JP7271786B2 - Separator for non-aqueous electrolyte battery, wound body and non-aqueous electrolyte battery - Google Patents

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Description

本発明は、非水電解質電池に用いられるセパレータ等に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to separators and the like used in non-aqueous electrolyte batteries.

近年の電子技術の発展又は環境技術への関心の高まりに伴い、様々な電気化学デバイスが用いられている。特に、省エネルギー化への要請が多くあり、それに貢献できる電気化学デバイスへの期待はますます高くなっている。 2. Description of the Related Art Various electrochemical devices have been used with the recent development of electronic technology or growing interest in environmental technology. In particular, there are many demands for energy saving, and expectations for electrochemical devices that can contribute to this are increasing.

蓄電デバイスのうち、非水電解質電池の代表例であるリチウムイオン二次電池は、従来、主として小型機器用電源として使用されていたが、近年ではハイブリッド自動車及び電気自動車用電源としても着目されている。 Among power storage devices, lithium-ion secondary batteries, which are a typical example of non-aqueous electrolyte batteries, have conventionally been used mainly as power sources for small devices, but in recent years, they have also attracted attention as power sources for hybrid and electric vehicles. .

リチウムイオン二次電池では、その高性能化と高エネルギー密度化が進展しており、信頼性の確保が重要となっている。また、車載用電源等の中型又は大型のリチウムイオン二次電池では、小型機器と比較して、信頼性が確保される必要があり、かつ製品サイクルに合わせて、長期間に亘って充放電容量を維持可能なことが必要になる。 In lithium-ion secondary batteries, progress has been made in improving their performance and increasing their energy density, and it is important to ensure their reliability. In addition, medium-sized or large-sized lithium-ion secondary batteries such as automotive power sources must be more reliable than small-sized devices, and their charge-discharge capacity must be maintained over a long period of time according to the product cycle. can be maintained.

リチウムイオン二次電池の正極にはリチウム含有遷移金属酸化物又はリチウム含有遷移金属リン酸化合物等が主に用いられる。リチウムイオン二次電池の負極にはグラファイト又はシリコン系化合物等が主に用いられる。充放電に伴い、これらの材料は膨張と収縮を繰り返す。特に負極材料は、充電時には、リチウム(Li)が保持され、膨張し、その膨張率が大きくなることが多い。例えば、電極炭素材料として使用されるグラファイトの場合、グラファイトの層間にLiが挿入されることで充電が起きる。グラファイトの層間にLiが挿入されると層間は広くなり、グラファイト結晶は膨張し、グラファイト結晶が集合したグラファイト粒子は膨張する。グラファイトを含む負極の膨張の最小化を試みたとしても、その膨張をゼロにすることは難しい。さらに容量密度を高めるため、シリコン系材料の利用も進んできている。しかしながら、シリコン系材料は、上述した炭素材料と比べて膨張率と収縮率が大きく、負極材料として用いると、負極の膨張収縮が、電池全体の膨張収縮に大きく影響する。 A lithium-containing transition metal oxide, a lithium-containing transition metal phosphate compound, or the like is mainly used for the positive electrode of a lithium ion secondary battery. Graphite or a silicon-based compound is mainly used for the negative electrode of a lithium ion secondary battery. These materials repeatedly expand and contract with charging and discharging. In particular, the negative electrode material often retains lithium (Li) during charging and expands, increasing the expansion rate. For example, in the case of graphite used as an electrode carbon material, charging occurs by inserting Li between graphite layers. When Li is inserted between the graphite layers, the interlayer widens, the graphite crystals expand, and the graphite particles aggregated with the graphite crystals expand. Even when attempting to minimize the expansion of negative electrodes containing graphite, it is difficult to eliminate the expansion. In order to further increase the capacity density, the use of silicon-based materials is also progressing. However, the silicon-based material has a larger expansion rate and contraction rate than the carbon materials described above, and when used as a negative electrode material, the expansion and contraction of the negative electrode greatly affects the expansion and contraction of the entire battery.

特に、正負極とセパレータとの積層体、又はその捲回体を含むラミネートセルの場合には、上述した膨張率と収縮率の大きい電極材料の影響は顕著である。従来のラミネートセルでは、電極積層体又は電極捲回体の膨張を抑制するために、物理的な力、例えば、外部からの圧力、正極とセパレータの間の摩擦力又は接着力、負極とセパレータの間の摩擦力又は接着力等を用いたり、電極積層体又は電極捲回体を止めるためのテープ等の把持部材を用いたりしていた。しかしながら、これらの力又は把持部材を用いても、電極積層体又は電極捲回体の構造のずれが、発生することがある。膨張収縮によって正極とセパレータと負極の積層構造にずれが発生すると、正極と負極の間の距離(以下「電極間距離」という)のばらつきをもたらし、不均一な充放電につながって、電池寿命が大幅に低下することがある。 In particular, in the case of a laminated body of positive and negative electrodes and a separator, or a laminated cell including a wound body thereof, the influence of the above-described electrode material having a large expansion rate and contraction rate is remarkable. In conventional laminate cells, physical forces such as external pressure, frictional force or adhesive force between the positive electrode and the separator, and the Frictional force or adhesive force between them has been used, and a holding member such as a tape has been used for fixing the electrode laminate or the electrode-wound body. However, even with these forces or gripping members, misalignment of the structure of the electrode stack or electrode winding may occur. If the laminate structure of the positive electrode, separator, and negative electrode is misaligned due to expansion and contraction, the distance between the positive electrode and the negative electrode (hereafter referred to as the “inter-electrode distance”) will vary, leading to uneven charging and discharging and shortening the battery life. It can drop significantly.

他方、電池内の充放電反応に伴って、副反応も生じる。例えば、電池内の電解液の分解物が、負極で還元析出することが知られている。この還元析出によっても電池又は電池構成部材に体積変化が起きる。また、還元析出は、必ずしも均一に起きるものではなく、上記の電極間距離のばらつきを助長し、不均一な充放電につながって電池寿命の低下を引き起こすことがある。 On the other hand, side reactions also occur with the charging and discharging reactions within the battery. For example, it is known that a decomposition product of an electrolytic solution in a battery is reduced and deposited on the negative electrode. This reductive deposition also causes a volume change in the battery or battery constituent members. In addition, reduction deposition does not necessarily occur uniformly, and may promote the variation in the distance between the electrodes, leading to non-uniform charging and discharging, which may lead to a decrease in battery life.

円筒型電池又は角型電池においても、正極とセパレータと負極の電極積層体又は電極捲回体の膨張収縮が起きる。しかしながら、円筒型電池又は角型電池の外周および一つの端面では、連続した金属パッケージの中に、電極積層体又は電極捲回体が挿入されているため、ラミネートセルと比べると、形態を維持し易い。 Also in a cylindrical battery or a prismatic battery, the expansion and contraction of the electrode laminate or the electrode winding of the positive electrode, the separator and the negative electrode occurs. However, since the electrode laminate or electrode winding is inserted in a continuous metal package at the outer periphery and one end face of the cylindrical battery or prismatic battery, the shape is maintained as compared with the laminate cell. easy.

また、金属パッケージと蓋を有する電池が熱暴走して発火に至った場合、電解液の沸騰等による膨張エネルギーは、外周の解放端に集中し、すなわち、膨張のエネルギーは、蓋方向に集中することになる。膨張エネルギーの集中により電池の蓋が吹き飛んだ場合において、比較的安全な電池の破壊モードは、正極とセパレータと負極の電極積層体又は電極捲回体が、金属パッケージ中に留まることである。これに対して、上述のとおり、膨張収縮による積層構造のずれ、又は負極への電解液分解物の還元析出が発生している場合(すなわち、電極間距離にばらつきが発生している場合)、電極積層体又は電極捲回体は、物理的な力又は把持部材の拘束から解けて、パッケージ外部に飛び出し、電池ユニット全体の危険性が高まってしまう。 In addition, when a battery having a metal package and a lid experiences thermal runaway and ignites, the expansion energy due to the boiling of the electrolyte concentrates on the open end of the outer circumference, that is, the expansion energy concentrates in the direction of the lid. It will be. In the event that the concentration of expansion energy causes the lid of the battery to blow off, a relatively safe mode of failure of the battery is for the electrode stack or electrode winding of the positive electrode, separator and negative electrode to remain in the metal package. On the other hand, as described above, when the laminated structure is displaced due to expansion and contraction, or when reduction deposition of electrolyte decomposition products on the negative electrode occurs (that is, when there is variation in the distance between the electrodes), The electrode laminate or electrode-wound body is released from the physical force or restraint of the gripping member and jumps out of the package, increasing the risk of the battery unit as a whole.

近年、正負極間に配置されるセパレータにパタンを付与することにより電池ユニット寿命特性又は安全性を確保することが提案されている。例えば、特許文献1及び2には、表面に凹凸形状を有する多孔質層と基材膜から成るセパレータが開示され、充電に伴う負極の膨張を、セパレータの表面層の一部が潰れることで吸収し、電池特性の低下を抑制することが記述されている。さらに、特許文献1及び2には、負極の膨張に起因する電極の損傷・破断を抑制することも記述されている。しかしながら、特許文献1及び2に記載されるセパレータの構造は、表面層の一部が潰れてしまうため、上記で説明される電極積層体又は、電極捲回体の構造を十分に維持することができなかった。 In recent years, it has been proposed to secure battery unit life characteristics or safety by patterning separators disposed between positive and negative electrodes. For example, Patent Documents 1 and 2 disclose a separator composed of a porous layer having an uneven surface and a base film, and the expansion of the negative electrode due to charging is absorbed by part of the surface layer of the separator being crushed. It is described that the deterioration of battery characteristics is suppressed. Further, Patent Literatures 1 and 2 also describe suppression of electrode damage and breakage due to expansion of the negative electrode. However, in the structures of the separators described in Patent Documents 1 and 2, part of the surface layer is crushed. could not.

また、特許文献3では、電極積層体又は電極捲回体の捲きずれを低減する凹凸形状を有するセパレータが記述されている。しかしながら、特許文献3に記載されているセパレータの構造は、長期の寿命特性が不足していた。 Further, Patent Document 3 describes a separator having an uneven shape that reduces winding misalignment of an electrode laminate or an electrode-wound body. However, the structure of the separator described in Patent Document 3 lacked long-term life characteristics.

なお、特許文献4では、セパレータの少なくとも片面は無機酸化物フィラーとバインダとを含む多孔膜を有し、当該多孔膜は部分的に形成された凸部を有することで、過充電を回避できることが記載されている。 In addition, in Patent Document 4, at least one side of the separator has a porous film containing an inorganic oxide filler and a binder, and the porous film has a partially formed convex portion, so that overcharging can be avoided. Are listed.

特開2013-54972号公報JP 2013-54972 A 特開2013-137984号公報JP 2013-137984 A 国際公開第2020/004205号WO2020/004205 特開2006-12788号公報JP-A-2006-12788

上記の事情を鑑みると、既知のセパレータの構造は、正極とセパレータと負極の電極積層体又は電極捲回体の構造を維持する性能が十分ではなかった。したがって、本発明は、正極とセパレータと負極を含む電極積層体又は電極捲回体のずれを低減できるセパレータを提供すること、および寿命特性又は安全性を向上させるリチウムイオン二次電池を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, the structure of known separators does not have sufficient performance to maintain the structure of the electrode laminate or the electrode-wound body of the positive electrode, the separator and the negative electrode. Therefore, the present invention provides a separator capable of reducing displacement of an electrode laminate or an electrode-wound body including a positive electrode, a separator, and a negative electrode, and a lithium ion secondary battery with improved life characteristics or safety. With the goal.

本発明者らは、セパレータの表面構造及び圧縮弾性率を適切に制御することによって、電極積層体又は電極捲回体の捲きずれを抑制できる効率的な構造を見出し、その構造を有するセパレータを用いることで、長期寿命特性の向上と、安全性の向上が可能なリチウムイオン二次電池を実現できることを見出した。さらに、本発明の表面構造を有するセパレータをセパレータ捲回用のコアに捲き付けた捲回体に対して、横方向(TD)の力が加わった場合、すなわちセパレータの端面から力を加えた場合に、解け難い構造であることも見出し、本発明を完成させるに至った。 The present inventors have found an efficient structure capable of suppressing the winding displacement of the electrode laminate or the electrode-wound body by appropriately controlling the surface structure and compressive elastic modulus of the separator, and use the separator having the structure. As a result, the inventors have found that a lithium-ion secondary battery capable of improving long-term life characteristics and improving safety can be realized. Furthermore, when a force is applied in the transverse direction (TD) to the wound body in which the separator having the surface structure of the present invention is wound around the separator winding core, that is, when the force is applied from the end face of the separator In addition, the inventors also found that the structure is difficult to solve, leading to the completion of the present invention.

すなわち、本発明は以下のとおりのものである。
<1>
非水電解質電池に用いられるセパレータであって、
前記セパレータは、基材と、前記基材の少なくとも一方の主面に形成された、粒子を含む粒子層と、を有し、
前記基材は、単数又は複数の層を含み、
前記粒子層の圧縮弾性率が、前記基材の層が複数の場合には、前記基材を構成する層のうち最も低い圧縮弾性率を持つ層の圧縮弾性率の0.2倍以上、2倍未満であり、前記基材が単層の場合には、該基材の圧縮弾性率の0.2倍以上、2倍未満であり、かつ
前記粒子層の厚み(T1)、及び前記セパレータの総厚(T2)を用いて表されるT1/T2の値が、0.3~1であるセパレータ。
<2>
前記粒子層は、前記基材の少なくとも一方の主面に複数の凸形状のパタンを有し、
前記凸形状のパタンの頂部で形成される略平面と前記凸形状のパタンの底部で形成される略平面との距離(T3)で表されるT3/T2の値が、0.3~1である、項目1に記載のセパレータ。
<3>
単位格子の面積に対する前記凸形状のパタンの底部で囲まれた面積の比率が、0.03以上、かつ0.80以下である、項目2に記載のセパレータ。
<4>
前記凸形状のパタンの垂直方向に対して測定された前記凸形状のパタンを有する部分の透気度S1と前記セパレータの非パタン部の透気度S2の比率で表されるS1/S2の値が、0.8以上、かつ5以下である、項目2又は3に記載のセパレータ。
<5>
前記複数の凸形状のパタンが、前記基材の少なくとも一方の主面の全面に形成されている、項目2~4のいずれか一項に記載のセパレータ。
<6>
前記粒子の金属イオン吸着基量が、0.01meq/g未満である、項目1~5のいずれか一項に記載のセパレータ
<7>
前記粒子が、ポリオレフィン、ポリウレタン、メラミン樹脂、及びポリアミドから選ばれる少なくとも1種である、項目1~6のいずれか一項に記載のセパレータ。
<8>
前記粒子が、ポリオレフィン、メラミン樹脂、及びポリアミドから選ばれる少なくとも1種である、項目1~6のいずれか一項に記載のセパレータ。
<9>
前記粒子のメジアン径が、0.1μm~20μmである、項目1~8のいずれか一項に記載のセパレータ。
<10>
項目1~9のいずれか一項に記載のセパレータを捲回用コアに捲回した捲回体。
<11>
正極、項目1~9のいずれか一項に記載のセパレータ、及び負極が積層されている積層体又は前記積層体の捲回体と、非水電解質とを含有する非水電解質電池。
That is, the present invention is as follows.
<1>
A separator used in a non-aqueous electrolyte battery,
The separator has a base material and a particle layer containing particles formed on at least one main surface of the base material,
the substrate comprises one or more layers,
When the base material has a plurality of layers, the compression modulus of the particle layer is 0.2 times or more the compression modulus of the layer having the lowest compression modulus among the layers constituting the base material, and 2 When the base material is a single layer, it is 0.2 times or more and less than 2 times the compression modulus of the base material, and the thickness (T1) of the particle layer and the thickness of the separator A separator having a value of T1/T2 expressed using the total thickness (T2) of 0.3 to 1.
<2>
The particle layer has a plurality of convex patterns on at least one main surface of the base material,
The value of T3/T2 represented by the distance (T3) between the approximate plane formed by the top of the convex pattern and the approximate plane formed by the bottom of the convex pattern is 0.3 to 1. A separator according to item 1.
<3>
3. The separator according to item 2, wherein the ratio of the area surrounded by the bottom of the convex pattern to the area of the unit lattice is 0.03 or more and 0.80 or less.
<4>
A value of S1/S2 represented by the ratio of the air permeability S1 of the portion having the convex pattern measured in the vertical direction of the convex pattern to the air permeability S2 of the non-pattern portion of the separator. is 0.8 or more and 5 or less.
<5>
5. The separator according to any one of items 2 to 4, wherein the plurality of convex patterns are formed on the entire surface of at least one main surface of the base material.
<6>
The separator <7> according to any one of items 1 to 5, wherein the amount of metal ion adsorption groups of the particles is less than 0.01 meq/g.
The separator according to any one of items 1 to 6, wherein the particles are at least one selected from polyolefins, polyurethanes, melamine resins, and polyamides.
<8>
The separator according to any one of items 1 to 6, wherein the particles are at least one selected from polyolefins, melamine resins, and polyamides.
<9>
The separator according to any one of items 1 to 8, wherein the particles have a median diameter of 0.1 μm to 20 μm.
<10>
A wound body in which the separator according to any one of items 1 to 9 is wound around a winding core.
<11>
A non-aqueous electrolyte battery comprising a positive electrode, the separator according to any one of items 1 to 9, and a laminate in which a negative electrode is laminated or a wound body of the laminate, and a non-aqueous electrolyte.

本発明によれば、電極とセパレータとを含む積層体の捲きずれを抑制し、リチウムイオン二次電池内での捲回体の捲きずれ又は捲き出しを抑制し、ひいては寿命特性と安全性が共に優れるリチウムイオン二次電池等の非水電解質電池を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress winding misalignment of a laminate containing an electrode and a separator, suppress winding misalignment or unwinding of the wound body in a lithium ion secondary battery, and eventually improve both life characteristics and safety. An excellent nonaqueous electrolyte battery such as a lithium ion secondary battery can be provided.

本発明の一実施形態に係るセパレータの少なくとも一方の主面における微細パタンを示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing fine patterns on at least one main surface of a separator according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係るセパレータの微細パタンを示す主面より垂直な方向より投影した模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram projected from a direction perpendicular to the main surface showing the fine pattern of the separator according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係るセパレータの少なくとも一方の主面における微細パタンの一例であるコーン形状を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing a cone shape, which is an example of a fine pattern on at least one main surface of a separator according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係るセパレータの少なくとも一方の主面における微細パタンの一例であり、凸部に変曲点を3つ以上有する形状を示す模式図である。FIG. 2 is an example of a fine pattern on at least one main surface of a separator according to an embodiment of the present invention, and is a schematic diagram showing a shape having three or more inflection points on a convex portion.

以下、本発明を実施するための形態(以下、単に「本実施形態」という。)について詳細に説明する。以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨の範囲内で適宜に変形して実施できる。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the form (only henceforth "this embodiment") for implementing this invention is demonstrated in detail. The following embodiments are examples for explaining the present invention, and are not intended to limit the present invention to the following contents. The present invention can be appropriately modified and implemented within the scope of the gist thereof.

本発明の一態様は、非水電解質電池に用いられるセパレータであり、セパレータの少なくとも一方の主面には粒子を含む粒子層がある。 One aspect of the present invention is a separator used in a non-aqueous electrolyte battery, and has a particle layer containing particles on at least one main surface of the separator.

〔第1の実施形態:セパレータ〕
第1の実施形態に係るセパレータは、基材と、該基材の少なくとも一方の主面に形成された、粒子を含む粒子層と、を有する。本明細書では、所望により基材が粒子を含んでよいが、粒子を含む基材は、セパレータの厚み方向において、粒子層とは区別されるものとする。
[First Embodiment: Separator]
A separator according to a first embodiment has a base material and a particle layer containing particles formed on at least one main surface of the base material. In this specification, the base material may optionally contain particles, but the base material containing the particles shall be distinguished from the particle layer in the thickness direction of the separator.

〔基材〕
基材としては、イオンの透過性が高く、かつ正極と負極とを電気的に隔離する機能を有するものであればよい。非水電解質電池に用いられる従来の多孔質フィルムを用いることができ、特に制限されない。なお、以下の説明では、多孔質フィルムが、セパレータ全体を表すことがある。
〔Base material〕
As the base material, any material may be used as long as it has high ion permeability and has the function of electrically isolating the positive electrode and the negative electrode. Conventional porous films used in non-aqueous electrolyte batteries can be used without any particular limitation. In the following description, the porous film may represent the entire separator.

具体的には、ポリオレフィン(例えば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等)、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、及びポリウレタン等のように、電池中の非水電解質に対して安定であり、かつ電気化学的に安定な材料で構成された微多孔膜又は不織布等を基材として用いることができる。 Specifically, polyolefins (e.g., polyethylene (PE), polypropylene (PP), etc.), polyesters, polyimides, polyamides, polyurethanes, etc., which are stable to non-aqueous electrolytes in batteries and electrochemically A microporous membrane or non-woven fabric made of a relatively stable material can be used as the substrate.

なお、基材は、好ましくは80℃以上(より好ましくは100℃以上)で、かつ好ましくは180℃以下(より好ましくは150℃以下)の温度において、その孔が閉塞する性質(すなわちシャットダウン機能)を有していることが好ましい。したがって、基材には、融解温度、すなわち、JIS K 7121の規定に準じて示差走査熱量計(DSC)を用いて測定される融解温度範囲が、好ましくは80℃以上(より好ましくは100℃以上)、好ましくは180℃以下(より好ましくは150℃以下)であるポリオレフィンを含む微多孔膜又は不織布を用いることがより好ましい。この場合、基材となる微多孔膜又は不織布は、例えば、PEのみで形成されていても、PPのみで形成されていてもよく、さらには2種類以上の材料を含んでいてもよい。また、基材は、単数又は複数の層を含んでよく、例えば、PE製の微多孔膜とPP製の微多孔膜との積層体(例えば、PP/PE/PP三層積層体等)、PE製の微多孔膜とポリイミド製の微多孔膜との積層体等でもよい。 The substrate preferably has a property of closing its pores at a temperature of 80° C. or higher (more preferably 100° C. or higher) and preferably 180° C. or lower (more preferably 150° C. or lower) (that is, shutdown function). It is preferable to have Therefore, the base material has a melting temperature, that is, a melting temperature range measured using a differential scanning calorimeter (DSC) according to the provisions of JIS K 7121, preferably 80 ° C. or higher (more preferably 100 ° C. or higher). ), preferably 180° C. or lower (more preferably 150° C. or lower), using a microporous membrane or non-woven fabric containing polyolefin. In this case, the microporous membrane or non-woven fabric that serves as the base material may be made of, for example, PE alone, PP alone, or may contain two or more kinds of materials. In addition, the substrate may contain one or more layers, for example, a laminate of a PE microporous membrane and a PP microporous membrane (e.g., PP/PE/PP three-layer laminate, etc.), A laminate of a PE microporous film and a polyimide microporous film may also be used.

本発明に用いられる基材は、異なる組成又は構造の微多孔膜の積層体であってよいが、基材を構成する複数の微多孔膜(層)のうち、最も低い圧縮弾性率を持つ層の圧縮弾性率が、5~400MPaの範囲内にあることが好ましい。この範囲内に最も低い圧縮弾性率が調整されることで、凸部の押し込みに対して十分な変形が起きると、捲回体、電極の積層体、又は電極の積層体を捲回した捲回体の安定性を向上させることができる。より好ましくは、その上限は350MPa以下であることが好ましく、300MPa以下であることがさらに好ましい。また、その下限については、10MPa以上であることがより好ましく、15MPa以上であることがさらに好ましい。 The substrate used in the present invention may be a laminate of microporous membranes having different compositions or structures. is preferably in the range of 5 to 400 MPa. By adjusting the lowest compressive elastic modulus within this range, when sufficient deformation occurs against the pressing of the protrusions, the wound body, the electrode laminate, or the wound electrode laminate is wound. It can improve body stability. More preferably, the upper limit is 350 MPa or less, more preferably 300 MPa or less. Moreover, the lower limit thereof is more preferably 10 MPa or more, and further preferably 15 MPa or more.

基材の最も低い圧縮弾性率を持つ層の圧縮弾性率を測定する場合には、その層を取り出して微小硬度計にて測定することができる。 When measuring the compression modulus of the layer having the lowest compression modulus of the substrate, the layer can be taken out and measured with a microhardness meter.

より詳細には、基材の圧縮弾性率は、ダイナミック超微小硬度計(島津製作所:DUH-211S)を用いて、押し込み深さ設定負荷-除荷試験モードを使用し、以下の条件で測定することができる:
基材サンプルを1cm角に切り出し、試料台上に接着剤(水のり)で固定し、直径50μmの平面圧子(ダイヤモンド製)を速度0.4877mN/secで、基材の表面より荷重10mNの負荷となる深さまで押し込んだ後(ホールド時間なし)、速度0.4877mN/secで荷重0mNとなる基材表面の位置まで引き戻す。この負荷-除荷サイクルを繰り返し、負荷時の基材の初期の変形の直線領域から圧縮弾性率を計測する。
More specifically, the compressive elastic modulus of the base material is measured using a dynamic ultra-micro hardness tester (Shimadzu Corporation: DUH-211S) using the indentation depth setting load-unload test mode under the following conditions. can do:
A base material sample is cut into 1 cm squares, fixed on a sample table with an adhesive (water glue), and a plane indenter (made of diamond) with a diameter of 50 μm is applied at a speed of 0.4877 mN/sec and a load of 10 mN is applied from the surface of the base material. (no hold time), and then pulled back at a speed of 0.4877 mN/sec to a position on the substrate surface where the load is 0 mN. This load-unload cycle is repeated and the compressive modulus is measured from the linear region of initial deformation of the substrate under load.

