JP3050021B2 - Battery separator and lithium battery using the same - Google Patents

Battery separator and lithium battery using the same

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JP3050021B2
JP3050021B2 JP5276947A JP27694793A JP3050021B2 JP 3050021 B2 JP3050021 B2 JP 3050021B2 JP 5276947 A JP5276947 A JP 5276947A JP 27694793 A JP27694793 A JP 27694793A JP 3050021 B2 JP3050021 B2 JP 3050021B2
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battery
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敬信 半田
弘志 中西
恭資 渡辺
康 宇佐見
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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、安全性、機械的特性の
良好なバッテリーセパレーター及びそれを用いたリチウ
ム電池に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery separator having good safety and good mechanical properties, and a lithium battery using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】多孔性フィルム或いはシートは、従来よ
り各種用途に広く使用されている。かかる多孔性樹脂成
形体の製造方法も種々提案されている。バッテリー・セ
パレーターとして使用するための多孔性樹脂成形体は、
一般に、超高分子量ポリエチレンおよび可塑剤を含有す
る樹脂組成物から、一旦、フィルムまたはシートを溶融
押出成形して製造し、次いで、フィルムまたはシートに
含まれる可塑剤をイソプロパノール、エタノール、ヘキ
サンなどの有機溶媒で溶解除去した後、機械的強度向上
のためロール延伸機、テンター横延伸機などの延伸機で
延伸、即ち、固相変形することによって製造されてい
た。
2. Description of the Related Art Porous films or sheets have been widely used for various purposes. Various methods for producing such a porous resin molded article have been proposed. Porous resin moldings for use as battery separators are:
Generally, from a resin composition containing ultra-high molecular weight polyethylene and a plasticizer, a film or sheet is once produced by melt-extrusion molding, and then the plasticizer contained in the film or sheet is converted into an organic solvent such as isopropanol, ethanol, hexane or the like. After being dissolved and removed with a solvent, it is produced by stretching with a stretching machine such as a roll stretching machine or a tenter transverse stretching machine, that is, by solid-phase deformation in order to improve mechanical strength.

【0003】セパレーターに高温膜形状維持特性が不足
していると、短絡事故などで短時間に大電流が流れ、電
池は発熱し、熱によるセパレーター破損での内部短絡が
起る危険性がある。そのため、セパレーターには電池内
部温度が上昇した時、セパレーターの孔が熱により自動
的に閉塞する性質(自己閉塞性)と高温になっても膜形
状を維持し電極を隔てておく性質(高温膜形状維持特
性)が必要とされる。
[0003] If the separator has insufficient high-temperature film shape retention characteristics, a large current flows in a short time due to a short circuit accident or the like, and the battery generates heat, which may cause internal short circuit due to breakage of the separator due to the heat. For this reason, the separator has a property that the pores of the separator are automatically closed by heat when the internal temperature of the battery rises (self-closing property) and a property that maintains the membrane shape and separates the electrodes even at high temperatures (high-temperature membrane). (Shape maintaining property) is required.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような固相変形によって得られるフィルムまたはシート
は、本質的に超高分子量ポリエチレンのポリエチレン分
子鎖の絡み合いが多くその残留応力が高いため、バッテ
リーに組込まれたような固定された状態で一定以上の温
度がかかると破膜するという問題があり、高温膜形状維
持特性等の改良にも限度があった。
However, the film or sheet obtained by the solid-phase deformation as described above essentially has a high entanglement of polyethylene molecular chains of ultra-high molecular weight polyethylene and a high residual stress. When a temperature higher than a certain level is applied in a fixed state such as being incorporated, there is a problem that the film is broken, and there is a limit in improving the high-temperature film shape maintaining characteristics and the like.

【0005】ポリプロピレン製セパレーター膜は高温で
の形状維持性に優れているが、特にリチウム電池セパレ
ーターとして使用する際、自己閉塞性を発現する温度が
約175℃でありリチウムの発火温度180℃と接近し
ており問題がある。また、セパレーター膜においては通
常強度向上のために延伸を行うが、延伸した膜は高温膜
形状維持特性が低くポリエチレン製では150〜160
℃、ポリプロピレン製では180℃近辺で破膜し、電極
の絶縁性に問題を生じる。
[0005] Polypropylene separator membranes have excellent shape retention at high temperatures, but especially when used as lithium battery separators, the temperature at which self-closing occurs is about 175 ° C, which is close to the ignition temperature of lithium of 180 ° C. There is a problem. In the separator membrane, stretching is usually performed to improve the strength. However, the stretched membrane has a low high-temperature membrane shape maintaining property and is 150 to 160 in polyethylene.
For polypropylene and polypropylene, the film breaks at around 180 ° C., which causes a problem in electrode insulation.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者らの一部は、先
に、気体、液体およびイオン透過性に優れ、高温での膜
形状維持特性の優れたバッテリーセパレーター用ポリエ
チレン膜を提案した(特願平4−111820)。本発
明者らは、更に残留応力が小さく、しかも、面強度、特
にピン刺強度の優れたバッテリーセパレーターを得るべ
く、溶融変形後の配向緩和が起こりにくいという超高分
子量ポリエチレンの特性に着目し、鋭意検討した結果、
溶融押出成形して得られるフィルムまたはシートに、そ
れを溶融状態に保持したままで、変形応力を加えて溶融
変形(成形)することにより、残留応力が小さく、耐熱
破膜性に優れたフィルムまたはシートを得ることができ
ること、特に、特定の条件下に溶融変形することによ
り、面強度の向上したフィルムまたはシートを得ること
ができること、更には、溶融変形し、冷却して得られる
フィルムまたはシートを従来のようにさらに延伸処理し
なくとも、工業的に有利に多孔性フィルムまたはシート
を製造できることを知見し、本発明を完成するに至っ
た。
SUMMARY OF THE INVENTION Some of the present inventors have previously proposed a polyethylene membrane for a battery separator having excellent gas, liquid and ion permeability and excellent membrane shape maintaining properties at high temperatures ( Japanese Patent Application No. 4-111820). The present inventors have further focused on the characteristics of ultra-high-molecular-weight polyethylene, in which orientation relaxation after melt deformation is unlikely to occur, in order to obtain a battery separator having a smaller residual stress and excellent surface strength, particularly, excellent pin puncture strength, After careful examination,
A film or sheet obtained by melt-extrusion molding is deformed by applying deformation stress while maintaining it in a molten state, and is melt-deformed (molded). That a sheet can be obtained, in particular, by being melt-deformed under specific conditions, that a film or sheet with improved surface strength can be obtained, and further, a film or sheet obtained by being melt-deformed and cooled The inventors have found that a porous film or sheet can be produced industrially advantageously without further stretching treatment as in the prior art, and have completed the present invention.

