WO2016152863A1 - 非水系二次電池用セパレータ及び非水系二次電池 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a separator for a non-aqueous secondary battery and a non-aqueous secondary battery.
  • Non-aqueous secondary batteries represented by lithium ion secondary batteries are widely used as power sources for portable electronic devices such as notebook computers, mobile phones, digital cameras, and camcorders.
  • portable electronic devices such as notebook computers, mobile phones, digital cameras, and camcorders.
  • the non-aqueous secondary battery exterior has been simplified and reduced in weight, and aluminum cans have been developed instead of stainless steel cans as exterior materials.
  • packs made of aluminum laminate film have been developed.
  • the pack made of aluminum laminate film is soft, in a battery using the pack as an exterior material (so-called soft pack battery), due to impact from the outside or expansion and contraction of the electrode due to charge / discharge, the electrode and the separator Gaps are easily formed between them, and the cycle life may be reduced.
  • a technique for improving the adhesion between the electrode and the separator has been proposed.
  • a separator having a porous layer containing a polyvinylidene fluoride resin on a substrate made of a polyolefin microporous film or the like is known (see, for example, Patent Documents 1 to 4).
  • Patent Documents 1 to 4 When this separator is pressed or hot pressed over the electrode, it adheres well to the electrode, so that the cycle life of the battery can be improved.
  • separators In addition, technologies using clay minerals have been proposed for separators. For example, a porous membrane containing a polyvinylidene fluoride resin and a clay mineral has been proposed, and it is known that ion conductivity is improved (see, for example, Non-Patent Document 1). In addition, a separator in which a surface layer containing a heat-resistant resin, ceramics, and a clay mineral modified with an organic modifier is formed on a substrate made of a porous film has been proposed, which may improve shrinkage resistance. It is known (see, for example, Patent Document 6).
  • JP 2004-356102 A International Publication No. 2005/049318 Japanese Patent No. 4988972 Japanese Patent No. 5282179 JP 2006-73221 A Japanese Patent No. 5664138
  • a separator having an adhesive porous layer containing a polyvinylidene fluoride resin adheres well to an electrode by being hot-pressed over the electrode. From the viewpoint of improving battery performance, it is desirable that the adhesion between the electrode and the separator is strong. However, the strength of the adhesion between the electrode and the separator varies depending on the temperature of the hot press.
  • a conventional separator provided with an adhesive porous layer containing a polyvinylidene fluoride-based resin does not have a very wide temperature range of a hot press that can realize sufficient adhesion between an electrode and the separator.
  • Embodiments of the present invention provide a separator for a non-aqueous secondary battery that has an adhesive porous layer containing a polyvinylidene fluoride-based resin and has a wide temperature range of hot press capable of realizing sufficient adhesion between the electrode and the separator. The purpose is to solve this.
  • the adhesive porous layer is an X-ray diffraction Polyvinylidene fluoride resin occupying the sum of the area intensity of the ⁇ -crystal-derived peak of the polyvinylidene fluoride-based resin and the area intensity of the ⁇ -crystal-derived peak of the polyvinylidene fluoride-based resin in the X-ray diffraction spectrum measured by the method
  • the adhesive porous layer is derived from the ⁇ -derived peak intensity of the polyvinylidene fluoride resin and the ⁇ crystal derived from the polyvinylidene fluoride resin.
  • Non-aqueous secondary battery separator [4] The non-aqueous secondary battery separator according to any one of [1] to [3], wherein the adhesive porous layer further contains a crystal form controlling agent. [5] The nonaqueous secondary battery separator according to [4], wherein the crystal form controlling agent is a layered clay mineral. [6] The separator for a nonaqueous secondary battery according to [5], wherein the layered clay mineral includes at least one selected from the group consisting of hectorite, saponite, stevensite, beidellite, montmorillonite, and swellable mica.
  • the weight of the adhesive porous layer is 0.5 g / m 2 or more and 2.0 g / m 2 or less on one side of the porous substrate.
  • the separator for non-aqueous secondary batteries as described.
  • the peel strength between the porous substrate and the adhesive porous layer is 0.20 N / 12 mm or more and 1.20 N / 12 mm or less.
  • the separator for non-aqueous secondary batteries as described.
  • the value obtained by subtracting the Gurley value of the porous base material from the Gurley value of the non-aqueous secondary battery separator is 90 seconds / 100 cc or less, and any one of [1] to [11]
  • the adhesive porous layer further includes at least one particle selected from the group consisting of metal hydroxide particles and metal oxide particles, and the content of the particles in the adhesive porous layer is The separator for a non-aqueous secondary battery according to any one of [1] to [12], which is 10% by mass or more and less than 80% by mass with respect to the total amount of the polyvinylidene fluoride resin and the particles.
  • a separator for a non-aqueous secondary battery that has an adhesive porous layer containing a polyvinylidene fluoride-based resin and has a wide temperature range of hot press capable of realizing sufficient adhesion between the electrode and the separator. Is done.
  • a numerical range indicated using “to” indicates a range including the numerical values described before and after “to” as the minimum value and the maximum value, respectively.
  • process is not limited to an independent process, and is included in this term if the intended purpose of the process is achieved even when it cannot be clearly distinguished from other processes. .
  • the amount of each component in the composition when there are a plurality of substances corresponding to each component in the composition, the plurality of kinds present in the composition unless otherwise specified. Means the total amount of substances.
  • machine direction means a long direction in a porous substrate and separator manufactured in a long shape
  • width direction means a direction orthogonal to the “machine direction”. To do.
  • the “machine direction” is also referred to as “MD direction”, and the “width direction” is also referred to as “TD direction”.
  • a separator for a non-aqueous secondary battery of the present disclosure (also referred to as “separator”) is provided on a porous substrate and one or both surfaces of the porous substrate, and a polyvinylidene fluoride resin (“PVDF resin”). And an adhesive porous layer.
  • PVDF resin polyvinylidene fluoride resin
  • the adhesive porous layer is a layer that exists as the outermost layer of the separator and adheres to the electrode.
  • the adhesive porous layer is obtained by measuring the area intensity of the ⁇ -crystal-derived peak of the PVDF resin and the ⁇ -crystal-derived peak of the PVDF resin in the X-ray diffraction spectrum obtained by measurement by the X-ray diffraction method.
  • Ratio of area intensity of ⁇ -crystal-derived peak of PVDF resin in total with area intensity ⁇ area intensity of ⁇ -crystal-derived peak of PVDF resin ⁇ (area intensity of ⁇ -derived peak of PVDF resin + PVDF resin
  • the area intensity of the ⁇ crystal-derived peak) ⁇ 100 ⁇ is 10% to 100%.
  • the area intensity ratio of the ⁇ -crystal-derived peak of the PVDF resin in the X-ray diffraction spectrum of the adhesive porous layer is 10% or more
  • a) the temperature range of the hot press that can realize sufficient adhesion between the electrode and the separator is wide
  • B) The dielectric constant of the adhesive porous layer is increased to promote dissociation of the electrolyte, and c) the oxidation resistance of the adhesive porous layer is improved.
  • the area intensity ratio of the ⁇ crystal-derived peak of the PVDF resin is more preferably 15% or more, and further preferably 20% or more.
  • the strength of adhesion between the electrode and the separator can be evaluated by, for example, the peel strength between the electrode and the separator. In the separator of the present disclosure, the peel strength between the electrode and the separator is preferably 0.2 N / 15 mm or more.
  • the area intensity ratio of the ⁇ crystal-derived peak of the PVDF resin Is 100%.
  • the area intensity ratio of the ⁇ crystal-derived peak of the PVDF resin is preferably 100%, but from the viewpoint of productivity of the adhesive porous layer, 90% or less is preferable, and 80% or less. Is more preferable.
  • the area intensity ratio of the ⁇ -crystal-derived peak of the PVDF resin in the X-ray diffraction spectrum of the adhesive porous layer is a heat press treatment (referred to as “dry heat press” in this specification) without impregnating the separator with the electrolyte.
  • dry heat press a heat press treatment
  • it is preferably 35% or less, more preferably 30% or less, and even more preferably 25% or less.
  • the area intensity ratio of the peak derived from the ⁇ crystal of the PVDF resin in the X-ray diffraction spectrum of the adhesive porous layer is, for example, from the ⁇ -type crystal of the PVDF resin to the ⁇ -type crystal by the following control methods 1) to 6).
  • the transition is promoted and controlled by forming a crystal form in which the ⁇ -type crystal and the ⁇ -type crystal coexist in the adhesive porous layer.
  • the control method 3) is preferable from the viewpoints of productivity, simplicity, and cost reduction.
  • Control Method 1 A copolymer of vinylidene fluoride and a monomer having a bulky group (for example, trifluoroethylene or chlorotrifluoroethylene) is used as the PVDF resin for forming the adhesive porous layer.
  • a monomer having a bulky group for example, trifluoroethylene or chlorotrifluoroethylene
  • Control method 2 Select the solvent of the coating liquid for forming the adhesive porous layer, and the conditions for forming the adhesive porous layer (for example, the composition of the coating liquid, the temperature of the coating liquid, the composition of the coagulating liquid) The temperature of the coagulation liquid, the drying temperature, the presence or absence of heat treatment, etc.).
  • Control method 3 A crystal form controlling agent is blended in the coating liquid for forming the adhesive porous layer. The size, dispersibility, blending amount, etc. of the crystal form control agent are adjusted.
  • Control method 4 An ionic liquid is used as a solvent for the coating liquid for forming the adhesive porous layer, and conditions (temperature, time, concentration, etc.) for crystallizing the PVDF resin are adjusted.
  • Control method 5 When the adhesive porous layer is formed by coextrusion with the porous substrate, the PVDF resin in the adhesive porous layer is melted and crystallized. Adjust melting and crystallization conditions (temperature, time, pressure, etc.).
  • Control method 6 A separator provided with an adhesive porous layer is mechanically stretched. The stretching temperature and stretching ratio when stretching the separator are adjusted.
  • the separator of the present disclosure can realize sufficient adhesion between the electrode and the separator when the area intensity ratio of the ⁇ -crystal-derived peak of the PVDF resin in the X-ray diffraction spectrum of the adhesive porous layer is 10% to 100%. It becomes possible to expand the temperature range of the hot press. Since the separator of this indication is excellent in adhesion with an electrode, it can raise the uniformity of the reaction in a battery in the charge and discharge of a secondary battery, and can improve battery performance.
  • the separator of the present disclosure is suitable for a battery (so-called soft pack battery) having an aluminum laminate film pack as an exterior material because it has a wide temperature range of hot press capable of realizing sufficient adhesion between the electrode and the separator. According to the separator of the present disclosure, formation of a gap between the electrode and the separator that may occur due to expansion / contraction of the electrode accompanying charging / discharging or external impact is suppressed, and thus the quality stability of the soft pack battery is improved. be able to.
  • the adhesive porous layer provided in the separator of the present disclosure has a half-value width of an endothermic peak of 15 ° C. to 30 ° C. in a differential scanning calorimetry curve (DSC curve) obtained by performing differential scanning calorimetry (DSC). It is preferable that The endothermic peak is presumed to be an endothermic peak that appears due to melting of the resin contained in the adhesive porous layer.
  • the half-value width of the endothermic peak is obtained from a DSC curve obtained by collecting an adhesive porous layer from a separator and performing DSC under a temperature increase rate of 10 ° C./min in a nitrogen atmosphere.
  • the half width is the full width at half maximum (full ⁇ width at half maximum).
  • the height of the endothermic peak is the height from the baseline connecting the peak start point and the peak end point.
  • the full width at half maximum of the maximum endothermic peak is preferably 15 ° C. to 30 ° C.
  • the half-value width of the endothermic peak in the DSC curve of the adhesive porous layer is 15 ° C. or more, the temperature range of hot pressing when the separator and the electrode are bonded is wider.
  • the half width of the endothermic peak is more preferably 18 ° C. or higher, and further preferably 20 ° C. or higher.
  • the half-value width of the endothermic peak in the DSC curve of the adhesive porous layer is 30 ° C. or less, the adhesive porous layer is excellent in solubility resistance to the electrolytic solution.
  • the half width of the endothermic peak is more preferably 27 ° C. or less, and further preferably 25 ° C. or less.
  • the half-value width of the endothermic peak in the DSC curve of the adhesive porous layer can be controlled by the crystal form of the PVDF resin.
  • a crystal shape control agent is blended in the coating liquid for forming the adhesive porous layer to promote the transition from ⁇ -type crystals to ⁇ -type crystals of the PVDF-based resin, and ⁇ in the adhesive porous layer.
  • the porous substrate means a substrate having pores or voids therein.
  • a substrate include a microporous film; a porous sheet made of a fibrous material such as a nonwoven fabric and paper;
  • a microporous film is preferable from the viewpoint of thinning and strength of the separator.
  • a microporous membrane means a membrane that has a large number of micropores inside and has a structure in which these micropores are connected, allowing gas or liquid to pass from one surface to the other. To do.
  • the porous substrate contains a thermoplastic resin in order to give the porous substrate a shutdown function.
  • the shutdown function refers to a function of preventing the thermal runaway of the battery by blocking the movement of ions by dissolving the constituent materials and closing the pores of the porous base material when the battery temperature rises.
  • the thermoplastic resin a thermoplastic resin having a melting point of less than 200 ° C. is preferable.
  • the thermoplastic resin include polyesters such as polyethylene terephthalate; polyolefins such as polyethylene and polypropylene; among these, polyolefins are preferable.
  • a microporous membrane containing polyolefin As the porous substrate, a microporous membrane containing polyolefin (referred to as “polyolefin microporous membrane”) is preferable.
  • polyolefin microporous membrane examples include a polyolefin microporous membrane applied to conventional battery separators, and it is preferable to select one having sufficient mechanical properties and ion permeability.
  • the polyolefin microporous membrane preferably contains polyethylene from the viewpoint of exhibiting a shutdown function, and the polyethylene content is preferably 95% by mass or more based on the mass of the entire polyolefin microporous membrane.
  • the polyolefin microporous membrane is preferably a polyolefin microporous membrane containing polyethylene and polypropylene from the viewpoint of imparting heat resistance to such an extent that it does not easily break when exposed to high temperatures.
  • a polyolefin microporous membrane include a microporous membrane in which polyethylene and polypropylene are mixed in one layer.
  • the microporous membrane preferably contains 95% by mass or more of polyethylene and 5% by mass or less of polypropylene from the viewpoint of achieving both a shutdown function and heat resistance. From the standpoint of achieving both a shutdown function and heat resistance, the polyolefin microporous membrane has a laminated structure of two or more layers, and at least one layer contains polyethylene and at least one layer contains polypropylene. preferable.
  • the polyolefin contained in the polyolefin microporous membrane is preferably a polyolefin having a weight average molecular weight (Mw) of 100,000 to 5,000,000.
  • Mw weight average molecular weight
  • the Mw of the polyolefin is 100,000 or more, sufficient mechanical properties can be secured.
  • the Mw of the polyolefin is 5 million or less, the shutdown characteristics are good and the film is easy to mold.
  • the polyolefin microporous membrane can be produced, for example, by the following method.
  • the melted polyolefin resin is extruded from a T-die to form a sheet, which is crystallized and then stretched, and further heat-treated to form a microporous film.
  • a polyolefin resin melted together with a plasticizer such as liquid paraffin is extruded from a T-die, cooled and formed into a sheet, and after stretching, the plasticizer is extracted and heat treated to form a microporous membrane. is there.
  • porous sheet made of a fibrous material examples include porous sheets made of a thermoplastic resin fibrous material such as a nonwoven fabric and paper.
  • the surface of the porous substrate may be subjected to various surface treatments within the range that does not impair the properties of the porous substrate for the purpose of improving the wettability with the coating liquid for forming the porous layer. Good.
  • Examples of the surface treatment include corona treatment, plasma treatment, flame treatment, and ultraviolet irradiation treatment.
  • the thickness of the porous substrate is preferably 3 ⁇ m to 25 ⁇ m, more preferably 5 ⁇ m to 20 ⁇ m, from the viewpoint of obtaining good mechanical properties and internal resistance.
  • the Gurley value (JIS P8117: 2009) of the porous substrate is preferably 50 seconds / 100 cc to 800 seconds / 100 cc from the viewpoint of preventing short circuit of the battery and obtaining sufficient ion permeability, and 50 seconds / 100 cc to 400 seconds / 100 cc is more preferable, and 50 seconds / 100 cc to 250 seconds / 100 cc is still more preferable.
  • the porosity of the porous substrate is preferably 20% to 60% from the viewpoint of obtaining an appropriate film resistance and shutdown function.
  • the puncture strength of the porous substrate is preferably 200 g or more from the viewpoint of improving the production yield.
  • the piercing strength of a porous substrate is measured by performing a piercing test using a Kato Tech KES-G5 handy compression tester under the conditions of a radius of curvature of the needle tip of 0.5 mm and a piercing speed of 2 mm / sec. (G).
  • the adhesive porous layer is a porous layer that is provided on one side or both sides of a porous substrate and contains at least a PVDF-based resin.
  • the adhesive porous layer may further include other components such as other resins and fillers other than the PVDF resin.
  • the adhesive porous layer has a large number of micropores inside and has a structure in which these micropores are connected, and gas or liquid can pass from one surface to the other. ing.
  • the adhesive porous layer is a layer that is provided on one or both sides of the porous substrate as the outermost layer of the separator and adheres to the electrode when the separator and the electrode are stacked and pressed or hot pressed.
  • the adhesive porous layer is preferably on both sides rather than only on one side of the porous substrate from the viewpoint of excellent cycle characteristics (capacity retention rate) of the battery. This is because when the adhesive porous layer is on both sides of the porous substrate, both sides of the separator are well adhered to both electrodes via the adhesive porous layer.
  • PVDF resin Polyvinylidene fluoride resin
  • the PVDF resin contained in the adhesive porous layer includes a homopolymer of vinylidene fluoride (ie, polyvinylidene fluoride); a copolymer of vinylidene fluoride and other copolymerizable monomers (polyvinylidene fluoride copolymer) And a mixture thereof.
  • the monomer copolymerizable with vinylidene fluoride include tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, trifluoroethylene, chlorotrifluoroethylene, vinyl fluoride, trichloroethylene, and the like. One type or two or more types should be used. Can do.
  • the PVDF-based resin a copolymer obtained by copolymerizing vinylidene fluoride and at least hexafluoropropylene is preferable from the viewpoint of adhesion to the electrode.
  • the crystallinity and heat resistance of the PVDF resin can be controlled within an appropriate range. As a result, it is possible to prevent the adhesive porous layer from flowing during the adhesion treatment with the electrode.
  • the copolymer a copolymer containing 0.1 mol% to 10 mol% (preferably 0.5 mol% to 8 mol%) of a structural unit derived from hexafluoropropylene is preferable.
  • PVDF resin a copolymer of vinylidene fluoride and a monomer having a bulky group (for example, trifluoroethylene, chlorotrifluoroethylene) is used from the viewpoint of controlling the area intensity ratio of the ⁇ crystal-derived peak. preferable.
  • the PVDF resin preferably has a weight average molecular weight (Mw) of 300,000 to 3,000,000.
  • Mw weight average molecular weight
  • the MDF of the PVDF resin is preferably 500,000 or more, more preferably 800,000 or more, and still more preferably 1,000,000 or more.
  • the Mw of the PVDF resin is 3 million or less, the viscosity of the coating liquid for coating and forming the adhesive porous layer does not become too high, and the moldability and crystal formation are good, and the adhesive porous layer The porosity is good.
  • the MDF of the PVDF resin is more preferably 2.5 million or less, and further preferably 2 million or less.
  • Examples of the method for producing the PVDF resin include emulsion polymerization and suspension polymerization. It is also possible to use a commercially available PVDF resin.
  • the content of the PVDF resin contained in the adhesive porous layer is preferably 95% by mass or more, more preferably 97% by mass or more, and still more preferably, based on the total amount of all resins contained in the adhesive porous layer. It is 98 mass% or more, More preferably, it is 99 mass% or more, Most preferably, it is 100 mass%.
  • the adhesive porous layer may include a resin other than the PVDF resin.
  • Resins other than PVDF resins include acrylic resins, fluorine rubber, styrene-butadiene copolymers, homopolymers or copolymers of vinyl nitrile compounds (acrylonitrile, methacrylonitrile, etc.), carboxymethyl cellulose, hydroxy Examples thereof include alkyl cellulose, polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, polyvinyl pyrrolidone, and polyether (polyethylene oxide, polypropylene oxide, etc.).
  • an acrylic ester such as methyl acrylate, ethyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, hydroxypropyl acrylate, etc. is used alone.
  • Polymerized or copolymerized polymer methyl methacrylate, ethyl methacrylate, isopropyl methacrylate, butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, n-hexyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, lauryl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, Polymers obtained by homopolymerizing or copolymerizing methacrylic acid esters such as hydroxypropyl methacrylate and diethylaminoethyl methacrylate; at least one acrylic ester and at least one methacrylate Copolymer with a phosphate ester; a copolymer of at least one selected from acrylic acid esters and methacrylic acid esters and at least one selected from acrylic acid, methacrylic acid, acrylamide, N-methylolacrylamide, diacetone acrylamide, etc.
  • PMMA polymethyl methacrylate resin
  • PMMA may be a polymer obtained by homopolymerizing methyl methacrylate, or may be a copolymer obtained by copolymerizing other monomers other than methyl methacrylate.
  • examples of other monomers to be copolymerized include methyl acrylate, acrylic acid, And at least one selected from methacrylic acid is preferred.
