JP6444122B2 - Power storage device separator, separator slurry, and non-aqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

Power storage device separator, separator slurry, and non-aqueous electrolyte secondary battery Download PDF

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Description

本発明は、蓄電デバイス用セパレータ等に関する。   The present invention relates to an electrical storage device separator and the like.

従来、リチウムイオン二次電池等の電池用セパレータの耐熱性を向上させるために、ポリオレフィン樹脂を主成分とする多孔基材膜の少なくとも片面に、無機フィラー及び樹脂バインダを含む無機塗工膜を備える電池用セパレータが、提案されていた。   Conventionally, in order to improve the heat resistance of a battery separator such as a lithium ion secondary battery, an inorganic coating film containing an inorganic filler and a resin binder is provided on at least one surface of a porous base film mainly composed of a polyolefin resin. Battery separators have been proposed.

無機フィラーは、電池用セパレータの耐熱性を向上させるための無機層の形成に使用されているが、無機塗工膜を備える電池用セパレータを使用すると、電池の初期充放電不良が増加する傾向にある。例えば、電池の充放電サイクル特性の低下は、セパレータに予め含まれている水の量に起因することが知られている。   Inorganic fillers are used to form inorganic layers to improve the heat resistance of battery separators, but when battery separators with an inorganic coating film are used, the initial charge / discharge defects of batteries tend to increase. is there. For example, it is known that the decrease in charge / discharge cycle characteristics of the battery is caused by the amount of water contained in the separator in advance.

電池用セパレータ中の水分量を管理するために、例えば、特許文献1では、20℃で相対湿度60%の雰囲気下に24時間保持されたときの、単位体積当たりの含有水分量が1mg/cm以下である電池用セパレータが、提案されている。 In order to manage the moisture content in the battery separator, for example, in Patent Document 1, the moisture content per unit volume when held in an atmosphere at 20 ° C. and 60% relative humidity for 24 hours is 1 mg / cm 2. Battery separators of 3 or less have been proposed.

特許文献1に記載のセパレータ―では、例えば、無機フィラーの平均粒径の上限を10μm以下に調整することによって、無機フィラー同士の隙間をある程度大きくしてセパレータ中のイオンの伝導パスを短くし、電池特性を高めている。   In the separator described in Patent Document 1, for example, by adjusting the upper limit of the average particle size of the inorganic filler to 10 μm or less, the gap between the inorganic fillers is increased to some extent to shorten the ion conduction path in the separator, Improves battery characteristics.

特許文献2では、例えば、1μm以下の粒径を有する無機フィラーの割合が30体積%以上であり、3μm以上の粒径を有する無機フィラーの割合が10体積%以下であり、かつ無機フィラーのメジアン径が0.54μm又は0.71μmである水分散液を用いて、無機塗工膜を備える電池用セパレータを形成することが、提案されている。   In Patent Document 2, for example, the ratio of the inorganic filler having a particle diameter of 1 μm or less is 30% by volume or more, the ratio of the inorganic filler having a particle diameter of 3 μm or more is 10% by volume or less, and the median of the inorganic filler It has been proposed to form a battery separator provided with an inorganic coating film using an aqueous dispersion having a diameter of 0.54 μm or 0.71 μm.

特許文献3では、無機フィラーのメジアン径が0.1μm〜0.5μmである分散液を用いて、多孔性基材上に無機塗工膜を備える電池用セパレータを形成することが、提案されている。   In Patent Document 3, it is proposed to form a battery separator having an inorganic coating film on a porous substrate using a dispersion liquid having a median diameter of an inorganic filler of 0.1 μm to 0.5 μm. Yes.

特開2009−224341公報JP 2009-224341 A 国際公開第2009/096451号International Publication No. 2009/096451 特許第5470255号公報Japanese Patent No. 5470255

しかしながら、特許文献1に記載のセパレータは、粒径が比較的小さい無機フィラーについて十分に考慮されていない。粒径が比較的小さい無機フィラーは、表面積が大きいので水分を吸着し易く、基材等の被塗工体に塗工されたときにも、水分によって電池の初期充放電不良を増加させる。   However, the separator described in Patent Document 1 does not sufficiently consider an inorganic filler having a relatively small particle size. An inorganic filler having a relatively small particle size has a large surface area, so that it easily adsorbs moisture, and increases initial charge / discharge failure of the battery due to moisture even when coated on a substrate such as a substrate.

特許文献2に記載のセパレータは、微小粒径、例えば0.2μm以下の粒径を有する無機フィラーの割合について未だに検討の余地があるため、セパレータの耐熱性及び電池の初期充放電特性を更に向上させる余地がある。   Since the separator described in Patent Document 2 still has room for study on the proportion of inorganic filler having a fine particle size, for example, a particle size of 0.2 μm or less, further improves the heat resistance of the separator and the initial charge / discharge characteristics of the battery. There is room to make it happen.

特許文献3に記載のセパレータは、多孔性基材が不織布であるため、シャットダウン特性に劣る。   Since the porous base material is a nonwoven fabric, the separator of patent document 3 is inferior to a shutdown characteristic.

したがって、本発明が解決しようとする課題は、耐熱性に優れ、かつ電池の初期充放電特性を向上させることができる蓄電デバイス用セパレータ、前記セパレータを備える非水電解液二次電池、及び前記セパレータの製造のためのスラリーを提供することである。   Therefore, the problem to be solved by the present invention is a storage device separator that has excellent heat resistance and can improve the initial charge / discharge characteristics of the battery, a non-aqueous electrolyte secondary battery including the separator, and the separator Providing a slurry for the production of

本発明者らは、鋭意検討した結果、無機フィラーの1次粒子径分布を制御して蓄電デバイス用セパレータの無機塗工膜を形成することによって、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明は以下の通りである。
[1] ポリオレフィン樹脂を含む多孔基材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蓄電デバイス用セパレータであって、
前記無機フィラーの体積を基準とする1次粒子径分布測定において、0.2μm以下の1次粒子径を有する粒子の含有率が、前記無機フィラーの質量を基準として10質量%未満であり、かつ
前記無機フィラーのメジアン径が、0.5μmを超え、かつ0.8μm以下である、
前記蓄電デバイス用セパレータ。
[2] 前記無機フィラーの体積を基準とする1次粒子径分布測定において、0.2μm以下の1次粒子径を有する粒子の含有率が、前記無機フィラーの質量を基準として3質量%未満である、[1]に記載の蓄電デバイス用セパレータ。
[3] 前記無機フィラーは、アンモニア昇温脱離法において150℃から400℃までの総脱離アンモニア(NH)量が10μmol/g以上1,000μmol/g以下である、[1]又は[2]に記載の蓄電デバイス用セパレータ。
[4] 前記1次粒子径分布測定は、無機フィラーを水に分散することにより得られる水分散液、又は無機フィラーと樹脂バインダとを含むスラリーを用いて行われる、[1]〜[3]のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用セパレータ。
[5] 前記蓄電デバイス用セパレータの150℃での熱収縮率が、MD方向及びTD方向の両方において0%以上15%以下である、[1]〜[4]のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用セパレータ。
[6] [1]〜[5]のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用セパレータと、
正極と、
負極と、
非水電解液と
を備える非水電解液二次電池。
[7] 無機フィラーと樹脂バインダとを含む電池セパレータ用スラリーであって、
前記無機フィラーの体積を基準とする1次粒子径分布測定において0.2μm以下の1次粒子径を有する粒子の含有率が、前記無機フィラーの質量を基準として10質量%未満であり、
前記無機フィラーのメジアン径が0.5μmを超え、かつ0.8μm以下であり、かつ
前記電池セパレータ用スラリーの25℃及び固形分濃度30質量%での粘度が、300mPa・s以下である、
前記電池セパレータ用スラリー。
As a result of intensive studies, the present inventors have found that the above problems can be solved by controlling the primary particle size distribution of the inorganic filler to form the inorganic coating film of the separator for the electricity storage device, and completed the present invention. I let you. That is, the present invention is as follows.
[1] An electricity storage device separator including a porous layer containing an inorganic filler and a resin binder on at least one surface of a porous substrate film containing a polyolefin resin,
In the primary particle size distribution measurement based on the volume of the inorganic filler, the content of particles having a primary particle size of 0.2 μm or less is less than 10% by mass based on the mass of the inorganic filler, and The median diameter of the inorganic filler is more than 0.5 μm and not more than 0.8 μm.
The separator for an electricity storage device.
[2] In the primary particle size distribution measurement based on the volume of the inorganic filler, the content of particles having a primary particle size of 0.2 μm or less is less than 3% by mass based on the mass of the inorganic filler. The separator for an electricity storage device according to [1].
[3] The inorganic filler has a total desorption ammonia (NH 3 ) amount of from 10 μmol / g to 1,000 μmol / g from 150 ° C. to 400 ° C. in an ammonia temperature-programmed desorption method, [1] or [ 2] The separator for electrical storage devices described in [2].
[4] The primary particle size distribution measurement is performed using an aqueous dispersion obtained by dispersing an inorganic filler in water, or a slurry containing an inorganic filler and a resin binder, [1] to [3]. The separator for electrical storage devices of any one of these.
[5] The thermal contraction rate at 150 ° C. of the electricity storage device separator is 0% or more and 15% or less in both the MD direction and the TD direction, according to any one of [1] to [4]. Electric storage device separator.
[6] The separator for an electricity storage device according to any one of [1] to [5],
A positive electrode;
A negative electrode,
A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a non-aqueous electrolyte.
[7] A slurry for a battery separator containing an inorganic filler and a resin binder,
In the primary particle size distribution measurement based on the volume of the inorganic filler, the content of particles having a primary particle size of 0.2 μm or less is less than 10% by mass based on the mass of the inorganic filler,
The median diameter of the inorganic filler is more than 0.5 μm and 0.8 μm or less, and the viscosity of the battery separator slurry at 25 ° C. and a solid content concentration of 30% by mass is 300 mPa · s or less.
The battery separator slurry.

本発明によれば、活性点が少ない無機フィラー、特に、水分が付着できる酸点が少ない無機フィラーを利用できるので、電池の初期充放電不良を抑制することができる蓄電デバイス用セパレータを提供できる。また、本発明によれば、電池内の水分に起因する電池の劣化反応又は電解液の分解を抑制することができる。   According to the present invention, an inorganic filler with few active sites, particularly an inorganic filler with few acid sites to which moisture can adhere, can be used. Therefore, it is possible to provide a separator for an electricity storage device that can suppress the initial charge / discharge failure of a battery. Further, according to the present invention, it is possible to suppress the deterioration reaction of the battery or the decomposition of the electrolytic solution due to the moisture in the battery.

樹脂バインダ液と無機フィラー予備分散液と無機フィラー分散液の1次粒子径分布を示すグラフである。It is a graph which shows the primary particle diameter distribution of a resin binder liquid, an inorganic filler preliminary dispersion liquid, and an inorganic filler dispersion liquid. 無機フィラー予備分散液と、無機フィラー分散液と、無機フィラー及び樹脂バインダを含むスラリー塗工液との1次粒子径分布を示すグラフである。It is a graph which shows the primary particle diameter distribution of an inorganic filler preliminary dispersion liquid, an inorganic filler dispersion liquid, and a slurry coating liquid containing an inorganic filler and a resin binder.

以下、本発明を実施するための形態(以下、「本実施形態」と略記する。)について詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施の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することができる。   Hereinafter, a mode for carrying out the present invention (hereinafter abbreviated as “this embodiment”) 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.

<蓄電デバイス用セパレータ>
本発明の蓄電デバイス用セパレータについて説明する。
本発明の蓄電デバイス用セパレータは、ポリオレフィン樹脂を含む多孔基材膜と、前記多孔基材膜の少なくとも片面に積層された多孔層とを備え、かつ多孔層は、無機フィラー及び樹脂バインダを含む。
<Separator for electricity storage device>
The separator for an electricity storage device of the present invention will be described.
The separator for an electricity storage device of the present invention includes a porous substrate film containing a polyolefin resin and a porous layer laminated on at least one surface of the porous substrate film, and the porous layer contains an inorganic filler and a resin binder.

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蓄電デバイス用セパレータに適している。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。   The separator is excellent in heat resistance and has a shutdown function, and thus is suitable as a separator for an electricity storage device that separates a positive electrode and a negative electrode in a battery. 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.

本実施形態に係るセパレータでは、無機フィラーの体積を基準とする1次粒子径分布測定において、0.2μm以下の1次粒子径を有する粒子の含有率が、無機フィラーの質量を基準として、10質量%未満であり、5質量%未満であることが好ましく、1質量%未満であることがより好ましく、又は0.5質量%以下であることがさらに好ましく、0質量%が最も好ましい。   In the separator according to this embodiment, in the primary particle size distribution measurement based on the volume of the inorganic filler, the content of particles having a primary particle size of 0.2 μm or less is 10 based on the mass of the inorganic filler. It is less than 5% by mass, preferably less than 5% by mass, more preferably less than 1% by mass, further preferably 0.5% by mass or less, and most preferably 0% by mass.

本実施形態に係るセパレータでは、無機フィラーの体積を基準とする1次粒子径分布測定において、無機フィラーのメジアン径が、0.5μm超、又は0.6μm以上であることが好ましく、また、このメジアン径は、0.8μm以下、又は0.7μm以下であることが好ましい。   In the separator according to this embodiment, in the primary particle size distribution measurement based on the volume of the inorganic filler, the median diameter of the inorganic filler is preferably more than 0.5 μm, or 0.6 μm or more. The median diameter is preferably 0.8 μm or less, or 0.7 μm or less.

理論に拘束されることを望まないが、本実施形態に係るセパレータでは、無機フィラーの体積を基準とする1次粒子径分布測定において、0.2μm以下の1次粒子径を有する粒子の含有率が、無機フィラーの質量を基準として10質量%未満であり、かつ無機フィラーのメジアン径が、0.5μmを超え、かつ0.8μm以下であると、上記多孔層に含まれる無機フィラーの活性点が適切に制御された状態になると考えられる。   Although not wishing to be bound by theory, in the separator according to the present embodiment, in the primary particle size distribution measurement based on the volume of the inorganic filler, the content of particles having a primary particle size of 0.2 μm or less Is less than 10% by mass based on the mass of the inorganic filler, and the median diameter of the inorganic filler is more than 0.5 μm and not more than 0.8 μm, the active point of the inorganic filler contained in the porous layer Is considered to be properly controlled.

活性点は、ブレンステッド酸点、ルイス酸点などの酸点とも呼ばれる。セパレータ中の酸点が増すと、正極と負極の間で、プロトンを供与するか、又は電子を受容する点も増すので、正極と負極の間の所定の電気化学反応、又は電解質の所定のイオン伝導に悪影響を及ぼすことがある。   The active point is also called an acid point such as Bronsted acid point or Lewis acid point. When the acid point in the separator increases, the number of protons donating or accepting electrons increases between the positive electrode and the negative electrode, so that a predetermined electrochemical reaction between the positive electrode and the negative electrode or a predetermined ion of the electrolyte May adversely affect conduction.

