinyl alcohol-based resin, wherein at least part of the porous film exists between fibers constituting the non-woven fabric, and at least one of the separators A separator for a non-aqueous electrolyte battery, wherein the contact angle of the surface of the non-aqueous electrolyte battery is 35° or more and the film thickness is 1 to 15 μm.
[2] The separator for non-aqueous electrolyte batteries according to [1], which has an air permeability of 50 to 500 seconds.
[3] Peel strength Pa when the separator is crimped to a negative electrode comprising natural graphite, SBR and CMC at a ratio of 98:1:1 under conditions of 25 ° C. and a linear pressure of 40 kg / cm, Pa , which is the ratio of the peel strength Pb when the separator is pressed against a positive electrode containing NCM, Ketjenblack, carbon black, and PVDF in a ratio of 92:2.5:2.5:3 /P b is 0.9 to 40, and P a and P b exceed 0 N/m.
[4] Under conditions of 25° C. and a press pressure of 5 MPa, the peel strength is 2 N/m or less when one surface and the other surface of the separator are overlapped and pressed for 8 hours. 3].
[5] Any one of [1] to [4], wherein the separator is elongated and has a tensile strength of 500 kgf/cm 2 or more, whichever is lower between tensile strength in the longitudinal direction and tensile strength in the transverse direction. The separator for a non-aqueous electrolyte battery according to any one of the above.
[6] The separator for a non-aqueous electrolyte battery according to any one of [1] to [5], wherein the separator has a moisture content of 1% or less after being dried at 100° C. for 1 hour.
[7] The polyvinyl alcohol resin is at least one selected from the group consisting of ethylene-vinyl alcohol resin and polyvinyl acetal resin, for a non-aqueous electrolyte battery according to any one of [1] to [6]. separator.
[8] The separator for nonaqueous electrolyte batteries according to any one of [1] to [7], which has a film shrinkage rate of 2% or less at 150°C.
[9] The non-aqueous electrolyte battery separator according to any one of [1] to [8], wherein the non-woven fabric has a melting point of 300° C. or higher.
[10] The non-aqueous electrolyte battery separator according to any one of [1] to [9], wherein the non-woven fabric comprises molten liquid crystal-forming polyester fibers.
[11] A nonaqueous electrolyte battery comprising the separator for a nonaqueous electrolyte battery according to any one of [1] to [10].

本発明の非水電解質電池用セパレータは、膜厚が薄くても、優れた容量保持率を有する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 non-aqueous electrolyte batteries of the present invention can form a non-aqueous electrolyte battery having excellent capacity retention even when the film thickness is thin. Therefore, the separator for non-aqueous electrolyte batteries of the present invention can be suitably used for non-aqueous electrolyte batteries.

実施例2で得られたセパレータの表面をSEMで撮影した画像である。4 is an SEM image of the surface of the separator obtained in Example 2. FIG. 比較例2で得られたセパレータの表面をSEMで撮影した画像である。4 is an SEM image of the surface of the separator obtained in Comparative Example 2. FIG.

[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、ポリビニルアルコール系樹脂からなる多孔膜とを含み、該多孔膜の少なくとも一部が不織布を構成する繊維間に存在しているものである。また、本発明の非水電解質電池用セパレータは、膜厚が1~15μmに薄膜化されており、該セパレータの少なくとも一方の面の接触角が35°以上である。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」と称することがあり、「ポリビニルアルコール系樹脂からなる多孔膜」を「樹脂多孔膜」と称することがある。
[Separator for non-aqueous electrolyte battery]
The non-aqueous electrolyte battery separator of the present invention includes a non-woven fabric and a porous membrane made of a polyvinyl alcohol-based resin, and at least part of the porous membrane exists between fibers constituting the non-woven fabric. Further, the separator for a non-aqueous electrolyte battery of the present invention is thinned to a thickness of 1 to 15 μm, and the contact angle of at least one surface of the separator is 35° or more. In this specification, the "non-aqueous electrolyte battery separator" may be simply referred to as "separator", and the "porous membrane made of polyvinyl alcohol-based resin" may be referred to as "resin porous membrane".

本発明者は、セパレータを薄膜化した場合であっても、不織布の繊維間に樹脂多孔膜を存在させるとともに、セパレータの少なくとも一方の表面の接触角を35°以上に調整すれば、意外なことに、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。これは以下の理由によるものだと推定される。すなわち、不織布又は透気度の低いセパレータは貫通孔ができやすく、微小短絡し易いため、電池の充放電を繰り返すと、短絡やLiデンドライドが発生し易い。また活物質の充放電時の膨張収縮によってもその現象は加速され易い。しかし、セパレータの少なくとも一方の面の接触角が35°以上であれば、セパレータの該表面部から内部にわたり不織布と樹脂多孔膜とが複合化されて存在している、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樹脂多孔膜が存在しているため、強度が高く、微小穴の形成が有効に抑制されるためだと推定される。従って、本発明のセパレータは、膜厚が薄くても、優れた容量保持率を有する非水電解質電池を形成できる。 The inventor of the present invention found that even when the separator is thinned, if the porous resin membrane is present between the fibers of the non-woven fabric and the contact angle of at least one surface of the separator is adjusted to 35° or more, a surprising result can be obtained. In addition, it was found that a decrease in battery capacity due to repeated charging and discharging of a battery containing the separator can be effectively suppressed. It is presumed that this is due to the following reasons. That is, a non-woven fabric or a separator having a low air permeability is likely to have through holes and micro short circuits, so that short circuits and Li dendrites are likely to occur when the battery is repeatedly charged and discharged. This phenomenon is also likely to be accelerated by the expansion and contraction of the active material during charging and discharging. However, if the contact angle of at least one surface of the separator is 35° or more, the nonwoven fabric and the porous resin membrane are combined from the surface portion of the separator to the inside. More specifically, the nonwoven fabric is present. Part of the constituent fibers are present on the surface of the separator, and a resin porous membrane exists between the fibers of the nonwoven fabric from the surface to the inside, so that the strength is high and the formation of micropores is effectively suppressed. It is estimated that Therefore, the separator of the present invention can form a non-aqueous electrolyte battery having excellent capacity retention even if the film thickness is thin.

<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、ウレタン系繊維などが挙げられる。これらの繊維のうち、ポリエ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、ポリトリメチレンテレフタレート繊維、溶融液晶形成性ポリエステル繊維等のポリエステル系繊維が好ましい。特に、セパレータの強度及び電池の容量保持率を高めやすい観点から、不織布は、ポリアミド系繊維、溶融液晶形成性ポリエステル繊維、及びポリエチレンテレフタレート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、ポリアミド系繊維及び/又は溶融液晶形成性ポリエステル繊維を含んでなることがより好ましい。
<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 urethane fibers. Among these fibers, polyester fibers such as polyethylene terephthalate fiber, polybutylene terephthalate fiber, polytrimethylene terephthalate fiber, and molten liquid crystal-forming polyester fiber are preferred. In particular, from the viewpoint of easily increasing the strength of the separator and the capacity retention rate of the battery, the nonwoven fabric should contain at least one selected from the group consisting of polyamide fibers, molten liquid crystal forming polyester fibers, and polyethylene terephthalate fibers. is preferred, and polyamide fibers and/or liquid crystal-forming polyester fibers are more preferred.

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 2023062215000001
Figure 2023062215000001

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 2023062215000002
Figure 2023062215000002
Figure 2023062215000003
Figure 2023062215000003
Figure 2023062215000004
Figure 2023062215000004

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 2023062215000005
Figure 2023062215000005

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を高めやすく、また不織布の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。 In the separator of the present invention, the 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, preferably 15 μm or less, more preferably 13 μm or less, and even more preferably. is 9 μm or less. When the fiber diameter of the nonwoven fabric is at least the above lower limit, the mechanical properties of the obtained separator can be easily improved. , it is easy to increase the capacity retention rate of the battery.

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 It is 40 g/m 2 or less, more preferably 30 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, internal resistance is easy to reduce as the basis weight of a nonwoven fabric is below said upper limit.

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。 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.

本発明のセパレータにおいて、不織布の厚みは、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、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 of the nonwoven fabric is preferably 1 μm or more, more preferably 2 μm or more, still more preferably 3 μm or more, preferably 20 μm or less, more preferably 17 μm or less, still more preferably 15 μm or less, and even more preferably. is 13 μm or less, particularly preferably 11 μm or less. When the thickness of the nonwoven fabric is at least the above lower limit, it is easy to increase the capacity retention rate and electrolyte holding capacity of the battery. 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.

<多孔膜>
本発明のセパレータは、ポリビニルアルコール系樹脂からなる多孔膜を含む。ポリビニルアルコール系樹脂としては、例えば、ポリビニルアルコール、エチレン-ビニルアルコール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂などが挙げられる。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。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。
<Porous membrane>
The separator of the present invention includes a porous film made of polyvinyl alcohol-based resin. Polyvinyl alcohol-based resins include, for example, polyvinyl alcohol, ethylene-vinyl alcohol resin, polyvinyl acetal resin, and the like. These polyvinyl alcohol-based resins can be used alone or in combination of two or more. In addition, the porous membrane indicates a membrane having a large number of pores inside and outside the membrane.

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、セパレータの強度及び耐水性、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 strength and water resistance of the separator and the capacity retention rate of the battery are likely to be improved. Since it can have hydrophilicity, it becomes easier to process the separator.

