JP7052924B1 - 多孔性フィルム、二次電池用セパレータおよび二次電池 - Google Patents
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Abstract
Description
さらには、上記特性を満たした二次電池用セパレータを低コストで提供することが求められている。
(1)多孔質基材と、多孔質基材の少なくとも片面に、粒子Aを含有する多孔質層を有し、粒子Aが、フッ素含有(メタ)アクリレート単量体からなる重合体と水酸基を有する(メタ)アクリレート単量体からなる重合体を含む混合物、又は、フッ素含有(メタ)アクリレート単量体と水酸基を有する(メタ)アクリレート単量体を含む共重合体を有し、前記水酸基を有する(メタ)アクリレート単量体の含有率が、粒子Aの全構成成分を100質量%としたとき、2質量%より大きく、30質量%以下である多孔性フィルム。
(2)前記水酸基を有する(メタ)アクリレート単量体は、単量体からなるホモポリマーのガラス転移温度が-100℃以上0℃以下である、(1)に記載の多孔性フィルム。
(3)前記水酸基を有する(メタ)アクリレート単量体が、2-ヒドロキシエチルアクリレート、4-ヒドロキシブチルアクリレート、2-ヒドロキシプロピルアクリレートから選ばれる少なくとも1つである、(1)または(2)に記載の多孔性フィルム。
(4)前記フッ素含有(メタ)アクリレート単量体と水酸基を有する(メタ)アクリレート単量体を含む共重合体は、1分子あたり2個以上の反応性基を有する単量体をさらに含む共重合体であり、粒子Aに含有される前記1分子あたり2個以上の反応性基を有する単量体の含有率が1質量%以上10質量%以下である、(1)から(3)のいずれかに記載の多孔性フィルム。
(5)前記1分子あたり2個以上の反応性基を有する単量体が、1分子あたり2個以上の反応性基を有する(メタ)アクリレートである、(4)に記載の多孔性フィルム。
(6)前記1分子あたり2個以上の反応性基を有する単量体が、アルキレングリコールジ(メタ)アクリレートまたはウレタンジ(メタ)アクリレートである、(4)または(5)に記載の多孔性フィルム。
(7)前記1分子あたり2個以上の反応性基を有する単量体は、単量体からなるホモポリマーのガラス転移温度が-50℃以上0℃以下である、(4)から(6)のいずれかに記載の多孔性フィルム。
(8)前記フッ素含有(メタ)アクリレート単量体と水酸基を有する(メタ)アクリレート単量体を含む共重合体が、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレートから選ばれる少なくとも1つの単量体をさらに含む、(1)から(7)のいずれかに記載の多孔性フィルム。
(9)前記フッ素含有(メタ)アクリレート単量体と水酸基を有する(メタ)アクリレート単量体を含む共重合体が、単環基の環状炭化水素基を有する(メタ)アクリレート単量体または1つ以上のアルキル基で置換されている(メタ)アクリレート単量体をさらに含む、(1)から(8)のいずれかに記載の多孔性フィルム。
(10)前記単環基の環状炭化水素基を有する(メタ)アクリレート単量体の含有率が、粒子Aの全構成成分を100質量%としたとき、20質量%以上80質量%以下である、(9)に記載の多孔性フィルム。
(11)前記粒子Aに含まれるフッ素含有(メタ)アクリレート単量体の含有率が、20質量%より大きく、80質量%以下である、(1)から(10)のいずれかに記載の多孔性フィルム。
(12)前記多孔質層が無機粒子からなる粒子Bを含有する、(1)から(11)のいずれかに記載の多孔性フィルム。
(13)前記多孔質層に含まれる粒子Bの含有率が、多孔質層の全構成成分を100質量%としたとき、60質量%以上95質量%以下である、(12)に記載の多孔性フィルム。
(14)前記多孔質層がフッ素を含有しない有機粒子Cを含有する、(1)から(13)のいずれかに記載の多孔性フィルム。
(15)(1)から(14)のいずれかに記載の多孔性フィルムを用いてなる二次電池用セパレータ。
(16)(15)に記載の二次電池用セパレータを用いてなる二次電池。
以下、本発明の多孔性フィルムについて詳細に説明する。
(粒子A)