さらに、セパレータ中の酸点が増すほど、セパレータに引き寄せられる水の量も増す。例えば、リチウムイオン二次電池等の非水二次電池内に水が存在すると、水の最低空軌道(LUMO)準位は、一般的な負極のフェルミ準位よりも低いので、負極から水のLUMOに電子が流れ込み、その電子に起因して水分子が活性化し、正極と負極の間の所定の電気化学反応の代わりに水の還元分解反応が起きて、水素が発生する。水は、LiPF、LiBF等の電解質と反応してフッ酸(HF)を発生させ、電池及びセパレータを腐食させることもある。 Furthermore, the more acid points in the separator, the greater the amount of water that can be drawn to the separator. For example, when water is present in a non-aqueous secondary battery such as a lithium ion secondary battery, the lowest empty orbital (LUMO) level of water is lower than the Fermi level of a general negative electrode. Electrons flow into the LUMO, water molecules are activated due to the electrons, and a reductive decomposition reaction of water occurs instead of a predetermined electrochemical reaction between the positive electrode and the negative electrode, generating hydrogen. Water reacts with electrolytes such as LiPF 6 and LiBF 4 to generate hydrofluoric acid (HF), which may corrode batteries and separators.

いずれにしても、セパレータ中の活性点又は水は、電池の初期充放電不良につながることが多いので、セパレータに含まれる無機フィラーの活性点の量を減らすことが重要である。特に、粒径の比較的小さい粒子、すなわち表面積の比較的大きい粒子は、活性点を多く有すると考えられる。したがって、セパレータ又は電池が定量の水を含むと仮定すると、粒径の比較的小さい無機フィラーは、粒径の比較的大きい無機フィラーよりも電池の初期充放電不良を起こす可能性が高い。   In any case, since active sites or water in the separator often leads to initial charge / discharge failure of the battery, it is important to reduce the amount of active sites of the inorganic filler contained in the separator. In particular, particles having a relatively small particle size, that is, particles having a relatively large surface area are considered to have many active sites. Therefore, assuming that the separator or battery contains a certain amount of water, an inorganic filler having a relatively small particle size is more likely to cause an initial charge / discharge failure of the battery than an inorganic filler having a relatively large particle size.

本実施形態では、上記の観点から、無機フィラーの活性点の量を減らすために、無機フィラーの体積を基準とする1次粒子径分布測定において1次粒子径が0.2μm以下の粒子をセパレータから除去し、かつ無機フィラーのメジアン径を0.5μm超、かつ0.8μm以下の範囲内に調整することにより、粒径の比較的小さい無機フィラーをセパレータから除去する。   In the present embodiment, from the above viewpoint, in order to reduce the amount of active sites of the inorganic filler, in the primary particle size distribution measurement based on the volume of the inorganic filler, particles having a primary particle size of 0.2 μm or less are separated. And the inorganic filler having a relatively small particle size is removed from the separator by adjusting the median diameter of the inorganic filler to a range of more than 0.5 μm and 0.8 μm or less.

なお、無機フィラーの活性点の量は、後述する総脱離アンモニア(NH)量から算出されると考えられる。 The amount of active sites of the inorganic filler is believed to be calculated from the total desorption of ammonia (NH 3) the amount described later.

無機フィラーの体積を基準とする1次粒子径分布測定は、実施例に記載の方法で行なわれることができる。1次粒子径分布測定は、無機フィラーを水に分散することにより得られる水分散液を用いて、又は無機フィラーと樹脂バインダとを含むスラリーを用いて行われることが好ましい。   The primary particle size distribution measurement based on the volume of the inorganic filler can be performed by the method described in Examples. The primary particle size distribution measurement is preferably performed using an aqueous dispersion obtained by dispersing an inorganic filler in water, or using a slurry containing an inorganic filler and a resin binder.

無機フィラーを含む多孔層を形成するための材料から粒径の比較的小さい粒子を除去するろ過処理、及び/又は無機フィラーの熱処理、表面処理、粉砕処理若しくは造粒処理によって、無機フィラーの体積を基準とする1次粒子径分布測定において、0.2μm以下の1次粒子径を有する粒子の含有率を、無機フィラーの質量を基準として10質量%未満に調整し、かつ無機フィラーのメジアン径を0.5μm超、かつ0.8μm以下の範囲内に調整することができる。その理由は定かではないが、これらの処理により、無機フィラーの吸着能又は水分吸着点密度が適切に制御されるためであると考えられる。これらの処理については、以下の無機フィラーの説明において詳述する。   The volume of the inorganic filler is reduced by filtration treatment for removing particles having a relatively small particle size from the material for forming the porous layer containing the inorganic filler and / or heat treatment, surface treatment, pulverization treatment or granulation treatment of the inorganic filler. In the primary particle size distribution measurement as a reference, the content of particles having a primary particle size of 0.2 μm or less is adjusted to less than 10% by mass based on the mass of the inorganic filler, and the median diameter of the inorganic filler is adjusted. It can be adjusted within a range of more than 0.5 μm and 0.8 μm or less. Although the reason is not certain, it is considered that the adsorption ability or moisture adsorption point density of the inorganic filler is appropriately controlled by these treatments. These treatments will be described in detail in the description of the inorganic filler below.

多孔基材膜、及び無機フィラーと樹脂バインダとを含む多孔層について、以下に説明する。   The porous substrate film and the porous layer containing an inorganic filler and a resin binder will be described below.

[多孔基材膜]
本発明における多孔基材膜について説明する。
上記多孔基材膜としては、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。
そのような多孔基材膜としては、例えば、ポリオレフィン樹脂を含む多孔基材膜、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、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基材膜、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基材膜、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基材膜(以下、「ポリオレフィン樹脂多孔基材膜」ともいう。)が好ましい。
[Porous substrate film]
The porous substrate film in the present invention will be described.
As the porous substrate film, those having a small electron conductivity, an ionic conductivity, a high resistance to an organic solvent, and a fine pore diameter are preferable.
Examples of such a porous substrate film include a porous substrate film containing a polyolefin resin, a resin such as polyethylene terephthalate, polycycloolefin, polyethersulfone, polyamide, polyimide, polyimideamide, polyaramid, 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 substrate film through a coating process, that is, a battery separator, the coating liquid is excellent in coating properties, the separator film thickness is reduced, From the viewpoint of increasing the active material ratio and increasing the volume per volume, a porous substrate film containing a polyolefin resin (hereinafter also referred to as “polyolefin resin porous substrate film”) is preferable.

ポリオレフィン樹脂多孔基材膜について説明する。
ポリオレフィン樹脂多孔基材膜は、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、多孔基材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基材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。
The polyolefin resin porous substrate film will be described.
The polyolefin resin porous substrate membrane is 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 substrate membrane from the viewpoint of improving shutdown performance when used as a battery separator. A porous substrate film formed of a product 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。
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。
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。
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.
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.
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.

中でも、電池用セパレータとした時に低融点かつ高強度の要求性能を満たす観点から、ポリオレフィン樹脂としてポリエチレン、特に高密度ポリエチレンを用いることが好ましい。なお、本発明において、高密度ポリエチレンとは密度0.942〜0.970g/cm3のポリエチレンをいう。高密度ポリエチレンの密度は、多孔基材膜の強度の点から、0.950〜0.969(g/cm3)であることが好ましい。なお、本発明においてポリエチレンの密度とは、JIS K7112(1999)に記載のD)密度勾配管法に従って測定した値をいう。 Among these, polyethylene, particularly high-density polyethylene, is preferably used as the polyolefin resin from the viewpoint of satisfying required performance of a low melting point and high strength when used as a battery separator. In the present invention, high density polyethylene means polyethylene having a density of 0.942 to 0.970 g / cm 3 . The density of the high-density polyethylene is preferably 0.950 to 0.969 (g / cm 3 ) from the viewpoint of the strength of the porous substrate film. In the present invention, the density of polyethylene refers to a value measured according to the D) density gradient tube method described in JIS K7112 (1999).

また、多孔基材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 substrate film, 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.

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;無機材;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 materials; antioxidants such as phenols, phosphorus and sulfur; 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.

多孔基材膜は、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。
多孔基材膜は、上述した材料からなる単層膜であってもよく、積層膜であってもよい。
The porous substrate film has a porous structure in which a large number of very small holes are gathered to form dense communication holes, so it has excellent ion conductivity and good withstand voltage characteristics, and high strength. It has the characteristic of being.
The porous substrate film may be a single layer film made of the above-described material or a laminated film.

多孔基材膜の膜厚は、0.1μm以上100μm以下が好ましく、より好ましくは1μm以上50μm以下、さらに好ましくは3μm以上25μm以下である。機械的強度の観点から0.1μm以上が好ましく、電池の高容量化の観点から100μm以下が好ましい。多孔基材膜の膜厚は、ダイリップ間隔、延伸工程における延伸倍率等を制御すること等によって調整することができる。   The thickness of the porous substrate film is preferably 0.1 μm or more and 100 μm or less, more preferably 1 μm or more and 50 μm or less, and further preferably 3 μm or more and 25 μm or less. From the viewpoint of mechanical strength, 0.1 μm or more is preferable, and from the viewpoint of increasing the capacity of the battery, 100 μm or less is preferable. The film thickness of the porous substrate film can be adjusted by controlling the die lip interval, the draw ratio in the drawing step, and the like.

多孔基材膜の平均孔径は、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。多孔基材膜の平均孔径は、後述する測定法で測定することができる。
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ことや、これらを組み合わせることにより調整することができる。
The average pore diameter of the porous substrate 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, particularly preferably 0.06 μm. It is 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 substrate film can be measured by a measurement method described later.
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.

多孔基材膜の気孔率は、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。多孔基材膜の気孔率は、後述する方法で測定することができる。
多孔基材膜の気孔率は、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ことや、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 substrate film is preferably 25% or more and 95% or less, more preferably 30% or more and 65% or less, and further 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 substrate film can be measured by the method described later.
The porosity of the porous substrate film can be controlled by controlling the mixing ratio of the polyolefin resin composition and the plasticizer, the stretching temperature, the stretching ratio, the heat setting temperature, the stretching ratio during heat fixing, the relaxation rate during heat fixing, Can be adjusted by combining.

多孔基材膜がポリオレフィン樹脂多孔基材膜である場合、ポリオレフィン樹脂多孔基材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やす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基材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 substrate film is a polyolefin resin porous substrate film, the viscosity average molecular weight of the polyolefin resin porous substrate film is preferably 30,000 or more and 12,000,000 or less, more preferably 50,000 or more. It is less than 2,000,000, more preferably 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 substrate membrane can be measured by the method described later.

多孔基材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 base 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、多孔基材膜を製造する方法の一例として、ポリオレフィン樹脂組成物と孔形成材とを溶融混練してシート状に成形後、孔形成材を抽出する方法について説明する。   Hereinafter, as an example of a method for producing a porous substrate 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.

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。   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.

可塑剤としては、特に限定されないが、ポリオレフィンの融点以上において均一溶液を形成しうる不揮発性溶媒を用いることが好ましい。このような不揮発性溶媒の具体例としては、例えば、流動パラフィン、パラフィンワックス等の炭化水素類;フタル酸ジオクチル、フタル酸ジブチル等のエステル類;オレイルアルコール、ステアリルアルコール等の高級アルコール等が挙げられる。なお、これらの可塑剤は、抽出後、蒸留等の操作により回収して再利用してよい。さらに、好ましくは、樹脂混練装置に投入する前に、ポリオレフィン樹脂、その他の添加剤及び可塑剤を、予めヘンシェルミキサー等を用いて所定の割合で事前混練しておく。より好ましくは、事前混練においては、可塑剤はその一部のみを投入し、残りの可塑剤は、樹脂混練装置に適宜加温しサイドフィードしながら混練する。このような混練方法を用いることにより、可塑剤の分散性が高まり、後の工程で樹脂組成物と可塑剤の溶融混練物のシート状成形体を延伸する際に、破膜することなく高倍率で延伸することができる傾向にある。   Although it does not specifically limit as a plasticizer, It is preferable to use the non-volatile solvent which can form a uniform solution above melting | fusing point of polyolefin. Specific examples of such a non-volatile solvent include, for example, hydrocarbons such as liquid paraffin and paraffin wax; esters such as dioctyl phthalate and dibutyl phthalate; higher alcohols such as oleyl alcohol and stearyl alcohol. . Note that these plasticizers may be recovered and reused after extraction by an operation such as distillation. Further, preferably, before being put into the resin kneading apparatus, the polyolefin resin, other additives, and the plasticizer are previously kneaded at a predetermined ratio using a Henschel mixer or the like in advance. More preferably, in pre-kneading, only a part of the plasticizer is added, and the remaining plasticizer is appropriately heated in a resin kneader and kneaded while side-feeding. By using such a kneading method, the dispersibility of the plasticizer is increased, and when the sheet-shaped molded body of the melt-kneaded product of the resin composition and the plasticizer is stretched in a later step, a high magnification is obtained without breaking the film. Tend to stretch.

可塑剤の中でも、流動パラフィンは、ポリオレフィン樹脂がポリエチレンやポリプロピレンの場合には、これらとの相溶性が高く、溶融混練物を延伸しても樹脂と可塑剤の界面剥離が起こりにくく、均一な延伸が実施し易くなる傾向にあるため好ましい。   Among the plasticizers, liquid paraffin is highly compatible with polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene, and even when the melt-kneaded product is stretched, the interface between the resin and the plasticizer does not easily peel, and uniform stretching is possible. Is preferable because it tends to be easily implemented.

ポリオレフィン樹脂組成物と可塑剤の比率は、これらを均一に溶融混練して、シート状に成形できる範囲であれば特に限定はない。例えば、ポリオレフィン樹脂組成物と可塑剤とからなる組成物中に占める可塑剤の質量分率は、好ましくは20〜90質量%、より好ましくは30〜80質量%である。可塑剤の質量分率が90質量%以下であると、溶融成形時のメルトテンションが十分となるため成形性が向上する傾向にある。一方、可塑剤の質量分率が20質量%以上であると、ポリオレフィン樹脂組成物と可塑剤との混合物を高倍率で延伸した場合でもポリオレフィン分子鎖の切断が起こらず、均一かつ微細な孔構造を形成し易く、強度も増加し易い。   The ratio of the polyolefin resin composition and the plasticizer is not particularly limited as long as they can be uniformly melt-kneaded and formed into a sheet shape. For example, the mass fraction of the plasticizer in the composition comprising the polyolefin resin composition and the plasticizer is preferably 20 to 90 mass%, more preferably 30 to 80 mass%. When the mass fraction of the plasticizer is 90% by mass or less, the melt tension at the time of melt molding becomes sufficient, and the moldability tends to be improved. On the other hand, when the mass fraction of the plasticizer is 20% by mass or more, even when the mixture of the polyolefin resin composition and the plasticizer is stretched at a high magnification, the polyolefin molecular chain is not broken, and the pore structure is uniform and fine. Are easily formed, and the strength is also easily increased.

