JP2024039479A - multilayer porous membrane - Google Patents

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渡 水谷
Wataru Mizutani
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Abstract

To provide a multilayer porous membrane which can achieve heat resistance (in other words, thermal shrinkage suppression capability) and strength while suppressing increase in air permeability when a separator for a non-aqueous electrolyte battery is thinned, and can also improve energy density of a non-aqueous electrolyte battery, and a separator for a non-aqueous electrolyte battery and a non-aqueous electrolyte battery containing the same.SOLUTION: A multilayer porous membrane has a microporous membrane containing a polyolefin resin as a main component, and a porous layer which is laminated on at least one surface of the microporous membrane and contains inorganic particles and a binder polymer, wherein the inorganic particles are barium sulfate, the binder polymer contains poly(meth)acrylamide, an average particle diameter D50 of the inorganic particles is 0.01 μm or more and 0.60 μm or less, and a ratio D90/D50 of an average particle diameter D90 of the inorganic particles to an average particle diameter D50 of the inorganic particles is 1.6 or more and 2.5 or less.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、多層多孔膜に関し、より詳細には、非水電解液電池内で正極と負極の間に配置されるセパレータとして好適に用いられる多層多孔膜に関する。 The present invention relates to a multilayer porous membrane, and more particularly to a multilayer porous membrane suitably used as a separator placed between a positive electrode and a negative electrode in a nonaqueous electrolyte battery.

従来、非水電解液電池では、正極板と負極板との間にセパレータを介在させた発電要素に、電解液を含浸させていた。一般に、セパレータには、イオン透過性と、シャットダウン機能などの安全性が求められるため、ポリオレフィン樹脂を含む微多孔膜を備えるセパレータが使用されている。さらに、熱暴走時の電気絶縁性、耐熱性、強度、非水電解液電池の安全性及びサイクル特性などの観点から、ポリオレフィン微多孔膜と、無機粒子及びバインダ高分子を含む多孔層とが積層された多層多孔膜もセパレータとして検討されている(特許文献1~5)。 Conventionally, in non-aqueous electrolyte batteries, an electrolytic solution is impregnated into a power generation element in which a separator is interposed between a positive electrode plate and a negative electrode plate. In general, separators are required to have ion permeability and safety such as a shutdown function, so separators that include a microporous membrane containing a polyolefin resin are used. Furthermore, from the viewpoint of electrical insulation, heat resistance, strength, safety and cycle characteristics of non-aqueous electrolyte batteries during thermal runaway, a polyolefin microporous membrane and a porous layer containing inorganic particles and a binder polymer are laminated. Multilayer porous membranes prepared by the above-mentioned methods have also been studied as separators (Patent Documents 1 to 5).

特許文献1では、BET比表面積が3.0m/g以上6.3m/g以下の硫酸バリウム粒子と、ポリ(メタ)アクリルアミドなどの水溶性重合体と、水とを含む多孔膜用組成物をセパレータ基材に塗布することにより、セパレータを備える非水系二次電池の残存水分量を少なくして高温サイクル特性を向上させ、かつ塗布装置の摩耗を減らすことが検討されている。特許文献1のBET比表面積の上限値からは、硫酸バリウム粒子の粒径が相対的に大きくなるため、塗工層を薄くし難く、また塗工層の強度を保つためには水溶性重合体が相対的に多量になるため、基材に対する塗工後の透気度上昇も大きいことが考えられる。 Patent Document 1 discloses a porous membrane composition comprising barium sulfate particles having a BET specific surface area of 3.0 m 2 /g or more and 6.3 m 2 /g or less, a water-soluble polymer such as poly(meth)acrylamide, and water. Studies have been conducted to reduce the amount of residual moisture in a non-aqueous secondary battery equipped with a separator, improve high-temperature cycle characteristics, and reduce wear on coating equipment by coating a separator base material with a substance. Since the particle size of the barium sulfate particles becomes relatively large from the upper limit of the BET specific surface area of Patent Document 1, it is difficult to make the coating layer thinner, and in order to maintain the strength of the coating layer, it is necessary to use a water-soluble polymer. Since the amount of is relatively large, it is thought that the increase in air permeability after coating on the base material is also large.

特許文献2では、多孔質基材の片面又は両面に設けられた耐熱性多孔質層において、平均一次粒径が0.01μm以上0.30μm未満の硫酸バリウム粒子の体積割合を50体積%~90体積%に調整することにより、電解液または電解質が分解し難く、非水系二次電池内部のガス発生を少なくし、かつ硫酸バリウム粒子とポリアクリルアミド等のバインダ樹脂との接触点が多くなり、非水系二次電池用セパレータの耐熱性に優れることが検討されている。特許文献2に記載の非水系二次電池用セパレータは、バインダ樹脂が、平均一次粒径0.30μm未満の硫酸バリウム粒子に適さず、耐熱性を向上させるためにはバインダ樹脂を相対的に多量に要するため、耐熱性の向上と基材に対する透気度上昇の抑制との両立に改善の余地が残る。 Patent Document 2 discloses that in a heat-resistant porous layer provided on one or both sides of a porous base material, the volume proportion of barium sulfate particles having an average primary particle size of 0.01 μm or more and less than 0.30 μm is 50% by volume to 90%. By adjusting the volume%, the electrolytic solution or electrolyte is difficult to decompose, reducing gas generation inside the non-aqueous secondary battery, and increasing the number of contact points between the barium sulfate particles and the binder resin such as polyacrylamide. Studies are underway to improve the heat resistance of separators for aqueous secondary batteries. In the separator for non-aqueous secondary batteries described in Patent Document 2, the binder resin is not suitable for barium sulfate particles having an average primary particle size of less than 0.30 μm, and in order to improve heat resistance, a relatively large amount of binder resin is required. Therefore, there remains room for improvement in achieving both improvement in heat resistance and suppression of increase in air permeability to the base material.

特許文献3では、ポリオレフィン多孔質膜の少なくとも片面に設けられた、硫酸バリウム粒子及び合成樹脂バインダを含む耐熱性多孔層を備える二次電池用セパレータについて、硫酸バリウム粒子の平均粒径及び体積割合、ポリオレフィン多孔質膜に対する耐熱性多孔層の厚さ1μm当たりの透気度上昇の範囲、二次電池用セパレータの130℃での熱収縮率及び硫化水素濃度等を調整することにより、硫酸バリウム粒子が電極の金属箔と同様にX線を遮蔽するので、二次電池の製造におけるX線検査工程では電極との位置ずれの観察を可能とし、また比較的小さい平均粒径の硫酸バリウム粒子を耐熱性多孔層に充填できるので、熱収縮を抑制しながら含有水分量も少なくすることが検討されている。特許文献3に記載の二次電池用セパレータは、合成樹脂バインダが、平均粒径の小さい硫酸バリウム粒子に適さず、耐熱性を向上させるためには合成樹脂バインダを相対的に多量に要するため、耐熱性の向上と基材に対する透気度上昇の抑制との両立に改善の余地が残る。 Patent Document 3 discloses a secondary battery separator including a heat-resistant porous layer containing barium sulfate particles and a synthetic resin binder provided on at least one side of a polyolefin porous membrane, the average particle diameter and volume ratio of barium sulfate particles, Barium sulfate particles can be Since it blocks X-rays in the same way as the metal foil of the electrode, it is possible to observe misalignment with the electrode during the X-ray inspection process in the manufacture of secondary batteries. Since it can be filled into a porous layer, it is being considered to reduce the water content while suppressing thermal shrinkage. In the secondary battery separator described in Patent Document 3, the synthetic resin binder is not suitable for barium sulfate particles having a small average particle size, and a relatively large amount of the synthetic resin binder is required to improve heat resistance. There remains room for improvement in achieving both improvement in heat resistance and suppression of increase in air permeability to the base material.

特許文献4には、ポリオレフィン微多孔膜の少なくとも片面に耐熱性多孔層を有する電池用セパレータにおいて、耐熱性多孔層が薄い場合にも耐熱収縮性に優れ、かつ耐熱性多孔層の脱落を少なくするという観点から、150℃/1時間の熱収縮率が5%以下であり、かつ耐熱性多孔層の脱落量が0.6mg以下である電池用セパレータが提案されている。特許文献4には、耐熱性多孔層に含まれるポリアクリルアミドだけでなく、硫酸バリウム粒子のBET比表面積も記述されているが、硫酸バリウム粒子の粒径分布が不詳なので、不十分な耐熱性またはイオン透過性の悪化が懸念される。 Patent Document 4 describes a battery separator having a heat-resistant porous layer on at least one side of a polyolefin microporous membrane, which has excellent heat shrinkage resistance even when the heat-resistant porous layer is thin, and which reduces shedding of the heat-resistant porous layer. From this point of view, a battery separator has been proposed which has a heat shrinkage rate of 5% or less at 150° C./1 hour and has a heat-resistant porous layer shedding amount of 0.6 mg or less. Patent Document 4 describes not only the polyacrylamide contained in the heat-resistant porous layer but also the BET specific surface area of the barium sulfate particles, but since the particle size distribution of the barium sulfate particles is unknown, it may be due to insufficient heat resistance or There is concern about deterioration of ion permeability.

特許文献5には、多層多孔膜のイオン透過性の確保と熱収縮率の低減との両立の観点から、ポリオレフィン微多孔膜の少なくとも片面に配置された多孔層において、イオン性無機フィラーのメジアン径(D50)、イオン性無機フィラーに対するバインダ高分子の固形分質量割合等が提案されている。 Patent Document 5 proposes the median diameter (D50) of an ionic inorganic filler, the solid mass ratio of a binder polymer to an ionic inorganic filler, and the like in a porous layer disposed on at least one side of a polyolefin microporous membrane, from the viewpoint of ensuring the ion permeability of the multilayer porous membrane while reducing the thermal shrinkage rate.

特開2015-162313号公報Japanese Patent Application Publication No. 2015-162313 国際公開第2019/146155号International Publication No. 2019/146155 国際公開第2021/029397号International Publication No. 2021/029397 特開2022-089292号公報JP2022-089292A 特開2020-116925号公報JP2020-116925A

近年、非水電解液電池のエネルギー密度を高めるため、非水電解液電池用セパレータの薄膜化が求められている。また、非水電解液電池の安全性を確保するために、無機粒子または無機フィラーを含む層を基材表面に塗工した無機多孔層が設けられている。非水電解液電池のエネルギー密度向上およびセパレータの薄膜化の観点からは、無機多孔層の薄膜化も欠かせない。 In recent years, in order to increase the energy density of non-aqueous electrolyte batteries, there has been a demand for thinner separators for non-aqueous electrolyte batteries. Furthermore, in order to ensure the safety of the non-aqueous electrolyte battery, an inorganic porous layer is provided on the surface of the base material with a layer containing inorganic particles or inorganic filler. From the viewpoint of improving the energy density of non-aqueous electrolyte batteries and making the separator thinner, it is also essential to make the inorganic porous layer thinner.

しかしながら、近年はセパレータ基材の高強度化も進み、このような基材は熱収縮し易いため、単純に無機多孔層を薄くすると、無機多孔層の耐熱収縮性及び強度が低下し、セパレータ全体の熱収縮の抑制、すなわち安全性の確保が困難になる。そのため、熱収縮を抑えながら無機多孔層を薄膜化するためには、無機多孔層中のバインダ樹脂を増やすことが考えられるが、セパレータ全体の透気度も上昇してしまう。このように、セパレータ基材の高強度化に応じて無機多孔層や無機塗工層も薄くするという総合的なセパレータの薄膜化が、未だ実現していない。 However, in recent years, the strength of separator base materials has increased, and such base materials are susceptible to heat shrinkage. Therefore, simply making the inorganic porous layer thinner will reduce the heat shrinkage resistance and strength of the inorganic porous layer, causing the entire separator to shrink. In other words, it becomes difficult to suppress thermal shrinkage of the product, that is, to ensure safety. Therefore, in order to reduce the thickness of the inorganic porous layer while suppressing thermal shrinkage, it is conceivable to increase the amount of binder resin in the inorganic porous layer, but this also increases the air permeability of the entire separator. As described above, comprehensive thinning of the separator by thinning the inorganic porous layer and the inorganic coating layer in accordance with the increase in the strength of the separator base material has not yet been achieved.

上記の事情に鑑みて、本発明は、非水電解液電池用セパレータの薄膜化において透気度上昇を抑制しつつ耐熱性(すなわち、熱収縮抑制能力)及び強度を向上させることができ、かつ非水電解液電池のエネルギー密度も向上させることができる多層多孔膜、並びにそれを含む非水電解液電池用セパレータ及び非水電解液電池を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, the present invention is capable of suppressing an increase in air permeability while improving heat resistance (i.e., thermal shrinkage suppressing ability) and strength in thinning a separator for non-aqueous electrolyte batteries, and It is an object of the present invention to provide a multilayer porous membrane that can also improve the energy density of a nonaqueous electrolyte battery, as well as a separator for a nonaqueous electrolyte battery and a nonaqueous electrolyte battery containing the same.

本発明者らは、ポリオレフィン微多孔膜と、その微多孔膜の少なくとも片面に積層された、無機粒子及びバインダ高分子を含む多孔層とを有する多層多孔膜において、無機粒子の種類、平均粒径及び粒径分布の関係、並びにバインダ高分子の種類を特定することにより上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。本発明の態様の一例を以下に列記する。
(1) ポリオレフィン樹脂を主成分として含有する微多孔膜と、前記微多孔膜の少なくとも片面に積層された、無機粒子及びバインダ高分子を含む多孔層とを有する多層多孔膜であって、
前記無機粒子が硫酸バリウムであり、
前記バインダ高分子がポリ(メタ)アクリルアミドを含み、
前記無機粒子の平均粒径D50が、0.01μm以上0.60μm以下であり、かつ
前記無機粒子の平均粒径D50に対する前記無機粒子の平均粒径D90の比D90/D50が、1.6以上2.5以下である、
多層多孔膜。
(2) 前記無機粒子の平均粒径D50に対する前記無機粒子の平均粒径D10の比D10/D50が、0.2以上0.8以下である、項目1に記載の多層多孔膜。
(3) 前記微多孔膜の厚みTBと前記多孔層の厚みTの比T/TBが、0.05以上0.25以下であり、かつ
前記多層多孔膜を温度150℃の雰囲気下で1時間放置した際のMD方向とTD方向の前記多層多孔膜の熱収縮率の平均が、0%以上10%以下である、項目1又は2に記載の多層多孔膜。
(4) 前記無機粒子のBET比表面積が、3.0m/g以上50.0m/g以下である、項目1~3のいずれか1項に記載の多層多孔膜。
(5) 前記多孔層中の空隙を除いた体積を100体積%として前記無機粒子の割合が90体積%より大きく99体積%以下である、項目1~4のいずれか1項に記載の多層多孔膜。
(6) 前記多孔層中のポリ(メタ)アクリルアミドの体積割合Waと前記多孔層中の非水溶性バインダの体積割合Wbの比Wb/Waが、1以下である、項目1~5のいずれか1項に記載の多層多孔膜。
(7) 前記多孔層の厚みTが2μm以下である、項目1~6のいずれか1項に記載の多層多孔膜。
(8) 前記多層多孔膜の少なくとも片面に、熱可塑性ポリマーを含む熱可塑性ポリマー含有層が形成された、項目1~7のいずれか1項に記載の多層多孔膜。
(9) 前記熱可塑性ポリマーが粒子状重合体を含み、かつ前記熱可塑性ポリマー含有層がドット状のパタンを有する、項目8に記載の多層多孔膜。
The present inventors have developed a multilayer porous film having a microporous polyolefin film and a porous layer containing inorganic particles and a binder polymer, which is laminated on at least one side of the microporous film, and the type and average particle size of the inorganic particles. The inventors have discovered that the above problems can be solved by specifying the relationship between the particle size distribution and the type of binder polymer, and have completed the present invention. Examples of embodiments of the present invention are listed below.
(1) A multilayer porous membrane comprising a microporous membrane containing a polyolefin resin as a main component, and a porous layer containing inorganic particles and a binder polymer laminated on at least one side of the microporous membrane,
the inorganic particles are barium sulfate,
the binder polymer includes poly(meth)acrylamide,
The average particle diameter D 50 of the inorganic particles is 0.01 μm or more and 0.60 μm or less, and the ratio D 90 /D 50 of the average particle diameter D 90 of the inorganic particles to the average particle diameter D 50 of the inorganic particles is , 1.6 or more and 2.5 or less,
Multilayer porous membrane.
(2) The multilayer porous membrane according to item 1, wherein the ratio D 10 /D 50 of the average particle diameter D 10 of the inorganic particles to the average particle diameter D 50 of the inorganic particles is 0.2 or more and 0.8 or less. .
(3) The ratio T/TB of the thickness TB of the microporous membrane and the thickness T of the porous layer is 0.05 or more and 0.25 or less, and the multilayer porous membrane is heated in an atmosphere at a temperature of 150° C. for 1 hour. The multilayer porous membrane according to item 1 or 2, wherein the average thermal shrinkage rate of the multilayer porous membrane in the MD direction and the TD direction when left is 0% or more and 10% or less.
(4) The multilayer porous membrane according to any one of items 1 to 3, wherein the inorganic particles have a BET specific surface area of 3.0 m 2 /g or more and 50.0 m 2 /g or less.
(5) The multilayer porous according to any one of items 1 to 4, wherein the proportion of the inorganic particles is greater than 90 volume % and 99 volume % or less, assuming the volume excluding voids in the porous layer as 100 volume %. film.
(6) Any one of items 1 to 5, wherein the ratio Wb/Wa of the volume proportion Wa of poly(meth)acrylamide in the porous layer to the volume proportion Wb of the water-insoluble binder in the porous layer is 1 or less. The multilayer porous membrane according to item 1.
(7) The multilayer porous membrane according to any one of items 1 to 6, wherein the porous layer has a thickness T of 2 μm or less.
(8) The multilayer porous membrane according to any one of items 1 to 7, wherein a thermoplastic polymer-containing layer containing a thermoplastic polymer is formed on at least one side of the multilayer porous membrane.
(9) The multilayer porous membrane according to item 8, wherein the thermoplastic polymer includes a particulate polymer, and the thermoplastic polymer-containing layer has a dot-like pattern.

本発明によれば、非水電解液電池用セパレータの薄膜化において透気度上昇を抑制しつつ耐熱性(すなわち、熱収縮抑制能力)及び強度を向上させることができ、かつ非水電解液電池のエネルギー密度も向上させることができる多層多孔膜を提供することができ、それを用いて非水電解液電池用セパレータ及び非水電解液電池も提供することができる。 According to the present invention, when making a separator for a non-aqueous electrolyte battery thinner, it is possible to suppress an increase in air permeability while improving heat resistance (i.e., heat shrinkage suppressing ability) and strength, and It is possible to provide a multilayer porous film that can also improve the energy density of , and using it, it is also possible to provide a separator for a non-aqueous electrolyte battery and a non-aqueous electrolyte battery.

以下、本発明を実施するための形態(以下、「実施形態」と略記する。)を例示する目的で詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。本明細書において、各数値範囲の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。また、或る部材が特定成分を主成分として含有することは、特定成分の含有量が部材の質量を基準として50質量%以上であることを意味する。特に言及しない限り、本明細書に記載の物性又は数値は、実施例において説明される方法により測定又は算出されるものである。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail for the purpose of illustrating the form (hereinafter abbreviated as "embodiment") for implementing the present invention, but the present invention is not limited to the following embodiment. In this specification, the upper and lower limits of each numerical range can be arbitrarily combined. Moreover, that a certain member contains a specific component as a main component means that the content of the specific component is 50% by mass or more based on the mass of the member. Unless otherwise specified, the physical properties or numerical values described in this specification are measured or calculated by the methods described in Examples.

<多層多孔膜>
本実施形態に係る多層多孔膜は、ポリオレフィン樹脂を主成分として含有する多孔膜(PO微多孔膜)と、上記PO微多孔膜の少なくとも片面に積層された、無機粒子及びバインダ高分子を含む多孔層とを備える多層多孔膜である。
<Multilayer porous membrane>
The multilayer porous membrane according to the present embodiment includes a porous membrane containing a polyolefin resin as a main component (PO microporous membrane), and a porous membrane containing inorganic particles and a binder polymer laminated on at least one side of the PO microporous membrane. It is a multilayer porous membrane comprising a layer.

本実施形態に係る多層多孔膜は、非水電解液電池用セパレータ(以下、セパレータと略記することがある)として使用されることができ、多孔層において、後述する無機粒子の種類、平均粒径及び粒径分布の関係、並びにバインダ高分子の種類を特定することで、イオン透過性を維持しながら、セパレータの薄膜化に際して耐熱性(すなわち、熱収縮抑制能力)及び強度を向上させることができるだけでなく、非水電解液電池のエネルギー密度も向上させることができる。 The multilayer porous membrane according to the present embodiment can be used as a separator for non-aqueous electrolyte batteries (hereinafter sometimes abbreviated as separator), and in the porous layer, the type of inorganic particles and the average particle size as described below are By specifying the relationship between and particle size distribution and the type of binder polymer, it is possible to improve heat resistance (i.e. thermal shrinkage suppression ability) and strength when making the separator thinner while maintaining ion permeability. In addition, the energy density of the non-aqueous electrolyte battery can also be improved.

多層多孔膜の構造については、PO微多孔膜の片面又は両面に多孔層を有してよく、例えば、無機粒子及びバインダ高分子を含む第1多孔層と、ポリオレフィン微多孔膜(PO微多孔膜)とを含む二層構造、または第1多孔層と、PO微多孔膜と、無機粒子及びバインダ高分子を含む第2多孔層とを順に含む三層構造が挙げられる。 Regarding the structure of the multilayer porous membrane, the PO microporous membrane may have a porous layer on one or both sides, for example, a first porous layer containing inorganic particles and a binder polymer, and a polyolefin microporous membrane (PO microporous membrane). ), or a three-layer structure including, in this order, a first porous layer, a PO microporous membrane, and a second porous layer containing inorganic particles and a binder polymer.

多層構造は、第1多孔層-PO微多孔膜の二層構造、および第1多孔層-PO微多孔膜-第2多孔層の三層構造に限定されるものではなく、所望により、例えば、第1多孔層とPO微多孔膜の間に、第2多孔層とPO微多孔膜の間に、又は多層多孔膜の少なくとも片面もしくは外側に、一つ又は複数の更なる層が形成されていてよい。更なる層としては、例えば、追加のPO微多孔膜、無機粒子及びバインダ高分子を含む追加の多孔層、ポリオレフィン(PO)以外の樹脂を50質量%以上含有する樹脂層、熱可塑性ポリマーなどの接着機能を有するバインダ成分を含む熱可塑性ポリマー含有層などが挙げられる。 The multilayer structure is not limited to the two-layer structure of the first porous layer-PO microporous membrane, and the three-layer structure of the first porous layer-PO microporous membrane-second porous layer, but if desired, for example, One or more further layers are formed between the first porous layer and the PO microporous membrane, between the second porous layer and the PO microporous membrane, or on at least one side or outside of the multilayer porous membrane. good. Further layers include, for example, an additional PO microporous membrane, an additional porous layer containing inorganic particles and a binder polymer, a resin layer containing 50% by mass or more of a resin other than polyolefin (PO), a thermoplastic polymer, etc. Examples include a thermoplastic polymer-containing layer containing a binder component having an adhesive function.

本実施形態に係る多層多孔膜の構成要素について以下に説明する。 The constituent elements of the multilayer porous membrane according to this embodiment will be described below.

<多孔層>
多孔層は、ポリオレフィン樹脂を主成分として含有する微多孔膜の少なくとも片面に積層されており、かつ無機粒子及びバインダ高分子を含む層である。
<Porous layer>
The porous layer is a layer laminated on at least one side of a microporous membrane containing polyolefin resin as a main component, and containing inorganic particles and a binder polymer.

(多孔層の構成成分の相互作用ならびに無機粒子の平均粒径及び粒径分布)
本実施形態に係る多孔層において、無機粒子が、硫酸バリウムであり、バインダ高分子がポリ(メタ)アクリルアミドを含み、無機粒子の平均粒径D50が、0.01μm以上0.60μm以下であり、かつ無機粒子の平均粒径D50に対する無機粒子の平均粒径D90の比D90/D50が、1.6以上2.5以下である。
(Interaction of constituent components of porous layer and average particle size and particle size distribution of inorganic particles)
In the porous layer according to this embodiment, the inorganic particles are barium sulfate, the binder polymer contains poly(meth)acrylamide, and the average particle diameter D50 of the inorganic particles is 0.01 μm or more and 0.60 μm or less. , and the ratio D 90 /D 50 of the average particle diameter D 90 of the inorganic particles to the average particle diameter D 50 of the inorganic particles is 1.6 or more and 2.5 or less.

本実施形態では、バインダ高分子は単独重合体または共重合体のいずれでもよいため、バインダ高分子がポリ(メタ)アクリルアミドを含むことは、バインダ高分子がポリ(メタ)アクリルアミドのみから成るか、バインダ高分子がポリ(メタ)アクリルアミドと他の高分子の混合物であるか、(メタ)アクリルアミドと他の単量体とが共重合されていてもよい。 In this embodiment, the binder polymer may be either a homopolymer or a copolymer, so the fact that the binder polymer contains poly(meth)acrylamide means whether the binder polymer consists only of poly(meth)acrylamide or not. The binder polymer may be a mixture of poly(meth)acrylamide and other polymers, or may be a copolymer of (meth)acrylamide and other monomers.

本実施形態では、多孔層において硫酸バリウムとポリアクリルアミドを組合せることによって、仮にバインダ高分子が少量であるとしても、強固な多孔層が形成され、そして0.01μm≦平均粒径D50≦0.60μmかつ1.6≦平均粒径の比D90/D50≦2.5を満たす硫酸バリウムを無機粒子として含むことで、硫酸バリウム粒子とバインダ高分子との接着点数が増え、得られる多孔層を更に強固にしたり、耐熱性(すなわち、熱収縮抑制能力)を高めたりすることができる。 In this embodiment, by combining barium sulfate and polyacrylamide in the porous layer, a strong porous layer is formed even if the binder polymer is small, and 0.01 μm≦average particle size D 50 ≦0. By including barium sulfate as an inorganic particle that satisfies the ratio D 90 /D 50 ≦2.5 of .60 μm and 1.6≦average particle size, the number of bonding points between the barium sulfate particles and the binder polymer increases, and the resulting porous It is possible to further strengthen the layer and increase its heat resistance (ie, ability to suppress thermal shrinkage).