本実施形態における基材の透気度は、10秒/100ml以上500秒/100ml以下であることが好ましく、より好ましくは20秒/100ml以上450秒/100ml以下であり、さらに好ましくは30秒/100ml以上450秒/100ml以下である。透気度が10秒/100ml以上であることにより、セパレータを非水電解質電池に用いた際の自己放電がより少なくなる傾向にある。また、透気度が500秒/100ml以下であることにより、より良好な充放電特性が得られる傾向にある。 The air permeability of the substrate in the present embodiment is preferably 10 sec/100 ml or more and 500 sec/100 ml or less, more preferably 20 sec/100 ml or more and 450 sec/100 ml or less, and still more preferably 30 sec/ 100 ml or more and 450 seconds/100 ml or less. When the air permeability is 10 seconds/100 ml or more, self-discharge tends to be reduced when the separator is used in a non-aqueous electrolyte battery. Further, when the air permeability is 500 sec/100 ml or less, there is a tendency that better charge/discharge characteristics can be obtained.

基材の透気度は、JIS P-8117準拠したガーレー式透気度計に、直径100μmの円に通気領域が限定された冶具を適応して測定することができる。通気領域が狭まることで測定値に誤差が生じるが、この差は面積を補正して算出する。すなわち、測定された透気度を、通気する断面積である7.85×10-3mmで割り、JIS P-8117で指定された断面積である642mmを乗じることで計算し、算出する。簡便な方法としては、セルガード社製CG2500を用いてそれぞれの断面積での測定をし、その比率を補正することができる。The air permeability of the base material can be measured by applying a jig whose permeation area is limited to a circle with a diameter of 100 μm to a Gurley air permeability meter conforming to JIS P-8117. The narrowing of the ventilation area causes an error in the measured value, but this difference is calculated by correcting the area. That is, the measured air permeability is divided by the cross-sectional area of 7.85 × 10 -3 mm 2 for ventilation and multiplied by 642 mm 2 which is the cross-sectional area specified in JIS P-8117. do. As a simple method, CG2500 manufactured by Celgard Co., Ltd. can be used to measure each cross-sectional area, and the ratio can be corrected.

基材の厚みは、3~35μmが好ましく、4~30μmがより好ましく、5~25μmがさらに好ましい。基材の厚みが3μm以上であることにより、セパレータの弾性が向上し、その捲回体、電極の積層体、又は電極の積層体を捲回した捲回体の安定性を向上する傾向にある。また、基材の厚みが35μm以下であることにより、電池容量と透過性がより向上する傾向にある。 The thickness of the substrate is preferably 3 to 35 μm, more preferably 4 to 30 μm, even more preferably 5 to 25 μm. When the thickness of the base material is 3 μm or more, the elasticity of the separator is improved, and the stability of the wound body, the electrode laminate, or the wound body obtained by winding the electrode laminate tends to be improved. . Further, when the thickness of the substrate is 35 μm or less, the battery capacity and permeability tend to be further improved.

基材の膜密度は、0.2~1.5g/cmが好ましく、0.3~1.2cmがより好ましい。基材の膜密度は、0.2g/cm以上であることにより、セパレータの弾性が向上し、その捲回体、電極の積層体、又は電極の積層体を捲回した捲回体の安定性を向上する傾向にある。また、基材の膜密度が1.5g/cm以下であることにより、電池容量と透過性とがより向上する傾向にある。基材としては、特に限定されないが、例えば、ポリオレフィン微多孔膜、ポリオレフィン微多孔膜及び該ポリオレフィン微多孔膜の少なくとも一方の面に配される無機層(ただし、後述される粒子層とは区別されるものである)を備えるもの等が挙げられる。The film density of the substrate is preferably 0.2-1.5 g/cm 3 , more preferably 0.3-1.2 cm 3 . When the film density of the substrate is 0.2 g/cm 3 or more, the elasticity of the separator is improved, and the wound body, the electrode laminate, or the wound body obtained by winding the electrode laminate is stabilized. tend to improve sexuality. Further, when the film density of the substrate is 1.5 g/cm 3 or less, the battery capacity and permeability tend to be further improved. The substrate is not particularly limited. is provided).

(ポリオレフィン微多孔膜)
ポリオレフィン微多孔膜に含まれるポリオレフィン樹脂としては、特に限定されないが、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-オクテン等のモノマー(単量体)から形成されるホモポリマー、並びにこれらのコポリマー、多段ポリマー等を使用することができる。ポリオレフィン樹脂としては、特に限定されないが、より具体的には、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、アイソ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、エチレン-プロピレンランダムコポリマー、ポリブテン、エチレンプロピレンラバー等が挙げられる。
(polyolefin microporous membrane)
The polyolefin resin contained in the polyolefin microporous membrane is not particularly limited. ), as well as copolymers, multi-stage polymers, and the like thereof. The polyolefin resin is not particularly limited, but more specifically, low-density polyethylene, linear low-density polyethylene, medium-density polyethylene, high-density polyethylene, ultra-high molecular weight polyethylene, isotactic polypropylene, atactic polypropylene, ethylene- Propylene random copolymer, polybutene, ethylene propylene rubber, and the like.

捲回されるセパレータを、非水電解質電池用セパレータとして使用する場合には、低融点であり、かつ高強度である高密度ポリエチレンを主成分とする樹脂が好ましい。 When the wound separator is used as a separator for a non-aqueous electrolyte battery, a resin mainly composed of high-density polyethylene, which has a low melting point and high strength, is preferable.

また、ポリプロピレンと、ポリプロピレン以外のポリオレフィン樹脂とを併用することが好ましい。このようなポリオレフィン樹脂を用いることにより、セパレータの耐熱性がより向上する傾向にある。なお、ポリプロピレンの立体構造としては、特に限定されないが、例えば、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及びアタクティックポリプロピレンが挙げられる。 Moreover, it is preferable to use polypropylene together with a polyolefin resin other than polypropylene. The use of such a polyolefin resin tends to further improve the heat resistance of the separator. The three-dimensional structure of polypropylene is not particularly limited, but examples thereof include isotactic polypropylene, syndiotactic polypropylene and atactic polypropylene.

ポリプロピレンの含有量は、ポリオレフィン樹脂100質量%に対して、1~35質量%が好ましく、3~20質量%がより好ましく、4~10質量%がさらに好ましい。ポリプロピレンの含有量が上記範囲内であることにより、より高い耐熱性とより良好なシャットダウン機能を両立できる傾向にある。 The polypropylene content is preferably 1 to 35% by mass, more preferably 3 to 20% by mass, and even more preferably 4 to 10% by mass, based on 100% by mass of the polyolefin resin. When the content of polypropylene is within the above range, it tends to be possible to achieve both higher heat resistance and better shutdown function.

ポリプロピレン以外のポリオレフィン樹脂としては、特に限定されないが、例えば、上述したものが挙げられ、このなかでも、ポリエチレン、ポリブテン、エチレン-プロピレンランダムコポリマー等が好ましい。とりわけ、孔が熱溶融により閉塞するシャットダウン特性の観点から、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のポリエチレンがより好ましい。強度の観点から、JIS K 7112に従って測定した密度が0.93g/cm以上であるポリエチレンを使用することがさらに好ましい。Polyolefin resins other than polypropylene are not particularly limited, but include, for example, those mentioned above, among which polyethylene, polybutene, ethylene-propylene random copolymers, and the like are preferred. Among them, polyethylene such as low-density polyethylene, linear low-density polyethylene, medium-density polyethylene, high-density polyethylene, and ultra-high-molecular-weight polyethylene is more preferable from the viewpoint of shutdown properties in which pores are closed by heat melting. From the viewpoint of strength, it is more preferable to use polyethylene having a density of 0.93 g/cm 3 or more as measured according to JIS K 7112.

なお、ポリオレフィン樹脂は、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。 In addition, polyolefin resin may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.

ポリオレフィン樹脂の含有量は、基材100質量%に対して、50質量%以上100質量%以下が好ましく、60質量%以上100質量%以下がより好ましく、70質量%以上100質量%以下がさらに好ましい。ポリオレフィン樹脂の含有量が上記範囲内であることにより、非水電解質電池用セパレータとして用いた場合のシャットダウン性能がより向上する傾向にある。 The content of the polyolefin resin is preferably 50% by mass or more and 100% by mass or less, more preferably 60% by mass or more and 100% by mass or less, and even more preferably 70% by mass or more and 100% by mass or less, relative to 100% by mass of the base material. . When the content of the polyolefin resin is within the above range, the shutdown performance tends to be further improved when used as a separator for non-aqueous electrolyte batteries.

ポリオレフィン樹脂の粘度平均分子量(Mv)は、3万以上1200万以下が好ましく、5万以上200万以下がより好ましく、10万以上100万以下がさらに好ましい。粘度平均分子量が3万以上であることにより、溶融成形の際のメルトテンションが大きくなり、基材の成形性が良好になるとともに、ポリマー同士の絡み合いにより基材がより高強度となる傾向にある。粘度平均分子量が1200万以下であることにより、均一に溶融混練をすることが容易となり、シートの成形性、特に厚み安定性に優れる傾向にある。さらに、粘度平均分子量が100万以下であることにより、温度上昇時に孔を閉塞し易く、良好なシャットダウン機能が得られる傾向にある。なお、例えば、粘度平均分子量100万未満のポリオレフィンを単独で使用する代わりに、粘度平均分子量200万のポリオレフィンと粘度平均分子量27万のポリオレフィンの混合物であって、その粘度平均分子量が100万未満となるポリオレフィン樹脂混合物を用いてもよい。 The viscosity average molecular weight (Mv) of the polyolefin resin is preferably from 30,000 to 12,000,000, more preferably from 50,000 to 2,000,000, and even more preferably from 100,000 to 1,000,000. When the viscosity-average molecular weight is 30,000 or more, the melt tension during melt molding is increased, the moldability of the base material is improved, and the entanglement of the polymers tends to increase the strength of the base material. . When the viscosity-average molecular weight is 12,000,000 or less, uniform melt-kneading is facilitated, and sheet moldability, particularly thickness stability, tends to be excellent. Furthermore, since the viscosity-average molecular weight is 1,000,000 or less, the pores tend to be easily blocked when the temperature rises, and a good shutdown function tends to be obtained. For example, instead of using a polyolefin having a viscosity average molecular weight of less than 1,000,000 alone, a mixture of a polyolefin having a viscosity average molecular weight of 2,000,000 and a polyolefin having a viscosity average molecular weight of 270,000, wherein the viscosity average molecular weight is less than 1,000,000. A polyolefin resin mixture may be used.

本実施形態における基材は、任意の添加剤を含有することができる。このような添加剤としては、特に限定されないが、例えば、ポリオレフィン樹脂以外のポリマー;無機粒子;有機粒子;フェノール系、リン系、イオウ系等の酸化防止剤;ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛等の金属石鹸類;紫外線吸収剤;光安定剤;帯電防止剤;防曇剤;着色顔料等が挙げられる。 The base material in this embodiment can contain arbitrary additives. Examples of such additives include, but are not limited to, polymers other than polyolefin resins; inorganic particles; organic particles; phenol-based, phosphorus-based, and sulfur-based antioxidants; Soaps; ultraviolet absorbers; light stabilizers; antistatic agents; antifogging agents;

基材に無機粒子又は樹脂微粒子等の有機粒子を含有させる場合には、上記の基材中に無機粒子及び/又は樹脂微粒子を含有させて、単層構造のセパレータを形成することができる。 When organic particles such as inorganic particles or resin fine particles are contained in the base material, the inorganic particles and/or resin fine particles can be contained in the base material to form a single-layer separator.

無機粒子は、好ましくは、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化ランタン、酸化セリウム、酸化ストロンチウム、酸化バナジウム、SiO-MgO(ケイ酸マグネシウム)、SiO-CaO(ケイ酸カルシウム)、ハイドロタルサイト、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、炭酸ランタン、炭酸セリウム、塩基性チタン酸塩、塩基性ケイチタン酸塩、塩基性酢酸銅、塩基性硫酸鉛;層状複水酸化物(例えばMg-Alタイプ、Mg-Feタイプ、Ni-Feタイプ、Li-Alタイプ等)、層状複水酸化物-アルミナシリカゲル複合体、ベーマイト、アルミナ、酸化亜鉛、酸化鉛、酸化鉄、オキシ水酸化鉄、ヘマタイト、酸化ビスマス、酸化スズ、酸化チタン、酸化ジルコニウム等の陰イオン吸着材;リン酸ジルコニウム、リン酸チタニウム、アパタイト、非塩基性チタン酸塩、ニオブ酸塩、ニオブ・チタン酸塩等の陽イオン吸着材;ゼオライト、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウム、石膏、硫酸バリウム等の炭酸塩および硫酸塩;アルミナ三水和物(ATH)、ヒュームドシリカ、沈殿シリカ、ジルコニア、及びイットリア等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、タルク、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、アメサイト、ベントナイト等の層状シリケート;アスベスト、ケイ藻土、ガラス繊維、合成層状シリケート、例えば、雲母またはフルオロ雲母、およびホウ酸亜鉛から成る群から選択される。これらは単独で用いてもよいし、複数を併用してもよい。The inorganic particles are preferably sodium oxide, potassium oxide, magnesium oxide, calcium oxide, barium oxide, lanthanum oxide, cerium oxide, strontium oxide, vanadium oxide, SiO 2 —MgO (magnesium silicate), SiO 2 —CaO (silica acid calcium), hydrotalcite, sodium carbonate, potassium carbonate, magnesium carbonate, calcium carbonate, barium carbonate, lanthanum carbonate, cerium carbonate, basic titanate, basic silicate titanate, basic copper acetate, basic lead sulfate layered double hydroxide (eg Mg-Al type, Mg-Fe type, Ni-Fe type, Li-Al type, etc.), layered double hydroxide-alumina silica gel composite, boehmite, alumina, zinc oxide, lead oxide , iron oxide, iron oxyhydroxide, hematite, bismuth oxide, tin oxide, titanium oxide, anion adsorbents such as zirconium oxide; zirconium phosphate, titanium phosphate, apatite, non-basic titanate, niobate, Cation adsorbents such as niobium titanates; carbonates and sulfates such as zeolites, calcium sulfate, magnesium sulfate, aluminum sulfate, gypsum, barium sulfate; alumina trihydrate (ATH), fumed silica, precipitated silica , zirconia, and yttria oxide ceramics; silicon nitride, titanium nitride, and boron nitride nitride ceramics; silicon carbide, talc, dikite, nacrite, halloysite, pyrophyllite, montmorillonite, sericite, amesite layered silicates such as, bentonite; asbestos, diatomaceous earth, glass fibers, synthetic layered silicates such as mica or fluoromica, and zinc borate. These may be used alone or in combination.

また、樹脂微粒子は、耐熱性及び電気絶縁性を有し、電池中の非水電解質に対して安定であり、かつ電池の作動電圧範囲において酸化還元され難い、電気化学的に安定な樹脂で構成されることが好ましい。このような樹脂微粒子を形成するための樹脂としては、スチレン樹脂(ポリスチレン等)、スチレン-ブタジエンゴム、アクリル樹脂(ポリメチルメタクリレート等)、ポリオレフィン(ポリエチレン、ポリプロピレン等)、ポリアルキレンオキシド(ポリエチレンオキシド等)、フッ素樹脂(ポリフッ化ビニリデン等)、及びこれらの誘導体から成る群から選ばれる少なくとも1種の樹脂の架橋体;尿素樹脂;メラミン樹脂;ポリアミド樹脂;並びにウレタン系樹脂(例えばポリウレタン等)が例示できる。樹脂微粒子には、上記で例示された樹脂を1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。また、樹脂微粒子は、必要に応じて、樹脂に添加されることができる既知の添加剤、例えば、酸化防止剤等を含有してもよい。 In addition, the resin fine particles are composed of an electrochemically stable resin that has heat resistance and electrical insulation, is stable with respect to the non-aqueous electrolyte in the battery, and is difficult to be oxidized and reduced in the operating voltage range of the battery. preferably. Examples of resins for forming such resin fine particles include styrene resins (polystyrene, etc.), styrene-butadiene rubber, acrylic resins (polymethyl methacrylate, etc.), polyolefins (polyethylene, polypropylene, etc.), polyalkylene oxides (polyethylene oxide, etc.). ), fluororesins (polyvinylidene fluoride, etc.), and crosslinked products of at least one resin selected from the group consisting of derivatives thereof; urea resins; melamine resins; polyamide resins; can. As the resin fine particles, one of the resins exemplified above may be used alone, or two or more of them may be used in combination. The resin fine particles may also contain known additives that can be added to the resin, such as antioxidants, if necessary.

無機粒子又は樹脂微粒子の形態は、板状、鱗片状、針状、柱状、球状、多面体状、及び塊状等のいずれの形態であってもよい。上記形態を有する無機粒子又は樹脂微粒子は、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。透過性向上の観点からは複数の面から成る多面体状が好ましい。 The shape of the inorganic particles or resin fine particles may be plate-like, scale-like, needle-like, columnar, spherical, polyhedral, block-like, or the like. The inorganic particles or resin fine particles having the above morphology may be used singly or in combination of two or more. From the viewpoint of improving permeability, a polyhedral shape composed of a plurality of faces is preferable.

また、無機粒子又は樹脂微粒子の粒子径としては、その平均粒子径(D50)が、0.1μm~4.0μmであることが好ましく、0.2μm~3.5μmであることがより好ましく、0.4μm~3.0μmであることがさらに好ましい。このような範囲内に平均粒子径を調整することで高温での熱収縮がより抑制される傾向にある。 As for the particle size of the inorganic particles or resin fine particles, the average particle size (D50) is preferably 0.1 μm to 4.0 μm, more preferably 0.2 μm to 3.5 μm. 0.4 μm to 3.0 μm is more preferred. By adjusting the average particle size within such a range, thermal shrinkage at high temperatures tends to be more suppressed.

これらの添加剤の合計含有量は、基材100質量部に対して、20質量部以下が好ましく、10質量部以下がより好ましく、5質量部以下がさらに好ましい。合計含有量の下限値は、特に制限されるものではなく、例えば、基材100質量部に対して、0質量部を超えることができる。 The total content of these additives is preferably 20 parts by mass or less, more preferably 10 parts by mass or less, and even more preferably 5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the base material. The lower limit of the total content is not particularly limited, and can exceed 0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the substrate, for example.

(無機層)
本実施形態では、無機層は、基材を構成するものであり、後述される粒子層とは区別されるものである。無機層としては、特に限定されないが、例えば、無機フィラーと樹脂製バインダを含むものが挙げられる。
(Inorganic layer)
In this embodiment, the inorganic layer constitutes the base material and is distinguished from the particle layer described later. Examples of the inorganic layer include, but are not particularly limited to, those containing an inorganic filler and a resin binder.

(無機フィラー)
無機粒子は、好ましくは、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化ランタン、酸化セリウム、酸化ストロンチウム、酸化バナジウム、SiO-MgO(ケイ酸マグネシウム)、SiO-CaO(ケイ酸カルシウム)、ハイドロタルサイト、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、炭酸ランタン、炭酸セリウム、塩基性チタン酸塩、塩基性ケイチタン酸塩、塩基性酢酸銅、塩基性硫酸鉛;層状複水酸化物(Mg-Alタイプ、Mg-Feタイプ、Ni-Feタイプ、Li-Alタイプ)、層状複水酸化物-アルミナシリカゲル複合体、ベーマイト、アルミナ、酸化亜鉛、酸化鉛、酸化鉄、オキシ水酸化鉄、ヘマタイト、酸化ビスマス、酸化スズ、酸化チタン、酸化ジルコニウム等の陰イオン吸着材;リン酸ジルコニウム、リン酸チタニウム、アパタイト、非塩基性チタン酸塩、ニオブ酸塩、ニオブ・チタン酸塩等の陽イオン吸着材;ゼオライト、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウム、石膏、硫酸バリウム等の炭酸塩および硫酸塩;アルミナ三水和物(ATH)、ヒュームドシリカ、沈殿シリカ、ジルコニア、及びイットリア等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、カオリナイト、タルク、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、アメサイト、ベントナイト等の層状シリケート;アスベスト、ケイ藻土、ガラス繊維、合成層状シリケート、例えば、雲母またはフルオロ雲母、およびホウ酸亜鉛から成る群から選択される。これらは単独で用いてもよいし、複数を併用してもよい。
(Inorganic filler)
The inorganic particles are preferably sodium oxide, potassium oxide, magnesium oxide, calcium oxide, barium oxide, lanthanum oxide, cerium oxide, strontium oxide, vanadium oxide, SiO 2 —MgO (magnesium silicate), SiO 2 —CaO (silica acid calcium), hydrotalcite, sodium carbonate, potassium carbonate, magnesium carbonate, calcium carbonate, barium carbonate, lanthanum carbonate, cerium carbonate, basic titanate, basic silicate titanate, basic copper acetate, basic lead sulfate layered double hydroxide (Mg-Al type, Mg-Fe type, Ni-Fe type, Li-Al type), layered double hydroxide-alumina silica gel composite, boehmite, alumina, zinc oxide, lead oxide, oxide Anion adsorbents such as iron, iron oxyhydroxide, hematite, bismuth oxide, tin oxide, titanium oxide, and zirconium oxide; Cation adsorbents such as titanates; carbonates and sulfates such as zeolites, calcium sulfate, magnesium sulfate, aluminum sulfate, gypsum, barium sulfate; alumina trihydrate (ATH), fumed silica, precipitated silica, zirconia , and oxide ceramics such as yttria; nitride ceramics such as silicon nitride, titanium nitride, and boron nitride; silicon carbide, kaolinite, talc, dikite, nacrite, halloysite, pyrophyllite, montmorillonite, sericite, and ame layered silicates such as site, bentonite; selected from the group consisting of asbestos, diatomaceous earth, glass fibers, synthetic layered silicates such as mica or fluoromica, and zinc borate. These may be used alone or in combination.

上記の中でも、電気化学的安定性及び多層多孔膜の耐熱特性を向上させる観点から、アルミナ、ベーマイト等の酸化アルミニウム化合物;又はカオリナイト、ディカイト、ナクライト、ハロイサイト、パイロフィライト等のイオン交換能を持たないケイ酸アルミニウム化合物が好ましい。酸化アルミニウム化合物としては、水酸化酸化アルミニウムが好ましい。イオン交換能を持たないケイ酸アルミニウム化合物としては、安価で入手も容易なため、カオリン鉱物で主に構成されているカオリンが好ましい。カオリンには湿式カオリン及びこれを焼成処理した焼成カオリンがあるが、焼成カオリンは焼成処理の際に結晶水が放出されるのに加え、不純物が除去されるので、電気化学的安定性の点で特に好ましい。 Among the above, aluminum oxide compounds such as alumina and boehmite; or ion-exchange properties such as kaolinite, dikite, nacrite, halloysite, and pyrophyllite are used from the viewpoint of improving the electrochemical stability and heat resistance of the multilayer porous membrane. Aluminum silicate compounds that do not have ions are preferred. As the aluminum oxide compound, aluminum oxide hydroxide is preferred. Kaolin, which is mainly composed of kaolin minerals, is preferable as the aluminum silicate compound having no ion exchange ability because it is inexpensive and readily available. Kaolin includes wet kaolin and calcined kaolin obtained by calcining the wet kaolin. Calcined kaolin releases water of crystallization during the calcining treatment and also removes impurities, so it is poor in terms of electrochemical stability. Especially preferred.

無機フィラーの形状としては、特に限定されないが、例えば、板状、鱗片状、針状、柱状、球状、多面体状、及び塊状等が挙げられ、上記形状を有する無機フィラーを複数種組み合わせて用いてもよい。この中でも、複数の面からなる多面体状、柱状、紡錘状が好ましい。このような無機フィラーを用いることにより、透過性がより向上する傾向にある。 The shape of the inorganic filler is not particularly limited. good too. Among these, a polyhedral shape, a columnar shape, and a spindle shape having a plurality of surfaces are preferable. The use of such an inorganic filler tends to further improve the permeability.

無機フィラーの含有量は、無機層100質量%に対して、50質量%以上100質量%未満が好ましく、70質量%以上99.99質量%以下がより好ましく、80質量%以上99.9質量%以下がさらに好ましく、90質量%以上99質量%以下が特に好ましい。無機フィラーの含有量が上記範囲内であることにより、無機フィラーの結着性、多層多孔膜の透過性及び耐熱性等がより向上する傾向にある。 The content of the inorganic filler is preferably 50% by mass or more and less than 100% by mass, more preferably 70% by mass or more and 99.99% by mass or less, and 80% by mass or more and 99.9% by mass with respect to 100% by mass of the inorganic layer. The following are more preferable, and 90% by mass or more and 99% by mass or less are particularly preferable. When the content of the inorganic filler is within the above range, the binding property of the inorganic filler, the permeability and heat resistance of the multilayer porous membrane, etc. tend to be further improved.

