JP7034842B2 - Multi-layer separator - Google Patents

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Description

本発明は、蓄電デバイス(以下、単に「電池」ともいう。)の発電要素に用いる蓄電デバイス用多層セパレータに関し、さらには、これを用いた電池などに関する。 The present invention relates to a multilayer separator for a power storage device used as a power generation element of a power storage device (hereinafter, also simply referred to as a "battery"), and further relates to a battery using the multilayer separator.

従来、蓄電デバイスでは、正極板と負極板との間にセパレータを介在させた発電要素に、電解液を含浸させていた。一般に、セパレータには、イオン透過性と、シャットダウン機能などの安全性が求められるため、ポリオレフィン樹脂を含む多孔層を備えるセパレータが使用されている。さらに、熱暴走時の電気絶縁性、耐熱性、サイクル特性などの観点から、樹脂多孔層と、無機フィラー及びそのバインダを含む多孔層とが積層された多層セパレータも検討されている(特許文献1~4)。 Conventionally, in a power storage device, an electrolytic solution is impregnated into a power generation element having a separator interposed between a positive electrode plate and a negative electrode plate. Generally, a separator having a porous layer containing a polyolefin resin is used because the separator is required to have ion permeability and safety such as a shutdown function. Further, from the viewpoint of electrical insulation, heat resistance, cycle characteristics, etc. during thermal runaway, a multilayer separator in which a resin porous layer and a porous layer containing an inorganic filler and its binder are laminated is also being studied (Patent Document 1). ~ 4).

特許文献1には、多層セパレータのうちの一層を構成するポリオレフィン樹脂多孔膜のリチウム(Li)イオン拡散係数が特定の範囲にあると、サイクル特性又はトリクル特性が良好であることが記述されている。特許文献1では、多層セパレータにおけるポリオレフィン樹脂多孔膜以外の層のイオン拡散係数又は多層セパレータの界面のイオン拡散性について言及されていない。 Patent Document 1 describes that the cycle characteristics or trickle characteristics are good when the lithium (Li) ion diffusion coefficient of the polyolefin resin porous membrane constituting one layer of the multilayer separator is within a specific range. .. Patent Document 1 does not mention the ion diffusion coefficient of the layer other than the polyolefin resin porous membrane in the multilayer separator or the ion diffusion property at the interface of the multilayer separator.

特許文献2では、多層セパレータのうち耐熱性微粒子含有層の空孔率を55%以上に調整することによりデバイス出力特性の向上を試みているが、改善の余地があることに加え、空孔率の増加のために保存特性、リチウムデンドライト耐性等の信頼性に懸念がある。 Patent Document 2 attempts to improve the device output characteristics by adjusting the porosity of the heat-resistant fine particle-containing layer of the multilayer separator to 55% or more, but in addition to the room for improvement, the porosity There are concerns about reliability such as storage characteristics and lithium dendrite resistance due to the increase in the number of particles.

特許文献3では、耐熱性多孔質層のバインダ割合を7体積%以下に減らすことにより、出力特性の向上を試みているが、バインダ割合の下限値が不明瞭であることに加えて、結着性の低下による短絡又はサイクル特性の低下が懸念される。 Patent Document 3 attempts to improve the output characteristics by reducing the binder ratio of the heat-resistant porous layer to 7% by volume or less, but in addition to the unclear lower limit of the binder ratio, binding There is a concern that short circuit or deterioration of cycle characteristics may occur due to deterioration of properties.

特許文献4には、ポリオレフィン多孔質フィルムの表面にバインダ樹脂及びフィラーを含む耐熱層が積層されたフィルムにおいて、バインダ樹脂がポリオレフィン多孔質フィルム内部に浸透する割合を制御することによりイオン透過性を制御することが記述されているが、フィルムと耐熱層の界面のイオン透過性が出力特性に具体的にどのように影響するのか不明瞭である。 In Patent Document 4, the ion permeability is controlled by controlling the ratio of the binder resin permeating into the inside of the polyolefin porous film in the film in which the heat-resistant layer containing the binder resin and the filler is laminated on the surface of the polyolefin porous film. However, it is unclear how the ion permeability at the interface between the film and the heat-resistant layer specifically affects the output characteristics.

特開2016-76337号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-7633 特開2011-100602号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-100602 国際公開第2012/005152号International Publication No. 2012/005152 特開2013-46998号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-46998

従来の多層セパレータは、耐熱性フィラー含有層により耐熱性を有するものであるが、蓄電デバイス内での出力特性と保存特性については検討されていないか、又は改良の余地がある。また、従来の多層セパレータの中には、透気度上昇を抑制するように設計されたものもあるが、透気度は、多層構造全体の気体透過性を表すにすぎず、多層セパレータに於いては必ずしもデバイス出力特性と関係しない。また、従来の多層セパレータの中には、基材となる一層の構造制御によって、多層間の界面での抵抗上昇を抑えるように設計されたものもあるが、抵抗上昇の抑制が十分ではなかった。
したがって、本発明は、出力特性と保存特性を両立する蓄電デバイス用多層セパレータを提供することを目的とする。
The conventional multilayer separator has heat resistance due to the heat-resistant filler-containing layer, but the output characteristics and storage characteristics in the power storage device have not been studied or there is room for improvement. Further, although some conventional multi-layer separators are designed to suppress an increase in air permeability, the air permeability merely represents the gas permeability of the entire multi-layer structure, and is used in the multi-layer separator. However, it is not necessarily related to the device output characteristics. In addition, some of the conventional multilayer separators are designed to suppress the increase in resistance at the interface between the layers by controlling the structure of one layer as the base material, but the suppression of the increase in resistance is not sufficient. ..
Therefore, an object of the present invention is to provide a multilayer separator for a power storage device that has both output characteristics and storage characteristics.

上記課題は、以下の技術的手段により解決されるものである。
[1]
ポリオレフィン樹脂を含む多孔層Aと無機粒子を含む多孔層Bを備える蓄電デバイス用多層セパレータであって、
前記蓄電デバイス用多層セパレータのフッ化物イオンのパルス磁場勾配NMR測定において前記多孔層Bのイオン拡散係数をD(B)とし、かつ前記蓄電デバイス用多層セパレータのフッ化物イオンの交換NMR測定において100msのミキシングタイムでの前記多孔層Aと前記多孔層Bの間のイオン透過率(%)をr(AB)とした場合、r(AB)とD(B)が、以下の関係式:
r(AB)/D(B) > 7.0×1011
1×10-11 < D(B) < 1×10-10
を満たす、蓄電デバイス用多層セパレータ。
[2]
前記蓄電デバイス用多層セパレータのフッ化物イオンのパルス磁場勾配NMR測定において前記多孔層Aのイオン拡散係数をD(A)とした場合、D(A)が、以下の関係式:
8×10-11 < D(A) < 1×10-9
を満たす、[1]に記載の蓄電デバイス用多層セパレータ。
[3]
前記r(AB)と前記D(B)が、以下の関係式:
r(AB)/D(B) ≦ 5.0×1012
を満たす、[1]又は[2]に記載の蓄電デバイス用多層セパレータ。
[4]
前記蓄電デバイス用多層セパレータのフッ化物イオンの交換NMR測定において、下記式:
S(%/ms)={(ミキシングタイム100msでのイオン透過率r(AB))-(ミキシングタイム20msでのイオン透過率r(AB))}/(100-20)
により算出される値Sをイオン透過指数S(AB)とした場合、S(AB)と前記イオン拡散係数D(B)とが、以下の関係式:
S(AB)/D(B) > 4.0×10
を満たす、[1]~[3]のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用多層セパレータ。
[5]
前記S(AB)と前記D(B)が、以下の関係式:
S(AB)/D(B) ≦ 3.5×1010
を満たす、[4]に記載の蓄電デバイス用多層セパレータ。
[6]
ポリオレフィン樹脂を含む多孔層Aと無機粒子を含む多孔層Bを備える蓄電デバイス用多層セパレータであって、
前記蓄電デバイス用多層セパレータのフッ化物イオンのパルス磁場勾配NMR測定において前記多孔層Bのイオン拡散係数をD(B)とし、かつ前記蓄電デバイス用多層セパレータのフッ化物イオンの交換NMR測定において、下記式:
S(%/ms)={(ミキシングタイム100msでの多孔層Aと多孔層Bの間のイオン透過率r(AB))-(ミキシングタイム20msでの多孔層Aと多孔層Bの間のイオン透過率r(AB))}/(100-20)
により算出される値Sをイオン透過指数S(AB)とした場合、S(AB)とD(B)が、以下の関係式:
S(AB)/D(B) > 4.0×10
1×10-11 < D(B) < 1×10-10
を満たす、蓄電デバイス用多層セパレータ。
[7]
前記S(AB)と前記D(B)が、以下の関係式:
S(AB)/D(B) ≦ 3.5×1010
を満たす、[6]に記載の蓄電デバイス用多層セパレータ。
The above problems are solved by the following technical means.
[1]
A multilayer separator for a power storage device including a porous layer A containing a polyolefin resin and a porous layer B containing inorganic particles.
The ion diffusion coefficient of the porous layer B is set to D (B) in the pulsed magnetic field gradient NMR measurement of the fluoride ion of the multilayer separator for a power storage device, and 100 ms in the exchange NMR measurement of the fluoride ion of the multilayer separator for a power storage device. When the ion permeability (%) between the porous layer A and the porous layer B at the mixing time is r (AB), r (AB) and D (B) have the following relational expression:
r (AB) / D (B)> 7.0 × 10 11
1 × 10-11 <D (B) <1 × 10-10
A multi-layer separator for power storage devices that meets the requirements.
[2]
When the ion diffusion coefficient of the porous layer A is D (A) in the pulsed magnetic field gradient NMR measurement of the fluoride ion of the multilayer separator for a power storage device, D (A) is the following relational expression:
8 × 10-11 <D (A) <1 × 10-9
The multilayer separator for a power storage device according to [1], which satisfies the above conditions.
[3]
The relational expression between r (AB) and D (B) is as follows:
r (AB) / D (B) ≤ 5.0 × 10 12
The multilayer separator for a power storage device according to [1] or [2], which satisfies the above conditions.
[4]
In the exchange NMR measurement of the fluoride ion of the multilayer separator for a power storage device, the following formula:
S (% / ms) = {(Ion transmittance r (AB) at mixing time 100 ms)-(Ion transmittance r (AB) at mixing time 20 ms)} / (100-20)
When the value S calculated by the above is the ion transmission index S (AB), S (AB) and the ion diffusion coefficient D (B) have the following relational expression:
S (AB) / D (B)> 4.0 × 10 9
The multilayer separator for a power storage device according to any one of [1] to [3], which satisfies the above conditions.
[5]
The S (AB) and the D (B) have the following relational expression:
S (AB) / D (B) ≤ 3.5 × 10 10
The multilayer separator for a power storage device according to [4], which satisfies the above conditions.
[6]
A multilayer separator for a power storage device including a porous layer A containing a polyolefin resin and a porous layer B containing inorganic particles.
The ion diffusion coefficient of the porous layer B is set to D (B) in the pulsed magnetic field gradient NMR measurement of the fluoride ion of the multilayer separator for a power storage device, and the following is performed in the exchange NMR measurement of the fluoride ion of the multilayer separator for a power storage device. formula:
S (% / ms) = {(Ion transmittance r (AB) between the porous layer A and the porous layer B at the mixing time of 100 ms)-(Ions between the porous layer A and the porous layer B at the mixing time of 20 ms) Transmittance r (AB))} / (100-20)
When the value S calculated by the above is the ion permeation index S (AB), S (AB) and D (B) are the following relational expressions:
S (AB) / D (B)> 4.0 × 10 9
1 × 10-11 <D (B) <1 × 10-10
A multi-layer separator for power storage devices that meets the requirements.
[7]
The S (AB) and the D (B) have the following relational expression:
S (AB) / D (B) ≤ 3.5 × 10 10
The multilayer separator for a power storage device according to [6], which satisfies the above conditions.

本発明によれば、出力特性と保存特性を両立する蓄電デバイス用多層セパレータ及びそれを用いた蓄電デバイスを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a multilayer separator for a power storage device having both output characteristics and storage characteristics, and a power storage device using the same.

