JPWO2013051079A1 - Heat-resistant porous membrane, non-aqueous battery separator and non-aqueous battery - Google Patents

Heat-resistant porous membrane, non-aqueous battery separator and non-aqueous battery Download PDF

Info

Publication number
JPWO2013051079A1
JPWO2013051079A1 JP2013501549A JP2013501549A JPWO2013051079A1 JP WO2013051079 A1 JPWO2013051079 A1 JP WO2013051079A1 JP 2013501549 A JP2013501549 A JP 2013501549A JP 2013501549 A JP2013501549 A JP 2013501549A JP WO2013051079 A1 JPWO2013051079 A1 JP WO2013051079A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat
resistant porous
separator
resistant
battery
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2013501549A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
松本 修明
修明 松本
壽夫 神崎
壽夫 神崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Maxell Energy Ltd
Original Assignee
Hitachi Maxell Energy Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Maxell Energy Ltd filed Critical Hitachi Maxell Energy Ltd
Priority to JP2013501549A priority Critical patent/JPWO2013051079A1/en
Publication of JPWO2013051079A1 publication Critical patent/JPWO2013051079A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y02E60/122

Abstract

多孔質基材上または電極上に形成される耐熱性多孔質膜であって、耐熱温度が130℃以上の微粒子と、有機バインダとを少なくとも含有しており、有機バインダとして、アミド結合を含む環状構造を有する基と、重合性二重結合由来の骨格とを有しており、ガラス転移温度が130℃以上であり、かつ重量平均分子量が35万以上の重合物を含有しており、多孔質基材または電極との間の180°の剥離強度が、0.6N/cm以上である耐熱性多孔質膜と、多孔質基材上に前記耐熱性多孔質膜を有する非水電池用セパレータと、前記非水電池用セパレータを有するか前記耐熱性多孔質膜が一体化した電極を有する非水電池により課題を解決する。高い安全性および高温貯蔵特性を有する非水電池、正極と負極との隔離材として機能でき、前記非水電池を構成可能な耐熱性多孔質膜、並びに前記非水電池を構成可能なセパレータを提供する。  A heat-resistant porous film formed on a porous substrate or an electrode, which contains at least fine particles having a heat-resistant temperature of 130 ° C. or more and an organic binder, and includes an amide bond as an organic binder. It has a structure having a structure and a skeleton derived from a polymerizable double bond, contains a polymer having a glass transition temperature of 130 ° C. or higher and a weight average molecular weight of 350,000 or higher, and is porous. A heat-resistant porous membrane having a 180 ° peel strength between the substrate and the electrode of 0.6 N / cm or more, and a separator for a nonaqueous battery having the heat-resistant porous membrane on the porous substrate; The problem is solved by a non-aqueous battery having the non-aqueous battery separator or an electrode integrated with the heat-resistant porous membrane. Provided are a non-aqueous battery having high safety and high-temperature storage characteristics, a heat-resistant porous membrane that can function as a separator between a positive electrode and a negative electrode and that can constitute the non-aqueous battery, and a separator that can constitute the non-aqueous battery. To do.

Description

本発明は、非水電池において、正極と負極とを仕切る隔離材に適用するのに好適な耐熱性多孔質膜、該耐熱性多孔質膜を用いた非水電池用セパレータ、並びに前記耐熱性多孔質膜または前記非水電池用セパレータを有し、貯蔵特性および安全性に優れた非水電池に関するものである。   The present invention relates to a heat-resistant porous membrane suitable for application to a separator for partitioning a positive electrode and a negative electrode in a non-aqueous battery, a separator for a non-aqueous battery using the heat-resistant porous membrane, and the heat-resistant porous membrane. The present invention relates to a non-aqueous battery having a membrane or the non-aqueous battery separator and having excellent storage characteristics and safety.

非水電池の一種であるリチウム二次電池は、エネルギー密度が高いという特徴から、携帯電話やノート型パーソナルコンピューターなどの携帯機器の電源として広く用いられている。更に近年は、高エネルギー密度という特性を活かして、電動アシスト自転車、電動バイク、電気自動車、ハイブリッド自動車といった車載用の電源としての適用も検討されている。このような車載用途の電源は、携帯機器の電源を比べて容量が大きいため、更なる安全性確保が重要である。   A lithium secondary battery, which is a kind of non-aqueous battery, is widely used as a power source for portable devices such as mobile phones and notebook personal computers because of its high energy density. Further, in recent years, taking advantage of the characteristic of high energy density, application as an in-vehicle power source such as an electric assist bicycle, an electric motorcycle, an electric vehicle, and a hybrid vehicle has been studied. Such a power source for in-vehicle use has a larger capacity than the power source of portable devices, and therefore it is important to ensure further safety.

現行のリチウム二次電池では、正極と負極の間に介在させるセパレータとして、例えば厚みが20〜30μm程度のポリオレフィン系の微多孔性フィルム(微多孔膜)が使用されている。また、セパレータの素材としては、電池の熱暴走温度以下でセパレータの構成樹脂を溶融させて空孔を閉塞させ、これにより電池の内部抵抗を上昇させて短絡の際などに電池の安全性を向上させる所謂シャットダウン効果を確保するため、ポリエチレンなどのポリオレフィンのなかでも融点の低い材料が適用されることがある。   In current lithium secondary batteries, as a separator interposed between a positive electrode and a negative electrode, for example, a polyolefin-based microporous film (microporous film) having a thickness of about 20 to 30 μm is used. In addition, as separator material, the constituent resin of the separator is melted below the thermal runaway temperature of the battery to close the pores, thereby increasing the internal resistance of the battery and improving the safety of the battery in the event of a short circuit. In order to secure the so-called shutdown effect, a material having a low melting point may be used among polyolefins such as polyethylene.

ところで、こうしたセパレータとしては、例えば、多孔化と強度向上のために一軸延伸または二軸延伸したフィルムが用いられている。このようなセパレータは、単独で存在する膜として供給されるため、作業性などの点で一定の強度が要求され、これを前記延伸によって確保している。しかし、このような延伸フィルムでは結晶化度が増大しており、シャットダウン温度も、電池の熱暴走温度に近い温度にまで高まっているため、電池の安全性確保のためのマージンが十分とは言い難い。   By the way, as such a separator, for example, a uniaxially stretched film or a biaxially stretched film is used for increasing the porosity and improving the strength. Since such a separator is supplied as a single film, a certain strength is required in terms of workability and the like, and this is secured by the stretching. However, with such a stretched film, the degree of crystallinity has increased, and the shutdown temperature has increased to a temperature close to the thermal runaway temperature of the battery. Therefore, it can be said that the margin for ensuring the safety of the battery is sufficient. hard.

また、前記延伸によってフィルムにはひずみが生じており、これが高温に曝されると、残留応力によって収縮が起こるという問題がある。収縮温度は、融点、すなわちシャットダウン温度と非常に近いところに存在する。このため、ポリオレフィン系の微多孔性フィルムセパレータを使用するときには、充電異常時などに電池の温度がシャットダウン温度に達すると、電流を直ちに減少させて電池の温度上昇を防止しなければならない。空孔が十分に閉塞せず電流を直ちに減少できなかった場合には、電池の温度は容易にセパレータの収縮温度にまで上昇するため、内部短絡による発火の危険性があるからである。   In addition, the film is distorted by the stretching, and there is a problem that when it is exposed to a high temperature, shrinkage occurs due to residual stress. The shrinkage temperature is very close to the melting point, ie the shutdown temperature. For this reason, when a polyolefin-based microporous film separator is used, if the battery temperature reaches the shutdown temperature in the case of abnormal charging, the current must be immediately reduced to prevent the battery temperature from rising. This is because if the pores are not sufficiently closed and the current cannot be reduced immediately, the battery temperature easily rises to the contraction temperature of the separator, and there is a risk of ignition due to an internal short circuit.

このようなセパレータの熱収縮による短絡を防止し、電池の信頼性を高める技術として、例えば、耐熱性の良好な多孔質基体と、フィラー粒子と、シャットダウン機能を確保するための樹脂成分とを有するセパレータにより電気化学素子を構成することが提案されている(特許文献1〜3)。   As a technique for preventing such a short circuit due to thermal contraction of the separator and improving the reliability of the battery, for example, it has a porous substrate with good heat resistance, filler particles, and a resin component for ensuring a shutdown function It has been proposed to form an electrochemical element with a separator (Patent Documents 1 to 3).

また、ポリオレフィン製の多孔質膜に耐熱性樹脂や無機微粒子などを主体とした耐熱層を形成して、耐熱性を高めることが提案されている(特許文献4〜6)。   In addition, it has been proposed to increase heat resistance by forming a heat-resistant layer mainly composed of heat-resistant resin or inorganic fine particles on a polyolefin porous film (Patent Documents 4 to 6).

特許文献1〜6に開示に技術によれば、異常過熱した際にも熱暴走が生じ難い安全性に優れた電池を提供することができる。   According to the techniques disclosed in Patent Documents 1 to 6, it is possible to provide a battery having excellent safety that hardly causes thermal runaway even when abnormally overheated.

国際公開第2006/62153号International Publication No. 2006/62153 特表2005−536858号公報JP 2005-536858 A 国際公開第2009/44741号International Publication No. 2009/44741 特開2000−30686号公報JP 2000-30686 A 特開2008−300362号公報JP 2008-300362 A 特表2008−524824号公報Special table 2008-524824

ところで、リチウム二次電池を例えば車載用途に適用する場合には、その使用環境が高温になりやすいことから、安全性と同時に高い高温貯蔵特性の確保が要求される。   By the way, when a lithium secondary battery is applied to, for example, a vehicle-mounted application, the usage environment is likely to become high temperature, and thus it is required to secure high temperature storage characteristics as well as safety.

本発明は前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、高い安全性および高温貯蔵特性を有する非水電池、正極と負極との隔離材として機能でき、前記非水電池を構成可能な耐熱性多孔質膜、並びに前記非水電池を構成可能なセパレータを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and the purpose thereof is a non-aqueous battery having high safety and high-temperature storage characteristics, can function as a separator between a positive electrode and a negative electrode, and can constitute the non-aqueous battery. An object of the present invention is to provide a heat-resistant porous membrane and a separator that can constitute the nonaqueous battery.

前記目的を達成し得た本発明の耐熱性多孔質膜は、非水電池用セパレータを構成するための多孔質基材上、または非水電池に用いられる電極上に形成される耐熱性多孔質膜であって、前記耐熱性多孔質膜は、耐熱温度が130℃以上の微粒子と、有機バインダとを少なくとも含有しており、前記有機バインダとして、アミド結合を含む環状構造を有する基と、重合性二重結合由来の骨格とを有しており、ガラス転移温度が130℃以上であり、かつ重量平均分子量が35万以上の重合物を含有しており、前記多孔質基材または前記電極との間の180°の剥離強度が、0.6N/cm以上であることを特徴とするものである。   The heat-resistant porous membrane of the present invention that has achieved the above object is a heat-resistant porous film formed on a porous substrate for constituting a separator for a non-aqueous battery or an electrode used for a non-aqueous battery. The heat-resistant porous film includes at least a fine particle having a heat-resistant temperature of 130 ° C. or more and an organic binder, and the organic binder has a group having a cyclic structure including an amide bond, and polymerization A polymer having a glass transition temperature of 130 ° C. or higher and a weight average molecular weight of 350,000 or higher, and the porous substrate or the electrode The 180 ° peel strength between the layers is 0.6 N / cm or more.

また、本発明の非水電池用セパレータは、多孔質基材と、本発明の耐熱性多孔質膜とが一体化していることを特徴とするものである。   The separator for a nonaqueous battery of the present invention is characterized in that the porous substrate and the heat-resistant porous membrane of the present invention are integrated.

更に、本発明の非水電池は、正極、負極および非水電解質を有しており、本発明の耐熱性多孔質膜が前記正極および前記負極のうちの少なくとも一方と一体化していることを特徴とするか、または、正極、負極、セパレータおよび非水電解質を有しており、前記セパレータが、本発明の非水電池用セパレータであることを特徴とするものである。   Furthermore, the nonaqueous battery of the present invention has a positive electrode, a negative electrode, and a nonaqueous electrolyte, and the heat resistant porous membrane of the present invention is integrated with at least one of the positive electrode and the negative electrode. Or a positive electrode, a negative electrode, a separator, and a non-aqueous electrolyte, wherein the separator is a separator for a non-aqueous battery according to the present invention.

本発明によれば、高い安全性および高温貯蔵特性を有する非水電池、正極と負極との隔離材として機能でき、前記非水電池を構成可能な耐熱性多孔質膜、並びに前記非水電池を構成可能なセパレータを提供することができる。   According to the present invention, a non-aqueous battery having high safety and high-temperature storage characteristics, a heat-resistant porous membrane that can function as a separator between a positive electrode and a negative electrode and can constitute the non-aqueous battery, and the non-aqueous battery are provided. A configurable separator can be provided.

本発明の非水電池の一例を模式的に表す縦断面図である。It is a longitudinal section showing an example of the nonaqueous battery of the present invention typically.

本発明の耐熱性多孔質膜は、耐熱温度が130℃以上の微粒子と、有機バインダとを少なくとも含有するものであり、非水電池において、正極と負極とを仕切る隔離材として好適なものである。   The heat-resistant porous film of the present invention contains at least a fine particle having a heat-resistant temperature of 130 ° C. or more and an organic binder, and is suitable as a separator for separating a positive electrode and a negative electrode in a nonaqueous battery. .

すなわち、本発明の耐熱性多孔質膜は、例えば非水電池の正極および負極のうちの少なくとも一方と一体化されることで、前記非水電池内において、正極と負極とを隔離するセパレータとして作用したり、多孔質基材と一体化されることで、独立膜としての非水電池用セパレータを構成したりするものである。   That is, the heat-resistant porous membrane of the present invention acts as a separator that separates the positive electrode and the negative electrode in the non-aqueous battery, for example, by being integrated with at least one of the positive electrode and the negative electrode of the non-aqueous battery. Or a non-aqueous battery separator as an independent film by being integrated with a porous substrate.

本発明の耐熱性多孔質膜においては、耐熱温度が130℃以上の微粒子がその主体となり、この微粒子同士、および耐熱性多孔質膜と一体化される電極や多孔質基材と耐熱性多孔質膜とが、有機バインダによって接着される。   In the heat-resistant porous membrane of the present invention, fine particles having a heat-resistant temperature of 130 ° C. or more are mainly used, and the fine particles and electrodes integrated with the heat-resistant porous membrane, the porous substrate, and the heat-resistant porous membrane. The film is bonded by an organic binder.

本発明の耐熱性多孔質膜は、一体化される多孔質基材または非水電池の電極との間の180°の剥離強度が、0.6N/cm以上、好ましくは1.0N/cm以上である。耐熱性多孔質膜と多孔質基材との間の剥離強度が前記の値を満たす場合には、多孔質基材が熱により収縮しやすい材質のものであっても、耐熱性多孔質膜の作用によってその収縮を抑制することができる。よって、耐熱性多孔質膜と多孔質基材とを有するセパレータ(本発明の非水電池用セパレータ)全体の熱収縮が抑えられることから、これを用いた電池(本発明の非水電池)において、異常過熱した際の安全性を高めることができる。また、耐熱性多孔質膜と電極との間の剥離強度が前記の値を満たす場合にも、電池の異常過熱などが生じても、正極と負極と間で隔離材として機能する耐熱性多孔質膜の収縮、破損などが防止されるため、これを用いた電池(本発明の非水電池)において、異常過熱した際の安全性を高めることができる。   The heat-resistant porous membrane of the present invention has a 180 ° peel strength between an integrated porous substrate or non-aqueous battery electrode of 0.6 N / cm or more, preferably 1.0 N / cm or more. It is. When the peel strength between the heat resistant porous membrane and the porous substrate satisfies the above value, even if the porous substrate is made of a material that is easily contracted by heat, the heat resistant porous membrane The contraction can be suppressed by the action. Therefore, since the heat shrink of the whole separator (the separator for nonaqueous batteries of the present invention) having the heat resistant porous membrane and the porous base material is suppressed, in the battery using this (nonaqueous battery of the present invention) , Can improve the safety when abnormally overheating. In addition, even when the peel strength between the heat-resistant porous membrane and the electrode satisfies the above value, even if abnormal overheating of the battery occurs, the heat-resistant porous that functions as a separator between the positive electrode and the negative electrode Since contraction, breakage, and the like of the film are prevented, safety in abnormal overheating can be enhanced in a battery using the film (nonaqueous battery of the present invention).

本明細書でいう剥離強度は、以下の方法により測定される値である。耐熱性多孔質膜と多孔質基材との一体化物、または耐熱性多孔質膜と電極との一体化物から、長さ5cm×2cmの大きさの試験片を切り出し、耐熱性多孔質膜表面の2cm×2cmの領域に粘着テープを貼り付ける。なお、粘着テープのサイズは幅2cm、長さ約5cmで、粘着テープの片端と耐熱性多孔質膜の片端が揃うように貼り付ける。その後、引張試験機を用い、試験片の粘着テープを貼り付けた側とは反対側の端と、試験片に貼り付けた粘着テープの試験片に貼り付けた側とは反対側の端とを把持して、引張速度10mm/minで引っ張り、耐熱性多孔質膜が剥離した時の強度を測定する。   The peel strength as used herein is a value measured by the following method. A test piece having a length of 5 cm × 2 cm was cut out from an integrated product of the heat-resistant porous membrane and the porous substrate, or an integrated product of the heat-resistant porous membrane and the electrode, and the surface of the heat-resistant porous membrane was Adhesive tape is applied to a 2 cm × 2 cm area. The pressure-sensitive adhesive tape has a width of 2 cm and a length of about 5 cm, and is attached so that one end of the pressure-sensitive adhesive tape and one end of the heat-resistant porous membrane are aligned. Then, using a tensile tester, the end of the test piece opposite to the side where the adhesive tape was affixed and the end of the adhesive tape affixed to the test piece opposite the end affixed to the test piece Gripping and pulling at a pulling speed of 10 mm / min to measure the strength when the heat-resistant porous film is peeled off.

多孔質基材または電極との間の180°の剥離強度が前記の値を満たす耐熱性多孔質膜は、以下に説明する構成とすることにより得ることができる。   A heat-resistant porous film having a 180 ° peel strength between the porous substrate or the electrodes and satisfying the above-described value can be obtained by adopting the configuration described below.

本発明の耐熱性多孔質膜は、有機バインダとして、アミド結合を含む環状構造を有する基と、重合性二重結合由来の骨格とを有し、ガラス転移温度(Tg)が130℃以上で、重量平均分子量が35万以上の重合物(A)[以下、単に「重合物(A)」という場合がある]を含有している。   The heat resistant porous membrane of the present invention has, as an organic binder, a group having a cyclic structure containing an amide bond and a skeleton derived from a polymerizable double bond, and has a glass transition temperature (Tg) of 130 ° C. or higher. It contains a polymer (A) having a weight average molecular weight of 350,000 or more [hereinafter sometimes simply referred to as “polymer (A)”].

非水電池において、高温時の安全性を高めるには、正極と負極との間に介在する隔離材の収縮が生じ難く、正極と負極との直接の接触が防止されることが重要となる。   In a non-aqueous battery, in order to increase safety at high temperatures, it is difficult for the separator interposed between the positive electrode and the negative electrode to shrink, and it is important to prevent direct contact between the positive electrode and the negative electrode.

重合物(A)のTgが130℃以上であれば、電池内が130℃に達するまでは、耐熱性多孔質膜に係る耐熱温度が130℃以上の微粒子同士や、耐熱性多孔質膜と電極または多孔質基材とが強固に固定された状態を保ち得る。そのため、耐熱性多孔質膜自体や、耐熱性多孔質膜と一体化されている多孔質基材(ポリオレフィン製の微多孔膜など)の収縮が抑制できることから、安全性に優れた非水電池を構成することが可能となる。   If the Tg of the polymer (A) is 130 ° C. or more, until the inside of the battery reaches 130 ° C., the heat-resistant porous membrane has a heat-resistant temperature of 130 ° C. or more, or between the heat-resistant porous membrane and the electrode Alternatively, the state in which the porous substrate is firmly fixed can be maintained. Therefore, since the shrinkage of the heat-resistant porous membrane itself or a porous base material integrated with the heat-resistant porous membrane (such as a microporous membrane made of polyolefin) can be suppressed, a non-aqueous battery with excellent safety can be obtained. It can be configured.

本明細書でいう重合物(A)のTgは、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値である。   The Tg of the polymer (A) in the present specification is a value measured using a differential scanning calorimeter (DSC) in accordance with JIS K 7121.

重合物(A)は、その重量平均分子量が、35万以上であり、40万以上であることが好ましく、100万以上であることがより好ましく、150万以上であることが更に好ましい。一般に、重合性二重結合由来の骨格を有する重合物では、その分子量が大きくなるほど、Tgが高くなり、かつ接着力が強くなる傾向があることから、その重量平均分子量を前記の値とすることで、Tgが前記の値の重合物(A)を得られやすくなり、また、耐熱性多孔質膜の、多孔質基材または電極との間の180°の剥離強度を、前記の値に調整しやすくなる。また、重量平均分子量が前記の値を満たす重合物(A)を有機バインダに使用することで、電池内での重合物(A)の分解を抑制できることから、この耐熱性多孔質膜を有する非水電池の高温貯蔵特性を高めることもできる。   The polymer (A) has a weight average molecular weight of 350,000 or more, preferably 400,000 or more, more preferably 1,000,000 or more, and further preferably 1,500,000 or more. In general, in a polymer having a skeleton derived from a polymerizable double bond, as the molecular weight thereof increases, Tg tends to increase and the adhesive strength tends to increase. Therefore, the weight average molecular weight should be the above value. Thus, it becomes easy to obtain a polymer (A) having a Tg of the above value, and the 180 ° peel strength between the heat-resistant porous film and the porous substrate or electrode is adjusted to the above value. It becomes easy to do. Moreover, since the decomposition of the polymer (A) in the battery can be suppressed by using the polymer (A) having a weight average molecular weight satisfying the above value for the organic binder, the non-heat-resistant porous film having the heat resistant porous film is used. The high temperature storage characteristics of the water battery can also be enhanced.