理論に拘束されることを望まないが、従来の多層多孔膜では、無機粒子を小さくしていくと、粒状のバインダ高分子の粒径を小さくするのに限界があった。これに対して、本発明によれば、無機粒子として、0.01μm≦D50≦0.60μm及び1.6≦D90/D50≦2.5の関係を満たすような小粒径かつシャープな粒径分布の硫酸バリウムを、バインダ高分子としてポリ(メタ)アクリルアミドをそれぞれ含み、ポリ(メタ)アクリルアミドが一般に非粒状の水溶性高分子であるため、特定の粒径の硫酸バリウム粒子を非粒状のポリ(メタ)アクリルアミドが適度に覆うことにより、セパレータの薄膜化に際して熱収縮抑制能力及び強度を向上させるだけでなく、多孔層の配置による微多孔膜の透気度上昇を抑制して、非水電解液電池のエネルギー密度も向上させることが見出された。また、水溶性高分子の中でもポリ(メタ)アクリルアミドを用いることで、顕著な効果が得られることを見出した。これは、イオン性結晶である硫酸バリウムと、極性の高いポリ(メタ)アクリルアミドの間に、強い静電的相互作用が働くためと推測される。このような硫酸バリウムとポリ(メタ)アクリルアミドの相互作用は、多孔層の厚み(T)が2μm以下である場合、多孔層中のバインダ高分子が有意に少ない場合、微多孔膜の厚み(TB)と多孔層の厚みTの比T/TBが0.05以上0.25以下である場合などに顕著である。 Although not wishing to be bound by theory, in conventional multilayer porous membranes, there is a limit to reducing the particle size of the granular binder polymer when the inorganic particles are made smaller. On the other hand, according to the present invention, the inorganic particles are small in size and sharp, satisfying the relationships of 0.01 μm≦D 50 ≦0.60 μm and 1.6≦D 90 /D 50 ≦2.5. Barium sulfate particles with a specific particle size distribution contain poly(meth)acrylamide as a binder polymer, and since poly(meth)acrylamide is generally a non-particulate water-soluble polymer, barium sulfate particles with a specific particle size are By appropriately covering the granular poly(meth)acrylamide, it not only improves the thermal shrinkage suppression ability and strength when making the separator thinner, but also suppresses the increase in air permeability of the microporous membrane due to the arrangement of the porous layer. It has also been found that the energy density of non-aqueous electrolyte batteries can be improved. Furthermore, it has been found that remarkable effects can be obtained by using poly(meth)acrylamide among water-soluble polymers. This is presumed to be due to strong electrostatic interaction between barium sulfate, which is an ionic crystal, and poly(meth)acrylamide, which is highly polar. Such an interaction between barium sulfate and poly(meth)acrylamide occurs when the thickness of the porous layer (T) is 2 μm or less, when the binder polymer in the porous layer is significantly small, and when the thickness of the microporous membrane (TB ) and the thickness T of the porous layer (T/TB) is 0.05 or more and 0.25 or less.

硫酸バリウムのD50は、硫酸バリウムとポリ(メタ)アクリルアミドの接着点数を増やし多層多孔膜の熱収縮抑制能力及び強度並びに非水電解液電池のエネルギー密度を更に向上させるという観点から、0.05μm以上0.5μm以下の範囲にあることが好ましく、0.1μm以上0.4μm以下の範囲にあることがより好ましい。 The D50 of barium sulfate is 0.05 μm from the viewpoint of increasing the number of bonding points between barium sulfate and poly(meth)acrylamide to further improve the thermal shrinkage suppressing ability and strength of the multilayer porous membrane and the energy density of the nonaqueous electrolyte battery. It is preferably in the range of 0.5 μm or more, and more preferably in the range of 0.1 μm or more and 0.4 μm or less.

硫酸バリウムのD90/D50は、上記と同様の観点から、1.7以上2.3以下の範囲にあることが好ましく、1.8以上2.1以下の範囲にあることがより好ましい。 From the same viewpoint as above, the D 90 /D 50 of barium sulfate is preferably in the range of 1.7 or more and 2.3 or less, and more preferably in the range of 1.8 or more and 2.1 or less.

無機粒子としての硫酸バリウムの平均粒径D50に対する無機粒子の平均粒径D10の比D10/D50は、多孔層において小粒径の粒子を相対的に減らして、多孔層による微多孔膜の透気度上昇を抑制するという観点から、0.2以上0.8以下であることが好ましく、0.3以上0.7以下であることがより好ましく、0.4以上0.6以下であることが更に好ましい。 The ratio D 10 /D 50 of the average particle diameter D 10 of the inorganic particles to the average particle diameter D 50 of barium sulfate as inorganic particles is such that the number of small-sized particles in the porous layer is relatively reduced, and the micropores created by the porous layer are increased. From the viewpoint of suppressing an increase in the air permeability of the membrane, it is preferably 0.2 or more and 0.8 or less, more preferably 0.3 or more and 0.7 or less, and 0.4 or more and 0.6 or less. It is more preferable that

無機粒子としての硫酸バリウムの平均粒径D90は、セパレータの薄膜化における熱収縮抑制能力及び強度の向上ならびに非水電解液電池のエネルギー密度の向上の観点から、好ましくは0.016μm~1.5μm、より好ましくは0.085μm~1.15μm、更に好ましくは0.18μm~0.84μmの範囲にある。 The average particle diameter D 90 of barium sulfate as an inorganic particle is preferably 0.016 μm to 1.0 μm from the viewpoint of improving the heat shrinkage suppressing ability and strength in thinning the separator and improving the energy density of the non-aqueous electrolyte battery. It is in the range of 5 μm, more preferably 0.085 μm to 1.15 μm, even more preferably 0.18 μm to 0.84 μm.

無機粒子としての硫酸バリウムの平均粒径D10は、セパレータの薄膜化における熱収縮抑制能力、透気度上層の抑制、及び強度の向上ならびに非水電解液電池のエネルギー密度の向上の観点から、好ましくは0.01μm~0.48μm、より好ましくは0.015μm~0.35μm、更に好ましくは0.04μm~0.24μmの範囲にある。 The average particle diameter D10 of barium sulfate as an inorganic particle is determined from the viewpoints of thermal shrinkage suppressing ability in thinning the separator, suppressing the air permeability of the upper layer, improving strength, and improving the energy density of the non-aqueous electrolyte battery. It is preferably in the range of 0.01 μm to 0.48 μm, more preferably 0.015 μm to 0.35 μm, even more preferably 0.04 μm to 0.24 μm.

上記で説明された多孔層における硫酸バリウムとポリ(メタ)アクリルアミドの相互作用ならびに硫酸バリウムの粒径および粒径分布は、例えば、微多孔膜若しくは基材への多孔層の配置プロセスまたはセパレータの製造プロセスにおいて、原料の選定により硫酸バリウムと、ポリ(メタ)アクリルアミドなどの水溶性高分子とを組み合わせること、バインダ高分子に対する硫酸バリウムの比率を有意に高めること(すなわち、多孔層を形成するための無機粒子含有スラリー中のバインダ高分子を有意に少なくすること)、複数のバインダ高分子の場合には一般的な粒子状バインダよりポリ(メタ)アクリルアミドを多量に使うこと、無機粒子含有スラリー中の無機粒子の分散・攪拌・粒径制御等により達成され得る。 The interaction of barium sulfate and poly(meth)acrylamide in the porous layer described above as well as the particle size and particle size distribution of barium sulfate may be affected, for example, in the process of placing the porous layer on a microporous membrane or substrate or in the manufacture of the separator. In the process, the selection of raw materials can be used to combine barium sulfate with a water-soluble polymer such as poly(meth)acrylamide, or to significantly increase the ratio of barium sulfate to binder polymer (i.e., to form a porous layer). In the case of multiple binder polymers, use a larger amount of poly(meth)acrylamide than a general particulate binder; This can be achieved by dispersing, stirring, controlling particle size, etc. of inorganic particles.

無機粒子としての硫酸バリウムの粒径分布を上記のように調整する方法としては、例えば、ボールミル・ビーズミル・ジェットミル等を用いて硫酸バリウムを粉砕し、所望の粒径分布を得る方法、複数の粒径分布の硫酸バリウムを調製した後にブレンドする方法等が挙げられる。 Methods for adjusting the particle size distribution of barium sulfate as inorganic particles as described above include, for example, pulverizing barium sulfate using a ball mill, bead mill, jet mill, etc. to obtain a desired particle size distribution; Examples include a method in which barium sulfate having a particle size distribution is prepared and then blended.

本実施形態に係る硫酸バリウムの形状は、例えば、概ね粒状でよく、より詳細には、板状、鱗片状、多面体、針状、柱状、粒状、球状、紡錘状、ブロック状等が挙げられ、上記形状を有する硫酸バリウムを複数種組み合わせて用いてもよい。また、硫酸バリウムには一般的に天然鉱物の粉砕品である簸性硫酸バリウムと、化学反応で製造した沈降性硫酸バリウムとがあるが、粒度分布の制御がし易い沈降性硫酸バリウムを用いることが好ましい。 The shape of the barium sulfate according to the present embodiment may be generally granular, for example, and more specifically, plate-like, scale-like, polyhedral, needle-like, columnar, granular, spherical, spindle-like, block-like, etc. A combination of two or more barium sulfates having the above shapes may be used. In addition, there are generally two types of barium sulfate: elutriated barium sulfate, which is a crushed product of natural minerals, and precipitated barium sulfate, which is produced by a chemical reaction. However, it is preferable to use precipitated barium sulfate, whose particle size distribution can be easily controlled. is preferred.

無機粒子としての硫酸バリウムのBET比表面積は、3.0m/g以上50.0m/g以下であることが好ましく、5.0m/g以上40.0m/g以下であることがより好ましく、6.4m/g以上30.0m/g以下であることが更に好ましい。硫酸バリウムのBET比表面積が上記の範囲内にあると、本実施形態に適した粒径及び粒度分布を実現し易く、ひいてはセパレータの薄膜化における熱収縮抑制能力及び強度ならびに非水電解液電池のエネルギー密度を向上させることができる。 The BET specific surface area of barium sulfate as an inorganic particle is preferably 3.0 m 2 /g or more and 50.0 m 2 /g or less, and preferably 5.0 m 2 /g or more and 40.0 m 2 /g or less. More preferably, it is 6.4 m 2 /g or more and 30.0 m 2 /g or less. When the BET specific surface area of barium sulfate is within the above range, it is easy to achieve a particle size and particle size distribution suitable for this embodiment, which in turn improves the thermal shrinkage suppressing ability and strength in thinning the separator and the strength of the non-aqueous electrolyte battery. Energy density can be improved.

本実施形態に係る硫酸バリウムは、限定されるものではないが、例えば、比重が約4.50でよく、そして表面処理の有無を問わない。 The barium sulfate according to the present embodiment may have a specific gravity of about 4.50, for example, although it is not limited, and may or may not be surface-treated.

多孔層中の空隙を除いた体積を100体積%として、無機粒子の割合は、90体積%より大きく99体積%以下であることが好ましく、91体積%以上99体積%以下であることがより好ましく、93体積%以上98体積%以下であることが更に好ましい。無機粒子が多孔層中に占める体積割合が上記の範囲内にあると、バインダ高分子に対する硫酸バリウムの比率が増すため、多孔層による微多孔膜の透気度上昇を抑制して、多層多孔膜の電気抵抗を小さくすることができる。 The proportion of inorganic particles is preferably greater than 90 volume% and 99 volume% or less, more preferably 91 volume% or more and 99 volume% or less, assuming that the volume excluding voids in the porous layer is 100 volume%. , more preferably 93% by volume or more and 98% by volume or less. When the volume ratio of inorganic particles in the porous layer is within the above range, the ratio of barium sulfate to the binder polymer increases, suppressing the increase in air permeability of the microporous membrane due to the porous layer, and improving the multilayer porous membrane. The electrical resistance of can be reduced.

また、無機粒子が多孔層中に占める質量割合は、上記の体積割合と同様の観点から、多孔層の質量を100質量%として、97質量%以上100質量%以下であることが好ましい。 Further, from the same viewpoint as the volume ratio described above, the mass proportion of the inorganic particles in the porous layer is preferably 97 mass% or more and 100 mass% or less, with the mass of the porous layer being 100 mass%.

バインダ高分子は、多孔層において複数の無機粒子同士を結び付けたり、多孔層と微多孔膜を結び付けたりする材料である。 The binder polymer is a material that binds a plurality of inorganic particles together in a porous layer or binds a porous layer and a microporous membrane.

本実施形態に係る多孔層において、バインダ高分子がポリ(メタ)アクリルアミドを含む。一般に、ポリ(メタ)アクリルアミドは、水溶性高分子として分類されることが知られている。本技術分野では、無機粒子が小粒径化しても、従来使用されていた非水溶性バインダ高分子等を含むラテックスの小粒径化には限界があったのに対して、本実施形態では、ポリ(メタ)アクリルアミド等の水溶性高分子を多孔層に含有させることによって、上記で説明された粒径分布を有する硫酸バリウムに適合する。 In the porous layer according to this embodiment, the binder polymer contains poly(meth)acrylamide. It is generally known that poly(meth)acrylamide is classified as a water-soluble polymer. In this technical field, even if the particle size of inorganic particles is reduced, there is a limit to reducing the particle size of conventionally used latex containing water-insoluble binder polymers. By incorporating a water-soluble polymer such as poly(meth)acrylamide into the porous layer, it is compatible with barium sulfate having the particle size distribution described above.

多孔層中に含まれるポリ(メタ)アクリルアミドの体積割合Waと非水溶性バインダの体積割合Wbの比Wb/Waが、1以下であることが好ましく、1より小さいことがより好ましく、0.6より小さいことが更に好ましく、0.4より小さいことが特に好ましく、0付近または0であることが最も好ましい。多孔層に水溶性高分子が含まれ、かつポリ(メタ)アクリルアミドの体積割合が非水溶性バインダの体積割合より大きいほど、無機粒子としての硫酸バリウムをバインダ高分子が被膜状に覆うため、両者の接触点数もより増加して、多層多孔膜又はセパレータの耐熱性が更に向上し得る。 The ratio Wb/Wa of the volume proportion Wa of poly(meth)acrylamide contained in the porous layer to the volume proportion Wb of the water-insoluble binder is preferably 1 or less, more preferably smaller than 1, and 0.6. It is more preferably smaller than 0.4, particularly preferably smaller than 0.4, and most preferably around 0 or 0. When the porous layer contains a water-soluble polymer and the volume ratio of poly(meth)acrylamide is larger than the volume ratio of the water-insoluble binder, the binder polymer covers the barium sulfate as inorganic particles in a film, so that both The number of contact points of the multilayer porous membrane or the separator can be further improved by increasing the number of contact points.

本実施形態に係るバインダ高分子は、ポリ(メタ)アクリルアミドを含む限り、別のバインダ高分子も含んでよい。ポリ(メタ)アクリルアミド以外のバインダ高分子としては、例えば、非水溶性バインダ高分子、電解液に対して不溶かつ非水電解液電池の使用範囲で電気化学的に安定なものなどが挙げられる。 The binder polymer according to this embodiment may also include another binder polymer as long as it includes poly(meth)acrylamide. Examples of binder polymers other than poly(meth)acrylamide include water-insoluble binder polymers and those that are insoluble in electrolyte and electrochemically stable within the range of use of non-aqueous electrolyte batteries.

ポリ(メタ)アクリルアミド以外のバインダ高分子の具体例としては、以下の1)~7)が挙げられる。
1)ポリオレフィン:例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンプロピレンラバー、及びこれらの変性体;
2)共役ジエン系重合体:例えば、スチレン-ブタジエン共重合体及びその水素化物、アクリロニトリル-ブタジエン共重合体及びその水素化物、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体及びその水素化物;
3)アクリル系重合体(ただし、ポリ(メタ)アクリルアミドを除く):例えば、ポリ(メタ)アクリル酸およびその塩、ポリ(メタ)アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル-アクリル酸エステル共重合体、スチレン-アクリル酸エステル共重合体、アクリロニトリル-アクリル酸エステル共重合体;
4)ポリビニルアルコール系樹脂:例えば、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル;
5)含フッ素樹脂:例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン-ヘキサフルオロプロピレン-テトラフルオロエチレン共重合体、エチレン-テトラフルオロエチレン共重合体;
6)セルロース誘導体:例えば、エチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース;
7)融点及び/又はガラス転移温度が180℃以上の樹脂あるいは融点を有しないが分解温度が200℃以上のポリマー(ただし、ポリ(メタ)アクリルアミドを除く):例えば、ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリアミド、ポリエステル。
Specific examples of binder polymers other than poly(meth)acrylamide include the following 1) to 7).
1) Polyolefin: For example, polyethylene, polypropylene, ethylene propylene rubber, and modified products thereof;
2) Conjugated diene polymer: For example, styrene-butadiene copolymer and its hydride, acrylonitrile-butadiene copolymer and its hydride, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer and its hydride;
3) Acrylic polymers (excluding poly(meth)acrylamide): For example, poly(meth)acrylic acid and its salts, poly(meth)acrylic esters, methacrylic ester-acrylic ester copolymers, styrene - Acrylic ester copolymer, acrylonitrile-acrylic ester copolymer;
4) Polyvinyl alcohol resin: For example, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate;
5) Fluorine-containing resin: For example, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene-tetrafluoroethylene copolymer, ethylene-tetrafluoroethylene copolymer;
6) Cellulose derivatives: for example, ethylcellulose, methylcellulose, hydroxyethylcellulose, carboxymethylcellulose;
7) Resins with a melting point and/or glass transition temperature of 180°C or higher or polymers without a melting point but with a decomposition temperature of 200°C or higher (excluding poly(meth)acrylamide): For example, polyphenylene ether, polysulfone, polyether Sulfone, polyphenylene sulfide, polyetherimide, polyamideimide, polyamide, polyester.

上記1)~7)のバインダ高分子は、ポリ(メタ)アクリルアミドと併用されることができる。また、所望により、上記1)~7)を構成する単量体単位は、(メタ)アクリルアミドと共重合されることができる。 The binder polymers 1) to 7) above can be used in combination with poly(meth)acrylamide. Furthermore, if desired, the monomer units constituting 1) to 7) above can be copolymerized with (meth)acrylamide.

非水電解液電池の短絡時の安全性の観点からは、3)アクリル系重合体、5)含フッ素樹脂、及び7)ポリマーとしてのポリアミドが好ましい。ポリアミドとしては、耐久性の観点から全芳香族ポリアミド、中でもポリメタフェニレンイソフタルアミドが好ましい。 From the viewpoint of safety in the event of a short circuit of the nonaqueous electrolyte battery, 3) an acrylic polymer, 5) a fluororesin, and 7) a polyamide as a polymer are preferable. From the viewpoint of durability, the polyamide is preferably a wholly aromatic polyamide, especially polymetaphenylene isophthalamide.

バインダ高分子と電極との適合性の観点からは上記2)共役ジエン系重合体が好ましく、耐電圧性の観点からは上記3)アクリル系重合体及び5)含フッ素樹脂が好ましい。 From the viewpoint of compatibility between the binder polymer and the electrode, the above 2) conjugated diene polymer is preferable, and from the viewpoint of voltage resistance, the above 3) acrylic polymer and 5) fluororesin are preferable.

上記2)共役ジエン系重合体は、共役ジエン化合物を単量体単位として含む重合体である。 The above 2) conjugated diene polymer is a polymer containing a conjugated diene compound as a monomer unit.

上記共役ジエン化合物としては、例えば、1,3-ブタジエン、2-メチル-1,3-ブタジエン、2,3-ジメチル-1,3-ブタジエン、2-クロル-1,3-ブタジエン、置換直鎖共役ペンタジエン類、置換及び側鎖共役ヘキサジエン類等が挙げられ、これらは1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。中でも、特に1,3-ブタジエンが好ましい。 Examples of the conjugated diene compound include 1,3-butadiene, 2-methyl-1,3-butadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 2-chloro-1,3-butadiene, substituted linear Examples include conjugated pentadienes, substituted and side-chain conjugated hexadienes, and these may be used alone or in combination of two or more. Among these, 1,3-butadiene is particularly preferred.

上記3)アクリル系重合体は、(メタ)アクリル系化合物を単量体単位として含む重合体である。上記(メタ)アクリル系化合物とは、(メタ)アクリル酸および(メタ)アクリル酸エステルから成る群から選ばれる少なくとも一つを示す。 The above 3) acrylic polymer is a polymer containing a (meth)acrylic compound as a monomer unit. The above (meth)acrylic compound refers to at least one selected from the group consisting of (meth)acrylic acid and (meth)acrylic acid ester.

上記3)アクリル系重合体に用いられる(メタ)アクリル酸としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸を挙げることができる。 Examples of the (meth)acrylic acid used in the above 3) acrylic polymer include acrylic acid and methacrylic acid.

上記3)アクリル系重合体に用いられる(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、例えば、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート、2-エチルヘキシルアメタクリレート;エポキシ基含有(メタ)アクリル酸エステル、例えば、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート;が挙げられ、これらは1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。上記の中でも、特に2-エチルヘキシルアクリレート(EHA)、ブチルアクリレート(BA)が好ましい。 Examples of the (meth)acrylic acid ester used in the above 3) acrylic polymer include (meth)acrylic acid alkyl esters, such as methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, butyl acrylate, butyl methacrylate, -Ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl amethacrylate; epoxy group-containing (meth)acrylic esters, such as glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate; these may be used alone or in combination of two or more. Good too. Among the above, 2-ethylhexyl acrylate (EHA) and butyl acrylate (BA) are particularly preferred.

アクリル系重合体は、セパレータ又は非水電解液電池の安全性の観点から、EHA又はBAを主な構成単位として含むことが好ましい。主な構成単位とは、ポリマーを形成するための全原料に対して40モル%以上を占めるモノマーと対応するポリマー部分をいう。 The acrylic polymer preferably contains EHA or BA as a main structural unit from the viewpoint of safety of the separator or the non-aqueous electrolyte battery. The main structural unit refers to a polymer portion corresponding to a monomer that accounts for 40 mol% or more of the total raw materials for forming the polymer.

上記2)共役ジエン系重合体および3)アクリル系重合体は、これらと共重合可能な他の単量体をも共重合させて得られるものであってもよい。用いられる共重合可能な他の単量体としては、例えば、不飽和カルボン酸アルキルエステル、芳香族ビニル系単量体、シアン化ビニル系単量体、ヒドロキシアルキル基を含有する不飽和単量体、不飽和カルボン酸アミド単量体、クロトン酸、マレイン酸、マレイン酸無水物、フマル酸、イタコン酸等が挙げられ、これらは1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。上記の中でも、特に不飽和カルボン酸アルキルエステル単量体が好ましい。不飽和カルボン酸アルキルエステル単量体としては、ジメチルフマレート、ジエチルフマレート、ジメチルマレエート、ジエチルマレエート、ジメチルイタコネート、モノメチルフマレート、モノエチルフマレート等が挙げられ、これらは1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。 The above 2) conjugated diene polymer and 3) acrylic polymer may be obtained by also copolymerizing other monomers copolymerizable with them. Other copolymerizable monomers that can be used include, for example, unsaturated carboxylic acid alkyl esters, aromatic vinyl monomers, vinyl cyanide monomers, and unsaturated monomers containing hydroxyalkyl groups. , unsaturated carboxylic acid amide monomer, crotonic acid, maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid, itaconic acid, etc., and these may be used alone or in combination of two or more. good. Among the above, unsaturated carboxylic acid alkyl ester monomers are particularly preferred. Examples of the unsaturated carboxylic acid alkyl ester monomer include dimethyl fumarate, diethyl fumarate, dimethyl maleate, diethyl maleate, dimethyl itaconate, monomethyl fumarate, and monoethyl fumarate. They may be used alone or in combination of two or more.

なお、上記2)共役ジエン系重合体は、他の単量体として上記(メタ)アクリル系化合物を共重合させて得られるものであってもよい。 Note that the above 2) conjugated diene polymer may be obtained by copolymerizing the above (meth)acrylic compound as another monomer.

ポリ(メタ)アクリルアミド以外のバインダ高分子として、常温を超えるような高温時でさえも複数の無機粒子間の結着力が強く、熱収縮を抑制するという観点から、ラテックスの形態であることが好ましく、アクリル系重合体のラテックスを含むことがより好ましい。 As a binder polymer other than poly(meth)acrylamide, it is preferably in the form of latex from the viewpoint of strong binding force between multiple inorganic particles even at high temperatures exceeding room temperature and suppressing thermal shrinkage. , it is more preferable to include latex of an acrylic polymer.

多孔層中の空隙を除いた体積を100体積%として、バインダ高分子の割合は、1体積%以上10体積%未満であることが好ましく、1体積%以上9体積%以下であることがより好ましく、2体積%以上7体積%以下であることが更に好ましい。バインダ高分子が多孔層中に占める体積割合が上記の範囲内にあると、バインダ高分子に対する硫酸バリウムの比率が増すため、微多孔膜の透気度上昇を抑制して、多層多孔膜の電気抵抗を小さくすることができる。 The proportion of the binder polymer is preferably 1 volume% or more and less than 10 volume%, more preferably 1 volume% or more and 9 volume% or less, assuming that the volume excluding voids in the porous layer is 100 volume%. , more preferably 2% by volume or more and 7% by volume or less. When the volume ratio of the binder polymer in the porous layer is within the above range, the ratio of barium sulfate to the binder polymer increases, suppressing the increase in air permeability of the microporous membrane, and increasing the electrical conductivity of the multilayer porous membrane. Resistance can be reduced.

また、バインダ高分子が多孔層中に占める質量割合は、上記の体積割合と同様の観点から、無機粒子とバインダ高分子の合計多孔層の質量を100質量%として、0.1質量%よりも大きく、3質量%よりも小さいことが好ましい。 In addition, from the same viewpoint as the above-mentioned volume ratio, the mass proportion that the binder polymer occupies in the porous layer is 0.1 mass%, assuming that the total mass of the porous layer of the inorganic particles and the binder polymer is 100 mass%. It is preferably large and smaller than 3% by mass.

多孔層の厚みTは、ポリオレフィン樹脂を主成分として含有する微多孔膜の少なくとも片面当たり、2μm以下であることが好ましく、1.5μm以下であることがより好ましい。上記で説明された粒径及び粒径分布を有する硫酸バリウムが含まれる多孔層の厚みTが2μm以下であると、塗工等により形成される多孔層が強固なため、得られる多層多孔膜又はセパレータが薄くても耐熱性が高く、すなわち熱収縮性が小さく抑えられる。厚みTの下限は、限定されるものではないが、例えば、ポリオレフィン樹脂を主成分として含有する微多孔膜の少なくとも片面当たり、0μmを超えてよく、または0.5μm以上でよい。 The thickness T of the porous layer is preferably 2 μm or less, more preferably 1.5 μm or less, per at least one side of the microporous membrane containing polyolefin resin as a main component. When the thickness T of the porous layer containing barium sulfate having the particle size and particle size distribution explained above is 2 μm or less, the porous layer formed by coating etc. is strong, so the resulting multilayer porous film or Even if the separator is thin, it has high heat resistance, that is, heat shrinkage is suppressed to a low level. The lower limit of the thickness T is not limited, but may be, for example, more than 0 μm or 0.5 μm or more per at least one side of the microporous membrane containing polyolefin resin as a main component.

