WO2022092300A1 - ポリオレフィン微多孔膜 - Google Patents

ポリオレフィン微多孔膜 Download PDF

Info

Publication number
WO2022092300A1
WO2022092300A1 PCT/JP2021/040160 JP2021040160W WO2022092300A1 WO 2022092300 A1 WO2022092300 A1 WO 2022092300A1 JP 2021040160 W JP2021040160 W JP 2021040160W WO 2022092300 A1 WO2022092300 A1 WO 2022092300A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
polyolefin
microporous membrane
polyolefin microporous
less
membrane
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/040160
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
渡 水谷
智聡 大久保
賢明 岡田
毅 松林
Original Assignee
旭化成株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 旭化成株式会社 filed Critical 旭化成株式会社
Priority to JP2022559282A priority Critical patent/JP7343716B2/ja
Priority to KR1020237011600A priority patent/KR20230065291A/ko
Priority to US18/034,030 priority patent/US20240055722A1/en
Priority to EP21886417.1A priority patent/EP4238752A1/en
Priority to CN202180073087.3A priority patent/CN116615490A/zh
Publication of WO2022092300A1 publication Critical patent/WO2022092300A1/ja

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C67/00Shaping techniques not covered by groups B29C39/00 - B29C65/00, B29C70/00 or B29C73/00
    • B29C67/20Shaping techniques not covered by groups B29C39/00 - B29C65/00, B29C70/00 or B29C73/00 for porous or cellular articles, e.g. of foam plastics, coarse-pored
    • B29C67/202Shaping techniques not covered by groups B29C39/00 - B29C65/00, B29C70/00 or B29C73/00 for porous or cellular articles, e.g. of foam plastics, coarse-pored comprising elimination of a solid or a liquid ingredient
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411Organic material
    • H01M50/414Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
    • H01M50/417Polyolefins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18Manufacture of films or sheets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/26Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof by elimination of a solid phase from a macromolecular composition or article, e.g. leaching out
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/36After-treatment
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/52Separators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/449Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure
    • H01M50/451Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure comprising layers of only organic material and layers containing inorganic material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/449Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure
    • H01M50/457Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure comprising three or more layers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/489Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/489Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
    • H01M50/491Porosity
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/489Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
    • H01M50/494Tensile strength
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2023/00Use of polyalkenes or derivatives thereof as moulding material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/04Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped cellular or porous
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/04Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped cellular or porous
    • B29K2105/041Microporous
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2007/00Flat articles, e.g. films or sheets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2323/00Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2323/02Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2323/04Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08J2323/06Polyethene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2423/00Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2423/02Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2423/04Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08J2423/06Polyethene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2423/00Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2423/02Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2423/10Homopolymers or copolymers of propene
    • C08J2423/12Polypropene
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/04Hybrid capacitors
    • H01G11/06Hybrid capacitors with one of the electrodes allowing ions to be reversibly doped thereinto, e.g. lithium ion capacitors [LIC]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004Details
    • H01G9/02Diaphragms; Separators
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a microporous polyolefin membrane.
  • the polyolefin microporous membrane exhibits excellent electrical insulation and ion permeability, it is used in battery separators, capacitor separators, fuel cell materials, precision filtration membranes, etc., especially for lithium ion secondary batteries. It is used as a separator.
  • lithium-ion secondary batteries have also been used in small electronic devices such as mobile phones and notebook computers, and in electric vehicles such as electric vehicles and small electric motorcycles.
  • Lithium-ion secondary battery separators are required not only to have mechanical properties and ion permeability, but also to be safe in various safety tests. Further, from the viewpoint of heat resistance or rigidity of the separator for lithium ion secondary battery, cycle characteristics of the lithium ion secondary battery, etc., the crystallinity of the polyolefin contained in the separator or the press test of the microporous polyolefin film used as the separator. The characteristics have been studied (Patent Documents 1 to 4).
  • Patent Document 1 describes the length of the lamella crystal portion measured by the small-angle X-ray scattering (SAXS) method of a dry-stretched and porous polyolefin micropore film from the viewpoint of excellent both lithium ion permeability and heat resistance. It describes the cycle.
  • SAXS small-angle X-ray scattering
  • Patent Document 2 describes the long period of polymer crystals measured by the SAXS method of stretched polypropylene film from the viewpoint of achieving both low heat shrinkage and high rigidity.
  • Patent Documents 3 and 4 from the viewpoint of the compression resistance of the separator for a lithium ion secondary battery, the cycle characteristics of the lithium ion secondary battery, etc., for example, a heat compression test for 60 minutes at a temperature of 80 ° C. and a pressure of 1 MPa ( The rate of change in the film thickness of the polyolefin microporous film before and after Patent Document 3) is described, or the polyolefin microporous film before and after the heat compression test (Patent Document 4) for 5 minutes at a temperature of 90 ° C. and a pressure of 5.0 MPa. The rate of change in air permeability and the rate of change in film thickness are described.
  • Patent Documents 5 to 9 For example, in a battery equipped with a special electrode, in an environment such as high temperature, high pressure, and large dimensions, the balance of mechanical properties, heat resistance, compression resistance, dimensional stability, liquid absorption, safety, battery characteristics, etc. From the viewpoint of removing the heat, a polyolefin microporous membrane used as a separator has been studied (Patent Documents 5 to 9).
  • Patent Document 5 from the viewpoint of widening the difference between the shutdown temperature and the meltdown temperature of the thin film separator to ensure battery safety, measurements are taken before and after the pressurization treatment is performed at a specific pressure and temperature. The rate of change in air permeability of the microporous membrane and the puncture strength converted to a thickness of 12 ⁇ m are described.
  • Patent Document 6 describes shutdown characteristics, meltdown characteristics, permeability, and mechanical strength of a polyethylene multilayer microporous film including a polyethylene-based resin layer and a layer containing a polyethylene-based resin and a heat-resistant resin other than polypropylene. From the viewpoint of balancing heat shrinkage resistance and compression resistance, the amount of increase in air permeability measured before and after the pressurization treatment at a specific pressure and temperature, and the puncture strength per 20 ⁇ m thickness are is described.
  • Patent Document 7 describes a membrane in the production of a polyethylene multilayer microporous membrane from the viewpoint of balancing permeability, mechanical properties, heat shrinkage resistance, compression resistance, electrolyte absorption, shutdown characteristics and meltdown characteristics.
  • a method for controlling the distribution of the average pore diameter in the thickness direction is described, and when the pressure treatment is performed at a specific pressure and temperature of the obtained membrane, the ultimate air permeability before and after the pressure treatment and the per 20 ⁇ m thickness.
  • the puncture strength of is also exemplified.
  • Patent Document 8 describes the compressive modulus and surface roughness of a microporous film containing at least one of polyethylene and polypropylene from the viewpoint of balancing durability in the thickness direction of the separator, safety, and film characteristics. The average value is described, and in the production of the microporous film, the porosity is performed by a dry method.
  • Patent Document 9 when the separator is used together with a negative electrode material having a severe expansion and contraction, in order to achieve both long-term battery cycle characteristics and safety, before and after extraction of the plasticizer in the production of a microporous membrane.
  • the air permeability and the air permeability of the obtained separator after sandblasting are described.
  • Non-aqueous secondary batteries such as lithium-ion secondary batteries are available in various shapes such as cylindrical type, square type, and pouch type, depending on the application.
  • the method of manufacturing a battery differs depending on the shape of the battery. For example, in the manufacture of a square battery, there is a step of pressing an electrode and a wound or laminated body of a microporous polyolefin membrane and inserting the battery into a rectangular parallelepiped outer can. ..
  • the cell and separator can be used as a separator even when external pressure is applied. It is further required to secure the ion permeability of the microporous film and the output characteristics or cycle characteristics of the battery containing the microporous film.
  • the safety of the non-aqueous secondary battery containing the separator may deteriorate, for example, in a nail stick safety test.
  • the present invention can achieve high output and high cycle characteristics of a non-aqueous secondary battery, and / or achieve both battery characteristics and safety of a non-aqueous secondary battery. It is an object of the present invention to provide a polyolefin microporous film capable of forming, and a separator for a non-aqueous secondary battery and a non-aqueous secondary battery containing the same.
  • the present inventors measured the porosity after compression of the polyolefin microporous film; the crystallinity of polyethylene contained as the main component in the polyolefin microporous film; the puncture strength in terms of grain, and three points along the width direction (TD).
  • TD three points along the width direction
  • the microporous polyolefin membrane according to item 1 or 2 which contains polyethylene as a main component and has a crystallite size of the polyethylene of 28.0 nm or less.
  • the basis weight equivalent puncture strength is 50 gf / (g / m 2 ) or more.
  • the difference between the maximum and minimum values of air permeability measured at two points 10% inside the total width from both ends to the center along the width direction (TD) and one point at the center is the difference between the maximum and minimum values.
  • the polyethylene component having a weight average molecular weight (Mw) of 1,000,000 or more measured by GPC is 7% or more of the total elution component measured by GPC, items 1 to 1.
  • MI melt flow index
  • Item 1 in which the ratio (MD / TD tensile strength ratio) of the tensile strength in the longitudinal direction (MD) and the tensile strength in the width direction (TD) of the microporous polyolefin membrane is 0.5 to 2.0.
  • the polyolefin microporous membrane according to any one of 10 to 10.
  • a non-aqueous secondary battery comprising the polyolefin microporous membrane according to any one of items 1 to 11 or the separator according to any one of items 12 to 14.
  • the resistance of the film is reduced after the pressing step in the production of a non-aqueous secondary battery using the polyolefin microporous film, and / Alternatively, the structural uniformity of the film and the reaction uniformity in the non-aqueous secondary battery are improved, and high output and high cycle characteristics of the non-aqueous secondary battery can be achieved. Further, in the present invention, the piercing strength in terms of the texture of the microporous polyolefin membrane, the difference between the maximum and minimum values of the air permeability measured at three points along the TD, and the measurement under 30 ° C. and 3 MPa pressurized conditions. By specifying the air permeability, it is possible to achieve both the battery characteristics and safety of a non-aqueous secondary battery containing a microporous polyolefin membrane.
  • the present invention even when an electrode which easily expands and contracts in a cell of a non-aqueous secondary battery provided with a microporous polyolefin film is used, or when the separator is compressed during modularization of the non-aqueous secondary battery.
  • the high pore ratio and low air permeability of the polyolefin microporous film that is, high ion permeability can be maintained, the increase in resistance can be suppressed, and the battery characteristics and safety can be ensured.
  • the longitudinal direction (MD) means the mechanical direction of continuous forming of the microporous membrane
  • the width direction (TD) means the direction of crossing the MD of the microporous membrane at an angle of 90 °.
  • the upper limit value and the lower limit value of each numerical range can be arbitrarily combined. Further, the fact that a certain member contains a specific component as a main component means that the content of the specific component is 50% by mass or more based on the mass of the member. Unless otherwise stated, the physical properties or numerical values described herein are measured or calculated by the methods described in the Examples.
  • One aspect of the present invention is a microporous polyolefin membrane. Since the polyolefin microporous film contains a polyolefin resin as a main component and can exhibit excellent electrical insulation and ion permeability, for example, in a non-aqueous secondary battery or the like, specifically, a separator for a non-aqueous secondary battery Can be used as.
  • the microporous polyolefin membrane according to Embodiment 1 has the following characteristics: The film thickness is 1 ⁇ m to 30 ⁇ m; The air permeability is 500 sec / 100 cm 3 or less; and the post-compressed porosity measured in the compression test under the conditions of temperature 70 ° C., pressure 8 MPa, and compression time 3 minutes is 30% or more.
  • the microporous polyolefin film according to the first embodiment has a permeability of 500 sec / 100 cm 3 or less and a pore ratio after compression of 30% or more within a range of 1 ⁇ m to 30 ⁇ m in thickness, and thus, for example, a polyolefin as a separator.
  • the electrical resistance of the polyolefin microporous membrane is reduced after the pressing process and the increase in electrical resistance is suppressed to achieve high output and high cycle of the non-aqueous secondary battery. The characteristics can be achieved.
  • the suppression of the increase in resistance by the microporous polyolefin membrane according to the first embodiment is remarkable when an electrode that easily expands and contracts in the cell of a non-aqueous secondary battery is used, and has a high capacity used for an in-vehicle battery or the like. This is more remarkable when an electrode or a silicon (Si) -containing negative electrode is used.
  • the post-compression porosity is related to the structure of the main component of the polyolefin microporous membrane which reduces the resistance and / or suppresses the resistance increase in the non-aqueous secondary battery.
  • the porosity after compression of the microporous polyolefin membrane according to the first embodiment is preferably 31% or more, more preferably 32% or more, still more preferably 33% or more.
  • the upper limit of the porosity after compression of the microporous polyolefin membrane according to the first embodiment can be determined according to the porosity before compression, and may be, for example, 50% or less or less than 50%.
  • the pore ratio after the compression test of the polyolefin microporous membrane according to the first embodiment is, for example, the molecular weight of the polyolefin raw material, the molecular weight and content of the polyethylene raw material, the stretching ratio in the biaxial stretching step, in the process of manufacturing the polyolefin microporous membrane.
  • the temperature is adjusted within the numerical range described above. Can be done.
  • the post-compression pore ratio of the polyolefin microporous film is the molecular weight of the polyolefin raw material, the molecular weight and content of the polyethylene raw material, the draw ratio during the biaxial stretching step, the preheating coefficient during the biaxial stretching step, and the biaxial stretching.
  • the adjustment can be made within the numerical range described above.
  • Comparing the porosity of the microporous polyolefin membrane according to the first embodiment before and after the compression test reduces the resistance of the non-aqueous secondary battery and / or suppresses the increase in the resistance to obtain high output and high cycle characteristics. It is preferable from the viewpoint of specifying the structure of the main component of the membrane that can be achieved.
  • the porosity (hereinafter, simply referred to as “porosity”) before the compression test of the microporous polyolefin membrane or not subjected to the compression test is measured by the method described in Examples, and a preferable numerical range thereof will be described later.
  • the film thickness of the microporous polyolefin membrane according to the first embodiment is preferably 3 to 20 ⁇ m, more preferably 5 ⁇ m or more, from the viewpoint of reducing the size, in addition to suppressing the decrease in electrical resistance and the increase in resistance described above. It is 16 ⁇ m, more preferably 6 ⁇ m to 13 ⁇ m.
  • the film thickness of the microporous film can be optimized, for example, by the distance between rolls of the cast roll, the stretching ratio in the stretching step, and the like.
  • the air permeability of the microporous polyolefin membrane according to the first embodiment can be measured by the method described in the item “Air permeability version 1 (seconds / 100 cm 3 ) (before compression)” of the example.
  • Air permeability version 1 seconds / 100 cm 3
  • the ion permeability of the microporous membrane and the increase in output of the non-aqueous secondary battery in addition to the suppression of the decrease in electrical resistance and the suppression of the resistance increase described above, the ion permeability of the microporous membrane and the increase in output of the non-aqueous secondary battery.
  • the air permeability of the microporous membrane can be optimized in the same manner as the means for controlling the post-compression porosity described above.
  • the microporous polyolefin membrane according to the second embodiment has the following characteristics: Polyethylene is contained as a main component; and the crystal length period measured by the small-angle X-ray scattering (SAXS) method of the microporous polyolefin membrane is 37.0 nm or more.
  • SAXS small-angle X-ray scattering
  • the polyolefin microporous film according to the second embodiment contains polyethylene as a main component and has a crystal length period of 37.0 nm or more, which surprisingly improves the structural uniformity and compression resistance of the polyolefin microporous film. Along with this, the reaction uniformity in the non-aqueous secondary battery is also improved, for example, even after the pressing step in the production of the non-aqueous secondary battery using the polyolefin microporous film as the separator, the non-aqueous secondary battery. High output and high cycle characteristics can be achieved.
  • the improvement in structural uniformity and compression resistance of the polyolefin microporous membrane according to the second embodiment is remarkable when an electrode that easily expands and contracts in the cell of a non-aqueous secondary battery is used, and is remarkable for an in-vehicle battery or the like. This is more remarkable when the high-capacity electrode or the silicon (Si) -containing negative electrode used is used.
  • the SAXS measurement of the polyolefin microporous film is detailed in the examples, and the crystal length period obtained by the SAXS measurement determines the structural uniformity and compression resistance of the film and the reaction uniformity in the non-aqueous secondary battery. It may be related to the structure of polyethylene to be improved. Further, although it is not desired that the crystal length period of the microporous polyolefin membrane is constrained by theory, it is conceivable that it correlates with the porosity after compression of the membrane.
  • the crystal length period of the microporous polyolefin membrane according to the second embodiment is 37.0 nm to 60.0 nm, 38.0 nm to 55.0 nm, 40.0 nm to 50.0 nm, or 42. It is preferably in the range of 0 nm to 50.0 nm.
  • the crystal length period of the polyolefin microporous film according to the second embodiment is, for example, the molecular weight of the polyolefin raw material, the molecular weight and content of the polyethylene raw material, the stretching ratio in the biaxial stretching step, and the biaxial in the process of manufacturing the polyolefin microporous film.
  • the temperature is adjusted within the numerical range described above. be able to.
  • the film thickness of the microporous polyolefin membrane according to the second embodiment has a lower limit of 1 ⁇ m or more in order to have mechanical strength and maintain insulating properties.
  • the film thickness is preferably 2 ⁇ m or more, and more preferably 3 ⁇ m or more.
  • the film thickness is preferably 6 ⁇ m or more, more preferably 10 ⁇ m or more.
  • the film thickness of the microporous polyolefin membrane according to the second embodiment is preferably 16 ⁇ m or less from the viewpoint of increasing the capacity of the non-aqueous secondary battery.
  • the film thickness of the microporous film can be adjusted by controlling the distance between the rolls of the cast roll, the stretching ratio in the stretching step, and the like.
  • the air permeability (before compression) of the microporous polyolefin membrane according to the second embodiment can be measured in the same manner as in the first embodiment, preferably 30 sec / 100 cm 3 or more and 250 sec / 100 cm 3 or less, more preferably. Is 40 sec / 100 cm 3 or more and 200 sec / 100 cm 3 or less, more preferably 50 sec / 100 cm 3 or more and 180 sec / 100 cm 3 or less, and further preferably 60 sec / 100 cm 3 or more and 150 sec / 100 cm 3 or less.
  • the air permeability (before compression) of the microporous membrane is preferably 40 sec / 100 cm 3 or more from the viewpoint of ensuring puncture strength, and preferably 200 sec / 100 cm 3 or less from the viewpoint of output characteristics.
  • the microporous polyolefin membrane according to Embodiment 3 has the following characteristics: Metsuke equivalent puncture strength is 50 gf / (g / m 2 ) or more; The difference between the maximum and minimum values of air permeability measured at two points 10% inside the total width from both ends to the center along the TD and one point at the center (hereinafter referred to as difference R). ) Is 15 sec / 100 cm 3 or less; and the air permeability under 30 ° C. and 3 MPa pressurized state is 140 sec / 100 cm 3 or less.
  • the microporous polyolefin film according to the third embodiment has the maximum value of air permeability measured at two points 10% inside the entire width from both ends toward the center along the TD and one point at the center.
  • the puncture strength in terms of grain and the air permeability under pressure at 30 ° C and 3 MPa as described above, for example, for a non-aqueous secondary battery containing a polyolefin microporous film as a separator or the like.
  • battery characteristics such as rate characteristics and cycle characteristics be compatible with safety such as nail stick test safety, but also the pore ratio and ion permeability of the polyolefin microporous membrane can be improved, for example, non-aqueous secondary.
  • the high pore ratio and low air permeability of the polyolefin microporous film can be maintained. can.
  • a grain-equivalent puncture strength of 50 gf / (g / m 2 ) or more represents a film structure that has a high film strength per resin grain and is not easily crushed by compressive stress.
  • the microporous polyolefin membrane used tends to be difficult to break even with high pore ratio and low air permeability, improving the safety of the battery.
  • the basis weight conversion puncture strength was measured by the method described in the example, and the basis weight was obtained at two points 10% inside the entire width from both ends toward the center and one point at the center along the TD of the membrane.
  • piercing strength unconverted piercing strength
  • the advantage of controlling the puncture strength according to the third embodiment is remarkable when an electrode that easily expands and contracts in the cell of a non-aqueous secondary battery is used, and is a high-capacity electrode used for an in-vehicle battery or the like, or This is more remarkable when a silicon (Si) -containing negative electrode is used.
  • the basis weight equivalent puncture strength of the polyolefin microporous film is preferably 50 gf / (g / m 2 ) to 150 gf / (g / m 2 ), and 55 gf / (g / m 2 ) to 130 gf. / (G / m 2 ) is more preferable, and 70 gf / (g / m 2 ) to 120 gf / (g / m 2 ) is even more preferable.
  • the texture of the polyolefin microporous membrane is 1 It is preferably in the range of 0.0 g / m 2 to 15 g / m 2 .
  • the piercing strength of the polyolefin microporous film is the piercing strength.
  • it is preferably 220 gf or more, more preferably 250 gf or more, further preferably 280 gf or more, and particularly preferably 300 gf or more.
  • the upper limit of the puncture strength is not particularly limited, but can be determined depending on the crystallinity of the film and the suppressed electrical resistance, and may be, for example, 700 gf or less, or 680 gf or less.
  • the piercing strength and the puncture-equivalent piercing strength of the polyolefin microporous film according to the third embodiment are, for example, the molecular weight and blending ratio of a polymer raw material such as polyolefin in the process of producing the polyolefin microporous film, and the stretching ratio in the biaxial stretching step.
  • a polymer raw material such as polyolefin in the process of producing the polyolefin microporous film
  • the stretching ratio in the biaxial stretching step By controlling the MD / TD stretching temperature during the biaxial stretching step, the heating amount coefficient per unit resin of the resin composition during the biaxial stretching step, the heat fixation (HS) magnification, etc., the numerical values described above. It can be adjusted within the range.
  • the difference R between the maximum and minimum values of air permeability measured at 3 points of TD before compression, air permeability distribution before compression is measured by the method described in the example, and before the compression test of the polyolefin microporous membrane. Represents the air permeability distribution of.
  • the total width W of the polyolefin microporous membrane is preferably 50 mm or more, more preferably 100 mm or more, still more preferably 300 mm or more, from the viewpoint of measurement accuracy of air permeability.
  • the upper limit of the total width W is not particularly limited and can be determined according to, for example, a film forming device, a film forming process, a mother roll dimension, a slit roll dimension, a coating process, etc., for example, 5000 mm or less, or 4000 mm or less. It's fine.
  • the air permeability distribution maintained well so as to satisfy R ⁇ 15 sec / 100 cm 3 has a small variation in air permeability in the plane as well as the air permeability under a pressurized state of 30 ° C. and 3 MPa, which will be described later.
  • in-plane electrochemical reactions occur uniformly and tend to improve battery characteristics such as rate characteristics and cycle characteristics. ..
  • the difference R is preferably 0 sec / 100 cm 3 or more and 15 sec / 100 cm 3 or less, more preferably 0 sec / 100 cm 3 or more and 13 sec / 100 cm 3 or less, and 0 sec / 100 cm 3 or more and 11 sec /. It is more preferably 100 cm 3 or less, and particularly preferably 0 sec / 100 cm 3 or more and 9 sec / 100 cm 3 or less.
  • the average value of the measured values of the above three points is expressed as the air permeability (before compression), and is expressed by the method described in the item "Air permeability version 2 (second / 100 cm 3 ) (before compression)" of the example. It can be measured, and from the same viewpoint as above, from the viewpoint of maintaining high (ion) permeability even in the compressed state, and from the viewpoint of ensuring puncture strength, 0 sec / 100 cm 3 or more and 200 sec / 100 cm 3 or less. It is preferably 30 sec / 100 cm 3 or more and 180 sec / 100 cm 3 or less, and more preferably 40 sec / 100 cm 3 or more and 150 sec / 100 cm 3 or less.
