JP5230692B2 - Nonaqueous electrolyte battery separator - Google Patents

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Description

本発明は、非水電解質電池用セパレーターに関するものである。 The present invention is related to a separator for nonaqueous electrolyte batteries.

従来、小型の二次電池は、OA、FA、家電、通信機器等のポータブル電子機器用電源として幅広く使用されており、さらに機器に装備した場合に容積効率がよく、機器の小型化、軽量化につながることからリチウムイオン二次電池を使用したポータブル機器が増加している。
一方、大型の二次電池は、ロードレベリング、無停電電源(UPS)、電気自動車をはじめ、環境問題に関連する多くの分野に置いて研究開発が進められ、大容量、高出カ、高電圧、長期保存性に優れている点より、非水電解質二次電池の一種であるリチウムイオン二次電池の用途が広がっている。
Conventionally, small secondary batteries have been widely used as power sources for portable electronic devices such as OA, FA, home appliances, communication devices, etc., and when equipped with devices, they have good volumetric efficiency, making the devices smaller and lighter. Therefore, portable devices using lithium ion secondary batteries are increasing.
On the other hand, large secondary batteries are being researched and developed in many fields related to environmental issues such as load leveling, uninterruptible power supply (UPS), and electric vehicles, and have large capacity, high output, and high voltage. The use of lithium ion secondary batteries, which are a kind of non-aqueous electrolyte secondary battery, is expanding from the viewpoint of excellent long-term storage.

リチウムイオン二次電池の使用電圧は、通常、4.1から4.2Vを上限として設計されている。このような高電圧では、水溶液は電気分解を起こすので電解質として使うことができない。そのため、高電圧でも耐えられる電解質として、有機溶媒を使用した所謂、非水電解質が用いられている。
非水電解質用の溶媒としては、より多くのリチウムイオンを存在させることができる高誘電率有機溶媒が用いられ、該高誘電率有機溶媒としてポリプロピレンカーボネートやエチレンカーボネート等の有機炭酸エステルが使用されている。また、溶媒中でリチウムイオン源となる支持電解質として、6フッ化リン酸リチウム等の反応性の高い電解質を溶媒中に溶かして使用している。
上記非水電解質を用いた場合、水溶液からなる電解質と比較してセパレータに対する浸透性が遅くなり、言わば、初期の濡れ性が低下する。よって、非水電解質注入にかかる時間が長くかかり生産性が悪くなる問題がある。よって、常温で注入される非水電解質に対する濡れ性(浸透性)が良いセパレータが求められている。
The working voltage of a lithium ion secondary battery is usually designed with an upper limit of 4.1 to 4.2V. At such a high voltage, the aqueous solution causes electrolysis and cannot be used as an electrolyte. Therefore, a so-called non-aqueous electrolyte using an organic solvent is used as an electrolyte that can withstand a high voltage.
As the solvent for the nonaqueous electrolyte, a high dielectric constant organic solvent capable of causing more lithium ions to be present is used, and organic carbonates such as polypropylene carbonate and ethylene carbonate are used as the high dielectric constant organic solvent. Yes. Further, as a supporting electrolyte that becomes a lithium ion source in a solvent, a highly reactive electrolyte such as lithium hexafluorophosphate is dissolved in the solvent and used.
When the above non-aqueous electrolyte is used, the permeability to the separator is delayed as compared with an electrolyte made of an aqueous solution, so that the initial wettability is lowered. Therefore, there is a problem that it takes a long time to inject the nonaqueous electrolyte and the productivity is deteriorated. Therefore, a separator having good wettability (permeability) with respect to a non-aqueous electrolyte injected at room temperature is required.

また、リチウムイオン二次電池のセパレータは、正極と負極と直接接触させて介在させるために、内部短絡の防止の点から絶縁性が要求され、かつ、リチウムイオンの通路となる透気性と電解質の拡散・保持機能を付与するために微細孔構造とし、さらに、異常発熱時に孔を溶融・遮断するシャットダウン機能が要求される。
この安全性の観点から、高温(140〜160℃)状態になると、セパレータに開孔された微細な孔を閉塞し、その結果、電池内部のイオン伝導を遮断し、その後の電池内部の温度上昇を防止できるシャットダウン機能を具備したポリオレフィン系樹脂からなる微多孔膜を有するセパレータが提供されている。
しかし、シャットダウン後も何らかの理由で電池温度の上昇が続いてセパレータの耐熱温度を超えると、セパレータが溶融し、正極と負極との隔離性が著しく低下するため、電池内でショートが発生すると共に、最悪の場合に電池が発火する恐れがある。
In addition, since the separator of the lithium ion secondary battery is interposed in direct contact with the positive electrode and the negative electrode, insulation is required from the viewpoint of preventing an internal short circuit, and the permeability and electrolyte of the lithium ion passage are used. In order to provide a diffusion / holding function, a microporous structure is required, and a shutdown function is required to melt and block the holes when abnormal heat is generated.
From this safety point of view, when a high temperature (140 to 160 ° C.) state is reached, the fine holes opened in the separator are blocked, and as a result, ion conduction inside the battery is blocked, and the temperature inside the battery thereafter increases. There is provided a separator having a microporous film made of a polyolefin resin having a shutdown function capable of preventing the above.
However, if the battery temperature continues to rise for some reason after shutdown and exceeds the heat resistance temperature of the separator, the separator melts, and the separation between the positive electrode and the negative electrode is significantly reduced, causing a short circuit in the battery, In the worst case, the battery may ignite.

上記問題に対して、ポリオレフィン系樹脂と無機粉体または無機繊維とからなる混合物に対して、可塑剤として鉱物オイルが30〜70重量%配合された混練物からなる耐熱性に優れた無機質含有多孔膜のセパレータが、特開平10−50287号(特許文献1)で提供されている。
しかし、ポリオレフィン系樹脂と無機粉体を素材としてセパレータ用の多孔性フィルムを製造する際、上記ポリエチレン樹脂と無機粉体に大量の鉱物オイルからなる可塑剤を混合し、この混合物をシート状に成形する一次加工、該シートを延伸・圧延等して空孔を設ける二次加工を行った後に、配合している鉱物オイルを有機溶媒で抽出除去する工程が必要となり、この抽出工程で多量の有機溶剤等を使用すると共に工程数が増加する等、生産性が悪い問題がある。
In order to solve the above-mentioned problems, the inorganic-containing porous material having excellent heat resistance composed of a kneaded material containing 30 to 70% by weight of mineral oil as a plasticizer with respect to a mixture of polyolefin resin and inorganic powder or inorganic fiber. A membrane separator is provided in Japanese Patent Laid-Open No. 10-50287 (Patent Document 1).
However, when manufacturing porous films for separators using polyolefin resin and inorganic powder as raw materials, the polyethylene resin and inorganic powder are mixed with a plasticizer consisting of a large amount of mineral oil, and this mixture is formed into a sheet. After the primary processing to perform, secondary processing to stretch and roll the sheet to provide pores, a step of extracting and removing the blended mineral oil with an organic solvent is necessary. In this extraction step, a large amount of organic There is a problem that productivity is poor, such as using a solvent or the like and increasing the number of processes.

また、特開2001−164015号(特許文献2)には、ポリプロピレン系樹脂、充填剤及びアミド系可塑剤からなる多孔性フィルムが提供されている。
しかしながら、ポリプロピレンは融点が高く異常高温時での閉塞が困難で、シャットダウン機能を期待できない。よって、大容量の電池システム用のセパレーターとしては使用可能であるが、民生用電池のセパレーターとしては使用されていなのが現状である。
また、特許文献2に開示された多孔性フィルムは、ポリプロピレンを用いているため、均一な透過性を有するフィルムを作成することが困難で、フィルムを特定の厚みおよび特定の厚み精度に保持しにくい。よって、フィルムの厚さが均一になりにくいため、圧力が負荷された時に薄い部分が裂け易くなり絶縁性に問題がある。かつ、巻芯を用いて正極、セパレータおよび負極を渦巻状に捲回する際に、フィルムが裂け易いため切断が困難で安定して電池を製造することができない。
JP-A-2001-164015 (Patent Document 2) provides a porous film made of a polypropylene resin, a filler, and an amide plasticizer.
However, polypropylene has a high melting point and is difficult to block at an abnormally high temperature, and a shutdown function cannot be expected. Therefore, although it can be used as a separator for a large-capacity battery system, it is not currently used as a separator for consumer batteries.
Moreover, since the porous film disclosed in Patent Document 2 uses polypropylene, it is difficult to produce a film having uniform permeability, and it is difficult to maintain the film at a specific thickness and a specific thickness accuracy. . Therefore, since the thickness of the film is difficult to be uniform, a thin portion is easily torn when pressure is applied, and there is a problem in insulation. And when winding a positive electrode, a separator, and a negative electrode in a spiral shape using a winding core, since the film is easily torn, it is difficult to cut and a battery cannot be manufactured stably.

さらに、特開2003−82139(特許文献3)には、高密度ポリエチレン樹脂、炭酸カルシウム等からなる充填剤、分子量200〜500の脂肪族炭化水素または高級アルコール等の低分子量化合物の可塑剤とからなる樹脂組成物の混練物からシートを成形し、該シートを延伸して形成する多孔性フィルムが提供されている。
しかしながら、本発明者が追試した結果、上記可塑剤を用いた場合、均一な孔径を有するセパレーターを作ることが実際上困難、また、厚み精度も目的とする精度に制御することは非常に困難であった。そのため、円筒形、菱形または扁平形等の巻芯を用いて正極、セパレータおよび負極を重ねて渦巻状に捲回する際、所定のサイズに収めることができず、電池缶に収容出来なかったり、収容できても局所的に圧力がかかり短絡が発生する場合があった。
Furthermore, JP-A-2003-82139 (Patent Document 3) includes a high-density polyethylene resin, a filler made of calcium carbonate, and the like, and a plasticizer of a low molecular weight compound such as an aliphatic hydrocarbon having a molecular weight of 200 to 500 or a higher alcohol. There is provided a porous film formed by forming a sheet from the kneaded product of the resin composition and stretching the sheet.
However, as a result of further trial by the inventor, when the plasticizer is used, it is practically difficult to make a separator having a uniform pore diameter, and it is very difficult to control the thickness accuracy to the target accuracy. there were. Therefore, when winding the positive electrode, separator and negative electrode in a spiral shape using a cylindrical, rhombus or flat core, etc., it cannot be stored in a predetermined size and cannot be accommodated in a battery can, Even if it could be accommodated, there was a case where a short circuit occurred due to local pressure.

