JP7185634B2 - リチウムイオン二次電池用セパレータ - Google Patents
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Description
すなわち、本発明は以下のとおりである。
[1]
微多孔性フィルムを含むリチウムイオン二次電池用セパレータであって、前記微多孔性フィルムは主成分としてポリオレフィン樹脂(A)を含み、かつ前記微多孔性フィルムの微多孔の表面の少なくとも一部が、前記ポリオレフィン樹脂(A)とは異なる樹脂(B)でコーティングされているリチウムイオン二次電池用セパレータ。
[2]
前記微多孔が前記ポリオレフィン樹脂(A)のフィブリルで構成されており、かつ前記フィブリルの外表面が前記樹脂(B)で囲まれている、[1]に記載のリチウムイオン二次電池用セパレータ。
[3]
前記リチウムイオン二次電池用セパレータを膜厚方向に均等3分割して得られる3層のうちの中間層において、前記ポリオレフィン樹脂(A)から成る骨格部分の表層の少なくとも一部が、前記樹脂(B)で被覆されている、[1]又は[2]に記載のリチウムイオン二次電池用セパレータ。
[4]
前記リチウムイオン二次電池用セパレータは、2.5mm以上の突刺深度を有する、[1]~[3]のいずれか1項に記載のリチウムイオン二次電池用セパレータ。
[5]
前記突刺深度は、2.5mm超4.5mm以下である、[4]に記載のリチウムイオン二次電池用セパレータ。
[6]
前記樹脂(B)は、700MPa以下の25℃での弾性率を有する、[1]~[5]のいずれか1項に記載のリチウムイオン二次電池用セパレータ。
[7]
前記25℃での弾性率は、100MPa以上700MPa以下である、[6]に記載のリチウムイオン二次電池用セパレータ。
[8]
前記樹脂(B)の融点が130℃以下である、[1]~[7]のいずれか1項に記載のリチウムイオン二次電池用セパレータ。
[9]
前記樹脂(B)は、疎水性樹脂である、[1]~[8]のいずれか1項に記載のリチウムイオン二次電池用セパレータ。
[10]
前記疎水性樹脂の25℃でのオクタンへの溶解度が、20g/kg以上である、[9]に記載のリチウムイオン二次電池用セパレータ。
[11]
前記疎水性樹脂は、25℃での弾性率が700MPa以下のポリオレフィン樹脂である、[9]又は[10]に記載のリチウムイオン二次電池用セパレータ。
[12]
前記ポリオレフィン樹脂(A)は、ポリプロピレン樹脂を含む、[1]~[11]のいずれか1項に記載のリチウムイオン二次電池用セパレータ。
[13]
前記リチウムイオン二次電池用セパレータは、30%以上の気孔率を有する、[1]~[12]のいずれか1項に記載のリチウムイオン二次電池用セパレータ。
[14]
前記リチウムイオン二次電池用セパレータは、0.25kgf以上の突刺強度を有する、[1]~[13]のいずれか1項に記載のリチウムイオン二次電池用セパレータ。
[15]
前記リチウムイオン二次電池用セパレータの膜厚が、100μm以下である、[1]~[14]のいずれか1項に記載のリチウムイオン二次電池用セパレータ。
[16]
フューズ温度が150℃未満である、[1]~[15]のいずれか1項に記載のリチウムイオン二次電池用セパレータ。
[17]
前記微多孔性フィルムは、前記ポリオレフィン樹脂(A)を含む前駆体を延伸し、延伸された成形物に前記樹脂(B)を含浸させることにより得られる、[1]~[16]のいずれか1項に記載のリチウムイオン二次電池用セパレータ。
[18]
前記微多孔性フィルムは、前記ポリオレフィン樹脂(A)を含む前駆体を少なくとも横方向(TD)に延伸し、TD延伸された成形物に前記樹脂(B)を含浸させることにより得られる、[17]に記載のリチウムイオン二次電池用セパレータ。
[19]