本発明における多孔質層は粒子Aを含有する。粒子Aは、フッ素含有(メタ)アクリレート単量体からなる重合体と水酸基を有する(メタ)アクリレート単量体からなる重合体を含む混合物、又は、フッ素含有(メタ)アクリレート単量体および水酸基を有する(メタ)アクリレート単量体を含む共重合体を有する粒子である。
これら特定の単量体群を構成する単量体として、例えばアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸などの不飽和カルボン酸;メチルアクリレート、エチルアクリレート、n-プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、n-ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、t-ブチルアクリレート、ペンチルアクリレート、ネオペンチルアクリレート、イソアミルアクリレート、ヘキシルアクリレート、ヘプチルアクリレート、オクチルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート、ノニルアクリレート、デシルアクリレート、ラウリルアクリレート、ドデシルアクリレート、2-ジメチルアミノエチルアクリレート、2-ジエチルアミノエチルアクリレート、2-ジプロピルアミノエチルアクリレート、2-ジフェニルアミノエチルアクリレート、3-(N,N-ジメチルアミノ)プロピルアクリレート、n-テトラデシルアクリレート、ステアリルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、ベンジルアクリレート、イソボルニルアクリレート、ジシクロペンタニルアクリレート、ジシクロペンテニルアクリレート、などのアクリレート;メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n-プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、n-ブチルメタクリレート、t-ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、t-ブチルシクロヘキシルメタクリレート、ペンチルメタクリレート、ネオペンチルメタクリレート、イソアミルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、ヘプチルメタクリレート、オクチルメタクリレート、2-エチルヘキシルメタクリレート、ノニルメタクリレート、デシルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、ドデシルメタクリレート、2-ジメチルアミノエチルメタクリレート、2-ジエチルアミノエチルメタクリレート、2-ジプロピルアミノエチルメタクリレート、2-ジフェニルアミノエチルメタクリレート、3-(N,N-ジメチルアミノ)プロピルメタクリレート、n-テトラデシルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、ジシクロペンタニルメタクリレート、ジシクロペンテニルメタクリレート、などのメタクリレートなどが挙げられる。より好ましくは、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。特定の単量体群を構成する単量体は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
本発明において、多孔質層は粒子Bを含有することが好ましい。粒子Bは無機粒子であり、多孔質層が無機粒子を含むことで熱寸法安定性および異物による短絡の抑制を付与することができる。
本発明の多孔質層は多孔質層を構成する粒子Aおよび粒子Bを互いに密着させるため、およびこれら粒子を多孔質基材に密着させるために、バインダーを含有してもよい。バインダーとしては、電池の使用範囲で電気化学的に安定である樹脂が好ましい。また、バインダーは有機溶媒に可溶なバインダー、水溶性バインダー、エマルジョンバインダーなどが挙げられ、単体でも、組み合わせて使用してもよい。