【0007】即ち、本発明の要旨は、粘度平均分子量が
50万〜400万の超高分子量ポリエチレンと、任意成
分として前記超高分子量ポリエチレンに対して100重
量%以下の粘度平均分子量が50万未満のポリエチレン
とからなる多孔性フィルムまたはシートであって、しか
も、(a)厚さ10〜100μm、(b)透気度20〜
2,000秒/100cc、(c)空孔率15〜80
%、(d)ピン刺強度120g/25μm以上、(e)
熱閉塞温度90〜150℃および(f)熱破膜温度16
0℃以上の特性を有する多孔性フィルムまたはシートか
ら形成されたバッテリーセパレーター及びそれを組み込
んでなるリチウム電池に存する。
That is, the gist of the present invention is to provide an ultrahigh molecular weight polyethylene having a viscosity average molecular weight of 500,000 to 4,000,000, and an optional component having a viscosity average molecular weight of 100% by weight or less based on the ultrahigh molecular weight polyethylene is less than 500,000. And (a) a thickness of 10 to 100 μm, and (b) an air permeability of 20 to
2,000 seconds / 100 cc, (c) porosity 15 to 80
%, (D) Pin sting strength of 120 g / 25 μm or more, (e)
Thermal closure temperature 90-150 ° C and (f) thermal rupture temperature 16
The present invention relates to a battery separator formed from a porous film or sheet having a characteristic of 0 ° C. or higher and a lithium battery incorporating the same.

【0008】以下本発明を更に詳細に説明する。本発明
の樹脂組成物は、少なくとも超高分子量ポリエチレンと
可塑剤を含有する。本発明で使用する超高分子量ポリエ
チレンとしては、粘度平均分子量(以下単に「分子量」
という。)が50万〜400万、好ましくは150万〜
300万の以上の直鎖状のポリエチレンが挙げられる。
バッテリー・セパレーターとして使用する場合、分子量
が50万未満であるとバッテリーに組込まれたセパレー
ターが、バッテリー内の自己発熱、或いは、外部からの
熱により、例えば、180℃に加熱されたときに、セパ
レーターの形状を保持しにくくなる。また、分子量が例
えば400万を超えてあまり大きすぎると、流動性が低
すぎて加熱されたときにセパレーターの孔が閉塞せず、
短絡してバッテリーが発火することになるので好ましく
ない。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail. The resin composition of the present invention contains at least ultrahigh molecular weight polyethylene and a plasticizer. The ultra-high molecular weight polyethylene used in the present invention includes a viscosity average molecular weight (hereinafter simply referred to as “molecular weight”).
That. ) Is 500,000 to 4,000,000, preferably 1.5 million to
3,000,000 or more linear polyethylenes.
When used as a battery separator, if the molecular weight is less than 500,000, the separator incorporated in the battery may generate heat when heated to 180 ° C. by self-heating in the battery or external heat. Is difficult to maintain. Further, if the molecular weight is too large, for example, exceeding 4 million, the pores of the separator will not be blocked when heated due to too low fluidity,
It is not preferable because the battery is ignited due to a short circuit.

【0009】また、本発明においては、溶融変形のし易
さから、超高分子量ポリエチレンとして溶融温度が11
0〜140℃のエチレンホモポリマーを好適に使用する
ことができる。更に、本発明においては、任意成分とし
て以上の超高分子量ポリエチレンに対して100重量%
以下、好ましくは2〜80重量%の粘度平均分子量が5
0万未満のポリエチレンポリブテン−1、ポリプロピレ
ンまたは粘度平均分子量が50万未満のポリエチレンを
併用することができる。
Further, in the present invention, ultra-high molecular weight polyethylene having a melting temperature of 11 is used because of easy melting deformation.
Ethylene homopolymer at 0 to 140 ° C. can be suitably used. Further, in the present invention, as an optional component, 100% by weight based on the above ultrahigh molecular weight polyethylene
Below, the viscosity average molecular weight of preferably 2 to 80% by weight is 5
Polyethylene polybutene-1, polypropylene having a molecular weight of less than 10,000 or a polyethylene having a viscosity average molecular weight of less than 500,000 can be used in combination.

【0010】かかるポリエチレンとしては、分岐状また
は線状の低密度ポリエチレン(分子量5,000〜10
万)、高密度ポリエチレン(分子量1万〜50万)、ポ
リエチレンワックス(分子量5,000以下)が挙げら
れる。該ポリエチレンは、ポ超高分子量ポリエチレンに
対して100重量%以下、好ましくは30〜90重量
%、特に好ましくは、40〜80重量%併用すると熱閉
塞温度を低くすることができる。
As such polyethylene, branched or linear low-density polyethylene (molecular weight: 5,000 to 10)
10,000), high-density polyethylene (molecular weight 10,000 to 500,000) and polyethylene wax (molecular weight 5,000 or less). When the polyethylene is used in combination with 100% by weight or less, preferably 30 to 90% by weight, particularly preferably 40 to 80% by weight based on the ultrahigh molecular weight polyethylene, the heat blocking temperature can be lowered.

【0011】可塑剤としては、超高分子量ポリエチレン
との相溶性がよく、溶融混練や成形時に蒸発しないよう
な、例えば、超高分子量ポリエチレンの溶融温度より高
い沸点を有するものであれば公知の種々のものが使用で
きる。具体的には、例えば、常温で固体であるパラフィ
ンワックス、或いは、ステアリルアルコール、セリルア
ルコールなどの高級脂肪族アルコール、常温で液体のn
−デカン、n−ドデカン等のn−アルカン、流動パラフ
ィン、灯油などの挙げることができる。
As the plasticizer, various known plasticizers can be used as long as they have a good compatibility with ultra-high molecular weight polyethylene and do not evaporate during melt-kneading or molding, for example, those having a boiling point higher than the melting temperature of ultra-high molecular weight polyethylene. Can be used. Specifically, for example, paraffin wax which is solid at room temperature, or higher aliphatic alcohol such as stearyl alcohol or ceryl alcohol, or n which is liquid at room temperature
-Decane, n-alkane such as n-dodecane, liquid paraffin, kerosene and the like.

【0012】超高分子量ポリエチレンと可塑剤の使用割
合は、通常、超高分子量ポリエチレンが5〜60重量
%、好ましくは、10〜50重量%で、可塑剤が40〜
95重量%、好ましくは、90〜50重量%の範囲から
選ばれる。本発明の樹脂組成物には、公知の各種添加
剤、例えば、酸化防止剤などを樹脂組成物中、0.01
〜5重量%程度併用してもよい。
The proportion of the ultrahigh molecular weight polyethylene and the plasticizer is usually 5 to 60% by weight, preferably 10 to 50% by weight of the ultrahigh molecular weight polyethylene and 40 to 50% by weight of the plasticizer.
It is selected from the range of 95% by weight, preferably 90 to 50% by weight. In the resin composition of the present invention, known various additives, for example, an antioxidant and the like in the resin composition, 0.01
You may use together about 5 weight%.

【0013】上記樹脂組成物の各成分は、公知の一軸ま
たは二軸の押出機で均一に混練し、溶融押出成形する。
押出量、押出安定性、混練強度の点から二軸の押出機が
好適に使用される。溶融押出成形は、通常、140〜2
40℃の温度で行い、5〜50μ或いは50〜300μ
の厚さでフィルム状或いはシート状に押し出す。本発明
においては、かくして押し出されたフィルムまたはシー
トを溶融変形する。即ち、分子量が極めて大きいので、
変形に対して分子鎖の配向緩和が起こり難く、変形方向
に配向し易いという超高分子量ポリエチレンの特性を利
用して溶融変形することにより、最終的に得られる多孔
性フィルムまたはシートの機械的強度の向上を図る。
The respective components of the resin composition are uniformly kneaded by a known single-screw or twin-screw extruder, and are melt-extruded.
A twin-screw extruder is preferably used in terms of extrusion amount, extrusion stability, and kneading strength. Melt extrusion is usually carried out at 140-2.
Perform at a temperature of 40 ° C, 5-50μ or 50-300μ
Extruded into a film or sheet with a thickness of In the present invention, the thus extruded film or sheet is melt-deformed. That is, since the molecular weight is extremely large,
The mechanical strength of the porous film or sheet finally obtained by melting and deforming utilizing the properties of ultra-high molecular weight polyethylene, which is less likely to relax the orientation of the molecular chains due to deformation and is easy to orient in the direction of deformation To improve.