(樹脂製バインダ)
無機層に含まれる樹脂製バインダは、無機フィラー同士の結着性向上のために限られず、任意の目的で無機層中に存在してよい。樹脂製バインダとしては、特に限定されないが、リチウムイオン二次電池の電解液に対して不溶であり、かつリチウムイオン二次電池の使用範囲で電気化学的に安定なものを用いることが好ましい。このような樹脂製バインダとしては、特に限定されないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン;ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等の含フッ素樹脂;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の含フッ素ゴム;スチレン-ブタジエン共重合体及びその水素化物、アクリロニトリル-ブタジエン共重合体及びその水素化物、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体及びその水素化物、メタクリル酸エステル-アクリル酸エステル共重合体、スチレン-アクリル酸エステル共重合体、アクリロニトリル-アクリル酸エステル共重合体、エチレンプロピレンラバー、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル等のゴム類;エチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等のセルロース誘導体;ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリアミド、ポリエステル等の融点及び/又はガラス転移温度が180℃以上の樹脂等が挙げられる。
(resin binder)
The resin binder contained in the inorganic layer may be present in the inorganic layer for any purpose, not limited to improving the binding property between the inorganic fillers. Although the resin binder is not particularly limited, it is preferable to use one that is insoluble in the electrolyte solution of the lithium ion secondary battery and electrochemically stable within the usage range of the lithium ion secondary battery. Examples of such a resin binder include, but are not limited to, polyolefins such as polyethylene and polypropylene; fluorine-containing resins such as polyvinylidene fluoride and polytetrafluoroethylene; vinylidene fluoride-hexafluoropropylene-tetrafluoroethylene copolymer; Fluorine-containing rubber such as coalescence, ethylene-tetrafluoroethylene copolymer; styrene-butadiene copolymer and its hydride, acrylonitrile-butadiene copolymer and its hydride, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer and its hydride , methacrylic acid ester-acrylic acid ester copolymer, styrene-acrylic acid ester copolymer, acrylonitrile-acrylic acid ester copolymer, ethylene propylene rubber, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate rubbers; ethyl cellulose, methyl cellulose, hydroxy Cellulose derivatives such as ethyl cellulose and carboxymethyl cellulose; polyphenylene ether, polysulfone, polyether sulfone, polyphenylene sulfide, polyetherimide, polyamideimide, polyamide, polyester, etc., and resins having a melting point and/or a glass transition temperature of 180°C or higher. .

樹脂製バインダとしてポリビニルアルコール(PVA)を使用する場合、そのケン化度は、85%以上100%以下が好ましく、90%以上100%以下がより好ましく、95%以上100%以下がさらに好ましく、99%以上100%以下が特に好ましい。PVAのケン化度が85%以上であることにより、セパレータの短絡する温度(ショート温度)が向上し、より良好な安全性能が得られる傾向にある。 When polyvinyl alcohol (PVA) is used as the resin binder, the degree of saponification is preferably 85% or more and 100% or less, more preferably 90% or more and 100% or less, further preferably 95% or more and 100% or less. % or more and 100% or less is particularly preferable. When the degree of saponification of PVA is 85% or more, the short-circuit temperature (short-circuit temperature) of the separator tends to be improved, and better safety performance can be obtained.

また、ポリビニルアルコールの重合度は、200以上5000以下が好ましく、300以上4000以下がより好ましく、500以上3500以下がさらに好ましい。重合度が200以上であることにより、少量のポリビニルアルコールで焼成カオリン等の無機フィラーを無機層に強固に結着でき、無機層の力学的強度を維持しながら基材の透気度増加を抑えることができる傾向にある。また、重合度が5000以下であることにより、塗布液を調製する際のゲル化等を防止できる傾向にある。 The degree of polymerization of polyvinyl alcohol is preferably 200 or more and 5000 or less, more preferably 300 or more and 4000 or less, and even more preferably 500 or more and 3500 or less. When the degree of polymerization is 200 or more, an inorganic filler such as calcined kaolin can be firmly bound to the inorganic layer with a small amount of polyvinyl alcohol, and an increase in the air permeability of the substrate can be suppressed while maintaining the mechanical strength of the inorganic layer. tend to be able to Further, when the degree of polymerization is 5000 or less, it tends to be possible to prevent gelation or the like during preparation of the coating liquid.

樹脂製バインダとしては、樹脂製ラテックスバインダが好ましい。樹脂製ラテックスバインダを用いることにより、イオン透過性が低下し難く、高出力特性が得られ易い傾向にある。加えて、異常発熱時の温度上昇が速い場合においても、円滑なシャットダウン特性を示し、高い安全性が得られ易い傾向にある。 As the resin binder, a resin latex binder is preferred. By using a resin-made latex binder, the ion permeability tends to be less likely to decrease, and high output characteristics tend to be easily obtained. In addition, even when the temperature rises rapidly during abnormal heat generation, it tends to exhibit smooth shutdown characteristics and provide high safety.

樹脂製ラテックスバインダとしては、特に限定されないが、例えば、電気化学的安定性と結着性を向上させる観点から、脂肪族共役ジエン系単量体、不飽和カルボン酸単量体、並びに、脂肪族共役ジエン系単量体及び/又は不飽和カルボン酸単量体と脂肪族共役ジエン系単量体及び/又は不飽和カルボン酸単量体と共重合可能な他の単量体とを乳化重合して得られるものが好ましい。乳化重合の方法としては、特に制限はなく、従来の方法を用いることができる。単量体及びその他の成分の添加方法については、特に制限されるものではなく、一括添加方法、分割添加方法、連続添加方法の何れも採用することができる。また、乳化重合により得られる樹脂だけでなく、一段重合、二段重合又は多段階重合等の何れの重合法により得られる樹脂もラテックスバインダの調製に採用することができる。 Although the resin latex binder is not particularly limited, for example, from the viewpoint of improving electrochemical stability and binding properties, aliphatic conjugated diene monomers, unsaturated carboxylic acid monomers, and aliphatic Emulsion polymerization of a conjugated diene monomer and/or unsaturated carboxylic acid monomer and another monomer copolymerizable with the aliphatic conjugated diene monomer and/or unsaturated carboxylic acid monomer preferably obtained by The emulsion polymerization method is not particularly limited, and conventional methods can be used. The method of adding the monomers and other components is not particularly limited, and any of a batch addition method, a divisional addition method, and a continuous addition method can be employed. In addition to resins obtained by emulsion polymerization, resins obtained by any polymerization method such as one-stage polymerization, two-stage polymerization, or multi-stage polymerization can be used for preparing the latex binder.

脂肪族共役ジエン系単量体としては、特に限定されないが、例えば、1,3-ブタジエン、2-メチル-1,3-ブタジエン、2,3-ジメチル-1,3ブタジエン、2-クロル-1,3-ブタジエン、置換直鎖共役ペンタジエン類、置換及び側鎖共役ヘキサジエン類等が挙げられる。これらは1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。上記の中でも、特に1,3-ブタジエンが好ましい。 The aliphatic conjugated diene-based monomer is not particularly limited, but examples include 1,3-butadiene, 2-methyl-1,3-butadiene, 2,3-dimethyl-1,3 butadiene, 2-chloro-1 , 3-butadiene, substituted linear conjugated pentadienes, substituted and side chain conjugated hexadienes, and the like. These may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together. Among the above, 1,3-butadiene is particularly preferred.

不飽和カルボン酸単量体としては、特に限定されないが、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等のモノ又はジカルボン酸(無水物)等が挙げられる。これらは1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。上記の中でも、特にアクリル酸、メタクリル酸が好ましい。 Examples of unsaturated carboxylic acid monomers include, but are not limited to, mono- or dicarboxylic acids (anhydrides) such as acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, maleic acid, fumaric acid, and itaconic acid. These may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together. Among the above, acrylic acid and methacrylic acid are particularly preferred.

脂肪族共役ジエン系単量体及び/又は不飽和カルボン酸単量体と共重合可能な他の単量体としては、特に限定されないが、例えば、芳香族ビニル系単量体、シアン化ビニル系単量体、不飽和カルボン酸アルキルエステル単量体、ヒドロキシアルキル基を含有する不飽和単量体、不飽和カルボン酸アミド単量体等が挙げられる。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。 Other monomers copolymerizable with aliphatic conjugated diene monomers and/or unsaturated carboxylic acid monomers are not particularly limited, but examples include aromatic vinyl monomers, vinyl cyanide monomers, monomers, unsaturated carboxylic acid alkyl ester monomers, unsaturated monomers containing hydroxyalkyl groups, unsaturated carboxylic acid amide monomers, and the like. These may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.

上記の中でも、特に不飽和カルボン酸アルキルエステル単量体が好ましい。不飽和カルボン酸アルキルエステル単量体としては、特に限定されないが、例えば、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、ブチルアクリレート、グリシジルメタクリレート、ジメチルフマレート、ジエチルフマレート、ジメチルマレエート、ジエチルマレエート、ジメチルイタコネート、モノメチルフマレート、モノエチルフマレート、2-エチルヘキシルアクリレート等が挙げられ、これらは1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。上記の中でも、特にメチルメタクリレートが好ましい。 Among the above, unsaturated carboxylic acid alkyl ester monomers are particularly preferred. Examples of unsaturated carboxylic acid alkyl ester monomers include, but are not limited to, methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, butyl acrylate, glycidyl methacrylate, dimethyl fumarate, diethyl fumarate, dimethyl maleate, diethyl maleate, dimethyl itaconate, monomethyl fumarate, monoethyl fumarate, 2-ethylhexyl acrylate, etc., and these may be used singly or in combination of two or more. Among these, methyl methacrylate is particularly preferred.

なお、これらの単量体に加えて様々な品質及び物性を改良するために、上記以外の単量体成分をさらに使用することもできる。 In addition to these monomers, monomer components other than those described above can be used to improve various qualities and physical properties.

樹脂製バインダは、粒状、または非粒状でよい。粒状の場合には、樹脂製バインダの平均粒径は、50~800nmが好ましく、60~700nmがより好ましく、80~500nmがさらに好ましい。樹脂製バインダの平均粒径が50nm以上であることにより、無機層をポリオレフィン微多孔膜の少なくとも片面に積層した際、イオン透過性が低下し難く、高出力特性が得られ易い傾向にある。加えて、異常発熱時の温度上昇が速い場合においても、円滑なシャットダウン特性を示し、高い安全性が得られ易い傾向にある。樹脂製バインダの平均粒径が800nm以下であることにより、良好な結着性を発現し、多層多孔膜とした場合に熱収縮が良好となり安全性に優れる傾向にある。なお、樹脂製バインダの平均粒径は、重合時間、重合温度、原料組成比、原料投入順序、pH等を調整することで制御することが可能である。 The resinous binder may be granular or non-granular. In the case of particles, the resin binder preferably has an average particle size of 50 to 800 nm, more preferably 60 to 700 nm, even more preferably 80 to 500 nm. When the average particle size of the resin binder is 50 nm or more, when the inorganic layer is laminated on at least one side of the polyolefin microporous membrane, the ion permeability tends to be less likely to decrease and high output characteristics tend to be obtained. In addition, even when the temperature rises rapidly during abnormal heat generation, it tends to exhibit smooth shutdown characteristics and provide high safety. When the resin binder has an average particle size of 800 nm or less, it exhibits good binding properties, and when it is formed into a multilayer porous film, it tends to have good heat shrinkage and excellent safety. The average particle size of the resin binder can be controlled by adjusting the polymerization time, polymerization temperature, raw material composition ratio, raw material input order, pH, and the like.

無機層の層厚は、1~50μmが好ましく、1.5~20μmがより好ましく、2~10μmがさらに好ましく、3~10μmがよりさらに好ましく、3~7μmが特に好ましい。無機層の層厚が1μm以上であることにより、基材の耐熱性及び絶縁性がより向上する傾向にある。また、無機層の層厚が50μm以下であることにより、電池容量と透過性とがより向上する傾向にある。 The layer thickness of the inorganic layer is preferably 1 to 50 μm, more preferably 1.5 to 20 μm, even more preferably 2 to 10 μm, still more preferably 3 to 10 μm, and particularly preferably 3 to 7 μm. When the layer thickness of the inorganic layer is 1 μm or more, the heat resistance and insulating properties of the substrate tend to be further improved. Further, when the layer thickness of the inorganic layer is 50 μm or less, the battery capacity and permeability tend to be further improved.

無機層の層密度は、0.5~2.0g/cmが好ましく、0.7~1.5g/cmがより好ましい。無機層の層密度が0.5g/cm以上であることにより、高温での熱収縮率が良好となる傾向にある。また、無機層の層密度が2.0g/cm以下であることにより、透気度がより低下する傾向にある。The layer density of the inorganic layer is preferably 0.5 to 2.0 g/cm 3 , more preferably 0.7 to 1.5 g/cm 3 . When the layer density of the inorganic layer is 0.5 g/cm 3 or more, the thermal shrinkage rate at high temperatures tends to be good. Further, when the layer density of the inorganic layer is 2.0 g/cm 3 or less, the air permeability tends to be further decreased.

〔粒子層〕
本実施形態のセパレータにおいて、セパレータの少なくとも一方の主面に存在する粒子層の厚み(T1)、及びセパレータの総厚(T2)で表されるT1/T2の値が、0.3以上である。本明細書では、「主面」とは、多孔質フィルムの表面のうちで、少なくとも3辺を有し、かつ最大面積を有する面、又は非水電解質電池に組み込まれたときに電極若しくは負極と対向する面を意味する。T1/T2が、この値を満たすことにより、セパレータの捲回体、電極の積層体、又は電極の積層体を捲回した捲回体において、粒子層がセパレータ、正極又は負極に対して十分な押し込み深さ(以下、押し込み量ともいう)を確保することができるようになるため、セパレータの捲回体、電極の積層体、又は電極の積層体を捲回した捲回体の安定性を向上させることができる。T1/T2の値は0.35を超えることがより好ましく、0.4以上又は0.45以上であることがさらに好ましい。T1/T2の上限は1以下であり、0.9以下であることが好ましく、0.8以下であることがより好ましい。T1/T2が、この上限値以下であることによって、電池内の容量密度の低下を抑制することができる。
[Particle layer]
In the separator of the present embodiment, the value of T1/T2 represented by the thickness (T1) of the particle layer present on at least one main surface of the separator and the total thickness (T2) of the separator is 0.3 or more. . As used herein, the term “principal surface” refers to the surface of the porous film that has at least three sides and has the largest area, or the electrode or negative electrode when incorporated into a non-aqueous electrolyte battery. Opposite faces are meant. When T1/T2 satisfies this value, the particle layer is sufficient for the separator, the positive electrode, or the negative electrode in the separator roll, the electrode laminate, or the roll of the electrode laminate. Since it is possible to secure the pushing depth (hereinafter also referred to as pushing amount), the stability of the separator winding body, the electrode laminate, or the winding body obtained by winding the electrode laminate is improved. can be made More preferably, the value of T1/T2 exceeds 0.35, more preferably 0.4 or more, or 0.45 or more. The upper limit of T1/T2 is 1 or less, preferably 0.9 or less, and more preferably 0.8 or less. When T1/T2 is equal to or less than this upper limit value, a decrease in capacity density in the battery can be suppressed.

粒子層の厚み(T1)は、セパレータを含む非水電解質電池の電池特性又は安全性の観点から、好ましくは60μm以下、より好ましくは55μm以下、さらに好ましくは50μm以下である。また、T1は、粒子層がセパレータ、正極又は負極に対して十分な押し込み量を確保するという観点から、2μm以上又は2μm超であることが好ましく、4μm以上であることがより好ましく、6μm以上であることがさらに好ましい。 The thickness (T1) of the particle layer is preferably 60 μm or less, more preferably 55 μm or less, still more preferably 50 μm or less, from the viewpoint of battery characteristics or safety of the non-aqueous electrolyte battery including the separator. In addition, T1 is preferably 2 μm or more or more than 2 μm, more preferably 4 μm or more, and 6 μm or more, from the viewpoint that the particle layer secures a sufficient pushing amount with respect to the separator, the positive electrode, or the negative electrode. It is even more preferable to have

本実施形態における粒子層の圧縮弾性率は、基材の最低圧縮弾性率の0.2倍以上、2倍未満である。倍率(粒子層の圧縮弾性率/基材の最低圧縮弾性率)が、0.2倍以上であることで、粒子層を潰すことなく、セパレータ、正極及び負極に対して、十分に押し込むことができる。また、その倍率が、2倍未満であることで、セパレータ、正極及び負極に対して片当たりを抑制し、より均一に押し込むことが可能になる。粒子層を潰すことなく、均一に押し込むことで、セパレータの捲回体、電極の積層体、又は電極の積層体を捲回した捲回体の安定性を向上させることができる。その倍率は0.25倍以上1.9倍未満であることがより好ましく、0.3倍以上1.8倍未満であることが更に好ましい。粒子層の圧縮弾性率を測定する場合には、粒子層の一部を取り出して微小硬度計にて測定することができる。また、その倍率は、単層基材の場合には、単層基材の圧縮弾性率に対する粒子層の圧縮弾性率の比として算出される。粒子層の圧縮弾性率の測定方法は、基材に対する微小硬度計による測定に準ずるか、または、セパレータ内に含まれるその他の層と同様の層構成または近似の層構成と認められる場合においては、その値を代用してもよい。 The compression modulus of the particle layer in this embodiment is 0.2 times or more and less than 2 times the minimum compression modulus of the substrate. When the magnification (the compression modulus of the particle layer/the minimum compression modulus of the base material) is 0.2 or more, the particle layer can be sufficiently pushed into the separator, the positive electrode, and the negative electrode without crushing. can. In addition, when the magnification is less than 2 times, it is possible to suppress uneven contact with the separator, positive electrode, and negative electrode, and to press them more uniformly. By pressing uniformly without crushing the particle layer, the stability of the separator roll, the electrode laminate, or the roll of the electrode laminate can be improved. The magnification is more preferably 0.25 times or more and less than 1.9 times, and more preferably 0.3 times or more and less than 1.8 times. When measuring the compression elastic modulus of the particle layer, a part of the particle layer can be taken out and measured with a microhardness meter. In addition, in the case of a single-layer substrate, the magnification is calculated as a ratio of the compressive elastic modulus of the particle layer to the compressive elastic modulus of the single-layer substrate. The method of measuring the compressive modulus of the particle layer is according to the measurement with a microhardness tester for the substrate, or if it is recognized that the layer structure is similar or similar to that of other layers contained in the separator, You can substitute that value.

〔微細パタン〕
本実施形態のセパレータにおいて、セパレータの少なくとも一方の主面に存在する粒子層は、凸形状のパタンを有することがより好ましい。凸形状のパタンを有することで、効率的に電極積層体又は電極捲回体の捲きずれを抑制し、長期寿命特性がより向上する。例えば、セパレータの構造には、図1に示すように、複数の凸部11a、すなわち微細パタンを有する層11としてパタン領域が形成されている。パタンは主面の全面に形成されていてもよく、主面の一部であってもよい。Liイオンの拡散均一化の観点から、パタンの形成範囲は、主面の全面積100%に対して、50%以上であることが好ましく、主面の全面にパタンがあることがより好ましい。以下、主面の全面積100%に対するパタンの形成範囲を「パタンの形成領域比率」という。必要に応じて、異なるパタンを、面内を分割して施してもよい。また、必要に応じて、主面としての第1面に加えて、第2面にパタンを施してよく、第1面と第2面のパタンは同一であってもよく、異なっていてもよい。製造上の観点から第1面のみにパタンがあることが好ましい。以下、凸部のことを文章中では「凸形状のパタン」として便宜上述べ、複数の凸部のことを「微細パタン」として述べる。
[Fine pattern]
In the separator of this embodiment, the particle layer present on at least one main surface of the separator more preferably has a convex pattern. By having the convex pattern, it is possible to efficiently suppress winding misalignment of the electrode laminate or the electrode-wound body, thereby further improving long-term life characteristics. For example, in the structure of the separator, as shown in FIG. 1, a pattern region is formed as a layer 11 having a plurality of protrusions 11a, ie, a fine pattern. The pattern may be formed on the entire main surface or may be part of the main surface. From the viewpoint of uniform diffusion of Li ions, the pattern formation range is preferably 50% or more with respect to 100% of the total area of the main surface, and more preferably the pattern is formed on the entire surface of the main surface. Hereinafter, the pattern formation range with respect to 100% of the total area of the main surface is referred to as "pattern formation area ratio". If necessary, different patterns may be applied by dividing the surface. Also, if necessary, in addition to the first surface as the main surface, the second surface may be patterned, and the patterns of the first surface and the second surface may be the same or different. . From the manufacturing point of view, it is preferable that the pattern is present only on the first surface. Hereinafter, the convex portion will be referred to as a "convex pattern" for the sake of convenience, and a plurality of convex portions will be referred to as a "fine pattern".

微細パタンの高さはすべて揃っていてもよく、数種類の高さを混合していてもよい。すなわち、高さのヒストグラムは多段的でもよく、連続的であってもよい。負極と正極の距離を均一にし、より強固にセパレータ、正極又は負極に対してのずれを防ぐためには、高さは三種類以下になっていることが好ましく、より好ましくは二種類以下が好ましく、より好ましくは全て高さが揃っていることが好ましい。ただし、製造上の観点から、そのばらつきは許容される。ここでいうパタンの高さとは、セパレータの厚み方向において最も低い部分で構成される仮想平面から、パタン頂部の平均位置で構成される略平面(凸形状のパタンの頂部で形成される略平面ともいう)までの距離を指し、T3として表す。本明細書では、略平面は、平面と、微小な凹凸形状を除いた基本形状が平らになる面とを含むことを意味する。 The heights of the fine patterns may all be the same, or several different heights may be mixed. That is, the height histogram may be multistage or continuous. In order to make the distance between the negative electrode and the positive electrode uniform and to more firmly prevent displacement with respect to the separator, the positive electrode, or the negative electrode, the height is preferably three or less, more preferably two or less, More preferably, all the heights are uniform. However, from a manufacturing point of view, the variation is acceptable. The height of the pattern here means a substantially plane formed by the average position of the top of the pattern from a virtual plane formed by the lowest part in the thickness direction of the separator (also called a substantially plane formed by the top of the convex pattern). ) and is denoted as T3. In this specification, the term "substantially flat surface" means a flat surface and a surface on which the basic shape excluding minute irregularities is flat.

微細パタンの高さ(T3)は、セパレータを含む非水電解質電池の電池特性又は安全性の観点から、好ましくは60μm以下、より好ましくは55μm以下、さらに好ましくは50μm以下である。また、T3は、微細パタンがセパレータ、正極又は負極に対して十分な押し込み量を確保するという観点から、2μm以上又は2μm超であることが好ましく、4μm以上であることが好ましく、6μm以上であることがさらに好ましい。 The height (T3) of the fine pattern is preferably 60 μm or less, more preferably 55 μm or less, still more preferably 50 μm or less, from the viewpoint of battery characteristics or safety of the non-aqueous electrolyte battery including the separator. In addition, T3 is preferably 2 μm or more or more than 2 μm, preferably 4 μm or more, and 6 μm or more, from the viewpoint that the fine pattern secures a sufficient amount of pushing into the separator, positive electrode or negative electrode. is more preferred.

また、微細パタンの高さ(T3)、及びセパレータの総厚(T2)で表されるT3/T2の値が、0.3以上であることがより好ましい。T3/T2が、この値(≧0.3)を満たすことにより、セパレータの捲回体、電極の積層体、又は電極の積層体を捲回した捲回体において、微細パタンがセパレータ、正極又は負極に対して十分な押し込み量を確保することができる。それにより、セパレータの捲回体、電極の積層体、又は電極の積層体を捲回した捲回体の安定性を向上させることができる。T3/T2の値は、0.3を超えるか、又は0.35を超えることがより好ましく、0.4以上又は0.45以上であることがさらに好ましい。T3/T2の上限は1以下であることが好ましく、0.9以下であることがより好ましく、0.8以下であることがさらに好ましい。T3/T2が、この上限値以下であることによって、電池内の容量密度の低下を抑制することができる。 Further, it is more preferable that the value of T3/T2 represented by the height (T3) of the fine pattern and the total thickness (T2) of the separator is 0.3 or more. When T3/T2 satisfies this value (≧0.3), the separator winding body, the electrode laminate body, or the winding body obtained by winding the electrode laminate body, where the fine pattern is a separator, a positive electrode, or A sufficient pushing amount can be ensured with respect to the negative electrode. As a result, the stability of the separator winding body, the electrode laminate, or the winding body obtained by winding the electrode laminate can be improved. The value of T3/T2 is more preferably greater than 0.3 or greater than 0.35, and more preferably 0.4 or greater or 0.45 or greater. The upper limit of T3/T2 is preferably 1 or less, more preferably 0.9 or less, and even more preferably 0.8 or less. When T3/T2 is equal to or less than this upper limit, it is possible to suppress a decrease in capacity density in the battery.

パタンの長軸の長さをL、パタンピッチをPとしたときに、その比であるL/Pは0.01以上0.90以下であることが好ましい。その下限は、0.05以上であることがより好ましく、0.10以上であることがさらに好ましい。この下限をL/Pに設けることで、凸部への応力集中が容易になり、セパレータの捲回体、電極の積層体、又は電極の積層体を捲回した捲回体の安定性を向上させることができる。また、その上限は、0.85以下であることがより好ましく、0.80以下であることがさらに好ましい。この上限以下であることによって、各凸形状のパタンへの圧力が均一に掛かり易くなり、セパレータの捲回体、電極の積層体、又は電極の積層体を捲回した捲回体の安定性を向上させることができる。 When the length of the long axis of the pattern is L and the pattern pitch is P, the ratio L/P is preferably 0.01 or more and 0.90 or less. The lower limit is more preferably 0.05 or more, and even more preferably 0.10 or more. By setting this lower limit to L/P, stress concentration on the convex portion becomes easier, and the stability of the separator roll, the electrode laminate, or the roll of the electrode laminate is improved. can be made Moreover, the upper limit thereof is more preferably 0.85 or less, and even more preferably 0.80 or less. When the pressure is equal to or less than this upper limit, it becomes easy to uniformly apply pressure to each convex pattern, and the stability of the separator roll, the electrode laminate, or the roll of the electrode laminate is improved. can be improved.