なお、耐熱性多孔質膜は、後述するように、溶剤に有機バインダを溶解させるなどして調製した耐熱性多孔質膜形成用組成物(塗料)を塗布する工程を経て形成することが好ましいが、重合物(A)の分子量が大きすぎると、前記組成物の粘度が上昇して塗布性が低下する虞がある。よって、重合物(A)の重量平均分子量は、2000万以下であることが好ましく、1000万以下であることがより好ましく、400万以下であることが更に好ましく、350万以下であることが特に好ましい。   The heat-resistant porous film is preferably formed through a step of applying a heat-resistant porous film-forming composition (paint) prepared by dissolving an organic binder in a solvent, as will be described later. If the molecular weight of the polymer (A) is too large, the viscosity of the composition may increase and the coatability may be reduced. Therefore, the weight average molecular weight of the polymer (A) is preferably 20 million or less, more preferably 10 million or less, further preferably 4 million or less, and particularly preferably 3.5 million or less. preferable.

本明細書でいう重合物(A)の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーを用いて測定される重量平均分子量(ポリスチレン換算値)である。   The weight average molecular weight of the polymer (A) as used herein is a weight average molecular weight (polystyrene equivalent value) measured using gel permeation chromatography.

有機バインダとして使用される重合物(A)は、アミド結合を含む環状構造を有する基と、重合性二重結合由来の骨格を有するものであり、引張強度や引張弾性率が大きいことに加えて、耐熱温度が130℃以上の微粒子との接着性が良好である。よって、このような構造を有し、かつ前記のTgと重量平均分子量とを有する重合物(A)を使用することで、耐熱性に優れ、かつ多孔質基材との間の剥離強度が前記の値を満たす耐熱性多孔質膜を形成できる。   The polymer (A) used as the organic binder has a group having a cyclic structure containing an amide bond and a skeleton derived from a polymerizable double bond, and has a large tensile strength and tensile modulus. Adhesion with fine particles having a heat resistant temperature of 130 ° C. or higher is good. Therefore, by using the polymer (A) having such a structure and having the Tg and the weight average molecular weight, the heat resistance is excellent and the peel strength between the porous substrate is the above It is possible to form a heat-resistant porous film that satisfies the following value.

重合物(A)は、アミド結合を含む環状構造を有する基と、重合性二重結合由来の骨格とを、少なくとも一部に有していればよく、アミド結合を含む環状構造を有する基と、重合性二重結合とを有するモノマーを重合して得られる単独重合体または共重合体が挙げられる。重合物(A)を形成するための前記モノマーは、アミド結合を含む環状構造を有する基を、一つだけ有していてもよく、複数有していてもよい。また、アミド結合を含む環状構造を有する基としては、下記化学式(1)で表される基であることがより好ましい。   The polymer (A) may have at least a part of a group having a cyclic structure containing an amide bond and a skeleton derived from a polymerizable double bond, and a group having a cyclic structure containing an amide bond; And a homopolymer or a copolymer obtained by polymerizing a monomer having a polymerizable double bond. The monomer for forming the polymer (A) may have only one or a plurality of groups having a cyclic structure containing an amide bond. The group having a cyclic structure containing an amide bond is more preferably a group represented by the following chemical formula (1).

Figure 2013051079
Figure 2013051079

重合物(A)の具体例としては、ポリ(N−ビニルカプロラクタム)(N−ビニルカプロラクタムの単独重合体)、ポリビニルピロリドン(PVP。ビニルピロリドンの単独重合体。)などの、アミド結合を含む環状構造を有する基と重合性二重結合とを有するモノマーの単独重合体;アミド結合を含む環状構造を有する基と重合性二重結合とを有するモノマー(N−ビニルカプロラクタム、ビニルピロリドンなど)2種以上の共重合体;アミド結合を含む環状構造を有する基と重合性二重結合とを有するモノマー(N−ビニルカプロラクタム、ビニルピロリドンなど)の1種または2種以上と、他の重合性二重結合を有するモノマー(アミド結合を含む環状構造を有する基と重合性二重結合とを有するモノマー以外のモノマー)の1種または2種以上との共重合体;などが挙げられる。   Specific examples of the polymer (A) include poly (N-vinylcaprolactam) (a homopolymer of N-vinylcaprolactam), polyvinylpyrrolidone (PVP, a homopolymer of vinylpyrrolidone), and a cyclic structure containing an amide bond. Monomers of monomers having a group having a structure and a polymerizable double bond; two types of monomers (N-vinylcaprolactam, vinylpyrrolidone, etc.) having a group having a cyclic structure containing an amide bond and a polymerizable double bond One or more monomers having a cyclic structure containing an amide bond and a polymerizable double bond (N-vinylcaprolactam, vinylpyrrolidone, etc.) and other polymerizable doubles One type of monomer having a bond (a monomer other than a monomer having a cyclic structure including an amide bond and a polymerizable double bond) Copolymers of two or greater; like.

アミド結合を含む環状構造を有する基と重合性二重結合とを有するモノマーと、他の重合性二重結合を有するモノマーとの共重合体を構成し得る前記他の重合性二重結合を有するモノマーとしては、例えば、ビニル非環状アミド類、(メタ)アクリル酸およびそのエステル類、(メタ)アクリルアミドおよびその誘導体類[「(メタ)アクリルアミド」とは、アクリルアミドとメタクリルアミドとを含む意味である。]、スチレンおよびその誘導体類、酢酸ビニル等のビニルエステル類、α−オレフィン類、ビニルイミダゾールやビニルピリジン等の塩基性不飽和化合物およびその誘導体類、カルボキシル基含有不飽和化合物およびその酸無水物類、ビニルスルホン酸およびその誘導体、ビニルエチレンカーボネートおよびその誘導体類、ビニルエーテル類、などが挙げられる。   Having the other polymerizable double bond capable of constituting a copolymer of a monomer having a cyclic structure containing an amide bond and a polymerizable double bond and a monomer having another polymerizable double bond Examples of the monomer include vinyl acyclic amides, (meth) acrylic acid and esters thereof, (meth) acrylamide and derivatives thereof [“(meth) acrylamide” means acrylamide and methacrylamide. . ], Styrene and derivatives thereof, vinyl esters such as vinyl acetate, α-olefins, basic unsaturated compounds such as vinyl imidazole and vinyl pyridine and derivatives thereof, carboxyl group-containing unsaturated compounds and acid anhydrides thereof Vinyl sulfonic acid and its derivatives, vinyl ethylene carbonate and its derivatives, vinyl ethers, and the like.

アミド結合を含む環状構造を有する基と重合性二重結合とを有するモノマーと、他の重合性二重結合を有するモノマーとの共重合体におけるアミド結合を含む環状構造を有する基と重合性二重結合とを有するモノマー由来のユニットの含有量は、Tgや剥離強度などの特性を前記の値に調整することが容易となることから、ビニルピロリドン共重合体の有するモノマー由来の全ユニット100モル%中、40モル%以上であることが好ましく、60モル%以上であることがより好ましく、80%以上が更に好ましい。   A group having a cyclic structure containing an amide bond and a group having a cyclic structure containing an amide bond in a copolymer of a monomer having a cyclic structure containing an amide bond and a polymerizable double bond and another monomer having a polymerizable double bond. The content of the unit derived from the monomer having a heavy bond makes it easy to adjust the characteristics such as Tg and peel strength to the above values. Therefore, the total unit derived from the monomer of the vinylpyrrolidone copolymer is 100 mol. % Is preferably 40 mol% or more, more preferably 60 mol% or more, and still more preferably 80% or more.

また、本発明の耐熱性多孔質膜には、前記の重合物に加えて、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA、酢酸ビニル由来の構造単位が20〜35モル%のもの)、(メタ)アクリレート重合体[「(メタ)アクリレート」とは、アクリレートとメタクリレートとを含む意味である。]、フッ素系ゴム、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ポリウレタンなどの樹脂のうちの1種または2種以上を有機バインダとして併用してもよい。   In addition to the polymer, the heat-resistant porous membrane of the present invention includes, for example, an ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA, vinyl acetate-derived structural unit having 20 to 35 mol%), ( (Meth) acrylate polymer ["(Meth) acrylate" is meant to include acrylate and methacrylate. ], One or more of resins such as fluorine-based rubber, styrene-butadiene rubber (SBR), and polyurethane may be used in combination as an organic binder.

耐熱性多孔質膜における有機バインダの含有量は、有機バインダによる作用を良好に発揮させて、例えば、耐熱性多孔質膜と多孔質基材または電極との間の180°での剥離強度を前記の値に調整することを容易にする観点からは、耐熱性多孔質膜の構成成分の全体積(空孔部分を除く全体積。耐熱性多孔質膜の各成分の含有量に関して、以下同じ。)中、0.5体積%以上であることが好ましい。なお、本発明の耐熱性多孔質膜では、重合物(A)を有機バインダに使用するため、耐熱性多孔質膜中の有機バインダの含有量を、このように少なくしても、多孔質基材や電極との接着性を高めて、これらとの間の剥離強度を前記の値にすることができる。   The content of the organic binder in the heat-resistant porous film allows the organic binder to perform well, for example, the peel strength at 180 ° between the heat-resistant porous film and the porous substrate or electrode is From the viewpoint of facilitating the adjustment to the value, the total volume of the constituent components of the heat resistant porous membrane (the total volume excluding the void portion. The same applies hereinafter with respect to the content of each component of the heat resistant porous membrane. ), It is preferably 0.5% by volume or more. In the heat-resistant porous film of the present invention, since the polymer (A) is used for the organic binder, the porous group can be used even if the content of the organic binder in the heat-resistant porous film is reduced as described above. Adhesiveness with a material or an electrode can be improved, and the peel strength between them can be set to the above value.

他方、耐熱性多孔質膜中の有機バインダの量が多すぎると、他の成分(耐熱温度が130℃以上の微粒子など)の含有量が少なくなって、これら他の成分による作用が低下することがある。よって、耐熱性多孔質膜における有機バインダの含有量は、耐熱性多孔質膜の構成成分の全体積中、20体積%以下であることが好ましく、15体積%以下であることがより好ましく、10体積%以下であることが更に好ましい。   On the other hand, if the amount of the organic binder in the heat-resistant porous film is too large, the content of other components (such as fine particles having a heat-resistant temperature of 130 ° C. or higher) decreases, and the action of these other components decreases. There is. Therefore, the content of the organic binder in the heat-resistant porous film is preferably 20% by volume or less, more preferably 15% by volume or less, in the total volume of the constituent components of the heat-resistant porous film. More preferably, it is not more than volume%.

耐熱性多孔質膜に係る耐熱温度が130℃以上の微粒子は、耐熱性多孔質膜の主体となったり、後述する繊維状物同士の間に形成される空隙を埋めるなどして、リチウムデンドライトに起因する短絡の発生を抑制する作用を有している。本明細書でいう耐熱温度が130℃以上の微粒子における「耐熱温度が130℃以上」とは、少なくとも130℃において変形などの形状変化が目視で確認されないことを意味している。前記微粒子の耐熱温度は、150℃以上であることがより好ましい。   The fine particles having a heat resistant temperature of 130 ° C. or more related to the heat resistant porous film are used as a main component of the heat resistant porous film or fill a void formed between fibrous materials to be described later. It has the effect | action which suppresses generation | occurrence | production of the resulting short circuit. The term “heat-resistant temperature is 130 ° C. or higher” in the fine particles having a heat-resistant temperature of 130 ° C. or higher in the present specification means that shape change such as deformation is not visually confirmed at least at 130 ° C. The heat resistance temperature of the fine particles is more preferably 150 ° C. or higher.

耐熱温度が130℃以上の微粒子としては、電気絶縁性を有しており、電気化学的に安定で、更に電池の有する非水電解質(非水電解液)や、耐熱性多孔質膜形成用組成物(溶媒を含む組成物)に用いる溶媒に対して安定であれば特に制限はない。本明細書でいう「非水電解質に対して安定」とは、非水電池に係る非水電解質中で変形および化学的組成変化を起こさないことを意味している。また、本明細書でいう「電気化学的に安定」とは、電池の充放電の際に化学変化が生じないことを意味している。   The fine particles having a heat-resistant temperature of 130 ° C. or more have electrical insulation properties, are electrochemically stable, and further have a non-aqueous electrolyte (non-aqueous electrolyte) included in the battery or a composition for forming a heat-resistant porous film. If it is stable with respect to the solvent used for a thing (composition containing a solvent), there will be no restriction | limiting in particular. As used herein, “stable with respect to a non-aqueous electrolyte” means that no deformation or chemical composition change occurs in the non-aqueous electrolyte of a non-aqueous battery. In addition, the term “electrochemically stable” as used in the present specification means that no chemical change occurs during charging / discharging of the battery.

このような耐熱温度が130℃以上の微粒子の具体例としては、例えば、酸化鉄、SiO、Al、TiO、BaTiO、ZrOなどの酸化物微粒子;窒化アルミニウム、窒化ケイ素などの窒化物微粒子;フッ化カルシウム、フッ化バリウム、硫酸バリウムなどの難溶性のイオン結晶微粒子;シリコン、ダイヤモンドなどの共有結合性結晶微粒子;タルク、モンモリロナイトなどの粘土微粒子;ベーマイト、ゼオライト、アパタイト、カオリン、ムライト、スピネル、オリビン、セリサイト、ベントナイト、ハイドロタルサイトなどの鉱物資源由来物質あるいはそれらの人造物;などの無機微粒子が挙げられる。また、金属微粒子;SnO、スズ−インジウム酸化物(ITO)などの酸化物微粒子;カーボンブラック、グラファイトなどの炭素質微粒子;などの導電性微粒子の表面を、電気絶縁性を有する材料(例えば、前記の電気絶縁性の絶縁性微粒子を構成する材料など)で表面処理することで、電気絶縁性を持たせた微粒子であってもよい。Specific examples of such fine particles having a heat-resistant temperature of 130 ° C. or higher include oxide fine particles such as iron oxide, SiO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2 , BaTiO 3 , ZrO 2 ; aluminum nitride, silicon nitride, etc. Nitride fine particles; poorly soluble ionic crystal fine particles such as calcium fluoride, barium fluoride and barium sulfate; covalently bonded crystal fine particles such as silicon and diamond; clay fine particles such as talc and montmorillonite; boehmite, zeolite, apatite and kaolin Inorganic fine particles such as mullite, spinel, olivine, sericite, bentonite, hydrotalcite, and other mineral resource-derived substances or artificial products thereof. Further, the surface of conductive fine particles such as metal fine particles; oxide fine particles such as SnO 2 and tin-indium oxide (ITO); carbon fine particles such as carbon black and graphite; It may be fine particles that have been made electrically insulating by surface treatment with the above-mentioned materials constituting the electrically insulating fine particles.

また、耐熱温度が130℃以上の微粒子には、有機微粒子を用いることもできる。有機微粒子の具体例としては、ポリイミド、メラミン系樹脂、フェノール系樹脂、架橋ポリメチルメタクリレート(架橋PMMA)、架橋ポリスチレン(架橋PS)、ポリジビニルベンゼン(PDVB)、ベンゾグアナミン−ホルムアルデヒド縮合物などの架橋高分子の微粒子;熱可塑性ポリイミドなどの耐熱性高分子の微粒子;が挙げられる。これらの有機微粒子を構成する有機樹脂(高分子)は、前記例示の材料の混合物、変性体、誘導体、共重合体(ランダム共重合体、交互共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体)、架橋体(前記の耐熱性高分子の場合)であってもよい。   Organic fine particles can also be used for the fine particles having a heat resistant temperature of 130 ° C. or higher. Specific examples of the organic fine particles include polyimide, melamine resin, phenol resin, crosslinked polymethyl methacrylate (crosslinked PMMA), crosslinked polystyrene (crosslinked PS), polydivinylbenzene (PDVB), benzoguanamine-formaldehyde condensate, etc. Molecular fine particles; heat-resistant polymer fine particles such as thermoplastic polyimide; The organic resin (polymer) constituting these organic fine particles is a mixture, modified body, derivative, copolymer (random copolymer, alternating copolymer, block copolymer, graft copolymer) of the materials exemplified above. ) Or a crosslinked product (in the case of the heat-resistant polymer).

耐熱温度が130℃以上の微粒子には、前記例示の各種微粒子を1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。また、耐熱温度が130℃以上の微粒子は、前記例示の各種微粒子を構成する材料を2種以上含有する粒子であってもよい。なお、前記例示の各種微粒子の中でも、例えば、耐熱性多孔質膜の耐酸化性をより高め得ることから、無機酸化物微粒子が好ましく、アルミナ、シリカ、ベーマイトがより好ましい。   For the fine particles having a heat resistant temperature of 130 ° C. or higher, the various fine particles exemplified above may be used alone or in combination of two or more. The fine particles having a heat resistant temperature of 130 ° C. or higher may be particles containing two or more materials constituting the various fine particles exemplified above. Among the various exemplified fine particles, inorganic oxide fine particles are preferable, and alumina, silica, and boehmite are more preferable because, for example, the oxidation resistance of the heat-resistant porous film can be further improved.

耐熱温度が130℃以上の微粒子の形態としては、球状、粒子状、板状などいずれの形態であってもよいが、板状であることが好ましい。板状粒子としては、各種市販品が挙げられ、例えば、旭硝子エスアイテック社製「サンラブリー」(SiO)、石原産業社製「NST−B1」の粉砕品(TiO)、堺化学工業社製の板状硫酸バリウム「Hシリーズ」、「HLシリーズ」、林化成社製「ミクロンホワイト」(タルク)、林化成社製「ベンゲル」(ベントナイト)、河合石灰社製「BMM」や「BMT」(ベーマイト)、河合石灰社製「セラシュールBMT−B」[アルミナ(Al)]、キンセイマテック社製「セラフ」(アルミナ)、斐川鉱業社製「斐川マイカ Z−20」(セリサイト)などが入手可能である。この他、SiO、Al、ZrOおよびCeOについては、特開2003−206475号公報に開示の方法により作製することができる。The form of the fine particles having a heat resistant temperature of 130 ° C. or higher may be any form such as a spherical shape, a particle shape, or a plate shape, but a plate shape is preferable. Examples of the plate-like particles include various commercially available products, such as “Sun Lovely” (SiO 2 ) manufactured by Asahi Glass S-Tech, pulverized product (TiO 2 ) of “NST-B1” manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd., Sakai Chemical Industry Co., Ltd. Plate-like barium sulfate “H series”, “HL series”, Hayashi Kasei “micron white” (talc), Hayashi Kasei “bengel” (bentonite), Kawai lime “BMM” and “BMT” (Boehmite), “Cerasure BMT-B” [Alumina (Al 2 O 3 )] manufactured by Kawai Lime Co., Ltd., “Seraph” (alumina) manufactured by Kinsei Matec Co., Ltd. ) Etc. are available. In addition, SiO 2 , Al 2 O 3 , ZrO 2 and CeO 2 can be produced by the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-206475.

耐熱温度が130℃以上の微粒子が板状である場合には、耐熱性多孔質膜中において、前記微粒子を、その平板面が耐熱性多孔質膜の面にほぼ平行となるように配向させることが好ましく、このような耐熱性多孔質膜を使用することで、電池の短絡の発生をより良好に抑制できる。これは、耐熱温度が130℃以上の微粒子を前記のように配向させることで、微粒子同士が平板面の一部で重なるように配置されるため、耐熱性多孔質膜の片面から他面に向かう空孔(貫通孔)が、直線ではなく曲折した形で形成される(すなわち、曲路率が大きくなる)と考えられ、これにより、リチウムデンドライトが耐熱性多孔質膜を貫通することを防止できることから、短絡の発生がより良好に抑制されるものと推測される。   When the fine particles having a heat resistant temperature of 130 ° C. or higher are plate-like, the fine particles are oriented in the heat resistant porous film so that the flat plate surface is substantially parallel to the surface of the heat resistant porous film. The use of such a heat-resistant porous membrane can better suppress the occurrence of short circuits in the battery. This is because the fine particles having a heat-resistant temperature of 130 ° C. or more are oriented as described above so that the fine particles are arranged so as to overlap each other on a part of the flat plate surface, so that the heat-resistant porous film is directed from one side to the other side. It is considered that vacancies (through holes) are formed not in a straight line but in a bent shape (that is, the curvature is increased), thereby preventing lithium dendrite from penetrating through the heat-resistant porous film. Therefore, it is presumed that the occurrence of a short circuit is suppressed better.

耐熱温度が130℃以上の微粒子が板状の粒子である場合の形態としては、例えば、アスペクト比(板状粒子中の最大長さと板状粒子の厚みの比)が、5以上であることが好ましく、10以上であることがより好ましく、また、100以下であることが好ましく、50以下であることがより好ましい。また、粒子の平板面の長軸方向長さと短軸方向長さの比の平均値は、0.3以上であることが好ましく、0.5以上であることがより好ましい(1、すなわち、長軸方向長さと短軸方向長さとが同じであってもよい)。耐熱温度が130℃以上の微粒子が、前記のようなアスペクト比や平板面の長軸方向長さと短軸方向長さの比の平均値を有する板状粒子である場合には、前記の短絡防止作用がより有効に発揮される。   For example, the aspect ratio (the ratio of the maximum length in the plate-like particles to the thickness of the plate-like particles) is 5 or more as the form when the fine particles having a heat resistant temperature of 130 ° C. or higher are plate-like particles. Preferably, it is 10 or more, more preferably 100 or less, and even more preferably 50 or less. Further, the average value of the ratio of the major axis direction length to the minor axis direction length of the flat plate surface of the grains is preferably 0.3 or more, more preferably 0.5 or more (ie, the long length). The axial length and the minor axial length may be the same). When the fine particles having a heat resistant temperature of 130 ° C. or higher are plate-like particles having the aspect ratio and the average value of the ratio of the long axis direction length to the short axis direction of the flat plate surface, the above-mentioned short circuit prevention The effect is exhibited more effectively.