図1は、ポリオレフィン樹脂を含む多孔層Aと無機粒子を含む多孔層Bを備える蓄電デバイス用多層セパレータにおけるイオン拡散挙動を説明するための模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the ion diffusion behavior in a multilayer separator for a power storage device including a porous layer A containing a polyolefin resin and a porous layer B containing inorganic particles. 図2は、図1に示される蓄電デバイス用多層セパレータにおけるフッ化物イオンの交換NMRスペクトルの一例であり、図2(a)は、ミキシングタイム(mixing time)が100msの場合を表し、かつ図2(b)は、mixing timeが20msの場合を表す。FIG. 2 is an example of a fluoride ion exchange NMR spectrum in the multilayer separator for a power storage device shown in FIG. 1, and FIG. 2A shows a case where the mixing time is 100 ms, and FIG. 2A is shown in FIG. (B) represents the case where the mixing time is 20 ms. 図3は、図2(a)に示される多孔層Aのピーク最大値でのスライスデータであり、対角ピークと交差ピークの面積の求め方を表す。FIG. 3 is slice data at the peak maximum value of the porous layer A shown in FIG. 2A, and shows how to obtain the areas of diagonal peaks and intersecting peaks.

以下、本発明の実施形態(以下、「本実施形態」という。)を詳細に説明するが、本発明は本実施形態に限定されるものではない。本明細書において、各数値範囲の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。 Hereinafter, embodiments of the present invention (hereinafter referred to as “the present embodiment”) will be described in detail, but the present invention is not limited to the present embodiment. In the present specification, the upper limit value and the lower limit value of each numerical range can be arbitrarily combined.

<多層セパレータ>
本実施形態に係る多層セパレータは、ポリオレフィン樹脂を含む多孔層Aと無機粒子を含む多孔層Bを含む。
<Multilayer separator>
The multilayer separator according to the present embodiment includes a porous layer A containing a polyolefin resin and a porous layer B containing inorganic particles.

[各層のイオン拡散係数と多層間イオン透過率又は多層間イオン透過指数]
第一の実施形態に係る多層セパレータは、そのフッ化物イオンのパルス磁場勾配NMR測定において多孔層Bのイオン拡散係数をD(B)とし、そのフッ化物イオンの交換NMR測定において100msのミキシングタイムでの多孔層Aと多孔層Bの間のイオン透過率(%)をr(AB)とした場合、r(AB)とD(B)が、以下の関係式:
r(AB)/D(B) > 7.0×1011
1×10-11 < D(B) < 1×10-10
を満たす。r(AB)/D(B)>7.0×1011かつ1×10-11<D(B)<1×10-10の関係を満たす多層セパレータは、無機粒子を含有する層のイオン拡散性又は透過性が従来のセパレータと同等又は劣るにもかかわらず、多孔層AとBの間のイオン透過性が著しく優れるという新規かつ独特な構成を有し、それにより蓄電デバイスの出力特性と保存特性を両立する。
[Ion diffusion coefficient of each layer and multi-layer ion transmission rate or multi-layer ion transmission index]
The multilayer separator according to the first embodiment has the ion diffusion coefficient of the porous layer B as D (B) in the pulsed magnetic field gradient NMR measurement of the fluoride ion, and has a mixing time of 100 ms in the exchange NMR measurement of the fluoride ion. When the ion permeability (%) between the porous layer A and the porous layer B is r (AB), r (AB) and D (B) have the following relational expression:
r (AB) / D (B)> 7.0 × 10 11
1 × 10-11 <D (B) <1 × 10-10
Meet. A multilayer separator satisfying the relationship of r (AB) / D (B)> 7.0 × 10 11 and 1 × 10-11 <D (B) <1 × 10-10 is an ion diffusion of a layer containing inorganic particles. It has a novel and unique configuration in which the ion permeability between the porous layers A and B is remarkably excellent, although the property or permeability is equal to or inferior to that of the conventional separator, whereby the output characteristics and storage of the power storage device are achieved. Both characteristics are compatible.

出力特性及び保存特性をさらに向上させるという観点から、r(AB)/D(B)は、好ましくは8.5×1011以上、より好ましくは1.0×1012以上若しくは1.5×1012以上であり、かつ/又はD(B)は、好ましくは3.2×10-11以上1×10-10未満、より好ましくは4.0×10-11以上1×10-10未満である。なお、r(AB)/D(B)の上限値は、出力特性と保存特性のバランスの観点から、5.0×1012以下であることができる。
なお、多層セパレータの交換NMR測定及びパルス磁場勾配NMR測定については、実施例の項目において詳述する。
From the viewpoint of further improving the output characteristics and the storage characteristics, r (AB) / D (B) is preferably 8.5 × 10 11 or more, more preferably 1.0 × 10 12 or more or 1.5 × 10 12 or more and / or D (B) is preferably 3.2 × 10 -11 or more and less than 1 × 10 -10 , more preferably 4.0 × 10 -11 or more and less than 1 × 10 -10 . .. The upper limit of r (AB) / D (B) can be 5.0 × 10 12 or less from the viewpoint of the balance between the output characteristic and the storage characteristic.
The exchange NMR measurement of the multilayer separator and the pulsed magnetic field gradient NMR measurement will be described in detail in the items of Examples.

第二の実施形態に係る多層セパレータは、そのフッ化物イオンのパルス磁場勾配NMR測定において多孔層Bのイオン拡散係数をD(B)とし、そのフッ化物イオンの交換NMR測定において、下記式:
S(%/ms)={(ミキシングタイム100msでの多孔層Aと多孔層Bの間のイオン透過率r(AB))-(ミキシングタイム20msでの多孔層Aと多孔層Bの間のイオン透過率r(AB))}/(100-20)
により算出される値Sをイオン透過指数S(AB)とした場合、S(AB)とD(B)が、以下の関係式:
S(AB)/D(B) > 4.0×10
1×10-11 < D(B) < 1×10-10
を満たす。S(AB)/D(B)>4.0×10かつ1×10-11<D(B)<1×10-10の関係を満たす多層セパレータは、無機粒子を含有する層のイオン拡散性又は透過性が従来のセパレータと同等又は劣るにもかかわらず、多孔層AとBの間のイオン透過性が著しく優れるという新規かつ独特な構成を有し、それにより蓄電デバイスの出力特性と保存特性を両立する。
The multilayer separator according to the second embodiment has the ion diffusion coefficient of the porous layer B as D (B) in the pulsed magnetic field gradient NMR measurement of the fluoride ion, and the following formula:
S (% / ms) = {(Ion transmittance r (AB) between the porous layer A and the porous layer B at the mixing time of 100 ms)-(Ions between the porous layer A and the porous layer B at the mixing time of 20 ms) Transmittance r (AB))} / (100-20)
When the value S calculated by the above is the ion permeation index S (AB), S (AB) and D (B) are the following relational expressions:
S (AB) / D (B)> 4.0 × 10 9
1 × 10-11 <D (B) <1 × 10-10
Meet. The multilayer separator satisfying the relationship of S (AB) / D (B)> 4.0 × 10 9 and 1 × 10 -11 <D (B) <1 × 10 -10 is an ion diffusion of the layer containing the inorganic particles. It has a novel and unique configuration in which the ion permeability between the porous layers A and B is remarkably excellent, although the property or permeability is equal to or inferior to that of the conventional separator, whereby the output characteristics and storage of the power storage device are achieved. Both characteristics are compatible.

出力特性及び保存特性をさらに向上させるという観点から、S(AB)/D(B)は、好ましくは4.8×10以上、より好ましくは9.4×10以上若しくは1.0×1010以上であり、かつ/又はD(B)は、好ましくは3.2×10-11以上1×10-10未満、より好ましくは4.0×10-11以上1×10-10未満である。なお、S(AB)/D(B)の上限値は、出力特性と保存特性のバランスの観点から、3.5×1010以下であることができる。 From the viewpoint of further improving output characteristics and storage characteristics, S (AB) / D (B) is preferably 4.8 × 10 9 or more, more preferably 9.4 × 10 9 or more or 1.0 × 10. 10 or more and / or D (B) is preferably 3.2 × 10 -11 or more and less than 1 × 10 -10 , more preferably 4.0 × 10 -11 or more and less than 1 × 10 -10 . .. The upper limit of S (AB) / D (B) can be 3.5 × 10 10 or less from the viewpoint of the balance between the output characteristic and the storage characteristic.

第三の実施形態に係る多層セパレータは、そのフッ化物イオンのパルス磁場勾配NMR測定及びフッ化物イオンの交換NMR測定において、r(AB)とS(AB)とD(B)が以下の関係式:
r(AB)/D(B) > 7.0×1011
S(AB)/D(B) > 4.0×10
1×10-11 < D(B) < 1×10-10
を満たす。
第一、第二及び第三の実施形態に共通する多層セパレータの構成要素について以下に説明する。
The multilayer separator according to the third embodiment has the following relational expression in which r (AB), S (AB) and D (B) are used in the pulsed magnetic field gradient NMR measurement of the fluoride ion and the exchange NMR measurement of the fluoride ion. :
r (AB) / D (B)> 7.0 × 10 11
S (AB) / D (B)> 4.0 × 10 9
1 × 10-11 <D (B) <1 × 10-10
Meet.
The components of the multilayer separator common to the first, second and third embodiments will be described below.

出力特性及び保存特性の両立という観点から、蓄電デバイス用多層セパレータのフッ化物イオンのパルス磁場勾配NMR測定において多孔層Aのイオン拡散係数をD(A)とした場合、D(A)が、以下の関係式:
8×10-11 < D(A) < 1×10-9
を満たすことが好ましい。D(A)は、9.3×10-11以上1×10-9未満であることがより好ましい。
From the viewpoint of achieving both output characteristics and storage characteristics, when the ion diffusion coefficient of the porous layer A is D (A) in the pulsed magnetic field gradient NMR measurement of the fluoride ion of the multilayer separator for a power storage device, D (A) is as follows. Relational expression:
8 × 10-11 <D (A) <1 × 10-9
It is preferable to satisfy. It is more preferable that D (A) is 9.3 × 10-11 or more and less than 1 × 10-9 .

D(A)とD(B)とr(AB)/D(B)とS(AB)/D(B)を上記で説明された数値範囲内に制御することは、例えば、多孔層AとBの界面付近に適量の無機粒子用バインダを配置することにより、より詳細には、下記手段(i)又は(ii)を適宜調整することにより実現することが可能である:
(i)多孔層B形成用スラリーにおいて、無機粒子に加えて、イオン性バインダと、溶解性かつ非イオン性の分散剤及び/又は添加剤とを使用して、バインダの偏析とバインダの均一分散のバランスを取って、界面での適度なイオン透過を確保する。
(ii)多層セパレータ表面ではスラリー溶媒が塗布基材に浸透しない場合、溶媒は塗布面の最表面から最後に揮発していくので、特に粒子状の非溶解性バインダを用いた場合に基材側に沈降及び/又は偏析が起こり易く、基材/塗工界面より最表面のバインダによる孔閉塞が少ないという観点から、仮支持体又はフィルム上に多孔層Bを形成しておき、その後に多孔層Bを多孔層Aに転写する。それにより、界面でのイオン透過を損なわない。
Controlling D (A), D (B), r (AB) / D (B) and S (AB) / D (B) within the numerical ranges described above is, for example, with the porous layer A. By arranging an appropriate amount of a binder for inorganic particles near the interface of B, more specifically, it can be realized by appropriately adjusting the following means (i) or (ii):
(I) In the slurry for forming the porous layer B, in addition to the inorganic particles, an ionic binder and a soluble and non-ionic dispersant and / or an additive are used to segregate the binder and uniformly disperse the binder. To ensure proper ion permeation at the interface.
(Ii) When the slurry solvent does not permeate the coated substrate on the surface of the multilayer separator, the solvent volatilizes last from the outermost surface of the coated surface, so that the substrate side is particularly used when a particulate insoluble binder is used. A porous layer B is formed on the temporary support or film from the viewpoint that sedimentation and / or segregation is likely to occur in the temporary support or the film is less likely to be blocked by the binder on the outermost surface than the substrate / coating interface, and then the porous layer is formed. B is transferred to the porous layer A. Thereby, the ion permeation at the interface is not impaired.

[積層構造]
本実施形態では、多層セパレータは、以下のような積層構造:
多孔層A/多孔層B
多孔層B/多孔層A/多孔層B
多孔層A/多孔層B/多孔層A
のいずれかを有することができ、かつ/又はいずれかの積層構造の繰り返しを含んでよい。
[Laminate structure]
In the present embodiment, the multilayer separator has the following laminated structure:
Porous layer A / Porous layer B
Porous layer B / Porous layer A / Porous layer B
Porous layer A / Porous layer B / Porous layer A
And / or may include repetition of any of the laminated structures.

[多孔層A]
多孔層Aは、ポリオレフィン樹脂を含む層である。多孔層A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ことが好ましい。多孔層Aにおけるポリオレフィン樹脂が占める割合は、より好ましくは60質量%以上100質量%以下、更に好ましくは70質量%以上100質量%以下である。
[Poor layer A]
The porous layer A is a layer containing a polyolefin resin. It is preferable that the polyolefin resin occupies 50% by mass or more and 100% by mass or less of the porous layer A. The proportion of the polyolefin resin in the porous layer A 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.