本発明の多孔性フィルムは、多孔質基材の少なくとも片面に、粒子Aを含有する多孔質層が積層された多孔性フィルムであって、粒子Aが、フッ素含有(メタ)アクリレート単量体からなる重合体と水酸基を有する(メタ)アクリレート単量体からなる重合体を含む混合物、又は、フッ素含有(メタ)アクリレート単量体と水酸基を有する(メタ)アクリレート単量体を含む共重合体を有し、水酸基を有する(メタ)アクリレート単量体の含有率が、粒子Aの全構成成分を100質量%としたとき、2質量%以上30質量%以下である。このような多孔性フィルムにすることで、優れた熱寸法安定性と電極との接着性を有し、かつ優れた電池特性を有する低コスト多孔性フィルムが得られるが、その多孔質層の形成方法について以下に説明する。
本発明において多孔質基材とは、内部に空孔を有する基材をいう。また、本発明において、多孔質基材としては、例えば内部に空孔を有する多孔膜、不織布、または繊維状物からなる多孔膜シートなどが挙げられる。多孔質基材を構成する材料としては、電気絶縁性であり、電気的に安定で、電解液にも安定である樹脂から構成されていることが好ましい。また、シャットダウン機能を付与する観点から用いる樹脂は融点が200℃以下の熱可塑性樹脂が好ましい。ここでのシャットダウン機能とは、リチウムイオン電池が異常発熱した場合に、熱で溶融することで多孔構造を閉鎖し、イオン移動を停止させて、放電を停止させる機能のことである。
本発明の多孔性フィルムは、リチウムイオン電池等の二次電池用セパレータに好適に用いることができる。リチウムイオン電池は、正極活物質を正極集電体に積層した正極と、負極活物質を負極集電体に積層した負極との間に、二次電池用セパレータと電解質が介在した構成となっている。
[測定方法]
(1)透気度
王研式透気度測定装置(旭精工(株)社製EG01-5-1MR)を用いて、100mm×100mmサイズの中央部をJIS P 8117(2009)に準拠して測定した。上記測定を試料3枚について実施し、計測された値を平均し、その平均値を透気度(秒/100cc)とした。
ミクロトームにてサンプル断面を切り出し、その断面を電解放射型走査電子顕微鏡((株)日立製作所製S-800、加速電圧26kV)にて観察して、多孔質基材との界面から最も高いところを厚みとし、片面の場合は片面のみ、両面の場合は両面ともに計測し、その合計を多孔質層の膜厚とした。100mm×100mmサイズのサンプルの中央部を計測した。上記測定を試料5枚について実施し、計測された値を平均した。
10cm×10cmの多孔質フィルム上から水40gを用いて多孔質層を脱離させ、水およびアルコールなどの有機溶媒を十分に乾燥させて多孔質層に含まれる構成成分を得た。得られた構成成分全量の質量を測定した後、構成成分を有機樹脂成分が溶融・分解する程度の高温で燃焼し、無機粒子のみの質量を測定した。(無機粒子の質量/構成成分全量の質量)×100の式より多孔質層における無機粒子の含有率を質量%で算出した。
100×200mmサイズの試料を黒色の画用紙上に載せ、塗膜外観を観察し、以下の指標に基づき、評価した。
・塗膜外観が優:塗工スジ、塗工ハジキなし
・塗膜外観が良:塗工スジ、塗工ハジキのいずれかが若干確認される
・塗膜外観が可:塗工スジ、塗工ハジキが若干確認される
・塗膜外観が悪:塗工スジ、塗工ハジキが確認され、評価が困難
100mm×100mmサイズの試料3枚から、各試料の一辺の中点から対辺の中点の長さを測定し、150℃のオーブン中に無張力下で30分熱処理を行った。熱処理後に試料を取り出し、熱処理前と同一箇所の中点間の長さを測定し、以下の式より熱収縮率を算出した。1枚の試料より同時に2ヶ所算出し、すべての数値の平均値を熱収縮率(熱寸法安定性)とし、5%未満を秀、5%以上10%未満を優、10%以上20%未満を良、20%以上40%未満を可、40%以上を悪とした。
熱収縮率(%)=[(熱処理前の中点間の長さ-熱処理後の中点間の長さ)/(熱処理前の中点間の長さ)]×100。
活物質がLi(Ni5/10Mn2/10Co3/10)O2、バインダーがフッ化ビニリデン樹脂、導電助剤がアセチレンブラックとグラファイトの正極15mm×100mmと多孔性フィルムを、活物質と多孔質層が接触するように設置し、熱ロールプレス機にて0.5MPa、80℃、0.2m/分で熱プレスを行い、ピンセットを用いて手動で剥離させ、接着強度を下記4段階にて評価を行った。同様に、活物質が黒鉛、バインダーがフッ化ビニリデン樹脂、導電助剤がカーボンブラックの負極と多孔性フィルムとの接着強度も測定し、正極および負極のそれぞれの評価結果を統合した平均接着強度を接着強度として判定した。