  • the difference R and the air permeability (before compression) of the polyolefin microporous film according to the third embodiment are, for example, the molecular weight and blending ratio of the polymer raw material such as polyolefin, and the biaxial stretching step in the process of producing the polyolefin microporous film.
  • the third embodiment by subjecting the polyolefin microporous membrane to a compression test under specific conditions, the characteristics of the polyolefin microporous membrane that can achieve both the battery characteristics and the safety of the non-aqueous secondary battery are found.
  • the compression test described in detail in the Examples, is performed at room temperature, preferably 30 ° C., in a combination of the compression press test and the compression TMA test as follows: ⁇ Compression press test> (I) The microporous membrane or separator is pressed with a flat plate press, compressed in the thickness direction, and then unloaded, and the change in porosity is measured from the change in air permeability and thickness of the microporous membrane or separator before and after the test.
  • the microporous membrane or the separator was measured under four different pressure conditions (for example, pressures of 2.5 MPa, 5 MPa, 7.5 MPa, and 10 MPa) by the method described later in the examples, and four points were measured. From the measurement result of, the relational expression between the porosity and the air permeability of the microporous membrane or separator after unloading is obtained.
  • Pressures of 2.5 MPa, 5 MPa, 7.5 MPa, and 10 MPa for example, pressures of 2.5 MPa, 5 MPa, 7.5 MPa, and 10 MPa
  • air permeability under pressure 30 ° C, 3 MPa When the air permeability of the polyolefin microporous membrane under pressure at 30 ° C and 3 MPa (hereinafter referred to as “air permeability under pressure 30 ° C, 3 MPa ) is 140 sec / 100 cm 3 or less, it is added in the thickness direction. It represents the characteristics of a polyolefin microporous membrane that can ensure high ion permeability even under pressure.
  • the air permeability under pressure of 30 ° C and 3MPa is exactly the state where 3MPa is applied from the thickness in the exact state (in situ) and the basis weight before TMA measurement.
  • the air permeability under pressure of 30 ° C., 3MPa ⁇ 140sec / 100cm 3 is a non-aqueous secondary battery containing a polyolefin microporous membrane as a separator or the like, together with the air permeability distribution before compression or the difference R described above.
  • battery characteristics such as rate characteristics and cycle characteristics. This tendency is remarkable for the improvement of the rate characteristics when an electrode that easily expands and contracts in the cell of a non-aqueous secondary battery is used or when the separator is compressed by the pressure from the outside of the cell. This is more remarkable when a high-capacity electrode or a silicon (Si) -containing negative electrode used for the above is used.
  • the air permeability under pressure of 30 ° C. and 3 MPa is preferably 120 sec / 100 cm 3 or less, more preferably 100 sec / 100 cm 3 or less, and 80 sec / 100 cm 3 or less. Is more preferable.
  • the lower limit of the air permeability under pressure of 30 ° C. and 3 MPa is not particularly limited, but can be determined according to the mechanical strength or piercing strength of the microporous membrane, for example, 0 sec / 100 cm 3 or more, 20 sec. It may be / 100 cm 3 or more, or 40 sec / 100 cm 3 or more.
  • the temperature of the polyolefin microporous film is 30 ° C.
  • the porosity under pressure of 3 MPa (hereinafter referred to as 30 ° C., 3 MPa under pressure) is preferably 40% or more, more preferably 40% or more and 60% or less, and 43%. It is more preferably 60% or more, and particularly preferably 49% or more and 60% or less.
  • 3 MPa under pressure can be calculated from the thickness in the exact state (in situ) where 3 MPa is applied and the basis weight before TMA measurement in the compression TMA test.
  • a method for measuring a porosity of 30 ° C. and 3 MPa under pressure is described in detail in Examples.
  • the air permeability under pressure of the polyolefin microporous film according to the third embodiment is 30 ° C. and 3 MPa
  • the pore ratio under pressure is 30 ° C. and 3 MPa .
  • Molecular weight and blending ratio of raw materials, draw ratio during biaxial stretching step, MD / TD stretching temperature during biaxial stretching step, heating amount coefficient per unit resin of resin composition during biaxial stretching step, HS magnification, HS By controlling the temperature and the like, it can be adjusted within the numerical range described above.
  • the microporous polyolefin film according to the fourth embodiment contains polyethylene as a main component, has a film thickness of 1 ⁇ m to 30 ⁇ m, has an air permeability (before compression) of 500 sec / 100 cm 3 or less, and has both ends along the TD.
  • the puncture strength in terms of grain is 50 gf / (g / m 2 ) or more, the crystal length period measured by the SAXS method of the microporous polyolefin membrane is 37.0 nm or more, and 30 ° C. and 3 MPa are added.
  • the air permeability under pressure is 140 sec / 100 cm 3 or less, and the post-compression pore ratio measured in the compression test under the conditions of a temperature of 70 ° C., a pressure of 8 MPa, and a compression time of 3 minutes is 30% or more. Is.
  • polyolefin microporous film examples include a porous film containing a polyolefin resin; in addition to the polyolefin resin, polyethylene terephthalate, polycycloolefin, polyethersulfone, polyamide, polyimide, polyimideamide, polyaramid, polycycloolefin, nylon, and polytetra.
  • Porous film containing a resin such as fluoroethylene; woven polyolefin-based fiber (woven cloth); non-woven fabric of polyolefin-based fiber and the like can be mentioned.
  • a microporous membrane containing a polyolefin resin (hereinafter referred to as a polyolefin resin porous membrane) is preferable from the viewpoints of suppressing the decrease or increase of the electric resistance of the membrane, the compression resistance of the membrane, and the structural uniformity, and polyethylene is the main component.
  • a microporous membrane containing the above is more preferable.
  • the polyolefin resin porous membrane will be described.
  • the polyolefin resin porous membrane is made of 50% by mass or more and 100% by mass or less of the resin component constituting the porous membrane from the viewpoint of improving the shutdown performance when forming the polyolefin microporous membrane for non-aqueous secondary batteries. It is preferably a porous film formed of the occupied polyolefin resin composition.
  • the proportion of the polyolefin resin in the polyolefin resin composition is more preferably 60% by mass or more and 100% by mass or less, further preferably 70% by mass or more and 100% by mass or less, and most preferably 95% by mass or more and 100%. It is less than mass%.
  • the polyolefin resin contained in the polyolefin resin composition is not particularly limited, and for example, ethylene, propylene, 1-butene, 4-methyl-1-pentene, 1-hexene, 1-octene and the like are used as monomers. Examples thereof include the obtained homopolymer, copolymer, multistage polymer and the like. Further, these polyolefin resins may be used alone or in combination of two or more.
  • polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymer, ethylene-propylene-other monomers are used as polyolefin resins from the viewpoints of suppressing the decrease or increase of the electric resistance of the film, the compression resistance of the film, and the structural uniformity.
  • Copolymers of the above, as well as mixtures thereof, are preferred.
  • polyethylene examples include low-density polyethylene, linear low-density polyethylene, medium-density polyethylene, high-density polyethylene, ultra-high-molecular-weight polyethylene
  • polypropylene examples include isotactic polypropylene, syndiotactic polypropylene, and atactic.
  • copolymer examples include polyethylene-propylene random copolymer, polyethylene propylene rubber and the like.
  • the polyolefin resin porous membrane is 50% by mass or more and 100% by mass of the resin component constituting the microporous membrane from the viewpoint of crystallinity, high strength, compression resistance, etc. when the polyolefin microporous membrane for non-aqueous secondary batteries is formed. It is preferably a porous membrane formed of a polyethylene composition in which polyethylene accounts for% or less.
  • the proportion of polyethylene in the resin component constituting the porous membrane is more preferably 60% by mass or more and 100% by mass or less, further preferably 70% by mass or more and 100% by mass or less, and most preferably 90% by mass. It is 100% by mass or less.
  • the polyethylene contained in the polyolefin resin porous membrane as a main component preferably has a crystal MDND surface (110) crystallite size of 28 nm or less.
  • the MDND plane (110) crystallite size of polyethylene can be measured by the X-ray diffraction (XRD) method or the wide-angle X-ray scattering (WAXS) method, as detailed in the examples.
  • the MDND plane (110) crystallite size of polyethylene which is the main component of the membrane, is more preferably 27.0 nm or less, still more preferably 10.0 nm to 27.0 nm, or 15.0 nm. It is ⁇ 26.0 nm, or 15.0 nm ⁇ 25.0 nm, or 15.0 nm ⁇ 22.0 nm.
  • the rigidity of the film is increased and the compression resistance is improved.
  • the MDND surface (110) crystallite size of polyethylene which is the main component of the polyolefin microporous film, is, for example, the molecular weight of the polyolefin raw material, the molecular weight of the polyethylene raw material, and the draw ratio during the biaxial stretching step in the process of manufacturing the polyolefin microporous film.
  • the preheating coefficient in the biaxial stretching step, the stretching coefficient in the biaxial stretching step, and the like can be adjusted within the numerical range described above.
  • the polyolefin resin contained in the polyolefin resin porous membrane has a melting point of preferably 120 ° C. or higher and 150 ° C. or lower, more preferably 125 ° C. or higher and 140 ° C. or lower, from the viewpoint of making the membrane rigid and improving compression resistance. It is within the range and / or the 1st peak temperature of DSC is preferably in the range of 136 ° C to 144 ° C.
  • the proportion of polyethylene in the polyolefin resin is preferably 30% by mass or more. , 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, particularly preferably 80% by mass or more, and preferably 100% by mass or less, more preferably 97% by mass or less, and 95% by mass.
  • the proportion of polyethylene (PE) in the polyolefin resin is preferably 100% by mass from the viewpoint of developing strength.
  • the ratio of PE in the polyolefin resin is 50% or more, the fuse behavior is also preferable from the viewpoint of exhibiting high responsiveness.
  • the polyolefin resin composition can contain any additive.
  • the additive include polymers other than polyolefin resins; inorganic fillers; antioxidants such as phenol-based, phosphorus-based and sulfur-based; metal soaps such as calcium stearate and zinc stearate; ultraviolet absorbers; light stabilizers. ; Antistatic agent; Antifogging agent; Colored pigment and the like.
  • the total amount of these additives added is preferably 20% by mass or less with respect to 100% by mass of the polyolefin resin from the viewpoint of improving shutdown performance and the like, more preferably 10% by mass or less, still more preferably 5% by mass. % Or less.
  • the viscosity average molecular weight (Mv) of the polyolefin resin used as a raw material is preferably 30,000 or more and 6,000,000 or less, more preferably 80,000 or more and 3 It is less than, million, more preferably 150,000 or more and 2,000,000 or less.
  • the viscosity average molecular weight is 30,000 or more, the strength tends to be high due to the entanglement of the polymers, which is preferable.
  • the viscosity average molecular weight is 6,000,000 or less, it is preferable from the viewpoint of improving the moldability in the extrusion and drawing steps.
  • the Mv of at least one type of polyethylene is preferably 600,000 or more, more preferably 700,000 or more, from the viewpoint of film orientation and rigidity.
  • the Mv upper limit of polyethylene may be, for example, 2,000,000 or less.
  • the proportion of polyethylene having an Mv of 700,000 or more in the polyolefin resin constituting the polyolefin resin porous membrane is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, and more preferably 70% by mass. It is more preferably% or more, and may be 100% by mass.
  • the proportion of polyethylene with Mv 600,000 or more in the polyolefin resin constituting the polyolefin resin porous film is 30% by mass or more. Is more preferable, 50% by mass or more is more preferable, 60% by mass or more is further preferable, 70% by mass or more is particularly preferable, and 100% by mass may be used.
  • the type, molecular weight, and composition of the polyolefin resin constituting the polyolefin resin porous film can be determined, for example, by controlling the type, molecular weight, blending ratio, and the like of a polymer raw material such as polyolefin in the process for producing a polyolefin microporous film. It can be adjusted as follows. Further, a multilayer polyolefin resin microporous film having a structure in which two or more layers of the same or different types of polyolefin resin microporous film are laminated is also adjusted as described above.
  • the polyolefin microporous membrane Since the polyolefin microporous membrane has a porous structure in which a large number of very small pores are gathered to form dense communication pores, the polyolefin microporous membrane has excellent ion permeability and high strength in a state containing an electrolytic solution. It has the feature.
  • the average film thickness (before compression) of the polyolefin microporous membrane reduces the occupied volume of the separator and improves battery capacity in terms of high ion permeability and good rate characteristics, and when used for high capacity batteries. From the viewpoint of contributing to the above, it is preferably 1 ⁇ m to 14 ⁇ m, more preferably 3 ⁇ m to 13 ⁇ m, and further preferably 5 ⁇ m to 12 ⁇ m.
  • the average film thickness of the polyolefin microporous film should be adjusted within the above numerical range by controlling the distance between the rolls of the cast roll, the cast clearance, the stretching ratio during the biaxial stretching process, the HS magnification, the HS temperature, and the like. Can be done.
  • the porosity (before compression) of the microporous membrane reduces the electrical resistance of the membrane after the press process, for example, in the manufacture of non-aqueous secondary batteries with the microporous membrane as a separator, resulting in high output and high cycle of the battery.
  • it is preferably 20% or more, more preferably 35% or more, still more preferably 38% or more, still more preferably 40%.
  • the above particularly preferably 45% or more, and preferably 70% or less, more preferably 65% or less, from the viewpoint of battery safety and achieving a certain film strength and low air permeability. , More preferably 60% or less.
  • the pore ratio of the microporous film controls the mixing ratio of the polyolefin resin composition and the plasticizer, the stretching temperature, the stretching ratio, the heat fixing temperature, the stretching ratio at the time of heat fixing, the relaxation rate at the time of heat fixing, etc., or these. Can be adjusted by combining.
  • the pore size of the microporous membrane is preferably 30 nm to 70 nm, more preferably 35 nm to 60 nm when measured by the half-dry method from the viewpoint of achieving high ion permeability, excellent withstand voltage and high strength. ..
  • the pore size of the microporous membrane can be adjusted, for example, by controlling the stretching temperature, stretching ratio, heat fixing temperature, stretching ratio at the time of heat fixing, relaxation rate at the time of heat fixing, or a combination thereof.
  • the melt flow index (MI) of the polyolefin microporous membrane is 1.0 from the viewpoint of lowering the fluidity when the membrane is melted and suppressing the short circuit between the electrodes due to the flow of the separator in the heat generation state during the nail piercing test. It is preferably 0.001 or more and 1.0 or less, more preferably 0.005 or more and 0.8 or less, and particularly preferably 0.01 or more and 0.4 or less. preferable.
  • the MI of the microporous polyolefin membrane can be adjusted within the above numerical range by, for example, controlling the molecular weight and the mixing ratio of the polymer raw material such as polyolefin.
  • the polyethylene component with Mw of 1,000,000 or more is the elution component from the viewpoint of the decrease in fluidity during melting of the membrane and the short-circuit resistance during the nail piercing test. It is preferably 7% or more, more preferably 9% or more, further preferably 12% or more, and particularly preferably 15% or more of the whole. Further, from the viewpoint of suppressing excessive stress when the membrane shrinks in a high temperature environment, it is preferable that the polyethylene component having a Mw of 1,000,000 or more is 57% or less of the total elution component, and 42% or less is more.
  • the molecular weight distribution of the microporous polyolefin membrane can be adjusted within the above numerical range by, for example, controlling the type, molecular weight and blending ratio of the polyolefin raw material.
  • the piercing strength not converted into the basis weight of the microporous membrane is preferably 250 gf or more and 700 gf or less.
  • the puncture strength is preferably 250 gf or more from the viewpoint of battery safety, and is preferably 700 gf or less from the viewpoint of suppressing the porosity, crystallinity, and electrical resistance of the microporous polyolefin membrane after compression.
  • the puncture strength is more preferably 300 gf to 690 gf, still more preferably 310 fg to 680 gf.
  • the basis weight of the microporous polyolefin membrane is preferably 3.0 g / m 2 or more from the viewpoint of suppressing thermal runaway of the non-aqueous secondary battery, and preferably 10 g / m 2 or less from the viewpoint of increasing the capacity of the battery. More preferably, the basis weight of the microporous polyolefin membrane is 3.0 g / m 2 or more and 7.0 g / m 2 or less. More preferably, the basis weight of the microporous polyolefin membrane is 3.0 g / m 2 or more and 6.0 g / m 2 or less. By improving the compression resistance, the safety of the battery can be guaranteed even with a lower basis weight.
  • the withstand voltage per basis weight of the microporous membrane is preferably 0.13 kV / (g / m 2 ) or more from the viewpoint of safety of the non-aqueous secondary battery containing the microporous membrane.
  • the upper limit of the tensile breaking strength of the polyolefin microporous film is the upper limit for both MD and TD from the viewpoint of ensuring the film strength required for winding and laminating the electrode and separator in the manufacturing process of non-aqueous secondary batteries.
  • Is preferably 5000 kgf / cm 2 or less, more preferably 4500 kgf / cm 2 or less, further preferably 4000 kgf / cm 2 or less, or even more preferably 3500 kgf / cm 2 or less.
  • 3,000 kgf / cm 2 or less the lower limit thereof is preferably 500 kgf / cm 2 or more, more preferably 700 kgf / cm 2 or more, and 1,000 kgf / cm 2 or more.
  • the upper limit of the tensile breaking strength of the polyolefin microporous membrane is preferably lower than 5000 kgf / cm 2 from the viewpoint of suppressing heat shrinkage of the polyolefin microporous membrane for both MD and TD.
  • the ratio of the tensile breaking strength of MD and the tensile breaking strength of TD (MD / TD tensile breaking strength ratio) of the polyolefin microporous film is preferably 0.5 or more and 2.0 or less, preferably 0.7. More than 1.5 is more preferable, 0.7 or more and 1.4 or less is more preferable, or 0.7 or more and 1.3 or less is more preferable, and more preferably within the range of 0.75 to 1.25 or 0. It is in the range of 8 to 1.3, and very preferably in the range of 0.8 to 1.2.
  • the MD / TD tensile breaking strength ratio of the polyolefin microporous film can be adjusted within the numerical range described above by controlling, for example, the stretching ratio, the HS ratio, etc. at the time of the biaxial stretching step.
  • the tensile elongation at break of the polyolefin microporous membrane is controlled within an appropriate numerical range for both MD and TD, the short-circuit area is minimized by the membrane being moderately stretched and torn during the nailing test of a non-aqueous secondary battery. As a result, the safety of the nail piercing test is improved.
  • the nail piercing portion is stretched too much, so that the peripheral portion other than the nail piercing membrane rupture portion is pulled and the film thickness of the peripheral portion becomes thin, which leads to a short circuit in a large area.
  • the tensile elongation at break of the microporous polyolefin membrane is preferably 20% or more and 200% or less, more preferably 30% or more and 150% or less, and further preferably 40% or more and 120% or less for both MD and TD. 50% or more and 110% or less are particularly preferable.
  • the tensile elongation at break of MD and / or TD of the polyolefin microporous membrane shall be adjusted within the numerical range described above by controlling, for example, the draw ratio, HS ratio, etc. during the biaxial stretching step. Can be done.
  • the ratio of MD tensile elongation at break and TD tensile elongation at break (MD / TD tensile elongation at break) of the microporous polyolefin membrane is preferably 0.3 or more and 2.0 or less, preferably 0.35.
  • the MD / TD tensile elongation at break elongation ratio of the polyolefin microporous membrane can be adjusted within the numerical range described above by controlling, for example, the draw ratio, the HS ratio, etc. at the time of the biaxial stretching step. ..
  • the tensile modulus of elastic modulus of the polyolefin microporous film makes it difficult for the separator to break when the nail penetrates the non-aqueous secondary battery during the nail piercing test and also penetrates the separator and the electrode to deform it. From the viewpoint of improving safety without completing a short circuit, it is preferably 1,000 kg / cm 2 to 10,000 kg / cm 2 , preferably 2,000 kg / cm 2 to 90,000 kg / cm 2 . Is more preferable.
  • the ratio of the tensile elastic modulus of MD and the tensile elastic modulus of TD (MD / TD tensile elastic modulus) of the microporous polyolefin membrane is preferably 0.3 or more and 3.0 or less, more preferably.
  • the MD / TD tensile modulus ratio of the microporous polyolefin membrane can be adjusted within the numerical range described above by controlling, for example, the draw ratio during the biaxial stretching step, the HS ratio, and the like.
  • the thermal shrinkage of the polyolefin microporous membrane is 120 from the viewpoint that the shape stability of the membrane at a relatively high temperature is high and short circuit is suppressed in the thermal runaway state of the non-aqueous secondary battery during a nail piercing test or the like.
  • it is preferably ⁇ 10% or more and 20% or less, more preferably ⁇ 5% or more and 15% or less, and further preferably 0% or more and 10% or less.
  • the heat shrinkage of the microporous polyolefin membrane is preferably -10% or more and 20% or less, more preferably -5% or more and 18% or less, and 0% or more when measured in TD at 120 ° C. It is more preferably 15% or less, and particularly preferably 0% or more and 10% or less.
  • the shutdown temperature of the microporous membrane is preferably 150 ° C. or lower, more preferably 149 ° C. or lower.
  • a shutdown temperature of 150 ° C or lower means that when some abnormal reaction occurs and the battery temperature rises, the separator holes are closed by the time the temperature reaches 150 ° C. Therefore, the lower the shutdown temperature, the faster the flow of lithium ions between the electrodes stops at a low temperature, and the safety is improved.
  • the fuse temperature of the microporous membrane is preferably 130 ° C. or higher, more preferably 135 ° C. or higher, still more preferably 138 ° C. or higher, and further preferably 139 ° C. The above is particularly preferable.
  • the average value of the surface smoothness between one surface and the other surface of the polyolefin microporous membrane is preferably 20,000 sec from the viewpoint of cycle characteristics and rate characteristics under pressure. / 10 cm 3 or more and 200,000 sec / 10 cm 3 or less, more preferably 30,000 sec / 10 cm 3 or more and 180,000 sec / 10 cm 3 or less, still more preferably 40,000 sec / 10 cm 3 or more and 160,000 sec / 10 cm 3 or less, particularly preferable. Is 50,000 sec / 10 cm 3 or more and 140,000 sec / 10 cm 3 or less.
  • the surface smoothness When the surface smoothness is lower than 20,000 sec / 10 cm 3 , the physical distance between the microporous polyolefin membrane and the electrode material becomes non-uniform, which may result in non-uniform battery reaction and deterioration of cycle characteristics. Further, when the surface smoothness is higher than 200,000 sec / 10 cm 3 , the distance between the polyolefin microporous membrane and the electrode material becomes small, and the voids formed between the microporous membrane and the electrode material become small, so that electrolysis is performed. The uniform penetration of the liquid may be hindered and the cycle characteristics may deteriorate.
  • the surface smoothness of the polyolefin microporous film is, for example, the molecular weight and blending ratio of a polymer raw material such as polyolefin, the distance between rolls of cast rolls, the draw ratio during the biaxial stretching step, and the MD / TD stretching during the biaxial stretching step.
  • a polymer raw material such as polyolefin
  • the temperature can be adjusted within the numerical range described above.
  • Multilayer porous membrane In one aspect of the present invention, there is also provided a multilayer porous membrane having the polyolefin microporous membrane described above and at least one layer arranged on at least one side thereof.
  • the multilayer porous membrane can impart one or more functions to the polyolefin microporous membrane depending on the properties of at least one layer, and can also be used as a separator for a non-aqueous secondary battery.
  • the porosity (before compression) of the multilayer porous film is preferably in the range of 20% or more and 80% or less from the viewpoint of achieving a certain film strength and low air permeability.
  • the porosity of the multilayer porous membrane is determined as described in the examples.