  • the acrylic resin preferably has a weight average molecular weight (Mw) of 300,000 to 3,000,000.
  • Mw weight average molecular weight
  • the weight average molecular weight of the acrylic resin is more preferably 300,000 to 2,000,000.
  • the adhesive porous layer preferably contains a crystal form control agent from the viewpoint of controlling the crystal form of the PVDF resin and controlling the area intensity ratio of the ⁇ crystal-derived peak.
  • the crystal form control agent is a chemical substance that can control the crystal form of the PVDF resin.
  • crystal form control agent examples include organic fillers and inorganic fillers.
  • the inorganic filler may be surface-modified with a silane coupling agent or the like.
  • a crystal form control agent may be used individually by 1 type, or may be used in combination of 2 or more type.
  • an organic filler or an inorganic filler having a large aspect ratio is preferable.
  • a carbon nanotube or a layered clay mineral is preferable, and a layered clay mineral is more preferable.
  • the aspect ratio of the crystal form controlling agent is preferably 5 to 1000, more preferably 10 to 500.
  • the adhesive porous layer preferably contains a layered clay mineral from the viewpoint of controlling the crystal form of the PVDF resin and controlling the area intensity ratio of the ⁇ crystal-derived peak.
  • the separator of the present disclosure preferably contains a lamellar clay mineral in the adhesive porous layer from the viewpoint of handling properties of the separator. Since the PVDF resin contained in the adhesive porous layer is easily charged, foreign matter is easily adsorbed electrostatically, and the handling property of the separator may be impaired. However, when the layered clay mineral is contained in the PVDF resin, Charging of the adhesive porous layer is suppressed, and as a result, the handling property of the separator is excellent.
  • layered clay minerals include layered silicates (Si—Al, Si—Mg, Si—Al—Mg, Si—Ca, etc.).
  • the layered clay mineral contained in the adhesive porous layer may be in a single layer state or a multilayer state.
  • the layered clay mineral preferably has a cation exchange ability, and further exhibits a property of taking water between layers to swell, and examples thereof include smectite clay minerals and swellable mica.
  • smectite clay mineral examples include hectorite, saponite, stevensite, beidellite, montmorillonite (which may be natural or chemically synthesized), and substituted, derivatives or mixtures thereof.
  • swellable mica examples include synthetic swellable mica chemically synthesized and having Li ions or Na ions between layers, and substituted, derivatives, or mixtures thereof.
  • the layered clay mineral is preferably a layered clay mineral obtained by treating the layered clay mineral particles with an intercalating agent, and the intercalating agent is preferably a compound containing an organic onium ion.
  • the intercalating agent is preferably a compound containing an organic onium ion.
  • a layered clay mineral having an organic onium ion between layers is excellent in dispersibility in PVDF resin, and therefore a) adhesive porous material Increase the homogeneity of the higher layer structure of the layer, strengthen the adhesion of the adhesive porous layer to the electrode, b) further suppress the charging of the adhesive porous layer, c) from the ⁇ -type crystal of the PVDF resin to the ⁇ -type It is presumed to promote the transition to crystals.
  • a compound containing an organic onium ion used as an intercalating agent is a salt of a quaternary ammonium ion (that is, a cation) and an anion having a chemical structure represented by the following formula (1) (so-called quaternary ammonium).
  • quaternary ammonium that is, a cation
  • anion having a chemical structure represented by the following formula (1) Preferably selected from (compounds).
  • R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are each independently an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms or hydroxypolyoxyethylene represented by — (CH 2 CH 2 O) n H A group (n is an integer of 1 to 30).
  • R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are preferably an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, and more preferably an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms.
  • Preferred quaternary ammonium compounds as intercalating agents include, for example, dodecyltrimethylammonium chloride, tetradecyltrimethylammonium chloride, hexadecyltrimethylammonium chloride, octadecyltrimethylammonium chloride, oleyltrimethylammonium chloride, didodecyldimethylammonium chloride, Tetradecyldimethylammonium chloride, dihexadecyldimethylammonium chloride, dioctadecyldimethylammonium chloride, dioleyldimethylammonium chloride, dodecyldiethylbenzylammonium chloride, tetradecyldimethylbenzylammonium chloride, hexadecyldimethylbenzylammonium chloride , Octadecyldimethylbenzylammonium chloride, oleyldimethylbenz
  • a method of treating layered clay mineral particles with a compound containing organic onium ions 1 part by weight of layered clay mineral and 1 part by weight to 10 parts by weight of a compound containing organic onium ions are mixed in water, and then the mixture is dried.
  • the amount of water used (mass basis) is preferably 1 to 100 times that of the layered clay mineral.
  • the mixing temperature is preferably 30 ° C. to 70 ° C., and the mixing time is preferably 0.5 hours to 2 hours.
  • a drying means general techniques such as hot air drying, vacuum drying, freeze drying and the like can be used, and there is no limitation.
  • Layered clay minerals are generally plate-like particles having a large aspect ratio.
  • the aspect ratio of the layered clay mineral is preferably 5 to 1000, and more preferably 10 to 500, from the viewpoint of easily exerting the function of controlling the crystal form of the PVDF resin.
  • the major axis length of the layered clay mineral is preferably 1.0 ⁇ m or less, more preferably 0.5 ⁇ m or less, and still more preferably 0.3 ⁇ m or less.
  • the average layer thickness of the layered clay mineral contained in the adhesive porous layer is preferably 500 nm or less, more preferably 200 nm or less, and even more preferably 150 nm or less.
  • the average layer thickness of the layered clay mineral is 500 nm or less, nonuniformity of the porous structure of the adhesive porous layer is suppressed, and the load characteristics of the secondary battery are further improved.
  • the average layer thickness of the layered clay mineral contained in the adhesive porous layer is the average value of the layer thickness measured for 20 arbitrarily selected layered clay minerals by observing the cross section of the adhesive porous layer with an electron microscope. Point to.
  • the average layer thickness of the layered clay mineral contained in the adhesive porous layer can be controlled by the particle size and the amount of layered clay mineral used for preparing the coating solution.
  • the mass ratio of the PVDF resin and the layered clay mineral contained in the adhesive porous layer is preferably 99.9: 0.1 to 90.0: 10.0.
  • the mass ratio of the layered clay mineral is preferably 0.1 or more, more preferably 0.2 or more, from the viewpoint of controlling the crystal form of the PVDF-based resin and suppressing charging of the adhesive porous layer. 5 or more is more preferable, and 1.0 or more is more preferable.
  • the mass ratio of the layered clay mineral is preferably 10.0 or less, and preferably 5.0 or less from the viewpoint of the peel strength between the porous base material and the adhesive porous layer and the moisture content of the separator. Is more preferable, 4.0 or less is still more preferable, and 3.0 or less is still more preferable.
  • the mass ratio of the PVDF resin and the layered clay mineral contained in the adhesive porous layer is preferably 99.9: 0.1 to 90.0: 10.0, and 99.9: 0.1 to 95. 0: 5.0 is more preferable, 99.8: 0.2 to 95.0: 5.0 is more preferable, 99.8: 0.2 to 96.0: 4.0 is still more preferable, and 99.5 : 0.5 to 96.0: 4.0 is more preferable, 99.0: 1.0 to 96.0: 4.0 is more preferable, and 99.0: 1.0 to 97.0: 3.0 Is more preferable.
  • One embodiment of the separator of the present disclosure includes a porous substrate, and an adhesive porous layer including a PVDF-based resin and a layered clay mineral provided on one or both surfaces of the porous substrate, and has an adhesive property.
  • weight of the porous layer is a separator is 0.5g / m 2 ⁇ 2.0g / m 2 on one side of the porous substrate. This embodiment is excellent in adhesion with an electrode and excellent in handling properties.
  • the adhesive porous layer may contain a filler made of an inorganic substance or an organic substance or other additives for the purpose of improving the slipperiness and heat resistance of the separator. In that case, it is preferable to make it content and particle size of the grade which does not inhibit the effect of this indication.
  • the filler content is preferably less than 80% by mass with respect to the total amount of the PVDF resin and filler, and by being less than 80% by mass, the adhesion of the adhesive porous layer to the electrode is improved, and the battery performance Will improve. From the above viewpoint, the filler content is more preferably 70% by mass or less, still more preferably 65% by mass or less, and still more preferably 60% by mass or less, with respect to the total amount of the PVDF resin and the filler. When a filler is contained in the adhesive porous layer, the filler content is preferably 10% by mass or more, more preferably 20% by mass or more, and still more preferably 30% by mass or more with respect to the total amount of the PVDF resin and the filler. .
  • the average particle size of the filler is preferably 0.01 ⁇ m to 10 ⁇ m.
  • the lower limit is more preferably 0.1 ⁇ m or more, and the upper limit is more preferably 5 ⁇ m or less.
  • the particle size distribution of the filler is preferably 0.1 ⁇ m ⁇ d90 ⁇ d10 ⁇ 3 ⁇ m.
  • d10 represents a cumulative particle size ( ⁇ m) of 10% in the weight cumulative particle size distribution calculated from the small particle side
  • d90 represents a cumulative 90% particle size ( ⁇ m).
  • the particle size distribution is measured, for example, using a laser diffraction particle size distribution measuring device (Sysmex Mastersizer 2000), using water as the dispersion medium, and using a small amount of the nonionic surfactant Triton X-100 as the dispersant. Is mentioned.
  • the inorganic filler in the present disclosure is preferably an inorganic filler that is stable with respect to the electrolytic solution and electrochemically stable.
  • the inorganic filler examples include metal hydroxides such as aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, calcium hydroxide, chromium hydroxide, zirconium hydroxide, cerium hydroxide, nickel hydroxide, boron hydroxide; silica, alumina, zirconia And metal oxides such as magnesium oxide; carbonates such as calcium carbonate and magnesium carbonate; sulfates such as barium sulfate and calcium sulfate;
  • the inorganic filler preferably contains at least one kind of metal hydroxide particles and metal oxide particles, and more preferably contains at least one kind of metal hydroxide particles from the viewpoint of imparting flame retardancy and charge removal effect. More preferably, it contains magnesium oxide particles.
  • These inorganic fillers may be used alone or in combination of two or more.
  • the inorganic filler may be surface-modified with a silane coupling agent or the like.
  • the particle shape of the inorganic filler is not limited, and may be a shape close to a sphere or a plate shape, but from the viewpoint of suppressing short circuit of the battery, it should be a plate-like particle or a non-aggregated primary particle. Is preferred.
  • the adhesive porous layer contains an inorganic filler (preferably at least one selected from metal hydroxide particles and metal oxide particles, more preferably at least one metal hydroxide particle), the inorganic filler content is 10 mass% or more is preferable with respect to the total amount of PVDF-type resin and an inorganic filler, 20 mass% or more is more preferable, 30 mass% or more is further more preferable, less than 80 mass% is preferable, and 70 mass% or less is more preferable. 65 mass% or less is more preferable, and 60 mass% or less is still more preferable.
  • an inorganic filler preferably at least one selected from metal hydroxide particles and metal oxide particles, more preferably at least one metal hydroxide particle
  • organic filler examples include cross-linked acrylic resins such as cross-linked polymethyl methacrylate, and cross-linked polystyrene. Cross-linked polymethyl methacrylate is preferable.
  • the adhesive porous layer in the present disclosure may contain additives such as a dispersant such as a surfactant, a wetting agent, an antifoaming agent, and a pH adjusting agent.
  • a dispersant such as a surfactant, a wetting agent, an antifoaming agent, and a pH adjusting agent.
  • the dispersant is added to the coating solution for forming the adhesive porous layer for the purpose of improving dispersibility, coating property, and storage stability.
  • Wetting agents, antifoaming agents, and pH adjusters are used in coating liquids for forming an adhesive porous layer, for example, for the purpose of improving familiarity with porous substrates, and for entraining air in the coating liquid. It is added for the purpose of suppressing or adjusting the pH.
  • the weight of the adhesive porous layer in the present disclosure in view of the load characteristics of the battery, it is preferred in one surface of the porous substrate is 0.5g / m 2 ⁇ 2.0g / m 2.
  • the weight is 0.5 g / m 2 or more on one surface of the porous base material, the adhesion between the separator and the electrode is good, and the load characteristics of the battery are excellent.
  • the separator has excellent ion permeability and excellent battery load characteristics.
  • the weight of the adhesive porous layer on one side of the porous substrate more preferably from 0.75g / m 2 ⁇ 2.0g / m 2, 1.0g / m 2 ⁇ 2 More preferably, it is 0.0 g / m 2 .
  • the weight of the adhesive porous layer is preferably as the sum of the both surfaces of the porous substrate is 1.0g / m 2 ⁇ 4.0g / m 2, 1.5g / m 2 ⁇ 4.0g / m 2 is more preferable, and 2.0 g / m 2 to 4.0 g / m 2 is even more preferable.
  • the weight difference between the weight of the adhesive porous layer on one surface and the weight of the adhesive porous layer on the other surface is It is preferable that it is 20 mass% or less with respect to the weight of the total adhesive porous layer. When the weight difference is 20% by mass or less, the separator is less likely to curl, and handling properties are further improved.
  • the thickness of the adhesive porous layer is preferably 0.5 ⁇ m to 4 ⁇ m on one side of the porous substrate.
  • the thickness of 0.5 ⁇ m or more is preferable from the viewpoint of good adhesion to the electrode and improving the cycle characteristics of the battery. From this viewpoint, the thickness of the adhesive porous layer is more preferably 1 ⁇ m or more on one side of the porous substrate.
  • the thickness of the adhesive porous layer is more preferably 3 ⁇ m or less, and further preferably 2.5 ⁇ m or less, on one side of the porous substrate.
  • the adhesive porous layer preferably has a sufficiently porous structure from the viewpoint of ion permeability.
  • the porosity is preferably 30% to 80%.
  • the porosity is 80% or less, it is possible to secure mechanical properties that can withstand the pressing process for bonding to the electrode, and the surface opening ratio does not become too high, which is suitable for ensuring sufficiently strong bonding.
  • a porosity of 30% or more is preferable from the viewpoint of improving ion permeability.
  • the method for obtaining the porosity of the adhesive porous layer in the present disclosure is the same as the method for obtaining the porosity of the porous substrate.
  • the adhesive porous layer preferably has an average pore size of 10 nm to 200 nm.
  • the average pore diameter is 200 nm or less, the nonuniformity of the pores is suppressed, the adhesion points are evenly dispersed, and the adhesion to the electrode is further improved.
  • an average pore diameter of 200 nm or less is preferable from the viewpoint of high uniformity of ion movement and further improved cycle characteristics and load characteristics.
  • the average pore diameter is 10 nm or more, when the adhesive porous layer is impregnated with the electrolyte solution, the resin constituting the adhesive porous layer swells to block the pores and inhibit the ion permeability. Is hard to get up.
  • the average pore diameter (nm) of the adhesive porous layer is calculated by the following equation assuming that all the pores are cylindrical.
  • d 4V / S
  • d is an average pore diameter (diameter) of the adhesive porous layer
  • V is a pore volume per 1 m 2 of the adhesive porous layer
  • S is a pore surface area per 1 m 2 of the adhesive porous layer.
  • the pore volume V per 1 m 2 of the adhesive porous layer is calculated from the porosity of the adhesive porous layer.
  • the pore surface area S per 1 m 2 of the adhesive porous layer is determined by the following method.
  • a specific surface area of the porous substrate (m 2 / g) and specific surface area of the separator (m 2 / g), by applying the BET equation to the nitrogen gas adsorption method, is calculated from the nitrogen gas adsorption.
  • the specific surface area (m 2 / g) is multiplied by the basis weight (g / m 2 ) to calculate the pore surface area per 1 m 2 .
  • the pore surface area per 1 m 2 of the porous substrate is subtracted from the pore surface area per 1 m 2 of the separator to calculate the pore surface area S per 1 m 2 of the adhesive porous layer.
  • the thickness of the separator of the present disclosure is preferably 30 ⁇ m or less and more preferably 25 ⁇ m or less from the viewpoint of the energy density and output characteristics of the battery. From the viewpoint of mechanical strength, the thickness of the separator of the present disclosure is preferably 5 ⁇ m or more, and more preferably 10 ⁇ m or more.
  • the puncture strength of the separator of the present disclosure is preferably 250 g to 1000 g, and more preferably 300 g to 600 g.
  • the method for measuring the puncture strength of the separator is the same as the method for measuring the puncture strength of the porous substrate.
  • the porosity of the separator of the present disclosure is preferably 30% to 60% from the viewpoints of adhesion to electrodes, handling properties, ion permeability, and mechanical properties.
  • the method for obtaining the porosity of the separator in the present disclosure is the same as the method for obtaining the porosity of the porous substrate.
  • the Gurley value (JIS P8117: 2009) of the separator of the present disclosure is preferably 50 seconds / 100 cc to 800 seconds / 100 cc, more preferably 50 seconds / 100 cc to 400 seconds / 100 cc, from the viewpoint of a good balance between mechanical strength and membrane resistance. 100 seconds / 100 cc to 300 seconds / 100 cc is more preferable.
  • the value obtained by subtracting the Gurley value of the porous substrate from the Gurley value of the separator (in the state where the adhesive porous layer is formed on the porous substrate) is 90 seconds. / 100 cc or less, more preferably 80 seconds / 100 cc or less, and even more preferably 70 seconds / 100 cc or less.
  • the lower limit of the value is not particularly limited and is 0 second / 100 cc or more.
  • the peel strength between the adhesive porous layer and the porous substrate is preferably 0.20 N / 12 mm to 1.20 N / 12 mm from the viewpoint of adhesion to the electrode and ion permeability.
  • the peel strength is 0.20 N / 12 mm or more, the adhesion between the adhesive porous layer and the porous substrate is excellent, and as a result, the adhesion between the electrode and the separator is improved.
  • the peel strength is preferably 0.20 N / 12 mm or more, and more preferably 0.25 N / 12 mm or more.
  • the separator has excellent ion permeability.
  • the peel strength is preferably equal to or less than 1.20 N / 12 mm, more preferably equal to or less than 1.10 N / 12 mm, still more preferably equal to or less than 1.00 N / 12 mm, and still more preferably equal to or less than 0.50 N / 12 mm.
  • the film resistance of the separator of the present disclosure in view of the load characteristics of the battery, preferably 1ohm ⁇ cm 2 ⁇ 10ohm ⁇ cm 2.
  • the membrane resistance is a resistance value when the separator is impregnated with an electrolytic solution, and is measured by an alternating current method.
  • the value of the membrane resistance varies depending on the type and temperature of the electrolytic solution. The above values are values measured at 20 ° C. using 1 mol / L LiBF 4 -propylene carbonate: ethylene carbonate (mass ratio 1: 1) as the electrolytic solution. It is.
  • the curvature of the separator of the present disclosure is preferably 1.5 to 2.5 from the viewpoint of ion permeability.
  • As the electrolytic solution 1 mol / L LiBF 4 -propylene carbonate: ethylene carbonate (mass ratio 1: 1) is used. The membrane resistance is measured at 20 ° C.
  • the chargeability of the separator of the present disclosure can be confirmed by a half-life measurement method described in JIS L 1094: 1997. However, since the environment in which the separator is used is a dry environment, it is desirable to check the chargeability assuming that environment.
  • a sample is allowed to stand for 1 hour or more in an environment with a dew point of ⁇ 50 ° C. for humidity control, and then the half-life measured in an environment with a dew point of ⁇ 50 ° C. is used as the charging index.
  • the smaller the half-life measured by such a method the better.
  • the smaller the half-life the higher the antistatic effect.
  • the antistatic effect is dramatically improved by including the layered clay mineral in the adhesive porous layer.
  • the water content (mass basis) contained in the separator of the present disclosure is preferably 1000 ppm or less.
  • the smaller the moisture content of the separator the more the reaction between the electrolytic solution and water can be suppressed when the battery is configured, the gas generation in the battery can be suppressed, and the cycle characteristics of the battery are improved.
  • the amount of moisture (mass basis) contained in the separator is more preferably 800 ppm or less, and further preferably 500 ppm or less.
  • the separator of the present disclosure is formed by, for example, applying a coating liquid containing at least a PVDF resin on a porous substrate to form a coating layer, and then solidifying the PVDF resin contained in the coating layer, It is manufactured by a method of forming an adhesive porous layer on a porous substrate.
  • the adhesive porous layer can be formed, for example, by the following wet coating method.
  • the adhesive porous layer includes a crystal form control agent will be described as an example.
  • the wet coating method includes: (i) a coating liquid preparation step in which a PVDF resin and a crystal form control agent (preferably a layered clay mineral) are dissolved or dispersed in a solvent to prepare a coating liquid; (ii) a coating liquid A coating step in which a coating layer is formed by coating on one or both surfaces of the porous substrate; (iii) the PVDF resin is solidified by bringing the coating layer into contact with the coagulation liquid; A solidification step for obtaining a composite membrane comprising an adhesive porous layer containing a PVDF-based resin and a crystal form control agent (preferably a layered clay mineral) on both sides; (iv) a water washing step for washing the composite membrane with water; and (v) This is a film forming method in which a drying step of removing water from the composite membrane is performed to form an adhesive porous layer on the porous substrate. Details of the wet coating method suitable for the separator of the present disclosure are as follows.
  • a coating liquid preparation process is a process of preparing the coating liquid containing PVDF-type resin and a crystal form control agent (preferably lamellar clay mineral).
  • the coating liquid is prepared, for example, by dissolving a PVDF resin in a solvent and further dispersing a crystal form control agent (preferably a layered clay mineral).