前記微多孔性フィルムは、前記ポリオレフィン樹脂(A)を含む前駆体を少なくとも横方向(TD)に延伸し、TD延伸された成形物をカレンダー処理に供し、カレンダー処理された成形物に前記樹脂(B)を含浸させることにより得られる、[18]に記載のリチウムイオン二次電池用セパレータ。
[20]
前記微多孔性フィルムは、前記ポリオレフィン樹脂(A)を含む前駆体を少なくとも横方向(TD)に延伸し、TD延伸された成形物に前記樹脂(B)を含浸させ、前記樹脂(B)を含浸させた成形物をカレンダー処理に供することにより得られる、[18]に記載のリチウムイオン二次電池用セパレータ。
[21]
前記微多孔性フィルムは、前記ポリオレフィン樹脂(A)を含む前駆体を少なくとも機械方向(MD)に延伸し、MD延伸された成形物に前記樹脂(B)を含浸させることにより得られる、[17]に記載のリチウムイオン二次電池用セパレータ。
[22]
微多孔性ポリオレフィンフィルムを含み、かつ2.5mm以上の突刺深度を有するリチウムイオン二次電池用セパレータ。
[23]
前記微多孔性ポリオレフィンフィルムは、ポリオレフィン樹脂(A)を含む前駆体を延伸し、延伸された成形物に、前記ポリオレフィン樹脂(A)とは異なる樹脂(B)を含浸させることにより得られる、[22]に記載のリチウムイオン二次電池用セパレータ。
[24]
前記微多孔性ポリオレフィンフィルムは、前記ポリオレフィン樹脂(A)を含む前駆体を少なくとも横方向(TD)に延伸し、TD延伸された成形物に前記樹脂(B)を含浸させることにより得られる、[23]に記載のリチウムイオン二次電池用セパレータ。
[25]
前記微多孔性ポリオレフィンフィルムは、前記ポリオレフィン樹脂(A)を含む前駆体を少なくとも横方向(TD)に延伸し、TD延伸された成形物をカレンダー処理に供し、カレンダー処理された成形物に前記樹脂(B)を含浸させることにより得られる、[24]に記載のリチウムイオン二次電池用セパレータ。
[26]
前記微多孔性ポリオレフィンフィルムは、前記ポリオレフィン樹脂(A)を含む前駆体を少なくとも横方向(TD)に延伸し、TD延伸された成形物に前記樹脂(B)を含浸させ、前記樹脂(B)を含浸させた成形物をカレンダー処理に供することにより得られる、[24]に記載のリチウムイオン二次電池用セパレータ。
[27]
前記微多孔性ポリオレフィンフィルムは、前記ポリオレフィン樹脂(A)を含む前駆体を少なくとも機械方向(MD)に延伸し、MD延伸された成形物に前記樹脂(B)を含浸させることにより得られる、[23]に記載のリチウムイオン二次電池用セパレータ。
[28]
前記リチウムイオン二次電池用セパレータを膜厚方向に均等3分割して得られる3層のうちの中間層において、前記ポリオレフィン樹脂(A)から成る骨格部分の表層の少なくとも一部が、前記樹脂(B)で被覆されている、[23]~[27]のいずれか1項に記載のリチウムイオン二次電池用セパレータ。
[29]
フューズ温度が150℃未満である、[22]~[28]のいずれか1項に記載のリチウムイオン二次電池用セパレータ。
[30]
以下の工程:
(1)ポリオレフィン樹脂(A)を主成分として含む微多孔性フィルムを形成する工程;
(2)前記微多孔性フィルムの微多孔部の表面の少なくとも一部を、前記ポリオレフィン樹脂(A)とは異なる樹脂(B)でコーティングして、コーティングされた微多孔性フィルムを形成する工程;
(3)前記コーティングされた微多孔性フィルムを用いて、リチウムイオン二次電池用セパレータを形成する工程;
を含む、リチウムイオン二次電池用セパレータの突刺深度を向上させる方法。
[31]
工程(2)は、前記樹脂(B)を溶解又は分散させた溶液で前記微多孔部の表面の少なくとも一部をコーティングすることにより行なわれる、[30]に記載の方法。
[32]