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 of 5 to 60 from the viewpoint of easily increasing affinity with the electrolytic solution, strength, and capacity retention of the battery. mol % and the degree of saponification is 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は、洗浄後、乾燥に付される。 Examples of polyvinyl alcohol include those obtained by saponifying a resin obtained by polymerizing vinyl alcohol and optionally 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. Polyvinyl alcohol 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 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 raw material polyvinyl alcohol 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. , the acid used as a catalyst is neutralized 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 polyvinyl alcohol as a raw material 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、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 viewpoint of easily increasing 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の中でも、セパレータを含む電池の容量保持率を高めやすく、かつ含水量を低減しやすい観点から、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種が好ましい。 Among the polyvinyl alcohol-based resins, at least one selected from the group consisting of ethylene-vinyl alcohol resins and polyvinyl acetal resins is preferable from the viewpoint of facilitating an increase in the capacity retention of a battery containing a separator and an easiness in reducing the water content. .

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-acrylamidoethyltrimethylammonium chloride, N-acrylamidodimethylamine, allyl Examples include compounds having cationic groups derived from trimethylammonium chloride, methallyltrimethylammonium chloride, dimethylallylamine, allylethylamine, and the like. 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、さらにより好ましくは30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80モル%以下である。水酸基量が上記の範囲内であると、電解液との親和性及び電池の容量保持率を高めやすく、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 amount of hydroxyl groups in the polyvinyl alcohol resin is preferably 5 mol% or more, more preferably 10 mol% or more, still more preferably 20 mol% or more, still more preferably 30 mol%, based on the vinyl group unit of the polyvinyl alcohol resin. % or more, preferably 100 mol % or less, more preferably 90 mol % or less, still more preferably 80 mol % or less. When the amount of hydroxyl groups is within the above range, it is easy to increase the affinity with the electrolytic solution and the capacity retention of the battery, and to reduce the air permeability. 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、電解液との親和性及び電池の容量保持率を高めやすく、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 affinity with the electrolytic solution and the capacity retention rate of the battery are likely to be increased, and the air permeability is likely to be 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、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、見かけの透気度を低減させやすい。 In one embodiment of the present invention, when polyvinyl alcohol is used as the polyvinyl alcohol-based resin, the degree of saponification is preferably 50 mol% or more, more preferably 55 mol% or more, still more preferably 60 mol% or more, and particularly preferably is 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 swellability with respect to the electrolytic solution is high, the capacity retention rate of the battery is easily increased, and the apparent air permeability 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、電解液との親和性及び電池の容量保持率を高めやすく、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けん化度は、アセタール化する前のポリビニルアルコール系樹脂のけん化度を意味する。 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 affinity with the electrolytic solution and the capacity retention rate of the battery are likely to be increased, and the air permeability is likely to be 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, preferably 5000 or less, more preferably 3000 or less, and further Preferably it is 2500 or less. When the viscosity-average degree of polymerization is at least the above lower limit, the strength of the separator is likely to be increased, and the capacity retention 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.

樹脂多孔膜は、ポリビニルアルコール系樹脂及び界面活性剤以外に他の添加剤を含んでいてもよい。他の添加剤としては、例えばポリビニルアルコール系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や有機物等が挙げられる。他の添加剤の含有量は、樹脂多孔膜の質量に対して、通常10質量%以下、好ましくは5質量%以下である。 The resin porous membrane may contain other additives in addition to the polyvinyl alcohol-based resin and the surfactant. Examples of other additives include polymer compounds other than polyvinyl alcohol resins, inorganic fine powders such as cross-linking agents, antioxidants, UV absorbers, lubricants, antifoaming agents and antiblocking agents, and organic substances. The content of other additives is usually 10% by mass or less, preferably 5% by mass or less, relative to the mass of the porous resin membrane.

本発明のセパレータ中の樹脂多孔膜の含有量は、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%以上であり、好ましくは50質量%以下、より好ましくは45質量%以下、さらに好ましくは40質量%以下である。セパレータ中の樹脂多孔膜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得られる電池の容量保持率を向上しやすく、また電極との接着性及び吸液性を高めやすい。セパレータ中の樹脂多孔膜の含有量が上記の上限以下であると、透気度を低減しやすい。樹脂多孔膜の含有量は、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多孔膜が溶解するが、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)にて樹脂多孔膜を溶解させ、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。樹脂多孔膜の含有量は、例えば実施例に記載の方法により算出できる。 The content of the porous resin membrane in the separator of the present invention is preferably 5% by mass or more, more preferably 8% by mass or more, still more preferably 10% by mass or more, and preferably 50% by mass, relative to the mass of the separator. % or less, more preferably 45 mass % or less, and still more preferably 40 mass % or less. When the content of the porous resin membrane in the separator is at least the above lower limit, the strength of the separator and the capacity retention of the obtained battery are likely to be improved, and the adhesiveness and liquid absorption to the electrode are likely to be enhanced. When the content of the porous resin membrane in the separator is equal to or less than the above upper limit, the air permeability can be easily reduced. The content of the porous resin membrane may be calculated by subtracting the mass of the nonwoven fabric alone from the mass of the separator. sulfoxide, etc.), and subtracting the mass after dissolution from the mass before dissolution; can be calculated. The content of the porous resin membrane can be calculated, for example, by the method described in Examples.

<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、前記ポリビニルアルコール系樹脂からなる多孔膜とを含み、該多孔膜の少なくとも一部が不織布を構成する繊維間に存在し、かつ一方の面の接触角が35°以上に調整されている。このようなセパレータは、セパレータの該表面部から内部にわたり不織布の空隙に強度の観点から最適な量の樹脂多孔膜が存在し得るため、1~15μmの薄膜であっても、容量保持率に優れた電池を形成できる。本明細書において、複合化とは、不織布表面を樹脂多孔膜が被覆(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)に樹脂多孔膜が存在(又は侵入)している状態を示す。
<Separator for non-aqueous electrolyte battery>
The separator of the present invention includes the nonwoven fabric and the porous membrane made of the polyvinyl alcohol resin, at least a part of the porous membrane exists between the fibers constituting the nonwoven fabric, and the contact angle of one surface is 35. ° or more. Such a separator can have an optimum amount of resin porous membrane from the viewpoint of strength in the voids of the nonwoven fabric extending from the surface part of the separator to the inside, so that even a thin film of 1 to 15 μm has an excellent capacity retention rate. can form a battery. In this specification, compositing does not mean that the surface of the nonwoven fabric is covered (or coated) with the porous resin membrane, but that the porous resin membrane exists (or penetrates) between the fibers (or voids) that make up the nonwoven fabric. indicates that the

図1は、本発明の一実施態様にかかるセパレータ(実施例2に相当)の一方の表面を、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて撮影した画像である。SEM画像に示される通り、本発明のセパレータは、不織布の一部の繊維が該表面部にも存在し、かつ該繊維間に樹脂多孔膜が存在するため、該表面の接触角が35°以上となり得る。なお、本発明のセパレータは、接触角が本発明の範囲内である限り、部分的に不織布の表面に樹脂多孔膜が存在していてもよい。 FIG. 1 is an image of one surface of a separator according to one embodiment of the present invention (corresponding to Example 2) taken using a scanning electron microscope (SEM). As shown in the SEM image, the separator of the present invention has a contact angle of 35° or more on the surface because some fibers of the nonwoven fabric are present on the surface portion and a resin porous membrane is present between the fibers. can be. In the separator of the present invention, a porous resin membrane may partially exist on the surface of the nonwoven fabric as long as the contact angle is within the range of the present invention.

一方、セパレータ表面の接触角が35°未満であると、不織布の表面全体又は多くの表面を樹脂多孔膜が被覆(コート)している傾向があるため、表面部の強度が低く、特に膜厚が薄い場合には、充放電の繰り返しにより電池容量が低下しやすい。 On the other hand, if the contact angle of the separator surface is less than 35°, the entire surface or most of the surface of the nonwoven fabric tends to be coated with the porous resin film, resulting in low surface strength, especially the film thickness. If the layer is thin, the battery capacity tends to decrease due to repeated charging and discharging.