特開平10−50287号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-50287 特開2001−164015号公報JP 2001-164015 A 特開2003−82139号公報JP 2003-82139 A

本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、多孔性フィルムの厚みを最適範囲の厚みで均一に制御できると共に、セパレーターの含有する可塑剤の揮発により破裂する危険性がなく絶縁性を保持でき、かつ、電解質との濡れ性、保持性が良好である多孔性フィルムからなる非水電解質電池用セパレーターを提供することを課題としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and can uniformly control the thickness of the porous film within the optimum range of thickness, and maintains insulation without risk of rupture due to volatilization of the plasticizer contained in the separator. can, and wettability with the electrolytic membrane, retention is an object to provide a non-aqueous electrolyte battery separator comprising a porous film is good.

本発明者は、上記課題を解決するために、特に、フィルムの成形性、延伸性に影響を及ぼす可塑剤について鋭意検討した結果、25℃において液体(常温液体)でかつ沸点が140℃以上である可塑剤を用いると、成形するフィルムの厚さ精度を制御できると共に、揮発により破裂する危険性を無く絶縁性が高く、しかも、常温時における非水電解質との濡れ性も良くすることが出来る事を知見した。   In order to solve the above-mentioned problems, the present inventor has intensively studied a plasticizer that particularly affects the moldability and stretchability of the film. As a result, the present inventors have a liquid (room temperature liquid) at 25 ° C and a boiling point of 140 ° C or higher. When a certain plasticizer is used, the thickness accuracy of the film to be molded can be controlled, there is no risk of rupture due to volatilization, insulation is high, and wettability with a non-aqueous electrolyte at room temperature can be improved. I found out.

上記知見に基づき、本発明は、密度が0.94g/cm3以上、メルトフローレートが0.01〜1g/10分の高密度ポリエチレンからなる熱可塑性樹脂(A)と、フィラーからなる充填剤(B)として無機充填剤と、
25℃において液体で且つ沸点が140℃以上であり、かつ、25℃での動粘度が1000mm2/sec未満であるエステル化合物または液状シリコーンからなる可塑剤(C)とを、
上記熱可塑性樹脂(A)、充填剤(B)と可塑剤(C)の配合比が、(A)100質量部に対し、(B)50〜400質量部、(C)1〜30質量部で配合した樹脂組成物からなるフィルムで、該フィルムを縦方向に4.5倍および横方向に3.5〜4倍の延伸倍率の延伸により上記フィラーを起点とする空孔が設けられ、
1/1000mmのダイアルゲージにて、面内を不特定に30箇所測定し、その平均である厚みが30〜15ミクロンで、且つ厚みの最大値と最小値とが厚みの平均の±6〜20%とされている多孔性フィルムからなる非水電解質電池用セパレーターであって、
前記多孔性フィルムを1000Pa以下の状態で1時間放置し、フィルムを乾燥後、非水電解質の中に上記フィルムの下部を1cm漬けて、液面から液が5cm上昇するのにかかる時間が90〜200secであることを特徴とする非水電解質電池用セパレーターを提供している。
Based on the above findings, the present invention provides a filler comprising a thermoplastic resin (A) made of high-density polyethylene having a density of 0.94 g / cm 3 or more and a melt flow rate of 0.01 to 1 g / 10 min , and a filler. (B) as an inorganic filler;
A plasticizer (C) comprising an ester compound or a liquid silicone which is liquid at 25 ° C. and has a boiling point of 140 ° C. or higher and a kinematic viscosity at 25 ° C. of less than 1000 mm 2 / sec,
The blending ratio of the thermoplastic resin (A), the filler (B) and the plasticizer (C) is (B) 50 to 400 parts by mass, (C) 1 to 30 parts by mass with respect to (A) 100 parts by mass. In the film composed of the resin composition blended in, the film is provided with pores starting from the filler by stretching the film at a stretching ratio of 4.5 times in the longitudinal direction and 3.5 to 4 times in the transverse direction,
The thickness is 30 to 15 microns, the average thickness is 30 to 15 microns, and the maximum and minimum thicknesses are ± 6 to 20 of the average thickness. %, A separator for a non-aqueous electrolyte battery comprising a porous film,
The porous film is allowed to stand for 1 hour at a pressure of 1000 Pa or less, and after drying the film, the lower part of the film is immersed in 1 cm in a non-aqueous electrolyte, and the time required for the liquid to rise 5 cm from the liquid surface is 90 to 90 A separator for a non-aqueous electrolyte battery characterized by being 200 sec is provided.

上記可塑剤が25℃で液体とは、DSC(示差走査熱量測定)による測定で、溶融時の吸熱ピークが明確に25℃以下であるものであり、本発明の可塑剤は、且つ25℃の動粘度が1000m2/sec未満のものである。沸点140℃以上とは、140℃での動粘度が1000m2/sec未満、もしくは沸点が明確に140以上であるものと定義する。 The above-mentioned plasticizer is liquid at 25 ° C., which means that the endothermic peak at the time of melting is clearly 25 ° C. or less as measured by DSC (differential scanning calorimetry) , and the plasticizer of the present invention is 25 ° C. Have a kinematic viscosity of less than 1000 mm 2 / sec . The boiling point of 140 ° C. or higher, a kinematic viscosity at 140 ° C. defined below 100 0m m 2 / sec, or those having a boiling point of clear 140 ° C. or higher.

上記可塑剤として、25℃において液体で、沸点が140℃以上であり、且つ25℃の動粘度が1000mm 2 /sec未満のものを用いているのは、25℃で液体であると非水電解質と初期の濡れ性が高く、電解質注入の工程の時間短縮を可能できるからである。言い換えれば、可塑剤が25℃で固体であると初期の濡れ性が低下し、電解質注入工程に時間がかかることとなる。一方、可塑剤の沸点を140℃以上にしているのは、140℃未満の沸点とすると、140℃で液体でないものは、延伸加工時に熱可塑性樹脂の種類によっては軟化点まで加熱した時に、可塑剤が揮発して大きな空隙が発生し、微細孔を有する多孔性フィルムとして形成出来なくなるからである。 As the plasticizer, liquid at 25 ° C., boiling point Ri der 140 ° C. or higher, and 25 of kinematic viscosity ° C. is used of less than 1000 mm 2 / sec, the non-aqueous and is a liquid at 25 ° C. electrolyte and high initial wettability, because can enable time reduction of the electrolyte injection step. In other words, if the plasticizer is solid at 25 ° C., the initial wettability is lowered, and the electrolyte injection process takes time. On the other hand, if the boiling point of the plasticizer is 140 ° C. or higher, if the boiling point is less than 140 ° C., the one that is not liquid at 140 ° C. may be plasticized when heated to the softening point depending on the type of thermoplastic resin during stretching. This is because the agent volatilizes and large voids are generated, making it impossible to form a porous film having fine pores.

具体的には、上記濡れ性は、本発明の多孔性フィルムを1000Pa以下の状態で1時間放置し、フィルムを乾燥後、非水電解質の中にの中に上記フィルムの下部を1cm漬けて、液面から液が5cm上昇するのにかかる時間が90〜200secの範囲となるようにしている。   Specifically, the wettability is determined by leaving the porous film of the present invention at 1000 Pa or less for 1 hour, drying the film, and immersing the lower part of the film in a nonaqueous electrolyte by 1 cm. The time required for the liquid to rise 5 cm from the liquid surface is in the range of 90 to 200 sec.

また、上記のように、本発明の可塑剤は25℃での動粘度が1000mm2/sec未満である。
これは、25℃での動粘度が1000mm2/secをこえると常温での非水電解質の注入時にセパレータの濡れ性が悪くなるからである。なお、25℃での動粘度は好ましくは、500mm2/sec以下であり、1mm2/secが下限となる。
Further, as described above, soluble plasticizer of the present invention is Ru kinematic viscosity der less than 1000 mm 2 / sec at 25 ° C..
This is because if the kinematic viscosity at 25 ° C. exceeds 1000 mm 2 / sec, the wettability of the separator deteriorates when the nonaqueous electrolyte is injected at room temperature. The kinematic viscosity at 25 ° C. is preferably 500 mm 2 / sec or less, and 1 mm 2 / sec is the lower limit.

上記エステル化合物からなる可塑剤としては、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、γバレロラクトン、ジメチルスルホキシドの中から選択された少なくとも1種を含むことが好ましい。 The plasticizer consisting of the ester compound, propylene carbonate, butylene carbonate, gamma - butyrolactone, gamma - valerolactone, at least one selected from among dimethyl sulfoxide containing Mukoto are preferred.

なお、25℃において液体で且つ沸点が140℃以上で可塑剤として使用可能なものとして、上記エステル化合物および液状シリコーンのほか、アミド化合物脂肪酸、アルコール化合物、アミン化合物、エポキシ化合物、エーテル化合物、フッ素オイル、液状ポリエーテル類、液状ポリブテン類、液状ポリブタジエン類、カルボン酸類、スルホン酸塩、アミン塩、カルボン酸化合物、フッ素系化合物等も使用可能である。 さらに、「プラスチックス配合剤」(株式会社 大成社発行 昭和62年11月30日 第2版発行)のP29〜64の可塑剤の項目に記載され、P49からP50の表4と、P52〜P54の表6に列挙されている可塑剤(TCP、TOP,PS ESBO等)が使用可能である。但し、融点が25℃以上で沸点が140℃以上の可塑剤が使用できる。 As usable as a plasticizer in and boiling liquid at 25 ° C. is 140 ° C. or higher, the ester compounds and other liquid silicone, amide compounds fatty acids, alcohol compounds, amine compounds, epoxy compounds, ether compounds, off Tsu-containing oil, liquid polyethers, liquid polybutenes, liquid polybutadienes, carboxylic acids, sulfonic acid salts, amine salts, carboxylic acid compounds, fluorine-based compound or the like may be used. Furthermore, it is described in the items of plasticizers P29 to P64 of “Plastics compounding agent” (published by Taiseisha Co., Ltd., November 30, 1987, second edition), and Table 4 of P49 to P50, and P52 to P54. The plasticizers (TCP, TOP, PS ESBO, etc.) listed in Table 6 can be used. However, a plasticizer having a melting point of 25 ° C. or higher and a boiling point of 140 ° C. or higher can be used.

