JP6430839B2 - Battery separator and non-aqueous electrolyte battery - Google Patents

Battery separator and non-aqueous electrolyte battery Download PDF

Info

Publication number
JP6430839B2
JP6430839B2 JP2015012699A JP2015012699A JP6430839B2 JP 6430839 B2 JP6430839 B2 JP 6430839B2 JP 2015012699 A JP2015012699 A JP 2015012699A JP 2015012699 A JP2015012699 A JP 2015012699A JP 6430839 B2 JP6430839 B2 JP 6430839B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
battery separator
battery
separator
less
inorganic filler
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015012699A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2016139490A (en
Inventor
石川 真己
真己 石川
敏章 奥田
敏章 奥田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asahi Kasei Corp
Original Assignee
Asahi Kasei Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Kasei Corp filed Critical Asahi Kasei Corp
Priority to JP2015012699A priority Critical patent/JP6430839B2/en
Publication of JP2016139490A publication Critical patent/JP2016139490A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6430839B2 publication Critical patent/JP6430839B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)
  • Cell Separators (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Description

本発明は、電池用セパレータ、及び非水電解液電池に関する。   The present invention relates to a battery separator and a non-aqueous electrolyte battery.

多孔膜、特にポリオレフィン樹脂を主成分とする多孔膜は、優れた電気絶縁性又はイオン透過性を示すことから、電池、コンデンサー等におけるセパレータとして広く利用されている。また、近年、携帯機器の多機能化、軽量化に伴い、その電源として高出力密度又は高容量密度のリチウムイオン二次電池が使用されている。このようなリチウムイオン二次電池にも、セパレータとしてポリオレフィン樹脂を主成分とする多孔膜が多く用いられている。   Porous membranes, particularly porous membranes composed mainly of polyolefin resin, are widely used as separators in batteries, capacitors and the like because they exhibit excellent electrical insulation or ion permeability. In recent years, with the increase in functionality and weight of portable devices, lithium ion secondary batteries with high output density or high capacity density are used as the power source. Also in such lithium ion secondary batteries, a porous film mainly composed of a polyolefin resin is used as a separator.

ここで、リチウムイオン二次電池には通常、電解液として有機溶媒が用いられている。従って、リチウムイオン二次電池に短絡、過充電等の異常事態が生じた場合には、電解液が分解して、最悪の場合には発火に至る可能性がある。このような事態を防ぐため、リチウムイオン二次電池には幾つかの安全機能が組み込まれている。セパレータのシャットダウン機能もその一例である。   Here, in the lithium ion secondary battery, an organic solvent is usually used as an electrolytic solution. Therefore, when an abnormal situation such as a short circuit or overcharge occurs in the lithium ion secondary battery, the electrolytic solution may be decomposed, and in the worst case, ignition may occur. In order to prevent such a situation, some safety functions are incorporated in the lithium ion secondary battery. An example is the separator shutdown function.

シャットダウン機能とは、電池が異常発熱を起こした際、セパレータの微多孔が熱溶融等により閉塞して電解液内のイオン伝導を抑制し、電気化学反応の進行をストップさせる機能を意味する。一般的にシャットダウン温度が低いほど、安全性が高いとされる。ポリエチレンは適度なシャットダウン温度を有するため、ポリエチレンはセパレータの成分として好ましく用いられている。   The shutdown function means a function of stopping the progress of the electrochemical reaction by suppressing the ionic conduction in the electrolytic solution by blocking the micropores of the separator due to heat melting or the like when the battery is abnormally heated. Generally, the lower the shutdown temperature, the higher the safety. Since polyethylene has an appropriate shutdown temperature, polyethylene is preferably used as a component of the separator.

しかしながら、高いエネルギーを有する電池においては熱暴走時の発熱量が大きい場合がある。シャットダウン温度を超えても温度が上昇し続けた場合、セパレータの破膜(以下、「ショート」と記載することがある。)により両極が短絡し、さらなる発熱が引き起こされる危険性がある。このような事情のもと、セパレータと電極との間に、絶縁性無機フィラーを主成分とする層を形成する方法が提案されている。   However, a battery having high energy may generate a large amount of heat during thermal runaway. If the temperature continues to rise even after the shutdown temperature is exceeded, there is a danger that both electrodes will be short-circuited due to the membrane breakage of the separator (hereinafter sometimes referred to as “short-circuit”), causing further heat generation. Under such circumstances, a method for forming a layer mainly composed of an insulating inorganic filler between a separator and an electrode has been proposed.

また、特許文献1には、ポリオレフィン樹脂多孔膜の少なくとも片面に、無機フィラーと樹脂バインダと含む多孔層を備え、該多孔膜の熱収縮応力の最大値が10g以下であることにより、耐熱性と透過性とに優れた多層多孔膜が提供されるとの記載がある。   Further, Patent Document 1 includes a porous layer containing an inorganic filler and a resin binder on at least one surface of a polyolefin resin porous membrane, and the heat shrinkage stress of the porous membrane is 10 g or less. There is a description that a multilayer porous membrane excellent in permeability is provided.

特許文献2には、第4級炭素を含むポリオレフィンを含むことを特徴とする、高引張強度の微多孔膜についての記載がある。   Patent Document 2 describes a microporous membrane having a high tensile strength characterized by containing a polyolefin containing quaternary carbon.

特開2009−26733号公報JP 2009-26733 A 特開2009−138159号公報JP 2009-138159 A

ここで、電池のさらなる性能向上の観点からは、電池の機械的安定性、具体的には、機械的な力を電池に付与したとしても安全性を保つことができるという性能を向上させることが求められる。   Here, from the viewpoint of further improving the performance of the battery, it is possible to improve the mechanical stability of the battery, specifically, the ability to maintain safety even when mechanical power is applied to the battery. Desired.

しかしながら、特許文献1に記載の多層多孔膜又は特許文献2に記載の微多孔膜をセパレータとして備える電池の機械的安定性について未だに検討の余地がある。   However, there is still room for study on the mechanical stability of a battery provided with the multilayer porous film described in Patent Document 1 or the microporous film described in Patent Document 2 as a separator.

従って、本発明は、機械的安定性に優れる電池用セパレータを提供することを目的とする。また、そのような電池用セパレータを用いることで、良好なプロセス性、優れた充放電特性、及び高い安全性を備えた非水電解液電池を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a battery separator having excellent mechanical stability. Moreover, it aims at providing the nonaqueous electrolyte battery provided with favorable process property, the outstanding charging / discharging characteristic, and high safety | security by using such a battery separator.

本発明者は、前記課題を解決するため鋭意検討した結果、本発明に到達した。すなわち、本発明は以下の通りである。
[1]
多孔膜の少なくとも片面に、無機フィラーと樹脂バインダとを含む多孔層を備える電池用セパレータであって、
前記電池用セパレータの150℃における熱収縮率が5.0%未満であり、かつ前記電池用セパレータの引張強度が120MPa以上である、
前記電池用セパレータ。
[2]
前記引張強度が150MPa以上である、[1]に記載の電池用セパレータ。
[3]
水分気化装置の試料台に前記電池用セパレータをセットして、前記水分気化装置内に窒素ガスを5分間フローした後に測定された前記電池用セパレータの水分含有量が、50〜500ppmである、[1]又は[2]に記載の電池用セパレータ。
[4]
前記電池用セパレータの135℃での熱機械分析(TMA)測定において、前記電池用セパレータの幅(TD)方向の応力緩和速度が、0.5mgf/sec以上4.0mgf/sec以下である、[1]〜[3]のいずれか1項に記載の電池用セパレータ。
[5]
前記多孔膜の厚みが、3μm以上16μm以下である、[1]〜[4]のいずれか1項に記載の電池用セパレータ。
[6]
前記多孔膜が、ポリオレフィン樹脂を含む、[1]〜[5]のいずれか1項に記載の電池用セパレータ。
[7]
前記ポリオレフィン樹脂は、超高分子量ポリエチレンである、[6]に記載の電池用セパレータ。
[8]
前記多孔層の動摩擦係数が0.1〜0.6である、[1]〜[7]のいずれか1項に記載の電池用セパレータ。
[9]
前記無機フィラーが、0.5〜2.5μmの平均粒径を有する、[1]〜[8]のいずれか1項に記載の電池用セパレータ。
[10]
前記無機フィラーが、0.5〜1.5μmの平均粒径を有する、[9]に記載の電池用セパレータ。
[11]
前記無機フィラーが、ベーマイト、焼成カオリン、アルミナ及び酸化マグネシウムから選択される少なくとも1つである、[1]〜[10]のいずれか1項に記載の電池用セパレータ。
[12]
前記樹脂バインダが、アクリル系重合体、含フッ素樹脂及びポリアミドから選択される少なくとも1つである、[1]〜[11]のいずれか1項に記載の電池用セパレータ。
[13]
[1]〜[12]のいずれか1項に記載の電池用セパレータと、正極と、負極と、非水電解液とを有する、非水電解液電池。
[14]
多孔膜の少なくとも片面に、無機フィラーと樹脂バインダとを含む多孔層を備える電池用セパレータであって、
前記多孔層の動摩擦係数が0.1〜0.6であり、
前記電池用セパレータの150℃における熱収縮率が5.0%未満であり、
前記電池用セパレータの引張強度が120MPa以上であり、かつ
水分気化装置の試料台に前記電池用セパレータをセットして、前記水分気化装置内に窒素ガスを5分間フローした後に測定された前記電池用セパレータの水分含有量が、50〜500ppmである、
前記電池用セパレータ。
The inventor of the present invention has arrived at the present invention as a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems. That is, the present invention is as follows.
[1]
A battery separator comprising a porous layer containing an inorganic filler and a resin binder on at least one surface of a porous film,
The battery separator has a thermal shrinkage rate at 150 ° C. of less than 5.0%, and the battery separator has a tensile strength of 120 MPa or more.
The battery separator.
[2]
The battery separator according to [1], wherein the tensile strength is 150 MPa or more.
[3]
The battery separator set on the sample stage of the moisture vaporizer and the moisture content of the battery separator measured after flowing nitrogen gas for 5 minutes in the moisture vaporizer is 50 to 500 ppm. The battery separator according to [1] or [2].
[4]
In the thermal mechanical analysis (TMA) measurement of the battery separator at 135 ° C., the stress relaxation rate in the width (TD) direction of the battery separator is 0.5 mgf / sec to 4.0 mgf / sec. The battery separator according to any one of [1] to [3].
[5]
The battery separator according to any one of [1] to [4], wherein the thickness of the porous film is 3 μm or more and 16 μm or less.
[6]
The battery separator according to any one of [1] to [5], wherein the porous film includes a polyolefin resin.
[7]
The battery separator according to [6], wherein the polyolefin resin is ultra high molecular weight polyethylene.
[8]
The battery separator according to any one of [1] to [7], wherein the dynamic friction coefficient of the porous layer is 0.1 to 0.6.
[9]
The battery separator according to any one of [1] to [8], wherein the inorganic filler has an average particle diameter of 0.5 to 2.5 μm.
[10]
The battery separator according to [9], wherein the inorganic filler has an average particle diameter of 0.5 to 1.5 μm.
[11]
The battery separator according to any one of [1] to [10], wherein the inorganic filler is at least one selected from boehmite, calcined kaolin, alumina, and magnesium oxide.
[12]
The battery separator according to any one of [1] to [11], wherein the resin binder is at least one selected from an acrylic polymer, a fluorine-containing resin, and polyamide.
[13]
[1] A non-aqueous electrolyte battery comprising the battery separator according to any one of [12], a positive electrode, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte.
[14]
A battery separator comprising a porous layer containing an inorganic filler and a resin binder on at least one surface of a porous film,
The dynamic friction coefficient of the porous layer is 0.1 to 0.6,
The battery shrinkage rate at 150 ° C. of the battery separator is less than 5.0%,
The tensile strength of the battery separator is 120 MPa or more, and the battery separator was measured after setting the battery separator on a sample stage of a moisture vaporizer and flowing nitrogen gas into the moisture vaporizer for 5 minutes. The moisture content of the separator is 50 to 500 ppm,
The battery separator.

本発明によれば、機械的安定性に優れる電池用セパレータが提供される。また、そのような電池用セパレータを用いることで、良好なプロセス性、優れた充放電特性、及び高い安全性を備えた非水電解液電池が提供される。   According to the present invention, a battery separator having excellent mechanical stability is provided. Further, by using such a battery separator, a non-aqueous electrolyte battery having good processability, excellent charge / discharge characteristics, and high safety is provided.

以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施されることができる。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail. In addition, this invention is not limited to the following embodiment, It can implement by changing variously within the range of the summary.

<電池用セパレータ>
本実施形態では、電池用セパレータは、多孔膜の少なくとも片面に、無機フィラーと樹脂バインダとを含む多孔層を備え、電池用セパレータの10℃における熱収縮率が5.0%未満であり、かつ電池用セパレータの引張強度が120MPa以上である。
<Battery separator>
In the present embodiment, battery separator, the at least one side of the porous membrane, comprising a porous layer containing an inorganic filler and a resin binder, a thermal shrinkage at 1 5 0 ° C. for a battery separator be less than 5.0% The tensile strength of the battery separator is 120 MPa or more.

[多孔膜]
上記多孔膜としては、電子伝導性が小さく、イオン伝導性を有し、有機溶媒に対する耐性が高く、孔径の微細なものが好ましい。
そのような多孔膜としては、例えば、ポリオレフィン樹脂を含む多孔膜、ポリエチレンテレフタレート、ポリシクロオレフィン、ポリエーテルスルホン、ポリアミド、ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリアラミド、ポリシクロオレフィン、ナイロン、ポリテトラフルオロエチレン等の樹脂を含む多孔膜、ポリオレフィン系の繊維を織ったもの(織布)、ポリオレフィン系の繊維の不織布、紙、並びに、絶縁性物質粒子の集合体が挙げられる。これらの中でも、塗工工程を経て多層多孔膜、すなわち電池用セパレータを得る場合に塗工液の塗工性に優れ、セパレータの膜厚をより薄くして、電池等の蓄電デバイス内の活物質比率を高めて体積当たりの容量を増大させる観点から、ポリオレフィン樹脂を含む多孔膜(以下、「ポリオレフィン樹脂多孔膜」ともいう。)が好ましい。
[Porous membrane]
The porous film is preferably a porous film having low electron conductivity, ionic conductivity, high resistance to organic solvents, and a fine pore size.
Examples of such a porous film include a porous film containing a polyolefin resin, a resin such as polyethylene terephthalate, polycycloolefin, polyethersulfone, polyamide, polyimide, polyimideamide, polyaramid, polycycloolefin, nylon, and polytetrafluoroethylene. , A woven fabric of polyolefin fibers (woven fabric), a nonwoven fabric of polyolefin fibers, paper, and an aggregate of insulating substance particles. Among these, when obtaining a multilayer porous membrane, that is, a battery separator through a coating process, the coating liquid is excellent in coating properties, the separator is made thinner, and the active material in an electricity storage device such as a battery. From the viewpoint of increasing the capacity per volume by increasing the ratio, a porous membrane containing a polyolefin resin (hereinafter also referred to as “polyolefin resin porous membrane”) is preferable.

〔ポリオレフィン樹脂多孔膜〕
ポリオレフィン樹脂多孔膜は、電池用セパレータとした時のシャットダウン性能等を向上させる観点から、多孔膜を構成する樹脂成分の50質量%以上100質量%以下をポリオレフィン樹脂が占めるポリオレフィン樹脂組成物により形成される多孔膜であることが好ましい。ポリオレフィン樹脂組成物におけるポリオレフィン樹脂が占める割合は、60質量%以上100質量%以下であることがより好ましく、70質量%以上100質量%以下であることが更に好ましい。
[Polyolefin resin porous membrane]
The polyolefin resin porous membrane is formed from a polyolefin resin composition in which the polyolefin resin occupies 50% by mass or more and 100% by mass or less of the resin component constituting the porous membrane from the viewpoint of improving shutdown performance when used as a battery separator. A porous film is preferable. The proportion of the polyolefin resin in the polyolefin resin composition is more preferably 60% by mass or more and 100% by mass or less, and further preferably 70% by mass or more and 100% by mass or less.

ポリオレフィン樹脂組成物に含有されるポリオレフィン樹脂としては、特に限定されず、例えば、エチレン、プロピレン、1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘキセン、及び1−オクテン等をモノマーとして用いて得られるホモ重合体、共重合体、又は多段重合体等が挙げられる。また、これらのポリオレフィン樹脂は、単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。   The polyolefin resin contained in the polyolefin resin composition is not particularly limited. For example, ethylene, propylene, 1-butene, 4-methyl-1-pentene, 1-hexene, and 1-octene are used as monomers. Examples thereof include a homopolymer, a copolymer, or a multistage polymer. Moreover, these polyolefin resins may be used independently or may be used in mixture of 2 or more types.

中でも、電池用セパレータとした時のシャットダウン特性の観点から、ポリオレフィン樹脂としてはポリエチレン、ポリプロピレン、及びこれらの共重合体、並びにこれらの混合物が好ましい。   Among these, polyethylene, polypropylene, copolymers thereof, and mixtures thereof are preferable as the polyolefin resin from the viewpoint of shutdown characteristics when used as a battery separator.

ポリエチレンの具体例としては、低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン等、
ポリプロピレンの具体例としては、アイソタクティックポリプロピレン、シンジオタクティックポリプロピレン、アタクティックポリプロピレン等、
共重合体の具体例としては、エチレン−プロピレンランダム共重合体、エチレンプロピレンラバー等、が挙げられる。
Specific examples of polyethylene include low density polyethylene, linear low density polyethylene, medium density polyethylene, high density polyethylene, ultra high molecular weight polyethylene, etc.
Specific examples of polypropylene include isotactic polypropylene, syndiotactic polypropylene, atactic polypropylene, etc.
Specific examples of the copolymer include an ethylene-propylene random copolymer and ethylene propylene rubber.

また、多孔膜の耐熱性を向上させる観点から、ポリオレフィン樹脂としてポリエチレン及びポリプロピレンの混合物を用いることが好ましい。この場合、ポリオレフィン樹脂組成物中の、総ポリオレフィン樹脂に対するポリプロピレンの割合は、耐熱性と良好なシャットダウン機能を両立させる観点から、1〜35質量%であることが好ましく、より好ましくは3〜20質量%、さらに好ましくは4〜10質量%である。   Further, from the viewpoint of improving the heat resistance of the porous membrane, it is preferable to use a mixture of polyethylene and polypropylene as the polyolefin resin. In this case, the ratio of polypropylene to the total polyolefin resin in the polyolefin resin composition is preferably 1 to 35% by mass, more preferably 3 to 20% by mass from the viewpoint of achieving both heat resistance and a good shutdown function. %, More preferably 4 to 10% by mass.