無機材としては、特に限定されず、例えば、アルミナ、シリカ(珪素酸化物)、チタニア、ジルコニア、マグネシア、セリア、イットリア、酸化亜鉛、酸化鉄などの酸化物系セラミックス;窒化ケイ素、窒化チタン、窒化ホウ素等の窒化物系セラミックス;シリコンカーバイド、炭酸カルシウム、硫酸アルミニウム、水酸化アルミニウム、チタン酸カリウム、タルク、カオリンクレー、カオリナイト、ハロイサイト、パイロフィライト、モンモリロナイト、セリサイト、マイカ、アメサイト、ベントナイト、アスベスト、ゼオライト、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ藻土、ケイ砂等のセラミックス;ガラス繊維が挙げられる。これらは1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いられる。これらの中でも、電気化学的安定性の観点から、シリカ、アルミナ、チタニアが好ましく、抽出が容易である点から、シリカが特に好ましい。   The inorganic material is not particularly limited. For example, oxide ceramics such as alumina, silica (silicon oxide), titania, zirconia, magnesia, ceria, yttria, zinc oxide, iron oxide; silicon nitride, titanium nitride, nitride Nitride ceramics such as boron; silicon carbide, calcium carbonate, aluminum sulfate, aluminum hydroxide, potassium titanate, talc, kaolin clay, kaolinite, halloysite, pyrophyllite, montmorillonite, sericite, mica, amicite, bentonite Ceramics such as asbestos, zeolite, calcium silicate, magnesium silicate, diatomaceous earth, and silica sand; glass fibers. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, silica, alumina, and titania are preferable from the viewpoint of electrochemical stability, and silica is particularly preferable from the viewpoint of easy extraction.

ポリオレフィン樹脂組成物と無機材との比率は、良好な隔離性を得る観点から、これらの合計質量に対して5質量%以上であることが好ましく、10質量%以上であることがより好ましく、高い強度を確保する観点から、99質量%以下であることが好ましく、95質量%以下であることがより好ましい。   The ratio between the polyolefin resin composition and the inorganic material is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more with respect to the total mass from the viewpoint of obtaining good separability. From the viewpoint of ensuring strength, the content is preferably 99% by mass or less, and more preferably 95% by mass or less.

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、スジや欠点など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など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, and there is little influence on the film quality such as streaks and defects, and the risk of film breakage and the like in the subsequent stretching process can be reduced. On the other hand, when the die lip interval is 3,000 μm or less, the cooling rate is fast and 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基材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 substrate 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基材膜とする。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。多孔基材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、多孔基材膜中の孔形成材残存量は多孔基材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 obtain a porous substrate 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 substrate 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 residual amount of pore forming material in the porous substrate film is less than 1% by mass with respect to the mass of the entire porous substrate 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基材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基材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。
延伸処理としては、一軸延伸又は二軸延伸のいずれも好適に用いることができるが、得られる多孔基材膜の強度等を向上させる観点から二軸延伸が好ましい。シート状成形体を二軸方向に高倍率延伸すると、分子が面方向に配向し、最終的に得られる多孔基材膜が裂けにくくなり、高い突刺強度を有するものとなる。延伸方法としては、例えば、同時二軸延伸、逐次二軸延伸、多段延伸、多数回延伸等の方法を挙げることができる。突刺強度の向上、延伸の均一性、シャットダウン性の観点から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。
Moreover, it is preferable to extend | stretch the said sheet-like molded object or a porous base material 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 base material 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.
As the stretching treatment, either uniaxial stretching or biaxial stretching can be suitably used, but biaxial stretching is preferred from the viewpoint of improving the strength and the like of the obtained porous substrate 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 substrate film is hardly torn and has a high puncture strength. Examples of the stretching method include simultaneous biaxial stretching, sequential biaxial stretching, multistage stretching, and multiple stretching. Simultaneous biaxial stretching is preferred from the viewpoints of improvement of 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(微多孔基材膜を連続成形する時の機械方向)の延伸とTD(微多孔基材膜のMDを90°の角度で横切る方向)の延伸が同時に施される延伸方法をいい、各方向の延伸倍率は異なってもよい。逐次二軸延伸とは、MD及びTDの延伸が独立して施される延伸方法をいい、MD又はTDに延伸がなされているときは、他方向は非拘束状態又は定長に固定されている状態とする。   Here, simultaneous biaxial stretching means stretching in MD (machine direction when continuously forming a microporous substrate film) and stretching in TD (direction crossing MD of the microporous substrate film at an angle of 90 °). It refers to the stretching method applied simultaneously, and the stretching ratio in each direction may be different. 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、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、得られる多孔基材膜に十分な強度を付与できる傾向にあり、一方、総面積倍率が100倍以下であると、延伸工程における膜破断を防ぎ、高い生産性が得られる傾向にある。   The draw ratio is preferably in the range of 20 times to 100 times in terms of surface magnification, and more preferably in the range of 25 times to 70 times. 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 resulting porous substrate 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 tends to be obtained.

多孔基材膜の収縮を抑制するために、延伸工程後、又は、多孔基材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、多孔基材膜に、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 substrate film, a heat treatment can be performed for the purpose of heat setting after the stretching step or after the formation of the porous substrate film. Further, the porous substrate film may be subjected to a post-treatment such as a hydrophilic treatment with a surfactant or the like, or a crosslinking treatment with ionizing radiation or the like.

多孔基材膜には、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、テンターやロール延伸機を用いて行うことができる。   The porous substrate film is preferably subjected to heat treatment 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基材膜が得られる観点から好ましい。
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。
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(主原料のDSC 2nd runの融解ピーク温度であり以下、「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。
From the viewpoint of obtaining a porous substrate membrane having a further high strength and high porosity, the stretching operation may be performed by stretching the membrane MD and / or TD by 1.1 times or more, more preferably 1.2 times or more. preferable.
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.
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 (the melting peak temperature of the main raw material DSC 2nd run, hereinafter also referred to as “Tm”), and is in the range of 1 ° C. to 25 ° C. lower than Tm. More preferred. 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.

[無機フィラーと樹脂バインダとを含む多孔層]
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 containing inorganic filler and resin binder]
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。
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、その他の化合物が挙げられる。
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。
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。
その他の化合物としては、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。
[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.
As an inorganic filler, an aluminum compound, a magnesium compound, and another compound are mentioned, for example.
Examples of the aluminum compound include aluminum oxide, aluminum silicate, aluminum hydroxide, aluminum hydroxide oxide, sodium aluminate, aluminum sulfate, aluminum phosphate, and hydrotalcite.
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, and glass fiber. Etc. 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基材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. Thermal contraction of the material film 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基材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 constituting the porous layer, it is possible to achieve a very lightweight porous layer while maintaining high permeability, and even with a thinner porous layer thickness, Thermal contraction of the material film 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基材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. There is a tendency that thermal contraction of the base material film at a high temperature is suppressed and excellent heat resistance is exhibited.

前記無機フィラーの平均粒径は、0.5μmを超え、かつ0.8μm以下であることが好ましく、0.6μm以上0.7μm以下であることがより好ましい。無機フィラーの平均粒径を上記範囲に調整することは、透気度及び高温での熱収縮を抑制する観点から好ましい。   The average particle size of the inorganic filler is preferably more than 0.5 μm and not more than 0.8 μm, and more preferably not less than 0.6 μm and not more than 0.7 μm. It is preferable to adjust the average particle size of the inorganic filler to the above range from the viewpoint of suppressing the air permeability and heat shrinkage at high temperature.

無機フィラーの粒度分布としては、最小粒径は0.05μm以上であることが好ましく、0.2μm以上がさらに好ましい。
50(粒度分布の累積グラフにおける50体積%での粒子径)は、上記で説明した無機フィラーのメジアン径と対応する。
無機フィラーの粒度分布を上記範囲に調整することは、高温でのセパレータの熱収縮を抑制する観点から好ましい。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等を挙げることができる。また、異なる粒度分布を有するフィラーを混合して粒度分布を調整することもできる。
As for the particle size distribution of the inorganic filler, the minimum particle size is preferably 0.05 μm or more, more preferably 0.2 μm or more.
D 50 (particle diameter at 50% by volume in the cumulative graph of particle size distribution) corresponds to the median diameter of the inorganic filler described above.
Adjusting the particle size distribution of the inorganic filler to the above range is preferable from the viewpoint of suppressing the thermal contraction of the separator at a high temperature. Examples of the method for adjusting the particle size distribution of the inorganic filler include a method of pulverizing the inorganic filler using a ball mill, a bead mill, a jet mill or the like to adjust the particle size distribution to a desired particle size distribution. In addition, the particle size distribution can be adjusted by mixing fillers having different particle size distributions.

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、透過性及び耐熱性等の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99.9質量%以下、さらに好ましくは99.5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 viewpoints of permeability and heat resistance. 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. . The proportion is preferably less than 100% by mass, more preferably 99.9% by mass or less, still more preferably 99.5% by mass or less, and particularly preferably 99% by mass or less.

無機フィラーの体積を基準とする1次粒子径分布測定において、0.2μm以下の1次粒子径を有する粒子の含有率を、無機フィラーの質量を基準として10質量%未満に調整し、かつ無機フィラーのメジアン径を0.5μm超かつ0.8μm以下の範囲内に調整するために、上記の通り、無機フィラーを含む多孔層を形成するための材料をろ過処理に供するか、かつ/又は無機フィラーを熱処理、表面処理、粉砕処理又は造粒処理に供することが好ましい。   In primary particle size distribution measurement based on the volume of the inorganic filler, the content of particles having a primary particle size of 0.2 μm or less is adjusted to less than 10% by mass based on the mass of the inorganic filler, and inorganic In order to adjust the median diameter of the filler within the range of more than 0.5 μm and 0.8 μm or less, as described above, the material for forming the porous layer containing the inorganic filler is subjected to filtration treatment and / or inorganic The filler is preferably subjected to heat treatment, surface treatment, pulverization treatment or granulation treatment.

(無機フィラーを含む多孔層を形成するための材料のろ過処理)
無機フィラーを含む多孔層を形成するための材料は、ろ過処理を受けることが可能であり、かつ無機フィラーを含む限り限定されず、例えば、スラリー、分散体、乳化物、液体、流体、粉体などでよい。
(Filtration treatment of material to form porous layer containing inorganic filler)
The material for forming the porous layer containing the inorganic filler is not limited as long as it can be filtered and contains the inorganic filler. For example, slurry, dispersion, emulsion, liquid, fluid, powder Etc.

ろ過処理は、特に限定されないが、例えば、フィルターによる常圧ろ過又は加圧ろ過が代表的である。フィルターとしては、90%捕集粒子径が、本実施形態で使用される無機フィラーの平均粒径の10倍〜100倍の濾材を用いることが好ましい。この濾材としては、紙、金属等が挙げられる。90%捕集粒子径が無機フィラーの平均粒子径の10倍以上であるとき、送液に必要な圧力が高くなり過ぎることを抑制したり、フィルターが短期間で閉塞することを抑制したりできる。90%捕集粒子径が無機フィラーの平均粒子径の100倍以下であるとき、粒子の凝集物又は樹脂バインダの未溶解物を良好に除去する観点から好ましい。   The filtration treatment is not particularly limited, but, for example, atmospheric pressure filtration or pressure filtration using a filter is representative. As a filter, it is preferable to use a filter medium whose 90% collection particle diameter is 10 to 100 times the average particle diameter of the inorganic filler used in the present embodiment. Examples of the filter medium include paper and metal. When the 90% collection particle size is 10 times or more the average particle size of the inorganic filler, it is possible to suppress the pressure required for liquid feeding from becoming too high, or to prevent the filter from being clogged in a short period of time. . When the 90% collection particle diameter is 100 times or less of the average particle diameter of the inorganic filler, it is preferable from the viewpoint of satisfactorily removing the aggregate of particles or the undissolved resin binder.

(無機フィラーの熱処理)
無機フィラーの熱処理方法としては、例えば、温風、熱風又は低湿風による乾燥;真空乾燥;(遠)赤外線、電子線などの照射による乾燥が挙げられる。例えば、120〜500℃、より好ましくは180〜300℃で1分間以上に亘って無機フィラーを熱処理することが好ましい。熱処理によって、表面吸着水を除去し、表面に存在する水酸基を脱水縮合させて、その疎水性を高めることができる。
(Heat treatment of inorganic filler)
Examples of the heat treatment method of the inorganic filler include drying with warm air, hot air or low-humidity air; vacuum drying; drying by irradiation with (far) infrared rays or electron beams. For example, it is preferable to heat-treat the inorganic filler at 120 to 500 ° C., more preferably 180 to 300 ° C. for 1 minute or longer. By the heat treatment, the surface adsorbed water can be removed and the hydroxyl groups present on the surface can be dehydrated and condensed to increase the hydrophobicity.

(無機フィラーの表面処理)
表面処理剤で無機フィラーの表面処理を行うことが、水分吸着点の密度、吸着能などを制御する観点から好ましい。表面処理剤の具体例としては、脂肪酸系、油脂系、界面活性ン剤系、ワックス系、カルボン酸系、リン酸系などのカップリング剤;シランカップリング剤;チタネート系カップリング剤などが挙げられる。電池適性の観点からは脂肪酸系、界面活性剤系、及びカルボン酸系カップリング剤が好ましい。
(Surface treatment of inorganic filler)
Surface treatment of the inorganic filler with a surface treatment agent is preferable from the viewpoint of controlling the density of moisture adsorption points, adsorption ability, and the like. Specific examples of the surface treatment agent include fatty acid-based, oil-based, surfactant-based, wax-based, carboxylic acid-based, phosphoric acid-based coupling agents; silane coupling agents; titanate-based coupling agents, and the like. It is done. From the viewpoint of battery suitability, fatty acid-based, surfactant-based, and carboxylic acid-based coupling agents are preferred.

表面処理方法は、例えば、スーパーミキサー、ヘンシェルミキサー等のミキサーを用い、粉体に直接上述の表面処理剤を混合し、必要に応じて加熱して表面処理する一般的な乾式処理でもよく、例えば、上述の表面処理剤を水又は湯に溶解し、攪拌している無機フィラーの水スラリーに添加して表面処理後、脱水、乾燥する一般的な湿式処理でもよく、乾式処理と湿式処理の複合でもよい。無機フィラー表面への処理の度合いと経済的な観点から、主として湿式法が単独で好ましく用いられる。   The surface treatment method may be a general dry treatment in which the above-mentioned surface treatment agent is directly mixed with the powder using a mixer such as a super mixer or a Henschel mixer, and the surface treatment is performed by heating as necessary. The above-mentioned surface treatment agent is dissolved in water or hot water and added to the stirring water slurry of the inorganic filler, and after the surface treatment, a general wet process of dehydration and drying may be used, or a combination of a dry process and a wet process. But you can. In view of the degree of treatment on the surface of the inorganic filler and the economical viewpoint, the wet method is mainly preferably used alone.