上記熱可塑性樹脂(A)として密度が0.94g/cm3以上、メルトフローレートが0.01〜1g/10分以下の高密度ポリエチレンを用い、該高密度ポリエチレンを熱可塑性樹脂(A)の成分100質量部中に50質量部以上を含む主成分としている。
上記高密度ポリエチレンは、成形するフィルムの剛性を所要に保持するために、密度0.94g/cm3以上で、さらに密度0.95g/cm3以上であることが好ましい。なお、上限は0.97g/cm3である。
また、上記高密度ポリエチレンは、成形するフィルムの強度を所要に保持するために、メルトフローレートが1g/10分以下、好ましくは0.6以下、よりこのましくは0.1以下である。メルトフローレートが1g/10分より大きいと3倍以上の延伸が難しくなり、得られる多孔性フィルムの強度が低下する。前記のように、下限は0.01/10分である。
A high density polyethylene having a density of 0.94 g / cm 3 or more and a melt flow rate of 0.01 to 1 g / 10 min or less is used as the thermoplastic resin (A), and the high density polyethylene is made of the thermoplastic resin (A). The main component contains 50 parts by mass or more in 100 parts by mass of the component.
The high-density polyethylene preferably has a density of 0.94 g / cm 3 or more, and more preferably a density of 0.95 g / cm 3 or more, in order to maintain the rigidity of the film to be molded. The upper limit is 0.97 g / cm 3 .
The high-density polyethylene has a melt flow rate of 1 g / 10 min or less, preferably 0.6 or less, more preferably 0.1 or less in order to maintain the strength of the film to be molded as required. When the melt flow rate is larger than 1 g / 10 min, stretching of 3 times or more becomes difficult, and the strength of the resulting porous film is lowered. As mentioned above, the lower limit is 0.01 / 10 minutes .

上記密度0.94g/cm以上、メルトフローレートが1g/10分以下の高密度ポリエチレンとして、ホモポリマーポリエチレン、或いはα−オレフインコモノマー含量が2モル%以下のコポリマーポリエチレンが挙げられ、特に、ホモポリマーポリエチレンが好ましい。なお、α−オレフインコモノマーの種類には特に制限はない。
また、高密度ポリエチレン樹脂を単独で用いても良いが、ポリオレフイン樹脂、フツ素樹脂、ポリスチレン、酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、アセクール樹脂、ポリカーボネート等の熱可塑性樹脂との混合物でも良い。
好ましくは、ポロプロピレン、低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、ポリブテン、プロピレンエチレンブロック共重合体、プロピレンエチレンランダム共重合体等が挙げられる。
Examples of the high-density polyethylene having a density of 0.94 g / cm 3 or more and a melt flow rate of 1 g / 10 min or less include homopolymer polyethylene and copolymer polyethylene having an α-olefin comonomer content of 2 mol% or less. Polymer polyethylene is preferred. In addition, there is no restriction | limiting in particular in the kind of alpha-olefin comonomer.
A high-density polyethylene resin may be used alone, but may be a mixture with a thermoplastic resin such as a polyolefin resin, a fluorine resin, polystyrene, a vinyl acetate resin, an acrylic resin, a polyamide resin, an acecour resin, or a polycarbonate.
Preferably, polypropylene, low density polyethylene, linear low density polyethylene, polybutene, propylene ethylene block copolymer, propylene ethylene random copolymer, and the like are used.

上記高密度ポリエチレンの重合触媒には特に制限はなく、チーグラー型触媒、フイリップス型触媒、カミンスキー型触媒等いずれのものでも良い。ポリエチレンの重合方法として、一段重合、二段重合、もしくはそれ以上の多段重合等があり、いずれの方法でもよい。   The polymerization catalyst for the high density polyethylene is not particularly limited, and may be any one such as a Ziegler type catalyst, a Phillips type catalyst, or a Kaminsky type catalyst. As a method for polymerizing polyethylene, there are one-stage polymerization, two-stage polymerization, and more than one multi-stage polymerization, and any method may be used.

上記フィラーからなる充填剤(B)として、無機充填剤を使用しているが、有機充填剤を組み合わせて使用出来る。
無機充填剤の例としては、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウムなどの炭酸塩、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸バリウムなどの硫酸塩、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウムなどの塩化物、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化チタン、シリカ等の酸化物のほか、クルク、クレー、マイカなどのケイ酸塩等が挙げられる。これらの中でも、硫酸バリウムが最も好ましい。
An inorganic filler is used as the filler (B) made of the filler, but an organic filler can be used in combination.
Examples of inorganic fillers include carbonates such as calcium carbonate, magnesium carbonate and barium carbonate, sulfates such as calcium sulfate, magnesium sulfate and barium sulfate, chlorides such as sodium chloride, calcium chloride and magnesium chloride, calcium oxide, In addition to oxides such as magnesium oxide, zinc oxide, titanium oxide, and silica, silicates such as kuruku, clay, and mica may be used. Of these, barium sulfate is most preferred.

また、上記無機充填剤は樹脂中の分散性向上のため、表面処理剤で無機充填剤の表面を被覆して疎水化してもかまわない。この表面処理剤としては例えば、ステアリン酸、ラウリル酸等の高級脂肪酸またはそれらの金属塩を挙げることができる。   The inorganic filler may be hydrophobized by coating the surface of the inorganic filler with a surface treatment agent in order to improve dispersibility in the resin. Examples of the surface treatment agent include higher fatty acids such as stearic acid and lauric acid, and metal salts thereof.

機充填剤を組み合わせる場合では、延伸温度において充填剤が溶融しないように、高密度ポリエチレンを主とする熱可塑性樹脂の融点よりも高い樹脂粒子が好ましく、ゲル分が4〜10%程度の架橋した樹脂粒子がさらに好ましい。
有機充填剤の例としては、超高分子量ポリエチレン、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルフイド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、メラミン、ベンゾグアナミンなどの熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂が挙げられ、これらの中でも、特に架橋させたポリスチレンなどが好ましい。
In the case of combining the organic filler so as not to melt the filler in the stretching temperature, high resin particles is favored over the melting point of the thermoplastic resin composed mainly of high-density polyethylene, a gel fraction of about 4% to 10% Cross-linked resin particles are more preferable.
Examples of organic fillers, ultra high molecular weight polyethylene, polystyrene, polymethyl methacrylate, polycarbonate, polyethylene terephthalate, polybutenyl Chi terephthalate, polyphenylene off § id, polysulfone, polyether sulfone, polyether ether ketone, polytetrafluoroethylene, Examples thereof include thermoplastic resins such as polyimide, polyetherimide, melamine, and benzoguanamine, and thermosetting resins. Among these, crosslinked polystyrene is particularly preferable.

上記フィラーからなる無機充填剤の平均粒径は、0.1〜25μm程度、好ましくは0.5〜5μm程度である。平均粒径が0.1μm未満の場合には、充填剤同士の凝集により分散性が低下して延伸むらを引き起こすとともに、熱可塑性樹脂と充填剤との界面の接触面積が増大して、延伸による界面剥離が難しく、多孔化が困難になりやすい。一方、平均粒径が25μmを超えると、フィルムを薄くすることが困難となるのに加え、フィルムの機械的強度が低下する。
前記した理由より、本発明で用いるフィラーからなる充填剤としては、平均粒径0.1〜25μmの硫酸バリウムあるいは炭酸カルシウムが最も好適に用いられる。
The average particle size of the inorganic filler composed of the filler is about 0.1 to 25 μm, preferably about 0.5 to 5 μm. When the average particle size is less than 0.1 μm, the dispersibility is reduced due to the aggregation of the fillers, causing uneven stretching, and the contact area at the interface between the thermoplastic resin and the filler is increased. Interfacial peeling is difficult and porosity is likely to be difficult. On the other hand, when the average particle size exceeds 25 μm, it becomes difficult to make the film thin, and the mechanical strength of the film is lowered.
For the reasons described above, barium sulfate or calcium carbonate having an average particle size of 0.1 to 25 μm is most preferably used as the filler comprising the filler used in the present invention.

上記のように、熱可塑性樹脂(A)、充填剤(B)と可塑剤(C)は、その配合比が、(A)100質量部に対し、(B)50〜400質量部、(C)1〜30質量部である。 上記配合比としているのは、充填剤が50質量部未満の場合、目的とする良好な通気性が発現されにくくなり、外観、風合いも悪くなり易いからである。一方、充填剤が400質量部を超えるとフィルム成形の際に、樹脂焼けなど工程上の不具合を起こしやすくなるだけでなく、フィルム強度も大幅に低下することによる。
可塑剤は1質量部未満であると、目的とする良好な延伸性が発現されにくくなり、外観、風合いも悪くなりやすい。一方、30質量部を超えるとフィルム成形の際、樹脂焼けなど工程上の不具合を起こしやすくなるからである。
より好ましくは、熱可塑性樹脂(A)100質量部に対し、充填剤が50〜300質量部、可塑剤が1〜20量部である。
As described above, the thermoplastic resin (A), the filler (B) and a plasticizer (C), the blending ratio relative to 100 parts by weight of (A), (B) 50 to 400 parts by weight, (C ) 1 to 30 parts by mass . The reason why the blending ratio is set is that when the filler is less than 50 parts by mass, the desired good air permeability is hardly exhibited, and the appearance and the texture are liable to deteriorate. On the other hand, when the filler exceeds 400 parts by mass, not only does it easily cause problems in the process such as resin burning, but also the film strength is greatly reduced.
When the plasticizer is less than 1 part by mass, the desired good stretchability is hardly exhibited, and the appearance and texture are liable to deteriorate. On the other hand, if the amount exceeds 30 parts by mass, problems during the process such as resin burning are likely to occur during film formation.
More preferably, with respect to the thermoplastic resin (A) 100 parts by mass of the filler is 50 to 300 parts by weight, a plasticizer from 1 to 20 mass parts.