微細パタンについては、単位格子の面積に対する凸形状パタンの底部で囲まれた面積の比率(以下、「パタン占有比率」ともいう)が、0.80以下であることが好ましい。また、この比率は、0.75以下であることがより好ましく、0.70以下であることがらに好ましい。この比率が、0.80以下であることによって、凸部への応力集中が容易になり、セパレータの捲回体、電極の積層体、又は電極の積層体を捲回した捲回体の安定性を向上させることができる。凸形状のパタンの底部で囲まれた面積と単位格子の面積の比率は、0.03以上であることが好ましく、0.05以上であることがより好ましく、0.10以上であることがさらに好ましい。この比率が、0.03以上であることによって、各凸形状のパタンへの圧力が均一に掛かり易くなり、セパレータの捲回体、電極の積層体、又は電極の積層体を捲回した捲回体の安定性を向上させることができる。 As for the fine pattern, the ratio of the area surrounded by the bottom of the convex pattern to the area of the unit lattice (hereinafter also referred to as "pattern occupancy ratio") is preferably 0.80 or less. Also, this ratio is more preferably 0.75 or less, and even more preferably 0.70 or less. When this ratio is 0.80 or less, the concentration of stress on the convex portion becomes easy, and the stability of the separator roll, the electrode laminate, or the roll of the electrode laminate is stabilized. can be improved. The ratio of the area surrounded by the bottom of the convex pattern to the area of the unit cell is preferably 0.03 or more, more preferably 0.05 or more, and further preferably 0.10 or more. preferable. When this ratio is 0.03 or more, it becomes easy to uniformly apply pressure to each convex pattern, and the separator roll, the electrode laminate, or the electrode laminate is wound. It can improve body stability.

(凸形状のパタン)
凸形状のパタンの圧縮弾性率を測定する場合には、その凸形状のパタン部を取り出して微小硬度計にて測定することができる。測定方法は基材に対する微小硬度計による測定に準ずる。または、セパレータ内に含まれるその他の層と同様の層構成または近似の層構成と認められる場合においては、その値を代用してもよい。
(Convex pattern)
When measuring the compression elastic modulus of a convex pattern, the convex pattern portion can be taken out and measured with a microhardness meter. The measurement method conforms to the measurement using a microhardness tester for the base material. Alternatively, if it is recognized that the layer configuration is similar or similar to that of other layers contained in the separator, that value may be substituted.

本実施形態における凸形状のパタンの透気度および凹部の透気度は、10秒/100ml以上1000秒/100ml以下であることが好ましく、より好ましくは20秒/100ml以上900秒/100ml以下であり、さらに好ましくは30秒/100ml以上900秒/100ml以下である。透気度が10秒/100ml以上であることにより、セパレータを非水電解質電池に用いた際の自己放電がより少なくなる傾向にある。また、透気度が1000秒/100ml以下であることにより、より良好な充放電特性が得られる傾向にある。凸形状のパタンの透気度測定は、基材に対する透気度測定に準ずる。 The air permeability of the convex patterns and the air permeability of the recesses in the present embodiment are preferably 10 seconds/100 ml or more and 1000 seconds/100 ml or less, more preferably 20 seconds/100 ml or more and 900 seconds/100 ml or less. and more preferably 30 seconds/100 ml or more and 900 seconds/100 ml or less. When the air permeability is 10 seconds/100 ml or more, self-discharge tends to be reduced when the separator is used in a non-aqueous electrolyte battery. Further, when the air permeability is 1000 sec/100 ml or less, there is a tendency that better charge/discharge characteristics can be obtained. The measurement of the air permeability of the convex pattern conforms to the measurement of the air permeability of the base material.

図1に示される凸形状のパタン11aの垂直方向に対して測定された透気度(S1)と、非凸形状のパタン11bの透気度(S2)と、で表されるS1/S2の値が、5以下であることが好ましい。S1/S2が、この値(≦5)を満たすことにより、良好な充放電特性が得られる傾向にある。S1/S2の値は、4.5以下であることがより好ましく、4.0以下であることがさらに好ましい。また、その下限は、限定されるものではないが、0.8以上であることが好ましい。 The ratio of S1/S2 represented by the air permeability (S1) measured in the vertical direction of the convex pattern 11a shown in FIG. Values of 5 or less are preferred. Satisfying this value (≤5) for S1/S2 tends to result in good charge/discharge characteristics. The value of S1/S2 is more preferably 4.5 or less, even more preferably 4.0 or less. Although the lower limit is not limited, it is preferably 0.8 or more.

凸形状のパタン部の平均面積(x)又は非凸形状のパタン部の平均面積(y)が透気度計の通気領域よりも小さい場合は、凸形状のパタン部と非凸形状のパタン部の両方を含む領域の平均透気度(Sa)及び、凸形状のパタン部を物理的に剥離した後の非凸形状のパタン部の透気度(S2)を測定することで、以下の式1から凸形状のパタン部の透気度(S1)を算出することができる。
(式1)S1={S2・y-Sa・(x+y)}/x
When the average area (x) of the convex pattern portions or the average area (y) of the non-convex pattern portions is smaller than the ventilation area of the air permeability meter, the convex pattern portions and the non-convex pattern portions By measuring the average air permeability (Sa) of the area containing both and the air permeability (S2) of the non-convex pattern portion after physically peeling off the convex pattern portion, the following formula 1, the air permeability (S1) of the convex pattern portion can be calculated.
(Formula 1) S1 = {S2 · y - Sa · (x + y)} / x

凸形状のパタンピッチは110μmを超え20000μm以下であることが好ましい。パタンピッチは120μm以上であることがより好ましく、130μm以上であることがさらに好ましい。パタンピッチが、この下限以上であることによって、より凸形状の接触面積を減らし、凸部への応力集中が容易になり、セパレータの捲回体、電極の積層体、又は電極の積層体を捲回した捲回体の安定性を向上させることができる。また、その上限は、15000μm以下であることがより好ましく、12000μm以下であることがさらに好ましく、10000μm以下であることがよりさらに好ましい。パタンピッチが、この上限以下にあることによって、各凸形状のパタンへの圧力が均一に掛かり易くなり、セパレータの捲回体、電極の積層体、又は電極の積層体を捲回した捲回体の安定性を向上させることができる。ここでいうパタンピッチとは、パタンの略輪郭を描いた時の円の中心‐中心間距離で規定される。 The convex pattern pitch is preferably more than 110 μm and 20000 μm or less. The pattern pitch is more preferably 120 μm or more, and even more preferably 130 μm or more. When the pattern pitch is at least this lower limit, the contact area of the convex shape is further reduced, stress concentration on the convex portion is facilitated, and the separator winding body, the electrode laminate, or the electrode laminate is wound. The stability of the rolled body can be improved. Moreover, the upper limit is more preferably 15000 μm or less, further preferably 12000 μm or less, and even more preferably 10000 μm or less. When the pattern pitch is equal to or less than the upper limit, it becomes easy to uniformly apply pressure to each convex pattern, resulting in a separator roll, an electrode laminate, or a roll of electrode laminates. stability can be improved. The pattern pitch referred to here is defined by the center-to-center distance of a circle when the outline of the pattern is drawn.

微細パタンを有する層11の表面は、図2に示すとおり、格子状(例えば四方配列、六方配列)、ライン・アンド・スペース構造、ランダム配列等であることが好ましく、これらの構造が複数含まれていてもよい。積層又は捲回のずれを防ぐ観点から、格子状(例えば四方配列、六方配列)、ランダム配列等がより好ましい。また、これらの断面凹凸形状が、長方形、正方形、台形、菱形、六角形、三角形、円形、曲率(例えば図3に示すようなコーン形状、図4に示すような凸部に変曲点を3つ以上持つもの)を有する形状等であってもよい。また、パタンの一部が欠けていても、製造ライン規模では長い周期で見たときに製造時の欠けによるものと判断できる場合には、セパレータはパタンを含むと見なすことができる。また、周期的な抜けに関しても、パタン種の組み合わせとして認識できる場合には、セパレータはパタンを含むと見なすことができる。 As shown in FIG. 2, the surface of the layer 11 having a fine pattern preferably has a lattice shape (for example, a tetragonal arrangement, a hexagonal arrangement), a line-and-space structure, a random arrangement, or the like, and a plurality of these structures are included. may be From the viewpoint of preventing displacement of lamination or winding, a lattice pattern (for example, a tetragonal arrangement, a hexagonal arrangement), a random arrangement, or the like is more preferable. Moreover, these cross-sectional uneven shapes are rectangular, square, trapezoidal, rhombic, hexagonal, triangular, circular, curvature (for example, a cone shape as shown in FIG. 3, and a convex portion with three inflection points as shown in FIG. It may be a shape or the like having one or more. Also, even if a part of the pattern is missing, if it can be determined that the missing part is due to the missing during manufacturing when viewed over a long period on the scale of the production line, the separator can be considered to include the pattern. In addition, regarding periodic blanking, if it can be recognized as a combination of pattern types, the separator can be regarded as containing a pattern.

凸形状のパタンの長軸の長さは、セパレータの被パタン化面と垂直な方向(概ねフィルムの厚み方向)からパタンを観察したときに、パタンの辺を含むパタンの略輪郭内で描くことが可能な最長線分の長さを意味し、好ましくは、パタンを内側に含む最小面積の円の直径であり、より好ましくは、パタンと円が少なくとも2点で接する。例えば、パタンの輪郭が四角形の場合には、パタンの長軸の長さは、四辺のうちの最長の辺の長さである。例えば、パタンの輪郭が楕円の場合には、パタンの長軸の長さは、その楕円と2点で接する円の直径である。例えば、パタンの輪郭が五角形の場合には、パタンの長軸の長さは、その五角形と少なくとも2点で接する円のうちで最小面積を有する円の直径である。ライン・アンド・スペースのような一次元方向のみの周期性を持つパタンの際には、パタンの長軸の長さはパタン間の周期として表す。 The length of the long axis of the convex pattern should be drawn within the approximate outline of the pattern including the sides of the pattern when the pattern is observed from the direction perpendicular to the patterned surface of the separator (approximately the thickness direction of the film). means the length of the longest possible line segment, preferably the diameter of the circle with the smallest area containing the pattern inside, and more preferably the pattern and the circle touch at least two points. For example, when the outline of the pattern is a rectangle, the length of the major axis of the pattern is the length of the longest side of the four sides. For example, if the contour of the pattern is an ellipse, the length of the major axis of the pattern is the diameter of a circle that touches the ellipse at two points. For example, if the outline of the pattern is a pentagon, the length of the long axis of the pattern is the diameter of the circle having the smallest area among the circles that touch the pentagon at at least two points. In the case of a pattern having periodicity in only one dimension, such as line and space, the length of the major axis of the pattern is expressed as the period between patterns.

図1に示される微細パタンを有する層11において、凸形状のパタンの長軸の長さは100μmを超え、500,000μm以下であることが好ましい。その下限は110μm以上であることがより好ましく、120μm以上であることがさらに好ましい。この下限によって、セパレータ又は電極へのパタンの押し込みのときに、パタンの崩壊を防ぐことができる。その上限は、400,000μm以下であることがより好ましく、300,000μm以下であることがさらに好ましい。この上限をパタンの長軸の長さに設けることによって、凸形状のパタンに圧力が集中し、セパレータの捲回体、電極の積層体、又は電極の積層体を捲回した捲回体のずれを防ぎ、安定性が向上する。パタンの短軸の長さは、パタンの長軸の長さより短ければ特に限定されない。 In the layer 11 having a fine pattern shown in FIG. 1, the length of the long axis of the convex pattern is preferably more than 100 μm and less than or equal to 500,000 μm. The lower limit is more preferably 110 μm or more, and even more preferably 120 μm or more. This lower limit can prevent the pattern from collapsing when the pattern is pushed into the separator or electrode. The upper limit is more preferably 400,000 μm or less, and even more preferably 300,000 μm or less. By setting this upper limit to the length of the long axis of the pattern, the pressure is concentrated on the convex pattern, and the separator roll, the electrode laminate, or the roll of the electrode laminate is displaced. and improve stability. The length of the short axis of the pattern is not particularly limited as long as it is shorter than the length of the long axis of the pattern.

パタンの概形の少なくとも2点が接する外接円の直径(Rp)と、前記パタンの概形の少なくとも2点が接する内接円の直径(rp)とで表される数値Rp/rpが、1以上10未満であることが好ましい。1≦Rp/rp<10の範囲内では、セパレータの凸部への応力集中が容易になり、セパレータの捲回体、電極の積層体、又は電極の積層体を捲回した捲回体の安定性を向上させることができる。Rp/rpは、1以上9未満であることがより好ましく、1以上8未満であることがさらに好ましい。 The numerical value Rp/rp represented by the diameter (Rp) of the circumscribed circle where at least two points of the outline of the pattern are in contact and the diameter (rp) of the inscribed circle where at least two points of the outline of the pattern are in contact is 1 It is preferably greater than or equal to less than 10. Within the range of 1 ≤ Rp/rp < 10, stress concentration on the protrusions of the separator is facilitated, and the separator roll, electrode laminate, or electrode laminate roll is stabilized. can improve sexuality. Rp/rp is more preferably 1 or more and less than 9, and more preferably 1 or more and less than 8.

粒子層及びパタンの内部は多孔質であることが好ましい。多孔質であることによって、より良好な充放電特性が得られる傾向にある。 The particle layer and the inside of the pattern are preferably porous. Porosity tends to result in better charge/discharge characteristics.

(粒子層の組成)
粒子層の内部を多孔質にするためには、無機粒子又は樹脂微粒子等の有機粒子を含有させることが好ましい。粒子層組成として、例えば、無機粒子又は樹脂微粒子等の有機粒子と樹脂製バインダとを含むものが挙げられる。また、粒子層は、必要に応じて、分散剤、増粘剤等の添加剤を含んでもよい。
(Composition of particle layer)
In order to make the inside of the particle layer porous, it is preferable to incorporate inorganic particles or organic particles such as resin fine particles. Examples of the particle layer composition include those containing organic particles such as inorganic particles or resin fine particles and a resin binder. Moreover, the particle layer may contain additives such as a dispersant and a thickener, if necessary.

(無機粒子)
粒子層に含まれる無機粒子は、好ましくは、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化ランタン、酸化セリウム、酸化ストロンチウム、酸化バナジウム、SiO-MgO(ケイ酸マグネシウム)、SiO-CaO(ケイ酸カルシウム)、ハイドロタルサイト、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、炭酸ランタン、炭酸セリウム、塩基性チタン酸塩、塩基性ケイチタン酸塩、塩基性酢酸銅、塩基性硫酸鉛;層状複水酸化物(Mg-Alタイプ、Mg-Feタイプ、Ni-Feタイプ、Li-Alタイプ)、層状複水酸化物-アルミナシリカゲル複合体、ベーマイト、アルミナ、酸化亜鉛、酸化鉛、酸化鉄、オキシ水酸化鉄、ヘマタイト、酸化ビスマス、酸化スズ、酸化チタン、酸化ジルコニウム等の陰イオン吸着材;リン酸ジルコニウム、リン酸チタニウム、アパタイト、非塩基性チタン酸塩、ニオブ酸塩、ニオブ・チタン酸塩等の陽イオン吸着材;ゼオライト、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウム、石膏、硫酸バリウム等の炭酸塩および硫酸塩;アルミナ三水和物(ATH)、ヒュームドシリカ、沈殿シリカ、ジルコニア、及びイットリア等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、カオリナイト、タルク、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、アメサイト、ベントナイト等の層状シリケート;アスベスト、ケイ藻土、ガラス繊維、合成層状シリケート、例えば、雲母またはフルオロ雲母、およびホウ酸亜鉛から成る群から選択される。これらは単独で用いてもよいし、複数を併用してもよい。
(Inorganic particles)
The inorganic particles contained in the particle layer are preferably sodium oxide, potassium oxide, magnesium oxide, calcium oxide, barium oxide, lanthanum oxide, cerium oxide, strontium oxide, vanadium oxide, SiO 2 —MgO (magnesium silicate), SiO 2- CaO (calcium silicate), hydrotalcite, sodium carbonate, potassium carbonate, magnesium carbonate, calcium carbonate, barium carbonate, lanthanum carbonate, cerium carbonate, basic titanate, basic silicate titanate, basic copper acetate , basic lead sulfate; layered double hydroxide (Mg-Al type, Mg-Fe type, Ni-Fe type, Li-Al type), layered double hydroxide-alumina silica gel composite, boehmite, alumina, zinc oxide , lead oxide, iron oxide, iron oxyhydroxide, hematite, bismuth oxide, tin oxide, titanium oxide, anion adsorbents such as zirconium oxide; zirconium phosphate, titanium phosphate, apatite, non-basic titanate, niobium cation adsorbents such as acid salts, niobium titanates; carbonates and sulfates such as zeolite, calcium sulfate, magnesium sulfate, aluminum sulfate, gypsum, barium sulfate; alumina trihydrate (ATH), fumed silica , precipitated silica, zirconia, and yttria; nitride ceramics such as silicon nitride, titanium nitride, and boron nitride; silicon carbide, kaolinite, talc, dikite, nacrite, halloysite, pyrophyllite, montmorillonite , sericite, amesite, bentonite, etc.; asbestos, diatomaceous earth, glass fibers, synthetic layered silicates such as mica or fluoromica, and zinc borate. These may be used alone or in combination.

(樹脂微粒子)
粒子層に含まれる樹脂微粒子は、耐熱性及び電気絶縁性を有し、電池中の非水電解質に対して安定であり、かつ電池の作動電圧範囲において酸化還元され難い、電気化学的に安定な樹脂で構成されることが好ましい。このような樹脂微粒子を形成するための樹脂としては、スチレン樹脂(例えばポリスチレン等)、スチレンブタジエンゴム、アクリル樹脂(例えばポリメチルメタクリレート等)、ポリオレフィン(例えば、LDPE、HDPE等のポリエチレン;ポリプロピレン等)、ポリアルキレンオキシド(例えばポリエチレンオキシド等)、フッ素樹脂(例えばポリフッ化ビニリデン等)、及びこれらの誘導体から成る群から選ばれる少なくとも1種の樹脂の架橋体;尿素樹脂;メラミン樹脂;ポリアミド樹脂;並びにウレタン系樹脂(例えばポリウレタン等)が例示できる。樹脂微粒子には、上記で例示された樹脂を1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。中でも、樹脂は、耐熱性、電気絶縁性、非水電解質に対する安定性、非酸化還元性、及び電気化学的安定性の観点から、ポリオレフィン、ポリウレタン、メラミン樹脂、及びポリアミドから選ばれる少なくとも1種であることが好ましく、ポリオレフィン、メラミン樹脂、及びポリアミドから選ばれる少なくとも1種であることがより好ましい。また、樹脂微粒子は、必要に応じて、樹脂に添加されることができる既知の添加剤、例えば、酸化防止剤等を含有してもよい。
(resin fine particles)
The resin fine particles contained in the particle layer have heat resistance and electrical insulation, are stable with respect to the non-aqueous electrolyte in the battery, and are not easily oxidized and reduced in the operating voltage range of the battery, and are electrochemically stable. It is preferably made of resin. Examples of resins for forming such fine resin particles include styrene resins (e.g., polystyrene), styrene-butadiene rubber, acrylic resins (e.g., polymethyl methacrylate, etc.), and polyolefins (e.g., polyethylenes such as LDPE and HDPE; polypropylene, etc.). , polyalkylene oxide (e.g., polyethylene oxide, etc.), fluororesin (e.g., polyvinylidene fluoride, etc.), and at least one resin crosslinked product selected from the group consisting of derivatives thereof; urea resin; melamine resin; polyamide resin; Urethane-based resins (for example, polyurethane, etc.) can be exemplified. As the resin fine particles, one of the resins exemplified above may be used alone, or two or more of them may be used in combination. Among them, the resin is at least one selected from polyolefin, polyurethane, melamine resin, and polyamide from the viewpoint of heat resistance, electrical insulation, stability to non-aqueous electrolyte, non-redox property, and electrochemical stability. preferably at least one selected from polyolefins, melamine resins, and polyamides. The resin fine particles may also contain known additives that can be added to the resin, such as antioxidants, if necessary.

また、樹脂微粒子は、好ましくは、金属イオンを吸着する金属イオン吸着基を表面に有さない。金属イオン吸着基としては、例えば、カルボキシル基、スルホン酸基、及びヒドロキシ基(水酸基)が挙げられる。樹脂微粒子中の金属イオン吸着基の量(イオン交換容量)は、樹脂微粒子を構成する樹脂1g当たり、0.1meq未満であることが好ましく、0.01meq未満であることがより好ましく、0.005meq未満であることが更に好ましい。金属イオン吸着基の量を0.1g/meq未満に調整することで、粒子の凝集を抑制し、粒子の分散状態を良好に保ち、結果として、セパレータの捲回体、電極の積層体、又は電極の積層体を捲回した捲回体の安定性を向上させることができる。 Further, the fine resin particles preferably do not have metal ion-adsorbing groups that adsorb metal ions on their surfaces. Examples of metal ion adsorbing groups include carboxyl groups, sulfonic acid groups, and hydroxyl groups (hydroxyl groups). The amount of metal ion adsorbing groups (ion exchange capacity) in the fine resin particles is preferably less than 0.1 meq, more preferably less than 0.01 meq, and more preferably less than 0.005 meq per 1 g of resin constituting the fine resin particles. More preferably less than. By adjusting the amount of the metal ion adsorptive group to less than 0.1 g/meq, the aggregation of the particles is suppressed and the dispersed state of the particles is maintained well. It is possible to improve the stability of the wound body in which the electrode laminate is wound.

粒子表面のイオン交換容量の測定方法としては、例えば、日本ベントナイト工業会標準試験方法によるベントナイト(粉状)の陽イオン交換容量測定方法(JBAS-106-77)を用いて測定することができる。 As a method for measuring the ion exchange capacity of the particle surface, for example, the cation exchange capacity measurement method for bentonite (powder) according to the Japan Bentonite Industry Association standard test method (JBAS-106-77) can be used.

(樹脂製バインダ)
粒子層に含まれる樹脂製バインダは、粒子同士の結着性向上、及び粒子と添加剤との結着性向上のために限られず、任意の目的で粒子層中に存在してよい。樹脂製バインダとしては、特に限定されないが、リチウムイオン二次電池の電解液に対して不溶であり、かつリチウムイオン二次電池の使用範囲で電気化学的に安定なものを用いることが好ましい。このような樹脂製バインダとしては、特に限定されないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン;ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等の含フッ素樹脂;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の含フッ素ゴム;スチレン-ブタジエン共重合体及びその水素化物、アクリロニトリル-ブタジエン共重合体及びその水素化物、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体及びその水素化物、メタクリル酸エステル-アクリル酸エステル共重合体、スチレン-アクリル酸エステル共重合体、アクリロニトリル-アクリル酸エステル共重合体、エチレンプロピレンラバー、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル等のゴム類;エチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等のセルロース誘導体;ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリアミド、ポリエステル等の融点及び/又はガラス転移温度が180℃以上の樹脂等が挙げられる。
(resin binder)
The resin binder contained in the particle layer may be present in the particle layer for any purpose, not limited to improving the binding properties between particles and improving the binding properties between particles and additives. Although the resin binder is not particularly limited, it is preferable to use one that is insoluble in the electrolyte solution of the lithium ion secondary battery and electrochemically stable within the usage range of the lithium ion secondary battery. Examples of such a resin binder include, but are not limited to, polyolefins such as polyethylene and polypropylene; fluorine-containing resins such as polyvinylidene fluoride and polytetrafluoroethylene; vinylidene fluoride-hexafluoropropylene-tetrafluoroethylene copolymer; Fluorine-containing rubber such as coalescence, ethylene-tetrafluoroethylene copolymer; styrene-butadiene copolymer and its hydride, acrylonitrile-butadiene copolymer and its hydride, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer and its hydride , methacrylic acid ester-acrylic acid ester copolymer, styrene-acrylic acid ester copolymer, acrylonitrile-acrylic acid ester copolymer, ethylene propylene rubber, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate rubbers; ethyl cellulose, methyl cellulose, hydroxy Cellulose derivatives such as ethyl cellulose and carboxymethyl cellulose; polyphenylene ether, polysulfone, polyether sulfone, polyphenylene sulfide, polyetherimide, polyamideimide, polyamide, polyester, etc., and resins having a melting point and/or a glass transition temperature of 180°C or higher. .

樹脂製バインダとしてポリビニルアルコール(PVA)を使用する場合、そのケン化度は、85%以上100%以下が好ましく、90%以上100%以下がより好ましく、95%以上100%以下がさらに好ましく、99%以上100%以下が特に好ましい。PVAのケン化度が85%以上であることにより、セパレータの短絡する温度(ショート温度)が高くなり、より良好な安全性能が得られる傾向にある。 When polyvinyl alcohol (PVA) is used as the resin binder, the degree of saponification is preferably 85% or more and 100% or less, more preferably 90% or more and 100% or less, further preferably 95% or more and 100% or less. % or more and 100% or less is particularly preferable. When the degree of saponification of PVA is 85% or more, the temperature at which the separator short-circuits (short-circuit temperature) increases, and there is a tendency to obtain better safety performance.