  • the multilayer porous membrane can have any of the following layer configurations 1 to 3:
  • Layer structure 1 Contains a polyolefin microporous membrane and an inorganic porous layer arranged on at least one side of the polyolefin microporous membrane;
  • Layer structure 2 contains a polyolefin microporous film and a thermoplastic resin layer arranged on at least one side of the polyolefin microporous film;
  • layer structure 3 a polyolefin microporous film and arranged on at least one side of the polyolefin microporous film.
  • the inorganic porous layer contains inorganic particles and a binder polymer. Since the multilayer porous membrane including the inorganic porous layer has a pore structure of the inorganic porous layer, it has an excellent ability to suppress heat shrinkage even in a thin film while maintaining ion permeability.
  • the inorganic particles are not particularly limited, but those having high heat resistance and electrical insulation and being electrochemically stable within the range of use of a non-aqueous secondary battery are preferable.
  • Materials for the inorganic particles include, for example, oxide-based ceramics such as alumina, silica, titania, zirconia, magnesia, ceria, ittoria, zinc oxide, and iron oxide; nitride-based ceramics such as silicon nitride, titanium nitride, and boron nitride.
  • oxide-based ceramics such as alumina, silica, titania, zirconia, magnesia, ceria, ittoria, zinc oxide, and iron oxide
  • nitride-based ceramics such as silicon nitride, titanium nitride, and boron nitride.
  • Ceramics Silicon Carbide, Calcium Carbonate, Magnesium Sulfate, Aluminum Sulfate, Barium Sulfate, Aluminum Hydroxide, Aluminum Hydroxide or Boehmite, Potassium Titanium, Tarku, Kaolinite, Decite, Nacrite, Halloysite, Pyrophyllite, Montmorillonite, Seri Examples include ceramics such as sight, mica, amesite, bentonite, asbestos, zeolite, calcium silicate, magnesium silicate, diatomaceous earth, and silica sand; and glass fiber. Among these, at least one selected from the group consisting of alumina, boehmite, and barium sulfate is preferable from the viewpoint of stability in a non-aqueous secondary battery. Further, as the boehmite, synthetic boehmite capable of reducing ionic impurities which adversely affect the characteristics of the electrochemical device is preferable.
  • the inorganic particles may be used alone or in combination of two or more.
  • Examples of the shape of the inorganic particles include a plate shape, a scale shape, a polyhedron, a needle shape, a columnar shape, a granular shape, a spherical shape, a spindle shape, a block shape, and the like, and even if a plurality of types of inorganic particles having the above shapes are used in combination. good.
  • the block shape is preferable from the viewpoint of the balance between permeability and heat resistance.
  • the aspect ratio of the inorganic particles is preferably 1.0 or more and 3.0 or less, more preferably 1.1 or more and 2.5 or less.
  • the aspect ratio of 3.0 or less By having an aspect ratio of 3.0 or less, the amount of water adsorbed in the multilayer porous membrane is suppressed, the capacity deterioration during repeated cycles is suppressed, and the deformation at a temperature exceeding the melting point of the PO microporous membrane is suppressed. It is preferable from the viewpoint of suppressing.
  • the proportion of the inorganic particles in the inorganic porous layer is preferably 90% by mass or more and 99% by mass or less, more preferably 91% by mass or more and 98% by mass or less, and further preferably 92% by mass or more and 98% by mass or less. It is as follows.
  • the proportion of the inorganic particles is 90% by mass or more, it is preferable from the viewpoint of ion permeability and from the viewpoint of suppressing deformation at a temperature exceeding the melting point of the polyolefin microporous membrane. Further, when this ratio is 99% by mass or less, it is preferable from the viewpoint of maintaining the binding force between the inorganic particles or the interfacial binding force between the inorganic particles and the microporous polyolefin membrane.
  • the binder polymer is a material that binds a plurality of inorganic particles to each other in the inorganic porous layer, or binds the inorganic porous layer to the polyolefin microporous membrane.
  • a type of binder polymer when a multilayer porous film is used as a separator, it is insoluble in the electrolytic solution of a non-aqueous secondary battery and is electrochemically stable within the range of use of the non-aqueous secondary battery. It is preferable to use one.
  • binder polymer examples include the following 1) to 7).
  • 1) Polyolefin For example, polyethylene, polypropylene, ethylene propylene rubber, and modified products thereof;
  • Conjugate diene polymer For example, styrene-butadiene copolymer and its hydride, acrylonitrile-butadiene copolymer and its hydride, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer and its hydride;
  • Acrylic polymer For example, a methacrylic acid ester-acrylic acid ester copolymer, a styrene-acrylic acid ester copolymer, an acrylonitrile-acrylic acid ester copolymer;
  • Polyvinyl alcohol-based resin For example, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate;
  • Fluororesin For example, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, vinylidene fluoride-
  • polysulfone polysulfone
  • polyethersulfone polyphenylene sulfide
  • polyetherimide polyamideimide
  • Polyamide polyester
  • polyamide As the polyamide, a total aromatic polyamide, particularly polymethphenylene isophthalamide, is preferable from the viewpoint of durability.
  • the above 2) conjugated diene polymer is preferable, and from the viewpoint of withstand voltage resistance, the above 3) acrylic polymer and 5) fluororesin are preferable.
  • the above 2) conjugated diene-based polymer is a polymer containing a conjugated diene compound as a monomer unit.
  • conjugated diene compound examples include 1,3-butadiene, 2-methyl-1,3-butadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 2-chlor-1,3-butadiene, and substituted linear chain.
  • Conjugated pentadiene, substituted and side chain conjugated hexadiene and the like can be mentioned, and these may be used alone or in combination of two or more. Of these, 1,3-butadiene is particularly preferable.
  • the above 3) acrylic polymer is a polymer containing a (meth) acrylic compound as a monomer unit.
  • the (meth) acrylic compound refers to at least one selected from the group consisting of (meth) acrylic acid and (meth) acrylic acid ester.
  • Examples of the (meth) acrylic acid used in the above 3) acrylic polymer include acrylic acid and methacrylic acid.
  • Examples of the (meth) acrylic acid ester used in the acrylic polymer include (meth) acrylic acid alkyl esters such as methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, butyl acrylate, and butyl methacrylate, 2 -Epoxyhexyl acrylate, 2-ethylhexyl amethacrylate; epoxy group-containing (meth) acrylic acid ester, for example, glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate; these may be used alone or in combination of two or more. May be good.
  • 2-ethylhexyl acrylate (EHA) and butyl acrylate (BA) are particularly preferable.
  • the acrylic polymer is preferably a polymer containing EHA or BA as a main constituent unit from the viewpoint of safety of a non-aqueous secondary battery.
  • the main building block refers to a polymer moiety corresponding to a monomer that accounts for 40 mol% or more of the total raw material for forming the polymer.
  • the above 2) conjugated diene-based polymer and 3) acrylic-based polymer may be obtained by copolymerizing other monomers copolymerizable with these.
  • Other copolymerizable monomers used include, for example, unsaturated carboxylic acid alkyl esters, aromatic vinyl-based monomers, vinyl cyanide-based monomers, and unsaturated monomers containing hydroxyalkyl groups.
  • unsaturated carboxylic acid alkyl ester monomers are particularly preferable.
  • Examples of the unsaturated carboxylic acid alkyl ester monomer include dimethyl fumarate, diethyl fumarate, dimethyl maleate, diethyl maleate, dimethyl itaconate, monomethyl fumarate, monoethyl fumarate, and the like. It may be used alone or in combination of two or more.
  • the above 2) conjugated diene polymer may be obtained by copolymerizing the above (meth) acrylic compound as another monomer.
  • the binder polymer is preferably in the form of latex from the viewpoint that the binding force between a plurality of inorganic particles is strong even at a high temperature exceeding normal temperature and suppresses heat shrinkage, and the latex of an acrylic polymer is preferable. Is more preferable.
  • a dispersant such as a surfactant may be added to the coating liquid for forming the inorganic porous layer in order to stabilize the dispersion or improve the coatability.
  • the dispersant is one that adsorbs to the surface of the inorganic particles in the slurry and stabilizes the inorganic particles by electrostatic repulsion or the like, and is, for example, a polycarboxylate, a sulfonate, a polyoxyether, or the like.
  • the amount of the dispersant added is preferably 0.2 parts by weight or more and 5.0 parts by weight or less, more preferably 0.3 parts by weight or more and 1.0 part by weight or less in terms of solid content.
  • the total thickness of the inorganic porous layer is preferably 0.1 ⁇ m to 10 ⁇ m, more preferably 0.2 ⁇ m to 7 ⁇ m, and even more preferably 0.3 ⁇ m to 4 ⁇ m.
  • the total thickness of the inorganic porous layer is the total thickness of the inorganic porous layer when it is formed on one side of the polyolefin microporous film, and the total thickness of both inorganic porous layers when it is formed on both sides of the PO microporous film. show.
  • the total thickness of the inorganic porous layer of 0.1 ⁇ m or more is preferable from the viewpoint of suppressing deformation at a temperature exceeding the melting point of the polyolefin microporous membrane, and the total thickness of 10 ⁇ m or less improves the battery capacity. It is preferable from the viewpoint of.
  • thermoplastic resin layer is a layer containing a thermoplastic resin as a main component, and may contain other components as desired. From the viewpoint of high adhesiveness, it is preferable that the thermoplastic resin layer and the microporous polyolefin membrane are in direct contact with each other.
  • the proportion of the thermoplastic resin in the thermoplastic resin layer is preferably more than 3% by mass, more preferably 10% by mass or more, still more preferably 20% by mass or more and 40% by mass or more, from the viewpoint of adhesiveness to the electrode. , 60% by mass or more, or 80% by mass or more, and 90% by mass or more is particularly preferable.
  • thermoplastic resin examples include specific examples of the binder polymer contained in the above-mentioned inorganic porous layer, among which, from the viewpoint of adhesiveness and safety at the time of nail sticking test or short circuit of non-aqueous secondary battery. From the viewpoint, 2) conjugated diene-based polymer, 3) acrylic-based polymer, 5) fluororesin, and 7) polyamide as a polymer are preferable.
  • the area ratio of the thermoplastic resin layer to the total area of the surface of the polyolefin microporous membrane is preferably 100% or less, 95% or less, 80% or less, 75% or less, or 70% or less, and this area ratio. Is preferably 5% or more, 10% or more, or 15% or more. It is preferable that the area ratio is 100% or less from the viewpoint of suppressing the blockage of the pores of the polyolefin microporous membrane by the thermoplastic resin and further improving the permeability of the separator. It is preferable that the area ratio is 5% or more from the viewpoint of further improving the adhesiveness with the electrode.
  • the arrangement pattern of the thermoplastic resin layer may be, for example, dot-like, diagonal, striped, lattice-like, striped, or turtle shell. Shapes, random shapes, etc., and combinations thereof can be mentioned.
  • the thickness of the thermoplastic resin layer is preferably 0.1 ⁇ m or more, more preferably 0.2 ⁇ m or more, further preferably 0.3 ⁇ m or more, and further preferably 10 ⁇ m per one side of the polyolefin microporous membrane. It is preferably less than or equal to, more preferably 7 ⁇ m or less, still more preferably 4 ⁇ m or less. It is preferable that the thickness of the thermoplastic resin layer is 0.1 ⁇ m or more from the viewpoint of uniformly exhibiting the adhesive force between the electrode and the multilayer porous film, and as a result, the battery characteristics can be improved. It is preferable that the thickness of the thermoplastic resin layer is 10 ⁇ m or less from the viewpoint of suppressing the decrease in ion permeability.
  • the multifunctional layer is a layer that imparts a large number of functions to the microporous polyolefin membrane or separator, and can have, for example, the functions of both the above-mentioned inorganic porous layer and the thermoplastic resin layer. More specifically, the multifunctional layer may include the binder polymer or thermoplastic resin described above with the inorganic particles and optionally additional components such as a dispersant.
  • the thickness of the multifunctional layer is not limited, but can be determined according to the function imparted to the microporous polyolefin membrane and the coating conditions.
  • the method for producing a microporous polyolefin membrane according to the present invention is not particularly limited, and examples thereof include a method including the following steps: (A) A step of extruding a polyolefin composition containing a polyolefin resin and a pore-forming material to form a gel-like sheet; (B) A step of biaxially stretching a gel-like sheet to form a stretched sheet; (C) A step of extracting a pore-forming material from a stretched sheet to form a porous film; and (D) a step of heat-fixing the porous film.
  • step (A) the polyolefin composition is extruded to form a gel-like sheet.
  • the polyolefin composition may contain a polyolefin resin, a pore-forming agent, and the like.
  • the resin contained in the polyolefin composition does not contain a non-resin component such as fine particles or a highly heat-resistant resin having a significantly different melting point, and is composed only of the polyolefin, so that the stretching stress is made uniform and the resulting film is permeable. It is preferable from the viewpoint of improving the degree and air permeability distribution.
  • the gel-like sheet can be obtained by melt-kneading the polyolefin resin and the pore-forming material to form a sheet.
  • the polyolefin resin and the pore-forming material are melt-kneaded.
  • a melt-kneading method for example, a polyolefin resin and, if necessary, other additives are added to a resin kneading device such as an extruder, a kneader, a lab plast mill, a kneading roll, or a Banbury mixer to heat and melt the resin component.
  • a resin kneading device such as an extruder, a kneader, a lab plast mill, a kneading roll, or a Banbury mixer to heat and melt the resin component.
  • a resin kneading device such as an extruder, a kneader, a lab plast mill, a kneading roll, or a Banbury mixer to heat and melt the resin component.
  • a pore-forming material at an arbitrary ratio and
  • the polyolefin resin contained in the polyolefin composition can be determined according to a predetermined resin raw material of the obtained polyolefin microporous film.
  • the polyolefin resin used in the extrusion step (A) may be the polyolefin resin described as a component of the polyolefin microporous membrane according to the first to fourth embodiments.
  • the content of the plasticizer in the resin composition is preferably 66% by mass to 90% by mass, more preferably 68% by mass to 88% by mass, and further preferably 70% by mass to 80% by mass.
  • the content of the plasticizer is preferably 66% by mass to 90% by mass, more preferably 68% by mass to 88% by mass, and further preferably 70% by mass to 80% by mass.
  • the PC of the resin composition is preferably 20 from the viewpoint of uniformly applying stretching stress by uniformly dispersing the resin having a high molecular weight and improving the ion permeability and air permeability distribution of the obtained membrane. It is by mass% to 40% by mass, more preferably 22% by mass to 37% by mass, and further preferably 24% by mass to 33% by mass.
  • PC refers to "ratio (mass%) of polymer component in extruded component".
  • the high molecular weight raw material contained in the polyolefin composition is the molecular weight of the obtained microporous film, MI, puncture strength, puncture strength in terms of grain size, difference R between the maximum and minimum values of air permeability at 3 points of TD, (before compression).
  • MI molecular weight of the obtained microporous film
  • puncture strength puncture strength in terms of grain size
  • difference R between the maximum and minimum values of air permeability at 3 points of TD, (before compression).
  • the air permeability under pressure of 30 °C, 3MPa the porosity under pressure of 30 °C, 3MPa
  • the heat shrinkage within the numerical range explained above.
  • the Mv lower limit is preferably 700,000 or more, and the Mv upper limit may be, for example, 2,000,000 or less.
  • the ratio of the high molecular weight raw material of Mv 700,000 or more to the resin contained in the polyolefin composition is preferably 30% by mass or more, more preferably 40% by mass or more, and 50% by mass. It is more preferably% or more, and may be 100% by mass.
  • the Mv of polyethylene adjusts the post-compressed porosity, crystal length period, or crystallite size of the obtained microporous membrane within the numerical ranges described above. Therefore, it is preferably 600,000 or more, more preferably 700,000 or more, and the Mv upper limit of polyethylene may be, for example, 2,000,000 or less. From the same viewpoint, the proportion of polyethylene having an Mv of 700,000 or more in the polyolefin resin constituting the polyolefin composition is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, and 70% by mass. The above is more preferable, and it may be 100% by mass.
  • the Mv of polyethylene is the difference between the maximum value and the minimum value of the molecular weight, MI, puncture strength, grain-equivalent puncture strength, and air permeability at 3 points of TD of the obtained microporous film.
  • air permeability and porosity pressurized air permeability 30 ° C, 3MPa and pressurized porosity 30 ° C, 3MPa , and heat shrinkage within the numerical ranges described above. From the viewpoint of adjustment, it is more preferable that at least one of the raw materials is 700,000 or more, and the Mv upper limit of polyethylene may be, for example, 2,000,000 or less.
  • the proportion of polyethylene having an Mv of 700,000 or more in the polyolefin resin constituting the polyolefin composition is preferably 30% by mass or more, more preferably 40% by mass or more, and 50% by mass.
  • the above is more preferable, and it may be 100% by mass.
  • polypropylene may be mixed with the polyolefin composition from the viewpoint of the heat resistance of the obtained microporous membrane.
  • the ratio of polypropylene to the total polyolefin resin in the polyolefin composition is preferably 1% by mass or more and 20% by mass or less, more preferably 2% by mass or more, from the viewpoint of film strength and compression resistance. It is 15% by mass or less, more preferably 2% by mass or more and 10% by mass or less.
  • the ratio of polypropylene to the total polyolefin resin in the polyolefin composition is preferably 3% by mass or more and 10% by mass or less, and preferably 5% by mass or more and 9% by mass or less.
  • Examples of the pore-forming material include a plasticizer, an inorganic material, or a combination thereof.
  • the plasticizer is not particularly limited, but it is preferable to use a non-volatile solvent capable of forming a uniform solution above the melting point of the polyolefin.
  • a non-volatile solvent capable of forming a uniform solution above the melting point of the polyolefin.
  • specific examples of the non-volatile solvent include hydrocarbons such as liquid paraffin and paraffin wax; esters such as dioctyl phthalate and dibutyl phthalate; higher alcohols such as oleyl alcohol and stearyl alcohol. After extraction, these plasticizers may be recovered and reused by an operation such as distillation.
  • liquid paraffin has high compatibility with polyethylene or polypropylene when the polyolefin resin is polyethylene, and even if the melt-kneaded product is stretched, interfacial peeling between the resin and the plasticizer is unlikely to occur, and uniform stretching is possible. It is preferable because it tends to be easy to carry out.
  • the non-equipment is not particularly limited, and for example, oxide-based ceramics such as alumina, silica (silicon oxide), titania, zirconia, magnesia, ceria, ittoria, zinc oxide, iron oxide; silicon nitride, titanium nitride, nitride.
  • oxide-based ceramics such as alumina, silica (silicon oxide), titania, zirconia, magnesia, ceria, ittoria, zinc oxide, iron oxide; silicon nitride, titanium nitride, nitride.
  • Nitride-based ceramics such as boron; silicon carbide, calcium carbonate, aluminum sulfate, aluminum hydroxide, potassium titanate, talc, kaolin clay, kaolinite, halloysite, pyrophyllite, montmorillonite, sericite, mica, amesite, bentonite.
  • silica is particularly preferable because it is easy to extract.
  • the ratio of the polyolefin resin composition to the inorganic material is preferably 3% by mass or more, and more preferably 10% by mass or more, based on the total mass of these, from the viewpoint of obtaining good isolation.
  • it is preferably 60% by mass or less, and more preferably 50% by mass or less.
  • the melt-kneaded product is molded into a sheet to obtain a gel-like sheet.
  • the ratio (Q / N,) of the extrusion speed of the polyolefin composition that is, the discharge rate Q: kg / hour of the extruder
  • the screw rotation speed N (rpm) of the extruder is used.
  • the unit: kg / (h ⁇ rpm)) is preferably 0.1 or more and 7.0 or less, more preferably 0.5 or more and 6.0 or less, and further preferably 1.0 or more and 5.0 or less.
  • the melt-kneaded product is extruded into a sheet shape via a T-die or the like, brought into contact with a heat conductor, and cooled to a temperature sufficiently lower than the crystallization temperature of the resin component.
  • a heat conductor used for cooling solidification
  • the heat conductor used for cooling solidification include metals, water, air, and plasticizers.
  • sandwiching it between the rolls further enhances the efficiency of heat conduction, and the sheet is oriented to increase the film strength and the surface smoothness of the sheet. It is more preferable because it tends to improve.
  • the distance between the rolls is preferably 200 ⁇ m or more and 3,000 ⁇ m or less, and more preferably 500 ⁇ m or more and 2,500 ⁇ m or less.
  • the distance between rolls of the cast roll is 200 ⁇ m or more, the risk of film breakage can be reduced in the subsequent stretching step, and when the distance between rolls is 3,000 ⁇ m or less, the cooling rate is high and uneven cooling can be prevented.
  • the cast thickness is preferably 500 ⁇ m to 2200 ⁇ m, preferably 700 ⁇ m to 2000 ⁇ m, from the viewpoint of obtaining a thin film and achieving the draw ratio required for improving the plane orientation and crystallinity to improve the compressibility. Is preferable.
  • the extruded sheet-shaped molded body or gel-like sheet may be rolled. Rolling can be carried out, for example, by a method using a roll or the like.
  • the rolled surface magnification is preferably more than 1 times and 3 times or less, and more preferably more than 1 times and 2 times or less.
  • the rolling ratio exceeds 1 times, the surface orientation increases and the film strength of the finally obtained porous film tends to increase.
  • the rolling ratio is 3 times or less, the orientation difference between the surface layer portion and the inside of the center is small, and a uniform porous structure tends to be formed in the thickness direction of the film.
  • Step (B) the gel-like sheet obtained in the step (A) is stretched.
  • the step (B) is performed before the step (C) of extracting the pore-forming material from the sheet.
  • the stretching treatment of the gel-like sheet is performed at least once in the longitudinal direction and the width direction (that is, by biaxial stretching) from the viewpoint of controlling the bending rigidity of the polyolefin microporous film.
  • Examples of the stretching method include simultaneous biaxial stretching, sequential biaxial stretching, multi-stage stretching, and multiple stretching.
  • the trunk structure tends to be isotropic in the plane, and stress is isotropically dispersed during the nail piercing test, so that the nail piercing test safety is good.
  • Simultaneous biaxial stretching is preferable from the viewpoint of Simultaneous biaxial stretching refers to a stretching method in which MD stretching and TD stretching are performed at the same time, and the stretching ratio in each direction may be different.
  • Sequential biaxial stretching refers to a stretching method in which MD and TD are stretched independently, and when MD or TD is stretched, the other direction is fixed in an unconstrained state or a fixed length. It is in a state of being.
  • step (B) from the viewpoint of adjusting the post-compressed porosity, crystal length period, or crystallite size of the obtained microporous membrane within the numerical range described above, it is gelled immediately before stretching in a stretching furnace. It is preferable to preheat the sheet, and it is more preferable to increase the preheating coefficient.
  • the preheating coefficient is a value obtained by multiplying the preheating temperature by the preheating wind speed and the preheating time, and is preferably in the range of 130000 ° C.m to 300,000 ° C.m, preferably 150,000 ° C.m to 300,000 ° C.m. It is more preferably within the range, and further preferably within the range of 180,000 ° C.m to 300,000 ° C.m.
  • the preheating furnace was divided into a plurality of rooms having different wind speeds, it was calculated as the wind speed of the entire preheating furnace from the total of "wind speed of each room x furnace length of each room / furnace length of the entire preheating
  • polyethylene as a main component is highly used from the viewpoint of adjusting the post-compressed porosity, crystal length period, or crystallinity size of the obtained microporous film within the numerical range described above.
  • MD stretch ratio from the viewpoint of forming a highly rigid trunk by orienting to, and from the viewpoint of increasing the crystallinity in addition to increasing the strength of the film by stretching orienting, and improving the compressibility. Is preferably 5 times or more, more preferably 5 times or more and 10 times or less, further preferably 5 times or more and 9 times or less, 6 or more and 10 times or less, and particularly preferably 6 times or more and 8 times or less.
  • the MD stretching ratio can be adjusted according to, for example, the MD stretching temperature, the MD stretching wind speed, the MD stretching time, the MD stretching coefficient, and the like.