(無機フィラーの粉砕)
無機フィラーの粉砕処理を行う手段としては、例えば、ボールミル、ビーズミル、ジェットミル等を用いることができる。粉砕により無機フィラーの粒径を制御することよって無機フィラー表面に付着する水分を低減できる。水分吸着点の密度、吸着能などを制御する観点からビーズミルを用いた粉砕が好ましく、均一な制御の観点からビーズ径が約0.01mmφ〜約1mmφのビーズを用いることがより好ましい。
(Inorganic filler grinding)
As a means for pulverizing the inorganic filler, for example, a ball mill, a bead mill, a jet mill or the like can be used. By controlling the particle size of the inorganic filler by pulverization, water adhering to the surface of the inorganic filler can be reduced. Pulverization using a bead mill is preferred from the viewpoint of controlling the density of moisture adsorption points, adsorption capacity, etc., and beads having a bead diameter of about 0.01 mmφ to about 1 mmφ are more preferred from the viewpoint of uniform control.

さらに、ビーズ充填量、回転数などにより、水分吸着点の密度、吸着能などを適宜調整可能である。無機フィラーの破砕度は、0.3〜1.0であることが好ましく、0.5〜0.99であることがより好ましい。破砕度は、(破砕後の平均粒径/破砕前の平均粒径)で表される。
また、上記のミル等を用いて粉砕処理した場合、破砕前に比較して破砕後の無機フィラーの粒径分布を狭くすることができる。破砕前後の粒径分布変化率を以下の式と定義すると、無機フィラーの破砕による粒径分布変化率は、0.01以上0.9以下であることが好ましく、0.01以上0.5以下であることがより好ましく、0.01以上0.1以下であることがさらに好ましい。粒径分布変化率を0.01以上0.9以下にすることで、無機フィラー表面に付着する水分量を低減でき、多孔層中の孔径を均一することができ、セパレータを組み込んだ電池のサイクル特性を向上することができる
粒径分布=(体積平均粒子径)/(数平均粒子径)
粒径分布変化率=(破砕後の粒径分布)/(破砕前の粒径分布)
Furthermore, the density of moisture adsorption points, the adsorption capacity, etc. can be adjusted as appropriate depending on the bead filling amount, the number of rotations, and the like. The crushing degree of the inorganic filler is preferably 0.3 to 1.0, and more preferably 0.5 to 0.99. The degree of crushing is represented by (average particle diameter after crushing / average particle diameter before crushing).
Moreover, when it grind | pulverizes using said mill etc., the particle size distribution of the inorganic filler after crushing can be narrowed compared with before crushing. When the particle size distribution change rate before and after crushing is defined as the following formula, the particle size distribution change rate due to crushing of the inorganic filler is preferably 0.01 or more and 0.9 or less, and 0.01 or more and 0.5 or less. More preferably, it is 0.01 or more and 0.1 or less. By changing the particle size distribution change rate from 0.01 to 0.9, the amount of water adhering to the surface of the inorganic filler can be reduced, the pore diameter in the porous layer can be made uniform, and the cycle of the battery incorporating the separator Properties can be improved Particle size distribution = (Volume average particle size) / (Number average particle size)
Change rate of particle size distribution = (particle size distribution after crushing) / (particle size distribution before crushing)

(無機フィラーの造粒)
無機フィラーの出発原料が、例えば、100nm未満の粒径を有するナノ粒子などのように、著しく小さい寸法を有する場合には、その出発原料を造粒処理に供して、無機フィラーの1次粒子径分布及びメジアン径を適切な範囲に調整してもよい。
(Granulation of inorganic filler)
When the starting material of the inorganic filler has a remarkably small size such as, for example, a nanoparticle having a particle size of less than 100 nm, the starting material is subjected to a granulation treatment, and the primary particle size of the inorganic filler The distribution and median diameter may be adjusted to an appropriate range.

無機フィラーの造粒処理としては、既知の造粒技術を使用してよい。例えば、造粒処理は、ナノ粒子の集合体、又は適切な寸法を有する無機フィラーとナノ粒子との混合物を、熱可塑性樹脂、タルク系化合物などのバインダとともに混練することにより行なわれることができる。混練時に、加熱溶融を行なってもよい。   A known granulation technique may be used for the granulation treatment of the inorganic filler. For example, the granulation treatment can be performed by kneading an aggregate of nanoparticles or a mixture of inorganic fillers and nanoparticles having appropriate dimensions together with a binder such as a thermoplastic resin or a talc compound. You may heat-melt at the time of kneading | mixing.

本実施形態では、1nm以上100nm未満の1次粒子径を有する擬ベーマイトを造粒処理に供して、0.1μm〜0.2μmの1次粒子径を有する擬ベーマイト造粒物を得ることが好ましい。さらに、擬ベーマイト造粒物と、1〜5μmのメジアン径を有するベーマイト又は水酸化アルミニウムとを混合して、無機フィラー混合物を得ることも好ましい。   In the present embodiment, it is preferable that pseudoboehmite having a primary particle size of 1 nm or more and less than 100 nm is subjected to granulation to obtain a pseudoboehmite granule having a primary particle size of 0.1 μm to 0.2 μm. . Furthermore, it is also preferable to mix the pseudo boehmite granulated product with boehmite or aluminum hydroxide having a median diameter of 1 to 5 μm to obtain an inorganic filler mixture.

(無機フィラーの総脱離アンモニア量)
アンモニア昇温脱離法において、150℃から400℃までの無機フィラーの総脱離アンモニア(NH)量が、10μmol/g以上1,000μmol/g以下であることも好ましい。
(Total amount of ammonia removed from inorganic filler)
In the ammonia temperature-programmed desorption method, the total desorbed ammonia (NH 3 ) amount of the inorganic filler from 150 ° C. to 400 ° C. is also preferably 10 μmol / g or more and 1,000 μmol / g or less.

アンモニア昇温脱離法とは、試料にアンモニア(NH)を吸着させた後、一定の昇温速度に制御して連続的に昇温させて、脱離するアンモニア量及び脱離温度を測定する方法である。脱離するNHの量から無機フィラーの酸量を測定することができる。また、弱い酸点に吸着しているNHは低温で脱離し、強い酸点に吸着しているNHは高温で脱離することから、無機フィラーの酸強度を測定することができる。 Ammonia temperature-programmed desorption method is to measure the amount of desorbed ammonia and desorption temperature by adsorbing ammonia (NH 3 ) to the sample and then controlling the temperature at a constant temperature increase rate to raise the temperature continuously. It is a method to do. The acid amount of the inorganic filler can be measured from the amount of NH 3 desorbed. Further, NH 3 adsorbed on a weak acid point desorbed at low temperatures, NH 3 adsorbed on strong acid from the desorption at high temperature, can be measured acid strength of the inorganic filler.

一般に、無機フィラーは、2つの脱離NH量のピークを有する。低温での脱離NH量が多いということは、無機フィラー中に弱い酸点が多く存在し、無機フィラーが水分を放出し易いことを示す。したがって、無機フィラーの2つの脱離NH量のピークのうち、弱い酸点に対応する低温側の150℃から400℃までの脱離NH量は、無機フィラーが放出する水分量の観点から、好ましくは10μmol/g以上、1000μmol/g以下である。 In general, inorganic fillers have two peaks of desorbed NH 3 content. A large amount of desorbed NH 3 at a low temperature indicates that there are many weak acid sites in the inorganic filler, and the inorganic filler tends to release moisture. Therefore, of the peaks of the two desorption NH 3 amount of the inorganic filler, the desorption amount of NH 3 from 0.99 ° C. on the low temperature side to 400 ° C., corresponding to a weak acid point, in terms of the amount of water the inorganic filler is released It is preferably 10 μmol / g or more and 1000 μmol / g or less.

アンモニア昇温脱離法において無機フィラーを150℃から400℃まで昇温したときの総脱離アンモニア(NH)量が、1000μmol/gより大きいと、無機フィラーが吸着する水分量が多くなるため、電池性能に不具合を起こす原因となる。さらには、無機フィラーの酸点が活性点となって電解液が熱分解してガスを発生することから、脱離NH量が1000μmol/gより大きいとガスの発生量が増え、セル膨れの増大又は電池性能の低下の原因となる。この総脱離アンモニア(NH)量は、より好ましくは800μmol/g以下であり、さらに好ましくは600μmol/g以下である。 If the amount of total desorbed ammonia (NH 3 ) when the inorganic filler is heated from 150 ° C. to 400 ° C. in the ammonia temperature-programmed desorption method is larger than 1000 μmol / g, the amount of moisture adsorbed by the inorganic filler increases. This causes malfunctions in battery performance. Furthermore, since the acid point of the inorganic filler becomes an active site and the electrolyte is thermally decomposed to generate gas, if the amount of desorbed NH 3 is larger than 1000 μmol / g, the amount of gas generated increases and cell swelling occurs. This causes an increase or a decrease in battery performance. The total desorbed ammonia (NH 3 ) amount is more preferably 800 μmol / g or less, and still more preferably 600 μmol / g or less.

アンモニア昇温脱離法において無機フィラーを150℃から400℃まで昇温したときの総脱離アンモニア(NH)量が、10μmol/gより小さいと、無機フィラーと多孔基材膜の結着力が弱いため、セパレータから無機フィラーが脱離し、期待されるセパレータとしての物性が発現しないことや、電池に組み立てる際に落ちた粉により装置が汚れるなどの工程不具合が生じる。この総脱離アンモニア(NH)量は、より好ましくは20μmol/g以上であり、さらに好ましくは50μmol/g以上である。 When the total amount of desorbed ammonia (NH 3 ) is less than 10 μmol / g when the inorganic filler is heated from 150 ° C. to 400 ° C. in the ammonia temperature-programmed desorption method, the binding force between the inorganic filler and the porous substrate film is low. Since it is weak, the inorganic filler is detached from the separator, and the expected physical properties of the separator do not appear, and the process troubles such as the device becoming dirty with the powder dropped when assembling into the battery occur. The total desorbed ammonia (NH 3 ) amount is more preferably 20 μmol / g or more, and further preferably 50 μmol / g or more.

〔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基材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 substrate 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共重合体、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。特に、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。
中でも、電極とのなじみやすさの観点からは上記2)共役ジエン系重合体が好ましく、耐電圧性の観点からは上記3)アクリル系重合体及び5)含フッ素樹脂が好ましい。
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 copolymer, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene-tetrafluoroethylene copolymer, ethylene-tetrafluoroethylene copolymer Coalescence;
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. In particular, from the viewpoint of durability, wholly aromatic polyamides, particularly polymetaphenylene isophthalamide, are preferred.
Among these, 2) conjugated diene polymers are preferable from the viewpoint of compatibility with electrodes, and 3) acrylic polymers and 5) fluorine-containing resins are preferable from the viewpoint of voltage resistance.

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などが挙げられ、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な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−エチルヘキシルメタクリレート、フェニルアクリレート、フェニルメタクリレート、シクロヘキシルアクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドトキシエチルメタクリレート;
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。
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.
As the (meth) acrylic acid ester used in the above 3) acrylic polymer, for example,
(Meth) acrylic acid alkyl esters such as methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, butyl acrylate, butyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, phenyl acrylate, phenyl methacrylate, cyclohexyl acrylate, cyclohexyl methacrylate, Hydroxyethyl acrylate, hydroxyethyl methacrylate;
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.

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。
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 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.
The 2) conjugated diene polymer may be obtained by copolymerizing the (meth) acrylic compound as another monomer.

〔多孔層の構造及び形成方法〕
多孔層の層厚は、耐熱性、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50μm以下であることが好ましく、より好ましくは20μm以下、さらに好ましくは10μm以下、特に好ましくは7μm以下である。
[Structure and forming method of porous layer]
The layer 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, further preferably 1.2 μm or more, still more preferably 1.5 μm or more, Especially preferably, it is 1.8 micrometers or more, Most preferably, it is 2.0 micrometers or more. In addition, the thickness is preferably 50 μm or less, more preferably 20 μm or less, still more preferably 10 μm or less, and particularly preferably 7 μm or less from the viewpoint of increasing the capacity and permeability of the battery.

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、多孔基材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 substrate 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基材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工液を塗工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 a 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 substrate film containing a polyolefin resin as a main component. be able to.

塗工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基材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にくく高出力特性が得られやすい。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やすい。   The form of the resin binder in the coating liquid may be an aqueous solution dissolved or dispersed in water or an organic medium solution dissolved or dispersed in a general organic medium. preferable. “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 substrate film, ion permeability is not easily 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.

樹脂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基材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にくく高出力特性が得られやすい。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やすい。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、撹拌速度などを調整することで制御することが可能である。   The average particle size 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 substrate film, it exhibits good binding properties, and heat shrinkage occurs when used as a separator. It tends to be good and excellent in safety. When the average particle diameter is 1,000 nm or less, the 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. 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, a pH, a stirring speed, and the like when manufacturing the resin binder.

塗工液の媒体としては、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 the medium of the coating liquid, 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 can be mentioned.

塗工液には、分散安定化や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 to stabilize dispersion and improve coating properties. An agent 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、塗工液の媒体に分散または溶解させる方法については、塗工工程に必要な塗工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.

塗工液を多孔基材膜に塗工する方法については、必要とする層厚又は塗工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、スプレー塗工法等が挙げられる。   The method for coating the coating liquid on the porous substrate 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, transfer roll coater method, kiss coater method, dip coater method, knife coater method, air doctor coater method, blade coater method, rod coater method, squeeze coater method, cast coater method, die coater method, screen printing method, spray coating A construction method etc. are mentioned.

さらに、塗工液の塗工に先立ち、多孔基材膜表面に表面処理を施すと、塗工液を塗工し易くなると共に、塗工後の無機フィラー含有多孔層と多孔基材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、多孔基材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, when the surface treatment is performed on the surface of the porous substrate film prior to the application of the coating liquid, the coating liquid can be easily applied, and the inorganic filler-containing porous layer after coating and the surface of the porous substrate film This is preferable because of improving the adhesiveness. The surface treatment method is not particularly limited as long as it does not significantly impair the porous structure of the porous substrate film. For example, corona discharge treatment method, plasma discharge treatment method, mechanical surface roughening method, solvent treatment method, Examples include an acid treatment method and an ultraviolet oxidation method.