本発明においては、上記ポリオレフィン樹脂の中でも、膜強度の観点から、超高分子量ポリエチレンを用いることが好ましい。超高分子量ポリエチレンとは、極限粘度[η]が10dL/g以上のポリエチレンである。超高分子量ポリエチレンは、エチレン単独重合体のみならず、エチレンと、炭素数3〜20のα−オレフィン、炭素数3〜20の環状オレフィン、式CH=CHR(但し、Rは炭素数6〜20のアリール基である。)で表される化合物、及び炭素数4〜20の直鎖状、分岐状または環状のジエンより成る群から選ばれる少なくとも1種のオレフィンとを共重合させたものも含まれる。共重合されるオレフィンとしては、ポリマー鎖の絡み合いを増大させないという観点から、プロピレンが好ましい。単量体に占めるエチレンのモル比は、典型的には、50%以上100%以下、より好ましくは80%以上100%以下である。 In the present invention, among the above polyolefin resins, it is preferable to use ultrahigh molecular weight polyethylene from the viewpoint of film strength. Ultra high molecular weight polyethylene is polyethylene having an intrinsic viscosity [η] of 10 dL / g or more. Ultra high molecular weight polyethylene is not only an ethylene homopolymer, but also ethylene, an α-olefin having 3 to 20 carbon atoms, a cyclic olefin having 3 to 20 carbon atoms, a formula CH 2 = CHR 1 (where R 1 is the number of carbon atoms) 6-20 aryl groups) and at least one olefin selected from the group consisting of linear, branched or cyclic dienes having 4 to 20 carbon atoms. Also included. The olefin to be copolymerized is preferably propylene from the viewpoint of not increasing the entanglement of the polymer chain. The molar ratio of ethylene in the monomer is typically 50% to 100%, more preferably 80% to 100%.

ポリオレフィン樹脂組成物には、任意の添加剤を含有させることができる。添加剤としては、例えば、ポリオレフィン樹脂以外の重合体;無機フィラー;フェノール系、リン系、イオウ系等の酸化防止剤;ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛等の金属石鹸類;紫外線吸収剤;光安定剤;帯電防止剤;防曇剤;着色顔料等が挙げられる。これらの添加剤の総添加量は、ポリオレフィン樹脂100質量部に対して、20質量部以下であることがシャットダウン性能等を向上させる観点から好ましく、より好ましくは10質量部以下、さらに好ましくは5質量部以下である。   Arbitrary additives can be contained in the polyolefin resin composition. Examples of additives include polymers other than polyolefin resins; inorganic fillers; phenol-based, phosphorus-based and sulfur-based antioxidants; metal soaps such as calcium stearate and zinc stearate; ultraviolet absorbers; light stabilizers An antistatic agent, an antifogging agent, a coloring pigment, and the like. The total addition amount of these additives is preferably 20 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polyolefin resin from the viewpoint of improving the shutdown performance and the like, more preferably 10 parts by mass or less, and still more preferably 5 parts by mass. Or less.

〔多孔膜の詳細〕
多孔膜は、非常に小さな孔が多数集まって緻密な連通孔を形成した多孔構造を有しているため、イオン伝導性に非常に優れると同時に耐電圧特性も良好であり、しかも高強度であるという特徴を有する。
[Details of porous membrane]
The porous membrane has a porous structure in which a large number of very small pores are gathered to form a dense communication hole. Therefore, the porous membrane has excellent ion conductivity as well as good withstand voltage characteristics and high strength. It has the characteristics.

多孔膜は、上述した材料から成る単層膜であってもよく、積層膜であってもよい。   The porous film may be a single layer film made of the above-described material or a laminated film.

多孔膜の厚みは、3μm以上16μm以下が好ましく、より好ましくは4μm以上14μm以下、さらに好ましくは5μm以上12μm以下である。機械的強度の観点から3μm以上が好ましく、電池の高容量化の観点から16μm以下が好ましい。多孔膜の膜厚は、ダイリップ間隔、延伸工程における延伸倍率を制御すること等によって調整することができる。   The thickness of the porous film is preferably 3 μm or more and 16 μm or less, more preferably 4 μm or more and 14 μm or less, and further preferably 5 μm or more and 12 μm or less. 3 μm or more is preferable from the viewpoint of mechanical strength, and 16 μm or less is preferable from the viewpoint of increasing the capacity of the battery. The film thickness of the porous film can be adjusted by controlling the die lip interval and the draw ratio in the drawing step.

多孔膜の平均孔径は、0.03μm以上0.70μm以下が好ましく、より好ましくは0.04μm以上0.20μm以下、さらに好ましくは0.05μm以上0.10μm以下、特に好ましくは0.06μm以上0.09μm以下である。高いイオン伝導性と耐電圧の観点から、0.03μm以上0.70μm以下が好ましい。多孔膜の平均孔径は、後述する測定法で測定することができる。   The average pore diameter of the porous membrane is preferably 0.03 μm or more and 0.70 μm or less, more preferably 0.04 μm or more and 0.20 μm or less, further preferably 0.05 μm or more and 0.10 μm or less, and particularly preferably 0.06 μm or more and 0 or less. 0.09 μm or less. From the viewpoint of high ion conductivity and withstand voltage, 0.03 to 0.70 μm is preferable. The average pore diameter of the porous membrane can be measured by the measurement method described later.

平均孔径は、組成比、押出シートの冷却速度、延伸温度、延伸倍率、熱固定温度、熱固定時の延伸倍率、熱固定時の緩和率を制御するか、又はこれらを組み合わせることにより調整することができる。   The average pore diameter should be adjusted by controlling the composition ratio, the extrusion sheet cooling rate, the stretching temperature, the stretching ratio, the heat setting temperature, the stretching ratio at the time of heat setting, the relaxation rate at the time of heat setting, or a combination thereof. Can do.

多孔膜の気孔率は、好ましくは25%以上95%以下、より好ましく30%以上65%以下、更に好ましくは35%以上55%以下である。イオン伝導性向上の観点から25%以上が好ましく、耐電圧特性の観点から95%以下が好ましい。多孔膜の気孔率は、後述する方法で測定することができる。   The porosity of the porous film is preferably 25% or more and 95% or less, more preferably 30% or more and 65% or less, and still more preferably 35% or more and 55% or less. 25% or more is preferable from the viewpoint of improving ion conductivity, and 95% or less is preferable from the viewpoint of withstand voltage characteristics. The porosity of the porous film can be measured by the method described later.

多孔膜の気孔率は、ポリオレフィン樹脂組成物と可塑剤の混合比率、延伸温度、延伸倍率、熱固定温度、熱固定時の延伸倍率、熱固定時の緩和率を制御するか、又はこれらを組み合わせることによって調整することができる。   The porosity of the porous film controls the mixing ratio of the polyolefin resin composition and the plasticizer, the stretching temperature, the stretching ratio, the heat setting temperature, the stretching ratio at the time of heat fixing, the relaxation rate at the time of heat fixing, or a combination thereof. Can be adjusted.

多孔膜がポリオレフィン樹脂多孔膜である場合、ポリオレフィン樹脂多孔膜の粘度平均分子量は、30,000以上12,000,000以下であることが好ましく、より好ましくは50,000以上2,000,000未満、さらに好ましくは100,000以上1,000,000未満である。粘度平均分子量が30,000以上であると、溶融成形の際のメルトテンションが大きくなり成形性が良好になると共に、重合体同士の絡み合いにより高強度となる傾向にあるため好ましい。一方、粘度平均分子量が12,000,000以下であると、均一に溶融混練をすることが容易となり、シートの成形性、特に厚み安定性に優れる傾向にあるため好ましい。さらに、電池用セパレータとした時に、粘度平均分子量が1,000,000未満であると、温度上昇時に孔を閉塞し易く良好なシャットダウン機能が得られる傾向にあるため好ましい。ポリオレフィン樹脂多孔膜の粘度平均分子量は、後述する方法で測定することができる。   When the porous membrane is a polyolefin resin porous membrane, the viscosity average molecular weight of the polyolefin resin porous membrane is preferably from 30,000 to 12,000,000, more preferably from 50,000 to less than 2,000,000. More preferably, it is 100,000 or more and less than 1,000,000. A viscosity average molecular weight of 30,000 or more is preferred because the melt tension during melt molding increases, moldability is improved, and the strength tends to increase due to entanglement between polymers. On the other hand, a viscosity average molecular weight of 12,000,000 or less is preferable because uniform melt kneading is facilitated and the formability of the sheet, particularly thickness stability, tends to be excellent. Furthermore, when it is used as a battery separator, it is preferable that the viscosity average molecular weight is less than 1,000,000 because it tends to close a hole when the temperature rises and a good shutdown function tends to be obtained. The viscosity average molecular weight of the polyolefin resin porous membrane can be measured by a method described later.

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

以下、多孔膜を製造する方法の一例として、ポリオレフィン樹脂組成物と孔形成材とを溶融混練してシート状に成形後、孔形成材を抽出する方法について説明する。
まず、ポリオレフィン樹脂組成物と上記の孔形成材を溶融混練する。溶融混練方法としては、例えば、ポリオレフィン樹脂及び必要によりその他の添加剤を押出機、ニーダー、ラボプラストミル、混練ロール、バンバリーミキサー等の樹脂混練装置に投入することで、樹脂成分を加熱溶融させながら任意の比率で孔形成材を導入して混練する方法が挙げられる。
Hereinafter, as an example of a method for producing a porous film, a method for extracting a pore-forming material after melt-kneading a polyolefin resin composition and a pore-forming material to form a sheet will be described.
First, the polyolefin resin composition and the hole forming material are melt-kneaded. As the melt-kneading method, for example, the polyolefin resin and, if necessary, other additives are put into a resin kneading apparatus such as an extruder, kneader, lab plast mill, kneading roll, Banbury mixer, etc., while the resin component is heated and melted. A method of introducing and kneading the pore-forming material at an arbitrary ratio is mentioned.

上記孔形成材としては、可塑剤、無機材又はそれらの組み合わせを挙げることができる。   Examples of the pore forming material include a plasticizer, an inorganic material, or a combination thereof.

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

また、シート状成形体を圧延してもよい。圧延は、例えば、ダブルベルトプレス機等を使用したプレス法にて実施することができる。圧延を施すことにより、特に表層部分の配向を増すことができる。圧延面倍率は1倍を超えて3倍以下であることが好ましく、1倍を超えて2倍以下であることがより好ましい。圧延倍率が1倍を超えると、面配向が増加し最終的に得られる多孔膜の膜強度が増加する傾向にある。一方、圧延倍率が3倍以下であると、表層部分と中心内部の配向差が小さく、膜の厚さ方向に均一な多孔構造を形成することができる傾向にある。   Moreover, you may roll a sheet-like molded object. Rolling can be performed, for example, by a pressing method using a double belt press or the like. By performing rolling, the orientation of the surface layer portion can be particularly increased. The rolling surface magnification is preferably more than 1 and 3 or less, more preferably more than 1 and 2 or less. When the rolling ratio exceeds 1, the plane orientation increases and the film strength of the finally obtained porous film tends to increase. On the other hand, when the rolling ratio is 3 times or less, the orientation difference between the surface layer portion and the center is small, and a uniform porous structure tends to be formed in the thickness direction of the film.

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

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

また、上記シート状成形体または多孔膜を延伸することが好ましい。延伸は前記シート状成形体から孔形成材を抽出する前に行ってもよい。また、前記シート状成形体から孔形成材を抽出した多孔膜に対して行ってもよい。さらに、前記シート状成形体から孔形成材を抽出する前と後に行ってもよい。   Moreover, it is preferable to extend | stretch the said sheet-like molded object or porous film. The stretching may be performed before extracting the hole forming material from the sheet-like molded body. Moreover, you may carry out with respect to the porous film which extracted the hole formation material from the said sheet-like molded object. Furthermore, it may be performed before and after extracting the hole forming material from the sheet-like molded body.

延伸処理としては、一軸延伸又は二軸延伸のいずれも用いることができる。得られる多孔膜の強度を向上させることによって、多孔膜を含むセパレータを含む電池の機械的安全性を向上させるために、二軸延伸が好ましい。シート状成形体を二軸方向に高倍率延伸すると、分子が面方向に配向し、最終的に得られる多孔膜が裂け難くなり、高い突刺強度を有するものとなる。   As the stretching treatment, either uniaxial stretching or biaxial stretching can be used. Biaxial stretching is preferred in order to improve the mechanical safety of the battery including the separator including the porous film by improving the strength of the obtained porous film. When the sheet-like molded body is stretched at a high magnification in the biaxial direction, the molecules are oriented in the plane direction, and the finally obtained porous film is difficult to tear and has a high puncture strength.

延伸方法としては、例えば、同時二軸延伸、逐次二軸延伸、多段延伸、多数回延伸等の方法を挙げることができる。電池の機械的安全性を向上させるという観点から、同時二軸延伸又は遂次二軸延伸が好ましい。より詳細には、突刺強度の向上、延伸の均一性、シャットダウン性の観点からは同時二軸延伸が好ましい。また面配向の制御容易性の観点からは遂次二軸延伸が好ましい。   Examples of the stretching method include simultaneous biaxial stretching, sequential biaxial stretching, multistage stretching, and multiple stretching. From the viewpoint of improving the mechanical safety of the battery, simultaneous biaxial stretching or sequential biaxial stretching is preferable. More specifically, simultaneous biaxial stretching is preferable from the viewpoints of improvement in puncture strength, uniformity of stretching, and shutdown property. Further, sequential biaxial stretching is preferred from the viewpoint of easy control of plane orientation.

ここで、同時二軸延伸とは、MD(微多孔膜連続成形の機械方向)の延伸とTD(微多孔膜のMDを90°の角度で横切る方向)の延伸が同時に施される延伸方法をいい、各方向の延伸倍率は異なってもよい。   Here, simultaneous biaxial stretching is a stretching method in which stretching in the MD (machine direction of continuous microporous membrane) stretching and TD (in the direction crossing the MD of the microporous membrane at an angle of 90 °) are performed simultaneously. The stretching ratio in each direction may be different.

逐次二軸延伸とは、MD及びTDの延伸が独立して施される延伸方法をいい、MD又はTDに延伸がなされているときは、他方向は非拘束状態又は定長に固定されている状態とする。   Sequential biaxial stretching refers to a stretching method in which MD and TD are stretched independently. When MD or TD is stretched, the other direction is fixed in an unconstrained state or a constant length. State.

延伸倍率は、電池の機械的安全性を向上させるという観点から、面倍率で20倍以上100倍以下の範囲であることが好ましく、25倍以上70倍以下の範囲であることがより好ましい。各軸方向の延伸倍率は、MDに4倍以上10倍以下、TDに4倍以上10倍以下の範囲であることが好ましく、MDに5倍以上8倍以下、TDに5倍以上8倍以下の範囲であることがより好ましい。総面積倍率が20倍以上であると、得られる多孔膜に十分な強度を付与できる傾向にあり、一方、総面積倍率が100倍以下であると、延伸工程における膜破断を防ぎ、高い生産性が得られる傾向にある。   From the viewpoint of improving the mechanical safety of the battery, the draw ratio is preferably in the range of 20 times to 100 times, more preferably in the range of 25 times to 70 times in terms of surface magnification. The draw ratio in each axial direction is preferably in the range of 4 to 10 times in MD, 4 to 10 times in TD, 5 to 8 times in MD, and 5 to 8 times in TD. More preferably, it is the range. When the total area magnification is 20 times or more, there is a tendency that sufficient strength can be imparted to the obtained porous film. On the other hand, when the total area magnification is 100 times or less, film breakage in the stretching process is prevented and high productivity is achieved. Tends to be obtained.

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

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

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

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

この可塑剤抽出後の延伸及び緩和操作は、好ましくはTDに行う。延伸及び緩和操作における温度は、ポリオレフィン樹脂の融点(以下、「Tm」ともいう。)より低いことが好ましく、Tmより1℃から25℃低い範囲がより好ましい。延伸及び緩和操作における温度が上記範囲であると、熱収縮率低減と気孔率とのバランスの観点から好ましい。   The stretching and relaxation operations after this plasticizer extraction are preferably performed at TD. The temperature in the stretching and relaxation operation is preferably lower than the melting point of the polyolefin resin (hereinafter also referred to as “Tm”), and more preferably in the range of 1 ° C. to 25 ° C. lower than Tm. When the temperature in the stretching and relaxation operation is in the above range, it is preferable from the viewpoint of the balance between the reduction in thermal shrinkage and the porosity.

[多孔層]
無機フィラーと樹脂バインダとを含む多孔層について説明する。
[Porous layer]
A porous layer containing an inorganic filler and a resin binder will be described.

〔無機フィラー〕
前記多孔層に使用する無機フィラーとしては、特に限定されないが、耐熱性及び電気絶縁性が高く、かつリチウムイオン二次電池の使用範囲で電気化学的に安定であるものが好ましい。
[Inorganic filler]
The inorganic filler used in the porous layer is not particularly limited, but is preferably one that has high heat resistance and electrical insulation and is electrochemically stable within the range of use of the lithium ion secondary battery.

無機フィラーとしては、例えば、アルミニウム化合物、マグネシウム化合物、その他化合物が挙げられる。   As an inorganic filler, an aluminum compound, a magnesium compound, and another compound are mentioned, for example.

アルミニウム化合物としては、酸化アルミニウム、ケイ酸アルミニウム、水酸化アルミニウム、水酸化酸化アルミニウム、アルミン酸ソーダ、硫酸アルミニウム、リン酸アルミニウム、ハイドロタルサイト等が挙げられる。   Examples of the aluminum compound include aluminum oxide, aluminum silicate, aluminum hydroxide, aluminum hydroxide oxide, sodium aluminate, aluminum sulfate, aluminum phosphate, and hydrotalcite.