多孔層の目付は、本発明の作用機序の観点から、1.0g/m~5.0g/mの範囲内にあることが好ましく、1.5g/m~4.0g/mの範囲内にあることがより好ましい。 From the viewpoint of the mechanism of action of the present invention, the basis weight of the porous layer is preferably within the range of 1.0 g/m 2 to 5.0 g/m 2 , and 1.5 g/m 2 to 4.0 g/m 2 It is more preferable to fall within the range of 2 .

<ポリオレフィン微多孔膜>
ポリオレフィンを主成分として含有する多孔膜(PO微多孔膜)は、ポリオレフィンを含み、好ましくはポリオレフィンから構成される。ポリオレフィンの形態は、ポリオレフィンの微多孔質体、例えば、ポリオレフィンの膜、ポリオレフィン系繊維の織物(織布)、ポリオレフィン系繊維の不織布などであってよい。ポリオレフィンとしては、例えば、エチレン、プロピレン、1-ブテン、4-メチル-1-ペンテン、1-ヘキセン、及び1-オクテン等をモノマーとして用いて得られるホモ重合体、共重合体、又は多段重合体等が挙げられ、これらの重合体を単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。ポリオレフィンは、セパレータとして使用可能なPO微多孔膜の溶融粘度、シャットダウン及びメルトダウン特性の観点から、ポリエチレン、ポリプロピレン、及びこれらの共重合体からなる群から選択される少なくとも一つであることが好ましく、ポリプロピレンを含むことがより好ましく、エチレン-プロピレン共重合体、又はポリエチレンとポリプロピレンの混合物であることが更に好ましい。
<Polyolefin microporous membrane>
A porous membrane containing polyolefin as a main component (PO microporous membrane) contains polyolefin, and is preferably composed of polyolefin. The form of the polyolefin may be a microporous body of polyolefin, such as a polyolefin membrane, a woven fabric (woven fabric) of polyolefin fibers, or a nonwoven fabric of polyolefin fibers. Examples of polyolefins include homopolymers, copolymers, and multistage polymers obtained using ethylene, propylene, 1-butene, 4-methyl-1-pentene, 1-hexene, and 1-octene as monomers. These polymers may be used alone or in combination of two or more. The polyolefin is preferably at least one selected from the group consisting of polyethylene, polypropylene, and copolymers thereof, from the viewpoint of melt viscosity, shutdown and meltdown characteristics of a PO microporous membrane that can be used as a separator. , polypropylene, and even more preferably an ethylene-propylene copolymer or a mixture of polyethylene and polypropylene.

ポリエチレンの具体例としては、低密度ポリエチレン(LDPE)、線状低密度ポリエチレン(LLDPE)、中密度ポリエチレン(MDPE)、高密度ポリエチレン(HDPE)、高分子量ポリエチレン(HMWPE)、及び超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)等が挙げられる。 Specific examples of polyethylene include low density polyethylene (LDPE), linear low density polyethylene (LLDPE), medium density polyethylene (MDPE), high density polyethylene (HDPE), high molecular weight polyethylene (HMWPE), and ultra high molecular weight polyethylene ( UHMWPE), etc.

本願明細書において、高分子量ポリエチレン(HMWPE)とは、粘度平均分子量(Mv)が10万以上のポリエチレンを意味する。一般に、超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)のMvは、100万以上であるため、本願明細書における高分子量ポリエチレン(HMWPE)は、定義上、UHMWPEを包含する。 In the present specification, high molecular weight polyethylene (HMWPE) means polyethylene having a viscosity average molecular weight (Mv) of 100,000 or more. Generally, Mv of ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) is 1 million or more, and therefore, high molecular weight polyethylene (HMWPE) in the present specification includes UHMWPE by definition.

本願明細書において、高密度ポリエチレンとは密度0.942~0.970g/cm3のポリエチレンをいう。なお、本発明においてポリエチレンの密度とは、JIS K7112(1999)に記載のD)密度勾配管法に従って測定した値をいう。 As used herein, high-density polyethylene refers to polyethylene with a density of 0.942 to 0.970 g/cm 3 . In the present invention, the density of polyethylene refers to a value measured according to D) density gradient tube method described in JIS K7112 (1999).

ポリプロピレンの具体例としては、アイソタクティックポリプロピレン、シンジオタクティックポリプロピレン、及びアタクティックポリプロピレン等が挙げられる。 Specific examples of polypropylene include isotactic polypropylene, syndiotactic polypropylene, and atactic polypropylene.

エチレンとプロピレンとの共重合体の具体例としては、エチレン-プロピレンランダム共重合体、及びエチレンプロピレンラバー等が挙げられる。 Specific examples of copolymers of ethylene and propylene include ethylene-propylene random copolymers, ethylene-propylene rubber, and the like.

PO微多孔膜に含まれるポリオレフィン(PO)がポリエチレン(PE)を含む場合、PE含有量は、PO微多孔膜を構成する樹脂成分の全質量を基準として、50質量%以上100質量%以下であり、ヒューズ特性又はメルトダウン特性の観点から、好ましくは85質量%以上100質量%以下、より好ましくは90質量%以上95質量%以下である。 When the polyolefin (PO) contained in the PO microporous membrane contains polyethylene (PE), the PE content is 50% by mass or more and 100% by mass or less, based on the total mass of the resin components constituting the PO microporous membrane. From the viewpoint of fuse characteristics or meltdown characteristics, the content is preferably 85% by mass or more and 100% by mass or less, more preferably 90% by mass or more and 95% by mass or less.

PO微多孔膜に含まれるPOがポリプロピレン(PP)を含む場合、PP含有量は、PO微多孔膜を構成する樹脂成分の全質量を基準として、0質量%以上50質量%未満であり、溶融粘度及びヒューズ特性の観点から、好ましくは0質量%以上20質量%以下、より好ましくは5質量%以上10質量%以下である。 When the PO contained in the PO microporous membrane contains polypropylene (PP), the PP content is 0% by mass or more and less than 50% by mass, based on the total mass of the resin components constituting the PO microporous membrane, and the PP content is 0% by mass or more and less than 50% by mass, and From the viewpoint of viscosity and fuse properties, the content is preferably 0% by mass or more and 20% by mass or less, more preferably 5% by mass or more and 10% by mass or less.

PO微多孔膜は、上記に挙げたポリオレフィンの他にも、ポリエチレンテレフタレート、ポリシクロオレフィン、ポリエーテルスルホン、ポリアミド、ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリアラミド、ポリフッ化ビニリデン、ナイロン、ポリテトラフルオロエチレン等の樹脂を更に含んでもよい。 In addition to the polyolefins listed above, PO microporous membranes also contain resins such as polyethylene terephthalate, polycycloolefin, polyether sulfone, polyamide, polyimide, polyimide amide, polyaramid, polyvinylidene fluoride, nylon, and polytetrafluoroethylene. It may further contain.

PO微多孔膜の190℃でのメルトインデックス(MI)は、製膜時にPO樹脂組成物の高粘度を抑制して不良品の発生を抑制するという観点から、0.02g/10min~0.5g/10minであることが好ましく、0.05g/10min~0.3g/10minであることがより好ましい。 The melt index (MI) of the PO microporous membrane at 190°C is 0.02 g/10 min to 0.5 g from the viewpoint of suppressing the high viscosity of the PO resin composition during film formation and suppressing the occurrence of defective products. /10min is preferable, and 0.05g/10min to 0.3g/10min is more preferable.

PO微多孔膜の目付(g/m)に換算されたときの突刺強度(以下、目付換算突刺強度という。)は、50gf/(g/m)以上、又は60gf/(g/m)以上であることが好ましい。50gf/(g/m)以上又は60gf/(g/m)以上の目付換算突刺強度を有するPO微多孔膜は、破断し難い傾向にある。PO微多孔膜の強度を維持しながら非水電解液電池の安全性を向上させるという観点から、目付換算突刺強度は、より好ましくは70gf/(g/m)以上、更に好ましくは80gf/(g/m)以上である。目付換算突刺強度は、限定されるものではないが、例えば、200gf/(g/m)以下、150gf/(g/m)以下、又は140gf/(g/m)以下であることができる。 The puncture strength when converted to the basis weight (g/m 2 ) of the PO microporous membrane (hereinafter referred to as the basis weight-converted puncture strength) is 50 gf/(g/m 2 ) or more, or 60 gf/(g/m 2 ) . ) or more is preferable. PO microporous membranes having a puncture strength converted to basis weight of 50 gf/(g/m 2 ) or more or 60 gf/(g/m 2 ) or more tend to be difficult to break. From the viewpoint of improving the safety of non-aqueous electrolyte batteries while maintaining the strength of the PO microporous membrane, the puncture strength in terms of basis weight is more preferably 70 gf/(g/m 2 ) or more, and even more preferably 80 gf/( g/m 2 ) or more. The puncture strength in terms of area weight is not limited, but may be, for example, 200 gf/(g/m 2 ) or less, 150 gf/(g/m 2 ) or less, or 140 gf/(g/m 2 ) or less. can.

PO微多孔膜の目付に換算されていない突刺強度(以下、単に突刺強度という。)については、その下限値が、好ましくは100gf以上、より好ましくは200gf以上、更に好ましくは300以上である。100gf以上の突刺強度は、衝撃試験においてPO微多孔膜の破断を抑制する観点から好ましい。また、PO微多孔膜の突刺強度の上限値は、製膜時の安定性の観点から、好ましくは1000gf以下、より好ましくは800gf以下、更に好ましくは700gf以下である。下限値は、製膜および電池製造の安定生産できる値であれば用いることができる。上限値は他の特性とのバランスで設定される。突刺強度は、押出時に成形品に掛かる剪断力又は延伸による分子鎖の配向の増加で高めることができるが、強度の増加とともに残留応力の増加に伴う熱安定性の悪化が生じるので目的に合わせて制御される。 The lower limit of the puncture strength that is not converted into the basis weight of the PO microporous membrane (hereinafter simply referred to as puncture strength) is preferably 100 gf or more, more preferably 200 gf or more, and even more preferably 300 or more. A puncture strength of 100 gf or more is preferable from the viewpoint of suppressing breakage of the PO microporous membrane in an impact test. Further, the upper limit of the puncture strength of the PO microporous membrane is preferably 1000 gf or less, more preferably 800 gf or less, and even more preferably 700 gf or less, from the viewpoint of stability during film formation. Any lower limit value can be used as long as it allows stable production in film formation and battery production. The upper limit value is set in balance with other characteristics. The puncture strength can be increased by increasing the shear force applied to the molded product during extrusion or by increasing the orientation of molecular chains by stretching, but as the strength increases, thermal stability deteriorates due to the increase in residual stress. controlled.

PO微多孔膜の厚みTBは、耐電圧性を確保するという観点から、好ましくは1μm以上、より好ましくは2μm以上、更に好ましくは5μm以上であり、また非水電解液電池の容量を確保するという観点から、好ましくは25μm以下、より好ましくは20μm以下、更に好ましくは14μm以下、特に好ましくは10μm以下である。PO微多孔膜の厚みTBは、例えば、ダイリップ間隔、延伸工程における延伸倍率等を制御することにより調整されることができる。 The thickness TB of the PO microporous membrane is preferably 1 μm or more, more preferably 2 μm or more, and even more preferably 5 μm or more from the viewpoint of ensuring voltage resistance, and also ensuring the capacity of the non-aqueous electrolyte battery. From this point of view, the thickness is preferably 25 μm or less, more preferably 20 μm or less, even more preferably 14 μm or less, particularly preferably 10 μm or less. The thickness TB of the PO microporous membrane can be adjusted, for example, by controlling the die lip interval, the stretching ratio in the stretching process, and the like.

PO微多孔膜の気孔率は、透過性の観点から、好ましくは20%以上、より好ましくは30%以上、更に好ましくは35%以上であり、また膜強度の観点から、好ましくは70%以下、より好ましく60%以下、更に好ましくは50%以下である。PO微多孔膜の気孔率は、例えば、ポリオレフィン樹脂組成物と可塑剤の混合比率、延伸温度、延伸倍率、熱固定温度、熱固定時の延伸倍率、及び熱固定時の緩和率等を制御すること、並びにこれらを組み合わせることにより調整されることができる。 The porosity of the PO microporous membrane is preferably 20% or more, more preferably 30% or more, even more preferably 35% or more from the viewpoint of permeability, and preferably 70% or less from the viewpoint of membrane strength. It is more preferably 60% or less, and even more preferably 50% or less. The porosity of the PO microporous membrane is controlled, for example, by controlling the mixing ratio of the polyolefin resin composition and plasticizer, stretching temperature, stretching ratio, heat setting temperature, stretching ratio during heat setting, relaxation rate during heat setting, etc. It can be adjusted by combining these as well as by combining these.

PO微多孔膜の透気度は、複数の電極間にPO微多孔膜を介して過剰な電流が流れないようにするという観点から、好ましくは10sec/100cm以上、より好ましくは50sec/100cm以上、更に好ましくは80sec/100cm以上であり、また透過性の観点から、好ましくは1000sec/100cm以下、より好ましくは300sec/100cm以下、更に好ましくは200sec/100cm以下、特に好ましくは160sec/100cmである。 The air permeability of the PO microporous membrane is preferably 10 sec/100 cm 3 or more, more preferably 50 sec/100 cm 3 from the viewpoint of preventing excessive current from flowing between the plurality of electrodes through the PO microporous membrane. Above, more preferably 80 sec/100 cm 3 or more, and from the viewpoint of transparency, preferably 1000 sec/100 cm 3 or less, more preferably 300 sec/100 cm 3 or less, still more preferably 200 sec/100 cm 3 or less, particularly preferably 160 sec / 100cm3 .

PO微多孔膜の粘度平均分子量(Mv)は、好ましくは400,000以上1,300,000以下、より好ましくは450,000以上1,200,000以下、更に好ましくは500,000以上1,150,000以下である。PO微多孔膜のMvが400,000以上であると、溶融成形の際のメルトテンションが大きくなり、成形性が良好になると共に、重合体同士の絡み合いによって高い膜強度が得られる傾向にある。Mvが1,300,000以下であると、原料の均一な溶融混練が容易となり、シート成形性、特に厚み安定性に優れる傾向にあるだけでなく、非水電解液電池用セパレータとして使用した際に、温度上昇時に孔が閉塞され易く、良好なヒューズ機能が得られる傾向にもある。 The viscosity average molecular weight (Mv) of the PO microporous membrane is preferably 400,000 or more and 1,300,000 or less, more preferably 450,000 or more and 1,200,000 or less, and even more preferably 500,000 or more and 1,150 or less. ,000 or less. When the Mv of the PO microporous membrane is 400,000 or more, the melt tension during melt molding becomes large, the moldability becomes good, and high film strength tends to be obtained due to the entanglement of the polymers. When Mv is 1,300,000 or less, it becomes easy to uniformly melt and knead the raw materials, and not only does it tend to have excellent sheet formability, especially thickness stability, but also when used as a separator for non-aqueous electrolyte batteries. In addition, the holes tend to become clogged when the temperature rises, and a good fuse function tends to be obtained.

PO微多孔膜の平均孔径は、好ましくは0.03μm以上0.70μm以下、より好ましくは0.04μm以上0.20μm以下、更に好ましくは0.05μm以上0.10μm以下、より更に好ましくは0.055μm以上0.09μm以下である。PO微多孔膜の平均孔径は、イオン伝導性と耐電圧性の観点から、0.03μm以上0.70μm以下であることが好ましい。平均孔径は、例えば、ポリオレフィンの組成比、ポリオレフィン又は可塑剤の種類、押出シートの冷却速度、延伸温度、延伸倍率、熱固定温度、熱固定時の延伸倍率、及び熱固定時の緩和率等を制御すること、並びにこれらを組み合わせることにより調整することができる。 The average pore diameter of the PO microporous membrane is preferably 0.03 μm or more and 0.70 μm or less, more preferably 0.04 μm or more and 0.20 μm or less, even more preferably 0.05 μm or more and 0.10 μm or less, and even more preferably 0.05 μm or more and 0.10 μm or less. 0.055 μm or more and 0.09 μm or less. The average pore diameter of the PO microporous membrane is preferably 0.03 μm or more and 0.70 μm or less from the viewpoints of ionic conductivity and voltage resistance. The average pore diameter depends on, for example, the composition ratio of the polyolefin, the type of polyolefin or plasticizer, the cooling rate of the extruded sheet, the stretching temperature, the stretching ratio, the heat-setting temperature, the stretching ratio during heat-setting, the relaxation rate during heat-setting, etc. Adjustments can be made by controlling and by combining these.

PO微多孔膜は、電子伝導性が小さく、イオン伝導性を有し、有機溶媒に対する耐性が高く、かつ孔径の微細なものが好ましい。また、PO微多孔膜は、単独でリチウムイオン二次電池用セパレータとして利用することができ、特にラミネート型リチウムイオン二次電池用セパレータとして好適に利用することができる。 The PO microporous membrane preferably has low electronic conductivity, ionic conductivity, high resistance to organic solvents, and fine pore diameter. Further, the PO microporous membrane can be used alone as a separator for lithium ion secondary batteries, and can be particularly suitably used as a separator for laminate type lithium ion secondary batteries.

<熱可塑性ポリマー含有層>
一実施形態に係る多層多孔膜の少なくとも片面又は外側には、所望により、熱可塑性ポリマー含有層を備えてよい。熱可塑性ポリマー含有層は、熱可塑性ポリマーを含む。熱可塑性ポリマー層は、所望により、粒子状重合体を含んでよく、かつ/又はドット状のパタンを有してよい。
<Thermoplastic polymer containing layer>
At least one side or the outside of the multilayer porous membrane according to one embodiment may be provided with a thermoplastic polymer-containing layer, if desired. The thermoplastic polymer-containing layer includes a thermoplastic polymer. The thermoplastic polymer layer may optionally include particulate polymer and/or have a dot-like pattern.

(熱可塑性ポリマー)
熱可塑性ポリマーは、特に限定されないが、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン、α-ポリオレフィン等のポリオレフィン樹脂;ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等の含フッ素樹脂とこれらを含むコポリマー;ブタジエン、イソプレンなどの共役ジエンをモノマー単位として含むジエン系ポリマー又はこれらを含むコポリマー及びその水素化物;アクリル酸エステル、メタアクリル酸エステルなどをモノマー単位として含むアクリル系ポリマー又はこれらを含むコポリマー及びその水素化物;エチレンプロピレンラバー、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル等のゴム類;エチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等のセルロース誘導体;ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリアミド、ポリエステル等の融点及び/又はガラス転移温度が180℃以上の樹脂及びこれらの混合物等が挙げられる。また、熱可塑性ポリマーを合成する際に使用するモノマーとして、ヒドロキシル基やスルホン酸基、カルボキシル基、アミド基、シアノ基を有するモノマーを用いることもできる。
(thermoplastic polymer)
Thermoplastic polymers are not particularly limited, but include, for example, polyolefin resins such as polyethylene, polypropylene, and α-polyolefin; fluorine-containing resins such as polyvinylidene fluoride and polytetrafluoroethylene, and copolymers containing these; and conjugated dienes such as butadiene and isoprene. diene polymers containing as monomer units, copolymers containing these and their hydrides; acrylic polymers containing acrylic acid esters, methacrylic esters, etc. as monomer units, copolymers containing these and their hydrides; ethylene propylene rubber, polyvinyl Alcohol, rubbers such as polyvinyl acetate; cellulose derivatives such as ethyl cellulose, methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose; melting points and /or resins with a glass transition temperature of 180° C. or higher, mixtures thereof, and the like. In addition, monomers having a hydroxyl group, a sulfonic acid group, a carboxyl group, an amide group, or a cyano group can also be used as monomers used when synthesizing the thermoplastic polymer.

これらの熱可塑性ポリマーのうち、電極活物質との結着性及び強度や柔軟性に優れることから、ジエン系ポリマー、アクリル系ポリマー又はフッ素系ポリマーが好ましい。 Among these thermoplastic polymers, diene polymers, acrylic polymers, and fluorine polymers are preferred because they have excellent binding properties with electrode active materials, strength, and flexibility.

(ジエン系ポリマー)
ジエン系ポリマーは、特に限定されないが、例えば、ブタジエン、イソプレンなどの共役の二重結合を2つ有する共役ジエンを重合してなるモノマー単位を含むポリマーである。共役ジエンモノマーとしては、特に限定されないが、例えば、1,3-ブタジエン、イソプレン、2,3-ジメチル-1,3-ブタジエン、2-フェニル-1,3-ブタジエン、1,3-ペンタジエン、2-メチル-1,3-ペンタジエン、1,3-ヘキサジエン、4,5-ジエチル-1,3-オクタジエン、3-ブチル-1,3-オクタジエンなどが挙げられる。これらは単独で重合しても共重合してもよい。
(Diene polymer)
The diene polymer is, for example, a polymer containing a monomer unit formed by polymerizing a conjugated diene having two conjugated double bonds, such as butadiene and isoprene, although it is not particularly limited. Conjugated diene monomers are not particularly limited, but include, for example, 1,3-butadiene, isoprene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 2-phenyl-1,3-butadiene, 1,3-pentadiene, 2 -Methyl-1,3-pentadiene, 1,3-hexadiene, 4,5-diethyl-1,3-octadiene, 3-butyl-1,3-octadiene and the like. These may be polymerized alone or may be copolymerized.

ジエン系ポリマー中の共役ジエンを重合してなるモノマー単位の割合は、特に限定されないが、例えば、全ジエン系ポリマー中40質量%以上、好ましくは50質量%以上、より好ましくは60質量%以上である。 The proportion of monomer units formed by polymerizing a conjugated diene in the diene polymer is not particularly limited, but for example, it is 40% by mass or more, preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more in the total diene polymer. be.

上記ジエン系ポリマーとしては、特に限定されないが、例えば、ポリブタジエンやポリイソプレンなどの共役ジエンのホモポリマー及び共役ジエンと共重合可能なモノマーとのコポリマーが挙げられる。共重合可能なモノマーは、特に限定されないが、例えば、後述の(メタ)アクリレートモノマーや下記のモノマー(以下、「その他のモノマー」ともいう。)を挙げることができる。 Examples of the diene-based polymer include, but are not particularly limited to, homopolymers of conjugated dienes such as polybutadiene and polyisoprene, and copolymers of conjugated dienes and monomers copolymerizable with them. Copolymerizable monomers are not particularly limited, and examples thereof include (meth)acrylate monomers described below and the following monomers (hereinafter also referred to as "other monomers").

「その他のモノマー」としては、特に限定されないが、例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのα,β-不飽和ニトリル化合物;アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、フマル酸などの不飽和カルボン酸類;スチレン、クロロスチレン、ビニルトルエン、t-ブチルスチレン、ビニル安息香酸、ビニル安息香酸メチル、ビニルナフタレン、クロロメチルスチレン、ヒドロキシメチルスチレン、α-メチルスチレン、ジビニルベンゼン等のスチレン系モノマー;エチレン、プロピレン等のオレフィン類;塩化ビニル、塩化ビニリデン等のハロゲン原子含有モノマー;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、安息香酸ビニル等のビニルエステル類;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、ブチルビエルエーテル等のビニルエーテル類;メチルビニルケトン、エチルビニルケトン、ブチルビニルケトン、ヘキシルビニルケトン、イソプロペニルビニルケトン等のビニルケトン類;N-ビニルピロリドン、ビニルピリジン、ビニルイミダゾール等の複素環含有ビニル化合物;メチルアクリレート、メチルメタクリレート等のアクリル酸エステル及び/又はメタクリル酸エステル化合物;β-ヒドロキシエチルアクリレート、β-ヒドロキシエチルメタクリレート等のヒドロキシアルキル基含有化合物;アクリルアミド、N-メチロールアクリルアミド、アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸などのアミド系モノマーなどが挙げられ、これらを1種あるいは2種以上を組み合わせて使用してもよい。 Examples of "other monomers" include, but are not limited to, α,β-unsaturated nitrile compounds such as acrylonitrile and methacrylonitrile; unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, and fumaric acid; styrene , chlorostyrene, vinyltoluene, t-butylstyrene, vinylbenzoic acid, methyl vinylbenzoate, vinylnaphthalene, chloromethylstyrene, hydroxymethylstyrene, α-methylstyrene, divinylbenzene; styrenic monomers such as ethylene, propylene, etc. Olefins; halogen atom-containing monomers such as vinyl chloride and vinylidene chloride; vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, and vinyl benzoate; vinyl ethers such as methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, and butyl vinyl ether; methyl vinyl Vinyl ketones such as ketone, ethyl vinyl ketone, butyl vinyl ketone, hexyl vinyl ketone, and isopropenyl vinyl ketone; Heterocycle-containing vinyl compounds such as N-vinylpyrrolidone, vinylpyridine, and vinyl imidazole; Acrylic acids such as methyl acrylate and methyl methacrylate Ester and/or methacrylic acid ester compounds; hydroxyalkyl group-containing compounds such as β-hydroxyethyl acrylate and β-hydroxyethyl methacrylate; amide monomers such as acrylamide, N-methylolacrylamide, and acrylamide-2-methylpropanesulfonic acid; These may be used alone or in combination of two or more.

(アクリル系ポリマー)
アクリル系ポリマーは、特に限定されないが、好ましくは(メタ)アクリレートモノマーを重合してなるモノマー単位を含むポリマーである。熱可塑性ポリマー含有層が、熱可塑性ポリマーとしてアクリル系ポリマーを含む場合、(メタ)アクリル酸エステル単量体の単量体単位を含む共重合体を含むのが好ましい。熱可塑性ポリマー含有層の熱可塑性ポリマーが、(メタ)アクリル酸エステル単量体の単量体単位を含む共重合体を含むと、多層多孔膜又はセパレータが低目付の場合での接着力が向上するので、好ましい。
(acrylic polymer)
The acrylic polymer is not particularly limited, but is preferably a polymer containing monomer units obtained by polymerizing (meth)acrylate monomers. When the thermoplastic polymer-containing layer contains an acrylic polymer as the thermoplastic polymer, it preferably contains a copolymer containing a monomer unit of a (meth)acrylate monomer. When the thermoplastic polymer of the thermoplastic polymer-containing layer contains a copolymer containing a monomer unit of a (meth)acrylic acid ester monomer, the adhesive strength is improved when the multilayer porous membrane or separator has a low basis weight. Therefore, it is preferable.

なお、本明細書において「(メタ)アクリル酸」とは「アクリル酸又はメタクリル酸」を示し、「(メタ)アクリレート」とは「アクリレート又はメタクリレート」を示す。 In addition, in this specification, "(meth)acrylic acid" indicates "acrylic acid or methacrylic acid", and "(meth)acrylate" indicates "acrylate or methacrylate".