・接着強度が秀: より強い力で電極と多孔性フィルムが剥離した。
・接着強度が優: 強い力で電極と多孔性フィルムが剥離した
・接着強度が良: やや強い力で電極と多孔性フィルムが剥離した
・接着強度が可: 弱い力で電極と多孔性フィルムが剥離した
・接着強度が悪: 極弱い力で電極と多孔性フィルムが剥離した。
活物質がLi(Ni5/10Mn2/10Co3/10)O2、バインダーがフッ化ビニリデン樹脂、導電助剤がアセチレンブラックとグラファイトの正極20mm×50mmと多孔性フィルム25mm×55mmを、活物質と多孔質層が接触するように設置し、70℃/5MPa/10秒で熱プレスを行い、電極と多孔性フィルムを接着させた。次にピンセットを用いて手動で剥離させ、接着強度を下記5段階にて評価を行った。同様に、活物質が黒鉛、バインダーがフッ化ビニリデン樹脂、導電助剤がカーボンブラックの負極と多孔性フィルムとの接着強度も測定し、正極および負極のそれぞれの評価結果を統合した平均接着強度を接着強度として判定した。
・接着強度が秀: より強い力で電極と多孔性フィルムが剥離した。
・接着強度が優: 強い力で電極と多孔性フィルムが剥離した。
・接着強度が良: やや強い力で電極と多孔性フィルムが剥離した。
・接着強度が可: 弱い力で電極と多孔性フィルムが剥離した。
・接着強度が悪: 極弱い力で電極と多孔性フィルムが剥離した。
活物質がLi(Ni5/10Mn2/10Co3/10)O2、バインダーがフッ化ビニリデン樹脂、導電助剤がアセチレンブラックとグラファイトの正極20mm×50mmと多孔性フィルム25mm×55mmを、活物質と多孔質層が接触するようにアルミラミネートパック上に設置し、電解液1gを染み込ませた後、真空シーラーを用いて封入し試験セルを作製した。ここで、電解液はエチレンカーボネート:ジエチルカーボネート=1:1(体積比)の混合溶媒に、溶質としてLiPF6を濃度1モル/リットルとなるように溶解させ、作製したものを用いた。次に、この試験セルを60℃/2MPa/120秒で熱プレスを行い、電極と多孔性フィルムを接着させた。その後、セルを解体し、ピンセットを用いて手動で剥離させ、接着強度を下記5段階にて評価を行った。
同様に、活物質が黒鉛、バインダーがフッ化ビニリデン樹脂、導電助剤がカーボンブラックの負極と多孔性フィルムとの接着強度も測定し、正極および負極のそれぞれの評価結果を統合した平均接着強度を接着強度として判定した。
・接着強度が秀: より強い力で電極と多孔性フィルムが剥離した。
・接着強度が優: 強い力で電極と多孔性フィルムが剥離した。
・接着強度が良: やや強い力で電極と多孔性フィルムが剥離した。
・接着強度が可: 弱い力で電極と多孔性フィルムが剥離した。
・接着強度が悪: 極弱い力で電極と多孔性フィルムが剥離した。
正極シートは、正極活物質としてLi(Ni5/10Mn2/10Co3/10)O2を92質量部、正極導電助剤としてアセチレンブラックとグラファイトを2.5質量部ずつ、正極結着剤としてポリフッ化ビニリデン3質量部を、プラネタリーミキサーを用いてN-メチル-2-ピロリドン中に分散させた正極スラリーを、アルミ箔上に塗布、乾燥、圧延して作製した(塗布目付:9.5mg/cm2)。
この正極シートを40mm×40mmに切り出した。この時、活物質層の付いていない集電用のタブ接着部が、前記活物質面の外側に5mm×5mmの大きさになるように切り出した。幅5mm、厚み0.1mmのアルミ製のタブをタブ接着部に超音波溶接した。
負極シートは、負極活物質として天然黒鉛98質量部、増粘剤としてカルボキシメチルセルロースを1質量部、負極結着剤としてスチレン-ブタジエン共重合体1質量部を、プラネタリーミキサーを用いて水中に分散させた負極スラリーを、銅箔上に塗布、乾燥、圧延して作製した(塗布目付:5.5mg/cm2)。
この負極シートを45mm×45mmに切り出した。この時、活物質層の付いていない集電用のタブ接着部が、前記活物質面の外側に5mm×5mmの大きさになるように切り出した。正極タブと同サイズの銅製のタブをタブ接着部に超音波溶接した。
