JP6877611B1 - Lithium ion secondary battery - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、高容量と高出力を両立することができるリチウムイオン二次電池の提供を目的とする。【解決手段】正極活物質層と負極活物質層がセパレータを挟むように対向配置された正極及び負極と、リチウム塩含有電解質溶液とを備え、負極の電極密度が2.5mAh/cm2〜5.0mAh/cm2であり、負極活物質層に含まれる負極活物質のうちの30%〜100%は、理論容量が700Ah/kg〜4000Ah/kgの負極活物質であり、かつセパレータの平均流量径(μm)×透気度(秒/100mL)が2.0〜8.0であるリチウムイオン二次電池が提供される。【選択図】なしPROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lithium ion secondary battery capable of achieving both high capacity and high output. SOLUTION: A positive electrode and a negative electrode in which a positive electrode active material layer and a negative electrode active material layer are arranged so as to sandwich a separator, and a lithium salt-containing electrolyte solution are provided, and an electrode density of the negative electrode is 2.5 mAh / cm 2 to 5. It is 0 mAh / cm2, and 30% to 100% of the negative electrode active material contained in the negative electrode active material layer is a negative electrode active material having a theoretical capacity of 700 Ah / kg to 4000 Ah / kg, and the average flow diameter of the separator ( A lithium ion secondary battery having a μm) × air permeability (seconds / 100 mL) of 2.0 to 8.0 is provided. [Selection diagram] None

Description

本発明は、リチウムイオン二次電池などに関する。 The present invention relates to a lithium ion secondary battery and the like.

リチウムイオン二次電池は、高容量、軽量、長寿命等の利点から携帯電話、ノートパソコン、ビデオムービー、デジタルカメラ等の携帯電子機器の電源として急速に普及した。近年、ドローンなどでは、リチウムイオン二次電池に対する高容量化の要求は益々大きくなっており、例えば、少なくとも2.5mAh/cmの電極密度が求められる。従来、リチウムイオン電池の負極材料として、難黒鉛化性炭素又は黒鉛などの炭素材料が用いられてきたが、これらの炭素材料の実効容量は、既に工業技術的に飽和状態にあり、更なる高容量化を図ることは困難である。 Lithium-ion secondary batteries have rapidly become widespread as power sources for portable electronic devices such as mobile phones, notebook computers, video movies, and digital cameras because of their advantages such as high capacity, light weight, and long life. In recent years, in drones and the like, the demand for higher capacity of lithium ion secondary batteries has been increasing, and for example, an electrode density of at least 2.5 mAh / cm 2 is required. Conventionally, carbon materials such as non-graphitizable carbon or graphite have been used as the negative electrode material of lithium-ion batteries, but the effective capacity of these carbon materials is already saturated in industrial technology and is further increased. It is difficult to increase the capacity.

新たな負極材料として、合金系負極、例えば、ケイ素(Si)、スズ(Sn)などの金属類又は半金属類を用いることが検討されている。例えば、特許文献1は、Si、Snなどを含む負極を例示するが、その詳細に言及せず、実際には、正極活物質の構造及び組成を特定することにより電池の高容量化及び高出力化を図るものである。 As a new negative electrode material, it is being studied to use an alloy-based negative electrode, for example, a metal such as silicon (Si) or tin (Sn) or a metalloid. For example, Patent Document 1 exemplifies a negative electrode containing Si, Sn, etc., but does not mention the details thereof, and actually, by specifying the structure and composition of the positive electrode active material, the capacity and output of the battery are increased. It is intended to be converted.

また、正負極間に配置されるイオン透過性セパレータによって電池を高出力化する試みがある。例えば、特許文献2には、透気度100秒/100mL〜250秒/100mL、重量平均分子量250,000〜500,000、分子量分布7.5〜12、及び特定の条件下で測定された電気抵抗値2.4Ω・cm以下を有するプロピレン樹脂微多孔フィルムを電池用セパレータとして用いることが提案されている。しかしながら、特許文献2には、電極の詳細、及びセパレータと電極の関係について全く述べられていない。 In addition, there is an attempt to increase the output of the battery by using an ion-permeable separator arranged between the positive and negative electrodes. For example, Patent Document 2 states that the air permeability is 100 seconds / 100 mL to 250 seconds / 100 mL, the weight average molecular weight is 250,000 to 500,000, the molecular weight distribution is 7.5 to 12, and the electricity measured under specific conditions. It has been proposed to use a propylene resin microporous film having a resistance value of 2.4 Ω · cm 2 or less as a battery separator. However, Patent Document 2 does not describe the details of the electrode and the relationship between the separator and the electrode at all.

特許文献3は、負極材料としてSi、SiO、SnO等を例示するが、実際には、急速充電時の電池の容量維持率(すなわち、高出力)に特化して、負極材料としての天然黒鉛と、空孔率45%〜90%及び透気度200秒/100cm未満のセパレータとを併用するものである。 Patent Document 3 exemplifies Si, SiO 2 , SnO 2, etc. as the negative electrode material, but in reality, it specializes in the capacity retention rate (that is, high output) of the battery during quick charging, and is naturally used as the negative electrode material. Graphite is used in combination with a separator having a porosity of 45% to 90% and an air permeability of less than 200 seconds / 100 cm 3.

特開2014−235855号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-235855 特開2013−202944号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-202944 特開2005−293950号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-293950

特許文献1に記載の電池は、高容量と高出力の両立について未だに改良の余地がある。また、特許文献2又は3から、従来の黒鉛系負極については、電極密度2.5mAh/cm以上での低抵抗化が困難であり、透気度30秒/100cm〜200秒/100cmの低抵抗セパレータと併用されても電池の低抵抗化を達成し得ないことが分かる。 The battery described in Patent Document 1 still has room for improvement in terms of achieving both high capacity and high output. Further, from Patent Documents 2 or 3, it is difficult to reduce the resistance of the conventional graphite-based negative electrode at an electrode density of 2.5 mAh / cm 2 or more, and the air permeability is 30 seconds / 100 cm 3 to 200 seconds / 100 cm 3 It can be seen that the low resistance of the battery cannot be achieved even when used in combination with the low resistance separator of.

本発明は、上記の背景技術に鑑みて、高容量と高出力を両立することができるリチウムイオン二次電池の提供を目的とする。 In view of the above background technology, an object of the present invention is to provide a lithium ion secondary battery capable of achieving both high capacity and high output.

本発明者は、鋭意検討した結果、リチウムイオン二次電池において負極活物質とセパレータの組み合わせを特定することによって上記課題を解決し得ることを見出して、本発明を完成させた。本発明の実施形態の例を以下に列記する。
[1]
正極活物質を含む正極活物質層が正極集電体上に配置された正極と、
負極活物質を含む負極活物質層が負極集電体上に配置された負極と、
電気絶縁性かつ多孔質のセパレータと、
リチウム塩を含み、かつ前記セパレータ、前記正極活物質層、及び前記負極活物質層に含浸された電解質溶液と、
を備え、
前記正極及び前記負極は、前記正極活物質層及び前記負極活物質層が前記セパレータを挟むように対向配置され、
前記負極の電極密度が、2.5mAh/cm〜5.0mAh/cmであり、
前記負極活物質層に含まれる前記負極活物質のうちの30重量%〜100重量%は、理論容量が700Ah/kg〜4000Ah/kgの負極活物質であり、かつ
前記セパレータの平均流量径(μm)×透気度(秒/100mL)の値が、2.0〜8.0である、リチウムイオン二次電池。
[2]
前記理論容量が700Ah/kg〜4000Ah/kgの負極活物質が、ケイ素(Si)合金、又は一酸化ケイ素(SiO)である、項目1に記載のリチウムイオン二次電池。
[3]
前記負極活物質層のうち3重量%〜30重量%のポリイミドを含む、項目1又は2に記載のリチウムイオン二次電池。
As a result of diligent studies, the present inventor has found that the above problems can be solved by specifying the combination of the negative electrode active material and the separator in the lithium ion secondary battery, and completed the present invention. Examples of embodiments of the present invention are listed below.
[1]
A positive electrode in which a positive electrode active material layer containing a positive electrode active material is arranged on a positive electrode current collector,
A negative electrode in which a negative electrode active material layer containing a negative electrode active material is arranged on a negative electrode current collector,
With an electrically insulating and porous separator,
An electrolyte solution containing a lithium salt and impregnating the separator, the positive electrode active material layer, and the negative electrode active material layer.
With
The positive electrode and the negative electrode are arranged so that the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer face each other so as to sandwich the separator.
The electrode density of the negative electrode is 2.5 mAh / cm 2 to 5.0 mAh / cm 2 .
Of the negative electrode active material contained in the negative electrode active material layer, 30% by weight to 100% by weight is a negative electrode active material having a theoretical capacity of 700 Ah / kg to 4000 Ah / kg, and the average flow diameter (μm) of the separator. ) × A lithium ion secondary battery having a value of air permeability (seconds / 100 mL) of 2.0 to 8.0.
[2]
The lithium ion secondary battery according to item 1, wherein the negative electrode active material having a theoretical capacity of 700 Ah / kg to 4000 Ah / kg is a silicon (Si) alloy or silicon monoxide (SiO).
[3]
The lithium ion secondary battery according to item 1 or 2, which contains 3% by weight to 30% by weight of polyimide of the negative electrode active material layer.

本発明によれば、リチウムイオン二次電池の高容量と高出力を両立することができる。 According to the present invention, both high capacity and high output of a lithium ion secondary battery can be achieved at the same time.

以下、本発明を実施するための形態(以下、「本実施形態」と略記することがある。)について詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention (hereinafter, may be abbreviated as “the present embodiment”) will be described in detail, but the present invention is not limited thereto and does not deviate from the gist thereof. Various modifications are possible within the range.

なお、本明細書では、「MD」とは、セパレータを連続製膜する際、及び電池捲回体の長手方向のことを指し、Machine Directionの略称である。「TD」とは、MDと直交する方向であり、セパレータの幅方向のことを指し、Transverse Directionの略称である。 In addition, in this specification, "MD" is an abbreviation of Machine Direction, which means when the separator is continuously formed into a film and in the longitudinal direction of the battery winding body. "TD" is a direction orthogonal to MD, refers to a width direction of a separator, and is an abbreviation for Transverse Direction.

<リチウムイオン二次電池>
リチウムイオン二次電池は、以下の構成要素:
正極活物質を含む正極活物質層が正極集電体上に配置された正極と、
負極活物質を含む負極活物質層が負極集電体上に配置された負極と、
電気絶縁性かつ多孔質のセパレータと、
リチウム塩を含み、かつセパレータ、正極活物質層及び負極活物質層に含浸された電解質溶液と、
を備える。リチウムイオン二次電池において、正極と負極は、正極活物質層及び負極活物質層がセパレータを挟むように対向配置される。所望により、リチウムイオン二次電池は、上記の構成要素以外の要素、例えば、外装体、電極活物質が形成されていない集電体部分、リード線、リード端子などを含むことができる。
<Lithium-ion secondary battery>
Lithium-ion secondary batteries have the following components:
A positive electrode in which a positive electrode active material layer containing a positive electrode active material is arranged on a positive electrode current collector,
A negative electrode in which a negative electrode active material layer containing a negative electrode active material is arranged on a negative electrode current collector,
With an electrically insulating and porous separator,
An electrolyte solution containing a lithium salt and impregnating the separator, the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer,
To be equipped. In the lithium ion secondary battery, the positive electrode and the negative electrode are arranged so that the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer face each other so as to sandwich the separator. If desired, the lithium ion secondary battery can include elements other than the above-mentioned components, such as an exterior body, a current collector portion on which no electrode active material is formed, lead wires, lead terminals, and the like.

本実施形態に係るリチウムイオン二次電池は、負極の電極密度が、2.5mAh/cm〜5.0mAh/cmであり、負極活物質層に含まれる負極活物質のうちの30重量%〜100重量%は、理論容量が700Ah/kg〜4000Ah/kgの負極活物質であり、かつセパレータの平均流量径(μm)×透気度(秒/100mL)の値が、2.0〜8.0である。 The lithium ion secondary battery according to the present embodiment has a negative electrode density of 2.5 mAh / cm 2 to 5.0 mAh / cm 2 , and is 30% by weight of the negative electrode active material contained in the negative electrode active material layer. ~ 100% by weight is a negative electrode active material having a theoretical capacity of 700 Ah / kg to 4000 Ah / kg, and the value of the average flow diameter (μm) × air permeability (seconds / 100 mL) of the separator is 2.0 to 8. It is 0.0.