(メタ)アクリレートモノマーとしては、特に限定されないが、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、n-テトラデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレートなどのアルキル(メタ)アクリレート;ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等のヒドロキシ基含有(メタ)アクリレート;アミノエチル(メタ)アクリレート等のアミノ基含有(メタ)アクリレート;グリシジル(メタ)アクリレート(GMA)等のエポキシ基含有(メタ)アクリレートが挙げられる。 Examples of (meth)acrylate monomers include, but are not limited to, methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, n-propyl (meth)acrylate, isopropyl (meth)acrylate, n-butyl (meth)acrylate, t -Butyl (meth)acrylate, pentyl (meth)acrylate, hexyl (meth)acrylate, heptyl (meth)acrylate, octyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, nonyl (meth)acrylate, decyl (meth)acrylate , alkyl (meth)acrylates such as lauryl (meth)acrylate, n-tetradecyl (meth)acrylate, stearyl (meth)acrylate; hydroxyethyl (meth)acrylate, hydroxypropyl (meth)acrylate, hydroxybutyl (meth)acrylate, etc. Hydroxy group-containing (meth)acrylates; amino group-containing (meth)acrylates such as aminoethyl (meth)acrylate; and epoxy group-containing (meth)acrylates such as glycidyl (meth)acrylate (GMA).

(メタ)アクリレートモノマーを重合してなるモノマー単位の割合は、特に限定されないが、全アクリル系ポリマーの例えば40質量%以上、好ましくは50質量%以上、より好ましくは60質量%以上である。アクリル系ポリマーとしては、(メタ)アクリレートモノマーのホモポリマー、これと共重合可能なモノマーとのコポリマーが挙げられる。
共重合可能なモノマーとしては、上記ジエン系ポリマーの項目で列挙した「その他のモノマー」が挙げられ、これらを1種あるいは2種以上を組み合わせて使用してもよい。
The proportion of monomer units obtained by polymerizing (meth)acrylate monomers is not particularly limited, but is, for example, 40% by mass or more, preferably 50% by mass or more, and more preferably 60% by mass or more of the total acrylic polymer. Examples of the acrylic polymer include homopolymers of (meth)acrylate monomers and copolymers of monomers copolymerizable with the homopolymers.
Examples of copolymerizable monomers include the "other monomers" listed in the section of diene polymers, and these may be used alone or in combination of two or more.

(フッ素系ポリマー)
フッ素系ポリマーとしては、特に限定されないが、例えば、フッ化ビニリデンのホモポリマー、これと共重合可能なモノマーとのコポリマーが挙げられる。フッ素系ポリマーは、電気化学的安定性の観点から好ましい。
(fluoropolymer)
Examples of the fluorine-based polymer include, but are not particularly limited to, homopolymers of vinylidene fluoride and copolymers of vinylidene fluoride and copolymerizable monomers. Fluoropolymers are preferred from the viewpoint of electrochemical stability.

フッ化ビニリデンを重合してなるモノマー単位の割合は、特に限定されないが、例えば、40質量%以上、好ましくは50質量%以上、より好ましくは60質量%以上である。
フッ化ビニリデンと共重合可能なモノマーとしては、特に限定されないが、例えば、フッ化ビニル、テトラフルオロエチレン、トリフルオロクロロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、ヘキサフルオロイソブチレン、パーフルオロアクリル酸、パーフルオロメタクリル酸、アクリル酸又はメタクリル酸のフルオロアルキルエステル等のフッ素含有エチレン性不飽和化合物;シクロヘキシルビニルエーテル、ヒドロキシエチルビニルエーテル等のフッ素非含有エチレン性不飽和化合物;ブタジエン、イソプレン、クロロプレン等のフッ素非含有ジエン化合物等を挙げることができる。
The proportion of monomer units formed by polymerizing vinylidene fluoride is not particularly limited, but is, for example, 40% by mass or more, preferably 50% by mass or more, and more preferably 60% by mass or more.
Monomers copolymerizable with vinylidene fluoride are not particularly limited, but include, for example, vinyl fluoride, tetrafluoroethylene, trifluorochloroethylene, hexafluoropropylene, hexafluoroisobutylene, perfluoroacrylic acid, perfluoromethacrylic acid, Fluorine-containing ethylenically unsaturated compounds such as fluoroalkyl esters of acrylic acid or methacrylic acid; fluorine-free ethylenically unsaturated compounds such as cyclohexyl vinyl ether and hydroxyethyl vinyl ether; fluorine-free diene compounds such as butadiene, isoprene, chloroprene, etc. can be mentioned.

フッ素系ポリマーのうち、フッ化ビニリデンのホモポリマー、フッ化ビニリデン/テトラフルオロエチレンコポリマー、フッ化ビニリデン/テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレンコポリマー等が好ましい。特に好ましいフッ素系ポリマーは、フッ化ビニリデン/テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレンコポリマーであり、そのモノマー組成は、通常、フッ化ビニリデン30~90質量%、テトラフルオロエチレン50~9質量%及びヘキサフルオロプロピレン20~1質量%である。これらのフッ素樹脂粒子は、単独で又は2種以上を混合して使用しても良い。 Among the fluorine-based polymers, vinylidene fluoride homopolymers, vinylidene fluoride/tetrafluoroethylene copolymers, vinylidene fluoride/tetrafluoroethylene/hexafluoropropylene copolymers, and the like are preferred. A particularly preferred fluoropolymer is vinylidene fluoride/tetrafluoroethylene/hexafluoropropylene copolymer, and its monomer composition is usually 30 to 90% by mass of vinylidene fluoride, 50 to 9% by mass of tetrafluoroethylene, and hexafluoropropylene. It is 20 to 1% by mass. These fluororesin particles may be used alone or in combination of two or more.

また、上記熱可塑性ポリマーを合成する際に使用するモノマーとして、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アミノ基、スルホン酸基、アミド基、又はシアノ基を有するモノマーを用いることもできる。 Moreover, as the monomer used when synthesizing the above-mentioned thermoplastic polymer, a monomer having a hydroxyl group, a carboxyl group, an amino group, a sulfonic acid group, an amide group, or a cyano group can also be used.

ヒドロキシ基を有するモノマーは、特に限定されないが、例えば、ペンテンオール等のビニル系モノマーを挙げることができる。 The monomer having a hydroxy group is not particularly limited, but examples include vinyl monomers such as pentenol.

カルボキシル基を有するモノマーは、特に限定されないが、例えば、(メタ)アクリル酸、イタコン酸等のエチレン性二重結合を有する不飽和カルボン酸、ペンテン酸等のビニル系モノマーを挙げることができる。 The monomer having a carboxyl group is not particularly limited, and examples thereof include unsaturated carboxylic acids having an ethylenic double bond such as (meth)acrylic acid and itaconic acid, and vinyl monomers such as pentenoic acid.

アミノ基を有するモノマーは、特に限定されないが、例えば、メタクリル酸2-アミノエチル等を挙げることができる。 The monomer having an amino group is not particularly limited, and examples include 2-aminoethyl methacrylate.

スルホン酸基を有するモノマーは、特に限定されないが、例えば、ビニルスルホン酸、メチルビニルスルホン酸、(メタ)アリススルホン酸、スチレンスルホン酸、(メタ)アクリル酸-2-スルホン酸エチル、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸、3-アリロキシ-2-ヒドロキシプロパンスルホン酸などが挙げられる。 Monomers having a sulfonic acid group are not particularly limited, but examples include vinylsulfonic acid, methylvinylsulfonic acid, (meth)alisulfonic acid, styrenesulfonic acid, ethyl (meth)acrylate-2-sulfonate, and 2-acrylamide. -2-methylpropanesulfonic acid, 3-allyloxy-2-hydroxypropanesulfonic acid, and the like.

アミド基を有するモノマーは、特に限定されないが、例えば、アクリルアミド(AM)、メタクリルアミド、N-メチロールアクリルアミド、N-メチロールメタクリルアミドなどが挙げられる。 The monomer having an amide group is not particularly limited, and examples thereof include acrylamide (AM), methacrylamide, N-methylolacrylamide, N-methylolmethacrylamide, and the like.

シアノ基を有するモノマーは、特に限定されないが、例えば、アクリロニトリル(AN)、メタクリロニトリル、α-クロロアクリロニトリル、α-シアノエチルアクリレート等を挙げることができる。 The monomer having a cyano group is not particularly limited, and examples thereof include acrylonitrile (AN), methacrylonitrile, α-chloroacrylonitrile, α-cyanoethyl acrylate, and the like.

熱可塑性ポリマーは、ポリマーを単独で又は2種類以上混合して使用してもよいが、ポリマーを2種類以上含むことが好ましい。熱可塑性ポリマーは、溶媒と共に使用されてよく、溶媒としては、熱可塑性ポリマーを均一かつ安定に分散できるものでよく、例えば、N-メチルピロリドン、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、水、エタノール、トルエン、熱キシレン、塩化メチレン、ヘキサン等が挙げられ、中でも水系溶媒が好ましい。また、熱可塑性ポリマーは、ラテックスの形態で使用されることができる。 The thermoplastic polymer may be used alone or in combination of two or more types, but preferably contains two or more types of polymers. The thermoplastic polymer may be used together with a solvent, and the solvent may be one that can uniformly and stably disperse the thermoplastic polymer, such as N-methylpyrrolidone, N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide. , water, ethanol, toluene, hot xylene, methylene chloride, hexane, etc., among which aqueous solvents are preferred. Thermoplastic polymers can also be used in latex form.

(熱可塑性ポリマーのガラス転移温度)
熱可塑性ポリマー含有層を構成する熱可塑性ポリマーは、基材への結着性とブロッキング抑制及びセパレータの電極との接着力を発現しつつ、非水電解液電池において電極とセパレータ間の距離を確保でき、かつ電解液の注液時間を短くするという観点から、少なくとも二つのガラス転移温度を有し、ガラス転移温度のうち少なくとも一つは20℃以下の領域に存在し、かつガラス転移温度のうち少なくとも一つは30℃以上120℃以下の領域に存在するという熱特性を有することが好ましい。
(Glass transition temperature of thermoplastic polymer)
The thermoplastic polymer constituting the thermoplastic polymer-containing layer exhibits binding properties to the base material, suppresses blocking, and adhesive strength with the electrodes of the separator, while ensuring the distance between the electrodes and the separator in non-aqueous electrolyte batteries. In order to reduce the electrolyte injection time, it has at least two glass transition temperatures, at least one of the glass transition temperatures is in the region of 20°C or less, and one of the glass transition temperatures is It is preferable that at least one of them has thermal characteristics such that it exists in a range of 30° C. or higher and 120° C. or lower.

ここで、ガラス転移温度は、示差走査熱量測定(DSC)で得られるDSC曲線から決定される。なお、本明細書では、ガラス転移温度をTgと表現する場合もある。 Here, the glass transition temperature is determined from a DSC curve obtained by differential scanning calorimetry (DSC). Note that in this specification, the glass transition temperature may be expressed as Tg.

具体的には、DSC曲線における低温側のベースラインを高温側に延長した直線と、ガラス転移の階段状変化部分の変曲点における接線との交点により決定される。より詳細には、実施例に記載の方法を参照することができる。 Specifically, it is determined by the intersection of a straight line extending the low-temperature side baseline of the DSC curve toward the high-temperature side and a tangent at the inflection point of the step-like change portion of the glass transition. For more details, reference may be made to the methods described in the Examples.

ここで、「ガラス転移」はDSCにおいて試験片であるポリマーの状態変化に伴う熱量変化が吸熱側に生じたものを指す。このような熱量変化はDSC曲線において階段状変化形状又は階段状変化とピークとが組み合わさった形状として観測される。 Here, the "glass transition" refers to a change in heat amount occurring on the endothermic side due to a change in the state of the polymer, which is a test piece, in DSC. Such a change in heat amount is observed in the DSC curve as a step-like change shape or a shape that is a combination of a step-like change and a peak.

「階段状変化」とは、DSC曲線において、曲線がそれまでのベースラインから離れ新たなベースラインに移行するまでの部分を示す。なお、ピーク及び階段状変化の組み合わさった形状も含む。 A "staircase change" refers to a portion of a DSC curve where the curve leaves the previous baseline and transitions to a new baseline. Note that shapes that are a combination of peaks and step-like changes are also included.

「変曲点」とは、階段状変化部分のDSC曲線のこう配が最大になるような点を示す。また、階段状変化部分において上に凸の曲線が下に凸の曲線に変わる点と表現することもできる。 The term "inflection point" refers to a point where the gradient of the DSC curve of the step-like change portion is maximum. It can also be expressed as a point at which an upwardly convex curve changes to a downwardly convex curve in a step-like transition portion.

「ピーク」とは、DSC曲線において、曲線がベースラインから離れてから再度ベースラインに戻るまでの部分を示す。 A "peak" refers to a portion of a DSC curve from when the curve departs from the baseline until it returns to the baseline again.

「ベースライン」とは、試験片に転移及び反応を生じない温度領域のDSC曲線のことを示す。 "Baseline" refers to a DSC curve in a temperature range in which no transition or reaction occurs in the test piece.

一実施形態では、用いる熱可塑性ポリマーのガラス転移温度のうち少なくとも一つが20℃以下の領域に存在することにより、微多孔膜との密着性に優れており、かつ、ブロッキングが抑制される結果、セパレータと電極との密着性に優れるという効果を奏する。ガラス転移温度は、ハンドリング性及び耐ブロッキング性の観点で-100℃以上が好ましく、又は-50℃以上がより好ましく、又は-40℃以上がさらに好ましく、又は-6℃以上が特に好ましく、微多孔膜との密着性の観点で20℃以下が好ましく、又は10℃以下がより好ましく、又は0℃以下が特に好ましい。 In one embodiment, at least one of the glass transition temperatures of the thermoplastic polymer used is in a region of 20°C or lower, so that it has excellent adhesion with the microporous membrane and blocking is suppressed. The effect is that the adhesion between the separator and the electrode is excellent. The glass transition temperature is preferably -100°C or higher, more preferably -50°C or higher, still more preferably -40°C or higher, or particularly preferably -6°C or higher from the viewpoint of handling properties and blocking resistance, and the microporous From the viewpoint of adhesion to the membrane, the temperature is preferably 20°C or lower, more preferably 10°C or lower, or particularly preferably 0°C or lower.

一実施形態では、用いる熱可塑性ポリマーのガラス転移温度のうち少なくとも一つが30℃以上120℃以下の領域に存在することにより、セパレータと電極との接着性及びハンドリング性に優れ、さらには非水電解液電池において電極表面とセパレータ基材表面間の距離を維持でき、かつ電解液の注液時間を短くすることができる。ガラス転移温度は、ハンドリング性及び耐ブロッキング性の観点で30℃以上が好ましく、又は40℃以上がより好ましく、又は70℃以上が更に好ましく、又は95℃以上が特に好ましく、接着力の観点で150℃以下が好ましく、又は130℃以下がより好ましく、又は120℃以下が特に好ましい。 In one embodiment, at least one of the glass transition temperatures of the thermoplastic polymer used is in the range of 30°C or higher and 120°C or lower, thereby providing excellent adhesion and handling properties between the separator and the electrode, and further improving non-aqueous electrolysis. In a liquid battery, the distance between the electrode surface and the separator base material surface can be maintained, and the electrolyte injection time can be shortened. The glass transition temperature is preferably 30°C or higher from the viewpoint of handling properties and blocking resistance, or more preferably 40°C or higher, or even more preferably 70°C or higher, or particularly preferably 95°C or higher, and 150°C or higher from the viewpoint of adhesive strength. The temperature is preferably 130°C or lower, more preferably 130°C or lower, or particularly preferably 120°C or lower.

熱可塑性ポリマーが2つのガラス転移温度を有することは、例えば、2種類以上の熱可塑性ポリマーをブレンドする方法等によって達成できるが、この方法に限定されない。 The thermoplastic polymer having two glass transition temperatures can be achieved, for example, by a method of blending two or more types of thermoplastic polymers, but is not limited to this method.

特に、ポリマーブレンドは、ガラス転移温度の高いポリマーと低いポリマーを組み合せることにより、熱可塑性ポリマー全体のガラス転移温度を制御できる。また、熱可塑性ポリマー全体に複数の機能を付与できる。例えば、ブレンドの場合は、特にガラス転移温度を30℃以上の領域に持つポリマーと、ガラス転移温度を20℃以下の領域に持つポリマーを2種類以上ブレンドすることで、耐ベタツキ性とポリオレフィン微多孔膜への塗れ性を両立することができる。ブレンドする場合の混合比としてはガラス転移温度を30℃以上の領域に持つポリマーと、ガラス転移温度を20℃以下の領域に持つポリマーとの比が0.1:99.9~99.9:0.1の範囲であることが好ましく、より好ましくは、5:95~95:5であり、さらに好ましくは50:50~95:5であり、よりさらに好ましくは60:40~90:10である。また、粘性の高いポリマーと弾性の高いポリマーとを組み合わせて粘弾性の制御をすることもできる。 In particular, polymer blends can control the glass transition temperature of the entire thermoplastic polymer by combining polymers with high and low glass transition temperatures. Additionally, multiple functions can be imparted to the entire thermoplastic polymer. For example, in the case of blends, by blending two or more types of polymers, particularly one with a glass transition temperature in the region of 30°C or higher and one with a glass transition temperature in the region of 20°C or lower, it is possible to improve stickiness resistance and polyolefin microporosity. It is possible to achieve both good adhesion to the film. When blending, the mixing ratio of a polymer having a glass transition temperature of 30°C or higher and a polymer having a glass transition temperature of 20°C or lower is 0.1:99.9 to 99.9: The range is preferably 0.1, more preferably 5:95 to 95:5, even more preferably 50:50 to 95:5, even more preferably 60:40 to 90:10. be. Further, viscoelasticity can also be controlled by combining a polymer with high viscosity and a polymer with high elasticity.

一実施形態において、熱可塑性ポリマーのガラス転移温度、すなわちTgは、例えば、熱可塑性ポリマーを製造するのに用いるモノマー成分及び各モノマーの投入比を変更することにより適宜調整できる。すなわち、熱可塑性ポリマーの製造に用いられる各モノマーについて一般に示されているそのホモポリマーのTg(例えば、「ポリマーハンドブック」(A WILEY-INTERSCIENCE PUBLICATION)に記載)とモノマーの配合割合から概略推定することができる。例えば約100℃のTgのポリマーを与えるスチレン、メチルメタクリレ-ト、及びアクリルニトリルなどのモノマーを高比率で配合したコポリマーは高いTgのものが得られ、例えば約-80℃のTgのポリマーを与えるブタジエンや約-50℃のTgのポリマーを与えるn-ブチルアクリレ-ト及び2-エチルヘキシルアクリレ-トなどのモノマーを高い比率で配合したコポリマーは低いTgのものが得られる。 In one embodiment, the glass transition temperature, ie, Tg, of the thermoplastic polymer can be adjusted as appropriate by, for example, changing the monomer components used to produce the thermoplastic polymer and the input ratio of each monomer. That is, for each monomer used in the production of thermoplastic polymers, the Tg of the homopolymer generally indicated (for example, described in "Polymer Handbook" (A WILEY-INTERSCIENCE PUBLICATION)) and the blending ratio of the monomers can be roughly estimated. I can do it. For example, a copolymer containing a high proportion of monomers such as styrene, methyl methacrylate, and acrylonitrile can give a polymer with a Tg of about 100°C, and a polymer with a Tg of about -80°C can be obtained. A copolymer with a low Tg can be obtained by blending a high proportion of monomers such as butadiene to give a polymer and n-butyl acrylate and 2-ethylhexyl acrylate to give a polymer with a Tg of about -50°C.

また、ポリマーのTgはFOXの式(下記式(1))より概算することができる。なお、本願の熱可塑性ポリマーのガラス転移点としては、上記DSCを用いた方法により測定したものを採用する。
1/Tg=W/Tg+W/Tg+・・・+W/Tg+・・・W/Tg (1)
{式(1)中において、Tg(K)は、コポリマーのTg、Tg(K)は、各モノマーiのホモポリマーのTg、Wは、各モノマーの質量分率を各々示す。}
Further, the Tg of the polymer can be roughly estimated from the FOX formula (formula (1) below). Note that the glass transition point of the thermoplastic polymer of the present application is determined by the above method using DSC.
1/Tg=W 1 /Tg 1 +W 2 /Tg 2 +...+W i /Tg i +...W n /Tg n (1)
{In formula (1), Tg (K) represents the Tg of the copolymer, Tg i (K) represents the Tg of the homopolymer of each monomer i, and W i represents the mass fraction of each monomer. }

(熱可塑性ポリマー含有層の構造)
熱可塑性ポリマー含有層において、多層多孔膜の最表面側に、30℃以上120℃以下のガラス転移温度を有する熱可塑性樹脂が存在し、かつ、ポリオレフィン微多孔膜と熱可塑性ポリマー含有層の界面側に、20℃以下のガラス転移温度を有する熱可塑性樹脂が存在することが好ましい。なお、「最表面」とは、多層多孔膜又はセパレータと電極とを積層したときに、熱可塑性ポリマー含有層のうち電極と接する面をいう。また、「界面」とは、熱可塑性ポリマー含有層のうちポリオレフィン微多孔膜又は多孔層と接している面をいう。
(Structure of thermoplastic polymer containing layer)
In the thermoplastic polymer-containing layer, a thermoplastic resin having a glass transition temperature of 30°C or more and 120°C or less is present on the outermost surface side of the multilayer porous membrane, and on the interface side between the polyolefin microporous membrane and the thermoplastic polymer-containing layer. Preferably, a thermoplastic resin having a glass transition temperature of 20° C. or lower is present. Note that the "outermost surface" refers to the surface of the thermoplastic polymer-containing layer that comes into contact with the electrode when the multilayer porous membrane or separator and electrode are laminated. Furthermore, the term "interface" refers to the surface of the thermoplastic polymer-containing layer that is in contact with the microporous polyolefin membrane or porous layer.

熱可塑性ポリマー含有層において、多層多孔膜の最表面側に、30℃以上120℃以下のガラス転移温度を有する熱可塑性ポリマーが存在することにより、微多孔膜との密着性により優れ、その結果セパレータと電極との密着性に優れる傾向にある。また、ポリオレフィン微多孔膜と熱可塑性ポリマー含有層の界面側に、20℃以下のガラス転移温度を有する熱可塑性ポリマーが存在することにより、セパレータと電極との接着性及びハンドリング性により優れる傾向にある。セパレータは、このような熱可塑性ポリマー含有層を有することにより、セパレータと電極との接着性及びハンドリング性がより向上する傾向にある。 In the thermoplastic polymer-containing layer, the presence of a thermoplastic polymer having a glass transition temperature of 30°C or more and 120°C or less on the outermost surface side of the multilayer porous membrane provides excellent adhesion with the microporous membrane, resulting in a separator. tends to have excellent adhesion with electrodes. In addition, the presence of a thermoplastic polymer with a glass transition temperature of 20°C or less at the interface between the polyolefin microporous membrane and the thermoplastic polymer-containing layer tends to improve the adhesion and handling properties between the separator and the electrode. . When the separator includes such a thermoplastic polymer-containing layer, the adhesion between the separator and the electrode and the handling properties tend to be further improved.

上記のような構造は、(a)熱可塑性ポリマーが、粒状(particle)熱可塑性ポリマーと、粒状熱可塑性ポリマーが表面に露出した状態で粒状熱可塑性ポリマーをポリオレフィン微多孔膜に接着するバインダ樹脂と、から成り、粒状熱可塑性ポリマーのガラス転移温度が30℃以上120℃以下の領域に存在し、ポリオレフィン微多孔膜と熱可塑性ポリマー含有層の界面側には20℃以下のガラス転移温度を有する熱可塑性ポリマーが存在すること、(b)熱可塑性ポリマーが積層構造であり、セパレータとしたときに最表層となる部分の熱可塑性ポリマーのガラス転移温度が30℃以上120℃以下の領域に存在し、ポリオレフィン微多孔膜と熱可塑性ポリマー含有層の界面側には20℃以下のガラス転移温度を有する熱可塑性ポリマーが存在すること等によって、達成できる。なお、(b)熱可塑性ポリマーは、Tgが異なるポリマー毎の積層構造になっていてもよい。 The above structure consists of (a) a thermoplastic polymer comprising a particle thermoplastic polymer and a binder resin that adheres the particle thermoplastic polymer to a microporous polyolefin membrane with the particle thermoplastic polymer exposed on the surface; , and the glass transition temperature of the granular thermoplastic polymer is in the range of 30°C or more and 120°C or less, and the interface between the polyolefin microporous membrane and the thermoplastic polymer-containing layer has a glass transition temperature of 20°C or less. (b) the thermoplastic polymer has a laminated structure, and the glass transition temperature of the thermoplastic polymer in the outermost layer when used as a separator is in the range of 30°C or higher and 120°C or lower; This can be achieved by the presence of a thermoplastic polymer having a glass transition temperature of 20° C. or lower at the interface between the polyolefin microporous membrane and the thermoplastic polymer-containing layer. Note that (b) the thermoplastic polymer may have a laminated structure of polymers having different Tg.

(熱可塑性ポリマーの平均粒径)
熱可塑性ポリマーの構造は、特に限定されないが、例えば、粒状に構成されることができる。このような構造を有することにより、セパレータと電極との接着性及びセパレータのハンドリング性により優れる傾向にある。ここで、粒状とは、走査型電子顕微鏡(SEM)の測定にて、個々の熱可塑性ポリマーが輪郭を持った状態のことを指し、細長形状であっても、球状であっても、多角形状等であってもよい。
(Average particle size of thermoplastic polymer)
The structure of the thermoplastic polymer is not particularly limited, but may be configured, for example, in a granular shape. Having such a structure tends to improve the adhesion between the separator and the electrode and the handling of the separator. Here, granular refers to the state in which individual thermoplastic polymers have a contour as measured by a scanning electron microscope (SEM), and whether it is an elongated shape, a spherical shape, or a polygonal shape. etc. may be used.

粒状熱可塑性ポリマーの粒径分布及びメジアン径については、レーザー式粒度分布測定装置(日機装(株)製マイクロトラックMT3300EX)を用いて測定できる。必要に応じて、ベースラインとして水又はバインダ高分子の粒径分布を用いて、粒状熱可塑性ポリマーの粒径分布を調整できる。累積頻度が50%となる粒径をD50とし、粒状熱可塑性ポリマーのD50をDとする。 The particle size distribution and median diameter of the granular thermoplastic polymer can be measured using a laser particle size distribution analyzer (Microtrac MT3300EX manufactured by Nikkiso Co., Ltd.). If desired, the particle size distribution of the particulate thermoplastic polymer can be adjusted using the particle size distribution of the water or binder polymer as a baseline. Let D50 be the particle size at which the cumulative frequency is 50%, and let D50 of the particulate thermoplastic polymer be D P.