耐熱温度が130℃以上の微粒子が板状である場合における前記の平板面の長軸方向長さと短軸方向長さの比の平均値は、例えば、走査型電子顕微鏡(SEM)により撮影した画像を画像解析することにより求めることができる。更に耐熱温度が130℃以上の微粒子が板状である場合における前記のアスペクト比も、SEMにより撮影した画像を、画像解析することにより求めることができる。   The average value of the ratio of the length in the major axis direction to the length in the minor axis direction of the flat plate surface when the fine particles having a heat resistant temperature of 130 ° C. or higher are plate-like, for example, an image taken with a scanning electron microscope (SEM) Can be obtained by image analysis. Further, the aspect ratio when the fine particles having a heat resistant temperature of 130 ° C. or higher are plate-like can also be obtained by image analysis of an image taken by SEM.

耐熱温度が130℃以上の微粒子は小さすぎると、耐熱性多孔質膜と多孔質基材または電極との間の180°での剥離強度を、前記の値に調整することが困難となる虞がある。よって、耐熱温度が130℃以上の微粒子の平均粒径は、0.01μm以上であることが好ましく、0.1μm以上であることがより好ましい。ただし、耐熱温度が130℃以上の微粒子が大きすぎると、耐熱性多孔質膜が厚くなりすぎて、これを用いた電池のエネルギー密度が低下するなどの虞がある。よって、耐熱温度が130℃以上の微粒子の平均粒径は、15μm以下であり、5μm以下であることが好ましい。   If the heat-resistant temperature is 130 ° C. or higher, the fine particles are too small, it may be difficult to adjust the peel strength at 180 ° between the heat-resistant porous membrane and the porous substrate or electrode to the above value. is there. Therefore, the average particle diameter of the fine particles having a heat resistant temperature of 130 ° C. or higher is preferably 0.01 μm or more, and more preferably 0.1 μm or more. However, if the fine particles having a heat-resistant temperature of 130 ° C. or higher are too large, the heat-resistant porous film becomes too thick and the energy density of a battery using this may be lowered. Therefore, the average particle size of the fine particles having a heat resistant temperature of 130 ° C. or higher is 15 μm or less, and preferably 5 μm or less.

本明細書でいう耐熱温度が130℃以上の微粒子の平均粒径は、例えば、レーザー散乱粒度分布計(例えば、HORIBA社製「LA−920」)を用い、耐熱温度が130℃以上の微粒子を溶解したり、耐熱温度が130℃以上の微粒子が膨潤したりしない媒体に、耐熱温度が130℃以上の微粒子を分散させて測定した数平均粒子径として規定することができる。   The average particle diameter of the fine particles having a heat resistant temperature of 130 ° C. or higher referred to in the present specification is, for example, a fine particle having a heat resistant temperature of 130 ° C. or higher using a laser scattering particle size distribution meter (for example, “LA-920” manufactured by HORIBA). It can be defined as the number average particle diameter measured by dispersing fine particles having a heat resistant temperature of 130 ° C. or higher in a medium in which the fine particles having a heat resistant temperature of 130 ° C. or higher do not swell.

また、耐熱温度が130℃以上の微粒子の比表面積は、100m/g以下であることが好ましく、50m/g以下であることがより好ましく、30m/g以下であることが更に好ましい。耐熱温度が130℃以上の微粒子の比表面積が大きくなると、一般に、微粒子同士や、微粒子と基材や電極とを良好に結着するために必要となる有機バインダの量が多くなる傾向にあり、電池としたときの出力特性が悪くなる虞がある。また、耐熱温度が130℃以上の微粒子の比表面積が大きくなると、微粒子表面に吸着する水分が大きくなって、非水電池の電池特性を低下させる虞がある。一方、耐熱温度が130℃以上の微粒子の比表面積は、1m/g以上であることが好ましい。本明細書でいう耐熱温度が130℃以上の微粒子の比表面積は、窒素ガスを用いてBET法により測定した値である。The specific surface area of the fine particles having a heat resistant temperature of 130 ° C. or higher is preferably 100 m 2 / g or less, more preferably 50 m 2 / g or less, and further preferably 30 m 2 / g or less. When the specific surface area of the fine particles having a heat-resistant temperature of 130 ° C. or higher is increased, generally, the amount of the organic binder required for favorably bonding the fine particles to each other and the fine particles to the base material and the electrode tends to increase. There is a possibility that the output characteristics when the battery is used may deteriorate. Moreover, when the specific surface area of the fine particles having a heat resistant temperature of 130 ° C. or higher is increased, the moisture adsorbed on the surface of the fine particles is increased, which may deteriorate the battery characteristics of the nonaqueous battery. On the other hand, the specific surface area of the fine particles having a heat resistant temperature of 130 ° C. or higher is preferably 1 m 2 / g or higher. The specific surface area of the fine particles having a heat-resistant temperature of 130 ° C. or higher as used herein is a value measured by a BET method using nitrogen gas.

また、本発明の耐熱性多孔質膜は、耐熱温度が130℃以上といった耐熱性の高い微粒子を用いているため、その作用によって、高温時における熱収縮が抑制されており高い寸法安定性を有している。更に、このような耐熱性の高い耐熱性多孔質膜が電極(正極および/または負極)と一体化している場合には、高温時における耐熱性多孔質膜全体の寸法安定性が更に向上する。一方、多孔質基材と本発明の耐熱性多孔質膜とが一体化されて構成された本発明の非水電池用セパレータは、多孔質基材が例えばポリオレフィン製微多孔膜のように高温時の寸法安定性に劣るものであっても、耐熱温度が130℃以上の微粒子の作用によって高温時の寸法安定性が良好な耐熱性多孔質膜と一体化していることから、多孔質基材の熱収縮が抑制され、高温時におけるセパレータ全体の寸法安定性が向上する。そのため、電極と一体化した本発明の耐熱性多孔質膜を有する非水電池や、本発明の非水電池用セパレータを有する非水電池では、例えば従来のポリエチレン製微多孔膜のみで構成されるセパレータを用いた電池で生じていたセパレータの熱収縮に起因する短絡の発生が防止できることから、電池内が異常過熱した際の信頼性および安全性をより高めることができる。   In addition, since the heat-resistant porous film of the present invention uses fine particles having high heat resistance such as a heat-resistant temperature of 130 ° C. or higher, thermal shrinkage at high temperatures is suppressed by its action, and high dimensional stability is obtained. doing. Furthermore, when such a heat-resistant porous film having high heat resistance is integrated with the electrode (positive electrode and / or negative electrode), the overall dimensional stability of the heat-resistant porous film at high temperatures is further improved. On the other hand, the separator for a non-aqueous battery of the present invention in which the porous substrate and the heat-resistant porous membrane of the present invention are integrated is a porous substrate whose temperature is high, such as a polyolefin microporous membrane. Even if it is inferior in dimensional stability, it is integrated with a heat-resistant porous membrane having good dimensional stability at high temperatures by the action of fine particles having a heat-resistant temperature of 130 ° C. or higher. Thermal shrinkage is suppressed, and the dimensional stability of the entire separator at high temperatures is improved. Therefore, the non-aqueous battery having the heat-resistant porous membrane of the present invention integrated with the electrode and the non-aqueous battery having the non-aqueous battery separator of the present invention are composed of, for example, only a conventional polyethylene microporous membrane. Since the occurrence of a short circuit due to the thermal contraction of the separator that has occurred in the battery using the separator can be prevented, the reliability and safety when the inside of the battery is abnormally overheated can be further increased.

また、本発明の耐熱性多孔質膜を有する非水電池(本発明の非水電池)では、高温時におけるセパレータの熱収縮に起因する短絡の防止を、例えばセパレータを厚くする以外の構成で達成できるため、正極と負極とを仕切る隔離材(本発明の耐熱性多孔質膜または本発明の非水電池用セパレータ)の厚みを比較的薄くすることが可能であり、これにより、エネルギー密度の低下を可及的に抑制することもできる。   Further, in the nonaqueous battery having the heat resistant porous membrane of the present invention (nonaqueous battery of the present invention), prevention of a short circuit due to the thermal contraction of the separator at a high temperature is achieved with a configuration other than increasing the thickness of the separator, for example. Therefore, it is possible to make the thickness of the separator (the heat-resistant porous membrane of the present invention or the separator for a non-aqueous battery of the present invention) that separates the positive electrode and the negative electrode relatively thin, thereby reducing the energy density. Can be suppressed as much as possible.

耐熱性多孔質膜中における耐熱温度が130℃以上の微粒子の量は、前記微粒子を使用することによる作用をより有効に発揮させる観点から、耐熱性多孔質膜の構成成分の全体積中、10体積%以上であることが好ましく、30体積%以上であることがより好ましく、40体積%以上であることが更に好ましい。   The amount of the fine particles having a heat resistant temperature of 130 ° C. or higher in the heat resistant porous membrane is 10% of the total volume of the constituent components of the heat resistant porous membrane from the viewpoint of more effectively exerting the effect of using the fine particles. It is preferably at least volume%, more preferably at least 30 volume%, and even more preferably at least 40 volume%.

後記の繊維状物を含有しない耐熱性多孔質膜であって、後記の熱溶融性微粒子や膨潤性微粒子を含有させてシャットダウン機能も持たせる場合には、耐熱温度が130℃以上の微粒子の耐熱性多孔質膜中の量は、例えば、耐熱性多孔質膜の構成成分の全体積中、80体積%以下であることが好ましい。また、後記の繊維状物を含有せず、かつシャットダウン機能を有しない耐熱性多孔質膜とする場合には、耐熱温度が130℃以上の微粒子の耐熱性多孔質膜中の量は更に多くてもよく、具体的には、耐熱性多孔質膜の構成成分の全体積中、99.5体積%以下であれば問題ない。   When the heat-resistant porous film does not contain a fibrous material, which will be described later, and contains a heat-meltable fine particle or a swellable fine particle, which will be described later, and has a shutdown function, the heat resistance of the fine particles having a heat-resistant temperature of 130 ° C. or higher. The amount in the porous porous membrane is preferably 80% by volume or less in the total volume of the constituent components of the heat resistant porous membrane, for example. In addition, when the heat-resistant porous film does not contain a fibrous material described later and does not have a shutdown function, the amount of fine particles having a heat-resistant temperature of 130 ° C. or higher in the heat-resistant porous film is much larger. Specifically, there is no problem if it is 99.5% by volume or less in the total volume of the constituent components of the heat-resistant porous membrane.

他方、後記の繊維状物を含有する耐熱性多孔質膜であって、後記の熱溶融性微粒子や膨潤性微粒子を含有させてシャットダウン機能も持たせる場合には、耐熱温度が130℃以上の微粒子の耐熱性多孔質膜中の量は、例えば、耐熱性多孔質膜の構成成分の全体積中、70体積%以下であることが好ましい。また、後記の繊維状物を含有し、かつシャットダウン機能を有しない耐熱性多孔質膜とする場合には、耐熱温度が130℃以上の微粒子の耐熱性多孔質膜中の量は更に多くてもよく、具体的には、耐熱性多孔質膜の構成成分の全体積中、80体積%以下であれば問題ない。   On the other hand, in the case of a heat-resistant porous film containing a fibrous material, which will be described later, and containing a heat-meltable fine particle and a swellable fine particle, which will be described later, and having a shutdown function, fine particles having a heat resistant temperature of 130 ° C. The amount in the heat resistant porous membrane is preferably, for example, 70% by volume or less in the total volume of the constituent components of the heat resistant porous membrane. In addition, when a heat-resistant porous film containing a fibrous material described later and having no shutdown function is used, the amount of fine particles having a heat-resistant temperature of 130 ° C. or higher in the heat-resistant porous film may be even larger. Specifically, there is no problem as long as it is 80% by volume or less in the total volume of the constituent components of the heat-resistant porous membrane.

耐熱性多孔質膜は、繊維状物を含有していてもよい。繊維状物を含有することで、耐熱性多孔質膜の強度を高めることができる。なお、本明細書でいう「繊維状物」とは、アスペクト比[長尺方向の長さ/長尺方向に直交する方向の幅(直径)]が4以上のものを意味している。繊維状物のアスペクト比は、10以上であることが好ましい。   The heat resistant porous membrane may contain a fibrous material. By containing a fibrous material, the strength of the heat-resistant porous film can be increased. The “fibrous material” in the present specification means that having an aspect ratio [length in the longitudinal direction / width (diameter) in a direction perpendicular to the longitudinal direction] of 4 or more. The aspect ratio of the fibrous material is preferably 10 or more.

繊維状物は、耐熱温度が150℃以上であることが好ましい。例えば、140℃以下の温度で溶融して耐熱性多孔質膜の空孔を塞ぎ、耐熱性多孔質膜中のイオンの移動を遮断する機能(いわゆるシャットダウン機能)を付与できる材料を耐熱性多孔質膜に含有させた場合(詳しくは後述する)、耐熱温度が150℃以上の繊維状物も多孔質膜に含有させておくことで、電池内での発熱などによってシャットダウンが起こった後、更に10℃以上セパレータの温度が上昇しても、その形状をより安定に保ち得るようにできる。他方、シャットダウン機能を付与していない場合でも、耐熱温度が150℃以上の繊維状物も用いた耐熱性多孔質膜や、更にこの耐熱性多孔質膜を用いたセパレータでは、150℃の温度においても、その変形を実質的になくすことができる。   The fibrous material preferably has a heat resistant temperature of 150 ° C. or higher. For example, a material that can be melted at a temperature of 140 ° C. or less to block the pores of the heat-resistant porous film and provide a function of blocking the movement of ions in the heat-resistant porous film (so-called shutdown function) When it is contained in the membrane (details will be described later), a fibrous material having a heat-resistant temperature of 150 ° C. or higher is also contained in the porous membrane, so that a shutdown occurs due to heat generation in the battery, and then 10 Even if the temperature of the separator rises by more than 0 ° C., the shape can be kept more stable. On the other hand, even when the shutdown function is not given, the heat resistant porous film using a fibrous material having a heat resistant temperature of 150 ° C. or higher, and further the separator using this heat resistant porous film, at a temperature of 150 ° C. However, the deformation can be substantially eliminated.

本明細書でいう耐熱温度が150℃以上の繊維状物における「耐熱温度が150℃以上」とは、少なくとも150℃において変形などの形状変化が目視で確認されないことを意味している。   As used herein, “a heat resistant temperature of 150 ° C. or higher” in a fibrous material having a heat resistant temperature of 150 ° C. or higher means that a shape change such as deformation is not visually confirmed at least at 150 ° C.

繊維状物は、好ましくは耐熱温度が150℃以上であり、かつ電気絶縁性を有しており、電気化学的に安定で、更に非水電池の有する非水電解質(非水電解液)や、耐熱性多孔質膜形成用組成物に用いる溶媒に安定であれば、特に制限はない。   The fibrous material preferably has a heat-resistant temperature of 150 ° C. or higher, and has an electrical insulating property, is electrochemically stable, and further has a non-aqueous electrolyte (non-aqueous electrolyte) included in a non-aqueous battery, If it is stable to the solvent used for the composition for heat resistant porous membrane formation, there will be no restriction | limiting in particular.

繊維状物の具体的な構成材料としては、例えば、セルロース、セルロース変成体(カルボキシメチルセルロースなど)、ポリプロピレン(PP)、ポリエステル[ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)など]、ポリアクリロニトリル(PAN)、アラミド、ポリアミドイミド、ポリイミドなどの樹脂;ガラス、アルミナ、シリカなどの無機材料(無機酸化物);などが挙げられる。繊維状物は、これらの構成材料の1種を含有していてもよく、2種以上を含有していても構わない。また、繊維状物は、構成成分として、前記の構成材料の他に、必要に応じて、公知の各種添加剤(例えば、樹脂である場合には酸化防止剤など)を含有していても構わない。   Specific constituent materials of the fibrous material include, for example, cellulose, modified cellulose (such as carboxymethyl cellulose), polypropylene (PP), polyester [polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polybutylene terephthalate (PBT). And the like], resins such as polyacrylonitrile (PAN), aramid, polyamideimide, and polyimide; inorganic materials (inorganic oxides) such as glass, alumina, and silica; and the like. The fibrous material may contain one kind of these constituent materials, or may contain two or more kinds. In addition to the above-described constituent materials, the fibrous material may contain various known additives (for example, an antioxidant in the case of a resin) as necessary. Absent.

繊維状物には、耐熱温度が130℃以上の微粒子との接着性を高めるために、コロナ処理や界面活性剤処理などの表面処理を施してもよい。   The fibrous material may be subjected to a surface treatment such as a corona treatment or a surfactant treatment in order to enhance the adhesion with fine particles having a heat resistant temperature of 130 ° C. or higher.

繊維状物の直径は、耐熱性多孔質膜の厚み以下であればよいが、例えば、0.01〜5μmであることが好ましい。径が大きすぎると、繊維状物同士の絡み合いが不足して、例えば、繊維状物を使用することによる耐熱性多孔質膜の強度向上効果が小さくなる虞がある。また、径が小さすぎると、耐熱性多孔質膜の空孔が小さくなりすぎて、イオン透過性が低下する傾向にあり、電池の負荷特性を低下させてしまうことがある。   Although the diameter of a fibrous material should just be below the thickness of a heat resistant porous membrane, it is preferable that it is 0.01-5 micrometers, for example. If the diameter is too large, the entanglement between the fibrous materials will be insufficient, and for example, the effect of improving the strength of the heat-resistant porous membrane by using the fibrous materials may be reduced. On the other hand, if the diameter is too small, the pores of the heat-resistant porous membrane become too small, and the ion permeability tends to decrease, which may reduce the load characteristics of the battery.

耐熱性多孔質膜中での繊維状物の存在状態は、例えば、長軸(長尺方向の軸)の、耐熱性多孔質膜面に対する角度が平均で30°以下であることが好ましく、20°以下であることがより好ましい。   The state of the presence of the fibrous material in the heat resistant porous membrane is, for example, preferably that the angle of the long axis (long axis) with respect to the heat resistant porous membrane surface is 30 ° or less on average, 20 More preferably, it is not more than 0 °.

耐熱性多孔質膜が前記の繊維状物を含有する場合における耐熱性多孔質膜中の繊維状物の含有量は、繊維状物の使用による作用をより有効に発揮させる観点から、耐熱性多孔質膜の構成成分の全体積中、10体積%以上であることが好ましく、30体積%以上であることがより好ましい。他方、前記の繊維状物を含有する耐熱性多孔質膜において、繊維状物の含有量が多すぎると、他の成分(耐熱温度が130℃以上の微粒子など)の含有量が少なくなって、これら他の成分による作用が低下することがあるため、繊維状物の含有量は、耐熱性多孔質膜の構成成分の全体積中、90体積%以下であることが好ましく、70体積%以下であることがより好ましい。   In the case where the heat-resistant porous membrane contains the fibrous material, the content of the fibrous material in the heat-resistant porous membrane is from the viewpoint of more effectively exerting the action due to the use of the fibrous material. The total volume of the constituent components of the membrane is preferably 10% by volume or more, and more preferably 30% by volume or more. On the other hand, in the heat-resistant porous membrane containing the fibrous material, if the content of the fibrous material is too large, the content of other components (such as fine particles having a heat-resistant temperature of 130 ° C. or higher) decreases. Since the effect of these other components may be reduced, the content of the fibrous material is preferably 90% by volume or less, and 70% by volume or less in the total volume of the constituent components of the heat-resistant porous membrane. More preferably.

本発明の耐熱性多孔質膜には、シャットダウン機能を付与することができる。シャットダウン機能を有する耐熱性多孔質膜とするには、例えば、80〜150℃で溶融する熱溶融性微粒子や、80〜150℃の温度下で非水電解液の吸収量が増大して膨潤する膨潤性微粒子を含有させる方法が採用できる。本明細書でいう「非水電解液の吸液量が増大する」とは、樹脂1g当たりの吸液量が1.0ml/g以上になることを意味する。   A shutdown function can be imparted to the heat resistant porous membrane of the present invention. In order to obtain a heat-resistant porous film having a shutdown function, for example, heat-meltable fine particles that melt at 80 to 150 ° C., or a nonaqueous electrolyte solution that absorbs at a temperature of 80 to 150 ° C. increases and swells. A method of containing swellable fine particles can be employed. As used herein, “the amount of liquid absorbed by the nonaqueous electrolyte increases” means that the amount of liquid absorbed per 1 g of resin is 1.0 ml / g or more.

なお、耐熱性多孔質膜における前記のシャットダウン機能は、例えば、モデルセルの温度による抵抗上昇により評価することが可能である。すなわち、正極、負極、耐熱性多孔質膜(正極および負極のうちのいずれか一方と一体化している)、および非水電解液を備えたモデルセルを作製し、このモデルセルを恒温槽中に保持し、5℃/分の速度で昇温しながらモデルセルの内部抵抗値を測定し、測定された内部抵抗値が、加熱前(室温で測定した抵抗値)の5倍以上となる温度を測定することで、この温度を耐熱性多孔質膜の有するシャットダウン温度として評価することができる。   In addition, the said shutdown function in a heat resistant porous membrane can be evaluated by the resistance rise by the temperature of a model cell, for example. That is, a model cell including a positive electrode, a negative electrode, a heat-resistant porous membrane (integrated with one of the positive electrode and the negative electrode), and a non-aqueous electrolyte is manufactured, and the model cell is placed in a thermostatic bath. Hold and measure the internal resistance value of the model cell while raising the temperature at a rate of 5 ° C./minute, and measure the temperature at which the measured internal resistance value is at least 5 times that before heating (resistance value measured at room temperature). By measuring, this temperature can be evaluated as the shutdown temperature of the heat resistant porous membrane.

80〜150℃で溶融する熱溶融性微粒子、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が80〜150℃のものを含有する耐熱性多孔質膜では、80〜150℃(またはそれ以上の温度)に曝されたときに、熱溶融性微粒子が溶融して耐熱性多孔質膜の空孔が閉塞されるため、Liイオンの移動が阻害される。よって、このような耐熱性多孔質膜を正極と負極との隔離材に用いた非水電池においては、高温時における急激な放電反応が抑制される。この場合、前記の内部抵抗上昇により評価されるセパレータのシャットダウン温度は、熱溶融性微粒子の融点以上150℃以下となる。熱溶融性微粒子の融点(前記融解温度)は、140℃以下であることがより好ましい。   Heat-resistant fine particles that melt at 80 to 150 ° C., that is, those having a melting temperature of 80 to 150 ° C. measured using a differential scanning calorimeter (DSC) according to JIS K 7121 In the porous membrane, when exposed to 80 to 150 ° C. (or higher temperature), the heat-melting fine particles melt and the pores of the heat-resistant porous membrane are closed, so that the movement of Li ions Be inhibited. Therefore, in a non-aqueous battery using such a heat-resistant porous membrane as a separator between the positive electrode and the negative electrode, a rapid discharge reaction at a high temperature is suppressed. In this case, the shutdown temperature of the separator evaluated by the increase in internal resistance is not less than the melting point of the heat-meltable fine particles and not more than 150 ° C. The melting point (the melting temperature) of the heat-meltable fine particles is more preferably 140 ° C. or lower.