次に、多孔性フィルムを55mm×55mmに切り出し、多孔性フィルムの両面に上記正極と負極を活物質層が多孔性フィルムを隔てるように重ね、正極塗布部が全て負極塗布部と対向するように配置して電極群を得た。1枚の90mm×200mmのアルミラミネートフィルムに上記正極・多孔性フィルム・負極を挟み込み、アルミラミネートフィルムの長辺を折り、アルミラミネートフィルムの長辺2辺を熱融着し、袋状とした。
エチレンカーボネート:ジエチルカーボネート=1:1(体積比)の混合溶媒に、溶質としてLiPF6を濃度1モル/リットルとなるように溶解させ、作製した電解液を用いた。袋状にしたアルミラミネートフィルムに電解液1.5gを注入し、減圧含浸させながらアルミラミネートフィルムの短辺部を熱融着させてラミネート型電池とした。
放電負荷特性を下記手順にて試験を行い、放電容量維持率にて評価した。
上記ラミネート型電池を用いて、25℃下、0.5Cで放電したときの放電容量と、10Cで放電したときの放電容量とを測定し、(10Cでの放電容量)/(0.5Cでの放電容量)×100で放電容量維持率を算出した。ここで、充電条件は0.5C、4.3Vの定電流充電とし、放電条件は2.7Vの定電流放電とした。上記ラミネート型電池を5個作製し、放電容量維持率が最大、最小となる結果を除去した3個の測定結果の平均を容量維持率とした。放電容量維持率が40%未満を悪、40%以上45%未満を可、45%以上50%未満を良、50%以上55%未満を優、55%以上を秀とした。
上記ラミネート型電池の充放電サイクル特性を下記手順にて試験を行い、放電容量維持率にて評価した。
〈1~300サイクル目〉
充電、放電を1サイクルとし、充電条件を2C、4.3Vの定電流充電、放電条件を2C、2.7Vの定電流放電とし、25℃下で充放電を300回繰り返し行った。
〈放電容量維持率の算出〉
(300サイクル目の放電容量)/(1サイクル目の放電容量)×100で放電容量維持率を算出した。上記ラミネート型電池を5個作製し、放電容量維持率が最大、最小となる結果を除去した3個の測定結果の平均を容量維持率とした。放電容量維持率が45%未満を充放電サイクル特性が悪、45%以上50%未満を可、50%以上60%未満を充放電サイクル特性が良、60%以上70%未満を充放電サイクル特性が優、70%以上を充放電サイクルが秀とした。
イオン交換水120部、アデカリアソーブSR-1025(アデカ株式会社製乳化剤)1部を反応器に仕込み、撹拌を開始した。これに窒素雰囲気下で2,2'-アゾビス(2-(2―イミダゾリン-2-イル)プロパン)(和光純薬工業(株))0.4部を添加し、2,2,2-トリフルオロエチルメタクリレート(3FMA)30部、シクロヘキシルアクリレート(CHA)57部、4-ヒドロキシブチルアクリレート(4HBA、ホモポリマーTg:-80℃)6部、ポリアルキレングリコールジメタクリレートPDE-600(日油株式会社製、このPDE-600を重合したホモポリマーのTg:-34℃)7部、アデカリアソーブSR-1025(アデカ株式会社製乳化剤)9部、イオン交換水115部からなる単量体混合物を60℃で2時間かけて連続的に滴下し、滴下終了後4時間にわたり重合処理を行い、共重合体の有機樹脂からなる粒子A(平均粒径182nm、ガラス転移温度41℃)を含む分散液Aを製造した。
粒子Bとして平均粒径0.5μmのアルミナ粒子(酸化アルミニウム)を用い、溶媒として粒子Bと同量の水、および分散剤としてカルボキシメチルセルロースを粒子Bに対して2質量%添加した上で、ビーズミルにて分散し、分散液Bを調製した。
分散液Aと分散液Bを多孔質層に含まれる粒子Aの含有率が13.6質量%、粒子Bの含有率が70質量%となるように、水中に分散させて、攪拌機にて混合し、さらにバインダーとしてアクリル系エマルジョンバインダー(アクリル粒子、100nm)を粒子Aと粒子Bの合計量に対して18質量%添加し、塗工液を調製した。
得られた塗工液を、ワイヤーバーを用いてポリエチレン多孔質基材(厚み9μm、透気度60秒/100cc)上へ両面塗工し、熱風オーブン(乾燥設定温度50℃)内で、含有される溶媒が揮発するまで乾燥し、多孔質層を形成し、本発明の多孔性フィルムを得た。得られた多孔性フィルムについて、多孔質層の膜厚、透気度、塗膜外観、熱収縮率(熱寸法安定性)、電極との接着性評価1および評価2、電解液中での電極との接着性、放電負荷特性並びに充放電サイクル特性の測定結果を表2に示す。