本発明のセパレータの少なくとも一方の面の接触角は、好ましくは36°以上、より好ましくは37°以上、さらに好ましくは38°以上、さらにより好ましくは39°以上、特に好ましくは40°以上である。接触角が上記の下限以上であると、樹脂多孔膜と不織布とが表面部から十分に複合化されている傾向があるため、得られる電池の容量保持率を向上しやすい。また、本発明のセパレータの少なくとも一方の面の接触角は、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、特に好ましくは55°以下である。接触角が上記の上限以下であると、電解液との親和性が高く、且つ電極との接着性も高まるため、容量保持率を高めやすく、電池の生産性にも優れる。また、膜の均質性の観点から、セパレータの両面の接触角が上記範囲であることがより好ましい。本明細書における接触角は、炭酸プロピレンに対する接触角である。具体的には6cm×15cmのセパレータを10等分した後、各箇所の接触角を、接触角計を用いて液滴法により測定した値を平均したものであり、例えば実施例に記載の方法により測定できる。接触角は、[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、不織布又はポリビニルアルコール系樹脂の種類を変更(例えば本発明の好ましいものを採用)等することにより調整できる。 The contact angle of at least one surface of the separator of the present invention is preferably 36° or more, more preferably 37° or more, still more preferably 38° or more, even more preferably 39° or more, and particularly preferably 40° or more. . When the contact angle is at least the above lower limit, the porous resin membrane and the non-woven fabric tend to be sufficiently combined from the surface, so that the capacity retention of the obtained battery is likely to be improved. The contact angle of at least one surface of the separator of the present invention is preferably 70° or less, more preferably 65° or less, even more preferably 60° or less, and particularly preferably 55° or less. When the contact angle is equal to or less than the above upper limit, the affinity with the electrolytic solution is high, and the adhesiveness with the electrode is also enhanced, so the capacity retention rate can be easily increased, and the productivity of the battery is also excellent. Moreover, from the viewpoint of film homogeneity, it is more preferable that the contact angles on both surfaces of the separator are within the above range. The contact angle herein is the contact angle to propylene carbonate. Specifically, after dividing a 6 cm × 15 cm separator into 10 equal parts, the contact angle at each point was measured by the droplet method using a contact angle meter, and the values were averaged. For example, the method described in the Examples. can be measured by The contact angle can be obtained by manufacturing the separator by the method described in the section [Method for producing a separator for non-aqueous electrolyte batteries], especially by a method including a dewatering process, or by changing the type of non-woven fabric or polyvinyl alcohol resin (for example, this It can be adjusted by adopting the preferable one of the invention).

本発明のセパレータの膜厚は1~15μmである。本発明のセパレータは、少なくとも一方の面の接触角が上記範囲に調整されているため、膜厚が1~15μmの薄膜であっても、優れた容量保持率を有し得る。本発明のセパレータの膜厚は、好ましくは14μm以下、より好ましくは13μm以下、さらに好ましくは12μm以下、さらにより好ましくは11μm以下、特に好ましくは10μm以下、特により好ましくは9μm以下であり、好ましくは2μm以上、より好ましくは3μm以上である。セパレータの膜厚が上記の下限以上であると、セパレータを含む電池の容量保持率を高めやすく、またセパレータの膜厚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。セパレータの膜厚は、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、セパレータの膜厚は、例えば不織布の膜厚等を適宜変更することにより調整できる。 The film thickness of the separator of the present invention is 1 to 15 μm. Since the contact angle of at least one surface of the separator of the present invention is adjusted within the above range, even a thin film having a thickness of 1 to 15 μm can have excellent capacity retention. The film thickness of the separator of the present invention is preferably 14 μm or less, more preferably 13 μm or less, still more preferably 12 μm or less, even more preferably 11 μm or less, particularly preferably 10 μm or less, and even more preferably 9 μm or less. It is 2 μm or more, more preferably 3 μm or more. When the thickness of the separator is at least the above lower limit, the capacity retention of the battery containing the separator can be easily increased, and when the thickness of the separator is at most the above upper limit, the amount of active material in the battery can be increased. It is easy to increase the battery capacity. 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.

本発明のセパレータは、不織布を構成する繊維間にポリビニルアルコール系樹脂が存在しているため、特定の透気度を有している。本発明のセパレータの透気度は、好ましくは50秒以上、より好ましくは80秒以上、さらに好ましくは100秒以上、さらにより好ましくは110秒以上、特に好ましくは120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秒以下である。透気度が上記の下限以上であると、膜厚が薄くても、得られる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、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、樹脂多孔膜の含有量、樹脂多孔質の細孔径などを適宜変更することにより調整できる。 The separator of the present invention has a specific air permeability because the polyvinyl alcohol-based resin exists between the fibers constituting the nonwoven fabric. The air permeability of the separator of the present invention is preferably 50 seconds or more, more preferably 80 seconds or more, still more preferably 100 seconds or more, even more preferably 110 seconds or more, particularly preferably 120 seconds or more, and preferably 500 seconds or more. seconds or less, more preferably 400 seconds or less, and even more preferably 300 seconds or less. When the air permeability is at least the above lower limit, even if the film thickness is thin, it is easy to increase the capacity retention rate and the liquid absorption of the electrolytic solution of the resulting battery. 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 according to JIS P8117, for example, by the method described in Examples. The air permeability can be adjusted, for example, by appropriately changing the size (or basis weight) of the pores of the nonwoven fabric, the content of the porous resin membrane, the pore size of the porous resin 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の一方の面の接触角(接触角Cとする)と、他方の面の接触角(接触角Cとする)との比であるC/Cは、好ましくは0.8以上、より好ましくは0.85以上、さらに好ましくは0.90以上、特に好ましくは0.95以上であり、好ましくは1.2以下、より好ましくは1.15以下、さらに好ましくは1.1以下、特に好ましくは1.05以下である。接触角比C/Cが上記範囲であると、得られる電池の容量保持率を高めやすい。セパレータ表面の接触角は、上記に記載の方法により測定でき、例えば実施例に記載の方法により測定できる。 In one embodiment of the present invention, Cx , which is the ratio of the contact angle on one side of the separator of the present invention (contact angle Cx ) to the contact angle on the other side (contact angle Cy ) / Cy is preferably 0.8 or more, more preferably 0.85 or more, still more preferably 0.90 or more, particularly preferably 0.95 or more, preferably 1.2 or less, more preferably 1.2 or more. It is 15 or less, more preferably 1.1 or less, and particularly preferably 1.05 or less. When the contact angle ratio C x /C y is within the above range, it is easy to increase the capacity retention of the resulting battery. The contact angle of the separator surface can be measured by the method described above, for example, by the method described in Examples.

本発明の一実施態様において、25℃、線圧40kg/cmの条件下、天然黒鉛、SBR(スチレンブタジエンゴム)及びCMC(カルボキシメチルセルロース)を98:1:1の割合で含んでなる負極に、本発明のセパレータを圧着させた際の剥離強度Pと、NCM(ニッケル-コバルト-マンガンの三元系材料)、ケッチェンブラック、カーボンブラック及びPVDF(ポリフッ化ビニリデン)を92:2.5:2.5:3の割合で含んでなる正極に、本発明のセパレータを圧着させた際の剥離強度Pとの比であるP/Pは、好ましくは0.9以上、より好ましくは1.0以上、さらに好ましくは1.5以上であり、好ましくは40以下、より好ましくは30以下、さらに好ましくは20以下、特に好ましくは14以下である。ただし、P及びPは0N/mを超える。剥離強度比P/Pが上記範囲であると、セパレータを含む電池の容量保持率を高めやすく、かつセパレータの含水量を低減しやすい。剥離強度P及びPはそれぞれ、圧着させたセパレータの電極面とステンレス板とを両面テープを用いて貼合させ、50Nのロードセルにより、180°剥離強度を、剥離幅10mm及び剥離速度100mm/minの条件で測定して得られ、例えば実施例に記載の方法により測定できる。なお、剥離強度比P/Pは、樹脂多孔膜を構成する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る。 In one embodiment of the present invention, a negative electrode comprising natural graphite, SBR (styrene-butadiene rubber) and CMC (carboxymethylcellulose) at a ratio of 98:1:1 under the conditions of 25° C. and linear pressure of 40 kg/cm, The peel strength P a when the separator of the present invention is crimped, and the ratio of NCM (nickel-cobalt-manganese ternary material), Ketjenblack, carbon black and PVDF (polyvinylidene fluoride) to 92:2.5: The ratio P a /P b, which is the ratio of the peel strength P b when the separator of the present invention is pressure-bonded to the positive electrode having a ratio of 2.5:3, is preferably 0.9 or more, more preferably It is 1.0 or more, more preferably 1.5 or more, preferably 40 or less, more preferably 30 or less, still more preferably 20 or less, and particularly preferably 14 or less. However, P a and P b exceed 0 N/m. When the peel strength ratio P a /P b is within the above range, it is easy to increase the capacity retention of the battery including the separator and to reduce the water content of the separator. Peel strengths P a and P b are obtained by laminating the electrode surface of the pressure-bonded separator and the stainless steel plate using double-sided tape, and measuring the 180° peel strength with a 50 N load cell at a peel width of 10 mm and a peel speed of 100 mm/ It is obtained by measuring under the conditions of min, and can be measured, for example, by the method described in Examples. The peel strength ratio P a /P b can be adjusted by appropriately changing the amount of hydroxyl groups in the resin constituting the porous resin membrane.

本発明の一実施態様において、25℃、プレス圧5MPaの条件下、本発明のセパレータの一方の面と、他方の面とを重ねて8時間圧着させた際の剥離強度Pは、好ましくは2N/m以下、より好ましくは1.0N/m以下、さらに好ましくは0.5N/m以下、さらにより好ましくは0.3N/m以下、特に好ましくは0.1N/m以下、特により好ましくは0.01N/m以下である。剥離強度Pが上記の上限以下であると、セパレータを巻回したロール状セパレータを巻き出す際に、セパレータ表面が剥離しやすく、電池特性及び生産性を高めやすい。剥離強度Pは、上記条件で圧着させた2枚のセパレータの片面とステンレス板とを両面テープを用いて貼合させ、P及びPと同様の方法により測定でき、例えば実施例に記載の方法により測定できる。なお、剥離強度Pは、不織布や樹脂多孔膜を構成する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る。 In one embodiment of the present invention, under conditions of 25 ° C. and a press pressure of 5 MPa, the peel strength P c when one surface and the other surface of the separator of the present invention are overlapped and pressed for 8 hours is preferably 2 N/m or less, more preferably 1.0 N/m or less, still more preferably 0.5 N/m or less, even more preferably 0.3 N/m or less, particularly preferably 0.1 N/m or less, and even more preferably It is 0.01 N/m or less. When the peel strength P c is equal to or less than the above upper limit, the surface of the separator is easily peeled off when unwinding the rolled separator, and battery characteristics and productivity are easily improved. The peel strength P c can be measured by the same method as P a and P b by bonding one side of the two separators pressed under the above conditions to a stainless steel plate using a double-sided tape, for example, described in the Examples. can be measured by the method of The peel strength Pc can be adjusted by appropriately changing the amount of hydroxyl groups in the resin constituting the nonwoven fabric or the porous resin membrane.