粒状熱可塑性ポリマーの平均粒径Dは、セパレータの電極との接着力を発現しつつ、セパレータを介した複数の電極間の距離を維持でき、かつセパレータを備える非水電解液電池への電解液の注液時間を短くするという観点から、100nm以上1000nm以下であることが好ましく、130nm以上700nm以下であることがより好ましく、320nm以上590nm以下であることが更に好ましく、400nm以上550nm以下であることが最も好ましい。 The average particle diameter D P of the granular thermoplastic polymer is such that it can maintain the distance between multiple electrodes via the separator while exhibiting adhesive strength with the electrodes of the separator, and is suitable for electrolysis in a non-aqueous electrolyte battery equipped with a separator. From the viewpoint of shortening the injection time of the liquid, it is preferably 100 nm or more and 1000 nm or less, more preferably 130 nm or more and 700 nm or less, even more preferably 320 nm or more and 590 nm or less, and 400 nm or more and 550 nm or less. is most preferable.

(熱可塑性ポリマー含有層の片面当たりの目付)
一実施形態に係るセパレータにおいて、熱可塑性ポリマー含有層の片面当たりの目付は、接着力の観点から、0.03g/m以上0.3g/m以下であることが好ましく、0.04g/m以上0.15g/m以下であることがより好ましく、最も好ましくは、0.06g/m以上0.10g/m以下である。熱可塑性ポリマー含有層の目付は、塗工する液のポリマー濃度やポリマー溶液の塗布量を変更することにより調整することができる。本実施形態の効果を妨げない範囲で、電極の膨張収縮に伴うセル形状の変形を抑制して電池のサイクル特性を良好にする観点では、0.08g/mを超える範囲が好ましい。
(Weight per side of thermoplastic polymer-containing layer)
In the separator according to one embodiment, the basis weight per one side of the thermoplastic polymer-containing layer is preferably 0.03 g/m 2 or more and 0.3 g/m 2 or less, and 0.04 g/m 2 or less, from the viewpoint of adhesive strength. It is more preferably 0.15 g/m 2 or more , and most preferably 0.06 g/m 2 or more and 0.10 g/m 2 or less. The basis weight of the thermoplastic polymer-containing layer can be adjusted by changing the polymer concentration of the coating liquid and the coating amount of the polymer solution. A range exceeding 0.08 g/m 2 is preferable from the viewpoint of suppressing deformation of the cell shape due to expansion and contraction of the electrode and improving the cycle characteristics of the battery within a range that does not impede the effects of the present embodiment.

(熱可塑性ポリマー含有層の形態,熱可塑性ポリマー含有層による基材表面の被覆割合)
熱可塑性ポリマー含有層の存在形態(パタン)は、例えば、多層多孔膜の全面に亘って熱可塑性ポリマーが相互に分散して存在する状態でもよく、海島状に存在する状態でもよい。熱可塑性ポリマーが海縞状に存在する場合、その配置パタンとしては、例えば、ドット状、ストライプ状、格子状、縞状、亀甲状、ランダム状等、及びこれらの組み合わせが挙げられる。中でも、熱可塑性ポリマー含有層は、ドット状のパタンを有することが好ましい。
(Form of thermoplastic polymer-containing layer, coverage ratio of base material surface by thermoplastic polymer-containing layer)
The existing form (pattern) of the thermoplastic polymer-containing layer may be, for example, a state in which the thermoplastic polymers are present in a mutually dispersed manner over the entire surface of the multilayer porous membrane, or a state in which the thermoplastic polymers are present in a sea-island shape. When the thermoplastic polymer is present in a striped pattern, examples of the arrangement pattern include dots, stripes, lattice, stripes, hexagonal, random, etc., and combinations thereof. Among these, it is preferable that the thermoplastic polymer-containing layer has a dot-like pattern.

ドット(dots)状とは、ポリオレフィン微多孔膜上に、熱可塑性ポリマーを含む部分と熱可塑性ポリマーを含まない部分とが存在し、熱可塑性ポリマーを含む部分が島状に存在することを示す。なお、熱可塑性ポリマー含有層は、熱可塑性ポリマーを含む部分が独立してよい。 The dot shape indicates that on the polyolefin microporous membrane, there are parts containing a thermoplastic polymer and parts not containing a thermoplastic polymer, and the parts containing a thermoplastic polymer are present in an island shape. Note that in the thermoplastic polymer-containing layer, the portion containing the thermoplastic polymer may be independent.

熱可塑性ポリマー含有層のドットの直径は、PO微多孔膜または電極との接着性、多層多孔膜の強度の向上、またはPO微多孔膜に対する透気度上昇の抑制の観点から、好ましくは20μm~1,200μm、より好ましくは30μm~1,100μm、更に好ましくは40μm~1,000μmの範囲にある。 The diameter of the dots in the thermoplastic polymer-containing layer is preferably 20 μm or more from the viewpoint of adhesion with the PO microporous membrane or electrode, improving the strength of the multilayer porous membrane, or suppressing an increase in air permeability with respect to the PO microporous membrane. It is in the range of 1,200 μm, more preferably 30 μm to 1,100 μm, even more preferably 40 μm to 1,000 μm.

熱可塑性ポリマー含有層のドット間距離は、PO微多孔膜または電極との接着性、多層多孔膜の強度の向上、またはPO微多孔膜に対する透気度上昇の抑制の観点から、好ましくは100μm~3,500μm、より好ましくは120μm~3,300μm、更に好ましくは140μm~3,000μmの範囲にある。 The distance between the dots of the thermoplastic polymer-containing layer is preferably 100 μm or more from the viewpoint of adhesion with the PO microporous membrane or electrode, improving the strength of the multilayer porous membrane, or suppressing an increase in air permeability with respect to the PO microporous membrane. It is in the range of 3,500 μm, more preferably 120 μm to 3,300 μm, even more preferably 140 μm to 3,000 μm.

一実施形態において、基材表面に対する熱可塑性ポリマー含有層の総被覆面積割合は、多層多孔膜又はセパレータの電極との接着力を維持しつつ、電池の抵抗を低くするため、かつ、セパレータを備える非水電解液電池への電解液の注液時間を短くするという観点から、3%以上、又は4%以上、又は5%以上、又は10%以上、又は20%以上、又は30%以上、又は40%以上が好ましく、90%以下、又は80%以下、又は75%以下、又は70%以下であること好ましい。熱可塑性ポリマー含有層の被覆面積が小さいと、セパレータと電極界面の距離が不均一化することにより電流分布が不均一化するので、(加熱)安全性試験において温度上昇し易くなる。また、熱可塑性ポリマー含有層の被覆面積が大きいと、電池の抵抗が上昇し、レート試験の悪化につながる。基材表面に存在する熱可塑性ポリマー含有層の総被覆面積割合Sは、以下の式から算出される。
S(%)=熱可塑性ポリマー含有層の総被覆面積÷基材の表面積×100
In one embodiment, the total coverage area ratio of the thermoplastic polymer-containing layer to the base material surface is set such that the resistance of the battery is lowered while maintaining the adhesive force of the multilayer porous membrane or the separator with the electrode, and the separator is provided with the separator. 3% or more, or 4% or more, or 5% or more, or 10% or more, or 20% or more, or 30% or more, or It is preferably 40% or more, and preferably 90% or less, or 80% or less, or 75% or less, or 70% or less. If the coverage area of the thermoplastic polymer-containing layer is small, the distance between the separator and the electrode interface becomes uneven, resulting in non-uniform current distribution, which makes it easier for the temperature to rise in the (heating) safety test. Furthermore, if the area covered by the thermoplastic polymer-containing layer is large, the resistance of the battery will increase, leading to deterioration of the rate test. The total coverage area ratio S of the thermoplastic polymer-containing layer present on the surface of the base material is calculated from the following formula.
S (%) = Total coverage area of thermoplastic polymer-containing layer ÷ Surface area of base material x 100

基材表面に対する熱可塑性ポリマー含有層の塗工パタンの総被覆面積割合(%)は、マイクロスコープ(型式:VHX-7000、キーエンス社製)を用いて測定する。サンプルであるセパレータを30倍(同軸落射)で撮影した後、計測モードの自動面積計測を選択して、熱可塑性ポリマーの総被覆面積割合を測定する。各サンプルにおける被覆面積割合は、上記測定を3回行い、その相加平均値とする。 The total coverage area ratio (%) of the coating pattern of the thermoplastic polymer-containing layer to the substrate surface is measured using a microscope (model: VHX-7000, manufactured by Keyence Corporation). After photographing the separator as a sample at 30 times magnification (coaxial epi-illumination), select automatic area measurement as the measurement mode and measure the total coverage area ratio of the thermoplastic polymer. The coverage area ratio in each sample is determined by performing the above measurement three times and using the arithmetic average value thereof.

熱可塑性ポリマー含有層の形態または総被覆面積割合は、塗工する液のポリマー濃度やポリマー溶液の塗布量及び塗工方法、塗工条件を変更することにより調整することができる。 The form or total coverage area ratio of the thermoplastic polymer-containing layer can be adjusted by changing the polymer concentration of the coating liquid, the coating amount of the polymer solution, the coating method, and coating conditions.

<多層多孔膜の特性>
本実施形態に係る多層多孔膜は、本発明の作用機序の観点から、次の関係(i)および(ii)の少なくとも一方を満たすことが好ましく、関係(i)および(ii)の両方を満たすことがより好ましい:
(i)PO微多孔膜の厚みTBと多孔層の厚みTの比T/TBが、0.05以上0.25以下である;
(ii)多層多孔膜を温度150℃の雰囲気下で1時間放置した際のMD方向とTD方向の多層多孔膜の熱収縮率の平均が、0%以上10%以下である。
<Characteristics of multilayer porous membrane>
The multilayer porous membrane according to the present embodiment preferably satisfies at least one of the following relationships (i) and (ii), and satisfies both relationships (i) and (ii) from the viewpoint of the mechanism of action of the present invention. It is more preferable to meet:
(i) The ratio T/TB of the thickness TB of the PO microporous membrane and the thickness T of the porous layer is 0.05 or more and 0.25 or less;
(ii) The average thermal shrinkage rate of the multilayer porous film in the MD direction and the TD direction when the multilayer porous film is left in an atmosphere at a temperature of 150° C. for 1 hour is 0% or more and 10% or less.

次の関係(i)および/または(ii)を満たす多層多孔膜は、セパレータの薄膜化を可能にして生産性の向上に寄与するだけでなく、薄膜セパレータとして非水電解液電池に組み込まれたときにエネルギー密度および安全性の向上にも寄与する。 A multilayer porous film that satisfies the following relationships (i) and/or (ii) not only enables the separator to be made thinner and contributes to improved productivity, but also can be incorporated into nonaqueous electrolyte batteries as a thin film separator. Sometimes it also contributes to improved energy density and safety.

上記の関係(i)については、厚みの比T/TBは、0.05以上0.25以下であることが好ましく、0.07以上0.23以下であることがより好ましく、0.10~0.20の範囲内にあることが更に好ましく、0.10~0.14の範囲内にあることが特に好ましい。厚みの比T/TBの計測および算出は、PO微多孔膜の片面当たり又は両面当たりのいずれでもよく、そして本発明の作用機序および厚みの測定原理の観点からは、PO微多孔膜の両面当たりの計測および算出が好ましく、具体的には、多層多孔膜に配置された多孔層の合計厚みをTとして計測および算出する。 Regarding the above relationship (i), the thickness ratio T/TB is preferably 0.05 or more and 0.25 or less, more preferably 0.07 or more and 0.23 or less, and 0.10 or more. It is more preferably within the range of 0.20, and particularly preferably within the range of 0.10 to 0.14. The thickness ratio T/TB may be measured and calculated on one side or both sides of the PO microporous membrane, and from the viewpoint of the mechanism of action and thickness measurement principle of the invention, It is preferable to measure and calculate a hit, and specifically, measure and calculate by setting the total thickness of the porous layers arranged in the multilayer porous membrane as T.

上記の関係(ii)については、多層多孔膜を温度150℃の雰囲気下で1時間放置した際のMD方向とTD方向の多層多孔膜の熱収縮率の平均が、0%以上10%以下であることが好ましく、0%以上8%未満であることがより好ましく、0%以上5%未満であることが更に好ましい。 Regarding the above relationship (ii), when the multilayer porous membrane is left in an atmosphere at a temperature of 150°C for 1 hour, the average thermal shrinkage rate of the multilayer porous membrane in the MD direction and the TD direction is 0% or more and 10% or less. It is preferably at least 0% and less than 8%, even more preferably at least 0% and less than 5%.

上記の関係(ii)と同様の観点から、多層多孔膜の150℃熱収縮率は、MD方向、TD方向ともに、0.0%以上10.0%以下であることが好ましく、より好ましくは0.0%以上8.0%未満であり、更に好ましくは0.0%以上5.0%未満である。 From the same viewpoint as the above relationship (ii), the 150°C heat shrinkage rate of the multilayer porous membrane is preferably 0.0% or more and 10.0% or less in both the MD direction and the TD direction, and more preferably 0.0% or more and 10.0% or less. It is .0% or more and less than 8.0%, more preferably 0.0% or more and less than 5.0%.

多層多孔膜の130℃での熱収縮率は、特に限定されないが、例えば、MD方向、TD方向ともに、0.0%以上5.0%以下であることが好ましく、より好ましくは0.0%以上3.0%以下、更に好ましくは0.0%以上2.0%以下である。130℃熱収縮率がMD方向、TD方向ともに5.0%以下であると、電池の異常発生時の多層多孔膜の破膜が抑制され、短絡を抑制する観点から好ましい。 The heat shrinkage rate at 130°C of the multilayer porous membrane is not particularly limited, but for example, it is preferably 0.0% or more and 5.0% or less, more preferably 0.0% in both the MD direction and the TD direction. The content is preferably 0.0% or more and 2.0% or less, more preferably 0.0% or more and 2.0% or less. It is preferable that the 130° C. heat shrinkage rate is 5.0% or less in both the MD direction and the TD direction from the viewpoint of suppressing rupture of the multilayer porous membrane when abnormalities occur in the battery and suppressing short circuits.

多層多孔膜の総厚は、耐電圧性を確保するために、1.5μmを超えることが好ましく、2.5μm以上であることがより好ましく、4.0μm以上であることが更に好ましい。また、多層多孔膜の総厚は、30μm以下であると、多層多孔膜が実装される非水電解液電池の容量が悪化し難くなるため好ましく、26μm以下であることがより好ましく、24μm以下であることが更に好ましく、20μm以下であることがより更に好ましく、15μm以下であることが特に好ましい。 In order to ensure voltage resistance, the total thickness of the multilayer porous membrane is preferably over 1.5 μm, more preferably 2.5 μm or more, and even more preferably 4.0 μm or more. Further, the total thickness of the multilayer porous membrane is preferably 30 μm or less, since the capacity of the non-aqueous electrolyte battery in which the multilayer porous membrane is mounted is unlikely to deteriorate, more preferably 26 μm or less, and 24 μm or less. It is more preferable that it is, even more preferably that it is 20 μm or less, and particularly preferably that it is 15 μm or less.

多層多孔膜の透気度は、多層多孔膜を介して複数の電極間に過剰な電流が流れないようにして非水電解液電池の安全性を確保するという観点から、好ましくは50sec/100cm以上、より好ましくは80sec/100cm以上である。また、多層多孔膜の透気度は、イオン透過性の観点から、好ましくは250sec/100cm以下、より好ましくは200sec/100cm以下である。 The air permeability of the multilayer porous membrane is preferably 50 sec/100 cm 3 from the viewpoint of ensuring the safety of the non-aqueous electrolyte battery by preventing excessive current from flowing between the plurality of electrodes through the multilayer porous membrane. More preferably, it is 80 sec/100 cm 3 or more. Further, the air permeability of the multilayer porous membrane is preferably 250 sec/100 cm 3 or less, more preferably 200 sec/100 cm 3 or less from the viewpoint of ion permeability.

<多層多孔膜の製造方法>
本実施形態に係る多層多孔膜は、既知の方法により製造されることができ、例えば、PO微多孔膜を形成した後に、PO微多孔膜の少なくとも片面に多孔層を配置することにより製造されることができる。
<Method for manufacturing multilayer porous membrane>
The multilayer porous membrane according to the present embodiment can be manufactured by a known method, for example, by forming a PO microporous membrane and then arranging a porous layer on at least one side of the PO microporous membrane. be able to.

多層多孔膜は、所望により、例えば、PO微多孔膜を形成した後に、PO微多孔膜の一面に第1多孔層を配置し、かつPO微多孔膜の他面に第2多孔層を配置することにより製造されることができる。代替的には、PO微多孔膜と多孔層を共押出しにより製造したり、PO微多孔膜の両面に第1多孔層及び第2多孔層をそれぞれ押出したり、個別に製造されたPO微多孔膜と多孔層を接着したりすることができる。 The multilayer porous membrane may be prepared by, for example, forming a PO microporous membrane, and then disposing a first porous layer on one surface of the PO microporous membrane and disposing a second porous layer on the other surface of the PO microporous membrane. It can be manufactured by Alternatively, the PO microporous membrane and the porous layer can be manufactured by coextrusion, the first porous layer and the second porous layer can be extruded on both sides of the PO microporous membrane, or the PO microporous membrane can be manufactured separately. and a porous layer can be bonded together.

さらに、多層多孔膜の製造方法は、所望により、PO微多孔膜の少なくとも片面に多孔層を配置することにより多層多孔膜を得て、得られた多層多孔膜の少なくとも片面に熱可塑性ポリマー含有層を形成する工程を含んでよい。 Furthermore, the method for producing a multilayer porous membrane includes, if desired, obtaining a multilayer porous membrane by disposing a porous layer on at least one side of a PO microporous membrane, and forming a thermoplastic polymer-containing layer on at least one side of the obtained multilayer porous membrane. The method may include a step of forming.

(ポリオレフィン微多孔膜の製造方法)
ポリオレフィン微多孔膜(PO微多孔膜)の製造方法としては、特に制限はなく、既知の製造方法を採用することができる。例えば、
(1)ポリオレフィン樹脂組成物と孔形成材とを溶融混練してシート状に成形後、必要に応じて延伸した後、孔形成材を抽出することにより多孔化させる方法、
(2)ポリオレフィン樹脂組成物を溶融混練して高ドロー比で押出した後、熱処理と延伸によってポリオレフィン結晶界面を剥離させることにより多孔化させる方法、
(3)ポリオレフィン樹脂組成物と無機充填材とを溶融混練してシート上に成形した後、延伸によってポリオレフィンと無機充填材との界面を剥離させることにより多孔化させる方法、
(4)ポリオレフィン樹脂組成物を溶解後、ポリオレフィンに対する貧溶媒に浸漬させてポリオレフィンを凝固させると同時に溶剤を除去することにより多孔化させる方法、
等が挙げられる。
(Method for manufacturing microporous polyolefin membrane)
There are no particular restrictions on the method for producing the polyolefin microporous membrane (PO microporous membrane), and known production methods can be employed. for example,
(1) A method in which a polyolefin resin composition and a pore-forming material are melt-kneaded, formed into a sheet, stretched as necessary, and then made porous by extracting the pore-forming material;
(2) A method of melt-kneading a polyolefin resin composition and extruding it at a high draw ratio, and then making it porous by exfoliating the polyolefin crystal interface by heat treatment and stretching;
(3) A method in which a polyolefin resin composition and an inorganic filler are melt-kneaded, formed into a sheet, and then made porous by peeling off the interface between the polyolefin and the inorganic filler by stretching;
(4) A method of making the polyolefin porous by dissolving the polyolefin resin composition and then immersing it in a poor solvent for polyolefin to coagulate the polyolefin and simultaneously removing the solvent;
etc.

以下、PO微多孔膜を製造する方法の一例として、ポリオレフィン樹脂組成物と孔形成材とを溶融混練してシート状に成形後、孔形成材を抽出する方法について説明する。 Hereinafter, as an example of a method for producing a PO microporous membrane, a method will be described in which a polyolefin resin composition and a pore-forming material are melt-kneaded, molded into a sheet shape, and then the pore-forming material is extracted.

まず、ポリオレフィン樹脂組成物と上記の孔形成材を溶融混練する。溶融混練方法としては、例えば、ポリオレフィン樹脂及び必要によりその他の添加剤を押出機、フィーダー、ラボプラストミル、混練ロール、バンバリーミキサー等の樹脂混練装置に投入することで、樹脂成分を加熱溶融させながら任意の比率で孔形成材を導入して混練する方法が挙げられる。 First, a polyolefin resin composition and the above-mentioned pore-forming material are melt-kneaded. As a melt-kneading method, for example, the polyolefin resin and other additives as necessary are put into a resin kneading device such as an extruder, a feeder, a laboplast mill, a kneading roll, a Banbury mixer, etc., while the resin components are heated and melted. Examples include a method of introducing and kneading a pore-forming material in an arbitrary ratio.

孔形成材としては、可塑剤、無機材又はそれらの組み合わせを挙げることができる。可塑剤としては、特に限定されないが、ポリオレフィンの融点以上において均一溶液を形成しうる不揮発性溶媒、例えば、流動パラフィン、パラフィンワックス等の炭化水素類;フタル酸ジオクチル、フタル酸ジブチル等のエステル類;オレイルアルコール、ステアリルアルコール等の高級アルコール等が挙げられる。可塑剤の中でも、流動パラフィンは、ポリオレフィン樹脂がポリエチレン及び/又はポリプロピレンの場合には、これらとの相溶性が高く、溶融混練物を延伸しても樹脂と可塑剤の界面剥離が起こり難く、均一な延伸が実施し易くなる傾向にあるため好ましい。無機材としては、特に限定されず、例えば、アルミナ、シリカ(珪素酸化物)、チタニア、ジルコニア、マグネシア、セリア、イットリア、酸化亜鉛、酸化鉄などの酸化物系セラミックス;窒化ケイ素、窒化チタン、窒化ホウ素等の窒化物系セラミックス;シリコンカーバイド、炭酸カルシウム、硫酸アルミニウム、水酸化アルミニウム、チタン酸カリウム、タルク、カオリンクレー、カオリナイト、ハロイサイト、パイロフィライト、モンモリロナイト、セリサイト、マイカ、アメサイト、ベントナイト、アスベスト、ゼオライト、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ藻土、ケイ砂等のセラミックス;ガラス繊維が挙げられる。これらは1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いられる。これらの無機材の中でも、電気化学的安定性の観点から、シリカ、アルミナ、チタニアが好ましく、抽出が容易である点から、シリカが特に好ましい。 Pore-forming materials can include plasticizers, inorganic materials, or combinations thereof. Plasticizers include, but are not particularly limited to, non-volatile solvents that can form a homogeneous solution above the melting point of the polyolefin, such as hydrocarbons such as liquid paraffin and paraffin wax; esters such as dioctyl phthalate and dibutyl phthalate; Examples include higher alcohols such as oleyl alcohol and stearyl alcohol. Among plasticizers, liquid paraffin has high compatibility with polyolefin resins such as polyethylene and/or polypropylene, and even if the melt-kneaded product is stretched, interfacial peeling between the resin and plasticizer is unlikely to occur, resulting in a uniform This is preferable because it tends to be easier to carry out stretching. Inorganic materials are not particularly limited, and include, for example, oxide ceramics such as alumina, silica (silicon oxide), titania, zirconia, magnesia, ceria, yttria, zinc oxide, and iron oxide; silicon nitride, titanium nitride, and nitride. Nitride ceramics such as boron; silicon carbide, calcium carbonate, aluminum sulfate, aluminum hydroxide, potassium titanate, talc, kaolin clay, kaolinite, halloysite, pyrophyllite, montmorillonite, sericite, mica, amesite, bentonite , ceramics such as asbestos, zeolite, calcium silicate, magnesium silicate, diatomaceous earth, and silica sand; and glass fiber. These may be used alone or in combination of two or more. Among these inorganic materials, silica, alumina, and titania are preferred from the viewpoint of electrochemical stability, and silica is particularly preferred from the viewpoint of easy extraction.

次に、溶融混練物をシート状に成形する。シート状成形体を製造する方法としては、例えば、溶融混練物を、Tダイ等を介してシート状に押出し、熱伝導体に接触させて樹脂成分の結晶化温度より充分に低い温度まで冷却して固化する方法が挙げられる。冷却固化に用いられる熱伝導体としては、金属、水、空気、又は可塑剤等が挙げられる。これらの中でも、熱伝導の効率が高いため、金属製のロールを用いることが好ましい。また、押出した混練物を金属製のロールに接触させる際に、ロール間で挟み込むことは、熱伝導の効率がさらに高まると共に、シートが配向して膜強度が増し、シートの表面平滑性も向上する傾向にあるためより好ましい。溶融混練物をTダイからシート状に押出す際のダイリップ間隔は200μm以上3,000μm以下であることが好ましく、500μm以上2,500μm以下であることがより好ましい。ダイリップ間隔が200μm以上であると、メヤニ等が低減され、スジ、欠点等の膜品位への影響が少なく、その後の延伸工程において膜破断等のリスクを低減することができる。一方、ダイリップ間隔が3,000μm以下であると、冷却速度が速く冷却ムラを防げると共に、シートの厚み安定性を維持できる。 Next, the melt-kneaded product is formed into a sheet shape. As a method for producing a sheet-like molded product, for example, a melt-kneaded product is extruded into a sheet-like form through a T-die, etc., and cooled to a temperature sufficiently lower than the crystallization temperature of the resin component by contacting with a heat conductor. An example of this method is to solidify the material. Thermal conductors used for cooling and solidification include metals, water, air, plasticizers, and the like. Among these, it is preferable to use metal rolls because of their high heat conduction efficiency. In addition, when the extruded kneaded material is brought into contact with metal rolls, sandwiching it between the rolls further increases the efficiency of heat conduction, and the sheet is oriented, increasing film strength and improving the surface smoothness of the sheet. This is more preferable because it tends to The die lip interval when extruding the melt-kneaded material into a sheet form from a T-die is preferably 200 μm or more and 3,000 μm or less, more preferably 500 μm or more and 2,500 μm or less. When the die lip interval is 200 μm or more, smearing and the like are reduced, and the influence on film quality such as streaks and defects is small, and the risk of film breakage etc. in the subsequent stretching process can be reduced. On the other hand, when the die lip interval is 3,000 μm or less, the cooling rate is fast and uneven cooling can be prevented, and the thickness stability of the sheet can be maintained.

また、シート状成形体を圧延してもよい。圧延は、例えば、ダブルベルトプレス機等を使用したプレス法にて実施することができる。圧延を施すことにより、特に表層部分の配向を増すことができる。圧延面倍率は1倍を超えて3倍以下であることが好ましく、1倍を超えて2倍以下であることがより好ましい。圧延倍率が1倍を超えると、面配向が増加し最終的に得られる多孔膜の膜強度が増加する傾向にある。一方、圧延倍率が3倍以下であると、表層部分と中心内部の配向差が小さく、膜の厚さ方向に均一な多孔構造を形成することができる傾向にある。 Alternatively, the sheet-like molded body may be rolled. Rolling can be carried out, for example, by a pressing method using a double belt press machine or the like. By rolling, it is possible to increase the orientation, especially in the surface layer portion. The rolling surface magnification is preferably more than 1 time and no more than 3 times, more preferably more than 1 time and no more than 2 times. When the rolling ratio exceeds 1, the planar orientation tends to increase and the strength of the porous membrane finally obtained tends to increase. On the other hand, when the rolling ratio is 3 times or less, the difference in orientation between the surface layer portion and the center interior is small, and a uniform porous structure tends to be formed in the thickness direction of the film.