多孔質層の膜厚を表2に示す膜厚にした以外は、実施例1と同様にして、本発明の多孔性フィルムを得た。多孔性フィルムの測定結果を表2に示す。
多孔質層に含まれる粒子Aおよび粒子Bの含有率とアクリル系エマルジョンバインダーの添加量を表1-1に示す含有率にした以外は、実施例1と同様にして、本発明の多孔性フィルムを得た。多孔性フィルムの測定結果を表2に示す。
多孔質層の膜厚を表2に示す膜厚にした以外は、実施例3と同様にして、本発明の多孔性フィルムを得た。多孔性フィルムの測定結果を表2に示す。
粒子Aの組成を表1-1に示す組成に変更した以外は、実施例1と同様にして、本発明の多孔性フィルムを得た。多孔性フィルムの測定結果を表2に示す。
多孔質層の膜厚を表2に示す膜厚にした以外は、実施例5と同様にして、本発明の多孔性フィルムを得た。多孔性フィルムの測定結果を表2に示す。
粒子Aの組成を表1-1に示す組成に変更した以外は、実施例1と同様にして、本発明の多孔性フィルムを得た。多孔性フィルムの測定結果を表2に示す。
多孔質層の膜厚を表2に示す膜厚にした以外は、実施例7と同様にして、本発明の多孔性フィルムを得た。多孔性フィルムの測定結果を表2に示す。
多孔質層に含まれる粒子Aおよび粒子Bの含有率とアクリル系エマルジョンバインダーの添加量を表1-1に示す含有率にした以外は、実施例7と同様にして、本発明の多孔性フィルムを得た。多孔性フィルムの測定結果を表2に示す。
多孔質層の膜厚を表2に示す膜厚にした以外は、実施例9と同様にして、本発明の多孔性フィルムを得た。多孔性フィルムの測定結果を表2に示す。
多孔質層に含まれる粒子Aおよび粒子Bの含有率とアクリル系エマルジョンバインダーの添加量を表1-2に示す含有率にした以外は、実施例7と同様にして、本発明の多孔性フィルムを得た。多孔性フィルムの測定結果を表2に示す。
多孔質層の膜厚を表2に示す膜厚にした以外は、実施例11と同様にして、本発明の多孔性フィルムを得た。多孔性フィルムの測定結果を表2に示す。
多孔質層に含まれる粒子Aおよび粒子Bの含有率とアクリル系エマルジョンバインダーの添加量を表1-2に示す含有率にした以外は、実施例7と同様にして、本発明の多孔性フィルムを得た。多孔性フィルムの測定結果を表2に示す。
粒子Aの組成を表1-2に示す組成に変更した以外は、実施例1と同様にして、本発明の多孔性フィルムを得た。多孔性フィルムの測定結果を表2に示す。
粒子Bを硫酸バリウムとした以外は、実施例7と同様にして、本発明の多孔性フィルムを得た。多孔性フィルムの測定結果を表2に示す。
多孔質層の膜厚を表2に示す膜厚にした以外は、実施例15と同様にして、本発明の多孔性フィルムを得た。多孔性フィルムの測定結果を表2に示す。
多孔質層に含まれる粒子Aの含有率および有機粒子C(ポリエチレン、融点80℃、平均粒径100nm)を粒子Aと粒子Bの合計量に対して、1.2質量%添加した以外は、実施例10と同様にして、本発明の多孔性フィルムを得た。多孔性フィルムの測定結果を表2に示す。
多孔質層に含まれる粒子Aの含有率および有機粒子C(ポリプロピレン、融点60℃、平均粒径100nm)を粒子Aと粒子Bの合計量に対して、1.3質量%添加した以外は、実施例10と同様にして、本発明の多孔性フィルムを得た。多孔性フィルムの測定結果を表2に示す。
粒子Aの組成を表1-2に示す組成に変更した以外は、実施例1と同様にして、本発明の多孔性フィルムを得た。多孔性フィルムの測定結果を表2に示す。
粒子Aの組成を表1-2に示す組成に変更し、多孔質層の膜厚を表2に示す膜厚にした以外は、実施例1と同様にして、本発明の多孔性フィルムを得た。多孔性フィルムの測定結果を表2に示す。
粒子Aの組成を表1-3に示す組成に変更した以外は、実施例1と同様にして、本発明の多孔性フィルムを得た。多孔性フィルムの測定結果を表2に示す。
粒子Aの組成を表1-3に示す組成に変更し、多孔質層の膜厚を表2に示す膜厚にした以外は、実施例1と同様にして、本発明の多孔性フィルムを得た。多孔性フィルムの測定結果を表3に示す。