塗工後に塗工膜から媒体を除去する方法については、多孔基材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、多孔基材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。多孔基材膜及び多孔層を積層した多孔基材膜の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 substrate film, for example, at a temperature below its melting point while fixing the porous substrate film. Examples include a drying method, a low-pressure drying method at low temperature, and extraction drying. 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 substrate film in which the porous substrate film and the porous layer are laminated, it is preferable to appropriately adjust the drying temperature, the winding tension, and the like.

<電池セパレータ用スラリー>
電池用セパレータを形成するために、上記で説明した無機フィラー及び樹脂バインダを含む電池セパレータ用スラリーを提供することも好ましい。電池セパレータ用スラリーは、上記で説明した塗工液として、又は塗工液を形成するために、使用されることが好ましい。
<Slurry for battery separator>
In order to form a battery separator, it is also preferable to provide a battery separator slurry containing the inorganic filler and resin binder described above. The battery separator slurry is preferably used as the coating liquid described above or to form a coating liquid.

電池セパレータ用スラリーは、無機フィラーの体積を基準とする1次粒子径分布測定において、0.2μm以下の1次粒子径を有する粒子の含有率が、無機フィラーの質量を基準として10質量%未満であり、かつ無機フィラーのメジアン径が、0.5μmを超え、かつ0.8μm以下であることが好ましい。   The slurry for the battery separator has a content of particles having a primary particle size of 0.2 μm or less in the primary particle size distribution measurement based on the volume of the inorganic filler, less than 10% by mass based on the mass of the inorganic filler. And the median diameter of the inorganic filler is preferably more than 0.5 μm and not more than 0.8 μm.

電池セパレータ用スラリーは、10mPa・s以上3,000mPa・s以下であることが好ましく、30mPa・s以上2,000mPa・s以下であることがより好ましく、30mPa・s以上1,000mPa・s以下であることがさらに好ましく、30mPa・s以上300mPa・s以下の粘度を有することが特に好ましい。なお、スラリーの粘度は、25℃、固形分濃度30質量%での値である。   The battery separator slurry is preferably 10 mPa · s or more and 3,000 mPa · s or less, more preferably 30 mPa · s or more and 2,000 mPa · s or less, and 30 mPa · s or more and 1,000 mPa · s or less. More preferably, it has a viscosity of 30 mPa · s or more and 300 mPa · s or less. In addition, the viscosity of a slurry is a value in 25 degreeC and solid content concentration of 30 mass%.

<セパレータのその他の物性>
上記セパレータの透気度は、10秒/100cc以上650秒/100cc以下であることが好ましく、より好ましくは20秒/100cc以上500秒/100cc以下、さらに好ましくは30秒/100cc以上450秒/100cc以下、特に好ましくは50秒/100cc以上400秒/100cc以下である。透気度が10秒/100cc以上であると電池用セパレータとして使用した際の自己放電が少なくなる傾向にあり、650秒/100cc以下であると良好な充放電特性が得られる傾向にある。
<Other physical properties of separator>
The air permeability of the separator is preferably 10 seconds / 100 cc or more and 650 seconds / 100 cc or less, more preferably 20 seconds / 100 cc or more and 500 seconds / 100 cc or less, further preferably 30 seconds / 100 cc or more and 450 seconds / 100 cc. Hereinafter, it is particularly preferably 50 seconds / 100 cc or more and 400 seconds / 100 cc or less. When the air permeability is 10 seconds / 100 cc or more, self-discharge tends to decrease when used as a battery separator, and when it is 650 seconds / 100 cc or less, good charge / discharge characteristics tend to be obtained.

また、多孔層を形成したことによるセパレータの透気度の増加率は0%以上200%以下であることが好ましく、0%以上100%以下であることがより好ましく、0%以上75%以下であることが更に好ましく、0%以上50%以下であることが特に好ましい。ただし、多孔基材膜の透気度が100秒/100cc未満の場合は、多孔層を形成した後のセパレータの透気度増加率は0%以上500%以下であれば好ましく用いることができる。   The rate of increase in the air permeability of the separator due to the formation of the porous layer is preferably 0% or more and 200% or less, more preferably 0% or more and 100% or less, and 0% or more and 75% or less. More preferably, it is more preferably 0% or more and 50% or less. However, when the air permeability of the porous substrate film is less than 100 seconds / 100 cc, it can be preferably used if the air permeability increase rate of the separator after forming the porous layer is 0% or more and 500% or less.

セパレータの最終的な膜厚は、2μm以上200μm以下であることが好ましく、より好ましくは5μm以上100μm以下、さらに好ましくは7μm以上30μm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、200μm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 is preferably 2 μm to 200 μm, more preferably 5 μm to 100 μm, and even more preferably 7 μm to 30 μm. When the film thickness is 2 μm or more, the mechanical strength tends to be sufficient, and when the film thickness is 200 μm or less, the occupied volume of the separator is reduced, which tends to be advantageous in terms of increasing the battery capacity.

セパレータの150℃での熱収縮率は、MD方向、TD方向ともに0%以上15%以下であることが好ましく、より好ましくは0%以上10%以下、さらに好ましくは0%以上5%以下である。熱収縮率がMD方向、TD方向ともに15%以下であると、電池の異常発熱時のセパレータの破膜が抑制され、短絡が起こりにくくなる傾向にあるので好ましい。   The thermal shrinkage rate of the separator at 150 ° C. is preferably 0% or more and 15% or less in both the MD direction and the TD direction, more preferably 0% or more and 10% or less, and further preferably 0% or more and 5% or less. . It is preferable that the thermal shrinkage rate is 15% or less in both the MD direction and the TD direction because the film breakage of the separator at the time of abnormal heat generation of the battery is suppressed and a short circuit tends not to occur.

セパレータのシャットダウン温度は、120℃以上160℃以下であることが好ましく、より好ましくは120℃以上150℃以下の範囲である。シャットダウン温度が160℃以下であると、電池が発熱した場合等においても、電流遮断を速やかに促進し、より良好な安全性能が得られる傾向にあるので好ましい。一方、シャットダウン温度が120℃以上であると、電池を100℃前後で使用することができるので好ましい。   The shutdown temperature of the separator is preferably 120 ° C. or higher and 160 ° C. or lower, more preferably 120 ° C. or higher and 150 ° C. or lower. It is preferable that the shutdown temperature is 160 ° C. or lower because even when the battery generates heat, current interruption is promptly promoted, and better safety performance tends to be obtained. On the other hand, it is preferable that the shutdown temperature is 120 ° C. or higher because the battery can be used at around 100 ° C.

セパレータのショート温度は、180℃以上1000℃以下であることが好ましく、より好ましくは200℃以上1000℃以下である。ショート温度が180℃以上であると、電池に異常発熱が発生しても、すぐには短絡が起こらないため、その間に放熱することができ、より良好な安全性能が得られる。
ショート温度は、ポリプロピレンの含有量や、ポリプロピレン以外のポリオレフィンの種類、無機粒子の種類、無機粒子含有層の厚さ等を調整することにより所望の値に制御することができる。
The short-circuit temperature of the separator is preferably 180 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower, more preferably 200 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower. When the short-circuit temperature is 180 ° C. or higher, even if abnormal heat generation occurs in the battery, a short circuit does not occur immediately, so heat can be dissipated during that time, and better safety performance can be obtained.
The short temperature can be controlled to a desired value by adjusting the content of polypropylene, the type of polyolefin other than polypropylene, the type of inorganic particles, the thickness of the inorganic particle-containing layer, and the like.

<蓄電デバイス>
以下、蓄電デバイスについて説明する。上記蓄電デバイスは、上記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。以下、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説明する。
<Power storage device>
Hereinafter, the electricity storage device will be described. The electricity storage device includes the separator, 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. Hereinafter, a suitable aspect in the case where the electricity storage device is a non-aqueous electrolyte battery will be described.

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 .

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

次に、実施例を挙げて本実施形態をより具体的に説明するが、本実施形態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、実施例又は比較例中の物性及び評価を以下の方法に従って行なった。   Next, the present embodiment will be described more specifically with reference to examples. However, the present embodiment is not limited to the following examples as long as the gist of the present embodiment is not exceeded. In addition, the physical property and evaluation in an Example or a comparative example were performed in accordance with the following method.

(1)ポリオレフィンの粘度平均分子量(Mv)
ASTM−D4020に基づき、デカリン溶媒における135℃での極限粘度[η](dl/g)を求めた。
ポリエチレンについては、次式によりMvを算出した。
[η]=6.77×10-4Mv0.67
ポリプロピレンについては、次式によりMvを算出した。
[η]=1.10×10-4Mv0.80
(1) Viscosity average molecular weight of polyolefin (Mv)
Based on ASTM-D4020, the intrinsic viscosity [η] (dl / g) at 135 ° C. in a decalin solvent was determined.
For polyethylene, Mv was calculated by the following formula.
[Η] = 6.77 × 10 −4 Mv 0.67
For polypropylene, Mv was calculated by the following formula.
[Η] = 1.10 × 10 −4 Mv 0.80

(2)多孔基材膜の膜厚、多孔層の層厚
多孔基材膜及びセパレータからMD10mm×TD10mmのサンプルをそれぞれ切り出し、格子状に9箇所(3点×3点)を選んで、膜厚をダイヤルゲージ(尾崎製作所製PEACOCK No.25(登録商標))を用いてそれぞれ測定し、9箇所の測定値の平均値を多孔基材膜及びセパレータの膜厚(μm)とした。また、このように測定されたセパレータと多孔基材膜の膜厚の差を、無機フィラーと樹脂バインダとを含む多孔層の層厚(μm)として算出した。
(2) Thickness of porous substrate film and layer thickness of porous layer Samples of MD10 mm × TD10 mm were cut out from the porous substrate film and the separator, respectively, and nine locations (3 points × 3 points) were selected in a lattice shape. Were each measured using a dial gauge (PEACOCK No. 25 (registered trademark) manufactured by Ozaki Seisakusho), and the average value of the measured values at 9 locations was defined as the film thickness (μm) of the porous substrate film and the separator. Further, the difference in the film thickness between the separator and the porous substrate film thus measured was calculated as the layer thickness (μm) of the porous layer containing the inorganic filler and the resin binder.

(3)多孔基材膜の気孔率(%)
10cm×10cm角の試料を多孔基材膜から切り取り、その体積(cm)と質量(g)を求め、多孔基材膜の密度を0.95(g/cm)として、次式を用いて計算した。
気孔率(%)=(1−質量/体積/0.95)×100
(3) Porosity of porous substrate film (%)
A sample of 10 cm × 10 cm square was cut from the porous substrate film, its volume (cm 3 ) and mass (g) were determined, and the density of the porous substrate film was 0.95 (g / cm 3 ), and the following equation was used: Calculated.
Porosity (%) = (1−mass / volume / 0.95) × 100

(4)多孔基材膜の平均孔径(μm)
キャピラリー内部の流体は、流体の平均自由工程がキャピラリーの孔径より大きいときはクヌーセンの流れに、小さいときはポアズイユの流れに従うことが知られている。そこで、多孔基材膜の透気度測定における空気の流れがクヌーセンの流れに、また多孔基材膜の透水度測定における水の流れがポアズイユの流れに従うと仮定する。
この場合、多孔基材膜の平均孔径d(μm)を、空気の透過速度定数Rgas(m/(m・sec・Pa))、水の透過速度定数Rliq(m/(m・sec・Pa))、空気の分子速度ν(m/sec)、水の粘度η(Pa・sec)、及び標準圧力P(=101,325Pa)から、次式を用いて求めた。
d=2ν×(Rliq/Rgas)×(16η/3Ps)×10
ここで、Rgasは透気度(sec)から次式を用いて求めた。
gas=0.0001/(透気度×(6.424×10−4)×(0.01276×101325))
また、Rliqは透水度(cm/(cm・sec・Pa))から次式を用いて求めた。
liq=透水度/100
なお、透水度は次のように求めた。
直径41mmのステンレス製の透液セルに、予めアルコールに浸しておいた多孔基材膜をセットし、該膜のアルコールを水で洗浄した後、約50000Paの差圧で水を透過させ、120sec間経過した際の透水量(cm)より、単位時間・単位圧力・単位面積当たりの透水量を計算し、これを透水度とした。
また、空気の分子速度νは、気体定数R(=8.314)、絶対温度T(K)、円周率π、空気の平均分子量M(=2.896×10−2kg/mol)から次式を用いて求めた。
ν=((8R×T)/(π×M))1/2
(4) Average pore diameter (μm) of porous substrate membrane
It is known that the fluid inside the capillary follows a Knudsen flow when the mean free path of the fluid is larger than the pore size of the capillary, and a Poiseuille flow when it is smaller. Therefore, it is assumed that the air flow in the measurement of the air permeability of the porous substrate membrane follows the Knudsen flow, and the water flow in the measurement of the water permeability of the porous substrate membrane follows the Poiseuille flow.
In this case, the average pore diameter d (μm) of the porous substrate membrane is determined by changing the air permeation rate constant R gas (m 3 / (m 2 · sec · Pa)) and the water permeation rate constant R liq (m 3 / (m 2 · sec · Pa)), the molecular velocity of air ν (m / sec), the viscosity of water η (Pa · sec), and the standard pressure P s (= 101,325 Pa), were obtained using the following equation.
d = 2ν × (R liq / R gas ) × (16η / 3Ps) × 10 6
Here, R gas was obtained from the air permeability (sec) using the following equation.
R gas = 0.0001 / (air permeability × (6.424 × 10 −4 ) × (0.01276 × 101325))
R liq was determined from the water permeability (cm 3 / (cm 2 · sec · Pa)) using the following equation.
R liq = water permeability / 100
The water permeability was determined as follows.
A porous base material membrane previously immersed in alcohol is set in a stainless steel permeation cell having a diameter of 41 mm, and after the alcohol of the membrane is washed with water, water is permeated at a differential pressure of about 50000 Pa for 120 sec. The water permeability per unit time, unit pressure, and unit area was calculated from the water permeability (cm 3 ) at the time, and this was used as the water permeability.
Further, the molecular velocity ν of air is obtained from the gas constant R (= 8.314), the absolute temperature T (K), the circumference ratio π, and the average molecular weight M of air (= 2.896 × 10 −2 kg / mol). It calculated | required using following Formula.
ν = ((8R × T) / (π × M)) 1/2