【0014】溶融変形は、押し出されたフィルムまたは
シートを構成する樹脂組成物を溶融状態に保持したまま
で変形応力を加えることによって行われる。通常、該樹
脂組成物の温度を約130〜240℃、好ましくは、1
60〜200℃の範囲となるように保持した状態で変形
応力を加える。その際、変形は一方向だけではなく、多
方向に変形を加えることもできる。バッテリー・セパレ
ーターとして使用する場合、一方向のみの変形である
と、フィルムまたはシート中の細孔がその変形方向に伸
ばされた形状となり、若干流路が狭くなり、通気性が低
下し、セパレーターのイオン抵抗率が増大する傾向とな
るので、細孔を広げるように多方向にバランスよく変形
を加えるのが好ましい。
The melt deformation is performed by applying a deformation stress while keeping the resin composition constituting the extruded film or sheet in a molten state. Usually, the temperature of the resin composition is about 130-240 ° C., preferably 1
Deformation stress is applied while maintaining the temperature in the range of 60 to 200 ° C. At this time, the deformation can be performed not only in one direction but also in multiple directions. When used as a battery separator, if it is deformed in only one direction, the pores in the film or sheet will be elongated in the deformation direction, the flow path will be slightly narrowed, the air permeability will be reduced, and the separator Since the ionic resistivity tends to increase, it is preferable to apply a well-balanced deformation in multiple directions so as to widen the pores.

【0015】具体的には、例えば、一方向に変形を加え
る場合は、Tダイまたはインフレーション成形法、好ま
しくは、インフレーション成形法において、ダイのギャ
ップを大きくして、引取り速度を上げて引っ張る、即
ち、ドラフト率を上げていくことにより、MD(機械)
方向に変形を加える。また、多方向に変形を加える場合
は、インフレーション成形法において、ドラフト率およ
びブロー比を上げていくことにより、MDおよびTD
(幅)方向に溶融変形を加える。更に、Tダイ成形法に
よる多方向の変形の場合は、ピンテンターで溶融状態の
フィルムまたはシートの幅方向の端部をキャタピラに固
定し、2つのキャタピラの幅を流れ方向に従って広げて
いくことによりTD方向に変形し、同時に引取り速度を
上げることによりMD方向にも変形を加えることによっ
て行う。
More specifically, for example, in the case of applying a deformation in one direction, in a T-die or an inflation molding method, preferably in an inflation molding method, the die gap is increased, and the take-up speed is increased. In other words, by increasing the draft rate, MD (machine)
Apply deformation in the direction. When deformation is applied in multiple directions, MD and TD are increased by increasing the draft rate and blow ratio in the inflation molding method.
Melt deformation is applied in the (width) direction. Furthermore, in the case of multi-directional deformation by the T-die molding method, the width direction end of the molten film or sheet is fixed to a caterpillar with a pin tenter, and the width of the two caterpillars is increased in the flow direction to thereby reduce TD. In the MD direction by simultaneously increasing the take-up speed.

【0016】溶融変形の程度は、本発明の効果を損なわ
ない範囲であれば特に制限はないが、下記式で表される
溶融変形率で、通常、10〜1000、好ましくは、3
0〜800、特に好ましくは、50〜400の範囲とな
るように変形応力を加えるのが好ましい。例えば、縦と
横に変形応力を加える場合は、変形率の縦横比がDR/
BUR≦50、好ましくは、≦20、特に好ましくは、
≦10となるように行うのがよい。
The degree of melt deformation is not particularly limited as long as the effect of the present invention is not impaired, but is usually from 10 to 1000, preferably from 3 to 3 in terms of a melt deformation rate represented by the following formula.
It is preferable to apply a deformation stress so as to be in the range of 0 to 800, particularly preferably 50 to 400. For example, when a deformation stress is applied vertically and horizontally, the aspect ratio of the deformation ratio is DR /
BUR ≦ 50, preferably ≦ 20, particularly preferably
It is better to perform so as to be ≦ 10.

【0017】[0017]

【数1】溶融変形率=(D×ρ1 )/(t×ρ2 ) D:ダイギャップ(mm) ρ1 :樹脂組成物の溶融密度(g/cm3 ) t:成形フィルムまたはシートの膜厚(mm) ρ2 :成形フィルムまたはシートの固体密度(g/cm
3
## EQU1 ## Melt deformation rate = (D × ρ 1 ) / (t × ρ 2 ) D: Die gap (mm) ρ 1 : Melt density of resin composition (g / cm 3 ) t: Molded film or sheet Film thickness (mm) ρ 2 : solid density of molded film or sheet (g / cm
3 )

【0018】インフレーション成形法において、ダイギ
ャップが0.5mmの環状ダイを使用して溶融変形して
ポリエチレンフィルムを製造することが知られている
(特開昭62−223245)。従来、10〜100μ
mの厚さのフィルムまたはシートを成形する場合、ダイ
ギャップは通常1mm以下で、最大でも1.5mm以下
で行われている。しかしながら、従来のダイギャップの
範囲で成形して得られるフィルムまたはシートは、強
度、特にピン刺強度が必ずしも十分とはいえない。良好
な強度を有するバッテリーセパレーターを得るために
は、後述の冷却速度と共にダイギャップの範囲が重要で
ある。本発明においては、ダイギャップは好ましくは2
〜20mm、特に好ましくは、3〜10mmの範囲で行
うようにするのがよい。
It is known that in an inflation molding method, a polyethylene film is produced by melting and deforming using an annular die having a die gap of 0.5 mm (Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-223245). Conventionally, 10-100μ
When forming a film or sheet having a thickness of m, the die gap is usually 1 mm or less, and at most 1.5 mm or less. However, a film or sheet obtained by molding in the range of a conventional die gap does not always have sufficient strength, particularly pin puncture strength. In order to obtain a battery separator having good strength, the range of the die gap is important together with the cooling rate described below. In the present invention, the die gap is preferably 2
It is good to carry out in the range of 20 mm, particularly preferably 3 mm to 10 mm.