  • the lower limit of the MD stretching temperature is set. It is preferably 122.0 ° C. or higher, more preferably 123.0 ° C. or higher, still more preferably 124.0 ° C. or higher, still more preferably 125.0 ° C. or higher, and particularly preferably 126.0 ° C. or higher. ° C. or higher, most preferably 127.0 ° C. or higher, and the upper limit thereof is preferably 145.0 ° C.
  • the MD stretching temperature is from the melting point of the main component of ⁇ 12 ° C. to the melting point, stress is appropriately applied to the film, which is presumed to be preferable in terms of stretch molding.
  • the MD stretching temperature is more preferably from the melting point of the main component of ⁇ 10 ° C. to the melting point.
  • the MD stretching temperature is more preferably from the melting point of the main component of ⁇ 8 ° C. to the melting point.
  • polyethylene as a main component is highly used from the viewpoint of adjusting the post-compressed porosity, crystal length period, or crystallinity size of the obtained microporous film within the numerical range described above.
  • TD stretch ratio from the viewpoint of forming a highly rigid trunk by orienting to, and from the viewpoint of increasing the crystallinity in addition to increasing the strength of the film by stretching orientation, the compressibility can be improved. Is preferably 5 times or more, more preferably 5 times or more and 10 times or less, further preferably 5 times or more and 9 times or less, or 6 or more and 10 times or less, and particularly preferably 6 to 8 times.
  • the TD stretching temperature in step (B) from the viewpoint of improving the properties and from the viewpoint of uniformly applying stress even to a high-molecular-weight resin to improve the permeability and air permeability distribution of the obtained film.
  • the lower limit of the temperature is preferably 122.0 ° C. or higher, more preferably 123.0 ° C. or higher, still more preferably 124.0 ° C. or higher, and even more preferably 125.0 ° C. or higher.
  • it is 126.0 ° C. or higher, most preferably 127.0 ° C. or higher
  • the upper limit thereof is preferably 145.0 ° C. or lower, more preferably 140.0 ° C. or lower, and further.
  • it may be 131.0 ° C. or lower.
  • the TD stretching ratio and the TD stretching temperature in the step (B) can be adjusted according to, for example, the TD stretching wind speed, the TD stretching time, the TD stretching coefficient, and the like.
  • step (B) the ratio of the preheating coefficient to the stretching coefficient (preheating) from the viewpoint of adjusting the post-compressed porosity, crystal length period, or crystallite size of the obtained microporous film within the numerical range described above.
  • the coefficient / stretching coefficient) is preferably adjusted to 5.7 or more and 7.0 or less, and particularly preferably 5.8 or more and 7.0 or less.
  • this ratio is adjusted to 5.7 or more, in the preheating immediately before stretching, by adding a larger amount of heat, the sheet is easily stretched, a uniform structure is easily formed, and a non-aqueous film having a microporous film finally obtained is provided.
  • the cycle characteristics of the secondary battery tend to improve.
  • the stretching coefficient is a value obtained by multiplying the stretching temperature by the stretching wind speed and the residence time of the film in the stretching step, and is preferably in the range of 20,000 ° C.m to 50,000 ° C.m, preferably 30,000 ° C.m. It is more preferable that the temperature is within the range of about 50,000 ° C. and m.
  • the stretching furnace was divided into a plurality of rooms having different wind speeds, it was calculated as the wind speed of the entire stretching furnace from the total of "wind speed of each room x furnace length of each room / furnace length of the entire stretching furnace".
  • the residence time in the stretching furnace was calculated from the furnace length of the entire stretching furnace / the average speed of the entire stretching furnace.
  • step (B) the piercing strength of the obtained microporous film, the piercing strength in terms of grain, the difference R between the maximum and minimum values of the air permeability at three TD points, the air permeability and porosity (before compression), and pressurization.
  • air permeability 30 °C, 3MPa and under pressure porosity 30 °C, 3MPa heat shrinkage, and tensile breaking strength and MD / TD tensile breaking strength ratio are adjusted within the numerical range explained above.
  • the biaxial stretching ratio is preferably 5 times ⁇ 5 times or more, more preferably 5 ⁇ 5 times or more and 10 ⁇ 10 times or less, and 6 ⁇ 6 times or more and 10 ⁇ 10 times or less. Is even more preferable.
  • the biaxial stretching ratio is preferably a simultaneous biaxial stretching ratio.
  • the puncture strength and the equivalent puncture strength of the obtained microporous film are adjusted within the numerical range explained above.
  • air permeability 30 °C, 3MPa and under pressure porosity 30 °C, 3MPa heat shrinkage, and tensile breaking strength and MD / TD tensile breaking strength ratio are adjusted within the numerical range explained above.
  • the biaxial stretching temperature is preferably 122 ° C. or higher and 147 ° C. or lower, more preferably 123 ° C. or higher and 146 ° C. or lower, further preferably 124 ° C. or higher and 145 ° C. or lower, and 127 ° C. or higher. It is particularly preferable that the temperature is 140 ° C. or lower.
  • the gel-like sheet PC used in the step (B) is 22% to 30% from the viewpoint of increasing the amount of heat applied per unit resin, making the stretching stress uniform, and increasing the distribution of the permeability of the obtained film. %, Or preferably 25% to 32%.
  • step (B) the puncture strength of the obtained microporous membrane, the basis weight conversion puncture strength, the difference R between the maximum and minimum values of the air permeability at three TD points, the air permeability and porosity (before compression), and pressurization.
  • Heating amount coefficient per unit resin (biaxial stretching temperature-115 ° C) ⁇ PC ⁇ ⁇ ⁇ (I)
  • the value represented by is preferably 0.26 ° C./% or more. This value is 0.26 ° C /% or more and 1.2 ° C /% or less from the viewpoint of increasing the amount of heat applied per unit resin, making the stretching stress uniform, and increasing the distribution of the permeability of the obtained film.
  • the temperature is 40 ° C./% or more and 0.95 ° C./% or less.
  • the amount of heat required for uniforming the stretching stress is larger, so the value calculated by the above formula is used. It shall be excluded from.
  • the pore-forming material is removed from the sheet-shaped molded product to obtain a porous film.
  • the method for removing the pore-forming material include a method in which a sheet-shaped molded product is immersed in an extraction solvent to extract the pore-forming material and sufficiently dried.
  • the method for extracting the pore-forming material may be either a batch method or a continuous method.
  • the residual amount of the pore-forming material in the porous membrane is preferably less than 1% by mass with respect to the total mass of the porous membrane.
  • the extraction solvent used when extracting the pore-forming material a solvent that is poor with respect to the polyolefin resin, is a good solvent with respect to the pore-forming material, and has a boiling point lower than the melting point of the polyolefin resin may be used.
  • examples of such an extraction solvent include hydrocarbons such as n-hexane and cyclohexane; halogenated hydrocarbons such as methylene chloride and 1,1,1-trichloroethane; non-chlorine type such as hydrofluoroether and hydrofluorocarbon.
  • Hydrocarbon solvents such as ethanol and isopropanol
  • ethers such as diethyl ether and tetrahydrofuran
  • ketones such as acetone and methyl ethyl ketone
  • an aqueous solution of sodium hydroxide, potassium hydroxide or the like can be used as the extraction solvent.
  • Heat fixing step (D) In the heat fixing step (D), in order to suppress the shrinkage of the polyolefin microporous film, after extracting the plasticizer in the step (C), the microporous film is heat-treated for the purpose of heat fixing (HS).
  • the heat treatment of the porous membrane includes a stretching operation performed at a predetermined temperature atmosphere and a predetermined stretching ratio for the purpose of adjusting physical properties, and / or a predetermined temperature atmosphere and a predetermined relaxation for the purpose of reducing stretching stress.
  • the relaxation operation is a film reduction operation after the stretching operation.
  • step (D) preheating is performed immediately before stretching the microporous membrane from the viewpoint of adjusting the post-compressed porosity, crystal length cycle, or crystallite size of the obtained microporous membrane within the numerical ranges described above. It is preferable to do it.
  • the preheating in the step (D) can be controlled by, for example, the preheating temperature or the like.
  • the TD stretching operation in the step (D) is performed so that the TD stretching temperature is preferably 130 ° C. or higher and 150 ° C. or lower, more preferably 132 ° C. or higher and 145 ° C. or lower, and further preferably 133 ° C. or higher and 140 ° C. or lower.
  • the TD heat shrinkage at the temperature of 120 ° C. of the obtained film can be reduced, and the safety in the nail piercing test of the non-aqueous secondary battery can be improved.
  • the TD stretching operation in the step (D) is performed so that the TD stretching ratio of the film is preferably 1.1 times or more, more preferably 1.4 times or more, still more preferably 1.5 times or more. Further, the TD stretch ratio in the step (D) is preferably 3 times or less, more preferably 2.5 times or less.
  • the stretch orientation can increase the strength of the film, and the porosity can be controlled to optimize the balance between compressibility and permeability. Therefore, the stress inside the film can be relaxed to suppress heat shrinkage, specifically, the TD heat shrinkage at a temperature of 120 ° C. can be reduced, and the safety in the nail piercing test can be improved.
  • the heat-fixing ratio in step (D), that is, the post-relaxation ratio, is from the viewpoint of crystallizing polyethylene, which is the main component of the microporous film, to form a stem with high rigidity, and the obtained microporous film (before compression).
  • () Average film thickness, puncture strength and conversion puncture strength, difference R between maximum and minimum values of air permeability at 3 points of TD, air permeability and porosity (before compression), air permeability under pressure 30 °C, 3MPa and under pressure Porosity 30 °C, 3MPa , heat shrinkage, and tensile breaking strength and MD / TD tensile breaking strength ratio are adjusted within the numerical range explained above, 1.4.
  • the stretch orientation increases the strength of the film, and the porosity can be controlled to optimize the balance between compressibility and permeability.
  • the stress inside the film is relaxed and the TD heat at a temperature of 120 ° C. Shrinkage can be reduced to improve safety in nail piercing tests of non-aqueous secondary batteries.
  • the heat fixing temperature that is, the relaxation temperature in the step (D) is the average film thickness (before compression) of the obtained microporous membrane, the air permeability under pressure of 30 ° C, 3 MPa , and the pore ratio under pressure of 30 ° C. , 3MPa is adjusted within the numerical range explained above to reduce the TD thermal shrinkage of the obtained microporous membrane at a temperature of 120 ° C. and improve the safety in the nail piercing test of non-aqueous secondary batteries. From the viewpoint, it is preferably 130 ° C. or higher and 150 ° C. or lower, more preferably 132 ° C. or higher and 145 ° C. or lower, further preferably 133 ° C. or higher and 140 ° C. or lower, and particularly preferably 135 ° C. or higher and 140 ° C. or lower. ..
  • the microporous polyolefin membrane according to Embodiments 1 to 4 can be obtained by the production method including the steps (A) to (D).
  • the total draw ratio of the finally obtained polyolefin microporous membrane is preferably 60 times or more in order to crystallize polyethylene, which is the main component of the microporous membrane, to form a stem with high rigidity. It is more preferable that the value is fold or more and 81 times or less.
  • the PC of the resin composition, the gel-like sheet or the porous film increases the amount of heat applied per unit resin, makes the stretching stress uniform, and finally obtains the permeability of the film. From the viewpoint of enhancing the distribution of the above, it is preferably 22% to 30%, or 25% to 32%.
  • the method for producing a multilayer porous membrane according to one aspect of the present invention is not particularly limited, but as an example, a multifunctional layer, an inorganic porous layer, and a thermoplastic resin layer are formed on at least one surface of the polyolefin microporous membrane produced above. It can include the step of arranging at least one layer selected from the group consisting of.
  • the method of arranging the multifunctional layer, the inorganic porous layer or the thermoplastic resin layer is not particularly limited, and for example, a coating liquid containing the constituent components of any of these layers is applied to one or both sides of the polyolefin microporous film.
  • a method of coating on a layer formed on a microporous polyolefin membrane can be mentioned.
  • the thickness of the coating layer is preferably 0.1 to 10 ⁇ m, more preferably 0.2 to 7 ⁇ m, and even more preferably 0.3 to 4 ⁇ m.
  • the number of coating layers is preferably 0 to 5, and more preferably 0 to 3. By properly controlling the thickness of the coating layer, the battery capacity can be increased.
  • Inorganic coating has the effect of suppressing the shrinkage of the base material and enhancing the safety of the battery
  • organic coating has the effect of enhancing the adhesion to the electrode and enhancing the workability.
  • the coating method is not particularly limited as long as it can realize a desired coating pattern, coating film thickness, and coating area.
  • a gravure coater method for example, a gravure coater method, a small diameter gravure coater method, a reverse roll coater method, and a transfer.
  • Roll coater method kiss coater method, dip coater method, knife coater method, air doctor coater method, blade coater method, rod coater method, squeeze coater method, cast coater method, die coater method, screen printing method, spray coating method, inkjet coating.
  • the law etc. can be mentioned.
  • the medium of the coating liquid water or a mixed solvent of water and a water-soluble organic medium is preferable.
  • the water-soluble organic medium is not particularly limited, and examples thereof include ethanol, methanol, and the like.
  • a surface treatment to the polyolefin microporous film prior to coating because the coating liquid can be easily applied and the adhesiveness between the polyolefin microporous film and the coating layer is improved.
  • the surface treatment method include a corona discharge treatment method, a plasma treatment method, a mechanical roughening method, a solvent treatment method, an acid treatment method, and an ultraviolet oxidation method.
  • the solvent may be removed from the coating film by drying at a temperature below the melting point of the microporous polyolefin membrane, drying under reduced pressure, solvent extraction, or the like.
  • a microporous polyolefin membrane and at least one layer selected from the group consisting of a multifunctional layer, an inorganic porous layer, and a thermoplastic resin layer are separately manufactured and affixed, laminated, bonded, etc.
  • the two may be integrated by fusion or the like.
  • microporous polyolefin membranes according to the first to fourth embodiments can be used, for example, in a non-aqueous secondary battery or the like, specifically as a separator for a non-aqueous secondary battery.
  • non-aqueous secondary battery include a lithium ion secondary battery and the like.
  • the polyolefin microporous film according to the first to fourth embodiments into a lithium ion secondary battery, not only the thermal runaway of the lithium ion secondary battery is suppressed, but also a shrinkable electrode, a high capacity electrode, or Si Even when the contained negative electrode is provided, battery characteristics such as high output characteristics and high cycle characteristics can be compatible with safety.
  • a calibration curve was prepared by measuring standard polystyrene under the following conditions using ALC / GPC 150C type TM manufactured by Waters. Chromatograms were measured for each of the following polymers under the same conditions, and the weight average molecular weight of each polymer was calculated by the following method based on the calibration curve.
  • MI Melt Flow Index
  • DSC measurement differential scanning calorimetry
  • the DSC was measured using a DSC60 manufactured by Shimadzu Corporation.
  • a PO microporous membrane was punched into a circle with a diameter of 5 mm, and several sheets were stacked to make 3 mg, which was used as a measurement sample.
  • This sample was laid on an aluminum open sample pan having a diameter of 5 mm, a clamping cover was placed on the sample, and the sample was fixed in the aluminum pan by a sample sealer.
  • the temperature is raised from 30 ° C to 200 ° C at a temperature rise rate of 10 ° C / min (first temperature rise), held at 200 ° C for 5 minutes, and then from 200 ° C to 30 ° C at a temperature drop rate of 10 ° C / min. The temperature has dropped. Subsequently, after holding at 30 ° C. for 5 minutes, the temperature was raised again from 30 ° C. to 200 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min (second temperature increase). In the melting endothermic curve of the second temperature rise, the maximum temperature was taken as the melting point of the PO microporous membrane. When there were a plurality of maximum values, the 1st peak and the largest peak were detected. The temperature at which the maximum value of the maximum melt endothermic curve is reached can be adopted as the melting point (Tm) of the PO microporous membrane.
  • Tm melting point
  • the basis weight is the weight (g) of the polyolefin microporous membrane per unit area (1 m 2 ). After sampling to 1 m ⁇ 1 m, the weight was measured with an electronic balance (AUW120D) manufactured by Shimadzu Corporation. When sampling to 1 m ⁇ 1 m was not possible, the sample was cut into an appropriate area, the weight was measured, and then the weight was converted into the weight (g) per unit area (1 m 2 ).
  • AUW120D electronic balance
  • the porosity (before compression) of the multilayer porous membrane is calculated by the following formula.
  • Porosity of the multilayer porous membrane (Porosity of the polyolefin resin microporous membrane as the base material) x (Average thickness of the polyolefin resin microporous membrane as the base material) ⁇ (Thickness of the entire multilayer porous membrane) + (Coating Porosity of the layer) x (thickness of the coated layer) ⁇ (thickness of the entire multilayer porous film)
  • the porosity of the multilayer porous film was calculated assuming that the porosity of the coating layer was 50%.
  • the porosity of the coating layer can be calculated in the same manner as the porosity of the polyolefin microporous film, if necessary, in the same manner as in the above formula.
  • the thickness of the coating layer is measured by direct observation with SEM or the change in film thickness before and after coating, and the volume of the coating layer sample having a specific area is obtained.
  • the porosity of the coating layer is calculated using the mass average density of the coating components calculated from the material ratio of the constituent components of the coating layer.
  • Air permeability (before compression) version 1 (seconds / 100 cm 3 ) The air permeability was measured with the Oken type air permeability measuring machine "EGO2" of Asahi Seiko Co., Ltd.
  • the measured value of the air permeability is a value obtained by measuring the air permeability at a total of three points, 5 cm from both ends and one point in the center along the width direction of the membrane, and calculating the average value thereof.
  • Air permeability version 2 (seconds / 100 cm 3 ) (before compression)
  • the air permeability was measured with the Oken type air permeability measuring machine "EGO2" of Asahi Seiko Co., Ltd.
  • the air permeability is measured by measuring the air permeability at two points 10% inside the entire width from both ends to the center along the width direction (TD) of the membrane, and one point at the center, for a total of three points. It is a value calculated by the average value of them.
  • compression press test A rubber cushioning material having a thickness of 0.8 mm, a PET film having a thickness of 0.1 mm, two microporous membranes, the PET film, and the cushioning material were laminated in this order, and the obtained laminate was allowed to stand.
  • a compression test was performed by applying pressure to the cushioning material surface on one side of the laminate.
  • the microporous membrane used was 5 ⁇ 5 cm square, and the average film thickness (9-point average), basis weight, and air permeability (according to the measurement method of version 2) were measured before use in the press test.
  • the porosity before the compression press test was calculated from the basis weight and the average film thickness.
  • the compression test was performed using a press at a pressure of 2.5 MPa, 5 MPa, 7.5 MPa, and 10 MPa under the conditions of a temperature of 30 ° C. and a compression time of 3 minutes. Further, 1 hour after unloading, the microporous membrane was removed from the laminate, and the average film thickness after compression (9-point average) and the air permeability after compression were measured. In addition, the porosity after compression was calculated from the basis weight and the average film thickness after compression. Finally, from the four measurement points compressed by the above four types of pressure, an approximate curve as shown in FIG. 1 was created with respect to the porosity after compression and the air permeability after compression by using a power approximation.
  • TMA Thermo Mechanical Analysis
  • SS6100 manufactured by Hitachi High-Tech
  • 16 microporous membranes whose porosity is calculated by measuring the basis weight and film thickness are prepared in a 1 ⁇ 1 cm square and stacked in the thickness direction to form a laminated body. This is set on the sample table, and 0.06 MPa is applied as the initial load. After 1 minute, a load is applied in the thickness direction at a rate of 6 MPa / min, and when the load reaches 3 MPa, the load of 3 MPa is maintained for 3 minutes. The film thickness after 3 minutes is defined as the film thickness under pressure of 3 MPa (in situ).
  • a microporous membrane was fixed with a sample holder having an opening diameter of 11.3 mm using a handy compression tester KES-G5 TM manufactured by Kato Tech. Next, the central portion of the fixed microporous membrane was subjected to a puncture test at a radius of curvature of 0.5 mm at the tip of the needle, a puncture speed of 2 mm / sec, an atmosphere of room temperature of 23 ° C. and a humidity of 40%, and a maximum puncture was performed.
  • the puncture strength (gf) was measured as a load.
  • the measured value of the puncture test is a value obtained by measuring a total of 3 points, 2 points inside 10% of the total width from both ends toward the center and 1 point in the center, along the TD of the membrane, and calculating the average value thereof. Is.
  • the basis weight conversion puncture strength is calculated by the following formula.
  • the polyolefin microporous is from the viewpoint of evaluating the strength of the resin and the strength per basis weight. The characteristics were evaluated based on the puncture strength of the film substrate and the puncture strength in terms of basis weight.
  • Ni foils (A, B) were pasted together, and both sides were pressed with clips with two glass plates.
  • the Ni foil electrode thus produced was placed in an oven at 25 ° C. and heated to 200 ° C. at 2 ° C./min.
  • the impedance change at this time was measured under the condition of 1 V and 1 kHz using an electric resistance measuring device "AG-4311" (manufactured by Ando Electric Co., Ltd.).
  • the temperature at which the impedance value reached 1000 ⁇ in this measurement was defined as the Fuse (shutdown) temperature (° C.).
  • a total of 25 points of MD5 points x TD5 points were measured at 15 mm intervals, and the average value was taken as the withstand voltage measurement value.
  • the ratio of the basis weight to the withstand voltage was calculated.
  • the crystallite size was calculated by Scherrer's equation (Equation 1) from the full width at half maximum of the (110) plane diffraction peak calculated by peak separation.
  • D (110) K ⁇ / ( ⁇ cos ⁇ ) Equation 1 ⁇ In the formula, D (110): crystallite size (nm) K: 0.9 (constant) ⁇ : X-ray wavelength (nm) ⁇ : ( ⁇ 1 2 - ⁇ 2 2 ) 0.5 ⁇ 1 : Half width at half maximum (rad) of the peak calculated as a result of peak separation (hkl) ⁇ 2 : Full width at half maximum (rad) of the spread of the incident beam ⁇ : Bragg angle ⁇
  • a fluororubber having a thickness of 1 mm was attached to the inside of the chuck of the tensile tester. The measurement was performed under the conditions of a temperature of 23 ⁇ 2 ° C., a chuck pressure of 0.40 MPa, and a tensile speed of 100 mm / min.
  • the tensile breaking strength (MPa) was determined by dividing the breaking strength of the microporous polyolefin membrane by the cross-sectional area of the sample before the test.
  • the elongation at break of the microporous polyolefin membrane was defined as the tensile elongation at break (%).
  • the tensile breaking strength was obtained for each of MD and TD, and the ratio of MD tensile breaking strength to TD tensile breaking strength (MD / TD tensile breaking strength ratio) was also calculated.
  • the tensile elongation at break was obtained for each of MD and TD, and the ratio of the MD tensile elongation at break and the TD tensile elongation at break (MD / TD tensile elongation at break) was also calculated.
  • the sample was set so that the distance between the chucks was 50 mm, and the sample was stretched at a tensile speed of 200 mm / min until the distance between the chucks reached 60 mm, that is, the strain reached 20.0%.
  • the tensile modulus (MPa) was determined from the slope of the strain 1.0% to 4.0% in the obtained stress-strain curve.
  • the tensile modulus was obtained for each of MD and TD, and the ratio of MD tensile modulus to TD tensile modulus (MD / TD tensile modulus ratio) was also calculated.
  • a slurry was prepared by dispersing lithium cobalt composite oxide LiCoO 2 as a positive electrode active material and graphite and acetylene black as conductive materials in polyvinylidene fluoride (PVDF) and N-methylpyrrolidone (NMP), which are binders. .. This slurry was applied to an aluminum foil having a thickness of 15 ⁇ m as a positive electrode current collector with a die coater, dried at 130 ° C. for 3 minutes, and then compression-molded with a roll press machine. The obtained molded product was slit to a width of 57.0 mm to obtain a positive electrode.