次いで、シート状成形体から孔形成材を除去して多孔膜とする。孔形成材を除去する方法としては、例えば、抽出溶剤にシート状成形体を浸漬して孔形成材を抽出し、充分に乾燥させる方法が挙げられる。孔形成材を抽出する方法はバッチ式、連続式のいずれであってもよい。多孔膜の収縮を抑えるために、浸漬、乾燥の一連の工程中にシート状成形体の端部を拘束することが好ましい。また、多孔膜中の孔形成材残存量は多孔膜全体の質量に対して1質量%未満にすることが好ましい。 Next, the pore-forming material is removed from the sheet-like molded body to form a porous membrane. As a method for removing the pore-forming material, for example, a method of immersing the sheet-like molded body in an extraction solvent to extract the pore-forming material and thoroughly drying it can be mentioned. The method for extracting the pore-forming material may be either a batch method or a continuous method. In order to suppress shrinkage of the porous membrane, it is preferable to restrain the ends of the sheet-like molded body during the series of steps of dipping and drying. Further, the amount of pore forming material remaining in the porous membrane is preferably less than 1% by mass based on the mass of the entire porous membrane.

孔形成材を抽出する際に用いられる抽出溶剤としては、ポリオレフィン樹脂に対して貧溶媒で、かつ孔形成材に対して良溶媒であり、沸点がポリオレフィン樹脂の融点より低いものを用いることが好ましい。このような抽出溶剤としては、例えば、n-ヘキサン、シクロヘキサン等の炭化水素類;塩化メチレン、1,1,1-トリクロロエタン等のハロゲン化炭化水素類;ハイドロフルオロエーテル、ハイドロフルオロカーボン等の非塩素系ハロゲン化溶剤;エタノール、イソプロパノール等のアルコール類;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル類;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類が挙げられる。なお、これらの抽出溶剤は、蒸留等の操作により回収して再利用してよい。また、孔形成材として無機材を用いる場合には、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の水溶液を抽出溶剤として用いることができる。 As the extraction solvent used when extracting the pore-forming material, it is preferable to use one that is a poor solvent for the polyolefin resin, a good solvent for the pore-forming material, and has a boiling point lower than the melting point of the polyolefin resin. . Examples of such extraction solvents include hydrocarbons such as n-hexane and cyclohexane; halogenated hydrocarbons such as methylene chloride and 1,1,1-trichloroethane; and non-chlorinated solvents such as hydrofluoroether and hydrofluorocarbon. Examples include halogenated solvents; alcohols such as ethanol and isopropanol; ethers such as diethyl ether and tetrahydrofuran; and ketones such as acetone and methyl ethyl ketone. Note that these extraction solvents may be recovered and reused by operations such as distillation. Furthermore, when an inorganic material is used as the pore-forming material, an aqueous solution of sodium hydroxide, potassium hydroxide, etc. can be used as the extraction solvent.

また、上記シート状成形体または多孔膜を延伸することが好ましい。延伸は前記シート状成形体から孔形成材を抽出する前に行ってもよい。また、前記シート状成形体から孔形成材を抽出した多孔膜に対して行ってもよい。さらに、前記シート状成形体から孔形成材を抽出する前と後に行ってもよい。 Moreover, it is preferable to stretch the sheet-like molded body or porous membrane. The stretching may be performed before extracting the pore-forming material from the sheet-like molded body. Alternatively, the treatment may be performed on a porous membrane obtained by extracting the pore-forming material from the sheet-like molded body. Furthermore, the step may be performed before and after extracting the pore-forming material from the sheet-like molded body.

延伸処理としては、一軸延伸又は二軸延伸のいずれも好適に用いることができるが、得られるPO微多孔膜の強度等を向上させる観点から二軸延伸が好ましい。シート状成形体を二軸方向に高倍率延伸すると、分子が面方向に配向し、最終的に得られる微多孔膜が裂け難くなり、高い突刺強度を有するものとなる。 As the stretching treatment, either uniaxial stretching or biaxial stretching can be suitably used, but biaxial stretching is preferable from the viewpoint of improving the strength etc. of the obtained PO microporous membrane. When a sheet-like molded body is stretched biaxially at a high magnification, the molecules are oriented in the plane direction, and the microporous membrane finally obtained becomes difficult to tear and has high puncture strength.

延伸方法としては、例えば、同時二軸延伸、逐次二軸延伸、多段延伸、多数回延伸等の方法を挙げることができる。突刺強度の向上、延伸の均一性、シャットダウン性の観点からは同時二軸延伸が好ましい。また面配向の制御容易性の観点からは遂次二軸延伸が好ましい。 Examples of the stretching method include simultaneous biaxial stretching, sequential biaxial stretching, multistage stretching, and multiple stretching. Simultaneous biaxial stretching is preferred from the viewpoint of improving puncture strength, uniformity of stretching, and shutdown properties. Further, from the viewpoint of ease of controlling plane orientation, sequential biaxial stretching is preferable.

ここで、同時二軸延伸とは、MD(PO微多孔膜連続成形の機械方向)の延伸とTD(PO微多孔膜のMDを90°の角度で横切る方向)の延伸が同時に施される延伸方法をいい、各方向の延伸倍率は異なってもよい。逐次二軸延伸とは、MD及びTDの延伸が独立して施される延伸方法をいい、MD又はTDに延伸がなされているときは、他方向は非拘束状態又は定長に固定されている状態とする。 Here, simultaneous biaxial stretching refers to stretching in which MD (machine direction of continuous molding of PO microporous membrane) and TD (direction crossing MD of PO microporous membrane at an angle of 90°) are performed simultaneously. The stretching ratio in each direction may be different. Sequential biaxial stretching refers to a stretching method in which MD and TD stretching is performed independently, and when MD or TD is stretched, the other direction is unrestricted or fixed to a constant length. state.

延伸倍率は、面倍率で20倍以上100倍以下の範囲であることが好ましく、25倍以上70倍以下の範囲であることがより好ましい。各軸方向の延伸倍率は、MDに4倍以上10倍以下、TDに4倍以上10倍以下の範囲であることが好ましく、MDに5倍以上8倍以下、TDに5倍以上8倍以下の範囲であることがより好ましい。総面積倍率が20倍以上であると、得られるPO微多孔膜に十分な強度を付与できる傾向にあり、一方、総面積倍率が100倍以下であると、延伸工程における膜破断を防ぎ、高い生産性が得られる傾向にある。 The stretching ratio is preferably in the range of 20 times or more and 100 times or less, and more preferably in the range of 25 times or more and 70 times or less. The stretching ratio in each axial direction is preferably in the range of 4 times or more and 10 times or less in MD, 4 times or more and 10 times or less in TD, 5 times or more and 8 times or less in MD, and 5 times or more and 8 times or less in TD. It is more preferable that it is in the range of . When the total area magnification is 20 times or more, sufficient strength tends to be imparted to the resulting PO microporous membrane, while when the total area magnification is 100 times or less, membrane breakage during the stretching process is prevented, and a high They tend to be more productive.

PO微多孔膜の収縮を抑制するために、延伸工程後、又は、PO微多孔膜形成後に熱固定を目的として熱処理を行うこともできる。また、PO微多孔膜に、界面活性剤等による親水化処理、電離性放射線等による架橋処理等の後処理を行ってもよい。 In order to suppress shrinkage of the PO microporous membrane, heat treatment can be performed for the purpose of heat fixation after the stretching process or after the formation of the PO microporous membrane. Further, the PO microporous membrane may be subjected to post-treatments such as hydrophilization treatment using a surfactant or the like, or crosslinking treatment using ionizing radiation or the like.

PO微多孔膜には、収縮を抑制する観点から熱固定を目的として熱処理を施すことが好ましい。熱処理の方法としては、物性の調整を目的として、所定の温度雰囲気及び所定の延伸率で行う延伸操作、及び/又は、延伸応力低減を目的として、所定の温度雰囲気及び所定の緩和率で行う緩和操作が挙げられる。延伸操作を行った後に緩和操作を行っても構わない。これらの熱処理は、テンター又はロール延伸機を用いて行うことができる。 The PO microporous membrane is preferably subjected to heat treatment for the purpose of heat fixation from the viewpoint of suppressing shrinkage. Heat treatment methods include stretching operations performed at a predetermined temperature atmosphere and a predetermined stretching rate for the purpose of adjusting physical properties, and/or relaxation performed at a predetermined temperature atmosphere and a predetermined relaxation rate for the purpose of reducing stretching stress. One example is manipulation. A relaxing operation may be performed after the stretching operation. These heat treatments can be performed using a tenter or a roll stretching machine.

延伸操作は、膜のMD及び/又はTDに1.1倍以上、より好ましくは1.2倍以上の延伸を施すことが、さらなる高強度かつ高気孔率なPO微多孔膜が得られる観点から好ましい。 In the stretching operation, the MD and/or TD of the membrane is stretched by 1.1 times or more, more preferably 1.2 times or more, from the viewpoint of obtaining a PO microporous membrane with higher strength and higher porosity. preferable.

緩和操作は、膜のMD及び/又はTDへの縮小操作のことである。緩和率とは、緩和操作後の膜の寸法を緩和操作前の膜の寸法で除した値のことである。なお、MD、TD双方を緩和した場合は、MDの緩和率とTDの緩和率を乗じた値のことである。緩和率は、1.0以下であることが好ましく、0.97以下であることがより好ましく、0.95以下であることがさらに好ましい。緩和率は膜品位の観点から0.5以上であることが好ましい。緩和操作は、MD、TD両方向で行ってもよいが、MD或いはTD片方だけ行ってもよい。 A relaxation operation refers to a reduction operation of the membrane to MD and/or TD. The relaxation rate is the value obtained by dividing the dimension of the membrane after the relaxation operation by the dimension of the membrane before the relaxation operation. Note that when both MD and TD are relaxed, the value is the product of the MD relaxation rate and the TD relaxation rate. The relaxation rate is preferably 1.0 or less, more preferably 0.97 or less, and even more preferably 0.95 or less. The relaxation rate is preferably 0.5 or more from the viewpoint of film quality. The relaxation operation may be performed in both the MD and TD directions, or may be performed only in the MD or TD.

この可塑剤抽出後の延伸及び緩和操作は、プロセスコントロールの観点及び400℃はんだ試験における穴面積の制御の観点から、好ましくはTDに行う。延伸及び緩和操作における温度は、ポリオレフィン樹脂の融点(以下、「Tm」ともいう。)より低いことが好ましく、Tmより1℃から25℃低い範囲がより好ましい。延伸及び緩和操作における温度が上記範囲であると、熱収縮率低減と気孔率とのバランスの観点から好ましい。 The stretching and relaxing operations after the plasticizer extraction are preferably performed in TD from the viewpoint of process control and control of hole area in the 400° C. solder test. The temperature in the stretching and relaxing operations is preferably lower than the melting point (hereinafter also referred to as "Tm") of the polyolefin resin, and more preferably in a range of 1 to 25 degrees Celsius lower than Tm. It is preferable that the temperature in the stretching and relaxing operations is within the above range from the viewpoint of a balance between reduction in thermal shrinkage rate and porosity.

(多孔層の配置方法)
PO微多孔膜の少なくとも片面に多孔層を配置する方法としては、既知の配置方法、塗工方法、積層方法、押出方法などを採用することができる。例えば、PO微多孔膜に、上記で説明された硫酸バリウム及びバインダ高分子としてのポリ(メタ)アクリルアミドを含む塗布液又はスラリーを塗布して、多孔層を形成する方法が挙げられる。
(Porous layer arrangement method)
As a method for arranging the porous layer on at least one side of the PO microporous membrane, known arrangement methods, coating methods, lamination methods, extrusion methods, etc. can be employed. For example, a method of forming a porous layer by applying a coating liquid or slurry containing barium sulfate and poly(meth)acrylamide as a binder polymer as described above to a PO microporous membrane can be mentioned.

ポリオレフィン微多孔膜(PO微多孔膜)の一面に第1多孔層を配置し、かつPO微多孔膜の他面に第2多孔層を配置する方法としては、既知の配置方法、塗工方法、積層方法、押出方法などを採用することができる。例えば、PO微多孔膜の両面に、上記で説明された硫酸バリウム及びバインダ高分子としてのポリ(メタ)アクリルアミドを含む塗布液又はスラリーを塗布して多孔層を形成する方法などが挙げられる。 Methods for arranging the first porous layer on one side of the polyolefin microporous membrane (PO microporous membrane) and arranging the second porous layer on the other side of the PO microporous membrane include known arrangement methods, coating methods, Lamination methods, extrusion methods, etc. can be employed. For example, a method may be used in which a porous layer is formed by coating both sides of a PO microporous membrane with a coating liquid or slurry containing barium sulfate and poly(meth)acrylamide as a binder polymer as described above.

塗布液又はスラリーに含まれる、無機粒子としての硫酸バリウムとバインダ高分子との合計を100体積%として、硫酸バリウムの割合は、90体積%より大きく99体積%以下であることが好ましく、91体積%以上99体積%以下であることがより好ましく、93体積%以上98体積%以下であることが更に好ましい。無機粒子が塗布液中に占める体積割合が上記の範囲内にあると、バインダ高分子に対する硫酸バリウムの比率が増すため、多孔層による微多孔膜の透気度上昇を抑制して、多層多孔膜の電気抵抗を小さくすることができる。 When the total of barium sulfate as inorganic particles and binder polymer contained in the coating liquid or slurry is 100 volume %, the proportion of barium sulfate is preferably greater than 90 volume % and 99 volume % or less, and 91 volume %. % or more and 99 volume % or less, and still more preferably 93 volume % or more and 98 volume % or less. When the volume ratio of the inorganic particles in the coating solution is within the above range, the ratio of barium sulfate to the binder polymer increases, suppressing the increase in air permeability of the microporous membrane due to the porous layer, and improving the multilayer porous membrane. The electrical resistance of can be reduced.

また、硫酸バリウムが塗布液又はスラリー中に占める質量割合は、上記の体積割合と同様の観点から、硫酸バリウムとバインダ高分子との合計を100質量%として、97質量%以上100質量%以下であることが好ましい。 In addition, from the same viewpoint as the volume ratio above, the mass proportion of barium sulfate in the coating liquid or slurry is 97 mass% or more and 100 mass% or less, assuming that the total of barium sulfate and binder polymer is 100 mass%. It is preferable that there be.

硫酸バリウム含有スラリーの粒径分布は、硫酸バリウムとポリ(メタ)アクリルアミドの相互作用を強めて多層多孔膜の熱収縮抑制能力及び強度並びに非水電解液電池のエネルギー密度を更に向上させるという観点から、次に示される関係のうち少なくとも1つを満たすことが好ましい:
・平均粒径D50について、0.01μm≦D50≦0.60μm、0.05μm≦D50≦0.5μm、または0.1μm≦D50≦0.4μm;
・平均粒径D50に対する平均粒径D90の比D90/D50について、1.6≦D90/D50≦2.5、1.7≦D90/D50≦2.3、または1.8≦D90/D50≦2.1;
・平均粒径D50に対する平均粒径D10の比D10/D50について、0.2≦D10/D50≦0.8、0.3≦D10/D50≦0.7、または0.4≦D10/D50≦0.6以下;
・平均粒径D90について、0.016μm~1.5μm、0.085μm~1.15μm、または0.18μm~0.84μm;
・平均粒径D10について、0.01μm~0.48μm、0.015μm~0.35μm、または0.04μm~0.24μm。
The particle size distribution of the barium sulfate-containing slurry was determined from the viewpoint of strengthening the interaction between barium sulfate and poly(meth)acrylamide to further improve the thermal shrinkage suppressing ability and strength of the multilayer porous membrane and the energy density of the nonaqueous electrolyte battery. , preferably satisfy at least one of the following relationships:
- Regarding the average particle diameter D 50 , 0.01 μm≦D 50 ≦0.60 μm, 0.05 μm≦D 50 ≦0.5 μm, or 0.1 μm≦D 50 ≦0.4 μm;
- The ratio D 90 /D 50 of the average particle diameter D 90 to the average particle diameter D 50 is 1.6≦D 90 /D 50 ≦2.5, 1.7≦D 90 /D 50 ≦2.3, or 1.8≦ D90 / D50 ≦2.1;
- Regarding the ratio D 10 /D 50 of the average particle diameter D 10 to the average particle diameter D 50 , 0.2≦D 10 /D 50 ≦0.8, 0.3≦D 10 /D 50 ≦0.7, or 0.4≦D 10 /D 50 ≦0.6 or less;
- Average particle size D 90 : 0.016 μm to 1.5 μm, 0.085 μm to 1.15 μm, or 0.18 μm to 0.84 μm;
- Average particle size D 10 is 0.01 μm to 0.48 μm, 0.015 μm to 0.35 μm, or 0.04 μm to 0.24 μm.

硫酸バリウム含有スラリーの粒径分布を上記のように調整する方法としては、例えば、ボールミル・ビーズミル・ジェットミル等を用いて硫酸バリウムを粉砕し、所望の粒径分布を得る方法、複数の粒径分布の硫酸バリウムを無機フィラーとして調製した後にブレンドする方法、等が挙げられる。 Methods for adjusting the particle size distribution of the barium sulfate-containing slurry as described above include, for example, pulverizing barium sulfate using a ball mill, bead mill, jet mill, etc. to obtain a desired particle size distribution; Examples include a method in which a distributed barium sulfate is prepared as an inorganic filler and then blended.

硫酸バリウム含有スラリーまたは塗布液の形成において、ポリ(メタ)アクリルアミドなどの水溶性高分子と硫酸バリウムとの相互作用、両者の接触点数の増加、および多層多孔膜又はセパレータの耐熱性の観点から、スラリーまたは塗布液に含まれるポリ(メタ)アクリルアミドの体積割合Wa’と非水溶性バインダの体積割合Wb’の比Wb’/Wa’が、1以下であることが好ましく、1より小さいことがより好ましく、0.6より小さいことが更に好ましく、0.4より小さいことが特に好ましく、0付近または0であることが最も好ましい。 In forming a barium sulfate-containing slurry or coating solution, from the viewpoints of interaction between water-soluble polymers such as poly(meth)acrylamide and barium sulfate, increase in the number of contact points between the two, and heat resistance of the multilayer porous membrane or separator, The ratio Wb'/Wa' of the volume proportion Wa' of poly(meth)acrylamide contained in the slurry or coating liquid to the volume proportion Wb' of the water-insoluble binder is preferably 1 or less, more preferably less than 1. Preferably, it is smaller than 0.6, more preferably smaller than 0.4, and most preferably around 0 or 0.

硫酸バリウム含有塗布液または硫酸バリウム含有スラリーには、分散安定化又は塗工性の向上のために、界面活性剤等の分散剤を加えてもよい。分散剤は、スラリー中で無機粒子表面に吸着し、静電反発などにより無機粒子を安定化させるものであり、例えば、ポリカルボン酸塩、スルホン酸塩、ポリオキシエーテルなどである。分散剤の添加量としては固形分換算で0.2重量部以上5.0重量部以下が好ましく、より好ましくは0.3重量部以上1.0重量部以下が好ましい。 A dispersant such as a surfactant may be added to the barium sulfate-containing coating liquid or barium sulfate-containing slurry in order to stabilize dispersion or improve coatability. The dispersant adsorbs onto the surface of the inorganic particles in the slurry and stabilizes the inorganic particles through electrostatic repulsion, and includes, for example, polycarboxylate, sulfonate, polyoxyether, and the like. The amount of the dispersant added is preferably 0.2 parts by weight or more and 5.0 parts by weight or less, more preferably 0.3 parts by weight or more and 1.0 parts by weight or less in terms of solid content.

塗布液には、分散安定化又は塗工性の向上、さらに多孔層の表面部の接触角の調整のために、増粘剤;湿潤剤;消泡剤;酸、アルカリを含むPH調整剤等の各種添加剤を加えてもよい。これら添加剤の総添加量は、無機粒子100質量部に対して、その有効成分(添加剤が溶媒に溶解している場合は溶解している添加剤成分の質量)は20質量部以下が好ましく、より好ましくは10質量部以下、さらに好ましくは5質量部以下である。 The coating liquid contains a thickener; a wetting agent; an antifoaming agent; a PH adjuster containing an acid or alkali, etc. in order to stabilize dispersion or improve coating properties, and to adjust the contact angle on the surface of the porous layer. Various additives may be added. The total amount of these additives added is preferably 20 parts by mass or less of their active ingredients (if the additive is dissolved in a solvent, the mass of the dissolved additive component) based on 100 parts by mass of the inorganic particles. , more preferably 10 parts by mass or less, still more preferably 5 parts by mass or less.

添加剤については、アニオン性界面活性剤として、例えば、高級脂肪酸塩、アルキルスルホン酸塩、アルファオレフィンスルホン酸塩、アルカンスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、スルホコハク酸エステル塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルエーテル硫酸エステル塩、アルキルリン酸エステル塩、アルキルエーテルリン酸エステル塩、アルキルエーテルカルボン酸塩、アルファスルホ脂肪酸メチルエステル塩、メチルタウリン酸塩などがある。ノニオン界面活性剤としては、例えば、グリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、脂肪酸アルカノールアミド、アルキルグルコシドなどがある。両性界面活性剤としては、例えば、アルキルベタイン、脂肪酸アミドプロピルベタイン、アルキルアミンオキシドなどがある。カチオン性界面活性剤としては、例えば、アルキルトリメチルアンモニウム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、アルキルピリジニウム塩などがある。その他、フッ素系界面活性剤やセルロース誘導体、ポリカルボン酸塩、ポリスチレンスルホン酸塩などの高分子界面活性剤がある。 Regarding additives, anionic surfactants such as higher fatty acid salts, alkyl sulfonates, alpha olefin sulfonates, alkanesulfonates, alkylbenzene sulfonates, sulfosuccinate salts, alkyl sulfate salts, alkyl Examples include ether sulfate ester salts, alkyl phosphate ester salts, alkyl ether phosphate ester salts, alkyl ether carboxylates, alpha sulfofatty acid methyl ester salts, and methyl taurate. Examples of nonionic surfactants include glycerin fatty acid ester, polyglycerin fatty acid ester, sucrose fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl phenyl ether, polyoxyethylene These include fatty acid esters, fatty acid alkanolamides, and alkyl glucosides. Examples of amphoteric surfactants include alkyl betaines, fatty acid amidopropyl betaines, and alkyl amine oxides. Examples of the cationic surfactant include alkyltrimethylammonium salts, dialkyldimethylammonium salts, alkyldimethylbenzylammonium salts, and alkylpyridinium salts. In addition, there are polymeric surfactants such as fluorine-based surfactants, cellulose derivatives, polycarboxylate salts, and polystyrene sulfonate salts.

硫酸バリウム含有塗布液または硫酸バリウム含有スラリーの粘度は、B型粘度装置(60rpm時)で測定した際に、10mPa・sec以上200mPa・secであることが好ましい。より好ましくは40mPa・sec以上150mPa・sec、さらに好ましくは50mPa・sec以上130mPa・secである。粘度は、10mPa・sec以上であることで、塗布液中の硫酸バリウムの沈降抑制の観点で好ましく、200mPa・sec以下であることで、塗布液の分散安定化及び塗布液をPO微多孔膜に塗布した後の多孔層表面模様の抑制の観点で好ましい。 The viscosity of the barium sulfate-containing coating liquid or the barium sulfate-containing slurry is preferably 10 mPa·sec or more and 200 mPa·sec when measured with a B-type viscosity device (at 60 rpm). More preferably 40 mPa·sec or more and 150 mPa·sec, still more preferably 50 mPa·sec or more and 130 mPa·sec. A viscosity of 10 mPa·sec or more is preferable from the viewpoint of suppressing the precipitation of barium sulfate in the coating liquid, and a viscosity of 200 mPa·sec or less is preferable to stabilize the dispersion of the coating liquid and to transfer the coating liquid to the PO microporous membrane. This is preferable from the viewpoint of suppressing the surface pattern of the porous layer after coating.

塗布液の媒体としては、硫酸バリウム及びバインダ高分子としてのポリ(メタ)アクリルアミドを均一かつ安定に分散又は溶解できるものが好ましく、例えば、N-メチルピロリドン、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、水、エタノール、トルエン、熱キシレン、塩化メチレン、ヘキサン等が挙げられる。 The medium for the coating solution is preferably one that can uniformly and stably disperse or dissolve barium sulfate and poly(meth)acrylamide as a binder polymer, such as N-methylpyrrolidone, N,N-dimethylformamide, N,N - Dimethylacetamide, water, ethanol, toluene, hot xylene, methylene chloride, hexane, etc.

無機粒子とバインダ高分子とを、塗布液の媒体に分散又は溶解させる方法については、塗布工程に必要な塗布液の分散特性を実現できる方法であれば特に限定はない。例えば、ボールミル、ビーズミル、遊星ボールミル、振動ボールミル、サンドミル、コロイドミル、アトライター、ロールミル、高速インペラー分散、ディスパーザー、ホモジナイザー、高速衝撃ミル、超音波分散、撹拌羽根等による機械撹拌等が挙げられる。 There is no particular limitation on the method of dispersing or dissolving the inorganic particles and the binder polymer in the medium of the coating liquid, as long as the method can achieve the dispersion characteristics of the coating liquid necessary for the coating process. Examples include ball mills, bead mills, planetary ball mills, vibrating ball mills, sand mills, colloid mills, attritors, roll mills, high-speed impeller dispersion, dispersers, homogenizers, high-speed impact mills, ultrasonic dispersion, and mechanical stirring using stirring blades.

硫酸バリウム含有塗布液または硫酸バリウム含有スラリーをPO微多孔膜に塗布する方法については、必要とする層厚又は塗布面積を実現できる方法であれば特に限定はなく、例えば、グラビアコーター法、小径グラビアコーター法、リバースロールコーター法、トランスファロールコーター法、キスコーター法、ディップコーター法、ナイフコーター法、エアドクタコーター法、ブレードコーター法、ロッドコーター法、スクイズコーター法、キャストコーター法、ダイコーター法、スクリーン印刷法、スプレー塗布法等が挙げられる。 There is no particular limitation on the method of applying the barium sulfate-containing coating solution or the barium sulfate-containing slurry to the PO microporous membrane as long as it can achieve the required layer thickness or application area.For example, gravure coater method, small diameter gravure Coater method, reverse roll coater method, transfer roll coater method, kiss coater method, dip coater method, knife coater method, air doctor coater method, blade coater method, rod coater method, squeeze coater method, cast coater method, die coater method, screen Examples include printing methods and spray coating methods.