【0019】かくして溶融変形したフィルムまたはシー
トを冷却した後、該フィルムまたはシートに含まれる可
塑剤を除去することにより、フィルムまたはシートを多
孔化する。その際、冷却は下記式で定義される冷却固化
時間が50秒以下、好ましくは、20秒以下となるよう
に行うのがよい。あまり冷却固化時間が長いと相分離が
進み、孔径が大きくなると共に強度が低下する。 冷却固化時間の定義
After cooling the melt-deformed film or sheet, the plasticizer contained in the film or sheet is removed to make the film or sheet porous. At this time, the cooling is preferably performed so that the cooling solidification time defined by the following formula is 50 seconds or less, preferably 20 seconds or less. If the cooling and solidifying time is too long, phase separation proceeds, and the pore size increases and the strength decreases. Definition of cooling solidification time

【0020】[0020]

【数2】 τ…冷却固化時間(秒) L…リップ出口と冷却固化ラインの距離(cm) (インフレーションでは、フロストライン高さに相当す
る。Tダイでは、エアーギャップに相当する。) V0 …リップ出口での樹脂の移動速度(cm/秒) V1 …冷却固化ラインでの樹脂の移動速度(cm/秒)
(Equation 2) τ: Cooling solidification time (seconds) L: Distance between lip exit and cooling solidification line (cm) (Inflation corresponds to frost line height; T die corresponds to air gap) V 0 : Rip exit Moving speed of resin (cm / sec) V 1 … Moving speed of resin in cooling and solidification line (cm / sec)

【0021】可塑剤の除去方法としては、例えば、フィ
ルムまたはシート中の可塑剤をイソプロパノール、エタ
ノール、ヘキサンなどの有機溶媒で溶解し、溶媒置換に
より抽出除去する、所謂、公知の有機溶媒法によって行
うことができる。上記のようにして可塑剤を除去し多孔
化したフィルムまたはシートは、その機械的強度向上の
ために一軸または二軸延伸するか、或いは、100〜1
80℃程度で熱固定を行ってもよい。本発明において
は、延伸処理により高温膜形状維持能力が低下する傾向
にあるので、延伸処理を施していないフィルムまたはシ
ートを使用するのが良い。
The plasticizer is removed by, for example, a known organic solvent method in which the plasticizer in the film or sheet is dissolved in an organic solvent such as isopropanol, ethanol, or hexane and extracted and removed by solvent replacement. be able to. The film or sheet from which the plasticizer has been removed to make it porous is stretched uniaxially or biaxially to improve its mechanical strength, or 100 to 1
The heat setting may be performed at about 80 ° C. In the present invention, it is preferable to use a film or sheet that has not been subjected to a stretching treatment because the stretching treatment tends to reduce the ability to maintain a high-temperature film shape.

【0022】本発明においては、特に、MD(機械方
向)及びTD(機械方向に対して垂直な方向)の収縮応
力が共に20gf以下、好ましくは、1〜10gfであ
るものが形状維持能力に優れているので好ましい。収縮
応力は、INTESCO高温引張試験機を使用し、幅2
5mmでチャック間距離50mmの条件下、室温から1
50℃まで昇温(5℃/min)して、150℃での収
縮応力をフィルムまたはシート厚さ25μmに換算した
値として求める。
In the present invention, those having a shrinkage stress of 20 gf or less, preferably 1 to 10 gf, both in the MD (machine direction) and TD (in the direction perpendicular to the machine direction) are excellent in shape maintaining ability. Is preferred. The shrinkage stress was measured using an INTESCO high temperature tensile tester, width 2
1 mm from room temperature under the condition of 5 mm and 50 mm between chucks
The temperature is raised to 50 ° C. (5 ° C./min), and the shrinkage stress at 150 ° C. is determined as a value converted into a film or sheet thickness of 25 μm.

【0023】本発明によれば、10〜100μ、好まし
くは、15〜60μmの膜厚の多孔性フィルムまたはシ
ートを得ることができる。本発明のバッテリーセパレー
ターの平均孔径は通常1μ以下、好ましくは、0.01
〜1μ程度であり、透気度は20〜2,000秒/10
0cc、好ましくは、100〜700秒/100cc
で、空孔率は15〜80%、好ましくは、30〜70%
の範囲である。
According to the present invention, a porous film or sheet having a thickness of 10 to 100 μm, preferably 15 to 60 μm can be obtained. The average pore size of the battery separator of the present invention is usually 1 μm or less, preferably 0.01 μm or less.
11 μm, and air permeability is 20-2,000 sec / 10
0 cc, preferably 100-700 sec / 100 cc
And the porosity is 15 to 80%, preferably 30 to 70%.
Range.

【0024】また、本発明により、得られる多孔性フィ
ルムまたはシートは機械的強度、特に、ピン刺強度およ
び耐熱破膜性が良好である。ピン刺強度は日本農林規格
告示1019号に準じて測定〔測定機器:レオメーター
(不動工業(株)製 NRM−2002J)ピン径1m
mφ 先端部0.5R、ピン刺速度300mm/mi
n〕した値で120g以上、好ましくは、140g(2
5μ膜厚)以上、特に好ましくは、170〜300g
(25μ膜厚)のものが得られる。また、耐熱破膜性
は、該フィルムまたはシートの高温域での熱によって生
じる収縮応力による破れ易さの指標で、バッテリー用セ
パレーターとして使用する場合は高温になっても膜形状
を維持し、電極を隔てておく必要があるため重要な特性
となる。透気度は、JIS P8117に従って測定し
た。使用装置は東洋精器社製B型ガーレ式デンソメータ
ー(商品名)を用いた。
Further, the porous film or sheet obtained according to the present invention has good mechanical strength, especially good pin puncture strength and heat-resistant film breakage. The pin sting strength is measured according to Japanese Agriculture and Forestry Standard Notification No. 1019 [Measurement device: Rheometer (NRM-2002J manufactured by Fudo Kogyo Co., Ltd.)) Pin diameter 1 m
mφ tip 0.5R, pin piercing speed 300mm / mi
n] is 120 g or more, preferably 140 g (2
5 μm) or more, particularly preferably 170 to 300 g
(25 μm thickness) is obtained. Further, the heat-resistant film rupture property is an index of rupture easiness due to shrinkage stress generated by heat of the film or sheet in a high temperature range, and when used as a battery separator, maintains the film shape even at high temperatures, This is an important characteristic because it is necessary to keep the distance. The air permeability was measured according to JIS P8117. The device used was a B-type Gurley type densometer (trade name) manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.

【0025】熱閉塞温度と熱破膜温度の測定方法は中央
部に直径4cmの穴の開いた1辺8cmの正方形のテフ
ロン膜(TF)及びアルミニウム板(Al)を用意し、
Al/TF/多孔性フィルム/TF/Alの順に重ねて
クリップ等で固定した試験片とする。試験片を130℃
のオーブンに入れ5℃/5分の昇温速度で昇温しつつ5
分ごとにサンプルを取出して透気度(JIS P811
7)を測定し、透気度が0となった温度を熱閉塞温度と
する。
The method of measuring the thermal closing temperature and the thermal rupture temperature is to prepare a square Teflon film (TF) having a hole with a diameter of 4 cm in the center and a square 8 cm side and an aluminum plate (Al).
A test piece was stacked in the order of Al / TF / porous film / TF / Al and fixed with a clip or the like. Test specimen at 130 ° C
5 ° C / 5min while heating in an oven
Take a sample every minute and measure the air permeability (JIS P811
7) is measured, and the temperature at which the air permeability becomes 0 is defined as the heat blocking temperature.

【0026】同様にして昇温を続け目で確認して認識で
きるような穴が生じた温度を熱破膜温度とする。空孔率
の測定はフィルムの幅方向に5ケ所を直径3cmの円形
に打抜き、打抜いたフィルムの中心部の厚さを測定し、
また重量を測定し、下記式により計算する。
Similarly, the temperature at which a hole that can be visually recognized and recognized while the temperature is continuously increased is defined as the thermal rupture temperature. The porosity was measured by punching 5 places in the width direction of the film into a circle having a diameter of 3 cm, measuring the thickness of the center of the punched film,
Also, the weight is measured and calculated by the following equation.