さらに、本発明の多孔性フィルムでは、一般に樹脂組成物に配合される添加剤、例えば、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、中和剤、防曇剤、アンチブロッキング剤、帯電防止剤、スリップ剤、着色剤等を、多孔性フィルムの特性を損なわない程度の範囲で配合してもよい。
具体的には、前記「プラスチックス配合剤」のP154〜P158に記載されている酸化防止剤、P178〜P182に記載されている紫外線吸収剤、P271〜P275に記載されている帯電防止剤としての界面活性剤、P283〜294に記載されている滑剤が必要に応じて適宜に配合される。
Furthermore, in the porous film of the present invention, additives generally blended in the resin composition, for example, antioxidants, heat stabilizers, light stabilizers, ultraviolet absorbers, neutralizers, antifogging agents, antiblocking agents. In addition, an antistatic agent, a slip agent, a colorant, and the like may be blended within a range that does not impair the characteristics of the porous film.
Specifically, as the antioxidant described in P154 to P158 of the “plastics compounding agent”, the ultraviolet absorber described in P178 to P182, and the antistatic agent described in P271 to P275. A surfactant and a lubricant described in P283 to 294 are appropriately blended as necessary.

本発明の非水電解質電池用セパレーターとして用いる多孔性フィルムは、前記したように、上記樹脂組成物の溶融混練物をフィルムとして成形加工し、成形されたフィルムを延伸により上記フィラーを起点とする空孔を設け、1/1000mmのダイアルゲージにて、面内を不特定に30箇所測定し、その平均である厚みが30〜15ミクロンで、且つ厚みの最大値と最小値とが厚みの平均の±6〜20%とされている。 As described above, the porous film used as the separator for a non-aqueous electrolyte battery of the present invention is formed by processing the melt-kneaded product of the resin composition as a film, and the formed film is stretched to be an empty space starting from the filler. A hole is provided, and an in-plane measurement is performed at 30 locations with a dial gauge of 1/1000 mm. The average thickness is 30 to 15 microns, and the maximum and minimum thicknesses are the average thickness. ± 6 to 20%.

多孔性フィルムの厚さは、上記熱可塑性樹脂(A)、充填剤(B)、可塑剤(C)の配合量、種類、延伸条件(延伸倍率、延伸温度等)によって自由に調整できる。
本発明の多孔性フィルムは充填剤(B)配合が少ない場合と比較して、充填剤(B)を熱可塑性樹脂(A)の50〜400質量部と比較的大量に充填しているため、強度が比較的低くなるため、厚みと厚み精度を十分に制御することが重要となる。
The thickness of the porous film can be freely adjusted by the blending amount, type and stretching conditions (stretching ratio, stretching temperature, etc.) of the thermoplastic resin (A), filler (B), and plasticizer (C).
Porous fill beam of the present invention as compared to the case formulation with less filler (B), relatively large amounts filled with 50 to 400 parts by weight of filler (B) a thermoplastic resin (A) Therefore, since the strength is relatively low, it is important to sufficiently control the thickness and thickness accuracy.

そのため、上記した条件等を種々変化させることにより、多孔性フィルムの厚みを、前記したように、30〜15μmの範囲に設定している。これは、厚みが15μm未満であるとフィルムが破れやすくなり、一方、30μmを越えると電池用セパレータとして巻回し、同じ巻き径にする際、電池面積が小さくなり、電池容量が小さくなりためである。
また、厚み振れは、前記したように、厚みの最大値と最小値とが厚みの平均の±6〜20%としている。これは±20%を越えると、セパレータとして巻回した時に部分的に圧力がかかり、セパレータの絶縁性が低下するためである。
Therefore, the thickness of the porous film is set in the range of 30 to 15 μm as described above by changing the above-described conditions and the like. This is because if the thickness is less than 15 μm, the film tends to be torn, whereas if it exceeds 30 μm, it is wound as a battery separator, and when the same winding diameter is used, the battery area is reduced and the battery capacity is reduced. It is.
In addition, as described above, the maximum thickness and the minimum value of thickness fluctuation are ± 6 to 20% of the average thickness. This is because if it exceeds ± 20 %, pressure is partially applied when wound as a separator, and the insulating properties of the separator are lowered.

上記多孔性フィルムの厚みは、前述したように、1/1000mmのダイアルゲージにて、面内を不特定に30箇所測定し、その平均を厚みとしている。
また、厚み精度は、(最大厚み若しくは最小厚みー平均厚み)/平均厚み×100(%)の厚みの振れで表している。
The thickness of the porous film, as described above, in 1/1000 mm dial gauge, the in-plane measured 30 points in unspecified, and the average the thickness.
In addition, the thickness accuracy is represented by a deflection of a thickness of (maximum thickness or minimum thickness−average thickness) / average thickness × 100 (%).

上記多孔性フィルムの延伸により形成される空孔は、三次元網状としフィルムの両面開口に連通させ、気体、水蒸気は透過可能とし、液滴は透過不可としている。詳細には空孔径は0.3μm以下とし100〜3000μmの水滴は透過させず、00004μm程度の水蒸気は透過可能としいる。こうして得られるフィルムは、非水電解質電池用セパレーターとして好適に使用でき、良好な非水電解質電池が得られる。 The pores formed by stretching the porous film have a three-dimensional network shape and are communicated with the openings on both sides of the film so that gas and water vapor can be transmitted and liquid droplets cannot be transmitted. Specifically, the pore diameter is 0.3 μm or less and water droplets of 100 to 3000 μm are not allowed to pass through . Water vapor of about 0004 μm can be transmitted. The film thus obtained can be suitably used as a separator for a nonaqueous electrolyte battery, and a good nonaqueous electrolyte battery can be obtained.

上記多孔性フルムからなる電池用セパレーターの透気度[sec/100cc]は50以上500以下であり、好ましくは100〜500[sec/100cc]としている。これは、透気度を50[sec/100cc]未満とすると、電解質の含浸性・保持性が低下して、二次電池の容量が低くなったり、サイクル性が低下する恐れがあるためである。一方、透気度が500〔sec/100cc〕を超えると、イオン伝導性が低くなり、非水電解質電池用セパレータとして用いた場合、十分な電池特性を得ることができないためである。
より好ましくは100〔sec/100cc〕〜300〔sec/100cc〕である。
上記透気度(ガーレ値)はJIS P8117に準拠して気度を(秒/100cc)測定している。
The air permeability of the porous full I consists Lum cell separator over [sec / 100 cc] is 50 or more 500 or less, preferably set to 100~500 [sec / 100cc]. This is because if the air permeability is less than 50 [sec / 100 cc], the impregnation and retention of the electrolyte may be reduced, and the capacity of the secondary battery may be reduced, and the cycle performance may be reduced. . On the other hand, if the air permeability exceeds 500 [sec / 100 cc], the ion conductivity is lowered, and sufficient battery characteristics cannot be obtained when used as a separator for a non-aqueous electrolyte battery.
More preferably, it is 100 [sec / 100cc]-300 [sec / 100cc].
The air permeability (Gurley value) is in conformity with JIS P8117 was measured air permeability (sec / 100 cc).

本発明の非水電解質電池用セパレーターとして用いる多孔性フィルムの製造方法は、熱可塑性樹脂はパウダーあるいはペレット状、充填材はパウダー、可塑剤は液状、延伸補助財はペレット状として、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー、タンブラー型ミキサー等の粉体混合機で混合し、1軸あるいは2軸混練機、ニーダー等で加熱混練し、ペレット化して造粒する。このペレットはサイロ、ホッパーフレコン等の原料を保存する設備、容器に一時的に保存しておいても良い。
その後、ペレットを熱可塑性樹脂の融点以上、好ましくは融点+20℃以上で分解温度未満の温度条件下において押出成形機等を用いて溶融、製膜することによりフィルムを得ている。具体的にはTダイ成形、カレンダー成形、プレス成形等が挙げられる。なお、ペレット化せずに直接成型機で製膜することも出来る。
上記成形されるフィルムの厚さは延伸性等を損なわない範囲で適時選択できるが、0.02〜2mmの範囲内が好ましい。
The method for producing a porous film used as a separator for a non-aqueous electrolyte battery according to the present invention includes a thermoplastic resin as powder or pellets, a filler as powder, a plasticizer as liquid, a stretching aid as pellets, a Henschel mixer, a super The mixture is mixed with a powder mixer such as a mixer or tumbler mixer, heated and kneaded with a single or twin screw kneader, a kneader, etc., pelletized and granulated. The pellets may be temporarily stored in equipment or containers for storing raw materials such as silos and hopper flexible containers.
Thereafter, the pellet is melted and formed into a film using an extruder or the like under a temperature condition that is equal to or higher than the melting point of the thermoplastic resin, preferably higher than the melting point + 20 ° C. and lower than the decomposition temperature. Specific examples include T-die molding, calendar molding, and press molding. In addition, it can also form into a film directly with a molding machine, without pelletizing.
The thickness of the film to be molded can be selected as appropriate as long as the stretchability and the like are not impaired, but is preferably in the range of 0.02 to 2 mm.