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%以下(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、例えば実施例に記載の方法により測定できる。なお、セパレータの含水量は、不織布やポリビニルアルコール系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、例えばポリビニルアルコール系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% or less (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. After drying the separator at 100° C. for 1 hour, the water content can be measured at a temperature of 120° C. using a moisture measuring device, for example, by the method described in Examples. The water content of the separator can be adjusted by appropriately changing the amount of hydroxyl groups in the non-woven fabric or the polyvinyl alcohol resin. For example, the water content tends to decrease as the amount of hydroxyl groups in the polyvinyl alcohol resin decreases.

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2%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、さらにより好ましくは0.5%以下、特に好ましくは0.1%以下である。膜収縮率が上記の上限以下であると、耐熱性を高めやすい。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。膜収縮率は、不織布の種類などを適宜変更することにより調整してもよく、例えば不織布として耐熱性の高いものを用いるほど、低減する傾向がある。 In one embodiment of the present invention, the separator of the present invention preferably has a film shrinkage at 150° C. of 2% or less, more preferably 1.5% or less, still more preferably 1.0% or less, and even more preferably 0%. 0.5% or less, particularly preferably 0.1% or less. When the film shrinkage rate is equal to or less than the above upper limit, it is easy to improve the heat resistance. 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. The film shrinkage rate may be adjusted by appropriately changing the type of nonwoven fabric.

本発明の一実施態様において、本発明のセパレータは長尺状であり、長手方向の引張強度及び短手方向の引張強度のうち、低い方の引張強度は、好ましくは500kgf/cm以上、より好ましくは600kgf/cm以上、さらに好ましくは800kgf/cm以上、特に好ましくは1,000kgf/cm以上である。前記低い方の引張強度が上記の下限以上であると、耐久性を向上しやすい。また、低い方の引張強度の上限は通常10,000kgf/cm以下、好ましくは5,000kgf/cm以下である。本明細書において、長手方向は、セパレータ製造時の機械流れ方向であるMD方向を示し、短手方向は、セパレータ製造時の機械流れ方向に垂直な方向であるTD方向を示す。引張強度は、JIS K 7162-1Bの試験片にて引張試験機を用いて測定でき、例えば実施例に記載の方法により測定できる。なお、引張強度は、例えば不織布の種類、樹脂多孔膜の含有量、セパレータの膜厚や表面の接触角などを適宜変更することにより調整してもよい。 In one embodiment of the present invention, the separator of the present invention is elongated, and of the tensile strength in the longitudinal direction and the tensile strength in the transverse direction, the lower tensile strength is preferably 500 kgf/cm 2 or more, and more It is preferably 600 kgf/cm 2 or more, more preferably 800 kgf/cm 2 or more, and particularly preferably 1,000 kgf/cm 2 or more. When the lower tensile strength is equal to or higher than the above lower limit, durability is likely to be improved. The upper limit of the lower tensile strength is usually 10,000 kgf/cm 2 or less, preferably 5,000 kgf/cm 2 or less. In this specification, the longitudinal direction indicates the MD direction, which is the machine flow direction during separator production, and the lateral direction indicates the TD direction, which is perpendicular to the machine flow direction during separator production. Tensile strength can be measured using a tensile tester using a test piece of JIS K 7162-1B, for example, by the method described in Examples. The tensile strength may be adjusted by appropriately changing, for example, the type of nonwoven fabric, the content of the porous resin membrane, the thickness of the separator, the contact angle of the surface, 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突き刺し強度は、好ましくは200g/mm以上、より好ましくは300g/mm以上、さらに好ましくは350g/mm以上、さらにより好ましくは400g/mm以上である。突き刺し強度が上記の下限以上であると、セパレータの強度を高めやすく、電池の容量保持率を高めやすい。また、該突き刺し強度の上限は通常5,000g/mm以下、好ましくは3,000g/mm以下である。突き刺し強度は、温度25℃下、テクスチャーアナライザーを用いて測定でき、例えば実施例に記載の方法により測定できる。なお、突き刺し強度は、例えば不織布の種類、樹脂多孔膜の含有量、セパレータの膜厚や表面の接触角などを適宜変更することにより調整してもよい。 In one embodiment of the present invention, the puncture strength of the separator of the present invention is preferably 200 g/mm 2 or more, more preferably 300 g/mm 2 or more, still more preferably 350 g/mm 2 or more, still more preferably 400 g/mm 2 or more. When the puncture strength is at least the above lower limit, the strength of the separator is likely to be increased, and the capacity retention rate of the battery is likely to be increased. The upper limit of the puncture strength is usually 5,000 g/mm 2 or less, preferably 3,000 g/mm 2 or less. The puncture strength can be measured using a texture analyzer at a temperature of 25° C., for example, by the method described in Examples. The puncture strength may be adjusted by appropriately changing, for example, the type of nonwoven fabric, the content of the porous resin membrane, the thickness of the separator, the contact angle of the surface, and the like.

本発明のセパレータは、薄膜であっても、得られる電池の容量保持率を優れたものとすることができる。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81%以上、より好ましくは83%以上、さらに好ましくは85%以上、さらにより好ましくは87%以上、特に好ましくは88%以上、特により好ましくは89%以上である。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。 Even if the separator of the present invention is a thin film, the obtained battery can have an excellent capacity retention rate. The capacity retention rate (also referred to as discharge capacity retention rate) of the battery comprising the separator of the present invention is preferably 81% or higher, more preferably 83% or higher, still more preferably 85% or higher, and still more preferably 87% or higher. , particularly preferably 88% or more, particularly more preferably 89% or more. The capacity retention rate can be measured, for example, by the method described in Examples.

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ポリビニルアルコール系樹脂からなる多孔膜とを含むセパレータであってもよく、好ましくは該積層体と樹脂多孔膜とが複合化されたセパレータであってもよい。また、セパレータの少なくとも一方の面の接触角が35°以上を満たし、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 containing a laminate of a plurality of nonwoven fabrics and a porous membrane made of a polyvinyl alcohol-based resin, preferably a separator in which the laminate and a resin porous membrane are combined. . Further, other layers such as a functional layer may be laminated on the separator as long as the contact angle of at least one surface of the separator satisfies 35° or more and 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、前記ポリビニルアルコール系樹脂を水含有溶媒に溶解させて、多孔膜形成用溶液を得る工程(I);得られた多孔膜形成用溶液を、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ポリビニルアルコール系樹脂を凝固させる工程(IV)を含む方法が好ましい。
[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 polyvinyl alcohol resin in a water-containing solvent to obtain a porous film-forming solution; a step (II) of impregnating the nonwoven fabric; a step (III) of deliquoring the resin-impregnated nonwoven fabric; and a step (IV) of solidifying the polyvinyl alcohol-based resin in the deliquored resin-impregnated nonwoven fabric with a coagulating liquid. is preferred.

工程(I)において、水含有溶媒は、水又は水と有機溶媒との混合溶媒を示す。有機溶媒としては、水と混合してポリビニルアルコール系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、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など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など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、ポリビニルアルコール系樹脂の溶解性の観点から、用いる有機溶媒は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 water-containing solvent indicates water or a mixed solvent of water and an organic solvent. The organic solvent is not particularly limited as long as it is a solvent that can dissolve the polyvinyl alcohol resin when mixed with water. Examples include alcohols such as methanol, ethanol, butanol, isopropanol, 1-propanol, 1-butanol, and ethylene glycol. system solvent; cyclic amide solvents such as N-alkylpyrrolidone such as N-methylpyrrolidone, N-ethylpyrrolidone, N-methyl-α-methylpyrrolidone, N-ethyl-α-methylpyrrolidone; N,N-dimethylformamide, Amide solvents such as N,N-dimethylacetamide; cyclic ether solvents such as tetrahydrofuran, dioxane, morpholine and N-methylmorpholine; sulfoxide solvents such as dimethylsulfoxide; and sulfone solvents such as sulfolane. Among these, alcohol-based solvents and sulfoxide-based solvents are preferable as the organic solvent to be used from the viewpoint of the solubility of the polyvinyl alcohol-based resin. These organic solvents can be used alone or in combination of two or more.

水と有機溶媒とを含む混合溶媒において、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ポリビニルアルコール系樹脂を含む多孔膜形成用溶液を容易に調製することができる。 In a mixed solvent containing water and an organic solvent, the mixing ratio of water and the organic solvent (water/organic solvent) is preferably 3/97 to 70/30, more preferably 5/95 to 65 by volume. /35. By using a mixed solvent containing water and an organic solvent at a ratio within the above range, it is possible to easily prepare a porous film-forming solution containing a polyvinyl alcohol-based resin having a solid content concentration suitable for forming a separator.