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • NMP N-methylpyrrolidone
  • Negative Electrode A slurry was prepared by dispersing artificial graphite as a negative electrode active material, an ammonium salt of carboxymethyl cellulose as a binder, and a styrene-butadiene copolymer latex in purified water. This slurry was applied to a copper foil as a negative electrode current collector with a die coater, dried at 120 ° C. for 3 minutes, and then compression-molded with a roll press machine. The obtained molded product was slit to a width of 58.5 mm to obtain a negative electrode.
  • a wound electrode body was prepared by a conventional method and pressed by a press machine so as to be contained in an outer can. The number of turns was adjusted according to the thickness of the microporous polyolefin membrane and the degree of springback. The outermost peripheral end of the obtained wound electrode body was fixed by attaching an insulating tape.
  • the negative electrode lead was welded to the battery can and the positive electrode lead was welded to the safety valve, and the wound electrode body was inserted into the battery can.
  • a non-aqueous electrolyte solution is injected into the battery can, and the lid is crimped to the battery can via a gasket to obtain a square secondary having a width of 42.0 mm, a height of 63.0 mm, and a thickness of 10.5 mm.
  • This square secondary battery is charged to a battery voltage of 4.2 V at a current value of 0.2 C (current 0.2 times the 1-hour rate (1 C) of the rated electric capacity) under an atmosphere of 25 ° C. Charging was carried out for a total of 3 hours by a method of starting to throttle the current value so as to hold 4.2 V. Subsequently, the battery was discharged to a battery voltage of 3.0 V at a current value of 0.2 C.
  • Capacity retention rate was evaluated according to the following criteria.
  • Rate characteristic test (charging / discharging at 30 ° C and 3 MPa pressurization) The above d.
  • the square secondary battery assembled in the same manner as above and selected for evaluation is charged with a constant current of 1C in an environment of 30 ° C. and 3MPa pressurization, reaches 4.2V, and then 4.2V. It was charged at the constant voltage of 3 for a total of 3 hours.
  • the 1C discharge capacity and the 5C discharge capacity of the charged battery up to a discharge end voltage of 3V were measured in a constant temperature state at an atmosphere of 30 ° C., and the ratio of the 5C capacity / 1C capacity was used as the output characteristic value.
  • the rate characteristics were evaluated according to the following criteria.
  • C The output characteristic value is 70% or more and less than 80%.
  • Capacity maintenance rate (%) is 90% or more.
  • B Capacity retention rate (%) is 80% or more and less than 90%.
  • C Capacity retention rate (%) is 70% or more and less than 80%.
  • D Capacity retention rate (%) is more than 50% and less than 70%.
  • E Capacity maintenance rate (%) is 50% or less.
  • Nail stick safety test d The batteries assembled in the same manner as above and selected for evaluation were placed on an iron plate in an explosion-proof booth where the temperature could be controlled. An iron nail with a diameter of 3.0 mm was prepared, and a thermocouple was installed inside the nail. An iron nail was pierced through the center of the battery at a speed of 2 mm / sec in an environment of 30 ° C. and 3 MPa pressurization in the explosion-proof booth, and the nail was maintained in a pierced state. From the start of nail piercing to after the nail penetrated, the battery was observed and the safety was evaluated according to the following criteria. A: None happens. B: It emits smoke. C: Cell swelling / deformation is observed. D: Ignite. E: It explodes.
  • Example 1 As shown in Table 1, the ratio of polyethylene (PE) having an Mv of 700,000 or more was adjusted to obtain a raw material resin composition.
  • the Mv of the raw material resin composition was 900,000.
  • a polyolefin composition was obtained by blending a raw material resin composition, liquid paraffin, and 0.1% by mass of an antioxidant so as to have the resin content (PC) shown in Table 1.
  • the polyolefin composition was put into a twin-screw extruder, and the melted polyolefin composition was extruded to form a gel-like sheet, which was then cooled and solidified by a cast roll.
  • Examples 2 to 23 and Comparative Examples 1 to 7 A microporous polyolefin membrane was obtained and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the resin raw materials and production conditions shown in Tables 1 and 2 were used. The evaluation results are shown in Tables 3 and 4 below.
  • a microporous polyolefin membrane was prepared by the following procedure.
  • a raw material composition was obtained by blending with 3', 5'-di-t-butyl-4'-hydroxyphenyl) propionate) methane. Next, the obtained composition was charged into a twin-screw extruder via a feeder.
  • liquid paraffin (kinematic viscosity at 37.78 ° C. 75.90 cSt) is used as the pore-forming material, and the total of the resin raw material + liquid paraffin is 100 parts by mass.
  • PC kinematic viscosity at 37.78 ° C. 75.90 cSt
  • (B) Immediately after extrusion, the sheet was cooled and solidified with a cast roll cooled to 30 ° C. to form a sheet having a thickness of 1.530 mm.
  • This sheet was stretched 7 ⁇ 6.4 times with a simultaneous biaxial stretching machine so that the strain rate of MD was 35% / sec and the strain rate of TD was 30% / sec under the condition of 128 ° C.
  • C After stretching, it was immersed in methylene chloride to extract and remove liquid paraffin.
  • D After that, the sheet was dried and stretched 1.85 times in the width direction (TD) by a tenter stretching machine. Then, the stretched sheet is heat-treated to relax in the width direction (TD) at a strain rate of -4.2% / sec so that the magnification after relaxation is 1.75 times under the condition of 131 ° C., and the polyolefin microporous film is subjected to.
  • Got (E) The obtained microporous polyolefin membrane was evaluated according to the above method, and a battery provided with the microporous polyolefin membrane was also evaluated. The evaluation results are shown in Table 7.
  • Examples 25 to 45 and Comparative Examples 8 to 21 A microporous polyolefin film and a coated film thereof were obtained and evaluated in the same manner as in Example 24 except that the resin raw materials shown in Tables 5 and 6 and the production conditions and coating conditions were used. The evaluation results are shown in Tables 7 and 8.
  • Example 42-45 the following step (F) was further performed on the obtained polyolefin microporous membrane.
  • the first layer, the second layer, and the third layer were each coated on the microporous polyolefin membrane so as to have the coating thickness shown in Table 5.
  • Examples 42-45 boehmite was used as the inorganic filler for the inorganic coating, acrylic latex and sodium carboxymethyl cellulose were used as the binder, acrylic latex was used for the organic coating, and the inorganic filler was used for the organic-inorganic mixed coating. Alumina was used as the binder and PVdF was used as the binder.
  • the coating liquid is applied to the surface of the base material treated with corona discharge using a gravure coater, the coating liquid is dried, and the separator of Examples 42-45 having a coating layer is provided. Got The evaluation results of Examples 42-45 are shown in Table 7.
  • Comparative Example 16 a polyolefin microporous film was obtained and evaluated under the production conditions of Comparative Example 16 shown in Table 6 with reference to Example 1 of JP-A-2018-162438.
  • Comparative Example 17 a polyolefin microporous film was obtained and evaluated under the production conditions of Comparative Example 17 shown in Table 6 with reference to Example 5 of JP-A-2020-164861.
  • Comparative Example 18 a polyolefin microporous film was obtained and evaluated under the production conditions of Comparative Example 18 shown in Table 6 with reference to Example 10 of JP-A-2020-164861.
  • Comparative Example 19 a polyolefin microporous film was obtained and evaluated under the production conditions of Comparative Example 19 shown in Table 6 with reference to Example 1 of JP-A-2002-888188.
  • Comparative Example 20 a polyolefin microporous membrane was obtained and evaluated under the production conditions of Comparative Example 20 shown in Table 6 with reference to Example 7 of International Publication No. 2008/093572.
  • Comparative Example 21 the polyolefin microporous membrane was formed by a dry porous method under the production conditions of Comparative Example 21 shown in Table 6 with reference to Example 1 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-25294 (Patent Document 8). Obtained and evaluated.

Abstract

膜厚が1μm~30μmであり、透気度が500sec/100cm3以下であり、かつ温度70℃、圧力8MPa、及び圧縮時間3分間の条件下で圧縮試験において測定される圧縮後気孔率が、30%以上であるポリオレフィン微多孔膜が提供される。

Description

ポリオレフィン微多孔膜
 本発明は、ポリオレフィン微多孔膜に関する。
 ポリオレフィン微多孔膜は、優れた電気絶縁性及びイオン透過性を示すことから、電池用セパレータ、コンデンサー用セパレータ、燃料電池用材料、精密濾過膜等に使用されており、特にリチウムイオン二次電池用セパレータとして使用されている。
 近年、リチウムイオン二次電池は、携帯電話、ノート型パソコン等の小型電子機器、及び電気自動車、小型電動バイク等の電動車両にも使用されている。リチウムイオン二次電池用セパレータには、機械的特性及びイオン透過性だけでなく、各種の安全試験における安全性も求められている。また、リチウムイオン二次電池用セパレータの耐熱性又は剛性、リチウムイオン二次電池のサイクル特性などの観点から、セパレータに含まれるポリオレフィンの結晶性、又はセパレータとして使用されるポリオレフィン微多孔膜のプレス試験特性が検討されている(特許文献1~4)。
 特許文献1には、リチウムイオン透過性と耐熱性の双方に優れるという観点から、乾式で延伸多孔化されたポリオレフィン微孔フィルムの小角X線散乱(SAXS)法により測定されるラメラ結晶部の長周期について記述されている。
 特許文献2には、低い熱収縮性と高い剛性を両立するという観点から、延伸されたポリプロピレンフィルムのSAXS法により測定される高分子結晶の長周期について記述されている。
 特許文献3及び4には、リチウムイオン二次電池用セパレータの耐圧縮性、リチウムイオン二次電池のサイクル特性等の観点から、例えば、温度80℃及び圧力1MPaで60分間に亘る加熱圧縮試験(特許文献3)の前後のポリオレフィン微多孔膜の膜厚変化率が記述され、又は温度90℃及び圧力5.0MPaで5分間に亘る加熱圧縮試験(特許文献4)の前後のポリオレフィン微多孔膜の透気度変化率と膜厚変化率が記述されている。
 また、例えば、特殊な電極を備える電池内、高温、高圧、大寸法などの環境下で、機械特性、耐熱性、耐圧縮性、寸法安定性、吸液性、安全性、電池特性などのバランスを取るという観点から、セパレータとして使用されるポリオレフィン微多孔膜が検討されている(特許文献5~9)。
 特許文献5には、薄膜セパレータのシャットダウン温度とメルトダウン温度の差を広げて電池安全性を確保するという観点から、特定の圧力および温度において加圧処理を行った場合において、その前後で測定される微多孔膜の透気度変化率、及び12μm厚に換算された突刺強度が記述されている。
 特許文献6には、ポリエチレン系樹脂層と、ポリエチレン系樹脂、及びポリプロピレン以外の耐熱性樹脂を含む層とを含むポリエチレン多層微多孔膜について、シャットダウン特性、メルトダウン特性、透過性、機械的強度、耐熱収縮性及び耐圧縮性のバランスを取るという観点から、特定の圧力および温度において加圧処理を行った場合において、その前後で測定される透気度増加量、及び20μm厚当たりの突刺強度が記述されている。
 特許文献7には、ポリエチレン多層微多孔膜の製造において、透過性、機械的特性、耐熱収縮性、耐圧縮性、電解液吸収性、シャットダウン特性及びメルトダウン特性のバランスを取るという観点から、膜厚方向において平均細孔径の分布を制御する方法が記述されており、得られる膜の特定の圧力および温度において加圧処理を行った場合において、その前後での到達透気度、及び20μm厚当たりの突刺強度も例示されている。
 特許文献8には、セパレータの厚み方向に対する耐久性と、安全性と、フィルム特性とのバランスを取るという観点から、ポリエチレンとポリプロピレンの少なくとも一方を含む微多孔膜の圧縮弾性率と膜面表面粗さ平均値が記述されており、微多孔膜の製造において、乾式で多孔化が行われている。
 特許文献9には、セパレータが膨張収縮の激しい負極材料と共に使用された場合に、長期間の電池サイクル特性と安全性とを両立し得るために、微多孔膜の製造において可塑剤の抽出前後の透気度、及び得られるセパレータのサンドブラスト処理後の透気度が記述されている。
国際公開第2014/175252号 国際公開第2015/012324号 国際公開第2018/164056号 国際公開第2015/194504号 国際公開第2018/043331号 国際公開第2007/023918号 国際公開第2007/037289号 特開2017-25294号公報 特許第5295834号公報
 リチウムイオン二次電池等の非水系二次電池は、その用途に応じて、円筒型、角型、パウチ型などの多様な形状が展開されている。電池の製造方法は、電池の形状によっても異なるが、例えば角型電池の製造においては、電極とポリオレフィン微多孔膜の捲回体又は積層体をプレスし、直方体の外装缶に挿入する工程がある。
 しかしながら、特許文献1~4に記述されるような従来のポリオレフィン微多孔膜を用いる電池作製のプレス工程により、電池のサイクル特性と出力特性が低下するという現象が起こることがある。また、高容量で膨張し易い電極を用いた場合にも同様の現象が顕著に起こる。
 近年、電極材料の改良、複数の非水系二次電池(単セル)の高密度モジュール化(モジュール体積エネルギー密度を高めること)などに伴い、セルおよびセパレータに外圧が掛かった状態においてもセパレータとしての微多孔膜のイオン透過性、及びそれを含む電池の出力特性又はサイクル特性を確保することが更に求められている。
 他方、セパレータのイオン透過性を向上させるために、気孔率の向上を単純に試みると、セパレータを含む非水系二次電池について、例えば釘刺安全性試験などの安全性が悪化することがある。
 したがって、従来のポリエチレン微多孔膜をセパレータとして備える非水系二次電池は、加圧状態における出力特性、サイクル特性などの電池特性と、釘刺安全性試験などの安全性とが、トレードオフの関係にあった。
 上記の事情に鑑みて、本発明は、非水系二次電池の高出力と高サイクル特性を達成することができ、かつ/又は非水系二次電池の電池特性と安全性の両立を達成することができるポリオレフィン微多孔膜、並びにそれを含む非水系二次電池用セパレータ及び非水系二次電池を提供することを目的とする。
 本発明者らは、ポリオレフィン微多孔膜について、圧縮後気孔率;ポリオレフィン微多孔膜に主成分として含まれるポリエチレンの結晶性;目付換算突刺強度、幅方向(TD)に沿って3点で測定される透気度の最大値と最小値の差、及び30℃,3MPa加圧状態下における透気度などを特定することによって、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成させた。本発明の態様を以下に例示する。