(5)多孔基材膜及びセパレータの透気度(秒/100cc)、多孔層の形成による透気度増加率(%)
JIS P−8117準拠のガーレー式透気度計(東洋精機製G−B2(商標)、内筒質量:567g)を用い、645mmの面積(直径28.6mmの円)の多孔基材膜及びセパレータを、それぞれ空気100ccが通過する時間(秒)を測定し、これらをそれぞれ多孔基材膜及びセパレータの透気度とした。
多孔層の形成による透気度増加率は、以下の式にて算出した。
透気度増加率(%)={(電池用セパレータの透気度−多孔基材膜の透気度)/多孔基材膜の透気度}×100
(5) Air permeability (second / 100 cc) of porous substrate membrane and separator, rate of increase in air permeability due to formation of porous layer (%)
Using a Gurley type air permeability meter (G-B2 (trademark) manufactured by Toyo Seiki, inner cylinder mass: 567 g) compliant with JIS P-8117, a porous substrate membrane having an area of 645 mm 2 (a circle having a diameter of 28.6 mm) and Each separator was measured for the time (seconds) through which 100 cc of air passed, and these were taken as the air permeability of the porous substrate membrane and the separator, respectively.
The rate of increase in air permeability due to the formation of the porous layer was calculated by the following formula.
Air permeability increase rate (%) = {(air permeability of battery separator−air permeability of porous substrate film) / air permeability of porous substrate film} × 100

(6)無機フィラーの脱離アンモニア(NH)量
触媒分析装置(商品名:全自動昇温脱離装置TPD−1−ATw、日本ベル株式会社製)を用いて、アンモニア昇温脱離法により無機フィラー粉末の酸量を以下の測定条件で測定した。
<測定条件>
(前処理)
TPD測定用セル内に0.05g精秤した無機フィラーを入れ、ヘリウムを50mL/minで流通させた。10℃/分で400℃まで昇温し、1時間保持した。
(NH吸着処理)
前処理後、100℃まで冷却し、0.5vol%NH/ヘリウムを流通させて30分間保持し、NHを吸着させた。
(安定化処理)
NH吸着処理後、100℃でヘリウムを50mL/minで流通させ、30分間保持した。
(TPD測定)
前記触媒分析装置に安定化処理後の無機フィラーを配置し、該装置内にヘリウムを50ml/minで流通させ、昇温速度10℃/minで800℃まで昇温した。ピークの検出は、質量スペクトルにおけるアンモニアのm/z=16のフラグメントでアンモニアを定量することにより行う。
(6) Ammonia (NH 3 ) desorption amount of inorganic filler Ammonia temperature-programmed desorption method using a catalyst analyzer (trade name: fully automatic temperature-programmed desorption device TPD-1-ATw, manufactured by Nippon Bell Co., Ltd.) Thus, the acid amount of the inorganic filler powder was measured under the following measurement conditions.
<Measurement conditions>
(Preprocessing)
An inorganic filler accurately weighed 0.05 g was placed in the TPD measurement cell, and helium was circulated at 50 mL / min. The temperature was raised to 400 ° C. at 10 ° C./min and held for 1 hour.
(NH 3 adsorption treatment)
After the pretreatment, it was cooled to 100 ° C., 0.5 vol% NH 3 / helium was circulated and held for 30 minutes, and NH 3 was adsorbed.
(Stabilization process)
After the NH 3 adsorption treatment, helium was circulated at 100 ° C. at 50 mL / min and held for 30 minutes.
(TPD measurement)
The inorganic filler after stabilization treatment was placed in the catalyst analyzer, helium was circulated at 50 ml / min in the apparatus, and the temperature was increased to 800 ° C. at a temperature increase rate of 10 ° C./min. Peak detection is performed by quantifying ammonia with a m / z = 16 fragment of ammonia in the mass spectrum.

<脱離NH量の算出及び評価>
TPD測定用セルに検量用ガス(既知濃度のNHガス)を一定流量で流し、単位時間に測定されたピーク面積から、ピーク単位面積当たりのNH量を算出した。150℃から400℃までのピーク面積より、150℃から400℃までの総脱離NH量を算出した。
(脱離NH量[μmol/g])=(TPD測定における150℃から400℃までのピーク面積)×(ピークの単位面積当たりのNH量)/試料重量
以下の基準に従って試料を評価した:
○:脱離NH量が10μmol/g以上1,000μmol/g以下である。
×:脱離NH量が10μmol/g未満又は1,000μmol/g超である。
<Calculation and evaluation of desorbed NH 3 amount>
A calibration gas (NH 3 gas having a known concentration) was allowed to flow through the TPD measurement cell at a constant flow rate, and the NH 3 amount per peak unit area was calculated from the peak area measured per unit time. From the peak area from 150 ° C. to 400 ° C., the total amount of desorbed NH 3 from 150 ° C. to 400 ° C. was calculated.
(Desorbed NH 3 amount [μmol / g]) = (peak area from 150 ° C. to 400 ° C. in TPD measurement) × (NH 3 amount per unit area of peak) / sample weight Samples were evaluated according to the following criteria: :
○: The amount of desorbed NH 3 is 10 μmol / g or more and 1,000 μmol / g or less.
X: The amount of desorbed NH 3 is less than 10 μmol / g or more than 1,000 μmol / g.

(7)無機フィラー分散液又はスラリー塗工液の粒子径分布及びメジアン径(μm)
レーザー式粒度分布測定装置(日機装(株)製マイクロトラックMT3300EX)を用いて、無機フィラー分散液又は塗料スラリーの粒子径分布を測定した。必要に応じて、ベースラインとして水又は樹脂バインダの粒子径分布を用いて、無機フィラー分散液又はスラリー塗工液の粒子径分布を調整した。累積頻度が50%となる粒径をメジアン径とした。
(7) Particle size distribution and median size (μm) of inorganic filler dispersion or slurry coating solution
The particle size distribution of the inorganic filler dispersion or paint slurry was measured using a laser type particle size distribution measuring device (Microtrack MT3300EX manufactured by Nikkiso Co., Ltd.). If necessary, the particle size distribution of the inorganic filler dispersion or the slurry coating solution was adjusted using the particle size distribution of water or a resin binder as a baseline. The particle diameter at which the cumulative frequency was 50% was defined as the median diameter.

(8)樹脂(ラテックス)バインダの平均粒径
光散乱法による粒径測定装置(LEED&NORTHRUP社製MICROTRACTMUPA150)を用いて、体積平均粒子径(nm)を測定して、平均粒径とした。
(8) Average particle diameter of resin (latex) binder The volume average particle diameter (nm) was measured using a particle size measuring apparatus (LECR & NORTHRUP MICROTRACTMUPA150) by a light scattering method to obtain an average particle diameter.

(9)塗工液の粘度
E型粘度計を使用して、25℃での塗工液の粘度(mPa・s)をせん断速度1,000s−1の条件で測定した。なお、塗工液の固形分濃度は30質量%に調整し、評価した。
(9) Viscosity of Coating Liquid Using an E-type viscometer, the viscosity (mPa · s) of the coating liquid at 25 ° C. was measured under conditions of a shear rate of 1,000 s −1 . The solid content concentration of the coating liquid was adjusted to 30% by mass and evaluated.

(10)サイクル特性評価
a.正極の作成
正極活物質としてニッケル、マンガン、コバルト複合酸化物(NMC)(Ni:Mn:Co=1:1:1(元素比)、密度4.70g/cm)を90.4質量%、導電助材としてグラファイト粉末(KS6)(密度2.26g/cm、数平均粒子径6.5μm)を1.6質量%とアセチレンブラック粉末(AB)(密度1.95g/cm、数平均粒子径48nm)を3.8質量%、バインダとしてポリフッ化ビニリデン(PVDF)(密度1.75g/cm)を4.2質量%(固形分換算)の比率で混合し、N−メチルピロリドン(NMP)中に分散させてスラリーを調製した。このスラリーを正極集電体となる厚さ20μmのアルミニウム箔の片面にダイコーターで塗工し、130℃で3分間乾燥後、ロールプレス機で圧縮成形した。この時の活物質塗工量は109g/mであった。
(10) Evaluation of cycle characteristics a. Preparation of positive electrode 90.4% by mass of nickel, manganese, cobalt composite oxide (NMC) (Ni: Mn: Co = 1: 1: 1 (element ratio), density 4.70 g / cm 3 ) as a positive electrode active material, 1.6% by mass of graphite powder (KS6) (density 2.26 g / cm 3 , number average particle diameter 6.5 μm) and acetylene black powder (AB) (density 1.95 g / cm 3 , number average) as a conductive additive Particle size 48 nm) was mixed with 3.8% by mass, polyvinylidene fluoride (PVDF) (density 1.75 g / cm 3 ) as a binder at a ratio of 4.2% by mass (in terms of solid content), and N-methylpyrrolidone ( NMP) to prepare a slurry. This slurry was applied to one side of a 20 μm thick aluminum foil serving as a positive electrode current collector with a die coater, dried at 130 ° C. for 3 minutes, and then compression molded with a roll press. The active material coating amount at this time was 109 g / m 2 .

b.負極の作成
負極活物質としてグラファイト粉末A(密度2.23g/cm、数平均粒子径12.7μm)を87.6質量%とグラファイト粉末B(密度2.27g/cm、数平均粒子径6.5μm)を9.7質量%、バインダとしてカルボキシメチルセルロースのアンモニウム塩1.4質量%(固形分換算)(固形分濃度1.83質量%水溶液)とスチレン−ジエンコポリマーラテックス1.7質量%(固形分換算)(固形分濃度40質量%水溶液、粒径80nm、ガラス転移温度−40℃)を精製水中に分散させてスラリーを調製した。このスラリーを負極集電体となる厚さ12μmの銅箔の片面にダイコーターで塗工し、120℃で3分間乾燥後、ロールプレス機で圧縮成形した。この時、負極の活物質塗工量は5.2g/mであった。
b. Graphite powder A (density 2.23 g / cm 3, number average particle diameter of 12.7 [mu] m) as creating a negative electrode active material of the negative electrode 87.6% by weight of graphite powder B (density 2.27 g / cm 3, number average particle diameter 6.5 μm) is 9.7% by mass, ammonium salt of carboxymethyl cellulose as a binder is 1.4% by mass (in terms of solid content) (solid content concentration is 1.83% by mass aqueous solution), and styrene-diene copolymer latex is 1.7% by mass. (Solid content conversion) (Solid content concentration 40 mass% aqueous solution, particle size 80 nm, glass transition temperature -40 ° C) was dispersed in purified water to prepare a slurry. This slurry was coated on one side of a 12 μm thick copper foil serving as a negative electrode current collector with a die coater, dried at 120 ° C. for 3 minutes, and then compression molded with a roll press. At this time, the active material coating amount of the negative electrode was 5.2 g / m 2 .

c.非水電解液の調製
エチレンカーボネート:エチルメチルカーボネート=1:2(体積比)の混合溶媒に、溶質としてLiPFを濃度1.0mol/Lとなるように溶解させて調製した。
c. Preparation of Nonaqueous Electrolytic Solution Prepared by dissolving LiPF 6 as a solute in a mixed solvent of ethylene carbonate: ethyl methyl carbonate = 1: 2 (volume ratio) to a concentration of 1.0 mol / L.

d.電池組立
セパレータを24mmφ、正極及び負極を16mmφの円形に切り出し、正極と負極の活物質面が対向するよう、負極、セパレータ、正極の順に重ね、蓋付きステンレス金属製容器に収納した。容器と蓋は絶縁されており、容器は負極の銅箔と、蓋は正極のアルミニウム箔と接していた。この容器内に前記非水電解液を0.4ml注入して密閉することにより、評価用電池を作製した。
d. Battery assembly The separator was cut into a circle of 24 mmφ and the positive electrode and the negative electrode were cut into 16 mmφ, and the negative electrode, the separator, and the positive electrode were stacked in this order so that the active material surfaces of the positive electrode and the negative electrode were opposed to each other, and stored in a stainless steel container with a lid. The container and the lid were insulated, and the container was in contact with the negative electrode copper foil and the lid was in contact with the positive electrode aluminum foil. An evaluation battery was produced by injecting 0.4 ml of the non-aqueous electrolyte into the container and sealing it.

e.前処理
前記のように組立てた電池につき、1/3Cの電流値で電圧4.2Vまで定電流充電した後、4.2Vの定電圧充電を8時間行い、その後1/3Cの電流で3.0Vの終止電圧まで放電を行った。次に、1Cの電流値で電圧4.2Vまで定電流充電した後、4.2Vの定電圧充電を3時間行い、その後1Cの電流で3.0Vの終止電圧まで放電を行った。最後に1Cの電流値で4.2Vまで定電流充電をした後、4.2Vの定電圧充電を3時間行って、前処理を終了した。なお、1Cとは電池の基準容量を1時間で放電する電流値を表す。
e. Pretreatment The battery assembled as described above was charged with a constant current up to a voltage of 4.2 V at a current value of 1/3 C, then charged with a constant voltage of 4.2 V for 8 hours, and then charged with a current of 1/3 C. Discharge was performed to a final voltage of 0V. Next, after constant current charging to a voltage of 4.2 V with a current value of 1 C, 4.2 V constant voltage charging was performed for 3 hours, and then discharging was performed to a final voltage of 3.0 V with a current of 1 C. Finally, after constant current charging to 4.2 V with a current value of 1 C, 4.2 V constant voltage charging was performed for 3 hours, and the pretreatment was completed. 1C represents a current value for discharging the reference capacity of the battery in one hour.

f.サイクル特性
上記前処理を行った電池につき、温度25℃の条件下で、放電電流1Aで放電終止電圧3Vまで放電を行った後、充電電流1Aで充電終止電圧4.2Vまで充電を行った。これを1サイクルとして充放電を繰り返し、初期容量に対する200サイクル後の容量保持率を調べ、以下の基準でサイクル特性を評価した。下記評価基準に従って電池20個の不良数を算出した。不良数2個以下(不良率10%以下)を合格と評価した。
(評価基準)
合格:容量保持率が90%以上であった場合
不良:容量保持率が90%未満であった場合
f. Cycle characteristics The battery subjected to the above pretreatment was discharged with a discharge current of 1 A to a discharge end voltage of 3 V under a temperature of 25 ° C., and then charged with a charge current of 1 A to a charge end voltage of 4.2 V. Charging / discharging was repeated with this as one cycle, the capacity retention after 200 cycles with respect to the initial capacity was examined, and the cycle characteristics were evaluated according to the following criteria. The number of defects of 20 batteries was calculated according to the following evaluation criteria. Two or less defects (defect rate of 10% or less) were evaluated as acceptable.
(Evaluation criteria)
Pass: When the capacity retention is 90% or more Defect: When the capacity retention is less than 90%

(11)高温保存試験(ガス発生試験)
アルミラミネートシートを一定サイズに切り出し、インパルスシーラーによりパック状(6cm×8cm)にした。10cm×10cmに裁断したセパレータ試料を折りたたんでラミパックに挿入し、80℃にて12時間真空乾燥させた。次に、エチレンンカーボネート(EC)とエチルメチルカーボネート(EMC)をEC:EMC=1:2の体積比率で混合した電解液に、電解質としてLiPFを1mol/Lで溶解したものを、アルゴンボックス中にて真空乾燥したアルミラミパックに0.4mL注液し、アルミラミパックの開口部をヒートシーラーによりシールした。これを85℃に設定したオーブンに72時間保存し、試験前後の重量を測定し、アルキメデス法により容積算出した。重量は水の密度(20℃:0.9982g/cm)にて換算した。
(アルキメデス法:F=−ρVg)
ガス発生量(mL)=試験後容積−試験前容積
以下の基準に従って試料のガス発生量を評価した:
○:ガス発生量が3.3mL以下である。
×:ガス発生量が3.3mLを超える。
(11) High temperature storage test (gas generation test)
The aluminum laminate sheet was cut into a certain size and formed into a pack shape (6 cm × 8 cm) using an impulse sealer. The separator sample cut to 10 cm × 10 cm was folded, inserted into a Lamipack, and vacuum-dried at 80 ° C. for 12 hours. Next, an electrolytic solution in which ethylene carbonate (EC) and ethyl methyl carbonate (EMC) were mixed at a volume ratio of EC: EMC = 1: 2 was prepared by dissolving LiPF 6 as an electrolyte at 1 mol / L in an argon box. 0.4 mL was poured into the aluminum lami pack which was vacuum-dried inside, and the opening of the aluminum lami pack was sealed with a heat sealer. This was stored in an oven set at 85 ° C. for 72 hours, the weight before and after the test was measured, and the volume was calculated by the Archimedes method. The weight was converted by the density of water (20 ° C .: 0.9982 g / cm 3 ).
(Archimedes method: F = −ρVg)
Gas generation amount (mL) = volume after test−volume before test The gas generation amount of the sample was evaluated according to the following criteria:
○: Gas generation amount is 3.3 mL or less.
X: Gas generation amount exceeds 3.3 mL.