【0027】[0027]

【数3】 空孔率(%)=(Vρ−W)/(Vρ)×100 V:フィルムの体積(5枚分) W:重量(5枚分) ρ:材料の密度Porosity (%) = (Vρ−W) / (Vρ) × 100 V: volume of film (for 5 sheets) W: weight (for 5 sheets) ρ: density of material

【0028】更に本発明により得られる多孔性フィルム
またはシートは、熱閉塞温度、即ち、所定温度下に5分
間保持したときに自己閉塞性を発現する温度が、100
〜150℃、好ましくは、105〜135℃であるた
め、電池の安全性からも好適である。100℃以下で閉
塞してしまうと実用上問題があり、閉塞温度が150℃
以上になると電池が過熱状態となり易く問題である。
Further, the porous film or sheet obtained by the present invention has a heat closing temperature, that is, a temperature at which self-occluding property is exhibited when held at a predetermined temperature for 5 minutes, is 100 ° C.
Since it is -150 degreeC, Preferably it is 105-135 degreeC, it is suitable also from battery safety. There is a practical problem if the blockage occurs at 100 ° C. or less, and the block temperature is 150 ° C.
Above, there is a problem that the battery tends to be overheated.

【0029】また、熱破膜温度は160℃以上、望まし
くは180℃以上、特に200℃以上であることが望ま
しい。熱破膜温度が160℃未満では電池発熱時、セパ
レーターが150℃程度で熱閉塞しても温度の上昇が速
く、余熱で電池内が160℃以上となることも考えられ
るためである。従って安全性確保の為に、セパレーター
の熱閉塞温度を熱破膜温度との差が大きい事もポイント
となる。
The thermal rupture temperature is 160 ° C. or higher, preferably 180 ° C. or higher, and more preferably 200 ° C. or higher. If the thermal rupture temperature is less than 160 ° C., the temperature rises quickly even when the separator is thermally closed at about 150 ° C. when the battery generates heat, and the inside of the battery may be 160 ° C. or more due to residual heat. Therefore, in order to ensure safety, it is also important that the difference between the thermal blocking temperature of the separator and the thermal rupture temperature is large.

【0030】両者の温度差は30℃以上、好ましくは5
0℃以上ある事が熱閉塞後にも続く温度上昇に対して安
全面で余裕があり優れているセパレーターとなる。本発
明のバッテリーセパレーターは例えばリチウム電池、リ
チウムイオン二次電池等に好適に使用できる。また、本
発明において、多孔性フィルムまたはシートは、バブル
ポイント法によって測定したバブルポイント値が2〜8
kgf/cm2 、好ましくは、3〜7kgf/cm2
範囲のものが好適である。
The temperature difference between the two is 30 ° C. or more, preferably 5 ° C.
When the temperature is 0 ° C. or higher, the separator has a safety margin with respect to the temperature rise that continues even after the heat occlusion, and is an excellent separator. The battery separator of the present invention can be suitably used, for example, for lithium batteries, lithium ion secondary batteries, and the like. In the present invention, the porous film or sheet has a bubble point value of 2 to 8 measured by a bubble point method.
kgf / cm 2, preferably, suitably in the range of 3~7kgf / cm 2.

【0031】バブルポイント値は、JIS K3832
に記載されたバブルポイント法(溶媒としてイソプロピ
ルアルコールを使用)によって測定することができる値
であって、フィルムまたはシートの最大孔径を表わす。
バブルポイント値が2kgf/cm2 以下であると絶縁
性が不十分となり、また、過熱時の閉塞時間が長くなっ
て安全上問題であり、強度も低下する。逆に、8kgf
/cm2 以上であると、電池の内部抵抗が大きくなるの
で上記範囲であるものを使用するのが好ましい。
The bubble point value is calculated according to JIS K3832.
This value can be measured by the bubble point method (using isopropyl alcohol as a solvent) described in (1) and represents the maximum pore size of the film or sheet.
If the bubble point value is 2 kgf / cm 2 or less, the insulating property becomes insufficient, and the closing time at the time of overheating becomes long, which is a safety problem, and the strength is reduced. Conversely, 8kgf
/ Cm 2 or more, the internal resistance of the battery increases, so it is preferable to use one within the above range.

【0032】本発明のリチウム電池(二次電池)は、上
述した多孔性フィルムまたはシートからなるセパレータ
ーと、非プロトン性電解液と、リチウム化合物からなる
正極(放電時正極)と、負極とにより構成される。ま
ず、非プロトン性電解液をセパレーターの空孔に充填す
るが、充填は滴下、含浸、塗布またはスプレー法により
容易に行なうことができる。これは多孔性フィルムまた
はシートが0.001〜0.1μmの平均貫通孔径を有
しているため、該フィルムまたはシートに対して接触角
が90°以下となる非プロトン性電解液が、毛管凝縮作
用により孔中に容易にとり込まれるためである。
The lithium battery (secondary battery) of the present invention comprises a separator comprising the above-described porous film or sheet, an aprotic electrolyte, a positive electrode comprising lithium compound (positive electrode during discharge), and a negative electrode. Is done. First, an aprotic electrolyte is filled into the pores of the separator, and the filling can be easily performed by dropping, impregnation, coating or spraying. This is because the porous film or sheet has an average through-hole diameter of 0.001 to 0.1 μm, so that the aprotic electrolyte having a contact angle of 90 ° or less with the film or sheet is formed by capillary condensation. This is because it is easily taken into the hole by the action.

【0033】非プロトン性電解液としては、プロピレン
カーボネート、ジメチルスルホキシド、3−メチル−
1,3−オキサゾリジン−2−オン、スルホラン、1,
2−ジメトキシエタン、2−メチルテトラヒドロフラン
などの単独、あるいは多成分系の有機溶媒に、LiBF
4 、LiClO4 などのリチウム塩を溶解したものを使
用することができる。特に、プロピレンカーボネート、
1,2−ジメトキシエタン、LiBF4 の組み合わせ、
ジメチルスルホキシド、1,2−ジメトキシエタン、L
iBF6 の組み合わせ、プロピレンカーボネート、1,
2−ジメトキシエタン、LiClO4 の組み合わせは、
室温での電気伝導度が10-3〜10-2s/cmであるこ
とが知られており、好適である。
As the aprotic electrolyte, propylene carbonate, dimethyl sulfoxide, 3-methyl-
1,3-oxazolidin-2-one, sulfolane, 1,
LiBF is used alone or in a multi-component organic solvent such as 2-dimethoxyethane and 2-methyltetrahydrofuran.
4 , a solution in which a lithium salt such as LiClO 4 is dissolved can be used. In particular, propylene carbonate,
1,2-dimethoxyethane, a combination of LiBF 4 ,
Dimethyl sulfoxide, 1,2-dimethoxyethane, L
iBF 6 combination, propylene carbonate, 1,
The combination of 2-dimethoxyethane and LiClO 4 is
It is known that the electrical conductivity at room temperature is 10 −3 to 10 −2 s / cm, which is suitable.

【0034】このようにして得られたセパレーターを用
いれば、信頼性及び安全性に優れたリチウム電池とする
ことができる。本発明のリチウム電池は、上述した非プ
ロトン性電解液を電解質として用いた、いわゆる非水性
電解質型の電池であり、その構造は、基本的に通常の同
種のリチウム電池と同様となる。正負両極間にはこれま
で詳述した本発明のセパレーターを設置している。
By using the separator thus obtained, a lithium battery having excellent reliability and safety can be obtained. The lithium battery of the present invention is a so-called non-aqueous electrolyte type battery using the above-mentioned aprotic electrolyte as an electrolyte, and its structure is basically the same as a normal lithium battery of the same type. Between the positive and negative electrodes, the separator of the present invention described in detail above is provided.