(1) 膜厚が1μm~30μmであり、透気度が500sec/100cm3以下であり、かつ温度70℃、圧力8MPa、及び圧縮時間3分間の条件下で圧縮試験において測定される圧縮後気孔率が、30%以上であるポリオレフィン微多孔膜。
(2) 主成分としてポリエチレンを含むポリオレフィン微多孔膜であって、前記ポリオレフィン微多孔膜の小角X線散乱(SAXS)法により測定される結晶長周期が、37.0nm以上であるポリオレフィン微多孔膜。
(3) 主成分としてポリエチレンを含み、前記ポリエチレンの結晶子サイズが、28.0nm以下である、項目1又は2に記載のポリオレフィン微多孔膜。
(4) 前記ポリオレフィン微多孔膜の気孔率が、35%以上である、項目1~3のいずれか1項に記載のポリオレフィン微多孔膜。
(5) 目付換算突刺強度が、50gf/(g/m2)以上であり、
 幅方向(TD)に沿って、両端から中央に向かって全幅の10%内側の地点2点と中央1点との計3点で測定された透気度の最大値と最小値の差が、15sec/100cm3以下であり、かつ
 30℃及び3MPa加圧状態下での透気度が、140sec/100cm3以下である、ポリオレフィン微多孔膜。
(6) 前記ポリオレフィン微多孔膜の30℃及び3MPa加圧状態下での気孔率が、40%以上である、項目1~5のいずれか1項に記載のポリオレフィン微多孔膜。
(7) 前記ポリオレフィン微多孔膜の突刺強度が、220gf以上である、項目1~6のいずれか1項に記載のポリオレフィン微多孔膜。
(8) 前記ポリオレフィン微多孔膜は、GPCにより測定される重量平均分子量(Mw)が1,000,000以上のポリエチレン成分がGPCにより測定される溶出成分全体の7%以上である、項目1~7のいずれか1項に記載のポリオレフィン微多孔膜。
(9) 前記ポリオレフィン微多孔膜のメルトフローインデックス(MI)が、1.0以下である、項目1~8のいずれか1項に記載のポリオレフィン微多孔膜。
(10) 前記ポリオレフィン微多孔膜の120℃でのTD熱収縮率が、20%以下である、項目1~9のいずれか1項に記載のポリオレフィン微多孔膜。
(11) 前記ポリオレフィン微多孔膜の長手方向(MD)の引張強度と幅方向(TD)の引張強度の比(MD/TD引張強度比)が、0.5~2.0である、項目1~10のいずれか1項に記載のポリオレフィン微多孔膜。
(12) 項目1~11のいずれか1項に記載のポリオレフィン微多孔膜と、
 前記ポリオレフィン微多孔膜の少なくとも片面に配置される無機多孔層と、
を有するセパレータ。
(13) 項目1~11のいずれか1項に記載のポリオレフィン微多孔膜と、
 前記ポリオレフィン微多孔膜の少なくとも片面に配置される熱可塑性樹脂層と、
を有するセパレータ。
(14) 項目1~11のいずれか1項に記載のポリオレフィン微多孔膜と、
 前記ポリオレフィン微多孔膜の少なくとも片面に配置される、多機能層、無機多孔層および熱可塑性樹脂層から成る群から選択される少なくとも一層と、
を有するセパレータ。
(15) 項目1~11のいずれか1項に記載のポリオレフィン微多孔膜、又は項目12~14のいずれか1項に記載のセパレータを含む非水系二次電池。
 本発明は、ポリオレフィン微多孔膜の圧縮後気孔率及び/又は結晶性を特定することによって、ポリオレフィン微多孔膜を用いる非水系二次電池の作製においてプレス工程後に膜の抵抗が低下し、かつ/又は膜の構造均一性と非水系二次電池内での反応均一性が向上し、非水系二次電池の高出力と高サイクル特性を達成することができる。また、本発明は、ポリオレフィン微多孔膜の目付換算突刺強度、TDに沿って3点で測定される透気度の最大値と最小値の差、並びに30℃及び3MPa加圧状態下で測定される透気度を特定することによって、ポリオレフィン微多孔膜を含む非水系二次電池の電池特性と安全性を両立することができる。
 さらに、本発明によれば、ポリオレフィン微多孔膜を備える非水系二次電池のセル内で膨張収縮し易い電極を用いたり、非水系二次電池のモジュール化時にセパレータが圧縮されたりする場合でさえも、ポリオレフィン微多孔膜の高気孔率・低透気度すなわち高いイオン透過性を維持し、抵抗上昇を抑制することができ、ひいては電池特性と安全性を確保することができる。
圧縮後の気孔率と圧縮後の透気度に関する累乗近似曲線の例である。
 以下、本発明を実施するための形態(以下、「実施形態」と略記する。)について詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。
 本明細書では、長手方向(MD)とは微多孔膜連続成形の機械方向を意味し、かつ幅方向(TD)とは微多孔膜のMDを90°の角度で横切る方向を意味する。
 本明細書において、各数値範囲の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。また、或る部材が特定成分を主成分として含有することは、特定成分の含有量が部材の質量を基準として50質量%以上であることを意味する。特に言及しない限り、本明細書に記載の物性又は数値は、実施例において説明される方法により測定又は算出されるものである。
<ポリオレフィン微多孔膜>
 本発明の一態様は、ポリオレフィン微多孔膜である。ポリオレフィン微多孔膜は、主成分としてポリオレフィン樹脂を含み、優れた電気絶縁性及びイオン透過性を示すことができるため、例えば非水系二次電池等において、具体的には非水系二次電池用セパレータとして、使用されることができる。
(実施形態1)
 実施形態1に係るポリオレフィン微多孔膜は、次の特徴を有する:
  膜厚が1μm~30μmである;
  透気度が500sec/100cm3以下である;及び
  温度70℃、圧力8MPa、及び圧縮時間3分間の条件下で圧縮試験において測定される圧縮後気孔率が、30%以上である。
 実施形態1に係るポリオレフィン微多孔膜は、膜厚1μm~30μmの範囲内で、500sec/100cm3以下の透気度と、30%以上の圧縮後気孔率とを有することにより、例えばセパレータとしてポリオレフィン微多孔膜を用いる非水系二次電池の作製において、プレス工程後にポリオレフィン微多孔膜の電気抵抗を低下させたり、電気抵抗上昇を抑制したりして、非水系二次電池の高出力と高サイクル特性を達成することができる。実施形態1に係るポリオレフィン微多孔膜による抵抗上昇の抑制は、非水系二次電池のセル内で膨張収縮し易い電極を用いた場合に、顕著であり、車載用電池等に使用される高容量電極、又はケイ素(Si)含有負極を用いる場合に、より顕著である。
 温度70℃、圧力8MPa、及び圧縮時間3分間の条件下で圧縮試験を行なう方法は、実施例において詳述される。圧縮後気孔率は、非水系二次電池において抵抗を低下させ、かつ/又は抵抗上昇の抑制を担うポリオレフィン微多孔膜の主成分の構造と関連することが考えられる。実施形態1に係るポリオレフィン微多孔膜の圧縮後気孔率は、上記で説明された観点から、好ましくは31%以上、より好ましくは32%以上、さらに好ましくは33%以上である。実施形態1に係るポリオレフィン微多孔膜の圧縮後気孔率の上限値は、圧縮前の気孔率に応じて決定されることができ、例えば、50%以下、又は50%未満でよい。
 実施形態1に係るポリオレフィン微多孔膜の圧縮試験後気孔率は、例えば、ポリオレフィン微多孔膜の製造プロセスにおいて、ポリオレフィン原料の分子量、ポリエチレン原料の分子量及び含有率、二軸延伸工程時の延伸倍率、二軸延伸工程時の予熱係数、二軸延伸工程時の延伸係数、二軸延伸工程時のMD/TD延伸温度、熱固定温度などを制御することによって、上記で説明された数値範囲内に調整されることができる。代替的には、ポリオレフィン微多孔膜の圧縮後気孔率は、ポリオレフィン原料の分子量、ポリエチレン原料の分子量及び含有率、二軸延伸工程時の延伸倍率、二軸延伸工程時の予熱係数、二軸延伸工程時の延伸係数、延伸係数に対する予熱係数の比などを制御することによって、上記で説明された数値範囲内に調整されることができる。
 実施形態1に係るポリオレフィン微多孔膜について圧縮試験前後の気孔率を比較することは、非水系二次電池において抵抗を低下させ、かつ/又は抵抗上昇を抑制して、高出力と高サイクル特性を達成することができる膜の主成分の構造を特定するという観点から好ましい。ポリオレフィン微多孔膜の圧縮試験前の、又は圧縮試験に供していない気孔率(以下、単に「気孔率」という)は、実施例に記載の方法で測定され、その好ましい数値範囲は後述される。
 実施形態1に係るポリオレフィン微多孔膜の膜厚は、上記で説明された電気抵抗の低下と抵抗上昇の抑制に加えて、小サイズ化の観点から、好ましくは3~20μm、より好ましくは5μm~16μm、さらに好ましくは6μm~13μmである。微多孔膜の膜厚は、例えば、キャストロールのロール間距離、延伸工程における延伸倍率等により最適化されることができる。
 実施形態1に係るポリオレフィン微多孔膜の透気度は、実施例の項目「(圧縮前の)透気度 version 1(秒/100cm3)」に記載の方法により測定されることができる。実施形態1に係るポリオレフィン微多孔膜の透気度は、上記で説明された電気抵抗の低下と抵抗上昇の抑制に加えて、微多孔膜のイオン透過性と非水系二次電池の高出力化の観点から、好ましくは400sec/100cm3以下、より好ましくは300sec/100cm3以下、さらに好ましくは200sec/100cm3以下、特に好ましくは160sec/100cm3以下であり、微多孔膜の機械的強度の観点から、好ましくは40sec/100cm3以上である。微多孔膜の透気度は、上記で説明された圧縮後気孔率の制御手段と同様に最適化されることができる。
(実施形態2)
 実施形態2に係るポリオレフィン微多孔膜は、次の特徴を有する:
  主成分としてポリエチレンを含む;及び
  ポリオレフィン微多孔膜の小角X線散乱(SAXS)法により測定される結晶長周期が、37.0nm以上である。
 実施形態2に係るポリオレフィン微多孔膜は、主成分としてポリエチレンを含み、37.0nm以上の結晶長周期を有することにより、驚くべきことに、ポリオレフィン微多孔膜の構造均一性と耐圧縮性が向上し、それに伴って非水系二次電池内での反応均一性も向上して、例えばセパレータとしてポリオレフィン微多孔膜を用いる非水系二次電池の作製におけるプレス工程後でさえも、非水系二次電池の高出力と高サイクル特性を達成することができる。実施形態2に係るポリオレフィン微多孔膜の構造均一性と耐圧縮性の向上は、非水系二次電池のセル内で膨張収縮し易い電極を用いた場合に、顕著であり、車載用電池等に使用される高容量電極又はケイ素(Si)含有負極を用いる場合に、より顕著である。
 ポリオレフィン微多孔膜のSAXS測定は、実施例において詳述され、そしてSAXS測定により得られる結晶長周期は、膜の構造均一性及び耐圧縮性と非水系二次電池内での反応均一性とを向上させるポリエチレンの構造と関連することが考えられる。また、ポリオレフィン微多孔膜の結晶長周期は、理論に拘束されることを望まないが、膜の圧縮後気孔率と相関することが考えられる。実施形態2に係るポリオレフィン微多孔膜の結晶長周期は、上記で説明された観点から、37.0nm~60.0nm、38.0nm~55.0nm、40.0nm~50.0nm、又は42.0nm~50.0nmの範囲内にあることが好ましい。
 実施形態2に係るポリオレフィン微多孔膜の結晶長周期は、例えば、ポリオレフィン微多孔膜の製造プロセスにおいて、ポリオレフィン原料の分子量、ポリエチレン原料の分子量及び含有率、二軸延伸工程時の延伸倍率、二軸延伸工程時の予熱係数、二軸延伸工程時の延伸係数、二軸延伸工程時のMD/TD延伸温度、熱固定温度などを制御することによって、上記で説明された数値範囲内に調整されることができる。
 実施形態2に係るポリオレフィン微多孔膜の膜厚は、機械的強度を有し絶縁性を保つために、下限値は1μm以上である。単位面積当たりの樹脂量を担保することで、電池の安全性を向上させるために、膜厚としては、2μm以上が好ましく、3μm以上がより好ましい。リチウムデンドライトが成長した場合に絶縁性を担保するためには、膜厚として6μm以上が好ましく、10μm以上がより好ましい。実施形態2に係るポリオレフィン微多孔膜の膜厚は、非水系二次電池の高容量化の観点から16μm以下であることが好ましい。微多孔膜の膜厚は、キャストロールのロール間距離、延伸工程における延伸倍率等を制御すること等によって調整することができる。
 実施形態2に係るポリオレフィン微多孔膜の(圧縮前の)透気度は、実施形態1と同様に測定されることができ、好ましくは30sec/100cm3以上250sec/100cm3以下が好ましく、より好ましくは40sec/100cm3以上200sec/100cm3以下、より好ましくは50sec/100cm3以上180sec/100cm3以下、さらに好ましくは60sec/100cm3以上150sec/100cm3以下である。微多孔膜の(圧縮前の)透気度は、突刺強度を担保する観点から40sec/100cm3以上が好ましく、出力特性の観点から200sec/100cm3以下が好ましい。
(実施形態3)
 実施形態3に係るポリオレフィン微多孔膜は、次の特徴を有する:
  目付換算突刺強度が、50gf/(g/m2)以上である;
  TDに沿って、両端から中央に向かって全幅の10%内側の地点2点と中央1点との計3点で測定された透気度の最大値と最小値の差(以下、差Rという)が、15sec/100cm3以下である;及び
  30℃及び3MPa加圧状態下での透気度が、140sec/100cm3以下である。
 実施形態3に係るポリオレフィン微多孔膜は、TDに沿って両端から中央に向かって全幅の10%内側の地点2点と中央1点との計3点で測定された透気度の最大値と最小値の差と目付換算突刺強度、並びに30℃及び3MPa加圧状態下での透気度を上記のとおり特定することにより、例えばセパレータ等としてポリオレフィン微多孔膜を含む非水系二次電池について、レート特性及びサイクル特性等の電池特性と、釘刺試験安全性等の安全性とを両立することができるだけでなく、ポリオレフィン微多孔膜の気孔率及びイオン透過性を向上させ、例えば非水系二次電池内で膨張収縮し易い電極を使用したり、非水系二次電池のモジュール化時にセパレータが圧縮されたりする場合にも、ポリオレフィン微多孔膜の高気孔率・低透気度を維持することもできる。
(ポリオレフィン微多孔膜の目付換算突刺強度,突刺強度,目付)
 50gf/(g/m2)以上の目付換算突刺強度は、樹脂目付当たりの膜強度が高く、かつ圧縮応力に対して潰れ難い膜構造を表し、例えば釘刺試験又は加圧試験時に、セパレータとして使用されるポリオレフィン微多孔膜が、高気孔率で低透気度であっても破膜し辛くなり、電池の安全性を向上させる傾向にある。目付換算突刺強度は、実施例に記載の方法により測定され、膜のTDに沿って、両端から中央に向かって全幅の10%内側の地点2点と中央1点との計3点で目付に換算されてない突刺強度(以下、単に突刺強度という)を測定し、それらの平均値を目付で除することにより得られる。実施形態3に係る突刺強度の制御による利点は、非水系二次電池のセル内で膨張収縮し易い電極を用いた場合に、顕著であり、車載用電池等に使用される高容量電極、又はケイ素(Si)含有負極を用いる場合に、より顕著である。このような観点から、ポリオレフィン微多孔膜の目付換算突刺強度は、50gf/(g/m2)~150gf/(g/m2)であることが好ましく、55gf/(g/m2)~130gf/(g/m2)であることがより好ましく、70gf/(g/m2)~120gf/(g/m2)であることが更に好ましい。
 上記と同様の観点、一定の膜強度と低い透気度を達成するという観点、及びポリオレフィン微多孔膜と非水系二次電池の短絡耐性の向上の観点から、ポリオレフィン微多孔膜の目付は、1.0g/m2~15g/m2の範囲内であることが好ましい。
 上記と同様の観点、及び電池内部に意図せず混入する異物によってセパレータが破膜して発生する電極間短絡又は耐電圧不良を抑制するという観点から、ポリオレフィン微多孔膜の突刺強度は、突刺強度が、220gf以上であることが好ましく、250gf以上であることがより好ましく、280gf以上であることが更に好ましく、300gf以上であることが特に好ましい。突刺強度の上限値は、特に限定されないが、膜の結晶性、及び抑制された電気抵抗に応じて決定されることができ、例えば、700gf以下、又は680gf以下でよい。
 実施形態3に係るポリオレフィン微多孔膜の突刺強度と目付換算突刺強度は、例えば、ポリオレフィン微多孔膜の製造プロセスにおいて、ポリオレフィン等の高分子原料の分子量及び配合割合、二軸延伸工程時の延伸倍率、二軸延伸工程時のMD/TD延伸温度、二軸延伸工程時の樹脂組成物の単位樹脂当たりの加熱量係数、熱固定(HS)倍率などを制御することによって、上記で説明された数値範囲内に調整されることができる。
(圧縮前のTD3点で測定された透気度の最大値と最小値の差R,圧縮前の透気度分布)
 ポリオレフィン微多孔膜のTDに沿って上記のとおり3点で測定される透気度の最大値と最小値の差Rが、実施例に記載の方法により測定され、ポリオレフィン微多孔膜の圧縮試験前の透気度分布を表す。ポリオレフィン微多孔膜の全幅Wは、透気度の測定精度の観点から、好ましくは50mm以上、より好ましくは100mm以上、より更に好ましくは300mm以上である。全幅Wの上限値は、特に限定されず、例えば製膜デバイス、製膜プロセス、マザーロール寸法、スリットロール寸法、塗工プロセス等に応じて決定されることができ、例えば5000mm以下、または4000mm以下でよい。
 R≦15sec/100cm3を満足するように良好に保たれた透気度分布は、後述される30℃,3MPa加圧状態下での透気度とともに、面内で透気度のばらつきが小さい膜構造を表し、例えばセパレータ等としてポリオレフィン微多孔膜を含む非水系二次電池について、面内の電気化学的反応が均一に起こり、レート特性とサイクル特性などの電池特性を良化させる傾向にある。この傾向は、非水系二次電池のセル内で膨張収縮し易い電極を用いた場合に、顕著であり、車載用電池等に使用される高容量電極、又はケイ素(Si)含有負極を用いる場合に、より顕著である。このような観点から、差Rは、0sec/100cm3以上15sec/100cm3以下であることが好ましく、0sec/100cm3以上13sec/100cm3以下であることがより好ましく、0sec/100cm3以上11sec/100cm3以下であることが更に好ましく、0sec/100cm3以上9sec/100cm3以下であることが特に好ましい。
 上記3点の測定値の平均値は、(圧縮前の)透気度として表され、実施例の項目「(圧縮前の)透気度 version 2(秒/100cm3)」に記載の方法により測定されることができ、上記と同様の観点、及び圧縮された状態でさえも高い(イオン)透過性を保つという観点および突刺強度の担保の観点から、0sec/100cm3以上200sec/100cm3以下であることが好ましく、30sec/100cm3以上180sec/100cm3以下であることがより好ましく、40sec/100cm3以上150sec/100cm3以下であることが更に好ましい。
 実施形態3に係るポリオレフィン微多孔膜の差Rと(圧縮前の)透気度は、例えば、ポリオレフィン微多孔膜の製造プロセスにおいて、ポリオレフィン等の高分子原料の分子量及び配合割合、二軸延伸工程時の延伸倍率、二軸延伸工程時のMD/TD延伸温度、二軸延伸工程時の樹脂組成物の単位樹脂当たりの加熱量係数、HS倍率などを制御することによって、上記で説明された数値範囲内に調整されることができる。
(圧縮後の膜特性)
 実施形態3において、特定の条件下でポリオレフィン微多孔膜を圧縮試験に供することによって、非水系二次電池の電池特性と安全性を両立することができるポリオレフィン微多孔膜の特性が見出される。圧縮試験は、実施例において詳述されるが、室温で、好ましくは30℃で、圧縮プレス試験と圧縮TMA試験を概ね以下のように組み合わせて行われる:
 <圧縮プレス試験>
 (i)微多孔膜又はセパレータを平板プレス機で加圧して厚み方向に圧縮した後に除荷し、試験前後での微多孔膜又はセパレータの透気度変化および厚み変化から気孔率変化を測定する。
  (ii)また、微多孔膜又はセパレータを、実施例において後述される方法で4種の異なる圧力条件(例えば、2.5MPa、5MPa、7.5MPa、及び10MPaの圧力)で測定し、4点の測定結果から、除荷後の微多孔膜又はセパレータの気孔率と透気度の関係式を得る。
 <圧縮TMA試験>
  プローブを用いて特定の荷重で微多孔膜又はセパレータを厚み方向に圧縮し、3MPa加圧状態下(in situ)での膜厚を測定する。
 ポリオレフィン微多孔膜の30℃及び3MPa加圧状態下での透気度(以下、加圧状態下透気度30℃,3MPaという)が、140sec/100cm3以下であると、厚み方向への加圧状態においても高イオン透過性を確保することができるポリオレフィン微多孔膜の特性を表す。加圧状態下透気度30℃,3MPaは、上記圧縮TMA試験において、3MPaが掛かっているまさにその状態(in situ)での厚みとTMA測定前の目付から、3MPaが掛かっているまさにその状態(in situ)での気孔率を算出して、当該in situ気孔率において、透気度が何秒であるかを、上記圧縮プレス試験(ii)の関係式から算出することにより得られる。加圧状態下透気度30℃,3MPaの測定方法は、実施例において詳述される。
 加圧状態下透気度30℃,3MPa≦140sec/100cm3は、上記で説明された圧縮前の透気度分布又は差Rとともに、例えばセパレータ等としてポリオレフィン微多孔膜を含む非水系二次電池について、レート特性とサイクル特性などの電池特性を良化させる傾向にある。この傾向は、非水系二次電池のセル内で膨張収縮し易い電極を用いた場合やセル外部からの圧力によってセパレータが圧縮される場合に、レート特性の良化について顕著であり、車載用電池等に使用される高容量電極、又はケイ素(Si)含有負極を用いる場合に、より顕著である。このような観点から、加圧状態下透気度30℃,3MPaは、120sec/100cm3以下であることが好ましく、100sec/100cm3以下であることがより好ましく、80sec/100cm3以下であることが更に好ましい。加圧状態下透気度30℃,3MPaの下限値は、特に限定されないが、微多孔膜の機械的強度又は突刺強度に応じて決定されることができ、例えば、0sec/100cm3以上、20sec/100cm3以上、又は40sec/100cm3以上でよい。
 上記と同様の観点、及びセル内で電極が膨張収縮した状態又はセパレータが圧縮された状態で高気孔率を達成して電池のサイクル特性を向上させるという観点から、ポリオレフィン微多孔膜の30℃及び3MPa加圧状態下での気孔率(以下、加圧状態下気孔率30℃,3MPaという)が、40%以上であることが好ましく、40%以上60%以下であることがより好ましく、43%以上60%以下であることが更に好ましく、49%以上60%以下であることが特に好ましい。加圧状態下気孔率30℃,3MPaは、上記圧縮TMA試験において、3MPaが掛かっているまさにその状態(in situ)での厚みとTMA測定前の目付から算出されることができる。加圧状態下気孔率30℃,3MPaの測定方法は、実施例において詳述される。
 実施形態3に係るポリオレフィン微多孔膜の加圧状態下透気度30℃,3MPaと加圧状態下気孔率30℃,3MPaは、例えば、ポリオレフィン微多孔膜の製造プロセスにおいて、ポリオレフィン等の高分子原料の分子量及び配合割合、二軸延伸工程時の延伸倍率、二軸延伸工程時のMD/TD延伸温度、二軸延伸工程時の樹脂組成物の単位樹脂当たりの加熱量係数、HS倍率、HS温度などを制御することによって、上記で説明された数値範囲内に調整されることができる。
(実施形態4)
 実施形態4では、実施形態1~実施形態3に係る構成を組み合わせたポリオレフィン微多孔膜が提供される。
 実施形態4に係るポリオレフィン微多孔膜は、主成分としてポリエチレンを含み、膜厚が1μm~30μmであり、(圧縮前の)透気度が500sec/100cm3以下であり、TDに沿って、両端から中央に向かって全幅の10%内側の地点2点と中央1点との計3点で測定された(圧縮前の)透気度の最大値と最小値の差Rが、15sec/100cm3以下であり、目付換算突刺強度が、50gf/(g/m2)以上であり、ポリオレフィン微多孔膜のSAXS法により測定される結晶長周期が、37.0nm以上であり、30℃及び3MPa加圧状態下での透気度が、140sec/100cm3以下であり、かつ温度70℃、圧力8MPa、及び圧縮時間3分間の条件下で圧縮試験において測定される圧縮後気孔率が、30%以上である。
 実施形態1~4において、共通する構成要素、好ましい構成要素、又は他の構成要素を以下に説明する。
(構成要素)
 ポリオレフィン微多孔膜としては、例えば、ポリオレフィン樹脂を含む多孔膜;ポリオレフィン樹脂に加えて、ポリエチレンテレフタレート、ポリシクロオレフィン、ポリエーテルスルホン、ポリアミド、ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリアラミド、ポリシクロオレフィン、ナイロン、ポリテトラフルオロエチレン等の樹脂も含む多孔膜;ポリオレフィン系の繊維を織ったもの(織布);ポリオレフィン系の繊維の不織布などが挙げられる。これらの中でも、膜の電気抵抗の低下又は上昇抑制、膜の耐圧縮性及び構造均一性などの観点から、ポリオレフィン樹脂を含む微多孔膜(以下、ポリオレフィン樹脂多孔膜)が好ましく、主成分としてポリエチレンを含む微多孔膜がより好ましい。
 ポリオレフィン樹脂多孔膜について説明する。ポリオレフィン樹脂多孔膜は、非水系二次電池用ポリオレフィン微多孔膜を形成した時のシャットダウン性能等を向上させる観点から、多孔膜を構成する樹脂成分の50質量%以上100質量%以下をポリオレフィン樹脂が占めるポリオレフィン樹脂組成物により形成される多孔膜であることが好ましい。ポリオレフィン樹脂組成物におけるポリオレフィン樹脂が占める割合は、60質量%以上100質量%以下であることがより好ましく、70質量%以上100質量%以下であることがさらに好ましく、最も好ましくは95質量%以上100質量%以下である。
 ポリオレフィン樹脂組成物に含有されるポリオレフィン樹脂としては、特に限定されず、例えば、エチレン、プロピレン、1-ブテン、4-メチル-1-ペンテン、1-ヘキセン、及び1-オクテン等をモノマーとして用いて得られるホモ重合体、共重合体、又は多段重合体等が挙げられる。また、これらのポリオレフィン樹脂は、単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。
 中でも、膜の電気抵抗の低下又は上昇抑制、膜の耐圧縮性及び構造均一性などの観点から、ポリオレフィン樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-プロピレン共重合体、エチレン-プロピレン-それら以外のモノマーの共重合体、並びにこれらの混合物が好ましい。
 ポリエチレンの具体例としては、低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン等、ポリプロピレンの具体例としては、アイソタクティックポリプロピレン、シンジオタクティックポリプロピレン、アタクティックポリプロピレン等、共重合体の具体例としては、エチレン-プロピレンランダム共重合体、エチレンプロピレンラバー等、が挙げられる。