マグネシウム化合物としては、硫酸マグネシウム、水酸化マグネシウム等が挙げられる。
その他化合物としては、酸化物系セラミックス、窒化物系セラミックス、粘土鉱物、シリコンカーバイド、炭酸カルシウム、チタン酸バリウム、アスベスト、ゼオライト、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ藻土、ケイ砂、ガラス繊維等が挙げられる。酸化物系セラミックスとしては、シリカ、チタニア、ジルコニア、マグネシア、セリア、イットリア、酸化亜鉛、酸化鉄等が挙げられる。窒化物系セラミックスとしては、窒化ケイ素、窒化チタン、窒化ホウ素等が挙げられる。粘土鉱物としては、タルク、モンモリロナイト、セリサイト、マイカ、アメサイト、ベントナイト等が挙げられる。
これらは単独で用いても良いし、複数を併用してもよい。
Examples of the magnesium compound include magnesium sulfate and magnesium hydroxide.
Other compounds include oxide ceramics, nitride ceramics, clay minerals, silicon carbide, calcium carbonate, barium titanate, asbestos, zeolite, calcium silicate, magnesium silicate, diatomaceous earth, silica sand, glass fiber, etc. Is mentioned. Examples of the oxide ceramics include silica, titania, zirconia, magnesia, ceria, yttria, zinc oxide, iron oxide and the like. Examples of nitride ceramics include silicon nitride, titanium nitride, boron nitride and the like. Examples of the clay mineral include talc, montmorillonite, sericite, mica, amicite, bentonite and the like.
These may be used alone or in combination.

上記の中でも、電気化学的安定性及び耐熱特性の観点から、酸化アルミニウム、水酸化酸化アルミニウム、ケイ酸アルミニウムが好ましい。酸化アルミニウムの具体例としては、アルミナが挙げられる。水酸化酸化アルミニウムの具体例としては、ベーマイトが挙げられる。ケイ酸アルミニウムの具体例としては、カオリナイト、ディカイト、ナクライト、ハロイサイト、パイロフィライトが挙げられる。   Among these, aluminum oxide, aluminum hydroxide oxide, and aluminum silicate are preferable from the viewpoints of electrochemical stability and heat resistance. A specific example of aluminum oxide is alumina. Specific examples of the aluminum hydroxide oxide include boehmite. Specific examples of aluminum silicate include kaolinite, dickite, nacrite, halloysite, and pyrophyllite.

前記酸化アルミニウムとしては、電気化学的安定性の観点から、アルミナがより好ましい。多孔層を構成する無機フィラーとして、アルミナを主成分とする粒子を採用することで、高い透過性を維持しながら、非常に軽量な多孔層を実現できる上に、より薄い多孔層厚でも多孔膜の高温での熱収縮が抑制され、優れた耐熱性を発現する傾向にある。アルミナには、α−アルミナ、β−アルミナ、γ−アルミナ、θ−アルミナ等、多くの結晶形態が存在するが、いずれも好適に使用することができる。この中でα−アルミナが熱的・化学的にも安定なので最も好ましい。   As the aluminum oxide, alumina is more preferable from the viewpoint of electrochemical stability. By adopting particles mainly composed of alumina as the inorganic filler that constitutes the porous layer, it is possible to realize a very lightweight porous layer while maintaining high permeability, and a porous film with a thinner porous layer thickness. The thermal contraction at a high temperature is suppressed, and excellent heat resistance tends to be exhibited. Alumina has many crystal forms such as α-alumina, β-alumina, γ-alumina, and θ-alumina, and any of them can be suitably used. Of these, α-alumina is most preferable because it is thermally and chemically stable.

前記水酸化酸化アルミニウムとしては、リチウムデンドライトの発生に起因する内部短絡を防止する観点から、ベーマイトがより好ましい。多孔層を構成する無機フィラーとして、ベーマイトを主成分とする粒子を採用することで、高い透過性を維持しながら、非常に軽量な多孔層を実現できる上に、より薄い多孔層厚でも多孔膜の高温での熱収縮が抑制され、優れた耐熱性を発現する傾向にある。電気化学素子の特性に悪影響を与えるイオン性の不純物を低減できる合成ベーマイトがさらに好ましい。   As the aluminum hydroxide oxide, boehmite is more preferable from the viewpoint of preventing an internal short circuit due to generation of lithium dendrite. By adopting boehmite-based particles as the inorganic filler that constitutes the porous layer, it is possible to realize a very lightweight porous layer while maintaining high permeability, and even with a thinner porous layer thickness, the porous film The thermal contraction at a high temperature is suppressed, and excellent heat resistance tends to be exhibited. Synthetic boehmite that can reduce ionic impurities that adversely affect the characteristics of the electrochemical device is more preferred.

前記ケイ酸アルミニウムの中では、カオリン鉱物で主に構成されているカオリナイト(以下、カオリンともいう)が軽量性及び透気度の観点から好ましい。カオリンには湿式カオリン及びこれを焼成処理した焼成カオリンがあるが、焼成カオリンは焼成処理の際に結晶水が放出されるのに加え、不純物が除去されるので、電気化学的安定性の点で特に好ましい。多孔層を構成する無機フィラーとして、焼成カオリンを主成分とする粒子を採用することで、高い透過性を維持しながら、非常に軽量な多孔層を実現できる上に、より薄い多孔層厚でも多孔膜の高温での熱収縮が抑制され、優れた耐熱性を発現する傾向にある。   Among the aluminum silicates, kaolinite (hereinafter, also referred to as kaolin) mainly composed of kaolin mineral is preferable from the viewpoint of lightness and air permeability. Kaolin includes wet kaolin and calcined kaolin, which is calcined. However, calcined kaolin releases crystal water during the calcining process and removes impurities. Particularly preferred. By adopting particles containing calcined kaolin as the main component for the inorganic filler that constitutes the porous layer, it is possible to realize a very lightweight porous layer while maintaining high permeability, and it is porous even with a thinner porous layer thickness. Thermal contraction of the film at a high temperature is suppressed, and excellent heat resistance tends to be exhibited.

前記無機フィラーの平均粒径は、0.5μm以上2.5μm以下であることが好ましく、0.5μm以上2.0μm以下であることがより好ましく、0.5μm以上1.5μm以下であることが更に好ましい。無機フィラーの平均粒径を上記範囲に調整することは、電池の機械的安定性をさらに向上させるという観点から好ましい。   The average particle size of the inorganic filler is preferably from 0.5 μm to 2.5 μm, more preferably from 0.5 μm to 2.0 μm, and more preferably from 0.5 μm to 1.5 μm. Further preferred. Adjusting the average particle size of the inorganic filler to the above range is preferable from the viewpoint of further improving the mechanical stability of the battery.

無機フィラーの粒度分布としては、最小粒径は0.02μm以上であることが好ましく、0.05μm以上がより好ましく、0.1μm以上がさらに好ましい。最大粒径は20μm以下が好ましく、10μm以下がより好ましく、7μm以下が更に好ましい。また、最大粒径/平均粒径の比率は、50以下が好ましく、30以下がより好ましく、20以下が更に好ましい。無機フィラーの粒度分布を上記範囲に調整することは、高温での熱収縮を抑制する観点から好ましい。また、最大粒径と最小粒径の間に複数の粒径ピークを有してもよい。なお、無機フィラーの粒度分布を調整する方法としては、例えば、ボールミル・ビーズミル・ジェットミル等を用いて無機フィラーを粉砕し、所望の粒度分布に調整する方法、複数の粒径分布のフィラーを調整後ブレンドする方法等を挙げることができる。   As for the particle size distribution of the inorganic filler, the minimum particle size is preferably 0.02 μm or more, more preferably 0.05 μm or more, and further preferably 0.1 μm or more. The maximum particle size is preferably 20 μm or less, more preferably 10 μm or less, and even more preferably 7 μm or less. The ratio of the maximum particle size / average particle size is preferably 50 or less, more preferably 30 or less, and still more preferably 20 or less. Adjusting the particle size distribution of the inorganic filler to the above range is preferable from the viewpoint of suppressing thermal shrinkage at high temperatures. Moreover, you may have a several particle size peak between the maximum particle size and the minimum particle size. In addition, as a method for adjusting the particle size distribution of the inorganic filler, for example, a method of pulverizing the inorganic filler using a ball mill, a bead mill, a jet mill or the like to adjust to a desired particle size distribution, or a filler having a plurality of particle size distributions is adjusted. Examples thereof include a method of post-blending.

無機フィラーの形状としては、板状、鱗片状、多面体、針状、柱状、球状、紡錘状、塊状等が挙げられ、上記形状を有する無機フィラーを複数種組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、透過性向上の観点からは、板状、鱗片状、多面体が好ましい。   Examples of the shape of the inorganic filler include a plate shape, a scale shape, a polyhedron, a needle shape, a columnar shape, a spherical shape, a spindle shape, and a lump shape. A plurality of inorganic fillers having the above shapes may be used in combination. Among these, a plate shape, a scale shape, and a polyhedron are preferable from the viewpoint of improving permeability.

前記無機フィラーが、前記多孔層中に占める割合としては、後述される多孔層の動摩擦係数を適切に調整するという観点から適宜決定することができる。上記割合は、50質量%以上であることが好ましく、より好ましくは70質量%以上、さらに好ましくは80質量%以上、特に好ましくは95質量%以上、最も好ましくは97質量%以上とすることができる。また、上記割合は100質量%未満であることが好ましく、より好ましくは99.99質量%以下、さらに好ましくは99.9質量%以下、特に好ましくは99質量%以下である。   The proportion of the inorganic filler in the porous layer can be appropriately determined from the viewpoint of appropriately adjusting the dynamic friction coefficient of the porous layer described later. The proportion is preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, further preferably 80% by mass or more, particularly preferably 95% by mass or more, and most preferably 97% by mass or more. . Further, the ratio is preferably less than 100% by mass, more preferably 99.99% by mass or less, further preferably 99.9% by mass or less, and particularly preferably 99% by mass or less.

〔樹脂バインダ〕
樹脂バインダは、前述した無機フィラーを相互に結着する役割を果たす樹脂である。また、無機フィラーと多孔膜とを相互に結着する役割を果たす樹脂であることが好ましい。樹脂バインダの種類としては、セパレータとしたときにリチウムイオン二次電池の電解液に対して不溶であり、かつリチウムイオン二次電池の使用範囲で電気化学的に安定なものを用いることが好ましい。
[Resin binder]
The resin binder is a resin that plays the role of binding the inorganic fillers described above. Moreover, it is preferable that it is resin which plays the role which bind | concludes an inorganic filler and a porous film mutually. As the type of the resin binder, it is preferable to use a resin binder that is insoluble in the electrolyte solution of the lithium ion secondary battery when used as a separator and is electrochemically stable within the use range of the lithium ion secondary battery.

樹脂バインダの具体例としては、以下の1)〜7)が挙げられる。
1)ポリオレフィン:例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンプロピレンラバー、及びこれらの変性体;
2)共役ジエン系重合体:例えば、スチレン−ブタジエン共重合体及びその水素化物、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体及びその水素化物、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体及びその水素化物;
3)アクリル系重合体:例えば、メタクリル酸エステル−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体;
4)ポリビニルアルコール系樹脂:例えば、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル;
5)含フッ素樹脂:例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン共重合体、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体;
6)セルロース誘導体:例えば、エチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース;
7)融点及び/又はガラス転移温度が180℃以上の樹脂あるいは融点を有しないが分解温度が200℃以上のポリマー:例えば、ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリアミド、ポリエステル。
Specific examples of the resin binder include the following 1) to 7).
1) Polyolefin: For example, polyethylene, polypropylene, ethylene propylene rubber, and modified products thereof;
2) Conjugated diene polymer: for example, styrene-butadiene copolymer and its hydride, acrylonitrile-butadiene copolymer and its hydride, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer and its hydride;
3) Acrylic polymer: For example, methacrylic acid ester-acrylic acid ester copolymer, styrene-acrylic acid ester copolymer, acrylonitrile-acrylic acid ester copolymer;
4) Polyvinyl alcohol resin: for example, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate;
5) Fluorine-containing resin: For example, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene-tetrafluoroethylene copolymer, ethylene-tetrafluoroethylene copolymer;
6) Cellulose derivatives: for example, ethyl cellulose, methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose;
7) A resin having a melting point and / or glass transition temperature of 180 ° C. or higher or a polymer having no melting point but a decomposition temperature of 200 ° C. or higher: for example, polyphenylene ether, polysulfone, polyether sulfone, polyphenylene sulfide, polyetherimide, polyamideimide , Polyamide, polyester.

電池の機械的安定性をさらに向上させるという観点からは、3)アクリル系重合体、5)含フッ素樹脂、又は7)ポリマーとしてのポリアミドが好ましい。ポリアミドとしては、耐久性の観点から全芳香族ポリアミド、中でもポリメタフェニレンイソフタルアミドが好適である。   From the viewpoint of further improving the mechanical stability of the battery, 3) an acrylic polymer, 5) a fluorine-containing resin, or 7) a polyamide as a polymer is preferable. As the polyamide, a fully aromatic polyamide, particularly polymetaphenylene isophthalamide is preferable from the viewpoint of durability.

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

上記2)共役ジエン系重合体は、共役ジエン化合物を単量体単位として含む重合体である。
上記共役ジエン化合物としては、例えば、1,3−ブタジエン、2−メチル−1,3−ブタジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、2−クロル−1,3−ブタジエン、置換直鎖共役ペンタジエン類、置換及び側鎖共役ヘキサジエン類等が挙げられ、これらは1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。中でも、特に1,3−ブタジエンが好ましい。
The 2) conjugated diene polymer is a polymer containing a conjugated diene compound as a monomer unit.
Examples of the conjugated diene compound include 1,3-butadiene, 2-methyl-1,3-butadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 2-chloro-1,3-butadiene, and substituted linear chains. Examples thereof include conjugated pentadienes, substituted and side chain conjugated hexadienes, and these may be used alone or in combination of two or more. Among these, 1,3-butadiene is particularly preferable.

上記3)アクリル系重合体は、(メタ)アクリル系化合物を単量体単位として含む重合体である。上記(メタ)アクリル系化合物とは、(メタ)アクリル酸および(メタ)アクリル酸エステルから成る群から選ばれる少なくとも一つを示す。
上記3)アクリル系重合体に用いられる(メタ)アクリル酸としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸を挙げることができる。
上記3)アクリル系重合体に用いられる(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、例えば、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルアメタクリレート;
エポキシ基含有(メタ)アクリル酸エステル、例えば、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート;が挙げられ、これらは1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。上記の中でも、特にアクリル酸、メタクリル酸が好ましい。
The 3) acrylic polymer is a polymer containing a (meth) acrylic compound as a monomer unit. The (meth) acrylic compound indicates at least one selected from the group consisting of (meth) acrylic acid and (meth) acrylic acid ester.
Examples of (meth) acrylic acid used in the above 3) acrylic polymer include acrylic acid and methacrylic acid.
3) The (meth) acrylic acid ester used in the acrylic polymer is, for example, a (meth) acrylic acid alkyl ester such as methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, butyl acrylate, butyl methacrylate, 2 -Ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl amethacrylate;
Epoxy group-containing (meth) acrylic acid esters such as glycidyl acrylate and glycidyl methacrylate may be used, and these may be used alone or in combination of two or more. Among the above, acrylic acid and methacrylic acid are particularly preferable.

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

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

〔多孔層の詳細〕
多孔層の厚みは、耐熱性及び絶縁性を向上させる観点から1μm以上であることが好ましく、より好ましくは1.0μm以上、さらに好ましくは1.2μm以上、よりさらに好ましくは1.5μm以上、特に好ましくは1.8μm以上、最も好ましくは2.0μm以上である。また、電池の高容量化と透過性を向上させる観点から10μm以下であることが好ましく、より好ましくは8μm以下、さらに好ましくは6μm以下、特に好ましくは7μm以下である。
[Details of porous layer]
The thickness of the porous layer is preferably 1 μm or more from the viewpoint of improving heat resistance and insulation, more preferably 1.0 μm or more, still more preferably 1.2 μm or more, even more preferably 1.5 μm or more, particularly Preferably it is 1.8 μm or more, and most preferably 2.0 μm or more. In addition, the thickness is preferably 10 μm or less, more preferably 8 μm or less, still more preferably 6 μm or less, and particularly preferably 7 μm or less from the viewpoint of increasing the battery capacity and improving the permeability.

多孔層における無機フィラーの充填率としては、軽量性及び高透過性の観点から、95体積%以下が好ましく、80体積%以下がより好ましく、70体積%以下がさらに好ましく、60体積%以下が特に好ましい。熱収縮抑制及びデンドライト抑制の観点から、下限は20体積%以上が好ましく、30体積%以上がより好ましく、40体積%以上が更に好ましい。無機フィラーの充填率は、多孔層の層厚、並びに無機フィラーの重量及び比重から算出することができる。   The filling rate of the inorganic filler in the porous layer is preferably 95% by volume or less, more preferably 80% by volume or less, further preferably 70% by volume or less, and particularly preferably 60% by volume or less, from the viewpoint of lightness and high permeability. preferable. In light of heat shrinkage suppression and dendrite suppression, the lower limit is preferably 20% by volume or more, more preferably 30% by volume or more, and still more preferably 40% by volume or more. The filling rate of the inorganic filler can be calculated from the layer thickness of the porous layer and the weight and specific gravity of the inorganic filler.

多孔層は、多孔膜の片面にのみ形成しても、両面に形成してもよい。   The porous layer may be formed only on one side of the porous film or on both sides.

多孔層の形成方法としては、例えば、ポリオレフィン樹脂を主成分とする多孔膜の少なくとも片面に、無機フィラーと樹脂バインダとを含む塗布液を塗布して多孔層を形成する方法を挙げることができる。   Examples of the method for forming the porous layer include a method in which a porous layer is formed by applying a coating liquid containing an inorganic filler and a resin binder on at least one surface of a porous film containing a polyolefin resin as a main component.

塗布液中の樹脂バインダの形態としては、水に溶解または分散した水系溶液であっても、一般的な有機媒体に溶解または分散した有機媒体系溶液であってもよいが、樹脂製ラテックスが好ましい。「樹脂製ラテックス」とは樹脂が媒体に分散した状態のものを示す。樹脂製ラテックスをバインダとして用いた場合、無機フィラーとバインダとを含む多孔層をポリオレフィン多孔膜の少なくとも片面に積層した際、イオン透過性が低下し難く、高出力特性が得られ易い。加えて異常発熱時の温度上昇が速い場合においても、円滑なシャットダウン特性を示し、高い安全性が得られ易い。   The form of the resin binder in the coating solution may be an aqueous solution dissolved or dispersed in water or an organic medium solution dissolved or dispersed in a general organic medium, but a resin latex is preferred. . “Resin latex” refers to a resin dispersed in a medium. When a resin latex is used as a binder, when a porous layer containing an inorganic filler and a binder is laminated on at least one surface of a polyolefin porous film, ion permeability is unlikely to decrease and high output characteristics are easily obtained. In addition, even when the temperature rises rapidly during abnormal heat generation, smooth shutdown characteristics are exhibited and high safety is easily obtained.