工程(2)は、前記樹脂(B)を溶解又は分散させた溶液に前記微多孔性フィルムを含浸させることにより行なわれる、[30]に記載の方法。
[33]
工程(1)では、前記ポリオレフィン樹脂(A)を含む前駆体を少なくとも横方向(TD)に延伸して、前記微多孔性フィルムを形成する、[30]~[32]のいずれか1項に記載の方法。
[34]
工程(1)では、前記ポリオレフィン樹脂(A)を含む前駆体を、制御された機械方向(MD)の緩和とともに少なくとも横方向(TD)に延伸して、前記微多孔性フィルムを形成する、[30]~[32]のいずれか1項に記載の方法。
[35]
工程(1)では、前記ポリオレフィン樹脂(A)を含む前駆体を機械方向(MD)及び横方向(TD)に延伸して、前記微多孔性フィルムを形成する、[30]~[32]のいずれか1項に記載の方法。
[36]
工程(1)では、前記ポリオレフィン樹脂(A)を含む前駆体を少なくとも機械方向(MD)に延伸して、前記微多孔性フィルムを形成する、[30]~[32]のいずれか1項に記載の方法。
[37]
工程(1)では、前記ポリオレフィン樹脂(A)を含む前駆体を少なくとも機械方向(MD)に延伸し、次いで制御された機械方向(MD)の緩和とともに横方向(TD)に延伸して、前記微多孔性フィルムを形成する、[30]~[32]のいずれか1項に記載の方法。
[38]
前記延伸された成形物を少なくとも一対のカレンダーロールに通す、[33]~[37]のいずれか1項に記載の方法。
[39]
前記コーティングされた微多孔性フィルムを少なくとも一対のカレンダーロールに通す、[30]~[32]のいずれか1項に記載の方法。
[40]
前記リチウムイオン二次電池用セパレータを膜厚方向に均等3分割して得られる3層のうちの中間層において、前記ポリオレフィン樹脂(A)から成る骨格部分の表層の少なくとも一部が、前記樹脂(B)で被覆されている、[30]~[39]のいずれか1項に記載の方法。
[41]
リチウムイオン二次電池用セパレータのフューズ温度が150℃未満である、[30]~[40]のいずれか1項に記載の方法。
本発明の一態様は、リチウムイオン二次電池用セパレータである。本明細書では、セパレータとは、リチウムイオン二次電池において複数の電極の間に配置され、かつリチウムイオン透過性及び必要に応じてシャットダウン特性を有する部材をいう。
同じ理由から、表面層と中間層における樹脂(B)の被覆量は、下記式:
中間層被覆量/表面層被覆量=0.5~1.5
で表される関係を満たすことが好ましい。
被覆量については、レーザー等の技術でセパレータから表層を除去して中間層を取り出した後、中間層について、重量(すなわち、樹脂(A)+樹脂(B):全樹脂量)を測定する。中間層を、オクタン等の溶剤を中間層の重量の約30倍量で使用して、表層のないセパレータから12時間抽出し、乾燥し、樹脂(B)の重量を測定する。次に、下記式:
樹脂(B)の被覆量=樹脂(B)の重量/樹脂(A)の重量+樹脂(B)の重量=抽出された中間層における樹脂(B)の重量/中間層の全樹脂量
から被覆量を求める。同様の方法でセパレータから中間層を除去し、表層を取り出し同様の測定と処理を行うことで表面層被覆量を求め、中間層被覆量/表面層被覆量覆量を求める。
本実施形態に係る微多孔性フィルムは、ポリオレフィン樹脂(A)を主成分として含み、かつ微多孔部の表面の少なくとも一部に、ポリオレフィン樹脂(A)とは異なる樹脂(B)を有する。微多孔性フィルムは、電子伝導性が小さく、イオン伝導性を有し、有機溶媒に対する耐性が高く、孔径が微細であることが好ましい。
これらの中でも、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く、シャットダウン特性、オクタン非溶解性及びヘキサン非溶解性の観点から、単数又は複数のポリプロピレンがより好ましい。