本技術分野では、電極密度2.5mAh/cm〜5.0mAh/cmは、高電極容量密度の水準にあり、かつ理論容量700Ah/kg〜4000Ah/kgの負極活物質は、高容量負極活物質であることが知られる。理論に拘束されることを望まないが、リチウムイオン二次電池において、このような高容量負極が、2.0≦平均流量径(μm)×透気度(秒/100mL)≦8.0を満たすセパレータと併用されると、特にリチウムイオン拡散が良好であり、電池の低抵抗化、すなわち高出力化につながることが考えられる。また、高容量と高出力の両立は、正極活物質層及び負極活物質層がセパレータを挟むような正極・負極対向配置において、セパレータの透気度を低くする(すなわち低抵抗にする)だけでなく、平均流量径も有意に特定することにより達成されることができる。 In the present technical field, an electrode density of 2.5 mAh / cm 2 to 5.0 mAh / cm 2 is at the level of a high electrode capacitance density, and a negative electrode active material having a theoretical capacitance of 700 Ah / kg to 4000 Ah / kg is a high capacitance negative electrode. It is known to be an active material. Although not bound by theory, in a lithium ion secondary battery, such a high capacity negative electrode has 2.0 ≤ average flow diameter (μm) x air permeability (seconds / 100 mL) ≤ 8.0. When used in combination with a filling separator, lithium ion diffusion is particularly good, which may lead to lower battery resistance, that is, higher output. Further, both high capacity and high output can be achieved only by lowering the air permeability of the separator (that is, lowering the resistance) in the positive electrode / negative electrode facing arrangement in which the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer sandwich the separator. However, it can be achieved by significantly specifying the average flow diameter.

リチウムイオン二次電池は、具体的には、リチウムイオン等を吸蔵及び放出可能な正極活物質を含む正極板と、リチウムイオン等を吸蔵及び放出可能な負極活物質を含む負極板とが、非水電解液電池用セパレータを介して対向するように捲回又は積層されており、電解質溶液を保液し、かつ金属容器、ラミネートフィルム等の外装体に収容される。 Specifically, the lithium ion secondary battery has a positive electrode plate containing a positive electrode active material capable of storing and releasing lithium ions and the like and a negative electrode plate containing a negative electrode active material capable of storing and releasing lithium ions and the like. It is wound or laminated so as to face each other via a separator for a water electrolyte battery, holds an electrolyte solution, and is housed in an exterior body such as a metal container or a laminate film.

リチウムイオン二次電池の構成要素について以下に説明する。 The components of the lithium ion secondary battery will be described below.

<負極>
負極は、負極集電体と、負極集電体上に配置された負極活物質層とを含む。負極活物質層は、負極活物質を含み、負極集電体の片面、または両面に形成されることができる。負極集電体には、無塗工部などの負極活物質層が形成されていない部分に端子が設けられたり、負極活物質層が形成されていない部分を直接端子として利用したりする方法が取られている。負極集電体には、例えば、銅箔などの金属箔が使われている。負極活物質層は、例えば、負極活物質とバインダを混錬して溶媒に溶解させて負極ペーストを作製し、負極ペーストを用いて、気相法、液相法、溶射法、焼成法、塗布、又はそれらの組み合わせによって負極集電体上に形成されることができる。
<Negative electrode>
The negative electrode includes a negative electrode current collector and a negative electrode active material layer arranged on the negative electrode current collector. The negative electrode active material layer contains the negative electrode active material and can be formed on one side or both sides of the negative electrode current collector. The negative electrode current collector may be provided with terminals in a portion where the negative electrode active material layer is not formed, such as an uncoated part, or a method in which a portion where the negative electrode active material layer is not formed is directly used as a terminal. Has been taken. For the negative electrode current collector, for example, a metal foil such as a copper foil is used. For the negative electrode active material layer, for example, the negative electrode active material and the binder are kneaded and dissolved in a solvent to prepare a negative electrode paste, and the negative electrode paste is used for vapor phase method, liquid phase method, spraying method, firing method, and coating. , Or a combination thereof, can be formed on the negative electrode current collector.

本実施形態では、得られる負極の電極密度が2.5mAh/cm〜5.0mAh/cmであり、かつ、負極活物質層に含まれる負極活物質のうち、理論容量700Ah/kg〜4000Ah/kgの負極活物質の含有量が30重量%〜100重量%である限り、その調製において既知の負極材料を使用してよい。 In the present embodiment, the electrode density of the obtained negative electrode is 2.5 mAh / cm 2 to 5.0 mAh / cm 2 , and among the negative electrode active materials contained in the negative electrode active material layer, the theoretical capacity is 700 Ah / kg to 4000 Ah. As long as the content of the negative electrode active material at / kg is 30% by weight to 100% by weight, a known negative electrode material may be used in the preparation thereof.

負極の電極密度は、高容量化の観点から2.5mAh/cm以上が望ましく、本実施形態に係るセパレータとの適合性の観点から、5.0mAh/cm以下が望ましい。本実施形態に係るセパレータとの適合性の観点と高容量化の観点から、2.7mAh/cm〜5.0mAh/cmであることがより好ましく、3.0mAh/cm〜5.0mAh/cmであることがさらに好ましい。 The electrode density of the negative electrode is preferably 2.5 mAh / cm 2 or more from the viewpoint of increasing the capacity, and 5.0 mAh / cm 2 or less from the viewpoint of compatibility with the separator according to the present embodiment. From the viewpoint of the compatibility of the viewpoint and the high capacity of the separator according to the present embodiment, more preferably 2.7mAh / cm 2 ~5.0mAh / cm 2 , 3.0mAh / cm 2 ~5.0mAh It is more preferably / cm 2.

理論容量700Ah/kg〜4000Ah/kgの負極活物質の含有量は、負極活物質層に含まれる負極活物質のうちの30重量%〜100重量%であり、本実施形態に係るセパレータとの適合性の観点から、50重量%〜100重量%であることが好ましく、70重量%〜100重量%であることがより好ましい。 The content of the negative electrode active material having a theoretical capacity of 700 Ah / kg to 4000 Ah / kg is 30% by weight to 100% by weight of the negative electrode active material contained in the negative electrode active material layer, and is compatible with the separator according to the present embodiment. From the viewpoint of properties, it is preferably 50% by weight to 100% by weight, more preferably 70% by weight to 100% by weight.

本実施形態で使用される負極活物質は、理論容量700Ah/kg〜4000Ah/kgを満たし、かつリチウムイオンを吸蔵及び放出することができる限り、任意の材料でよい。負極活物質は、本実施形態に係るセパレータとの適合性の観点から、一般に理論容量400Ah/kg未満である黒鉛系材料よりも、合金系負極材料であることが好ましい。 The negative electrode active material used in the present embodiment may be any material as long as it has a theoretical capacity of 700 Ah / kg to 4000 Ah / kg and can occlude and release lithium ions. From the viewpoint of compatibility with the separator according to the present embodiment, the negative electrode active material is generally preferably an alloy-based negative electrode material rather than a graphite-based material having a theoretical capacity of less than 400 Ah / kg.

合金系負極とは、負極活物質として、電極反応物質であるリチウムを吸蔵及び放出し、合金化することが可能な金属元素及び半金属元素のうちの少なくとも1種を構成元素として含む負極材料を含有する負極をいう。このような負極材料を用いれば、高いエネルギー密度を得ることができる。この負極材料は、金属元素又は半金属元素の単体でも合金でも化合物でもよく、またこれらの1種または2種以上の相を少なくとも一部に有するようなものでもよい。 The alloy-based negative electrode is a negative electrode material containing at least one of a metal element and a semi-metal element capable of storing and releasing lithium, which is an electrode reactant, as a negative electrode active material and alloying. Refers to the negative electrode contained. By using such a negative electrode material, a high energy density can be obtained. The negative electrode material may be a simple substance, an alloy, or a compound of a metal element or a metalloid element, or may have one or more of these phases in at least a part thereof.

なお、本明細書において、合金には、2種以上の金属元素から成るものに加えて、1種以上の金属元素と1種以上の半金属元素とを含むものも含める。また、負極活物質は、非金属元素を含んでもよく、例えば、樹脂、ゴムなどのバインダ成分、各種の添加剤などを含んでもよい。その組織には、固溶体、共晶(共融点混合物)、金属間化合物、又はそれらのうちの2種以上が共存するものがある。 In addition, in this specification, an alloy includes an alloy composed of two or more kinds of metal elements, and also an alloy containing one or more kinds of metal elements and one or more kinds of metalloid elements. Further, the negative electrode active material may contain a non-metal element, and may contain, for example, a binder component such as resin or rubber, various additives, and the like. Some of the structures include solid solutions, eutectic (eutectic mixture), intermetallic compounds, or two or more of them coexisting.

負極材料を構成する金属元素又は半金属元素としては、例えば、リチウムと合金を形成可能な金属元素又は半金属元素が挙げられる。具体的には、ホウ素、マグネシウム、アルミニウム、ケイ素(Si)、硫黄、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ガリウム、ゲルマニウム、イットリウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、パラジウム、銀、カドミウム、インジウム、スズ、アンチモン、ハフニウム、タングステン、白金、金、鉛、ビスマス、ガドリニウムなどが上げられる。また、上記の合金とカーボン、酸化ケイ素、非晶性物質などとのコンポジットを負極材料としても本発明を適用できる。また、負極活物質は、金属リチウムであってもよい。 Examples of the metal element or metalloid element constituting the negative electrode material include a metal element or metalloid element capable of forming an alloy with lithium. Specifically, boron, magnesium, aluminum, silicon (Si), sulfur, titanium, vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, zinc, gallium, germanium, ittrium, zirconium, niobium, molybdenum, palladium, Examples include silver, cadmium, indium, tin, antimony, hafnium, tungsten, platinum, gold, lead, bismuth and gallium. The present invention can also be applied to a composite of the above alloy and carbon, silicon oxide, an amorphous substance or the like as a negative electrode material. Further, the negative electrode active material may be metallic lithium.

中でも、負極活物質は、リチウムイオン二次電池の高容量と高出力の両立の観点から、理論容量700Ah/kg〜4000Ah/kgの負極活物質として、ケイ素(Si)合金、及び/又は一酸化ケイ素(SiO)を30重量%〜100重量%の範囲内で含むことが好ましい。 Among them, the negative electrode active material is a silicon (Si) alloy and / or monoxide as a negative electrode active material having a theoretical capacity of 700 Ah / kg to 4000 Ah / kg from the viewpoint of achieving both high capacity and high output of a lithium ion secondary battery. It is preferable that silicon (SiO) is contained in the range of 30% by weight to 100% by weight.

負極活物質層は、リチウムイオン二次電池の高容量と高出力の両立の観点から、理論容量700Ah/kg〜4000Ah/kgの負極活物質に加えて、ポリイミド(PI)を含むことが好ましく、より好ましくは負極活物質層の重量を基準として3重量%〜30重量%のPIを含み、さらに好ましくは5重量%〜20重量%含む。PI含有量が3重量%未満になると、結着性が不十分となり、負極活物質層の構造を維持できない。また、PI含有量が30重量%を超えると、電極の柔軟性が低下し、ハンドリングが悪くなるとともに、PIが電子電導性を阻害し、抵抗が上昇する。 From the viewpoint of achieving both high capacity and high output of the lithium ion secondary battery, the negative electrode active material layer preferably contains polyimide (PI) in addition to the negative electrode active material having a theoretical capacity of 700 Ah / kg to 4000 Ah / kg. More preferably, it contains 3% by weight to 30% by weight of PI based on the weight of the negative electrode active material layer, and more preferably 5% by weight to 20% by weight. If the PI content is less than 3% by weight, the binding property becomes insufficient and the structure of the negative electrode active material layer cannot be maintained. On the other hand, when the PI content exceeds 30% by weight, the flexibility of the electrode is lowered, the handling is deteriorated, the PI inhibits the electron conductivity, and the resistance is increased.

負極活物質層の厚さは、本実施形態に係るセパレータとの適合性の観点から、5μm〜60μmであることが好ましい。負極活物質層の厚さは、後述する膜厚計での測定、又は負極断面を顕微的に観察することにより算出されることができる。負極活物質層の厚さは、使用される負極活物質の種類と含有量、バインダの種類と含有量、負極活物質層の形成方法、負極ペーストの目付けと嵩密度などを最適化することにより5μm〜60μmの範囲内に調整されることができる。 The thickness of the negative electrode active material layer is preferably 5 μm to 60 μm from the viewpoint of compatibility with the separator according to the present embodiment. The thickness of the negative electrode active material layer can be calculated by measuring with a film thickness meter described later or by observing the cross section of the negative electrode microscopically. The thickness of the negative electrode active material layer is determined by optimizing the type and content of the negative electrode active material used, the type and content of the binder, the method of forming the negative electrode active material layer, the texture and bulk density of the negative electrode paste, and the like. It can be adjusted in the range of 5 μm to 60 μm.