塗布液を形成するときに、無機フィラーの使用量に対する樹脂バインダの使用量は、限定されるものではないが、後述される通り、セパレータ形成後の多孔層の動摩擦係数を0.1〜0.6の範囲内に調整することができる程度の量であることが好ましい。   When forming the coating solution, the amount of the resin binder used relative to the amount of inorganic filler used is not limited, but as will be described later, the dynamic friction coefficient of the porous layer after the separator is formed is 0.1 to 0. 0. The amount is preferably such that it can be adjusted within the range of 6.

樹脂製ラテックスバインダの平均粒径は、50〜1,000nmであることが好ましく、より好ましくは60〜500nm、更に好ましくは80〜250nmである。平均粒径が50nm以上である場合、無機フィラーとバインダとを含む多孔層をポリオレフィン多孔膜の少なくとも片面に積層した際、良好な結着性を発現し、セパレータとした場合に熱収縮が良好となり安全性に優れる傾向にある。平均粒径が1,000nm以下である場合、イオン透過性が低下し難く、高出力特性が得られ易い。加えて異常発熱時の温度上昇が速い場合においても、円滑なシャットダウン特性を示し、高い安全性が得られ易い。平均粒径は、樹脂バインダを製造する際の重合時間、重合温度、原料組成比、原料投入順序、pH、撹拌速度等を調整することで制御することが可能である。   The average particle diameter of the resin latex binder is preferably 50 to 1,000 nm, more preferably 60 to 500 nm, and still more preferably 80 to 250 nm. When the average particle size is 50 nm or more, when a porous layer containing an inorganic filler and a binder is laminated on at least one surface of the polyolefin porous film, it exhibits good binding properties, and when it is used as a separator, heat shrinkage is good. It tends to be excellent in safety. When the average particle size is 1,000 nm or less, the ion permeability is hardly lowered and high output characteristics are easily obtained. In addition, even when the temperature rises rapidly during abnormal heat generation, smooth shutdown characteristics are exhibited and high safety is easily obtained. The average particle size can be controlled by adjusting a polymerization time, a polymerization temperature, a raw material composition ratio, a raw material charging order, pH, a stirring speed and the like when manufacturing the resin binder.

塗布液の媒体としては、前記無機フィラー、及び前記樹脂バインダを均一かつ安定に分散または溶解できるものが好ましく、例えば、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、水、エタノール、トルエン、熱キシレン、塩化メチレン、ヘキサン等が挙げられる。   As a medium for the coating solution, those capable of uniformly and stably dispersing or dissolving the inorganic filler and the resin binder are preferable. For example, N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, water , Ethanol, toluene, hot xylene, methylene chloride, hexane and the like.

塗布液には、分散安定化又は塗工性の向上のために、界面活性剤等の分散剤;増粘剤;湿潤剤;消泡剤;酸、アルカリを含むPH調整剤等の各種添加剤を加えてもよい。これら添加剤の総添加量は、無機フィラー100重量部に対して、その有効成分(添加剤が溶媒に溶解している場合は溶解している添加剤成分の重量)が20重量部以下が好ましく、より好ましくは10重量部以下、さらに好ましくは5重量部以下である。   Various additives such as surfactants, thickeners, wetting agents, antifoaming agents, pH adjusting agents including acids and alkalis are added to the coating solution in order to stabilize dispersion or improve coating properties. May be added. The total addition amount of these additives is preferably 20 parts by weight or less of the active ingredient (the weight of the additive component dissolved when the additive is dissolved in the solvent) with respect to 100 parts by weight of the inorganic filler. More preferably, it is 10 parts by weight or less, and further preferably 5 parts by weight or less.

無機フィラーと樹脂バインダとを、塗布液の媒体に分散または溶解させる方法については、塗布工程に必要な塗布液の分散特性を実現できる方法であれば特に限定はない。例えば、ボールミル、ビーズミル、遊星ボールミル、振動ボールミル、サンドミル、コロイドミル、アトライター、ロールミル、高速インペラー分散、ディスパーザー、ホモジナイザー、高速衝撃ミル、超音波分散、撹拌羽根等による機械撹拌等が挙げられる。   The method for dispersing or dissolving the inorganic filler and the resin binder in the medium of the coating liquid is not particularly limited as long as it is a method capable of realizing the dispersion characteristics of the coating liquid necessary for the coating process. Examples thereof include a ball mill, a bead mill, a planetary ball mill, a vibrating ball mill, a sand mill, a colloid mill, an attritor, a roll mill, a high-speed impeller dispersion, a disperser, a homogenizer, a high-speed impact mill, ultrasonic dispersion, and mechanical stirring using a stirring blade.

塗布液を多孔膜に塗布する方法については、必要とする層厚又は塗布面積を実現できる方法であれば特に限定はなく、例えば、グラビアコーター法、小径グラビアコーター法、リバースロールコーター法、トランスファロールコーター法、キスコーター法、ディップコーター法、ナイフコーター法、エアドクタコーター法、ブレードコーター法、ロッドコーター法、スクイズコーター法、キャストコーター法、ダイコーター法、スクリーン印刷法、スプレー塗布法等が挙げられる。   The method for applying the coating solution to the porous film is not particularly limited as long as the required layer thickness or coating area can be realized. For example, a gravure coater method, a small diameter gravure coater method, a reverse roll coater method, a transfer roll Examples include coater method, kiss coater method, dip coater method, knife coater method, air doctor coater method, blade coater method, rod coater method, squeeze coater method, cast coater method, die coater method, screen printing method, spray coating method, etc. .

さらに、塗布液の塗布に先立ち、多孔膜表面に表面処理を施すと、塗布液を塗布し易くなると共に、塗布後の無機フィラー含有多孔層と多孔膜表面との接着性が向上するため好ましい。表面処理の方法は、多孔膜の多孔質構造を著しく損なわない方法であれば特に限定はなく、例えば、コロナ放電処理法、プラズマ放電処理法、機械的粗面化法、溶剤処理法、酸処理法、紫外線酸化法等が挙げられる。   Furthermore, it is preferable to apply a surface treatment to the surface of the porous film prior to the application of the coating liquid because the coating liquid can be easily applied and the adhesion between the inorganic filler-containing porous layer after coating and the surface of the porous film is improved. The surface treatment method is not particularly limited as long as it does not significantly impair the porous structure of the porous film. For example, corona discharge treatment method, plasma discharge treatment method, mechanical surface roughening method, solvent treatment method, acid treatment Method, ultraviolet oxidation method and the like.

塗布後に塗布膜から媒体を除去する方法については、多孔膜に悪影響を及ぼさない方法であれば特に限定はなく、例えば、多孔膜を固定しながらその融点以下の温度にて乾燥する方法、低温で減圧乾燥する方法、抽出乾燥等が挙げられる。また電池特性に著しく影響を及ぼさない範囲においては溶媒を一部残存させても構わない。多孔膜及び多孔層を積層した多孔膜のMD方向の収縮応力を制御する観点から、乾燥温度、巻取り張力等は適宜調整することが好ましい。   The method for removing the medium from the coating film after coating is not particularly limited as long as it does not adversely affect the porous film, for example, a method of drying at a temperature below the melting point while fixing the porous film, at a low temperature. The method of drying under reduced pressure, extraction drying, etc. are mentioned. Further, a part of the solvent may be left as long as the battery characteristics are not significantly affected. From the viewpoint of controlling the shrinkage stress in the MD direction of the porous film in which the porous film and the porous layer are laminated, it is preferable to appropriately adjust the drying temperature, the winding tension, and the like.

[電池用セパレータの詳細]
本発明の電池用セパレータについて説明する。上記セパレータは、多孔膜の少なくとも片面に、無機フィラーと樹脂バインダとを含む多孔層を備える電池用セパレータである。上記セパレータは、耐熱性に優れ、シャットダウン機能を有しているので電池の中で正極と負極を隔離する電池用セパレータに適している。
[Details of battery separator]
The battery separator of the present invention will be described. The separator is a battery separator including a porous layer containing an inorganic filler and a resin binder on at least one surface of a porous film. The separator is excellent in heat resistance and has a shutdown function, and thus is suitable for a battery separator that separates a positive electrode and a negative electrode in a battery.

特に、上記セパレータは高温においても短絡し難いため、高起電力電池用のセパレータとしても安全に使用できる。   In particular, since the separator is difficult to short-circuit even at high temperatures, it can be safely used as a separator for a high electromotive force battery.

本発明のセパレータの最終的な膜厚は、2μm以上20μm以下であることが好ましく、より好ましくは4μm以上18μm以下、さらに好ましくは6μm以上16μm以下である。膜厚が2μm以上であると機械強度が十分となる傾向にあり、また、20μm以下であるとセパレータの占有体積が減るため、電池の高容量化の点において有利となる傾向にある。   The final film thickness of the separator of the present invention is preferably 2 μm or more and 20 μm or less, more preferably 4 μm or more and 18 μm or less, and further preferably 6 μm or more and 16 μm or less. If the film thickness is 2 μm or more, the mechanical strength tends to be sufficient, and if it is 20 μm or less, the occupied volume of the separator is reduced, which tends to be advantageous in terms of increasing the battery capacity.

本発明のセパレータは、電池の機械的安定性を向上させるという観点から、150℃における熱収縮率が、5.0%未満であることが好ましく、過充電時の電気的安定性にさらに優れるという観点から、より好ましくは0%以上4.5%以下、さらに好ましくは0%以上4.0%以下である。ここで、セパレータの熱収縮率としては、MD熱収縮率およびTD熱収縮率の両者のうち、大きい方の値を用いる。150℃における熱収縮率の測定方法は後述する。セパレータの熱収縮率の調整は、上述した多孔膜の延伸操作、熱処理を適宜組み合わせることにより行うことができる。   From the viewpoint of improving the mechanical stability of the battery, the separator of the present invention preferably has a heat shrinkage rate at 150 ° C. of less than 5.0%, and is further excellent in electrical stability during overcharge. From the viewpoint, it is more preferably 0% or more and 4.5% or less, and further preferably 0% or more and 4.0% or less. Here, as the thermal contraction rate of the separator, the larger value of both the MD thermal contraction rate and the TD thermal contraction rate is used. A method for measuring the thermal shrinkage at 150 ° C. will be described later. The adjustment of the thermal shrinkage rate of the separator can be performed by appropriately combining the above-described stretching operation and heat treatment of the porous membrane.

本発明のセパレータの引張強度は、電池の機械的安定性を向上させるという観点から、120MPa以上であることが好ましく、より好ましくは130MPa以上、更に好ましくは150MPa以上である。   From the viewpoint of improving the mechanical stability of the battery, the tensile strength of the separator of the present invention is preferably 120 MPa or more, more preferably 130 MPa or more, and further preferably 150 MPa or more.

セパレータの引張強度は、後述する測定法で測定することができる。セパレータの引張強度の調整は、前述の延伸操作の倍率を制御することにより行うことができる。   The tensile strength of the separator can be measured by a measurement method described later. The tensile strength of the separator can be adjusted by controlling the magnification of the aforementioned stretching operation.

本発明のセパレータの熱機械分析(TMA)測定において、セパレータを135℃で保持した状態でのセパレータの幅(TD)方向の応力緩和速度は、0.5mgf/sec以上4.0mgf/sec以下であることが、過充電時の電気的安定性にさらに優れるという観点から好ましい。   In the thermomechanical analysis (TMA) measurement of the separator of the present invention, the stress relaxation rate in the width (TD) direction of the separator when the separator is held at 135 ° C. is 0.5 mgf / sec or more and 4.0 mgf / sec or less. It is preferable from the viewpoint that the electrical stability during overcharging is further excellent.

該応力緩和速度の下限値は、0.7mgf/sec以上であることがより好ましく、1.0mgf/sec以上であることが更に好ましく、上限値は、4.0mgf/sec以下であることがより好ましく、3.8mgf/sec以下であることが更に好ましい。   The lower limit value of the stress relaxation rate is more preferably 0.7 mgf / sec or more, further preferably 1.0 mgf / sec or more, and the upper limit value is more preferably 4.0 mgf / sec or less. Preferably, it is 3.8 mgf / sec or less.

該応力緩和速度は、後述する測定法で測定することができる。該応力緩和速度の調整は、前述の熱処理の延伸倍率と緩和率の制御により行うことができる。   The stress relaxation rate can be measured by a measurement method described later. The stress relaxation rate can be adjusted by controlling the draw ratio and relaxation rate of the heat treatment described above.

本発明のセパレータの水分含有量は、電池の機械的安定性を向上させるという観点から、50〜500ppmであることが好ましい。セパレータの水分含有量が50ppm以上であると、静電気の発生防止の効果を得るのに十分な水分量をセパレータ中で確保できるので好ましい。一方、セパレータの水分含有量が500ppm以下であると、セパレータ中の吸着水分量を、電池特性の低下を抑制できる程度の量に制御できるので好ましい。   The water content of the separator of the present invention is preferably 50 to 500 ppm from the viewpoint of improving the mechanical stability of the battery. It is preferable that the water content of the separator is 50 ppm or more because a sufficient amount of water can be secured in the separator to obtain the effect of preventing the generation of static electricity. On the other hand, when the water content of the separator is 500 ppm or less, it is preferable because the amount of adsorbed water in the separator can be controlled to an amount that can suppress deterioration of battery characteristics.

セパレータの水分含有量の測定は、カールフィシャー水分計を用いて、後述する測定法で測定することができる。セパレータの水分含有量は、多孔膜(ポリオレフィン)の材料、目付け、多孔層の樹脂バインダの種類、樹脂バインダと無機フィラーの割合、無機フィラーの粒径等の因子の影響を受けうる。また、セパレータ中の吸着水分量はセパレータの乾燥時間、乾燥温度等によって調整可能である。   The water content of the separator can be measured by a measurement method described later using a Karl Fischer moisture meter. The water content of the separator can be influenced by factors such as the material of the porous film (polyolefin), the basis weight, the type of the resin binder of the porous layer, the ratio of the resin binder to the inorganic filler, the particle size of the inorganic filler, and the like. The amount of moisture adsorbed in the separator can be adjusted by the drying time, drying temperature, etc. of the separator.

本実施形態のセパレータを長尺化した際に、衝撃による段ズレの発生を抑制する観点から、本発明のセパレータに形成された多孔層の動摩擦係数(以下、単に「摩擦係数」と略記することがある)は0.1以上であると好ましく、より好ましくは0.2以上である。加えて、当該セパレータ捲回体の繰り出し抵抗、当該セパレータを用いて製造される電池の初期不良率の観点から、その摩擦係数は0.6以下であると好ましく、より好ましくは0.5以下である。摩擦係数は、下記実施例に記載の方法に準じて測定される。なお、セパレータ多孔層の摩擦係数を上記範囲内に調整する方法としては、無機フィラー、樹脂バインダの種類、含有量等によって調整可能である。   From the viewpoint of suppressing the occurrence of step shift due to impact when the separator of this embodiment is elongated, the dynamic friction coefficient of the porous layer formed in the separator of the present invention (hereinafter simply referred to as “friction coefficient”). Is preferably 0.1 or more, and more preferably 0.2 or more. In addition, from the viewpoint of the feeding resistance of the separator winding body and the initial failure rate of the battery manufactured using the separator, the friction coefficient is preferably 0.6 or less, more preferably 0.5 or less. is there. The coefficient of friction is measured according to the method described in the following examples. In addition, as a method of adjusting the friction coefficient of a separator porous layer in the said range, it can adjust with the kind, content, etc. of an inorganic filler and a resin binder.

また、前記繰り出し抵抗は、ポリオレフィン多孔膜側の摩擦係数に影響を受けうる。ポリオレフィン多孔膜側の摩擦係数は、ポリマー種類、ポリオレフィン多孔膜の目付等に依存する。   The feeding resistance can be influenced by the coefficient of friction on the polyolefin porous membrane side. The coefficient of friction on the polyolefin porous membrane side depends on the polymer type, the basis weight of the polyolefin porous membrane, and the like.

本発明にかかるセパレータは粉落ちが発生しないことが好ましい。セパレータ作製時、電池作製時における汚染を避けるためである。また、そのような汚染は電池の充放電特性に影響を与える可能性があるからである。この粉落ちを低減させるメカニズムは詳細には不明であるが、多孔層の無機フィラーと樹脂バインダの割合が相関していると推定される。   In the separator according to the present invention, it is preferable that powder does not fall off. This is to avoid contamination at the time of manufacturing the separator and the battery. Further, such contamination may affect the charge / discharge characteristics of the battery. Although the mechanism for reducing the powder falling is unknown in detail, it is estimated that the ratio of the inorganic filler and the resin binder in the porous layer is correlated.

本発明の電池用セパレータを製造する一態様は、以下の工程を含む電池用セパレータの製造方法でよい:
(I)超高分子量ポリエチレン含有樹脂組成物と孔形成材とを溶融混練して、溶融混練物を得る工程;
(II)前記溶融混練物をシート状に成形して、シート体を得る工程;
(III)前記シート体から前記孔形成材を抽出して、多孔膜を得る工程;
(IV)前記多孔膜を同時二軸延伸又は遂次二軸延伸によって延伸して、延伸多孔膜を得る工程;及び
(V)約0.5〜2.5μmの平均粒径を有する無機フィラー及び樹脂バインダを含む塗工液を前記延伸多孔膜に塗工して、前記延伸多孔膜上に多孔層を形成する工程。
One aspect of producing the battery separator of the present invention may be a method for producing a battery separator including the following steps:
(I) a step of melt-kneading the ultrahigh molecular weight polyethylene-containing resin composition and the pore-forming material to obtain a melt-kneaded product;
(II) A step of forming the melt-kneaded product into a sheet shape to obtain a sheet body;
(III) extracting the pore-forming material from the sheet body to obtain a porous film;
(IV) stretching the porous membrane by simultaneous biaxial stretching or sequential biaxial stretching to obtain a stretched porous membrane; and (V) an inorganic filler having an average particle size of about 0.5 to 2.5 μm; Applying a coating liquid containing a resin binder to the stretched porous film to form a porous layer on the stretched porous film;

工程(IV)において、延伸多孔膜の厚みを約3μm〜約16μmに調整することが好ましく、かつ/又は多孔膜の延伸倍率を、面倍率として20倍以上100倍以下の範囲内に調整することが好ましい。さらに、工程(V)において、形成される多孔層の露出部の動摩擦係数が0.1〜0.6の範囲内であるように、使用される無機フィラー又は樹脂バインダの種類又は量を調整することが好ましい。   In step (IV), the thickness of the stretched porous membrane is preferably adjusted to about 3 μm to about 16 μm, and / or the stretch ratio of the porous membrane is adjusted within the range of 20 times to 100 times as the surface magnification. Is preferred. Furthermore, in the step (V), the kind or amount of the inorganic filler or resin binder used is adjusted so that the dynamic friction coefficient of the exposed portion of the porous layer to be formed is in the range of 0.1 to 0.6. It is preferable.