一実施形態では、硫酸バリウム含有塗布液または硫酸バリウム含有スラリーのPO微多孔膜への塗工は、PO微多孔膜の透気度上昇の抑制、強固な多孔層の形成、得られる多層多孔膜又はセパレータの薄膜化、及び耐熱性(すなわち熱収縮抑制能力)の観点から、PO微多孔膜の少なくとも片面当たり多孔層の塗工厚みが、好ましくは0μmを超えて2μm以下、より好ましくは1.5μm以下になるように行われる。 In one embodiment, the coating of the barium sulfate-containing coating solution or the barium sulfate-containing slurry to the PO microporous membrane suppresses an increase in the air permeability of the PO microporous membrane, forms a strong porous layer, and the resulting multilayer porous membrane. Alternatively, from the viewpoint of thinning the separator and heat resistance (namely, thermal shrinkage suppressing ability), the coating thickness of the porous layer per at least one side of the PO microporous membrane is preferably more than 0 μm and 2 μm or less, more preferably 1.0 μm or less. This is done so that the thickness is 5 μm or less.

一実施形態では、硫酸バリウム含有塗布液または硫酸バリウム含有スラリーのPO微多孔膜への塗工は、本発明の作用機序の観点から、多孔層の塗工目付が、好ましくは1.0g/m~5.0g/m、より好ましくは1.5g/m~4.0g/mの範囲内になるように行われる。 In one embodiment, when applying the barium sulfate-containing coating solution or the barium sulfate-containing slurry to the PO microporous membrane, from the viewpoint of the mechanism of action of the present invention, the coating area of the porous layer is preferably 1.0 g/ m 2 to 5.0 g/m 2 , more preferably 1.5 g/m 2 to 4.0 g/m 2 .

所望により、硫酸バリウム含有塗布液または硫酸バリウム含有スラリーの塗布に先立ち、PO微多孔膜を表面処理に供してよい。PO微多孔膜に表面処理を施すと、塗布液又はスラリーを塗布し易くなると共に、塗布後の硫酸バリウム含有多孔層とPO微多孔膜表面との接着性が向上することがある。表面処理の方法は、PO微多孔膜の多孔質構造を著しく損なわない方法であれば特に限定はなく、例えば、コロナ放電処理法、プラズマ放電処理法、機械的粗面化法、溶剤処理法、酸処理法、紫外線酸化法等が挙げられる。 If desired, the PO microporous membrane may be subjected to surface treatment prior to application of the barium sulfate-containing coating solution or barium sulfate-containing slurry. When a PO microporous membrane is surface-treated, it becomes easier to apply a coating liquid or slurry, and the adhesion between the barium sulfate-containing porous layer and the surface of the PO microporous membrane after coating may be improved. The surface treatment method is not particularly limited as long as it does not significantly damage the porous structure of the PO microporous membrane, and examples include corona discharge treatment, plasma discharge treatment, mechanical roughening, solvent treatment, Examples include acid treatment method and ultraviolet oxidation method.

塗布後に塗布膜から媒体を除去する方法については、PO微多孔膜に悪影響を及ぼさない方法であれば特に限定はなく、例えば、PO微多孔膜を固定しながら、その融点以下の温度で乾燥する方法、低温で減圧乾燥する方法、抽出乾燥等が挙げられる。また非水電解液電池の特性に著しく影響を及ぼさない範囲においては、溶媒を一部残存させてよい。PO微多孔膜と多孔層を積層した多層多孔膜について、MD方向の収縮応力を制御する観点から、乾燥温度、巻取り張力等は適宜調整することが好ましい。 The method for removing the medium from the coated film after coating is not particularly limited as long as it does not adversely affect the PO microporous film; for example, drying at a temperature below its melting point while fixing the PO microporous film. method, method of drying under reduced pressure at low temperature, extraction drying, etc. Further, a portion of the solvent may remain as long as it does not significantly affect the characteristics of the non-aqueous electrolyte battery. For a multilayer porous membrane in which a PO microporous membrane and a porous layer are laminated, it is preferable to adjust the drying temperature, winding tension, etc. as appropriate from the viewpoint of controlling shrinkage stress in the MD direction.

(熱可塑性ポリマー含有層の形成方法)
基材としてのPO微多孔膜又は多孔層に熱可塑性ポリマー含有層を形成する方法は、特に限定されず、例えば熱可塑性ポリマーを含有する塗布液をPO微多孔膜又は多孔層に塗布する方法が挙げられる。
(Method for forming thermoplastic polymer-containing layer)
The method of forming the thermoplastic polymer-containing layer on the PO microporous membrane or porous layer as a base material is not particularly limited. Can be mentioned.

熱可塑性ポリマーを含有する塗布液をPO微多孔膜又は多孔層に塗布する方法については、必要とする層厚や塗布面積を実現できる方法であれば特に限定はない。例えば、グラビアコーター法、小径グラビアコーター法、リバースロールコーター法、トランスファロールコーター法、キスコーター法、ディップコーター法、ナイフコーター法、エアドクタコーター法、ブレードコーター法、ロッドコーター法、スクイズコーター法、キャストコーター法、ダイコーター法、スクリーン印刷法、スプレー塗布法、スプレーコーター塗布法、インクジェット塗布等が挙げられる。これらのうち、熱可塑性ポリマーの塗工形状の自由度が高く、好ましい面積割合を容易に得られる観点でグラビアコーター法又はスプレー塗布法が好ましい。熱可塑性ポリマー含有層のドット状のパタン形成については、グラビアコーター法、インクジェット塗布、及び印刷版の調整が容易な塗布方法が好ましい。 There is no particular limitation on the method of applying the coating solution containing the thermoplastic polymer to the PO microporous membrane or porous layer, as long as the required layer thickness and application area can be achieved. For example, gravure coater method, small diameter gravure coater method, reverse roll coater method, transfer roll coater method, kiss coater method, dip coater method, knife coater method, air doctor coater method, blade coater method, rod coater method, squeeze coater method, cast Examples include coater method, die coater method, screen printing method, spray coating method, spray coater coating method, inkjet coating, and the like. Among these, the gravure coater method or the spray coating method is preferred from the viewpoint of having a high degree of freedom in the coating shape of the thermoplastic polymer and easily obtaining a preferred area ratio. Regarding the formation of a dot-like pattern in the thermoplastic polymer-containing layer, a gravure coater method, inkjet coating, and a coating method that allows easy adjustment of the printing plate are preferred.

PO微多孔膜に熱可塑性ポリマーを塗工する場合、塗布液が微多孔膜又は多孔層の内部にまで入り込んでしまうと、接着性樹脂が孔の表面及び内部を埋めてしまい透過性が低下してしまう。そのため、塗布液の媒体としては、熱可塑性ポリマーの貧溶媒が好ましい。 When coating a thermoplastic polymer on a PO microporous membrane, if the coating solution penetrates into the microporous membrane or porous layer, the adhesive resin will fill the surface and inside of the pores, reducing permeability. It ends up. Therefore, as a medium for the coating liquid, a poor solvent for a thermoplastic polymer is preferable.

塗布液の媒体として熱可塑性ポリマーの貧溶媒を用いた場合には、微多孔膜又は多孔層の内部に塗工液は入り込まず、接着性ポリマーは主に微多孔膜の表面上に存在するため、透過性の低下を抑制する観点から好ましい。このような媒体としては水が好ましい。また、水と併用可能な媒体は、特に限定されないが、エタノール、メタノール等を挙げることができる。所望により、熱可塑性ポリマー含有塗布液には消泡剤を加えてよい。 When a poor solvent for a thermoplastic polymer is used as the coating liquid medium, the coating liquid does not penetrate into the microporous membrane or porous layer, and the adhesive polymer exists mainly on the surface of the microporous membrane. , is preferable from the viewpoint of suppressing a decrease in permeability. Water is preferred as such a medium. Moreover, the medium that can be used in combination with water is not particularly limited, but examples include ethanol, methanol, and the like. If desired, an antifoaming agent may be added to the thermoplastic polymer-containing coating solution.

熱可塑性ポリマー含有塗布液(以下、単に塗料ともいう)については、セパレータの電極との接着性の観点、セパレータの温度上昇の起こり難さとサイクル劣化の起こり難さとを両立しながら高温保存試験にさらに適合させるという観点から、塗料粘度が30以上100cP以下の範囲内であることが好ましく、50以上80cP以下の範囲内であることがより好ましい。同様の観点から、塗料のpHは、5~7.9の範囲内であることが好ましく、5.5~7.7の範囲にあることがより好ましい。 Thermoplastic polymer-containing coating liquids (hereinafter simply referred to as paints) are subject to high-temperature storage tests while ensuring adhesion to the separator electrodes, the difficulty of increasing the temperature of the separator, and the difficulty of cycle deterioration. From the viewpoint of compatibility, the paint viscosity is preferably within the range of 30 or more and 100 cP or less, and more preferably within the range of 50 or more and 80 cP or less. From the same viewpoint, the pH of the paint is preferably within the range of 5 to 7.9, more preferably within the range of 5.5 to 7.7.

さらに、塗布に先立ち、セパレータ基材としての微多孔膜に表面処理をすると、塗布液を塗布し易くなると共に、微多孔膜または多孔層と接着性ポリマーとの接着性が向上するため好ましい。表面処理の方法は、微多孔膜の多孔質構造を著しく損なわない方法であれば特に限定はなく、例えば、コロナ放電処理法、プラズマ処理法、機械的粗面化法、溶剤処理法、酸処理法、紫外線酸化法等が挙げられる。 Furthermore, it is preferable to subject the microporous membrane as a separator base material to a surface treatment prior to coating, since this makes it easier to apply the coating liquid and improves the adhesion between the microporous membrane or porous layer and the adhesive polymer. The surface treatment method is not particularly limited as long as it does not significantly damage the porous structure of the microporous membrane, and examples include corona discharge treatment, plasma treatment, mechanical roughening, solvent treatment, and acid treatment. method, ultraviolet oxidation method, etc.

コロナ放電処理法の場合には、基材表面のコロナ処理強度は、1W/(m/min)以上40W/(m/min)以下の範囲内にあることが好ましく、3W/(m/min)以上32W/(m/min)以下の範囲にあることがより好ましく、5W/(m/min)以上25W/(m/min)以下の範囲にあることが更に好ましい。 In the case of the corona discharge treatment method, the corona treatment strength on the surface of the substrate is preferably in the range of 1 W/(m 2 /min) to 40 W/(m 2 /min), and 3 W/(m 2 /min). /min) to 32 W/(m 2 /min), and more preferably 5 W/(m 2 /min) to 25 W/(m 2 /min).

塗布後に塗布膜から溶媒を除去する方法については、微多孔膜又は多孔層に悪影響を及ぼさない方法であれば特に限定はない。例えば、微多孔膜及び/又は多孔層を固定しながらその融点以下の温度にて乾燥する方法、低温で減圧乾燥する方法、接着性ポリマーに対する貧溶媒に浸漬して接着性ポリマーを凝固させると同時に溶媒を抽出する方法等が挙げられる。 The method for removing the solvent from the coating film after coating is not particularly limited as long as it does not adversely affect the microporous membrane or porous layer. For example, a method in which the microporous membrane and/or porous layer is fixed while drying at a temperature below its melting point, a method in which drying is carried out under reduced pressure at a low temperature, and a method in which the adhesive polymer is simultaneously solidified by immersion in a poor solvent for the adhesive polymer. Examples include a method of extracting a solvent.

塗布膜の乾燥では、乾燥速度は、0.03g/(m・s)以上4.0g/(m・s)以下の範囲内にあることが好ましく、0.05g/(m・s)以上3.5g/(m・s)以下の範囲内にあることがより好ましく、0.08g/(m・s)以上3.0g/(m・s)以下の範囲内にあることが更に好ましい。塗布膜の乾燥では、熱可塑性ポリマー含有層の粒子形状を損なわない程度に、加温または加熱などにより昇温することも好ましい。 In drying the coating film, the drying rate is preferably within the range of 0.03 g/(m 2 s) or more and 4.0 g/(m 2 s) or less, and 0.05 g/(m 2 s ) is more preferably within the range of 3.5 g/(m 2・s) or less, and more preferably within the range of 0.08 g/(m 2・s) or more and 3.0 g/(m 2・s) or less. More preferably. In drying the coating film, it is also preferable to raise the temperature by warming or heating to an extent that does not impair the particle shape of the thermoplastic polymer-containing layer.

<非水電解液電池用セパレータ、および非水電解液電池>
本実施形態に係る多層多孔膜は、非水電解液電池用セパレータとして使用されることができる。非水電解液電池は、正極と、セパレータと、負極と、非水電解液とを備え、具体的には、リチウム電池、リチウム二次電池、リチウムイオン二次電池、ナトリウム二次電池、ナトリウムイオン二次電池、マグネシウム二次電池、マグネシウムイオン二次電池、カルシウム二次電池、カルシウムイオン二次電池、アルミニウム二次電池、アルミニウムイオン二次電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ、レドックスフロー電池、リチウム硫黄電池などが挙げられる。これらの中でも、実用性の観点から、リチウム電池、リチウム二次電池、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素電池、又はリチウムイオンキャパシタが好ましく、リチウムイオン二次電池がより好ましい。
<Separator for non-aqueous electrolyte batteries and non-aqueous electrolyte batteries>
The multilayer porous membrane according to this embodiment can be used as a separator for non-aqueous electrolyte batteries. A nonaqueous electrolyte battery includes a positive electrode, a separator, a negative electrode, and a nonaqueous electrolyte, and specifically includes a lithium battery, a lithium secondary battery, a lithium ion secondary battery, a sodium secondary battery, and a sodium ion battery. Secondary batteries, magnesium secondary batteries, magnesium ion secondary batteries, calcium secondary batteries, calcium ion secondary batteries, aluminum secondary batteries, aluminum ion secondary batteries, nickel metal hydride batteries, nickel cadmium batteries, electric double layer capacitors, Examples include lithium ion capacitors, redox flow batteries, and lithium sulfur batteries. Among these, from the viewpoint of practicality, lithium batteries, lithium secondary batteries, lithium ion secondary batteries, nickel hydride batteries, or lithium ion capacitors are preferred, and lithium ion secondary batteries are more preferred.

非水電解液電池は、例えば、正極と負極とを、上記で説明された多層多孔膜から成るセパレータを介して重ね合わせて、必要に応じて、捲回又は九十九折りして、積層電極体又は捲回電極体又は九十九折り体を形成した後、これを外装体に装填し、正負極と外装体の正負極端子とをリード体などを介して接続し、さらに、鎖状又は環状カーボネート等の非水溶媒とリチウム塩等の電解質を含む非水電解液を外装体内に注入した後に外装体を封止して作製することができる。 A non-aqueous electrolyte battery is manufactured by, for example, stacking a positive electrode and a negative electrode via a separator made of the above-described multilayer porous membrane, and winding or folding them as necessary to form a laminated electrode. After forming a body or a wound electrode body or a ninety-nine folded body, it is loaded into an exterior body, the positive and negative electrodes and the positive and negative terminals of the exterior body are connected via a lead body, etc. It can be produced by injecting a non-aqueous electrolyte containing a non-aqueous solvent such as a cyclic carbonate and an electrolyte such as a lithium salt into the exterior body, and then sealing the exterior body.

非水電解液電池は、円筒缶、パウチ型ケース、ラミネートケース等の外装体内に、上記で説明された積層体、積層体が捲回されている捲回体、又は積層体が九十九折りされている九十九折り体を非水電解液とともに備える。本実施形態に係る多層多孔膜をセパレータとして用いた非水電解液電池は、安全性に優れるだけでなく、エネルギー密度及びサイクル特性にも優れることがある。 A nonaqueous electrolyte battery includes the laminate described above, a wound body in which the laminate is wound, or a zigzag body in which the laminate is zigzag folded, together with a nonaqueous electrolyte, inside an exterior body such as a cylindrical can, a pouch-type case, or a laminate case. A nonaqueous electrolyte battery using the multilayer porous membrane according to this embodiment as a separator may not only be excellent in safety, but also in energy density and cycle characteristics.

非水電解液電池が二次電池である場合には、正極集電体と正極活物質層から成る正極積層体の端部に正極端子を溶接し、かつ負極集電体と負極活物質層から成る負極積層体の端部に負極端子を溶接することによって、端子付き正極積層体及び端子付き負極積層体を含む二次電池の充放電を行うことができる。 When the non-aqueous electrolyte battery is a secondary battery, a positive electrode terminal is welded to the end of a positive electrode stack consisting of a positive electrode current collector and a positive electrode active material layer, and By welding a negative terminal to the end of the negative electrode laminate, it is possible to charge and discharge a secondary battery including the terminal-equipped positive electrode laminate and the terminal-equipped negative electrode laminate.

さらに、端子付き正極積層体と端子付き負極積層体を、セパレータを介して積層し、所望により捲回又は九十九折りして、得られた積層体、捲回体又は九十九折り体を外装体に収納し、外装体に非水電解液を注入し、外装体を封口することによって、二次電池を得ることができる。 Furthermore, the positive electrode laminate with a terminal and the negative electrode laminate with a terminal are laminated with a separator interposed therebetween, and the resulting laminate, wound body, or folded body is rolled or folded as desired. A secondary battery can be obtained by storing it in an exterior body, injecting a non-aqueous electrolyte into the exterior body, and sealing the exterior body.

本実施形態に係る多層多孔膜をセパレータとして用いて、非水電解液二次電池を製造する場合には、既知の正極、負極及び非水電解液を使用してよい。 When manufacturing a nonaqueous electrolyte secondary battery using the multilayer porous membrane according to this embodiment as a separator, known positive electrodes, negative electrodes, and nonaqueous electrolytes may be used.

正極材料としては、特に限定されないが、例えば、LiCoO、LiNiO、スピネル型LiMnO、オリビン型LiFePO等のリチウム含有複合酸化物等が挙げられる。 Examples of the positive electrode material include, but are not limited to, lithium-containing composite oxides such as LiCoO 2 , LiNiO 2 , spinel-type LiMnO 4 , and olivine-type LiFePO 4 .

負極材料としては、特に限定されないが、例えば、黒鉛質、難黒鉛化炭素質、易黒鉛化炭素質、複合炭素体等の炭素材料;シリコン、スズ、金属リチウム、各種の合金材料等が挙げられる。 Examples of the negative electrode material include, but are not limited to, carbon materials such as graphite, non-graphitizable carbon, easily graphitizable carbon, and composite carbon materials; silicon, tin, metallic lithium, and various alloy materials. .

非水電解液としては、特に限定されないが、電解質を有機溶媒に溶解した電解液を用いることができる。有機溶媒としては、例えば、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等が挙げられる。電解質としては、例えば、LiClO、LiBF、LiPF等のリチウム塩が挙げられる。 The nonaqueous electrolyte is not particularly limited, but an electrolyte in which an electrolyte is dissolved in an organic solvent can be used. Examples of the organic solvent include propylene carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and ethylmethyl carbonate. Examples of the electrolyte include lithium salts such as LiClO 4 , LiBF 4 , and LiPF 6 .

以下、実施例及び比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例及び比較例に限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples and Comparative Examples.

試験及び評価方法 Testing and evaluation methods

<粘度平均分子量(Mv)>
ASTM-D4020に基づき、デカリン溶媒における135℃での極限粘度[η](dl/g)を求めた。
ポリエチレン及びポリオレフィン微多孔膜のMvについては、次式により算出した。
[η]=6.77×10-4Mv0.67
ポリプロピレンのMvについては、次式により算出した。
[η]=1.10×10-4Mv0.80
<Viscosity average molecular weight (Mv)>
The intrinsic viscosity [η] (dl/g) of decalin solvent at 135°C was determined based on ASTM-D4020.
The Mv of polyethylene and polyolefin microporous membranes was calculated using the following formula.
[η]=6.77× 10-4 Mv 0.67
Mv of polypropylene was calculated using the following formula.
[η]=1.10×10 −4 Mv 0.80

<PO微多孔膜、多層多孔膜、及び多層膜の膜厚(μm)>
東洋精機株式会社製の微小測厚器「KBM(商標)」を用いて、室温(23±2℃)でポリオレフィン微多孔膜及び多層多孔膜の厚みを測定して、それぞれの厚みから多孔層の塗工厚みを算出した。また、多層多孔膜からの検出の観点から、断面SEM像を用いて各層の厚みを計測することも可能である。
<Thickness (μm) of PO microporous membrane, multilayer porous membrane, and multilayer membrane>
The thickness of the polyolefin microporous membrane and the multilayer porous membrane was measured at room temperature (23±2°C) using a micro thickness meter "KBM (trademark)" manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd., and the thickness of the porous layer was determined from the respective thicknesses. The coating thickness was calculated. Furthermore, from the viewpoint of detection from a multilayer porous membrane, it is also possible to measure the thickness of each layer using a cross-sectional SEM image.

<ポリオレフィン微多孔膜のメルトインデックス(MI)(g/10分)>
JIS K7210:1999(プラスチック-熱可塑性プラスチックのメルトマスフローレイト(MFR)及びメルトボリュームフローレイト(MVR))に従って、ポリオレフィン微多孔膜(PO微多孔膜)のメルトインデックス(MI)を測定した。190℃で21.6kgfの荷重を膜に加えて、直径1mm、長さ10mmのオリフィスから10分で流出した樹脂量(g)を測定し、小数点以下第一位を四捨五入した値をMIとした。
<Melt index (MI) of polyolefin microporous membrane (g/10 minutes)>
The melt index (MI) of a polyolefin microporous membrane (PO microporous membrane) was measured in accordance with JIS K7210:1999 (plastic-thermoplastic melt mass flow rate (MFR) and melt volume flow rate (MVR)). A load of 21.6 kgf was applied to the membrane at 190°C, and the amount of resin (g) flowing out from an orifice with a diameter of 1 mm and a length of 10 mm in 10 minutes was measured, and the value rounded to the first decimal place was defined as MI. .

<無機粒子の平均粒径及び粒径分布>
無機粒子分散液又はスラリー塗工液の粒径分布及びメジアン径(μm)について、レーザー式粒度分布測定装置(日機装(株)製マイクロトラックMT3300EX)を用いて、無機粒子分散液又はスラリー塗工液の粒径分布を測定した。必要に応じて、ベースラインとして水又はバインダ高分子の粒径分布を用いて、無機粒子分散液又はスラリー塗工液の粒径分布を調整した。累積頻度が50%となる粒径をD50、累積頻度が10%となる粒径をD10、累積頻度が90%となる粒径をD90とした。
<Average particle size and particle size distribution of inorganic particles>
The particle size distribution and median diameter (μm) of the inorganic particle dispersion or slurry coating liquid were measured using a laser particle size distribution measuring device (Microtrac MT3300EX manufactured by Nikkiso Co., Ltd.). The particle size distribution was measured. If necessary, the particle size distribution of the inorganic particle dispersion liquid or slurry coating liquid was adjusted using the particle size distribution of water or the binder polymer as a baseline. The particle size at which the cumulative frequency was 50% was defined as D50 , the particle size at which the cumulative frequency was 10% was defined as D10 , and the particle size at which the cumulative frequency was 90% was defined as D90 .

<透気度(sec/100cm)、及びポリオレフィン微多孔膜に対する多層多孔膜の透気度比率>
JIS P-8117に準拠した透気抵抗度を透気度とした多層多孔膜の透気度及びPO微多孔膜の透気度の測定は、JIS P-8117に準拠し、東洋精器(株)製のガーレー式透気度計「G-B2(商標)」を用いて、温度23℃、湿度40%の雰囲気下で、多層多孔膜及びPO微多孔膜の透気抵抗度を測定することにより行われた。
また、多層多孔膜の透気度からPO微多孔膜の透気度を引いた値を、PO微多孔膜に対する多層多孔膜の透気度増加とした。
<Air permeability (sec/100cm 3 ) and air permeability ratio of multilayer porous membrane to polyolefin microporous membrane>
The air permeability of a multilayer porous membrane and the air permeability of a PO microporous membrane are measured by Toyo Seiki Co., Ltd. in accordance with JIS P-8117. ) to measure the air permeability resistance of the multilayer porous membrane and the PO microporous membrane in an atmosphere of 23°C and 40% humidity using the Gurley air permeability meter "G-B2 (trademark)" manufactured by It was carried out by
Further, the value obtained by subtracting the air permeability of the PO microporous membrane from the air permeability of the multilayer porous membrane was defined as the increase in air permeability of the multilayer porous membrane relative to the PO microporous membrane.

<多孔層中の、無機粒子の含有量(質量%)>
塗布液を調製する際の、構成材料配合比から算出できる。
また、多層多孔膜からの検出する観点から、TG-DTAを使用して、有機物と無機粒子のそれぞれの重量変化を測定することも可能である。具体的には、多層多孔膜から、ガラス板で多孔層部位を削り、8mg~10mg採取する。採取した多孔層の試料を、試料を装置にセットして、Air雰囲気下で、室温から10℃/minの昇温速度で600℃まで上げていき、重量変化を測定し、算出する。
<Content of inorganic particles in porous layer (mass%)>
It can be calculated from the mixing ratio of the constituent materials when preparing the coating liquid.
Furthermore, from the viewpoint of detection from a multilayer porous membrane, it is also possible to measure weight changes of organic substances and inorganic particles using TG-DTA. Specifically, the porous layer portion of the multilayer porous membrane is scraped with a glass plate to collect 8 mg to 10 mg. The collected sample of the porous layer is set in a device and raised from room temperature to 600° C. at a rate of 10° C./min in an air atmosphere, and the change in weight is measured and calculated.

<多孔層中の、無機粒子の含有量(体積%)>
塗布液を調製する際の、構成材料配合比と各構成材料の比重から、多孔層中の、無機粒子の含有量(体積%)を算出できる。
<Content of inorganic particles in porous layer (volume %)>
The content (volume %) of inorganic particles in the porous layer can be calculated from the composition ratio of the constituent materials and the specific gravity of each constituent material when preparing the coating liquid.

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

<突刺強度(gf)及び目付換算突刺強度(gf/(g/m))>
カトーテック製のハンディー圧縮試験器「KES-G5(商標)」を用いて、開口部の直径11.3mmの試料ホルダーで微多孔膜を固定した。次に、固定された微多孔膜の中央部に対して、針先端の曲率半径0.5mm、突刺速度2mm/secで、温度23℃、湿度40%の雰囲気下の突刺試験を行うことにより、最大突刺荷重として生の突刺強度(gf)を得た。得られた突刺強度(gf)を目付に換算した値(gf/(g/m))も算出した。
<Piercing strength (gf) and area weight conversion piercing strength (gf/(g/m 2 ))>
Using a handy compression tester "KES-G5 (trademark)" manufactured by Kato Tech, the microporous membrane was fixed with a sample holder having an opening diameter of 11.3 mm. Next, by performing a puncture test on the central part of the fixed microporous membrane at a temperature of 23°C and a humidity of 40% with a needle tip radius of curvature of 0.5 mm and a puncture speed of 2 mm/sec, Raw puncture strength (gf) was obtained as the maximum puncture load. The value obtained by converting the obtained puncture strength (gf) into basis weight (gf/(g/m 2 )) was also calculated.