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が挙げられる。
エチレン-プロピレンコポリマーは、ランダム若しくはブロック構造、又はエチレンプロピレンラバーの形態でよい。
微多孔性フィルムは、ポリオレフィン樹脂組成物の溶融混練物又は成形シートを乾式法又は湿式法により多孔化することにより製造されることができる。
本発明の別の態様は、上記で説明された微多孔性フィルムを用いてリチウムイオン二次電池用セパレータの突刺深度を向上させる方法である。
(1)ポリオレフィン樹脂(A)を主成分として含む微多孔性フィルムを形成する工程;
(2)微多孔性フィルムの微多孔部の表面の少なくとも一部を、ポリオレフィン樹脂(A)とは異なる樹脂(B)でコーティングして、コーティングされた微多孔性フィルムを形成する工程;
(3)コーティングされた微多孔性フィルムを用いて、リチウムイオン二次電池用セパレータを形成する工程;
を含む。
ミツトヨ社製のデジマチックインジケータIDC112を用いて室温23±2℃で多孔性フィルムの厚さを測定した。
多孔性フィルムから5cm×5cm角のサンプルを切り出し、そのサンプルの体積と質量から下記式を用いて気孔率を算出した。
気孔率(%)=(体積(cm3)-質量(g)/樹脂組成物の密度(g/cm3))/体積(cm3)×100
JIS P-8117に準拠したガーレー式透気度計にて多孔性フィルムの透気度を測定した。
突刺試験の条件と突刺深度を説明するための概略図を図5で示す。突刺試験を行う時に、先端が半径0.5mmの半球状である針(1)を用意し、直径(dia.)11mmの開口部を有するプレート2つ(3,3)の間にセパレータ(2)を挟み、図5(a)に示される位置関係に従って、針(1)、セパレータ(2)及びプレート(3,3)をセットした。株式会社イマダ製「MX2-50N」を用いて、針先端の曲率半径0.5mm、セパレータ保持プレートの開口部直径11mm及び突刺速度2mm/秒の条件下で突刺試験を行い、針(1)とセパレータ(2)を接触させ(図5(b))、最大突刺荷重(すなわち、突刺強度(gf))を測定し、かつ針がセパレータに触れてから最大突刺荷重(突刺強度)に達するまでの針の変位(mm)を突刺深度(D)として測定した(図5(c))。
TD(幅方向)長さ5cm×MD(縦方向)長さ1cmにカットした多孔性フィルムを、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)の1:1(体積比)の混合溶媒(キシダ化学社製)に先端1cmのみ浸漬し、120秒静置し、非浸漬部分に吸い上がる液面高さを測定し、濡れ性の指標として用いた。
厚さ10μmのニッケル箔を2枚(A,B)用意し、一方のニッケル箔Aをスライドガラス上に、縦10mm、横10mmの正方形部分を残してテフロン(登録商標)テープでマスキングすると共に固定する。
熱電対を繋いだセラミックスプレート上に、もう一方のニッケル箔Bを載せ、この上に、電解液に3時間浸漬させることにより充分に電解液を含浸させた測定試料の微多孔膜を置き、その上からニッケル箔Aを貼りつけたスライドガラスを載せ、更にシリコンゴムを載せる。
電解液として1mol/リットルのホウフッ化リチウム溶液(溶媒:プロピレンカーボネート/エチレンカーボネート/γ-ブチロラクトン=1/1/2)を含浸させた微多孔膜を使用した。
上記のように形成されたセラミックプレート、ニッケル箔(A,B)及びスライドガラスをホットプレート上にセットし、油圧プレス機にて1.5MPaの圧力を掛けた状態で、15℃/minの速度で昇温する。このときのインピーダンス変化をLCRメーターにて1V及び1kHzの交流条件下で測定する。この測定において、インピーダンスの極小値に対して、極小値よりも高温側で1.5倍のインピーダンスに達した温度をフューズ温度として得る。