<蓄電デバイス>
以下、蓄電デバイスについて説明する。蓄電デバイスは、本発明のセパレータを備えるものであり、それ以外の構成は、従来知られているものと同様であってもよい。蓄電デバイスは、特に限定されないが、例えば、非水電解液電池等の電池、コンデンサー及びキャパシタが挙げられる。それらの中でも、本発明による作用効果による利益がより有効に得られる観点から、非水電解液電池が好ましく、非水電解液二次電池がより好ましく、リチウムイオン二次電池が更に好ましい。
<Power storage device>
Hereinafter, the electricity storage device will be described. The electricity storage device includes the separator of the present invention, and other configurations may be the same as those conventionally known. The power storage device is not particularly limited, and examples thereof include batteries such as non-aqueous electrolyte batteries, capacitors, and capacitors. Among these, a non-aqueous electrolyte battery is preferable, a non-aqueous electrolyte secondary battery is more preferable, and a lithium ion secondary battery is still more preferable from the viewpoint of more effectively obtaining the benefits of the operational effects of the present invention.

〔非水電解液電池〕
蓄電デバイスが非水電解液電池である場合についての好適な態様について以下に説明する。非水電解液電池は、本発明の電池用セパレータと、正極と、負極と、非水電解液とを含む。
[Nonaqueous electrolyte battery]
A preferred embodiment in the case where the electricity storage device is a nonaqueous electrolyte battery will be described below. The nonaqueous electrolyte battery includes the battery separator of the present invention, a positive electrode, a negative electrode, and a nonaqueous electrolyte.

本発明にかかるセパレータを用いた電池は電池初期不良率に優れる。ここで、電池初期不良率とは、当該セパレータを用いて作製した電池の初期充放電効率を評価し、その初期充放電効率が85%以下である場合を電池不良とし、作製した電池の総数の内、不良である電池の割合を指す。この電池不良率は、40%未満が好ましく、20%未満がさらに好ましい。   The battery using the separator according to the present invention is excellent in the battery initial failure rate. Here, the initial failure rate of the battery is an evaluation of the initial charge / discharge efficiency of the battery manufactured using the separator, and the initial charge / discharge efficiency is 85% or less. Of these, the percentage of defective batteries is indicated. This battery failure rate is preferably less than 40%, and more preferably less than 20%.

ここで、この電池初期不良率の評価が良/不良となるメカニズムは詳細には不明であるが、多孔層の無機フィラーと樹脂バインダの割合が相関していると推定される。樹脂バインダの割合が多いと、電池捲回時において、セパレータロールからの繰り出し抵抗が大きくなり、セパレータが引っ張られるため、セパレータが変形した状態で電池捲回される場合があると考えられる。   Here, although the mechanism by which the evaluation of the initial failure rate of the battery is good / bad is unknown in detail, it is presumed that the proportion of the inorganic filler and the resin binder in the porous layer is correlated. When the ratio of the resin binder is large, it is considered that when the battery is wound, the feeding resistance from the separator roll is increased and the separator is pulled, so that the battery may be wound with the separator deformed.

本発明にかかるセパレータを用いた電池は、高温保存時容量維持率に優れる。容量維持率とは、電池をある温度で保管し充放電を行った時、充放電後の放電容量を初期の放電容量で割った値である。   A battery using the separator according to the present invention is excellent in capacity retention during high-temperature storage. The capacity maintenance rate is a value obtained by dividing the discharge capacity after charge / discharge by the initial discharge capacity when the battery is stored and charged / discharged at a certain temperature.

ここで、この電池初期不良率が良不良となるメカニズムは詳細には不明であるが、セパレータの吸水率が相関していると推定される。吸水率が高いと電池作製後も電池内に水分が残る恐れがあり、その水分が電解質の分解を引き起こし、放電容量の低下につながる可能性があると考えられる。   Here, although the mechanism by which this battery initial failure rate becomes good or bad is unknown in detail, it is presumed that the water absorption rate of the separator is correlated. If the water absorption rate is high, moisture may remain in the battery even after the battery is manufactured, and it is considered that the moisture may cause decomposition of the electrolyte, leading to a decrease in discharge capacity.

本発明にかかるセパレータを用いた電池は釘刺試験に優れる。釘刺試験は、電池の安全評価の一つである。   The battery using the separator according to the present invention is excellent in the nail penetration test. The nail penetration test is one of battery safety evaluations.

ここで、この釘刺試験が良不良となるメカニズムは詳細には不明であるが、多孔層の無機フィラー粒径、セパレータの150℃熱収縮率、引張強度、高温保持状態でのTD方向の応力緩和速度等と相関があり、多孔膜の耐熱性、機械強度、多孔層の瓦礫(石垣状)構造等の因子に影響を受けると考えられる。   Here, the mechanism by which this nail penetration test is good or bad is unknown in detail, but the inorganic filler particle size of the porous layer, the thermal shrinkage of the separator at 150 ° C., the tensile strength, and the stress in the TD direction at a high temperature holding state. It has a correlation with the relaxation rate and is considered to be influenced by factors such as the heat resistance of the porous film, mechanical strength, and the rubble (stone wall shape) structure of the porous layer.

正極、負極、非水電解液に限定はなく、公知のものを用いることができる。
正極材料としては、例えば、LiCoO、LiNiO、スピネル型LiMnO、オリビン型LiFePO等のリチウム含有複合酸化物等が、負極材料としては、例えば、黒鉛質、難黒鉛化炭素質、易黒鉛化炭素質、複合炭素体等の炭素材料;シリコン、スズ、金属リチウム、各種合金材料等が挙げられる。
There is no limitation in a positive electrode, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte, A well-known thing can be used.
Examples of the positive electrode material include lithium-containing composite oxides such as LiCoO 2 , LiNiO 2 , spinel type LiMnO 4 , and olivine type LiFePO 4 , and examples of the negative electrode material include graphite, non-graphitizable carbonaceous, and easy graphite. Carbonaceous materials such as carbonaceous carbon and composite carbon bodies; silicon, tin, metallic lithium, various alloy materials, and the like.

また、非水電解液としては、電解質を有機溶媒に溶解した電解液を用いることができ、有機溶媒としては、例えば、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等が、電解質としては、例えば、LiClO、LiBF、LiPF等のリチウム塩が挙げられる。 As the non-aqueous electrolyte, an electrolyte in which an electrolyte is dissolved in an organic solvent can be used. Examples of the organic solvent include propylene carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate. Examples thereof include lithium salts such as LiClO 4 , LiBF 4 , and LiPF 6 .

〔蓄電デバイスの製造方法〕
上記蓄電デバイスは、特に限定されないが、例えば、下記のようにして製造される。すなわち、上記セパレータを幅10〜500mm(好ましくは80〜500mm)、長さ200〜4000m(好ましくは1000〜4000m)の縦長形状のセパレータとして作製する。次に、当該セパレータを、正極及び負極と共に、正極−セパレータ−負極−セパレータ、又は負極−セパレータ−正極−セパレータの順で重ねて積層物を得る。必要に応じて、積層物を九十九折りしてもよい。次いで、その積層物を、円筒形の又は扁平な渦巻状に巻回して巻回体を得る。そして、当該巻回体を外装体内に収納し、更に電解液を注入する等の工程を経ることにより、蓄電デバイスが得られる。
[Method of manufacturing power storage device]
Although the said electrical storage device is not specifically limited, For example, it manufactures as follows. That is, the separator is produced as a vertically long separator having a width of 10 to 500 mm (preferably 80 to 500 mm) and a length of 200 to 4000 m (preferably 1000 to 4000 m). Next, the separator is stacked together with the positive electrode and the negative electrode in the order of positive electrode-separator-negative electrode-separator or negative electrode-separator-positive electrode-separator to obtain a laminate. If necessary, the laminate may be folded ninety-nine. Next, the laminate is wound into a cylindrical or flat spiral shape to obtain a wound body. And an electrical storage device is obtained by passing the process of accommodating the said winding body in an exterior body, and also inject | pouring electrolyte solution.

また、上記蓄電デバイスは、セパレータ、正極、および負極を平板状に形成した後、正極−セパレータ−負極−セパレータ−正極、又は負極−セパレータ−正極−セパレータ−負極の順に積層して積層体を得た後、外装体内に収容し、そこに電解液を注入する等の工程を経て製造することもできる。   In addition, the electricity storage device is formed by forming a separator, a positive electrode, and a negative electrode in a flat plate shape, and then laminating in order of positive electrode-separator-negative electrode-separator-positive electrode or negative electrode-separator-positive electrode-separator-negative electrode. After that, it can be manufactured through a process such as housing in an exterior body and injecting an electrolytic solution therein.

なお、上記外装体としては、電池缶又は袋状のフィルムを用いることができる。   In addition, a battery can or a bag-like film can be used as the exterior body.

実施例及び比較例を挙げて本発明の形態をより具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、実施例中の物性等は以下の方法により測定した。   The present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. However, the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist. In addition, the physical property etc. in an Example were measured with the following method.

(1)膜厚測定
ダイヤルゲージPEACOCKNo.25(尾崎製作所製)にて測定した。MD:10mm×TD:10mmのサンプルを多孔膜から切り出し、格子状に9箇所(3点×3点)の膜厚を測定した。得られた平均値を膜厚(μm)とした。
(1) Film thickness measurement Dial gauge PEACOCKNo. 25 (manufactured by Ozaki Seisakusho). A sample of MD: 10 mm × TD: 10 mm was cut out from the porous film, and the film thickness was measured at nine locations (3 points × 3 points) in a lattice shape. The average value obtained was defined as the film thickness (μm).

(2)セパレータ多孔層に含まれる無機フィラーの粒径測定
実施例及び比較例にかかるセパレータを電界放射走査電子顕微鏡観察用にサンプリングしたものを、日本電子(株)製JSM−6700Fの電界放射走査電子顕微鏡でセパレータの多孔層の表面観察を行い、JEOL PC−SEM 6700のソフト中にある「2点間測長」を用いて30個の粒子について粒径を測定し、その平均値をコート層に含まれる粒子の粒径とした。球形ではなく変形している場合等のように通常の球形粒子でない場合は、最長径と最短径を測定し、2点の平均を1個の粒径とする。なお、測定条件は下記に示す通りである。
(2) Particle size measurement of inorganic filler contained in separator porous layer Field emission scanning of JSM-6700F manufactured by JEOL Ltd., sampled for field emission scanning electron microscope observation of separators according to Examples and Comparative Examples The surface of the porous layer of the separator is observed with an electron microscope, and the particle size of 30 particles is measured using “measurement between two points” in the software of JEOL PC-SEM 6700. It was set as the particle size of the particle | grains contained in. When the particles are not ordinary spherical particles, such as when they are deformed instead of being spherical, the longest diameter and the shortest diameter are measured, and the average of the two points is taken as one particle diameter. Measurement conditions are as shown below.

加速電圧:1kV
対物絞り:4
二次電子検出キー:ON
モード:2
エミッション:10μm
オートリセット:OFF
観察モード:LEM
スキャンローテーション:0
ダイナミックフォーカス:0
Acceleration voltage: 1 kV
Objective aperture: 4
Secondary electron detection key: ON
Mode: 2
Emission: 10 μm
Auto reset: OFF
Observation mode: LEM
Scan rotation: 0
Dynamic focus: 0

(3)セパレータの熱収縮率測定
セパレータをMD方向に100mm、TD方向に100mmに切り取り、150℃のオーブン中に1時間静置した。このとき、温風が直接サンプルにあたらないよう、サンプルを2枚の紙に挟んだ。サンプルをオーブンから取り出し冷却した後、長さ(mm)を測定し、以下の式にて熱収縮率を算出した。測定はMD方向、TD方向で行い、数値の大きい方を熱収縮率とした。
熱収縮率(%)={(100−加熱後の長さ)/100}×100
(3) Measurement of thermal contraction rate of separator The separator was cut to 100 mm in the MD direction and 100 mm in the TD direction, and left in an oven at 150 ° C. for 1 hour. At this time, the sample was sandwiched between two sheets of paper so that the hot air did not directly hit the sample. After taking out the sample from the oven and cooling, the length (mm) was measured, and the thermal shrinkage was calculated by the following formula. The measurement was performed in the MD direction and the TD direction, and the larger value was taken as the heat shrinkage rate.
Thermal shrinkage rate (%) = {(100−length after heating) / 100} × 100

(4)セパレータの引張強度測定
JIS K7127に準拠し、島津製作所製の引張試験機、オートグラフAG−A型(商標)を用いて、MD及びTDサンプル(形状;幅10mm×長さ100mm)について測定した。また、サンプルはチャック間を50mmとした。引張破断強度(MPa)は、MD及びTDの測定値の小さい方を採用した。なお、測定は、温度23±2℃、チャック圧0.30MPa、及び引張速度200mm/分の条件下で行った。
(4) Measurement of separator tensile strength MD and TD samples (shape: width 10 mm x length 100 mm) using a tensile tester manufactured by Shimadzu Corporation and Autograph AG-A type (trademark) in accordance with JIS K7127 It was measured. In addition, the sample had a chuck spacing of 50 mm. For the tensile strength at break (MPa), the smaller measured value of MD and TD was adopted. The measurement was performed under conditions of a temperature of 23 ± 2 ° C., a chuck pressure of 0.30 MPa, and a tensile speed of 200 mm / min.

(5)セパレータでのTMA測定での135℃における応力緩和速度評価
島津製作所TMA50(商標)を用いて測定した。MD及びTD方向に幅3mmに切り出したサンプルを、チャック間距離が10mmとなるようにチャックに固定し、専用プロープにセットした。初期荷重を1.0gとし、30℃より10℃/minの速度にてプロープを135℃まで昇温させ、135℃到達後、300秒間保持した。135℃到達時点、及び300秒保持後の収縮力(gf)から、下記式を用いて応力緩和速度を算出した。
応力緩和速度(mgf/sec)=[収縮力(135℃到達時)−収縮力(300秒保持後)]/300×1000
(5) Evaluation of stress relaxation rate at 135 ° C. by TMA measurement with a separator Measurement was performed using Shimadzu Corporation TMA50 (trademark). A sample cut into a width of 3 mm in the MD and TD directions was fixed to a chuck so that the distance between chucks was 10 mm, and set in a dedicated probe. The initial load was 1.0 g, and the probe was heated from 30 ° C. to 135 ° C. at a rate of 10 ° C./min. After reaching 135 ° C., the probe was held for 300 seconds. From the time when the temperature reached 135 ° C. and the contraction force (gf) after holding for 300 seconds, the stress relaxation rate was calculated using the following formula.
Stress relaxation rate (mgf / sec) = [Shrinkage force (when reaching 135 ° C.) − Shrinkage force (after holding for 300 seconds)] / 300 × 1000

応力緩和速度はMD及びTD方向で行い、計算値の小さい方を応力緩和速度として採用した。300秒間保持の間に収縮力がなくなった場合は、応力緩和速度の測定は不可とした。   The stress relaxation rate was performed in the MD and TD directions, and the smaller calculated value was adopted as the stress relaxation rate. When the contraction force disappeared during the 300-second holding, the measurement of the stress relaxation rate was impossible.

(6)セパレータの水分量測定
実施例及び比較例にかかるセパレータについて、カールフィッシャー水分計MKC−160(京都電子工業製)を用いて、電量滴定法による水分量を測定した。具体的には、各セパレータの約150mgを測定試料重量とし、水分気化装置ADP−611(京都電子工業製)の試料台へ前記セパレータをセットした後、150℃にて窒素ガスを5分間フローして乾燥した後、測定を行い、下記式から水分量を計算した。カールフィシャー試薬は、ハイドラナール・クーロマットAK(シグマアルドリッチ製)及びハイドラナール・クーロマットCGK(シグマアルドリッチ製)を用いた。
水分量(ppm)=測定値(μm)/試料重量(mg)*10−3
(6) Water content measurement of separator About the separator concerning an Example and a comparative example, the water content by the coulometric titration method was measured using Karl Fischer moisture meter MKC-160 (made by Kyoto Electronics Industry). Specifically, about 150 mg of each separator is used as a measurement sample weight, and after setting the separator on a sample stage of a moisture vaporizer ADP-611 (manufactured by Kyoto Electronics Industry), nitrogen gas is flowed at 150 ° C. for 5 minutes. After drying, measurement was performed and the water content was calculated from the following formula. As the Karl Fischer reagent, Hydranal Coulomat AK (manufactured by Sigma Aldrich) and Hydranal Coulomat CGK (manufactured by Sigma Aldrich) were used.
Water content (ppm) = measured value (μm) / sample weight (mg) * 10 −3

(7)セパレータの多孔層の動摩擦係数測定
実施例及び比較例にかかるセパレータの多孔層について、カトーテック株式会社製、KES−SE摩擦試験機を用い、荷重50g、接触子面積10×10=100mm(0.5mmφの硬質ステンレス線SUS304製ピアノ線を互いに隙間なく、かつ、重ならないように20本巻きつけたもの)、接触子送りスピード1mm/sec、張力6kPa、温度25℃、及び湿度50%の条件下、動摩擦係数を測定した。サンプルサイズは幅50mm×測定方向200mmであり、MD、TD方向に各3回ずつ測定し、その平均を求めた。
(7) Measurement of dynamic friction coefficient of separator porous layer About the porous layer of the separator according to Examples and Comparative Examples, using a KES-SE friction tester manufactured by Kato Tech Co., Ltd., load 50 g, contact area 10 × 10 = 100 mm 2 (20 mm stainless steel wire made of SUS304 0.5 mmφ wound with no gaps between them and without overlapping), contact feed speed 1 mm / sec, tension 6 kPa, temperature 25 ° C., and humidity 50 The coefficient of dynamic friction was measured under the condition of%. The sample size was width 50 mm × measurement direction 200 mm, and measured three times each in the MD and TD directions to determine the average.

(8)セパレータの粉落ち評価
実施例及び比較例にかかるセパレータについて、TD50mm幅×MD200mmの短冊状に切り、上端をテープにて固定し、その上を50gの重りを載せた黒色の布を滑らせて、その時の黒色の布及びセパレータについて目視にて確認し、下記の通り評価した。
○:黒色の布への多孔質体の付着及び多孔質体に剥がれも見られない。
×:黒色の布の表面に多孔質体がついており、多孔質体に剥がれが見られる。
(8) Separation evaluation of separator About the separator concerning an Example and a comparative example, it cuts into strip shape of TD50mm width xMD200mm, the upper end is fixed with a tape, and the black cloth which put the weight of 50g on that is slid. The black cloth and the separator at that time were visually confirmed and evaluated as follows.
○: No adhesion of the porous body to the black cloth and no peeling of the porous body.
X: The porous body is attached to the surface of the black cloth, and peeling is seen in the porous body.