上記成形された樹脂フィルムをロール延伸、テンター延伸、同時2軸延伸、圧延等の方法により、上樹脂の軟化点(JIS K6760による測定値)付近で少なくとも1軸方向の延伸(1軸延伸)、好ましくはフィルム長手方向の縦方向と直交す横方向の2軸方向の延伸(2軸延伸)している。
上記延伸により熱可塑性樹脂と充填剤との界面を剥離させることにより30〜15μmの厚さの多孔性フィルムを得ている。なお、開孔径を安定させるために、延伸後に熱処理してもよい。
Stretching at least uniaxial direction (uniaxial stretching) near the softening point of the upper resin (measured according to JIS K6760) by roll stretching, tenter stretching, simultaneous biaxial stretching, rolling, etc. Preferably, the film is stretched in the biaxial direction in the transverse direction perpendicular to the longitudinal direction of the film longitudinal direction (biaxial stretching).
A porous film having a thickness of 30 to 15 μm is obtained by peeling the interface between the thermoplastic resin and the filler by the above stretching. In addition, in order to stabilize an aperture diameter, you may heat-process after extending | stretching.

上記延伸倍率は、延伸時のフィルムの破れ、得られるフィルムの透気度、フィルムの硬さ等に対応させている。倍率が高すぎても低すぎても好ましくなく、かかる観点から2軸延伸とした場合、本発明では電池用セパレーターとして用いるフィルムでは、縦方向の延伸倍率は4.5倍横方向の延伸倍率は3.5〜4倍の延伸倍率としている。 The stretching ratio corresponds to the tearing of the film during stretching, the air permeability of the obtained film, the hardness of the film, and the like. Magnification not preferable be too low or too high, if the From this point of view the biaxial stretching, the film used as a separator for batteries in the present invention, the stretch ratio in the longitudinal Direction 4.5 times, transverse stretching The magnification is a draw ratio of 3.5 to 4 times .

上記した本発明の多孔性フィルムは、厚みが30〜15μmで薄く、かつ、厚みの最大値と最小値とが厚みの平均の±6〜20%と厚さの均一化が図られている一方、透気性が50〜00〔sec/100cc〕であるため、従来存在しなかった均一な厚さと透気度を有するセパレーターを実現できる。 The above-described porous film of the present invention is thin with a thickness of 30 to 15 μm, and the maximum value and the minimum value of the thickness are ± 6 to 20% of the average thickness, and the thickness is made uniform. Meanwhile, since air permeability is 50 to 5 00 [sec / 100 cc], can be realized separator having a uniform thickness and air permeability that did not exist conventionally.

上述した如く本発明に係わる非水電解質電池用セパレーターの多孔性フィルムは、厚さを15〜30μmと薄くしながら厚み精度が高められ、厚さを略均一に保持できるため、電池用セパレータとして正極板と負極板の間に介在させて渦巻き状に巻回して電池缶内に収容したとき、セパレータに局部的に負荷がかかることを抑制でき、その結果、セパレータの破損等が防止でき絶縁性を確実に保持することができる。かつ、セパレータの厚さを薄くしているため電池缶内への正極板、負極板の充填量を増加でき、電池容量を高めることができる。
さらに、25℃で液体である可塑剤を配合しているため、電池缶内に収容した後に、非水電解質が注入された時、該非水電解質の濡れ性が高めることができ、その結果、非水電解質の注入時間を短縮して生産性を高めることができる。
さらにまた、適性な透気性を保持する微細孔構造を持たせるために延伸法を採用しているため製造コストも安価でできる等の種々の利点を有する。
As described above, the porous film of the nonaqueous electrolyte battery separator according to the present invention has a thickness accuracy as high as 15-30 μm and can maintain the thickness substantially uniformly. When it is wound between a positive electrode plate and a negative electrode plate in a spiral shape and accommodated in a battery can, it is possible to prevent the separator from being locally loaded. As a result, it is possible to prevent damage to the separator and ensure insulation. Can be held in. And since the thickness of a separator is made thin, the filling amount of the positive electrode plate in a battery can and a negative electrode plate can be increased, and battery capacity can be raised.
Furthermore, since a plasticizer that is liquid at 25 ° C. is blended, when the non-aqueous electrolyte is injected after being accommodated in the battery can, the wettability of the non-aqueous electrolyte can be improved. Productivity can be increased by shortening the time of water electrolyte injection.
Furthermore, since a stretching method is employed to provide a fine pore structure that maintains appropriate air permeability, there are various advantages such as low manufacturing costs.

本発明の非水電解質電池用セパレーターの多孔性フィルムの断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of the porous film of the separator for nonaqueous electrolyte batteries of this invention . 延伸による孔が形成される方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the method in which the hole by extending | stretching is formed. 電池内でのセパレータを示す一部破断斜視図である。It is a partially broken perspective view which shows the separator in a battery.

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。
図1は本発明の非水電解質電池用セパレーターの多孔性フィルムの断面模式図であり、多孔性フィルム1は三次元網状の空孔1aを備え、該空孔1aは多孔性フィルムの両面1b、1cに連通し、多孔性フィルムの透気度は50〜500[sec/100cc]の範囲内としている。
多孔性フィルム1aの厚さは15〜30μm、かつ、厚みの振れを平均厚さの±6〜20%としている。
Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a porous film of a separator for a nonaqueous electrolyte battery according to the present invention . The porous film 1 includes three-dimensional network-like pores 1a, and the pores 1a are formed on both sides 1b of the porous film. The air permeability of the porous film is in the range of 50 to 500 [sec / 100 cc].
The thickness of the porous film 1a is 15 to 30 μm, and the thickness fluctuation is ± 6 to 20% of the average thickness.

上記多孔性フィルムは、原料として、熱可塑性樹脂として密度0.95g/cm3以上で且つメルトフローレートが0.01〜1g/10分以下である高密度ポリエチレンを用い、充填剤として粒径0.1〜25μmの硫酸バリウムを用い、可塑剤として25℃で液体で且つ沸点が140℃以上で、25℃での動粘度が1000mm2/sec未満であるプロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、ジメチルスルホキシドあるいは液状シリコーンを用いている。 The porous film uses, as a raw material, high density polyethylene having a density of 0.95 g / cm 3 or more as a thermoplastic resin and a melt flow rate of 0.01 to 1 g / 10 min or less, and a particle size of 0 as a filler. Propylene carbonate, butylene carbonate, γ-butyrolactone, which is liquid at 25 ° C. and has a boiling point of 140 ° C. or higher and a kinematic viscosity at 25 ° C. of less than 1000 mm 2 / sec, using barium sulfate of 1 to 25 μm, γ-valerolactone, dimethyl sulfoxide or liquid silicone is used.

配合比は、上記高密度ポリエチレンからなる熱可塑性樹脂100質量部に対して充填剤は50〜400質量部(実施形態では100〜150質量部)、可塑剤は1〜30質量部(実施形態では5〜10質量部)配合している。   The blending ratio is 50 to 400 parts by mass (100 to 150 parts by mass in the embodiment) for the filler and 1 to 30 parts by mass (in the embodiment for the plasticizer) with respect to 100 parts by mass of the thermoplastic resin made of the high-density polyethylene. 5 to 10 parts by mass).

上記原料を混合、混練して充填剤を樹脂中に分散させている。この混練物を所要温度で加熱して溶融した後、Tダイで成形してフィルムを成形している。得られたフィルムの厚さは0.02〜2mmとしている。
このフィルムを2軸延伸機で、まず、フィルムの長手方向(縦方向)に延伸倍率4.5倍で延伸し、ついで、長手方向と直交方向(横方向)に延伸倍率4倍で延伸している。
上記縦・横方向の2軸延伸で、図2に示すように、樹脂11中に充填剤12が分散されているフィルム10は、樹脂11と充填剤12との界面で剥離が生じ、この剥離した部分を空孔1aとして、多孔性フィルム1を得ている。其の際、多孔性フィルム1の厚さは前記したように15〜30μmで、厚さの振れが±6〜20%となっている。
上記多孔性フィルム1は、連続材からなるフィルム10を連続的に2軸延伸することで、連続材として得られ、コイル状に巻き取っている。
The above raw materials are mixed and kneaded to disperse the filler in the resin. The kneaded material is heated and melted at a required temperature, and then molded with a T-die to form a film. The thickness of the obtained film is 0.02 to 2 mm.
This film was first stretched at a stretch ratio of 4.5 times in the longitudinal direction (longitudinal direction) of the film with a biaxial stretching machine, and then stretched at a stretch ratio of 4 times in the direction perpendicular to the longitudinal direction (transverse direction). Yes.
As shown in FIG. 2, the film 10 in which the filler 12 is dispersed in the resin 11 is peeled off at the interface between the resin 11 and the filler 12 as shown in FIG. The porous film 1 is obtained by using the hole 1a as the hole. At that time, the thickness of the porous film 1 is 15 to 30 μm as described above, and the thickness fluctuation is ± 6 to 20% .
The porous film 1 is obtained as a continuous material by continuously biaxially stretching a film 10 made of a continuous material, and is wound in a coil shape.

得られた多孔性フィルム1を、本実施形態では、所要長さに切断して非水電解質電池用のセパレータ1’としている。
セパレータ1’は図3に示す円筒型のリチウム二次電池20の内部に、正極板21と負極板22との間に介在させて渦巻き状に巻回して収容している。
In the present embodiment, the obtained porous film 1 is cut into a required length to form a separator 1 ′ for a nonaqueous electrolyte battery.
The separator 1 ′ is housed inside the cylindrical lithium secondary battery 20 shown in FIG. 3 by being interposed between the positive electrode plate 21 and the negative electrode plate 22 and spirally wound.

詳しくは、電解質としては、例えば、リチウム塩を電解質とし、これを有機溶媒に溶解した電解質が用いられる。有機溶媒としては、特に限定されるものではないが、たとえば、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、プチレンカーボネート、γ−プチロラクトン、γ−バレロラクトン、ジメチルカーボネート、プロピオン酸メチル、酢酸プチルなどのエステル頼、アセトニトリル等のニトリル頼、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジメトキシメタン、ジメトキシプロパン、1,3−ジオキソラン、テトラヒドロフラン、2一メチルテトラヒドロフラン、4−メチルー1,3一ジオキソランなどのエーテル類、さらにはスルフオランなどの単独、もしくは二種類以上の混合溶媒が使用できる。   Specifically, as the electrolyte, for example, an electrolyte in which a lithium salt is used as an electrolyte and is dissolved in an organic solvent is used. The organic solvent is not particularly limited. For example, propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, γ-ptyrolactone, γ-valerolactone, dimethyl carbonate, methyl propionate, propyl acetate, and the like, acetonitrile Nitriles such as 1,2-dimethoxyethane, 1,2-dimethoxymethane, dimethoxypropane, 1,3-dioxolane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 4-methyl-1,3-dioxolane, and the like, and Single or two or more kinds of mixed solvents such as sulfolan can be used.