ポリオレフィン樹脂(A)としてポリプロピレン樹脂(MFR2.0、密度0.91)を、孔径30mm、L/D(L:押出機の原料供給口から排出口までの距離(m)、D:押出機の内径(m)。以下、同じ。)=30、及び温度200℃に設定した単軸押出機にフィーダーを介して投入し、押出機先端に設置したリップ厚2.5mmのTダイ(200℃)から押し出した。その後直ちに、溶融した樹脂にエアナイフを用いて25℃の冷風を当て、95℃に設定したキャストロールでドロー比200及び巻き取り速度20m/分の条件下で巻き取り、フィルムを成形した。
樹脂(B)として、弾性率が260MPaであるC4/C3系αオレフィン共重合体(B1、三井化学社製、タフマーBL2491)14gをフラスコに秤量し、次いで、オクタン(和光純薬製)186gを秤量し、C4/C3系αオレフィン共重合体を溶解させた7%C4/C3系αオレフィン共重合体オクタン溶液を得た。
樹脂(B1)を付与した微多孔性フィルム(C2)の表面のSEM画像を図3に、微多孔性フィルム(C2)のMD断面のSEM画像を図4に示す。
図1と図3の対比及び図2と図4の対比から、樹脂(B1)は、微多孔性フィルム(C2)の最表面に局在化することなく、微多孔性フィルム(C2)の空孔内部まで浸透し、孔表面をコートしていることが分かる。
微多孔性フィルム(C2)のMD断面における3つの層のうちで中間層のTEM画像を図7に示す。
図7において、結晶性に起因して縞状の模様として観測された樹脂(B1)が、微多孔性フィルム(C2)の中間層に確認でき、孔表面をコートしていることが分かる。
微多孔性フィルム(C2)の表層を除去した後、中間層を、その重量の30倍量のオクタンに12時間浸漬させて、樹脂(B1)を抽出し、乾燥し、重量を測定したところ、被覆量は36%であることが分かった。表層の被覆量を同様に確認して、表面層被覆量に対する中間層被覆量の割合を算出したところ、以下の結果:
中間層被覆量/表面層被覆量=1.1
であった。
樹脂(B)として、弾性率が260MPaであるC4/C3系αオレフィン共重合体(B1、三井化学社製、タフマーBL2491)10gをフラスコに秤量し、次いで、オクタン(和光純薬製)190gを秤量し、C4/C3系αオレフィン共重合体を溶解させた5%C4/C3系αオレフィン共重合体オクタン溶液を得た。
樹脂(B)として、弾性率が520MPaであるC3/C4系αオレフィン共重合体(B3、三井化学社製、タフマーXM7090)14gをフラスコに秤量し、次いで、オクタン(和光純薬製)186gを秤量し、C3/C4系αオレフィン共重合体を溶解させた7%C3/C4系αオレフィン共重合体オクタン溶液を得た。
樹脂(B)として、弾性率が110MPaである低立体規則性ポリプロピレン樹脂(B3、出光興産社製、エルモーデュS901)14gをフラスコに秤量し、次いで、オクタン(和光純薬製)186gを秤量し、低立体規則性ポリプロピレン樹脂を溶解させた7%低立体規則性ポリプロピレン樹脂オクタン溶液を得た。
樹脂(B)として、ポリウレタンアクリレート系重合体の水分散物(B4、三洋化成工業社製、ユーコートUWS-145、固形分35.5wt%)15.0gをフラスコに秤量し、次いで、蒸留水18.0g、イソプロピルアルコール(関東化学製)9.5gを秤量し、ポリウレタンアクリレート系重合体を分散させた15%ポリウレタンアクリレート系重合体分散液を得た。
樹脂(B)として、アクリル系重合体の水分散物(B5、旭化成社製、AKL―CG1、固形分24.0wt%)36.5gをフラスコに秤量し、次いで、蒸留水19.5g、イソプロピルアルコール(関東化学製)14.0g、N-メチル-2-ピロリドン(関東化学製)4.5gを秤量し、アクリル系重合体を分散させた12.5%アクリル系重合体分散液を得た。