樹脂に使用するポリオレフィンの粘度平均分子量としては、成形加工性の観点から、好ましくは1,000以上、より好ましくは2,000以上、さらに好ましくは5,000以上であり、上限として好ましくは12,000,000未満、好ましくは2,000,000未満、さらに好ましくは1,000,000未満である。 From the viewpoint of molding processability, the viscosity average molecular weight of the polyolefin used for the resin is preferably 1,000 or more, more preferably 2,000 or more, still more preferably 5,000 or more, and the upper limit is preferably 12. It is less than 1,000,000, preferably less than 2,000,000, more preferably less than 1,000,000.

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、蓄電デバイス用セパレータのシャットダウン特性の観点から、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。
The polyolefin resin is not particularly limited, and is a homopolymer obtained by using, for example, ethylene, propylene, 1-butene, 4-methyl-1-pentene, 1-hexene, 1-octene and the like as monomers, and a homopolymer and a homoweight. Examples thereof include coalescence or a multi-stage polymer. Further, these polyolefin resins may be used alone or in combination of two or more.
Of these, polyethylene, polypropylene, copolymers thereof, and mixtures thereof are preferable from the viewpoint of the shutdown characteristics of the separator for a power storage device.

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

多孔層A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、ポリオレフィン樹脂以外の重合体、例えば、含フッ素樹脂、含フッ素ゴム、その他のゴム類、ポリイミド及びその前駆体など;無機フィラー;酸化防止剤;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。 Any additive can be contained in the porous layer A. Additives include polymers other than polyolefin resins, such as fluororesins, fluororubbers, other rubbers, polyimides and precursors thereof; inorganic fillers; antioxidants; metal soaps; UV absorbers; light. Stabilizers; antistatic agents; antifogging agents; coloring pigments and the like can be mentioned. The total amount of these additives added is preferably 20 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polyolefin resin from the viewpoint of improving shutdown performance and the like, more preferably 10 parts by mass or less, still more preferably 5 parts by mass. It is less than a part.

[多孔層B]
多孔層Bは、無機粒子を含む層である。多孔層Bの50質量%以上100質量%以下を無機粒子が占めることが好ましい。多孔層Bにおける無機粒子が占める割合は、より好ましくは60質量%以上100質量%以下、更に好ましくは70質量%以上100質量%以下である。
[Poor layer B]
The porous layer B is a layer containing inorganic particles. It is preferable that the inorganic particles occupy 50% by mass or more and 100% by mass or less of the porous layer B. The proportion of the inorganic particles in the porous layer B 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.

多孔層Bは、所望により、無機粒子同士を結着させるバインダ樹脂、無機粒子をバインダ樹脂中に分散させる分散剤を含んでよい。
無機粒子としては、例えば、アルミナ、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、及び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、及び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、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、水酸化酸化アルミニウム、チタン酸カリウム、タルク、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、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、及びケイ砂等のセラミックス;並びにガラス繊維などが挙げられる。無機粒子は、単独で用いてもよく、複数を併用してもよい。
ここでいうバインダ樹脂としては、例えば、1)共役ジエン系重合体、2)アクリル系重合体、3)ポリビニルアルコール系樹脂、及び4)含フッ素樹脂が挙げられる。また、バインダ樹脂は、溶解性樹脂、又は非溶解性ラテックスの形態のいずれでもよいが、非溶解性ラテックスであることが好ましい。さらに、イオン性官能基又は非イオン性官能基がバインダ樹脂構造に含まれてもよいが、カルボン酸、カルボン酸塩、スルホン酸、スルホン酸塩、リン酸、リン酸塩などのイオン性官能基が含まれることが好ましい。
If desired, the porous layer B may contain a binder resin that binds the inorganic particles to each other, and a dispersant that disperses the inorganic particles in the binder resin.
Examples of the inorganic particles include oxide-based ceramics such as alumina, silica, titania, zirconia, magnesia, ceria, itria, zinc oxide, and iron oxide; nitride-based ceramics such as silicon nitride, titanium nitride, and boron nitride; Silicon carbide, calcium carbonate, magnesium sulfate, aluminum sulfate, barium sulfate, aluminum hydroxide, aluminum hydroxide, aluminum hydroxide, potassium titanate, talc, kaolinite, dekite, nacrite, halloysite, pyrophyllite, montmorillonite, sericite, mica, Ceramics such as amesite, bentonite, asbestos, zeolite, calcium silicate, magnesium silicate, silicate soil, and silica sand; as well as glass fiber and the like. The inorganic particles may be used alone or in combination of two or more.
Examples of the binder resin here include 1) a conjugated diene-based polymer, 2) an acrylic-based polymer, 3) a polyvinyl alcohol-based resin, and 4) a fluororesin. The binder resin may be in the form of a soluble resin or an insoluble latex, but is preferably an insoluble latex. Further, an ionic functional group or a non-ionic functional group may be contained in the binder resin structure, but an ionic functional group such as a carboxylic acid, a carboxylate, a sulfonic acid, a sulfonate, a phosphoric acid, or a phosphate. Is preferably contained.

1)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。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、スチレン-ブタジエン、置換直鎖共役ペンタジエン類、置換及び側鎖共役ヘキサジエン類等が挙げられ、これらは、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。中でも、1,3-ブタジエンが好ましい。 1) The conjugated diene-based 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-chlor-1,3-butadiene, styrene-butadiene, and the like. Examples thereof include substituted linear conjugated pentadiene, substituted and side chain conjugated hexadiene, and these may be used alone or in combination of two or more. Of these, 1,3-butadiene is preferable.

2)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)アクリル酸及び(メタ)アクリル酸エステルから成る群から選ばれる少なくとも一つを示す。
このような化合物としては、例えば、下記式(P1)で表される化合物が挙げられる。
CH=CRY1-COO-RY2 (P1)
{式中、RY1は、水素原子又はメチル基を示し、かつRY2は、水素原子又は1価の炭化水素基を示す。}
Y2が水素原子の場合は、重合後にイオン性のカルボキシル基を水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、アンモニア等の塩基性化合物により、水素イオンをリチウムイオン、ナトリウムイオン、アンモニウムイオンなどに置換してもよい。
Y2が1価の炭化水素基の場合は、置換基を有してよく、かつ/又は鎖内にヘテロ原子を有してよい。1価の炭化水素基としては、例えば、直鎖又は分岐の鎖状アルキル基、シクロアルキル基、及びアリール基が挙げられる。
Y2の1種である鎖状アルキル基として、より具体的には、メチル基、エチル基、n-プロピル基、及びイソプロピル基である炭素原子数が1~3の鎖状アルキル基;n-ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基、n-ヘキシル基、2-エチルヘキシル基、及びラウリル基等の、炭素原子数が4以上の鎖状アルキル基が挙げられる。また、RY2の1種であるアリール基としては、例えばフェニル基が挙げられる。
また、1価の炭化水素基の置換基としては、例えばヒドロキシル基及びフェニル基が挙げられ、鎖内のヘテロ原子としては、例えばハロゲン原子、酸素原子等が挙げられる。
このような(メタ)アクリル系化合物としては、(メタ)アクリル酸、鎖状アルキル(メタ)アクリレート、シクロアルキル(メタ)アクリレート、ヒドロキシル基を有する(メタ)アクリレート、フェニル基含有(メタ)アクリレート等を挙げることができる。(メタ)アクリル系化合物は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。
2) The acrylic polymer is a polymer containing a (meth) acrylic compound as a monomer unit. The (meth) acrylic compound refers to at least one selected from the group consisting of (meth) acrylic acid and (meth) acrylic acid ester.
Examples of such a compound include a compound represented by the following formula (P1).
CH 2 = CR Y1 -COO- RY2 (P1)
{In the formula, RY1 represents a hydrogen atom or a methyl group, and RY2 represents a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group. }
When RY2 is a hydrogen atom, even if the ionic carboxyl group is replaced with a basic compound such as lithium hydroxide, sodium hydroxide or ammonia after polymerization, the hydrogen ion is replaced with lithium ion, sodium ion, ammonium ion or the like. good.
When RY2 is a monovalent hydrocarbon group, it may have a substituent and / or may have a heteroatom in the chain. Examples of the monovalent hydrocarbon group include a linear or branched chain alkyl group, a cycloalkyl group, and an aryl group.
As a chain alkyl group which is a kind of RY2 , more specifically, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, and a chain alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, which is an isopropyl group; n- Examples thereof include chain alkyl groups having 4 or more carbon atoms such as a butyl group, an isobutyl group, a t-butyl group, an n-hexyl group, a 2-ethylhexyl group, and a lauryl group. Moreover, as an aryl group which is one kind of RY2 , for example, a phenyl group can be mentioned.
Examples of the substituent of the monovalent hydrocarbon group include a hydroxyl group and a phenyl group, and examples of the hetero atom in the chain include a halogen atom and an oxygen atom.
Examples of such (meth) acrylic compounds include (meth) acrylic acid, chain alkyl (meth) acrylate, cycloalkyl (meth) acrylate, (meth) acrylate having a hydroxyl group, and phenyl group-containing (meth) acrylate. Can be mentioned. The (meth) acrylic compound may be used alone or in combination of two or more.

3)ポリビニルアルコール系樹脂としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル等が挙げられる。 3) Examples of the polyvinyl alcohol-based resin include polyvinyl alcohol and polyvinyl acetate.

4)含フッ素樹脂としては、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等が挙げられる。 4) Examples of the fluororesin include polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene-tetrafluoroethylene copolymer, and ethylene-tetrafluoroethylene. Examples thereof include copolymers.

ここでいう分散剤は、スラリー中で無機粒子表面に吸着し、静電反発などにより無機粒子を安定化させるものであり、例えば、ポリカルボン酸塩、スルホン酸塩、ポリオキシエーテル、界面活性剤などである。 The dispersant referred to here is one that adsorbs to the surface of inorganic particles in a slurry and stabilizes the inorganic particles by electrostatic repulsion or the like. For example, a polycarboxylate, a sulfonate, a polyoxyether, or a surfactant. And so on.

<多層セパレータの製造方法及び物性>
本実施形態に係る多層セパレータは、例えば、以下の方法I又はIIにより製造されることができる。
<Manufacturing method and physical properties of multilayer separator>
The multilayer separator according to the present embodiment can be produced, for example, by the following method I or II.

[方法I:スラリー塗工]
方法Iは、以下の工程:
(Ia)ポリオレフィン樹脂及び可塑剤を含む組成物Aの溶融混錬及び押し出し、その後の延伸及び可塑剤抽出によって、多孔層Aとしてのポリオレフィン樹脂膜を形成する工程;並びに
(Ib)無機粒子と、溶媒と、イオン性バインダと、溶解性かつ非イオン性の分散剤及び/又は添加剤とを含むスラリーを、多孔層Aの少なくとも片面に塗工し、乾燥により溶媒を揮発させて、多孔層Bを形成する工程;
を含む。
[Method I: Slurry coating]
Method I is the following step:
(Ia) A step of forming a polyolefin resin film as the porous layer A by melt-kneading and extruding the composition A containing the polyolefin resin and the plasticizer, and then stretching and extracting the plasticizer; and (Ib) the inorganic particles and A slurry containing a solvent, an ionic binder, and a soluble and nonionic dispersant and / or an additive is applied to at least one surface of the porous layer A, and the solvent is volatilized by drying to volatilize the porous layer B. Steps to form;
including.

[方法II:転写]
方法IIは、以下の工程:
(IIa)ポリオレフィン樹脂及び可塑剤を含む組成物Aの溶融混錬及び押し出し、その後の延伸及び可塑剤抽出によって、多孔層Aとしてのポリオレフィン樹脂膜を形成する工程;
(IIb)無機粒子と、樹脂バインダと、水又は水系溶媒と、所望によりスラリーの流動調整剤又は表面張力調整剤とを含むスラリーを、支持フィルムに塗工して、多孔層Bを形成する工程;並びに
(IIc)支持フィルムから多孔層Bを多孔層Aの少なくとも片面に転写する工程;
を含む。
工程IIb及び工程IIcを行うためには、多孔層Bが支持フィルムよりも多孔層Aに接着性を有するように、支持フィルムを選ぶことが好ましい。
[Method II: Transfer]
Method II has the following steps:
(IIa) A step of forming a polyolefin resin film as the porous layer A by melt-kneading and extruding the composition A containing the polyolefin resin and the plasticizer, and then stretching and extracting the plasticizer;
(IIb) A step of coating a support film with a slurry containing inorganic particles, a resin binder, water or an aqueous solvent, and optionally a flow adjuster or surface tension adjuster of the slurry to form a porous layer B. And (IIc) the step of transferring the porous layer B from the support film to at least one side of the porous layer A;
including.
In order to carry out Step IIb and Step IIc, it is preferable to select the support film so that the porous layer B has more adhesiveness to the porous layer A than the support film.