負極の空隙率は、リチウムイオン二次電池の高容量と高出力の両立の観点、及び本実施形態に係るセパレータとの適合性の観点から、理論容量700Ah/kg〜4000Ah/kgの負極活物質が100%に近いときの負極の空隙率は、3%付近がよく、そして理論容量700Ah/kg〜4000Ah/kgの負極活物質が30%程度の負極の空隙率は、35%程度であることが好ましい。 The void ratio of the negative electrode is a negative electrode active material having a theoretical capacity of 700 Ah / kg to 4000 Ah / kg from the viewpoint of achieving both high capacity and high output of the lithium ion secondary battery and compatibility with the separator according to the present embodiment. The void ratio of the negative electrode when is close to 100% is preferably around 3%, and the void ratio of the negative electrode having a theoretical capacity of 700 Ah / kg to 4000 Ah / kg of about 30% is about 35%. Is preferable.

<正極>
正極は、正極集電体と、正極集電体上に配置された正極活物質層とを含む。正極活物質層は、正極活物質を含み、正極集電体の片面、または両面に形成されることができる。
<Positive electrode>
The positive electrode includes a positive electrode current collector and a positive electrode active material layer arranged on the positive electrode current collector. The positive electrode active material layer contains the positive electrode active material and can be formed on one side or both sides of the positive electrode current collector.

正極集電体には、無塗工部などの正極活物質層が形成されていない部分に端子が設けられたり、正極活物質層が形成されていない部分を直接端子として利用したりする方法が取られている。正極集電体には、例えば、アルミニウム箔などの金属箔が使われている。 The positive electrode current collector may be provided with terminals in a portion where the positive electrode active material layer is not formed, such as an uncoated part, or a method in which a portion where the positive electrode active material layer is not formed is directly used as a terminal. Has been taken. For the positive electrode current collector, for example, a metal foil such as an aluminum foil is used.

正極活物質としては、例えば、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウム又はコバルト酸リチウム、リチウム−ニッケル−コバルト−マンガン複合酸化物(例えばNCM523等)等のリチウム複合金属酸化物、リン酸鉄リチウム等のリチウム複合金属リン酸塩等を用いることができる。 Examples of the positive electrode active material include lithium composite metal oxides such as lithium nickelate, lithium manganate or lithium cobalt oxide, lithium-nickel-cobalt-manganese composite oxides (for example, NCM523), and lithium iron phosphate and the like. Composite metal phosphate and the like can be used.

正極活物質は、導電剤及びバインダと混錬され、正極ペーストとして正極集電体に塗布乾燥され、所定の厚みに圧延された後、所定の寸法に切断されて正極板となる。ここで、導電剤としては、正極電位下において安定な金属粉末、例えば、アセチレンブラック等のカーボンブラック又は黒鉛材料を用いることができる。また、バインダとしては、正極電位下において安定な材料、例えば、ポリフッ化ビニリデン、変性アクリルゴム又はポリテトラフルオロエチレン等を用いることができる。 The positive electrode active material is kneaded with a conductive agent and a binder, applied to a positive electrode current collector as a positive electrode paste, dried, rolled to a predetermined thickness, and then cut to a predetermined size to obtain a positive electrode plate. Here, as the conductive agent, a metal powder stable under a positive electrode potential, for example, carbon black such as acetylene black or a graphite material can be used. Further, as the binder, a material stable under the positive electrode potential, for example, polyvinylidene fluoride, modified acrylic rubber, polytetrafluoroethylene, or the like can be used.

<セパレータ>
本実施形態に係るセパレータは、電気絶縁性かつ多孔質であり、さらに、平均流量径(μm)と透気度(秒/100mL)を乗じた値、すなわち、平均流量径(μm)×透気度(秒/100mL)の値が、2.0以上8.0以下である。平均流量径(μm)×透気度(秒/100mL)の値は、リチウムイオン二次電池の高容量と高出力の両立の観点とセパレータを構成する微多孔膜の強度の観点から、3.7以上6.5以下であることが好ましい。
<Separator>
The separator according to the present embodiment is electrically insulating and porous, and is a value obtained by multiplying the average flow rate diameter (μm) and the air permeability (seconds / 100 mL), that is, the average flow rate diameter (μm) × air permeability. The value of degree (seconds / 100 mL) is 2.0 or more and 8.0 or less. The value of average flow rate diameter (μm) x air permeability (seconds / 100 mL) is determined from the viewpoint of achieving both high capacity and high output of the lithium ion secondary battery and the strength of the microporous film constituting the separator. It is preferably 7 or more and 6.5 or less.

セパレータの平均流量径は、ハーフドライ法に準拠し、パームポロメータで測定されることができ、寿命特性を向上させるという観点から、0.0150μm〜0.1500μmの範囲内にあることが好ましく、0.0300μm〜0.0700μmの範囲内にあることがより好ましい。 The average flow rate diameter of the separator conforms to the half-dry method, can be measured with a palm poromometer, and is preferably in the range of 0.0150 μm to 0.1500 μm from the viewpoint of improving the life characteristics. It is more preferably in the range of 0.0300 μm to 0.0700 μm.

セパレータの透気度は、リチウムイオン二次電池の高出力化、及び電池又はセパレータの寿命特性の向上の観点から、30秒/100mL〜250秒/100mLの範囲内にあることが好ましく、50秒/100mL〜200秒/100mLの範囲内にあることがより好ましい。 The air permeability of the separator is preferably in the range of 30 seconds / 100 mL to 250 seconds / 100 mL, preferably 50 seconds, from the viewpoint of increasing the output of the lithium ion secondary battery and improving the life characteristics of the battery or the separator. More preferably, it is in the range of / 100 mL to 200 seconds / 100 mL.

セパレータの厚みは、リチウムイオン二次電池の安全性を向上させるという観点から、3μm〜25μmの範囲内にあることが好ましい。セパレータの厚みの下限値は、セパレータを構成する微多孔膜の強度の観点から、5μm以上がより好ましく、10μm以上であることが更に好ましい。他方、セパレータの厚みの上限値は、電池の高容量化の観点から20μm以下がより好ましい。 The thickness of the separator is preferably in the range of 3 μm to 25 μm from the viewpoint of improving the safety of the lithium ion secondary battery. The lower limit of the thickness of the separator is more preferably 5 μm or more, and further preferably 10 μm or more, from the viewpoint of the strength of the microporous membrane constituting the separator. On the other hand, the upper limit of the thickness of the separator is more preferably 20 μm or less from the viewpoint of increasing the capacity of the battery.

セパレータの気孔率は、リチウムイオン二次電池の高出力化、及び電池又はセパレータの寿命特性の向上の観点から、30%〜70%の範囲内にあることが好ましい。気孔率の下限値は、イオン透過性の観点から、より好ましくは40%以上である。他方、気孔率の上限値は、セパレータを構成する微多孔膜の強度の観点から、より好ましくは60%以下である。 The porosity of the separator is preferably in the range of 30% to 70% from the viewpoint of increasing the output of the lithium ion secondary battery and improving the life characteristics of the battery or the separator. The lower limit of the porosity is more preferably 40% or more from the viewpoint of ion permeability. On the other hand, the upper limit of the porosity is more preferably 60% or less from the viewpoint of the strength of the microporous membrane constituting the separator.

セパレータの突刺強度は、リチウムイオン二次電池の安全性を向上させるという観点から、200gf〜1200gfの範囲内にあることが好ましく、耐熱性の観点から、200gf〜600gfがより好ましい。 The puncture strength of the separator is preferably in the range of 200 gf to 1200 gf from the viewpoint of improving the safety of the lithium ion secondary battery, and more preferably 200 gf to 600 gf from the viewpoint of heat resistance.

セパレータの引張強度は、MD、TDともに、50MPa以上であることが好ましく、100MPa以上であることがより好ましい。また、MDとTDの引張強度は、電極材等の突起によりセパレータが裂けるのを防ぐためには大きく異ならないことが好ましい。セパレータのMDとTDの引張強度比(MD/TD)は、0.2〜7.0の範囲内にあることが、充電時の膨張が激しい合金系負極電極を備えるリチウムイオン二次電池において好ましく、0.5〜5.0であることがより好ましい。 The tensile strength of the separator is preferably 50 MPa or more, more preferably 100 MPa or more for both MD and TD. Further, it is preferable that the tensile strengths of MD and TD do not differ greatly in order to prevent the separator from being torn by protrusions such as an electrode material. The tensile strength ratio (MD / TD) of MD and TD of the separator is preferably in the range of 0.2 to 7.0 in a lithium ion secondary battery provided with an alloy-based negative electrode that expands rapidly during charging. , 0.5 to 5.0, more preferably.

ポリオレフィン微多孔膜は、合金系負極電極を用いた高容量リチウムイオン二次電池に用いることを勘案すると、物理的な強度、安全性の面から不織布等よりも微多孔膜で形成されることが好ましい。さらに、ポリオレフィン微多孔膜においては、積層構造であってもよい。ポリオレフィン微多孔膜は、本発明の効果を奏する範囲で、無機物等を含んでもよい。積層構造の場合、本発明の効果を奏する範囲で、その表層又は中間層に無機物を含んでもよい。また、セパレータは、リチウムイオン二次電池の安全性を向上させるという観点から、ポリオレフィン微多孔膜に加えて、無機成分を含む無機塗工層、熱可塑性樹脂を含む接着層などの機能層を備えることができる。 Considering that the polyolefin microporous film is used for a high-capacity lithium ion secondary battery using an alloy-based negative electrode, it may be formed of a microporous film rather than a non-woven fabric or the like in terms of physical strength and safety. preferable. Further, the polyolefin microporous membrane may have a laminated structure. The polyolefin microporous membrane may contain an inorganic substance or the like as long as the effect of the present invention is exhibited. In the case of a laminated structure, an inorganic substance may be contained in the surface layer or the intermediate layer thereof as long as the effect of the present invention is exhibited. Further, from the viewpoint of improving the safety of the lithium ion secondary battery, the separator includes a functional layer such as an inorganic coating layer containing an inorganic component and an adhesive layer containing a thermoplastic resin in addition to the polyolefin microporous membrane. be able to.

ポリオレフィン微多孔膜は、リチウムイオン二次電池の安全性確保の観点から、融点が135℃前後であるポリエチレン等のポリオレフィンを、ポリオレフィン微多孔膜のポリオレフィン成分の60重量%以上含有することが好ましい。融点が135℃前後とは、具体的には130℃〜138℃であることを指す。 From the viewpoint of ensuring the safety of the lithium ion secondary battery, the polyolefin microporous membrane preferably contains 60% by weight or more of the polyolefin component of the polyolefin microporous membrane, such as polyethylene having a melting point of about 135 ° C. The melting point of about 135 ° C. specifically means that the melting point is 130 ° C. to 138 ° C.

ポリオレフィン微多孔膜は、電池が異常発熱を起こした際、膜の熱融解により微多孔が閉塞して電流を遮断し、過剰発熱を防止するヒューズ機能を有し、このヒューズ機能に着目した場合、微多孔が閉塞する温度、すなわち、ポリオレフィン微多孔膜の主成分の融点が低いほど電池の安全性が高いといえる。一方、微多孔膜の主成分の融点が低すぎると、今度は、膜の耐熱性が低下し、わずかな異常発熱でセパレータが破膜し、両極が短絡(ショート)するという問題が生じる。したがって、ヒューズ機能と短絡防止の兼ね合いから、融点が125℃〜138℃であるポリオレフィンを用いることが好ましい。 The polyolefin microporous membrane has a fuse function that prevents excessive heat generation by blocking the microporous due to thermal melting of the membrane when the battery generates abnormal heat, and when focusing on this fuse function, It can be said that the lower the temperature at which the microporous is closed, that is, the lower the melting point of the main component of the polyolefin microporous membrane, the higher the safety of the battery. On the other hand, if the melting point of the main component of the microporous membrane is too low, the heat resistance of the membrane is lowered, and the separator is ruptured by a slight abnormal heat generation, causing a problem that both electrodes are short-circuited. Therefore, it is preferable to use polyolefin having a melting point of 125 ° C. to 138 ° C. from the viewpoint of the fuse function and the prevention of short circuit.