【0035】一次電池とする場合には負極にリチウム化
合物を用い、正極としてはクロム酸銀、フッ化炭素、二
酸化マンガン等を用いることができる。また二次電池と
する場合には、正極(放電時正極)としてリチウム化合
物、又はアルミニウムや可融合金(Pb,Cd,Inを
含む合金)や炭素にリチウムを吸蔵させた物を用い、負
極としては層状構造としたTiS2 、MoS2 やNbS
3 などの金属カルコゲン化物や、トンネル状空孔をも
つCoO2 、Cr2 5 やV2 5 (・P2 5 )、M
nO2 (・LiO2 )などの金属酸化物、ポリアセチレ
ンやポリアニリンなどの共役系高分子化合物などを用い
ることができる。
In the case of a primary battery, the negative electrode is lithiated.
Silver chromate, fluorocarbon,
Manganese oxide or the like can be used. Also with secondary batteries
The lithium compound as the positive electrode (positive electrode during discharge)
Or aluminum or fusible gold (Pb, Cd, In
Alloy containing carbon) or carbon with lithium absorbed.
TiS with layered structure as poleTwo, MoSTwoAnd NbS
eThreeMetal chalcogenides and tunnel-like vacancies
CoOTwo, CrTwoOFiveAnd VTwoOFive(・ PTwoO Five), M
nOTwo(・ LiOTwo) And other metal oxides, polyacetylene
Using conjugated polymer compounds such as polyaniline and polyaniline
Can be

【0036】[0036]

【実施例】以下に実施例を挙げてさらに本発明を具体的
に説明する。
The present invention will be described more specifically with reference to the following examples.

【0037】実施例1 融点135℃で、分子量(粘度平均)2×106 の超高
分子量ポリエチレン粉末20重量部とセリルアルコール
80重量部をφ40mm押出機に供給して230℃で混
練しながら連続的に幅400mm、ダイギャップ2mm
のTダイより押し出し、引張り速度2.5m/minで
引取ることによりMD方向(引取方向)に溶融変形を加
え、膜厚0.05mmのシートを得た。その際、ダイ温
度は170℃、ギャップでの線速度は7.1cm/mi
n、ドラフト率(Dr)は35.1であった。本実施例
で使用した樹脂組成物の溶融密度は0.76g/cm3
で、押し出されたシートの固体密度は0.867g/c
3 であったので、かかる溶融変形において加えられた
溶融変形率は35.1であった。
EXAMPLE 1 20 parts by weight of ultrahigh molecular weight polyethylene powder having a melting point of 135 ° C. and a molecular weight (viscosity average) of 2 × 10 6 and 80 parts by weight of ceryl alcohol were fed to a φ40 mm extruder and continuously kneaded at 230 ° C. 400mm wide, 2mm die gap
The sheet was extruded from a T-die and taken up at a pulling speed of 2.5 m / min to apply melt deformation in the MD direction (drawing direction) to obtain a sheet having a thickness of 0.05 mm. At that time, the die temperature was 170 ° C., and the linear velocity at the gap was 7.1 cm / mi.
n, the draft rate (Dr) was 35.1. The melt density of the resin composition used in this example was 0.76 g / cm 3
And the solid density of the extruded sheet is 0.867 g / c.
m 3 , the melt deformation rate applied in such melt deformation was 35.1.

【0038】得られたシートを80℃のイソプロピルア
ルコール中に浸漬し、セリルアルコールをシート中から
抽出除去し、次いで、表面温度125℃の加熱ピンチロ
ールにて30秒間熱処理して、27μの膜厚の多孔性樹
脂膜を得た。この膜の物性を表1に示した。得られた多
孔性樹脂膜(幅58mm、長さ1mに切断したもの)を
リチウム電池(負極:コバルト酸リチウム、正極:カー
ボン、電解液:プロピレンカーボネート)の正極と負極
の間に挟み、巻き込んで60mmの長さ、15mmの径
の金属容器に収納してリチウム二次電池とした。
The obtained sheet was immersed in isopropyl alcohol at 80 ° C. to extract and remove ceryl alcohol from the sheet, and then heat-treated with a heating pinch roll having a surface temperature of 125 ° C. for 30 seconds to obtain a 27 μm thick film. Was obtained. Table 1 shows the physical properties of this film. The obtained porous resin film (cut to a width of 58 mm and a length of 1 m) was sandwiched between a positive electrode and a negative electrode of a lithium battery (negative electrode: lithium cobalt oxide, positive electrode: carbon, electrolyte solution: propylene carbonate), and rolled up. A lithium secondary battery was housed in a metal container having a length of 60 mm and a diameter of 15 mm.

【0039】得られた二次電池の組上げ時不良率、外部
短絡試験の結果を表1に示す。組上げ時不良率(%)
は、リチウム電池の正極と負極との間に多孔性樹脂膜を
挟み、ピン等で刺して保持しつつ巻き込むが、この際に
破膜を起す等して電池に組上げられなかった割合を百分
率で示したものである。外部短絡試験は、リチウム電池
に組み上げた後、電池の正極と負極を外部で短絡させ、
電池の状況を観察した結果である。
Table 1 shows the failure rate when the secondary battery was assembled and the result of an external short circuit test. Failure rate at assembly (%)
Is sandwiched between a positive electrode and a negative electrode of a lithium battery with a porous resin film pierced and held with a pin or the like. It is shown. External short circuit test, after assembling into a lithium battery, externally short-circuit the positive and negative electrodes of the battery,
It is the result of observing the state of the battery.

【0040】実施例2 実施例1において、幅500mm、ダイギャップ6.2
mmのTダイを使用し、ギャップでの線速度2.3cm
/min、引取り速度2.3m/min(Dr98.
8)の条件下で引取ることにより、膜厚0.055mm
のシートを作成した。かかる溶融変形において加えられ
た溶融変形率は約98.8であった。次いで、このシー
トを実施例1と同様にしてセリルアルコールを除去後、
熱処理して、28μの膜厚の多孔性樹脂膜を得た。この
膜の物性を表1に示した。得られた多孔性樹脂膜を実施
例1と同様にしてリチウム電池のセパレーターとして用
いた。
Example 2 In Example 1, the width was 500 mm and the die gap was 6.2.
mm T-die, linear velocity at gap 2.3cm
/ Min, take-up speed 2.3 m / min (Dr98.
8) The film thickness of 0.055 mm
Created a sheet. The melt deformation rate applied in such melt deformation was about 98.8. Then, after removing the seryl alcohol from this sheet in the same manner as in Example 1,
By heat treatment, a porous resin film having a thickness of 28 μ was obtained. Table 1 shows the physical properties of this film. The obtained porous resin film was used as a separator of a lithium battery in the same manner as in Example 1.