多孔膜形成用溶液におけるポリビニルアルコール系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。ポリビニルアルコール系樹脂の固形分濃度が上記範囲であると、多孔膜形成用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 polyvinyl alcohol resin in the porous film-forming solution is preferably 0.1 to 20% by mass, more preferably 0.5 to 15% by mass. When the solid content concentration of the polyvinyl alcohol-based resin is within the above range, the handleability of the porous film-forming solution is good, and the separator is easily formed.

工程(I)において、多孔膜形成用溶液は、ポリビニルアルコール系樹脂及び水、並びに、任意に有機溶媒及び他の添加剤を混合、好ましくは撹拌混合してポリビニルアルコール系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。 In step (I), the solution for forming a porous film is obtained by mixing, preferably stirring and mixing, a polyvinyl alcohol resin, water, and optionally an organic solvent and other additives to dissolve the polyvinyl alcohol resin. be done. 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.

工程(II)は、多孔膜形成用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、樹脂多孔膜が不織布を構成する繊維間に侵入しやすい観点から、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)に樹脂多孔膜の少なくとも一部を存在させることができる。 Step (II) is a step of impregnating the nonwoven fabric with the porous membrane forming solution. Examples of the impregnation method include a doctor blade method, a dip method, a reverse roll method, a direct roll method, a gravure method, an extrusion method, an immersion method, and a brush coating method. The immersion method is preferable from the viewpoint that it is easy to penetrate between them. The solution temperature during impregnation is preferably 20 to 100°C, more preferably 25 to 80°C. By including the impregnation step, at least part of the porous resin membrane can be present between the fibers (or voids) constituting the nonwoven fabric of the obtained separator.

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)する多孔膜形成用溶液を除去する。脱液の方法は、例えばナイフコーター、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少なくともクリアランスを設けず、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(又は不織布の膜厚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、接触角を本発明の上記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多孔膜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多孔膜とが複合化されたセパレータが得られ、セパレータ表面の接触角を本発明の上記範囲に調整できる。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 porous film-forming solution existing on (or adhering to) the surface of the nonwoven fabric is removed. The dewatering method is performed by using a device such as a knife coater, bar coater, applicator, roll coater, squeeze roll, nip roll, etc., and providing at least a clearance between the coating part or the dewatering part of the device and the surface of the nonwoven fabric. Instead, it is preferable to remove the liquid along the surface of the nonwoven fabric (or along the direction perpendicular to the film thickness direction of the nonwoven fabric) while the coating part or the liquid removing part of the apparatus is in contact with the surface of the nonwoven fabric. preferable. By removing liquid in this way, it is easy to adjust the contact angle within the above range of the present invention. The solution temperature during deliquoring is preferably 0 to 70°C, more preferably 5 to 60°C. By including such a dewatering step, after step (IV), the fibers constituting the nonwoven fabric and the porous resin membrane are combined from the surface to the inside without covering the entire surface of the nonwoven fabric with the porous resin membrane. The contact angle of the separator surface can be adjusted within the above range of the present invention. 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、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)する多孔膜形成用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接触角を本発明の上記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膜厚以下となる位置で、該膜厚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、樹脂含浸不織布の膜厚以下であれば特に限定されず、樹脂含浸不織布の膜厚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前記接触角を本発明の上記範囲に調整しやすく、該クリアランスを小さくするほど、前記接触角が大きくなりやすい。 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, it is easy to remove the porous film-forming solution existing on (or adhering to) the surface of the nonwoven fabric. Easy to adjust within the above range. More specifically, in this embodiment, a clearance between the device and the substrate surface (substrate It is preferable to remove liquid along a direction perpendicular to the film thickness direction at a position where the clearance to the surface of the resin-impregnated nonwoven fabric is equal to or less than the film thickness of the resin-impregnated nonwoven fabric. The clearance to the base material surface is not particularly limited as long as it is equal to or less than the film thickness of the resin-impregnated nonwoven fabric, and can be appropriately selected according to the film thickness of the resin-impregnated nonwoven fabric. It is below. When the clearance is equal to or less than the above upper limit, the contact angle is easily adjusted within the above range of the present invention, and the smaller the clearance, the larger the contact angle tends to be.

本発明の他の一実施態様では、搬送された樹脂含浸不織布を、例えばスクイズロールにより脱液してもよい。スクイズロール等による脱液では、ロール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表面の接触角を本発明の上記範囲に調整しやすい。また、ロール間の距離、ロールに挟み込む圧力、ロールの角度などを調整することにより、接触角や担持する樹脂多孔膜の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、セパレータ両面の接触角を効率良く本発明の範囲に調整できる。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、スクイズロール、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 another embodiment of the present invention, the conveyed resin-impregnated nonwoven fabric may be deliquored by, for example, squeeze rolls. In the case of deliquoring using a squeeze roll or the like, the deliquoring can be performed while the rolls are in contact with both surfaces of the resin-impregnated nonwoven fabric, so the contact angle of the resulting separator surface can be easily adjusted within the above range of the present invention. In addition, the contact angle and the content of the porous resin membrane to be supported can be adjusted by adjusting the distance between the rolls, the pressure applied between the rolls, the angle of the rolls, and the like. By using such a deliquoring method, production by a roll-to-roll system becomes possible, and productivity can be improved. Moreover, the contact angle on both sides of the separator can be efficiently adjusted within the range of the present invention without using a base material. 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 squeeze roll, a coagulating liquid described later, and a drying zone, and wound up. methods and the like.

工程(IV)は、凝固液により、脱液した樹脂含浸不織布中のポリビニルアルコール系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、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。また、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。 Step (IV) is a step of solidifying the polyvinyl alcohol-based resin in the drained resin-impregnated nonwoven fabric with a solidifying 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, it is preferred that the resin-impregnated nonwoven fabric placed on the substrate is immersed in the coagulation liquid together, and the substrate is peeled off after coagulation. Moreover, in the embodiment by the roll-to-roll method, a method of conveying the resin-impregnated nonwoven fabric conveyed by a roll through a coagulating liquid is preferable.

凝固液は、多孔膜形成用溶液を凝固し得る溶媒、例えばポリビニルアルコール系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、水と有機溶媒などとの混合溶媒が挙げられる。水と混合し得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 coagulating liquid is not particularly limited as long as it is a solvent capable of coagulating the porous film forming solution, for example, a poor solvent for the polyvinyl alcohol-based resin. Examples of the coagulating liquid include water and a mixed solvent of water and an organic solvent. Examples of organic solvents miscible with water 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、ポリビニルアルコール系樹脂からなる多孔膜が得られやすく、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, it is easy to obtain a porous film made of polyvinyl alcohol resin, and it is easy to adjust the air permeability to the above range of the present invention.

本発明の製造方法において、多孔膜形成用溶液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、ポリビニルアルコール系樹脂が十分に凝固しやすく、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 porous membrane forming solution in the coagulation liquid is, for example, 0.1 second to 30 minutes, preferably 1 second or longer, more preferably 3 seconds or longer, preferably 25 minutes or less, more preferably 20 minutes or less. When the immersion time is equal to or longer than the above lower limit, the polyvinyl alcohol-based resin is easily solidified sufficiently, and pores having a desired pore diameter are easily 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、ポリビニルアルコール系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、得られる多孔膜を損傷(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。 Through step (IV), a non-woven fabric containing a wet film of polyvinyl alcohol-based resin is obtained. 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 and the amount of solvent contained in the wet film, etc., so that the solvent can be removed as quickly as possible without damaging the obtained porous film (for example, cracking due to stress concentration). can be determined as appropriate. 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、セパレータの膜厚が薄くても、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いため、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。従って、本発明の非水電解質電池は、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 is excellent in capacity retention (or discharge capacity retention) even if the thickness of the separator is thin. Furthermore, since the film thickness of the separator is thin, 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 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.

以下に、後述の実施例及び比較例で得られたセパレータ(多孔膜)の各物性の測定方法を示す。 Methods for measuring physical properties of separators (porous membranes) obtained in Examples and Comparative Examples described later are shown below.

[膜厚]
実施例及び比較例で得られたセパレータの膜厚は、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 film thicknesses of the separators obtained in Examples and Comparative Examples were 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膜厚は、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]
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 resin was measured according to JIS K 6726.

[SEM画像]
SEMの撮影は以下の装置を用いて測定を行った。
装置 キーエンス VE-8800
加速電圧 8kV
倍率 1000倍
[SEM image]
SEM imaging was performed using the following equipment.
Device Keyence VE-8800
Accelerating voltage 8kV
Magnification 1000x

[多孔膜の含有量]
実施例及び比較例で得られた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により多孔膜の含有量を算出した。
[Porous membrane content]
The content of the porous membrane was calculated by subtracting the mass of the nonwoven fabric alone from the mass of the separators obtained in Examples and Comparative Examples.

[ケン化度の測定及び粘度平均重合度]
JIS-K6726に従って、ポリビニルアルコール系樹脂のケン化度を測定した。
[Measurement of degree of saponification and viscosity-average degree of polymerization]
The degree of saponification of the polyvinyl alcohol resin was measured according to JIS-K6726.