(12)セパレータの熱収縮率(%)
サンプルをMD/TDそれぞれ100mmの方形に切り出した。切り出したサンプルを2枚の紙に挟み、150℃のオーブン中に1時間に亘って静置した。オーブンからサンプルを取り出して冷却した後に、サンプルの寸法収縮率(%)を求めた。熱収縮率がMD/TDとも5%以下を合格と評価した。
(12) Thermal contraction rate of separator (%)
The sample was cut into a 100 mm MD / TD square. The cut sample was sandwiched between two sheets of paper and allowed to stand in an oven at 150 ° C. for 1 hour. After removing the sample from the oven and cooling, the dimensional shrinkage (%) of the sample was determined. A thermal shrinkage rate of 5% or less for both MD / TD was evaluated as acceptable.

[樹脂バインダの製造]
(合成例)アクリル系ポリマーラテックスの製造
撹拌機、還流冷却器、滴下槽、及び温度計を取り付けた反応容器に、イオン交換水70.4質量部と、「アクアロンKH1025」(商品名、第一工業製薬株式会社製、25質量%水溶液)0.1質量部(固形分換算)と、「アデカリアソープSR1025」(商品名、株式会社ADEKA製、25質量%水溶液)0.1質量部(固形分換算)と、を投入し、反応容器内部温度を80℃に昇温し、80℃の温度を保ったまま、過硫酸アンモニウム(2質量%水溶液)を0.15質量部(固形分換算)添加した。
過硫酸アンモニウム水溶液を添加した5分後に、メタクリル酸メチル:38.5質量部、アクリル酸n−ブチル:19.6質量部、アクリル酸2−エチルヘキシル:31.9質量部、メタクリル酸:0.1質量部、アクリル酸:0.1質量部、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル:2質量部、アクリルアミド:5質量部、メタクリル酸グリシジル:2.8質量部、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン:0.3質量部、トリメチロールプロパントリアクリレート(A−TMPT、新中村化学工業株式会社製):0.7質量部、「アクアロンKH1025」(商品名、第一工業製薬株式会社製、25質量%水溶液):0.75質量部(固形分換算)、「アデカリアソープSR1025」(商品名、株式会社ADEKA製、25質量%水溶液):0.75質量部(固形分換算)、p−スチレンスルホン酸ナトリウム:0.05質量部、過硫酸アンモニウム(2質量%水溶液):0.15質量部(固形分換算)、及びイオン交換水:52質量部の混合物を、ホモミキサーにより5分間混合させて、乳化液を作製して、得られた乳化液を、滴下槽から反応容器に150分かけて滴下した。
乳化液の滴下終了後、反応容器内部温度を80℃に保ったまま90分間維持し、その後室温まで冷却し、エマルジョンを得た。得られたエマルジョンにアンモニア水溶液(アンモニア含有量25質量%)を加えて、pH=9.0に調整することにより、固形分濃度40質量%のアクリル系ポリマーを含有するラテックスを得た。
得られたアクリル系ポリマーの平均粒径145nm、ガラス転移温度−20℃であった。
[Manufacture of resin binder]
(Synthesis example) Manufacture of acrylic polymer latex In a reaction vessel equipped with a stirrer, reflux condenser, dripping tank, and thermometer, 70.4 parts by mass of ion-exchanged water and “AQUALON KH1025” (trade name, No. 1 Kogyo Seiyaku Co., Ltd., 25 mass% aqueous solution) 0.1 mass part (solid content conversion) and "Adekaria soap SR1025" (trade name, manufactured by ADEKA Corporation, 25 mass% aqueous solution) 0.1 mass part (solid ), And the temperature inside the reaction vessel is raised to 80 ° C., while maintaining the temperature at 80 ° C., 0.15 parts by mass (in terms of solid content) of ammonium persulfate (2 mass% aqueous solution) is added. did.
5 minutes after adding the ammonium persulfate aqueous solution, methyl methacrylate: 38.5 parts by mass, n-butyl acrylate: 19.6 parts by mass, 2-ethylhexyl acrylate: 31.9 parts by mass, methacrylic acid: 0.1 Parts by mass, acrylic acid: 0.1 parts by mass, 2-hydroxyethyl methacrylate: 2 parts by mass, acrylamide: 5 parts by mass, glycidyl methacrylate: 2.8 parts by mass, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane: 0. 3 parts by mass, trimethylolpropane triacrylate (A-TMPT, manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.): 0.7 parts by mass, “AQUALON KH1025” (trade name, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., 25% by mass aqueous solution) : 0.75 parts by mass (in terms of solid content), “ADEKA rear soap SR1025” (trade name, manufactured by ADEKA Corporation, 25% by mass) Solution): 0.75 parts by mass (in terms of solid content), sodium p-styrenesulfonate: 0.05 parts by mass, ammonium persulfate (2% by mass aqueous solution): 0.15 parts by mass (in terms of solids), and ion exchange Water: A mixture of 52 parts by mass was mixed with a homomixer for 5 minutes to prepare an emulsion, and the obtained emulsion was added dropwise from a dropping tank to a reaction vessel over 150 minutes.
After completion of the dropwise addition of the emulsion, the reaction container was maintained at an internal temperature of 80 ° C. for 90 minutes and then cooled to room temperature to obtain an emulsion. By adding an aqueous ammonia solution (ammonia content 25% by mass) to the obtained emulsion and adjusting the pH to 9.0, a latex containing an acrylic polymer having a solid concentration of 40% by mass was obtained.
The obtained acrylic polymer had an average particle size of 145 nm and a glass transition temperature of -20 ° C.

[多孔基材膜の製造]
Mvが70万であり、ホモポリマーの高密度ポリエチレンを47.5質量部と、
Mvが30万であり、ホモポリマーの高密度ポリエチレンを47.5質量部と、
Mvが40万であるホモポリマーのポリプロピレンを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。
[Production of porous substrate film]
Mv is 700,000, 47.5 parts by mass of homopolymer high-density polyethylene,
Mv is 300,000, 47.5 parts by mass of homopolymer high-density polyethylene,
5 parts by mass of a homopolymer polypropylene having an Mv of 400,000
Was dry blended using a tumbler blender.

得られたポリオレフィン混合物99質量部に酸化防止剤としてテトラキス−[メチレン−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタンを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、混合物を得た。   1 part by mass of tetrakis- [methylene- (3 ′, 5′-di-t-butyl-4′-hydroxyphenyl) propionate] methane as an antioxidant was added to 99 parts by mass of the obtained polyolefin mixture, and again a tumbler blender. Was used for dry blending to obtain a mixture.

得られた混合物を、窒素雰囲気下で二軸押出機へ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7.59×10−5m/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。
The obtained mixture was supplied to the twin screw extruder by 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.

押し出される全混合物中に占める流動パラフィンの割合が65質量部となるように、すなわち、ポリマー濃度が35質量部となるように、フィーダー及びポンプの運転条件を調整した。   The operating conditions of the feeder and the pump were adjusted so that the ratio of liquid paraffin in the total mixture to be extruded was 65 parts by mass, that is, the polymer concentration was 35 parts by mass.

次いで、それらを二軸押出機内で230℃に加熱しながら溶融混練し、得られた溶融混練物を、T−ダイを経て表面温度80℃に制御された冷却ロール上に押し出し、その押出物を冷却ロールに接触させ成形(cast)して冷却固化することにより、シート状成形物を得た。   Next, they are melt-kneaded while being heated to 230 ° C. in a twin-screw extruder, and the obtained melt-kneaded product is extruded through a T-die onto a cooling roll controlled at a surface temperature of 80 ° C. A sheet-like molded product was obtained by bringing into contact with a cooling roll and molding by cooling.

このシートを同時二軸延伸機にて、倍率7×6.4倍、及び温度112℃の条件下で延伸した後、塩化メチレンに浸漬して、流動パラフィンを抽出除去した後に乾燥した。   The sheet was stretched by a simultaneous biaxial stretching machine under conditions of a magnification of 7 × 6.4 and a temperature of 112 ° C., and then immersed in methylene chloride to extract and remove liquid paraffin, followed by drying.

さらに、シートをテンター延伸機にて、128℃で横方向に2.0倍延伸し、その後、この延伸シートを131℃で幅方向に約10%緩和して熱処理を行い、多孔基材膜として基材B1を得た。   Further, the sheet was stretched 2.0 times in the transverse direction at 128 ° C. with a tenter stretching machine, and then this stretched sheet was subjected to heat treatment by relaxing about 10% in the width direction at 131 ° C. to obtain a porous substrate film. Base material B1 was obtained.

得られた基材B1について、上記方法により各種物性を測定した。その結果を表1に示す。   About the obtained base material B1, various physical properties were measured by the said method. The results are shown in Table 1.

<実施例1及び比較例1〜5>
[無機フィラー、予備分散液又は分散液の製造]
比較例1
破砕前のベーマイトと水を混合して予備分散液を得た。ベーマイトのメジアン径を測定したところ、1.27μmであった。
<Example 1 and Comparative Examples 1-5>
[Production of inorganic filler, preliminary dispersion or dispersion]
Comparative Example 1
Preliminary dispersion was obtained by mixing boehmite and water before crushing. The median diameter of boehmite was measured and found to be 1.27 μm.

実施例1
ベーマイトを破砕処理に供した。ビーズミル(0.1mmφジルコニアビーズ、ビーズ充填率60%)を使用して破砕処理を実施した。回転数と流量をそれぞれ2,600rpmと30Hzに調整して、ベーマイトの破砕度を約0.56に調整した。破砕後のベーマイトと水を混合し、必要に応じて分散剤として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)を加え、2パスで分散を行なって、表1に示される微小粒子(1次粒子径が0.2μm以下である。以下同じ。)含有率及びメジアン径を有する分散液を得た。
Example 1
Boehmite was subjected to a crushing process. The crushing treatment was performed using a bead mill (0.1 mmφ zirconia beads, bead filling rate 60%). The rotation speed and flow rate were adjusted to 2,600 rpm and 30 Hz, respectively, and the degree of crushed boehmite was adjusted to about 0.56. The crushed boehmite and water are mixed, and if necessary, an aqueous solution of ammonium polycarboxylate (SN Dispersant 5468 manufactured by San Nopco) is added as a dispersant, and dispersed in 2 passes. The primary particle diameter is 0.2 μm or less, the same applies hereinafter.) A dispersion having a content and a median diameter was obtained.

比較例2
ミルの回転数と流量をそれぞれ3,500rpmと20Hzに調整して、ベーマイトを破砕処理に供し、破砕後のベーマイトを水に混合し、必要に応じて分散剤を加えて、3パスで分散を行なって、表1に示される微小粒子含有率及びメジアン径を有する分散液を得た。
Comparative Example 2
The mill rotation speed and flow rate are adjusted to 3,500 rpm and 20 Hz, respectively, and the boehmite is subjected to a crushing process. The crushed boehmite is mixed with water, and if necessary, a dispersant is added to disperse in 3 passes. As a result, a dispersion having the fine particle content and median diameter shown in Table 1 was obtained.

比較例3
ミルの回転数と流量をそれぞれ3,500rpmと20Hzに調整して、ベーマイトを破砕処理に供し、破砕後のベーマイトを水に混合し、必要に応じて分散剤を加えて、1パスで分散を行なって、表1に示される微小粒子含有率及びメジアン径を有する分散液を得た。
Comparative Example 3
The mill rotation speed and flow rate are adjusted to 3,500 rpm and 20 Hz, respectively, and the boehmite is subjected to crushing treatment. The crushed boehmite is mixed with water, and if necessary, a dispersing agent is added to disperse in one pass. As a result, a dispersion having the fine particle content and median diameter shown in Table 1 was obtained.

比較例4
実施例1で得られたフィラーに、0.1μmの粒子径を有する擬ベーマイトを添加して、微小粒子含有率が10.7質量%になるように調整した。使用した擬ベーマイトは、25nmの1次粒子径を有する擬ベーマイトを、0.1μmの1次粒子径を有するように造粒することにより得られた。
Comparative Example 4
Pseudoboehmite having a particle diameter of 0.1 μm was added to the filler obtained in Example 1 to adjust the fine particle content to 10.7% by mass. The pseudo boehmite used was obtained by granulating pseudo boehmite having a primary particle diameter of 25 nm so as to have a primary particle diameter of 0.1 μm.

比較例5
6μmのメジアン径を有する水酸化アルミニウムに、0.1μmの粒子径を有する擬ベーマイトを添加して、微小粒子含有率が10.7質量%になるように調整した。使用した擬ベーマイトは、25nmの1次粒子径を有する擬ベーマイトを、0.1μmの1次粒子径を有するように造粒することにより得られた。
Comparative Example 5
Pseudoboehmite having a particle diameter of 0.1 μm was added to aluminum hydroxide having a median diameter of 6 μm, and the fine particle content was adjusted to 10.7% by mass. The pseudo boehmite used was obtained by granulating pseudo boehmite having a primary particle diameter of 25 nm so as to have a primary particle diameter of 0.1 μm.