  • a polar amide solvent such as N-methylpyrrolidone, dimethylacetamide, dimethylformamide, dimethylformamide or the like is preferably used as a solvent (hereinafter also referred to as “good solvent”) for dissolving the PVDF resin used for preparing the coating liquid. It is done.
  • phase separation agent that induces phase separation into a good solvent.
  • the phase separation agent include water, methanol, ethanol, propyl alcohol, butyl alcohol, butanediol, ethylene glycol, propylene glycol, and tripropylene glycol.
  • the phase separation agent is preferably mixed with a good solvent as long as a viscosity suitable for coating can be secured.
  • the solvent used for preparing the coating liquid is preferably a mixed solvent containing 60% by mass or more of a good solvent and 40% by mass or less of a phase separation agent from the viewpoint of forming a good porous structure.
  • the concentration of the resin in the coating liquid is preferably 1% by mass to 20% by mass with respect to the mass of the coating liquid from the viewpoint of forming a good porous structure.
  • the filler or other components may be dissolved or dispersed in the coating solution.
  • the total concentration of the layered clay mineral and filler in the coating solution is preferably 0.01% by mass to 20% by mass with respect to the mass of the coating solution.
  • the coating liquid may contain a dispersant such as a surfactant, a thickener, a wetting agent, an antifoaming agent, a pH adjusting agent, and the like. These additives may remain as long as they are electrochemically stable and do not hinder the reaction in the battery in the usage situation of the non-aqueous secondary battery.
  • a dispersant such as a surfactant, a thickener, a wetting agent, an antifoaming agent, a pH adjusting agent, and the like.
  • a coating process is a process of forming a coating layer by coating a coating liquid on one or both surfaces of a porous substrate.
  • Conventional coating means such as a Meyer bar, a die coater, a reverse roll coater, or a gravure coater may be applied to apply the coating liquid to the porous substrate.
  • the adhesive porous layer is formed on both surfaces of the porous substrate, it is preferable from the viewpoint of productivity to apply the coating liquid to both surfaces simultaneously on both surfaces.
  • the solidification step is a step in which the PVDF resin is solidified while bringing the coating layer into contact with the solidification liquid and inducing phase separation.
  • the coagulation step it is preferable to immerse the porous substrate having the coating layer in the coagulation liquid, and it is more preferable to pass through a tank (coagulation tank) containing the coagulation liquid.
  • the coagulating liquid is generally composed of a good solvent and a phase separation agent used for preparing the coating liquid and water. It is preferable in production that the mixing ratio of the good solvent and the phase separation agent is matched to the mixing ratio of the mixed solvent used for preparing the coating liquid.
  • the content of water in the coagulation liquid is appropriately 40% by mass to 90% by mass from the viewpoint of formation of a porous structure and productivity. By controlling the water content, the phase separation rate can be adjusted, and the crystal structure of the PVDF resin in the adhesive porous layer can be controlled.
  • the temperature of the coagulation liquid is, for example, 20 ° C. to 50 ° C.
  • the water-washing process is a process performed in order to remove the solvent (the solvent which comprises a coating liquid, and the solvent which comprises a coagulation liquid) contained in the composite film.
  • the water washing step is preferably performed by transporting the composite membrane through a water bath.
  • the temperature of water for washing is, for example, 0 ° C. to 70 ° C.
  • the drying step is a step of removing water from the composite membrane after the water washing step.
  • the drying method is not limited, and examples thereof include a method in which the composite film is brought into contact with the heat generating member; a method in which the composite film is conveyed into a chamber whose temperature and humidity are adjusted; a method in which hot air is applied to the composite film;
  • the adhesive porous layer can be manufactured by a dry coating method in addition to the wet coating method described above.
  • the dry coating method is a method of obtaining an adhesive porous layer by coating a porous substrate with a coating liquid containing at least a PVDF resin, drying the coating layer, and removing the solvent by volatilization. .
  • the wet coating method is preferred from the viewpoint of obtaining a good porous structure.
  • a stretching step may be provided before or after the (iv) water washing step or (v) drying step.
  • the stretching temperature is preferably 20 ° C. to 130 ° C., and the stretching ratio is preferably 1.01 times to 1.10 times.
  • the non-aqueous secondary battery of the present disclosure is a non-aqueous secondary battery that obtains an electromotive force by doping or dedoping lithium, and includes a positive electrode, a negative electrode, and a separator for the non-aqueous secondary battery of the present disclosure.
  • Doping means occlusion, loading, adsorption, or insertion, and means a phenomenon in which lithium ions enter an active material of an electrode such as a positive electrode.
  • the non-aqueous secondary battery of the present disclosure has, for example, a structure in which a battery element in which a negative electrode and a positive electrode are opposed to each other with a separator enclosed in an exterior material together with an electrolytic solution.
  • the nonaqueous secondary battery of the present disclosure is suitable for a nonaqueous electrolyte secondary battery, particularly a lithium ion secondary battery.
  • One embodiment of the non-aqueous secondary battery of the present disclosure includes a separator including an adhesive porous layer containing a PVDF resin and a layered clay mineral.
  • the adhesive porous layer of the separator is excellent in adhesion to the electrode by including the PVDF resin and is not easily charged by including the layered clay mineral. Is reduced, and the battery output is excellent.
  • One embodiment of the non-aqueous secondary battery of the present disclosure includes a porous substrate, and an adhesive porous layer including a PVDF resin and a layered clay mineral provided on one or both surfaces of the porous substrate.
  • the weight of the adhesive porous layer comprises a separator is 0.5g / m 2 ⁇ 2.0g / m 2 on one side of the porous substrate.
  • the non-aqueous secondary battery of this embodiment is excellent in the adhesion between the electrode and the separator. As a result, the in-battery reaction during charge / discharge is made uniform and the load characteristics are excellent.
  • the positive electrode may have a structure in which an active material layer containing a positive electrode active material and a binder resin is formed on a current collector.
  • the active material layer may further contain a conductive additive.
  • the positive electrode active material include lithium-containing transition metal oxides. Specifically, LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMn 1/2 Ni 1/2 O 2 , LiCo 1/3 Mn 1/3 Ni 1 / 3 O 2, LiMn 2 O 4 , LiFePO 4, LiCo 1/2 Ni 1/2 O 2, LiAl 1/4 Ni 3/4 O 2 and the like.
  • the binder resin include PVDF resin.
  • the conductive aid include carbon materials such as acetylene black, ketjen black, and graphite powder.
  • the current collector include aluminum foil, titanium foil, and stainless steel foil having a thickness of 5 ⁇ m to 20 ⁇ m.
  • the adhesive porous layer is excellent in oxidation resistance, by disposing the adhesive porous layer on the positive electrode side of the non-aqueous secondary battery, as the positive electrode active material, It is easy to apply LiMn 1/2 Ni 1/2 O 2 , LiCo 1/3 Mn 1/3 Ni 1/3 O 2 or the like that can operate at a high voltage of 4.2 V or higher.
  • the negative electrode may have a structure in which an active material layer containing a negative electrode active material and a binder resin is formed on a current collector.
  • the active material layer may further contain a conductive additive.
  • the negative electrode active material include materials that can occlude lithium electrochemically, and specific examples include carbon materials; alloys of silicon, tin, aluminum, and the like with lithium.
  • the binder resin include PVDF resins and styrene-butadiene copolymers.
  • the conductive aid include carbon materials such as acetylene black, ketjen black, and graphite powder.
  • Examples of the current collector include copper foil, nickel foil, and stainless steel foil having a thickness of 5 ⁇ m to 20 ⁇ m. Moreover, it may replace with said negative electrode and may use metal lithium foil as a negative electrode.
  • the electrolytic solution is a solution in which a lithium salt is dissolved in a non-aqueous solvent.
  • the lithium salt include LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4, and the like.
  • the non-aqueous solvent include cyclic carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate, fluoroethylene carbonate, difluoroethylene carbonate, and vinylene carbonate; chain carbonates such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, and fluorine-substituted products thereof; ⁇ -Cyclic esters such as butyrolactone and ⁇ -valerolactone; these may be used alone or in admixture.
  • cyclic carbonate and chain carbonate were mixed at a mass ratio (cyclic carbonate: chain carbonate) of 20:80 to 40:60, and lithium salt was dissolved in 0.5 mol / L to 1.5 mol / L. Those are preferred.
  • Examples of exterior materials include metal cans and aluminum laminate film packs.
  • the battery has a square shape, a cylindrical shape, a coin shape, and the like, but the separator of the present disclosure is suitable for any shape.
  • a manufacturing method including impregnating a separator with an electrolytic solution and performing a heat press treatment referred to as “wet heat press” in this specification
  • a production method including adhering to an electrode by performing a heat press treatment referred to as “dry heat press” in this specification
  • dry heat press without impregnating the separator with an electrolyte solution.
  • the non-aqueous secondary battery of the present disclosure is manufactured by manufacturing a laminated body in which the separator of the present disclosure is disposed between a positive electrode and a negative electrode, and then using the laminated body, for example, by the following manufacturing methods 1) to 3) Can be manufactured.
  • Manufacturing method 1) After heat-pressing (dry heat-pressing) a laminated body and bonding an electrode and a separator, it is accommodated in an exterior material (for example, an aluminum laminate film pack; the same applies hereinafter), and an electrolyte is injected therein.
  • the laminate is further hot-pressed (wet heat press) from above the exterior material, and adhesion between the electrode and the separator and sealing of the exterior material are performed.
  • Manufacturing method 2 The laminated body is accommodated in an exterior material, an electrolyte solution is injected therein, the laminated body is hot-pressed (wet heat press) from above the exterior material, adhesion between the electrode and the separator, and sealing of the exterior material Stop.
  • the method of arranging the separator between the positive electrode and the negative electrode may be a method of stacking at least one layer of the positive electrode, the separator, and the negative electrode in this order (so-called stack method).
  • the separators may be stacked in this order and rolled in the length direction.
  • the dry pressure and wet heat press conditions are preferably 0.1 MPa to 20 MPa, and the temperature is 60 ° C. to 130 ° C. (preferably 70 ° C. to 70 ° C.). 110 ° C.) is preferred.
  • the separator of the present disclosure has an adhesive porous layer as the outermost layer, and can be bonded by overlapping with the electrode. Therefore, in the battery manufacturing process, it is not essential to press, but it is preferable to press from the viewpoint of strengthening the adhesion between the electrode and the separator. Furthermore, from the viewpoint of strengthening the adhesion between the electrode and the separator, a method of pressing (hot pressing) while heating is preferable.
  • the separator and the non-aqueous secondary battery of the present disclosure will be described more specifically with reference to examples.
  • the materials, amounts used, ratios, processing procedures, and the like shown in the following examples can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present disclosure. Accordingly, the scope of the separator and the non-aqueous secondary battery of the present disclosure should not be construed as being limited by the specific examples shown below.
  • the weight average molecular weight of the resin was measured using a gel permeation chromatography analyzer (JASCO Corp. GPC-900), two Tosoh TSKgel SUPER AWM-H were used for the column, and N, N-dimethylformamide was used for the solvent.
  • the molecular weight in terms of polystyrene was measured under the conditions of a temperature of 40 ° C. and a flow rate of 10 ml / min.
  • the film thickness ( ⁇ m) of the porous substrate and the separator was determined by measuring 20 points with a contact-type thickness meter (LITEMATIC, Mitutoyo Corp.) and averaging them.
  • the measurement terminal was a cylindrical terminal having a diameter of 5 mm, and was adjusted so that a load of 7 g was applied during the measurement.
  • the weight (g / m 2 ) of the adhesive porous layer was determined by subtracting the basis weight of the porous substrate from the basis weight of the separator.
  • the basis weight (weight per 1 m 2 ) was determined by cutting a separator or porous substrate into 10 cm ⁇ 30 cm, measuring the weight, and dividing the weight by the area.
  • Parallel beam optical system divergence slit (DS) 1 mm, divergence length restriction slit (HS) 10 mm, scattering slit (SS) open, light receiving slit (RS) open.
  • Measurement conditions 2 ⁇ / ⁇ scan, scan angle (2 ⁇ ) 18 ° to 23 °, step scan measurement (FT measurement), step width 0.01 °, 4 second scan. Si non-reflective plate is used.
  • the total area intensity of the peak of (200) and the peak of the (200) plane) was determined according to the following formula.
  • ⁇ -crystal-derived peak area intensity ratio [%] ⁇ -crystal-derived peak area intensity / ( ⁇ -crystal-derived peak area intensity + ⁇ -crystal-derived peak area intensity) ⁇ 100
  • the adhesive tape is peeled off about 10 cm together with the adhesive porous layer immediately below, and the laminate (1) of the adhesive tape and the adhesive porous layer, and the laminate (2) of the porous substrate and the other adhesive porous layer. About 10 cm apart.
  • the end of the laminate (1) was fixed to the upper chuck of Tensilon (Orientec RTC-1210A), and the end of the laminate (2) was fixed to the lower chuck of Tensilon.
  • the measurement sample was hung in the direction of gravity so that the tensile angle (angle of the laminate (1) with respect to the measurement sample) was 180 °.
  • the laminate (1) was pulled at a tensile speed of 20 mm / min, and the load when the laminate (1) was peeled from the porous substrate was measured. Loads from 10 mm to 40 mm at the start of measurement were sampled at intervals of 0.4 mm, and the average was taken as the peel strength (N / 12 mm).
  • Gurley value The Gurley value (second / 100 cc) of the porous substrate and the separator was measured using a Gurley type densometer (Toyo Seiki G-B2C) according to JIS P8117: 2009. The value obtained by subtracting the Gurley value of the porous substrate from the Gurley value of the separator is shown in Table 2 as “ ⁇ Gurley value”.
  • the positive electrode (single-sided coating) and aluminum foil (thickness 20 ⁇ m) obtained above were cut to a width of 1.5 cm and a length of 7 cm, respectively, and each separator obtained in the following Examples and Comparative Examples was 1.8 cm in width, Cut to a length of 7.5 cm.
  • a laminate was prepared by laminating a positive electrode, a separator, and an aluminum foil in this order.
  • the inside of the pack was evacuated using a vacuum sealer, and the laminate was hot-pressed together with the pack using a hot press to bond the positive electrode and the separator.
  • the conditions for hot pressing were as follows. -Load: 1 MPa. -Hot press temperature: It was changed in steps of 5 ° C from 70 ° C to 130 ° C. -Hot press time: 2 minutes.
  • the pack was opened, the laminate was taken out, and the aluminum foil was removed from the laminate as a measurement sample.
  • the uncoated surface of the positive electrode of the measurement sample was fixed to a metal plate with double-sided tape, and the metal plate was fixed to the lower chuck of Tensilon (A & D Corporation STB-1225S). At this time, the metal plate was fixed to Tensilon so that the length direction of the measurement sample was the gravity direction.
  • the separator was peeled from the lower end by about 2 cm from the lower end, and the end was fixed to the upper chuck so that the tensile angle (angle of the separator with respect to the measurement sample) was 180 °.
  • the separator was pulled at a pulling speed of 20 mm / min, and the load when the separator was peeled off from the positive electrode was measured. Loads from 10 mm to 40 mm at the start of measurement were sampled at intervals of 0.4 mm, and the average was calculated as the peel strength (N / 15 mm) between the electrode and the separator.
  • the measured values are plotted on a graph in which the vertical axis indicates the peel strength between the electrode and the separator, and the horizontal axis indicates the hot press temperature, and the adjacent plots are connected by a straight line, and the peel strength is 0.2 N / A lower limit value, an upper limit value, and a difference (temperature range) between the lower limit value and the upper limit value of the temperature range of 15 mm or more were obtained.
  • the peel strength (1) the range of the hot press temperature at which the peel strength is 0.2 N / 15 mm or more is referred to as “wet bonding temperature range”.
  • a positive electrode was produced in the same manner as the production of the positive electrode in [Peel strength between electrode and separator (1)].
  • a positive electrode (single-sided coating) and an aluminum foil (thickness 20 ⁇ m) were cut to a width of 1.5 cm and a length of 7 cm, respectively, and each separator obtained in the following examples and comparative examples was 1.8 cm in width and 7. Cut to 5 cm.
  • a laminate was prepared by laminating a positive electrode, a separator, and an aluminum foil in this order, and the laminate was accommodated in a pack made of an aluminum laminate film.
  • the inside of the pack was evacuated using a vacuum sealer, and the laminate was hot-pressed together with the pack using a hot press to bond the positive electrode and the separator.
  • the conditions for hot pressing were as follows. -Load: 1 MPa. -Hot press temperature: It was changed in steps of 5 ° C from 70 ° C to 130 ° C. -Hot press time: 2 minutes.
  • the pack was opened, the laminate was taken out, and the aluminum foil was removed from the laminate as a measurement sample.
  • the peel strength (N / 15 mm) between the electrode and the separator was measured in the same manner as the measurement of [Peel strength between electrode and separator (1)]. Then, as shown in FIG. 1, the measured values are plotted on a graph in which the vertical axis is the peel strength of the electrode and the separator, and the horizontal axis is the hot press temperature, and the adjacent plots are connected by a straight line. A lower limit value and an upper limit value of a temperature range of 02 N / 15 mm or more, and a difference (temperature range) between the lower limit value and the upper limit value were obtained.
  • the peel strength (2) the range of the hot press temperature at which the peel strength is 0.02 N / 15 mm or more is referred to as “dry bonding temperature range”.
  • negative electrode 300 g of artificial graphite as negative electrode active material, 7.5 g of water-soluble dispersion containing 40% by mass of modified styrene-butadiene copolymer as binder, 3 g of carboxymethyl cellulose as thickener, and appropriate amount of water
  • the mixture was stirred with a type mixer to prepare a negative electrode slurry.
  • This negative electrode slurry was applied to a 10 ⁇ m thick copper foil as a negative electrode current collector, dried and pressed to obtain a negative electrode having a negative electrode active material layer.
  • the aluminum laminate film pack containing the wound electrode body and the electrolytic solution was hot pressed by a hot press machine to obtain a battery.
  • the conditions for hot pressing were as follows. -Load: 1 MPa. -Hot press temperature: Three temperatures shown in Table 2. Twenty pieces were produced for each temperature. -Hot press time: 2 minutes.
  • a positive electrode was produced in the same manner as the production of the positive electrode in [Peel strength between electrode and separator (1)].
  • a positive electrode (single-sided coating) and an aluminum foil (thickness 20 ⁇ m) were cut to a width of 1.5 cm and a length of 7 cm, respectively, and each separator obtained in the following examples and comparative examples was 1.8 cm in width and 7. Cut to 5 cm.
  • a laminate was prepared by laminating a positive electrode, a separator, and an aluminum foil in this order.
  • An electrolytic solution (1 mol / L LiBF 4 -ethylene carbonate: propylene carbonate [mass ratio 1: 1]) was immersed in the laminate, and was accommodated in a pack made of an aluminum laminate film. Next, the inside of the pack was evacuated using a vacuum sealer, and the laminate was hot-pressed together with the pack using a hot press to bond the positive electrode and the separator.
  • the conditions for hot pressing were as follows. -Load: 1 MPa. -Hot press temperature: The temperature shown in Table 2. -Hot press time: 2 minutes.
  • the pack was opened, the laminate was taken out, and the aluminum foil was removed from the laminate as a measurement sample.
  • the peel strength (N / 15 mm) between the electrode and the separator was measured in the same manner as the measurement of [Peel strength between electrode and separator (1)].
  • a lead tab was welded to the positive electrode and the negative electrode, and the positive electrode, each separator obtained in the following Examples and Comparative Examples, and the negative electrode were laminated in this order to prepare a laminate.
  • the laminate is inserted into a pack made of an aluminum laminate film, and an electrolytic solution (1 mol / L LiPF 6 -ethylene carbonate: ethyl methyl carbonate [mass ratio 3: 7]) is injected, and the electrolytic solution is poured into the laminated body. I was soaked. Next, the inside of the pack is vacuum-sealed using a vacuum sealer, and the whole pack is hot-pressed using a hot press machine in the stacking direction of the laminate, thereby bonding the electrode and the separator.
  • the battery was charged and discharged in an environment of 25 ° C., the discharge capacity when discharged at 0.2 C and the discharge capacity when discharged at 2 C were measured, and the value obtained by dividing the latter by the former ( %) As load characteristics.
  • the charging conditions were 0.2 C, 4.2 V constant current constant voltage charging for 8 hours, and the discharging conditions were 2.75 V cut-off constant current discharging.
  • Example 1 A PVDF resin and a layered clay mineral were dissolved or dispersed in a solvent to prepare a coating solution. An equal amount of the coating solution was applied to both surfaces of the porous substrate, and immersed in a coagulation solution to be solidified to obtain a composite film. Next, the composite membrane was washed with water and dried to obtain a separator in which an adhesive porous layer was formed on both sides of the porous substrate. Details of the material are as follows.
  • Solvent a mixed solution of dimethylacetamide and tripropylene glycol, mixing ratio (mass ratio) 80:20.
  • PVDF resin vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, weight average molecular weight 1.13 million, hexafluoropropylene content 2.4 mol%.
  • Layered clay mineral Lucentite SEN (Katakura Corp. Agri), organic onium ion modified hectorite, aspect ratio 30.
  • -Coating liquid The concentration of PVDF resin is 5.0% by mass, and the content ratio (mass ratio) of PVDF resin and layered clay mineral is 99: 1.
  • -Porous substrate polyethylene microporous film, film thickness 9 ⁇ m, porosity 40%, Gurley value 152 seconds / 100 cc.