粒子Aの組成を表1-3に示す組成に変更した以外は、実施例1と同様にして、本発明の多孔性フィルムを得た。多孔性フィルムの測定結果を表2に示す。
粒子Aの組成を表1-3に示す組成に変更し、多孔質層の膜厚を表2に示す膜厚にした以外は、実施例1と同様にして、本発明の多孔性フィルムを得た。多孔性フィルムの測定結果を表2に示す
粒子Aの組成を表1-3に示す組成に変更した以外は、実施例1と同様にして、本発明の多孔性フィルムを得た。多孔性フィルムの測定結果を表2に示す。
粒子Aの組成を表1-3に示す組成に変更し、多孔質層の膜厚を表2に示す膜厚にした以外は、実施例1と同様にして、本発明の多孔性フィルムを得た。多孔性フィルムの測定結果を表2に示す。
粒子Aの組成を表1-3に示す組成に変更した以外は、実施例1と同様にして、本発明の多孔性フィルムを得た。多孔性フィルムの測定結果を表2に示す。
粒子Aの組成を表1-3に示す組成に変更し、多孔質層の膜厚を表2に示す膜厚にした以外は、実施例1と同様にして、本発明の多孔性フィルムを得た。多孔性フィルムの測定結果を表2に示す。
粒子Aの組成を表1-3に示す組成に変更した以外は、実施例1と同様にして、本発明の多孔性フィルムを得た。多孔性フィルムの測定結果を表2に示す。
粒子Aの組成を表1-3に示す組成に変更した以外は、実施例1と同様にして、本発明の多孔性フィルムを得た。多孔性フィルムの測定結果を表2に示す。
粒子Aの組成を表1-4に示す組成に変更した以外は、実施例1と同様にして、本発明の多孔性フィルムを得た。多孔性フィルムの測定結果を表2に示す。
粒子Aの組成を表1-4に示す組成に変更した以外は、実施例1と同様にして、本発明の多孔性フィルムを得た。多孔性フィルムの測定結果を表2に示す。
粒子Aの組成を表1-4に示す組成に変更した以外は、実施例1と同様にして、本発明の多孔性フィルムを得た。多孔性フィルムの測定結果を表2に示す。
粒子Aの組成を表1-4に示す組成に変更した以外は、実施例1と同様にして、本発明の多孔性フィルムを得た。多孔性フィルムの測定結果を表2に示す。
粒子Aの組成を表1-4に示す組成に変更した以外は、実施例1と同様にして、本発明の多孔性フィルムを得た。多孔性フィルムの測定結果を表2に示す。
粒子Aの組成を表1-4に示す組成に変更した以外は、実施例1と同様にして、本発明の多孔性フィルムを得た。多孔性フィルムの測定結果を表2に示す。
粒子Aの組成を表1-4に示す組成に変更した以外は、実施例1と同様にして、本発明の多孔性フィルムを得た。多孔性フィルムの測定結果を表2に示す。
粒子Aの組成を表1-4に示す組成に変更した以外は、実施例1と同様にして、本発明の多孔性フィルムを得た。多孔性フィルムの測定結果を表2に示す。
多孔質層に含まれる粒子Aおよび粒子Bの含有率とアクリル系エマルジョンバインダーの添加量を表1-4に示す含有率にした以外は、実施例1と同様にして、本発明の多孔性フィルムを得た。多孔性フィルムの測定結果を表2に示す。
多孔質層に含まれる粒子Aおよび粒子Bの含有率とアクリル系エマルジョンバインダーの添加量を表1-4に示す含有率にした以外は、実施例1と同様にして、本発明の多孔性フィルムを得た。多孔性フィルムの測定結果を表2に示す。
多孔質層に含まれるエマルジョンバインダーをフッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体からなる樹脂(ポリフッ化ビニリデン系樹脂、フッ化ビニリデン含有率95質量%)とした以外は、実施例5と同様にして、本発明の多孔性フィルムを得た。多孔性フィルムの測定結果を表2に示す。
多孔質層に含まれる粒子Aおよび粒子Bの含有率とエマルジョンバインダーの添加量を表1-4に示す含有率にした以外は、実施例41と同様にして、本発明の多孔性フィルムを得た。多孔性フィルムの測定結果を表2に示す。
多孔質層に含まれるエマルジョンバインダーをフッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体からなる樹脂(ポリフッ化ビニリデン系樹脂、フッ化ビニリデン含有率80質量%)とした以外は、実施例5と同様にして、本発明の多孔性フィルムを得た。多孔性フィルムの測定結果を表2に示す。
粒子Aの組成を表1-5に示す組成に変更した以外は、実施例1と同様にして、本発明の多孔性フィルムを得た。多孔性フィルムの測定結果を表2に示す。