方法Iの工程Ia又は方法IIの工程IIaは、従来の可塑剤を使用するポリオレフィン樹脂多孔単層膜の製造法に従って行われることができる。組成物Aは、所望により、溶媒、添加剤などをさらに含んでよい。また、可塑剤抽出時に溶媒を使用してよい。 The step Ia of the method I or the step IIa of the method II can be performed according to a method for producing a polyolefin resin porous single-layer film using a conventional plasticizer. The composition A may further contain a solvent, additives and the like, if desired. Further, a solvent may be used at the time of extracting the plasticizer.

組成物Aの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し、樹脂成分を加熱溶融させながら任意の比率で可塑剤を導入して混練する方法が挙げられる。この際、ポリオレフィン樹脂、その他の添加剤及び可塑剤を樹脂混練装置に投入する前に、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ことが好ましい。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。
無機粒子含有スラリーの調製方法としては、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法などが挙げられる。
As a method for melt-kneading the composition A, for example, a polyolefin resin and, if necessary, other additives are put into a resin kneading device such as an extruder, a kneader, a laboplast mill, a kneading roll, and a Banbury mixer to heat the resin component. Examples thereof include a method of introducing a plasticizer at an arbitrary ratio while melting and kneading. At this time, it is preferable to pre-knead the polyolefin resin, other additives and the plasticizer at a predetermined ratio using a Henschel mixer or the like before putting them into the resin kneading apparatus. By using such a kneading method, the dispersibility of the plasticizer is enhanced, and when the sheet-shaped molded product of the resin composition and the melt-kneaded plasticizer is stretched in a later step, the film is not broken and the magnification is high. It tends to be able to be stretched with.
Examples of the method for preparing the inorganic particle-containing slurry include a ball mill, a bead mill, a planetary ball mill, a vibrating ball mill, a sand mill, a colloidal mill, an attritor, a roll mill, a high-speed impeller dispersion, a disperser, a homogenizer, a high-speed impact mill, ultrasonic dispersion, and stirring. Examples include a mechanical stirring method using blades and the like.

方法Iの工程Ib又は方法IIの工程IIbは、例えば、グラビアコーター法、小径グラビアコーター法、リバースロールコーター法、トランスファロールコーター法、キスコーター法、ディップコーター法、ナイフコーター法、エアドクタコーター法、ブレードコーター法、ロッドコーター法、スクイズコーター法、キャストコーター法、ダイコーター法、スクリーン印刷法、スプレー塗布法などにより行われることができる。 The step Ib of the method I or the step IIb of the method II may be, for example, a gravure coater method, a small diameter gravure coater method, a reverse roll coater method, a transfer roll coater method, a kiss coater method, a dip coater method, a knife coater method, an air doctor coater method, and the like. It can be performed by a blade coater method, a rod coater method, a squeeze coater method, a cast coater method, a die coater method, a screen printing method, a spray coating method, or the like.

方法I又はIIにより、r(AB)/D(B)>7.0×1011とS(AB)/D(B)>4.0×10と1×10-11<D(B)<1×10-10の関係を満たす蓄電デバイス用多層セパレータが得られる。多孔層Bは、その用途に照らし、多孔層Aの片面又は両面に形成されることができる。 By method I or II, r (AB) / D (B)> 7.0 × 10 11 and S (AB) / D (B)> 4.0 × 10 9 and 1 × 10-11 <D (B) A multilayer separator for a power storage device satisfying the relationship of <1 × 10 −10 can be obtained. The porous layer B can be formed on one side or both sides of the porous layer A in light of its use.

方法I又はIIに使用されることができるポリオレフィン樹脂、無機粒子、バインダ樹脂、分散剤及び添加剤は、上記で説明されたとおりである。方法I又はIIで使用されることができる可塑剤は、例えば、流動パラフィンなどである。方法I又はIIに使用されることができる溶媒は、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、ヘキサンなどである。水系溶媒は、水と、アルコールなどの親水性溶媒との混合物でよい。 The polyolefin resins, inorganic particles, binder resins, dispersants and additives that can be used in Method I or II are as described above. The plasticizer that can be used in Method I or II is, for example, liquid paraffin. Solvents that can be used in Method I or II are, for example, N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, water, ethanol, toluene, hot xylene, hexane and the like. The aqueous solvent may be a mixture of water and a hydrophilic solvent such as alcohol.

方法IIの工程IIbでは、使用される樹脂バインダは、好ましくはアクリルラテックスであり、かつ使用される表面張力調整剤は、好ましくはポリカルボン酸塩の水溶液及び/又は脂肪族ポリエーテルの水溶液である。 In step IIb of Method II, the resin binder used is preferably acrylic latex, and the surface tension modifier used is preferably an aqueous solution of polycarboxylate and / or an aqueous solution of aliphatic polyether. ..

方法I又はIIで使用される添加剤は、溶媒除去又は可塑剤抽出の際に除去できるものが好ましいが、蓄電デバイスの使用時に電気化学的に安定であり、電池反応を阻害せず、かつ200℃程度まで安定ならば、蓄電デバイス内(又は蓄電デバイス内のセパレータ)に残存してもよい。 The additive used in Method I or II is preferably one that can be removed during solvent removal or plasticizer extraction, but is electrochemically stable when the power storage device is used, does not inhibit the battery reaction, and is 200. If it is stable up to about ° C., it may remain in the power storage device (or the separator in the power storage device).

多層セパレータの突刺強度は、好ましくは100gf以上、より好ましくは150gf以上、更に好ましくは200gf以上であって、好ましくは600gf以下、より好ましくは550gf以下、更に好ましくは500gf以下である。突刺強度を100gf以上に調整することは、蓄電デバイスを作製する際に脱落した活物質等による破膜を抑制する観点から好ましく、また、充放電に伴う電極の膨張収縮によって短絡する懸念を低減する観点からも好ましい。一方、突刺強度を600gf以下に調整することは、加熱時の配向緩和による収縮を低減できる観点から好ましい。 The puncture strength of the multilayer separator is preferably 100 gf or more, more preferably 150 gf or more, still more preferably 200 gf or more, preferably 600 gf or less, more preferably 550 gf or less, still more preferably 500 gf or less. Adjusting the puncture strength to 100 gf or more is preferable from the viewpoint of suppressing film breakage due to the active material or the like that has fallen off during the production of the power storage device, and also reduces the concern of short circuit due to expansion and contraction of the electrode due to charge and discharge. It is also preferable from the viewpoint. On the other hand, adjusting the puncture strength to 600 gf or less is preferable from the viewpoint of reducing shrinkage due to relaxation of orientation during heating.

多層セパレータの最終的な膜厚(総厚)は、機械強度とハイレートのバランスを取るという観点から、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。
無機粒子を含む多孔層Bの最終的な厚さは、耐熱性又は絶縁性の観点から、好ましくは1.0μm以上、より好ましくは1.2μm以上、さらに好ましくは1.5μm以上、1.8μm以上、又は2.0μm以上であり、イオン透過性及び出力特性を向上させる観点から、好ましくは50μm以下、より好ましくは20μm以下、さらに好ましくは10μm以下又は7μm以下である。
The final film thickness (total thickness) of the multilayer separator is preferably 2 μm or more and 200 μm or less, more preferably 5 μm or more and 100 μm or less, and further preferably 7 μm or more and 30 μm from the viewpoint of balancing mechanical strength and high rate. It is as follows. 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 capacity of the battery.
The final thickness of the porous layer B containing the inorganic particles is preferably 1.0 μm or more, more preferably 1.2 μm or more, still more preferably 1.5 μm or more, and 1.8 μm from the viewpoint of heat resistance or insulating property. The above, or 2.0 μm or more, is preferably 50 μm or less, more preferably 20 μm or less, still more preferably 10 μm or less or 7 μm or less from the viewpoint of improving ion permeability and output characteristics.

多層セパレータの透気度の下限としては、好ましくは10秒/100ml以上、より好ましくは20秒/100ml以上、更に好ましくは30秒/100ml以上、特に好ましくは50秒/100ml以上である。一方、透気度の上限としては、好ましくは650秒/100ml以下、より好ましくは500秒/100ml以下、更に好ましくは450秒/100ml以下、特に好ましくは400秒/100ml以下である。透気度を10秒/100ml以上に設定することは、セパレータを電池内で使用した際の自己放電を抑制する観点から好適である。一方、透気度を650秒/100ml以下に設定することは、良好な充放電特性を得る観点から好適である。 The lower limit of the air permeability of the multilayer separator is preferably 10 seconds / 100 ml or more, more preferably 20 seconds / 100 ml or more, still more preferably 30 seconds / 100 ml or more, and particularly preferably 50 seconds / 100 ml or more. On the other hand, the upper limit of the air permeability is preferably 650 seconds / 100 ml or less, more preferably 500 seconds / 100 ml or less, still more preferably 450 seconds / 100 ml or less, and particularly preferably 400 seconds / 100 ml or less. Setting the air permeability to 10 seconds / 100 ml or more is suitable from the viewpoint of suppressing self-discharge when the separator is used in the battery. On the other hand, setting the air permeability to 650 seconds / 100 ml or less is preferable from the viewpoint of obtaining good charge / discharge characteristics.

<蓄電デバイス>
本発明の別の実施形態に係る蓄電デバイスは、正極と、上記で説明された多層セパレータと、負極と、所望により電解液とを備える。
蓄電デバイスとしては、具体的には、リチウム電池、リチウム二次電池、リチウムイオン二次電池、ナトリウム二次電池、ナトリウムイオン二次電池、マグネシウム二次電池、マグネシウムイオン二次電池、カルシウム二次電池、カルシウムイオン二次電池、アルミニウム二次電池、アルミニウムイオン二次電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ、レドックスフロー電池、リチウム硫黄電池、リチウム空気電池、亜鉛空気電池などが挙げられる。これらの中でも、実用性の観点から、リチウム電池、リチウム二次電池、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素電池、又はリチウムイオンキャパシタが好ましく、リチウムイオン二次電池がより好ましい。
<Power storage device>
The power storage device according to another embodiment of the present invention includes a positive electrode, the multilayer separator described above, a negative electrode, and optionally an electrolytic solution.
Specific examples of the power storage device include a lithium battery, a lithium secondary battery, a lithium ion secondary battery, a sodium secondary battery, a sodium ion secondary battery, a magnesium secondary battery, a magnesium ion secondary battery, and a calcium secondary battery. , Calcium ion secondary battery, Aluminum secondary battery, Aluminum ion secondary battery, Nickel hydrogen battery, Nickel cadmium battery, Electric double layer capacitor, Lithium ion capacitor, Redox flow battery, Lithium sulfur battery, Lithium air battery, Zinc air battery And so on. Among these, from the viewpoint of practicality, a lithium battery, a lithium secondary battery, a lithium ion secondary battery, a nickel hydrogen battery, or a lithium ion capacitor is preferable, and a lithium ion secondary battery is more preferable.

蓄電デバイスは、例えば、正極と負極とを、本実施形態に係る多層セパレータを介して重ね合わせて、必要に応じて捲回して、積層電極体又は捲回電極体を形成した後、これを外装体に装填し、正負極と外装体の正負極端子とをリード体などを介して接続し、さらに、鎖状又は環状カーボネート等の非水溶媒とリチウム塩等の電解質を含む非水電解液を外装体内に注入した後に外装体を封止して作製することができる。 In the power storage device, for example, a positive electrode and a negative electrode are superposed via the multilayer separator according to the present embodiment and wound as necessary to form a laminated electrode body or a wound electrode body, and then the exterior thereof is attached. It is loaded into the body, the positive and negative electrodes are connected to the positive and negative terminals of the exterior body via a lead body, and a non-aqueous electrolyte solution containing a non-aqueous solvent such as a chain or cyclic carbonate and an electrolyte such as a lithium salt is further applied. It can be produced by sealing the exterior body after injecting it into the exterior body.

次に、実施例及び比較例を挙げて本実施形態をより具体的に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、実施例中の物性又はセル特性は以下の方法により測定又は評価した。 Next, the present embodiment will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples as long as the gist thereof is not exceeded. The physical characteristics or cell characteristics in the examples were measured or evaluated by the following methods.