【0041】実施例3 融点138℃で、分子量(粘度平均)3×106 の超高
分子量ポリエチレン粉末30重量部とステアリルアルコ
ール70重量部をφ50mm押出機に供給して200℃
で混練しながら連続的にダイ直径50mm、ダイギャッ
プ4.5mmのインフレダイより押し出し、引取り速度
10m/min(ダイ温度180℃、ギャップでの線速
度25.4cm/min、Dr39.3)で引取り、ブ
ロー比(BUR)2.4にて溶融変形を加え、膜厚0.
043mmのシートを得た。本実施例で使用した樹脂組
成物の溶融密度は0.79g/cm3 で、押し出された
シートの固体密度は0.876g/cm3 であったの
で、かかる溶融変形において加えられた溶融変形率は約
94.4であった。このシートを60℃のイソプロピル
アルコール中に浸漬して、ステアリルアルコールを抽出
し、ついで実施例1と同様にして熱処理して膜厚24μ
の多孔性樹脂膜を得た。この膜の物性を表1に示した。
得られた多孔性樹脂膜を実施例1と同様にしてリチウム
電池のセパレーターとして用いた。試験の結果を表1に
示す。
Example 3 30 parts by weight of an ultrahigh molecular weight polyethylene powder having a melting point of 138 ° C. and a molecular weight (viscosity average) of 3 × 10 6 and 70 parts by weight of stearyl alcohol were fed to a φ50 mm extruder at 200 ° C.
While being kneaded, the material is continuously extruded from an inflation die having a die diameter of 50 mm and a die gap of 4.5 mm, and a take-up speed of 10 m / min (a die temperature of 180 ° C., a linear velocity in a gap of 25.4 cm / min, Dr.39.3). Take-up, melt deformation is applied at a blow ratio (BUR) of 2.4, and a film thickness of 0.
A sheet of 043 mm was obtained. Since the melt density of the resin composition used in this example was 0.79 g / cm 3 and the solid density of the extruded sheet was 0.876 g / cm 3 , the melt deformation rate applied in such melt deformation Was about 94.4. This sheet was immersed in isopropyl alcohol at 60 ° C. to extract stearyl alcohol, and then heat-treated in the same manner as in Example 1 to obtain a film having a thickness of 24 μm.
Was obtained. Table 1 shows the physical properties of this film.
The obtained porous resin film was used as a separator of a lithium battery in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the test results.

【0042】実施例4 実施例3において、ダイ直径40mm、ダイギャップ
0.28mmのインフレダイよりダイ温度170℃、D
r1.0、BUR5.5にて溶融変形(溶融変形率約
5.5)を加え、次いで実施例3と同様に可塑剤除去、
熱処理して膜厚28μの多孔性樹脂膜を得た。この膜の
物性を表1に示した。得られた多孔性樹脂膜を実施例1
と同様にしてリチウム電池のセパレーターとして用い
た。試験結果を表1に示す。
Example 4 In Example 3, a die temperature of 170 ° C. was obtained from an inflation die having a die diameter of 40 mm and a die gap of 0.28 mm.
r1.0, melt deformation at BUR 5.5 (melt deformation rate of about 5.5), then removal of plasticizer as in Example 3,
Heat treatment was performed to obtain a 28 μm-thick porous resin film. Table 1 shows the physical properties of this film. The obtained porous resin membrane was used in Example 1
It was used as a lithium battery separator in the same manner as described above. Table 1 shows the test results.

【0043】実施例5 実施例1において、Dr43、BUR1.1とするほか
は同様にして、膜厚60μの多孔性樹脂膜を得た。この
膜の物性を表1に示した。得られた多孔性樹脂膜を実施
例1と同様にしてリチウム電池のセパレーターとして用
いた。試験結果を表1に示す。
Example 5 A porous resin film having a thickness of 60 μm was obtained in the same manner as in Example 1 except that Dr43 and BUR1.1 were used. Table 1 shows the physical properties of this film. The obtained porous resin film was used as a separator of a lithium battery in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the test results.

【0044】実施例6 融点135℃で、分子量(粘度平均)2×106 の超高
分子量ポリエチレン粉末30重量部とセリルアルコール
70重量部をφ90mm押出機に供給して230℃で混
練しながら連続的に幅500mm、ダイギャップ3.5
mmのTダイより押し出し、樹脂組成物の温度を加熱ロ
ールおよび赤外線ヒーターで170℃に保持し、ピンテ
ンターでDr30.7で引取りながら、シート幅を12
50mmまで広げて溶融変形(溶融変形率76.7)し
た後、冷却し、膜厚40μのシートを得た。このシート
を実施例1と同様にしてセリルアルコールを除去し、熱
処理して膜厚20μの多孔性樹脂膜を得た。この膜の物
性を表1に示した。得られた多孔性樹脂膜を実施例1と
同様にしてリチウム電池のセパレーターとして用いた。
試験結果を表1に示す。
Example 6 30 parts by weight of ultrahigh molecular weight polyethylene powder having a melting point of 135 ° C. and a molecular weight (viscosity average) of 2 × 10 6 and 70 parts by weight of ceryl alcohol were fed into a φ90 mm extruder and continuously kneaded at 230 ° C. Width 500mm, Die gap 3.5
extruded from a T-die having a width of 12 mm, the temperature of the resin composition was maintained at 170 ° C. by a heating roll and an infrared heater, and the sheet width was reduced to 12 by drawing with a pin tenter at Dr30.7.
After being spread to 50 mm and melt-deformed (melt deformation rate 76.7), it was cooled to obtain a sheet having a thickness of 40 μm. Seryl alcohol was removed from this sheet in the same manner as in Example 1, and heat treatment was performed to obtain a 20 μm-thick porous resin film. Table 1 shows the physical properties of this film. The obtained porous resin film was used as a separator of a lithium battery in the same manner as in Example 1.
Table 1 shows the test results.

【0045】実施例7 実施例3において、押出機として50mmφの二軸押出
機を使用し、ダイ直径40mm、ダイギャップ5.6m
mのインフレダイよりダイ温度170℃、Dr17.
6、BUR5.5にて溶融変形(溶融変形率約96.
8)を加える以外は実施例3と同様にして厚さ52μm
のシートを得た。次いで実施例3と同様に可塑剤除去
し、ピンチローラ式の熱処理機で熱処理して膜厚28μ
の多孔性樹脂膜を得た。この膜のバブルポイント値は
5.5kgf/cm2 で、縦方向収縮応力は12gfで
あった。また他の物性を表1に示した。得られた多孔性
樹脂膜を実施例1と同様にしてリチウム電池のセパレー
ターとして用いた。試験結果を表1に示す。
Example 7 In Example 3, a 50 mmφ twin screw extruder was used as the extruder, and the die diameter was 40 mm and the die gap was 5.6 m.
m inflation die, die temperature 170 ° C, Dr17.
6. Melt deformation at BUR 5.5 (melt deformation rate about 96.
Except for adding 8), the thickness was 52 μm in the same manner as in Example 3.
Sheet was obtained. Next, the plasticizer was removed in the same manner as in Example 3, and heat treatment was performed using a heat treatment machine of a pinch roller type to obtain a film thickness of 28 μ
Was obtained. This film had a bubble point value of 5.5 kgf / cm 2 and a longitudinal shrinkage stress of 12 gf. Table 1 shows other physical properties. The obtained porous resin film was used as a separator of a lithium battery in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the test results.