粒子Aを用いずに塗工液を作製し、多孔質層に含まれる粒子Bの含有率を表1-5に示す含有率にした以外は、実施例1と同様にして、本発明の多孔性フィルムを得た。多孔性フィルムの測定結果を表2に示す。
粒子Aの組成を表1-5に示す組成に変更した以外は、実施例1と同様にして粒子Aを重合したが、粒子形状を維持した安定した粒子Aが得られなかった。
Claims (16)
- 多孔質基材と、多孔質基材の少なくとも片面に、粒子Aを含有する多孔質層を有し、粒子Aが、フッ素含有(メタ)アクリレート単量体からなる重合体と水酸基を有する(メタ)アクリレート単量体からなる重合体を含む混合物、又は、フッ素含有(メタ)アクリレート単量体と水酸基を有する(メタ)アクリレート単量体を含む共重合体を有し、前記水酸基を有する(メタ)アクリレート単量体の含有率が、粒子Aの全構成成分を100質量%としたとき、2質量%より大きく、30質量%以下である多孔性フィルム。
- 前記水酸基を有する(メタ)アクリレート単量体は、単量体からなるホモポリマーのガラス転移温度が-100℃以上0℃以下である、請求項1に記載の多孔性フィルム。
- 前記水酸基を有する(メタ)アクリレート単量体が、2-ヒドロキシエチルアクリレート、4-ヒドロキシブチルアクリレート、2-ヒドロキシプロピルアクリレートから選ばれる少なくとも1つである、請求項1または2に記載の多孔性フィルム。
- 前記フッ素含有(メタ)アクリレート単量体と水酸基を有する(メタ)アクリレート単量体を含む共重合体は、1分子あたり2個以上の反応性基を有する単量体をさらに含む共重合体であり、粒子Aに含有される前記1分子あたり2個以上の反応性基を有する単量体の含有率が1質量%以上10質量%以下である、請求項1から3のいずれかに記載の多孔性フィルム。
- 前記1分子あたり2個以上の反応性基を有する単量体が、1分子あたり2個以上の反応性基を有する(メタ)アクリレートである、請求項4に記載の多孔性フィルム。
- 前記1分子あたり2個以上の反応性基を有する単量体が、アルキレングリコールジ(メタ)アクリレートまたはウレタンジ(メタ)アクリレートである、請求項4または5に記載の多孔性フィルム。
- 前記1分子あたり2個以上の反応性基を有する単量体は、単量体からなるホモポリマーのガラス転移温度が-50℃以上0℃以下である、請求項4から6のいずれかに記載の多孔性フィルム。
- 前記フッ素含有(メタ)アクリレート単量体と水酸基を有する(メタ)アクリレート単量体を含む共重合体が、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレートから選ばれる少なくとも1つの単量体をさらに含む、請求項1から7のいずれかに記載の多孔性フィルム。
- 前記フッ素含有(メタ)アクリレート単量体と水酸基を有する(メタ)アクリレート単量体を含む共重合体が、単環基の環状炭化水素基を有する(メタ)アクリレート単量体または1つ以上のアルキル基で置換されている(メタ)アクリレート単量体をさらに含む、請求項1から8のいずれかに記載の多孔性フィルム。
- 前記単環基の環状炭化水素基を有する(メタ)アクリレート単量体の含有率が、粒子Aの全構成成分を100質量%としたとき、20質量%以上80質量%以下である、請求項9に記載の多孔性フィルム。
- 前記粒子Aに含まれるフッ素含有(メタ)アクリレート単量体の含有率が、20質量%より大きく、80質量%以下である、請求項1から10のいずれかに記載の多孔性フィルム。
- 前記多孔質層が無機粒子からなる粒子Bを含有する、請求項1から11のいずれかに記載の多孔性フィルム。
- 前記多孔質層に含まれる粒子Bの含有率が、多孔質層の全構成成分を100質量%としたとき、60質量%以上95質量%以下である、請求項12に記載の多孔性フィルム。
- 前記多孔質層がフッ素を含有しない有機粒子Cを含有する、請求項1から13のいずれかに記載の多孔性フィルム。
- 請求項1から14のいずれかに記載の多孔性フィルムを用いてなる二次電池用セパレータ。
- 請求項15に記載の二次電池用セパレータを用いてなる二次電池。
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