樹脂(B)として、ポリオレフィン系重合体の水分散物(B6、ユニチカ社製、DB-4010、固形分25.0wt%)30.0gをフラスコに秤量し、次いで、蒸留水30.0g、イソプロピルアルコール(関東化学製)15.0gを秤量し、ポリオレフィン系重合体を分散させた10%ポリオレフィン系重合体分散液を得た。
樹脂(B)として、ポリオレフィン系重合体の水分散物(B7、住友精化社製、ザイクセンL、固形分24.5wt%)20.0gをフラスコに秤量し、次いで、蒸留水36.0g、イソプロピルアルコール(関東化学製)18.0g、N-メチル-2-ピロリドン(関東化学製)6.0gを秤量し、ポリオレフィン系重合体を分散させた6%ポリオレフィン系重合体分散液を得た。
樹脂(B)として、ポリオレフィン系重合体の水分散物(B8、住友精化社製、ザイクセンN、固形分24.5wt%)20.0gをフラスコに秤量し、次いで、蒸留水36.0g、イソプロピルアルコール(関東化学製)18.0g、N-メチル-2-ピロリドン(関東化学製)6.0gを秤量し、ポリオレフィン系重合体を分散させた6%ポリオレフィン系重合体分散液を得た。
無機フィラーとして水酸化アルミニウム粒子(平均粒径2.0μm)2.3g、及び樹脂(B)として、ポリオレフィン系重合体の水分散物(B7、住友精化社製、ザイクセンL、固形分24.5wt%)10.0gをフラスコに秤量し、次いで、蒸留水11.3g、イソプロピルアルコール(関東化学製)9.0g、N-メチル-2-ピロリドン(関東化学製)3.0gを秤量し、ポリオレフィン系重合体を分散させた6%ポリオレフィン系重合体分散液を得た。
実施例1で得た微多孔性フィルム(C0)に樹脂(B)を処理することなく、性能を確認した。結果、微多孔性フィルム(C0)の突刺強度は178gfで、突刺深度は、2.23mmであり、透気度は、39秒であった。また、電解液の濡れ性は3.0mmであった。上記で説明したとおり、比較例1において樹脂(B1)を付与していない微多孔性フィルム(C0)について、表面のSEM画像は図1に、MD断面のSEM画像は図2に、突刺試験での深度-応力曲線は図6に、それぞれ示される。
ポリプロピレン樹脂(MFR2.0、密度0.91)95重量%と、弾性率が108MPaであるポリオレフィンエラストマー(ダウ・ケミカル社製、エンゲージ)5重量%を混合し、孔径30mm、L/D=30、及び温度200℃に設定した単軸押出機にフィーダーを介して投入し、押出機先端に設置したリップ厚2.5mmのTダイ(200℃)から押し出した。その後直ちに、溶融した樹脂にエアナイフを用いて25℃の冷風を当て、95℃に設定したキャストロールでドロー比200及び巻き取り速度20m/分の条件下で巻き取り、フィルムを成形した。
樹脂(B)として、弾性率が1600MPaであるポリプロピレン樹脂(B8、プライムポリマー社製、F113G)6gをフラスコに秤量し、次いで、オクタン(和光純薬製)194gを秤量し、ポリプロピレン樹脂を溶解させようと試みたが、オクタンに溶解しなかった。
無機フィラーとして水酸化アルミニウム粒子(平均粒径2.0μm)2.3g、及び樹脂(B)として、ポリオレフィン系重合体の水分散物(B7、住友精化社製、ザイクセンL、固形分24.5wt%)10.0gをフラスコに秤量し、次いで、蒸留水23.3gを秤量し、ポリオレフィン系重合体を分散させた6%ポリオレフィン系重合体分散液を得た。
微多孔性フィルム(C24)のMD断面のTEM測定では、樹脂(B7)は、微多孔性フィルム(C24)の中間層に存在が確認できなかった。
2 セパレータ
3 セパレータを保持するプレート
dia. プレート開口部の直径(11mm)
D 最大突刺荷重(突刺強度)時点の突刺深度(mm)