[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

[接触角]
実施例及び比較例で得られたセパレータを6cm×15cmにカットし、カットしたセパレータを10等分した後、10等分した各箇所において、セパレータの一方の面の炭酸プロピレンに対する接触角を、接触角計を用いた液滴法により、以下の条件で測定した。各箇所で測定して得られた値の平均値をセパレータの接触角として評価した。
(測定条件)
測定装置:DM700、協和界面科学株式会社製
温度:25℃
溶媒:炭酸プロピレン(PC)
液滴量:1.5μl
測定時間:1000m秒後
[Contact angle]
The separators obtained in Examples and Comparative Examples were cut into 6 cm×15 cm pieces, and the cut separators were divided into 10 equal parts. It was measured under the following conditions by a droplet method using a goniometer. The average value of the values obtained by measuring at each location was evaluated as the contact angle of the separator.
(Measurement condition)
Measuring device: DM700, manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd. Temperature: 25°C
Solvent: propylene carbonate (PC)
Drop volume: 1.5 μl
Measurement time: After 1000ms

[突き刺し強度]
実施例及び比較例で得られたセパレータを、2cm角にカットし、テクスチャーアナライザー(XT Plus、EKO Instruments製)にて温度25℃、突き刺し速度2mm/s、φ1mmのシリンダー型プローブを用いることによって測定を行った。
[Puncture Strength]
The separators obtained in Examples and Comparative Examples were cut into 2 cm squares, and measured with a texture analyzer (XT Plus, manufactured by EKO Instruments) at a temperature of 25°C, at a puncture speed of 2 mm/s, using a φ1 mm cylindrical probe. did

[剥離強度]
25℃、線圧40kg/cmの条件下、天然黒鉛、SBR及びCMCを98:1:1の割合で含んでなる負極と、NCM、ケッチェンブラック、カーボンラック及びPVDFを92:2.5:2.5:3の割合で含んでなる正極にそれぞれ、実施例及び比較例で得られたセパレータを圧着させた。次いで、圧着させたサンプルの電極面とステンレス板とを両面テープ(ニチバン製両面テープ)を用いて貼り合わせ、50Nのロードセル(株式会社イマダ製)により、180°剥離強度(剥離幅10mm、剥離速度100mm/min)を測定した。負極との剥離強度をP、正極との剥離強度をPとし、その剥離強度比P/Pを算出した。
また、25℃、プレス圧5MPaの条件下、実施例及び比較例で得られたセパレータを2枚用いて、セパレータの一方の面と、他方の面とを重ねて8時間圧着させた際の剥離強度Pも上記同様に実施した。その際は片方のセパレータ面とステンレス板とを両面テープ(ニチバン製両面テープ)を用いて貼り合わせた。
[Peel strength]
Under the conditions of 25° C. and a linear pressure of 40 kg/cm, a negative electrode containing natural graphite, SBR and CMC at a ratio of 98:1:1 and NCM, Ketjenblack, carbon rack and PVDF at 92:2.5: The separators obtained in Examples and Comparative Examples were press-bonded to the positive electrodes having a ratio of 2.5:3. Next, the electrode surface of the crimped sample and the stainless steel plate are laminated using a double-sided tape (Nichiban double-sided tape), and a 50 N load cell (manufactured by Imada Co., Ltd.) is used to measure 180 ° peel strength (peeling width 10 mm, peeling speed 100 mm/min) was measured. P a is the peel strength from the negative electrode, P b is the peel strength from the positive electrode, and the peel strength ratio P a /P b was calculated.
Also, under the conditions of 25 ° C. and a press pressure of 5 MPa, two separators obtained in Examples and Comparative Examples were used, and one surface and the other surface of the separator were overlapped and pressed for 8 hours. The intensity Pc was also performed in the same manner as above. At that time, one separator surface and the stainless steel plate were pasted together using a double-sided tape (Nichiban double-sided tape).

[引張強度]
実施例及び比較例で得られたセパレータの引張強度は、JIS K 7162-1Bの試験片にて、以下の条件で引張試験機を用いて算出した。なお、引張強度はセパレータのMD方向及びTD方向の両方について測定した。
(測定条件)
測定装置:オートグラフAG5000B、島津製作所製
温度:25℃
チャック間距離:70mm
試験速度:500mm/分
試験片:ダンベル型(試験部の幅10mm)、試験片の厚み10μm
[Tensile strength]
The tensile strength of the separators obtained in Examples and Comparative Examples was calculated using a tensile tester under the following conditions using test pieces according to JIS K 7162-1B. The tensile strength was measured in both the MD and TD directions of the separator.
(Measurement condition)
Measuring device: Autograph AG5000B, manufactured by Shimadzu Corporation Temperature: 25°C
Distance between chucks: 70mm
Test speed: 500 mm/min Test piece: Dumbbell type (test part width 10 mm), test piece thickness 10 μm

[含水量]
実施例及び比較例で得られたセパレータを100℃で1時間乾燥させ、以下の条件により含水量を計測した。
(測定条件)
測定装置:カールフィッシャー水分測定装置、三菱ケミカルアナリテック製
温度:120℃
[Water content]
The separators obtained in Examples and Comparative Examples were dried at 100° C. for 1 hour, and the water content was measured under the following conditions.
(Measurement condition)
Measuring device: Karl Fischer moisture measuring device, manufactured by Mitsubishi Chemical Analytech Temperature: 120°C

[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
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。
(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、樹脂含浸不織布を水平台の上に置いたガラス板上に置き、樹脂含浸不織布から過剰な液をアプリケーター(T101、松尾産業株式会社製)を用いて脱液した。該脱液は、アプリケーターの塗工部とガラス板表面との間のクリアランス(ガラス板表面に対するクリアランスともいう)を5μmにすることで、アプリケーターの塗工部を樹脂含浸不織布表面に接触させながら、該表面に沿って行った。次いで、ガラス板基材ごと40℃の水浴に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槽から取り出し、基材から剥離した後、風乾後、100℃で1時間乾燥した。
(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、不織布とエチレン-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。該セパレータ中の樹脂多孔膜の含有量は、セパレータの質量に対して、35質量%であった。
[Example 1]
(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) 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 soaked and impregnated by soaking the nonwoven fabric with the solution, and then the resin-impregnated nonwoven fabric is placed on a glass plate placed on a horizontal table, and the resin-impregnated nonwoven fabric is Excess liquid was removed using an applicator (T101, manufactured by Matsuo Sangyo Co., Ltd.). The liquid removal is performed by setting the clearance between the coating portion of the applicator and the glass plate surface (also referred to as the clearance to the glass plate surface) to 5 μm, while bringing the coating portion of the applicator into contact with the surface of the resin-impregnated nonwoven fabric. along the surface. Then, the whole glass plate substrate was immersed in a water bath at 40° C. for 10 minutes to solidify. Next, the nonwoven fabric containing the wet film of ethylene-vinyl alcohol resin was taken out from the water tank, peeled off from the base material, air-dried, and then dried at 100° C. for 1 hour.
(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 ethylene-vinyl alcohol resin was obtained. The content of the porous resin membrane in the separator was 35% by mass with respect to the mass of the separator.

[実施例2]
溶融液晶形成性ポリエステル不織布を、目付8.0g/m、厚さ15μm、平均繊維径2.5μm~3μm及び融点350℃の溶融液晶形成性ポリエステル不織布に変更し、脱液時のガラス板表面に対するクリアランスを10μmにしたこと以外は、実施例1と同様の方法でセパレータを得た。該セパレータ中の樹脂多孔膜の含有量は、セパレータの質量に対して、27質量%であった。
図1に、得られた非水電解質電池用セパレータ表面のSEM画像を示した。SEM画像に示される通り、セパレータ表面部に、不織布を構成する繊維が存在し、かつ該繊維間にエチレン-ビニルアルコール樹脂からなる多孔膜が存在することが確認された。
[Example 2]
The molten liquid crystal forming polyester nonwoven fabric was changed to a molten liquid crystal forming polyester nonwoven fabric having a basis weight of 8.0 g/m 2 , a thickness of 15 µm, an average fiber diameter of 2.5 µm to 3 µm, and a melting point of 350°C. A separator was obtained in the same manner as in Example 1, except that the clearance for the was set to 10 μm. The content of the porous resin membrane in the separator was 27% by mass with respect to the mass of the separator.
FIG. 1 shows an SEM image of the surface of the obtained non-aqueous electrolyte battery separator. As shown in the SEM image, it was confirmed that fibers constituting the non-woven fabric were present on the surface of the separator, and a porous membrane made of ethylene-vinyl alcohol resin was present between the fibers.

[実施例3]
溶融液晶形成性ポリエステル不織布を、目付8.0g/m、厚さ19μm、平均繊維径2.5μm~3μm及び融点350℃の溶融液晶形成性ポリエステル不織布に変更し、脱液時のガラス板表面に対するクリアランスを10μmにしたこと以外は、実施例1と同様の方法でセパレータを得た。該セパレータ中の樹脂多孔膜の含有量は、セパレータの質量に対して、37質量%であった。
[Example 3]
The molten liquid crystal forming polyester nonwoven fabric was changed to a molten liquid crystal forming polyester nonwoven fabric having a basis weight of 8.0 g/m 2 , a thickness of 19 µm, an average fiber diameter of 2.5 µm to 3 µm, and a melting point of 350°C. A separator was obtained in the same manner as in Example 1, except that the clearance for the was set to 10 μm. The content of the porous resin membrane in the separator was 37% by mass with respect to the mass of the separator.