また、ポリビニルアルコールの重合度は、200以上5000以下が好ましく、300以上4000以下がより好ましく、500以上3500以下がさらに好ましい。重合度が200以上であることにより、少量のポリビニルアルコールで焼成カオリン等の無機フィラーを無機層に強固に結着でき、無機層の力学的強度を維持しながら基材の透気度増加を抑えることができる傾向にある。また、重合度が5000以下であることにより、塗布液を調製する際のゲル化等を防止できる傾向にある。 The degree of polymerization of polyvinyl alcohol is preferably 200 or more and 5000 or less, more preferably 300 or more and 4000 or less, and even more preferably 500 or more and 3500 or less. When the degree of polymerization is 200 or more, an inorganic filler such as calcined kaolin can be firmly bound to the inorganic layer with a small amount of polyvinyl alcohol, and an increase in the air permeability of the substrate can be suppressed while maintaining the mechanical strength of the inorganic layer. tend to be able to Further, when the degree of polymerization is 5000 or less, it tends to be possible to prevent gelation or the like during preparation of the coating liquid.

樹脂製バインダとしては、樹脂製ラテックスバインダが好ましい。樹脂製ラテックスバインダを用いることにより、イオン透過性が低下し難く、高出力特性が得られ易い傾向にある。加えて異常発熱時の温度上昇が速い場合においても、円滑なシャットダウン特性を示し、高い安全性が得られ易い傾向にある。 As the resin binder, a resin latex binder is preferable. By using a resin-made latex binder, the ion permeability tends to be less likely to decrease, and high output characteristics tend to be easily obtained. In addition, even when the temperature rises rapidly during abnormal heat generation, it tends to exhibit smooth shut-down characteristics and provide high safety.

樹脂製ラテックスバインダとしては、特に限定されないが、例えば、電気化学的安定性と結着性を向上させる観点から、脂肪族共役ジエン系単量体、不飽和カルボン酸単量体、並びに、脂肪族共役ジエン系単量体及び/又は不飽和カルボン酸単量体と脂肪族共役ジエン系単量体及び/又は不飽和カルボン酸単量体と共重合可能な他の単量体とを乳化重合して得られるものが好ましい。乳化重合の方法としては、特に制限はなく、従来の方法を用いることができる。単量体及びその他の成分の添加方法については、特に制限されるものではなく、一括添加方法、分割添加方法、連続添加方法の何れも採用することができる。また、乳化重合により得られる樹脂だけでなく、一段重合、二段重合又は多段階重合等の何れの重合法により得られる樹脂もラテックスバインダの調製に採用することができる。 Although the resin latex binder is not particularly limited, for example, from the viewpoint of improving electrochemical stability and binding properties, aliphatic conjugated diene monomers, unsaturated carboxylic acid monomers, and aliphatic Emulsion polymerization of a conjugated diene monomer and/or unsaturated carboxylic acid monomer and another monomer copolymerizable with the aliphatic conjugated diene monomer and/or unsaturated carboxylic acid monomer preferably obtained by The emulsion polymerization method is not particularly limited, and conventional methods can be used. The method of adding the monomers and other components is not particularly limited, and any of a batch addition method, a divisional addition method, and a continuous addition method can be employed. In addition to resins obtained by emulsion polymerization, resins obtained by any polymerization method such as one-stage polymerization, two-stage polymerization, or multi-stage polymerization can be used for preparing the latex binder.

脂肪族共役ジエン系単量体としては、特に限定されないが、例えば、1,3-ブタジエン、2-メチル-1,3-ブタジエン、2,3-ジメチル-1,3ブタジエン、2-クロル-1,3-ブタジエン、置換直鎖共役ペンタジエン類、置換及び側鎖共役ヘキサジエン類等が挙げられる。これらは1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。上記の中でも、特に1,3-ブタジエンが好ましい。 The aliphatic conjugated diene-based monomer is not particularly limited, but examples include 1,3-butadiene, 2-methyl-1,3-butadiene, 2,3-dimethyl-1,3 butadiene, 2-chloro-1 , 3-butadiene, substituted linear conjugated pentadienes, substituted and side chain conjugated hexadienes, and the like. These may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together. Among the above, 1,3-butadiene is particularly preferred.

不飽和カルボン酸単量体としては、特に限定されないが、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等のモノ又はジカルボン酸(無水物)等が挙げられる。これらは1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。上記の中でも、特にアクリル酸、メタクリル酸が好ましい。 Examples of unsaturated carboxylic acid monomers include, but are not limited to, mono- or dicarboxylic acids (anhydrides) such as acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, maleic acid, fumaric acid, and itaconic acid. These may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together. Among the above, acrylic acid and methacrylic acid are particularly preferred.

脂肪族共役ジエン系単量体及び/又は不飽和カルボン酸単量体と共重合可能な他の単量体としては、特に限定されないが、例えば、芳香族ビニル系単量体、シアン化ビニル系単量体、不飽和カルボン酸アルキルエステル単量体、ヒドロキシアルキル基を含有する不飽和単量体、不飽和カルボン酸アミド単量体等が挙げられる。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。 Other monomers copolymerizable with aliphatic conjugated diene monomers and/or unsaturated carboxylic acid monomers are not particularly limited, but examples include aromatic vinyl monomers, vinyl cyanide monomers, monomers, unsaturated carboxylic acid alkyl ester monomers, unsaturated monomers containing hydroxyalkyl groups, unsaturated carboxylic acid amide monomers, and the like. These may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.

上記の中でも、特に不飽和カルボン酸アルキルエステル単量体が好ましい。不飽和カルボン酸アルキルエステル単量体としては、特に限定されないが、例えば、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、ブチルアクリレート、グリシジルメタクリレート、ジメチルフマレート、ジエチルフマレート、ジメチルマレエート、ジエチルマレエート、ジメチルイタコネート、モノメチルフマレート、モノエチルフマレート、2-エチルヘキシルアクリレート等が挙げられ、これらは1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。上記の中でも、特にメチルメタクリレートが好ましい。 Among the above, unsaturated carboxylic acid alkyl ester monomers are particularly preferred. Examples of unsaturated carboxylic acid alkyl ester monomers include, but are not limited to, methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, butyl acrylate, glycidyl methacrylate, dimethyl fumarate, diethyl fumarate, dimethyl maleate, diethyl maleate, dimethyl itaconate, monomethyl fumarate, monoethyl fumarate, 2-ethylhexyl acrylate, etc., and these may be used singly or in combination of two or more. Among these, methyl methacrylate is particularly preferred.

なお、これらの単量体に加えて様々な品質及び物性を改良するために、上記以外の単量体成分をさらに使用することもできる。 In addition to these monomers, monomer components other than those described above can be used to improve various qualities and physical properties.

樹脂製バインダは、粒状、または非粒状でよい。粒状の場合には、樹脂製バインダの平均粒径は、50~800nmが好ましく、60~700nmがより好ましく、80~500nmがさらに好ましい。樹脂製バインダの平均粒径が50nm以上であることにより、パタンをポリオレフィン微多孔膜の少なくとも片面に形成した際、イオン透過性が低下し難く、高出力特性が得られ易い傾向にある。加えて、異常発熱時の温度上昇が速い場合においても、円滑なシャットダウン特性を示し、高い安全性が得られ易い傾向にある。樹脂製バインダの平均粒径が800nm以下であることにより、良好な結着性を発現し、多層多孔膜の場合に熱収縮が良好となり、安全性に優れる傾向にある。なお、樹脂製バインダの平均粒径は、重合時間、重合温度、原料組成比、原料投入順序、pH等を調整することで制御することが可能である。 The resinous binder may be granular or non-granular. In the case of particles, the resin binder preferably has an average particle size of 50 to 800 nm, more preferably 60 to 700 nm, even more preferably 80 to 500 nm. When the resin binder has an average particle size of 50 nm or more, when a pattern is formed on at least one surface of the polyolefin microporous membrane, the ion permeability tends to be less likely to decrease and high output characteristics tend to be obtained. In addition, even when the temperature rises rapidly during abnormal heat generation, it tends to exhibit smooth shutdown characteristics and provide high safety. When the average particle size of the resin binder is 800 nm or less, good binding is exhibited, and in the case of a multilayer porous film, heat shrinkage is good, and safety tends to be excellent. The average particle size of the resin binder can be controlled by adjusting the polymerization time, polymerization temperature, raw material composition ratio, raw material input order, pH, and the like.

粒子層を形成するための水系分散剤としては、例えば、オルガノシロキサンポリマーKP341(信越化学工業(株)製)、(メタ)アクリル酸系(共)重合体ポリフローNo.75、No.90、No.95(共栄社化学(株)製)、W001(裕商(株))等のカチオン系界面活性剤;ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート、ソルビタン脂肪酸エステル等のノニオン系界面活性剤;W004、W005、W017(裕商(株))等のアニオン系界面活性剤;EFKA-46、EFKA-47、EFKA-47EA、EFKAポリマー100、EFKAポリマー400、EFKAポリマー401、EFKAポリマー450(いずれもチバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)、ディスパースエイド6、ディスパースエイド8、ディスパースエイド15、ディスパースエイド9100、SNディスパーサント5040,5033,5034,5468,5020(いずれもサンノプコ(株)製)、ソルスパース3000、5000、9000、12000、13240、13940、17000、24000、26000、28000、41000等の各種ソルスパース分散剤(Lubrizol社製)等の高分子分散剤;アデカプルロニック(登録商標)L31,F38,L42,L44,L61,L64,F68,L72,P95,F77,P84,F87、P94,L101,P103,F108、L121、P-123(ADEKA(株)製)及びイオネットS-20(三洋化成工業(株)製)、DISPERBYK 101,103,106,108,109,110,111,112,116,118,130,140,142,162,163,164,166,167,170,171,174,176,180,182,184,190,191,194N,2000,2001,2010,2015,2050,2055,2150,2152,2155,2164(ビックケミー社製)等の分散剤;デモールEP,ポイズ520,ポイズ521,ポイズ530,ポイズ535,デモールP(花王社製)等の分散剤;アロンT-50,A-6012,A-6017,AT-40H,A-6001,A-30SL,A-6114,A-210,SD-10,A-6712,A-6330,CMA-101,ジュリマー(登録商標)AC-10NPD(いずれも東亞合成(株)製)及びNuosperse FX-605,FX-609,FX-600,FX-504(Elementis社製)等の各種ポリカルボン酸系分散剤が挙げられる。また、分散剤としては、上記以外にもアクリル系共重合体等の分子末端若しくは側鎖に極性基を有するオリゴマー又はポリマーが挙げられる。分散剤は、1種単独で使用しても、2種以上併用してもよい。 Examples of water-based dispersants for forming the particle layer include organosiloxane polymer KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), (meth)acrylic acid-based (co)polymer Polyflow No. 75, No. 90, No. Cationic surfactants such as 95 (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) and W001 (manufactured by Yusho Co., Ltd.); polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene octylphenyl ether , nonionic surfactants such as polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyethylene glycol dilaurate, polyethylene glycol distearate, sorbitan fatty acid ester; anionic surfactants such as W004, W005, W017 (Yusho Co., Ltd.); EFKA -46, EFKA-47, EFKA-47EA, EFKA Polymer 100, EFKA Polymer 400, EFKA Polymer 401, EFKA Polymer 450 (all manufactured by Ciba Specialty Chemicals), Disperse Aid 6, Disperse Aid 8, Disperse Aid 15, Disperse Aid 9100, SN Dispersant 5040, 5033, 5034, 5468, 5020 (all manufactured by San Nopco Co., Ltd.), Solsperse 3000, 5000, 9000, 12000, 13240, 13940, 17000, 24000, 26000, 28000 , Polymeric dispersants such as various Solsperse dispersants (manufactured by Lubrizol) such as 41000; P94, L101, P103, F108, L121, P-123 (manufactured by ADEKA Corporation) and Ionet S-20 (manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.), DISPERBYK 101, 103, 106, 108, 109, 110, 111, 112, 116, 118, 130, 140, 142, 162, 163, 164, 166, 167, 170, 171, 174, 176, 180, 182, 184, 190, 191, 194N, 2000, 2001, 2010, 2015, Dispersants such as 2050, 2055, 2150, 2152, 2155, 2164 (manufactured by BYK Chemie); Dispersants such as Demoll EP, Poise 520, Poise 521, Poise 530, Poise 535, Demoll P (manufactured by Kao Corporation); Aron T -50, A-6012, A-6017, AT-40H, A-6001, A-30SL, A-6114, A-210, SD-10, A-6712, A-6330, CMA-101, Julimer (registered Trademark) AC-10NPD (all manufactured by Toagosei Co., Ltd.) and Nuosperse FX-605, FX-609, FX-600, FX-504 (manufactured by Elementis) and various other polycarboxylic acid-based dispersants. In addition to the above, examples of the dispersant include oligomers or polymers having a polar group at the molecular terminal or side chain, such as acrylic copolymers. A dispersant may be used individually by 1 type, or may be used in combination of 2 or more types.

パタンを形成するための水系増粘剤としては、例えば、SEPIGEL 305、NS、EG、FL、SEPIPLUS265、S、400、SEPINOV EMT10、P88、SEPIMAX ZEN(成和化成社製)、アロンA-10H、A-20P-X、A-20L、A-30、A-7075、A-7100、A-7185、A-7195、A-7255、B-300K、B-500K、ジュリマー(登録商標)AC-10LHPK、AC-10SHP、レオジック260H、845H、ジュンロンPW-120(東亞合成社製)、DISPERBYK 410、411、415、420、425、428、430、431、7410ET、7411ES、7420ES、OPTIFLO-L1400(ビックケミー社製)、コスカットGA468(大阪有機化学工業社製)、繊維素誘導体系材料(カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシセルロース等)、タンパク質系材料(カゼイン、カゼイン酸ソーダ、カゼイン酸アンモニウム等)、アルギン酸系材料(アルギン酸ソーダ等)ポリビニル系材料(ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルベンジルエーテル共重合物等)、ポリアクリル酸系材料(ポリアクリル酸ソーダ、ポリアクリル酸-(メタ)アクリル酸共重合物等)、ポリエーテル系材料(プルロニック(登録商標)ポリエーテル、ポリエーテルジアルキルエステル、ポリエーテルジアルキルエーテル、ポリエーテルウレタン変性物、ポリエーテルエポキシ変性物等)、無水マレイン酸共重合体系材料(ビニルエーテル-無水マレイン酸共重合物の部分エステル、乾性油脂肪酸アリルアルコールエステル-無水マレイン酸のハーフエステル等)が挙げられる。増粘剤としては、上記以外にも、ポリアマイドワックス塩、アセチレングリコール、キサンタンガム、ダイユータンガム、ゼンタンガム等の多糖類、分子末端若しくは側鎖に極性基を有するオリゴマー又はポリマーが挙げられる。増粘剤は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of water-based thickeners for forming patterns include SEPIGEL 305, NS, EG, FL, SEPIPLUS265, S, 400, SEPINOV EMT10, P88, SEPIMAX ZEN (manufactured by Seiwa Kasei Co., Ltd.), Aron A-10H, A-20P-X, A-20L, A-30, A-7075, A-7100, A-7185, A-7195, A-7255, B-300K, B-500K, Julimer (registered trademark) AC-10LHPK , AC-10SHP, Rheologic 260H, 845H, Junron PW-120 (manufactured by Toagosei Co., Ltd.), DISPERBYK 410, 411, 415, 420, 425, 428, 430, 431, 7410ET, 7411ES, 7420ES, OPTIFLO-L1400 (Bik Chemie Co., Ltd.) Coscat GA468 (manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.), cellulose derivative materials (carboxymethylcellulose, methylcellulose, hydroxycellulose, etc.), protein materials (casein, sodium caseinate, ammonium caseinate, etc.), alginate materials ( Sodium alginate, etc.) Polyvinyl-based materials (polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, polyvinylbenzyl ether copolymers, etc.), polyacrylic acid-based materials (sodium polyacrylate, polyacrylic acid-(meth)acrylic acid copolymers, etc.), poly Ether materials (Pluronic (registered trademark) polyether, polyether dialkyl ester, polyether dialkyl ether, modified polyether urethane, modified polyether epoxy, etc.), maleic anhydride copolymer materials (vinyl ether-maleic anhydride partial esters of polymers, drying oil fatty acid allyl alcohol ester-maleic anhydride half esters, etc.). Examples of thickeners include, in addition to the above, polysaccharides such as polyamide wax salts, acetylene glycol, xanthan gum, diutan gum, and xanthan gum, and oligomers or polymers having polar groups at the molecular terminals or side chains. A thickener may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

(粒子の形状および粒子によって構成される構造)
無機粒子又は樹脂微粒子の形態は、板状、鱗片状、針状、柱状、球状、多面体状、及び塊状等のいずれの形態であってもよい。これらの中でも、イオン透過性の観点から、複数の面から成る多面体状、柱状、又は紡錘状が好ましい。上記形態を有する無機粒子又は樹脂微粒子は、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。セパレータに対して無機粒子又は樹脂微粒子を押し込む観点から、複数の面から成る多面体状が好ましい。特にセパレータにした際には、以下の関係式を満たすことが好ましい:
すなわち、無機粒子又は樹脂微粒子のセパレータの鉛直線を含む断面において、前記無機粒子又は樹脂微粒子の概形の少なくとも2点が接する外接円の直径(Ri)と、前記無機粒子又は樹脂微粒子の概形の少なくとも2点が接する内接円の直径(ri)で表される数値Ri/riが、1を超え、10未満であることが好ましい。Ri/riが1を超えることで、各凸形状の粒子層への圧力が均一に掛かり易くなり、セパレータの捲回体、電極の積層体、又は電極の積層体を捲回した捲回体の安定性を向上させることができる。その下限は、1.5以上であることがより好ましく、2.0以上であることがさらに好ましい。その上限は9未満であることがより好ましく、8未満であることがさらに好ましい。Ri/riをこれらの上限値以下にすることによって、セパレータへの押し込みによる無機粒子の割れを防ぐことができる。
(Particle shape and structure composed of particles)
The shape of the inorganic particles or resin fine particles may be plate-like, scale-like, needle-like, columnar, spherical, polyhedral, block-like, or the like. Among these, from the viewpoint of ion permeability, a polyhedral shape, a columnar shape, or a spindle shape consisting of a plurality of surfaces is preferable. The inorganic particles or resin fine particles having the above morphology may be used singly or in combination of two or more. From the viewpoint of pushing the inorganic particles or fine resin particles into the separator, a polyhedral shape comprising a plurality of surfaces is preferable. Especially when it is made into a separator, it is preferable to satisfy the following relational expression:
That is, in the cross section including the vertical line of the inorganic particle or resin fine particle separator, the diameter (Ri) of the circumscribed circle where at least two points of the outline of the inorganic particle or resin fine particle are in contact, and the outline of the inorganic particle or resin fine particle The numerical value Ri/ri represented by the diameter (ri) of the inscribed circle that is in contact with at least two points of is preferably greater than 1 and less than 10. When Ri/ri exceeds 1, it becomes easy to uniformly apply pressure to each convex particle layer, and a separator winding body, an electrode laminate, or a winding body obtained by winding an electrode laminate can be obtained. Stability can be improved. The lower limit is more preferably 1.5 or more, and even more preferably 2.0 or more. The upper limit is more preferably less than 9, more preferably less than 8. By setting Ri/ri to these upper limits or less, it is possible to prevent cracking of the inorganic particles due to being pushed into the separator.

また、粒子径としては、無機粒子又は樹脂微粒子等の粒子の平均粒子径(D50:メジアン径とも呼ばれる。)が、0.1~20μmであることが好ましく、0.2~18μmであることがより好ましく、0.4~14μmであることがさらに好ましい。このような範囲内に平均粒子径を調整することで高温での熱収縮がより抑制される傾向にある。 As for the particle size, the average particle size (D50: also called median size) of particles such as inorganic particles or resin fine particles is preferably 0.1 to 20 μm, more preferably 0.2 to 18 μm. More preferably, it is 0.4 to 14 μm. By adjusting the average particle size within such a range, thermal shrinkage at high temperatures tends to be more suppressed.

無機粒子又は樹脂微粒子の含有量は、粒子層100質量%に対して、50質量%以上100質量%未満が好ましく、70質量%以上99.99質量%以下がより好ましく、80質量%以上99.9質量%以下がさらに好ましく、90質量%以上99質量%以下が特に好ましい。無機粒子又は樹脂微粒子の含有量が上記範囲内であることにより、無機粒子又は樹脂微粒子の結着性、多層多孔膜の透過性及び耐熱性等がより向上する傾向にある。 The content of the inorganic particles or resin fine particles is preferably 50% by mass or more and less than 100% by mass, more preferably 70% by mass or more and 99.99% by mass or less, and 80% by mass or more and 99.9% by mass, based on 100% by mass of the particle layer. 9% by mass or less is more preferable, and 90% by mass or more and 99% by mass or less is particularly preferable. When the content of the inorganic particles or resin fine particles is within the above range, the adhesion of the inorganic particles or resin fine particles, the permeability and heat resistance of the multilayer porous membrane, etc. tend to be further improved.

粒子層の密度は、0.5~2.0g/cmが好ましく、0.7~1.5g/cmがより好ましい。粒子層の密度が0.5g/cm以上であることにより、高温での熱収縮率が良好となる傾向にある。また、粒子層の密度が2.0g/cm以下であることにより、透気度がより低下する傾向にある。The density of the particle layer is preferably 0.5-2.0 g/cm 3 , more preferably 0.7-1.5 g/cm 3 . When the density of the particle layer is 0.5 g/cm 3 or more, the thermal shrinkage rate at high temperatures tends to be good. Further, when the density of the particle layer is 2.0 g/cm 3 or less, the air permeability tends to be further lowered.

粒子層を構成する粒子は樹脂粒子であることが好ましい。樹脂粒子を用いることで粒子は基材の変形量を確保するだけでなく、片当たりを抑制することで、セパレータの捲回体、電極の積層体、又は電極の積層体を捲回した捲回体の安定性を向上させることができる。 The particles forming the particle layer are preferably resin particles. By using resin particles, the particles not only ensure the amount of deformation of the base material, but also suppress uneven contact, so that the separator roll, the electrode laminate, or the electrode laminate is wound. It can improve body stability.

(セパレータのその他の物性)
本実施形態の非水電解質電池に係るセパレータの空孔率は、非水電解質の保持量を確保してイオン透過性を良好にするために、セパレータが乾燥した状態で、30%以上であることが好ましく、40%以上であることがより好ましい。セパレータの強度の確保と内部短絡の防止の観点から、セパレータの空孔率は、セパレータが乾燥した状態で、80%以下であることが好ましく、70%以下であることがより好ましい。なお、セパレータの空孔率Po(%)は、上記で説明された凹又は凸形状のパタンの高さを含むセパレータの厚み、面積当たりの質量、及び構成成分の密度から、下記式:
Po={1-(m/t)/(Σa・ρ)}×100
{式中、aは、全体の質量を1としたときの成分iの比率であり、ρは、成分iの密度(g/cm)であり、mは、セパレータの単位面積当たりの質量(g/cm)であり、かつtは、セパレータの厚み(cm)である。}
を用いて各成分iについての総和を求めることにより計算できる。
(Other physical properties of separator)
The porosity of the separator in the non-aqueous electrolyte battery of the present embodiment should be 30% or more in a dry state in order to ensure the retention amount of the non-aqueous electrolyte and improve the ion permeability. is preferred, and 40% or more is more preferred. From the viewpoint of ensuring the strength of the separator and preventing internal short circuits, the porosity of the separator in a dry state is preferably 80% or less, more preferably 70% or less. The porosity Po (%) of the separator is calculated by the following formula from the thickness of the separator including the height of the concave or convex pattern described above, the mass per area, and the density of the constituent components:
Po={1−(m/t)/(Σa i・ρ i )}×100
{Wherein, a i is the ratio of component i when the total mass is 1, ρ i is the density of component i (g/cm 3 ), and m is the density per unit area of the separator. is the mass (g/cm 2 ) and t is the thickness (cm) of the separator. }
can be calculated by calculating the sum for each component i using .

本実施形態におけるセパレータの総厚(T2)は、単層構造と多層構造のいずれにおいても、上記で説明された凸形状のパタンの高さも含めて、5μm以上200μm以下が好ましく、6μm以上100μm以下がより好ましく、7μm以上70μm以下がさらに好ましい。セパレータの厚みが5μm以上であることにより、セパレータの機械強度がより向上する傾向にある。また、セパレータの厚みが200μm以下であることにより、電池内におけるセパレータの占有体積が減るため、非水電解質電池がより高容量化するだけでなく、セパレータのイオン透過性もより向上する傾向にある。 The total thickness (T2) of the separator in the present embodiment is preferably 5 μm or more and 200 μm or less, and 6 μm or more and 100 μm or less, including the height of the convex pattern described above, in both the single-layer structure and the multilayer structure. is more preferable, and 7 μm or more and 70 μm or less is even more preferable. When the thickness of the separator is 5 μm or more, the mechanical strength of the separator tends to be further improved. In addition, since the thickness of the separator is 200 μm or less, the volume occupied by the separator in the battery is reduced, so not only the capacity of the non-aqueous electrolyte battery is increased, but also the ion permeability of the separator tends to be improved. .