本実施形態では、エチレンカーボネートが1質量部に対してメチルエチルカーボネートを2質量部の混合溶媒中にL1PF6を1.4モル/リットルの割合で溶解した電解質を調整している。   In the present embodiment, an electrolyte is prepared by dissolving L1PF6 at a ratio of 1.4 mol / liter in a mixed solvent of 2 parts by mass of methyl ethyl carbonate with respect to 1 part by mass of ethylene carbonate.

負極としてはアルカリ金属またはアルカリ金属を含む化合物をステンレス銅製網などの集電材料と一体化したものが用いられる。その際、アルカリ金属として、例えばリチウム、ナトリウム、カリウムなどが挙げられる。
上記アルカリ金属を含む化合物としては、例えばアルカリ金属とアルミニウム、鉛、インジウム、カリウム、カドミウム、スズ、マグネシウムなどの合金、さらにはアルカリ金属と炭素材料との化合物、低電位のアルカリ金属と金属酸化物、硫化物との化合物などが挙げられる。
負極に炭素材料を用いる場合、炭素材料としては、リチウムイオンをドープ、脱ドープできるものであればよく、例えば、黒鉛、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物の焼成体、メソカーボンマイクロビーズ、炭素繊維、活性炭などを用いることができる。
As the negative electrode, a material in which an alkali metal or a compound containing an alkali metal is integrated with a current collecting material such as a stainless copper net is used. At that time, examples of the alkali metal include lithium, sodium, and potassium.
Examples of the compound containing an alkali metal include an alloy of an alkali metal and aluminum, lead, indium, potassium, cadmium, tin and magnesium, a compound of an alkali metal and a carbon material, a low potential alkali metal and a metal oxide, and the like. And compounds with sulfides.
When a carbon material is used for the negative electrode, the carbon material may be any material that can be doped and dedoped with lithium ions. For example, graphite, pyrolytic carbons, cokes, glassy carbons, and firing organic polymer compounds Bodies, mesocarbon microbeads, carbon fibers, activated carbon, and the like can be used.

本実施形態では、負極板22は、平均粒径10μmの炭素材料を、フッ化ビニリデンをN−メチルピロリドンに溶解させた溶液と混合してスラリーにした。この負極合剤スラリーを70メッシュの網を通過させて大きなものを取り除いた後、厚さ18μmの帯状の銅箔からなる負極集電体の両面に均一に塗布して乾燥し、その後、ロールプレス機により圧縮成形し切断し、帯状の負極板としている。   In this embodiment, the negative electrode plate 22 was made into a slurry by mixing a carbon material having an average particle diameter of 10 μm with a solution in which vinylidene fluoride was dissolved in N-methylpyrrolidone. This negative electrode mixture slurry was passed through a 70-mesh net to remove large particles, and then uniformly applied to both sides of a negative electrode current collector made of a strip-shaped copper foil having a thickness of 18 μm and dried. A belt-shaped negative electrode plate is formed by compression molding and cutting with a machine.

正極としては、例えばリチウムコバルト酸化物、リチウムニッケル酸化物、リチウムマンガン酸化物、二酸化マンガン、五酸化バナジウム、クロム酸化物、などの金属酸化物、二硫化モリブデンなどの金属窒化物などが活物質として用いられる。これらの正極活物質に導電助剤やポリテトラフルオロエチレンなどの結着剤などを適宜添加した合剤を、ステンレス銅製網などの集電材料を芯材として成形体に仕上げたものが用いられる。   As the positive electrode, for example, a metal oxide such as lithium cobalt oxide, lithium nickel oxide, lithium manganese oxide, manganese dioxide, vanadium pentoxide, or chromium oxide, or a metal nitride such as molybdenum disulfide is used as an active material. Used. A mixture obtained by appropriately adding a conductive additive or a binder such as polytetrafluoroethylene to these positive electrode active materials and using a current collector material such as a stainless steel net as a core material is used.

本実施形態では、正極板21は、リチウムコバルト酸化物(LiCoO2)に導電助剤としてリン状黒鉛を重量比90:5で加えて混合し、この混合物と、ポリフッ化ビニリデンをN−メチルピロリドンに溶解させた溶液とを混合してスラリーにした。この正極合剤スラリーを70メッシュの網を通過させて大きなものを取り除いた後、厚さ20μmのアルミニウム箔からなる正極集電体の両面に均一に塗布して乾燥し、その後、ロールプレス機により圧縮成形した後、切断し、帯状の正極板としている。 In the present embodiment, the positive electrode plate 21 is prepared by adding and mixing lithium graphite oxide (LiCoO 2 ) as a conductive additive in a weight ratio of 90: 5 and mixing this mixture with polyvinylidene fluoride to N-methylpyrrolidone. The solution dissolved in was mixed into a slurry. This positive electrode mixture slurry was passed through a 70 mesh net to remove a large one, and then uniformly applied to both sides of a positive electrode current collector made of an aluminum foil having a thickness of 20 μm and dried. After compression molding, it is cut into a strip-like positive electrode plate.

上記正極板21、負極板22の両極をセパレータ1’を介して互いに重なるようにして、渦巻き状に捲回し、巻き止めテープで外側を止めて捲回体としている。この渦巻き状に巻回する際、セパレータ1’は厚さが15〜30μmである。 Both electrodes of the positive electrode plate 21 and the negative electrode plate 22 are wound in a spiral shape so as to overlap each other via the separator 1 ′, and the outside is stopped with a winding tape to form a wound body. When winding in this spiral shape, separator 1 'is 15-30 micrometers in thickness.

上記正極板21、セパレータ1’および負極板22を一体的に巻き付けた捲回体を有底円筒状の電池ケース内に充填し、正極及び負極のリード体24、25と溶接している。上記巻回した正極板21、セパレータ1’および負極板21を電池ケース内に収容し、ついで、上記電解質を電池缶内に注入し、セパレータ1’などに十分に電解質が浸透した後、電池缶の開口周縁にガスケット26を介して正極蓋27を封口し、予備充電、エージングを行い、筒型の二次リチウム電池を作製している。   A wound body in which the positive electrode plate 21, the separator 1 ′ and the negative electrode plate 22 are integrally wound is filled in a bottomed cylindrical battery case and welded to the positive and negative electrode lead bodies 24 and 25. The wound positive electrode plate 21, separator 1 ′ and negative electrode plate 21 are accommodated in a battery case, and then the electrolyte is injected into the battery can so that the electrolyte sufficiently permeates the separator 1 ′ and the like. A positive electrode lid 27 is sealed around the periphery of the opening via a gasket 26, and precharging and aging are performed to produce a cylindrical secondary lithium battery.

上記多孔性フィルム1からなるセパレータは、絶縁性を有するため、両面に直接接触する正極板21と負極板22との短絡を防止し、リチウムイオンは空孔1aを透過する一方、液は透過させないため、電解質の拡散・保液を図ることができる。   Since the separator made of the porous film 1 has insulating properties, it prevents a short circuit between the positive electrode plate 21 and the negative electrode plate 22 that are in direct contact with both surfaces, and lithium ions permeate the pores 1a but do not allow liquid to permeate. Therefore, the electrolyte can be diffused and retained.

本発明の非水電解質電池用セパレーターとして用いる多孔性フィルムからなる実施例と、比較例の多孔性フィルムを作製して、厚み、厚み精度、透気度、電解質の浸透性、絶縁性を測定した。 The porous film of the Example which consists of a porous film used as a separator for nonaqueous electrolyte batteries of the present invention and a comparative example were produced, and thickness, thickness accuracy, air permeability, electrolyte permeability, and insulation were measured. .

「実施例1」
高密度ポリエチレン[三井化学社製 HI−ZEX7000FP、密度:0.956g/cm3、メルトフローレート:0.04g/10min]100質量部、可塑剤としてプロピレンカーボネート[和光純薬工業社製 試薬 融点−49℃ 沸点242℃]8質量部、充填剤として平均粒径が0.66μmの硫酸バリウム[堺化学社製 B−55]110重量部をブレンドしてコンパウンドを行った。次に、温度200℃でTダイ成形を行い原反シートを得た。原反シートの厚みは平均250μmであった。
次に得られた原反シートを80℃でシートの長手方向(MD)に4.5倍、次いで125℃で直交する横方向(TD)に4倍の延伸倍率で逐次延伸を行い厚み平均30μmの多孔性フィルムを作製した。
"Example 1"
High-density polyethylene [HI-ZEX 7000FP, manufactured by Mitsui Chemicals, density: 0.956 g / cm 3 , melt flow rate: 0.04 g / 10 min], 100 parts by mass, propylene carbonate as a plasticizer [reagent melting point− from Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Compounding was carried out by blending 8 parts by weight of 49 ° C. boiling point 242 ° C. and 110 parts by weight of barium sulfate [B-55] manufactured by Sakai Chemical Co., Ltd. having an average particle size of 0.66 μm as a filler. Next, T-die molding was performed at a temperature of 200 ° C. to obtain a raw sheet. The thickness of the original fabric sheet was an average of 250 μm.
Next, the obtained raw sheet was stretched at 80 ° C. in the longitudinal direction (MD) of the sheet at 4.5 times, and then at a stretching ratio of 4 times in the transverse direction (TD) orthogonal at 125 ° C. to obtain a thickness average of 30 μm. A porous film was prepared.