ポリオレフィンは、1種類のみ用いてもよいし、複数種類用いてもよい。本実施形態に使用するポリオレフィンは、特に制限はなく、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−4−メチル−1−ペンテンなどが挙げられ、1種以上用いることが出来るが、製膜時の延伸性に優れるポリエチレンを1種以上用いることが好ましい。 Only one type of polyolefin may be used, or a plurality of types may be used. The polyolefin used in the present embodiment is not particularly limited, and examples thereof include polyethylene, polypropylene, poly-4-methyl-1-pentene, and the like, and one or more of them can be used, but they are excellent in stretchability during film formation. It is preferable to use one or more types of polyethylene.

ポリエチレンとしては、密度0.940g/cm以上のホモポリマーポリエチレン、又はα−オレフィンコモノマー含量が2モル%以下のコポリマーポリエチレンが好ましく、ホモポリマーポリエチレンであることが更に好ましい。α−オレフィンコモノマーの種類には特に制限はない。ポリエチレンの粘度平均分子量(Mv)は、リチウムイオン二次電池の安全性を向上させるという観点から、100,000〜4,000,000の範囲内にあることが好ましく、100,000〜2,000,000の範囲内にあることがより好ましく、200,000〜1,000,000の範囲内にあることがさらに好ましい。 As the polyethylene, homopolymer polyethylene having a density of 0.940 g / cm 3 or more or copolymer polyethylene having an α-olefin comonomer content of 2 mol% or less is preferable, and homopolymer polyethylene is more preferable. The type of α-olefin comonomer is not particularly limited. The viscosity average molecular weight (Mv) of polyethylene is preferably in the range of 100,000 to 4,000,000 from the viewpoint of improving the safety of the lithium ion secondary battery, and is preferably in the range of 100,000 to 2,000. It is more preferably in the range of 000, and even more preferably in the range of 200,000 to 1,000,000.

ポリエチレンの重合触媒には、特に制限はなく、チーグラー型触媒、フィリップス型触媒、カミンスキー型触媒等いずれのものでも良い。ポリエチレンの重合方法として、一段重合、二段重合、もしくはそれ以上の多段重合等があり、いずれの方法のポリエチレンも使用可能であるが、一段重合で得られるポリエチレンが好ましい。製膜性を損なうことなくまた本発明の要件を外さない範囲で、各種のポリオレフィンを配合することができる。例えば、孔閉塞特性の向上を目的したα−オレフィンコモノマーの含量が高い低融点ポリエチレンや、耐熱性の向上を目的としたポリプロピレン及びポリ−4−メチル−1−ペンテン等を配合することができる。 The polyethylene polymerization catalyst is not particularly limited and may be any of Ziegler-type catalyst, Phillips-type catalyst, Kaminsky-type catalyst and the like. As a method for polymerizing polyethylene, there are one-step polymerization, two-step polymerization, or more multi-step polymerization, and any method of polyethylene can be used, but polyethylene obtained by one-step polymerization is preferable. Various polyolefins can be blended without impairing the film-forming property and within the range that does not deviate from the requirements of the present invention. For example, low melting point polyethylene having a high content of α-olefin comonomer for improving pore blocking characteristics, polypropylene and poly-4-methyl-1-pentene for improving heat resistance, and the like can be blended.

本実施形態では、ポリプロピレン(PP)として、例えば、ホモポリプロピレン、又はエチレンプロピレンランダムコポリマー、エチレンプロピレンブロックコポリマー等を用いることができる。なかでもホモポリプロピレンであることが好ましい。コポリマーの場合は、ポリプロピレンの結晶化度が低下せず、微多孔膜の透過性が低下しない観点からエチレン含有量が1.0重量%以下であることが好ましい。ポリプロピレンの粘度平均分子量(Mv)は、得られるポリオレフィン微多孔膜の機械的強度の観点から100,000以上が好ましく、成形性の観点から1,000,000未満であることが好ましい。PPのMvは、より好ましくは100,000〜800,000の範囲内、更に好ましくは100,000〜600,000の範囲内にある。 In this embodiment, as polypropylene (PP), for example, homopolypropylene, ethylene propylene random copolymer, ethylene propylene block copolymer, or the like can be used. Of these, homopolypropylene is preferable. In the case of the copolymer, the ethylene content is preferably 1.0% by weight or less from the viewpoint that the crystallinity of polypropylene does not decrease and the permeability of the microporous membrane does not decrease. The viscosity average molecular weight (Mv) of polypropylene is preferably 100,000 or more from the viewpoint of mechanical strength of the obtained polyolefin microporous film, and preferably less than 1,000,000 from the viewpoint of moldability. The Mv of PP is more preferably in the range of 100,000 to 800,000, still more preferably in the range of 100,000 to 600,000.

本実施形態に係るセパレータにおいて、ポリオレフィンを用いる場合には、セパレータとしての粘度平均分子量(Mv)が100,000以上であることが好ましい。理由は定かではないが、最終製品であるセパレータのMvが100,000以上である方がサイクル特性が良好であり、また膜強度の観点から好ましい。セパレータとしてのMvの上限は特にないが、製膜性の観点から4,000,000以下が好ましく、2,000,000以下がより好ましく、1,000,000以下がさらに好ましい。ここで、セパレータとしての粘度平均分子量とは、延伸、抽出、熱固定等の工程を経て最終的なセパレータとなったポリオレフィン微多孔膜を構成している高分子材料の粘度平均分子量をいう。 When polyolefin is used in the separator according to the present embodiment, the viscosity average molecular weight (Mv) of the separator is preferably 100,000 or more. Although the reason is not clear, it is preferable that the Mv of the separator, which is the final product, is 100,000 or more, which has better cycle characteristics and is preferable from the viewpoint of film strength. Although there is no particular upper limit of Mv as a separator, it is preferably 4,000,000 or less, more preferably 2,000,000 or less, and even more preferably 1,000,000 or less from the viewpoint of film forming property. Here, the viscosity average molecular weight of the separator refers to the viscosity average molecular weight of the polymer material constituting the polyolefin microporous membrane which has been subjected to steps such as stretching, extraction, and heat fixation to become the final separator.

本実施形態に係るセパレータにおいて、ポリオレフィンを用いる場合には、セパレータとしての分子量分布Mw/Mnが3以上15未満であることが開孔性の面から好ましく、3以上10以下がより好ましい。一般にフィルム加工においてはフィルム構成材料の分子量分布が広い方が延伸加工性に優れ、分子量分布が狭い方が開孔性に優れる。膨張収縮の激しい合金系負極と共に使用され、表層の潰れの恐れがある微多孔膜セパレータにおいては、開孔性に優れていることが必要となるので、分子量分布は広すぎないことが好ましい。ここで、セパレータとしてのMw/Mnとは、延伸、抽出、熱固定等の工程を経て最終的なセパレータとなったポリオレフィン微多孔膜を構成している高分子材料のMw/Mnをいう。 When polyolefin is used in the separator according to the present embodiment, the molecular weight distribution Mw / Mn as the separator is preferably 3 or more and less than 15, from the viewpoint of porosity, and more preferably 3 or more and 10 or less. Generally, in film processing, the wider the molecular weight distribution of the film constituent material is, the better the stretchability is, and the narrower the molecular weight distribution is, the better the pore opening property. It is preferable that the molecular weight distribution is not too wide for a microporous membrane separator which is used together with an alloy-based negative electrode having severe expansion and contraction and has a risk of crushing of the surface layer, because it is required to have excellent pore-opening property. Here, Mw / Mn as a separator refers to Mw / Mn of a polymer material constituting a polyolefin microporous film which has been subjected to steps such as stretching, extraction, and heat fixation to become a final separator.

セパレータには、性能を損なわない範囲において、無機物、酸化防止剤、滑剤、その他の改良剤を添加することが可能である。これらの添加量は樹脂成分に対して40重量%以下であることが好ましく、さらには0重量%超20重量%以下であることが好ましい。 Inorganic substances, antioxidants, lubricants, and other improvers can be added to the separator as long as the performance is not impaired. The amount of these additions is preferably 40% by weight or less, more preferably more than 0% by weight and 20% by weight or less with respect to the resin component.

セパレータは、(a)樹脂及び可塑剤を溶融混練する工程、(b)溶融物をシート状に押出して冷却固化する工程、(c)シート状物を少なくとも一軸方向に延伸する工程、(d)可塑剤を抽出する工程、(e)熱固定する工程を含むセパレータの製造方法により好適に製造できる。 The separator includes (a) a step of melt-kneading the resin and the plasticizer, (b) a step of extruding the melt into a sheet and cooling and solidifying it, (c) a step of stretching the sheet in at least one axial direction, and (d). It can be suitably produced by a method for producing a separator, which comprises a step of extracting a plasticizer and (e) a step of heat-fixing.

以下、セパレータの製造方法について説明するが、得られるセパレータが、2.0≦平均流量径(μm)×透気度(秒/100mL)≦8.0を満たす限り、ポリマー種、溶媒種、押出方法、延伸方法、抽出方法、開孔方法、熱固定・熱処理方法などにおいて、何ら限定されることはない。 The method for producing the separator will be described below. As long as the obtained separator satisfies 2.0 ≤ average flow rate diameter (μm) x air permeability (seconds / 100 mL) ≤ 8.0, the polymer type, solvent type, and extrusion The method, stretching method, extraction method, pore opening method, heat fixing / heat treatment method, and the like are not limited in any way.

セパレータの製造方法では、好適には、前述のポリオレフィンが用いられる。ポリオレフィンには、必要に応じて、フェノール系、リン系、硫黄系等の酸化防止剤、ステアリン酸カルシウム又はステアリン酸亜鉛等の金属せっけん類、紫外線吸収剤、光安定剤、帯電防止剤、防曇剤、着色顔料等の公知の添加剤を混合して使用できる。 In the method for producing a separator, the above-mentioned polyolefin is preferably used. If necessary, the polyolefin includes phenolic, phosphorus, sulfur and other antioxidants, metal soaps such as calcium stearate or zinc stearate, ultraviolet absorbers, light stabilizers, antistatic agents, and antifogging agents. , Known additives such as coloring pigments can be mixed and used.

セパレータが微多孔膜である場合には、(a)樹脂及び可塑剤、(必要に応じて酸化防止剤及び無機粉体)を溶融混練する工程(溶融混練工程)、(b)溶融物をシート状に押出して冷却固化する工程(キャスト工程)、(c)少なくとも一軸方向に延伸を行う工程(延伸工程)、(d)可塑剤及び場合により無機粉体を抽出する工程(抽出工程)、(e)熱固定する工程(熱固定工程)より得ることが可能である。 When the separator is a microporous film, (a) resin and plasticizer, (antioxidant and inorganic powder if necessary) are melt-kneaded (melt-kneading step), and (b) melt is sheeted. A step of extruding into a shape and cooling and solidifying (casting step), (c) a step of stretching at least in the uniaxial direction (stretching step), (d) a step of extracting a plasticizer and optionally an inorganic powder (extraction step), ( e) It can be obtained from the heat fixing step (heat fixing step).

これらの工程の順序および回数については、特に限定されないが、好ましくは以下の3種が挙げられる。
1.(a)工程→(b)工程→(c)工程→(d)工程→(e)工程
2.(a)工程→(b)工程→(c)工程→(d)工程→(c)工程→(e)工程
3.(a)工程→(b)工程→(d)工程→(c)工程→(e)工程
より好ましくは上記1または2である。
The order and number of these steps are not particularly limited, but the following three types are preferable.
1. 1. (A) step-> (b) step-> (c) step-> (d) step-> (e) step 2. (A) step-> (b) step-> (c) step-> (d) step-> (c) step-> (e) step 3. The above 1 or 2 is more preferable than the step (a) → step (b) → step (d) → step (c) → step (e).

(a)溶融混練工程
酸化防止剤の濃度は、原料樹脂の合計量に対して、分子劣化防止の観点から0.2重量%(以下「wt%」と表示することがある)以上であることが好ましく、経済性の観点から3wt%以下であることが好ましく、より好ましくは0.4wt%〜3wt%、よりさらに好ましくは0.5wt%〜2wt%である。なお、原料樹脂とは、樹脂(好適にはポリオレフィン)に他の有機材料(後述の可塑剤を除く)、無機材料を配合したものを指す。
(A) Melt-kneading step The concentration of the antioxidant shall be 0.2% by weight (hereinafter sometimes referred to as "wt%") or more with respect to the total amount of the raw material resin from the viewpoint of preventing molecular deterioration. Is preferable, and from the viewpoint of economic efficiency, it is preferably 3 wt% or less, more preferably 0.4 wt% to 3 wt%, and even more preferably 0.5 wt% to 2 wt%. The raw material resin refers to a resin (preferably polyolefin) mixed with other organic materials (excluding plasticizers described later) and inorganic materials.