(9)電池初期不良率の評価
a. 電池の作製
本評価では、下記の通り、円筒型リチウムイオン電池を作製し、それを用いて評価を行った。
正極には、厚み15μmのアルミニウム箔集電体に、正極活物質としてリチウム遷移金属複合酸化物を含む正極合剤をほぼ均等に塗工し、これを幅51mm、長さ約750mmの帯状に切断した。一方、負極には、厚み10μmの銅箔集電体に、負極活物質としてリチウムイオンを可逆的に吸蔵、放出可能な黒鉛等から成る炭素粉末材料を含む負極合剤をほぼ均等に塗工し、これを幅54mm、長さ約800mmの帯状に切断した。これら帯状にした正極および負極には、捲回後に所定の位置に導電リードが来るよう、電極端部の電極合剤を塗っていない集電体に電流を流すための導電リードを超音波溶接機で取り付けた。そして、セパレータとして、実施例及び比較例にかかる微多孔膜を、幅57mm、長さ約900mmの帯状に切断して用いた。
(9) Evaluation of battery initial failure rate a. Production of Battery In this evaluation, a cylindrical lithium ion battery was produced and evaluated as follows.
For the positive electrode, a 15 μm thick aluminum foil current collector was coated with a positive electrode mixture containing a lithium transition metal composite oxide as a positive electrode active material almost evenly, and this was cut into a strip having a width of 51 mm and a length of about 750 mm did. On the other hand, a negative electrode mixture containing a carbon powder material made of graphite or the like capable of reversibly occluding and releasing lithium ions as a negative electrode active material is applied almost uniformly to a copper foil current collector having a thickness of 10 μm on the negative electrode. This was cut into a strip having a width of 54 mm and a length of about 800 mm. These belt-shaped positive electrode and negative electrode are equipped with a conductive lead for passing a current through a current collector not coated with an electrode mixture at the electrode end so that the conductive lead comes to a predetermined position after winding. Attach with. And as a separator, the microporous film concerning an Example and a comparative example was cut | disconnected and used for the strip | belt shape of width 57mm and length about 900mm.

これら部材の捲回操作には、直径約4mmで半割れ構造の捲回軸が備えられている捲回装置を使用した。そして、ロール状に巻かれた2本のセパレータを引きだし捲回軸の半割れ部分に挟み込んで捲回軸を数回回転させて巻取り、セパレータとセパレータの間に正極および負極を挿入して捲回した。正極、負極およびセパレータには、捲回軸の回転方向と反対方向に0.05〜0.15MPa(0.5〜1.5kgf/cm)の張力が加えられ、捲回中の巻きずれ又は緩み発生を防止した。正極および負極を巻き終えた後、さらにセパレータを数回巻いて切断した。 For the winding operation of these members, a winding device having a diameter of about 4 mm and a half-cracked winding shaft was used. Then, the two separators wound in a roll shape are pulled out, sandwiched between half-cracked portions of the winding shaft, wound by rotating the winding shaft several times, and a positive electrode and a negative electrode are inserted between the separator and the separator. Turned. A tension of 0.05 to 0.15 MPa (0.5 to 1.5 kgf / cm 2 ) is applied to the positive electrode, the negative electrode, and the separator in the direction opposite to the rotation direction of the winding shaft, Looseness was prevented. After winding the positive electrode and the negative electrode, the separator was further wound several times and cut.

以上の様に作製した電極は、負極側を下に、正極側を上にして上下に絶縁板を取り付け、表面がニッケルメッキされた電池缶内に収納した。そして、電極の中央の穴に溶接抵抗機の電極棒を挿入し、電池缶の缶底に負極リードを溶接した。次に、電池缶の上部に電池蓋を取り付けるための溝を付け、その溝の上側にガスケットを入れた後、正極リードと電池蓋を溶接した。ここまで組立てたものを真空乾燥機に入れ、60℃の真空雰囲気で約16時間保持し、付着している水分を除去した。   The electrodes produced as described above were housed in a battery can having a nickel-plated surface with insulating plates attached to the top and bottom with the negative electrode side down and the positive electrode side up. And the electrode rod of the welding resistance machine was inserted in the center hole of the electrode, and the negative electrode lead was welded to the bottom of the battery can. Next, a groove for attaching the battery lid was formed on the upper part of the battery can, a gasket was put on the upper side of the groove, and then the positive electrode lead and the battery lid were welded. What was assembled so far was put into a vacuum dryer and kept in a vacuum atmosphere at 60 ° C. for about 16 hours to remove the adhering moisture.

次に、アルゴンガス雰囲気のグローブボックス内に移し、所定量の電解液を注入した。電解液には、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等の混合溶媒中に六フッ化燐酸リチウムを1mol/Lの濃度で溶解したものを用いた。電解液を注入後、電池缶上部のガスケットに電池蓋を軽く入れ、かしめ機に装着して電池缶をかしめて密封した。   Next, it moved in the glove box of argon gas atmosphere, and inject | poured the predetermined amount electrolyte solution. As the electrolytic solution, a solution obtained by dissolving lithium hexafluorophosphate at a concentration of 1 mol / L in a mixed solvent such as ethylene carbonate, dimethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate was used. After injecting the electrolyte, the battery lid was lightly placed in the gasket on the top of the battery can, and the battery can was caulked and sealed with a caulking machine.

b. 電池初期不良率の評価
上記各電池を5個作製し、初期充放電効率から下記の基準で不良率を評価した。
電池の不良率(%)=
[初期充放電効率が85%以下の電池の個数]/評価電池(5個)×100
電池の不良率は下記基準で評価した。
○:電池の不良率が0%以上20%未満
△:電池の不良率が20%以上40%未満
×:電池の不良率が40%以上
b. Evaluation of Initial Battery Failure Rate Five of the above batteries were prepared, and the failure rate was evaluated based on the following criteria from the initial charge / discharge efficiency.
Battery failure rate (%) =
[Number of batteries with initial charge / discharge efficiency of 85% or less] / Evaluation batteries (5) × 100
The defective rate of the battery was evaluated according to the following criteria.
○: Battery failure rate of 0% or more and less than 20% △: Battery failure rate of 20% or more and less than 40% ×: Battery failure rate of 40% or more

(10)電池の高温保存時、容量維持評価
実施例及び比較例にかかるセパレータを用いて、下記手順で、非水系二次電池の製造し、それを用いて、容量維持率の評価を行った。
(10) Capacity maintenance evaluation during storage of battery at high temperature Using the separators according to Examples and Comparative Examples, a non-aqueous secondary battery was produced according to the following procedure, and the capacity maintenance rate was evaluated using it. .

a. 正極の製造
コバルト酸リチウム(LiCoO、日本化学工業社製)粉末89.5重量部と、アセチレンブラック(デンカブラック、電気化学工業社製)4.5重量部及びポリフッ化ビニリデン(クレア化学工業株式会社製)の乾燥重量が6重量部となるように、6重量%のポリフッ化ビニリデンのNMP溶液を用い、正極剤ペーストを作製した。得られたペーストを、厚さ20μmのアルミ箔上に塗布乾燥後プレスして、厚さ97μmの正極を得た。
a. Production of Positive Electrode 89.5 parts by weight of lithium cobalt oxide (LiCoO 2 , manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.), 4.5 parts by weight of acetylene black (Denka Black, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) and polyvinylidene fluoride (Clea Chemical Industries Co., Ltd.) A positive electrode paste was prepared using 6 wt% of an NMP solution of polyvinylidene fluoride so that the dry weight of the product was 6 parts by weight. The obtained paste was applied onto an aluminum foil having a thickness of 20 μm, dried and pressed to obtain a positive electrode having a thickness of 97 μm.

b. 負極の製造
負極活物質としてメソフェーズカーボンマイクロビーズ(MCMB、大阪瓦斯化学社製)粉末87重量部と、アセチレンブラック3重量部及びポリフッ化ビニリデンの乾燥重量が10重量部となるように、6重量%のポリフッ化ビニリデンのNMP溶液を用い、負極剤ペーストを作製した。得られたペーストを、厚さ18μmの銅箔上に塗布乾燥後プレスして、厚さ90μmの負極を作製した。
b. Manufacture of Negative Electrode As a negative electrode active material, 6 wt% so that 87 parts by weight of mesophase carbon microbeads (MCMB, manufactured by Osaka Gas Chemical Co., Ltd.), 3 parts by weight of acetylene black, and 10 parts by weight of polyvinylidene fluoride are dried. A negative electrode paste was prepared using an NMP solution of polyvinylidene fluoride. The obtained paste was applied onto a copper foil having a thickness of 18 μm, dried and pressed to prepare a negative electrode having a thickness of 90 μm.

c. 非水電解質の調製
エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートを3:7の重量比で混合した溶液に、LiPFが1mol/Lとなるように溶解したものを用いた。
c. Preparation of Nonaqueous Electrolyte A solution in which LiPF 6 was dissolved to 1 mol / L in a solution in which ethylene carbonate and ethyl methyl carbonate were mixed at a weight ratio of 3: 7 was used.

d. 非水系二次電池の製造
上記のようにして得られた正極及び負極を積層セパレータを介して対向させた。これに非水電解質を含浸させ、アルミラミネートフィルムから成る外装に封入して、非水系二次電池を作製した。
d. Production of non-aqueous secondary battery The positive electrode and the negative electrode obtained as described above were opposed to each other through a laminated separator. This was impregnated with a non-aqueous electrolyte and sealed in an exterior made of an aluminum laminate film to produce a non-aqueous secondary battery.

e. 容量維持率の評価
以上のようにして作製した非水系二次電池について、60℃の恒温槽中において、充放電測定装置(北斗電工社製 HJ−101SM6)を使用し、充放電特性を測定した。充放電条件について、充電は0.2Cで4.2Vまで8時間充電を行い、放電については0.2Cで2.75Vまで放電を行い、容量維持率は初期放電容量に対する500サイクル時点での放電容量の割合とし、下記基準で評価した。
○:容量維持率が70%以上
×:容量維持率が70%未満
e. Evaluation of capacity maintenance rate About the non-aqueous secondary battery produced as mentioned above, in a 60 degreeC thermostat, the charge / discharge measuring apparatus (HJ-101SM6 by Hokuto Denko Co., Ltd.) was used, and the charge / discharge characteristic was measured. . Regarding charging / discharging conditions, charging is performed at 0.2 C to 4.2 V for 8 hours, discharging is performed at 0.2 C at 2.75 V, and the capacity maintenance rate is the discharge at the time of 500 cycles with respect to the initial discharging capacity. The capacity ratio was evaluated according to the following criteria.
○: Capacity maintenance rate is 70% or more ×: Capacity maintenance rate is less than 70%

(11)電池の釘刺試験
a. 正極の作製
正極活物質であるリチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物粉末(LiNi1/3Mn1/3Co1/3)とリチウムマンガン複合酸化物粉末(LiMn)を質量比率70:30で機械混合した混合正極活物質:85質量部、導電助剤であるアセチレンブラック:6質量部、およびバインダであるPVdF:9質量部を、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)を溶剤として均一になるように混合して、正極合剤含有ペーストを調製した。この正極合剤含有ペーストを、アルミニウム箔から成る厚さ20μmの集電体の両面に均一に塗布し、乾燥させた後、ロールプレス機で圧縮成形を行って、全厚が130μmになるように正極合剤層の厚みを調整した。短辺95mm、長辺120mmの長方形状シートに、短辺上部に長さ20mmの活物質未塗工のアルミニウム箔をリードタブとした正極を作製した。
(11) Battery nail penetration test a. Production of positive electrode Lithium nickel manganese cobalt composite oxide powder (LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 ) and lithium manganese composite oxide powder (LiMn 2 O 4 ), which are positive electrode active materials, have a mass ratio of 70: Mixed positive electrode active material mechanically mixed at 30: 85 parts by mass, acetylene black as a conductive auxiliary agent: 6 parts by mass, PVdF as a binder: 9 parts by mass, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) as a solvent The mixture was mixed uniformly to prepare a positive electrode mixture-containing paste. This positive electrode mixture-containing paste is uniformly applied to both sides of a 20 μm-thick current collector made of aluminum foil, dried, and then subjected to compression molding with a roll press so that the total thickness becomes 130 μm. The thickness of the positive electrode mixture layer was adjusted. A positive electrode was produced using a rectangular sheet having a short side of 95 mm and a long side of 120 mm, and an active material-uncoated aluminum foil having a length of 20 mm on the short side.

b. 負極の作製
負極活物質である黒鉛:91質量部と、バインダであるPVdF:9質量部とを、NMPを溶剤として均一になるように混合して、負極合剤含有ペーストを調製した。この負極合剤含有ペーストを、銅箔から成る厚さ15μmの集電体の両面に均一に塗布し、乾燥させた後、ロールプレス機で圧縮成形を行って、全厚が130μmになるように負極合剤層の厚みを調整した。短辺95mm、長辺120mmの長方形状シートに、短辺上部に長さ20mmの活物質未塗工の銅箔をリードタブとした負極を作製した。
b. Preparation of Negative Electrode Graphite as a negative electrode active material: 91 parts by mass and PVdF as a binder: 9 parts by mass were mixed so as to be uniform using NMP as a solvent to prepare a negative electrode mixture-containing paste. This negative electrode mixture-containing paste is uniformly applied to both sides of a 15 μm-thick current collector made of copper foil, dried, and then subjected to compression molding with a roll press so that the total thickness becomes 130 μm. The thickness of the negative electrode mixture layer was adjusted. A negative electrode using a rectangular sheet having a short side of 95 mm and a long side of 120 mm and an active material uncoated copper foil having a length of 20 mm at the upper part of the short side as a lead tab was prepared.

c. 非水電解液の調製
非水電解液としてエチレンカーボネート:エチルメチルカーボネート:ジメチルカーボネート=1:1:1(体積比)の混合溶媒に、溶質としてLiPFを濃度1.0mol/リットルとなるように溶解させて調製した。
c. Preparation of non-aqueous electrolyte solution In a mixed solvent of ethylene carbonate: ethyl methyl carbonate: dimethyl carbonate = 1: 1: 1 (volume ratio) as a non-aqueous electrolyte solution, LiPF 6 as a solute is adjusted to a concentration of 1.0 mol / liter. Prepared by dissolving.

d. セル作製
上記の正極シート27枚、負極シート28枚を交互に重ね、それぞれを実施例及び比較例にかかるセパレータにて隔離することで電極板積層体を作製した。セパレータは125mm幅の帯状のセパレータで、これを交互に九十九折に折りたたむことで電極板積層体を作製した。この電極板積層体を平板状にプレス後、アルミニウム製ラミネートフィルムに収納し、3辺をヒートシールした。なお正極リードタブ、負極リードタブをラミネートフィルム1辺から導出させた。さらに、乾燥後、この容器内に上記の非水電解液を注入し、残りの1辺を封口した。こうして作製されるリチウムイオン電池は、容量が10Ahとなるように設計した。実施例及び比較例の各サンプルについて、6個以上の電池を作成した。
d. Cell Preparation The above-described positive electrode sheet 27 and negative electrode sheet 28 were alternately stacked, and each was separated by a separator according to Examples and Comparative Examples to prepare an electrode plate laminate. The separator was a 125 mm wide strip-shaped separator, which was alternately folded into ninety-nine folds to produce an electrode plate laminate. The electrode plate laminate was pressed into a flat plate shape, then housed in an aluminum laminate film, and heat sealed on three sides. The positive electrode lead tab and the negative electrode lead tab were led out from one side of the laminate film. Further, after drying, the above non-aqueous electrolyte was poured into this container, and the remaining one side was sealed. The lithium ion battery thus manufactured was designed to have a capacity of 10 Ah. Six or more batteries were prepared for each sample of the example and the comparative example.

e. 釘刺し評価
電流値3A(0.3C)、終止電池電圧4.2Vの条件で3時間定電流定電圧(CCCV)充電したラミネートセルを防爆ブース内の鉄板上に静置し、セル中央部に、直径2.5mmの鉄製釘を、25℃前後の環境下で、10mm/秒と20mm/秒の速度において、n=3で貫通試験を行った。釘は貫通した状態で維持させ、15分以内に発火、爆発したものを不合格とし、発火、爆発しないものを合格とし、下記基準で評価した。
◎:20mm/秒評価;3個全てが合格、10mm/秒評価;3個全てが合格
○:20mm/秒評価;3個全てが合格、10mm/秒評価;1個又は2個が合格
△:20mm/秒評価;3個全てが合格、10mm/秒評価;3個全てが不合格
×:20mm/秒評価;1個以上が不合格、10mm/秒評価;3個全てが不合格
e. Evaluation of nail penetration Laminate cell charged with constant current and constant voltage (CCCV) for 3 hours under the conditions of current value 3A (0.3C) and end-of-life battery voltage 4.2V is left on the iron plate in the explosion-proof booth and placed in the center of the cell A penetration test was carried out on an iron nail having a diameter of 2.5 mm under an environment of around 25 ° C. at a speed of 10 mm / second and 20 mm / second, with n = 3. The nail was maintained in a penetrating state, and those that ignited or exploded within 15 minutes were rejected, those that did not ignite or explode were accepted, and evaluation was made according to the following criteria.
A: 20 mm / second evaluation; all three passed, 10 mm / second evaluation; all three passed ○: 20 mm / second evaluation; all three passed, 10 mm / second evaluation; one or two passed △: 20 mm / second evaluation; all three passed, 10 mm / second evaluation; all three failed x: 20 mm / second evaluation; one or more failed, 10 mm / second evaluation; all three failed

(12)粘度平均分子量(以下、「Mv」ともいう。)
ASRM−D4020に基づき、デカリン溶剤における135℃での極限粘度[η]を求め、ポリエチレンのMvは次式により算出した。
[η]=0.00068×Mv0.67
また、ポリプロピレンのMvは次式より算出した。
[η]=1.10×Mv0.80
(12) Viscosity average molecular weight (hereinafter also referred to as “Mv”)
Based on ASRM-D4020, the intrinsic viscosity [η] at 135 ° C. in a decalin solvent was determined, and Mv of polyethylene was calculated by the following equation.
[Η] = 0.00068 × Mv 0.67
The Mv of polypropylene was calculated from the following formula.
[Η] = 1.10 × Mv0.80

[実施例1]
Mvが70万のポリエチレン47質量部、Mv30万のポリエチレン46質量部、及びMv40万のポリプロピレン7質量部を、タンブラーブレンダーを用いてドライブレンドした。得られた純ポリマー混合物99質量部に酸化防止剤としてペンタエリスリチル−テトラキス−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]を1質量部添加し、再度タンブラーブレンダーを用いてドライブレンドすることにより、ポリマー等混合物を得た。得られたポリマー等混合物は窒素で置換を行った後に、二軸押出機へ窒素雰囲気下でフィーダーにより供給した。また流動パラフィン(37.78℃における動粘度7.59×10−5m2/s)を押出機シリンダーにプランジャーポンプにより注入した。
[Example 1]
47 parts by mass of polyethylene having an Mv of 700,000, 46 parts by mass of polyethylene having an Mv of 300,000, and 7 parts by mass of polypropylene having an Mv of 400,000 were dry blended using a tumbler blender. To 99 parts by mass of the obtained pure polymer mixture, 1 part by mass of pentaerythrityl-tetrakis- [3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] as an antioxidant was added, and the tumbler was added again. A dry blend was performed using a blender to obtain a polymer mixture. The obtained mixture of polymers and the like was substituted with nitrogen and then fed to the twin-screw extruder with a feeder under a nitrogen atmosphere. Liquid paraffin (kinematic viscosity at 37.78 ° C. 7.59 × 10 −5 m 2 / s) was injected into the extruder cylinder by a plunger pump.