熱溶融性微粒子の構成材料の具体例としては、ポリエチレン(PE)、エチレン由来の構造単位が85モル%以上の共重合ポリオレフィン、PP、またはポリオレフィン誘導体(塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレンなど)、ポリオレフィンワックス、石油ワックス、カルナバワックスなどが挙げられる。前記共重合ポリオレフィンとしては、エチレン−ビニルモノマー共重合体、より具体的には、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)、エチレン−メチルアクリレート共重合体、またはエチレン−エチルアクリレート共重合体が例示できる。また、ポリシクロオレフィンなどを用いることもできる。熱溶融性微粒子は、これらの構成材料の1種のみを有していてもよく、2種以上を有していても構わない。これらの中でも、PE、ポリオレフィンワックス、またはエチレン由来の構造単位が85モル%以上のEVAが好適である。また、熱溶融性微粒子は、構成成分として、前記の構成材料の他に、必要に応じて、樹脂に添加される公知の各種添加剤(例えば、酸化防止剤など)を含有していても構わない。   Specific examples of the constituent material of the heat-meltable fine particles include polyethylene (PE), copolymerized polyolefin having a structural unit derived from ethylene of 85 mol% or more, PP, or a polyolefin derivative (chlorinated polyethylene, chlorinated polypropylene, etc.), polyolefin Examples thereof include wax, petroleum wax, carnauba wax and the like. Examples of the copolymer polyolefin include an ethylene-vinyl monomer copolymer, more specifically, an ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA), an ethylene-methyl acrylate copolymer, or an ethylene-ethyl acrylate copolymer. it can. Moreover, polycycloolefin etc. can also be used. The heat-meltable fine particles may have only one kind of these constituent materials, or may have two or more kinds. Among these, PE, polyolefin wax, or EVA having a structural unit derived from ethylene of 85 mol% or more is preferable. Further, the heat-meltable fine particles may contain various known additives (for example, antioxidants) added to the resin as necessary, in addition to the above-described constituent materials. Absent.

熱溶融性微粒子の粒径としては、耐熱温度が130℃以上の微粒子と同じ測定法で測定される数平均粒子径で、例えば、0.001μm以上であることが好ましく、0.1μm以上であることがより好ましく、また、15μm以下であることが好ましく、1μm以下であることがより好ましい。   The particle diameter of the heat-meltable fine particles is a number average particle diameter measured by the same measurement method as that of the fine particles having a heat resistant temperature of 130 ° C. or higher, and is preferably 0.001 μm or more, for example, 0.1 μm or more. More preferably, it is preferably 15 μm or less, and more preferably 1 μm or less.

80〜150℃の温度下で非水電解液の吸収量が増大して膨潤する膨潤性微粒子を有する耐熱性多孔質膜では、電池内で高温に曝されたときに、膨潤性微粒子が非水電解液の吸収量が増大して大きく膨張する(以下、膨潤性微粒子における温度の上昇に伴って非水電解液を吸収し大きく膨張する機能を「熱膨潤性」という)ことにより、耐熱性多孔質膜内のLiイオンの伝導性を著しく低下させるため、電池の内部抵抗が上昇し、前記のシャットダウン機能を確実に確保することが可能となる。膨潤性微粒子が前記の熱膨潤性を示し始める温度は、80℃以上150℃以下であるが、135℃以下であることがより好ましい。   In a heat-resistant porous membrane having swellable fine particles that swell due to an increase in the amount of absorption of the non-aqueous electrolyte at a temperature of 80 to 150 ° C., the swellable fine particles are non-aqueous when exposed to high temperatures in the battery. By increasing the amount of electrolyte absorbed, it expands greatly (hereinafter, the function of absorbing non-aqueous electrolyte and expanding greatly as the temperature rises in the swellable fine particles is referred to as “thermal swelling”). Since the conductivity of Li ions in the membrane is significantly reduced, the internal resistance of the battery is increased, and the shutdown function can be reliably ensured. The temperature at which the swellable fine particles start to exhibit the heat swellability is 80 ° C. or higher and 150 ° C. or lower, and more preferably 135 ° C. or lower.

このような熱膨潤性を有する膨潤性微粒子としては、例えば、架橋ポリスチレン(PS)、架橋アクリル樹脂[例えば、架橋ポリメチルメタクリレート(PMMA)]、架橋フッ素樹脂[例えば、架橋ポリフッ化ビニリデン(PVDF)]などが好適であり、架橋PMMAが特に好ましい。   Examples of such swellable fine particles having thermal swellability include crosslinked polystyrene (PS), crosslinked acrylic resin [for example, crosslinked polymethyl methacrylate (PMMA)], and crosslinked fluororesin [for example, crosslinked polyvinylidene fluoride (PVDF). ] Is preferred, and cross-linked PMMA is particularly preferred.

膨潤性微粒子の粒径は、レーザー散乱粒度分布計(例えば、HORIBA社製「LA−920」)を用い、微粒子を膨潤しない媒体(例えば水)に分散させて測定した数平均粒子径で、0.1〜20μmであることが好ましい。   The particle size of the swellable fine particles is a number average particle size measured by dispersing the fine particles in a non-swelling medium (for example, water) using a laser scattering particle size distribution meter (for example, “LA-920” manufactured by HORIBA). It is preferable that it is 1-20 micrometers.

膨潤性微粒子の市販品としては、例えば、ガンツ化成社製の架橋PMMA「ガンツパール(製品名)」、東洋インキ社製の架橋PMMA「RSP1079(製品名)」などが入手可能である。   Examples of commercially available swellable fine particles include cross-linked PMMA “Gantz Pearl (product name)” manufactured by Gantz Kasei Co., Ltd. and cross-linked PMMA “RSP1079 (product name)” manufactured by Toyo Ink Co., Ltd. are available.

耐熱性多孔質膜にシャットダウン機能を持たせるには、熱溶融性微粒子のみを含有させてもよく、膨潤性微粒子のみを含有させてもよく、熱溶融性微粒子と膨潤性微粒子の両者を含有させてもよい。また、膨潤性微粒子をコアとし、その表面を熱溶融性微粒子の構成材料で覆ったコアシェル型の微粒子のような、熱溶融性微粒子の構成材料と膨潤性微粒子の構成材料との複合体微粒子を耐熱性多孔質膜に含有させてもよい。   In order to give the heat-resistant porous membrane a shutdown function, it may contain only hot-melt fine particles, may contain only swellable fine particles, or contain both hot-melt fine particles and swellable fine particles. May be. Also, composite fine particles of a constituent material of a heat-fusible fine particle and a constituent material of a swellable fine particle such as a core-shell type fine particle having a swellable fine particle as a core and the surface thereof covered with the constituent material of a heat-fusible fine particle You may make it contain in a heat resistant porous membrane.

熱溶融性微粒子や膨潤性微粒子を耐熱性多孔質膜に含有させることでシャットダウン機能を持たせる場合、良好なシャットダウン機能を確保する点からは、耐熱性多孔質膜中における熱溶融性微粒子または膨潤性微粒子の含有量(耐熱性多孔質膜が、熱溶融性微粒子と膨潤性微粒子との両者を含有する場合は、その合計量であり、熱溶融性微粒子の構成材料と膨潤製微粒子の構成材料との複合体微粒子を含有する場合は、その量。)は、耐熱性多孔質膜の構成成分の全体積中、5〜70体積%であることが好ましい。これらの微粒子の含有量が少なすぎると、これらを含有させることによるシャットダウン効果が小さくなることがあり、多すぎると、耐熱性多孔質膜中における耐熱温度が130℃以上の微粒子や繊維状物などの含有量が減ることになるため、これらによって確保される効果が小さくなることがある。   When a heat-resistant porous film contains a heat-meltable fine particle or a swellable fine particle to provide a shutdown function, the heat-meltable fine particle or swelling in the heat-resistant porous film is required to ensure a good shutdown function. Content of heat-soluble fine particles (when the heat-resistant porous film contains both heat-meltable fine particles and swellable fine particles, it is the total amount thereof, and the constituent material of the heat-meltable fine particles and the constituent material of the swollen fine particles Is preferably 5 to 70% by volume in the total volume of the constituent components of the heat-resistant porous membrane. If the content of these fine particles is too small, the shutdown effect due to the inclusion of these may be small, and if too large, the heat resistant temperature in the heat-resistant porous film is 130 ° C. or higher, such as fine particles and fibrous materials Therefore, the effect secured by these may be reduced.

本発明の耐熱性多孔質膜の具体的な態様としては、例えば、下記(a)、(b)および(c)の態様が挙げられる。   Specific embodiments of the heat resistant porous membrane of the present invention include the following embodiments (a), (b) and (c).

(a)耐熱温度が130℃以上の微粒子(および必要に応じてその他の微粒子)が有機バインダにより結着されて形成されたシート状の耐熱性多孔質膜。 (A) A sheet-like heat-resistant porous membrane formed by binding fine particles (and other fine particles if necessary) having an heat-resistant temperature of 130 ° C. or higher with an organic binder.

(b)耐熱温度が130℃以上の微粒子と繊維状物(更には、必要に応じてその他の微粒子)とが均一に分散し、これらが有機バインダにより結着されて形成されたシート状の耐熱性多孔質膜。 (B) Fine sheet having a heat resistance temperature of 130 ° C. or more and a fibrous material (further, if necessary, other fine particles) are uniformly dispersed, and these are heat-bonded in a sheet form formed by binding with an organic binder. Porous membrane.

(c)繊維状物が多数集合して、これらのみによりシート状物を形成しているもの、例えば、織布、不織布(紙を含む)といった形態のものを用い、このシート状物中に耐熱温度が130℃以上の微粒子や必要に応じてその他の微粒子を含有させ、有機バインダによってシート状物に係る繊維状物と各種微粒子などを結着することで構成した単一層からなる耐熱性多孔質膜。 (C) A material in which a large number of fibrous materials are aggregated to form a sheet-like material only, for example, a woven fabric or a nonwoven fabric (including paper) is used. A heat-resistant porous material comprising a single layer composed of fine particles having a temperature of 130 ° C. or higher and other fine particles as required, and binding the fibrous material related to the sheet-like material and various fine particles with an organic binder. film.

このような態様の耐熱性多孔質膜は、非水電池に使用される電極(正極および/または負極)と一体化され、正極と負極とを仕切る隔離材として用いられる。   Such a heat-resistant porous membrane is integrated with an electrode (positive electrode and / or negative electrode) used in a nonaqueous battery, and is used as a separator for partitioning the positive electrode and the negative electrode.

よって、本発明の耐熱性多孔質膜を形成し、電極と一体化するに当たっては、例えば、(a)および(b)の態様の耐熱性多孔質膜については、耐熱温度が130℃以上の微粒子および有機バインダ、更には、必要に応じて繊維状物およびその他の微粒子を含み、これらを溶媒(分散媒を含む。以下同じ。)に分散させて耐熱性多孔質膜形成用組成物を調製し(有機バインダについては溶媒に溶解していてもよい)、これを電極の表面に塗布し、乾燥して電極表面に耐熱性多孔質膜を直接形成する方法が採用できる。   Therefore, when the heat-resistant porous film of the present invention is formed and integrated with the electrode, for example, with respect to the heat-resistant porous film of the embodiments (a) and (b), the heat-resistant temperature is 130 ° C. or more. In addition, an organic binder and, if necessary, a fibrous material and other fine particles are dispersed in a solvent (including a dispersion medium; the same shall apply hereinafter) to prepare a heat-resistant porous film-forming composition. (The organic binder may be dissolved in a solvent), and this can be applied to the surface of the electrode and dried to directly form a heat-resistant porous film on the electrode surface.

また、PETフィルムや金属板などの基材に前記の耐熱性多孔質膜形成用組成物を塗布し、乾燥して(a)や(b)の態様の耐熱性多孔質膜を形成し、これを基材から剥離した後に電極と重ね合わせ、ロールプレスなどにより電極と一体化してもよい。   In addition, the heat-resistant porous film-forming composition is applied to a substrate such as a PET film or a metal plate, and dried to form the heat-resistant porous film of the aspect (a) or (b). After being peeled from the substrate, it may be superposed on the electrode and integrated with the electrode by a roll press or the like.

また、(c)の態様の耐熱性多孔質膜を形成するには、繊維状物のシート状物に、前記の耐熱性多孔質膜形成用組成物を含浸させ、一定のギャップを通して不要な組成物を除去した後、乾燥して独立膜の耐熱性多孔質膜を得ることができる。なお、この耐熱性多孔質膜は、その後、電極と重ね合わせ、ロールプレスなどにより電極と一体化する。   In addition, in order to form the heat-resistant porous film of the aspect (c), a fibrous sheet-like material is impregnated with the heat-resistant porous film-forming composition, and an unnecessary composition is passed through a certain gap. After removing the matter, it can be dried to obtain an independent heat-resistant porous membrane. The heat-resistant porous film is then overlapped with the electrode and integrated with the electrode by a roll press or the like.

(c)の態様の耐熱性多孔質膜で使用する繊維状物のシート状物としては、前記例示の各材料を構成成分に含む繊維状物の少なくとも1種で構成される織布や、これら繊維状物同士が絡み合った構造を有する不織布などの多孔質シートなどが挙げられる。より具体的には、紙、PP不織布、ポリエステル不織布(PET不織布、PEN不織布、PBT不織布など)、PAN不織布などの不織布などが例示できる。   Examples of the fibrous sheet used in the heat-resistant porous membrane of the aspect (c) include a woven fabric composed of at least one fibrous substance containing the above-mentioned exemplified materials as constituent components, and these Examples thereof include a porous sheet such as a nonwoven fabric having a structure in which fibrous materials are entangled with each other. More specifically, non-woven fabrics such as paper, PP non-woven fabric, polyester non-woven fabric (PET non-woven fabric, PEN non-woven fabric, PBT non-woven fabric, etc.) and PAN non-woven fabric can be exemplified.

耐熱性多孔質膜形成用組成物に用いられる溶媒は、耐熱温度が130℃以上の微粒子や熱溶融性微粒子、膨潤性微粒子などを均一に分散でき、また、有機バインダを均一に溶解または分散できるものであればよいが、例えば、トルエンなどの芳香族炭化水素;テトラヒドロフランなどのフラン類;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類;などの有機溶媒が好適である。なお、これらの溶媒に、界面張力を制御する目的で、アルコール(エチレングリコール、プロピレングリコールなど)、または、モノメチルアセテートなどの各種プロピレンオキサイド系グリコールエーテルなどを適宜添加しても良い。また、バインダが水溶性である場合、エマルジョンとして使用する場合などでは、水を溶媒としてもよく、この際にもアルコール類(メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、エチレングリコールなど)を適宜加えて界面張力を制御することもできる。   The solvent used in the composition for forming a heat-resistant porous film can uniformly disperse fine particles having a heat-resistant temperature of 130 ° C. or higher, heat-meltable fine particles, swellable fine particles, and can uniformly dissolve or disperse the organic binder. Any organic solvent may be used, for example, aromatic hydrocarbons such as toluene; furans such as tetrahydrofuran; ketones such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone; In addition, for the purpose of controlling the interfacial tension, alcohols (ethylene glycol, propylene glycol, etc.) or various propylene oxide glycol ethers such as monomethyl acetate may be appropriately added to these solvents. In addition, when the binder is water-soluble or used as an emulsion, water may be used as a solvent. In this case, an alcohol (methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, ethylene glycol, etc.) is added as appropriate to the interface. The tension can also be controlled.

前記の耐熱性多孔質膜形成用組成物では、耐熱温度が130℃以上の微粒子、有機バインダ、熱溶融性微粒子、膨潤性微粒子、繊維状物などを含む固形分含量を、例えば10〜80質量%とすることが好ましい。   In the composition for forming a heat resistant porous film, the solid content including fine particles having an heat resistant temperature of 130 ° C. or higher, an organic binder, hot melt fine particles, swellable fine particles, fibrous materials, etc., for example, 10 to 80 mass. % Is preferable.

耐熱温度が130℃以上の微粒子に板状粒子を用いた場合、耐熱性多孔質膜中における板状粒子の配向性を高めるには、耐熱性多孔質膜形成用組成物を電極表面やその他の基材表面に塗布した塗膜(乾燥前の塗膜)や、耐熱性多孔質膜形成用成物を含浸させたシート状物において、これらの組成物にシェアをかければよい。例えば、耐熱温度が130℃以上の微粒子などをシート状物の空孔内に存在させる方法として上述した耐熱性多孔質膜形成用組成物をシート状物に含浸させた後、一定のギャップを通す方法により、耐熱性多孔質膜形成用組成物にシェアをかけることが可能であり、これにより、板状粒子の配向性を高めることができる。   When plate-like particles are used as fine particles having a heat-resistant temperature of 130 ° C. or higher, in order to increase the orientation of the plate-like particles in the heat-resistant porous film, the composition for forming a heat-resistant porous film is applied to the electrode surface or other In the case of a coating film applied to the substrate surface (coating film before drying) or a sheet-like material impregnated with a heat-resistant porous film-forming composition, these compositions may be shared. For example, after impregnating the above-mentioned composition for forming a heat-resistant porous film as a method for allowing fine particles having a heat-resistant temperature of 130 ° C. or more to exist in the pores of the sheet-like material, a certain gap is passed through the sheet-like material. By the method, it is possible to apply a share to the composition for forming a heat-resistant porous film, whereby the orientation of the plate-like particles can be increased.

また、耐熱性多孔質膜中において、板状の、耐熱温度が130℃以上の微粒子の配向性をより高めるには、前記のシェアをかける方法以外にも、高固形分濃度(例えば50〜80質量%)の耐熱性多孔質膜形成用組成物を使用する方法;耐熱温度が130℃以上の微粒子を、ディスパー、アジター、ホモジナイザー、ボールミル、アトライター、ジェットミルなどの各種混合・攪拌装置、分散装置などを用いて溶媒に分散させ、得られた分散体に有機バインダ(更に、必要に応じて繊維状物、熱溶融性微粒子、膨潤性微粒子など)を添加・混合して調製した耐熱性多孔質膜形成用組成物を使用する方法;表面に油脂類、界面活性剤、シランカップリング剤などの分散性剤を作用させて、表面を改質した耐熱温度が130℃以上の微粒子を用いて調製した耐熱性多孔質膜形成用組成物を使用する方法;形状、径またはアスペクト比の異なる耐熱温度が130℃以上の微粒子を併用して調製した耐熱性多孔質膜形成用組成物を使用する方法;耐熱性多孔質膜形成用組成物をシート状物に含浸させたり、基材上に塗布したりした後の乾燥条件を制御する方法;耐熱性多孔質膜を加圧や加熱加圧プレスする方法;耐熱性多孔質膜形成用組成物をシート状物に含浸させたり、基材上に塗布したりした後、乾燥前に磁場をかける方法;などが採用でき、これらの方法をそれぞれ単独で実施してもよく、2種以上の方法を組み合わせて実施してもよい。   Further, in order to further enhance the orientation of the plate-like fine particles having a heat-resistant temperature of 130 ° C. or higher in the heat-resistant porous film, a high solid content concentration (for example, 50 to 80) other than the method of applying the above-mentioned share. Mass%) heat-resistant porous film-forming composition; fine particles having a heat-resistant temperature of 130 ° C. or higher, various mixing / stirring devices such as dispersers, agitators, homogenizers, ball mills, attritors, jet mills, dispersions Heat-resistant porous material prepared by dispersing in an organic solvent using an apparatus and adding and mixing organic binders (further, if necessary, fibrous materials, heat-meltable fine particles, swellable fine particles, etc.). A method of using a composition for forming a membrane; using fine particles having a heat resistance of 130 ° C. or higher, which is modified by applying a dispersing agent such as oils and fats, surfactants, and silane coupling agents on the surface Method of using the prepared heat-resistant porous film-forming composition; using a heat-resistant porous film-forming composition prepared by using fine particles having a heat-resistant temperature of 130 ° C. or more different in shape, diameter, or aspect ratio Method: Method of controlling drying conditions after impregnating sheet-like composition with heat-resistant porous film forming composition or coating on substrate; Pressing heat-resistant porous film or pressurizing heat A method of impregnating a heat-resistant porous film-forming composition into a sheet-like material or applying it onto a substrate and then applying a magnetic field before drying can be employed. It may be carried out by a combination of two or more methods.

こうして得られる耐熱性多孔質膜の厚みは、これが使用される電池の短絡防止効果をより高め、また、耐熱性多孔質膜の強度を高める観点から、例えば、3μm以上とすることが好ましく、5μm以上とすることがより好ましい。他方、電池のエネルギー密度をより高める観点からは、耐熱性多孔質膜の厚みは、50μm以下とすることが好ましく、30μm以下とすることがより好ましい。   The thickness of the heat-resistant porous membrane thus obtained is preferably 3 μm or more, for example, from the viewpoint of further enhancing the short-circuit prevention effect of the battery in which it is used and increasing the strength of the heat-resistant porous membrane. More preferably. On the other hand, from the viewpoint of further increasing the energy density of the battery, the thickness of the heat-resistant porous film is preferably 50 μm or less, and more preferably 30 μm or less.