酸化防止剤としては、1次酸化防止剤であるフェノール系酸化防止剤が好ましい。具体的には、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、ペンタエリスリチル−テトラキス−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロビオネ一ト]、オクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート等が挙げられる。なお、2次酸化防止剤も併用して使用可能である。具体的には、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト、テトラキス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)−4,4−ビフェニレン−ジホスフォナイト等のリン系酸化防止剤、ジラウリル−チオ−ジプロピオネート等の硫黄系酸化防止剤などが挙げられる。 As the antioxidant, a phenolic antioxidant which is a primary antioxidant is preferable. Specifically, 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol, pentaerythrityl-tetrakis- [3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) probioneto], Examples thereof include octadecyl-3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate. It should be noted that a secondary antioxidant can also be used in combination. Specifically, phosphorus-based antioxidants such as tris (2,4-di-t-butylphenyl) phosphite and tetrakis (2,4-di-t-butylphenyl) -4,4-biphenylene-diphosphonite. Examples thereof include sulfur-based antioxidants such as dilauryl-thio-dipropionate.

可塑剤は、原料樹脂と混合した際に、その融点以上において均一溶液を形成し得る不揮発性溶媒を指す。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、ジ−2−エチルへキシルフタレート(DOP)、ジイソデシルフタレート、ジへプチルフタレートなどが挙げられる。中でも流動パラフィンが好ましい。 A plasticizer refers to a non-volatile solvent that can form a uniform solution above its melting point when mixed with a raw material resin. For example, liquid paraffin, hydrocarbons such as paraffin wax, di-2-ethylhexylphthalate (DOP), diisodecylphthalate, diheptylphthalate and the like can be mentioned. Of these, liquid paraffin is preferable.

溶融混練される原料樹脂と可塑剤の合計量に対する原料樹脂濃度は、膜の透過性と製膜性の観点より15wt%〜60wt%が好ましく、20wt%〜50wt%がさらに好ましい。 The concentration of the raw material resin with respect to the total amount of the raw material resin and the plasticizer to be melt-kneaded is preferably 15 wt% to 60 wt%, more preferably 20 wt% to 50 wt% from the viewpoint of film permeability and film-forming property.

ポリオレフィン以外のポリマー、及びその他の材料についても、製膜性を損なうことなく、そして本発明の効果を損なわない範囲で配合することが可能である。さらに、必要に応じて、ステアリン酸カルシウムやステアリン酸亜鉛等の金属せっけん類、紫外線吸収剤、光安定剤、帯電防止剤、防曇剤、着色顔料などの公知の添加剤も、製膜性を損なうことなく、そして本発明の効果を損なわない範囲で混合することが可能である。 Polymers other than polyolefins and other materials can also be blended within a range that does not impair the film-forming property and does not impair the effects of the present invention. Further, if necessary, metal soaps such as calcium stearate and zinc stearate, and known additives such as ultraviolet absorbers, light stabilizers, antistatic agents, antifogging agents, and coloring pigments also impair film forming properties. It is possible to mix without impairing the effects of the present invention.

溶融混練の方法としては、例えば、ヘンシェルミキサー、リボンブレンダー、タンブラーブレンダー等で混合後、一軸押出機、二軸押出機等のスクリュー押出機、ニーダー、バンバリーミキサー等により溶融混練させる方法が挙げられる。溶融混練する方法としては、連続運転可能な押出し機で行うことが好ましい。混練性の観点から二軸押出機がより好ましい。可塑剤は、上記ヘンシェルミキサー等で原料樹脂と混合しても良い。また、溶融混練時に押出機に直接フィードしてもよい。 Examples of the melt-kneading method include a method of mixing with a Henschel mixer, a ribbon blender, a tumbler blender, or the like, and then melt-kneading with a screw extruder such as a single-screw extruder or a twin-screw extruder, a kneader, or a Banbury mixer. As a method of melt-kneading, it is preferable to use an extruder capable of continuous operation. A twin-screw extruder is more preferable from the viewpoint of kneadability. The plasticizer may be mixed with the raw material resin by the above Henschel mixer or the like. Alternatively, it may be directly fed to the extruder during melt kneading.

また、溶融混練は、熱による樹脂の劣化を防止する観点から、窒素等の不活性なガス雰囲気下で行うことが好ましい。 Further, the melt-kneading is preferably carried out in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen from the viewpoint of preventing deterioration of the resin due to heat.

溶融混練時の温度は、分散性の観点より、140℃以上が好ましく、160℃以上がより好ましく、180℃以上が更に好ましい。また、溶融混練時の温度は、分子劣化を防ぐ観点から好ましくは300℃以下、より好ましくは280℃以下、更に好ましくは260℃以下である。 The temperature at the time of melt-kneading is preferably 140 ° C. or higher, more preferably 160 ° C. or higher, and even more preferably 180 ° C. or higher from the viewpoint of dispersibility. The temperature during melt-kneading is preferably 300 ° C. or lower, more preferably 280 ° C. or lower, and even more preferably 260 ° C. or lower from the viewpoint of preventing molecular deterioration.

(b)キャスト工程
溶融混練工程で得られた混練物をシート状に成形する方法としては、溶融物を冷却により固化させる方法をあげることができる。冷却方法として、冷風や冷却水等の冷却媒体に直接接触させる方法、冷媒で冷却したロールやプレス機に接触させる方法等が挙げられる。冷媒で冷却したロールやプレス機に接触させる方法が、厚み制御が優れる点で好ましい。
(B) Casting Step As a method of forming the kneaded product obtained in the melt-kneading step into a sheet, a method of solidifying the melt by cooling can be mentioned. Examples of the cooling method include a method of directly contacting with a cooling medium such as cold air or cooling water, a method of contacting with a roll or a press machine cooled by a refrigerant, and the like. A method of contacting with a roll or a press machine cooled by a refrigerant is preferable in terms of excellent thickness control.

(c)延伸工程
延伸方法としては、ロール延伸機とテンターの組み合わせによる逐次二軸延伸、同時二軸テンターやインフレーション成形による同時二軸延伸などが挙げられる。中でも、高強度の観点より、同時二軸延伸であることが好ましく、同時二軸テンターによる同時二軸延伸が更に好ましい。
(C) Stretching Step Examples of the stretching method include sequential biaxial stretching by combining a roll stretching machine and a tenter, simultaneous biaxial stretching by simultaneous biaxial tenter and inflation molding, and the like. Above all, from the viewpoint of high strength, simultaneous biaxial stretching is preferable, and simultaneous biaxial stretching by a simultaneous biaxial tenter is more preferable.

延伸面倍率は、強度向上の観点から20倍以上が好ましく、過度の延伸による熱収縮応力増大を防ぐために100倍以下が好ましい。より好ましくは28倍〜60倍、よりさらに好ましくは30倍〜50倍である。 The stretched surface magnification is preferably 20 times or more from the viewpoint of improving strength, and is preferably 100 times or less in order to prevent an increase in heat shrinkage stress due to excessive stretching. It is more preferably 28 to 60 times, and even more preferably 30 to 50 times.

延伸温度は、原料樹脂組成、及び/又は濃度を参照して選択することが可能である。延伸温度は、過大な延伸応力による破断を防ぐ観点から、前段階で得た混錬樹脂の(融点−30℃)〜前段階で得た混錬樹脂の融点の範囲内であることが好ましい。前段階で得た混錬樹脂の融点は、示差走査熱量計(DSC)測定法により求められる。 The stretching temperature can be selected with reference to the raw material resin composition and / or the concentration. The stretching temperature is preferably in the range of the melting point of the kneaded resin obtained in the previous step (melting point −30 ° C.) to the melting point of the kneaded resin obtained in the previous step from the viewpoint of preventing fracture due to excessive stretching stress. The melting point of the kneaded resin obtained in the previous step is determined by a differential scanning calorimetry (DSC) measurement method.

(d)抽出工程
抽出溶媒としては、膜を構成するポリオレフィンに対して貧溶媒であり、且つ可塑剤に対しては良溶媒であり、沸点が膜を構成するポリオレフィンの融点よりも低いものが望ましい。このような抽出溶媒としては、例えば、n−へキサンやシクロへキサン等の炭化水素類、塩化メチレンや1,1,1−トリクロロエタン等のハロゲン化炭化水素類、ハイドロフロロエーテルやハイドロフロロカーボン等の非塩素系ハロゲン化溶剤、エタノールやイソプロパノール等のアルコール類、ジエチルエーテルやテトラヒドロフラン等のエーテル類、アセトンやメチルエチルケトン等のケトン類が挙げられる。この中から適宜選択し、単独もしくは混合して用いる。中でも塩化メチレンやメチルエチルケトンが好ましい。可塑剤抽出の方法としては、キャスト工程または延伸工程で得られたシートを、これらの抽出溶媒に浸漬、或いはシャワーすることで抽出し、その後充分に乾燥すればよい。
(D) Extraction step It is desirable that the extraction solvent is a poor solvent for the polyolefin constituting the film, a good solvent for the plasticizer, and a boiling point lower than the melting point of the polyolefin constituting the film. .. 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, hydrofluoroether and hydrofluorocarbon. Examples thereof include non-chlorine halogenated solvents, alcohols such as ethanol and isopropanol, ethers such as diethyl ether and tetrahydrofuran, and ketones such as acetone and methyl ethyl ketone. It is appropriately selected from these and used alone or in combination. Of these, methylene chloride and methyl ethyl ketone are preferable. As a method for extracting the plasticizer, the sheet obtained in the casting step or the stretching step may be extracted by immersing it in these extraction solvents or showering, and then sufficiently dried.

また、(a)工程において、無機粉体を添加した場合、その一部または全てを無機粉体が可溶な溶剤で抽出することも可能である。 Further, when the inorganic powder is added in the step (a), it is possible to extract a part or all of the inorganic powder with a solvent in which the inorganic powder is soluble.

(e)熱固定工程
熱固定は、テンターやロール延伸機等にて、所定の温度雰囲気において、低倍率延伸と緩和操作を組み合わせて実施される。
(E) Heat fixing step The heat fixing is carried out by a tenter, a roll stretching machine or the like in a predetermined temperature atmosphere by combining low magnification stretching and relaxation operation.

熱固定工程の処理温度は、前段階で得た成形物の(融点+5℃)〜前段階で得た成形物の(融点−10℃)の範囲内である。この温度範囲であると、本発明のパラメータである平均流量径(μm)と透気度(秒/100mL)を適度な範囲に制御するために好ましい。ここで、前段階で得た成形物の融点は、示差走査熱量計(DSC)測定法により求められる。 The processing temperature of the heat fixing step is in the range of the molded product obtained in the previous step (melting point + 5 ° C.) to the molded product obtained in the previous step (melting point −10 ° C.). This temperature range is preferable for controlling the average flow rate diameter (μm) and air permeability (seconds / 100 mL), which are the parameters of the present invention, within an appropriate range. Here, the melting point of the molded product obtained in the previous step is determined by a differential scanning calorimetry (DSC) measurement method.

例えば前段階で得た成形物の融点が134℃の場合、熱固定工程の処理温度は124℃以上139℃以下である。 For example, when the melting point of the molded product obtained in the previous step is 134 ° C., the processing temperature in the heat fixing step is 124 ° C. or higher and 139 ° C. or lower.

低倍率延伸における延伸倍率は、膜のMD及び/又はTDに対して、好ましくは1.1倍〜2.5倍、より好ましくは1.2倍〜2.0倍、よりさらに好ましくは1.3倍〜1.7倍である。過度の延伸は膜破断の可能性が高くなるため好ましくない。 The draw ratio in low-magnification stretching is preferably 1.1 times to 2.5 times, more preferably 1.2 times to 2.0 times, still more preferably 1. It is 3 times to 1.7 times. Excessive stretching is not preferable because it increases the possibility of film breakage.

緩和操作とは、膜のMD及び/又はTDの寸法を少し元に戻す操作のことである。低倍率延伸後の膜寸法に対する緩和倍率は、熱収縮を低減する観点から0.9倍以下が好ましく、より好ましくは0.85倍以下、よりさらに好ましくは0.8倍以下である。過度の緩和は生産性を低下させるため好ましくない。 The relaxation operation is an operation of slightly restoring the MD and / or TD dimensions of the film. The relaxation ratio with respect to the film size after low-magnification stretching is preferably 0.9 times or less, more preferably 0.85 times or less, still more preferably 0.8 times or less from the viewpoint of reducing heat shrinkage. Excessive mitigation is not desirable as it reduces productivity.