[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Mvを算出した。
[η]=1.10×10-4Mv0.80
[Viscosity average molecular weight (Mv)]
Based on ASTM-D4020, the ultimate viscosity [η] (dl / g) 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, Mv was calculated by the following formula.
[Η] = 1.10 × 10 -4 Mv 0.80

[厚み(μm)]
ダイヤルゲージ(尾崎製作所製PEACOCK No.25(商標))で試料の膜厚を測定した。MD10mm×TD10mmのサンプルを多孔膜から切り出し、格子状に9箇所(3点×3点)の厚さを測定した。得られた測定値の平均値を膜厚(μm)又は層厚として算出した。
なお、本実施例及び比較例において得られる各単層の厚みとしては各製造工程で得られる単層の状態で測定した。積層状態の場合、前記測定した単層の値を差し引いて算出した。共押出により単層の状態が得られないものに関しては、断面SEMから各層の厚みを算出した。
[Thickness (μm)]
The film thickness of the sample was measured with a dial gauge (PEACOCK No. 25 (trademark) manufactured by Ozaki Seisakusho). A sample of MD 10 mm × TD 10 mm was cut out from the porous membrane, and the thickness of 9 points (3 points × 3 points) was measured in a grid pattern. The average value of the obtained measured values was calculated as the film thickness (μm) or the layer thickness.
The thickness of each single layer obtained in this example and the comparative example was measured in the state of the single layer obtained in each manufacturing process. In the case of the laminated state, it was calculated by subtracting the measured single layer value. For those in which the state of a single layer cannot be obtained by coextrusion, the thickness of each layer was calculated from the cross-sectional SEM.

[透気度(秒/100ml)]
JIS P-8117準拠のガーレー式透気度計(東洋精機製G-B2(商標))を用いて測定した。
[Air permeability (seconds / 100 ml)]
The measurement was performed using a Garley type air permeability meter (GB2 (trademark) manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.) conforming to JIS P-8117.

[突刺強度(gf)]
ハンディー圧縮試験器「KES-G5」(カトーテック社製)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。固定された微多孔膜の中央部に対して、針先端の曲率半径0.5mm、突刺速度2mm/秒の条件下で、25℃雰囲気下にて突刺試験を行うことにより、最大突刺荷重として突刺強度(gf)を測定した。
[Puncture strength (gf)]
Using a handy compression tester "KES-G5" (manufactured by Kato Tech Co., Ltd.), the microporous membrane was fixed with a sample holder having an opening diameter of 11.3 mm. A piercing test was performed on the central part of the fixed microporous membrane under the conditions of a radius of curvature of the needle tip of 0.5 mm and a piercing speed of 2 mm / sec in an atmosphere of 25 ° C. to pierce as the maximum piercing load. The intensity (gf) was measured.

[NMR]
<磁場勾配NMR法によるフッ化物イオンの拡散係数Dの測定>
1.試料調製
セパレータを直径4mmφにくり抜き、厚み方向に積層して5mmの高さになるようにNMR管へ導入した。NMR管としてはシゲミ製ミクロ試料管を用いた。NMR管に、電解液として1Mのリチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド(LiTFSI)のエチレンカーボネート(EC)とメチルエチルカーボネート(MEC)の混合物(体積比1:2)溶液を加え、電解液にセパレータを一晩浸漬し、セパレータに含浸された電解液以外の余剰電解液を取り除き、得られた試料を測定に供した。
[NMR]
<Measurement of fluoride ion diffusion coefficient D by magnetic field gradient NMR method>
1. 1. Sample preparation The separator was hollowed out to a diameter of 4 mmφ, laminated in the thickness direction, and introduced into an NMR tube so as to have a height of 5 mm. As the NMR tube, a micro sample tube manufactured by Shigemi was used. A mixture (volume ratio 1: 2) of ethylene carbonate (EC) and methyl ethyl carbonate (MEC) of 1M lithium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (LiTFSI) as an electrolytic solution is added to the NMR tube, and a separator is added to the electrolytic solution. Was soaked overnight to remove excess electrolytic solution other than the electrolytic solution impregnated in the separator, and the obtained sample was used for measurement.

2.測定条件
装置:JNM-ECA400(日本電子(株)製)
観測核:19
測定周波数:372.5 MHz
ロック溶媒:なし
測定温度:30℃
パルスシーケンス:bpp_led_dosy_pfg
Δ:20 ms
δ:0.3 ms~0.6 ms
2. 2. Measurement conditions Equipment: JNM-ECA400 (manufactured by JEOL Ltd.)
Observation nucleus: 19 F
Measurement frequency: 372.5 MHz
Lock solvent: None Measurement temperature: 30 ° C
Pulse sequence: bpp_led_dosy_pfg
Δ: 20 ms
δ: 0.3 ms to 0.6 ms

磁場勾配NMR測定法では観測されるピーク高さをE、磁場勾配パルスを与えない場合のピーク高さをE、核磁気回転比をγ(T-1・s-1)、磁場勾配強度をg(T・m-1)、磁場勾配パルス印加時間をδ(s)、拡散時間をΔ(s)、自己拡散係数をD(m・s-1)とした場合、下式が成り立つ。
Ln(E/E)=D×γ×g×δ×(Δ-δ/3)
Δおよびδを固定してgを0からLn(E/E)≦-3となる範囲で10点以上変化させ、Ln(E/E)をY軸、γ×g×δ×(Δ-δ/3)をX軸としてプロットした直線の傾きから拡散係数Dを算出した。
ポリオレフィン樹脂を含む多孔層Aと無機粒子を含む多孔層Bに含浸されたフッ化物イオンピークがNMRスペクトルの-90ppm~-70ppmに観測され、高磁場側に観測されるピークを多孔層A、低磁場側に観測されるピークを多孔層Bとした。この多孔層Aおよび多孔層Bのピーク高さから、多孔層Aと多孔層Bにそれぞれ含まれるフッ化物イオンの拡散係数Dを求めた。
In the magnetic field gradient NMR measurement method, the observed peak height is E, the peak height when no magnetic field gradient pulse is applied is E 0 , the nuclear gyromagnetic ratio is γ (T -1 · s -1 ), and the magnetic field gradient intensity is defined. When g (T · m -1 ), the pulsed field gradient pulse application time is δ (s), the diffusion time is Δ (s), and the self-diffusion coefficient is D (m 2 · s -1 ), the following equation holds.
Ln (E / E 0 ) = D × γ 2 × g 2 × δ 2 × (Δ−δ / 3)
Fix Δ and δ and change g by 10 points or more in the range from 0 to Ln (E / E 0 ) ≦ -3, and change Ln (E / E 0 ) on the Y axis, γ 2 × g 2 × δ 2 . The diffusion coefficient D was calculated from the slope of a straight line plotted with x (Δ−δ / 3) as the X axis.
Fluoride ion peaks impregnated in the porous layer A containing the polyolefin resin and the porous layer B containing the inorganic particles are observed in the NMR spectrum at -90 ppm to -70 ppm, and the peaks observed on the high magnetic field side are the porous layer A and the low. The peak observed on the magnetic field side was defined as the porous layer B. From the peak heights of the porous layer A and the porous layer B, the diffusion coefficient D of the fluoride ions contained in the porous layer A and the porous layer B was obtained.

<交換NMR法によるフッ化物イオンの透過率rと透過指数Sの測定>
1.試料調製
セパレータを直径4mmφにくり抜き、厚み方向に積層して5mmの高さになるようにNMR管へ導入した。但し、無機粒子を含む多孔層Bは多孔層Aとは重ねず、必ず多孔層B同志が重なるように積層する。NMR管としてはシゲミ製ミクロ試料管を用いた。NMR管に、電解液として1MのLiTFSIのECとMECの混合物(体積比1:2)溶液を加え、電解液にセパレータを一晩浸漬し、セパレータに含浸された電解液以外の余剰電解液を取り除き、得られた試料を測定に供した。
<Measurement of Fluoride Ion Permeability r and Permeation Index S by Exchange NMR Method>
1. 1. Sample preparation The separator was hollowed out to a diameter of 4 mmφ, laminated in the thickness direction, and introduced into an NMR tube so as to have a height of 5 mm. However, the porous layer B containing the inorganic particles does not overlap with the porous layer A, but is always laminated so that the porous layers B overlap with each other. As the NMR tube, a micro sample tube manufactured by Shigemi was used. A 1M LiTFSI EC and MEC mixture (volume ratio 1: 2) solution as an electrolytic solution is added to the NMR tube, the separator is immersed in the electrolytic solution overnight, and a surplus electrolytic solution other than the electrolytic solution impregnated in the separator is added. It was removed and the obtained sample was used for measurement.

2.測定条件
装置:JNM-ECS400(日本電子(株)製)
観測核:19
測定周波数:376.2 MHz
ロック溶媒:なし
測定温度:30℃
パルスシーケンス:noesy_phase
直接観測軸ポイント数:1024
間接観測軸ポイント数:256
ミキシングタイム(mixing time):20 ms、100 ms
2. 2. Measurement conditions Equipment: JNM-ECS400 (manufactured by JEOL Ltd.)
Observation nucleus: 19 F
Measurement frequency: 376.2 MHz
Lock solvent: None Measurement temperature: 30 ° C
Pulse sequence: nosy_phase
Number of direct observation axis points: 1024
Number of indirect observation axis points: 256
Mixing time: 20 ms, 100 ms

交換NMR測定では、ポリオレフィン樹脂を含む多孔層Aと無機粒子を含む多孔層Bの層間でのフッ化物イオンの透過率rおよび透過指数Sを求めた。 In the exchange NMR measurement, the transmittance r and the transmission index S of the fluoride ion between the layers of the porous layer A containing the polyolefin resin and the porous layer B containing the inorganic particles were determined.

イオン透過率r(AB)の測定
100msのmixing timeで交換NMR測定を行い、多孔層Aから多孔層Bに移動するフッ化物イオンの透過率r(AB)を以下のように求めた。
図1は、ポリオレフィン樹脂を含む多孔層Aと無機粒子を含む多孔層Bを備える蓄電デバイス用多層セパレータにおけるイオン拡散挙動を説明するための模式図である。図1には、多孔層Aに含浸されたフッ化物イオンの拡散挙動1、多孔層Bに含浸されたフッ化物イオンの拡散挙動2、多孔層Aから多孔層Bに移動したフッ化物イオンの拡散挙動3、及び多孔層Bから多孔層Aに移動したフッ化物イオンの拡散挙動4が示される。
100msのmixing timeでの交換NMRスペクトルの一例である図2(a)を参照して、直接観測軸の-90ppm~-70ppmに観測されるピークのうち、高磁場側を多孔層Aに含浸されたフッ化物イオンピーク、低磁場側を多孔層Bに含浸されたフッ化物イオンピークとし、この多孔層Aのピーク最大値でスライスデータ(図3)を取得した。
スライスデータ(図3)の多孔層Aのピーク位置は、対角ピーク(多孔層Aに含浸されたフッ化物イオンを表し、図1の概略図に示されるイオン拡散挙動1と対応する)であり、多孔層Bのピーク位置は、交差ピーク(多孔層Aから多孔層Bに移動したフッ化物イオンを表し、図1の概略図に示されるイオン拡散挙動3と対応する)である。
下記式:
交差ピーク面積/(対角ピーク面積+交差ピーク面積)×100
から求めた値(%)をイオン透過率r(AB)とした。
なお、ピークが近接している場合は、ピークとピークの間の極値から直接観測軸に引いた垂線により、対角ピークと交差ピークを分離してそれぞれの面積を求めた。
Measurement of Ion Permeability r (AB) Exchange NMR measurement was performed with a mixing time of 100 ms, and the transmittance r (AB) of fluoride ions moving from the porous layer A to the porous layer B was determined as follows.
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the ion diffusion behavior in a multilayer separator for a power storage device including a porous layer A containing a polyolefin resin and a porous layer B containing inorganic particles. In FIG. 1, the diffusion behavior of the fluoride ion impregnated in the porous layer A 1, the diffusion behavior of the fluoride ion impregnated in the porous layer B 2, and the diffusion of the fluoride ion transferred from the porous layer A to the porous layer B are shown. The behavior 3 and the diffusion behavior 4 of the fluoride ion transferred from the porous layer B to the porous layer A are shown.
With reference to FIG. 2A, which is an example of an exchange NMR spectrum at a mixing time of 100 ms, the high magnetic field side of the peaks observed at -90 ppm to -70 ppm of the direct observation axis is impregnated into the porous layer A. The fluoride ion peak and the low magnetic field side were defined as the fluoride ion peak impregnated in the porous layer B, and slice data (FIG. 3) was obtained at the maximum peak value of the porous layer A.
The peak position of the porous layer A in the slice data (FIG. 3) is a diagonal peak (representing the fluoride ion impregnated in the porous layer A and corresponding to the ion diffusion behavior 1 shown in the schematic diagram of FIG. 1). The peak position of the porous layer B is a crossed peak (representing a fluoride ion that has moved from the porous layer A to the porous layer B, and corresponds to the ion diffusion behavior 3 shown in the schematic diagram of FIG. 1).
The following formula:
Crossed peak area / (diagonal peak area + crossed peak area) x 100
The value (%) obtained from the above was taken as the ion transmittance r (AB).
When the peaks were close to each other, the diagonal peak and the crossed peak were separated from each other by a perpendicular line drawn directly from the extreme value between the peaks to the observation axis, and the respective areas were obtained.