溶融混練し、押し出される全混合物中に占める流動パラフィン量比が65質量部となるように、フィーダー及びポンプを調整した。溶融混練条件は、設定温度200℃、スクリュー回転数240rpm、及び吐出量12kg/hで行った。   The feeder and pump were adjusted so that the liquid paraffin content ratio in the total mixture melt-kneaded and extruded was 65 parts by mass. The melt-kneading conditions were set at a preset temperature of 200 ° C., a screw rotation speed of 240 rpm, and a discharge rate of 12 kg / h.

続いて、溶融混練物を、T−ダイを経て表面温度25℃に制御された冷却ロール上に押出しキャストすることにより、厚み1200μmのゲルシートを得た。   Subsequently, the melt-kneaded material was extruded and cast onto a cooling roll controlled at a surface temperature of 25 ° C. through a T-die, to obtain a gel sheet having a thickness of 1200 μm.

次に、同時二軸テンター延伸機に導き、二軸延伸を行った。設定延伸条件は、MD倍率7.0倍、TD倍率7.0倍、及び設定温度123℃である。   Next, it led to the simultaneous biaxial tenter stretching machine, and biaxial stretching was performed. The set stretching conditions are an MD magnification of 7.0 times, a TD magnification of 7.0 times, and a set temperature of 123 ° C.

次に、塩化メチレン槽に導き、塩化メチレン中に充分に浸漬して流動パラフィンを抽出除去し、その後塩化メチレンを乾燥除去した。   Next, the solution was introduced into a methylene chloride bath and sufficiently immersed in methylene chloride to extract and remove liquid paraffin, and then methylene chloride was removed by drying.

次に、TDテンターに導き、熱固定を行った。熱固定時の延伸温度・倍率は128℃・2.0倍で行い、その後の緩和時の温度及び緩和率を133℃及び0.80として設定して、ポリオレフィン樹脂多孔膜を得た。   Next, it was led to a TD tenter and heat fixed. The stretching temperature and magnification during heat setting were 128 ° C. and 2.0 times, and the temperature and relaxation rate during the subsequent relaxation were set as 133 ° C. and 0.80 to obtain a polyolefin resin porous membrane.

ポリオレフィン樹脂多孔膜の表面に、コロナ放電処理(放電量50W)を実施した後、当該処理面側に、水酸化酸化アルミニウム(ベーマイト、平均粒径1.0μm)を96.0質量部とアクリルラテックス(固形分濃度40%、平均粒径145nm、最低成膜温度0℃以下)4.0質量部、ポリカルボン酸アンモニウム水溶液(サンノプコ社製 SNディスパーサント5468)1.0質量部を100質量部の水に均一に分散させて塗布液を、上記ポリオレフィン樹脂多孔膜の表面にグラビアコーターを用いて塗布した後、60℃にて乾燥して水を除去し、多孔膜上に厚さ3μmの多孔層を形成して、総膜厚12μmのセパレータ得た。結果を表1に併記する。   After the corona discharge treatment (discharge amount 50 W) is performed on the surface of the polyolefin resin porous membrane, 96.0 parts by mass of aluminum hydroxide oxide (boehmite, average particle size 1.0 μm) and acrylic latex are formed on the treated surface side. (Solid content concentration 40%, average particle size 145 nm, minimum film forming temperature 0 ° C. or less) 4.0 parts by mass, 100 parts by mass of 1.0 part by mass of an aqueous polycarboxylate ammonium solution (SN Dispersant 5468 manufactured by San Nopco) The coating solution is uniformly dispersed in water and applied to the surface of the polyolefin resin porous membrane using a gravure coater, and then dried at 60 ° C. to remove water, and a porous layer having a thickness of 3 μm is formed on the porous membrane. And a separator having a total film thickness of 12 μm was obtained. The results are also shown in Table 1.

[実施例2]
溶融混練物の厚みを1100μm、同時二軸テンター延伸機の設定温度を121℃、多孔層の厚みを4μmとした以外は、実施例1の方法に準じてセパレータを得た。結果を表1に併記する。
[Example 2]
A separator was obtained according to the method of Example 1 except that the thickness of the melt-kneaded product was 1100 μm, the setting temperature of the simultaneous biaxial tenter stretching machine was 121 ° C., and the thickness of the porous layer was 4 μm. The results are also shown in Table 1.

[実施例3]
多孔層の厚みを2μmとした以外は、実施例2の方法に準じてセパレータを得た。結果を表1に併記する。
[Example 3]
A separator was obtained according to the method of Example 2 except that the thickness of the porous layer was 2 μm. The results are also shown in Table 1.

[実施例4]
溶融混練物の厚みを1500μm、同時二軸テンター延伸機の設定倍率をTD倍率8.0倍、多孔層の厚みを2μmとした以外は、実施例1の方法に準じてセパレータを得た。結果を表1に併記する。
[Example 4]
A separator was obtained according to the method of Example 1 except that the thickness of the melt-kneaded product was 1500 μm, the setting ratio of the simultaneous biaxial tenter stretching machine was TD ratio 8.0 times, and the porous layer thickness was 2 μm. The results are also shown in Table 1.

[実施例5]
多孔層の厚みを4μmとした以外は、実施例4の方法に準じてセパレータを得た。結果を表1に併記する。
[Example 5]
A separator was obtained according to the method of Example 4 except that the thickness of the porous layer was 4 μm. The results are also shown in Table 1.

[実施例6]
溶融混練物の厚みを1800μm、同時二軸テンター延伸機の設定倍率をTD倍率8.0倍、設定温度を121℃、多孔層の厚みを2μm、及びセパレータの総膜厚を14μmとした以外は、実施例1の方法に準じてセパレータを得た。結果を表1に併記する。
[Example 6]
The thickness of the melt-kneaded product is 1800 μm, the setting magnification of the simultaneous biaxial tenter stretching machine is TD magnification 8.0 times, the setting temperature is 121 ° C., the porous layer thickness is 2 μm, and the total film thickness of the separator is 14 μm. A separator was obtained according to the method of Example 1. The results are also shown in Table 1.

[実施例7]
溶融混練物の厚みを1800μm、同時二軸テンター延伸機の設定温度を119℃とした以外は、実施例6の方法に準じてセパレータを得た。結果を表1に併記する。
[Example 7]
A separator was obtained according to the method of Example 6 except that the thickness of the melt-kneaded product was 1800 μm and the set temperature of the simultaneous biaxial tenter stretching machine was 119 ° C. The results are also shown in Table 1.

[実施例8]
無機フィラーとして、水酸化酸化アルミニウム(ベーマイト、平均粒径0.6μm)を用いる以外は、実施例4の方法に準じてセパレータを得た。結果を表1に併記する。
[Example 8]
A separator was obtained according to the method of Example 4 except that aluminum hydroxide oxide (boehmite, average particle size 0.6 μm) was used as the inorganic filler. The results are also shown in Table 1.

[実施例9]
無機フィラーとして、水酸化酸化アルミニウム(ベーマイト、平均粒径1.4μm)を用いる以外は、実施例4の方法に準じてセパレータを得た。結果を表1に併記する。
[Example 9]
A separator was obtained according to the method of Example 4 except that aluminum hydroxide oxide (boehmite, average particle size 1.4 μm) was used as the inorganic filler. The results are also shown in Table 1.

[実施例10]
無機フィラーとして、焼成カオリン(平均粒径2.0μm)を用いる以外は、実施例4の方法に準じてセパレータを得た。結果を表1に併記する。
[Example 10]
A separator was obtained according to the method of Example 4 except that calcined kaolin (average particle size 2.0 μm) was used as the inorganic filler. The results are also shown in Table 1.

[実施例11]
樹脂バインダとして、ポリビニルアルコール(平均重合度1700、ケン化度99%以上)を用いる以外は、実施例4の方法に準じてセパレータを得た。結果を表1に併記する。
[Example 11]
A separator was obtained according to the method of Example 4 except that polyvinyl alcohol (average polymerization degree 1700, saponification degree 99% or more) was used as the resin binder. The results are also shown in Table 1.

[実施例12]
無機フィラーとして、水酸化酸化アルミニウム(ベーマイト、平均粒径0.3μm)を用いる以外は、実施例4の方法に準じてセパレータを得た。結果を表1に併記する。
[Example 12]
A separator was obtained according to the method of Example 4 except that aluminum hydroxide oxide (boehmite, average particle size 0.3 μm) was used as the inorganic filler. The results are also shown in Table 1.

[実施例13]
無機フィラーとして、水酸化酸化アルミニウム(ベーマイト、平均粒径1.7μm)を用いる以外は、実施例4の方法に準じてセパレータを得た。結果を表1に併記する。
[Example 13]
A separator was obtained according to the method of Example 4 except that aluminum hydroxide oxide (boehmite, average particle size 1.7 μm) was used as the inorganic filler. The results are also shown in Table 1.

[実施例14]
Mv15万の共重合ポリエチレン(コモノマー:プロピレン、プロピレン単量体単位含量0.6モル%、密度0.95)28.5質量部、Mv30万のホモ高密度ポリエチレン28.5質量部、Mv70万のホモ高密度ポリエチレン14.2量部とMv200万のホモ超高分子量ポリエチレン23.8質量部、ホモポリマーのポリプロピレン5質量部とを、タンブラーブレンダーを用いてドライブレンドした。
[Example 14]
Mv 150,000 copolymer polyethylene (comonomer: propylene, propylene monomer unit content 0.6 mol%, density 0.95) 28.5 parts by mass, Mv 300,000 homo high density polyethylene 28.5 parts by mass, Mv 700,000 14.2 parts by weight of homo high-density polyethylene, 23.8 parts by weight of Mv 2 million homo ultrahigh molecular weight polyethylene, and 5 parts by weight of homopolymer polypropylene were dry blended using a tumbler blender.

得られたポリマー混合物99質量部に対して酸化防止剤としてペンタエリスリチル−テトラキス−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]を1質量部添加し、再度タンブラーブレンダーを用いてドライブレンドすることにより、ポリマー等混合物を得た。得られたポリマー等混合物は窒素で置換を行った後に、二軸押出機へ窒素雰囲気下でフィーダーにより供給した。また流動パラフィン(37.78℃における動粘度7.59×10−5/s)を押出機シリンダーにプランジャーポンプにより注入した。 1 part by mass of pentaerythrityl-tetrakis- [3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] as an antioxidant is added to 99 parts by mass of the obtained polymer mixture, and again A mixture such as a polymer was obtained by dry blending using a tumbler blender. The obtained mixture of polymers and the like was substituted with nitrogen and then fed to the twin-screw extruder with a feeder under a nitrogen atmosphere. Further, liquid paraffin (kinematic viscosity at 37.78 ° C .: 7.59 × 10 −5 m 2 / s) was injected into the extruder cylinder by a plunger pump.

溶融混練し、押し出される全混合物中に占める流動パラフィン量比が62質量%(樹脂組成物濃度が38質量%)となるように、フィーダー及びポンプを調整した。溶融混練条件は、設定温度200℃であり、スクリュー回転数100rpm、及び吐出量12kg/hで行った。   The feeder and pump were adjusted so that the liquid paraffin content ratio in the total mixture melt-kneaded and extruded was 62 mass% (resin composition concentration was 38 mass%). The melt kneading conditions were a set temperature of 200 ° C., a screw rotation speed of 100 rpm, and a discharge rate of 12 kg / h.

続いて、溶融混練物を、T−ダイを経て表面温度25℃に制御された冷却ロール上に押出しキャストすることにより、厚み1600μmのゲルシートを得た。   Subsequently, the melt-kneaded product was extruded and cast on a cooling roll controlled at a surface temperature of 25 ° C. through a T-die, to obtain a gel sheet having a thickness of 1600 μm.

次に、同時二軸テンター延伸機に導き、二軸延伸を行った。設定延伸条件は、MD倍率7.0倍、TD倍率6.1倍、設定温度123℃とした。次に、塩化メチレン槽に導き、塩化メチレン中に充分に浸漬して流動パラフィンを抽出除去し、その後塩化メチレンを乾燥除去した。   Next, it led to the simultaneous biaxial tenter stretching machine, and biaxial stretching was performed. The set stretching conditions were an MD magnification of 7.0 times, a TD magnification of 6.1 times, and a preset temperature of 123 ° C. Next, the solution was introduced into a methylene chloride bath and sufficiently immersed in methylene chloride to extract and remove liquid paraffin, and then methylene chloride was removed by drying.

次に、TDテンターに導き、熱固定を行った。熱固定温度は117℃で、TD最大倍率を2.0倍、緩和率は0.90とし、ポリオレフィン樹脂多孔膜を得た。   Next, it was led to a TD tenter and heat fixed. The heat setting temperature was 117 ° C., the maximum TD magnification was 2.0 times, the relaxation rate was 0.90, and a polyolefin resin porous membrane was obtained.

上記ポリオレフィン樹脂多孔膜の表面に、実施例2と同じ多孔層を形成してセパレータを得た。結果を表1に併記する。   A separator was obtained by forming the same porous layer as in Example 2 on the surface of the polyolefin resin porous membrane. The results are also shown in Table 1.

[実施例15]
溶融混練物の厚みを1700μm、多孔層の厚みを9μmとした以外は、実施例14の方法に準じてセパレータを得た。結果を表1に併記する。
[Example 15]
A separator was obtained according to the method of Example 14 except that the thickness of the melt-kneaded product was 1700 μm and the thickness of the porous layer was 9 μm. The results are also shown in Table 1.

[実施例16]
PVdF−HFP 5重量部とシアノエチルポリビニルアルコール(製品名:シアノレジンCR−V、信越化学製)5重量部とをアセトンに溶解させたバインダ溶液に、無機フィラーとしてアルミナ(密度:4.0g/cm)90重量部を添加した後、ボールミル(ball mill)法で分散させてスラリーを用意した。
[Example 16]
A binder solution in which 5 parts by weight of PVdF-HFP and 5 parts by weight of cyanoethyl polyvinyl alcohol (product name: cyanoresin CR-V, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) are dissolved in acetone is mixed with alumina (density: 4.0 g / cm 3) as an inorganic filler. ) After 90 parts by weight were added, a slurry was prepared by dispersing by a ball mill method.

そして、実施例6で製造されたポリオレフィン樹脂多孔膜上に当該スラリーをコートして、乾燥しセパレータを得た。形成されたコーティング層の厚さは平均3μmであった。結果を表1に併記する。   And the said slurry was coated on the polyolefin resin porous film manufactured in Example 6, and it dried and obtained the separator. The formed coating layer had an average thickness of 3 μm. The results are also shown in Table 1.

[実施例17]
メタ型全芳香族ポリアミド(以降、m−アラミドとも言う)(製品名:コーネックス、帝人テクノプロダクツ社製)と、無機フィラーとして平均粒子径0.8μmの水酸化マグネシウム(協和化学工業社製、キスマ5P)とを質量比で25:75となるように混合し、この混合物を、メタ型全芳香族ポリアミド濃度が5.5質量%となるように、ジメチルアセトアミド(DMAc)及びトリプロピレングリコール(TPG)の質量比が50:50である混合溶媒に混合した。混合後、得られた混合液を大気圧下、室温で5時間静置することにより、塗工用スラリーを得た。
[Example 17]
Meta-type wholly aromatic polyamide (hereinafter also referred to as m-aramid) (product name: Conex, manufactured by Teijin Techno Products) and magnesium hydroxide having an average particle size of 0.8 μm as an inorganic filler (manufactured by Kyowa Chemical Industry Co., Ltd.) Kisuma 5P) is mixed at a mass ratio of 25:75, and this mixture is mixed with dimethylacetamide (DMAc) and tripropylene glycol (with a meta-type wholly aromatic polyamide concentration of 5.5% by mass). TPG) was mixed in a mixed solvent having a mass ratio of 50:50. After mixing, the obtained mixed solution was allowed to stand at room temperature under atmospheric pressure for 5 hours to obtain a coating slurry.

そして、実施例6で製造されたポリオレフィン樹脂多孔膜上に当該スラリーをコートして乾燥し、セパレータを得た。形成された多孔層の厚さは平均3μmであった。結果を表1に併記する。   Then, the slurry was coated on the polyolefin resin porous membrane produced in Example 6 and dried to obtain a separator. The formed porous layer had an average thickness of 3 μm. The results are also shown in Table 1.

[実施例18]
撹拌機を備えた反応器に、イオン交換水70部、乳化剤としてラウリル硫酸ナトリウム(花王ケミカル社製、製品名「エマール2F」)0.15部、並びに過流酸アンモニウム0.5部を、それぞれ供給し、気相部を窒素ガスで置換し、60℃に昇温した。
[Example 18]
In a reactor equipped with a stirrer, 70 parts of ion-exchanged water, 0.15 part of sodium lauryl sulfate (product name “Emal 2F” manufactured by Kao Chemical Co., Ltd.) as an emulsifier, and 0.5 part of ammonium persulfate, The gas phase portion was replaced with nitrogen gas, and the temperature was raised to 60 ° C.