  • Coagulation liquid a mixed liquid of dimethylacetamide, tripropylene glycol and water, mixing ratio (mass ratio) 30: 8: 62, temperature 40 ° C.
  • Example 2 An adhesive porous layer was formed on both sides of the polyethylene microporous membrane in the same manner as in Example 1 except that the content ratio of the PVDF-based resin and the layered clay mineral contained in the coating liquid was changed to 98: 2. A separator was obtained.
  • Example 3 An adhesive porous layer was formed on both sides of the polyethylene microporous membrane in the same manner as in Example 1 except that the content ratio of the PVDF resin and the layered clay mineral contained in the coating solution was changed to 95: 5. A separator was obtained.
  • Example 4 A PVDF resin was dissolved in a solvent to prepare a coating solution. An equal amount of the coating solution was applied to both surfaces of the porous substrate, dried at 60 ° C. for 12 minutes, and then immersed in a coagulation solution to solidify to obtain a composite film. Next, the composite membrane was washed with water and dried to obtain a separator in which an adhesive porous layer was formed on both sides of the porous substrate. Details of the material are as follows.
  • Solvent a mixed solution of dimethylacetamide and tripropylene glycol, mixing ratio (mass ratio) 80:20.
  • PVDF resin vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, weight average molecular weight 1.13 million, hexafluoropropylene content 2.4 mol%.
  • -Coating liquid The density
  • -Porous substrate polyethylene microporous film, film thickness 9 ⁇ m, porosity 40%, Gurley value 152 seconds / 100 cc.
  • Coagulation liquid a mixed liquid of dimethylacetamide, tripropylene glycol and water, mixing ratio (mass ratio) 30: 8: 62, temperature 40 ° C.
  • Example 1 A separator having an adhesive porous layer formed on both sides of a polyethylene microporous membrane was obtained in the same manner as in Example 1 except that the coating liquid was prepared without adding the layered clay mineral.
  • Example 5 A PVDF resin and a layered clay mineral were dissolved or dispersed in a solvent to prepare a coating solution. An equal amount of the coating solution was applied to both surfaces of the porous substrate, and immersed in a coagulation solution to be solidified to obtain a composite film. Next, the composite membrane was washed with water and dried to obtain a separator in which an adhesive porous layer was formed on both sides of the porous substrate. Details of the material are as follows.
  • Solvent a mixed solution of dimethylacetamide and tripropylene glycol, mixing ratio (mass ratio) 80:20.
  • PVDF resin vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, weight average molecular weight 1.13 million, hexafluoropropylene content 2.4 mol%.
  • Layered clay mineral Lucentite STN (Katakura Corp. Agri), organic onium ion modified hectorite, aspect ratio 30.
  • -Coating liquid The concentration of PVDF resin is 3.8% by mass, and the content ratio (mass ratio) of PVDF resin and layered clay mineral is 99: 1.
  • -Porous substrate polyethylene microporous film, film thickness 9 ⁇ m, porosity 40%, Gurley value 152 seconds / 100 cc.
  • Coagulation liquid a mixed liquid of dimethylacetamide, tripropylene glycol and water, mixing ratio (mass ratio) 30: 8: 62, temperature 40 ° C.
  • Example 6 An adhesive porous layer was formed on both sides of the polyethylene microporous membrane in the same manner as in Example 5 except that the content ratio of the PVDF-based resin and the layered clay mineral contained in the coating solution was changed to 98: 2. A separator was produced.
  • Example 7 An adhesive porous layer was formed on both sides of the polyethylene microporous membrane in the same manner as in Example 5 except that the content ratio of the PVDF resin and the layered clay mineral contained in the coating solution was changed to 96: 4. A separator was produced.
  • Example 2 A separator having an adhesive porous layer formed on both sides of a polyethylene microporous membrane was produced in the same manner as in Example 5 except that the coating solution was produced without adding the layered clay mineral. The peel strength (1) did not exceed the reference value. Table 2 shows the maximum peel strength (1).
  • Example 8 A PVDF resin and a layered clay mineral were dissolved or dispersed in a solvent to prepare a coating solution. An equal amount of the coating solution was applied to both surfaces of the porous substrate, and immersed in a coagulation solution to be solidified to obtain a composite film. Next, the composite membrane was washed with water and dried to obtain a separator in which an adhesive porous layer was formed on both sides of the porous substrate. Details of the material are as follows.
  • Solvent a mixed solution of dimethylacetamide and tripropylene glycol, mixing ratio (mass ratio) 80:20.
  • PVDF resin vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, weight average molecular weight 1.93 million, hexafluoropropylene content 1.1 mol%.
  • Layered clay mineral Lucentite SEN (Katakura Corp. Agri), organic onium ion modified hectorite, aspect ratio 30.
  • -Coating liquid The concentration of PVDF resin is 3.8% by mass, and the content ratio (mass ratio) of PVDF resin and layered clay mineral is 99: 1.
  • -Porous substrate polyethylene microporous film, film thickness 9 ⁇ m, porosity 40%, Gurley value 152 seconds / 100 cc.
  • Coagulation liquid a mixed liquid of dimethylacetamide, tripropylene glycol and water, mixing ratio (mass ratio) 30: 8: 62, temperature 40 ° C.
  • Example 9 An adhesive porous layer was formed on both sides of the polyethylene microporous membrane in the same manner as in Example 8 except that the content ratio of the PVDF resin and the layered clay mineral contained in the coating liquid was changed to 98: 2. A separator was obtained.
  • Example 10 An adhesive porous layer was formed on both sides of the polyethylene microporous membrane in the same manner as in Example 8, except that the content ratio of the PVDF resin and the layered clay mineral contained in the coating solution was changed to 96: 4. A separator was produced.
  • Example 11 An adhesive porous layer was formed on both sides of the polyethylene microporous membrane in the same manner as in Example 8 except that the content ratio of the PVDF resin and the layered clay mineral contained in the coating solution was changed to 94: 6. A separator was produced.
  • Example 12 An adhesive porous layer was formed on both sides of the polyethylene microporous membrane in the same manner as in Example 8 except that the content ratio of the PVDF resin and the layered clay mineral contained in the coating solution was changed to 92: 8. A separator was produced.
  • Example 13 A separator having an adhesive porous layer formed on both sides of a polyethylene microporous membrane was prepared in the same manner as in Example 8 except that the coating amount was changed.
  • Example 14 A separator having an adhesive porous layer formed on both sides of a polyethylene microporous membrane was prepared in the same manner as in Example 8 except that the coating amount was changed. Neither the peel strength (1) nor the peel strength (2) exceeded the reference value. Table 2 shows the maximum values of peel strength (1) and peel strength (2).
  • Adhesive porous layers were formed on both sides of the polyethylene microporous membrane in the same manner as in Example 8, except that the layered clay mineral was changed to Lucentite STN (Katakura Corp. Aguri, organic onium ion-modified hectorite, aspect ratio 30). The formed separator was produced.
  • Example 16 A separator having an adhesive porous layer formed on both sides of a polyethylene microporous membrane was prepared in the same manner as in Example 15 except that the coating amount was changed.
  • Example 17 An adhesive porous layer was formed on both sides of the polyethylene microporous membrane in the same manner as in Example 15 except that the content ratio of the PVDF resin and the layered clay mineral contained in the coating solution was changed to 98: 2. A separator was produced.
  • Example 18 An adhesive porous layer was formed on both sides of the polyethylene microporous membrane in the same manner as in Example 15 except that the content ratio of the PVDF resin and the layered clay mineral contained in the coating solution was changed to 96: 4. A separator was obtained.
  • Example 19 An adhesive porous layer was formed on both sides of the polyethylene microporous membrane in the same manner as in Example 15 except that the content ratio of the PVDF resin and the layered clay mineral contained in the coating solution was changed to 92: 8. A separator was obtained.
  • Adhesive porous layers were formed on both sides of the polyethylene microporous membrane in the same manner as in Example 8 except that the layered clay mineral was changed to Lucentite SPN (Katakura Corp. Aguri, organic onium ion-modified hectorite, aspect ratio 30). The formed separator was produced.
  • Example 21 Separator in which an adhesive porous layer is formed on both sides of a polyethylene microporous membrane in the same manner as in Example 8, except that the layered clay mineral is changed to Somasif MEE (Katakura Corp. Aguri, fluorinated mica, aspect ratio 50). Was made.
  • Adhesive porous layers were formed on both sides of the polyethylene microporous membrane in the same manner as in Example 8 except that the layered clay mineral was changed to Somasif MTE (Katakura Corp. Agri, organic onium ion-modified swelling mica, aspect ratio 50). The formed separator was produced.
  • Example 23 Two types of PVDF resin and layered clay mineral were dissolved or dispersed in a solvent to prepare a coating solution. An equal amount of the coating solution was applied to both surfaces of the porous substrate, and immersed in a coagulation solution to be solidified to obtain a composite film. Next, the composite membrane was washed with water and dried to obtain a separator in which an adhesive porous layer was formed on both sides of the porous substrate. Details of the material are as follows.
  • Solvent a mixed solution of dimethylacetamide and tripropylene glycol, mixing ratio (mass ratio) 80:20.
  • PVDF resin A vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, weight average molecular weight 1.93 million, hexafluoropropylene content 1.1 mol%.
  • PVDF resin B vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, weight average molecular weight 470,000, hexafluoropropylene content 4.8 mol%.
  • Layered clay mineral Lucentite STN (Katakura Corp. Agri), organic onium ion modified hectorite, aspect ratio 30.
  • PVDF resin concentration is 5.0% by mass
  • PVDF resin A and PVDF resin B content ratio (mass ratio) 50:50
  • PVDF resin and layered clay mineral content ratio (Mass ratio) 99: 1.
  • -Porous substrate polyethylene microporous film, film thickness 9 ⁇ m, porosity 40%, Gurley value 152 seconds / 100 cc.
  • Coagulation liquid a mixed liquid of dimethylacetamide, tripropylene glycol and water, mixing ratio (mass ratio) 30: 8: 62, temperature 40 ° C.