[無機塗工層の形成、及び多層多孔基材膜(セパレータ)の製造]
実施例1及び比較例2〜5で得られた無機フィラー分散液を使用した。
分散液と樹脂バインダと分散剤と水を混合・分散して、以下の組成を有するスラリー塗工液(固形分濃度30質量%)を得た。
無機フィラー 95.0質量部;
樹脂バインダとして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(固形分換算);
分散剤として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(固形分換算);及び
水 スラリー固形分が30質量%になる適量
[Formation of inorganic coating layer and production of multilayer porous substrate film (separator)]
The inorganic filler dispersion liquid obtained in Example 1 and Comparative Examples 2 to 5 was used.
A dispersion, a resin binder, a dispersant, and water were mixed and dispersed to obtain a slurry coating liquid (solid content concentration of 30% by mass) having the following composition.
95.0 parts by weight of inorganic filler;
Acrylic latex as a resin binder (solid content concentration 40%, average particle size 145 nm, minimum film forming temperature 0 ° C. or less) 4.0 parts by mass (in terms of solid content);
Aqueous polycarboxylate aqueous solution (SN Dispersant 5468, manufactured by San Nopco) as a dispersant 1.0 part by mass (in terms of solid content);

次いで、基材B1の表面にコロナ放電処理(放電量50W)を実施した後、当該処理面に上記塗工液をマイクログラビアコーターで塗工し、60℃にて乾燥し、基材B1上に無機多孔層を形成して、実施例1及び比較例2〜5の多層多孔基材膜をそれぞれ得た。得られた多層多孔基材膜をセパレータとして使用して、セパレータの評価を行なった。   Next, after the corona discharge treatment (discharge amount 50 W) was performed on the surface of the base material B1, the coating liquid was applied to the treated surface with a microgravure coater, dried at 60 ° C., and then on the base material B1. An inorganic porous layer was formed to obtain multilayer porous substrate films of Example 1 and Comparative Examples 2 to 5, respectively. The obtained multilayer porous substrate film was used as a separator to evaluate the separator.

[実施例1及び比較例2〜5の評価]
実施例1及び比較例2〜5の評価結果を表1に示す。
樹脂バインダとして使用したアクリルラテックス(合成例、固形分濃度40%、平均粒径145nm、最低成膜温度0℃以下)の粒径分布を参考例として図1に示す。
比較例1の予備分散液、実施例1の分散液並びに比較例2及び3の分散液について、粒径分布を図1に示した。
図1における樹脂バインダと分散液の対比から、分散液の粒径分布は、樹脂バインダの粒径分布から過剰な影響を受けていないことが分かる。
表1及び図1に示される通り、実施例1の分散液は、粒径分布について、比較例1の予備分散液と比較例2及び3の分散液との間に位置しており、微小粒子含有率が10質量%未満であり、かつメジアン径が0.5μm超かつ0.8μm以下であるので、実施例1の分散液を用いて形成されたセパレータは、その特性について最適であることが分かる。
[Evaluation of Example 1 and Comparative Examples 2 to 5]
The evaluation results of Example 1 and Comparative Examples 2 to 5 are shown in Table 1.
The particle size distribution of acrylic latex (synthesis example, solid content concentration 40%, average particle size 145 nm, minimum film formation temperature 0 ° C. or lower) used as a resin binder is shown in FIG. 1 as a reference example.
The particle size distributions of the preliminary dispersion of Comparative Example 1, the dispersion of Example 1, and the dispersions of Comparative Examples 2 and 3 are shown in FIG.
From the comparison between the resin binder and the dispersion in FIG. 1, it can be seen that the particle size distribution of the dispersion is not excessively influenced by the particle size distribution of the resin binder.
As shown in Table 1 and FIG. 1, the dispersion liquid of Example 1 is located between the preliminary dispersion liquid of Comparative Example 1 and the dispersion liquids of Comparative Examples 2 and 3 in terms of particle size distribution. Since the content is less than 10% by mass and the median diameter is more than 0.5 μm and not more than 0.8 μm, the separator formed using the dispersion liquid of Example 1 may be optimal in terms of its characteristics. I understand.

<実施例2及び比較例6>
[予備分散液、分散液、又はスラリー塗工液の製造]
比較例6
破砕前のベーマイトと水を混合して予備分散液を得た。ベーマイトのメジアン径を測定したところ、1.46μmであった。
<Example 2 and Comparative Example 6>
[Preparation of Preliminary Dispersion, Dispersion, or Slurry Coating Solution]
Comparative Example 6
Preliminary dispersion was obtained by mixing boehmite and water before crushing. The median diameter of boehmite was measured and found to be 1.46 μm.

実施例2
ベーマイトを破砕処理に供した。ビーズミル(0.1mmφジルコニアビーズ、ビーズ充填率60%)を使用して破砕処理を実施した。回転数と流量をそれぞれ2,600rpmと20Hzに調整して、ベーマイトを破砕した。破砕後のベーマイトと水を混合し、必要に応じて分散剤として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)を加え、1パスで分散を行なって、表1に示される微小粒子含有率及びメジアン径を有する分散液を得た。なお、得られた分散液のメジアン径が0.74μmであることを確認した。
Example 2
Boehmite was subjected to a crushing process. The crushing treatment was performed using a bead mill (0.1 mmφ zirconia beads, bead filling rate 60%). The boehmite was crushed by adjusting the rotation speed and flow rate to 2,600 rpm and 20 Hz, respectively. Crushed boehmite and water are mixed, and if necessary, an aqueous solution of ammonium polycarboxylate (SN Dispersant 5468, manufactured by San Nopco) is added as a dispersant, and dispersed in one pass to contain the fine particles shown in Table 1. A dispersion having a rate and a median diameter was obtained. In addition, it confirmed that the median diameter of the obtained dispersion liquid was 0.74 micrometer.

得られた分散液と樹脂バインダと分散剤と水を混合・分散して、以下の組成を有するスラリー塗工液(固形分濃度30質量%)を得た。
無機フィラー 95.0質量部;
樹脂バインダとして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(固形分換算);
分散剤として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(固形分換算);及び
水 スラリー固形分が30質量%になる適量
The obtained dispersion, resin binder, dispersant, and water were mixed and dispersed to obtain a slurry coating solution (solid content concentration of 30% by mass) having the following composition.
95.0 parts by weight of inorganic filler;
Acrylic latex as a resin binder (solid content concentration 40%, average particle size 145 nm, minimum film forming temperature 0 ° C. or less) 4.0 parts by mass (in terms of solid content);
Aqueous polycarboxylate aqueous solution (SN Dispersant 5468, manufactured by San Nopco) as a dispersant 1.0 part by mass (in terms of solid content);

得られたスラリー塗工液について、メジアン径が0.738μmであり、かつ粘度(25℃、固形分濃度30質量%)が300mPa・s以下であることを確認した。   The obtained slurry coating solution was confirmed to have a median diameter of 0.738 μm and a viscosity (25 ° C., solid content concentration of 30 mass%) of 300 mPa · s or less.

次いで、基材B1の表面にコロナ放電処理(放電量50W)を実施した後、当該処理面に上記塗工液をマイクログラビアコーターで塗工し、60℃にて乾燥し、基材B1上に無機多孔層を形成して、多層多孔基材膜をそれぞれ得た。得られた多層多孔基材膜をセパレータとして使用して、セパレータの評価を行なった。   Next, after the corona discharge treatment (discharge amount 50 W) was performed on the surface of the base material B1, the coating liquid was applied to the treated surface with a microgravure coater, dried at 60 ° C., and then on the base material B1. Inorganic porous layers were formed to obtain multilayer porous substrate films, respectively. The obtained multilayer porous substrate film was used as a separator to evaluate the separator.

[実施例2及び比較例6の評価]
実施例2の評価結果を表1に示す。
比較例6の予備分散液、実施例2の分散液、及び実施例2の塗工液について、粒径分布を図2に示した。
図2における実施例2の分散液と塗工液との対比から、本発明の実施形態に係る無機フィラーの1次粒子径分布は、水分散液を用いて測定しても、スラリー塗工液を用いて測定しても、近似することが分かる。
さらに、表1及び図2に示される通り、実施例2の分散液及び塗工液は、比較例1の予備分散液と比べて、蓄電デバイス用セパレータに適した1次粒子径分布を有することが分かる。
[Evaluation of Example 2 and Comparative Example 6]
The evaluation results of Example 2 are shown in Table 1.
The particle size distribution of the preliminary dispersion liquid of Comparative Example 6, the dispersion liquid of Example 2, and the coating liquid of Example 2 is shown in FIG.
From the comparison of the dispersion liquid of Example 2 in FIG. 2 and the coating liquid, even if the primary particle size distribution of the inorganic filler according to the embodiment of the present invention is measured using an aqueous dispersion, the slurry coating liquid It can be seen that it is approximated even if measured using.
Furthermore, as shown in Table 1 and FIG. 2, the dispersion liquid and the coating liquid of Example 2 have a primary particle size distribution suitable for the electricity storage device separator as compared with the preliminary dispersion liquid of Comparative Example 1. I understand.

<実施例3>
実施例2からパス回数を3回に変更し、破砕・分散を実施したこと以外は、実施例2と同様に実施例3の分散液及び塗工液を得た。得られた分散液のメジアン径は0.51μmであり、分散液のD10は0.25μmであり、かつ微小粒子含有率は0.3質量%であることを確認した。実施例2と同様に評価を行なって、評価結果を表1に示した。
<Example 3>
The dispersion and coating solution of Example 3 were obtained in the same manner as in Example 2 except that the number of passes was changed from Example 2 to 3 and crushing / dispersing was performed. It was confirmed that the obtained dispersion had a median diameter of 0.51 μm, D 10 of the dispersion was 0.25 μm, and the fine particle content was 0.3% by mass. Evaluation was performed in the same manner as in Example 2, and the evaluation results are shown in Table 1.

Figure 0006444122
Figure 0006444122

Claims (9)

ポリオレフィン樹脂を含む多孔基材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蓄電デバイス用セパレータであって、
前記無機フィラーの体積を基準とする1次粒子径分布測定において、0.2μm以下の1次粒子径を有する粒子の含有率が、前記無機フィラーの質量を基準として10質量%未満であり、かつ
前記無機フィラーがベーマイトであり、
前記無機フィラーのメジアン径が、0.5μmを超え、かつ0.8μm以下であり、
前記無機フィラーは、アンモニア昇温脱離法において150℃から400℃までの総脱離アンモニア(NH 3 )量が10μmol/g以上1,000μmol/g以下である、
前記蓄電デバイス用セパレータ。
A separator for an electricity storage device comprising a porous layer containing an inorganic filler and a resin binder on at least one surface of a porous substrate film containing a polyolefin resin,
In the primary particle size distribution measurement based on the volume of the inorganic filler, the content of particles having a primary particle size of 0.2 μm or less is less than 10% by mass based on the mass of the inorganic filler, and
The inorganic filler is boehmite;
The median diameter of the inorganic filler is greater than 0.5 [mu] m, and Ri der below 0.8 [mu] m,
The inorganic filler, the total elimination of ammonia from 0.99 ° C. to 400 ° C. in the ammonia temperature-programmed desorption method (NH 3) the amount of Ru der less 10 .mu.mol / g or more 1,000μmol / g,
The separator for an electricity storage device.
前記無機フィラーの体積を基準とする1次粒子径分布測定において、0.2μm以下の1次粒子径を有する粒子の含有率が、前記無機フィラーの質量を基準として3質量%未満である、請求項1に記載の蓄電デバイス用セパレータ。   In primary particle size distribution measurement based on the volume of the inorganic filler, the content of particles having a primary particle size of 0.2 μm or less is less than 3% by mass based on the mass of the inorganic filler. Item 10. The electricity storage device separator according to Item 1. 前記1次粒子径分布測定は、無機フィラーを水に分散することにより得られる水分散液、又は無機フィラーと樹脂バインダとを含むスラリーを用いて行われる、請求項1又は2に記載の蓄電デバイス用セパレータ。 The electrical storage device according to claim 1 or 2 , wherein the primary particle size distribution measurement is performed using an aqueous dispersion obtained by dispersing an inorganic filler in water, or a slurry containing an inorganic filler and a resin binder. Separator for use. 前記蓄電デバイス用セパレータの150℃での熱収縮率が、MD方向及びTD方向の両方において0%以上15%以下である、請求項1〜のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用セパレータ。 The electricity storage device separator according to any one of claims 1 to 3 , wherein the electricity shrinkage rate of the electricity storage device separator at 150 ° C is 0% or more and 15% or less in both the MD direction and the TD direction. 前記多孔基材膜の平均孔径は、0.03μm以上0.70μm以下である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用セパレータ。The average pore diameter of the said porous base material film is a separator for electrical storage devices of any one of Claims 1-4 which are 0.03 micrometer or more and 0.70 micrometer or less. 前記多孔基材膜の気孔率は、30%以上65%以下である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用セパレータ。The separator for an electricity storage device according to any one of claims 1 to 5, wherein the porosity of the porous substrate film is 30% or more and 65% or less. 前記蓄電デバイス用セパレータの透気度は、10秒/100cc以上400秒/100cc以下である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用セパレータ。7. The electricity storage device separator according to claim 1, wherein an air permeability of the electricity storage device separator is 10 seconds / 100 cc or more and 400 seconds / 100 cc or less. 請求項1〜のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用セパレータと、
正極と、
負極と、
非水電解液と
を備える非水電解液二次電池。
A separator device according to any one of claim 1 to 7
A positive electrode;
A negative electrode,
A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a non-aqueous electrolyte.
無機フィラーと樹脂バインダとを含む電池セパレータ用スラリーであって、
前記無機フィラーの体積を基準とする1次粒子径分布測定において0.2μm以下の1次粒子径を有する粒子の含有率が、前記無機フィラーの質量を基準として10質量%未満であり、
前記無機フィラーがベーマイトであり、
前記無機フィラーのメジアン径が0.5μmを超え、かつ0.8μm以下であり、
前記無機フィラーは、アンモニア昇温脱離法において150℃から400℃までの総脱離アンモニア(NH 3 )量が10μmol/g以上1,000μmol/g以下であり、かつ
前記電池セパレータ用スラリーの25℃及び固形分濃度30質量%での粘度が、300mPa・s以下である、
前記電池セパレータ用スラリー。
A slurry for a battery separator containing an inorganic filler and a resin binder,
In the primary particle size distribution measurement based on the volume of the inorganic filler, the content of particles having a primary particle size of 0.2 μm or less is less than 10% by mass based on the mass of the inorganic filler,
The inorganic filler is boehmite;
The median diameter of the inorganic filler is more than 0.5 μm and not more than 0.8 μm,
The inorganic filler has a total desorbed ammonia (NH 3 ) amount of 10 μmol / g or more and 1,000 μmol / g or less from 150 ° C. to 400 ° C. in the ammonia temperature- programmed desorption method , and 25 of the battery separator slurry. The viscosity at 30 ° C. and a solid content concentration of 30% by mass is 300 mPa · s or less.
The battery separator slurry.
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