また、耐熱性多孔質膜の空孔率は、非水電解質の保液量を確保してイオン透過性を良好にするために、乾燥した状態で、20%以上であることが好ましく、30%以上であることがより好ましい。一方、耐熱性多孔質膜の強度確保と電池における内部短絡の防止の観点から、耐熱性多孔質膜の空孔率は、乾燥した状態で、70%以下であることが好ましく、60%以下であることがより好ましい。なお、耐熱性多孔質膜の空孔率:P(%)は、耐熱性多孔質膜の厚み、面積あたりの質量、構成成分の密度から、下記(2)式を用いて各成分iについての総和を求めることにより計算できる。
P ={1−(m/t)/(Σa・ρ)}×100 (2)
ここで、前記式中、a:全体の質量を1としたときの成分iの比率、ρ:成分iの密度(g/cm)、m:耐熱性多孔質膜の単位面積あたりの質量(g/cm)、t:耐熱性多孔質膜の厚み(cm)、である。
In addition, the porosity of the heat resistant porous membrane is preferably 20% or more in a dry state in order to secure the liquid retention amount of the nonaqueous electrolyte and improve the ion permeability, and preferably 30% More preferably. On the other hand, from the viewpoint of securing the strength of the heat resistant porous membrane and preventing internal short circuit in the battery, the porosity of the heat resistant porous membrane is preferably 70% or less in a dry state, and is 60% or less. More preferably. The porosity of the heat-resistant porous membrane: P (%) is calculated from the thickness of the heat-resistant porous membrane, the mass per area, and the density of the constituent components for each component i using the following formula (2). It can be calculated by calculating the sum.
P = {1- (m / t) / (Σa i · ρ i )} × 100 (2)
Here, in the above formula, a i : ratio of component i when the total mass is 1, ρ i : density of component i (g / cm 3 ), m: per unit area of heat-resistant porous membrane Mass (g / cm 2 ), t: thickness (cm) of heat-resistant porous membrane.

更に、後記の実施例で示す方法により求められる耐熱性多孔質膜の150℃での熱収縮率(電極と一体化された状態での熱収縮率)は、5%以下であることが好ましい。   Furthermore, the heat shrinkage rate at 150 ° C. of the heat-resistant porous membrane obtained by the method shown in the examples described later (heat shrinkage rate when integrated with the electrode) is preferably 5% or less.

また、耐熱性多孔質膜の強度としては、直径が1mmのニードルを用いた突き刺し強度で50g以上であることが望ましい。かかる突き刺し強度が小さすぎると、リチウムのデンドライト結晶が発生した場合に、耐熱性多孔質膜の突き敗れによる短絡が発生する虞がある。   Further, the strength of the heat resistant porous membrane is desirably 50 g or more in terms of piercing strength using a needle having a diameter of 1 mm. If the piercing strength is too small, there is a possibility that a short circuit occurs due to the piercing of the heat-resistant porous film when lithium dendrite crystals are generated.

更に、耐熱性多孔質膜の透気度は、JIS P 8117に準拠した方法で測定され、0.879g/mmの圧力下で100mlの空気が膜を透過する秒数で示されるガーレー値で10〜300secであることが望ましい。透気度が大きすぎると、イオン透過性が小さくなり、小さすぎると耐熱性多孔質膜の強度が小さくなることがある。Further, the air permeability of the heat-resistant porous membrane is measured by a method according to JIS P 8117, and is a Gurley value indicated by the number of seconds that 100 ml of air permeates the membrane under a pressure of 0.879 g / mm 2. It is desirable that it is 10 to 300 sec. If the air permeability is too high, the ion permeability is reduced, and if it is too low, the strength of the heat resistant porous membrane may be reduced.

これまでに説明した構成の耐熱性多孔質膜とすることで、前記の熱収縮率や強度、透気度を確保することができる。   By setting it as the heat resistant porous membrane of the structure demonstrated so far, the said heat shrinkage rate, intensity | strength, and air permeability can be ensured.

本発明の非水電池用セパレータは、多孔質基材と本発明の耐熱性多孔質膜とが一体化されて構成された多層構造のものである。   The separator for nonaqueous batteries of the present invention has a multilayer structure in which a porous substrate and the heat resistant porous membrane of the present invention are integrated.

セパレータに係る多孔質基材としては、樹脂製の不織布、織布、微多孔膜などを用いることができる。   As the porous substrate for the separator, a resin nonwoven fabric, a woven fabric, a microporous membrane, or the like can be used.

本発明のセパレータにシャットダウン機能を付与する場合には、多孔質基材の構成樹脂に、融点が80〜150℃の熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。融点が80〜150℃の熱可塑性樹脂としては、熱溶融性微粒子の構成樹脂として先に例示した各種熱可塑性樹脂が挙げられる。このような熱可塑性樹脂で構成される多孔質基材の中でも、ポリオレフィン(PE、エチレン−プロピレン共重合体など)製の微多孔膜が好ましい。   When providing the shutdown function to the separator of the present invention, it is preferable to use a thermoplastic resin having a melting point of 80 to 150 ° C. as the constituent resin of the porous substrate. Examples of the thermoplastic resin having a melting point of 80 to 150 ° C. include various thermoplastic resins exemplified above as the constituent resin of the thermomeltable fine particles. Among the porous substrates composed of such thermoplastic resins, microporous membranes made of polyolefin (PE, ethylene-propylene copolymer, etc.) are preferable.

本発明のセパレータにおけるシャットダウン機能も、耐熱性多孔質膜のシャットダウン機能と同様に、モデルセルの温度による抵抗上昇により評価することが可能である。すなわち、正極、負極、セパレータおよび非水電解液を備えたモデルセルを作製し、このモデルセルを恒温槽中に保持し、5℃/分の速度で昇温しながらモデルセルの内部抵抗値を測定し、測定された内部抵抗値が、加熱前(室温で測定した抵抗値)の5倍以上となる温度を測定することで、この温度をセパレータの有するシャットダウン温度として評価することができる。   The shutdown function in the separator of the present invention can also be evaluated by the resistance increase due to the temperature of the model cell, similar to the shutdown function of the heat-resistant porous film. That is, a model cell including a positive electrode, a negative electrode, a separator, and a non-aqueous electrolyte is prepared, and the model cell is held in a thermostatic bath, and the internal resistance value of the model cell is set while increasing the temperature at a rate of 5 ° C./min. By measuring and measuring the temperature at which the measured internal resistance value is at least five times that before heating (resistance value measured at room temperature), this temperature can be evaluated as the shutdown temperature of the separator.

他方、セパレータの耐熱性を重視して、シャットダウン機能を付与しない場合には、耐熱性樹脂で構成された多孔質基材を用いることもできる。このような耐熱性樹脂としては、耐熱温度が150℃以上で、電池に用いる非水電解質に対して安定であり、更に電池内部での酸化還元反応に対して安定である樹脂であればいずれでもよい。より具体的には、ポリイミド、ポリアミドイミド、アラミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリスルホン、ポリウレタン、PAN、ポリエステル(PET、PBT、PENなど)などの耐熱性樹脂が挙げられる。   On the other hand, when the heat resistance of the separator is emphasized and the shutdown function is not given, a porous substrate made of a heat resistant resin can also be used. As such a heat-resistant resin, any resin that has a heat-resistant temperature of 150 ° C. or more, is stable with respect to the nonaqueous electrolyte used in the battery, and is stable with respect to the oxidation-reduction reaction inside the battery. Good. More specifically, heat-resistant resins such as polyimide, polyamideimide, aramid, polytetrafluoroethylene, polysulfone, polyurethane, PAN, polyester (PET, PBT, PEN, etc.) can be mentioned.

多孔質基材として使用される微多孔膜には、前記の熱可塑性樹脂により構成されるもの、前記の耐熱性樹脂により構成されるもののいずれにおいても、従来公知の方法によって製造されたものを用いることができる。例えば、溶剤抽出法、乾式または湿式延伸(1軸または2軸延伸)法などにより作製されたイオン透過性の多孔質フィルムを用いることができる。また、薬剤や超臨界COなどを用いた発泡法により微多孔化したフィルムを用いることもできる。As the microporous membrane used as the porous substrate, any of the above-described thermoplastic resin and the above-mentioned heat-resistant resin, manufactured by a conventionally known method, is used. be able to. For example, an ion-permeable porous film produced by a solvent extraction method, a dry or wet stretching (uniaxial or biaxial stretching) method, or the like can be used. In addition, a film microporous by a foaming method using a drug, supercritical CO 2 or the like can also be used.

本発明のセパレータを製造するにあたっては、耐熱性多孔質膜の形成の際に使用される前記の耐熱性多孔質膜形成用組成物を、多孔質基材の表面に塗布し、乾燥する工程を経て、多孔質基材の表面に耐熱性多孔質膜からなる層を形成する方法が採用できる。また、先に例示した独立膜の耐熱性多孔質膜を形成する方法によって得られた耐熱性多孔質膜と、多孔質基材とを重ね、ロールプレスなどにより一体化してもよい。   In producing the separator of the present invention, the step of applying the heat-resistant porous film forming composition used in the formation of the heat-resistant porous film to the surface of the porous substrate and drying it is performed. Then, the method of forming the layer which consists of a heat resistant porous film on the surface of a porous base material is employable. Further, the heat-resistant porous film obtained by the method for forming the heat-resistant porous film of the independent film exemplified above and the porous base material may be stacked and integrated by a roll press or the like.

耐熱温度が130℃以上の微粒子に板状粒子を用いた場合において、その配向性を高めるには、耐熱性多孔質膜において板状粒子の配向性を高める方法として先に例示した各種方法を用いることができる。   In the case where plate-like particles are used for fine particles having a heat-resistant temperature of 130 ° C. or higher, the various methods exemplified above are used as methods for improving the orientation of plate-like particles in the heat-resistant porous film in order to improve the orientation. be able to.

本発明のセパレータにおいて、耐熱性多孔質膜と多孔質基材とは、それぞれ1枚ずつである必要はなく、複数枚でセパレータを構成していてもよい。例えば、耐熱性多孔質膜の両面に多孔質基材を配置した構成としたり、多孔質基材の両面に耐熱性多孔質膜を配置した構成としてもよい。ただし、耐熱性多孔質膜と多孔質基材との合計枚数を増やしすぎると、セパレータの厚みを増やして電池の内部抵抗の増加やエネルギー密度の低下を招く虞があるので好ましくなく、セパレータ中の耐熱性多孔質膜と多孔質基材との合計枚数は5枚以下であることが好ましい。   In the separator of the present invention, the heat-resistant porous film and the porous substrate do not need to be one each, and a plurality of sheets may constitute the separator. For example, it is good also as a structure which has arrange | positioned the porous base material on both surfaces of a heat resistant porous film, or the structure which has arrange | positioned the heat resistant porous film on both surfaces of a porous base material. However, if the total number of the heat-resistant porous membrane and the porous substrate is increased too much, it is not preferable because the thickness of the separator is increased, which may increase the internal resistance of the battery and decrease the energy density. The total number of the heat-resistant porous membrane and the porous substrate is preferably 5 or less.

このようにして得られる本発明のセパレータにおいては、電池の短絡防止効果をより高め、セパレータの強度を確保して、その取り扱い性を良好とする観点から、その厚みは、例えば、5.5μm以上とすることが好ましく、10μm以上とすることがより好ましい。他方、電池のエネルギー密度をより高める観点からは、セパレータの厚みは、50μm以下とすることが好ましく、30μm以下とすることがより好ましい。   In the separator of the present invention thus obtained, the thickness is, for example, 5.5 μm or more from the viewpoint of further enhancing the short-circuit preventing effect of the battery, ensuring the strength of the separator, and improving its handleability. Preferably, the thickness is 10 μm or more. On the other hand, from the viewpoint of further increasing the energy density of the battery, the thickness of the separator is preferably 50 μm or less, and more preferably 30 μm or less.

また、本発明のセパレータにおいては、耐熱性多孔質膜の厚みをX(μm)、多孔質基材の厚みをY(μm)としたとき、XとYとの比率Y/Xを1〜20としつつ、セパレータ全体の厚みが前記好適値を満足するようにすることが好ましい。Y/Xが大きすぎると、耐熱性多孔質膜が薄くなりすぎて、例えば、高温時での寸法安定性が劣る多孔質基材を用いた場合に、その熱収縮を抑制する効果が小さくなる虞がある。また、Y/Xが小さすぎると、耐熱性多孔質膜が厚くなりすぎて、セパレータ全体の厚みを増大させ、出力特性の向上効果が小さくなる虞があるなど、電池特性の低下を引き起こすことがある。なお、セパレータが、耐熱性多孔質膜を複数枚有する場合には、厚みXはその総厚みであり、多孔質基材を複数枚有する場合には、厚みYはその総厚みである。   In the separator of the present invention, when the thickness of the heat-resistant porous film is X (μm) and the thickness of the porous substrate is Y (μm), the ratio Y / X of X to Y is 1-20. However, it is preferable that the thickness of the entire separator satisfies the preferable value. When Y / X is too large, the heat-resistant porous film becomes too thin, and, for example, when a porous substrate having poor dimensional stability at high temperatures is used, the effect of suppressing the thermal shrinkage becomes small. There is a fear. On the other hand, if Y / X is too small, the heat-resistant porous film becomes too thick, which increases the thickness of the entire separator and may cause a decrease in output characteristics, resulting in a decrease in battery characteristics. is there. When the separator has a plurality of heat-resistant porous films, the thickness X is the total thickness, and when the separator has a plurality of porous substrates, the thickness Y is the total thickness.

具体的な値で表現すると、多孔質基材の厚み(セパレータが多孔質基材を複数枚有する場合には、その総厚み)は、5μm以上であることが好ましく、また、30μm以下であることが好ましい。そして、耐熱性多孔質膜の厚み(セパレータが耐熱性多孔質膜を複数枚有する場合には、その総厚み)は、0.5μm以上であることが好ましく、1μm以上であることがより好ましく、2μm以上であることが更に好ましく、また、10μm以下であることが好ましく、5μm以下であることがより好ましく、3μm以下であることがより好ましい。   In terms of specific values, the thickness of the porous substrate (when the separator has a plurality of porous substrates, the total thickness) is preferably 5 μm or more, and 30 μm or less. Is preferred. And the thickness of the heat resistant porous membrane (when the separator has a plurality of heat resistant porous membranes, the total thickness thereof) is preferably 0.5 μm or more, more preferably 1 μm or more, It is further preferably 2 μm or more, more preferably 10 μm or less, more preferably 5 μm or less, and even more preferably 3 μm or less.

また、前記(2)式を用い、mをセパレータの単位面積あたりの質量(g/cm)とし、tをセパレータの厚み(cm)として求められるセパレータの空孔率は、非水電解質の保液量を確保してイオン透過性を良好にするために、乾燥した状態で、20%以上であることが好ましく、30%以上であることがより好ましい。一方、セパレータの強度確保と内部短絡の防止の観点から、前記方法により求められるセパレータの空孔率は、乾燥した状態で、70%以下であることが好ましく、60%以下であることがより好ましい。Further, the porosity of the separator obtained by using the above equation (2), where m is the mass per unit area (g / cm 2 ) of the separator and t is the thickness (cm) of the separator, is the retention of the non-aqueous electrolyte. In order to secure the liquid amount and improve the ion permeability, it is preferably 20% or more, more preferably 30% or more in the dried state. On the other hand, from the viewpoint of securing the strength of the separator and preventing internal short circuit, the porosity of the separator obtained by the above method is preferably 70% or less and more preferably 60% or less in a dry state. .

更に、前記(2)式を用い、mを多孔質基材の単位面積あたりの質量(g/cm)とし、tを多孔質基材の厚み(cm)として求められるセパレータに係る多孔質基材の空孔率は30〜70%であることが好ましい。また、前記(2)により求められるセパレータに係る耐熱性多孔質膜の空孔率は、電極と一体化される耐熱性多孔質膜の場合と同様に、20%以上(より好ましくは30%以上)、70%以下(より好ましくは60%以下)であることが好ましい。Furthermore, using the above formula (2), m is the mass per unit area (g / cm 2 ) of the porous substrate, and t is the porous substrate according to the separator that is required as the thickness (cm) of the porous substrate. It is preferable that the porosity of the material is 30 to 70%. Further, the porosity of the heat-resistant porous film according to the separator obtained by (2) is 20% or more (more preferably 30% or more), as in the case of the heat-resistant porous film integrated with the electrode. ), 70% or less (more preferably 60% or less).

後記の実施例で示す方法により求められるセパレータの150℃での熱収縮率は、5%以下であることが好ましい。   It is preferable that the thermal shrinkage rate at 150 ° C. of the separator obtained by the method described in Examples below is 5% or less.

セパレータの強度としては、直径が1mmのニードルを用いた突き刺し強度で50g以上であることが望ましい。かかる突き刺し強度が小さすぎると、リチウムのデンドライト結晶が発生した場合に、セパレータの突き敗れによる短絡が発生する虞がある。   The strength of the separator is desirably 50 g or more in terms of piercing strength using a needle having a diameter of 1 mm. If the piercing strength is too low, a short circuit may occur due to the piercing of the separator when lithium dendrite crystals are generated.

セパレータの透気度は、JIS P 8117に準拠した方法で測定され、0.879g/mmの圧力下で100mlの空気が膜を透過する秒数で示されるガーレー値で10〜300secであることが望ましい。透気度が大きすぎると、イオン透過性が小さくなり、小さすぎるとセパレータの強度が小さくなることがある。The air permeability of the separator is measured by a method according to JIS P 8117, and is 100 to 300 sec as a Gurley value indicated by the number of seconds that 100 ml of air passes through the membrane under a pressure of 0.879 g / mm 2. Is desirable. If the air permeability is too high, the ion permeability is reduced, and if it is too low, the strength of the separator may be reduced.

更に、セパレータのガーレー値は下記(3)式の関係を満たすことが好ましい。
Gs ≦ max{Ga,Gb}+10 (3)
ここで、Gs:セパレータのガーレー値、Ga:多孔質基材のガーレー値、Gb:耐熱性多孔質膜のガーレー値、max{a,b}:aとbのどちらか大きい方、である。ただし、Gbは、下記(4)式を用いて求める。
Gb = Gs−Ga (4)
Furthermore, it is preferable that the Gurley value of the separator satisfies the relationship of the following formula (3).
Gs ≦ max {Ga, Gb} +10 (3)
Here, Gs: Gurley value of the separator, Ga: Gurley value of the porous substrate, Gb: Gurley value of the heat-resistant porous film, and max {a, b}: whichever is greater of a and b. However, Gb is calculated | required using following (4) Formula.
Gb = Gs-Ga (4)

これまでに説明した構成のセパレータとすることで、前記の熱収縮率や強度、透気度を確保することができる。   By setting it as the separator of the structure demonstrated so far, the said heat shrinkage rate, intensity | strength, and air permeability can be ensured.

本発明の非水電池は、正極、負極および非水電解質を有しており、本発明の耐熱性多孔質膜が正極および負極の少なくとも一方と一体化され、対極とを仕切る隔離材として使用されているか、または本発明のセパレータが正極と負極とを仕切る隔離材として使用されていればよく、その他の構成および構造については特に制限はなく、従来から知られている非水電池(リチウム一次電池などの非水一次電池、リチウム二次電池などの非水二次電池)で採用されている各種構成および構造を適用することができる。以下には、本発明の非水電池のうち、特に主要な形態であるリチウム二次電池について、詳細に説明する。   The non-aqueous battery of the present invention has a positive electrode, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte, and the heat-resistant porous membrane of the present invention is integrated with at least one of the positive electrode and the negative electrode and used as a separator that separates the counter electrode. Or the separator of the present invention may be used as a separator for partitioning the positive electrode and the negative electrode, and there are no particular restrictions on the other configurations and structures, and conventionally known non-aqueous batteries (lithium primary batteries) Various configurations and structures employed in non-aqueous primary batteries such as non-aqueous secondary batteries such as lithium secondary batteries can be applied. Below, the lithium secondary battery which is especially a main form among the non-aqueous batteries of this invention is demonstrated in detail.

リチウム二次電池の形態としては、スチール缶やアルミニウム缶などを外装缶として使用した筒形(角筒形や円筒形など)などが挙げられる。また、金属を蒸着したラミネートフィルムを外装体としたソフトパッケージ電池とすることもできる。   Examples of the form of the lithium secondary battery include a cylindrical shape (such as a rectangular tube shape or a cylindrical shape) using a steel can or an aluminum can as an outer can. Moreover, it can also be set as the soft package battery which used the laminated film which vapor-deposited the metal as an exterior body.

正極は、従来から知られているリチウム二次電池に用いられている正極、すなわち、Liイオンを吸蔵放出可能な活物質を含有する正極であれば特に制限はない。例えば、活物質として、Li1+xMO(−0.1<x<0.1、M:Co、Ni、Mnなど)で表されるリチウム含有遷移金属酸化物;LiMnなどのリチウムマンガン酸化物;LiMnのMnの一部を他元素で置換したLiMn(1−x);オリビン型LiMPO(M:Co、Ni、Mn、Fe);LiMn0.5Ni0.5;Li(1+a)MnNiCo(1−x−y)(−0.1<a<0.1、0<x<0.5、0<y<0.5);などを適用することが可能であり、これらの正極活物質に公知の導電助剤(カーボンブラックなどの炭素材料など)やポリフッ化ビニリデン(PVDF)などの結着剤などを適宜添加した正極合剤を、集電体を芯材として成形体(すなわち、正極合剤層)に仕上げたものなどを、正極として用いることができる。The positive electrode is not particularly limited as long as it is a positive electrode used in a conventionally known lithium secondary battery, that is, a positive electrode containing an active material capable of occluding and releasing Li ions. For example, as an active material, lithium-containing transition metal oxide represented by Li 1 + x MO 2 (−0.1 <x <0.1, M: Co, Ni, Mn, etc.); lithium manganese such as LiMn 2 O 4 Oxide; LiMn x M (1-x) O 2 in which part of Mn of LiMn 2 O 4 is substituted with another element; olivine type LiMPO 4 (M: Co, Ni, Mn, Fe); LiMn 0.5 Ni 0.5 O 2 ; Li (1 + a) Mn x Ni y Co (1-xy) O 2 (−0.1 <a <0.1, 0 <x <0.5, 0 <y <0. 5); can be applied, and a known conductive additive (carbon material such as carbon black) or a binder such as polyvinylidene fluoride (PVDF) is appropriately added to these positive electrode active materials. The positive electrode mixture is formed from a current collector as a core material (ie, And those finished positive electrode mixture layer), it can be used as a positive electrode.

正極の集電体としては、アルミニウムなどの金属の箔、パンチングメタル、網、エキスパンドメタルなどを用い得るが、通常、厚みが10〜30μmのアルミニウム箔が好適に用いられる。   As the current collector of the positive electrode, a metal foil such as aluminum, a punching metal, a net, an expanded metal, or the like can be used. Usually, an aluminum foil having a thickness of 10 to 30 μm is preferably used.