  • Example 3 A separator having an adhesive porous layer formed on both sides of a polyethylene microporous membrane was prepared in the same manner as in Example 23 except that the coating liquid was prepared without adding the layered clay mineral.
  • Example 4 A separator having an adhesive porous layer formed on both sides of a polyethylene microporous membrane was prepared in the same manner as in Example 8 except that the coating solution was prepared without adding the layered clay mineral.
  • Example 5 A PVDF-based resin and a layered clay mineral were mixed in a solvent, dispersed using a bead mill having a diameter of 0.65 mm, and further dispersed by adding alumina to prepare a coating solution. The coating liquid is applied to one side of the porous substrate, dried, immersed in water for 15 minutes and phase-separated, and then dried by applying hot air to the adhesive porous layer on one side of the porous substrate. A separator having a layer thickness of 2.25 ⁇ m was obtained. Details of the material are as follows. This example did not adhere to the electrode in any of the peel strengths (1) to (3) between the electrode and the separator.
  • PVDF resin vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, weight average molecular weight 1.93 million, hexafluoropropylene content 1.1 mol%.
  • Layered clay mineral Somasif MEE (Katakura Corp. Agri), fluorinated mica, aspect ratio 50.
  • Inorganic particles Alumina having an average particle size of 500 nm.
  • -Coating liquid concentration of PVDF resin is 4.0% by mass, content ratio (mass ratio) of PVDF resin and layered clay mineral is 95: 5, and alumina content is 10 times that of PVDF resin (mass basis) .
  • -Porous substrate polyethylene microporous film, film thickness 9 ⁇ m, porosity 40%, Gurley value 152 seconds / 100 cc.
  • Example 24 Magnesium hydroxide particles (Kyowa Chemical Industry Kisuma 5P, average particle size 0.8 ⁇ m, BET specific surface area 6.8 m 2 / g) are added to the coating solution, and the content ratio of PVDF resin and magnesium hydroxide particles is A separator having an adhesive porous layer formed on both sides of a polyethylene microporous membrane was produced in the same manner as in Example 15 except that a coating solution of 40:60 was produced.
  • Example 6 A separator having an adhesive porous layer formed on both sides of a polyethylene microporous membrane was prepared in the same manner as in Example 24 except that the coating solution was prepared without adding the layered clay mineral. The peel strength (2) did not exceed the reference value. Table 2 shows the maximum peel strength (2).
  • Tables 1 and 2 show the physical properties and evaluation results of the separators of the examples and comparative examples.
  • FIG. 1 shows the relationship between the electrode and separator peel strength (1) and the hot press temperature for Example 1, Example 2, and Comparative Example 1.
  • the lower limit value of the wet bonding temperature range (the range of the hot press temperature where the peel strength is 0.2 N / 15 mm or more) is 82 ° C., the upper limit value is 95 ° C., and the temperature range is 13 ° C.
  • the lower limit value of the wet bonding temperature range is 83 ° C.
  • the upper limit value is 97 ° C.
  • the temperature range is 14 ° C.
  • the lower limit value of the wet bonding temperature range is 83 ° C.
  • the upper limit value is 93 ° C.
  • the temperature range is 10 ° C.
  • the wet adhesion temperature range is wide.

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Abstract

 多孔質基材と、前記多孔質基材の片面又は両面に設けられ、ポリフッ化ビニリデン系樹脂を含む接着性多孔質層と、を備え、前記接着性多孔質層は、X線回折法で測定して得たX線回折スペクトルにおいて、ポリフッ化ビニリデン系樹脂のα晶由来ピークの面積強度とポリフッ化ビニリデン系樹脂のβ晶由来ピークの面積強度との合計に占めるポリフッ化ビニリデン系樹脂のβ晶由来ピークの面積強度の割合が10%以上100%以下である、非水系二次電池用セパレータ。

Description

非水系二次電池用セパレータ及び非水系二次電池
 本発明は、非水系二次電池用セパレータ及び非水系二次電池に関する。
 リチウムイオン二次電池に代表される非水系二次電池は、ノートパソコン、携帯電話、デジタルカメラ、カムコーダ等の携帯型電子機器の電源として広く用いられている。携帯型電子機器の小型化及び軽量化に伴い、非水系二次電池の外装の簡素化及び軽量化がなされており、外装材としてステンレス製の缶にかわって、アルミ製の缶が開発され、さらに金属製の缶にかわって、アルミラミネートフィルム製のパックが開発されている。ただし、アルミラミネートフィルム製パックは軟らかいため、該パックを外装材とする電池(所謂ソフトパック電池)においては、外部からの衝撃や、充放電に伴う電極の膨張及び収縮によって、電極とセパレータとの間に隙間が形成されやすく、サイクル寿命が低下することがある。
 上記の課題を解決するため、電極とセパレータとの接着性を高める技術が提案されている。その技術の一つとして、ポリオレフィン微多孔膜等からなる基材上にポリフッ化ビニリデン系樹脂を含む多孔質層を備えたセパレータが知られている(例えば、特許文献1~4参照)。このセパレータは、電極に重ねてプレス又は熱プレスすると、電極へ良好に接着するので、電池のサイクル寿命を向上させ得る。
 しかし、ポリフッ化ビニリデン系樹脂は帯電しやすい樹脂であるため、ポリフッ化ビニリデン系樹脂を含む多孔質層を備えたセパレータは、ほこり等の異物を静電的に吸着しやすく、ハンドリング性に劣る場合がある。この課題を解決するために、例えば、ポリフッ化ビニリデン系樹脂を含む多孔質層に界面活性剤を塗布する技術が提案されている(例えば、特許文献5参照)。
 ほかに、セパレータに関し、粘土鉱物を用いた技術が提案されている。例えば、ポリフッ化ビニリデン系樹脂と粘土鉱物とを含有する多孔質膜が提案されており、イオン伝導性が向上することが知られている(例えば、非特許文献1参照)。また、多孔質膜からなる基材に、耐熱性樹脂とセラミックスと有機修飾材で変性された粘土鉱物とを含有する表面層を形成したセパレータが提案されており、耐収縮性が向上することが知られている(例えば、特許文献6参照)。
特開2004-356102号公報 国際公開第2005/049318号 特許第4988972号公報 特許第5282179号公報 特開2006-73221号公報 特許第5664138号公報
European Polymer Journal, 2013, 49, 307-318
 ポリフッ化ビニリデン系樹脂を含む接着性多孔質層を有するセパレータは、電極に重ねて熱プレスすることで電極によく接着する。電池性能を向上させる観点からは、電極とセパレータとの接着は強い方が望ましいところ、電極とセパレータとの接着の強さは熱プレスの温度によって変化する。ポリフッ化ビニリデン系樹脂を含む接着性多孔質層を備えた従来のセパレータは、電極とセパレータの十分な接着を実現できる熱プレスの温度範囲がそれほど広くない。
 本発明の実施形態は、上記状況のもとになされた。
 本発明の実施形態は、ポリフッ化ビニリデン系樹脂を含む接着性多孔質層を備え、電極とセパレータの十分な接着を実現できる熱プレスの温度範囲が広い非水系二次電池用セパレータを提供することを目的とし、これを解決することを課題とする。
 上記の課題を解決するための具体的手段には、以下の態様が含まれる。
[1] 多孔質基材と、前記多孔質基材の片面又は両面に設けられ、ポリフッ化ビニリデン系樹脂を含む接着性多孔質層と、を備え、前記接着性多孔質層は、X線回折法で測定して得たX線回折スペクトルにおいて、ポリフッ化ビニリデン系樹脂のα晶由来ピークの面積強度とポリフッ化ビニリデン系樹脂のβ晶由来ピークの面積強度との合計に占めるポリフッ化ビニリデン系樹脂のβ晶由来ピークの面積強度の割合が10%以上100%以下である、非水系二次電池用セパレータ。
[2] 前記接着性多孔質層は、X線回折法で測定して得たX線回折スペクトルにおいて、ポリフッ化ビニリデン系樹脂のα晶由来ピークの面積強度とポリフッ化ビニリデン系樹脂のβ晶由来ピークの面積強度との合計に占めるポリフッ化ビニリデン系樹脂のβ晶由来ピークの面積強度の割合が10%以上35%以下である、[1]に記載の非水系二次電池用セパレータ。
[3] 前記接着性多孔質層は、示差走査熱量測定を行って得た示差走査熱量曲線において、吸熱ピークの半値幅が15℃以上30℃以下である、[1]又は[2]に記載の非水系二次電池用セパレータ。
[4] 前記接着性多孔質層がさらに結晶形態制御剤を含む、[1]~[3]のいずれか1つに記載の非水系二次電池用セパレータ。
[5] 前記結晶形態制御剤が層状粘土鉱物である、[4]に記載の非水系二次電池用セパレータ。
[6] 前記層状粘土鉱物が、ヘクトライト、サポナイト、スチブンサイト、バイデライト、モンモリロナイト及び膨潤性雲母からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む、[5]に記載の非水系二次電池用セパレータ。
[7] 前記層状粘土鉱物が、インターカレート剤による処理を施された層状粘土鉱物である、[5]又は[6]に記載の非水系二次電池用セパレータ。
[8] 前記層状粘土鉱物が、有機オニウムイオンを層間に有する層状粘土鉱物である、[5]~[7]のいずれか1つに記載の非水系二次電池用セパレータ。
[9] 前記接着性多孔質層に含まれる前記ポリフッ化ビニリデン系樹脂と前記層状粘土鉱物の質量比が99.9:0.1~95.0:5.0である、[5]~[8]のいずれか1つに記載の非水系二次電池用セパレータ。
[10] 前記接着性多孔質層の重量が前記多孔質基材の片面において0.5g/m以上2.0g/m以下である、[1]~[9]のいずれか1つに記載の非水系二次電池用セパレータ。
[11] 前記多孔質基材と前記接着性多孔質層との間の剥離強度が0.20N/12mm以上1.20N/12mm以下である、[1]~[10]のいずれか1つに記載の非水系二次電池用セパレータ。
[12] 前記非水系二次電池用セパレータのガーレ値から前記多孔質基材のガーレ値を減算した値が、90秒/100cc以下である、[1]~[11]のいずれか1つに記載の非水系二次電池用セパレータ。
[13] 前記接着性多孔質層がさらに金属水酸化物粒子及び金属酸化物粒子からなる群より選ばれる少なくとも1種の粒子を含み、前記接着性多孔質層における前記粒子の含有量が、前記ポリフッ化ビニリデン系樹脂と前記粒子の合計量に対して10質量%以上80質量%未満である、[1]~[12]のいずれか1つに記載の非水系二次電池用セパレータ。
[14] 多孔質基材と、前記多孔質基材の片面又は両面に設けられ、ポリフッ化ビニリデン系樹脂及び層状粘土鉱物を含む接着性多孔質層と、を備え、前記接着性多孔質層の重量が前記多孔質基材の片面において0.5g/m以上2.0g/m以下である、非水系二次電池用セパレータ。
[15] 正極と、負極と、前記正極及び前記負極の間に配置された[1]~[14]のいずれか1つに記載の非水系二次電池用セパレータと、を備え、リチウムのドープ・脱ドープにより起電力を得る非水系二次電池。
 本発明の実施形態によれば、ポリフッ化ビニリデン系樹脂を含む接着性多孔質層を備え、電極とセパレータの十分な接着を実現できる熱プレスの温度範囲が広い非水系二次電池用セパレータが提供される。
本開示の実施例及び比較例について、電極とセパレータの剥離強度と、熱プレス温度との関係を示したグラフである。
 以下に、本発明の実施形態について説明する。これらの説明及び実施例は本発明を例示するものであり、本発明の範囲を制限するものではない。
 本明細書において「~」を用いて示された数値範囲は、「~」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。
 本明細書において「工程」との語は、独立した工程だけでなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
 本明細書において組成物中の各成分の量について言及する場合、組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合には、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計量を意味する。
 本明細書において、「機械方向」とは、長尺状に製造される多孔質基材及びセパレータにおいて長尺方向を意味し、「幅方向」とは、「機械方向」に直交する方向を意味する。「機械方向」を「MD方向」ともいい、「幅方向」を「TD方向」ともいう。
<非水系二次電池用セパレータ>
 本開示の非水系二次電池用セパレータ(「セパレータ」ともいう。)は、多孔質基材と、前記多孔質基材の片面又は両面に設けられ、ポリフッ化ビニリデン系樹脂(「PVDF系樹脂」ともいう。)を含む接着性多孔質層と、を備える。
 本開示のセパレータにおいて、接着性多孔質層は、セパレータの最外層として存在し、電極と接着する層である。
 本開示のセパレータにおいて、接着性多孔質層は、X線回折法で測定して得たX線回折スペクトルにおいて、PVDF系樹脂のα晶由来ピークの面積強度とPVDF系樹脂のβ晶由来ピークの面積強度との合計に占めるPVDF系樹脂のβ晶由来ピークの面積強度の割合{=PVDF系樹脂のβ晶由来ピークの面積強度÷(PVDF系樹脂のα晶由来ピークの面積強度+PVDF系樹脂のβ晶由来ピークの面積強度)×100}が、10%~100%である。
 本開示のPVDF系樹脂のα晶由来ピークの面積強度とは、接着性多孔質層をX線回折法で測定して得たX線回折スペクトルにおいて、2θ=20°付近に存在する(020)面のピークの面積強度である。本開示のPVDF系樹脂のβ晶由来ピークの面積強度とは、接着性多孔質層をX線回折法で測定して得たX線回折スペクトルにおいて、2θ=20.7°付近に存在する(110)面のピーク及び(200)面のピークの合計面積強度である。
 接着性多孔質層のX線回折スペクトルにおけるPVDF系樹脂のβ晶由来ピークの面積強度割合が10%以上であると、a)電極とセパレータの十分な接着を実現できる熱プレスの温度範囲が広い、b)接着性多孔質層の誘電率が高くなり、電解質の解離を促進する、c)接着性多孔質層の耐酸化性が向上する。これら観点からは、PVDF系樹脂のβ晶由来ピークの面積強度割合は、15%以上がより好ましく、20%以上が更に好ましい。電極とセパレータの接着の強さは、例えば、電極とセパレータとの間の剥離強度により評価できる。本開示のセパレータにおいては、電極とセパレータとの間の剥離強度は、0.2N/15mm以上であることが好ましい。
 接着性多孔質層のX線回折スペクトルにおいて、PVDF系樹脂のα晶由来ピークが消失し、PVDF系樹脂のβ晶由来ピークが現れている場合、PVDF系樹脂のβ晶由来ピークの面積強度割合は100%である。上記の観点からは、PVDF系樹脂のβ晶由来ピークの面積強度割合は100%であることが好ましいが、接着性多孔質層の生産性の観点からは、90%以下が好ましく、80%以下がより好ましい。
 接着性多孔質層のX線回折スペクトルにおけるPVDF系樹脂のβ晶由来ピークの面積強度割合は、セパレータに電解液を含浸させずに熱プレス処理(本明細書において「ドライヒートプレス」という。)を行う際において、電極とセパレータの十分な接着を実現できる熱プレスの温度範囲が広い観点から、35%以下が好ましく、30%以下がより好ましく、25%以下が更に好ましい。
 接着性多孔質層のX線回折スペクトルにおけるPVDF系樹脂のβ晶由来ピークの面積強度割合は、例えば、下記の制御方法1)~6)によってPVDF系樹脂のα型結晶からβ型結晶への転移を促進し、接着性多孔質層内にα型結晶とβ型結晶とが共存する結晶形態を形成することで制御する。中でも、生産性、簡便性、コスト抑制の観点からは、制御方法3)が好ましい。
制御方法1)接着性多孔質層を成形するPVDF系樹脂として、フッ化ビニリデンと、嵩高い基を有するモノマー(例えば、トリフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン)との共重合体を用いる。
制御方法2)接着性多孔質層を成形するための塗工液の溶剤を選択し、接着性多孔質層の形成条件(例えば、塗工液の組成、塗工液の温度、凝固液の組成、凝固液の温度、乾燥温度、熱処理の有無など)を調節する。
制御方法3)接着性多孔質層を成形するための塗工液に結晶形態制御剤を配合する。結晶形態制御剤の大きさ、分散性、配合量等を調節する。
制御方法4)接着性多孔質層を成形するための塗工液に溶剤としてイオン液体を使用し、PVDF系樹脂を結晶化させる条件(温度、時間、濃度等)を調節する。
制御方法5)接着性多孔質層を多孔質基材との共押出しにより形成する際、接着性多孔質層内のPVDF系樹脂を溶融及び結晶化させる。溶融及び結晶化の条件(温度、時間、圧力等)を調節する。
制御方法6)接着性多孔質層を設けたセパレータを機械的に延伸する。セパレータを延伸する際の、延伸温度と延伸倍率を調節する。
 本開示のセパレータは、接着性多孔質層のX線回折スペクトルにおけるPVDF系樹脂のβ晶由来ピークの面積強度割合が10%~100%であることにより、電極とセパレータの十分な接着を実現できる熱プレスの温度範囲を広げることが可能になる。本開示のセパレータは、電極との接着に優れるので、二次電池の充放電における電池内反応の均一性を高め、電池性能を向上することができる。
 本開示のセパレータは、電極とセパレータの十分な接着を実現できる熱プレスの温度範囲が広いことから、アルミラミネートフィルム製パックを外装材とする電池(所謂ソフトパック電池)に好適である。本開示のセパレータによれば、充放電に伴う電極の膨張・収縮や外部からの衝撃によって起り得る電極とセパレータとの間の隙間形成が抑制され、したがって、ソフトパック電池の品質安定性を向上することができる。
 本開示のセパレータが備える接着性多孔質層は、示差走査熱量測定(Differential Scanning Calorimetry、DSC)を行って得た示差走査熱量曲線(DSC曲線)において、吸熱ピークの半値幅が15℃~30℃であることが好ましい。該吸熱ピークは、接着性多孔質層に含まれる樹脂の融解によって現れる吸熱ピークと推測される。
 本開示において吸熱ピークの半値幅は、セパレータから接着性多孔質層を採取し、窒素雰囲気下、昇温速度10℃/minの条件でDSCを行って得たDSC曲線から求める。半値幅は、半値全幅(full width at half maximum)である。吸熱ピークの高さは、ピーク開始点とピーク終了点を結ぶベースラインからの高さである。ピーク開始点乃至ピーク終了点の判断が難しいときは、DSC曲線を微分し急激に変化し始める点をピーク開始点乃至ピーク終了点とする。吸熱ピークが複数ある場合は、最大吸熱ピークの半値幅が15℃~30℃であることが好ましい。
 接着性多孔質層のDSC曲線における吸熱ピークの半値幅が15℃以上であると、セパレータと電極とを接着させる際の熱プレスの温度範囲がより広い。この観点から、吸熱ピークの半値幅は、18℃以上がより好ましく、20℃以上が更に好ましい。一方、接着性多孔質層のDSC曲線における吸熱ピークの半値幅が30℃以下であると、接着性多孔質層の電解液に対する耐溶解性に優れる。この観点から、吸熱ピークの半値幅は、27℃以下がより好ましく、25℃以下が更に好ましい。
 接着性多孔質層のDSC曲線における吸熱ピークの半値幅は、PVDF系樹脂の結晶形態により制御できる。例えば、接着性多孔質層を成形するための塗工液に結晶形態制御剤を配合し、PVDF系樹脂のα型結晶からβ型結晶への転移を促進し、接着性多孔質層内にα型結晶とβ型結晶とが共存する結晶形態を形成することで、前記半値幅をブロード化することができる。
 以下、本開示のセパレータが有する多孔質基材及び接着性多孔質層の詳細を説明する。
[多孔質基材]
 本開示において多孔質基材とは、内部に空孔ないし空隙を有する基材を意味する。このような基材としては、微多孔膜;繊維状物からなる、不織布、紙等の多孔性シート;などが挙げられる。本開示においては、セパレータの薄膜化及び強度の観点から、微多孔膜が好ましい。微多孔膜とは、内部に多数の微細孔を有し、これら微細孔が連結された構造となっており、一方の面から他方の面へと気体あるいは液体が通過可能となった膜を意味する。
 多孔質基材は、多孔質基材にシャットダウン機能を付与するため、熱可塑性樹脂を含むことが望ましい。シャットダウン機能とは、電池温度が高まった際に、構成材料が溶解して多孔質基材の孔を閉塞することによりイオンの移動を遮断し、電池の熱暴走を防止する機能をいう。熱可塑性樹脂としては、融点200℃未満の熱可塑性樹脂が好ましい。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル;ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン;などが挙げられ、中でもポリオレフィンが好ましい。
 多孔質基材としては、ポリオレフィンを含む微多孔膜(「ポリオレフィン微多孔膜」という。)が好ましい。ポリオレフィン微多孔膜としては、例えば、従来の電池セパレータに適用されているポリオレフィン微多孔膜が挙げられ、この中から十分な力学特性とイオン透過性を有するものを選択することが好ましい。