【0046】実施例8 実施例7において、融点135℃で分子量2.5×10
6 の超高分子量ポリエチレン粉末25重量部とステアリ
ルアルコール75重量部と分子量3,500のポリエチ
レンワックス10重量部を押出機に供給する以外は同様
にして多孔性樹脂膜を得た、バブルポイント値は5.2
kgf/cm2 で、縦方向収縮応力は7gfであった。
リチウム電池のセパレーターとして用いた。試験結果を
表1に示す。
Example 8 In Example 7, the melting point was 135 ° C. and the molecular weight was 2.5 × 10
A porous resin film was obtained in the same manner except that 25 parts by weight of ultra-high molecular weight polyethylene powder of 6 , 6 parts by weight of stearyl alcohol and 10 parts by weight of polyethylene wax having a molecular weight of 3,500 were supplied to an extruder. 5.2
At kgf / cm 2 , the longitudinal shrinkage stress was 7 gf.
Used as a lithium battery separator. Table 1 shows the test results.

【0047】比較例1 市販のポリプロピレン製多孔膜(膜厚25μ、ピン刺し
強度376g(厚さ25μ当り)、透気度660sec
/100cc、熱閉塞温度177℃、熱破膜温度180
℃)を用いて実施例1と同様にして電池を組上げた。表
1に電池の性能を記す。
Comparative Example 1 A commercially available porous film made of polypropylene (film thickness 25 μ, pin puncture strength 376 g (per 25 μ thickness), air permeability 660 sec.
/ 100cc, thermal closure temperature 177 ° C, thermal rupture temperature 180
C), and a battery was assembled in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the battery performance.

【0048】比較例2 実施例1で用いたと同じ融点135℃、分子量(粘度平
均)2×106 の超高ポリエチレン粉末30重量部にセ
リルアルコール70重量部とを40mmφの二軸押出機
に供給して230℃で混練しながらダイ温度170℃で
幅500mmダイギャップ0.25mmのダイより連続
的に押出しドラフト率2.5でシート化した。シート厚
は85μであった。冷却後、実施例1と同様にしてセリ
ルアルコールを除去した後、ロール延伸機で2.0倍に
延伸(延伸温度125℃)して、膜厚30μの多孔性樹
脂成形体を得た。この成形体の物性及び実施例1と同様
にして電池とした試験結果を表1に示した。
Comparative Example 2 70 parts by weight of ceryl alcohol and 30 parts by weight of ultrahigh polyethylene powder having the same melting point of 135 ° C. and molecular weight (viscosity average) of 2 × 10 6 as used in Example 1 were fed to a 40 mmφ twin screw extruder. While kneading at 230 ° C., the mixture was continuously extruded from a die having a width of 500 mm and a die gap of 0.25 mm at a die temperature of 170 ° C. to form a sheet at a draft rate of 2.5. The sheet thickness was 85μ. After cooling, the ceryl alcohol was removed in the same manner as in Example 1, and then stretched 2.0 times (stretching temperature: 125 ° C.) using a roll stretching machine to obtain a 30 μm-thick porous resin molded body. Table 1 shows the physical properties of this molded product and the results of a test performed as a battery in the same manner as in Example 1.

【0049】比較例3 ダイギャップ0.16mm、シート厚を55μとする以
外は比較例2と同様にした。延伸はせず実施例1と同様
に熱処理を加え膜厚25μの多孔性樹脂成形体を得た。
この膜の物性及び実施例1と同様にして電池とした試験
結果を表1に示した。
Comparative Example 3 The procedure of Comparative Example 2 was repeated except that the die gap was 0.16 mm and the sheet thickness was 55 μm. Heat treatment was performed in the same manner as in Example 1 without stretching, to obtain a 25 μm-thick porous resin molded body.
Table 1 shows the physical properties of this film and the test results of a battery in the same manner as in Example 1.

【0050】[0050]

【表1】 [Table 1]

【0051】[0051]

【発明の効果】本発明のバッテリーセパレーターをリチ
ウム電池等の二次電池に用いれば、異常な加熱や、電池
自体が壊れること等が防止され、安全性の高い二次電池
が得られる。
When the battery separator of the present invention is used for a secondary battery such as a lithium battery, abnormal heating and breakage of the battery itself are prevented, and a highly safe secondary battery can be obtained.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 恭資 岡山県倉敷市潮通三丁目10番地 三菱化 成株式会社水島工場内 (72)発明者 宇佐見 康 岡山県倉敷市潮通三丁目10番地 三菱化 成株式会社水島工場内 (56)参考文献 特開 平3−203160(JP,A) 特開 平5−234578(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01M 2/14 - 2/18 H01M 6/14 - 6/16 H01M 10/40 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Kyosuke Watanabe 3-10 Ushidori, Kurashiki-shi, Okayama Prefecture Inside Mizushima Plant, Mitsubishi Kasei Co., Ltd. Address Mizushima Plant, Mitsubishi Chemical Corporation (56) References JP-A-3-203160 (JP, A) JP-A-5-234578 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB Name) H01M 2/14-2/18 H01M 6/14-6/16 H01M 10/40

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 粘度平均分子量が50万〜400万の超
高分子量ポリエチレンと、任意成分として前記超高分子
量ポリエチレンに対して100重量%以下の粘度平均分
子量が50万未満のポリエチレンとからなる多孔性フィ
ルムまたはシートであって、しかも、(a)厚さ10〜
100μm、(b)透気度20〜2,000秒/100
cc、(c)空孔率15〜80%、(d)ピン刺強度1
20g(膜厚25μm当り)以上、(e)熱閉塞温度9
0〜150℃および(f)熱破膜温度160℃以上の特
性を有する多孔性フィルムまたはシートから形成された
バッテリーセパレーター。
(1) a viscosity average molecular weight exceeding 500,000 to 4,000,000;
High molecular weight polyethylene and the above-mentioned superpolymer as an optional component
Amount of viscosity average of 100% by weight or less based on polyethylene
A porous film or sheet made of polyethylene having a molecular weight of less than 500,000 , and (a) a thickness of 10 to 10
100 μm, (b) air permeability 20 to 2,000 seconds / 100
cc, (c) porosity 15-80%, (d) pin puncture strength 1
20 g (per 25 μm of film thickness) or more, (e) heat closing temperature 9
A battery separator formed from a porous film or sheet having characteristics of 0 to 150 ° C and (f) a thermal rupture temperature of 160 ° C or higher.
【請求項2】 請求項1記載の多孔性フィルムまたはシ
ートの熱閉塞温度と熱破膜温度の差が30℃以上である
バッテリーセパレーター。
2. A battery separator according to claim 1, wherein the difference between the thermal blocking temperature and the thermal rupture temperature of the porous film or sheet according to claim 1 is 30 ° C. or more.
【請求項3】 請求項1又は2に記載の多孔性フィルム
またはシートのバブルポイント法によるバブルポイント
値が2〜8kgf/cm2 であるバッテリーセパレータ
ー。
3. The battery separator according to claim 1, wherein the bubble point value of the porous film or sheet according to the bubble point method is 2 to 8 kgf / cm 2 .
【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載の粘度平
均分子量が50万未満のポリエチレンが、ポリエチレン
ワックス、低密度ポリエチレン及び高密度ポリエチレ
ン、から選ばれるものであるバッテリーセパレーター。
4. A battery separator according to claim 1, wherein the polyethylene having a viscosity average molecular weight of less than 500,000 is selected from polyethylene wax, low density polyethylene and high density polyethylene.
【請求項5】 請求項1〜4のいずれかに記載のバッテ
リーセパレーターを組み込んでなるリチウム電池。
5. A lithium battery incorporating the battery separator according to claim 1 .
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