正極側のリード部は、通常、正極作製時に、集電体の一部に正極合剤層を形成せずに集電体の露出部を残し、そこをリード部とすることによって設けられる。ただし、リード部は必ずしも当初から集電体と一体化されたものであることは要求されず、集電体にアルミニウム製の箔などを後から接続することによって設けてもよい。   The lead portion on the positive electrode side is normally provided by leaving the exposed portion of the current collector without forming the positive electrode mixture layer on a part of the current collector and forming the lead portion at the time of producing the positive electrode. However, the lead portion is not necessarily integrated with the current collector from the beginning, and may be provided by connecting an aluminum foil or the like to the current collector later.

負極は、従来から知られているリチウム二次電池に用いられている負極、すなわち、Liイオンを吸蔵放出可能な活物質を含有する負極であれば特に制限はない。例えば、活物質として、黒鉛、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物の焼成体、メソカーボンマイクロビーズ(MCMB)、炭素繊維などの、リチウムを吸蔵、放出可能な炭素系材料の1種または2種以上の混合物が用いられる。また、Si、Sn、Ge、Bi、Sb、Inなどの元素およびその合金、リチウム含有窒化物、または酸化物などのリチウム金属に近い低電圧で充放電できる化合物、もしくはリチウム金属やリチウム/アルミニウム合金も負極活物質として用いることができる。これらの負極活物質に導電助剤(カーボンブラックなどの炭素材料など)やPVDFなどの結着剤などを適宜添加した負極合剤を、集電体を芯材として成形体(負極合剤層)に仕上げたものや、前記の各種合金やリチウム金属の箔を単独、もしくは集電体上に形成したものなどの負極剤層を有するものを、負極として用いることができる。   The negative electrode is not particularly limited as long as it is a negative electrode used in a conventionally known lithium secondary battery, that is, a negative electrode containing an active material capable of occluding and releasing Li ions. For example, carbon that can occlude and release lithium, such as graphite, pyrolytic carbons, cokes, glassy carbons, fired organic polymer compounds, mesocarbon microbeads (MCMB), and carbon fibers as active materials One type or a mixture of two or more types of system materials is used. In addition, elements such as Si, Sn, Ge, Bi, Sb and In and alloys thereof, lithium-containing nitrides, oxides and other compounds that can be charged and discharged at a low voltage close to lithium metal, or lithium metals and lithium / aluminum alloys Can also be used as a negative electrode active material. A negative electrode mixture obtained by appropriately adding a conductive additive (carbon material such as carbon black) or a binder such as PVDF to these negative electrode active materials, and a molded body (negative electrode mixture layer) using a current collector as a core material Those having a negative electrode agent layer such as those finished in the above, or those formed from the above-mentioned various alloys and lithium metal foils alone or formed on a current collector can be used as the negative electrode.

負極に集電体を用いる場合には、集電体としては、銅製やニッケル製の箔、パンチングメタル、網、エキスパンドメタルなどを用い得るが、通常、銅箔が用いられる。この負極集電体は、高エネルギー密度の電池を得るために負極全体の厚みを薄くする場合、厚みの上限は30μmであることが好ましく、また、下限は5μmであることが望ましい。   When a current collector is used for the negative electrode, a copper or nickel foil, a punching metal, a net, an expanded metal, or the like can be used as the current collector, but a copper foil is usually used. In the negative electrode current collector, when the thickness of the entire negative electrode is reduced in order to obtain a battery having a high energy density, the upper limit of the thickness is preferably 30 μm, and the lower limit is preferably 5 μm.

負極側のリード部も、正極側のリード部と同様に、通常、負極作製時に、集電体の一部に負極剤層(負極活物質を有する層、負極合剤層を含む)を形成せずに集電体の露出部を残し、そこをリード部とすることによって設けられる。ただし、この負極側のリード部は必ずしも当初から集電体と一体化されたものであることは要求されず、集電体に銅製の箔などを後から接続することによって設けてもよい。   As with the lead portion on the negative electrode side, the negative electrode layer (including a layer having a negative electrode active material and a negative electrode mixture layer) is usually formed on a part of the current collector during the preparation of the negative electrode. Without leaving the exposed portion of the current collector, it is provided as a lead portion. However, the lead portion on the negative electrode side is not necessarily integrated with the current collector from the beginning, and may be provided by connecting a copper foil or the like to the current collector later.

電極は、前記の正極と前記の負極とを、本発明のセパレータを介して積層するか、または、前記の正極および負極のうちの少なくとも一方と本発明の耐熱性多孔質膜とを一体化し、この耐熱性多孔質膜が介在するようにして正極と負極とを積層した積層構造の電極群や、更にこれらを巻回した巻回構造の電極群の形態で用いることができる。なお、正極および負極のうちの少なくとも一方と本発明の耐熱性多孔質膜とを一体化したものを用いて電池を構成する場合、別途セパレータ(例えば、従来から知られているリチウム二次電池などの電池で使用されているポリオレフィン製の微多孔膜セパレータ)を使用してもよいが、本発明の耐熱性多孔質膜が正極と負極とを仕切る隔離材(すなわちセパレータ)として機能するため、特にセパレータを使用する必要はない。   The electrode is formed by laminating the positive electrode and the negative electrode via the separator of the present invention, or integrating at least one of the positive electrode and the negative electrode with the heat-resistant porous membrane of the present invention, It can be used in the form of an electrode group having a laminated structure in which a positive electrode and a negative electrode are laminated so that this heat-resistant porous film is interposed, or an electrode group having a wound structure in which these are wound. In addition, when a battery is constituted by using at least one of the positive electrode and the negative electrode integrated with the heat-resistant porous film of the present invention, a separate separator (for example, a conventionally known lithium secondary battery) The microporous membrane separator made of polyolefin used in the battery of (1) may be used, but since the heat-resistant porous membrane of the present invention functions as a separator (that is, a separator) separating the positive electrode and the negative electrode, There is no need to use a separator.

非水電解質としては、上述したように、リチウム塩を有機溶媒に溶解した溶液(非水電解液)が用いられる。リチウム塩としては、溶媒中で解離してLiイオンを形成し、電池として使用される電圧範囲で分解などの副反応を起こさないものであれば特に制限は無い。例えば、LiClO、LiPF、LiBF、LiAsF、LiSbF などの無機リチウム塩;LiCFSO、LiCFCO、Li(SO、LiN(CFSO、LiC(CFSO、LiC2n+1SO(n≧2)、LiN(ROSO〔ここでRはフルオロアルキル基〕などの有機リチウム塩;などを用いることができる。As described above, a solution (nonaqueous electrolyte) in which a lithium salt is dissolved in an organic solvent is used as the nonaqueous electrolyte. The lithium salt is not particularly limited as long as it dissociates in a solvent to form Li + ions and does not cause a side reaction such as decomposition in a voltage range used as a battery. For example, inorganic lithium salts such as LiClO 4 , LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiSbF 6 ; LiCF 3 SO 3 , LiCF 3 CO 2 , Li 2 C 2 F 4 (SO 3 ) 2 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , LiC n F 2n + 1 SO 3 (n ≧ 2), LiN (R f OSO 2 ) 2 [where R f is a fluoroalkyl group], etc .; Can be used.

非水電解液に用いる有機溶媒としては、前記のリチウム塩を溶解し、電池として使用される電圧範囲で分解などの副反応を起こさないものであれば特に限定されない。例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ビニレンカーボネートなどの環状カーボネート;ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネートなどの鎖状カーボネート;プロピオン酸メチルなどの鎖状エステル;γ−ブチロラクトンといった環状エステル;ジメトキシエタン、ジエチルエーテル、1,3−ジオキソラン、ジグライム、トリグライム、テトラグライムなどの鎖状エーテル;ジオキサン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフランなどの環状エーテル;アセトニトリル、プロピオニトリル、メトキシプロピオニトリルといったニトリル類;エチレングリコールサルファイトなどの亜硫酸エステル類;などが挙げられ、これらを1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用しても構わない。なお、より良好な特性の電池とするためには、エチレンカーボネートと鎖状カーボネートの混合溶媒など、高い導電率を得ることができる組み合わせで用いることが望ましい。また、これらの非水電解液に安全性や充放電サイクル性、高温貯蔵性といった特性を向上させる目的で、ビニレンカーボネート類、1,3−プロパンサルトン、ジフェニルジスルフィド、シクロヘキシルベンゼン、ビフェニル、フルオロベンゼン、t−ブチルベンゼンなどの添加剤を適宜加えることもできる。   The organic solvent used for the non-aqueous electrolyte is not particularly limited as long as it dissolves the lithium salt and does not cause a side reaction such as decomposition in a voltage range used as a battery. For example, cyclic carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, and vinylene carbonate; chain carbonates such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and methyl ethyl carbonate; chain esters such as methyl propionate; cyclic esters such as γ-butyrolactone; Chain ethers such as ethane, diethyl ether, 1,3-dioxolane, diglyme, triglyme and tetraglyme; cyclic ethers such as dioxane, tetrahydrofuran and 2-methyltetrahydrofuran; nitriles such as acetonitrile, propionitrile and methoxypropionitrile; Sulfites such as ethylene glycol sulfite; and the like, and these may be used alone. , It may be used in combination of two or more thereof. In order to obtain a battery with better characteristics, it is desirable to use a combination that can obtain high conductivity, such as a mixed solvent of ethylene carbonate and chain carbonate. In addition, vinylene carbonates, 1,3-propane sultone, diphenyl disulfide, cyclohexylbenzene, biphenyl, and fluorobenzene are used for the purpose of improving safety, charge / discharge cycleability, and high-temperature storage properties of these non-aqueous electrolytes. An additive such as t-butylbenzene may be added as appropriate.

このリチウム塩の非水電解液中の濃度としては、0.5〜1.5mol/lとすることが好ましく、0.9〜1.25mol/lとすることがより好ましい。   The concentration of the lithium salt in the non-aqueous electrolyte is preferably 0.5 to 1.5 mol / l, and more preferably 0.9 to 1.25 mol / l.

また、前記の有機溶媒の代わりに、エチル−メチルイミダゾリウムトリフルオロメチルスルホニウムイミド、へプチル−トリメチルアンモニウムトリフルオロメチルスルホニウムイミド、ピリジニウムトリフルオロメチルスルホニウムイミド、グアジニウムトリフルオロメチルスルホニウムイミドといった常温溶融塩を用いることもできる。   Also, instead of the organic solvent, melting at room temperature such as ethyl-methylimidazolium trifluoromethylsulfonium imide, heptyl-trimethylammonium trifluoromethylsulfonium imide, pyridinium trifluoromethylsulfonium imide, guanidinium trifluoromethylsulfonium imide A salt can also be used.

更に、前記の非水電解液を含有してゲル化するような高分子材料を添加して、非水電解液をゲル状にして電池に用いてもよい。非水電解液をゲル状とするための高分子材料としては、PVDF、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(PVDF−HFP)、PAN、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、エチレンオキシド−プロピレンオキシド共重合体、主鎖または側鎖にエチレンオキシド鎖を有する架橋ポリマー、架橋したポリ(メタ)アクリル酸エステルなど、公知のゲル状電解質形成可能なホストポリマーが挙げられる。   Further, a polymer material that contains the non-aqueous electrolyte and gels may be added, and the non-aqueous electrolyte may be gelled and used for a battery. Polymer materials for making the non-aqueous electrolyte into a gel include PVDF, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer (PVDF-HFP), PAN, polyethylene oxide, polypropylene oxide, ethylene oxide-propylene oxide copolymer And a known host polymer capable of forming a gel electrolyte, such as a crosslinked polymer having an ethylene oxide chain in the main chain or side chain, and a crosslinked poly (meth) acrylate.

以下、実施例に基づいて本発明を詳細に述べる。ただし、下記実施例は、本発明を制限するものではない。なお、本実施例で用いた耐熱温度が150℃の微粒子、膨潤性微粒子および熱溶融性微粒子の平均粒径は、前記の方法により測定した値である。   Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples. However, the following examples do not limit the present invention. In addition, the average particle diameter of the fine particles having a heat resistant temperature of 150 ° C., the swellable fine particles, and the heat-meltable fine particles used in this example is a value measured by the above method.

実施例1
<電極の作製>
正極は次のようにして作製した。まず、リチウム含有複合酸化物であるLiCoO(正極活物質)90質量部に、導電助剤としてカーボンブラック5質量部を加えて混合し、この混合物にPVDF:5質量部をNMPに溶解させた溶液を加え、混合して正極合剤含有スラリーとし、70メッシュの網を通過させて粒径が大きなものを取り除いた。この正極合剤含有スラリーを、厚みが15μmのアルミニウム箔からなる正極集電体の両面に均一に塗付して乾燥し、その後、ロールプレス機により圧縮成形して総厚さを105μmにした後、切断し、アルミニウム製のリード体を溶接して、帯状の正極を作製した。
Example 1
<Production of electrode>
The positive electrode was produced as follows. First, 90 parts by mass of LiCoO 2 (positive electrode active material), which is a lithium-containing composite oxide, was added and mixed with 5 parts by mass of carbon black as a conductive additive, and PVDF: 5 parts by mass was dissolved in NMP in this mixture. The solution was added and mixed to obtain a positive electrode mixture-containing slurry, which was passed through a 70-mesh net to remove large particles. After this positive electrode mixture-containing slurry is uniformly applied to both surfaces of a positive electrode current collector made of an aluminum foil having a thickness of 15 μm and dried, and then compression molded by a roll press machine to a total thickness of 105 μm This was cut and welded with an aluminum lead body to produce a strip-like positive electrode.

また、負極は次のようにして作製した。負極活物質として人造黒鉛を用い、結着剤としてPVDFを用い、これらを質量比95:5の割合で混合し、更にNMPを加えて混合して負極合剤含有ペーストとした。この負極合剤含有ペーストを、厚みが10μmの銅箔からなる負極集電体の両面に均一に塗布して乾燥し、その後、ロールプレス機により圧縮成形して総厚さを100μmにした後、切断し、ニッケル製のリード体を溶接して、帯状の負極を作製した。   Moreover, the negative electrode was produced as follows. Artificial graphite was used as the negative electrode active material, PVDF was used as the binder, these were mixed at a mass ratio of 95: 5, and NMP was added and mixed to obtain a negative electrode mixture-containing paste. This negative electrode mixture-containing paste was uniformly applied to both sides of a negative electrode current collector made of a copper foil having a thickness of 10 μm and dried, and then compression-molded with a roll press machine to a total thickness of 100 μm. It cut | disconnected and the lead body made from nickel was welded, and the strip | belt-shaped negative electrode was produced.

<非水電解液の調製>
エチレンカーボネート、メチルエチルカーボネート、およびジエチルカーボネートの体積比10:10:30の混合溶媒にLiPFを1.0mol/lの濃度で溶解させたものに、ビニレンカーボネートを、非水電解液の全質量に対して2.5質量%となるように添加して、非水電解液を調製した。
<Preparation of non-aqueous electrolyte>
In a solvent mixture of ethylene carbonate, methyl ethyl carbonate, and diethyl carbonate having a volume ratio of 10:10:30, LiPF 6 was dissolved at a concentration of 1.0 mol / l, and vinylene carbonate was added to the total mass of the non-aqueous electrolyte. The nonaqueous electrolytic solution was prepared by adding 2.5% by mass with respect to the aqueous solution.

<セパレータの作製>
耐熱温度が130℃以上の微粒子であるベーマイト粉末(板状、平均粒径1μm、アスペクト比10、比表面積8m/g)4000gを、水4000gに4回に分けて加え、ディスパーにより2800rpmで5時間攪拌して均一なスラリーを調製した。この分散液に有機バインダである重量平均分子量が350万のPVP[ISPジャパン社製「K−120(商品名)」、Tg:176℃]の水溶液(濃度10質量%)800gを加え、更に水を加えて均一に分散するまで室温で攪拌し、固形分比率が30質量%のスラリー(耐熱性多孔質膜形成用スラリー)を調製した。
<Preparation of separator>
4000 g boehmite powder (plate shape, average particle size 1 μm, aspect ratio 10, specific surface area 8 m 2 / g) as fine particles having a heat resistance temperature of 130 ° C. or more was added to 4000 g of water in 4 portions, and 5 times at 2800 rpm with a disper. A uniform slurry was prepared by stirring for a period of time. To this dispersion was added 800 g of an aqueous solution (concentration: 10% by mass) of PVP [ISP Japan Ltd. “K-120 (trade name)”, Tg: 176 ° C.] having an organic binder weight average molecular weight of 3.5 million, and water. And stirred at room temperature until uniformly dispersed to prepare a slurry having a solid content ratio of 30% by mass (slurry for forming a heat resistant porous film).

PE製微多孔膜の両面にPP製微多孔膜を有する3層構造のポリオレフィン製微多孔膜(厚み:16μm、空孔率:40%、各層の厚み;PP層:5μm/PE層:6μm/PP層:5μm、PE層を構成するPEの融点:135℃)を用意し、その片面にコロナ放電処理を行った。そして、前記3層構造のポリオレフィン製微多孔膜のコロナ放電処理面に、前記のスラリーをマイクログラビアコーターによって塗布し、乾燥して耐熱性多孔質膜を形成することで、厚みが20μmのセパレータを得た。このセパレータの耐熱性多孔質膜の構成成分の全体積中における有機バインダの体積割合は6体積%であり、耐熱性多孔質膜の空孔率は53%であった。   Three-layer polyolefin microporous membrane having a PP microporous membrane on both sides of a PE microporous membrane (thickness: 16 μm, porosity: 40%, thickness of each layer; PP layer: 5 μm / PE layer: 6 μm / PP layer: 5 μm, melting point of PE constituting the PE layer: 135 ° C.) was prepared, and corona discharge treatment was performed on one surface thereof. Then, the slurry is applied to the corona discharge treatment surface of the polyolefin microporous film having a three-layer structure by a microgravure coater and dried to form a heat-resistant porous film, whereby a separator having a thickness of 20 μm is formed. Obtained. The volume ratio of the organic binder in the total volume of the constituent components of the heat resistant porous membrane of this separator was 6% by volume, and the porosity of the heat resistant porous membrane was 53%.

<電池の組み立て>
前記のようにして得たセパレータを、耐熱性多孔質膜側が正極側に向くように前記正極と前記負極との間に介在させつつ重ね、渦巻状に巻回して巻回構造の電極群を作製した。得られた巻回構造の電極群を、径18mm、高さ65mmの鉄製外装缶に入れ、非水電解液を注入した後に封止を行って、図1に示す構成のリチウム二次電池を作製した。このリチウム二次電池では、4.2Vまで充電した場合(正極の電位がLi基準で4.3V)の設計電気容量は、1400mAhである(後記の各実施例および比較例のリチウム二次電池の設計電池容量も、全て同じである)。
<Battery assembly>
The separator obtained as described above is stacked while being interposed between the positive electrode and the negative electrode so that the heat-resistant porous membrane side faces the positive electrode side, and wound to form a spiral wound electrode group. did. The obtained wound electrode group is put into an iron outer can having a diameter of 18 mm and a height of 65 mm, and after sealing with a nonaqueous electrolyte, sealing is performed to produce a lithium secondary battery having the configuration shown in FIG. did. In this lithium secondary battery, when the battery is charged to 4.2 V (the positive electrode potential is 4.3 V based on Li), the design electric capacity is 1400 mAh (the lithium secondary batteries of the examples and comparative examples described later). The design battery capacities are all the same).

ここで、図1に示す電池について説明すると、図1に示すリチウム二次電池では、正極1と負極2がセパレータ3を介して渦巻状に巻回され、巻回構造の電極群として非水電解液4と共に外装缶5内に収容されている。なお、図1では、繁雑化を避けるため、正極1や負極2の作製にあたって使用した集電体などは図示していない。   Here, the battery shown in FIG. 1 will be described. In the lithium secondary battery shown in FIG. 1, the positive electrode 1 and the negative electrode 2 are spirally wound through the separator 3, and non-aqueous electrolysis is performed as an electrode group having a wound structure. It is accommodated in the outer can 5 together with the liquid 4. In FIG. 1, in order to avoid complication, a current collector used for manufacturing the positive electrode 1 and the negative electrode 2 is not shown.

外装缶5の底部には前記巻回構造の電極群の挿入に先立って、PPからなる絶縁体6が配置されている。封口板7は、アルミニウム製で円板状をしていて、その中央部に薄肉部7aが設けられ、かつ前記薄肉部7aの周囲に電池内圧を防爆弁9に作用させるための圧力導入口7bとしての孔が設けられている。そして、この薄肉部7aの上面に防爆弁9の突出部9aが溶接され、溶接部分11を構成している。なお、前記の封口板7に設けた薄肉部7aや防爆弁9の突出部9aなどは、図面上での理解がしやすいように、切断面のみを図示しており、切断面後方の輪郭は図示を省略している。また、封口板7の薄肉部7aと防爆弁9の突出部9aの溶接部分11も、図面上での理解が容易なように、実際よりは誇張した状態に図示している。   An insulator 6 made of PP is disposed at the bottom of the outer can 5 prior to the insertion of the electrode group having the winding structure. The sealing plate 7 is made of aluminum and has a disk shape. A thin portion 7a is provided at the center of the sealing plate 7, and a pressure introduction port 7b for allowing the battery internal pressure to act on the explosion-proof valve 9 around the thin portion 7a. As a hole. And the protrusion part 9a of the explosion-proof valve 9 is welded to the upper surface of this thin part 7a, and the welding part 11 is comprised. The thin-walled portion 7a provided on the sealing plate 7 and the protruding portion 9a of the explosion-proof valve 9 are shown only on the cut surface for easy understanding on the drawing, and the contour behind the cut surface is The illustration is omitted. In addition, the welded portion 11 of the thin-walled portion 7a of the sealing plate 7 and the protruding portion 9a of the explosion-proof valve 9 is also illustrated in an exaggerated state so as to facilitate understanding on the drawing.