 ポリオレフィン微多孔膜は、シャットダウン機能を発現する観点から、ポリエチレンを含むことが好ましく、ポリエチレンの含有量としては、ポリオレフィン微多孔膜全体の質量に対して95質量%以上が好ましい。
 ポリオレフィン微多孔膜は、高温に曝されたときに容易に破膜しない程度の耐熱性を付与するという観点からは、ポリエチレン及びポリプロピレンを含むポリオレフィン微多孔膜が好ましい。このようなポリオレフィン微多孔膜としては、ポリエチレンとポリプロピレンが1つの層において混在している微多孔膜が挙げられる。該微多孔膜においては、シャットダウン機能と耐熱性の両立という観点から、95質量%以上のポリエチレンと5質量%以下のポリプロピレンとを含むことが好ましい。また、シャットダウン機能と耐熱性の両立という観点からは、ポリオレフィン微多孔膜が2層以上の積層構造を備え、少なくとも1層はポリエチレンを含み、少なくとも1層はポリプロピレンを含む構造のポリオレフィン微多孔膜も好ましい。
 ポリオレフィン微多孔膜に含まれるポリオレフィンとしては、重量平均分子量(Mw)が10万~500万のポリオレフィンが好ましい。ポリオレフィンのMwが10万以上であると、十分な力学特性を確保できる。一方、ポリオレフィンのMwが500万以下であると、シャットダウン特性が良好であるし、膜の成形がしやすい。
 ポリオレフィン微多孔膜は、例えば以下の方法で製造可能である。すなわち、溶融したポリオレフィン樹脂をT-ダイから押し出してシート化し、これを結晶化処理した後延伸し、さらに熱処理をして微多孔膜とする方法である。または、流動パラフィンなどの可塑剤と一緒に溶融したポリオレフィン樹脂をT-ダイから押し出し、これを冷却してシート化し、延伸した後、可塑剤を抽出し熱処理をして微多孔膜とする方法である。
 繊維状物からなる多孔性シートとしては、熱可塑性樹脂の繊維状物からなる、不織布、紙等の多孔性シートが挙げられる。
 多孔質基材の表面には、多孔質層を形成するための塗工液との濡れ性を向上させる目的で、多孔質基材の性質を損なわない範囲で、各種の表面処理を施してもよい。表面処理としては、コロナ処理、プラズマ処理、火炎処理、紫外線照射処理等が挙げられる。
[多孔質基材の特性]
 多孔質基材の厚さは、良好な力学特性と内部抵抗を得る観点から、3μm~25μmが好ましく、5μm~20μmがより好ましい。
 多孔質基材のガーレ値(JIS P8117:2009)は、電池の短絡防止や十分なイオン透過性を得る観点から、50秒/100cc~800秒/100ccが好ましく、50秒/100cc~400秒/100ccがより好ましく、50秒/100cc~250秒/100ccが更に好ましい。
 多孔質基材の空孔率は、適切な膜抵抗やシャットダウン機能を得る観点から、20%~60%が好ましい。多孔質基材の空孔率は、下記の算出方法に従って求める。即ち、構成材料がa、b、c、…、nであり、各構成材料の質量がWa、Wb、Wc、…、Wn(g/cm)であり、各構成材料の真密度がda、db、dc、…、dn(g/cm)であり、膜厚をt(cm)としたとき、空孔率ε(%)は以下の式より求められる。
ε={1-(Wa/da+Wb/db+Wc/dc+…+Wn/dn)/t}×100
 多孔質基材の突刺強度は、製造歩留まりを向上させる観点から、200g以上が好ましい。多孔質基材の突刺強度は、カトーテック社KES-G5ハンディー圧縮試験器を用いて、針先端の曲率半径0.5mm、突刺速度2mm/secの条件で突刺試験を行って測定する最大突刺荷重(g)を指す。
[接着性多孔質層]
 本開示において接着性多孔質層は、多孔質基材の片面又は両面に設けられ、少なくともPVDF系樹脂を含む多孔質層である。本開示において接着性多孔質層は、さらに、PVDF系樹脂以外のその他の樹脂やフィラー等の他の成分を含んでもよい。
 本開示において接着性多孔質層は、内部に多数の微細孔を有し、これら微細孔が連結された構造となっており、一方の面から他方の面へと気体あるいは液体が通過可能となっている。
 本開示において接着性多孔質層は、多孔質基材の片面又は両面にセパレータの最外層として設けられ、セパレータと電極とを重ねてプレス又は熱プレスしたときに電極と接着する層である。
 接着性多孔質層は、多孔質基材の片面のみにあるよりも両面にある方が、電池のサイクル特性(容量維持率)が優れる観点から好ましい。接着性多孔質層が多孔質基材の両面にあると、セパレータの両面が接着性多孔質層を介して両電極とよく接着するからである。
[ポリフッ化ビニリデン系樹脂(PVDF系樹脂)]
 本開示のセパレータは、PVDF系樹脂を含む接着性多孔質層を最外層に備えることにより、電極との接着に優れる。
 接着性多孔質層に含まれるPVDF系樹脂としては、フッ化ビニリデンの単独重合体(即ちポリフッ化ビニリデン);フッ化ビニリデンと他の共重合可能なモノマーとの共重合体(ポリフッ化ビニリデン共重合体);これらの混合物;が挙げられる。フッ化ビニリデンと共重合可能なモノマーとしては、例えば、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、トリフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、フッ化ビニル、トリクロロエチレン等が挙げられ、1種類又は2種類以上を用いることができる。
 PVDF系樹脂としては、電極との接着性の観点からは、フッ化ビニリデンと少なくともヘキサフルオロプロピレンとを共重合した共重合体が好ましい。ヘキサフルオロプロピレンをフッ化ビニリデンと共重合することで、PVDF系樹脂の結晶性と耐熱性を適度な範囲に制御できる。その結果、電極との接着処理の際に接着性多孔質層が流動することを抑制することができる。該共重合としては、0.1モル%~10モル%(好ましくは0.5モル%~8モル%)のヘキサフルオロプロピレン由来の構造単位を含む共重合体が好ましい。
 PVDF系樹脂としては、β晶由来ピークの面積強度割合を制御する観点からは、フッ化ビニリデンと、嵩高い基を有するモノマー(例えば、トリフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン)との共重合体が好ましい。
 PVDF系樹脂は、重量平均分子量(Mw)が30万~300万であることが好ましい。PVDF系樹脂のMwが30万以上であると、接着性多孔質層が電極との接着処理に耐え得る力学特性を確保でき、充分な接着性が得られる。この観点からは、PVDF系樹脂のMwは、50万以上が好ましく、80万以上がより好ましく、100万以上が更に好ましい。一方、PVDF系樹脂のMwが300万以下であると、接着性多孔質層を塗工成形するための塗工液の粘度が高くなり過ぎず成形性及び結晶形成がよく、接着性多孔質層の多孔化が良好である。この観点からは、PVDF系樹脂のMwは、250万以下がより好ましく、200万以下が更に好ましい。
 PVDF系樹脂を製造する方法としては、乳化重合や懸濁重合が挙げられる。市販のPVDF系樹脂を用いることも可能である。
 接着性多孔質層に含まれるPVDF系樹脂の含有量は、接着性多孔質層に含まれる全樹脂の総量に対して、95質量%以上が好ましく、より好ましくは97質量%以上、更に好ましくは98質量%以上、更に好ましくは99質量%以上、特に好ましくは100質量%である。
[PVDF系樹脂以外の樹脂]
 本開示において接着性多孔質層は、PVDF系樹脂以外の他の樹脂を含んでもよい。
 PVDF系樹脂以外の他の樹脂としては、アクリル系樹脂、フッ素系ゴム、スチレン-ブタジエン共重合体、ビニルニトリル化合物(アクリロニトリル、メタクリロニトリル等)の単独重合体又は共重合体、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシアルキルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリビニルピロリドン、ポリエーテル(ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド等)などが挙げられる。
 アクリル系樹脂としては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸n-ブチル、アクリル酸2-エチルヘキシル、アクリル酸2-ヒドロキシエチル、アクリル酸ヒドロキシプロピル等のアクリル酸エステルを単独重合した又は共重合した重合体;メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸n-ヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸2-ヒドロキシエチル、メタクリル酸ヒドロキシプロピル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル等のメタクリル酸エステルを単独重合した又は共重合した重合体;少なくとも1種のアクリル酸エステルと少なくとも1種のメタクリル酸エステルとの共重合体;アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルから選ばれる少なくとも1種と、アクリル酸、メタクリル酸、アクリルアミド、N-メチロールアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド等から選ばれる少なくとも1種とを共重合した共重合体;が挙げられる。中でも、アクリル系樹脂としては、ポリメタクリル酸メチル樹脂(Polymethyl methacrylate、PMMA)が好ましい。PMMAは、メタクリル酸メチルが単独重合した重合体でもよく、メタクリル酸メチル以外の他のモノマーが共重合した共重合体でもよく、共重合される他のモノマーとしては、アクリル酸メチル、アクリル酸、及びメタクリル酸から選ばれる少なくとも1種が好ましい。
 アクリル系樹脂は、重量平均分子量(Mw)が30万~300万であることが好ましい。アクリル系樹脂のMwが30万以上であると、接着性多孔質層の力学特性がより優れ電極への接着性が優れる。一方、アクリル系樹脂のMwが300万以下であると、接着性多孔質層を塗工成形するための塗工液の粘度が高くなり過ぎず成形性及び結晶形成がよく、接着性多孔質層の多孔化が良好である。アクリル系樹脂の重量平均分子量は、より好ましくは30万~200万である。
[結晶形態制御剤]
 本開示において接着性多孔質層は、PVDF系樹脂の結晶形態を制御し、β晶由来ピークの面積強度割合を制御する観点から、結晶形態制御剤を含有することが好ましい。本開示において結晶形態制御剤とは、PVDF系樹脂の結晶形態を制御することができる化学物質である。
 結晶形態制御剤としては、有機フィラー、無機フィラーが挙げられる。無機フィラーは、シランカップリング剤等により表面修飾されたものでもよい。結晶形態制御剤は、1種を単独で使用しても2種以上を組み合わせて使用してもよい。結晶形態制御剤としては、アスペクト比が大きい有機フィラー又無機フィラーが好ましく、例えば、カーボンナノチューブ、層状粘土鉱物が好ましく、層状粘土鉱物がより好ましい。結晶形態制御剤のアスペクト比は、5~1000が好ましく、10~500がより好ましい。
[層状粘土鉱物]
 結晶形態制御剤の一例として、層状構造を有する無機化合物である粘土鉱物、いわゆる、層状粘土鉱物が挙げられる。本開示において接着性多孔質層は、PVDF系樹脂の結晶形態を制御し、β晶由来ピークの面積強度割合を制御する観点から、層状粘土鉱物を含有することが好ましい。
 本開示のセパレータは、セパレータのハンドリング性の観点から、接着性多孔質層に層状粘土鉱物を含むことが好ましい。接着性多孔質層に含まれるPVDF系樹脂は帯電しやすいので異物を静電的に吸着しやすく、セパレータのハンドリング性が損なわれることがあるが、層状粘土鉱物がPVDF系樹脂中に含まれると接着性多孔質層の帯電が抑制され、結果、セパレータのハンドリング性に優れる。
 層状粘土鉱物としては、例えば、層状ケイ酸塩(Si-Al系、Si-Mg系、Si-Al-Mg系、Si-Ca系等)が挙げられる。接着性多孔質層に含まれる層状粘土鉱物は、単層の状態であってもよく多層の状態であってもよい。
 層状粘土鉱物は、陽イオン交換能を有し、さらに層間に水を取り込んで膨潤する性質を示すものが好ましく、好適なものとしてスメクタイト型粘土鉱物及び膨潤性雲母が挙げられる。
 スメクタイト型粘土鉱物としては、ヘクトライト、サポナイト、スチブンサイト、バイデライト、モンモリロナイト(これらは天然のものであっても化学的に合成したものであってもよい)、及びこれらの置換体、誘導体又は混合物が挙げられる。膨潤性雲母としては、化学的に合成し、層間にLiイオン又はNaイオンを有する合成膨潤性雲母、及びこれらの置換体、誘導体又は混合物が挙げられる。
 層状粘土鉱物としては、層状粘土鉱物の粒子がインターカレート剤による処理を施された層状粘土鉱物が好ましく、インターカレート剤としては、有機オニウムイオンを含む化合物が好ましい。層状粘土鉱物の粒子を、有機オニウムイオンを含む化合物で処理することにより、層状粘土鉱物の層間に存在する陽イオンが有機オニウムイオンで交換され、層状粘土鉱物の層間に有機オニウムイオンがイオン結合によって保持される。有機オニウムイオンを層間に有する層状粘土鉱物(本明細書において「有機オニウムイオン変性層状粘土鉱物」ということがある。)は、PVDF系樹脂中での分散性に優れるので、a)接着性多孔質層の高次構造の均一性を上げ、電極に対する接着性多孔質層の接着をより強める、b)接着性多孔質層の帯電をより抑制する、c)PVDF系樹脂のα型結晶からβ型結晶への転移を促進する、と推測される。
 インターカレート剤として用いられる有機オニウムイオンを含む化合物は、下記の式(1)で表される化学構造を有する第4級アンモニウムイオン(即ちカチオン)とアニオンとの塩(所謂、第4級アンモニウム化合物)から選ばれることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 式(1)中、R、R、R及びRは、それぞれ独立に、炭素数1~30のアルキル基又は-(CHCHO)Hで表されるヒドロキシポリオキシエチレン基(nは1~30の整数)である。R、R、R及びRは、炭素数1~30のアルキル基が好ましく、炭素数1~18のアルキル基がより好ましい。
 インターカレート剤として好ましい第4級アンモニウム化合物としては、例えば、ドデシルトリメチルアンモニウムクロライド、テトラデシルトリメチルアンモニウムクロライド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロライド、オクタデシルトリメチルアンモニウムクロライド、オレイルトリメチルアンモニウムクロライド、ジドデシルジメチルアンモニウムクロライド、ジテトラデシルジメチルアンモニウムクロライド、ジヘキサデシルジメチルアンモニウムクロライド、ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド、ジオレイルジメチルアンモニウムクロライド、ドデシルジエチルベンジルアンモニウムクロライド、テトラデシルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、ヘキサデシルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、オクタデシルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、オレイルジメチルベンジルクロライド、トリオクチルメチルアンモニウムクロライド、ヒドロキシポリオキシプロピレンメチルジエチルアンモニウムクロライド、ヒドロキシポリオキシエチレンドデシルジメチルアンモニウムクロライド、ヒドロキシポリオキシエチレンテトラデシルジメチルアンモニウムクロライド、ヒドロキシポリオキシエチレンヘキサデシルジメチルアンモニウムクロライド、ヒドロキシポリオキシエチレンオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド、ヒドロキシポリオキシエチレンオレイルジメチルアンモニウムクロライド、ジヒドロキシポリオキシエチレンドデシルメチルアンモニウムクロライド、ビス(ヒドロキシポリオキシエチレン)テトラデシルメチルアンモニウムクロライド、ビス(ヒドロキシポリオキシエチレン)ヘキサデシルメチルアンモニウムクロライド、ビス(ヒドロキシポリオキシエチレン)オクタデシルメチルアンモニウムクロライド、ビス(ヒドロキシポリオキシエチレン)オレイルメチルアンモニウムクロライド等が挙げられる。勿論、インターカレート剤として使用される第4級アンモニウム化合物は、これらに限定されるものではない。
 層状粘土鉱物粒子の有機オニウムイオンを含む化合物による処理方法としては、層状粘土鉱物1質量部と、有機オニウムイオンを含む化合物1質量部~10質量部とを水中で混合した後、この混合物を乾燥する方法が挙げられる。水の使用量(質量基準)は、層状粘土鉱物の1倍~100倍であることが好ましい。混合するときの温度は、30℃~70℃であることが好ましく、混合時間は0.5時間~2時間であることが好ましい。乾燥手段としては、熱風乾燥、真空乾燥、凍結乾燥等の一般的な手法を用いることができ、限定はされない。
 層状粘土鉱物は、一般的に、アスペクト比の大きな板状粒子である。層状粘土鉱物のアスペクト比は、PVDF系樹脂の結晶形態を制御する機能を発揮しやすい観点から、5~1000が好ましく、10~500がより好ましい。層状粘土鉱物の長軸長は、1.0μm以下が好ましく、0.5μm以下がより好ましく、0.3μm以下が更に好ましい。
 接着性多孔質層に含まれる層状粘土鉱物の平均層厚は、500nm以下であることが好ましく、200nm以下であることがより好ましく、150nm以下であることが更に好ましい。層状粘土鉱物の平均層厚が500nm以下であることにより、接着性多孔質層の多孔構造の不均一性が抑えられ、二次電池の負荷特性がより向上する。
 接着性多孔質層に含まれる層状粘土鉱物の平均層厚とは、接着性多孔質層の断面を電子顕微鏡により観察し、任意に選んだ20個の層状粘土鉱物について測定した層厚の平均値を指す。接着性多孔質層に含まれる層状粘土鉱物の平均層厚は、塗工液の調製に用いる層状粘土鉱物の粒径および添加量により制御できる。
 接着性多孔質層に含まれるPVDF系樹脂と層状粘土鉱物の質量比は、99.9:0.1~90.0:10.0であることが好ましい。層状粘土鉱物の質量比は、PVDF系樹脂の結晶形態の制御の観点、及び接着性多孔質層の帯電を抑制する観点から、0.1以上が好ましく、0.2以上がより好ましく、0.5以上が更に好ましく、1.0以上が更に好ましい。層状粘土鉱物の質量比は、多孔質基材と接着性多孔質層との間の剥離強度の観点、及びセパレータの水分量を抑制する観点からは、10.0以下が好ましく、5.0以下がより好ましく、4.0以下が更に好ましく、3.0以下が更に好ましい。
 したがって、接着性多孔質層に含まれるPVDF系樹脂と層状粘土鉱物の質量比は、99.9:0.1~90.0:10.0が好ましく、99.9:0.1~95.0:5.0がより好ましく、99.8:0.2~95.0:5.0が更に好ましく、99.8:0.2~96.0:4.0が更に好ましく、99.5:0.5~96.0:4.0が更に好ましく、99.0:1.0~96.0:4.0が更に好ましく、99.0:1.0~97.0:3.0が更に好ましい。
 本開示のセパレータの一実施形態は、多孔質基材と、多孔質基材の片面又は両面に設けられた、PVDF系樹脂及び層状粘土鉱物を含む接着性多孔質層と、を備え、接着性多孔質層の重量が多孔質基材の片面において0.5g/m~2.0g/mであるセパレータである。該実施形態は、電極との接着に優れ且つハンドリング性に優れる。
[その他添加物]
 本開示においては、接着性多孔質層は、セパレータの滑り性や耐熱性を向上させる目的で、無機物又は有機物からなるフィラーやその他添加物を含んでいてもよい。その場合、本開示の効果を阻害しない程度の含有量や粒子サイズとすることが好ましい。
 フィラー含有量は、PVDF系樹脂及びフィラーの合計量に対して80質量%未満であることが好ましく、80質量%未満であることにより、電極に対する接着性多孔質層の接着性が向上し電池性能が向上する。上記の観点から、フィラー含有量は、PVDF系樹脂及びフィラーの合計量に対して70質量%以下がより好ましく、65質量%以下が更に好ましく、60質量%以下が更に好ましい。接着性多孔質層にフィラーが含まれる場合、フィラー含有量は、PVDF系樹脂及びフィラーの合計量に対して10質量%以上が好ましく、20質量%以上がより好ましく、30質量%以上が更に好ましい。
 フィラーの平均粒子径は、0.01μm~10μmであることが好ましい。その下限値としては0.1μm以上がより好ましく、上限値としては5μm以下がより好ましい。
 フィラーの粒度分布は、0.1μm<d90-d10<3μmであることが好ましい。ここで、d10は、小さな粒子側から起算した重量累積粒度分布において、累積10%の粒子径(μm)を表し、d90は、累積90%の粒子径(μm)を表す。粒度分布の測定は、例えば、レーザー回折式粒度分布測定装置(シスメックス社マスターサイザー2000)を用い、分散媒としては水を用い、分散剤として非イオン性界面活性剤Triton X-100を微量用いる方法が挙げられる。
[無機フィラー]
 本開示における無機フィラーとしては、電解液に対して安定であり、且つ、電気化学的に安定な無機フィラーが好ましい。
 無機フィラーとしては、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化クロム、水酸化ジルコニウム、水酸化セリウム、水酸化ニッケル、水酸化ホウ素等の金属水酸化物;シリカ、アルミナ、ジルコニア、酸化マグネシウム等の金属酸化物;炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の炭酸塩;硫酸バリウム、硫酸カルシウム等の硫酸塩;などの粒子が挙げられる。無機フィラーは、金属水酸化物粒子及び金属酸化物粒子の少なくとも一種を含むことが好ましく、難燃性付与や除電効果の観点から、金属水酸化物粒子の少なくとも一種を含むことがより好ましく、水酸化マグネシウム粒子を含むことが更に好ましい。これらの無機フィラーは、1種を単独で使用しても2種以上を組み合わせて使用してもよい。無機フィラーは、シランカップリング剤等により表面修飾されたものでもよい。
 無機フィラーの粒子形状には制限はなく、球に近い形状でもよく、板状の形状でもよいが、電池の短絡抑制の観点からは、板状の粒子や、凝集していない一次粒子であることが好ましい。
 接着性多孔質層に無機フィラー(好ましくは金属水酸化物粒子及び金属酸化物粒子から選ばれる少なくとも一種、より好ましくは金属水酸化物粒子の少なくとも一種)が含まれる場合、無機フィラー含有量は、PVDF系樹脂及び無機フィラーの合計量に対して、10質量%以上が好ましく、20質量%以上がより好ましく、30質量%以上が更に好ましく、80質量%未満が好ましく、70質量%以下がより好ましく、65質量%以下が更に好ましく、60質量%以下が更に好ましい。
[有機フィラー]
 本開示における有機フィラーとしては、例えば、架橋ポリメタクリル酸メチル等の架橋アクリル系樹脂、架橋ポリスチレンなどが挙げられ、架橋ポリメタクリル酸メチルが好ましい。
 本開示における接着性多孔質層は、界面活性剤等の分散剤、湿潤剤、消泡剤、pH調整剤などの添加剤を含んでいてもよい。分散剤は、接着性多孔質層を形成するための塗工液に、分散性、塗工性及び保存安定性を向上させる目的で添加される。湿潤剤、消泡剤、pH調整剤は、接着性多孔質層を形成するための塗工液に、例えば、多孔質基材とのなじみをよくする目的、塗工液へのエア噛み込みを抑制する目的、又はpH調整の目的で添加される。
[接着性多孔質層の特性]
 本開示において接着性多孔質層の重量は、電池の負荷特性の観点から、多孔質基材の片面において0.5g/m~2.0g/mであることが好ましい。前記重量が多孔質基材の片面において0.5g/m以上であると、セパレータと電極との接着が良好であり、電池の負荷特性に優れる。一方、前記重量が多孔質基材の片面において2.0g/m以下であると、セパレータのイオン透過性に優れ、電池の負荷特性に優れる。
 上記の観点から、接着性多孔質層の重量は、多孔質基材の片面において、0.75g/m~2.0g/mであることがより好ましく、1.0g/m~2.0g/mであることが更に好ましい。接着性多孔質層の重量は、多孔質基材の両面の合計としては1.0g/m~4.0g/mであることが好ましく、1.5g/m~4.0g/mであることがより好ましく、2.0g/m~4.0g/mであることが更に好ましい。
 接着性多孔質層が多孔質基材の両面に設けられている場合、一方の面における接着性多孔質層の重量と、他方の面における接着性多孔質層の重量との重量差は、両面合計の接着性多孔質層の重量に対して20質量%以下であることが好ましい。前記重量差が20質量%以下であると、セパレータがカールしにくいので、ハンドリング性がより向上する。
 接着性多孔質層の厚さは、多孔質基材の片面において、0.5μm~4μmであることが好ましい。前記厚さが0.5μm以上であると、電極に対する接着性が良好であり、電池のサイクル特性が向上する観点から好ましい。この観点からは、接着性多孔質層の厚さは、多孔質基材の片面において、1μm以上であることがより好ましい。一方、前記厚さが4μm以下であると、セパレータのイオン透過性が良好であることにより電池の負荷特性が優れ、また、セパレータの幅方向における熱膨張率を0%超10%以下の範囲に制御しやすい。これらの観点からは、接着性多孔質層の厚さは、多孔質基材の片面において、3μm以下であることがより好ましく、2.5μm以下であることが更に好ましい。