[実施例4]
(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%、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。
(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、樹脂含浸不織布を水平台の上に置いたガラス板上に置き、樹脂含浸不織布から過剰な液をアプリケーター(T101、松尾産業株式会社製)を用いて脱液した。該脱液は、ガラス板表面に対するクリアランスを5μmにすることで、アプリケーターの塗工部を樹脂含浸不織布表面に接触させながら、該表面に沿って行った。次いで、ガラス板基材ごと25℃の水浴に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槽から取り出し、基材から剥離した後、風乾後、100℃で1時間乾燥した。
その後圧延は実施例1と同様に行いセパレータを得た。該セパレータ中の樹脂多孔膜の含有量は、セパレータの質量に対して、26質量%であった。
[Example 4]
(1) Preparation of Porous Film Forming Solution Polyvinyl butyral resin powder ("Mowital B60T" manufactured by Kuraray, degree of saponification 96-99 mol%, amount of hydroxyl groups 24-27 mol%) was added to dimethyl sulfoxide at 70°C for 3 hours. to prepare a porous film-forming solution having a solid content concentration of 8% by mass.
(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.), impregnated by soaking the non-woven fabric with the solution, then placing the resin-impregnated non-woven fabric on a glass plate placed on a horizontal table, and removing excess liquid from the resin-impregnated non-woven fabric with an applicator ( T101, manufactured by Matsuo Sangyo Co., Ltd.) was used to remove liquid. The liquid removal was performed along the surface of the glass plate while keeping the coating portion of the applicator in contact with the surface of the resin-impregnated nonwoven fabric by setting the clearance to the surface of the glass plate to 5 μm. Then, the whole glass plate substrate was immersed in a water bath at 25° C. for 10 minutes to solidify. Next, the nonwoven fabric containing the wet film of polyvinyl butyral resin was taken out from the water bath, peeled off from the base material, air-dried, and then dried at 100° C. for 1 hour.
After that, rolling was performed in the same manner as in Example 1 to obtain a separator. The content of the porous resin membrane in the separator was 26% by mass with respect to the mass of the separator.

[実施例5]
溶融液晶形成性ポリエステル不織布を、目付8.0g/m、厚さ15μm、平均繊維径2.5μm~3μm及び融点350℃の溶融液晶形成性ポリエステル不織布に変更し、脱液時のガラス板表面に対するクリアランスを10μmにしたこと以外は、実施例4と同様の方法でセパレータを得た。該セパレータ中の樹脂多孔膜の含有量は、セパレータの質量に対して、25質量%であった。
[Example 5]
The molten liquid crystal forming polyester nonwoven fabric was changed to a molten liquid crystal forming polyester nonwoven fabric having a basis weight of 8.0 g/m 2 , a thickness of 15 µm, an average fiber diameter of 2.5 µm to 3 µm, and a melting point of 350°C. A separator was obtained in the same manner as in Example 4, except that the clearance to the was set to 10 μm. The content of the porous resin membrane in the separator was 25% by mass with respect to the mass of the separator.

[実施例6]
不織布をポリエチレンテレフタレート(目付6.2g/m、厚さ9μm、融点255℃)に変更したこと以外は、実施例5と同様の方法にてセパレータを得た。該セパレータ中の樹脂多孔膜の含有量は、セパレータの質量に対して、29質量%であった。
[Example 6]
A separator was obtained in the same manner as in Example 5, except that the nonwoven fabric was changed to polyethylene terephthalate (basis weight: 6.2 g/m 2 , thickness: 9 µm, melting point: 255°C). The content of the porous resin membrane in the separator was 29% by mass with respect to the mass of the separator.

[実施例7]
不織布をポリエチレンテレフタレート(目付6.2g/m、厚さ9m、融点255℃)に変更したこと以外は、実施例2と同様の方法にてセパレータを得た。該セパレータ中の樹脂多孔膜の含有量は、セパレータの質量に対して、31質量%であった。
[Example 7]
A separator was obtained in the same manner as in Example 2, except that the nonwoven fabric was changed to polyethylene terephthalate (basis weight: 6.2 g/m 2 , thickness: 9 m, melting point: 255°C). The content of the porous resin membrane in the separator was 31% by mass with respect to the mass of the separator.

[比較例1]
溶融液晶形成性ポリエステル不織布を、目付8.0g/m、厚さ15μm、平均繊維径2.5μm~3μm及び融点350℃の溶融液晶形成性ポリエステル不織布に変更し、脱液時のガラス板表面に対するクリアランスを20μmにすることで、アプリケーターの塗工部と樹脂含浸不織布表面との間にクリアランスを設けて両者が接触しないようにしたこと以外は、実施例1と同様の方法でセパレータを得た。該セパレータ中の樹脂多孔膜の含有量は、セパレータの質量に対して、30質量%であった。
[Comparative Example 1]
The molten liquid crystal forming polyester nonwoven fabric was changed to a molten liquid crystal forming polyester nonwoven fabric having a basis weight of 8.0 g/m 2 , a thickness of 15 µm, an average fiber diameter of 2.5 µm to 3 µm, and a melting point of 350°C. A separator was obtained in the same manner as in Example 1 except that a clearance was provided between the coated portion of the applicator and the surface of the resin-impregnated nonwoven fabric so that the two did not contact each other by setting the clearance to 20 μm. . The content of the porous resin membrane in the separator was 30% by mass with respect to the mass of the separator.

[比較例2]
脱液時のガラス板表面に対するクリアランスを20μmにすることで、アプリケーターの塗工部と樹脂含浸不織布表面との間にクリアランスを設けて両者が接触しないようにしたこと以外は、実施例1と同様の方法でセパレータを得た。該セパレータ中の樹脂多孔膜の含有量は、セパレータの質量に対して、36質量%であった。図2に、得られた非水電解質電池用セパレータ表面のSEM画像を示した。SEM画像に示される通り、セパレータ表面にエチレン-ビニルアルコール樹脂からなる多孔膜のみが存在することが確認された。すなわち、比較例2で得られたセパレータは、不織布の表面を該多孔膜が被覆していることがわかった。
[Comparative Example 2]
The same as in Example 1, except that the clearance between the coated portion of the applicator and the surface of the resin-impregnated nonwoven fabric was provided to prevent contact between the two by setting the clearance to the surface of the glass plate to 20 μm when removing the liquid. A separator was obtained by the method of The content of the porous resin membrane in the separator was 36% by mass with respect to the mass of the separator. FIG. 2 shows an SEM image of the surface of the obtained non-aqueous electrolyte battery separator. As shown in the SEM image, it was confirmed that only a porous film made of ethylene-vinyl alcohol resin was present on the surface of the separator. That is, it was found that the separator obtained in Comparative Example 2 had the porous membrane covering the surface of the nonwoven fabric.

[比較例3]
(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、クラストマー、ケン化度97~98モル%、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、ポリビニルアルコール樹脂に対し42重量部添加した多孔膜形成用溶液を調製した。
(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、樹脂含浸不織布を水平台の上に置いたガラス板上に置き、樹脂含浸不織布から過剰な液をアプリケーター(T101、松尾産業株式会社製)を用いて脱液した。該脱液は、ガラス板表面に対するクリアランスを20μmにすることで、アプリケーターの塗工部と樹脂含浸不織布表面との間にクリアランスを設けて両者が接触しないようにした。次いで、ガラス板基材ごと20℃のイソプロピルアルコール浴に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水槽から取り出し、基材から剥離した後、風乾後、100℃で1時間乾燥した。
その後圧延は実施例1と同様に行いセパレータを得た。該セパレータ中の樹脂多孔膜の含有量は、セパレータの質量に対して、25質量%であった。
[Comparative Example 3]
(1) Preparation of Porous Film Forming Solution A polyvinyl alcohol-based aqueous solution (manufactured by Kuraray Co., Ltd., Clastomer, saponification degree 97 to 98 mol%, hydroxyl group content 24 to 85 mol%, solid content concentration 10% by mass), polyethylene glycol (molecular weight 1000, manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical) was added to polyvinyl alcohol resin in an amount of 42 parts by weight to prepare a solution for forming a porous film.
(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.), impregnated by soaking the non-woven fabric with the solution, and then placing the resin-impregnated non-woven fabric on a glass plate placed on a horizontal table to remove excess liquid from the resin-impregnated non-woven fabric. was removed using an applicator (T101, manufactured by Matsuo Sangyo Co., Ltd.). The liquid removal was performed by setting a clearance of 20 μm with respect to the surface of the glass plate to provide a clearance between the coating portion of the applicator and the surface of the resin-impregnated nonwoven fabric so that they would not come into contact with each other. Then, the whole glass plate substrate was immersed in an isopropyl alcohol bath at 20° C. for 20 minutes to solidify. Next, the nonwoven fabric containing the wet film was taken out from the water bath, peeled off from the substrate, air-dried, and then dried at 100° C. for 1 hour.
After that, rolling was performed in the same manner as in Example 1 to obtain a separator. The content of the porous resin membrane in the separator was 25% by mass with respect to the mass of the separator.

[比較例4]
溶融液晶形成性ポリエステル不織布を用いなかったこと以外は、実施例1と同様の方法にてセパレータを得た。
[Comparative Example 4]
A separator was obtained in the same manner as in Example 1, except that the molten liquid crystal-forming polyester nonwoven fabric was not used.