<130℃、150℃での熱収縮率(%)>
サンプルとして、多層多孔膜をMD方向に100mm、TD方向に100mmに切り取り、130℃、又は150℃のオーブン中に1時間静置した。このとき、温風が直接サンプルに当たらないように、サンプルを10枚の紙に挟んだ。サンプルをオーブンから取り出して冷却した後、長さ(mm)を測定し、下式にて熱収縮率を算出した。測定は、MD方向、TD方向で行い、両数値の平均を熱収縮率として表示した。
熱収縮率(%)={(100-加熱後の長さ)/100}×100
<Heat shrinkage rate (%) at 130°C and 150°C>
As a sample, a multilayer porous membrane was cut into pieces of 100 mm in the MD direction and 100 mm in the TD direction, and left in an oven at 130°C or 150°C for 1 hour. At this time, the sample was sandwiched between 10 sheets of paper so that the hot air did not directly hit the sample. After taking out the sample from the oven and cooling it, the length (mm) was measured, and the heat shrinkage rate was calculated using the following formula. The measurement was performed in the MD direction and the TD direction, and the average of both values was expressed as the heat shrinkage rate.
Heat shrinkage rate (%) = {(100-length after heating)/100} x 100

<熱可塑性ポリマーのガラス転移温度(℃)>
熱可塑性ポリマーの塗工液(不揮発分=30%)を、アルミ皿に適量取り、130℃の熱風乾燥機で30分間乾燥した。乾燥後の乾燥皮膜約17mgを測定用アルミ容器に詰め、DSC測定装置(島津製作所社製、DSC6220)にて窒素雰囲気下におけるDSC曲線及びDDSC曲線を得た。測定条件は下記のとおりとした。
(1段目昇温プログラム)
70℃スタート、毎分15℃の割合で昇温。110℃に到達後5分間維持。
(2段目降温プログラム)
110℃から毎分40℃の割合で降温。-50℃に到達後5分間維持。
(3段目昇温プログラム)
-50℃から毎分15℃の割合で130℃まで昇温。この3段目の昇温時にDSC及びDDSCのデータを取得。
ベースライン(得られたDSC曲線におけるベースラインを高温側に延長した直線)と、変曲点(上に凸の曲線が下に凸の曲線に変わる点)における接線との交点をガラス転移温度(Tg)とした。
<Glass transition temperature of thermoplastic polymer (℃)>
An appropriate amount of a thermoplastic polymer coating solution (non-volatile content = 30%) was placed on an aluminum plate and dried for 30 minutes in a hot air dryer at 130°C. Approximately 17 mg of the dried film was packed into an aluminum container for measurement, and a DSC curve and a DDSC curve were obtained in a nitrogen atmosphere using a DSC measuring device (manufactured by Shimadzu Corporation, DSC6220). The measurement conditions were as follows.
(1st stage temperature increase program)
Start at 70°C and increase temperature at a rate of 15°C per minute. After reaching 110°C, maintain for 5 minutes.
(Second stage temperature reduction program)
The temperature drops from 110℃ at a rate of 40℃ per minute. After reaching -50°C, maintain for 5 minutes.
(3rd stage temperature increase program)
The temperature increases from -50℃ to 130℃ at a rate of 15℃ per minute. DSC and DDSC data are acquired during this third stage of temperature rise.
The intersection of the baseline (the straight line extending the baseline in the obtained DSC curve toward the high temperature side) and the tangent at the inflection point (the point where the upwardly convex curve changes to a downwardly convex curve) is the glass transition temperature ( Tg).

<ドット直径とドット間距離>
熱可塑性ポリマー含有塗工液について、塗工パタンのドット直径は、マイクロスコープ(型式:VHX-7000、キーエンス社製)を用いて測定した。サンプルであるセパレータを100倍(同軸落射)で撮影し、複数(5点)のドットについて計測モードで各直径を測定し、それらの平均値をドット直径として算出した。また、或るドットの外縁部から最近接の別のドットの外縁部までの距離を「ドット間距離」として、5点の観察箇所について計測モードで測定し、それらの平均値をドット間距離として算出する。
<Dot diameter and distance between dots>
For the thermoplastic polymer-containing coating solution, the dot diameter of the coating pattern was measured using a microscope (model: VHX-7000, manufactured by Keyence Corporation). A sample separator was photographed at 100 times magnification (coaxial epi-illumination), the diameters of multiple (5 points) dots were measured in measurement mode, and the average value thereof was calculated as the dot diameter. In addition, the distance from the outer edge of a certain dot to the outer edge of the nearest other dot is defined as the "inter-dot distance", and measurements are taken at five observation points in measurement mode, and the average value of these is taken as the inter-dot distance. calculate.

<電極への接着性>
各実施例及び比較例で得られた多層多孔膜又はセパレータと、被着体としての負極(enertech社製、負極材料:グラファイト、導電助剤:アセチレンブラック、L/W:両側について20mg/cm、Cu集電体の厚み:10μm、プレス後の負極の厚み:140μm)とをそれぞれ幅15mm及び長さ60mmの長方形状に切り取り、多層多孔膜又はセパレータの熱可塑性ポリマー含有層と、負極活物質とが相対するように重ね合わせて積層体を得た後、その積層体を、以下の条件でプレスした。
プレス圧:1MPa
温度:90℃
プレス時間:5秒
プレス後の積層体について、(株)イマダ製のフォースゲージZP5N及びMX2-500N(製品名)を用いて、電極を固定し、多層多孔膜又はセパレータを把持して引っ張る方式によって剥離速度50mm/分にて90°剥離試験を行い、剥離強度を測定した。このとき、上記の条件で行った長さ40mm分の剥離試験における剥離強度の平均値を電極との接着力として採用した。本手法により得られた接着力として2.1N/m以下を達成するセパレータを非水電解液電池に用いた場合には、対向する正極、及び負極との接着力が良好となる。
<Adhesion to electrode>
The multilayer porous membrane or separator obtained in each example and comparative example and the negative electrode as an adherend (manufactured by Enertech, negative electrode material: graphite, conductive agent: acetylene black, L/W: 20 mg/cm 2 on both sides) , Cu current collector thickness: 10 μm, negative electrode thickness after pressing: 140 μm) were cut into a rectangular shape with a width of 15 mm and a length of 60 mm, and the thermoplastic polymer-containing layer of the multilayer porous membrane or separator and the negative electrode active material were cut. After obtaining a laminate by overlapping them so that they faced each other, the laminate was pressed under the following conditions.
Press pressure: 1MPa
Temperature: 90℃
Pressing time: 5 seconds After pressing, the laminate was pressed using force gauges ZP5N and MX2-500N (product names) manufactured by Imada Co., Ltd., by fixing the electrodes and gripping and pulling the multilayer porous membrane or separator. A 90° peel test was conducted at a peel rate of 50 mm/min to measure the peel strength. At this time, the average value of peel strength in a peel test over a length of 40 mm conducted under the above conditions was adopted as the adhesive strength with the electrode. When a separator that achieves an adhesive force of 2.1 N/m or less obtained by this method is used in a non-aqueous electrolyte battery, the adhesive force with the opposing positive electrode and negative electrode will be good.

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

(b.負極の作製)
負極活物質として人造グラファイトを96.6質量部、樹脂製バインダとしてカルボキシメチルセルロースのアンモニウム塩1.4質量部とスチレンーブタジエン共重合体ラテックス1.7質量部を用意し、これらを精製水に分散させてスラリーを調製した。このスラリーを負極集電体となる厚さ16μmの銅箔の片面にダイコーターを用いて負極活物質が53g/mとなるように塗布した。120℃で3分間乾燥後、ロールプレス機を用いて、負極活物質かさ密度が1.35g/cmとなるように圧縮成形し、負極とした。これを面積2.05cmの円形に打ち抜いた。
(b. Preparation of negative electrode)
Prepare 96.6 parts by mass of artificial graphite as a negative electrode active material, 1.4 parts by mass of ammonium salt of carboxymethyl cellulose and 1.7 parts by mass of styrene-butadiene copolymer latex as a resin binder, and disperse them in purified water. A slurry was prepared. This slurry was coated on one side of a 16 μm thick copper foil serving as a negative electrode current collector using a die coater so that the negative electrode active material was 53 g/m 2 . After drying at 120° C. for 3 minutes, the negative electrode active material was compression molded using a roll press so that the bulk density of the negative electrode active material was 1.35 g/cm 3 to obtain a negative electrode. This was punched out into a circle with an area of 2.05 cm 2 .

(c.非水電解液の調製)
エチレンカーボネート:エチルカーボネート=1:2(体積比)の混合溶媒に、溶質としてLiPFを濃度1.0ml/Lとなるように溶解させて、非水電解液を調製した。
(c. Preparation of non-aqueous electrolyte)
A nonaqueous electrolyte was prepared by dissolving LiPF 6 as a solute in a mixed solvent of ethylene carbonate: ethyl carbonate = 1:2 (volume ratio) to a concentration of 1.0 ml/L.

(d.電池組立)
正極と負極の活物質面が対向するように、下から負極、多層多孔膜、正極の順に重ねた。この積層体を、容器本体と蓋が絶縁されている蓋付きステンレス金属製容器に、負極の銅箔、正極のアルミ箔が、それぞれ、容器本体、蓋と接するように収納することによりセルを得た。このセルを、減圧下、70℃で10時間乾燥を行った。その後、アルゴンボックス中でこの容器内に非水電解液を注入して密閉し、評価電池とした。
(d. Battery assembly)
The negative electrode, multilayer porous membrane, and positive electrode were stacked in this order from the bottom so that the active material surfaces of the positive and negative electrodes faced each other. A cell is obtained by storing this laminate in a stainless metal container with a lid, in which the container body and lid are insulated, so that the copper foil for the negative electrode and the aluminum foil for the positive electrode are in contact with the container body and the lid, respectively. Ta. This cell was dried at 70° C. for 10 hours under reduced pressure. Thereafter, a non-aqueous electrolyte was injected into the container in an argon box and the container was sealed to obtain an evaluation battery.

(e.サイクル試験)
上記(d.電池組立)において組み立てた電池を、温度25℃、電流値3mA(約0.5C)で電池電圧4.2Vまで充電し、さらに4.2Vを保持するようにして電流値を3mAから絞り始めるという方法で、合計約6時間、電池作製後の最初の充電を行い、その後、電流値3mAで電池電圧3.0Vまで放電した。
次に、25℃において、電流値6mA(約1.0C)で電池電圧4.2Vまで充電し、さらに4.2Vを保持するようにして電流値6mAから絞り始めるという方法で、合計約3時間充電を行い、その後、電流値6mAで電池電圧3.0Vまで放電して、その時の放電容量を1C放電容量(mAh)とした。
次に、25℃において、電流値6mA(約1.0C)で電池電圧4.2Vまで充電し、さらに4.2Vを保持するようにして電流値を6mAから絞り始めるという方法で、合計約3時間充電を行い、その後、電流値60mA(約10C)で電池電圧3.0Vまで放電して、その時の放電容量を10C放電容量(mAh)とした。
その後、電池を、温度25℃の条件下で、放電電流1Cで放電終止電圧3Vまで放電を行った後、充電電流1Cで充電終止電圧4.2Vまで充電を行った。これを1サイクルとして充放電を繰り返した。そして、初期容量(第1回目のサイクルにおける容量)に対する500サイクル後の容量保持率を用いて、以下の基準でサイクル特性を評価した。
良:80%以上の容量維持率
悪:80%未満の容量維持率
(e. Cycle test)
The battery assembled in the above (d. battery assembly) was charged to a battery voltage of 4.2V at a temperature of 25°C and a current value of 3mA (approximately 0.5C), and then the current value was increased to 3mA while maintaining 4.2V. The first charge after fabrication of the battery was performed for a total of about 6 hours by starting to squeeze the battery, and then the battery was discharged to a battery voltage of 3.0 V at a current value of 3 mA.
Next, at 25°C, charge the battery to a voltage of 4.2V with a current value of 6mA (approximately 1.0C), then hold the current at 4.2V and start reducing the current value from 6mA for a total of about 3 hours. The battery was charged, and then discharged to a battery voltage of 3.0 V at a current value of 6 mA, and the discharge capacity at that time was defined as a 1C discharge capacity (mAh).
Next, at 25°C, charge the battery to a voltage of 4.2V with a current value of 6mA (approximately 1.0C), then maintain the current value of 4.2V and start reducing the current value from 6mA. The battery was charged for a period of time, and then discharged to a battery voltage of 3.0 V at a current value of 60 mA (approximately 10 C), and the discharge capacity at that time was defined as a 10 C discharge capacity (mAh).
Thereafter, the battery was discharged to a final discharge voltage of 3 V at a discharge current of 1 C at a temperature of 25° C., and then charged to a final discharge voltage of 4.2 V at a charging current of 1 C. This was regarded as one cycle, and charging and discharging were repeated. Then, the cycle characteristics were evaluated based on the following criteria using the capacity retention rate after 500 cycles with respect to the initial capacity (capacity in the first cycle).
Good: Capacity retention rate of 80% or more Bad: Capacity retention rate of less than 80%

[実施例1]
タンブラーブレンダーを用いて、粘度平均分子量(Mv)70万のホモポリマーのポリエチレン(PE)46.5質量%とMv25万のホモポリマーのPE46.5質量%とMv40万のホモポリマーのポリプロピレン(PP)7質量%のポリマー混合物を形成した。ポリマー混合物99質量部に対して、酸化防止剤としてペンタエリスリチル-テトラキス-[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]を1質量部添加し、再度タンブラーブレンダーを用いてドライブレンドすることにより、ポリマー等混合物を得た。得られたポリマー等混合物は窒素で置換を行った後に、二軸押出機へ窒素雰囲気下でフィーダーにより供給した。また流動パラフィン(37.78℃における動粘度7.59×10-5/s)を押出機シリンダーにプランジャーポンプにより注入した。
[Example 1]
Using a tumble blender, 46.5% by mass of polyethylene (PE), a homopolymer with a viscosity average molecular weight (Mv) of 700,000, 46.5% by mass of PE, a homopolymer with Mv 250,000, and polypropylene (PP), a homopolymer with Mv 400,000. A 7% by weight polymer mixture was formed. To 99 parts by mass of the polymer mixture, 1 part by mass of pentaerythrityl-tetrakis-[3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate] was added as an antioxidant, and the mixture was heated again in a tumbler blender. A mixture of polymers and the like was obtained by dry blending. The resulting mixture of polymers, etc. was purged with nitrogen and then fed to a twin-screw extruder by a feeder under a nitrogen atmosphere. Liquid paraffin (kinematic viscosity 7.59×10 −5 m 2 /s at 37.78° C.) was also injected into the extruder cylinder using a plunger pump.

混合物を溶融混練し、押し出される全混合物中に占める流動パラフィン量比が68質量%(樹脂組成物濃度が32質量%)となるように、フィーダー及びポンプを調整した。溶融混練条件は、設定温度200℃であり、スクリュー回転数70rpm、吐出量145kg/hで行った。 The mixture was melt-kneaded and the feeder and pump were adjusted so that the liquid paraffin amount ratio in the entire extruded mixture was 68% by mass (resin composition concentration was 32% by mass). The melt-kneading conditions were a set temperature of 200° C., a screw rotation speed of 70 rpm, and a discharge rate of 145 kg/h.

続いて、溶融混練物を、T-ダイを経て表面温度25℃に制御された冷却ロール上に押出しキャストすることにより、厚み1350μmのゲルシートを得た。 Subsequently, the melt-kneaded product was extruded and cast through a T-die onto a cooling roll whose surface temperature was controlled to 25°C, to obtain a gel sheet with a thickness of 1350 μm.

次に、ゲルシートを同時二軸テンター延伸機に導き、二軸延伸を行った。設定延伸条件は、MD倍率7.0倍、TD倍率6.38倍、設定温度122℃とした。次に、塩化メチレン槽に導き、塩化メチレン中に充分に浸漬して流動パラフィンを抽出除去し、その後、塩化メチレンを乾燥除去し、多孔化体を得た。 Next, the gel sheet was introduced into a simultaneous biaxial tenter stretching machine and biaxially stretched. The stretching conditions were as follows: MD magnification 7.0 times, TD magnification 6.38 times, and temperature set at 122°C. Next, the sample was introduced into a methylene chloride bath, and thoroughly immersed in methylene chloride to extract and remove liquid paraffin. Thereafter, the methylene chloride was removed by drying to obtain a porous body.

次に、多孔化体をTDテンターに導き、熱固定を行った。熱固定温度は132℃で、TD最大倍率を1.85倍、緩和率は0.784とし、厚さ12μmのポリオレフィン微多孔膜を基材として得た。 Next, the porous body was introduced into a TD tenter and heat-set. The heat setting temperature was 132° C., the maximum TD magnification was 1.85 times, the relaxation rate was 0.784, and a polyolefin microporous membrane with a thickness of 12 μm was obtained as a base material.

次に、表1に示される平均粒径、粒径分布及びBET比表面積を有する硫酸バリウムに対して、適量の水、および分散剤としてのポリカルボン酸ナトリウム水溶液を、水を除く各成分の固形分の合算を100質量%として0.7質量%(固形分換算)混合して、撹拌・分散した。
その際、必要に応じて、ビーズ径0.1mm、ミル内の回転数3000rpmの条件下でビーズミル処理を行った。処理後の混合液に、水溶性高分子としてのポリ(メタ)アクリルアミドと非水溶性バインダとしてのアクリルラテックスとを表1に示される体積又は質量含有量になるように混合し塗布液を調製した。
表1中、「vol%」は、硫酸バリウム、ポリカルボン酸ナトリウム、ポリ(メタ)アクリルアミド、およびアクリルラテックスの全ての合算を100体積%とした時の、各成分の体積比率を表し、そして「wt%」は、硫酸バリウム、ポリカルボン酸ナトリウム、ポリ(メタ)アクリルアミド、およびアクリルラテックスの全ての合算を100質量%とした時の、各成分の質量比率を表す。
Next, to barium sulfate having the average particle size, particle size distribution, and BET specific surface area shown in Table 1, an appropriate amount of water and an aqueous sodium polycarboxylate solution as a dispersant were added to the solids of each component except for water. 0.7% by mass (solid content equivalent) was mixed and stirred and dispersed.
At that time, bead milling was performed, if necessary, under the conditions of a bead diameter of 0.1 mm and a rotation speed in the mill of 3000 rpm. A coating solution was prepared by mixing poly(meth)acrylamide as a water-soluble polymer and acrylic latex as a water-insoluble binder with the volume or mass content shown in Table 1 in the treated mixed solution. .
In Table 1, "vol%" represents the volume ratio of each component when the total of barium sulfate, sodium polycarboxylate, poly(meth)acrylamide, and acrylic latex is 100 volume%, and ""wt%" represents the mass ratio of each component when the total of barium sulfate, sodium polycarboxylate, poly(meth)acrylamide, and acrylic latex is 100% by mass.

ポリオレフィン微多孔膜の表面に、コロナ放電処理を実施した後、その処理表面にグラビアコーターを用いて塗布液を塗布した。その後、ポリオレフィン微多孔膜上の塗布液を60℃にて乾燥して、水を除去し、ポリオレフィン微多孔膜の片面に、硫酸バリウムを90.5体積%含有する塗工層膜厚1.5μmの多孔層を形成して、多層多孔膜を得た。得られた多層多孔膜の膜物性及び、多層多孔膜をセパレータとして備える電池評価結果も表1に併記する。 After corona discharge treatment was performed on the surface of the polyolefin microporous membrane, a coating liquid was applied to the treated surface using a gravure coater. Thereafter, the coating solution on the microporous polyolefin membrane was dried at 60°C to remove water, and a coating layer containing 90.5% by volume of barium sulfate was coated on one side of the microporous polyolefin membrane to a thickness of 1.5 μm. A porous layer was formed to obtain a multilayer porous membrane. The physical properties of the obtained multilayer porous membrane and the evaluation results of a battery equipped with the multilayer porous membrane as a separator are also listed in Table 1.

[実施例2~16及び比較例1~11]
ポリオレフィン微多孔膜の基材膜厚と、多孔層の原料種、塗布液組成及び塗工条件と、熱可塑性ポリマー含有層のドットパタン印刷の有無とを、それぞれ表1に示すように設定したこと以外は実施例1と同様にして、多層多孔膜を形成した。得られた多層多孔膜、及びそれをセパレータとして備える電池の各種特性を上記方法により評価した。評価結果を表1に示す。
[Examples 2 to 16 and Comparative Examples 1 to 11]
The base film thickness of the polyolefin microporous membrane, the raw material type of the porous layer, the coating liquid composition and coating conditions, and the presence or absence of dot pattern printing of the thermoplastic polymer-containing layer were set as shown in Table 1. A multilayer porous membrane was formed in the same manner as in Example 1 except for this. Various properties of the obtained multilayer porous membrane and a battery equipped with the same as a separator were evaluated by the above methods. The evaluation results are shown in Table 1.

なお、実施例14~16では、接着性樹脂(アクリルポリマー、ガラス転移温度90℃、平均粒径380nm、電解液膨潤度2.8)を80質量部と、異なるガラス転移温度を有する接着性樹脂(アクリルポリマー、ガラス転移温度-6℃、平均粒径132nm、電解液膨潤度2.5)を20質量部とを混合し、イオン交換水を加えることで接着性樹脂含有塗布液(接着性樹脂濃度3質量%)を調製した。多孔層を備えるポリオレフィン微多孔膜の多孔層上に接着性樹脂含有塗布液をグラビアコーターでドット状に塗布して、表1に示されるドット直径及びドット間距離を有するドット状パタンを形成した。その後、60℃にて乾燥して水を除去した。 In Examples 14 to 16, 80 parts by mass of adhesive resin (acrylic polymer, glass transition temperature 90°C, average particle size 380 nm, electrolyte swelling degree 2.8) and adhesive resins having different glass transition temperatures were used. (acrylic polymer, glass transition temperature -6°C, average particle size 132 nm, electrolyte swelling degree 2.5) is mixed with 20 parts by mass, and ion-exchanged water is added to the adhesive resin-containing coating solution (adhesive resin A concentration of 3% by mass) was prepared. An adhesive resin-containing coating liquid was applied in dots using a gravure coater onto the porous layer of a microporous polyolefin membrane having a porous layer to form a dot pattern having the dot diameter and inter-dot distance shown in Table 1. Thereafter, water was removed by drying at 60°C.

Figure 2024039479000001
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Figure 2024039479000002
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Figure 2024039479000003
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Figure 2024039479000004
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Figure 2024039479000005
Figure 2024039479000005

Claims (9)

ポリオレフィン樹脂を主成分として含有する微多孔膜と、前記微多孔膜の少なくとも片面に積層された、無機粒子及びバインダ高分子を含む多孔層とを有する多層多孔膜であって、
前記無機粒子が硫酸バリウムであり、
前記バインダ高分子がポリ(メタ)アクリルアミドを含み、
前記無機粒子の平均粒径D50が、0.01μm以上0.60μm以下であり、かつ
前記無機粒子の平均粒径D50に対する前記無機粒子の平均粒径D90の比D90/D50が、1.6以上2.5以下である、
多層多孔膜。
A multilayer porous membrane comprising a microporous membrane containing a polyolefin resin as a main component, and a porous layer laminated on at least one side of the microporous membrane and containing inorganic particles and a binder polymer,
the inorganic particles are barium sulfate;
the binder polymer includes poly(meth)acrylamide,
The average particle diameter D 50 of the inorganic particles is 0.01 μm or more and 0.60 μm or less, and the ratio D 90 /D 50 of the average particle diameter D 90 of the inorganic particles to the average particle diameter D 50 of the inorganic particles is , 1.6 or more and 2.5 or less,
Multilayer porous membrane.
前記無機粒子の平均粒径D50に対する前記無機粒子の平均粒径D10の比D10/D50が、0.2以上0.8以下である、請求項1に記載の多層多孔膜。 The multilayer porous membrane according to claim 1, wherein the ratio D 10 /D 50 of the average particle diameter D 10 of the inorganic particles to the average particle diameter D 50 of the inorganic particles is 0.2 or more and 0.8 or less. 前記微多孔膜の厚みTBと前記多孔層の厚みTの比T/TBが、0.05以上0.25以下であり、かつ
前記多層多孔膜を温度150℃の雰囲気下で1時間放置した際のMD方向とTD方向の前記多層多孔膜の熱収縮率の平均が、0%以上10%以下である、請求項1又は2に記載の多層多孔膜。
The ratio T/TB of the thickness TB of the microporous membrane and the thickness T of the porous layer is 0.05 or more and 0.25 or less, and when the multilayer porous membrane is left in an atmosphere at a temperature of 150° C. for 1 hour. The multilayer porous film according to claim 1 or 2, wherein the average thermal shrinkage rate of the multilayer porous film in the MD direction and the TD direction is 0% or more and 10% or less.
前記無機粒子のBET比表面積が、3.0m/g以上50.0m/g以下である、請求項3に記載の多層多孔膜。 The multilayer porous membrane according to claim 3, wherein the inorganic particles have a BET specific surface area of 3.0 m 2 /g or more and 50.0 m 2 /g or less. 前記多孔層中の空隙を除いた体積を100体積%として前記無機粒子の割合が90体積%より大きく99体積%以下である、請求項4に記載の多層多孔膜。 5. The multilayer porous membrane according to claim 4, wherein the proportion of the inorganic particles is greater than 90% by volume and equal to or less than 99% by volume, with the volume of the porous layer excluding voids being 100% by volume. 前記多孔層中のポリ(メタ)アクリルアミドの体積割合Waと前記多孔層中の非水溶性バインダの体積割合Wbの比Wb/Waが、1以下である、請求項5に記載の多層多孔膜。 The multilayer porous membrane according to claim 5, wherein the ratio Wb/Wa of the volume proportion Wa of poly(meth)acrylamide in the porous layer to the volume proportion Wb of the water-insoluble binder in the porous layer is 1 or less. 前記多孔層の厚みTが2μm以下である、請求項6に記載の多層多孔膜。 The multilayer porous membrane according to claim 6, wherein the porous layer has a thickness T of 2 μm or less. 前記多層多孔膜の少なくとも片面に、熱可塑性ポリマーを含む熱可塑性ポリマー含有層が形成された、請求項7に記載の多層多孔膜。 The multilayer porous membrane according to claim 7, wherein a thermoplastic polymer-containing layer containing a thermoplastic polymer is formed on at least one side of the multilayer porous membrane. 前記熱可塑性ポリマーが粒子状重合体を含み、かつ前記熱可塑性ポリマー含有層がドット状のパタンを有する、請求項8に記載の多層多孔膜。 The multilayer porous membrane according to claim 8, wherein the thermoplastic polymer includes a particulate polymer, and the thermoplastic polymer-containing layer has a dot-like pattern.
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