 本開示において接着性多孔質層は、イオン透過性の観点から十分に多孔化された構造であることが好ましい。具体的には、空孔率が30%~80%であることが好ましい。空孔率が80%以下であると、電極と接着させるプレス工程に耐え得る力学特性を確保でき、また表面開口率が高くなり過ぎず、十分に強い接着を確保するのに適している。一方、空孔率が30%以上であると、イオン透過性が良好になる観点から好ましい。本開示における接着性多孔質層の空孔率の求め方は、多孔質基材の空孔率の求め方と同様である。
 接着性多孔質層は、平均孔径が10nm~200nmであることが好ましい。平均孔径が200nm以下であると、孔の不均一性が抑えられ、接着点が均等に散在し、電極に対する接着性がより向上する観点から好ましい。また、平均孔径が200nm以下であると、イオンの移動の均一性が高くサイクル特性及び負荷特性がより向上する観点から好ましい。一方、平均孔径が10nm以上であると、接着性多孔質層に電解液を含浸させたとき、接着性多孔質層を構成する樹脂が膨潤して孔を閉塞しイオン透過性が阻害されることが起きにくい。
 本開示において、接着性多孔質層の平均孔径(nm)は、すべての孔が円柱状であると仮定し、以下の式によって算出する。
   d=4V/S
 式中、dは接着性多孔質層の平均孔径(直径)、Vは接着性多孔質層1m当たりの空孔体積、Sは接着性多孔質層1m当たりの空孔表面積を表す。
 接着性多孔質層1m当たりの空孔体積Vは、接着性多孔質層の空孔率から算出する。接着性多孔質層1m当たりの空孔表面積Sは、以下の方法で求める。
 まず、多孔質基材の比表面積(m/g)とセパレータの比表面積(m/g)とを、窒素ガス吸着法にBET式を適用することにより、窒素ガス吸着量から算出する。これらの比表面積(m/g)にそれぞれの目付(g/m)を乗算して、それぞれの1m当たりの空孔表面積を算出する。そして、多孔質基材1m当たりの空孔表面積をセパレータ1m当たりの空孔表面積から減算して、接着性多孔質層1m当たりの空孔表面積Sを算出する。
[非水系二次電池用セパレータの特性]
 本開示のセパレータの厚さは、電池のエネルギー密度及び出力特性の観点からは、30μm以下が好ましく、25μm以下がより好ましい。本開示のセパレータの厚さは、機械的強度の観点からは、5μm以上が好ましく、10μm以上がより好ましい。
 本開示のセパレータの突刺強度は、250g~1000gが好ましく、300g~600gがより好ましい。セパレータの突刺強度の測定方法は、多孔質基材の突刺強度の測定方法と同様である。
 本開示のセパレータの空孔率は、電極との接着性、ハンドリング性、イオン透過性、及び力学特性の観点から、30%~60%が好ましい。本開示におけるセパレータの空孔率の求め方は、多孔質基材の空孔率の求め方と同様である。
 本開示のセパレータのガーレ値(JIS P8117:2009)は、機械強度と膜抵抗のバランスがよい観点から、50秒/100cc~800秒/100ccが好ましく、50秒/100cc~400秒/100ccがより好ましく、100秒/100cc~300秒/100ccが更に好ましい。
 本開示のセパレータは、イオン透過性の観点から、セパレータ(多孔質基材上に接着性多孔質層を形成した状態)のガーレ値から多孔質基材のガーレ値を減算した値が、90秒/100cc以下であることが好ましく、80秒/100cc以下であることがより好ましく、70秒/100cc以下であることが更に好ましい。前記値が90秒/100cc以下であることで、接着性多孔質層が緻密になり過ぎずイオン透過性が良好に保たれ、優れた電池特性が得られる。前記値の下限は、特に制限はなく、0秒/100cc以上である。
 本開示において、接着性多孔質層と多孔質基材との間の剥離強度は、電極との接着性及びイオン透過性の観点から、0.20N/12mm~1.20N/12mmが好ましい。前記剥離強度が0.20N/12mm以上であると、接着性多孔質層と多孔質基材との接着に優れ、その結果、電極とセパレータとの接着性が良好となる。この観点から、前記剥離強度は、0.20N/12mm以上が好ましく、0.25N/12mm以上がより好ましい。前記剥離強度が1.20N/12mm以下であると、セパレータのイオン透過性に優れる。この観点から、前記剥離強度は、1.20N/12mm以下が好ましく、1.10N/12mm以下がより好ましく、1.00N/12mm以下が更に好ましく、0.50N/12mm以下が更に好ましい。
 本開示のセパレータの膜抵抗は、電池の負荷特性の観点から、1ohm・cm~10ohm・cmが好ましい。ここで膜抵抗とは、セパレータに電解液を含浸させたときの抵抗値であり、交流法にて測定される。膜抵抗の値は電解液の種類、温度によって異なるが、上記の値は電解液として1mol/L LiBF-プロピレンカーボネート:エチレンカーボネート(質量比1:1)を用い、20℃にて測定した値である。
 本開示のセパレータの曲路率は、イオン透過性の観点から、1.5~2.5が好ましい。セパレータの曲路率は、下記の式により求める値である。
  τ={(R×ε/100)/(r×t)}1/2
 式中、τはセパレータの曲路率、Rは電解液を含浸させたときのセパレータの膜抵抗(ohm・cm)、rは電解液の比抵抗(ohm・cm)、εはセパレータの空孔率(%)、tはセパレータの膜厚(cm)を表す。電解液としては、1mol/L LiBF-プロピレンカーボネート:エチレンカーボネート(質量比1:1)を用いる。膜抵抗の測定は、20℃にて行う。
 本開示のセパレータの帯電性は、JIS L1094:1997に記載の半減期測定法により確認できる。ただし、セパレータの使用環境はドライ環境であることから、その環境を想定して帯電性を確認することが望ましい。本開示においては、露点-50℃の環境下で試料を1時間以上放置して調湿した後、露点-50℃の環境下で測定された半減期を帯電性の指標とする。良好なハンドリング性を確保するためには、このような方法で測定された半減期は小さいほど好ましく、半減期が小さいほど帯電防止効果が高いことを意味する。本開示では、接着多孔質層に層状粘土鉱物を含むことで飛躍的に帯電防止効果が向上する。
 本開示のセパレータに含まれる水分量(質量基準)は1000ppm以下が好ましい。セパレータの水分量が少ないほど、電池を構成した場合に電解液と水との反応を抑えることができ、電池内でのガス発生を抑えることができ、電池のサイクル特性が向上する。この観点から、セパレータに含まれる水分量(質量基準)は800ppm以下がより好ましく、500ppm以下が更に好ましい。
[非水系二次電池用セパレータの製造方法]
 本開示のセパレータは、例えば、少なくともPVDF系樹脂を含む塗工液を多孔質基材上に塗工し塗工層を形成し、次いで塗工層に含まれるPVDF系樹脂を固化させることで、接着性多孔質層を多孔質基材上に形成する方法で製造される。具体的には、接着性多孔質層は、例えば、以下の湿式塗工法によって形成することができる。以下は、接着性多孔質層に結晶形態制御剤を含む実施形態を例に説明する。
 湿式塗工法は、(i)PVDF系樹脂及び結晶形態制御剤(好ましくは層状粘土鉱物)を溶媒に溶解又は分散させて塗工液を調製する塗工液調製工程、(ii)塗工液を多孔質基材の片面又は両面に塗工して塗工層を形成する塗工工程、(iii)塗工層を凝固液に接触させてPVDF系樹脂を固化させ、多孔質基材の片面又は両面にPVDF系樹脂及び結晶形態制御剤(好ましくは層状粘土鉱物)を含有する接着性多孔質層を備えた複合膜を得る凝固工程、(iv)複合膜を水洗する水洗工程、及び(v)複合膜から水を除去する乾燥工程、を行って、多孔質基材上に接着性多孔質層を形成する製膜法である。本開示のセパレータに好適な湿式塗工法の詳細は、以下のとおりである。
(i)塗工液調製工程
 塗工液調製工程は、PVDF系樹脂及び結晶形態制御剤(好ましくは層状粘土鉱物)を含有する塗工液を調製する工程である。塗工液は、例えば、PVDF系樹脂を溶媒に溶かし、さらに結晶形態制御剤(好ましくは層状粘土鉱物)を分散させて調製する。
 塗工液の調製に用いる、PVDF系樹脂を溶かす溶媒(以下、「良溶媒」ともいう。)としては、N-メチルピロリドン、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、ジメチルホルムアミド等の極性アミド溶媒が好適に用いられる。
 良好な多孔構造を有する多孔質層を形成する観点から、相分離を誘発させる相分離剤を良溶媒に混合することが好ましい。相分離剤としては、水、メタノール、エタノール、プロピルアルコール、ブチルアルコール、ブタンジオール、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリプロピレングリコール等が挙げられる。相分離剤は、塗工に適切な粘度が確保できる範囲で良溶媒と混合することが好ましい。
 塗工液の調製に用いる溶媒としては、良好な多孔構造を形成する観点から、良溶媒を60質量%以上、相分離剤を40質量%以下含む混合溶媒が好ましい。
 塗工液における樹脂の濃度は、良好な多孔構造を形成する観点から、塗工液の質量に対して1質量%~20質量%であることが好ましい。
 接着性多孔質層にフィラーやその他の成分を含有させる場合は、塗工液中にフィラーやその他の成分を溶解又は分散させればよい。塗工液における層状粘土鉱物及びフィラーの合計濃度は、塗工液の質量に対して0.01質量%~20質量%であることが好ましい。
 塗工液は、界面活性剤等の分散剤、増粘剤、湿潤剤、消泡剤、pH調整剤等を含有していてもよい。これらの添加剤は、非水系二次電池の使用状況において電気化学的に安定で電池内反応を阻害しないものであれば、残存するものであってもよい。
(ii)塗工工程
 塗工工程は、多孔質基材の片面又は両面に、塗工液を塗工して塗工層を形成する工程である。多孔質基材への塗工液の塗工は、マイヤーバー、ダイコーター、リバースロールコーター、グラビアコーターなど従来の塗工手段を適用してよい。接着性多孔質層を多孔質基材の両面に形成する場合、塗工液を両面同時に基材へ塗工することが生産性の観点から好ましい。
(iii)凝固工程
 凝固工程は、塗工層を凝固液に接触させて、相分離を誘発しつつPVDF系樹脂を固化させる工程である。凝固工程は、具体的には、塗工層を有する多孔質基材を凝固液に浸漬させることが好ましく、凝固液の入った槽(凝固槽)を通過させることがより好ましい。
 凝固液は、塗工液の調製に用いた良溶媒及び相分離剤と、水とから構成されるのが一般的である。良溶媒と相分離剤の混合比は、塗工液の調製に用いた混合溶媒の混合比に合わせるのが生産上好ましい。凝固液中の水の含有量は40質量%~90質量%であることが、多孔構造の形成および生産性の観点から適切である。水の含有量を制御することで相分離速度を調節することができ、接着性多孔質層におけるPVDF系樹脂の結晶構造を制御することができる。凝固液の温度は例えば20℃~50℃である。
(iv)水洗工程
 水洗工程は、複合膜に含まれている溶媒(塗工液を構成する溶媒、及び、凝固液を構成する溶媒)を除去する目的で行われる工程である。水洗工程は、具体的には、複合膜を水浴の中を搬送することによって行うことが好ましい。水洗用の水の温度は、例えば0℃~70℃である。
(v)乾燥工程
 乾燥工程は、水洗工程の後、複合膜から水を除去する工程である。乾燥方法は、限定はなく、例えば、複合膜を発熱部材に接触させる方法;温度及び湿度を調整したチャンバー内に複合膜を搬送する方法;複合膜に熱風をあてる方法;などが挙げられる。
 接着性多孔質層は、上述した湿式塗工法以外にも、乾式塗工法でも製造し得る。乾式塗工法とは、少なくともPVDF系樹脂を含有する塗工液を多孔質基材に塗工し、この塗工層を乾燥させて溶媒を揮発除去することにより接着性多孔層を得る方法である。ただし、乾式塗工法は湿式塗工法と比べて多孔層が緻密になりやすいので、良好な多孔構造を得られる観点から湿式塗工法の方が好ましい。
 接着性多孔質層のβ晶由来ピークの面積強度割合及び吸熱ピークの半値幅を制御する目的で、(iv)水洗工程又は(v)乾燥工程の前後に延伸工程を設けてもよい。延伸温度は20℃~130℃が好ましく、延伸倍率は1.01倍~1.10倍が好ましい。
<非水系二次電池>
 本開示の非水系二次電池は、リチウムのドープ・脱ドープにより起電力を得る非水系二次電池であり、正極と、負極と、本開示の非水系二次電池用セパレータとを備える。ドープとは、吸蔵、担持、吸着、又は挿入を意味し、正極等の電極の活物質にリチウムイオンが入る現象を意味する。
 本開示の非水系二次電池は、例えば、負極と正極とがセパレータを介して対向した電池素子が電解液と共に外装材内に封入された構造を有する。本開示の非水系二次電池は、非水電解質二次電池、特にリチウムイオン二次電池に好適である。
 本開示の非水系二次電池の一実施形態は、PVDF系樹脂及び層状粘土鉱物を含む接着性多孔質層を備えたセパレータを備える。該実施形態の非水系二次電池は、セパレータの接着性多孔質層が、PVDF系樹脂を含むことにより電極との接着に優れ且つ層状粘土鉱物を含むことにより帯電しにくいため、電池の内部抵抗の低減が図られており、電池出力に優れる。
 本開示の非水系二次電池の一実施形態は、多孔質基材と、多孔質基材の片面又は両面に設けられた、PVDF系樹脂及び層状粘土鉱物を含む接着性多孔質層と、を備え、接着性多孔質層の重量が多孔質基材の片面において0.5g/m~2.0g/mであるセパレータを備える。該実施形態の非水系二次電池は、電極とセパレータとの接着性が優れる結果、充放電における電池内反応が均一化され、負荷特性に優れる。
 以下、本開示の非水系二次電池が備える正極、負極、電解液及び外装材の態様例を説明する。
 正極は、正極活物質及びバインダ樹脂を含む活物質層が集電体上に成形された構造としてよい。活物質層は、さらに導電助剤を含んでもよい。正極活物質としては、例えばリチウム含有遷移金属酸化物等が挙げられ、具体的にはLiCoO、LiNiO、LiMn1/2Ni1/2、LiCo1/3Mn1/3Ni1/3、LiMn、LiFePO、LiCo1/2Ni1/2、LiAl1/4Ni3/4等が挙げられる。バインダ樹脂としては、例えばPVDF系樹脂などが挙げられる。導電助剤としては、例えばアセチレンブラック、ケッチェンブラック、黒鉛粉末等の炭素材料が挙げられる。集電体としては、例えば厚さ5μm~20μmの、アルミ箔、チタン箔、ステンレス箔等が挙げられる。
 本開示のセパレータの一実施形態によれば、接着性多孔質層が耐酸化性に優れるため、接着性多孔質層を非水系二次電池の正極側に配置することで、正極活物質として、4.2V以上の高電圧で作動可能なLiMn1/2Ni1/2、LiCo1/3Mn1/3Ni1/3等を適用しやすい。
 負極は、負極活物質及びバインダ樹脂を含む活物質層が集電体上に成形された構造としてよい。活物質層は、さらに導電助剤を含んでもよい。負極活物質としては、リチウムを電気化学的に吸蔵し得る材料が挙げられ、具体的には例えば、炭素材料;ケイ素、スズ、アルミニウム等とリチウムとの合金;などが挙げられる。バインダ樹脂としては、例えばPVDF系樹脂、スチレン-ブタジエン共重合体などが挙げられる。導電助剤としては、例えばアセチレンブラック、ケッチェンブラック、黒鉛粉末等の炭素材料が挙げられる。集電体としては、例えば厚さ5μm~20μmの、銅箔、ニッケル箔、ステンレス箔等が挙げられる。また、上記の負極に代えて、金属リチウム箔を負極として用いてもよい。
 電解液は、リチウム塩を非水系溶媒に溶解した溶液である。リチウム塩としては、例えばLiPF、LiBF、LiClO等が挙げられる。非水系溶媒としては、例えばエチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、フルオロエチレンカーボネート、ジフルオロエチレンカーボネート、ビニレンカーボネート等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、エチルメチルカーボネート、及びそのフッ素置換体等の鎖状カーボネート;γ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトン等の環状エステル;などが挙げられ、これらは単独で用いても混合して用いてもよい。電解液としては、環状カーボネートと鎖状カーボネートとを質量比(環状カーボネート:鎖状カーボネート)20:80~40:60で混合し、リチウム塩を0.5mol/L~1.5mol/L溶解したものが好適である。
 外装材としては、金属缶やアルミラミネートフィルム製パック等が挙げられる。電池の形状は角型、円筒型、コイン型等があるが、本開示のセパレータはいずれの形状にも好適である。
 本開示の非水系二次電池の製造方法としては、セパレータに電解液を含浸させて熱プレス処理(本明細書において「ウェットヒートプレス」という。)を行って電極に接着させることを含む製造方法;セパレータに電解液を含浸させずに熱プレス処理(本明細書において「ドライヒートプレス」という。)を行って電極に接着させることを含む製造方法;が挙げられる。
 本開示の非水系二次電池は、正極と負極との間に本開示のセパレータを配置した積層体を製造した後、この積層体を用いて、例えば下記の1)~3)の製造方法により製造できる。
製造方法1)積層体に熱プレス(ドライヒートプレス)して電極とセパレータとを接着した後、外装材(例えばアルミラミネートフィルム製パック。以下同じ)に収容し、そこに電解液を注入し、外装材の上からさらに積層体を熱プレス(ウェットヒートプレス)し、電極とセパレータとの接着と、外装材の封止とを行う。
製造方法2)積層体を外装材に収容し、そこに電解液を注入し、外装材の上から積層体を熱プレス(ウェットヒートプレス)し、電極とセパレータとの接着と、外装材の封止とを行う。
製造方法3)積層体に熱プレス(ドライヒートプレス)して電極とセパレータとを接着した後、外装材に収容し、そこに電解液を注入し、外装材の封止を行う。
 積層体を製造する際において、正極と負極との間にセパレータを配置する方式は、正極、セパレータ、負極をこの順に少なくとも1層ずつ積層する方式(所謂スタック方式)でもよく、正極、セパレータ、負極、セパレータをこの順に重ね、長さ方向に捲き回す方式でもよい。
 上記1)~3)の製造方法における熱プレスの条件としては、ドライヒートプレス及びウェットヒートプレスそれぞれ、プレス圧は0.1MPa~20MPaが好ましく、温度は60℃~130℃(好ましくは70℃~110℃)が好ましい。
 本開示のセパレータは、最外層に接着性多孔質層を有することにより、電極と重ねることによって接着することが可能である。そのため、電池の製造過程において、プレスを施すことは必須ではないが、電極とセパレータとの接着を強める観点からは、プレスを施すことが好ましい。さらに電極とセパレータとの接着を強める観点からは、プレスは、加熱しながら加圧(熱プレス)する方法が好ましい。
 以下に実施例を挙げて、本開示のセパレータ及び非水系二次電池をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理手順等は、本開示の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本開示のセパレータ及び非水系二次電池の範囲は、以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
<測定方法、評価方法>
 実施例及び比較例で適用した測定方法及び評価方法は、以下のとおりである。
[樹脂の重量平均分子量]
 樹脂の重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー分析装置(日本分光社GPC-900)を用い、カラムに東ソー社TSKgel SUPER AWM-Hを2本用い、溶媒にN,N-ジメチルホルムアミドを使用し、温度40℃、流量10ml/minの条件で、ポリスチレン換算の分子量として測定した。
[膜厚]
 多孔質基材及びセパレータの膜厚(μm)は、接触式の厚み計(ミツトヨ社LITEMATIC)にて20点を測定し、これを平均することで求めた。測定端子は直径5mmの円柱状の端子を用い、測定中に7gの荷重が印加されるように調整した。
[接着性多孔質層の重量]
 接着性多孔質層の重量(g/m)は、セパレータの目付から多孔質基材の目付を減算することにより、両面の合計の重量を求めた。目付(1m当たりの重量)は、セパレータ乃至多孔質基材を10cm×30cmに切り出して重量を測定し、重量を面積で除することで求めた。
[PVDF系樹脂のβ晶由来ピークの面積強度割合]
 セパレータから接着性多孔質層を剥離し、粉末状の試料100mgを得て、下記のとおりX線回折測定を実施した。
・測定装置:試料水平型強力X線回折測定装置、リガク社RINT-TTR III
・X線源:Cu-Kα(λ=1.5418Å)、回転対陰極、出力50kV×300mA(15kW)
・平行ビーム光学系:発散スリット(DS)1mm、発散縦制限スリット(HS)10mm、散乱スリット(SS)開放、受光スリット(RS)開放。粉末回折用の長尺スリットを使用。
・測定条件:2θ/θ走査、走査角(2θ)18°~23°、ステップスキャン測定(FT測定)、ステップ幅0.01°、4秒走査。Si無反射板を使用。
 X線回折測定の結果を、粉末X線回折パターン解析ソフトウェア(リガク社JADE6.5)を使用し解析した。ポリフッ化ビニリデン(即ち、フッ化ビニリデンの単独重合体)のα晶のピーク位置(2θ=20°)及びβ晶のピーク位置(2θ=20.7°)に基き、ピークの分離及び帰属の決定を行った。α晶由来ピークの面積強度(2θ=20°付近に存在する(020)面のピークの面積強度)と、β晶由来ピークの面積強度(2θ=20.7°付近に存在する(110)面のピーク及び(200)面のピークの合計面積強度)から、下記の式に従ってβ晶由来ピークの面積強度割合を求めた。
β晶由来ピークの面積強度割合[%]=β晶由来ピークの面積強度÷(α晶由来ピークの面積強度+β晶由来ピークの面積強度)×100
[接着性多孔質層の吸熱ピークの半値幅]
 セパレータから接着性多孔質層を剥離し、粉末状の試料5mgを得た。示差走査熱量計(TAインスツルメンツ・ジャパン社Q20)により、基準物質としてアルミナ粉末を用いて、窒素雰囲気下、昇温速度10℃/minの条件で測定を行い、DSC曲線を得た。該DSC曲線から、吸熱ピークの半値幅を求めた。
[多孔質基材と接着性多孔質層との間の剥離強度]
 セパレータの一方の接着性多孔質層表面に幅12mm、長さ15cmの粘着テープ(Scotch社、品番550R-12)を貼り、セパレータを粘着テープの幅及び長さに合わせてカットし測定サンプルとした。粘着テープをセパレータに貼る際、長さ方向をセパレータのMD方向に一致させた。なお、粘着テープは、一方の接着性多孔質層を剥がすための支持体として用いたものである。測定サンプルを、温度23±1℃、相対湿度50±5%の雰囲気中に24時間以上放置し、同じ雰囲気中で以下の測定を行った。
 粘着テープを直下の接着性多孔質層と共に10cm程度剥がし、粘着テープ及び接着性多孔質層の積層体(1)と、多孔質基材及びもう一方の接着性多孔質層の積層体(2)とに10cm程度分離した。積層体(1)の端部をテンシロン(オリエンテック社RTC-1210A)の上部チャックに固定し、積層体(2)の端部をテンシロンの下部チャックに固定した。測定サンプルを重力方向につるして、引張角度(測定サンプルに対する積層体(1)の角度)が180°になるようにした。引張速度20mm/minで積層体(1)を引っ張り、多孔質基材から積層体(1)が剥離する際の荷重を測定した。測定開始10mmから40mmまでの荷重を0.4mm間隔で採取し、その平均を剥離強度(N/12mm)とした。
[帯電性(帯電減衰半減期)]
 JIS L1094:1997に記載の半減期測定法にて、帯電電荷減衰度測定装置(シシド静電気社オネストメーターアナライザーV1)を用いて、セパレータの帯電減衰半減期(秒)を測定した。測定は、試料を露点-50℃のドライルーム内に1日放置して調湿し、放置後の試料に対して露点-50℃のドライルーム内で行った。
[ガーレ値]
 多孔質基材及びセパレータのガーレ値(秒/100cc)は、JIS P8117:2009に従い、ガーレ式デンソメータ(東洋精機社G-B2C)を用いて測定した。セパレータのガーレ値から多孔質基材のガーレ値を減算した値を「Δガーレ値」として表2に示す。
[電極とセパレータの剥離強度(1)]
 正極活物質であるコバルト酸リチウム粉末89.5g、導電助剤であるアセチレンブラック4.5g、及びバインダであるポリフッ化ビニリデン6gを、ポリフッ化ビニリデンの濃度が6質量%となるようにN-メチル-ピロリドンに溶解し、双腕式混合機にて攪拌し、正極用スラリーを作製した。この正極用スラリーを厚さ20μmのアルミ箔の片面に塗布し、乾燥後プレスして、正極活物質層を有する正極を得た。
 上記で得た正極(片面塗工)とアルミ箔(厚さ20μm)をそれぞれ幅1.5cm、長さ7cmにカットし、以下の実施例及び比較例で得た各セパレータを幅1.8cm、長さ7.5cmにカットした。正極-セパレータ-アルミ箔の順に積層して積層体を作製した。該積層体に電解液(1mol/L LiBF-エチレンカーボネート:プロピレンカーボネート[質量比1:1])を浸み込ませて、アルミラミネートフィルム製のパック中に収容した。次いで、真空シーラーを用いてパック内を真空状態にし、熱プレス機を用いてパックごと積層体を熱プレスして、正極とセパレータとの接着を行った。熱プレスの条件は、下記のとおりとした。
・荷重:1MPa。
・熱プレス温度:70℃から130℃に亘り5℃きざみで変化させた。
・熱プレス時間:2分間。