本実施形態におけるセパレータの透気度は、10秒/100ml以上500秒/100ml以下であることが好ましく、より好ましくは20秒/100ml以上450秒/100ml以下であり、さらに好ましくは30秒/100ml以上450秒/100ml以下である。透気度が10秒/100ml以上であることにより、セパレータを非水電解質電池に用いた際の自己放電がより少なくなる傾向にある。また、透気度が500秒/100ml以下であることにより、より良好な充放電特性が得られる傾向にある。 The air permeability of the separator in the present embodiment is preferably 10 seconds/100 ml or more and 500 seconds/100 ml or less, more preferably 20 seconds/100 ml or more and 450 seconds/100 ml or less, and still more preferably 30 seconds/100 ml. 450 seconds/100 ml or less. When the air permeability is 10 seconds/100 ml or more, self-discharge tends to be reduced when the separator is used in a non-aqueous electrolyte battery. Further, when the air permeability is 500 sec/100 ml or less, there is a tendency that better charge/discharge characteristics can be obtained.

〔接着層〕
本実施形態のセパレータは、所望により、さらに接着層を有してもよい。接着層は熱可塑性ポリマーを含む。接着層のセパレータにおける位置については、セパレータの表面に形成されていれば、特に限定されない。一例として、上記のポリオレフィン微多孔膜の少なくとも一面に微細パタンを有するセパレータの場合には、セパレータの片面または両面に接着層が配置されることができる。別の例として、ポリオレフィン微多孔膜の少なくとも一面に無機層を配置し、さらに微細パタンをポリオレフィン微多孔膜の他面または無機層形成面に配置したセパレータの場合には、セパレータの片面または両面に対して、接着層を付与することができる。接着層は、ポリオレフィン微多孔膜の微細パタンを有する面とは反対の面に形成されていることが好ましく、これにより、微細パタンと接着層の接触面積を減らすことができるため、ブロッキング性を高めることができる。また、微細パタンを有する面とは反対の面に接着層が形成されていることにより、セパレータ製造上の不具合を減らすこともできる。接着層の海島状の構造についても特に限定されないが、微細パタンのパタンと異なることが好ましい。異なるパタンにすることで、さらにブロッキング性を高めることができる。
[Adhesive layer]
The separator of this embodiment may further have an adhesive layer, if desired. The adhesive layer includes a thermoplastic polymer. The position of the adhesive layer on the separator is not particularly limited as long as it is formed on the surface of the separator. For example, in the case of the separator having a fine pattern on at least one side of the polyolefin microporous membrane, an adhesive layer may be disposed on one side or both sides of the separator. As another example, in the case of a separator in which an inorganic layer is arranged on at least one surface of the polyolefin microporous membrane and a fine pattern is arranged on the other surface of the polyolefin microporous membrane or the inorganic layer forming surface, In contrast, an adhesive layer can be applied. The adhesive layer is preferably formed on the surface of the polyolefin microporous membrane opposite to the surface having the fine pattern, which can reduce the contact area between the fine pattern and the adhesive layer, thereby increasing the blocking property. be able to. In addition, since the adhesive layer is formed on the surface opposite to the surface having the fine pattern, it is possible to reduce problems in manufacturing the separator. The sea-island structure of the adhesive layer is also not particularly limited, but it is preferably different from the pattern of the fine pattern. By using different patterns, the blocking property can be further improved.

接着層は、セパレータの少なくとも一つの面において、全面に配置されてもよく、また部分的に配置されてもよい。接着層において、熱可塑性ポリマーを含む部分と熱可塑性ポリマーを含まない部分とが海島状に存在していてもよい。 The adhesive layer may be arranged entirely or partially on at least one surface of the separator. In the adhesive layer, a portion containing the thermoplastic polymer and a portion not containing the thermoplastic polymer may exist in a sea-island pattern.

(熱可塑性ポリマー)
本実施形態で使用される熱可塑性ポリマーは、特に限定されないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、α-ポリオレフィン等のポリオレフィン樹脂;ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等の含フッ素樹脂とこれらを含むコポリマー;ブタジエン、イソプレン等の共役ジエンをモノマー単位として含むジエン系ポリマー又はこれらを含むコポリマー及びその水素化物;アクリル酸エステル、メタアクリル酸エステル等をモノマー単位として含むアクリル系ポリマー又はこれらを含むコポリマー及びその水素化物;エチレンプロピレンラバー、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル等のゴム類;エチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等のセルロース誘導体;ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリアミド、ポリエステル等の融点及び/又はガラス転移温度が180℃以上の樹脂及びこれらの混合物等が挙げられる。また、熱可塑性ポリマーを合成する際に使用するモノマーとして、ヒドロキシル基又はスルホン酸基、カルボキシル基、アミド基、シアノ基を有するモノマーを用いることもできる。
これらの熱可塑性ポリマーのうち、電極活物質との結着性及び強度又は柔軟性に優れることから、ジエン系ポリマー、アクリル系ポリマー又はフッ素系ポリマーが好ましい。
(thermoplastic polymer)
The thermoplastic polymer used in the present embodiment is not particularly limited, but for example, polyolefin resins such as polyethylene, polypropylene, and α-polyolefin; fluorine-containing resins such as polyvinylidene fluoride and polytetrafluoroethylene, and copolymers containing these; Diene-based polymers containing conjugated dienes such as butadiene and isoprene as monomer units, or copolymers containing these, and hydrogenated products thereof; rubbers such as ethylene propylene rubber, polyvinyl alcohol and polyvinyl acetate; cellulose derivatives such as ethyl cellulose, methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose and carboxymethyl cellulose; Examples include resins having a melting point and/or glass transition temperature of 180° C. or higher such as polyamide and polyester, and mixtures thereof. Monomers having a hydroxyl group, a sulfonic acid group, a carboxyl group, an amide group, or a cyano group can also be used as the monomers used when synthesizing the thermoplastic polymer.
Among these thermoplastic polymers, diene-based polymers, acrylic polymers, and fluorine-based polymers are preferable because they are excellent in binding properties with the electrode active material and strength or flexibility.

(熱可塑性ポリマーの量)
熱可塑性ポリマーの量は、基材の面積に対して、0.05g/m以上2.0g/m以下が好ましく、0.07g/m以上1.5g/m以下がより好ましく、0.1g/m以上1.0g/m以下がさらに好ましい。熱可塑性ポリマーの量が上記範囲の下限値以上であることにより、基材及び電極等に対する接着力を向上させられる。熱可塑性ポリマーの量が上記範囲の上限値以下であることにより、基材の孔の目詰まりを抑制でき、サイクル特性(透過性)の低下をより抑制できる傾向にある。熱可塑性ポリマーの量は、塗工する液のポリマー濃度またはポリマー溶液の塗布量を変更することにより調整することができる。
(amount of thermoplastic polymer)
The amount of the thermoplastic polymer is preferably 0.05 g/m 2 or more and 2.0 g/m 2 or less, more preferably 0.07 g/m 2 or more and 1.5 g/m 2 or less, relative to the area of the substrate. More preferably 0.1 g/m 2 or more and 1.0 g/m 2 or less. When the amount of the thermoplastic polymer is at least the lower limit of the above range, the adhesion to substrates, electrodes and the like can be improved. When the amount of the thermoplastic polymer is equal to or less than the upper limit of the above range, clogging of the pores of the substrate can be suppressed, and deterioration of cycle characteristics (permeability) tends to be further suppressed. The amount of the thermoplastic polymer can be adjusted by changing the polymer concentration of the liquid to be applied or the coating amount of the polymer solution.

(接着層の厚み)
接着層の平均厚みは、セパレータ片面当たりで、2.0μm以下であることが好ましく、1.5μm以下であることがより好ましく、1.0μm以下であることがさらに好ましい。接着層の平均厚みが2.0μm以下であることにより、熱可塑性ポリマーに起因する透過性低下を抑制できる傾向にある。また、接着層の平均厚みが2.0μm以下であることにより、熱可塑性ポリマー同士の過剰な結着又は熱可塑性ポリマーと基材との貼り付きを抑制できる傾向もある。なお、接着層の平均厚みは、塗工する液のポリマー濃度又はポリマー溶液の塗布量及び塗工方法、塗工条件等を変更することにより調整することができる。
(Thickness of adhesive layer)
The average thickness of the adhesive layer per one side of the separator is preferably 2.0 μm or less, more preferably 1.5 μm or less, and even more preferably 1.0 μm or less. When the average thickness of the adhesive layer is 2.0 μm or less, it tends to be possible to suppress the decrease in permeability caused by the thermoplastic polymer. In addition, when the average thickness of the adhesive layer is 2.0 μm or less, excessive binding between thermoplastic polymers or sticking between a thermoplastic polymer and a substrate tends to be suppressed. The average thickness of the adhesive layer can be adjusted by changing the polymer concentration of the liquid to be applied, the coating amount of the polymer solution, the coating method, the coating conditions, and the like.

(接着層によって被覆される基材の面積割合)
接着層によって被覆される基材の面積割合(%)は、基材の全面積100%に対して、95%以下が好ましく、70%以下がより好ましく、50%以下が特に好ましい。また、接着層によって被覆される基材の面積割合(%)は、5%以上が好ましい。面積割合が95%以下であることにより、熱可塑性ポリマーによる基材の孔の閉塞をより抑制し、透過性を一層向上できる傾向にある。また、面積割合が5%以上であることにより、接着性がより向上する傾向にある。なお、面積割合は、塗工液の熱可塑性ポリマー濃度、塗工液の塗布量、塗工方法、及び塗工条件等を変更することにより調整することができる。
(Area ratio of base material covered with adhesive layer)
The area ratio (%) of the base material covered with the adhesive layer is preferably 95% or less, more preferably 70% or less, and particularly preferably 50% or less with respect to 100% of the total area of the base material. Moreover, the area ratio (%) of the base material covered with the adhesive layer is preferably 5% or more. When the area ratio is 95% or less, there is a tendency that the blockage of the pores of the substrate by the thermoplastic polymer can be further suppressed, and the permeability can be further improved. Further, when the area ratio is 5% or more, the adhesiveness tends to be further improved. The area ratio can be adjusted by changing the thermoplastic polymer concentration of the coating liquid, the coating amount of the coating liquid, the coating method, the coating conditions, and the like.

〔セパレータの製造方法〕
(基材の製造方法)
基材を製造する方法としては、特に限定されないが、例えば、既知の製造方法を採用することができる。既知の製造方法としては、例えば、ポリオレフィン樹脂等を含む組成物(以下、「樹脂組成物」ともいう。)と可塑剤とを溶融混練してシート状に成形した後、場合により延伸した後、可塑剤を抽出することにより多孔化させる方法;樹脂組成物を溶融混練して高ドロー比で押出した後、熱処理と延伸によって樹脂結晶界面を剥離させることにより多孔化させる方法;樹脂組成物と無機充填材とを溶融混練してシート状に成形した後、延伸によって樹脂と無機充填材との界面を剥離させることにより多孔化させる方法;樹脂組成物の溶解後、樹脂に対する貧溶媒に浸漬させ樹脂を凝固させると同時に溶剤を除去することにより多孔化させる方法等が挙げられる。このようにして得られた樹脂組成物の成形体を以下「多孔膜」とも呼ぶ。
[Method for producing separator]
(Method for manufacturing base material)
The method for producing the substrate is not particularly limited, but for example, known production methods can be adopted. As a known production method, for example, a composition containing a polyolefin resin or the like (hereinafter also referred to as a “resin composition”) and a plasticizer are melt-kneaded to form a sheet, and then optionally stretched. A method of making porosity by extracting a plasticizer; A method of making porosity by extruding a resin composition by melt-kneading and extruding at a high draw ratio, and then exfoliating the resin crystal interface by heat treatment and stretching; Resin composition and inorganic A method in which a filler is melted and kneaded to form a sheet, and then the interface between the resin and the inorganic filler is exfoliated by stretching to form a porous structure; and a method of making porous by removing the solvent at the same time as solidifying the material. The molded body of the resin composition thus obtained is hereinafter also referred to as a "porous membrane".

(粒子層の形成方法)
粒子層の形成方法としては、特に限定されないが、例えば、多孔膜の少なくとも片面に、無機粒子又は樹脂粒子と樹脂製バインダとを含む塗布液を塗布して粒子層を形成する方法を挙げることができる。
(Method for forming particle layer)
The method for forming the particle layer is not particularly limited, but for example, a method of forming the particle layer by applying a coating liquid containing inorganic particles or resin particles and a resin binder to at least one surface of the porous membrane can be mentioned. can.

無機粒子又は樹脂粒子と樹脂製バインダとを、塗布液の溶媒に分散させる方法については、特に限定されないが、例えば、ボールミル、ビーズミル、遊星ボールミル、振動ボールミル、サンドミル、コロイドミル、アトライター、ロールミル、高速インペラー分散、ディスパーザー、ホモジナイザー、高速衝撃ミル、超音波分散、撹拌羽根等による機械撹拌等が挙げられる。 The method for dispersing the inorganic particles or resin particles and the resin binder in the solvent of the coating liquid is not particularly limited, but examples include ball mills, bead mills, planetary ball mills, vibrating ball mills, sand mills, colloid mills, attritors, roll mills, Examples include high-speed impeller dispersion, dispersers, homogenizers, high-speed impact mills, ultrasonic dispersion, and mechanical stirring using stirring blades.

塗布液を基材に塗布する方法については、特に限定されないが、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、スプレー塗布法等が挙げられる。 The method of applying the coating liquid to the substrate is not particularly limited, but for example, gravure coater method, small diameter gravure coater method, reverse roll coater method, transfer roll coater method, kiss coater method, dip coater method, knife coater method, air doctor coater method, blade coater method, rod coater method, squeeze coater method, cast coater method, die coater method, screen printing method, spray coating method and the like.

塗布後に塗布膜から溶媒を除去する方法については、多孔膜に悪影響を及ぼさない方法であれば特に限定はなく、例えば、多孔膜を固定しながらその融点以下の温度にて乾燥する方法、低温で減圧乾燥する方法等が挙げられる。多孔膜のMD方向の収縮応力を制御する観点から、乾燥温度、捲き取り張力等は適宜調整することが好ましい。 The method for removing the solvent from the coating film after coating is not particularly limited as long as it is a method that does not adversely affect the porous film. A method of drying under reduced pressure and the like can be mentioned. From the viewpoint of controlling the shrinkage stress in the MD direction of the porous membrane, it is preferable to appropriately adjust the drying temperature, winding tension, and the like.

(粒子層及び微細パタン層の形成方法)
粒子層及び微細パタン層を形成する方法については、特に限定されないが、例えば、基材の少なくとも片面に、無機粒子又は樹脂粒子と樹脂製バインダとを含む塗布液を全面及び部分的に塗布して粒子層及び微細パタンを有する粒子層を形成する方法を挙げることができる。
(Method for forming particle layer and fine pattern layer)
The method of forming the particle layer and the fine pattern layer is not particularly limited. A method of forming a particle layer and a particle layer having a fine pattern can be mentioned.

塗布液を基材に全面及び部分的に塗布する方法については、特に限定されないが、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、ダイコーター法、スクリーン印刷法、スプレー塗布法、転写法等が挙げられる。より具体的には、基材にロールを用いて塗工し乾燥することで粒子層及び微細パタンを形成することができる。 The method of applying the coating liquid to the entire surface or part of the base material is not particularly limited. A screen printing method, a spray coating method, a transfer method, and the like can be mentioned. More specifically, a particle layer and a fine pattern can be formed by coating the substrate with a roll and drying.

粒子層及び微細パタン層を、基材全面に形成された粒子層と同じ面に、重ねて設ける場合には、基材全面に形成する粒子層と同じ組成物を、基材に塗布し、同時に製膜することが好ましい。具体的には、基材全面に形成される粒子層の連続層と、それに重ねる粒子層及び微細パタン層とを同時に作製してよい。基材全面上に配置される粒子層と、さらに積層する粒子層及び微細パタン層とを同時に製膜することで、基材全面に形成された粒子層と、それに重ねる粒子層及び微細パタン層とが、連続的になり、強度を保ち易い。 When the particle layer and the fine pattern layer are provided on the same surface as the particle layer formed on the entire surface of the substrate, the same composition as the particle layer formed on the entire surface of the substrate is applied to the substrate, and at the same time. Film forming is preferred. Specifically, a continuous layer of the particle layer formed on the entire surface of the base material, and the particle layer and the fine pattern layer to be superimposed thereon may be simultaneously produced. The particle layer formed on the entire surface of the substrate and the particle layer and the fine pattern layer superimposed thereon are obtained by simultaneously forming the particle layer disposed on the entire surface of the substrate and the further laminated particle layer and fine pattern layer. However, it becomes continuous and it is easy to maintain strength.

(接着層の形成方法)
基材上に接着層を形成する方法は、特に限定されず、例えば熱可塑性ポリマーを含有する塗布液を基材に塗布する方法が挙げられる。
(Method for forming adhesive layer)
The method of forming the adhesive layer on the substrate is not particularly limited, and examples thereof include a method of coating the substrate with a coating liquid containing a thermoplastic polymer.

熱可塑性ポリマーを含有する塗布液を基材に塗布する方法については、特に限定されないが、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、ダイコーター法、スクリーン印刷法、スプレー塗布法等が挙げられる。接着層は連続した層でもよく、海島状の構造でもよい。海島状の構造は、より具体的には、ロールを用いてセパレータに塗布液を塗工し、乾燥することで形成することができる。 The method of applying the coating liquid containing the thermoplastic polymer to the substrate is not particularly limited, but examples include the gravure coater method, the small diameter gravure coater method, the reverse roll coater method, the transfer roll coater method, the kiss coater method, and the die coater method. , a screen printing method, a spray coating method, and the like. The adhesive layer may be a continuous layer or a sea-island structure. More specifically, the islands-in-the-sea structure can be formed by applying a coating liquid to the separator using a roll and drying it.

基材に熱可塑性ポリマーを塗工する場合、塗布液が微多孔膜の内部にまで入り込んでしまうと、接着性樹脂が孔の表面及び内部を埋め、透過性が低下してしまう。そのため、塗布液の媒体としては、熱可塑性ポリマーの貧溶媒が好ましい。塗布液の媒体として熱可塑性ポリマーの貧溶媒を用いた場合には、微多孔膜の内部に塗工液は入り込まず、接着性ポリマーは主に微多孔膜の表面上に存在するため、透過性の低下を抑制する観点から好ましい。このような媒体としては水が好ましい。また、水と併用可能な媒体は、特に限定されないが、エタノール、メタノール等を挙げることができる。 When a thermoplastic polymer is applied to a substrate, if the coating solution penetrates into the interior of the microporous membrane, the adhesive resin fills the surface and interior of the pores, resulting in a decrease in permeability. Therefore, the medium of the coating liquid is preferably a poor solvent for the thermoplastic polymer. When a poor solvent for a thermoplastic polymer is used as a medium for the coating liquid, the coating liquid does not enter the interior of the microporous membrane, and the adhesive polymer is mainly present on the surface of the microporous membrane. It is preferable from the viewpoint of suppressing the decrease of. Water is preferred as such a medium. Moreover, the medium that can be used in combination with water is not particularly limited, but ethanol, methanol, and the like can be mentioned.

さらに、塗布に先立ち、基材に表面処理をすると、塗布液を塗布し易くなると共に、基材と接着性ポリマーとの接着性が向上するため好ましい。表面処理の方法は、基材の多孔質構造を著しく損なわない方法であれば特に限定はなく、例えば、コロナ放電処理法、プラズマ処理法、機械的粗面化法、溶剤処理法、酸処理法、紫外線酸化法等が挙げられる。 Furthermore, it is preferable to subject the base material to surface treatment prior to coating, since this facilitates the application of the coating liquid and improves the adhesiveness between the base material and the adhesive polymer. The surface treatment method is not particularly limited as long as it does not significantly impair the porous structure of the substrate. Examples include corona discharge treatment, plasma treatment, mechanical surface roughening, solvent treatment, and acid treatment. , ultraviolet oxidation method, and the like.

塗布後に塗布膜から溶媒を除去する方法については、基材に悪影響を及ぼさない方法であれば特に限定はない。例えば、基材を固定しながらその融点以下の温度にて乾燥する方法、低温で減圧乾燥する方法、接着性ポリマーに対する貧溶媒に浸漬して接着性ポリマーを凝固させると同時に溶媒を抽出する方法等が挙げられる。 The method for removing the solvent from the coating film after coating is not particularly limited as long as it is a method that does not adversely affect the substrate. For example, a method of drying at a temperature below the melting point while fixing the base material, a method of drying under reduced pressure at a low temperature, a method of immersing in a poor solvent for the adhesive polymer to solidify the adhesive polymer and extracting the solvent at the same time, etc. is mentioned.

〔捲回体の製造方法〕
以上のようにして得られたセパレータを、捲回することにより捲回体を製造することができる。例えば、セパレータ単独で捲くことができ、又はセパレータを捲回用コアに捲回することができる。
[Method for manufacturing wound body]
A wound body can be manufactured by winding the separator obtained as described above. For example, the separator can be wound alone, or the separator can be wound around a winding core.

〔第2の実施形態:捲回体〕
本発明の第2の実施形態に係る捲回体は、
セパレータが捲回用コアに捲回される捲回体であって、
セパレータは、基材と、前記基材の少なくとも一方の主面に形成された、粒子を含む粒子層と、を有し、
前記基材は、単数又は複数の層を含み、
前記粒子層の圧縮弾性率が、前記基材の層が複数の場合には、前記基材を構成する層のうち最も低い圧縮弾性率を持つ層の圧縮弾性率の0.2倍以上、2倍未満であり、前記基材が単層の場合には、該基材の圧縮弾性率の0.2倍以上、2倍未満であり、かつ
前記粒子層の厚み(T1)、及び前記セパレータの総厚(T2)を用いて表されるT1/T2の値が0.3~1である。
[Second embodiment: wound body]
The wound body according to the second embodiment of the present invention is
A wound body in which a separator is wound around a winding core,
The separator has a base material and a particle layer containing particles formed on at least one main surface of the base material,
the substrate comprises one or more layers,
When the base material has a plurality of layers, the compression modulus of the particle layer is 0.2 times or more the compression modulus of the layer having the lowest compression modulus among the layers constituting the base material, and 2 When the base material is a single layer, it is 0.2 times or more and less than 2 times the compression modulus of the base material, and the thickness (T1) of the particle layer and the thickness of the separator The value of T1/T2 expressed using the total thickness (T2) is 0.3-1.

第2の実施形態に係る捲回体において、以下の捲回の実施形態以外については、上記第1の実施形態と同じであってもよい。 The wound body according to the second embodiment may be the same as the first embodiment except for the following winding embodiment.

セパレータを捲く管又はコアの直径は、製品として使用される直径であれば良いため、特に限定されないが、2インチ以上が好ましく、より好ましくは3インチ以上、さらに好ましくは6インチ以上である。ロールの生産性の観点から、管の直径は、10インチ以下であることができる。 The diameter of the tube or core around which the separator is wound is not particularly limited as long as it is a diameter used as a product, but is preferably 2 inches or more, more preferably 3 inches or more, and still more preferably 6 inches or more. From a roll productivity standpoint, the tube diameter can be 10 inches or less.

セパレータを捲く管又はコアの材質は特に限定されない。紙、ABS樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、及び塩化ビニル樹脂のいずれかを含んでよい。中でも樹脂であることが好ましく、ABS樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、及び塩化ビニル樹脂のいずれかを含んでよい。 The material of the tube or core around which the separator is wound is not particularly limited. Any one of paper, ABS resin, polyethylene resin, polypropylene resin, polystyrene resin, polyester resin, and vinyl chloride resin may be included. Of these, resins are preferred, and any of ABS resins, polyethylene resins, polypropylene resins, polystyrene resins, polyester resins, and vinyl chloride resins may be included.

セパレータの捲長は、特に限定されないが、電池を作製する場合の生産性の観点から、100m以上が好ましく、より好ましくは300m以上、さらに好ましくは500m以上である。セパレータの捲長は、ロールの生産性の観点から、5000m以下であることができる。 Although the winding length of the separator is not particularly limited, it is preferably 100 m or longer, more preferably 300 m or longer, and still more preferably 500 m or longer from the viewpoint of productivity when manufacturing a battery. The winding length of the separator can be 5000 m or less from the viewpoint of roll productivity.

〔第3の実施形態:非水電解質電池の構成、形態及び用途〕
本発明の第3の実施形態に係る非水電解質電池において、正極及び負極は、セパレータを介して積層した電極積層体の形態で、又は電極積層体をさらに捲回した電極捲回体の形態で、使用されることができる。
[Third Embodiment: Configuration, form and use of non-aqueous electrolyte battery]
In the non-aqueous electrolyte battery according to the third embodiment of the present invention, the positive electrode and the negative electrode are in the form of an electrode laminate in which a separator is interposed, or in the form of an electrode roll in which the electrode laminate is further wound. , can be used.

本実施形態に係る非水電解質電池の形態としては、スチール缶、アルミニウム缶等を外装缶として使用した筒形(例えば、角筒形、円筒形等)等が挙げられる。また、金属を蒸着したラミネートフィルムを外装体として使用して、本実施形態に係る非水電解質電池を形成することもできる。 Examples of the form of the non-aqueous electrolyte battery according to the present embodiment include a tubular form (for example, a rectangular tubular form, a cylindrical form, etc.) using a steel can, an aluminum can, or the like as an outer can. Moreover, the non-aqueous electrolyte battery according to the present embodiment can also be formed by using a laminate film on which metal is vapor-deposited as an outer package.