イオン透過指数S(AB)の測定
mixing timeについて20ms(例えば図2(b)の場合)と100ms(例えば図2(a)の場合)での交換NMR測定を行い、mixing timeが20msと100msのデータそれぞれについてイオン透過率r(AB)を算出した。mixing timeが20msと100msにおけるイオン透過率r(AB)の変化率S(%/ms)を下記式:
S=(100msでのイオン透過率r(AB))-(20msでのイオン透過率r(AB))/(100-20)
により算出して、イオン透過指数S(AB)とした。
Measurement of ion transmission index S (AB) Exchange NMR measurements were performed at 20 ms (for example, in the case of FIG. 2 (b)) and 100 ms (for example, in the case of FIG. 2 (a)) for the mixing time, and the mixing time was 20 ms and 100 ms. The ion transmittance r (AB) was calculated for each of the data. The rate of change S (% / ms) of the ion transmittance r (AB) when the mixing time is 20 ms and 100 ms is expressed by the following formula:
S = (Ion transmittance r (AB) at 100 ms)-(Ion transmittance r (AB) at 20 ms) / (100-20)
The ion permeation index S (AB) was calculated as described above.

[電池特性]
a.正極の作製
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、容量密度175mAh/g)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%及び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%、並びに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%の比率で混合し、これらを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を用いて塗布し、130℃において3分間乾燥する工程を行った後、ロールプレス機を用いて圧延した。この時の正極活物質塗布量は109g/mであった。
[Battery characteristics]
a. Preparation of positive electrode Nickel, manganese, cobalt composite oxide (NMC) (Ni: Mn: Co = 1: 1: 1 (element ratio), density 4.70 g / cm 3 , mass density 175 mAh / g) as the positive electrode active material. 90.4% by mass, 1.6% by mass of graphite powder (KS6) (density 2.26 g / cm 3 , number average particle diameter 6.5 μm) as a conductive auxiliary material and 1.6% by mass of acetylene black powder (AB) (density 1.95 g). ( 3 , number average particle size 48 nm) was mixed at a ratio of 3.8% by mass, and vinylidene fluoride (PVDF) (density 1.75 g / cm 3 ) as a binder was mixed at a ratio of 4.2% by mass, and these were mixed with N. -Slurries were prepared by dispersing in methylpyrrolidone (NMP). This slurry was applied to one side of a 20 μm-thick aluminum foil serving as a positive electrode current collector using a die coater, dried at 130 ° C. for 3 minutes, and then rolled using a roll press machine. The amount of the positive electrode active material applied at this time was 109 g / m 2 .

b.負極の作製
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%及びグラファイト粉末B(密度2.27g/cm、数平均粒子径6.5μm)を9.7質量%、並びに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)及びジエンゴム系ラテックス1.7質量%(固形分換算)(固形分濃度40質量%水溶液)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布し、120℃において3分間乾燥する工程を行った後、ロールプレス機を用いて圧延した。この時の負極活物質塗布量は52g/mであった。
b. Preparation of negative electrode As negative electrode active material, graphite powder A (density 2.23 g / cm 3 , number average particle diameter 12.7 μm) was added to 87.6% by mass and graphite powder B (density 2.27 g / cm 3 , number average particle diameter). 9.7% by mass (6.5 μm), 1.4% by mass (solid content equivalent) of ammonium salt of carboxymethyl cellulose (solid content concentration 1.83% by mass aqueous solution) and 1.7% by mass (diene rubber-based latex) as a binder. A slurry was prepared by dispersing (in terms of solid content) (solid content concentration 40% by mass aqueous solution) in purified water. This slurry was applied to one side of a copper foil having a thickness of 12 μm as a negative electrode current collector with a die coater, dried at 120 ° C. for 3 minutes, and then rolled using a roll press machine. The amount of the negative electrode active material applied at this time was 52 g / m 2 .

c.非水電解液の調製
エチレンカーボネート(EC)とエチルメチルカーボネート(EMC)とを体積比1:2で混合した混合溶媒(キシダ化学(株)製Lithium Battery Grade)に、LiPFを1mol/Lとなるように溶解した。添加剤としてビニレンカーボネート(VC)を2wt%、プロパンスルトン(PS)を0.5wt%添加し、非水電解質電解液を得た。
c. Preparation of non-aqueous electrolyte solution LiPF 6 was added to 1 mol / L in a mixed solvent (Lithium Battery Grade manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) in which ethylene carbonate (EC) and ethyl methyl carbonate (EMC) were mixed at a volume ratio of 1: 2. It was dissolved so as to become. As an additive, 2 wt% of vinylene carbonate (VC) and 0.5 wt% of propane sultone (PS) were added to obtain a non-aqueous electrolyte electrolyte.

d.電池組立
セパレータを直径24mmの円形に打抜き、項目a.で作製した正極を面積2.00cmの円形に打ち抜き、項目b.で作製した負極を面積2.05cmの円形に打ち抜いた。
正極と負極の活物質面が対向するように、鉛直方向の下から負極、セパレータ、正極の順に重ね、アルミ製の蓋付ステンレス金属製容器に収納する。容器と蓋とは絶縁されており、容器は負極の銅箔と、蓋は正極のアルミ箔と接している。この容器内に前記した非水電解液を注入して密閉して、容量3mAhの簡易電池を組み立てた。
d. Battery assembly The separator is punched into a circle with a diameter of 24 mm, and item a. The positive electrode produced in step 1 was punched into a circle with an area of 2.00 cm 2 and item b. The negative electrode produced in 1 was punched into a circle having an area of 2.05 cm 2 .
The negative electrode, the separator, and the positive electrode are stacked in this order from the bottom in the vertical direction so that the active material surfaces of the positive electrode and the negative electrode face each other, and are stored in a stainless metal container with an aluminum lid. The container and the lid are insulated, and the container is in contact with the copper foil of the negative electrode and the lid is in contact with the aluminum foil of the positive electrode. The above-mentioned non-aqueous electrolytic solution was injected into this container and sealed to assemble a simple battery having a capacity of 3 mAh.

e1.出力特性の評価
項目d.で得た電池を、25℃の環境下、0.3Cの定電流で充電し、4.2Vに到達した後、4.2Vの定電圧で充電して、0.3Cの定電流で3.0Vまで放電した。定電流での充電と定電圧での充電時間の合計を8時間とした。なお、1Cとは電池が1時間で放電される電流値である。
次に、簡易電池を0.3Cの定電流で充電し、4.2Vに到達した後、4.2Vの定電圧で充電して、0.3Cの定電流で3.0Vまで放電した。定電流での充電と定電圧での充電時間の合計を5時間とし、0.3Cの定電流で放電した時の容量を0.3C放電容量(mAh)とした。
次に、簡易電池を0.3Cの定電流で充電し、4.2Vに到達した後、4.2Vの定電圧で充電して、10Cの定電流で3.0Vまで放電した。定電流での充電と定電圧での充電時間の合計を5時間とし、10Cの定電流で放電した時の容量を10C放電容量(mAh)とした。
下記式より0.3C放電容量に対する10C放電容量の割合を算出し、この値を出力特性とした。
出力特性(%)=(10C放電容量/0.3C放電容量)×100
得られた出力特性は、下記基準で評価した。
A:出力特性が、60%超
B:出力特性が、50%超60%以下
C:出力特性が、40%超50%以下
D:出力特性が、23%超40%以下
E:出力特性が、23%以下
e1. Evaluation items of output characteristics d. The battery obtained in 1. is charged with a constant current of 0.3C in an environment of 25 ° C., reaches 4.2V, is charged with a constant voltage of 4.2V, and has a constant current of 0.3C. It was discharged to 0V. The total of charging time at a constant current and charging time at a constant voltage was set to 8 hours. Note that 1C is a current value at which the battery is discharged in one hour.
Next, the simple battery was charged with a constant current of 0.3 C, reached 4.2 V, charged with a constant voltage of 4.2 V, and discharged to 3.0 V with a constant current of 0.3 C. The total of the charging time at a constant current and the charging time at a constant voltage was 5 hours, and the capacity when discharged at a constant current of 0.3C was 0.3C discharge capacity (mAh).
Next, the simple battery was charged with a constant current of 0.3 C, reached 4.2 V, then charged with a constant voltage of 4.2 V, and discharged to 3.0 V with a constant current of 10 C. The total of charging time at a constant current and charging time at a constant voltage was 5 hours, and the capacity when discharged at a constant current of 10C was 10C discharge capacity (mAh).
The ratio of the 10C discharge capacity to the 0.3C discharge capacity was calculated from the following formula, and this value was used as the output characteristic.
Output characteristics (%) = (10C discharge capacity / 0.3C discharge capacity) x 100
The obtained output characteristics were evaluated according to the following criteria.
A: Output characteristics are over 60% B: Output characteristics are over 50% and 60% or less C: Output characteristics are over 40% and 50% or less D: Output characteristics are over 23% and 40% or less E: Output characteristics are , 23% or less

[50℃保存特性]
e2.保存特性の評価
10C放電で出力特性を測定した後の電池を、25℃の環境下、0.3Cの定電流で充電し、4.35Vに到達した後、4.35Vの定電圧で充電して、0.3Cの定電流で3.0Vまで放電した。定電流での充電と定電圧での充電時間の合計を5時間とし、このサイクルを3回行った。3回目の放電容量を保存前の放電容量とした。
次に、0.3Cの定電流で充電し、4.35Vに到達した後、4.35Vの定電圧で充電したのち、電池を50℃の恒温槽に10日間保存した。その後、電池を25℃の環境下に静置し、電池表面温度が25±3℃の範囲になった後、0.3Cの定電流で3.0Vまで放電した。その時の放電容量を50℃保存後の残存容量とした。
下記式より50℃保存特性を算出した。
50℃保存特性(%)=(50℃保存後の残存容量/保存前の放電容量)×100
得られた50℃保存特性は、下記基準で評価した。
A:保存特性が、80%超
B:保存特性が、70%超80%以下
C:保存特性が、60%超70%以下
D:保存特性が、60%以下
[Characteristics stored at 50 ° C]
e2. Evaluation of storage characteristics The battery after measuring the output characteristics with 10C discharge is charged with a constant current of 0.3C in an environment of 25 ° C, and after reaching 4.35V, it is charged with a constant voltage of 4.35V. Then, it was discharged to 3.0V with a constant current of 0.3C. The total of the charging time at the constant current and the charging time at the constant voltage was set to 5 hours, and this cycle was performed three times. The third discharge capacity was defined as the discharge capacity before storage.
Next, the battery was charged with a constant current of 0.3 C, reached 4.35 V, charged with a constant voltage of 4.35 V, and then the battery was stored in a constant temperature bath at 50 ° C. for 10 days. Then, the battery was allowed to stand in an environment of 25 ° C., and after the battery surface temperature was in the range of 25 ± 3 ° C., the battery was discharged to 3.0 V with a constant current of 0.3 C. The discharge capacity at that time was defined as the remaining capacity after storage at 50 ° C.
The 50 ° C. storage characteristics were calculated from the following formula.
50 ° C storage characteristics (%) = (residual capacity after storage at 50 ° C / discharge capacity before storage) x 100
The obtained 50 ° C. storage characteristics were evaluated according to the following criteria.
A: Preservation characteristics are over 80% B: Preservation characteristics are over 70% and 80% or less C: Preservation characteristics are over 60% and over 70% D: Preservation characteristics are over 60%

<微多孔膜(A)の製造>
製造例A-1
粘度平均分子量(Mv)が70万である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30万である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5質量部と、をタンブラーブレンダーでドライブレンドした。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でドライブレンドすることにより、混合物を得た。
<Manufacturing of microporous membrane (A)>
Production Example A-1
47.5 parts by mass of homopolymer high-density polyethylene with a viscosity average molecular weight (Mv) of 700,000, 47.5 parts by mass of homopolymer high-density polyethylene with an Mv of 300,000, and 400,000 parts of Mv. 5 parts by mass of polyethylene of a homopolymer was dry-blended with a tumbler blender. To 99 parts by mass of the obtained polyolefin mixture, add 1 part by mass of tetrakis- [methylene- (3', 5'-di-t-butyl-4'-hydroxyphenyl) propionate] methane as an antioxidant, and tumbler blender again. The mixture was obtained by dry blending with.