 ポリオレフィン樹脂多孔膜は、非水系二次電池用ポリオレフィン微多孔膜を形成した時の結晶性、高強度、耐圧縮性などの観点から、微多孔膜を構成する樹脂成分の50質量%以上100質量%以下をポリエチレンが占めるポリエチレン組成物により形成される多孔膜であることが好ましい。多孔膜を構成する樹脂成分におけるポリエチレンが占める割合は、60質量%以上100質量%以下であることがより好ましく、70質量%以上100質量%以下であることがさらに好ましく、最も好ましくは90質量%以上100質量%以下である。
 ポリオレフィン樹脂多孔膜に主成分として含まれるポリエチレンは、その結晶MDND面(110)結晶子サイズが、28nm以下であることが好ましい。ポリエチレンのMDND面(110)結晶子サイズは、実施例において詳述されるとおり、X線回折(XRD)法又は広角X線散乱(WAXS)法により測定されることができる。
 ポリエチレンのMDND面(110)結晶子サイズが28.0nm以下にあると、そのポリエチレンを含むポリオレフィン微多孔膜が、剛直になり、膜の耐圧縮性が向上する傾向にあり、それにより非水系二次電池の製造におけるプレス工程後でさえも高出力と高サイクル特性を両立することができる。このような観点から、膜の主成分であるポリエチレンのMDND面(110)結晶子サイズは、より好ましくは27.0nm以下であり、さらに好ましくは、10.0nm~27.0nm、又は15.0nm~26.0nm、又は15.0nm~25.0nm、又は15.0nm~22.0nmである。特に、ポリエチレンのMDND面(110)結晶子サイズが22.0nm以下であると、膜の剛性が強まり、耐圧縮性が向上する。
 ポリオレフィン微多孔膜の主成分であるポリエチレンのMDND面(110)結晶子サイズは、例えば、ポリオレフィン微多孔膜の製造プロセスにおいて、ポリオレフィン原料の分子量、ポリエチレン原料の分子量、二軸延伸工程時の延伸倍率、二軸延伸工程時の予熱係数、二軸延伸工程時の延伸係数などを制御することによって、上記で説明された数値範囲内に調整されることができる。
 また、ポリオレフィン樹脂多孔膜に含まれるポリオレフィン樹脂は、膜を剛直にして耐圧縮性を向上させるという観点から、融点が、好ましくは120℃以上150℃以下、より好ましくは125℃以上140℃以下の範囲内にあり、かつ/又はDSCの1stピーク温度が、好ましくは136℃~144℃の範囲内にある。
 非水系二次電池用セパレータとしてポリオレフィン微多孔膜を形成した時の結晶性、高強度、耐圧縮性、電気抵抗の抑制などの観点から、ポリオレフィン樹脂におけるポリエチレンの割合は、30質量%以上が好ましく、50質量%以上がより好ましく、70質量%以上が更に好ましく、80質量%以上が特に好ましく、そして100質量%以下であることが好ましく、97質量%以下であることがより好ましく、95質量%以下であることがさらに好ましい。なお、ポリオレフィン樹脂におけるポリエチレン(PE)の割合が100質量%であると、強度発現の観点で好ましい。ポリオレフィン樹脂におけるPEの割合が50%以上であると、ヒューズ挙動も高い応答性で発現する観点でも好ましい。
 ポリオレフィン樹脂組成物には、任意の添加剤を含有させることができる。添加剤としては、例えば、ポリオレフィン樹脂以外の重合体;無機フィラー;フェノール系、リン系、イオウ系等の酸化防止剤;ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛等の金属石鹸類;紫外線吸収剤;光安定剤;帯電防止剤;防曇剤;着色顔料等が挙げられる。これらの添加剤の総添加量は、ポリオレフィン樹脂100質量%に対して、20質量%以下であることがシャットダウン性能等を向上させる観点から好ましく、より好ましくは10質量%以下、さらに好ましくは5質量%以下である。
 微多孔膜がポリオレフィン樹脂多孔膜である場合、原料として用いるポリオレフィン樹脂の粘度平均分子量(Mv)は、30,000以上6,000,000以下であることが好ましく、より好ましくは80,000以上3,000,000以下、さらに好ましくは150,000以上2,000,000以下である。粘度平均分子量が30,000以上であると、重合体同士の絡み合いにより高強度となる傾向にあるため好ましい。一方、粘度平均分子量が6,000,000以下であると、押出および延伸工程での成形性を向上させる観点で好ましい。
 ポリオレフィン樹脂多孔膜が主成分としてポリエチレンを含む場合、少なくとも1種類のポリエチレンのMvは、膜の配向と剛性の観点から、600,000以上であることが好ましく、700,000以上であることがより好ましく、そしてポリエチレンのMv上限値は、例えば、2,000,000以下でよい。同様の観点から、ポリオレフィン樹脂多孔膜を構成するポリオレフィン樹脂のうちMv700,000以上のポリエチレンが占める割合は、50質量%以上であることが好ましく、60質量%以上であることがより好ましく、70質量%以上であることがさらに好ましく、100質量%でもよい。膜の溶融時の流動性の低下と釘刺試験時の短絡耐性の観点から、ポリオレフィン樹脂多孔膜を構成するポリオレフィン樹脂のうちMv600,000以上のポリエチレンが占める割合は、30質量%以上であることが好ましく、50質量%以上であることがより好ましく、60質量%以上であることが更に好ましく、70質量%以上であることが特に好ましく、100質量%でもよい。
 ポリオレフィン樹脂多孔膜を構成するポリオレフィン樹脂の種類、分子量、及び組成は、例えば、ポリオレフィン微多孔膜の製造プロセスにおいて、ポリオレフィン等の高分子原料の種類、分子量及び配合割合などを制御することによって、上記のとおりに調整されることができる。また、同種もしくは異種のポリオレフィン樹脂微多孔膜を2層以上積層した構造を有する多層ポリオレフィン樹脂微多孔膜も、上記のとおりに調整される。
(微多孔膜の詳細)
 ポリオレフィン微多孔膜は、非常に小さな孔が多数集まって緻密な連通孔を形成した多孔構造を有しているため、電解液を含んだ状態においてイオン透過性に非常に優れると同時に高強度であるという特徴を有する。
 ポリオレフィン微多孔膜の(圧縮前の)平均膜厚は、高イオン透過性と良好なレート特性の観点、及び高容量電池のために用いられるに際し、セパレータの占有体積を低減して電池容量の向上に資するという観点から、1μm~14μmであることが好ましく、3μm~13μmであることがより好ましく、5μm~12μmであることが更に好ましい。ポリオレフィン微多孔膜の平均膜厚は、キャストロールのロール間距離、キャストクリアランス、二軸延伸時工程時の延伸倍率、HS倍率、HS温度等を制御することにより上記の数値範囲内に調整することができる。
 微多孔膜の(圧縮前の)気孔率は、例えば、微多孔膜をセパレータとして備える非水系二次電池の製造において、プレス工程後に膜の電気抵抗を低下させて、電池の高出力と高サイクル特性を両立するという観点、および一定の膜強度と低透気度を達成するという観点から、好ましくは20%以上、より好ましくは35%以上、更に好ましくは38%以上、より更に好ましくは40%以上であり、特に好ましくは45%以上であり、そして電池の安全性の観点、および一定の膜強度と低透気度を達成するという観点から、好ましくは70%以下、より好ましくは65%以下、更に好ましくは60%以下である。微多孔膜の気孔率は、ポリオレフィン樹脂組成物と可塑剤の混合比率、延伸温度、延伸倍率、熱固定温度、熱固定時の延伸倍率、熱固定時の緩和率などを制御すること、又はこれらを組み合わせることによって調整することができる。
 微多孔膜の孔径は、高いイオン透過性、優れた耐電圧及び高強度を達成するという観点から、ハーフドライ法により測定されるときに、好ましくは30nm~70nm、より好ましくは35nm~60nmである。微多孔膜の孔径は、例えば、延伸温度、延伸倍率、熱固定温度、熱固定時の延伸倍率、熱固定時の緩和率などを制御すること、又はこれらを組み合わせることにより調整することができる。
 ポリオレフィン微多孔膜のメルトフローインデックス(MI)は、膜の溶融時の流動性を低くして、釘刺試験時の発熱状態においてセパレータの流動により電極間短絡を抑制するという観点から、1.0以下であることが好ましく、0.001以上1.0以下であることがより好ましく、0.005以上0.8以下であることが更に好ましく、0.01以上0.4以下であることが特に好ましい。ポリオレフィン微多孔膜のMIは、例えば、ポリオレフィン等の高分子原料の分子量及び配合割合を制御することなどにより上記の数値範囲内に調整されることができる。
 ポリオレフィン微多孔膜のGPCにより測定される分子量分布については、膜の溶融時の流動性の低下と釘刺試験時の短絡耐性の観点から、Mwが1,000,000以上のポリエチレン成分が溶出成分全体の7%以上であることが好ましく、9%以上であることがより好ましく、12%以上が更に好ましく、15%以上が特に好ましい。また、高温環境において膜が収縮する際に過剰な応力を抑制する観点から、Mwが1,000,000以上のポリエチレン成分が溶出成分全体の57%以下であることが好ましく、42%以下がより好ましく、33%以下が更に好ましく、27%以下が特に好ましい。ポリオレフィン微多孔膜の分子量分布は、例えば、ポリオレフィン原料の種類、分子量及び配合割合を制御することなどにより上記の数値範囲内に調整されることができる。
 微多孔膜の目付に換算されていない突刺強度(以下、単に突刺強度という。)は、250gf以上700gf以下であることが好ましい。突刺強度として、電池の安全性の観点から250gf以上が好ましく、ポリオレフィン微多孔膜の圧縮後気孔率、結晶性、及び電気抵抗の抑制の観点から700gf以下が好ましい。突刺強度は、より好ましくは300gf~690gf、さらに好ましくは310fg~680gfである。
 ポリオレフィン微多孔膜の目付としては、非水系二次電池の熱暴走を抑制する観点から3.0g/m2以上が好ましく、電池の高容量化の観点からは10g/m2以下が好ましい。より好ましくは、ポリオレフィン微多孔膜の目付は、3.0g/m2以上7.0g/m2以下である。さらに好ましくは、ポリオレフィン微多孔膜の目付は、3.0g/m2以上6.0g/m2以下である。耐圧縮性が向上することにより、より低目付でも、電池の安全性を担保できる。
 微多孔膜の目付当たりの耐電圧は、微多孔膜を含む非水系二次電池の安全性の観点から0.13kV/(g/m2)以上であることが好ましい。
 ポリオレフィン微多孔膜の引張破断強度については、MD、TDともに、非水系二次電池の製造プロセスにおいて電極とセパレータを捲回および積層するために必要な膜強度を確保するという観点から、その上限値は、5000kgf/cm2以下であることが好ましく、4500kgf/cm2以下であることがより好ましく、4000kgf/cm2以下であることが更に好ましく、又は3500kgf/cm2以下であることがより更に好ましく、3,000kgf/cm2以下であることが特に好ましく、その下限値は、500kgf/cm2以上であることが好ましく、700kgf/cm2以上であることがより好ましく、1,000kgf/cm2以上、1500kgf/cm2以上、2000kgf/cm2以上、又は2500kgf/cm2以上であることが更に好ましい。また、ポリオレフィン微多孔膜の引張破断強度の上限値は、MD、TDともに、ポリオレフィン微多孔膜の熱収縮抑制の観点から、5000kgf/cm2よりも低いことが好ましい。
 ポリオレフィン微多孔膜のMDとTDの引張破断強度の値が近いほど、非水系二次電池の釘刺試験時に膜が均等に破れることにより短絡面積を最小化し、ひいては釘刺試験安全性が良好になる。また、ポリオレフィン微多孔膜のMDとTDの引張強度の値が近いほど、異物が混入した際又は外部から衝撃を受けた際に、強度の弱い方向に膜が裂けることがなく、安全性が向上し、また構造が等方的になり、電池のサイクル特性が向上する。このような観点から、ポリオレフィン微多孔膜のMDの引張破断強度とTDの引張破断強度の比(MD/TD引張破断強度比)としては、0.5以上2.0以下が好ましく、0.7以上1.5以下がより好ましく、0.7以上1.4以下がより好ましく、または0.7以上1.3以下がより好ましく、更に好ましくは0.75~1.25の範囲内または0.8~1.3の範囲内であり、極めて好ましくは0.8~1.2の範囲内である。ポリオレフィン微多孔膜のMD/TD引張破断強度比は、例えば、二軸延伸工程時の延伸倍率、HS倍率などを制御することによって、上記で説明された数値範囲内に調整されることができる。
 ポリオレフィン微多孔膜の引張破断伸度は、MD、TDともに、適切な数値範囲内に制御されると、非水系二次電池の釘刺試験時に膜が適度に伸びて破れることにより短絡面積を最小化し、ひいては釘刺試験安全性が良好になる。引張破断伸度が高すぎる場合には、釘刺し部が伸びすぎるために釘刺し破膜部分以外の周辺部が引っ張られて周辺部の膜厚が薄くなり、大面積での短絡につながる。このような観点から、ポリオレフィン微多孔膜の引張破断伸度は、MD、TDともに20%以上200%以下が好ましく、30%以上150%以下がより好ましく、40%以上120%以下が更に好ましく、50%以上110%以下が特に好ましい。ポリオレフィン微多孔膜のMD及び/又はTDの引張破断伸度は、例えば、二軸延伸工程時の延伸倍率、HS倍率などを制御することによって、上記で説明された数値範囲内に調整されることができる。
 ポリオレフィン微多孔膜のMDとTDの引張破断伸度の値が近いほど、非水系二次電池の釘刺試験時に膜が適度に伸びて破れることにより短絡面積を最小化し、ひいては釘刺試験安全性が良好になる。このような観点から、ポリオレフィン微多孔膜のMD引張破断伸度とTD引張破断伸度の比率(MD/TD引張破断伸度比)は、0.3以上2.0以下が好ましく、0.35以上1.5以下がより好ましく、0.4以上1.3以下が更に好ましく、0.5以上1.2以下が特に好ましい。ポリオレフィン微多孔膜のMD/TD引張破断伸度比は、例えば、二軸延伸工程時の延伸倍率、HS倍率などを制御することによって、上記で説明された数値範囲内に調整されることができる。
 ポリオレフィン微多孔膜の引張弾性率は、MD、TDともに、釘刺試験時に釘が非水系二次電池を貫通し、セパレータ及び電極も貫通して変形させる際に、セパレータを破膜し難くして、短絡を完遂させず、安全性を向上させるという観点から、1,000kg/cm2~10,000kg/cm2であることが好ましく、2,000kg/cm2~90,000kg/cm2であることがより好ましい。
 ポリオレフィン微多孔膜のMDとTDの引張弾性率の値が近いほど、非水系二次電池の釘刺試験時に膜が均等に破れることにより短絡面積を最小化し、ひいては釘刺試験安全性が良好になる。このような観点から、ポリオレフィン微多孔膜のMDの引張弾性率とTDの引張弾性率の比(MD/TD引張弾性率比)としては、0.3以上3.0以下が好ましく、より好ましくは0.35以上2.0以下であり、更に好ましくは0.4以上1.5以下であり、特に好ましくは0.5以上1.3以下である。ポリオレフィン微多孔膜のMD/TD引張弾性率比は、例えば、二軸延伸工程時の延伸倍率、HS倍率などを制御することによって、上記で説明された数値範囲内に調整されることができる。
 ポリオレフィン微多孔膜の熱収縮率については、比較的高温時の膜の形状安定性が高く、釘刺試験等の際に非水系二次電池の熱暴走状態において短絡を抑制するという観点から、120℃でMDに測定されるとき、-10%以上20%以下であることが好ましく、-5%以上15%以下であることがより好ましく、0%以上10%以下であることが更に好ましい。ポリオレフィン微多孔膜の熱収縮率は、120℃でTDに測定されるとき、-10%以上20%以下であることが好ましく、-5%以上18%以下であることがより好ましく、0%以上15%以下であることが更に好ましく、0%以上10%以下であることが特に好ましい。
 微多孔膜のシャットダウン(Fuse)温度は、好ましくは150℃以下、より好ましくは149℃以下である。150℃以下のシャットダウン温度は、何らかの異常反応が起こり、電池内温度が上昇するときに、150℃に達するまでにセパレータの孔が閉塞することを意味する。したがって、シャットダウン温度が低いほど、低温で速やかに電極間のリチウムイオンの流れが停止するために、安全性は向上する。他方、100℃を超える高温に曝されても電池性能を低下させない観点で、微多孔膜のFuse温度としては130℃以上が好ましく、135℃以上がより好ましく、138℃以上が更に好ましく、139℃以上が特に好ましい。
 ポリオレフィン微多孔膜の表面平滑度について、加圧状態におけるサイクル特性およびレート特性の観点から、ポリオレフィン微多孔膜の一方の面と他方の面との表面平滑度の平均値が、好ましくは20,000sec/10cm3以上200,000sec/10cm3以下、より好ましくは30,000sec/10cm3以上180,000sec/10cm3以下、更に好ましくは40,000sec/10cm3以上160,000sec/10cm3以下、特に好ましくは50,000sec/10cm3以上140,000sec/10cm3以下である。表面平滑度が20,000sec/10cm3より低い場合、ポリオレフィン微多孔膜と電極材料との物理的距離が不均一化するために電池反応が不均一化し、サイクル特性が悪化する場合がある。また、表面平滑度が200,000sec/10cm3より高い場合、ポリオレフィン微多孔膜と電極材料との距離が小さくなり、微多孔膜と電極材料の間に形成される空隙が小さくなるために、電解液の均一な浸透が妨げられ、サイクル特性が悪化する場合がある。ポリオレフィン微多孔膜の表面平滑度は、例えば、ポリオレフィン等の高分子原料の分子量及び配合割合、キャストロールのロール間距離、二軸延伸工程時の延伸倍率、二軸延伸工程時のMD/TD延伸温度、二軸延伸工程時の樹脂組成物の単位樹脂当たりの加熱量係数、HS倍率、HS温度などを制御することによって、上記で説明された数値範囲内に調整されることができる。
(多層多孔膜)
 本発明の一態様では、上記で説明されたポリオレフィン微多孔膜と、その少なくとも片面に配置される少なくとも1つの層とを有する多層多孔膜も提供される。多層多孔膜は、少なくとも1つの層の性質に応じて、ポリオレフィン微多孔膜に単数又は複数の機能を付与することができ、非水系二次電池用セパレータとして使用されることもできる。
 多層多孔膜の(圧縮前の)気孔率は、一定の膜強度と低透気度を達成するという観点から、20%以上80%以下の範囲内にあることが好ましい。多層多孔膜の気孔率は、実施例において記載されるように求められる。
 具体的には、多層多孔膜は、下記1~3のいずれかの層構成を有することができる:
  層構成1:ポリオレフィン微多孔膜と、ポリオレフィン微多孔膜の少なくとも片面に配置される無機多孔層とを含む;
  層構成2:ポリオレフィン微多孔膜と、ポリオレフィン微多孔膜の少なくとも片面に配置される熱可塑性樹脂層とを含む;及び
  層構成3:ポリオレフィン微多孔膜と、ポリオレフィン微多孔膜の少なくとも片面に配置される、多機能層、無機多孔層および熱可塑性樹脂層から成る群から選択される少なくとも一層とを含む。
(無機多孔層)
 無機多孔層は、無機粒子及びバインダ高分子を含む。無機多孔層を含む多層多孔膜は、無機多孔層の孔構造を有するため、イオン透過性を維持しながら、薄膜でも熱収縮抑制能に優れたものとなる。
 無機粒子としては、特に限定されないが、耐熱性及び電気絶縁性が高く、かつ非水系二次電池の使用範囲で電気化学的に安定であるものが好ましい。
 無機粒子の材料としては、例えば、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア、マグネシア、セリア、イットリア、酸化亜鉛、及び酸化鉄などの酸化物系セラミックス;窒化ケイ素、窒化チタン、及び窒化ホウ素等の窒化物系セラミックス;シリコンカーバイド、炭酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、水酸化酸化アルミニウム又はベーマイト、チタン酸カリウム、タルク、カオリナイト、ディカイト、ナクライト、ハロイサイト、パイロフィライト、モンモリロナイト、セリサイト、マイカ、アメサイト、ベントナイト、アスベスト、ゼオライト、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ藻土、及びケイ砂等のセラミックス;並びにガラス繊維などが挙げられる。これらの中でも、アルミナ、ベーマイト、及び硫酸バリウムから成る群から選ばれる少なくとも1つが、非水系二次電池内での安定性の観点から好ましい。また、ベーマイトとしては、電気化学素子の特性に悪影響を与えるイオン性の不純物を低減できる合成ベーマイトが好ましい。無機粒子は、単独で用いてもよく、複数を併用してもよい。
 無機粒子の形状としては、例えば、板状、鱗片状、多面体、針状、柱状、粒状、球状、紡錘状、ブロック状等が挙げられ、上記形状を有する無機粒子を複数種組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、透過性と耐熱性のバランスの観点からは、ブロック状が好ましい。
 無機粒子のアスペクト比としては、1.0以上3.0以下であることが好ましく、より好ましくは、1.1以上2.5以下である。アスペクト比が3.0以下であることで、多層多孔膜の水分吸着量を抑制し、サイクルを重ねた時の容量劣化を抑制する観点、及びPO微多孔膜の融点を超えた温度における変形を抑制する観点から好ましい。
 無機粒子が無機多孔層中に占める割合において、90質量%以上99質量%以下であることが好ましく、より好ましくは91質量%以上98質量%以下であり、更に好ましくは92質量%以上98質量%以下である。無機粒子の割合が90質量%以上であることで、イオン透過性の観点、及びポリオレフィン微多孔膜の融点を超えた温度での変形を抑制する観点から好ましい。また、この割合が99質量%以下であることで、無機粒子同士の結着力又は無機粒子とポリオレフィン微多孔膜との界面結着力を維持する観点で好ましい。
 バインダ高分子は、無機多孔層において複数の無機粒子同士を結び付けたり、無機多孔層とポリオレフィン微多孔膜を結び付けたりする材料である。バインダ高分子の種類としては、多層多孔膜がセパレータとして使用される際、非水系二次電池の電解液に対して不溶であり、且つ非水系二次電池の使用範囲で電気化学的に安定なものを用いることが好ましい。
 バインダ高分子の具体例としては、以下の1)~7)が挙げられる。
 1)ポリオレフィン:例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンプロピレンラバー、及びこれらの変性体;
 2)共役ジエン系重合体:例えば、スチレン-ブタジエン共重合体及びその水素化物、アクリロニトリル-ブタジエン共重合体及びその水素化物、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体及びその水素化物;
 3)アクリル系重合体:例えば、メタクリル酸エステル-アクリル酸エステル共重合体、スチレン-アクリル酸エステル共重合体、アクリロニトリル-アクリル酸エステル共重合体;
 4)ポリビニルアルコール系樹脂:例えば、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル;
 5)含フッ素樹脂:例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン-ヘキサフルオロプロピレン-テトラフルオロエチレン共重合体、エチレン-テトラフルオロエチレン共重合体;
 6)セルロース誘導体:例えば、エチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース;
 7)融点及び/又はガラス転移温度が180℃以上の樹脂あるいは融点を有しないが分解温度が200℃以上のポリマー:例えば、ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリアミド、ポリエステル。
 短絡時の安全性の観点からは、3)アクリル系重合体、5)含フッ素樹脂、及び7)ポリマーとしてのポリアミドが好ましい。ポリアミドとしては、耐久性の観点から全芳香族ポリアミド、中でもポリメタフェニレンイソフタルアミドが好適である。
 バインダ高分子と電極との適合性の観点からは上記2)共役ジエン系重合体が好ましく、耐電圧性の観点からは上記3)アクリル系重合体及び5)含フッ素樹脂が好ましい。
 上記2)共役ジエン系重合体は、共役ジエン化合物を単量体単位として含む重合体である。
 上記共役ジエン化合物としては、例えば、1,3-ブタジエン、2-メチル-1,3-ブタジエン、2,3-ジメチル-1,3-ブタジエン、2-クロル-1,3-ブタジエン、置換直鎖共役ペンタジエン類、置換及び側鎖共役ヘキサジエン類等が挙げられ、これらは1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。中でも、特に1,3-ブタジエンが好ましい。
 上記3)アクリル系重合体は、(メタ)アクリル系化合物を単量体単位として含む重合体である。上記(メタ)アクリル系化合物とは、(メタ)アクリル酸および(メタ)アクリル酸エステルから成る群から選ばれる少なくとも一つを示す。
 上記3)アクリル系重合体に用いられる(メタ)アクリル酸としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸を挙げることができる。
 上記3)アクリル系重合体に用いられる(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、例えば、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート、2-エチルヘキシルアメタクリレート;エポキシ基含有(メタ)アクリル酸エステル、例えば、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート;が挙げられ、これらは1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。上記の中でも、特に2-エチルヘキシルアクリレート(EHA)、ブチルアクリレート(BA)が好ましい。
 アクリル系重合体は、非水系二次電池の安全性の観点から、EHA又はBAを主な構成単位として含むポリマーであることが好ましい。主な構成単位とは、ポリマーを形成するための全原料に対して40モル%以上を占めるモノマーと対応するポリマー部分をいう。