本実施形態に係る非水電解質電池がリチウムイオン二次電池である場合には、正極、粒子層、セパレータ、及び負極;又は、正極、セパレータ、粒子層、及び負極が、この順に積層されている電極積層体又はその電極捲回体と、非水電解質とが、リチウムイオン二次電池に含有されることが好ましい。正極、セパレータ、粒子層、及び負極が、この順に積層されている電極積層体又はその電極捲回体と、非水電解質とが、リチウムイオン二次電池に含有されることがより好ましい。このような順序でリチウムイオン二次電池の複数の構成要素を配列することによって、電池内でのリチウムイオンの移動を確保し、かつ電池の寿命特性又は安全性に影響する電極積層体又はその電極捲回体の安定性が向上する。 When the nonaqueous electrolyte battery according to the present embodiment is a lithium ion secondary battery, the positive electrode, the particle layer, the separator, and the negative electrode; or the positive electrode, the separator, the particle layer, and the negative electrode are laminated in this order. It is preferable that the electrode laminate or its electrode-wound body and the non-aqueous electrolyte are contained in the lithium ion secondary battery. More preferably, the lithium-ion secondary battery contains an electrode laminate or electrode-wound body in which a positive electrode, a separator, a particle layer, and a negative electrode are laminated in this order, and a non-aqueous electrolyte. An electrode laminate or an electrode thereof that arranges a plurality of components of a lithium ion secondary battery in such an order to ensure the movement of lithium ions within the battery and to affect the life characteristics or safety of the battery. Stability of the wound body is improved.

[正極]
正極は、正極活物質と、導電材と、バインダと、集電体とを含むことが好ましい。
[Positive electrode]
The positive electrode preferably includes a positive electrode active material, a conductive material, a binder, and a current collector.

正極に含まれ得る正極活物質としては、電気化学的にリチウムイオンを吸蔵及び放出可能な既知のものを用いることができる。その中でも、正極活物質としては、リチウムを含む材料が好ましい。正極活物質としては、例えば、
下記一般式(1):

Figure 0007271786000001
{式中、Mは、遷移金属元素から成る群より選ばれる少なくとも1種の元素を示し、0<x≦1.3、0.2<y<0.8、かつ3.5<z<4.5である。}
で表される酸化物;
下記一般式(2):
Figure 0007271786000002
{式中、Mは、遷移金属元素から成る群より選ばれる少なくとも1種の元素を示し、0<x≦1.3、0.8<y<1.2、かつ1.8<z<2.2である。}
で表される層状酸化物;
下記一般式(3):
Figure 0007271786000003
{式中、Maは、遷移金属元素から成る群より選ばれる少なくとも1種の元素を示し、かつ0.2≦x≦0.7である。}
で表されるスピネル型酸化物;
下記一般式(4):
Figure 0007271786000004
{式中、Mcは、遷移金属元素から成る群より選ばれる少なくとも1種の元素を示す。}で表される酸化物と下記一般式(5):
Figure 0007271786000005
{式中、Mdは、遷移金属元素から成る群より選ばれる少なくとも1種の元素を示す。}で表される酸化物との複合酸化物であって、下記一般式(6):
Figure 0007271786000006
{式中、Mc及びMdは、それぞれ上記式(4)及び(5)におけるMc及びMdと同義であり、かつ0.1≦z≦0.9である。}
で表される、Liが過剰な層状の酸化物正極活物質;
下記一般式(7):
Figure 0007271786000007
{式中、Mbは、Mn及びCoから成る群より選ばれる少なくとも1種の元素を示し、かつ0≦y≦1.0である。}
で表されるオリビン型正極活物質;及び
下記一般式(8):
Figure 0007271786000008
{式中、Meは、遷移金属元素から成る群より選ばれる少なくとも1種の元素を示す。}で表される化合物が挙げられる。これらの正極活物質は、1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。As a positive electrode active material that can be contained in the positive electrode, a known material capable of electrochemically intercalating and deintercalating lithium ions can be used. Among them, a material containing lithium is preferable as the positive electrode active material. Examples of positive electrode active materials include
The following general formula (1):
Figure 0007271786000001
{Wherein, M represents at least one element selected from the group consisting of transition metal elements, 0 < x ≤ 1.3, 0.2 < y < 0.8, and 3.5 < z < 4 .5. }
An oxide represented by;
The following general formula (2):
Figure 0007271786000002
{Wherein, M represents at least one element selected from the group consisting of transition metal elements, 0 < x ≤ 1.3, 0.8 < y < 1.2, and 1.8 < z < 2 .2. }
A layered oxide represented by;
The following general formula (3):
Figure 0007271786000003
{In the formula, Ma represents at least one element selected from the group consisting of transition metal elements, and satisfies 0.2≦x≦0.7. }
A spinel oxide represented by;
The following general formula (4):
Figure 0007271786000004
{In the formula, Mc represents at least one element selected from the group consisting of transition metal elements. } and the following general formula (5):
Figure 0007271786000005
{In the formula, Md represents at least one element selected from the group consisting of transition metal elements. } is a composite oxide with an oxide represented by the following general formula (6):
Figure 0007271786000006
{wherein Mc and Md have the same meanings as Mc and Md in the above formulas (4) and (5), respectively, and 0.1≦z≦0.9. }
A layered oxide positive electrode active material with excess Li, represented by;
The following general formula (7):
Figure 0007271786000007
{In the formula, Mb represents at least one element selected from the group consisting of Mn and Co, and 0≤y≤1.0. }
Olivine-type positive electrode active material represented by; and the following general formula (8):
Figure 0007271786000008
{In the formula, Me represents at least one element selected from the group consisting of transition metal elements. } is exemplified. These positive electrode active materials may be used singly or in combination of two or more.

なお、本実施形態で使用される正極を形成するために、本技術分野で既知の導電材、バインダ及び集電体を使用してよい。 It should be noted that conductive materials, binders and current collectors known in the art may be used to form the positive electrode used in this embodiment.

また、正極の正極合剤層において、正極活物質の含有量を87質量%~99質量%に調整し、導電助剤の含有量を0.5質量%~10質量%に調整し、かつ/又はバインダの含有量を0.5質量%~10質量%に調整することが好ましい。 Further, in the positive electrode mixture layer of the positive electrode, the content of the positive electrode active material is adjusted to 87% by mass to 99% by mass, the content of the conductive aid is adjusted to 0.5% by mass to 10% by mass, and/ Alternatively, it is preferable to adjust the content of the binder to 0.5% by mass to 10% by mass.

[負極]
本実施形態に用いられる負極は、負極活物質と、バインダと、集電体とを含むことが好ましい。
[Negative electrode]
The negative electrode used in this embodiment preferably includes a negative electrode active material, a binder, and a current collector.

負極に含まれ得る負極活物質としては、電気化学的にリチウムイオンを吸蔵及び放出可能な既知の物質を用いることができる。このような負極活物質としては、特に限定されないが、例えば、黒鉛粉末、メソフェーズ炭素繊維、及びメソフェーズ小球体等の炭素材料;並びに金属、合金、酸化物及び窒化物が好ましい。これらは1種を単独で用いても又は2種以上を併用してもよい。 As a negative electrode active material that can be contained in the negative electrode, known substances that can electrochemically occlude and release lithium ions can be used. Such negative electrode active materials are not particularly limited, but are preferably carbon materials such as graphite powder, mesophase carbon fibers, and mesophase microspheres; and metals, alloys, oxides, and nitrides. These may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.

負極に含まれ得るバインダとしては、負極活物質、負極に含まれ得る導電材、及び負極に含まれ得る集電体のうち少なくとも2つを結着できる既知の材料を用いることができる。このようなバインダとしては、特に限定されないが、例えば、カルボキシメチルセルロース、スチレン-ブタジエンの架橋ゴムラテックス、アクリル系ラテックス及びポリフッ化ビニリデンが好ましい。これらは1種を単独で用いても又は2種以上を併用してもよい。 As the binder that can be included in the negative electrode, a known material that can bind at least two of the negative electrode active material, the conductive material that can be included in the negative electrode, and the current collector that can be included in the negative electrode can be used. Although such binders are not particularly limited, for example, carboxymethyl cellulose, styrene-butadiene crosslinked rubber latex, acrylic latex and polyvinylidene fluoride are preferable. These may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.

負極に含まれ得る集電体としては、特に限定されないが、例えば、銅、ニッケル及びステンレス等の金属箔;エキスパンドメタル;パンチメタル;発泡メタル;カーボンクロス;並びにカーボンペーパーが挙げられる。これらは1種を単独で用いても又は2種以上を併用してもよい。 Current collectors that can be included in the negative electrode include, but are not limited to, metal foils such as copper, nickel, and stainless steel; expanded metal; punched metal; foamed metal; carbon cloth; and carbon paper. These may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.

また、負極に係る負極合剤層においては、負極活物質の含有量を88質量%~99質量%に調整し、かつ/又はバインダの含有量を0.5質量%~12質量%に調整することが好ましく、導電助剤を使用する場合には、導電助剤の含有量を0.5質量%~12質量%に調整することが好ましい。 In addition, in the negative electrode mixture layer related to the negative electrode, the content of the negative electrode active material is adjusted to 88% by mass to 99% by mass, and/or the content of the binder is adjusted to 0.5% to 12% by mass. When a conductive aid is used, it is preferable to adjust the content of the conductive aid to 0.5% by mass to 12% by mass.

[非水電解質]
本実施形態で用いる非水電解質としては、例えば、リチウム塩を有機溶媒に溶解した溶液(非水電解液)が使用される。リチウム塩としては、特に限定されず、既知のものを用いることができる。このようなリチウム塩としては、特に限定されないが、例えば、LiPF(六フッ化リン酸リチウム)、LiClO、LiBF、LiAsF、LiSiF、LiOSO2k+1〔式中、kは1~8の整数である〕、LiN(SO2k+1〔式中、kは1~8の整数である〕、LiPF(C2k+16-n〔式中、nは1~5の整数であり、かつkは1~8の整数である〕、LiPF(C)、及びLiPF(Cが挙げられる。これらの中でも、LiPFが好ましい。LiPFを用いることにより、高温時においても電池特性及び安全性により優れる傾向にある。これらのリチウム塩は、1種を単独で用いても又は2種以上を併用してもよい。
[Non-aqueous electrolyte]
As the non-aqueous electrolyte used in this embodiment, for example, a solution (non-aqueous electrolyte) in which a lithium salt is dissolved in an organic solvent is used. Lithium salts are not particularly limited, and known ones can be used. Examples of such lithium salts include, but are not limited to, LiPF 6 (lithium hexafluorophosphate), LiClO 4 , LiBF 4 , LiAsF 6 , Li 2 SiF 6 , LiOSO 2 C k F 2k+1 [wherein, k is an integer of 1 to 8], LiN(SO 2 C k F 2k+1 ) 2 [wherein k is an integer of 1 to 8], LiPF n (C k F 2k+1 ) 6-n [wherein , n is an integer from 1 to 5, and k is an integer from 1 to 8], LiPF 4 (C 2 O 4 ), and LiPF 2 (C 2 O 4 ) 2 . Among these, LiPF 6 is preferred. The use of LiPF 6 tends to improve battery characteristics and safety even at high temperatures. These lithium salts may be used singly or in combination of two or more.

本実施形態における非水電解質に用いられる非水溶媒としては、特に限定されず、既知のものを用いることができる。このような非水溶媒としては、例えば、非プロトン性極性溶媒が挙げられる。 The non-aqueous solvent used for the non-aqueous electrolyte in this embodiment is not particularly limited, and known solvents can be used. Such non-aqueous solvents include, for example, aprotic polar solvents.

非プロトン性極性溶媒としては、特に限定されないが、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、1,2-ブチレンカーボネート、2,3-ブチレンカーボネート、1,2-ペンチレンカーボネート、2,3-ペンチレンカーボネート、トリフルオロメチルエチレンカーボネート、フルオロエチレンカーボネート及び4,5-ジフルオロエチレンカーボネート等の環状カーボネート;γ-ブチルラクトン及びγ-バレロラクトン等のラクトン;スルホラン等の環状スルホン;テトラヒドロフラン及びジオキサン等の環状エーテル;エチルメチルカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルプロピルカーボネート、メチルイソプロピルカーボネート、ジプロピルカーボネート、メチルブチルカーボネート、ジブチルカーボネート、エチルプロピルカーボネート及びメチルトリフルオロエチルカーボネート等の鎖状カーボネート;アセトニトリル等のニトリル;ジメチルエーテル等の鎖状エーテル;プロピオン酸メチル等の鎖状カルボン酸エステル;並びにジメトキシエタン等の鎖状エーテルカーボネート化合物が挙げられる。これらの1種を単独で用いても又は2種以上を併用してもよい。 Aprotic polar solvents include, but are not limited to, ethylene carbonate, propylene carbonate, 1,2-butylene carbonate, 2,3-butylene carbonate, 1,2-pentylene carbonate, and 2,3-pentylene carbonate. cyclic carbonates such as , trifluoromethylethylene carbonate, fluoroethylene carbonate and 4,5-difluoroethylene carbonate; lactones such as γ-butyllactone and γ-valerolactone; cyclic sulfones such as sulfolane; cyclic ethers such as tetrahydrofuran and dioxane; chain carbonates such as ethyl methyl carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl propyl carbonate, methyl isopropyl carbonate, dipropyl carbonate, methyl butyl carbonate, dibutyl carbonate, ethyl propyl carbonate and methyltrifluoroethyl carbonate; nitriles such as acetonitrile; dimethyl ether chain ethers such as dimethyl propionate; chain carboxylic acid esters such as methyl propionate; and chain ether carbonate compounds such as dimethoxyethane. One of these may be used alone, or two or more may be used in combination.

非水電解質は、必要に応じて、その他の添加剤を含有してもよい。このような添加剤としては、特に限定されないが、例えば、上記に例示した以外のリチウム塩、不飽和結合含有カーボネート、ハロゲン原子含有カーボネート、カルボン酸無水物、硫黄原子含有化合物(例えば、スルフィド、ジスルフィド、スルホン酸エステル、スルフィト、スルフェート、スルホン酸無水物等)、ニトリル基含有化合物等が挙げられる。 The non-aqueous electrolyte may contain other additives as needed. Examples of such additives include, but are not limited to, lithium salts other than those exemplified above, unsaturated bond-containing carbonates, halogen atom-containing carbonates, carboxylic acid anhydrides, sulfur atom-containing compounds (e.g., sulfide, disulfide , sulfonic acid esters, sulfites, sulfates, sulfonic acid anhydrides, etc.), nitrile group-containing compounds, and the like.

その他の添加剤の具体例は、以下のとおりである:
リチウム塩:例えば、モノフルオロリン酸リチウム、ジフルオロリン酸リチウム、リチウムビス(オキサラト)ボレート、リチウムジフルオロ(オキサラト)ボレート、リチウムテトラフルオロ(オキサラト)ホスフェート、リチウムジフルオロビス(オキサラト)ホスフェート等;
不飽和結合含有カーボネート:例えば、ビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート等;
ハロゲン原子含有カーボネート:例えば、フルオロエチレンカーボネート、トリフルオロメチルエチレンカーボネート等;
カルボン酸無水物:例えば、無水酢酸、無水安息香酸、無水コハク酸、無水マレイン酸等;
硫黄原子含有化合物:例えば、エチレンスルフィト、1,3-プロパンスルトン、1,3-プロペンスルトン、1,4-ブタンスルトン、エチレンスルフェート、ビニレンスルフェート等;
ニトリル基含有化合物:例えば、スクシノニトリル等。
Specific examples of other additives are as follows:
Lithium salts: for example, lithium monofluorophosphate, lithium difluorophosphate, lithium bis(oxalato)borate, lithium difluoro(oxalato)borate, lithium tetrafluoro(oxalato)phosphate, lithium difluorobis(oxalato)phosphate, etc.;
Unsaturated bond-containing carbonates: for example, vinylene carbonate, vinylethylene carbonate, etc.;
Halogen atom-containing carbonates: for example, fluoroethylene carbonate, trifluoromethylethylene carbonate, etc.;
Carboxylic anhydrides: for example, acetic anhydride, benzoic anhydride, succinic anhydride, maleic anhydride, etc.;
Sulfur atom-containing compounds: for example, ethylene sulfite, 1,3-propane sultone, 1,3-propene sultone, 1,4-butane sultone, ethylene sulfate, vinylene sulfate, etc.;
Nitrile group-containing compounds: for example, succinonitrile and the like.

非水電解質が、上記で説明された他の添加剤を含むことにより、電池のサイクル特性がより向上する傾向にある。
中でも、電池のサイクル特性をさらに向上させるという観点から、ジフルオロリン酸リチウム及びモノフルオロリン酸リチウムから成る群から選択される少なくとも1種が好ましい。ジフルオロリン酸リチウム及びモノフルオロリン酸リチウムから成る群から選択される少なくとも1種の添加剤の含有量は、非水電解質100質量%に対して、0.001質量%以上が好ましく、0.005質量%以上がより好ましく、0.02質量%以上がさらに好ましい。この含有量が0.001質量%以上であると、リチウムイオン二次電池のサイクル寿命がより向上する傾向にある。また、この含有量は、3質量%以下が好ましく、2質量%以下がより好ましく、1質量%以下がさらに好ましい。この含有量が3質量%以下であると、リチウムイオン二次電池のイオン伝導性がより向上する傾向にある。
非水電解質中のその他の添加剤の含有量は、例えば、31P-NMR、19F-NMR等のNMR測定により確認することができる。
When the non-aqueous electrolyte contains the other additives described above, the cycle characteristics of the battery tend to be further improved.
Among them, at least one selected from the group consisting of lithium difluorophosphate and lithium monofluorophosphate is preferable from the viewpoint of further improving the cycle characteristics of the battery. The content of at least one additive selected from the group consisting of lithium difluorophosphate and lithium monofluorophosphate is preferably 0.001% by mass or more, preferably 0.005% by mass, relative to 100% by mass of the non-aqueous electrolyte. % by mass or more is more preferable, and 0.02% by mass or more is even more preferable. When the content is 0.001% by mass or more, the cycle life of the lithium ion secondary battery tends to be further improved. Also, the content is preferably 3% by mass or less, more preferably 2% by mass or less, and even more preferably 1% by mass or less. When the content is 3% by mass or less, the ion conductivity of the lithium ion secondary battery tends to be further improved.
The content of other additives in the non-aqueous electrolyte can be confirmed by NMR measurements such as 31 P-NMR and 19 F-NMR.

非水電解質中のリチウム塩の濃度は、0.5mol/L~6.0mol/Lであることが好ましい。非水電解液の低粘度化の観点から、非水電解質中のリチウム塩の濃度は、0.9mol/L~1.3mol/Lであることがより好ましい。リチウム塩の非水電解質中の濃度は目的に応じて選択することができる。 The lithium salt concentration in the non-aqueous electrolyte is preferably 0.5 mol/L to 6.0 mol/L. From the viewpoint of lowering the viscosity of the non-aqueous electrolyte, the lithium salt concentration in the non-aqueous electrolyte is more preferably 0.9 mol/L to 1.3 mol/L. The concentration of the lithium salt in the non-aqueous electrolyte can be selected depending on the purpose.

なお、本実施形態では、非水電解質は、液体電解質であってもよく、固体電解質であってもよい。 In addition, in this embodiment, the non-aqueous electrolyte may be a liquid electrolyte or a solid electrolyte.

上記で説明された各種の物性値、特性値及び測定値については、特に言及がない場合には以下の実施例の項目に記載の方法に従って得られる値である。 Unless otherwise specified, the various physical property values, characteristic values, and measured values described above are values obtained according to the methods described in the Examples section below.

以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。なお、特に記載のない限り、各種測定および評価は、室温23℃、1気圧、及び相対湿度50%の条件下で行った。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples. Unless otherwise specified, various measurements and evaluations were performed under conditions of room temperature of 23° C., 1 atm, and relative humidity of 50%.

<捲回体の捲きずれ評価>
65mm幅の得られたセパレータを0.5Nの張力で捲き取り、3インチのプラスチックコアまたは6インチのプラスチックコアに500mと1000mをそれぞれ捲き取り、捲き終わり部分をテープで止めた。得られた捲回体の円周方向外側3mmの所から外側すべてを、断面が平らな円筒で押し、捲きずれが起きる力(N)を測定した。
<Evaluation of winding displacement of the wound body>
The obtained separator having a width of 65 mm was wound up with a tension of 0.5 N, and 500 m and 1000 m were wound up on a 3-inch plastic core or a 6-inch plastic core, respectively, and the end of the winding was taped. A cylinder having a flat cross section was used to press the obtained wound body from 3 mm on the outer side in the circumferential direction, and the force (N) at which winding slip occurred was measured.

<非水電解質二次電池の寿命特性の評価>
(初期充放電)
得られた非水電解質二次電池(以下、単に「電池」ともいう。)を、25℃に設定した恒温槽(二葉科学社製、恒温槽PLM-73S)に収容し、充放電装置(アスカ電子(株)製、充放電装置ACD-01)に接続した。次いで、その電池を0.05Cの定電流で充電し、4.35Vに到達した後、4.35Vの定電圧で2時間充電し、0.2Cの定電流で3.0Vまで放電した。なお、1Cとは電池が1時間で放電される電流値である。
<Evaluation of Life Characteristics of Nonaqueous Electrolyte Secondary Battery>
(initial charge/discharge)
The obtained non-aqueous electrolyte secondary battery (hereinafter also simply referred to as “battery”) was placed in a constant temperature bath (manufactured by Futaba Kagaku Co., Ltd., constant temperature bath PLM-73S) set at 25 ° C., and charged and discharged by a charge / discharge device (Asuka It was connected to a charge/discharge device ACD-01 manufactured by Denshi Co., Ltd. The battery was then charged at a constant current of 0.05C to reach 4.35V, then charged at a constant voltage of 4.35V for 2 hours, and discharged to 3.0V at a constant current of 0.2C. 1C is the current value at which the battery is discharged in one hour.

(サイクル試験)
上記初期充放電後の電池を、60℃に設定した恒温槽(二葉科学社製、恒温槽PLM-73S)に収容し、充放電装置(アスカ電子(株)製、充放電装置ACD-01)に接続した。次いで、その電池を1.5Cの定電流で4.35Vまで充電し、4.35Vに到達した後、4.35Vの定電圧で24時間保持し、2Cの定電流で3.0Vまで放電した。この一連の充放電を1サイクルとし、計500サイクルの充放電を行った。500サイクル後の放電容量維持率について評価した。
(Cycle test)
The battery after the initial charge and discharge is housed in a constant temperature bath (manufactured by Futaba Kagaku Co., Ltd., constant temperature bath PLM-73S) set at 60 ° C., and a charge and discharge device (manufactured by Aska Denshi Co., Ltd., charge and discharge device ACD-01). connected to The battery was then charged to 4.35 V at a constant current of 1.5 C, and after reaching 4.35 V, held at a constant voltage of 4.35 V for 24 hours, and discharged to 3.0 V at a constant current of 2 C. . This series of charging and discharging was defined as one cycle, and a total of 500 cycles of charging and discharging were performed. The discharge capacity retention rate after 500 cycles was evaluated.

なお、放電容量維持率(単位:%)は、1サイクル目の放電容量と500サイクル目の放電容量から、以下の式:
放電容量維持率=(500サイクル目の放電容量/1サイクル目の放電容量)×100
に従って算出した。
The discharge capacity retention rate (unit: %) is calculated from the discharge capacity at the 1st cycle and the discharge capacity at the 500th cycle by the following formula:
Discharge capacity retention rate = (Discharge capacity at 500th cycle/Discharge capacity at 1st cycle) x 100
Calculated according to

<電極積層体のずれの評価>
X線CTスキャンを用いて、電池の中央部の捲回方向と平行な断面を撮像した。初期充放電後の電池の断面形状と500サイクル後の電池の断面形状の差から電極積層体のずれを判断した。すなわち、負極集電体を0.5cmごとに分割して観測位置を設定した。電池の中心と各観測位置の距離を、初期充放電後および500サイクル後で求め、(500サイクル後の距離)/(初期充放電後の距離)として変化率を求め、平均化した。
<Evaluation of displacement of electrode laminate>
Using an X-ray CT scan, a cross section parallel to the winding direction of the central portion of the battery was imaged. The displacement of the electrode laminate was determined from the difference between the cross-sectional shape of the battery after the initial charging and discharging and the cross-sectional shape of the battery after 500 cycles. That is, the observation positions were set by dividing the negative electrode current collector into 0.5 cm intervals. The distance between the center of the battery and each observation position was determined after the initial charge/discharge and after 500 cycles, and the rate of change was determined as (distance after 500 cycles)/(distance after initial charge/discharge) and averaged.

[実施例1]
<基材の作製>
Mv(粘度平均分子量)が700,000のポリエチレンホモポリマー47.5質量部と、Mvが250,000のポリエチレンホモポリマー47.5質量部と、Mvが400,000のポリプロピレンホモポリマー5質量部とを、タンブラーブレンダーを用いてドライブレンドして、ポリオレフィン樹脂混合物を得た。得られたポリオレフィン樹脂混合物99質量%に対して、酸化防止剤としてペンタエリスリチル-テトラキス-[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]を1質量%添加し、再度タンブラーブレンダーを用いてドライブレンドすることにより、ポリオレフィン樹脂組成物を得た。
[Example 1]
<Preparation of base material>
47.5 parts by mass of polyethylene homopolymer with Mv (viscosity average molecular weight) of 700,000, 47.5 parts by mass of polyethylene homopolymer with Mv of 250,000, and 5 parts by mass of polypropylene homopolymer with Mv of 400,000 were dry blended using a tumbler blender to obtain a polyolefin resin mixture. 1% by mass of pentaerythrityl-tetrakis-[3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate] as an antioxidant was added to 99% by mass of the resulting polyolefin resin mixture. , and dry blended again using a tumbler blender to obtain a polyolefin resin composition.