その他の工程(機能層形成工程、巻き取り工程、スリット工程、表面改質工程)
セパレータの製造方法は、所望により、他の工程、例えば機能層形成工程、巻き取り工程、スリット工程などを含むことができる。機能層形成工程は、リチウムイオン二次電池の安全性を向上させる観点から行われることが好ましく、具体的には、工程(a)〜(e)により形成された微多孔膜に対して、無機成分含有スラリーを塗布乾燥して無機塗工層を形成したり、熱可塑性樹脂含有スラリー又はラテックスを塗布乾燥して接着層を形成したりすることができる。
Other processes (functional layer forming process, winding process, slit process, surface modification process)
The method for producing the separator can optionally include other steps such as a functional layer forming step, a winding step, a slit step and the like. The functional layer forming step is preferably performed from the viewpoint of improving the safety of the lithium ion secondary battery, and specifically, the microporous film formed by the steps (a) to (e) is inorganic. The component-containing slurry can be applied and dried to form an inorganic coating layer, or the thermoplastic resin-containing slurry or latex can be applied and dried to form an adhesive layer.

また、得られたセパレータをマスターロールとして巻き取り、さらに必要に応じて、マスターロールをスリットしてスリットロールを形成してもよい。 Further, the obtained separator may be wound as a master roll, and if necessary, the master roll may be slit to form a slit roll.

なお、必要に応じて、電子線照射、プラズマ照射、イオンビーム照射、界面活性剤塗布、化学的改質などの表面処理を、本発明の効果を損なわない程度に、セパレータに対して施すことが可能である。また化学架橋剤としてノルボルネン樹脂等を事前に加えておいてもよい。 If necessary, surface treatments such as electron beam irradiation, plasma irradiation, ion beam irradiation, surfactant coating, and chemical modification may be applied to the separator to the extent that the effects of the present invention are not impaired. It is possible. Further, norbornene resin or the like may be added in advance as a chemical cross-linking agent.

<電解質溶液>
電解質溶液は、一般的に、非水溶媒と、これに溶解したリチウム塩、ナトリウム塩、カルシウム塩等の金属塩とを含む。非水溶媒としては、環状炭酸エステル、鎖状炭酸エステル、環状カルボン酸エステル等が用いられる。リチウム塩としては、例えば、LiPF、LiClO、LiBF、LiAlCl、LiSbF、LiSCN、LiCFSO、LiCFCO、Li(CFSO、LiAsF、低級脂肪族カルボン酸リチウム、LiCl、LiBr、LiI、ホウ酸塩類、イミド塩類等が挙げられる。
<Electrolyte solution>
The electrolyte solution generally contains a non-aqueous solvent and a metal salt such as a lithium salt, a sodium salt, or a calcium salt dissolved therein. As the non-aqueous solvent, a cyclic carbonate ester, a chain carbonate ester, a cyclic carboxylic acid ester and the like are used. Examples of lithium salts include LiPF 6 , LiClO 4 , LiBF 4 , LiAlCl 4 , LiSbF 6 , LiSCN, LiCF 3 SO 3 , LiCF 3 CO 2 , Li (CF 3 SO 2 ) 2 , LiAsF 6 , and lower aliphatic carboxylics. Examples thereof include lithium acid, LiCl, LiBr, LiI, borates, imide salts and the like.

本実施形態に係る電解質溶液は、リチウムイオン二次電池の高容量と高出力の両立の観点から、セパレータ、正極活物質層、及び負極活物質層に含浸されることが好ましい。 The electrolyte solution according to the present embodiment is preferably impregnated in the separator, the positive electrode active material layer, and the negative electrode active material layer from the viewpoint of achieving both high capacity and high output of the lithium ion secondary battery.

<外装体>
外装体としては、金属缶、ラミネート包材等を使用できる。金属缶は、アルミニウム又はアルミニウム合金で形成されているものが好ましい。ラミネート包材としては、樹脂フィルム;金属箔と樹脂フィルムとを積層したフィルム等が好ましい。
<Exterior body>
As the exterior body, a metal can, a laminated packaging material, or the like can be used. The metal can is preferably made of aluminum or an aluminum alloy. As the laminated packaging material, a resin film; a film obtained by laminating a metal foil and a resin film or the like is preferable.

外装体は、正極/セパレータ/負極という積層構造を含む電極積層体又は電極捲回体を組み込まれ、その後に、外装体の開口部から電解質溶液を注液され、そして封止されることができる。 The exterior body can incorporate an electrode laminate or an electrode winding body including a laminated structure of positive electrode / separator / negative electrode, and then the electrolyte solution can be injected and sealed through the opening of the exterior body. ..

なお、上述した各種パラメータの測定方法については、特に断りの無い限り、後述する実施例における測定方法に準じて測定されるものである。 Unless otherwise specified, the above-mentioned measurement methods for various parameters are measured according to the measurement methods in the examples described later.

次に、実施例及び比較例を挙げて本実施の形態をより具体的に説明するが、本実施の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。 Next, the present embodiment will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples, but the present Embodiment is not limited to the following Examples as long as the gist of the present embodiment is not exceeded.

上述した各種パラメータは、特に記載がない限り、室温23±2℃、湿度42±2%で、以下の試験方法に基づいて測定した。 Unless otherwise specified, the above-mentioned various parameters were measured at room temperature of 23 ± 2 ° C. and humidity of 42 ± 2% based on the following test method.

<セパレータ>
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]を求める。ポリエチレンのMvは次式により算出した。
[η]=6.77×10−4Mv0.67
ポリプロピレンについては、次式によりΜvを算出した。
[η]=1.10×10−4Mv0.80
以下の実施例では、ポリエチレン、ポリプロピレンを用いた事例を例示しているが、いずれの実施例においてもセパレータを構成する樹脂の90%以上がポリエチレンであるため、実施例におけるセパレータの粘度平均分子量は、上記のポリエチレンの式により算出した。
<Separator>
Viscosity average molecular weight (Mv)
Based on ASTM-D4020, the ultimate viscosity [η] at 135 ° C. in a decalin solvent is determined. The Mv of polyethylene was calculated by the following formula.
[Η] = 6.77 × 10 -4 Mv 0.67
For polypropylene, Μv was calculated by the following formula.
[Η] = 1.10 × 10 -4 Mv 0.80
In the following examples, examples using polyethylene and polypropylene are illustrated, but in each of the examples, since 90% or more of the resin constituting the separator is polyethylene, the viscosity average molecular weight of the separator in the examples is , Calculated by the above polyethylene formula.

分子量分布(Mw/Mn)
実施例、比較例で得られた微多孔膜を構成する高分子材料の分子量分布Mw/Mnを、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)の測定より算出した。装置はWaters社製、商標、ALC/GPCの150−C型を用い、東ソー(株)製、商標、TSKゲルGMH6−HTの60cmのカラム2本と昭和電工(株)製、商標、AT−807/Sカラム1本を直列接続して使用し、10ppmのペンタエリスリチル−テトラキス−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]を含む1,2,4−トリクロロベンゼンを移動相溶媒として、140℃で測定を行った。
Molecular weight distribution (Mw / Mn)
The molecular weight distribution Mw / Mn of the polymer material constituting the microporous membrane obtained in Examples and Comparative Examples was calculated by gel permeation chromatography (GPC) measurement. The device uses Waters' trademark, ALC / GPC 150-C type, and Toso Co., Ltd.'s trademark, TSK gel GMH6-HT's two 60 cm columns and Showa Denko's, trademark, AT- One 807 / S column is used in series and contains 1,2,4 containing 10 ppm pentaerythrityl-tetrakis- [3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate]. -Measurement was performed at 140 ° C. using trichlorobenzene as a mobile phase solvent.

標準物質として市販の分子量既知の単分散ポリスチレンを用いて作成した検量線を用い、求められた各試料のポリスチレン換算の分子量分布データに、0.43(ポリエチレンのQファクター/ポリスチレンのQファクター=17.7/41.3)を乗じることにより、ポリエチレン換算の分子量分布データを得た。 Using a calibration line prepared using commercially available monodisperse polystyrene with a known molecular weight as a standard substance, 0.43 (polyethylene Q factor / polystyrene Q factor = 17) was added to the polystyrene-equivalent molecular weight distribution data of each sample obtained. By multiplying by .7 / 41.3.), Polystyrene-equivalent molecular weight distribution data was obtained.

膜厚(μm)
東洋精機製の微小測厚器、KBM(商標)用いて室温23±2℃で測定した。
Film thickness (μm)
The measurement was performed at room temperature of 23 ± 2 ° C. using a micro thickener manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd., KBM ™.

気孔率(%)
10cm×10cm角の試料を微多孔膜から切り取り、その体積(cm)と質量(g)を求め、それらと膜密度(膜を構成する材料の密度)(g/cm)より、次式を用いて計算した。
気孔率=(体積 − 質量/膜密度)/体積×100
Porosity (%)
A 10 cm x 10 cm square sample is cut from a microporous membrane, its volume (cm 3 ) and mass (g) are determined, and from these and the membrane density (density of the materials that make up the membrane) (g / cm 3 ), the following equation is obtained. Was calculated using.
Porosity = (volume-mass / membrane density) / volume x 100

透気度(秒/100mL)
JIS P−8117に準拠し、ガーレー式透気度計(東洋精機(株)製、G−B2(商標))により測定した透気抵抗度を透気度とする。
Air permeability (seconds / 100 mL)
The air permeability is defined as the air permeability resistance measured by a Garley type air permeability meter (manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd., GB2 (trademark)) in accordance with JIS P-8117.

平均流量径(μm)
ハーフドライ法に準拠し、パームポロメータ(Porous Materials,Inc.社:CFP−1500AE)を用い、平均流量径(μm)を測定した。浸液には同社製のパーフルオロポリエステル(商品名「Galwick」、表面張力γ=15.6dyn/cm)を用いた。乾燥曲線、及び湿潤曲線について、印加圧力、及び空気透過量の測定を行い、得られた乾燥曲線の1/2の曲線と湿潤曲線とが交わる圧力PHD(Pa)から、次式により平均流量径dHD(μm)を求める。
dHD=2860×γ/PHD
Average flow diameter (μm)
The average flow rate diameter (μm) was measured using a palm pollometer (Porous Materials, Inc.: CFP-1500AE) in accordance with the half-dry method. Perfluoropolyester (trade name "Galwick", surface tension γ = 15.6 dyn / cm) manufactured by the same company was used for the immersion liquid. For the dry curve and the wet curve, the applied pressure and the amount of air permeation were measured, and from the pressure PHD (Pa) at which 1/2 of the obtained dry curve and the wet curve intersect, the average flow diameter was calculated by the following equation. Obtain dHD (μm).
dHD = 2860 x γ / PHD

突刺強度(N/μm)
カトーテック製、KES−G5(商標)ハンディー圧縮試験器を用いて、開口部の直径11.3mmの試料ホルダーで微多孔膜を固定した。次に固定された微多孔膜の中央部を、針先端の曲率半径0.5mm、突刺速度2mm/秒で、23±2℃雰囲気下にて突刺試験を行うことにより、最大突刺荷重(N)を求めた。
Puncture strength (N / μm)
A microporous membrane was fixed with a sample holder having an opening diameter of 11.3 mm using a KES-G5 ™ handy compression tester manufactured by Kato Tech. Next, the central portion of the fixed microporous membrane was subjected to a puncture test with a radius of curvature of the needle tip of 0.5 mm and a puncture speed of 2 mm / sec in an atmosphere of 23 ± 2 ° C. to obtain a maximum piercing load (N). Asked.

引張強度(MPa)、引張伸度(%)
JIS K7127に準拠し、島津製作所製の引張試験機、オートグラフAG−A型(商標)を用いて、MD及びTDサンプル(形状;幅10mm×長さ100mm)について測定した。また、サンプルはチャック間を50mmとし、サンプルの両端部(各25mm)の片面にテープ(日東電工包装システム(株)製、商品名:N.29)を貼ったものを用いた。更に、試験中のサンプル滑りを防止するために、引張試験機のチャック内側に、厚み1mmのフッ素ゴムを貼り付けた。
引張伸度(%)は、破断に至るまでの伸び量(mm)をチャック間距離(50mm)で除して、100を乗じることにより求めた。
引張強度(MPa)は、破断時の強度を、試験前のサンプル断面積で除することで求めた。なお、測定は、温度23±2℃、チャック圧0.30MPa、引張速度200mm/分(チャック間距離を50mm確保できないサンプルにあっては、ひずみ速度400%/分)で行った。
Tensile strength (MPa), tensile elongation (%)
According to JIS K7127, MD and TD samples (shape; width 10 mm x length 100 mm) were measured using a tensile tester manufactured by Shimadzu Corporation, Autograph AG-A type (trademark). The sample used had a chuck distance of 50 mm, and tape (manufactured by Nitto Denko Packaging System Co., Ltd., trade name: N.29) was attached to one side of both ends (25 mm each) of the sample. Further, in order to prevent the sample from slipping during the test, a fluororubber having a thickness of 1 mm was attached to the inside of the chuck of the tensile tester.
The tensile elongation (%) was determined by dividing the elongation amount (mm) leading to fracture by the inter-chuck distance (50 mm) and multiplying by 100.
The tensile strength (MPa) was determined by dividing the strength at break by the sample cross-sectional area before the test. The measurement was carried out at a temperature of 23 ± 2 ° C., a chuck pressure of 0.30 MPa, and a tensile speed of 200 mm / min (for a sample in which a distance between chucks of 50 mm cannot be secured, a strain rate of 400% / min).