端子板8は、圧延鋼製で表面にニッケルメッキが施され、周縁部が鍔状になった帽子状をしており、この端子板8にはガス排出口8aが設けられている。防爆弁9は、アルミニウム製で円板状をしており、その中央部には発電要素側(図1では、下側)に先端部を有する突出部9aが設けられ、かつ薄肉部9bが設けられ、前記突出部9aの下面が、前記のように、封口板7の薄肉部7aの上面に溶接され、溶接部分11を構成している。絶縁パッキング10は、PP製で環状をしており、封口板7の周縁部の上部に配置され、その上部に防爆弁9が配置していて、封口板7と防爆弁9とを絶縁するとともに、両者の間から非水電解液が漏れないように両者の間隙を封止している。環状ガスケット12はPP製で、リード体13はアルミニウム製で、前記封口板7と正極1とを接続し、巻回構造の電極群の上部には絶縁体14が配置され、負極2と外装缶5の底部とはニッケル製のリード体15で接続されている。   The terminal plate 8 is made of rolled steel, has a nickel plating on the surface, and has a hat shape with a peripheral edge portion having a hook shape. The terminal plate 8 is provided with a gas discharge port 8a. The explosion-proof valve 9 is made of aluminum and has a disk shape, and a central portion is provided with a protruding portion 9a having a tip portion on the power generation element side (lower side in FIG. 1) and a thin portion 9b. As described above, the lower surface of the protruding portion 9a is welded to the upper surface of the thin portion 7a of the sealing plate 7 to constitute the welded portion 11. The insulating packing 10 is made of PP and has an annular shape. The insulating packing 10 is arranged at the upper part of the peripheral edge of the sealing plate 7. The explosion-proof valve 9 is arranged at the upper part of the insulating packing 10 and insulates the sealing plate 7 and the explosion-proof valve 9. The gap between the two is sealed so that the non-aqueous electrolyte does not leak between the two. The annular gasket 12 is made of PP, the lead body 13 is made of aluminum, the sealing plate 7 and the positive electrode 1 are connected to each other, an insulator 14 is disposed on the upper part of the wound electrode group, and the negative electrode 2 and the outer can The bottom of 5 is connected by a lead body 15 made of nickel.

この電池においては、封口板7の薄肉部7aと防爆弁9の突出部9aとが溶接部分11で接触し、防爆弁9の周縁部と端子板8の周縁部とが接触し、正極1と封口板7とは正極側のリード体13で接続されているので、通常の状態では、正極1と端子板8とはリード体13、封口板7、防爆弁9およびそれらの溶接部分11によって電気的接続が得られ、電路として正常に機能する。   In this battery, the thin-walled portion 7a of the sealing plate 7 and the protruding portion 9a of the explosion-proof valve 9 are in contact with each other at the welded portion 11, the peripheral portion of the explosion-proof valve 9 and the peripheral portion of the terminal plate 8 are in contact with each other. Since the positive electrode 1 and the terminal plate 8 are connected to the sealing plate 7 by the positive lead 13, the positive electrode 1 and the terminal plate 8 are electrically connected by the lead 13, the sealing plate 7, the explosion-proof valve 9, and their welded portions 11. Connection is obtained and functions normally as an electrical circuit.

そして、電池が高温にさらされるなど、電池に異常事態が起こり、電池内部にガスが発生して電池の内圧が上昇した場合には、その内圧上昇により、防爆弁9の中央部が内圧方向(図2では、上側の方向)に変形し、それに伴って溶接部分11で一体化されている薄肉部7aに剪断力が働いて該薄肉部7aが破断するか、または防爆弁9の突出部9aと封口板7の薄肉部7aとの溶接部分11が剥離した後、この防爆弁9に設けられている薄肉部9bが開裂してガスを端子板8のガス排出口8aから電池外部に排出させて電池の破裂を防止することができるように設計されている。   When the battery is exposed to a high temperature and an abnormal situation occurs, gas is generated inside the battery and the internal pressure of the battery rises, the internal pressure increases, so that the central portion of the explosion-proof valve 9 moves in the internal pressure direction ( In FIG. 2, the thin-walled portion 7 a is deformed in the upper direction), and accordingly, the thin-walled portion 7 a integrated with the welded portion 11 acts to break the thin-walled portion 7 a, or the protruding portion 9 a of the explosion-proof valve 9. After the welded portion 11 between the sealing plate 7 and the thin portion 7a of the sealing plate 7 is peeled off, the thin portion 9b provided on the explosion-proof valve 9 is cleaved and gas is discharged from the gas discharge port 8a of the terminal plate 8 to the outside of the battery. Designed to prevent battery rupture.

実施例2
実施例1で用いたものと同じベーマイト粉末4000gを、水4000gに4回に分けて加え、ディスパーにより2800rpmで5時間攪拌して均一な分散液を調製した。この分散液に有機バインダである重量平均分子量が160万のPVP[ISPジャパン社製「K−90(商品名)」、Tg:174℃]の水溶液(濃度10質量%)800gを加え、更に水を加えて均一に分散するまで室温で攪拌し、固形分比率が30質量%のスラリーを調製した。このスラリーにフッ素系界面活性剤(パーフルオロアルキルエチレンオキシド付加物)を、水100質量部に対して0.1質量部の量で添加し、均一になるまで攪拌して耐熱性多孔質膜形成用スラリーを得た。
Example 2
4000 g of the same boehmite powder used in Example 1 was added to 4000 g of water in four portions, and the mixture was stirred with a disper at 2800 rpm for 5 hours to prepare a uniform dispersion. To this dispersion, 800 g of an aqueous solution (concentration: 10% by mass) of PVP [“K-90 (trade name)” manufactured by ISP Japan, Tg: 174 ° C.] having a weight average molecular weight of 1.6 million, which is an organic binder, is added. And stirred at room temperature until uniformly dispersed to prepare a slurry having a solid content ratio of 30% by mass. To this slurry, a fluorosurfactant (perfluoroalkylethylene oxide adduct) is added in an amount of 0.1 parts by mass with respect to 100 parts by mass of water, and stirred until uniform to form a heat resistant porous film. A slurry was obtained.

実施例1で用いたものと同じ3層構造のポリオレフィン製微多孔膜(コロナ放電処理を施していないもの)の片面に、グラビアコーターを用いて前記スラリーを塗布した後、乾燥して耐熱性多孔質膜を形成することで、厚みが20μmのセパレータを得た。このセパレータの耐熱性多孔質膜の構成成分の全体積中における有機バインダの体積割合は6体積%であり、耐熱性多孔質膜の空孔率は52%であった。   The slurry is applied to one side of a polyolefin microporous membrane (not subjected to corona discharge treatment) having the same three-layer structure as used in Example 1, using a gravure coater, and then dried to form a heat-resistant porous film. By forming a membrane, a separator having a thickness of 20 μm was obtained. The volume ratio of the organic binder in the total volume of the constituent components of the heat resistant porous membrane of this separator was 6% by volume, and the porosity of the heat resistant porous membrane was 52%.

そして、このセパレータを用いた以外は、実施例1と同様にしてリチウム二次電池を作製した。   And the lithium secondary battery was produced like Example 1 except having used this separator.

実施例3
ベーマイトの分散液に加える有機バインダの水溶液を、重量平均分子量が40万のPVP[ISPジャパン社製「K−60(商品名)」、Tg:170℃]の水溶液(濃度10質量%)に変更した以外は、実施例1と同様にして固形分比率が30質量%の耐熱性多孔質形成用スラリーを調製し、このスラリーを用いた以外は、実施例1と同様にして厚みが20μmのセパレータを作製した。このセパレータの耐熱性多孔質膜の構成成分の全体積中における有機バインダの体積割合は6体積%であり、耐熱性多孔質膜の空孔率は53%であった。
Example 3
The aqueous solution of the organic binder to be added to the boehmite dispersion is changed to an aqueous solution (concentration 10% by mass) of PVP having a weight average molecular weight of 400,000 [K-60 (trade name) manufactured by ISP Japan, Tg: 170 ° C.]. In the same manner as in Example 1, a heat-resistant porous forming slurry having a solid content ratio of 30% by mass was prepared, and a separator having a thickness of 20 μm was prepared in the same manner as in Example 1 except that this slurry was used. Was made. The volume ratio of the organic binder in the total volume of the constituent components of the heat resistant porous membrane of this separator was 6% by volume, and the porosity of the heat resistant porous membrane was 53%.

そして、このセパレータを用いた以外は、実施例1と同様にしてリチウム二次電池を作製した。   And the lithium secondary battery was produced like Example 1 except having used this separator.

実施例4
実施例1で用いたものと同じベーマイト粉末4000gを、水4000gに4回に分けて加え、ディスパーにより2800rpmで5時間攪拌して均一な分散液を調製した。この分散液に、架橋PMMA微粒子(膨潤性微粒子、平均粒径0.4μm)の水分散体(固形分比率:40質量%)4000gと、重量平均分子量が350万のPVP[ISPジャパン社製「K−120(商品名)」、Tg:176℃]の水溶液(濃度10質量%)800gとを加え、更に水を加えて均一に分散するまで室温で攪拌し、固形分比率が30質量%の耐熱性多孔質形成用スラリーを調製した。
Example 4
4000 g of the same boehmite powder used in Example 1 was added to 4000 g of water in four portions, and the mixture was stirred with a disper at 2800 rpm for 5 hours to prepare a uniform dispersion. In this dispersion, 4000 g of an aqueous dispersion (solid content ratio: 40% by mass) of crosslinked PMMA fine particles (swellable fine particles, average particle size 0.4 μm) and PVP having a weight average molecular weight of 3.5 million (manufactured by ISP Japan, “ K-120 (trade name) ”, Tg: 176 ° C.] in an aqueous solution (concentration: 10% by mass), and further stirred at room temperature until uniformly dispersed by adding water, and the solid content ratio is 30% by mass. A heat-resistant porous forming slurry was prepared.

実施例1で用いたものと同じ3層構造のポリオレフィン製微多孔膜のコロナ放電処理面に、グラビアコーターを用いて前記スラリーを塗布した後、乾燥して耐熱性多孔質膜を形成することで、厚みが20μmのセパレータを得た。このセパレータの耐熱性多孔質膜の構成成分の全体積中における有機バインダの体積割合は6体積%であり、耐熱性多孔質膜の空孔率は51%であった。   By applying the slurry to the corona discharge treatment surface of the polyolefin microporous membrane having the same three-layer structure as used in Example 1 using a gravure coater, and drying to form a heat resistant porous membrane. A separator having a thickness of 20 μm was obtained. The volume ratio of the organic binder in the total volume of the constituent components of the heat-resistant porous film of this separator was 6% by volume, and the porosity of the heat-resistant porous film was 51%.

そして、このセパレータを用いた以外は、実施例1と同様にしてリチウム二次電池を作製した。   And the lithium secondary battery was produced like Example 1 except having used this separator.

実施例5
耐熱温度が130℃以上の微粒子として、一次粒子の連なった二次粒子状ベーマイト粉末(平均粒径0.06μm、比表面積100m/g)を用い、このベーマイト粉末4000gを水4000gに4回に分けて加え、ディスパーにより2800rpmで5時間攪拌して均一な分散液を調製した。この分散液に、PE微粒子(熱溶融性微粒子、融点135℃、平均粒径1.0μm)の水分散体(固形分比率40%)4000gと、重量平均分子量が350万のPVP[ISPジャパン社製「K−120(商品名)」、Tg:176℃]の水溶液(濃度10質量%)1200gとを加え、更に水を加えて均一に分散するまで室温で攪拌し、固形分比率が30質量%の耐熱性多孔質形成用スラリーを調製した。
Example 5
Secondary particulate boehmite powder (average particle size 0.06 μm, specific surface area 100 m 2 / g) with continuous primary particles was used as fine particles having a heat-resistant temperature of 130 ° C. or higher, and 4000 g of this boehmite powder was added to 4000 g of water four times. Separately added, the mixture was stirred with a disper at 2800 rpm for 5 hours to prepare a uniform dispersion. To this dispersion, 4000 g of an aqueous dispersion (solid content ratio 40%) of PE fine particles (heat-meltable fine particles, melting point 135 ° C., average particle size 1.0 μm) and PVP [ISP Japan Co., Ltd.] having a weight average molecular weight of 3.5 million “K-120 (trade name)”, Tg: 176 ° C.] (1200 g) in water (concentration: 10% by mass) was added and stirred at room temperature until water was uniformly dispersed and the solid content ratio was 30%. % Heat-resistant porous forming slurry was prepared.

多孔質基材にPET不織布(目付け8g/m、厚み16μm)を用意し、これに前記スラリーをディップ塗布した後、乾燥して耐熱性多孔質膜を形成することで、厚みが20μmのセパレータを得た。このセパレータの耐熱性多孔質膜の構成成分の全体積中における有機バインダの体積割合は9体積%であり、耐熱性多孔質膜の空孔率は51%であった。A separator having a thickness of 20 μm is prepared by preparing a PET nonwoven fabric (weight per unit: 8 g / m 2 , thickness: 16 μm) on the porous substrate, dipping the slurry on the porous substrate, and drying to form a heat resistant porous film. Got. The volume ratio of the organic binder in the total volume of the constituent components of the heat resistant porous film of this separator was 9% by volume, and the porosity of the heat resistant porous film was 51%.

そして、このセパレータを用いた以外は、実施例1と同様にしてリチウム二次電池を作製した。   And the lithium secondary battery was produced like Example 1 except having used this separator.

実施例6
耐熱温度が130℃以上の微粒子として、アルミナ粉末(平均粒径0.4μm、比表面積7m/g)を用意し、このアルミナ粉末4000gを水4000gに4回に分けて加え、ディスパーにより2800rpmで5時間攪拌して均一な分散液を調製した。この分散液に、PE微粒子(熱溶融性微粒子、融点135℃、平均粒径1.0μm)の水分散体(固形分比率40%)4000gと、重量平均分子量が350万のPVP[ISPジャパン社製「K−120(商品名)」、Tg:176℃]の水溶液(濃度10質量%)1200gとを加え、更に水を加えて均一に分散するまで室温で攪拌し、固形分比率が30質量%の耐熱性多孔質形成用スラリーを調製した。
Example 6
Alumina powder (average particle size 0.4 μm, specific surface area 7 m 2 / g) is prepared as fine particles having a heat-resistant temperature of 130 ° C. or more, 4000 g of this alumina powder is added to 4000 g of water in four portions, and 2800 rpm is added by a disper at 2800 rpm. A uniform dispersion was prepared by stirring for 5 hours. To this dispersion, 4000 g of an aqueous dispersion (solid content ratio 40%) of PE fine particles (heat-meltable fine particles, melting point 135 ° C., average particle size 1.0 μm) and PVP [ISP Japan Co., Ltd.] having a weight average molecular weight of 3.5 million “K-120 (trade name)”, Tg: 176 ° C.] (1200 g) in water (concentration: 10% by mass) was added and stirred at room temperature until water was uniformly dispersed and the solid content ratio was 30%. % Heat-resistant porous forming slurry was prepared.

実施例1で作製したものと同じ負極の負極合剤層上に、グラビアコーターを用いて前記スラリーを塗布した後乾燥し、厚みが20μmの耐熱性多孔質膜を形成して、負極と耐熱性多孔質膜との一体化物を得た。この耐熱性多孔質膜の構成成分の全体積中における有機バインダの体積割合は15体積%であり、耐熱性多孔質膜の空孔率は46%であった。   On the negative electrode mixture layer of the same negative electrode as that prepared in Example 1, the slurry was applied using a gravure coater and then dried to form a heat-resistant porous film having a thickness of 20 μm. An integrated product with a porous membrane was obtained. The volume ratio of the organic binder in the total volume of the constituent components of the heat-resistant porous film was 15% by volume, and the porosity of the heat-resistant porous film was 46%.

前記の負極と耐熱性多孔質膜との一体化物と、実施例1で作製したものと同じ正極とを重ね合わせ、渦巻状に巻回して巻回構造の電極群を作製した。そして、この電極群を用いた以外は、実施例1と同様にしてリチウム二次電池を作製した。   The integrated product of the negative electrode and the heat-resistant porous film and the same positive electrode as those prepared in Example 1 were superposed and wound in a spiral shape to produce a wound electrode group. And the lithium secondary battery was produced like Example 1 except having used this electrode group.

実施例7
実施例6で調製したものと同じ耐熱性多孔質膜形成用スラリーを、実施例1で作製したものと同じ負極の負極合剤層上に、グラビアコーターを用いて前記スラリーを塗布した後乾燥し、厚みが10μmの耐熱性多孔質膜を形成して、負極と耐熱性多孔質膜との一体化物を得た。
Example 7
The same slurry for forming a heat resistant porous film as that prepared in Example 6 was applied on the negative electrode mixture layer of the same negative electrode as that prepared in Example 1 using a gravure coater and then dried. Then, a heat-resistant porous film having a thickness of 10 μm was formed to obtain an integrated product of the negative electrode and the heat-resistant porous film.

また、実施例6で調製したものと同じ耐熱性多孔質膜形成用スラリーを、実施例1で作製したものと同じ正極の正極合剤層上に、グラビアコーターを用いて前記スラリーを塗布した後乾燥し、厚みが10μmの耐熱性多孔質膜を形成して、正極と耐熱性多孔質膜との一体化物を得た。   Moreover, after apply | coating the said slurry for heat resistant porous membrane formation same as what was prepared in Example 6 on the positive mix layer of the same positive electrode as what was produced in Example 1 using a gravure coater It dried and formed the heat-resistant porous membrane with a thickness of 10 micrometers, and obtained the integrated object of the positive electrode and the heat-resistant porous membrane.

前記の負極と耐熱性多孔質膜との一体化物における耐熱性多孔質膜、および前記の正極と耐熱性多孔質膜との一体化物における耐熱性多孔質膜は、構成成分の全体積中における有機バインダの体積割合が15体積%であり、空孔率が46%であった。   The heat-resistant porous membrane in the integrated product of the negative electrode and the heat-resistant porous membrane, and the heat-resistant porous membrane in the integrated product of the positive electrode and the heat-resistant porous membrane are organic in the total volume of the constituent components. The volume ratio of the binder was 15% by volume, and the porosity was 46%.

前記の負極と耐熱性多孔質膜との一体化物と、前記の正極と耐熱性多孔質膜との一体化物とを重ね合わせ、渦巻状に巻回して巻回構造の電極群を作製した。そして、この電極群を用いた以外は、実施例1と同様にしてリチウム二次電池を作製した。   The integrated product of the negative electrode and the heat-resistant porous membrane and the integrated product of the positive electrode and the heat-resistant porous membrane were superposed and wound in a spiral shape to produce a wound electrode group. And the lithium secondary battery was produced like Example 1 except having used this electrode group.

比較例1
ベーマイトの分散液に加える有機バインダの水溶液を、重量平均分子量が7万のPVP[ISPジャパン社製「K−30(商品名)」、Tg:163℃]の水溶液(濃度10質量%)に変更した以外は、実施例1と同様にして固形分比率が30質量%の耐熱性多孔質形成用スラリーを調製し、このスラリーを用いた以外は、実施例1と同様にして厚みが20μmのセパレータを作製した。このセパレータの耐熱性多孔質膜の構成成分の全体積中における有機バインダの体積割合は6体積%であり、耐熱性多孔質膜の空孔率は53%であった。
Comparative Example 1
The aqueous solution of the organic binder to be added to the boehmite dispersion was changed to an aqueous solution (concentration: 10% by mass) of PVP having a weight average molecular weight of 70,000 (“K-30 (trade name)” manufactured by ISP Japan, Tg: 163 ° C.). In the same manner as in Example 1, a heat-resistant porous forming slurry having a solid content ratio of 30% by mass was prepared, and a separator having a thickness of 20 μm was prepared in the same manner as in Example 1 except that this slurry was used. Was made. The volume ratio of the organic binder in the total volume of the constituent components of the heat resistant porous membrane of this separator was 6% by volume, and the porosity of the heat resistant porous membrane was 53%.

そして、このセパレータを用いた以外は、実施例1と同様にしてリチウム二次電池を作製した。   And the lithium secondary battery was produced like Example 1 except having used this separator.

比較例2
耐熱温度が130℃以上の微粒子を、平均粒径が0.005μmで比表面積が250m/gのベーマイト粉末に変更した以外は、実施例1と同様にして耐熱性多孔質膜形成用スラリーを調製し、このスラリーを用いた以外は、実施例1と同様にして厚みが20μmの耐熱性多孔質膜を有するセパレータを作製した。このセパレータの耐熱性多孔質膜の構成成分の全体積中における有機バインダの体積割合は6体積%であり、耐熱性多孔質膜の空孔率は46%であった。
Comparative Example 2
A slurry for forming a heat resistant porous membrane was prepared in the same manner as in Example 1 except that the fine particles having a heat resistant temperature of 130 ° C. or higher were changed to boehmite powder having an average particle diameter of 0.005 μm and a specific surface area of 250 m 2 / g. A separator having a heat-resistant porous film having a thickness of 20 μm was prepared in the same manner as in Example 1 except that this slurry was prepared. The volume ratio of the organic binder in the total volume of the constituent components of the heat resistant porous film of this separator was 6% by volume, and the porosity of the heat resistant porous film was 46%.

そして、このセパレータを用いた以外は、実施例1と同様にしてリチウム二次電池を作製した。   And the lithium secondary battery was produced like Example 1 except having used this separator.

比較例3
実施例1で用いたものと同じベーマイト粉末4000gを、水4000gに4回に分けて加え、ディスパーにより2800rpmで5時間攪拌して均一な分散液を調製した。この分散液に有機バインダである重量平均分子量が160万のPVP[ISPジャパン社製「K−90(商品名)」、Tg:174℃]の水溶液(濃度10質量%)200gを加え、更に水を加えて均一に分散するまで室温で攪拌して耐熱性多孔質膜形成用スラリーを調製した。
Comparative Example 3
4000 g of the same boehmite powder used in Example 1 was added to 4000 g of water in four portions, and the mixture was stirred with a disper at 2800 rpm for 5 hours to prepare a uniform dispersion. 200 g of an aqueous solution (concentration: 10% by mass) of PVP [ISP Japan Co., Ltd. “K-90 (trade name)”, Tg: 174 ° C.], which is an organic binder, is added to this dispersion as a weight average molecular weight of 1.6 million. And stirred at room temperature until uniformly dispersed to prepare a slurry for forming a heat resistant porous film.