得られたポリオレフィン樹脂組成物は、窒素で置換を行った後に、二軸押出機へ窒素雰囲気下でフィーダーにより供給した。また、流動パラフィン(37.78℃における動粘度:7.59×10-5/s)を押出機シリンダーにプランジャーポンプにより注入した。二軸押出機で溶融混練し、押し出される全混合物中に占める流動パラフィン量比が66質量%(樹脂組成物濃度が34%)となるように、フィーダー及びポンプを調整した。溶融混練条件は、設定温度200℃、スクリュー回転数100rpm、及び吐出量12kg/hであった。The obtained polyolefin resin composition was supplied to a twin-screw extruder through a feeder under a nitrogen atmosphere after purging with nitrogen. Liquid paraffin (kinematic viscosity at 37.78° C.: 7.59×10 −5 m 2 /s) was also injected into the extruder cylinder by a plunger pump. The feeder and pump were adjusted so that the mixture was melt-kneaded by a twin-screw extruder, and liquid paraffin accounted for 66% by mass (resin composition concentration: 34%) in the total mixture to be extruded. The melt-kneading conditions were a set temperature of 200° C., a screw rotation speed of 100 rpm, and a discharge rate of 12 kg/h.

続いて、溶融混練物を、T-ダイを経て表面温度25℃に制御された冷却ロール上に押出しキャストすることにより、厚み2,200μmのゲルシートを得た。次に、得られたゲルシートを同時二軸テンター延伸機に導き、二軸延伸を行った。設定延伸条件は、MD倍率7.3倍、TD倍率6.3倍、及び設定温度125℃であった。次に、二軸延伸後のゲルシートをメチルエチルケトン槽に導き、メチルエチルケトン中に十分に浸漬して流動パラフィンを抽出除去し、その後、メチルエチルケトンを乾燥除去した。最後に、乾燥後のゲルシートをTDテンターに導き、延伸及び熱緩和を行って、ポリオレフィン微多孔膜を得た。延伸温度は125℃であり、熱緩和温度は133℃であり、TD最大倍率は1.65倍であり、かつ緩和率は0.9であった。得られたポリオレフィン微多孔膜は、厚みが16μmであり、かつ空孔率が45%であった。 Subsequently, the melt-kneaded product was extruded through a T-die onto a cooling roll whose surface temperature was controlled to 25° C. to obtain a gel sheet with a thickness of 2,200 μm. Next, the obtained gel sheet was led to a simultaneous biaxial tenter stretching machine and biaxially stretched. The set stretching conditions were an MD ratio of 7.3 times, a TD ratio of 6.3 times, and a set temperature of 125°C. Next, the biaxially stretched gel sheet was introduced into a methyl ethyl ketone tank and fully immersed in methyl ethyl ketone to extract and remove liquid paraffin, followed by drying to remove methyl ethyl ketone. Finally, the gel sheet after drying was guided to a TD tenter and stretched and thermally relaxed to obtain a polyolefin microporous membrane. The stretching temperature was 125° C., the thermal relaxation temperature was 133° C., the TD maximum magnification was 1.65 times, and the relaxation rate was 0.9. The obtained polyolefin microporous membrane had a thickness of 16 μm and a porosity of 45%.

<粒子層の作製>
イオン交換水100質量部中に、ポリプロピレン粒子(平均粒子径10μm)を29質量部と、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)0.29質量部とを混合し、樹脂粒子の分散液を得た。さらに、得られた分散液100質量部に対して、バインダとしてアクリルラテックス懸濁液(固形分濃度40%、平均粒子径150nm)2.2質量部と、増粘多糖類を2質量部と、を混合して、均一な多孔質層形成用組成物を調製した。
<Production of particle layer>
In 100 parts by mass of ion-exchanged water, 29 parts by mass of polypropylene particles (average particle diameter 10 μm) and 0.29 parts by mass of an aqueous ammonium polycarboxylate solution (SN Dispersant 5468 manufactured by San Nopco) are mixed to obtain resin particles. A dispersion was obtained. Furthermore, with respect to 100 parts by mass of the obtained dispersion, 2.2 parts by mass of acrylic latex suspension (solid content concentration 40%, average particle diameter 150 nm) as a binder, and 2 parts by mass of polysaccharide thickener, were mixed to prepare a uniform composition for forming a porous layer.

得られた多孔質層形成用組成物を、円形状パタン(直径0.5mm)、四方配列、2mmピッチ(パタン占有比率:20%)のパタンが形成されたロールに塗布し、ポリオレフィン微多孔膜に転写し、60℃で乾燥してイオン交換水を除去し、厚さ30μmの多孔質層(実施例1では「粒子層」と対応する)を配置した。得られたセパレータをスリットし、65mm幅とし、6inchプラスチックコアに1000m捲き取って、捲き終わりの端部の中央部分にはテープを貼り付けた。 The resulting composition for forming a porous layer was applied to a roll having a circular pattern (diameter 0.5 mm), a tetragonal arrangement, and a 2 mm pitch (pattern occupancy ratio: 20%) pattern formed thereon to form a polyolefin microporous film. and dried at 60° C. to remove the ion-exchanged water, and a 30 μm-thick porous layer (corresponding to “particle layer” in Example 1) was disposed. The resulting separator was slit to a width of 65 mm, wound on a 6-inch plastic core for 1000 m, and a tape was attached to the central portion of the end of winding.

また、得られたセパレータを500nmの膜厚のアクリレート系粘着剤が塗布されたガラス基板に、粒子層がガラス基板に向くように貼り合わせた。その後、セパレータを剥離することで、粒子層をガラス基板に転写した。これを用いて粒子層の圧縮弾性率を測定した。またポリオレフィン微多孔膜の圧縮弾性率も合わせて測定した。 Also, the obtained separator was attached to a glass substrate coated with an acrylate-based pressure-sensitive adhesive having a thickness of 500 nm so that the particle layer faced the glass substrate. After that, the particle layer was transferred to the glass substrate by peeling off the separator. Using this, the compression modulus of the particle layer was measured. The compressive elastic modulus of the polyolefin microporous membrane was also measured.

また、得られたセパレータの凸部の透気度及び凹部の透気度をそれぞれ測定した。 In addition, the air permeability of the convex portions and the air permeability of the concave portions of the obtained separator were measured.

上記で説明したとおり、得られた捲回体の円周方向外側3mmの所から外側すべてを、断面が平らな円筒で押し、捲きずれが起きる力を測定した。
なお、イオン交換容量の測定は、日本ベントナイト工業会標準試験方法によるベントナイト(粉状)の陽イオン交換容量測定方法(JBAS-106-77)を用いて測定した。
As described above, the obtained wound body was pressed with a cylinder having a flat cross section from a position of 3 mm in the circumferential direction to the entire outer side, and the force causing the winding deviation was measured.
The ion exchange capacity was measured using the cation exchange capacity measurement method (JBAS-106-77) of bentonite (powder) according to the standard test method of the Japan Bentonite Industry Association.

<正極の作製>
正極活物質としてLiNi0.5Co0.2Mn0.3と、導電助剤としてアセチレンブラックの粉末と、バインダとしてポリフッ化ビニリデン溶液とを固形分比で93.9:3.3:2.8の質量比で混合した。得られた混合物に、分散溶媒としてN-メチル-2-ピロリドンを固形分35質量%となるように投入してさらに混合して、スラリー状の溶液を調製した。このスラリー状の溶液を厚さ10μmのアルミニウム箔の両面に塗布した。この時、アルミニウム箔の一部が露出するようにした。その後、溶剤を乾燥除去し、ロールプレスで圧延した。圧延後の試料を塗布部の大きさが300mm×50mmであり、かつアルミニウム箔の露出部を含むように裁断した。
<Preparation of positive electrode>
LiNi 0.5 Co 0.2 Mn 0.3 O 2 as a positive electrode active material, acetylene black powder as a conductive aid, and polyvinylidene fluoride solution as a binder at a solid content ratio of 93.9:3.3: A mass ratio of 2.8 was mixed. N-methyl-2-pyrrolidone as a dispersion solvent was added to the obtained mixture so that the solid content was 35% by mass, and the mixture was further mixed to prepare a slurry solution. This slurry solution was applied to both sides of an aluminum foil having a thickness of 10 μm. At this time, part of the aluminum foil was exposed. After that, the solvent was removed by drying and rolling was carried out with a roll press. The sample after rolling was cut so that the coated portion had a size of 300 mm×50 mm and the exposed portion of the aluminum foil was included.

<負極の作製>
負極活物質としてグラファイト粉末と、バインダとしてスチレンブタジエンゴム及びカルボキシメチルセルロース水溶液とを、97.5:1.5:1.0の固形分質量比で混合した。得られた混合物を、固形分濃度が45質量%となるように、分散溶媒としての水に添加して、スラリー状の溶液を調製した。このスラリー状の溶液を厚さ10μmの銅箔の片面及び両面に塗布した。この時、銅箔の一部が露出するようにした。その後、溶剤を乾燥除去し、ロールプレスで圧延した。圧延後の試料を、塗布部の大きさが320mm×52mmであり、かつ銅箔の露出部を含むように裁断した。
<Production of negative electrode>
Graphite powder as a negative electrode active material, and styrene-butadiene rubber and an aqueous solution of carboxymethyl cellulose as binders were mixed at a solid content mass ratio of 97.5:1.5:1.0. The obtained mixture was added to water as a dispersion solvent so that the solid content concentration was 45% by mass to prepare a slurry solution. This slurry solution was applied to one side and both sides of a copper foil having a thickness of 10 μm. At this time, part of the copper foil was exposed. After that, the solvent was removed by drying and rolling was carried out with a roll press. The sample after rolling was cut so that the coated portion had a size of 320 mm×52 mm and the exposed portion of the copper foil was included.

<非水電解質の作製>
アルゴンガス雰囲気下で、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に、LiPFを1mol/Lとなるように溶解して、非水電解質(非水電解液)を得た。
<Preparation of non-aqueous electrolyte>
Under an argon gas atmosphere, LiPF 6 was dissolved in a mixed solvent in which ethylene carbonate (EC) and ethyl methyl carbonate (EMC) were mixed at a volume ratio of 1:2 so as to have a concentration of 1 mol/L, and a non-aqueous electrolyte ( A non-aqueous electrolyte) was obtained.

<非水電解質電池の作製と寿命特性評価>
上記正極と上記負極とを、上記セパレータを2枚用いて介在させつつ重ね合わせて楕円状に捲き、常温下、平板等により、約4kN/cmの圧力を約2分間に亘って捲回体の側面に掛ける(加圧する)ことにより、扁平状の捲回電極体を作製した。なお、粒子層を有する多孔質フィルムは、粒子層側を負極に対向するように配置した。この電極捲回体の正極活物質層非形成部および負極活物質層非形成部に、それぞれ、正極リード端子および負極リード端子を超音波溶接により付設した。この積層電極体を80×60mmのアルミニウムラミネート外装体内に挿入した。次に、上記非水電解質(非水電解液)を外装体内に注入し、その後、外装体の開口部を封止して、積層電極体を内部に有する非水電解質電池(リチウムイオン二次電池)(以下、単に「電池」ともいう。)を作製した。得られた非水電解質電池の定格容量は1800mAhであった。作製した電池に対して、初期充放電およびサイクル試験を実施し、容量維持率を計算した。
<Preparation of non-aqueous electrolyte battery and evaluation of life characteristics>
The positive electrode and the negative electrode are superimposed on each other with two sheets of the separator interposed therebetween, and wound in an elliptical shape. A flat wound electrode body was produced by hanging (pressing) on the side surface of the . The porous film having the particle layer was arranged so that the particle layer side faced the negative electrode. A positive electrode lead terminal and a negative electrode lead terminal were respectively attached by ultrasonic welding to the positive electrode active material layer non-formed portion and the negative electrode active material layer non-formed portion of the electrode-wound body. This laminated electrode body was inserted into an 80×60 mm aluminum laminate outer package. Next, the non-aqueous electrolyte (non-aqueous electrolyte) is injected into the outer package, and then the opening of the outer package is sealed to form a non-aqueous electrolyte battery (lithium ion secondary battery) having a laminated electrode body inside. ) (hereinafter also simply referred to as “battery”). The rated capacity of the obtained non-aqueous electrolyte battery was 1800 mAh. Initial charge/discharge and cycle tests were performed on the produced battery, and the capacity retention rate was calculated.

<電極積層体のずれの評価>
上記で説明したとおり、X線CTスキャンを用いて、(500サイクル後の距離)/(初期充放電後の距離)の平均変化率を求めた。
<Evaluation of displacement of electrode laminate>
As explained above, X-ray CT scans were used to determine the average rate of change of (distance after 500 cycles)/(distance after initial charge/discharge).

[実施例2~6]、[比較例2、4]
実施例1と同様に試験し、粒子の種類だけを表1に示すとおりに変化させた。
[Examples 2 to 6], [Comparative Examples 2 and 4]
The same test as in Example 1 was performed, only the type of particles was varied as shown in Table 1.

[実施例7~10]
実施例1と同様に試験し、パタンの高さだけを表1に示すとおりに変化させた。
[Examples 7 to 10]
The same test as in Example 1 was performed, and only the height of the pattern was changed as shown in Table 1.

[実施例11]
イオン交換水100質量部中に、アルミナ粒子(平均粒子径1.5μm)を29質量部と、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)0.29質量部とを混合し、樹脂粒子の分散液を得た。さらに、得られた分散液100質量部に対して、バインダとしてアクリルラテックス懸濁液(固形分濃度40%、平均粒子径150nm)2.2質量部と、増粘多糖類を2質量部と、を混合して、均一な多孔質層形成用組成物を調製した。これを厚さ12μmのポリオレフィン微多孔膜の片面の全面にマイクログラビアコーターを用いて塗布し、60℃で乾燥してイオン交換水を除去し、厚さ4μmの多孔質層を配置した。
この上に、ポリプロピレン粒子をLDPE粒子に変更して基材厚を調整したこと以外は実施例1と同様の方法で微細パタンを形成した。
したがって、実施例11では、粒子層厚T1=多孔質層厚4μm+パタン高さT3=34μmである。このセパレータについて、実施例1と同様に試験した。
[Example 11]
In 100 parts by mass of ion-exchanged water, 29 parts by mass of alumina particles (average particle diameter 1.5 μm) and 0.29 parts by mass of an aqueous ammonium polycarboxylate solution (SN Dispersant 5468 manufactured by San Nopco) are mixed to obtain a resin. A dispersion of particles was obtained. Furthermore, with respect to 100 parts by mass of the obtained dispersion, 2.2 parts by mass of acrylic latex suspension (solid content concentration 40%, average particle diameter 150 nm) as a binder, and 2 parts by mass of polysaccharide thickener, were mixed to prepare a uniform composition for forming a porous layer. This was applied to the entire surface of one side of a 12 μm thick polyolefin microporous membrane using a micro gravure coater and dried at 60° C. to remove ion-exchanged water to form a 4 μm thick porous layer.
A fine pattern was formed thereon in the same manner as in Example 1, except that the polypropylene particles were changed to LDPE particles to adjust the substrate thickness.
Therefore, in Example 11, particle layer thickness T1=porous layer thickness 4 μm+pattern height T3=34 μm. This separator was tested in the same manner as in Example 1.

[実施例12、14]
ポリプロピレン粒子を、実施例12ではLDPE粒子に変更し、実施例14ではアルミナ粒子と低密度ポリエチレン粒子の混合粒子(体積比1:1)に変更したこと以外は、実施例1と同じ多孔質膜形成用組成物を、実施例1で使用したポリオレフィン微多孔膜の片面に、厚さ30μm、幅1cm、塗工ピッチ2cmで、間欠的に塗布することで、微細パタンを形成した。このようにして得られた実施例12,14のセパレータについて、実施例1と同様に試験した。
[Examples 12 and 14]
The same porous membrane as in Example 1 except that the polypropylene particles were changed to LDPE particles in Example 12, and mixed particles of alumina particles and low-density polyethylene particles (volume ratio 1:1) were changed to Example 14. The forming composition was intermittently applied to one side of the polyolefin microporous film used in Example 1 at a thickness of 30 μm, a width of 1 cm, and a coating pitch of 2 cm to form a fine pattern. The separators of Examples 12 and 14 thus obtained were tested in the same manner as in Example 1.

[実施例13、15]
ポリプロピレン粒子を、実施例13ではLDPE粒子に変更し、実施例15ではアルミナ粒子と低密度ポリエチレン粒子の混合粒子(体積比1:1)に変更したこと以外は、実施例1と同じ多孔質膜形成組成物を、実施例1で使用したポリオレフィン微多孔膜の片面の全面にマイクログラビアコーターを用いて塗布し、60℃で乾燥して、厚さ10μmの多孔質層を配置した。このようにして得られた実施例13,15のセパレータについて、実施例1と同様に試験した。
[Examples 13 and 15]
The same porous membrane as in Example 1 except that the polypropylene particles were changed to LDPE particles in Example 13, and mixed particles of alumina particles and low-density polyethylene particles (volume ratio 1:1) were changed to Example 15. The forming composition was applied to the entire surface of one side of the polyolefin microporous membrane used in Example 1 using a micro gravure coater and dried at 60° C. to form a porous layer having a thickness of 10 μm. The separators of Examples 13 and 15 thus obtained were tested in the same manner as in Example 1.

[実施例16]
円形状パタン(直径0.5mm)、四方配列、2mmピッチ(パタン占有比率:20%)のパタンがロールの幅方向の40mmの範囲に形成されたロールを用いて、多孔質層形成用組成物を微多孔膜に転写したこと、及びセパレータの粒子層が形成された領域が中央となるようにセパレータを65mm幅でスリットしたこと以外は、実施例1と同様に試験した。
[Example 16]
A composition for forming a porous layer was prepared using a roll having a circular pattern (diameter of 0.5 mm), a tetragonal arrangement, and a 2 mm pitch (pattern occupation ratio: 20%) formed in a range of 40 mm in the width direction of the roll. was transferred to the microporous membrane, and the separator was slit with a width of 65 mm so that the region where the particle layer of the separator was formed was in the center.

[実施例17]
紫外線照射によるグラフト重合法によって予め粒子の表面に金属イオン吸着基が化学的に結合されたHDPE粒子を用いて、実施例1と同様に試験した。
[Example 17]
A test was performed in the same manner as in Example 1 using HDPE particles in which metal ion adsorption groups were chemically bonded in advance to the surface of the particles by a graft polymerization method using ultraviolet irradiation.

[比較例1]
実施例1のポリオレフィン微多孔膜を捲き取り、実施例1と同様に試験した。
[Comparative Example 1]
The polyolefin microporous membrane of Example 1 was wound up and tested in the same manner as in Example 1.

[比較例3]
比較例2と同様に試験し、パタンの高さだけを変化させた。
[Comparative Example 3]
A test was conducted in the same manner as in Comparative Example 2, and only the height of the pattern was changed.

結果は表1及び2に示す。 Results are shown in Tables 1 and 2.

Figure 0007271786000009
Figure 0007271786000009

Figure 0007271786000010
Figure 0007271786000010

Figure 0007271786000011
Figure 0007271786000011

実施例1~17については、捲回体の横方向(TD)の応力に対する耐性が高く、捲きずれの起き難い良好な捲回体が得られた。また、実施例1~17で用いたセパレータで作製した電池が、良好な容量維持特性を示したことは、電池内での捲きずれを抑制できているためであると考えられる。実施例は、いずれの評価項目も比較例1~4のセパレータと比べると良好な結果となった。 In Examples 1 to 17, good wound bodies were obtained which had high resistance to stress in the transverse direction (TD) of the wound body and which were less prone to slippage. In addition, it is believed that the reason why the batteries manufactured using the separators used in Examples 1 to 17 exhibited good capacity retention characteristics is that winding misalignment within the battery can be suppressed. The example showed better results than the separators of Comparative Examples 1 to 4 in all evaluation items.

本実施形態に係る多孔質フィルムは、非水電解質二次電池用セパレータ等に、かつ本実施形態に係る非水電解質二次電池は、各種民生用機器用電源、自動車用電源等に、それぞれ利用されることができる。 The porous film according to the present embodiment is used as a separator for non-aqueous electrolyte secondary batteries, etc., and the non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present embodiment is used as power sources for various consumer devices, power sources for automobiles, etc. can be

10 基材
11 微細パタンを有する層
11a 凸部
11b 凹部
REFERENCE SIGNS LIST 10 base material 11 layer having a fine pattern 11a convex portion 11b concave portion

Claims (11)

非水電解質電池に用いられるセパレータであって、
前記セパレータは、基材と、前記基材の少なくとも一方の主面に形成された、粒子を含む粒子層と、を有し、
前記基材は、単数又は複数の層を含み、
前記粒子層の圧縮弾性率が、前記基材の層が複数の場合には、前記基材を構成する層のうち最も低い圧縮弾性率を持つ層の圧縮弾性率の0.2倍以上、2倍未満であり、前記基材が単層の場合には、該基材の圧縮弾性率の0.2倍以上、2倍未満であり、かつ
前記粒子層の厚み(T1)、及び前記セパレータの総厚(T2)を用いて表されるT1/T2の値が、0.3~1であるセパレータ。
A separator used in a non-aqueous electrolyte battery,
The separator has a base material and a particle layer containing particles formed on at least one main surface of the base material,
the substrate comprises one or more layers,
When the base material has a plurality of layers, the compression modulus of the particle layer is 0.2 times or more the compression modulus of the layer having the lowest compression modulus among the layers constituting the base material, and 2 When the base material is a single layer, it is 0.2 times or more and less than 2 times the compression modulus of the base material, and the thickness (T1) of the particle layer and the thickness of the separator A separator having a value of T1/T2 expressed using the total thickness (T2) of 0.3 to 1.
前記粒子層は、前記基材の少なくとも一方の主面に複数の凸形状のパタンを有し、
前記凸形状のパタンの頂部で形成される略平面と前記凸形状のパタンの底部で形成される略平面との距離(T3)で表されるT3/T2の値が、0.3~1である、請求項1に記載のセパレータ。
The particle layer has a plurality of convex patterns on at least one main surface of the base material,
The value of T3/T2 represented by the distance (T3) between the approximate plane formed by the top of the convex pattern and the approximate plane formed by the bottom of the convex pattern is 0.3 to 1. 2. The separator of claim 1, wherein a
単位格子の面積に対する前記凸形状のパタンの底部で囲まれた面積の比率が、0.03以上、かつ0.80以下である、請求項2に記載のセパレータ。 3. The separator according to claim 2, wherein the ratio of the area surrounded by the bottom of the convex pattern to the area of the unit lattice is 0.03 or more and 0.80 or less. 前記凸形状のパタンの垂直方向に対して測定された前記凸形状のパタンを有する部分の透気度S1と前記セパレータの非パタン部の透気度S2の比率で表されるS1/S2の値が、0.8以上、かつ5以下である、請求項2又は3に記載のセパレータ。 A value of S1/S2 represented by the ratio of the air permeability S1 of the portion having the convex pattern measured in the vertical direction of the convex pattern to the air permeability S2 of the non-pattern portion of the separator. is 0.8 or more and 5 or less. 前記複数の凸形状のパタンが、前記基材の少なくとも一方の主面の全面に形成されている、請求項2~4のいずれか一項に記載のセパレータ。 5. The separator according to any one of claims 2 to 4, wherein the plurality of convex patterns are formed on the entire surface of at least one main surface of the base material. 前記粒子の金属イオン吸着基量が、0.01meq/g未満である、請求項1~5のいずれか一項に記載のセパレータ The separator according to any one of claims 1 to 5, wherein the particles have a metal ion adsorption group amount of less than 0.01 meq/g. 前記粒子が、ポリオレフィン、ポリウレタン、メラミン樹脂、及びポリアミドから選ばれる少なくとも1種である、請求項1~6のいずれか一項に記載のセパレータ。 The separator according to any one of claims 1 to 6, wherein said particles are at least one selected from polyolefins, polyurethanes, melamine resins, and polyamides. 前記粒子が、ポリオレフィン、メラミン樹脂、及びポリアミドから選ばれる少なくとも1種である、請求項1~6のいずれか一項に記載のセパレータ。 The separator according to any one of claims 1 to 6, wherein the particles are at least one selected from polyolefins, melamine resins, and polyamides. 前記粒子のメジアン径が、0.1μm~20μmである、請求項1~8のいずれか一項に記載のセパレータ。 The separator according to any one of claims 1 to 8, wherein the particles have a median diameter of 0.1 µm to 20 µm. 請求項1~9のいずれか一項に記載のセパレータを捲回用コアに捲回した捲回体。 A wound body in which the separator according to any one of claims 1 to 9 is wound around a winding core. 正極、請求項1~9のいずれか一項に記載のセパレータ、及び負極が積層されている積層体又は前記積層体の捲回体と、非水電解質とを含有する非水電解質電池。 A non-aqueous electrolyte battery comprising a positive electrode, the separator according to any one of claims 1 to 9, a laminate in which a negative electrode is laminated, or a wound body of the laminate, and a non-aqueous electrolyte.
JP2022508725A 2020-03-19 2021-03-18 Separator for non-aqueous electrolyte battery, wound body and non-aqueous electrolyte battery Active JP7271786B2 (en)

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