本開示又は本発明は、上記の実施例又は実施形態に限定されるものではない。例えば、或る実施形態のリチウムイオン二次電池用セパレータは、多孔性又は微多孔性フィルムを含んでよく、多孔性又は微多孔性フィルムは、主成分としてポリオレフィン樹脂(A)と、多孔性又は微多孔性フィルムの多孔又は微多孔の表面の少なくとも一部を覆う樹脂(B)とを含む。第一の実施形態では、樹脂(B)は、ポリオレフィン樹脂(A)と異なるものであり、そして樹脂(B)は、結果として微多孔を形成するのに十分なほどに、フィルムの孔に充填されることができる。
Claims (10)
- 微多孔性フィルムを含むリチウムイオン二次電池用セパレータであって、前記微多孔性フィルムは主成分としてポリオレフィン樹脂(A)を含み、前記微多孔性フィルムの微多孔の表面の少なくとも一部が、前記ポリオレフィン樹脂(A)とは異なる樹脂(B)でコーティングされ、前記リチウムイオン二次電池用セパレータを膜厚方向に均等3分割して得られる3層のうちの中間層において、前記ポリオレフィン樹脂(A)から成る骨格部分の表層の少なくとも一部が、前記樹脂(B)で被覆され、かつ前記樹脂(B)は、ポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリシクロオレフィン、ポリエーテルスルホン、ポリアラミド、ポリビニルジフルオライド、ナイロン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリメタクリレート、ポリアクリレート、ポリスチレン、ポリウレタン、又はそれらを構成する単量体の共重合体であるリチウムイオン二次電池用セパレータ。
- 前記微多孔が前記ポリオレフィン樹脂(A)のフィブリルで構成されており、かつ前記フィブリルの外表面が前記樹脂(B)で囲まれている、請求項1に記載のリチウムイオン二次電池用セパレータ。
- 次の構成:
・前記ポリオレフィン樹脂(A)は、ポリプロピレン樹脂を含む;
・前記リチウムイオン二次電池用セパレータは、2.5mm以上の突刺深度を有する;
・前記突刺深度は、2.5mm超4.5mm以下である;
・前記樹脂(B)は、700MPa以下の25℃での弾性率を有する;
・前記25℃での弾性率は、100MPa以上700MPa以下である;
・前記樹脂(B)の融点が130℃以下である;
・前記樹脂(B)は、疎水性樹脂である;
・前記疎水性樹脂の25℃でのオクタンへの溶解度が、20g/kg以上である;
・前記疎水性樹脂は、25℃での弾性率が700MPa以下のポリオレフィン樹脂である;
・前記リチウムイオン二次電池用セパレータは、30%以上の気孔率を有する;
・前記リチウムイオン二次電池用セパレータは、0.25kgf以上の突刺強度を有する;
・前記リチウムイオン二次電池用セパレータの膜厚が、100μm以下である;
・前記リチウムイオン二次電池用セパレータのフューズ温度が150℃未満である;又は
・前記微多孔性フィルムは、前記ポリオレフィン樹脂(A)を含む前駆体を延伸し、延伸された成形物に前記樹脂(B)を含浸させることにより得られる;
のいずれか1つを有する、請求項1又は2に記載のリチウムイオン二次電池用セパレータ。 - 請求項1に記載のリチウムイオン二次電池用セパレータの製造方法であって、前記リチウムイオン二次電池用セパレータは、前記ポリオレフィン樹脂(A)を含む前駆体を少なくとも横方向(TD)に延伸し、TD延伸された成形物に前記樹脂(B)を含浸させることにより得られる、前記微多孔性フィルムを含む、リチウムイオン二次電池用セパレータの製造方法。
- 請求項1に記載のリチウムイオン二次電池用セパレータの製造方法であって、前記リチウムイオン二次電池用セパレータは、前記ポリオレフィン樹脂(A)を含む前駆体を少なくとも横方向(TD)に延伸し、TD延伸された成形物をカレンダー処理に供し、カレンダー処理された成形物に前記樹脂(B)を含浸させることにより得られる、前記微多孔性フィルムを含む、リチウムイオン二次電池用セパレータの製造方法。