一方、別の容器でイオン交換水50部、分散剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.5部、並びに、重合性単量体として、ブチルアクリレート94.8部、アクリロニトリル2部、メタクリル酸1部、N−メチロールアクリルアミド1.2部及びアリルグリシジルエーテル(AGE)1部を混合して単量体混合物を得た。この単量体混合物を4時間かけて前記反応器に連続的に添加して重合を行った。添加中は、60℃で反応を行った。添加終了後、さらに70℃で3時間撹拌して反応を終了し、バインダとして(メタ)アクリル重合体を含む水分散液を製造した。得られた(メタ)アクリル重合体の体積平均粒子径D50は0.36μm、ガラス転移温度は−45℃であった。   On the other hand, in a separate container, 50 parts of ion-exchanged water, 0.5 part of sodium dodecylbenzenesulfonate as a dispersant, 94.8 parts of butyl acrylate, 2 parts of acrylonitrile, 1 part of methacrylic acid, A monomer mixture was obtained by mixing 1.2 parts of N-methylolacrylamide and 1 part of allyl glycidyl ether (AGE). This monomer mixture was continuously added to the reactor over 4 hours for polymerization. During the addition, the reaction was carried out at 60 ° C. After completion of the addition, the reaction was further terminated by stirring at 70 ° C. for 3 hours to produce an aqueous dispersion containing a (meth) acrylic polymer as a binder. The obtained (meth) acrylic polymer had a volume average particle diameter D50 of 0.36 μm and a glass transition temperature of −45 ° C.

無機フィラーとしてアルミナ粒子(住友化学社製AKP−3000、体積平均粒子径D50=0.45μm、テトラポッド状粒子)を用意した。粘度調整剤として、エーテル化度0.8〜1.0カルボキシメチルセルロース(ダイセルファインケム社製、製品名D1200)を用いた。なお、粘度調整剤の1%水溶液の粘度は、10〜20mPa・sであった。   Alumina particles (AKP-3000 manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., volume average particle diameter D50 = 0.45 μm, tetrapod-like particles) were prepared as inorganic fillers. As the viscosity modifier, an etherification degree of 0.8 to 1.0 carboxymethyl cellulose (manufactured by Daicel Finechem, product name D1200) was used. The viscosity of a 1% aqueous solution of the viscosity modifier was 10 to 20 mPa · s.

無機フィラーを100部、粘度調整剤を1.5部、及びイオン交換水を固形分濃度が40重量%になるように混合して分散させた。さらに、バインダとして上記(メタ)アクリル重合体を含む水分散液を固形分で4部となる量、ポリエチレングリコール型界面活性剤(サンノプコSNウェット366)0.2部を混合し、塗工用スラリーを製造した。   100 parts of the inorganic filler, 1.5 parts of the viscosity modifier, and ion-exchanged water were mixed and dispersed so that the solid content concentration was 40% by weight. Further, an aqueous dispersion containing the above (meth) acrylic polymer as a binder is mixed in an amount of 4 parts by solid content, and 0.2 part of a polyethylene glycol type surfactant (San Nopco SN wet 366) is mixed to form a slurry for coating. Manufactured.

そして、実施例6で製造されたポリオレフィン樹脂多孔膜上に当該スラリーをコートして乾燥し、セパレータを得た。形成されたコーティング層の厚さは平均3μmであった。結果を表1に併記する。   Then, the slurry was coated on the polyolefin resin porous membrane produced in Example 6 and dried to obtain a separator. The formed coating layer had an average thickness of 3 μm. The results are also shown in Table 1.

[実施例19]
実施例1の塗布液を、アルミナ粒子(住友化学社製AA−1.5、体積平均粒子径D50=1.6μm)99.0質量部、アクリルラテックス(固形分濃度40%、平均粒径145nm、最低成膜温度0℃以下)1.0質量部に変更し、実施例1と同様に塗布液を製造した。
[Example 19]
The coating solution of Example 1 was prepared by using 99.0 parts by mass of alumina particles (AA-1.5 manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., volume average particle size D50 = 1.6 μm), acrylic latex (solid content concentration 40%, average particle size 145 nm). The minimum coating temperature was 0 ° C. or less) and the coating liquid was produced in the same manner as in Example 1.

そして、実施例5で製造されたポリオレフィン樹脂多孔膜上に当該スラリーをコートして乾燥し、セパレータを得た。形成されたコーティング層の厚さは平均2μmであった。結果を表1に併記する。   Then, the slurry was coated on the polyolefin resin porous membrane produced in Example 5 and dried to obtain a separator. The formed coating layer had an average thickness of 2 μm. The results are also shown in Table 1.

[実施例20]
実施例1の塗布液を、水酸化酸化アルミニウム(ベーマイト、平均粒径1.0μm)60.0質量部、アクリルラテックス(固形分濃度40%、平均粒径145nm、最低成膜温度0℃以下)40.0質量部に変更し、実施例1と同様に塗布液を製造した。
[Example 20]
The coating solution of Example 1 was prepared by using 60.0 parts by mass of aluminum hydroxide oxide (boehmite, average particle size 1.0 μm), acrylic latex (solid content concentration 40%, average particle size 145 nm, minimum film forming temperature 0 ° C. or less). The amount was changed to 40.0 parts by mass, and a coating solution was produced in the same manner as in Example 1.

そして、実施例5で製造されたポリオレフィン樹脂多孔膜上に当該スラリーをコートして乾燥し、セパレータを得た。形成されたコーティング層の厚さは平均4μmであった。結果を表1に併記する。   Then, the slurry was coated on the polyolefin resin porous membrane produced in Example 5 and dried to obtain a separator. The formed coating layer had an average thickness of 4 μm. The results are also shown in Table 1.

[比較例1]
溶融混練物の厚みを1600μm、同時二軸テンター延伸機の設定温度を125℃とした以外は、実施例1の方法に準じてセパレータを得た。結果を表1に併記する。
[Comparative Example 1]
A separator was obtained according to the method of Example 1 except that the thickness of the melt-kneaded product was 1600 μm and the set temperature of the simultaneous biaxial tenter stretching machine was 125 ° C. The results are also shown in Table 1.

[比較例2]
多孔層の厚みを4μmとした以外は、比較例1の方法に準じてセパレータを得た。結果を表1に併記する。
[Comparative Example 2]
A separator was obtained according to the method of Comparative Example 1 except that the thickness of the porous layer was 4 μm. The results are also shown in Table 1.

[比較例3]
溶融混練物の厚みを1100μm、同時二軸テンター延伸機の設定温度を128℃、熱固定時の延伸温度・倍率は130℃・1.6倍、その後の緩和時の温度及び緩和率を130℃及び0.80、多孔層の厚みを5μmとした以外は、実施例1の方法に準じてセパレータを得た。結果を表1に併記する。
[Comparative Example 3]
The thickness of the melt-kneaded product is 1100 μm, the setting temperature of the simultaneous biaxial tenter stretching machine is 128 ° C., the stretching temperature and magnification during heat setting are 130 ° C. and 1.6 times, and the temperature and relaxation rate during the subsequent relaxation are 130 ° C. And 0.80 and the separator was obtained according to the method of Example 1 except the thickness of the porous layer having been 5 μm. The results are also shown in Table 1.

[比較例4]
多孔層の厚みを1μmとした以外は、実施例4の方法に準じてセパレータを得た。結果を表1に併記する。
[Comparative Example 4]
A separator was obtained according to the method of Example 4 except that the thickness of the porous layer was 1 μm. The results are also shown in Table 1.

[比較例5]
実施例4で基材に用いたポリオレフィン樹脂多孔膜について評価した。結果を表1に併記する。
[Comparative Example 5]
The polyolefin resin porous membrane used for the substrate in Example 4 was evaluated. The results are also shown in Table 1.

[比較例6]
実施例6で基材に用いたポリオレフィン樹脂多孔膜について評価した。結果を表1に併記する。
[Comparative Example 6]
The polyolefin resin porous membrane used for the substrate in Example 6 was evaluated. The results are also shown in Table 1.

なお、実施例1、2、5、14〜18及び20は、参考例である。In addition, Examples 1, 2, 5, 14-18, and 20 are reference examples.

Figure 0006430839
Figure 0006430839

Claims (18)

多孔膜の少なくとも片面に、無機フィラーと樹脂バインダとを含む多孔層を備える電池用セパレータであって、
前記電池用セパレータの膜厚が4μm以上18μm以下であり、
前記多孔層の厚みが2μm以上3μm未満であり、
前記電池用セパレータの150℃における熱収縮率が5.0%未満であり、かつ前記電池用セパレータのMD方向とTD方向の引張強度のうち、小さい方の引張強度の値130MPa以上である、
前記電池用セパレータ。
A battery separator comprising a porous layer containing an inorganic filler and a resin binder on at least one surface of a porous film,
The film thickness of the battery separator is 4 μm or more and 18 μm or less,
The porous layer has a thickness of 2 μm or more and less than 3 μm,
The battery separator has a thermal shrinkage rate at 150 ° C. of less than 5.0%, and the tensile strength value of the smaller of the tensile strengths in the MD direction and the TD direction of the battery separator is 130 MPa or more. ,
The battery separator.
前記引張強度が150MPa以上である、請求項1に記載の電池用セパレータ。   The battery separator according to claim 1, wherein the tensile strength is 150 MPa or more. 水分気化装置の試料台に前記電池用セパレータをセットして、前記水分気化装置内に窒素ガスを5分間フローした後に測定された前記電池用セパレータの水分含有量が、50〜500ppmである、請求項1又は2に記載の電池用セパレータ。   The moisture content of the battery separator measured after setting the battery separator on the sample stage of the moisture vaporizer and flowing nitrogen gas into the moisture vaporizer for 5 minutes is 50 to 500 ppm. Item 3. The battery separator according to Item 1 or 2. 前記電池用セパレータの135℃での熱機械分析(TMA)測定において、前記電池用セパレータの幅(TD)方向の応力緩和速度が、0.5mgf/sec以上4.0mgf/sec以下である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の電池用セパレータ。   In the thermomechanical analysis (TMA) measurement of the battery separator at 135 ° C., the stress relaxation rate in the width (TD) direction of the battery separator is 0.5 mgf / sec or more and 4.0 mgf / sec or less. Item 4. The battery separator according to any one of Items 1 to 3. 前記多孔膜の厚みが、3μm以上16μm以下である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の電池用セパレータ。   The battery separator according to any one of claims 1 to 4, wherein a thickness of the porous film is 3 µm or more and 16 µm or less. 前記多孔膜が、ポリオレフィン樹脂を含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の電池用セパレータ。   The battery separator according to claim 1, wherein the porous film contains a polyolefin resin. 前記多孔膜がポリオレフィン樹脂多孔膜であり、かつ前記ポリオレフィン樹脂多孔膜の粘度平均分子量は、30,000以上12,000,000以下である、請求項6に記載の電池用セパレータ。The battery separator according to claim 6, wherein the porous film is a polyolefin resin porous film, and the viscosity average molecular weight of the polyolefin resin porous film is 30,000 or more and 12,000,000 or less. 前記ポリオレフィン樹脂は、超高分子量ポリエチレンである、請求項6又は7に記載の電池用セパレータ。 The battery separator according to claim 6 or 7 , wherein the polyolefin resin is ultra high molecular weight polyethylene. 前記多孔層の動摩擦係数が0.1〜0.6である、請求項1〜のいずれか1項に記載の電池用セパレータ。 The dynamic friction coefficient of the porous layer is 0.1 to 0.6, the battery separator according to any one of claims 1-8. 前記無機フィラーが、0.5〜2.5μmの平均粒径を有する、請求項1〜のいずれか1項に記載の電池用セパレータ。 The battery separator according to any one of claims 1 to 9 , wherein the inorganic filler has an average particle diameter of 0.5 to 2.5 µm. 前記無機フィラーが、0.5〜1.5μmの平均粒径を有する、請求項10に記載の電池用セパレータ。 The battery separator according to claim 10 , wherein the inorganic filler has an average particle diameter of 0.5 to 1.5 μm. 前記無機フィラーの粒度分布において、前記無機フィラーの最小粒径が、0.02μm以上である、請求項1〜11のいずれか1項に記載の電池用セパレータ。12. The battery separator according to claim 1, wherein the inorganic filler has a minimum particle size of 0.02 μm or more in a particle size distribution of the inorganic filler. 前記無機フィラーの粒度分布において、前記無機フィラーの最大粒径が、20μm以下である、請求項1〜12のいずれか1項に記載の電池用セパレータ。The battery separator according to any one of claims 1 to 12, wherein a maximum particle size of the inorganic filler is 20 µm or less in a particle size distribution of the inorganic filler. 前記無機フィラーの粒度分布において、前記無機フィラーの最大粒径/平均粒径の比率が、50以下である、請求項1〜13のいずれか1項に記載の電池用セパレータ。14. The battery separator according to claim 1, wherein in the particle size distribution of the inorganic filler, a ratio of the maximum particle size / average particle size of the inorganic filler is 50 or less. 前記無機フィラーが、ベーマイト、焼成カオリン、アルミナ及び酸化マグネシウムから選択される少なくとも1つである、請求項1〜14のいずれか1項に記載の電池用セパレータ。 The battery separator according to any one of claims 1 to 14 , wherein the inorganic filler is at least one selected from boehmite, calcined kaolin, alumina, and magnesium oxide. 前記樹脂バインダが、アクリル系重合体、含フッ素樹脂及びポリアミドから選択される少なくとも1つである、請求項1〜15のいずれか1項に記載の電池用セパレータ。 The battery separator according to any one of claims 1 to 15 , wherein the resin binder is at least one selected from an acrylic polymer, a fluorine-containing resin, and polyamide. 多孔膜の少なくとも片面に、無機フィラーと樹脂バインダとを含む多孔層を備える電池用セパレータであって、
前記電池用セパレータの膜厚が4μm以上18μm以下であり、
前記多孔層の厚みが2μm以上3μm未満であり、
前記多孔層の動摩擦係数が0.1〜0.6であり、
前記電池用セパレータの150℃における熱収縮率が5.0%未満であり、
前記電池用セパレータのMD方向とTD方向の引張強度のうち、小さい方の引張強度の値130MPa以上であり、かつ
水分気化装置の試料台に前記電池用セパレータをセットして、前記水分気化装置内に窒素ガスを5分間フローした後に測定された前記電池用セパレータの水分含有量が、50〜500ppmである、
前記電池用セパレータ。
A battery separator comprising a porous layer containing an inorganic filler and a resin binder on at least one surface of a porous film,
The film thickness of the battery separator is 4 μm or more and 18 μm or less,
The porous layer has a thickness of 2 μm or more and less than 3 μm,
The dynamic friction coefficient of the porous layer is 0.1 to 0.6,
The battery shrinkage rate at 150 ° C. of the battery separator is less than 5.0%,
Of the tensile strengths in the MD direction and TD direction of the battery separator , the smaller tensile strength value is 130 MPa or more, and the battery separator is set on a sample stage of a moisture vaporizer, and the moisture vaporization is performed. The water content of the battery separator measured after flowing nitrogen gas into the apparatus for 5 minutes is 50 to 500 ppm,
The battery separator.
請求項1〜17のいずれか1項に記載の電池用セパレータと、正極と、負極と、非水電解液とを有する、非水電解液電池。 A non-aqueous electrolyte battery comprising the battery separator according to any one of claims 1 to 17 , a positive electrode, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte.
JP2015012699A 2015-01-26 2015-01-26 Battery separator and non-aqueous electrolyte battery Active JP6430839B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015012699A JP6430839B2 (en) 2015-01-26 2015-01-26 Battery separator and non-aqueous electrolyte battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015012699A JP6430839B2 (en) 2015-01-26 2015-01-26 Battery separator and non-aqueous electrolyte battery

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016139490A JP2016139490A (en) 2016-08-04
JP6430839B2 true JP6430839B2 (en) 2018-11-28

Family

ID=56559345

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015012699A Active JP6430839B2 (en) 2015-01-26 2015-01-26 Battery separator and non-aqueous electrolyte battery

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6430839B2 (en)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6718517B2 (en) * 2016-10-24 2020-07-08 Jfeミネラル株式会社 Halloysite powder and method for producing halloysite powder
JP6900203B2 (en) * 2017-02-27 2021-07-07 株式会社日本触媒 Separator for electrochemical elements
JP7175973B2 (en) * 2018-03-28 2022-11-21 エルジー エナジー ソリューション リミテッド Separation membrane stability evaluation method
JP7034842B2 (en) * 2018-06-08 2022-03-14 旭化成株式会社 Multi-layer separator
JP7198041B2 (en) * 2018-10-24 2022-12-28 株式会社エンビジョンAescジャパン battery
CN114041234B (en) * 2019-07-10 2023-11-24 旭化成株式会社 Multilayer porous film
JP7041195B2 (en) * 2020-05-29 2022-03-23 帝人株式会社 Separator for non-water-based secondary battery and non-water-based secondary battery
EP4105270A1 (en) * 2021-06-15 2022-12-21 LANXESS Deutschland GmbH Polyamide compositions
WO2024024574A1 (en) * 2022-07-29 2024-02-01 日本ゼオン株式会社 Binder for secondary battery functional layer, slurry composition for secondary battery functional layer, secondary battery functional layer, and secondary battery

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100135369A (en) * 2009-06-17 2010-12-27 에스케이에너지 주식회사 Microporous polyethylene film with thermally stable hybrid-composite layers
EP3179535B1 (en) * 2012-03-28 2020-07-01 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Porous film and multilayer porous film
JP5909411B2 (en) * 2012-06-13 2016-04-26 旭化成イーマテリアルズ株式会社 Polyolefin microporous membrane and method for producing the same
US20150207122A1 (en) * 2012-07-30 2015-07-23 Teijin Limited Separator for nonaqueous electrolyte battery, and nonaqueous electrolyte battery

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016139490A (en) 2016-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6309661B2 (en) Porous membrane and multilayer porous membrane
JP6430839B2 (en) Battery separator and non-aqueous electrolyte battery
JP6423724B2 (en) Battery separator and non-aqueous electrolyte battery
JP6425484B2 (en) Battery separator
JP6382051B2 (en) Storage device separator
JP6396154B2 (en) Storage device separator
JP6692619B2 (en) Secondary battery separator
JPWO2008149986A1 (en) Multilayer porous membrane
JP6412760B2 (en) Storage device separator
JP2016107642A (en) Multilayer porous membrane and separator for electricity storage device
JP6378998B2 (en) Method for manufacturing separator for power storage device
JP6444122B2 (en) Power storage device separator, separator slurry, and non-aqueous electrolyte secondary battery
JP6404512B1 (en) Nonaqueous electrolyte battery separator and nonaqueous electrolyte battery
JP6426422B2 (en) Separator for storage device and non-aqueous electrolyte battery
JP2024072806A (en) Separator for power storage device, manufacturing method thereof, and power storage device
JP2020116925A (en) Multilayer porous film having polyolefin microporous film

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20171005

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180814

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180815

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20181011

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20181030

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20181101

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6430839

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150