原料およびその他の樹脂試料の融点
島津製作所社製DSC60を使用し測定した。シート状の場合は直径5mmの円形に打ち抜き、数枚重ね合わせて約3mgとしたものを測定サンプルとして用いた。これを直径5mmのアルミ製オープンサンプルパンに敷き詰め、クランピングカバーを乗せサンプルシーラーでアルミパン内に固定した。窒素雰囲気下、昇温速度10℃/minで30℃から180℃までを測定し、融解吸熱曲線の極大となる温度を原料およびその他の樹脂試料の融点とした。
Melting points of raw materials and other resin samples Measured using DSC60 manufactured by Shimadzu Corporation. In the case of a sheet, it was punched into a circle with a diameter of 5 mm, and several sheets were stacked to make about 3 mg, which was used as a measurement sample. This was spread on an aluminum open sample pan having a diameter of 5 mm, a clamping cover was placed on the pan, and the sample sealer was used to fix the inside of the aluminum pan. The temperature was measured from 30 ° C. to 180 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min under a nitrogen atmosphere, and the temperature at which the melting endothermic curve was maximized was taken as the melting point of the raw material and other resin samples.

<電極>
厚さ(μm)
電極および集電体の厚さは、東洋精機製の微小測厚器、KBM(商標)用いて室温23±2℃で測定した。
正極活物質層および負極活物質層の厚さは、以下の式に従って算出した。
電極活物質層の厚さ = 電極の厚さ − 集電体の厚さ
集電体の厚さは、電極の未塗工部などの電極活物質層が形成されていない部位の厚さを測定した値とする。
<Electrode>
Thickness (μm)
The thickness of the electrode and the current collector was measured at room temperature of 23 ± 2 ° C. using a micro thickener manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd., KBM ™.
The thickness of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer was calculated according to the following formula.
Thickness of electrode active material layer = Thickness of electrode − Thickness of current collector The thickness of current collector is measured by measuring the thickness of the part where the electrode active material layer is not formed, such as the uncoated part of the electrode. The value is set to the value.

電極活物質層の空隙率
電極の電極活物質層が形成されている部分と電極の電極活物質層が形成されていない部分をそれぞれ直径5cmに打ち抜き、膜厚(μm)と質量(g)を測定した。電極活物質層の厚さ(μm)と電極面積(cm)から、電極活物質層の体積(cm)を計算した。それらと電極活物質層を構成する材料の真密度(g/cm)より、次式を用いて空隙率を計算した。
空隙率=(電極活物質層の体積 −(電極の質量 − 集電体の質量)/電極活物質層を構成する材料の真密度) / 電極活物質層の体積 ×100
なお、直径5cmで打ち抜けない際は、可能な適当な寸法で測定する。
Void ratio of electrode active material layer The part where the electrode active material layer of the electrode is formed and the part where the electrode active material layer of the electrode is not formed are punched to a diameter of 5 cm, respectively, and the film thickness (μm) and mass (g) are determined. It was measured. The volume of the electrode active material layer (cm 3 ) was calculated from the thickness (μm) of the electrode active material layer and the electrode area (cm 2). The porosity was calculated from them and the true density (g / cm 3 ) of the materials constituting the electrode active material layer using the following equation.
Void ratio = (Volume of electrode active material layer- (Mass of electrode-Mass of current collector) / True density of materials constituting the electrode active material layer) / Volume of electrode active material layer x 100
If the diameter is 5 cm and it cannot be punched out, measure it with the appropriate dimensions possible.

電池性能評価 Battery performance evaluation

正極の作製
活物質としてLiNi0.5Co0.2Mn0.3(NCM523)92重量%、導電助剤としてアセチレンブラック(AB)4重量%、及びバインダとしてポリフッ化ビニリデン(PVdF)4重量%をN−メチルピロリドン(NMP)中にフィルミックス(PRIMIX社製)を用いて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付し、130℃で3分間乾燥後、ロールプレス機で圧縮成形して正極を形成した。このとき、電極密度は3.0mAh/cm、空隙率は34%であった。得られた正極を縦60mm×横30mmに切断し、正極1を作製した。その際には、正極の縦方向の片側の端から10mmを未塗工部、残り50mmを正極活物質層形成部分となるように切断した。スラリーの塗布量と圧縮成形の条件以外は、正極1の作製と同様にして、表1に示す電極密度と空隙率になるように作製したものを、正極2および正極3とした。
Preparation of positive electrode LiNi 0.5 Co 0.2 Mn 0.3 O 2 (NCM523) 92% by weight as active material, acetylene black (AB) 4% by weight as conductive aid, and polyvinylidene fluoride (PVdF) 4 as binder A slurry was prepared by dispersing% by weight in N-methylpyrrolidone (NMP) using Philmix (manufactured by PRIMIX). 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 to form a positive electrode. At this time, the electrode density was 3.0 mAh / cm 2 and the porosity was 34%. The obtained positive electrode was cut into a length of 60 mm and a width of 30 mm to prepare a positive electrode 1. At that time, 10 mm from one end in the vertical direction of the positive electrode was cut so as to be an uncoated portion, and the remaining 50 mm was cut so as to be a positive electrode active material layer forming portion. The positive electrode 2 and the positive electrode 3 were prepared so as to have the electrode density and the porosity shown in Table 1 in the same manner as in the production of the positive electrode 1 except for the amount of the slurry applied and the conditions of compression molding.

負極の作製
活物質としてシリコン(Si)金属粉末80重量%、導電助剤としてアセチレンブラック(AB)5重量%、及びバインダとしてポリイミド(PI)15重量%を、N−メチルピロリドン(NMP)中にフィルミックス(PRIMIX社製)を用いて分散させ、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20μmの銅箔の片面にダイコーターで塗付し、130℃で3分間乾燥後、ロールプレス機で圧縮成形して負極を形成した。このとき、電極密度は3.3mAh/cm、空隙率は2%であった。得られた負極を縦62mm×横32mmに切断し、負極1を作製した。その際には、負極の縦方向の片側の端から10mmを未塗工部、残り52mmを負極活物質層形成部分となるように切断した。同様に表2に示す負極活物質層の組成でペーストを作製し、スラリーの塗布量を変更することで表3に示す電極密度に、ロールプレス機の条件を変更することで表3に示す空隙率になるように作製したものを、負極2〜9とした。
Preparation of Negative Electrode 80% by weight of silicon (Si) metal powder as active material, 5% by weight of acetylene black (AB) as conductive aid, and 15% by weight of polyimide (PI) as binder in N-methylpyrrolidone (NMP). A slurry was prepared by dispersing using a fill mix (manufactured by PRIMIX Corporation). This slurry was applied to one side of a copper foil having a thickness of 20 μm as a negative electrode current collector with a die coater, dried at 130 ° C. for 3 minutes, and then compression-molded with a roll press to form a negative electrode. At this time, the electrode density was 3.3 mAh / cm 2 , and the porosity was 2%. The obtained negative electrode was cut into a length of 62 mm and a width of 32 mm to prepare a negative electrode 1. At that time, 10 mm from one end in the vertical direction of the negative electrode was cut so as to be an uncoated portion, and the remaining 52 mm was cut so as to be a negative electrode active material layer forming portion. Similarly, a paste is prepared with the composition of the negative electrode active material layer shown in Table 2, and the electrode density shown in Table 3 is obtained by changing the coating amount of the slurry, and the voids shown in Table 3 are changed by changing the conditions of the roll press machine. Negative electrodes 2 to 9 were prepared so as to have a porosity.

非水電解液の調製
アルゴンボックス内にて、エチレンカーボネート(EC):ジエチルカーボネート(DEC)=1:1(体積比)の混合溶媒に、ビニレンカーボネートを1重量%、及び溶質としてLiPFを濃度1Mとなるようにそれぞれ溶解させて非水電解液を調製した。
Preparation of non-aqueous electrolyte solution In an argon box, 1% by weight of vinylene carbonate and LiPF 6 as a solute were concentrated in a mixed solvent of ethylene carbonate (EC): diethyl carbonate (DEC) = 1: 1 (volume ratio). A non-aqueous electrolyte solution was prepared by dissolving each of them so as to have a concentration of 1 M.

電池組立
上記の正極の未塗工部に正極端子(0.15mmアルミニウム、宝泉(株))を、上記の負極の未塗工部には、負極端子(0.15mmニッケル、宝泉(株))を溶接した。セパレータを縦64mm×横34mmに切断した。
次に、負極、セパレータ、正極の順に重ねて、積層構造体を作製した。この際の正極の正極活物質層が形成されている面と負極の負極活物質層が形成されている面が対向するようにした。また、正極端子が接合した正極と負極端子が接合した負極が、端子部分を含めて互いに直接接触しないように設置した。
ラミネートフィルム(EL408PH、大日本印刷(株)製)を袋状に形成した外装体を用意し、積層構造体を挿入し、端子の一部が外装体から突き出る位置に、積層構造体を1mm×8mmに切断したイミドテープ(No.360A ♯25×8mm×20m)でラミネートフィルムに固定した。
その後、真空下65℃で12時間の乾燥を行った。次に、アルゴンボックス内にて外装体に前記した非水電解液を注入し、端子の一部が外装体から突き出るように封口した。非水電解液の容器への注液量(ml)は、電極とセパレータの空隙量(ml)の合計とした。空隙量は空隙率もしくは気孔率(%)と面積(cm)と膜厚(μm)から計算した。
Battery assembly The positive electrode terminal (0.15 mm aluminum, Hosen Co., Ltd.) is attached to the uncoated part of the positive electrode, and the negative electrode terminal (0.15 mm nickel, Hosen Co., Ltd.) is attached to the uncoated part of the negative electrode. )) Was welded. The separator was cut into a length of 64 mm and a width of 34 mm.
Next, the negative electrode, the separator, and the positive electrode were stacked in this order to prepare a laminated structure. At this time, the surface on which the positive electrode active material layer of the positive electrode is formed and the surface on which the negative electrode active material layer of the negative electrode is formed face each other. Further, the positive electrode to which the positive electrode terminal was joined and the negative electrode to which the negative electrode terminal was joined were installed so as not to come into direct contact with each other including the terminal portion.
Prepare an exterior body in which a laminated film (EL408PH, manufactured by Dai Nippon Printing Co., Ltd.) is formed in a bag shape, insert the laminated structure, and place the laminated structure at a position where a part of the terminals protrudes from the exterior body. It was fixed to the laminate film with an imide tape (No. 360A # 25 × 8 mm × 20 m) cut to 8 mm.
Then, it was dried under vacuum at 65 ° C. for 12 hours. Next, the above-mentioned non-aqueous electrolytic solution was injected into the exterior body in the argon box, and the terminal was sealed so as to protrude from the exterior body. The amount (ml) of the non-aqueous electrolyte solution injected into the container was the total amount of voids (ml) between the electrode and the separator. The amount of voids was calculated from the porosity or porosity (%), the area (cm 2 ), and the film thickness (μm).