得られた混合物をフィーダーにより二軸同方向スクリュー式押出機フィード口へ供給した。また溶融混練し、押し出される全混合物(100質量部)中に占める流動パラフィン量比が67質量部となるように、流動パラフィン「スモイル P-350P」((株)松村石油研究所製)を二軸押出機シリンダーへサイドフィードした。設定温度は、混練部は160℃、Tダイは180℃とした。続いて、溶融混練物をTダイよりシート状に押出し、表面温度70℃に制御された冷却ロールで冷却し、厚み1260μmのシート状のポリオレフィン樹脂組成物を得た。次に連続して同時二軸テンターへ導き、縦方向に7倍、横方向に6.4倍に同時二軸延伸を行った。この時の延伸設定温度は120℃であった。次に塩化メチレン槽に導き、十分に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。その後塩化メチレンの乾燥を行った後、更に横テンターに導き横方向に1.75倍延伸したのち最終出口は1.50倍となるように14.3%の緩和率とし(緩和率=(1.75-1.5)/1.75×100=14.3%)、ポリオレフィン微多孔膜の巻取りを行った。横延伸部の設定温度は125℃、緩和部の設定温度は130℃であった。 The resulting mixture was fed by a feeder to the feed port of a twin-screw co-screw extruder. In addition, liquid paraffin "Smoyl P-350P" (manufactured by Matsumura Petroleum Research Institute Co., Ltd.) is added so that the ratio of the amount of liquid paraffin to the total mixture (100 parts by mass) extruded by melt-kneading is 67 parts by mass. Side-fed to the shaft extruder cylinder. The set temperature was 160 ° C. for the kneaded portion and 180 ° C. for the T-die. Subsequently, the melt-kneaded product was extruded into a sheet from a T-die and cooled with a cooling roll controlled to a surface temperature of 70 ° C. to obtain a sheet-shaped polyolefin resin composition having a thickness of 1260 μm. Next, they were continuously guided to a simultaneous biaxial tenter, and simultaneous biaxial stretching was performed 7 times in the vertical direction and 6.4 times in the horizontal direction. The stretching set temperature at this time was 120 ° C. Next, it was guided to a methylene chloride tank and sufficiently immersed in methylene chloride to extract and remove liquid paraffin. After that, after drying methylene chloride, it was further guided to a transverse tenter and stretched 1.75 times in the lateral direction, and then the final outlet was set to a relaxation rate of 14.3% so as to be 1.50 times (relaxation rate = (1). .75-1.5) /1.75 × 100 = 14.3%), the microporous polyolefin membrane was wound. The set temperature of the transversely stretched portion was 125 ° C., and the set temperature of the relaxation portion was 130 ° C.

製造例A-2
粘度平均分子量(Mv)27万である高密度ポリエチレンを16.8質量部、Mv200万の超高分子量ポリエチレンを11.2質量部、平均一次粒径が12nmであるシリカ「RX200」(日本アエロジル(株)製)を7質量部、可塑剤として流動パラフィン「スモイル P-350P」((株)松村石油研究所製)を7質量部、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0.1質量部添加したものをスーパーミキサーにて予備混合した。
Production Example A-2
High-density polyethylene with a viscosity average molecular weight (Mv) of 270,000 is 16.8 parts by mass, ultra-high molecular weight polyethylene with an Mv of 2 million is 11.2 parts by mass, and silica "RX200" with an average primary particle size of 12 nm (Nippon Aerodil (Nippon Aerodil) 7 parts by mass of (manufactured by Matsumura Co., Ltd.), 7 parts by mass of liquid paraffin "Smoyl P-350P" (manufactured by Matsumura Petroleum Research Institute Co., Ltd.) as a plasticizer, and tetrakis- [methylene- (3', 5') as an antioxidant. -Di-t-butyl-4'-hydroxyphenyl) propionate] 0.1 part by mass of methane was added and premixed with a super mixer.

得られた混合物をフィーダーにより二軸同方向スクリュー式押出機フィード口へ供給した。また溶融混練し、押し出される全混合物(100質量部)中に占める流動パラフィン量比が65質量部となるように、流動パラフィンを二軸押出機シリンダーへサイドフィードした。設定温度は、混練部は160℃、Tダイは230℃とした。続いて、溶融混練物をTダイよりシート状に押出し、表面温度70℃に制御された冷却ロールで冷却し、厚み1260μmのシート状のポリオレフィン樹脂組成物を得た。次に連続して同時二軸テンターへ導き、縦方向に7倍、横方向に6.4倍に同時二軸延伸を行った。この時の延伸設定温度は122℃であった。次に塩化メチレン槽に導き、十分に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。その後塩化メチレンの乾燥を行った。更に横テンターに導き横方向に1.8倍延伸したのち最終出口は1.5倍となるように16.7%の緩和率とし(緩和率=(1.8-1.5)/1.8×100=16.7%)、無機含有ポリオレフィン微多孔膜の巻取りを行った。横延伸部の設定温度は130℃、緩和部の設定温度は135℃であった。 The resulting mixture was fed by a feeder to the feed port of a twin-screw co-screw extruder. Further, the liquid paraffin was side-fed to the twin-screw extruder cylinder so that the ratio of the amount of liquid paraffin to the total mixture (100 parts by mass) extruded by melt-kneading was 65 parts by mass. The set temperature was 160 ° C for the kneaded portion and 230 ° C for the T die. Subsequently, the melt-kneaded product was extruded into a sheet from a T-die and cooled with a cooling roll controlled to a surface temperature of 70 ° C. to obtain a sheet-shaped polyolefin resin composition having a thickness of 1260 μm. Next, they were continuously guided to a simultaneous biaxial tenter, and simultaneous biaxial stretching was performed 7 times in the vertical direction and 6.4 times in the horizontal direction. The stretching set temperature at this time was 122 ° C. Next, it was guided to a methylene chloride tank and sufficiently immersed in methylene chloride to extract and remove liquid paraffin. After that, methylene chloride was dried. Further, after being guided to the lateral tenter and stretched 1.8 times in the lateral direction, the relaxation rate was set to 16.7% so that the final outlet became 1.5 times (relaxation rate = (1.8-1.5) / 1. 8 × 100 = 16.7%), the inorganic-containing polyolefin microporous membrane was wound. The set temperature of the transversely stretched portion was 130 ° C., and the set temperature of the relaxation portion was 135 ° C.

<無機粒子含有塗料の製造>
塗料A
無機粒子として95.0質量部の水酸化酸化アルミニウム(平均粒径1.4μm)と、イオン性分散剤として0.4質量部(固形分換算)の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、固形分濃度40%)とを、100質量部の水に均一に分散させて分散液を調整した。得られた分散液を、ビーズミル(セル容積200cc、ジルコニア製ビーズ径0.1mm、充填量80%)にて解砕処理し、無機粒子の粒度分布を、D50=1.0μmに調整した。粒度分布を調整した分散液に、非溶解イオン性バインダとして4.6質量部(固形分換算)の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、構成モノマー:ブチルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート、メタクリル酸)を添加することによって塗料Aを作製した。
<Manufacturing of paint containing inorganic particles>
Paint A
95.0 parts by mass of aluminum hydroxide (average particle size 1.4 μm) as inorganic particles and 0.4 parts by mass (solid content equivalent) of ammonium polycarboxylate aqueous solution (SN Disper manufactured by San Nopco Ltd.) as an ionic dispersant. Santo 5468 (solid content concentration 40%) was uniformly dispersed in 100 parts by mass of water to prepare a dispersion. The obtained dispersion was crushed by a bead mill (cell volume 200 cc, zirconia bead diameter 0.1 mm, filling amount 80%), and the particle size distribution of the inorganic particles was adjusted to D50 = 1.0 μm. Acrylic latex (solid content concentration 40%, average particle size 145 nm, minimum film formation temperature 0 ° C. or less, constituent monomer) of 4.6 parts by mass (solid content equivalent) as an insoluble ionic binder in a dispersion liquid with adjusted particle size distribution. : Butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, methacrylic acid) was added to prepare paint A.

塗料B
無機粒子として85.0質量部の水酸化酸化アルミニウム(平均粒径1.4μm)と、イオン性分散剤として0.4質量部(固形分換算)の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、固形分濃度40%)とを、100質量部の水に均一に分散させて分散液を調整した。得られた分散液を、ビーズミル(セル容積200cc、ジルコニア製ビーズ径0.1mm、充填量80%)にて解砕処理し、無機粒子の粒度分布を、D50=1.0μmに調整した。粒度分布を調整した分散液に、非溶解イオン性バインダとして14.6質量部(固形分換算)の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、構成モノマー:ブチルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート、メタクリル酸)を添加することによって塗料Bを作製した。
Paint B
85.0 parts by mass of aluminum hydroxide (average particle size 1.4 μm) as inorganic particles and 0.4 parts by mass (solid content equivalent) of ammonium polycarboxylate aqueous solution (SN Disper manufactured by San Nopco Ltd.) as an ionic dispersant. Santo 5468 (solid content concentration 40%) was uniformly dispersed in 100 parts by mass of water to prepare a dispersion. The obtained dispersion was crushed by a bead mill (cell volume 200 cc, zirconia bead diameter 0.1 mm, filling amount 80%), and the particle size distribution of the inorganic particles was adjusted to D50 = 1.0 μm. Acrylic latex (solid content concentration 40%, average particle size 145 nm, minimum film formation temperature 0 ° C. or less, constituent monomer) of 14.6 parts by mass (solid content equivalent) as an insoluble ionic binder in a dispersion liquid with adjusted particle size distribution. : Butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, methacrylic acid) was added to prepare paint B.

塗料C
無機粒子として80.0質量部の水酸化酸化アルミニウム(平均粒径1.4μm)と、イオン性分散剤として0.4質量部(固形分換算)の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、固形分濃度40%)とを、100質量部の水に均一に分散させて分散液を調整した。得られた分散液を、ビーズミル(セル容積200cc、ジルコニア製ビーズ径0.1mm、充填量80%)にて解砕処理し、無機粒子の粒度分布を、D50=1.0μmに調整した。粒度分布を調整した分散液に、非溶解イオン性バインダとして4.6質量部(固形分換算)の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、構成モノマー:ブチルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート、メタクリル酸)と、イオン性流動調整剤として15.0重量部のカルボキシメチルセルロースナトリウム(ダイセル製1220)を添加することによって塗料Cを作製した。
Paint C
80.0 parts by mass of aluminum hydroxide (average particle size 1.4 μm) as inorganic particles and 0.4 parts by mass (solid content equivalent) of ammonium polycarboxylate aqueous solution (SN Disper manufactured by San Nopco Ltd.) as an ionic dispersant. Santo 5468 (solid content concentration 40%) was uniformly dispersed in 100 parts by mass of water to prepare a dispersion. The obtained dispersion was crushed by a bead mill (cell volume 200 cc, zirconia bead diameter 0.1 mm, filling amount 80%), and the particle size distribution of the inorganic particles was adjusted to D50 = 1.0 μm. Acrylic latex (solid content concentration 40%, average particle size 145 nm, minimum film formation temperature 0 ° C. or less, constituent monomer) of 4.6 parts by mass (solid content equivalent) as an insoluble ionic binder in a dispersion liquid with adjusted particle size distribution. : Butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, methacrylic acid) and 15.0 parts by weight of sodium carboxymethyl cellulose (Dycel 1220) as an ionic flow conditioner were added to prepare paint C.

塗料D
無機粒子として97.0質量部の水酸化酸化アルミニウム(平均粒径1.4μm)と、イオン性分散剤として3.0質量部(固形分換算)の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、固形分濃度40%)とを、100質量部の水に均一に分散させて分散液を調整した。得られた分散液を、ビーズミル(セル容積200cc、ジルコニア製ビーズ径0.1mm、充填量80%)にて解砕処理し、無機粒子の粒度分布を、D50=1.0μmに調整することによって塗料Dを作製した。
Paint D
97.0 parts by mass of aluminum hydroxide (average particle size 1.4 μm) as inorganic particles and 3.0 parts by mass (solid content equivalent) of ammonium polycarboxylate aqueous solution (SN Disper manufactured by San Nopco Ltd.) as an ionic dispersant. Santo 5468 (solid content concentration 40%) was uniformly dispersed in 100 parts by mass of water to prepare a dispersion. The obtained dispersion was crushed by a bead mill (cell volume 200 cc, zirconia bead diameter 0.1 mm, filling amount 80%), and the particle size distribution of the inorganic particles was adjusted to D50 = 1.0 μm. Paint D was produced.