「実施例2」
充填剤として硫酸バリウム[堺化学社製 B−55]は100質量部とし、可塑剤としてγ−プチロラクトン[和光純薬工業社製 試薬 融点−42℃、沸点204℃]に変更した以外は実施例1と同様として原反シートを成形した。該シートをMD方向に4.5倍延伸し、次いでTD方向に3.5倍延伸して、厚みは平均15μmの多孔性フィルムを作製した。
"Example 2"
Example except that barium sulfate [B-55] manufactured by Sakai Chemical Co., Ltd. was used as the filler, and the plasticizer was changed to γ-ptyrolactone [reagent melting point-42 ° C., boiling point 204 ° C., manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.] A raw sheet was formed as in 1. The sheet was stretched 4.5 times in the MD direction and then 3.5 times in the TD direction to prepare a porous film having an average thickness of 15 μm.

「実施例3」
熱可塑性樹脂として高密度ポリエチレン[三井化学社製 HI−ZEX3300F、密度;0.950g/cm3、メルトフローレート;1.1g/10min]を、20メッシュスルーの大きさ以下に粉砕したものを100質量部、可塑剤としてトリメリット酸トリ2エチルへキシル[花王社製 トリメックスT−08 融点−45℃ 140℃1時間加熱後の重量減少率0.9%]5質量部にした以外は実施例1と同じとして原反シートを成形、延伸を行い、厚み平均30μmの多孔性フィルムを作製した。
"Example 3"
High-density polyethylene [HI-ZEX3300F, manufactured by Mitsui Chemicals, density: 0.950 g / cm 3 , melt flow rate; 1.1 g / 10 min] as a thermoplastic resin is pulverized to a size of 20 mesh through or less. Except for 5 parts by mass, 5 parts by mass of tri-2-ethylhexyl trimellitic acid as a plasticizer [Trimex T-08, melting point-45 ° C., 140 ° C., heated for 1 hour at 140 ° C., manufactured by Kao Corporation] As in Example 1, a raw sheet was molded and stretched to produce a porous film having a thickness average of 30 μm.

「実施例4」
充填剤として炭酸カルシウム[日東粉化社製 NCC#2310]を100質量部用い、可塑剤としてジメチルシリコーン[GE東芝シリコーン社製 商品名TSF451−100 25℃での動粘度 100mm2/sec 140℃1時間加熱後の重量減少率0.2%〕l0質量部にした以外は実施例1と同様とし、厚みは平均25μmの多孔性フィルムを作製した。
Example 4
100 parts by mass of calcium carbonate [NCC # 2310 manufactured by Nitto Flour Chemical Co., Ltd.] is used as a filler, and dimethyl silicone [GE TOSHIBA Silicone Co., Ltd., trade name TSF451-100 is used as a plasticizer. Kinematic viscosity at 25 ° C. 100 mm 2 / sec 140 ° C. 1 hour Weight reduction rate after heating 0.2%] A porous film having an average thickness of 25 μm was prepared in the same manner as in Example 1 except that the content was changed to 10 parts by mass.

「実施例5」
可塑剤としてγ−プチロラクトン[和光純薬工業社製 試薬 融点−42℃ 沸点204℃]5質量部とプロピレンカーボネート[和光純薬工業社製 試薬 融点−49℃ 沸点242℃]5質量部として合わせて10質量部とし、充填剤を120質量部に変更した以外は実施例1と同様とし、厚みは平均30μmの多孔性フィルムを作製した。
"Example 5"
As plasticizer, 5 parts by mass of γ-ptyrolactone [reagent melting point-42 ° C. boiling point 204 ° C. made by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.] and 5 parts by mass of propylene carbonate [reagent melting point-49 ° C. boiling point 242 ° C. made by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.] A porous film having an average thickness of 30 μm was prepared in the same manner as in Example 1 except that the content was changed to 10 parts by mass and the filler was changed to 120 parts by mass.

「実施例6」
可塑剤としてプロピレンカーボネート[和光純薬工業社製 試薬 融点−49℃ 沸点242℃]10質量部、充填剤を120質量部に変更した以外は実施例1と同様とし、厚み平均30μmの多孔性フィルムを作製した。
"Example 6"
A porous film having a thickness average of 30 μm was the same as in Example 1, except that 10 parts by mass of propylene carbonate [reagent melting point-49 ° C. boiling point 242 ° C.] manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was changed to 120 parts by mass as the plasticizer. Was made.

参考実施例7」
線状低密度ポリエチレン[三井化学社製 ウルトゼックス2023FP、密度;0.920g/cm3、メルトフローレート:2.1g/10min]に変更し、充填剤を122質量部、可塑剤を10質量部に変更した以外は実施例1と同様とし、厚みは平均30μmの多孔性フィルムを作製した。
Reference Example 7”
Linear low density polyethylene [Mitsui Chemicals, Inc., Ultrazex 2023FP, density: 0.920 g / cm 3 , melt flow rate: 2.1 g / 10 min], 122 parts by mass of filler and 10 parts by mass of plasticizer A porous film having an average thickness of 30 μm was prepared except that the thickness was changed to.

「比較例1」
充填剤を122質量部に変更した以外は実施例1と同じく原反シートを成形した。該シートをMDに4.5倍、次いでTDに2倍延伸して、厚み30μmの多孔性フィルムを作製した。
“Comparative Example 1”
A raw sheet was molded in the same manner as in Example 1 except that the filler was changed to 122 parts by mass. The sheet was stretched 4.5 times to MD and then 2 times to TD to prepare a porous film having a thickness of 30 μm.

「比較例2」
充填剤を硫酸バリウム[堺化学社製 B−55]90質量重量部に変更した以外は実施例1と同じく原反シートを成形した。該シートをMD4倍延伸し、TDに4.5倍延伸し、厚み4μmの多孔性フィルムを作製した。
“Comparative Example 2”
A raw sheet was molded in the same manner as in Example 1 except that the filler was changed to 90 parts by mass of barium sulfate [B-55 manufactured by Sakai Chemical Co., Ltd.]. The sheet was stretched 4 times in MD and 4.5 times in TD to prepare a porous film having a thickness of 4 μm.

「比較例3」
可塑剤をビス(P−メチルペンジリデン)ソルビトール[三井化学社製 NC−6 融点244℃ 140℃1時間加熱後の重量減少率が0.1%]に変更し、10質量部配合し、充填剤を122質量部に変更した以外は実施例1と同様とし、厚み30μmの多孔性フィルムを作製した。
“Comparative Example 3”
The plasticizer was changed to bis (P-methylpentylidene) sorbitol [Mitsui Chemicals NC-6, melting point 244 ° C., 140 ° C., weight loss rate after heating for 1 hour is 0.1%], 10 parts by mass blended and filled A porous film having a thickness of 30 μm was prepared in the same manner as in Example 1 except that the agent was changed to 122 parts by mass.

「比較例4」
可塑剤をステアリン酸リチウム[ケイエフ・トレーデイング社製 LiST 融点210℃ 140℃1時間加熱後の重量減少率が0.1%]に変更し、10質量部配合し、充填剤を122質量部に変更した以外は実施例1と同様とし、厚みを25μmの多孔性フィルムを作製した。
“Comparative Example 4”
The plasticizer was changed to lithium stearate [manufactured by KE Trading Co., Ltd., LiST melting point 210 ° C., 140 ° C., weight loss rate after heating for 1 hour is 0.1%], 10 parts by mass, filler changed to 122 parts by mass A porous film having a thickness of 25 μm was prepared in the same manner as in Example 1 except that.

(厚みの測定)
前記したように、1/1000mmのダイアルゲージにて、面内を不特定に30箇所測定し、その平均を厚みとした。
(厚み精度=厚みの振れの測定)
上記測定方法で測定した(最大厚みー平均厚み)/平均厚み×100(%)
同じく(最小厚みー平均厚み)/平均厚み×100(%)から算出した。
(Measurement of thickness)
As described above, 30 in-plane measurements were made unspecified with a 1/1000 mm dial gauge, and the average was taken as the thickness.
(Thickness accuracy = thickness fluctuation measurement)
Measured by the above measuring method (maximum thickness−average thickness) / average thickness × 100 (%)
Similarly, it was calculated from (minimum thickness−average thickness) / average thickness × 100 (%).

(透気度)
JIS P8117に準拠して、通気度(秒/100cc)を測定した。
(Air permeability)
In accordance with JIS P8117, the air permeability (second / 100 cc) was measured.

(電解質の浸透性)
多孔性フィルムを1000Pa以下の状態で1時間放置し、フィルムを乾燥させ、幅1cm、長さ10cmの短冊状に切断した。
調整した電解質の中に上記フィルムを下部を1cm漬けて、液面から液が5cm上昇するのにかかった時間を測定した。
(Electrolyte permeability)
The porous film was allowed to stand for 1 hour at 1000 Pa or less, dried, and cut into strips having a width of 1 cm and a length of 10 cm.
The lower part of the film was immersed 1 cm in the prepared electrolyte, and the time taken for the liquid to rise 5 cm from the liquid surface was measured.

(絶縁性)
長さ50cm、幅59mm正極板と負極板を用い、上記多孔性フィルムからなるセパレータを2枚用い、該セパレータ2枚と上記正極板と負極板とを交互に重ね、正極板に3.92N/cm、負極板に3.92N/cm、セパレータに0.29N/cmの力をかけ、直径4mmでセパレータを2枚分挟めるようなスリットを入れてある金属製の巻芯を用いて、この巻芯に巻き付けるように捲回した。
上記巻き込み電極群100個を速度10℃/minで昇温させ、130℃のオーブンに1時間入れ、正負電極間の絶縁抵抗を測定し、1MΩ以下となった数を数え、%で表示した。この比率が大きいと、電池としての初期不良率が増大する。
(Insulation)
Using a positive electrode plate and a negative electrode plate having a length of 50 cm and a width of 59 mm, using two separators made of the porous film, the two separators, the positive electrode plate, and the negative electrode plate were alternately stacked, and 3.92 N / Apply a force of 3.92 N / cm to the negative electrode plate, 0.29 N / cm to the separator, and use a metal core with a slit of 4 mm in diameter to sandwich two separators. It was wound to wrap around the core.
The above-mentioned 100 electrode groups were heated at a rate of 10 ° C./min, placed in an oven at 130 ° C. for 1 hour, measured for the insulation resistance between the positive and negative electrodes, counted as 1 MΩ or less, and expressed in%. When this ratio is large, the initial failure rate as a battery increases.