[比較例5]
脱液時のガラス板表面に対するクリアランスを20μmにすることで、アプリケーターの塗工部と樹脂含浸不織布表面との間にクリアランスを設けて両者が接触しないようにしたこと以外は、実施例7と同様の方法にてセパレータを得た。該セパレータ中の樹脂多孔膜の含有量は、セパレータの質量に対して、35質量%であった。
[Comparative Example 5]
The same as in Example 7, except that the clearance between the coated portion of the applicator and the surface of the resin-impregnated nonwoven fabric was provided to prevent contact between the two by setting the clearance to the surface of the glass plate to 20 μm when removing the liquid. A separator was obtained by the method of The content of the porous resin membrane in the separator was 35% by mass with respect to the mass of the separator.

[比較例6]
溶融液晶形成性ポリエステル不織布を用いなかったこと以外は、比較例3と同様の方法にてセパレータを得た。
[Comparative Example 6]
A separator was obtained in the same manner as in Comparative Example 3, except that the molten liquid crystal-forming polyester nonwoven fabric was not used.

[比較例7]
市販のPEセパレータ(9μm)を水平台の上に置いたガラス板上に置き、アルミナをアプリケーター(T101、松尾産業株式会社製、PEセパレータに対するクリアランス5μm)にて塗工して、50℃のホットプレート上で1時間乾燥後、塗工面とは逆の面を同様にアルミナにてコートして耐熱コートセパレータを作製した。
[Comparative Example 7]
A commercially available PE separator (9 μm) is placed on a glass plate placed on a horizontal table, alumina is applied with an applicator (T101, manufactured by Matsuo Sangyo Co., Ltd., clearance for PE separator 5 μm), and hot at 50 ° C. After drying on the plate for 1 hour, the surface opposite to the coated surface was similarly coated with alumina to prepare a heat-resistant coated separator.

[比較例8]
比較例7にて用いた市販のPEセパレータを用いて、片面のみアルミナをアプリケーター(T101、松尾産業株式会社製、PEセパレータに対するクリアランス100μm)にて塗工後、50℃のホットプレート上で3時間乾燥して耐熱コートセパレータを作製した。
[Comparative Example 8]
Using the commercially available PE separator used in Comparative Example 7, alumina was applied only on one side with an applicator (T101, manufactured by Matsuo Sangyo Co., Ltd., clearance for PE separator 100 μm), and then placed on a hot plate at 50 ° C. for 3 hours. After drying, a heat-resistant coated separator was produced.

実施例1~7及び比較例1~8で得られたセパレータの膜厚、接触角、透気度、剥離強度比Pa/Pb、剥離強度P、突き刺し強度、引張強度(MD方向及びTD方向)、含水量、膜収縮率、及び電池の容量保持率を測定した結果を表5に示す。また、多孔膜を構成する樹脂の種類及び不織布の種類も表5に示す。なお、表5中、EVOHは、エチレン-ビニルアルコール樹脂(共重合体)を示し、PVBはポリビニルブチラールを示し、PVAはポリビニルアルコールを示す。耐熱PEは耐熱性樹脂がコートされたポリエチレンを示す。また、PLは溶融液晶形成性ポリエステルを示す。 Film thickness, contact angle, air permeability, peel strength ratio Pa/Pb, peel strength P c , puncture strength, tensile strength (MD direction and TD direction) of the separators obtained in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 8 ), moisture content, film shrinkage, and capacity retention of the battery are shown in Table 5. Table 5 also shows the type of resin and the type of nonwoven fabric that constitute the porous membrane. In Table 5, EVOH indicates ethylene-vinyl alcohol resin (copolymer), PVB indicates polyvinyl butyral, and PVA indicates polyvinyl alcohol. Heat-resistant PE indicates polyethylene coated with a heat-resistant resin. Also, PL indicates a melt liquid crystal-forming polyester.

Figure 2023062215000006
Figure 2023062215000006

表5に示される通り、実施例1~7で得られた非水電解質電池用セパレータは、比較例1~8と比べ、電池の容量保持率が顕著に高いことが確認された。
従って、本発明の非水電解質電池用セパレータは、膜厚が薄くても、優れた電池容量保持率を有する非水電解質電池を形成できる。
As shown in Table 5, it was confirmed that the separators for non-aqueous electrolyte batteries obtained in Examples 1-7 had significantly higher battery capacity retention than those of Comparative Examples 1-8.
Therefore, the non-aqueous electrolyte battery separator of the present invention can form a non-aqueous electrolyte battery having excellent battery capacity retention even if the film thickness is thin.

Claims (11)

不織布と、ポリビニルアルコール系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であって、該多孔膜の少なくとも一部は不織布を構成する繊維間に存在し、該セパレータの少なくとも一方の面の接触角は35°以上であり、膜厚は1~15μmである、非水電解質電池用セパレータ。 A non-aqueous electrolyte battery separator comprising a non-woven fabric and a porous membrane made of a polyvinyl alcohol-based resin, wherein at least part of the porous membrane exists between fibers constituting the non-woven fabric, and at least one surface of the separator A separator for a non-aqueous electrolyte battery, having a contact angle of 35° or more and a film thickness of 1 to 15 μm. 透気度は50~500秒である、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 nonaqueous electrolyte batteries according to claim 1, which has an air permeability of 50 to 500 seconds. 25℃、線圧40kg/cmの条件下、天然黒鉛、SBR及びCMCを98:1:1の割合で含んでなる負極に、前記セパレータを圧着させた際の剥離強度Pと、NCM、ケッチェンブラック、カーボンブラック及びPVDFを92:2.5:2.5:3の割合で含んでなる正極に、前記セパレータを圧着させた際の剥離強度Pとの比であるP/Pは0.9~40であり、P及びPは0N/mを超える、請求項1又は2に記載の非水電解質電池用セパレータ。 Under the conditions of 25° C. and a linear pressure of 40 kg/cm, the peel strength Pa when the separator was pressed against a negative electrode containing natural graphite, SBR and CMC in a ratio of 98:1:1, NCM, Ket P a / P b is the ratio of the peel strength P b when the separator is pressure-bonded to the positive electrode containing chain black, carbon black and PVDF in a ratio of 92: 2.5: 2.5: 3 is 0.9 to 40, and P a and P b exceed 0 N/m. 25℃、プレス圧5MPaの条件下、前記セパレータの一方の面と、他方の面とを重ねて8時間圧着させた際の剥離強度は2N/m以下である、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。 Any one of claims 1 to 3, wherein the peel strength is 2 N/m or less when one surface and the other surface of the separator are overlapped and pressed for 8 hours under conditions of 25° C. and a press pressure of 5 MPa. The separator for non-aqueous electrolyte batteries according to . 前記セパレータは長尺状であり、長手方向の引張強度及び短手方向の引張強度のうち、低い方の引張強度は500kgf/cm以上である、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。 The separator according to any one of claims 1 to 4, wherein the separator has a long shape, and the tensile strength in the longitudinal direction and the tensile strength in the transverse direction is 500 kgf/cm 2 or more, which is the lower one. Separator for water electrolyte batteries. 前記セパレータを100℃で1時間乾燥した後の含水量は、1%以下である、請求項1~5のいずれかに記載の非水電解質電池用セパレータ。 6. The separator for a non-aqueous electrolyte battery according to claim 1, wherein said separator has a water content of 1% or less after being dried at 100° C. for 1 hour. 前記ポリビニルアルコール系樹脂は、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 non-aqueous electrolyte battery separator according to claim 1, wherein said polyvinyl alcohol resin is at least one selected from the group consisting of ethylene-vinyl alcohol resin and polyvinyl acetal resin. 150℃における膜収縮率は、2%以下である、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。 8. The separator for non-aqueous electrolyte batteries according to claim 1, wherein the film shrinkage at 150° C. is 2% or less. 前記不織布の融点は、300℃以上である、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。 The non-aqueous electrolyte battery separator according to any one of claims 1 to 8, wherein said non-woven fabric has a melting point of 300°C or higher. 前記不織布は、溶融液晶形成性ポリエステル繊維を含んでなる、請求項1~9のいずれかに記載の非水電解質電池用セパレータ。 10. The non-aqueous electrolyte battery separator according to claim 1, wherein said non-woven fabric comprises molten liquid crystal-forming polyester fibers. 請求項1~10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 10.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009064566A (en) * 2007-09-04 2009-03-26 Hitachi Maxell Ltd Separator for battery and nonaqueous electrolyte battery
JP5130011B2 (en) * 2007-09-21 2013-01-30 株式会社クラレ Separator manufacturing method
JP6265759B2 (en) * 2013-02-01 2018-01-24 日本バイリーン株式会社 Electrochemical element separator
JP2015046230A (en) * 2013-08-27 2015-03-12 三菱製紙株式会社 Separator for lithium ion secondary battery and method of manufacturing separator for lithium ion secondary battery
CN105514324B (en) * 2016-02-02 2018-03-16 山东泰鹏环保材料股份有限公司 A kind of PET nonwoven fabric base composite lithium ion cell barrier films with nano aperture and preparation method thereof
JP2018087400A (en) * 2016-11-18 2018-06-07 三星電子株式会社Samsung Electronics Co.,Ltd. Nonwoven fabric and its manufacturing method
CN107256938B (en) * 2017-06-27 2019-12-10 华南理工大学 Non-woven fabric lithium ion battery diaphragm and preparation method thereof

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