DC−IR測定
組立てた電池の初充放電として、25℃の恒温槽内で、電流量0.05Cで電圧4.2Vまで充電し、電流量0.05Cで電圧2Vまで放電するというサイクルを3回行った。次いで、上記3回目のサイクルの放電容量の半分の容量(SOC50)まで電池を充電し、電流量0.5C、0.33C、1C、2Cで10秒ずつ充放電した。このとき、横軸を電流量で、縦軸を放電時の電圧低下量でプロットし、その傾きからDC−IR(Ω)を求めた。
1Cの値は、以下の式から算出した。
1C = 正極活物質の理論容量mAh/g × 正極活物質層中の正極活物質の含有率% × 正極活物質層の質量g / 100
DC-IR measurement As the initial charge / discharge of the assembled battery, a cycle of charging to a voltage of 4.2 V with a current amount of 0.05 C and discharging to a voltage of 2 V with a current amount of 0.05 C is performed in a constant temperature bath at 25 ° C. 3 I went there times. Next, the battery was charged to half the capacity (SOC50) of the discharge capacity of the third cycle, and charged and discharged with currents of 0.5C, 0.33C, 1C, and 2C for 10 seconds each. At this time, the horizontal axis was plotted with the amount of current and the vertical axis was plotted with the amount of voltage drop during discharge, and DC-IR (Ω) was obtained from the slope.
The value of 1C was calculated from the following formula.
1C = theoretical capacity of positive electrode active material mAh / g × content of positive electrode active material in positive electrode active material%% × mass of positive electrode active material layer g / 100

負極密度
アルゴンボックス内にて、厚さ0.5mmのリチウム金属を縦64mm×横34mmに切断し、縦方向の片側の端から10mmの部分に負極端子(0.15mmニッケル、宝泉(株))を指で軽く押し付け、圧着した。上記「電池組立」と同様に、前記の端子付き負極、前記のセパレータ、端子付きリチウム金属を重ねて積層構造体を作製し、外装体内部にポリイミドテープで固定した。その際には、上記「電池組立」と同様に乾燥及び電解液の注入と封口を行った。
温度は25℃、電流値を0.05C、電圧範囲を0.05V〜2.0Vとし、3回充放電を行った。
以下の式に基づき、負極密度mAh/cmを計算した。
負極密度mAh/cm = 3回目の充電容量mAh / (5.2cm×3.2cm)
1Cの値は、以下の式から算出した。
例えば、A、Bの2種類の活物質が混合されていた場合、
1C = ((負極活物質Aの理論容量mAh/g × 負極活物質層中の活物質Aの含有率%) + (負極活物質Bの理論容量mAh/g × 負極活物質層中の活物質Bの含有率%))× 負極活物質層の質量g / 100
Negative electrode density In an argon box, a lithium metal with a thickness of 0.5 mm is cut into a length of 64 mm and a width of 34 mm, and a negative electrode terminal (0.15 mm nickel, Hosen Co., Ltd.) is located 10 mm from one end in the vertical direction. ) Was lightly pressed with a finger and crimped. Similar to the above-mentioned "battery assembly", the negative electrode with a terminal, the separator, and the lithium metal with a terminal were laminated to prepare a laminated structure, which was fixed to the inside of the exterior body with a polyimide tape. At that time, the drying, the injection of the electrolytic solution, and the sealing were performed in the same manner as in the above-mentioned "battery assembly".
The temperature was 25 ° C., the current value was 0.05C, the voltage range was 0.05V to 2.0V, and charging and discharging were performed three times.
The negative electrode density mAh / cm 2 was calculated based on the following formula.
Negative electrode density mAh / cm 2 = 3rd charge capacity mAh / (5.2 cm x 3.2 cm)
The value of 1C was calculated from the following formula.
For example, when two types of active substances A and B are mixed,
1C = ((Theoretical capacity of negative electrode active material A mAh / g × Content rate of active material A in the negative electrode active material layer) + (Theoretical capacity of negative electrode active material B mAh / g × Active material in the negative electrode active material layer) B content%)) × Mass of negative electrode active material layer g / 100

正極密度
上記「電池組立」〜「負極密度」と同様に、アルゴンボックス内にて、前記の端子付き正極、前記のセパレータ、前記の端子付きリチウム金属を重ねて積層構造体を作製し、外装体内部にポリイミドテープで固定した。上記「電池組立」〜「負極密度」と同様に乾燥及び電解液の注入と封口を行った。
温度は25℃、電流値を0.05C、電圧範囲を2.5V〜4.3Vとし、3回充放電を行った。
以下の式に基づき、正極密度を計算した。
正極密度mAh/cm =3回目の充電容量mAh / (5.0cm×3.0cm)
1Cの値は、負極の際と同様に計算した。
Positive Electrode Density Similar to the above "battery assembly" to "negative electrode density", a laminated structure is produced by stacking the positive electrode with terminals, the separator, and the lithium metal with terminals in an argon box to produce an exterior body. It was fixed inside with polyimide tape. In the same manner as in the above "battery assembly" to "negative electrode density", drying, injection of electrolytic solution, and sealing were performed.
The temperature was 25 ° C., the current value was 0.05 C, the voltage range was 2.5 V to 4.3 V, and charging and discharging were performed three times.
The positive electrode density was calculated based on the following formula.
Positive electrode density mAh / cm 2 = 3rd charge capacity mAh / (5.0 cm x 3.0 cm)
The value of 1C was calculated in the same manner as for the negative electrode.

セパレータ製膜例
Mvが25万ホモポリマーのポリエチレンを47.5重量%と、Mvが70万のホモポリマーのポリエチレンを47.5重量%と、Mv40万のホモポリマーのポリプロピレンを5重量%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。得られた純ポリマー混合物99重量%に酸化防止剤としてペンタエリスリチル−テトラキス−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]を1重量%添加し、再度タンブラーブレンダーを用いてドライブレンドすることにより、ポリマー等混合物を得た。得られたポリマー等混合物は窒素で置換を行った後に、二軸押出機へ窒素雰囲気下でフィーダ一により供給した。また流動パラフィン(37.78℃での動粘度7.59×10−5/秒)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。
Separator film formation example Mv 250,000 homopolymer polyethylene is 47.5% by weight, Mv 700,000 homopolymer polyethylene is 47.5% by weight, and Mv 400,000 homopolymer polypropylene is 5% by weight. , Dry blended using a tumbler blender. To 99% by weight of the obtained pure polymer mixture, 1% by weight of pentaerythrityl-tetrakis- [3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] was added as an antioxidant, and the tumbler was again added. A mixture such as a polymer was obtained by dry blending using a blender. The obtained mixture such as polymer was replaced with nitrogen and then supplied to a 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 / sec) was injected into the extruder cylinder by a plunger pump.

溶融混練し、押し出される全混合物中に占める流動パラフィン量比が67重量%となるように、フィーダ一及びポンプを調整した。溶融混練条件は、設定温度200℃であり、スクリュー回転数330rpm、吐出量300kg/hで行った。続いて、溶融混練物を、Tダイを経て表面温度25℃に制御された冷却ロール上に押出しキャストすることにより、厚み1720μmのゲルシートを得た。次に、同時二軸テンター延伸機に導き、二軸延伸を行った。設定延伸条件は、MD倍率7.0倍、TD倍率6.5倍、設定温度122℃である。次に、延伸物を塩化メチレン槽に導き、塩化メチレン中に充分に浸漬して流動パラフィンを抽出除去し、その後塩化メチレンを乾燥除去した。次に、TDテンターに導き、TD方向に2.0倍の延伸後、緩和率0.90倍、温度128℃で熱固定を行った。諸物性を上記の方法にしたがって評価した。 The feeder and pump were adjusted so that the ratio of the amount of liquid paraffin to the total mixture extruded by melt-kneading was 67% by weight. The melt-kneading conditions were a set temperature of 200 ° C., a screw rotation speed of 330 rpm, and a discharge rate of 300 kg / h. Subsequently, the melt-kneaded product was extruded and cast on a cooling roll controlled to have a surface temperature of 25 ° C. via a T-die to obtain a gel sheet having a thickness of 1720 μm. Next, it was guided to a simultaneous biaxial tenter stretching machine to perform biaxial stretching. The set stretching conditions are an MD magnification of 7.0 times, a TD magnification of 6.5 times, and a set temperature of 122 ° C. Next, the drawn product was led to a methylene chloride tank and sufficiently immersed in methylene chloride to extract and remove liquid paraffin, and then methylene chloride was dried and removed. Next, it was guided to a TD tenter, stretched 2.0 times in the TD direction, and then heat-fixed at a relaxation rate of 0.90 times and a temperature of 128 ° C. Various physical properties were evaluated according to the above method.

この製膜例に基づいて、ポリエチレンの分子量や無機物の添加量、吐出量、ゲルシートの厚み、延伸倍率と温度を変更することで、下記表4に示される透気度(秒)及び平均流量径(μm)を有する複数の微多孔膜をそれぞれ調製し、セパレータとして使用した。 By changing the molecular weight of polyethylene, the amount of inorganic substances added, the amount of discharge, the thickness of the gel sheet, the stretching ratio and the temperature based on this film forming example, the air permeability (seconds) and the average flow rate diameter shown in Table 4 below are changed. A plurality of microporous membranes having (μm) were prepared and used as separators.

実施例1〜17、比較例1〜6
上記「正極の作製」により得られた正極1〜3と、
上記「負極の作製」により得られた負極1〜9と、
上記「セパレータ製膜例」に基づいて作製され、表4に示される透気度(秒)及び平均流量径(μm)を有するセパレータとしての各種の微多孔膜と、
上記「非水電解液の調製」により得られた非水電解液と
を用いて上記「電池組立」に従って電池を形成し、さらに上記「DC−IR測定」により評価した。評価結果を表5に示す。
Examples 1 to 17, Comparative Examples 1 to 6
The positive electrodes 1 to 3 obtained by the above "preparation of positive electrode" and
Negative electrodes 1 to 9 obtained by the above "preparation of negative electrode" and
Various microporous membranes as separators having the air permeability (seconds) and average flow rate diameter (μm) shown in Table 4 produced based on the above "Example of Separator Membrane Formation", and
A battery was formed according to the above-mentioned "battery assembly" using the non-aqueous electrolytic solution obtained by the above-mentioned "preparation of non-aqueous electrolytic solution", and further evaluated by the above-mentioned "DC-IR measurement". The evaluation results are shown in Table 5.

表5より、本実施形態に従った場合には、負極密度が2.5mAh/cm以上という高容量であり、かつ、DC−IRが3.0以下という高出力となり、高容量と高出力が両立できる。 From Table 5, when the present embodiment is followed, the negative electrode density is as high as 2.5 mAh / cm 2 or more, and the DC-IR is as high as 3.0 or less, resulting in high capacity and high output. Can be compatible.

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Claims (3)

正極活物質を含む正極活物質層が正極集電体上に配置された正極と、
負極活物質を含む負極活物質層が負極集電体上に配置された負極と、
電気絶縁性かつ多孔質のセパレータと、
リチウム塩を含み、かつ前記セパレータ、前記正極活物質層、及び前記負極活物質層に含浸された電解質溶液と、
を備え、
前記正極及び前記負極は、前記正極活物質層及び前記負極活物質層が前記セパレータを挟むように対向配置され、
前記負極の電極密度が、2.5mAh/cm〜5.0mAh/cmであり、
前記負極活物質層に含まれる前記負極活物質のうちの30重量%〜100重量%は、理論容量が700Ah/kg〜4000Ah/kgの負極活物質であり、かつ
前記セパレータの平均流量径(μm)×透気度(秒/100mL)の値が、2.0〜8.0である、リチウムイオン二次電池。
A positive electrode in which a positive electrode active material layer containing a positive electrode active material is arranged on a positive electrode current collector,
A negative electrode in which a negative electrode active material layer containing a negative electrode active material is arranged on a negative electrode current collector,
With an electrically insulating and porous separator,
An electrolyte solution containing a lithium salt and impregnating the separator, the positive electrode active material layer, and the negative electrode active material layer.
With
The positive electrode and the negative electrode are arranged so that the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer face each other so as to sandwich the separator.
The electrode density of the negative electrode is 2.5 mAh / cm 2 to 5.0 mAh / cm 2 .
Of the negative electrode active material contained in the negative electrode active material layer, 30% by weight to 100% by weight is a negative electrode active material having a theoretical capacity of 700 Ah / kg to 4000 Ah / kg, and the average flow diameter (μm) of the separator. ) × A lithium ion secondary battery having a value of air permeability (seconds / 100 mL) of 2.0 to 8.0.
前記理論容量が700Ah/kg〜4000Ah/kgの負極活物質が、ケイ素(Si)合金、又は一酸化ケイ素(SiO)である、請求項1に記載のリチウムイオン二次電池。 The lithium ion secondary battery according to claim 1, wherein the negative electrode active material having a theoretical capacity of 700 Ah / kg to 4000 Ah / kg is a silicon (Si) alloy or silicon monoxide (SiO). 前記負極活物質層のうち3重量%〜30重量%のポリイミドを含む、請求項1又は2に記載のリチウムイオン二次電池。 The lithium ion secondary battery according to claim 1 or 2, which contains 3% by weight to 30% by weight of polyimide of the negative electrode active material layer.
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