塗料E
無機粒子として91.0質量部の水酸化酸化アルミニウム(平均粒径1.4μm)と、非イオン性分散剤として1.0質量部(固形分換算)の脂肪族ポリエーテル水溶液(サンノプコ社製 E-D057、固形分濃度40%)とを、100質量部の水に均一に分散させて分散液を調整した。得られた分散液を、ビーズミル(セル容積200cc、ジルコニア製ビーズ径0.1mm、充填量80%)にて解砕処理し、無機粒子の粒度分布を、D50=1.0μmに調整した。粒度分布を調整した分散液に、非溶解イオン性バインダとして5.0質量部(固形分換算)の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、構成モノマー:ブチルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート、メタクリル酸)と、非イオン性流動調整剤として3.0%重量部のヒドロキシエチルセルロース(ダイセル製SP-200)を添加することによって塗料Eを作製した。
Paint E
91.0 parts by mass of aluminum hydroxide (average particle size 1.4 μm) as inorganic particles and 1.0 part by mass (solid content equivalent) of an aliphatic polyether aqueous solution (San Nopco Ltd. E) as a nonionic dispersant. -D057, solid content concentration 40%) was uniformly dispersed in 100 parts by mass of water to prepare a dispersion liquid. The obtained dispersion was crushed by a bead mill (cell volume 200 cc, zirconia bead diameter 0.1 mm, filling amount 80%), and the particle size distribution of the inorganic particles was adjusted to D50 = 1.0 μm. Acrylic latex (solid content concentration 40%, average particle size 145 nm, minimum film formation temperature 0 ° C. or less, constituent monomer) of 5.0 parts by mass (solid content equivalent) as an insoluble ionic binder in a dispersion liquid with adjusted particle size distribution. : Butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, methacrylic acid) and 3.0% by weight of hydroxyethyl cellulose (SP-200 manufactured by Dycel) as a nonionic flow conditioner were added to prepare paint E.

塗料F
無機粒子として78.0質量部の水酸化酸化アルミニウム(平均粒径1.4μm)と、イオン性分散剤として0.4質量部(固形分換算)の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、固形分濃度40%)と、表面張力調整剤として0.6質量部(固形分換算)の脂肪族ポリエーテル水溶液(サンノプコ社製 E-D057、固形分濃度40%、静的表面張力35mN/m(0.1質量%水溶液、25℃))とを、100質量部の水に均一に分散させて分散液を調整した。得られた分散液を、ビーズミル(セル容積200cc、ジルコニア製ビーズ径0.1mm、充填量80%)にて解砕処理し、無機粒子の粒度分布を、D50=1.0μmに調整した。粒度分布を調整した分散液に、非溶解イオン性バインダとして4.0質量部(固形分換算)の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、構成モノマー:ブチルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート、メタクリル酸)と、有機粒子として17.0質量部(固形分換算)のアクリルラテックス(固形分濃度23%、平均粒径450nm、ガラス転移温度55℃、構成モノマー:シクロヘキシルメタクリレート、ブチルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート)を添加することによって塗料Fを作製した。
Paint F
78.0 parts by mass of aluminum hydroxide (average particle size 1.4 μm) as inorganic particles and 0.4 parts by mass (solid content equivalent) of ammonium polycarboxylate aqueous solution (SN Disper manufactured by Sannopco) as an ionic dispersant. Santo 5468, solid content concentration 40%) and 0.6 parts by mass (solid content equivalent) of an aliphatic polyether aqueous solution (E-D057 manufactured by Sannopco, solid content concentration 40%, static surface tension) as a surface tension adjuster. A dispersion was prepared by uniformly dispersing 35 mN / m (0.1% by mass aqueous solution, 25 ° C.) in 100 parts by mass of water. The obtained dispersion was crushed by a bead mill (cell volume 200 cc, zirconia bead diameter 0.1 mm, filling amount 80%), and the particle size distribution of the inorganic particles was adjusted to D50 = 1.0 μm. Acrylic latex (solid content concentration 40%, average particle size 145 nm, minimum film formation temperature 0 ° C. or less, constituent monomer) of 4.0 parts by mass (solid content equivalent) as an insoluble ionic binder in a dispersion liquid with adjusted particle size distribution. : Butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, methacrylic acid) and 17.0 parts by mass (solid content equivalent) acrylic latex (solid content concentration 23%, average particle size 450 nm, glass transition temperature 55 ° C., constituent monomers) as organic particles. : Cyclohexyl methacrylate, butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate) was added to prepare paint F.

[実施例1-3,比較例1-5]
表1に示される基材、塗料、塗工方法、層構成、セパレータ製法などに従って、セパレータを作製し、上記物性又はセル特性の測定又は評価を行った。測定・評価結果も表1に示す。
[Example 1-3, Comparative Example 1-5]
Separator was produced according to the substrate, paint, coating method, layer structure, separator manufacturing method, etc. shown in Table 1, and the above physical characteristics or cell characteristics were measured or evaluated. The measurement / evaluation results are also shown in Table 1.

[多孔層基材への塗料の塗工]
多孔層基材を繰出機より繰り出し、連続的に表面をコロナ放電処理を施し、塗料を、グラビアリバースコーターを用いて塗工し、続いて60℃の乾燥機で乾燥させて水を除去し、巻き取った。両面塗工の場合は、多孔層基材の裏面も同様に塗工し、多層セパレータを作製した。
[Paint coating on porous layer substrate]
The porous layer base material is fed out from a feeder, the surface is continuously subjected to corona discharge treatment, the paint is applied using a gravure reverse coater, and then dried in a dryer at 60 ° C. to remove water. I rolled it up. In the case of double-sided coating, the back surface of the porous layer base material was also coated in the same manner to prepare a multilayer separator.

[実施例3の転写]
表面処理されたPETフィルム(東洋紡エステルE5100、東洋紡社製)に上記塗料Fを、グラビアリバースコーターを用いて塗工した。続いて、塗工層を60℃の乾燥機で乾燥させて水を除去し巻き取った。次に上記塗工層と多孔膜A-1を繰り出し、塗工層と多孔膜A-1を40℃の加熱ロールを用いて積層した後、PETフィルムを剥離することで塗工層を多孔膜A-1の表面上に転写し、多層セパレータを得た。
[Transcription of Example 3]
The above paint F was applied to a surface-treated PET film (Toyobo Ester E5100, manufactured by Toyobo Co., Ltd.) using a gravure reverse coater. Subsequently, the coating layer was dried in a dryer at 60 ° C. to remove water and wound up. Next, the coating layer and the porous film A-1 are fed out, the coating layer and the porous film A-1 are laminated using a heating roll at 40 ° C., and then the PET film is peeled off to form the coating film. Transferred onto the surface of A-1 to obtain a multilayer separator.

Figure 0007034842000001
Figure 0007034842000001

1 多孔層Aに含浸されたフッ化物イオンの拡散挙動
2 多孔層Bに含浸されたフッ化物イオンの拡散挙動
3 多孔層Aから多孔層Bに移動したフッ化物イオンの拡散挙動
4 多孔層Bから多孔層Aに移動したフッ化物イオンの拡散挙動
1 Diffusion behavior of fluoride ions impregnated in porous layer A 2 Diffusion behavior of fluoride ions impregnated in porous layer B 3 Diffusion behavior of fluoride ions transferred from porous layer A to porous layer B 4 From porous layer B Diffusion behavior of fluoride ions transferred to the porous layer A

Claims (7)

ポリオレフィン樹脂を含む多孔層Aと無機粒子を含む多孔層Bを備える蓄電デバイス用多層セパレータであって、
前記蓄電デバイス用多層セパレータのフッ化物イオンのパルス磁場勾配NMR測定において前記多孔層Bのイオン拡散係数をD(B)とし、かつ前記蓄電デバイス用多層セパレータのフッ化物イオンの交換NMR測定において100msのミキシングタイムでの前記多孔層Aと前記多孔層Bの間のイオン透過率(%)をr(AB)とした場合、r(AB)とD(B)が、以下の関係式:
r(AB)/D(B) > 7.0×1011
1×10-11 < D(B) < 1×10-10
を満たす、蓄電デバイス用多層セパレータ。
A multilayer separator for a power storage device including a porous layer A containing a polyolefin resin and a porous layer B containing inorganic particles.
The ion diffusion coefficient of the porous layer B is set to D (B) in the pulsed magnetic field gradient NMR measurement of the fluoride ion of the multilayer separator for a power storage device, and 100 ms in the exchange NMR measurement of the fluoride ion of the multilayer separator for a power storage device. When the ion permeability (%) between the porous layer A and the porous layer B at the mixing time is r (AB), r (AB) and D (B) have the following relational expression:
r (AB) / D (B)> 7.0 × 10 11
1 × 10-11 <D (B) <1 × 10-10
A multi-layer separator for power storage devices that meets the requirements.
前記蓄電デバイス用多層セパレータのフッ化物イオンのパルス磁場勾配NMR測定において前記多孔層Aのイオン拡散係数をD(A)とした場合、D(A)が、以下の関係式:
8×10-11 < D(A) < 1×10-9
を満たす、請求項1に記載の蓄電デバイス用多層セパレータ。
When the ion diffusion coefficient of the porous layer A is D (A) in the pulsed magnetic field gradient NMR measurement of the fluoride ion of the multilayer separator for a power storage device, D (A) is the following relational expression:
8 × 10-11 <D (A) <1 × 10-9
The multilayer separator for a power storage device according to claim 1.
前記r(AB)と前記D(B)が、以下の関係式:
r(AB)/D(B) ≦ 5.0×1012
を満たす、請求項1又は2に記載の蓄電デバイス用多層セパレータ。
The relational expression between r (AB) and D (B) is as follows:
r (AB) / D (B) ≤ 5.0 × 10 12
The multilayer separator for a power storage device according to claim 1 or 2, which satisfies the above conditions.
前記蓄電デバイス用多層セパレータのフッ化物イオンの交換NMR測定において、下記式:
S(%/ms)={(ミキシングタイム100msでのイオン透過率r(AB))-(ミキシングタイム20msでのイオン透過率r(AB))}/(100-20)
により算出される値Sをイオン透過指数S(AB)とした場合、S(AB)と前記イオン拡散係数D(B)とが、以下の関係式:
S(AB)/D(B) > 4.0×10
を満たす、請求項1~3のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用多層セパレータ。
In the exchange NMR measurement of the fluoride ion of the multilayer separator for a power storage device, the following formula:
S (% / ms) = {(Ion transmittance r (AB) at mixing time 100 ms)-(Ion transmittance r (AB) at mixing time 20 ms)} / (100-20)
When the value S calculated by the above is the ion transmission index S (AB), S (AB) and the ion diffusion coefficient D (B) have the following relational expression:
S (AB) / D (B)> 4.0 × 10 9
The multilayer separator for a power storage device according to any one of claims 1 to 3, which satisfies the above conditions.
前記S(AB)と前記D(B)が、以下の関係式:
S(AB)/D(B) ≦ 3.5×1010
を満たす、請求項4に記載の蓄電デバイス用多層セパレータ。
The S (AB) and the D (B) have the following relational expression:
S (AB) / D (B) ≤ 3.5 × 10 10
The multilayer separator for a power storage device according to claim 4.
ポリオレフィン樹脂を含む多孔層Aと無機粒子を含む多孔層Bを備える蓄電デバイス用多層セパレータであって、
前記蓄電デバイス用多層セパレータのフッ化物イオンのパルス磁場勾配NMR測定において前記多孔層Bのイオン拡散係数をD(B)とし、かつ前記蓄電デバイス用多層セパレータのフッ化物イオンの交換NMR測定において、下記式:
S(%/ms)={(ミキシングタイム100msでの多孔層Aと多孔層Bの間のイオン透過率r(AB))-(ミキシングタイム20msでの多孔層Aと多孔層Bの間のイオン透過率r(AB))}/(100-20)
により算出される値Sをイオン透過指数S(AB)とした場合、S(AB)とD(B)が、以下の関係式:
S(AB)/D(B) > 4.0×10
1×10-11 < D(B) < 1×10-10
を満たす、蓄電デバイス用多層セパレータ。
A multilayer separator for a power storage device including a porous layer A containing a polyolefin resin and a porous layer B containing inorganic particles.
The ion diffusion coefficient of the porous layer B is set to D (B) in the pulsed magnetic field gradient NMR measurement of the fluoride ion of the multilayer separator for a power storage device, and the following is performed in the exchange NMR measurement of the fluoride ion of the multilayer separator for a power storage device. formula:
S (% / ms) = {(Ion transmittance r (AB) between the porous layer A and the porous layer B at the mixing time of 100 ms)-(Ions between the porous layer A and the porous layer B at the mixing time of 20 ms) Transmittance r (AB))} / (100-20)
When the value S calculated by the above is the ion permeation index S (AB), S (AB) and D (B) are the following relational expressions:
S (AB) / D (B)> 4.0 × 10 9
1 × 10-11 <D (B) <1 × 10-10
A multi-layer separator for power storage devices that meets the requirements.
前記S(AB)と前記D(B)が、以下の関係式:
S(AB)/D(B) ≦ 3.5×1010
を満たす、請求項6に記載の蓄電デバイス用多層セパレータ。
The S (AB) and the D (B) have the following relational expression:
S (AB) / D (B) ≤ 3.5 × 10 10
The multilayer separator for a power storage device according to claim 6.
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