上記実施例1〜7、比較例1〜4の素材、配合割合、上記方法で測定した多孔性フィルムの平均厚さ、厚さ精度(厚さの振れ)、透気度、含浸性(電解質の浸透性)、絶縁性を下記の表1に示す。
表1中において、可塑剤の項目で、可塑剤の種類、融点、25℃での状態が液
体(液)か固体(固)を示す。また、樹脂の種類のHDPEは高密度ポリエチレン、LLDPEは線状低密度ポリエチレンを示す。
The materials of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 4, the mixing ratio, the average thickness of the porous film measured by the above method, the thickness accuracy (thickness fluctuation), the air permeability, the impregnation property (the electrolyte The permeability and insulation properties are shown in Table 1 below.
In Table 1, in the item of plasticizer, the type of plasticizer, melting point, and state at 25 ° C. indicate liquid (liquid) or solid (solid). The resin type HDPE represents high-density polyethylene, and LLDPE represents linear low-density polyethylene.

Figure 0005230692
Figure 0005230692

表1に示すように、実施例1〜6および参考実施例7の多孔性フィルムの厚さは15〜30μmの範囲で、厚み精度は6〜20%であった。
これに対して、比較例1の厚み精度は78%、比較例3、4の厚み精度は25%でいずれも本発明で規定する厚み精度より外れていた。
また、多孔性フィルムの含浸性は実施例1〜は90〜200secであった。これに対して比較例3、4は400sec〜600secであった。この結果から、実施例1〜は比較例3、4と比べて電解質の浸透性が高く、濡れ性が良いことが確認出来た。
絶縁性については、実施例1〜の絶縁性は1%〜12%であり、比較例は絶縁性81%、比較例は88%であった。よって、実施例1〜は比較例に比べて電池としての初期不良率が著しく低いことが確認できた。また、絶縁性でのテストで絶縁性の良好な電池を常温での実際に充放電テストをしたところいずれも問題なかった。絶縁不良となった電池を良品と同じくテストしたところいずれも安全装置が働き電池として使えなくなった。
As shown in Table 1, the thicknesses of the porous films of Examples 1 to 6 and Reference Example 7 were in the range of 15 to 30 μm, and the thickness accuracy was 6 to 20%.
In contrast, the thickness accuracy of Comparative Example 1 is 78%, thickness precision of Comparative Examples 3 and 4 was out Ri by the thickness accuracy as defined in any of the present invention at 25%.
Moreover, the impregnation property of the porous film was 90 to 200 sec in Examples 1 to 6 . On the other hand, Comparative Examples 3 and 4 were 400 sec to 600 sec. From this result, it was confirmed that Examples 1 to 6 had higher electrolyte permeability and better wettability than Comparative Examples 3 and 4.
Regarding insulation, the insulation of Examples 1 to 6 was 1% to 12%, Comparative Example 1 was 81%, and Comparative Example 2 was 88%. Therefore, it was confirmed that Examples 1 to 6 had a remarkably low initial failure rate as batteries as compared with Comparative Examples 1 and 2 . In addition, in the insulation test, a battery with good insulation was actually charged and discharged at room temperature. When the batteries with poor insulation were tested as good products, the safety device worked and the batteries could not be used.

上記測定結果より本発明の実施例の多孔性フィルムは電解質の浸透性が適正でかつフィルムとしての耐性が高く、安定して電池を製造することが出来、電池としての初期不良率が低くなることが確認出来た。   From the above measurement results, the porous film of the example of the present invention has a proper electrolyte permeability and high resistance as a film, can stably produce a battery, and has a low initial failure rate as a battery. Was confirmed.

1 多孔性フィルム
1a 空孔
1’ セパレータ
10 フィルム
11 樹脂
12 充填剤
20 電池
21 正極板
22 負極板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Porous film 1a Hole 1 'Separator 10 Film 11 Resin 12 Filler 20 Battery 21 Positive electrode plate 22 Negative electrode plate

Claims (5)

密度が0.94g/cm3以上、メルトフローレートが0.01〜1g/10分の高密度ポリエチレンからなる熱可塑性樹脂(A)と、フィラーからなる充填剤(B)として無機充填剤と、
25℃において液体で且つ沸点が140℃以上であり、かつ、25℃での動粘度が1000mm2/sec未満であるエステル化合物または液状シリコーンからなる可塑剤(C)とを、
上記熱可塑性樹脂(A)、充填剤(B)と可塑剤(C)の配合比が、(A)100質量部に対し、(B)50〜400質量部、(C)1〜30質量部で配合した樹脂組成物からなるフィルムで、該フィルムを縦方向に4.5倍および横方向に3.5〜4倍の延伸倍率の延伸により上記フィラーを起点とする空孔が設けられ、
1/1000mmのダイアルゲージにて、面内を不特定に30箇所測定し、その平均である厚みが30〜15ミクロンで、且つ厚みの最大値と最小値とが厚みの平均の±6〜20%とされている多孔性フィルムからなる非水電解質電池用セパレーターであって、
前記多孔性フィルムを1000Pa以下の状態で1時間放置し、フィルムを乾燥後、非水電解質の中に上記フィルムの下部を1cm漬けて、液面から液が5cm上昇するのにかかる時間が90〜200secであることを特徴とする非水電解質電池用セパレーター。
A thermoplastic resin (A) made of high-density polyethylene having a density of 0.94 g / cm 3 or more and a melt flow rate of 0.01 to 1 g / 10 min ; and an inorganic filler as a filler (B) made of a filler;
A plasticizer (C) comprising an ester compound or a liquid silicone which is liquid at 25 ° C. and has a boiling point of 140 ° C. or higher and a kinematic viscosity at 25 ° C. of less than 1000 mm 2 / sec,
The blending ratio of the thermoplastic resin (A), the filler (B) and the plasticizer (C) is (B) 50 to 400 parts by mass, (C) 1 to 30 parts by mass with respect to (A) 100 parts by mass. In the film composed of the resin composition blended in, the film is provided with pores starting from the filler by stretching the film at a stretching ratio of 4.5 times in the longitudinal direction and 3.5 to 4 times in the transverse direction,
The thickness is 30 to 15 microns, the average thickness is 30 to 15 microns, and the maximum and minimum thicknesses are ± 6 to 20 of the average thickness. %, A separator for a non-aqueous electrolyte battery comprising a porous film,
The porous film is allowed to stand for 1 hour at a pressure of 1000 Pa or less, and after drying the film, the lower part of the film is immersed in 1 cm in a non-aqueous electrolyte, and the time required for the liquid to rise 5 cm from the liquid surface is 90 to 90 A separator for a non-aqueous electrolyte battery characterized by being 200 sec.
上記エステル化合物からなる可塑剤がプロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、ジメチルスルホキシドの中から選択された少なくとも1種を含む請求項1に記載の非水電解質電池用セパレーター。   The separator for a nonaqueous electrolyte battery according to claim 1, wherein the plasticizer comprising the ester compound contains at least one selected from propylene carbonate, butylene carbonate, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, and dimethyl sulfoxide. 上記フィラーからなる充填剤(B)として平均粒径0.1〜25μmの硫酸バリウムあるいは炭酸カルシウムを用いている請求項1または請求項2に記載の非水電解質電池用セパレーター。   The separator for nonaqueous electrolyte batteries according to claim 1 or 2, wherein barium sulfate or calcium carbonate having an average particle size of 0.1 to 25 µm is used as the filler (B) comprising the filler. 電池缶内で正極と負極との間に介在させて渦巻き状に巻回され、透気度が50〔sec/100cc〕以上500〔sec/100cc〕以下である請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の非水電解質電池用セパレーター。   4. The battery can according to any one of claims 1 to 3, wherein the battery is wound between the positive electrode and the negative electrode in a spiral shape and has an air permeability of 50 [sec / 100 cc] to 500 [sec / 100 cc]. The separator for nonaqueous electrolyte batteries according to claim 1. 請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の非水電解質電池用セパレーターを収容している非水電解質電池。   The nonaqueous electrolyte battery which accommodates the separator for nonaqueous electrolyte batteries of any one of Claim 1 thru | or 4.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61290648A (en) * 1985-06-19 1986-12-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd Organic electrolyte cell
GB8517571D0 (en) * 1985-07-11 1985-08-14 Raychem Ltd Polymer composition
US5418091A (en) * 1993-03-05 1995-05-23 Bell Communications Research, Inc. Polymeric electrolytic cell separator membrane
JPH1017693A (en) * 1996-07-03 1998-01-20 Kureha Chem Ind Co Ltd Manufacture of poly olefin porous membrane
JPH1067870A (en) * 1996-08-28 1998-03-10 Asahi Chem Ind Co Ltd Microporous polyethylene film and its production
JP2000208123A (en) * 1999-01-19 2000-07-28 Nippon Muki Co Ltd Separator for nonaqueous electrolyte battery
JP2001233982A (en) * 1999-12-14 2001-08-28 Tokuyama Corp Porous polyolefin film and its manufacturing method
JP2002249622A (en) * 2001-02-22 2002-09-06 Mitsui Chemicals Inc Porous film and preparation method for the same
JP3965954B2 (en) * 2001-09-12 2007-08-29 三菱化学株式会社 Porous film
JP4659308B2 (en) * 2001-09-28 2011-03-30 日東電工株式会社 Porous film
JP4563008B2 (en) * 2002-08-14 2010-10-13 三菱化学株式会社 Lithium secondary battery separator and lithium secondary battery using the same
JP4773065B2 (en) * 2004-05-31 2011-09-14 三菱樹脂株式会社 Porous film, separator for nonaqueous electrolyte battery, and nonaqueous electrolyte battery

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