そして、前記スラリーを用いた以外は、実施例1と同様にして厚みが20μmの耐熱性多孔質膜を有するセパレータを作製し、このセパレータを用いた以外は、実施例1と同様にしてリチウム二次電池を作製した。なお、前記セパレータの耐熱性多孔質膜の構成成分の全体積中における有機バインダの体積割合は1.5体積%であり、耐熱性多孔質膜の空孔率は57%であった。   A separator having a heat-resistant porous film having a thickness of 20 μm was prepared in the same manner as in Example 1 except that the slurry was used. A secondary battery was produced. The volume ratio of the organic binder in the total volume of the constituent components of the heat resistant porous film of the separator was 1.5% by volume, and the porosity of the heat resistant porous film was 57%.

実施例および比較例のリチウム二次電池、並びに実施例および比較例の電池に使用したセパレータまたは耐熱性多孔質膜について、下記の各評価を行った。   The following evaluation was performed about the lithium secondary battery of an Example and a comparative example, and the separator or heat resistant porous membrane used for the battery of an Example and a comparative example.

<セパレータまたは耐熱性多孔質膜の熱収縮試験>
実施例1〜5および比較例1〜3の電池に使用したセパレータ、並びに実施例6、7の電池に使用した負極と耐熱性多孔質膜との一体化物から、MD方向、TD方向をそれぞれ5cm、10cmとした短冊状のサンプル片を切り取った。ここで、MD方向とは、セパレータまたは負極と耐熱性多孔質膜との一体化物の作製の際の機械方向であり、TD方向はそれらに垂直な方向である。
<Heat shrinkage test of separator or heat-resistant porous membrane>
From the separator used in the batteries of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3, and the integrated product of the negative electrode and the heat-resistant porous film used in the batteries of Examples 6 and 7, the MD direction and the TD direction were each 5 cm. A strip-shaped sample piece of 10 cm was cut out. Here, the MD direction is the machine direction when producing an integrated product of the separator or negative electrode and the heat-resistant porous membrane, and the TD direction is a direction perpendicular to them.

前記の各サンプルについて、長辺方向(TD方向)の中心と短片方向(MD方向)の中心とで交差するように、長辺方向および短辺方向に平行にそれぞれ3cmずつの直線を油性ペンでマークした。なお、それぞれの直線の中心は、これらの直線の交差点とした。これらのサンプルを恒温槽に吊るし、槽内温度を5℃/分の割合で温度上昇させ、150℃に到達後、150℃で1時間温度を保ち、試験開始から150℃1時間の定置運転を行った際の長辺方向および短辺方向のマークの長さを測定し、昇温前のそれぞれの長さとの差を求め、更にこれらの差と昇温前のそれぞれの長さとの比を求めることで、それぞれの方向の熱収縮率を算出した。なお、各セパレータおよび耐熱性多孔質膜の熱収縮率は、長辺方向の熱収縮率と短辺方向の熱収縮率のうちの値の大きい方とした。   For each of the above samples, straight lines of 3 cm each in parallel with the long side direction and the short side direction are crossed with the oil pen so that the center in the long side direction (TD direction) and the center in the short piece direction (MD direction) intersect each other. Marked. The center of each straight line was the intersection of these straight lines. These samples are hung in a thermostatic bath, the temperature in the bath is increased at a rate of 5 ° C./min. After reaching 150 ° C., the temperature is maintained at 150 ° C. for 1 hour, and the stationary operation is performed at 150 ° C. for 1 hour from the start of the test. Measure the lengths of the marks in the long side direction and the short side direction at the time of execution, determine the difference from each length before temperature increase, and further determine the ratio between these differences and each length before temperature increase Thus, the thermal contraction rate in each direction was calculated. In addition, the heat shrinkage rate of each separator and the heat resistant porous film was set to the larger one of the heat shrinkage rate in the long side direction and the heat shrinkage rate in the short side direction.

<充放電特性評価>
実施例および比較例の各電池について、以下の条件で充電を行い、充電容量および放電容量をそれぞれ求め、充電容量に対する放電容量の割合を充電効率として評価した。充電は、0.2Cの電流値で電池電圧が4.2Vになるまで定電流充電を行い、次いで、4.2Vでの定電圧充電を行う定電流−定電圧充電とした。充電終了までの総充電時間は15時間とした。
<Charge / discharge characteristics evaluation>
About each battery of an Example and a comparative example, it charged on condition of the following, charge capacity and discharge capacity were calculated | required, respectively, and the ratio of discharge capacity with respect to charge capacity was evaluated as charging efficiency. The charging was constant current-constant voltage charging in which constant current charging was performed until the battery voltage reached 4.2 V at a current value of 0.2 C, and then constant voltage charging at 4.2 V was performed. The total charging time until the end of charging was 15 hours.

充電後の各電池を、0.2Cの放電電流で、電池電圧が3.0Vになるまで放電を行ったところ、実施例1〜7および比較例1〜3の電池は、充電効率がほぼ100%となり、電池として良好に作動することが確認できた。   When each battery after charging was discharged at a discharge current of 0.2 C until the battery voltage reached 3.0 V, the batteries of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 3 had a charging efficiency of almost 100. %, Confirming that the battery operates well.

<高温貯蔵特性評価>
実施例および比較例の各電池について、充放電特性評価と同じ条件で充電した後、60℃の環境下で20日貯蔵し、その後の各電池について、常温に戻してから電池電圧が3.0Vになるまで放電を行った。そして、各電池について得られた放電容量を、充放電特性評価時に求めた放電容量で除した値を百分率で表して、高温貯蔵後の容量維持率を求めた。すなわち、これらの高温貯蔵後の容量維持率が高い電池ほど、高温貯蔵特性が優れているといえる。
<High temperature storage characteristics evaluation>
About each battery of an Example and a comparative example, after charging on the same conditions as charging / discharging characteristic evaluation, it stored for 20 days in a 60 degreeC environment, and after each battery was returned to normal temperature, battery voltage is 3.0V. Discharge was performed until. And the value which remove | divided the discharge capacity obtained about each battery by the discharge capacity calculated | required at the time of charge / discharge characteristic evaluation was represented by percentage, and the capacity | capacitance maintenance factor after high temperature storage was calculated | required. That is, it can be said that the higher the capacity retention rate after high temperature storage, the better the high temperature storage characteristics.

<加熱試験>
実施例および比較例の電池各3個について、0.5C電流値で4.35Vまで定電流充電した。充電に際しては、20.0℃〜25℃の大気雰囲気下で、表面温度が大気雰囲気温度と同じである状態の電池を用いた。この充電状態の電池を恒温槽に入れ、槽内温度を5℃/分の割合で温度上昇させて150℃に到達後、更に150℃で3時間温度を保った。恒温槽内の温度上昇開始から、150℃3時間の定値運転が終了するまでの間、電池表面に接続した熱電対により電池が到達した最高温度を測定した。そして、実施例、比較例のそれぞれについて、3個の電池の到達最高温度の平均値を求めた。
<Heating test>
Each of the three batteries of the example and the comparative example was charged with a constant current up to 4.35 V at a current value of 0.5C. When charging, a battery having a surface temperature equal to the atmospheric temperature in an air atmosphere of 20.0 ° C. to 25 ° C. was used. The battery in a charged state was placed in a constant temperature bath, the temperature in the bath was increased at a rate of 5 ° C./min to reach 150 ° C., and the temperature was further maintained at 150 ° C. for 3 hours. The maximum temperature reached by the battery was measured by a thermocouple connected to the surface of the battery from the start of the temperature rise in the thermostat until the end of the constant value operation at 150 ° C. for 3 hours. And the average value of the ultimate temperature of three batteries was calculated | required about each of the Example and the comparative example.

前記の各評価結果を表1に記載する(表1では、セパレータまたは耐熱性多孔質膜の熱収縮率は、単に「熱収縮率」と記載する)。また、表1には、実施例および比較例の電池に係る耐熱性多孔質膜について、使用したPVPの重量平均分子量、有機バインダの割合(耐熱性多孔質膜の構成成分の全体積中の含有量)、および耐熱性多孔質膜と多孔質基材または負極との間の180°での剥離強度(表1では「剥離強度」と記載する)も併記する。   Each evaluation result is described in Table 1 (in Table 1, the thermal contraction rate of the separator or the heat-resistant porous film is simply described as “thermal contraction rate”). Table 1 also shows the weight-average molecular weight of the PVP used, the proportion of the organic binder (contained in the total volume of the constituent components of the heat-resistant porous film) for the heat-resistant porous films according to the batteries of the examples and comparative examples. Amount), and the peel strength at 180 ° between the heat resistant porous membrane and the porous substrate or the negative electrode (described as “peel strength” in Table 1).

Figure 2013051079
Figure 2013051079

表1に示す通り、特定のTgを有し、かつ特定の重量平均分子量を有するPVPを有機バインダに使用し、多孔質基材または電極との剥離強度が特定値を満たす耐熱性多孔質膜を有する実施例1〜7のリチウム二次電池は、重量平均分子量が低いPVPを有機バインダに使用した耐熱性多孔質膜を有する比較例1のリチウム二次電池に比べて、高温貯蔵後の容量維持率が高く、優れた高温貯蔵特性を有している。   As shown in Table 1, PVP having a specific Tg and having a specific weight average molecular weight is used as an organic binder, and a heat resistant porous membrane satisfying a specific value in peel strength with a porous substrate or electrode The lithium secondary batteries of Examples 1 to 7 have capacity maintenance after high-temperature storage as compared to the lithium secondary battery of Comparative Example 1 having a heat-resistant porous film using PVP having a low weight average molecular weight as an organic binder. It has a high rate and has excellent high-temperature storage characteristics.

また、実施例1〜7のリチウム二次電池に係るセパレータまたは耐熱性多孔質膜は、150℃での熱収縮率が小さい。よって、実施例1〜7の電池は、高温となった際にも収縮し難いセパレータまたは耐熱性多孔質膜により、正極と負極とが良好に隔離され得ることから、高い安全性を有しているといえる。実際に、実施例1〜7の電池は、加熱試験時の到達最高温度が低く抑えられており、安全性が良好であることが確認できる。   Moreover, the separator or heat-resistant porous film which concerns on the lithium secondary battery of Examples 1-7 has a small thermal contraction rate in 150 degreeC. Therefore, the batteries of Examples 1 to 7 have high safety because the positive electrode and the negative electrode can be satisfactorily separated by the separator or the heat-resistant porous film that does not easily shrink even at high temperatures. It can be said that. Actually, in the batteries of Examples 1 to 7, the ultimate temperature at the time of the heating test is kept low, and it can be confirmed that the safety is good.

一方、比較例1〜3の電池は、使用したセパレータの耐熱性多孔質膜と多孔質基材との間の180°での剥離強度が小さく、これに起因してセパレータの150℃での熱収縮率が大きい。よって、比較例1〜3の電池は、高温となった際にセパレータが収縮して正極と負極とが接触する虞があることから、実施例の電池よりも安全性が劣っているといえる。実際に、比較例1〜3の電池は、加熱試験時の到達最高温度が実施例の電池よりも高く、安全性が劣っていることが確認できる。   On the other hand, in the batteries of Comparative Examples 1 to 3, the peel strength at 180 ° between the heat-resistant porous membrane of the separator used and the porous substrate was small, which caused the heat of the separator at 150 ° C. The shrinkage rate is large. Therefore, it can be said that the batteries of Comparative Examples 1 to 3 are inferior in safety to the batteries of the examples because the separator contracts when the temperature becomes high, and the positive electrode and the negative electrode come into contact with each other. Actually, it can be confirmed that the batteries of Comparative Examples 1 to 3 have a higher ultimate temperature during the heating test than the batteries of the examples and are inferior in safety.

本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で、前記以外の形態としても実施が可能である。本出願に開示された実施形態は一例であって、本発明は、これらの実施形態には限定されない。本発明の範囲は、前記の明細書の記載よりも、添付されている請求の範囲の記載を優先して解釈され、請求の範囲と均等の範囲内での全ての変更は、請求の範囲に含まれる。   The present invention can be implemented in other forms without departing from the spirit of the present invention. The embodiments disclosed in the present application are examples, and the present invention is not limited to these embodiments. The scope of the present invention is construed in preference to the description of the appended claims rather than the description of the above specification, and all modifications within the scope equivalent to the claims are construed in the scope of the claims. included.

本発明の非水電池は、従来から知られているリチウム二次電池などの非水電池が用いられている各種用途と同じ用途に適用することができる。   The non-aqueous battery of the present invention can be applied to the same uses as various uses in which a non-aqueous battery such as a conventionally known lithium secondary battery is used.

1 正極
2 負極
3 セパレータ
1 Positive electrode 2 Negative electrode 3 Separator

Claims (10)

非水電池用セパレータを構成するための多孔質基材上、または非水電池に用いられる電極上に形成される耐熱性多孔質膜であって、
前記耐熱性多孔質膜は、耐熱温度が130℃以上の微粒子と、有機バインダとを少なくとも含有しており、
前記有機バインダとして、アミド結合を含む環状構造を有する基と、重合性二重結合由来の骨格とを有しており、ガラス転移温度が130℃以上であり、かつ重量平均分子量が35万以上の重合物を含有しており、
前記多孔質基材または前記電極との間の180°の剥離強度が、0.6N/cm以上であることを特徴とする耐熱性多孔質膜。
A heat-resistant porous film formed on a porous substrate for constituting a separator for a nonaqueous battery or an electrode used for a nonaqueous battery,
The heat-resistant porous film contains at least a fine particle having a heat-resistant temperature of 130 ° C. or higher and an organic binder,
The organic binder has a group having a cyclic structure containing an amide bond and a skeleton derived from a polymerizable double bond, has a glass transition temperature of 130 ° C. or higher, and a weight average molecular weight of 350,000 or higher. Contains polymer,
180.degree. Peel strength between the porous substrate or the electrodes is 0.6 N / cm or more.
アミド結合を含む環状構造を有する基と、重合性二重結合由来の骨格とを有する重合物は、前記アミド結合を含む環状構造を有する基が、下記化学式(1)で表される基であり、ガラス転移温度が150℃以上である請求項1に記載の耐熱性多孔質膜。
Figure 2013051079
In a polymer having a group having a cyclic structure containing an amide bond and a skeleton derived from a polymerizable double bond, the group having a cyclic structure containing an amide bond is a group represented by the following chemical formula (1) The heat resistant porous membrane according to claim 1, wherein the glass transition temperature is 150 ° C or higher.
Figure 2013051079
アミド結合を含む環状構造を有する基と、重合性二重結合由来の骨格とを有する重合物が、ポリビニルピロリドンである請求項1または2に記載の耐熱性多孔質膜。   The heat-resistant porous membrane according to claim 1 or 2, wherein the polymer having a cyclic structure containing an amide bond and a skeleton derived from a polymerizable double bond is polyvinylpyrrolidone. 融点が80〜150℃の樹脂微粒子を更に含有する請求項1〜3のいずれかに記載の耐熱性多孔質膜。   The heat-resistant porous membrane according to any one of claims 1 to 3, further comprising resin fine particles having a melting point of 80 to 150 ° C. 非水電解液中において、80〜150℃の温度下で非水電解液の吸収量が増大して膨潤する微粒子を更に含有する請求項1〜4のいずれかに記載の耐熱性多孔質膜。   The heat-resistant porous membrane according to any one of claims 1 to 4, further comprising fine particles that swell due to an increase in the amount of absorption of the non-aqueous electrolyte at a temperature of 80 to 150 ° C in the non-aqueous electrolyte. 多孔質基材と、請求項1〜5のいずれかに記載の耐熱性多孔質膜とが一体化していることを特徴とする非水電池用セパレータ。   A separator for a non-aqueous battery, wherein the porous substrate and the heat-resistant porous membrane according to any one of claims 1 to 5 are integrated. 多孔質基材が、ポリオレフィン製微多孔膜である請求項6に記載の非水電池用セパレータ。   The separator for a nonaqueous battery according to claim 6, wherein the porous substrate is a polyolefin microporous membrane. 150℃における熱収縮率が5%以下である請求項6または7に記載の非水電池用セパレータ。   The separator for nonaqueous batteries according to claim 6 or 7, wherein the thermal shrinkage at 150 ° C is 5% or less. 正極、負極および非水電解質を有しており、請求項1〜5のいずれかに記載の耐熱性多孔質膜が、前記正極および前記負極のうちの少なくとも一方と一体化していることを特徴とする非水電池。   It has a positive electrode, a negative electrode and a nonaqueous electrolyte, and the heat-resistant porous membrane according to any one of claims 1 to 5 is integrated with at least one of the positive electrode and the negative electrode. Non-aqueous battery. 正極、負極、セパレータおよび非水電解質を有しており、前記セパレータが、請求項6〜8のいずれかに記載の非水電池用セパレータであることを特徴とする非水電池。
It has a positive electrode, a negative electrode, a separator, and a nonaqueous electrolyte, The said separator is a separator for nonaqueous batteries in any one of Claims 6-8, The nonaqueous battery characterized by the above-mentioned.
JP2013501549A 2011-10-03 2011-10-03 Heat-resistant porous membrane, non-aqueous battery separator and non-aqueous battery Pending JPWO2013051079A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013501549A JPWO2013051079A1 (en) 2011-10-03 2011-10-03 Heat-resistant porous membrane, non-aqueous battery separator and non-aqueous battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013501549A JPWO2013051079A1 (en) 2011-10-03 2011-10-03 Heat-resistant porous membrane, non-aqueous battery separator and non-aqueous battery

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPWO2013051079A1 true JPWO2013051079A1 (en) 2015-03-30

Family

ID=52818625

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013501549A Pending JPWO2013051079A1 (en) 2011-10-03 2011-10-03 Heat-resistant porous membrane, non-aqueous battery separator and non-aqueous battery

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPWO2013051079A1 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004273437A (en) * 2003-02-21 2004-09-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd Lithium ion secondary battery
JP2008123996A (en) * 2006-10-16 2008-05-29 Hitachi Maxell Ltd Separator for nonaqueous electrolyte battery and nonaqueous electrolyte battery
JP2010157521A (en) * 2006-09-07 2010-07-15 Hitachi Maxell Ltd Battery separator, and lithium secondary battery using the same
WO2010104127A1 (en) * 2009-03-13 2010-09-16 日立マクセル株式会社 Separator for battery and nonaqueous-electrolyte battery using same
JP2011029422A (en) * 2009-07-27 2011-02-10 Nissan Chem Ind Ltd Coating composition for protective film for high level difference substrate
JP2011050914A (en) * 2009-09-04 2011-03-17 Toray Ind Inc Method of manufacturing separation membrane
JP2012510543A (en) * 2008-12-19 2012-05-10 チャンゾウ ゾンケ ライファン パワー ディベロプメント カンパニー リミテッド Microporous polymer membrane modified by aqueous polymer, its manufacture and use
JP2013537360A (en) * 2010-09-16 2013-09-30 ゼットパワー, エルエルシー Electrode separator

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004273437A (en) * 2003-02-21 2004-09-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd Lithium ion secondary battery
JP2010157521A (en) * 2006-09-07 2010-07-15 Hitachi Maxell Ltd Battery separator, and lithium secondary battery using the same
JP2008123996A (en) * 2006-10-16 2008-05-29 Hitachi Maxell Ltd Separator for nonaqueous electrolyte battery and nonaqueous electrolyte battery
JP2012510543A (en) * 2008-12-19 2012-05-10 チャンゾウ ゾンケ ライファン パワー ディベロプメント カンパニー リミテッド Microporous polymer membrane modified by aqueous polymer, its manufacture and use
WO2010104127A1 (en) * 2009-03-13 2010-09-16 日立マクセル株式会社 Separator for battery and nonaqueous-electrolyte battery using same
JP2011029422A (en) * 2009-07-27 2011-02-10 Nissan Chem Ind Ltd Coating composition for protective film for high level difference substrate
JP2011050914A (en) * 2009-09-04 2011-03-17 Toray Ind Inc Method of manufacturing separation membrane
JP2013537360A (en) * 2010-09-16 2013-09-30 ゼットパワー, エルエルシー Electrode separator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2013051079A1 (en) Heat resistant porous membrane, separator for nonaqueous cell, and nonaqueous cell
JP5937776B2 (en) Battery separator and battery
JP4184404B2 (en) Electrochemical element separator and electrochemical element
JP5611505B2 (en) Battery separator and lithium secondary battery
JP5241314B2 (en) Laminated non-aqueous secondary battery
JP5650738B2 (en) Battery separator and battery
JP5576740B2 (en) Electrochemical element
JP4994054B2 (en) Battery separator and lithium secondary battery
WO2013080946A1 (en) Separator for non-aqueous electrolyte cell and non-aqueous electrolyte cell using same
WO2006062153A1 (en) Separator for electrochemical device and electrochemical device
JPWO2017047576A1 (en) Electrochemical element separator, method for producing the same, and method for producing electrochemical element
JP2008027839A (en) Porous membrane with liner, method of manufacturing porous membrane, and method of manufacturing lithium secondary battery
JP2016181324A (en) Separator for electrochemical device
JP5148360B2 (en) Porous substrate for separator, separator for electrochemical element, electrode and electrochemical element
WO2015046126A1 (en) Porous layer for nonaqueous batteries, separator for nonaqueous batteries, electrode for nonaqueous batteries, and nonaqueous battery
JP2008066094A (en) Separator for battery, and lithium secondary battery
WO2012005152A1 (en) Separator for non-aqueous battery, and non-aqueous battery
JP6417270B2 (en) Electrochemical element separator and method for producing electrochemical element
JP2014022051A (en) Separator for electrochemical element and electrochemical element
JP5478733B2 (en) Nonaqueous electrolyte battery separator and nonaqueous electrolyte battery
JP5376622B2 (en) Electrochemical element separator and electrochemical element
JP2008004441A (en) Lithium secondary battery, separator for lithium secondary battery, electrode for lithium secondary battery, nonaqueous electrolyte for lithium secondary battery, and armor for lithium secondary battery
WO2015022862A1 (en) Separator for electrochemical devices, and electrochemical device
JP2016181323A (en) Separator for electrochemical device and electrochemical device
JPWO2013051079A1 (en) Heat-resistant porous membrane, non-aqueous battery separator and non-aqueous battery

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150529

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150724

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20160201