 熱プレス後、パックを開封し積層体を取り出し、積層体からアルミ箔を取り除いたものを測定サンプルとした。測定サンプルの正極の無塗工面を金属板に両面テープで固定し、金属板をテンシロン(エー・アンド・デイ社STB-1225S)の下部チャックに固定した。この際、測定サンプルの長さ方向が重力方向になるように、金属板をテンシロンに固定した。セパレータを下部の端から2cm程度正極から剥がして、その端部を上部チャックに固定し、引張角度(測定サンプルに対するセパレータの角度)が180°になるようにした。引張速度20mm/minでセパレータを引っ張り、正極からセパレータが剥離する際の荷重を測定した。測定開始10mmから40mmまでの荷重を0.4mm間隔で採取し、平均を算出し、電極とセパレータの剥離強度(N/15mm)とした。
 図1に示すように、縦軸が電極とセパレータの剥離強度、横軸が熱プレス温度であるグラフ上に測定値をプロットし、隣り合うプロット同士を直線で結び、剥離強度が0.2N/15mm以上である温度範囲の下限値、上限値、及び下限値と上限値との差(温度幅)を求めた。剥離強度(1)に関して、剥離強度が0.2N/15mm以上である熱プレス温度の範囲を「ウェット接着温度範囲」という。
[電極とセパレータの剥離強度(2)]
 前記[電極とセパレータの剥離強度(1)]における正極作製と同様にして正極を作製した。正極(片面塗工)とアルミ箔(厚さ20μm)をそれぞれ幅1.5cm、長さ7cmにカットし、以下の実施例及び比較例で得た各セパレータを幅1.8cm、長さ7.5cmにカットした。正極-セパレータ-アルミ箔の順に積層して積層体を作製し、該積層体をアルミラミネートフィルム製のパック中に収容した。次いで、真空シーラーを用いてパック内を真空状態にし、熱プレス機を用いてパックごと積層体を熱プレスして、正極とセパレータとの接着を行った。熱プレスの条件は、下記のとおりとした。
・荷重:1MPa。
・熱プレス温度:70℃から130℃に亘り5℃きざみで変化させた。
・熱プレス時間:2分間。
 熱プレス後、パックを開封し積層体を取り出し、積層体からアルミ箔を取り除いたものを測定サンプルとした。この測定試料を用い、前記[電極とセパレータの剥離強度(1)]の測定と同じ方法で、電極とセパレータの剥離強度(N/15mm)を測定した。そして、図1に示すように、縦軸が電極とセパレータの剥離強度、横軸が熱プレス温度であるグラフ上に測定値をプロットし、隣り合うプロット同士を直線で結び、剥離強度が0.02N/15mm以上である温度範囲の下限値、上限値、及び下限値と上限値との差(温度幅)を求めた。剥離強度(2)に関して、剥離強度が0.02N/15mm以上である熱プレス温度の範囲を「ドライ接着温度範囲」という。
[電池の製造歩留まり]
-正極の作製-
 前記[電極とセパレータの剥離強度(1)]における正極作製と同様にして正極を作製した。
-負極の作製-
 負極活物質である人造黒鉛300g、バインダであるスチレン-ブタジエン共重合体の変性体を40質量%含む水溶性分散液7.5g、増粘剤であるカルボキシメチルセルロース3g、及び適量の水を双腕式混合機にて攪拌し、負極用スラリーを作製した。この負極用スラリーを負極集電体である厚さ10μmの銅箔に塗布し、乾燥後プレスして、負極活物質層を有する負極を得た。
-電池の作製-
 以下の実施例及び比較例で得た各セパレータ(幅108mm)を2枚用意して重ね、MD方向の一端をステンレス製の巻芯に巻きつけた。2枚のセパレータの間にリードタブを溶接した正極(幅106.5mm)をはさみ、一方のセパレータ上にリードタブを溶接した負極(幅107mm)を配置し、この積層体を巻回して、巻回電極体を連続的に60個作製した。得られた巻回電極体を、アルミラミネートフィルム製パック中に収容し電解液(1mol/L LiPF-エチレンカーボネート:エチルメチルカーボネート[質量比3:7])を浸み込ませ、真空シーラーを用いて封入した。次いで、巻回電極体及び電解液を収容したアルミラミネートフィルム製パックに対して、熱プレス機により熱プレスを行い、電池を得た。熱プレスの条件は、下記のとおりとした。
・荷重:1MPa。
・熱プレス温度:表2に示す3通りの温度。温度ごとに20個ずつ作製した。
・熱プレス時間:2分間。
-試験-
 電池に対して100サイクルの充放電を行った。この試験において、充電は0.5C且つ4.2Vの定電流定電圧充電とし、放電は0.5C且つ2.75Vカットオフの定電流放電とした。100サイクルの充放電後、電池を解体し、負極上に析出しているリチウムデンドライトを観察した。リチウムデンドライトが観察されない場合を合格と判断し、リチウムデンドライトが観察された場合を不合格と判断した。そして、合格した電池の個数割合(%)を算出し、下記のとおり分類した。
A:合格した個数割合が100%である。
B:合格した個数割合が95%以上100%未満である。
C:合格した個数割合が95%未満である。
[電極とセパレータの剥離強度(3)]
 前記[電極とセパレータの剥離強度(1)]における正極作製と同様にして正極を作製した。正極(片面塗工)とアルミ箔(厚さ20μm)をそれぞれ幅1.5cm、長さ7cmにカットし、以下の実施例及び比較例で得た各セパレータを幅1.8cm、長さ7.5cmにカットした。正極-セパレータ-アルミ箔の順に積層して積層体を作製した。該積層体に電解液(1mol/L LiBF-エチレンカーボネート:プロピレンカーボネート[質量比1:1])を浸み込ませて、アルミラミネートフィルム製のパック中に収容した。次いで、真空シーラーを用いてパック内を真空状態にし、熱プレス機を用いてパックごと積層体を熱プレスして、正極とセパレータとの接着を行った。熱プレスの条件は、下記のとおりとした。
・荷重:1MPa。
・熱プレス温度:表2に示す温度。
・熱プレス時間:2分間。
 熱プレス後、パックを開封し積層体を取り出し、積層体からアルミ箔を取り除いたものを測定サンプルとした。この測定試料を用い、前記[電極とセパレータの剥離強度(1)]の測定と同じ方法で、電極とセパレータの剥離強度(N/15mm)を測定した。
[電池の負荷特性]
-正極の作製-
 前記[電極とセパレータの剥離強度(1)]における正極作製と同様にして正極を作製した。
-負極の作製-
 前記[電池の製造歩留まり]における負極作製と同様にして負極を作製した。
-電池の作製-
 正極と負極にリードタブを溶接し、正極、以下の実施例及び比較例で得た各セパレータ、負極の順に積層し、積層体を作製した。アルミラミネートフィルム製のパック中に、前記積層体を挿入し、さらに電解液(1mol/L LiPF-エチレンカーボネート:エチルメチルカーボネート[質量比3:7])を注入し、積層体に電解液を浸み込ませた。次いで、真空シーラーを用いて前記パック内を真空状態にして仮封止し、前記パックごと前記積層体の積層方向に熱プレス機を用いて熱プレスを行い、これにより、電極とセパレータとの接着と、パックの封止とを行った。熱プレスの条件は、下記のとおりとした。
・荷重:電極1cm当たり10kg。
・熱プレス温度:表2に示す[剥離強度(3)]における熱プレス温度と同じ。
・熱プレス時間:2分間。
-試験-
 25℃の環境下、電池に充放電を行い、0.2Cで放電した際の放電容量と、2Cで放電した際の放電容量とを測定し、後者を前者で除して得られた値(%)を負荷特性とした。充電条件は0.2C、4.2Vの定電流定電圧充電8時間とし、放電条件は2.75Vカットオフの定電流放電とした。
<セパレータの作製>
[実施例1]
 溶媒にPVDF系樹脂及び層状粘土鉱物を溶解又は分散して塗工液を調製した。塗工液を多孔質基材の両面に等量塗工し、凝固液に浸漬して固化させ複合膜を得た。次いで、複合膜を水洗及び乾燥して、多孔質基材の両面に接着性多孔質層が形成されたセパレータを得た。材料の詳細は下記のとおりである。
・溶媒:ジメチルアセトアミドとトリプロピレングリコールの混合液、混合比(質量比)80:20。
・PVDF系樹脂:フッ化ビニリデン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体、重量平均分子量113万、ヘキサフルオロプロピレン含有量2.4モル%。
・層状粘土鉱物:ルーセンタイトSEN(片倉コープアグリ社)、有機オニウムイオン変性ヘクトライト、アスペクト比30。
・塗工液:PVDF系樹脂の濃度が5.0質量%、PVDF系樹脂と層状粘土鉱物の含有量比(質量比)99:1。
・多孔質基材:ポリエチレン微多孔膜、膜厚9μm、空孔率40%、ガーレ値152秒/100cc。
・凝固液:ジメチルアセトアミドとトリプロピレングリコールと水の混合液、混合比(質量比)30:8:62、温度40℃。
[実施例2]
 塗工液に含まれるPVDF系樹脂と層状粘土鉱物の含有量比を98:2に変更した以外は実施例1と同様にして、ポリエチレン微多孔膜の両面に接着性多孔質層が形成されたセパレータを得た。
[実施例3]
 塗工液に含まれるPVDF系樹脂と層状粘土鉱物の含有量比を95:5に変更した以外は実施例1と同様にして、ポリエチレン微多孔膜の両面に接着性多孔質層が形成されたセパレータを得た。
[実施例4]
 溶媒にPVDF系樹脂を溶解して塗工液を調製した。塗工液を多孔質基材の両面に等量塗工し、60℃で12分間乾燥した後、凝固液に浸漬して固化させ複合膜を得た。次いで、複合膜を水洗及び乾燥して、多孔質基材の両面に接着性多孔質層が形成されたセパレータを得た。材料の詳細は下記のとおりである。
・溶媒:ジメチルアセトアミドとトリプロピレングリコールの混合液、混合比(質量比)80:20。
・PVDF系樹脂:フッ化ビニリデン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体、重量平均分子量113万、ヘキサフルオロプロピレン含有量2.4モル%。
・塗工液:PVDF系樹脂の濃度が5.0質量%。
・多孔質基材:ポリエチレン微多孔膜、膜厚9μm、空孔率40%、ガーレ値152秒/100cc。
・凝固液:ジメチルアセトアミドとトリプロピレングリコールと水の混合液、混合比(質量比)30:8:62、温度40℃。
[比較例1]
 層状粘土鉱物を添加せずに塗工液を作製した以外は実施例1と同様にして、ポリエチレン微多孔膜の両面に接着性多孔質層が形成されたセパレータを得た。
[実施例5]
 溶媒にPVDF系樹脂及び層状粘土鉱物を溶解又は分散して塗工液を調製した。塗工液を多孔質基材の両面に等量塗工し、凝固液に浸漬して固化させ複合膜を得た。次いで、複合膜を水洗及び乾燥して、多孔質基材の両面に接着性多孔質層が形成されたセパレータを得た。材料の詳細は下記のとおりである。
・溶媒:ジメチルアセトアミドとトリプロピレングリコールの混合液、混合比(質量比)80:20。
・PVDF系樹脂:フッ化ビニリデン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体、重量平均分子量113万、ヘキサフルオロプロピレン含有量2.4モル%。
・層状粘土鉱物:ルーセンタイトSTN(片倉コープアグリ社)、有機オニウムイオン変性ヘクトライト、アスペクト比30。
・塗工液:PVDF系樹脂の濃度が3.8質量%、PVDF系樹脂と層状粘土鉱物の含有量比(質量比)99:1。
・多孔質基材:ポリエチレン微多孔膜、膜厚9μm、空孔率40%、ガーレ値152秒/100cc。
・凝固液:ジメチルアセトアミドとトリプロピレングリコールと水の混合液、混合比(質量比)30:8:62、温度40℃。
[実施例6]
 塗工液に含まれるPVDF系樹脂と層状粘土鉱物の含有量比を98:2に変更した以外は実施例5と同様にして、ポリエチレン微多孔膜の両面に接着性多孔質層が形成されたセパレータを作製した。
[実施例7]
 塗工液に含まれるPVDF系樹脂と層状粘土鉱物の含有量比を96:4に変更した以外は実施例5と同様にして、ポリエチレン微多孔膜の両面に接着性多孔質層が形成されたセパレータを作製した。
[比較例2]
 層状粘土鉱物を添加せずに塗工液を作製した以外は実施例5と同様にして、ポリエチレン微多孔膜の両面に接着性多孔質層が形成されたセパレータを作製した。剥離強度(1)は基準値以上にならなかった。剥離強度(1)の最高値を表2に示す。
[実施例8]
 溶媒にPVDF系樹脂及び層状粘土鉱物を溶解又は分散して塗工液を調製した。塗工液を多孔質基材の両面に等量塗工し、凝固液に浸漬して固化させ複合膜を得た。次いで、複合膜を水洗及び乾燥して、多孔質基材の両面に接着性多孔質層が形成されたセパレータを得た。材料の詳細は下記のとおりである。
・溶媒:ジメチルアセトアミドとトリプロピレングリコールの混合液、混合比(質量比)80:20。
・PVDF系樹脂:フッ化ビニリデン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体、重量平均分子量193万、ヘキサフルオロプロピレン含有量1.1モル%。
・層状粘土鉱物:ルーセンタイトSEN(片倉コープアグリ社)、有機オニウムイオン変性ヘクトライト、アスペクト比30。
・塗工液:PVDF系樹脂の濃度が3.8質量%、PVDF系樹脂と層状粘土鉱物の含有量比(質量比)99:1。
・多孔質基材:ポリエチレン微多孔膜、膜厚9μm、空孔率40%、ガーレ値152秒/100cc。
・凝固液:ジメチルアセトアミドとトリプロピレングリコールと水の混合液、混合比(質量比)30:8:62、温度40℃。
[実施例9]
 塗工液に含まれるPVDF系樹脂と層状粘土鉱物の含有量比を98:2に変更した以外は実施例8と同様にして、ポリエチレン微多孔膜の両面に接着性多孔質層が形成されたセパレータを得た。
[実施例10]
 塗工液に含まれるPVDF系樹脂と層状粘土鉱物の含有量比を96:4に変更した以外は実施例8と同様にして、ポリエチレン微多孔膜の両面に接着性多孔質層が形成されたセパレータを作製した。
[実施例11]
 塗工液に含まれるPVDF系樹脂と層状粘土鉱物の含有量比を94:6に変更した以外は実施例8と同様にして、ポリエチレン微多孔膜の両面に接着性多孔質層が形成されたセパレータを作製した。
[実施例12]
 塗工液に含まれるPVDF系樹脂と層状粘土鉱物の含有量比を92:8に変更した以外は実施例8と同様にして、ポリエチレン微多孔膜の両面に接着性多孔質層が形成されたセパレータを作製した。
[実施例13]
 塗工量を変更した以外は実施例8と同様にして、ポリエチレン微多孔膜の両面に接着性多孔質層が形成されたセパレータを作製した。
[実施例14]
 塗工量を変更した以外は実施例8と同様にして、ポリエチレン微多孔膜の両面に接着性多孔質層が形成されたセパレータを作製した。剥離強度(1)及び剥離強度(2)共に基準値以上にならなかった。剥離強度(1)及び剥離強度(2)の最高値を表2に示す。
[実施例15]
 層状粘土鉱物をルーセンタイトSTN(片倉コープアグリ社、有機オニウムイオン変性ヘクトライト、アスペクト比30)に変更した以外は実施例8と同様にして、ポリエチレン微多孔膜の両面に接着性多孔質層が形成されたセパレータを作製した。
[実施例16]
 塗工量を変更した以外は実施例15と同様にして、ポリエチレン微多孔膜の両面に接着性多孔質層が形成されたセパレータを作製した。
[実施例17]
 塗工液に含まれるPVDF系樹脂と層状粘土鉱物の含有量比を98:2に変更した以外は実施例15と同様にして、ポリエチレン微多孔膜の両面に接着性多孔質層が形成されたセパレータを作製した。
[実施例18]
 塗工液に含まれるPVDF系樹脂と層状粘土鉱物の含有量比を96:4に変更した以外は実施例15と同様にして、ポリエチレン微多孔膜の両面に接着性多孔質層が形成されたセパレータを得た。
[実施例19]
 塗工液に含まれるPVDF系樹脂と層状粘土鉱物の含有量比を92:8に変更した以外は実施例15と同様にして、ポリエチレン微多孔膜の両面に接着性多孔質層が形成されたセパレータを得た。
[実施例20]
 層状粘土鉱物をルーセンタイトSPN(片倉コープアグリ社、有機オニウムイオン変性ヘクトライト、アスペクト比30)に変更した以外は実施例8と同様にして、ポリエチレン微多孔膜の両面に接着性多孔質層が形成されたセパレータを作製した。
[実施例21]
 層状粘土鉱物をソマシフMEE(片倉コープアグリ社、フッ素化マイカ、アスペクト比50)に変更した以外は実施例8と同様にして、ポリエチレン微多孔膜の両面に接着性多孔質層が形成されたセパレータを作製した。
[実施例22]
 層状粘土鉱物をソマシフMTE(片倉コープアグリ社、有機オニウムイオン変性膨潤性雲母、アスペクト比50)に変更した以外は実施例8と同様にして、ポリエチレン微多孔膜の両面に接着性多孔質層が形成されたセパレータを作製した。
[実施例23]
 溶媒に2種のPVDF系樹脂及び層状粘土鉱物を溶解又は分散して塗工液を調製した。塗工液を多孔質基材の両面に等量塗工し、凝固液に浸漬して固化させ複合膜を得た。次いで、複合膜を水洗及び乾燥して、多孔質基材の両面に接着性多孔質層が形成されたセパレータを得た。材料の詳細は下記のとおりである。
・溶媒:ジメチルアセトアミドとトリプロピレングリコールの混合液、混合比(質量比)80:20。
・PVDF系樹脂A:フッ化ビニリデン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体、重量平均分子量193万、ヘキサフルオロプロピレン含有量1.1モル%。
・PVDF系樹脂B:フッ化ビニリデン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体、重量平均分子量47万、ヘキサフルオロプロピレン含有量4.8モル%。
・層状粘土鉱物:ルーセンタイトSTN(片倉コープアグリ社)、有機オニウムイオン変性ヘクトライト、アスペクト比30。
・塗工液:PVDF系樹脂の濃度が5.0質量%、PVDF系樹脂AとPVDF系樹脂Bの含有量比(質量比)50:50、PVDF系樹脂と層状粘土鉱物の含有量比(質量比)99:1。
・多孔質基材:ポリエチレン微多孔膜、膜厚9μm、空孔率40%、ガーレ値152秒/100cc。
・凝固液:ジメチルアセトアミドとトリプロピレングリコールと水の混合液、混合比(質量比)30:8:62、温度40℃。
[比較例3]
 層状粘土鉱物を添加せずに塗工液を作製した以外は実施例23と同様にして、ポリエチレン微多孔膜の両面に接着性多孔質層が形成されたセパレータを作製した。
[比較例4]
 層状粘土鉱物を添加せずに塗工液を作製した以外は実施例8と同様にして、ポリエチレン微多孔膜の両面に接着性多孔質層が形成されたセパレータを作製した。
[比較例5]
 溶媒にPVDF系樹脂及び層状粘土鉱物を混合し、直径0.65mmのビーズミルを用いて分散処理を行い、さらにアルミナを添加して分散処理を行い、塗工液を調製した。塗工液を多孔質基材の片面に塗工し、乾燥させ、水に15分間浸漬し相分離させた後、熱風をあてて乾燥して、多孔質基材の片面に接着性多孔質層(層厚2.25μm)が形成されたセパレータを得た。材料の詳細は下記のとおりである。本例は、電極とセパレータの剥離強度(1)~(3)のいずれの試験においても、電極と接着しなかった。
・溶媒:N-メチル-2-ピロリドン。
・PVDF系樹脂:フッ化ビニリデン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体、重量平均分子量193万、ヘキサフルオロプロピレン含有量1.1モル%。
・層状粘土鉱物:ソマシフMEE(片倉コープアグリ社)、フッ素化マイカ、アスペクト比50。
・無機粒子:平均粒径500nmのアルミナ。
・塗工液:PVDF系樹脂の濃度が4.0質量%、PVDF系樹脂と層状粘土鉱物の含有量比(質量比)95:5、アルミナ含有量がPVDF系樹脂の10倍(質量基準)。
・多孔質基材:ポリエチレン微多孔膜、膜厚9μm、空孔率40%、ガーレ値152秒/100cc。
[実施例24]
 塗工液に水酸化マグネシウム粒子(協和化学工業社キスマ5P、平均粒子径0.8μm、BET比表面積6.8m/g)を添加し、PVDF系樹脂と水酸化マグネシウム粒子の含有量比が40:60である塗工液を作製した以外は実施例15と同様にして、ポリエチレン微多孔膜の両面に接着性多孔質層が形成されたセパレータを作製した。
[比較例6]
 層状粘土鉱物を添加せずに塗工液を作製した以外は実施例24と同様にして、ポリエチレン微多孔膜の両面に接着性多孔質層が形成されたセパレータを作製した。剥離強度(2)は基準値以上にならなかった。剥離強度(2)の最高値を表2に示す。
 各実施例及び比較例のセパレータの物性及び評価結果を表1と表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 実施例1、実施例2及び比較例1について、電極とセパレータの剥離強度(1)と熱プレス温度との関係を図1に示す。実施例1においては、ウェット接着温度範囲(剥離強度が0.2N/15mm以上である熱プレス温度の範囲)の下限値は82℃、上限値は95℃、その温度幅は13℃である。実施例2においては、ウェット接着温度範囲の下限値は83℃、上限値は97℃、その温度幅は14℃である。比較例1においては、ウェット接着温度範囲の下限値は83℃、上限値は93℃、その温度幅は10℃である。接着性多孔質層におけるPVDF系樹脂のβ晶由来ピークの面積強度割合が10%~100%の範囲である本実施形態は、ウェット接着温度範囲が広い。
 2015年3月24日に出願された日本国出願番号第2015-61570号の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。2015年6月1日に出願された日本国出願番号第2015-111461号の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。
 本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

Claims (15)

  1.  多孔質基材と、
     前記多孔質基材の片面又は両面に設けられ、ポリフッ化ビニリデン系樹脂を含む接着性多孔質層と、
     を備え、
     前記接着性多孔質層は、X線回折法で測定して得たX線回折スペクトルにおいて、ポリフッ化ビニリデン系樹脂のα晶由来ピークの面積強度とポリフッ化ビニリデン系樹脂のβ晶由来ピークの面積強度との合計に占めるポリフッ化ビニリデン系樹脂のβ晶由来ピークの面積強度の割合が10%以上100%以下である、
     非水系二次電池用セパレータ。
  2.  前記接着性多孔質層は、X線回折法で測定して得たX線回折スペクトルにおいて、ポリフッ化ビニリデン系樹脂のα晶由来ピークの面積強度とポリフッ化ビニリデン系樹脂のβ晶由来ピークの面積強度との合計に占めるポリフッ化ビニリデン系樹脂のβ晶由来ピークの面積強度の割合が10%以上35%以下である、請求項1に記載の非水系二次電池用セパレータ。
  3.  前記接着性多孔質層は、示差走査熱量測定を行って得た示差走査熱量曲線において、吸熱ピークの半値幅が15℃以上30℃以下である、請求項1又は請求項2に記載の非水系二次電池用セパレータ。
  4.  前記接着性多孔質層がさらに結晶形態制御剤を含む、請求項1~請求項3のいずれか一項に記載の非水系二次電池用セパレータ。
  5.  前記結晶形態制御剤が層状粘土鉱物である、請求項4に記載の非水系二次電池用セパレータ。
  6.  前記層状粘土鉱物が、ヘクトライト、サポナイト、スチブンサイト、バイデライト、モンモリロナイト及び膨潤性雲母からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む、請求項5に記載の非水系二次電池用セパレータ。
  7.  前記層状粘土鉱物が、インターカレート剤による処理を施された層状粘土鉱物である、請求項5又は請求項6に記載の非水系二次電池用セパレータ。
  8.  前記層状粘土鉱物が、有機オニウムイオンを層間に有する層状粘土鉱物である、請求項5~請求項7のいずれか一項に記載の非水系二次電池用セパレータ。
  9.  前記接着性多孔質層に含まれる前記ポリフッ化ビニリデン系樹脂と前記層状粘土鉱物の質量比が99.9:0.1~95.0:5.0である、請求項5~請求項8のいずれか一項に記載の非水系二次電池用セパレータ。
  10.  前記接着性多孔質層の重量が前記多孔質基材の片面において0.5g/m以上2.0g/m以下である、請求項1~請求項9のいずれか一項に記載の非水系二次電池用セパレータ。
  11.  前記多孔質基材と前記接着性多孔質層との間の剥離強度が0.20N/12mm以上1.20N/12mm以下である、請求項1~請求項10のいずれか一項に記載の非水系二次電池用セパレータ。
  12.  前記非水系二次電池用セパレータのガーレ値から前記多孔質基材のガーレ値を減算した値が、90秒/100cc以下である、請求項1~請求項11のいずれか一項に記載の非水系二次電池用セパレータ。
  13.  前記接着性多孔質層がさらに金属水酸化物粒子及び金属酸化物粒子からなる群より選ばれる少なくとも1種の粒子を含み、
     前記接着性多孔質層における前記粒子の含有量が、前記ポリフッ化ビニリデン系樹脂と前記粒子の合計量に対して10質量%以上80質量%未満である、請求項1~請求項12のいずれか一項に記載の非水系二次電池用セパレータ。
  14.  多孔質基材と、
     前記多孔質基材の片面又は両面に設けられ、ポリフッ化ビニリデン系樹脂及び層状粘土鉱物を含む接着性多孔質層と、
     を備え、
     前記接着性多孔質層の重量が前記多孔質基材の片面において0.5g/m以上2.0g/m以下である、
     非水系二次電池用セパレータ。
  15.  正極と、負極と、前記正極及び前記負極の間に配置された請求項1~請求項14のいずれか一項に記載の非水系二次電池用セパレータと、を備え、リチウムのドープ・脱ドープにより起電力を得る非水系二次電池。
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