- 請求項1に記載のリチウムイオン二次電池用セパレータの製造方法であって、前記リチウムイオン二次電池用セパレータは、前記ポリオレフィン樹脂(A)を含む前駆体を少なくとも横方向(TD)に延伸し、TD延伸された成形物に前記樹脂(B)を含浸させ、前記樹脂(B)を含浸させた成形物をカレンダー処理に供することにより得られる、前記微多孔性フィルムを含む、リチウムイオン二次電池用セパレータの製造方法。
- 請求項1に記載のリチウムイオン二次電池用セパレータの製造方法であって、前記リチウムイオン二次電池用セパレータは、前記ポリオレフィン樹脂(A)を含む前駆体を少なくとも機械方向(MD)に延伸し、MD延伸された成形物に前記樹脂(B)を含浸させることにより得られる、前記微多孔性フィルムを含む、リチウムイオン二次電池用セパレータの製造方法。
- 以下の工程:
(1)ポリオレフィン樹脂(A)を主成分として含む微多孔性フィルムを形成する工程;
(2)前記微多孔性フィルムの微多孔部の表面の少なくとも一部を、前記ポリオレフィン樹脂(A)とは異なる樹脂(B)でコーティングして、コーティングされた微多孔性フィルムを形成する工程;
(3)前記コーティングされた微多孔性フィルムを用いて、リチウムイオン二次電池用セパレータを形成する工程;
を含み、かつ
前記リチウムイオン二次電池用セパレータを膜厚方向に均等3分割して得られる3層のうちの中間層において、前記ポリオレフィン樹脂(A)から成る骨格部分の表層の少なくとも一部が、前記樹脂(B)で被覆され、かつ前記樹脂(B)は、ポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリシクロオレフィン、ポリエーテルスルホン、ポリアラミド、ポリビニルジフルオライド、ナイロン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリメタクリレート、ポリアクリレート、ポリスチレン、ポリウレタン、又はそれらを構成する単量体の共重合体であるリチウムイオン二次電池用セパレータの突刺深度を向上させる方法。 - 次の構成:
・工程(2)は、前記樹脂(B)を溶解又は分散させた溶液で前記微多孔部の表面の少なくとも一部をコーティングすることにより行なわれる;
・工程(2)は、前記樹脂(B)を溶解又は分散させた溶液に前記微多孔性フィルムを含浸させることにより行なわれる;
・工程(1)では、前記ポリオレフィン樹脂(A)を含む前駆体を少なくとも横方向(TD)に延伸して、前記微多孔性フィルムを形成する;
・工程(1)では、前記ポリオレフィン樹脂(A)を含む前駆体を、制御された機械方向(MD)の緩和とともに少なくとも横方向(TD)に延伸して、前記微多孔性フィルムを形成する;
・工程(1)では、前記ポリオレフィン樹脂(A)を含む前駆体を機械方向(MD)及び横方向(TD)に延伸して、前記微多孔性フィルムを形成する;
・工程(1)では、前記ポリオレフィン樹脂(A)を含む前駆体を少なくとも機械方向(MD)に延伸して、前記微多孔性フィルムを形成する;
・工程(1)では、前記ポリオレフィン樹脂(A)を含む前駆体を少なくとも機械方向(MD)に延伸し、次いで制御された機械方向(MD)の緩和とともに横方向(TD)に延伸して、前記微多孔性フィルムを形成する;
・前記コーティングされた微多孔性フィルムを少なくとも一対のカレンダーロールに通す;又は
・前記リチウムイオン二次電池用セパレータのフューズ温度が150℃未満である;
のいずれか1つを有する、請求項8に記載の方法。 - 延伸された成形物を少なくとも一対のカレンダーロールに通す、請求項9に記載の方法。
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