 上記2)共役ジエン系重合体および3)アクリル系重合体は、これらと共重合可能な他の単量体をも共重合させて得られるものであってもよい。用いられる共重合可能な他の単量体としては、例えば、不飽和カルボン酸アルキルエステル、芳香族ビニル系単量体、シアン化ビニル系単量体、ヒドロキシアルキル基を含有する不飽和単量体、不飽和カルボン酸アミド単量体、クロトン酸、マレイン酸、マレイン酸無水物、フマール酸、イタコン酸等が挙げられ、これらは1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。上記の中でも、特に不飽和カルボン酸アルキルエステル単量体が好ましい。不飽和カルボン酸アルキルエステル単量体としては、ジメチルフマレート、ジエチルフマレート、ジメチルマレエート、ジエチルマレエート、ジメチルイタコネート、モノメチルフマレート、モノエチルフマレート等が挙げられ、これらは1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
 なお、上記2)共役ジエン系重合体は、他の単量体として上記(メタ)アクリル系化合物を共重合させて得られるものであってもよい。
 バインダ高分子は、常温を超えるような高温時でさえも複数の無機粒子間の結着力が強く、熱収縮を抑制するという観点から、ラテックスの形態であることが好ましく、アクリル系重合体のラテックスであることがより好ましい。
 無機多孔層を形成するための塗工液には、分散安定化又は塗工性の向上のために、界面活性剤等の分散剤を加えてもよい。分散剤は、スラリー中で無機粒子表面に吸着し、静電反発などにより無機粒子を安定化させるものであり、例えば、ポリカルボン酸塩、スルホン酸塩、ポリオキシエーテルなどである。分散剤の添加量としては固形分換算で0.2重量部以上5.0重量部以下が好ましく、より好ましくは0.3重量部以上1.0重量部以下が好ましい。
 無機多孔層の総厚みは、0.1μm~10μmであることが好ましく、より好ましくは0.2μm~7μm、更に好ましくは0.3μm~4μmである。無機多孔層の総厚みとは、ポリオレフィン微多孔膜の片面に形成された場合は無機多孔層の厚みを、PO微多孔膜の両面に形成された場合は両方の無機多孔層の厚みの合計を示す。無機多孔層の総厚みが0.1μm以上であることで、ポリオレフィン微多孔膜の融点を超えた温度での変形を抑制する観点で好ましく、総厚みが10μm以下であることで、電池容量の向上の観点で好ましい。
(熱可塑性樹脂層)
 熱可塑性樹脂層は、熱可塑性樹脂を主成分として含む層であり、所望により他の成分を含んでよい。高接着性の観点から、熱可塑性樹脂層とポリオレフィン微多孔膜が直接接触していることが好ましい。
 熱可塑性樹脂層中に占める熱可塑性樹脂の割合は、電極に対する接着性の観点から、3質量%超が好ましく、10質量%以上がより好ましく、更に好ましくは、20質量%以上、40質量%以上、60質量%以上、又は80質量%以上であり、90質量%以上が特に好ましい。
 熱可塑性樹脂としては、例えば、上記の無機多孔層に含まれるバインダ高分子の具体例などが挙げられ、中でも、接着性の観点、及び非水系二次電池の釘刺試験又は短絡時の安全性の観点からは、2)共役ジエン系重合体、3)アクリル系重合体、5)含フッ素樹脂、及び7)ポリマーとしてのポリアミドが好ましい。
 ポリオレフィン微多孔膜の表面の全面積に対する熱可塑性樹脂層の面積割合は、100%以下、95%以下、80%以下、75%以下、又は70%以下であることが好ましく、また、この面積割合は、5%以上、10%以上、又は15%以上であることが好ましい。この面積割合を100%以下とすることは、熱可塑性樹脂によるポリオレフィン微多孔膜の孔の閉塞を抑制し、セパレータの透過性を一層向上する観点から好ましい。この面積割合を5%以上とすることは、電極との接着性を一層向上する観点から好ましい。
 熱可塑性樹脂層をポリオレフィン微多孔膜又は無機多孔層の面の一部分に配置する場合、熱可塑性樹脂層の配置パターンとしては、例えば、ドット状、斜線状、ストライプ状、格子状、縞状、亀甲状、ランダム状等、及びこれらの組み合わせが挙げられる。
 熱可塑性樹脂層の厚みは、ポリオレフィン微多孔膜の片面当たり、0.1μm以上であることが好ましく、0.2μm以上であることがより好ましく、0.3μm以上であることが更に好ましく、また10μm以下であることが好ましく、7μm以下であることがより好ましく、4μm以下であることが更に好ましい。熱可塑性樹脂層の厚みを0.1μm以上とすることは、電極と多層多孔膜の間の接着力を均一に発現する観点で好ましく、その結果、電池特性を向上させることができる。熱可塑性樹脂層の厚みを10μm以下とすることは、イオン透過性の低下を抑制する観点で好ましい。
(多機能層)
 多機能層は、ポリオレフィン微多孔膜又はセパレータに多数の機能を付与する層であり、例えば、上記の無機多孔層と熱可塑性樹脂層の両方の機能を有することができる。より詳細には、多機能層は、上記で説明された、バインダ高分子又は熱可塑性樹脂と、無機粒子とを含み、所望により分散剤などの追加の成分を含んでよい。多機能層の厚みは、限定されるものではないが、ポリオレフィン微多孔膜に付与する機能、及び塗工条件に応じて決定されることができる。
<ポリオレフィン微多孔膜の製造方法>
 本発明に係るポリオレフィン微多孔膜の製造方法は、特に限定されないが、一例として以下の工程を含む方法が挙げられる:
 (A)ポリオレフィン樹脂及び孔形成材を含むポリオレフィン組成物を押し出して、ゲル状シートを形成する工程;
 (B)ゲル状シートを二軸延伸して、延伸シートを形成する工程;
 (C)延伸シートから孔形成材を抽出して、多孔膜を形成する工程;並びに
 (D)多孔膜を熱固定する工程。
ポリオレフィン微多孔膜の製造工程及び好ましい実施形態について以下に説明する。
[押出工程(A)]
 工程(A)では、ポリオレフィン組成物を押し出して、ゲル状シートを形成する。ポリオレフィン組成物は、ポリオレフィン樹脂、孔形成剤等を含んでよい。ポリオレフィン組成物に含まれる樹脂は、微粒子等の非樹脂成分、又は融点の大きく異なる高耐熱性樹脂を含まずに、ポリオレフィンのみから成ることが、延伸応力の均一化、及び得られる膜の透気度と透気度分布を良好にする観点から好ましい。ゲル状シートは、ポリオレフィン樹脂と孔形成材とを溶融混練してシート状に成形することにより得ることができる。
 先ず、ポリオレフィン樹脂と孔形成材を溶融混練する。溶融混練方法としては、例えば、ポリオレフィン樹脂及び必要によりその他の添加剤を、押出機、ニーダー、ラボプラストミル、混練ロール、バンバリーミキサー等の樹脂混練装置に投入することで、樹脂成分を加熱溶融させながら任意の比率で孔形成材を導入して混練する方法が挙げられる。
 ポリオレフィン組成物に含有されるポリオレフィン樹脂は、得られるポリオレフィン微多孔膜の所定の樹脂原料に応じて決定されることができる。具体的には、押出工程(A)で使用されるポリオレフィン樹脂は、実施形態1~4に係るポリオレフィン微多孔膜の構成要素として説明されたポリオレフィン樹脂でよい。
 樹脂組成物中の可塑剤の含有率は、好ましくは66質量%~90質量%であり、より好ましくは68質量%~88質量%であり、さらに好ましくは70質量%~80質量%である。可塑剤の含有率を66以上質量%に調整することで、樹脂組成物の溶融粘度が低下し、メルトフラクチャーが抑制されることで、押出時の製膜性が向上する傾向にある。他方、可塑剤の含有率を90質量%以下に調整することにより製膜工程中での原反伸びを抑制できることがある。
 樹脂組成物のPCは、分子量の高い樹脂を均一に分散させることで延伸応力を均一に付加して、得られる膜のイオン透過性と透気度分布を良好にするという観点から、好ましくは20質量%~40質量%であり、より好ましくは22質量%~37質量%であり、さらに好ましくは24質量%~33質量%である。ここで、PCとは「押出成分中のポリマー成分の割合(質量%)」を指す。
 ポリオレフィン組成物に含まれる高分子量原料は、得られる微多孔膜の分子量、MI、突刺強度、目付換算突刺強度、TD3点の透気度の最大値と最小値の差R、(圧縮前の)透気度と気孔率、加圧状態下透気度30℃,3MPaと加圧状態下気孔率30℃,3MPa、及び熱収縮率を上記で説明された数値範囲内に調整するという観点から、原料のうち少なくとも1つについて、そのMv下限値が700,000以上であることが好ましく、そしてMv上限値は、例えば、2,000,000以下でよい。同様の観点から、ポリオレフィン組成物に含まれる樹脂のうちMv700,000以上の高分子量原料が占める割合は、30質量%以上であることが好ましく、40質量%以上であることがより好ましく、50質量%以上であることが更に好ましく、100質量%でもよい。
 ポリオレフィン組成物が主成分としてポリエチレンを含む場合、ポリエチレンのMvは、得られる微多孔膜の圧縮後気孔率、結晶長周期、又は結晶子サイズを上記で説明された数値範囲内に調整するという観点から、600,000以上であることが好ましく、700,000以上であることがより好ましく、そしてポリエチレンのMv上限値は、例えば、2,000,000以下でよい。同様の観点から、ポリオレフィン組成物を構成するポリオレフィン樹脂のうちMv700,000以上のポリエチレンが占める割合は、50質量%以上であることが好ましく、60質量%以上であることがより好ましく、70質量%以上であることが更に好ましく、100質量%でもよい。
 ポリオレフィン組成物が主成分としてポリエチレンを含む場合、ポリエチレンのMvは、得られる微多孔膜の分子量、MI、突刺強度、目付換算突刺強度、TD3点の透気度の最大値と最小値の差R、(圧縮前の)透気度と気孔率、加圧状態下透気度30℃,3MPaと加圧状態下気孔率30℃,3MPa、及び熱収縮率を上記で説明された数値範囲内に調整するという観点から、原料のうち少なくとも1つについて、700,000以上であることがより好ましく、そしてポリエチレンのMv上限値は、例えば、2,000,000以下でよい。同様の観点から、ポリオレフィン組成物を構成するポリオレフィン樹脂のうちMv700,000以上のポリエチレンが占める割合は、30質量%以上であることが好ましく、40質量%以上であることがより好ましく、50質量%以上であることが更に好ましく、100質量%でもよい。
 また、得られる微多孔膜の耐熱性の観点から、ポリオレフィン組成物にポリプロピレンを混合してよい。この場合、ポリオレフィン組成物中の、総ポリオレフィン樹脂に対するポリプロピレンの割合は、膜の強度と耐圧縮性の観点から、1質量%以上20質量%以下であることが好ましく、より好ましくは2質量%以上15質量%以下、さらに好ましくは2質量%以上10質量%以下である。また、成形性を向上させる観点から、ポリオレフィン組成物中の、総ポリオレフィン樹脂に対するポリプロピレンの割合は3質量%以上10質量%以下が好ましく、5質量%以上9質量%以下が好ましい。
 孔形成材としては、可塑剤、無機材又はそれらの組み合わせを挙げることができる。
 可塑剤としては、特に限定されないが、ポリオレフィンの融点以上において均一溶液を形成し得る不揮発性溶媒を用いることが好ましい。不揮発性溶媒の具体例としては、例えば、流動パラフィン、パラフィンワックス等の炭化水素類;フタル酸ジオクチル、フタル酸ジブチル等のエステル類;オレイルアルコール、ステアリルアルコール等の高級アルコール等が挙げられる。なお、これらの可塑剤は、抽出後、蒸留等の操作により回収して再利用してよい。
 可塑剤の中でも、流動パラフィンは、ポリオレフィン樹脂がポリエチレン又はポリプロピレンの場合に、これらとの相溶性が高く、溶融混練物を延伸しても樹脂と可塑剤の界面剥離が起こり難く、均一な延伸が実施し易くなる傾向にあるため好ましい。
 無機材としては、特に限定されず、例えば、アルミナ、シリカ(珪素酸化物)、チタニア、ジルコニア、マグネシア、セリア、イットリア、酸化亜鉛、酸化鉄などの酸化物系セラミックス;窒化ケイ素、窒化チタン、窒化ホウ素等の窒化物系セラミックス;シリコンカーバイド、炭酸カルシウム、硫酸アルミニウム、水酸化アルミニウム、チタン酸カリウム、タルク、カオリンクレー、カオリナイト、ハロイサイト、パイロフィライト、モンモリロナイト、セリサイト、マイカ、アメサイト、ベントナイト、アスベスト、ゼオライト、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ藻土、ケイ砂等のセラミックス;ガラス繊維が挙げられる。これらは1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いられる。これらの中でも、抽出が容易である点から、シリカが特に好ましい。
 ポリオレフィン樹脂組成物と無機材との比率は、良好な隔離性を得る観点から、これらの合計質量に対して無機材が3質量%以上であることが好ましく、10質量%以上であることがより好ましく、高い強度を確保する観点から、60質量%以下であることが好ましく、50質量%以下であることがより好ましい。
 次に、溶融混練物をシート状に成形してゲル状シートを得る。押出機により溶融混練を行う場合には、ポリオレフィン組成物の押出速度(すなわち、押出機の吐出量Q:kg/時間)と押出機のスクリュー回転数N(rpm)との比(Q/N、単位:kg/(h・rpm))が、好ましくは0.1以上7.0以下、より好ましくは0.5以上6.0以下、さらに好ましくは1.0以上5.0以下である。0.1以上7.0未満のQ/Nの条件下で溶融混練を行うと、樹脂と相分離した流動パラフィンがより分散し易くなるために、孔構造が緻密になり、高強度化できる傾向にある。
 シート状成形体を製造する方法としては、例えば、溶融混練物を、Tダイ等を介してシート状に押出し、熱伝導体に接触させて樹脂成分の結晶化温度より充分に低い温度まで冷却して固化する方法が挙げられる。冷却固化に用いられる熱伝導体としては、金属、水、空気、可塑剤等が挙げられる。これらの中でも、熱伝導の効率が高いため、金属製のロールを用いることが好ましい。また、押出したゲル状シートを金属製のロールに接触させる際に、ロール間で挟み込むことは、熱伝導の効率がさらに高まると共に、シートが配向して膜強度が増し、シートの表面平滑性も向上する傾向にあるためより好ましい。
 溶融混練物をTダイからシート状に押出す際のキャストクリアランスを制御して、得られる微多孔膜の(圧縮前の)平均膜厚を上記で説明された数値範囲内に調整するという観点から、例えばキャストロール等については、ロール間距離は200μm以上3,000μm以下であることが好ましく、500μm以上2,500μm以下であることがより好ましい。キャストロールのロール間距離が200μm以上であるとその後の延伸工程において膜破断などのリスクを低減することができ、ロール間距離が3,000μm以下であると、冷却速度が速く冷却ムラを防げる。また、薄膜を得て、かつ面配向及び結晶性を高めて圧縮性を改善するのに必要な延伸倍率を達成するという観点から、キャスト厚みは、500μm~2200μmであることが好ましく、700μm~2000μmであることが好ましい。
 また、押し出されたシート状成形体又はゲル状シートを圧延してもよい。圧延は、例えば、ロール等を使用した方法にて実施することができる。圧延を施すことにより、特に表層部分の配向を増すことができる。圧延面倍率は1倍を超えて3倍以下であることが好ましく、1倍を超えて2倍以下であることがより好ましい。圧延倍率が1倍を超えると、面配向が増加し、最終的に得られる多孔膜の膜強度が増加する傾向にある。圧延倍率が3倍以下であると、表層部分と中心内部の配向差が小さく、膜の厚さ方向に均一な多孔構造を形成することができる傾向にある。
[二軸延伸工程(B)]
 工程(B)では、工程(A)で得られたゲル状シートを延伸する。工程(B)は、シートから孔形成材を抽出する工程(C)の前に行う。工程(B)では、ゲル状シートの延伸処理は、ポリオレフィン微多孔膜の曲げ剛性をコントロールする観点から、長手方向と幅方向に少なくとも1回ずつ(すなわち、二軸延伸により)行われる。
 延伸方法としては、例えば、同時二軸延伸、逐次二軸延伸、多段延伸、多数回延伸等の方法を挙げることができる。中でも、膜強度の向上、及び延伸の均一性の観点、並びに幹構造が面内で等方性になり易く、釘刺試験時に応力が等方分散されることにより釘刺試験安全性が良好になるという観点から、同時二軸延伸が好ましい。同時二軸延伸とは、MD延伸とTD延伸が同時に施される延伸方法をいい、各方向の延伸倍率は異なってもよい。逐次二軸延伸とは、MD及びTDの延伸が独立して施される延伸方法をいい、MD又はTDに延伸が為されているときは、他方向は非拘束状態又は定長に固定されている状態とする。
 工程(B)では、得られる微多孔膜の圧縮後気孔率、結晶長周期、又は結晶子サイズを上記で説明された数値範囲内に調整するという観点から、延伸炉内で延伸直前にゲル状シートの予熱を行なうことが好ましく、予熱係数を上昇させることがより好ましい。予熱係数は、予熱温度に予熱風速、予熱時間を乗じることにより得られる値であり、130000℃・m~300000℃・mの範囲内にあることが好ましく、150000℃・m~300000℃・mの範囲内にあることがより好ましく、180000℃・m~300000℃・mの範囲内にあることが更に好ましい。予熱炉が異なる風速の複数の部屋に分かれている場合には、「各部屋の風速×各部屋の炉長/予熱炉全体の炉長」の合計から、予熱炉全体の風速として算出した。
 工程(B)のMD延伸では、得られる微多孔膜の圧縮後気孔率、結晶長周期、又は結晶子サイズを上記で説明された数値範囲内に調整するという観点、主成分としてのポリエチレンを高度に配向させて高剛性の幹を形成するという観点、および延伸配向により膜を高強度化することに加えて、結晶性を高めることで圧縮性を向上させることができるという観点から、MD延伸倍率は、5倍以上であることが好ましく、5倍以上10倍以下であることがより好ましく、5倍以上9倍以下または6以上10倍以下が更に好ましく、6倍以上8倍以下が特に好ましい。MD延伸倍率は、例えばMD延伸温度、MD延伸風速、MD延伸時間、MD延伸係数等に応じて調整されることができる。上記と同様の観点、および高分子量の樹脂でさえも均一に応力を付加して、得られる膜の透過性と透気度分布を良好にするという観点から、MD延伸温度は、その下限が、好ましくは122.0℃以上であり、より好ましくは123.0℃以上であり、更に好ましくは124.0℃以上であり、より更に好ましくは125.0℃以上であり、特に好ましくは126.0℃以上であり、最も好ましくは127.0℃以上であり、その上限は、145.0℃以下であることが好ましく、140.0℃以下であることがより好ましく、さらに例えば131.0℃以下でよい。MD延伸温度が、主成分の融点-12℃~融点であると、適度に膜に応力が掛かり、延伸成形上、好ましいと推測される。MD延伸温度は、主成分の融点-10℃~融点であると、より好ましい。MD延伸温度は、主成分の融点-8℃~融点であると、更に好ましい。
 工程(B)のTD延伸では、得られる微多孔膜の圧縮後気孔率、結晶長周期、又は結晶子サイズを上記で説明された数値範囲内に調整するという観点、主成分としてのポリエチレンを高度に配向させて高剛性の幹を形成するという観点、および延伸配向により膜を高強度化することに加えて、結晶性を高めることで圧縮性を向上させることができるという観点から、TD延伸倍率は、5倍以上であることが好ましく、5倍以上10倍以下であることがより好ましく、5倍以上9倍以下または6以上10倍以下が更に好ましく、6倍~8倍が特に好ましい。
 また、工程(A)に供されたポリオレフィン組成物が高分子量組成を有するとしても工程(B)での均一なTD延伸を容易にして、得られる微多孔膜を備える非水系二次電池のサイクル特性を向上させるという観点、および高分子量の樹脂でさえも均一に応力を付加して、得られる膜の透過性と透気度分布を良好にするという観点から、工程(B)のTD延伸温度は、その下限が、好ましくは122.0℃以上であり、より好ましくは123.0℃以上であり、更に好ましくは124.0℃以上であり、より更に好ましくは125.0℃以上であり、特に好ましくは126.0℃以上であり、最も好ましくは127.0℃以上であり、その上限は、145.0℃以下であることが好ましく、140.0℃以下であることがより好ましく、さらに例えば131.0℃以下でよい。
 工程(B)のTD延伸倍率とTD延伸温度は、例えば、TD延伸風速、TD延伸時間、TD延伸係数等に応じて調整されることができる。
 工程(B)では、得られる微多孔膜の圧縮後気孔率、結晶長周期、又は結晶子サイズを上記で説明された数値範囲内に調整するという観点から、延伸係数に対する予熱係数の比(予熱係数/延伸係数)を5.7以上7.0以下に調整することが好ましく、5.8以上7.0以下にすることが特に好ましい。この比を5.7以上に調整すると、延伸直前の予熱では、より熱量を加えることで、シートが延ばされ易くなり、均一な構造となり易く、最終的に得られる微多孔膜を備える非水系二次電池のサイクル特性が向上する傾向にある。この比を7.0以上に調整すると、延伸ムラが発生し不均一な膜構造となり易く、最終的に得られる微多孔膜を備える非水系二次電池のサイクル特性が低下してしまう傾向にある。延伸係数は、延伸温度に延伸風速、延伸工程での膜の滞留時間を乗じることにより得られる値であり、20000℃・m~50000℃・mの範囲内にあることが好ましく、30000℃・m~50000℃・mの範囲内にあることがより好ましい。延伸炉が異なる風速の複数の部屋に分かれている場合には、「各部屋の風速×各部屋の炉長/延伸炉全体の炉長」の合計から、延伸炉全体の風速として算出した。また、延伸炉内での滞留時間は、延伸炉全体の炉長/延伸炉全体の平均速度、から算出した。
 工程(B)では、得られる微多孔膜の突刺強度、目付換算突刺強度、TD3点の透気度の最大値と最小値の差R、(圧縮前の)透気度と気孔率、加圧状態下透気度30℃,3MPaと加圧状態下気孔率30℃,3MPa、熱収縮率、及び引張破断強度とMD/TD引張破断強度比を上記で説明された数値範囲内に調整するという観点から、二軸延伸倍率は、5倍×5倍以上であることが好ましく、5×5倍以上10×10倍以下であることがより好ましく、6×6倍以上10×10倍以下であることが更に好ましい。同様の観点から、二軸延伸倍率は、同時二軸延伸倍率であることが好ましい。
 工程(B)では、得られる微多孔膜の突刺強度と目付換算突刺強度、TD3点の透気度の最大値と最小値の差R、(圧縮前の)透気度と気孔率、加圧状態下透気度30℃,3MPaと加圧状態下気孔率30℃,3MPa、熱収縮率、及び引張破断強度とMD/TD引張破断強度比を上記で説明された数値範囲内に調整するという観点から、二軸延伸温度は、122℃以上147℃以下であることが好ましく、123℃以上146℃以下であることがより好ましく、124℃以上145℃以下であることが更に好ましく、127℃以上140℃以下であることが特に好ましい。
 工程(B)に供されるゲル状シートのPCは、単位樹脂当たりに掛ける熱量を多くし、延伸応力を均一にして、得られる膜の透過性の分布を高めるという観点から、22%~30%、又は25%~32%であることが好ましい。
 工程(B)では、得られる微多孔膜の突刺強度、目付換算突刺強度、TD3点の透気度の最大値と最小値の差R、(圧縮前の)透気度と気孔率、加圧状態下透気度30℃,3MPaと加圧状態下気孔率30℃,3MPa、及び熱収縮率を上記で説明された数値範囲内に調整するという観点から、下記数式(I):
  単位樹脂当たりの加熱量係数=(二軸延伸温度-115℃)÷ PC ・・・(I)

により表される値が、0.26℃/%以上であることが好ましい。この値は、単位樹脂当たりに掛ける熱量を多くし、延伸応力を均一にして、得られる膜の透過性の分布を高めるという観点から、0.26℃/%以上1.2℃/%以下であることがより好ましく、0.34℃/%以上1.0℃/%以下であることが更に好ましく、0.37℃/%0.98℃/%以下であることがより更に好ましく、0.40℃/%以上0.95℃/%以下であることが特に好ましい。但し、液体の非存在下で膜の製造と多孔化を行なう乾式法の場合は、可塑化されていないため、延伸応力の均一化に必要な熱量がより多いので、上記式で計算される値から除かれるものとする。
[抽出工程(C)]
 工程(C)では、シート状成形体から孔形成材を除去して多孔膜を得る。孔形成材を除去する方法としては、例えば、抽出溶剤にシート状成形体を浸漬して孔形成材を抽出し、充分に乾燥させる方法が挙げられる。孔形成材を抽出する方法は、バッチ式と連続式のいずれであってもよい。多孔膜の収縮を抑えるために、浸漬及び乾燥の一連の工程中にシート状成形体の端部を拘束することが好ましい。また、多孔膜中の孔形成材残存量は、多孔膜全体の質量に対して1質量%未満であることが好ましい。
 孔形成材を抽出する際に用いられる抽出溶剤としては、ポリオレフィン樹脂に対して貧溶媒であり、孔形成材に対して良溶媒であり、かつ沸点がポリオレフィン樹脂の融点より低いものを用いることが好ましい。このような抽出溶剤としては、例えば、n-ヘキサン、シクロヘキサン等の炭化水素類;塩化メチレン、1,1,1-トリクロロエタン等のハロゲン化炭化水素類;ハイドロフルオロエーテル、ハイドロフルオロカーボン等の非塩素系ハロゲン化溶剤;エタノール、イソプロパノール等のアルコール類;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル類;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類が挙げられる。なお、これらの抽出溶剤は、蒸留等の操作により回収して再利用してよい。また、孔形成材として無機材を用いる場合には、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の水溶液を抽出溶剤として用いることができる。
[熱固定工程(D)]
 熱固定工程(D)では、ポリオレフィン微多孔膜の収縮を抑制するために、工程(C)の可塑剤抽出後に、熱固定(HS)を目的として微多孔膜の熱処理を行う。多孔膜の熱処理としては、物性の調整を目的として、所定の温度の雰囲気及び所定の延伸倍率で行う延伸操作、並びに/又は、延伸応力の低減を目的として、所定の温度の雰囲気及び所定の緩和率で行う緩和操作が挙げられる。緩和操作は、延伸操作後の膜の縮小操作のことである。これらの熱処理は、テンター又はロール延伸機を用いて行うことができる。なお、可塑剤抽出後の延伸及び緩和操作などを含む熱固定は、TDに行うことが好ましい。
 工程(D)では、得られる微多孔膜の圧縮後気孔率、結晶長周期、又は結晶子サイズを上記で説明された数値範囲内に調整するという観点から、微多孔膜の延伸直前に予熱を行なうことが好ましい。工程(D)での予熱は、例えば、予熱温度等により制御されることができる。
 工程(D)のTD延伸操作は、TD延伸温度が、好ましくは130℃以上150℃以下、より好ましくは132℃以上145℃以下、更に好ましくは133℃以上140℃以下になるように行われる。それにより、得られる膜の温度120℃でのTD熱収縮を低減して、非水系二次電池の釘刺試験における安全性を向上させることができる。
 工程(D)のTD延伸操作は、膜のTD延伸倍率が、好ましくは1.1倍以上、より好ましくは1.4倍以上、さらに好ましくは1.5倍以上になるように行われる。また、工程(D)のTD延伸倍率は、3倍以下が好ましく、2.5倍以下がより好ましい。工程(D)のTD延伸倍率を上記の数値範囲内に調整することにより、延伸配向が膜を高強度化すると共に、気孔率を制御して圧縮性と透過性のバランスを最適化でき、加えて、膜内部の応力を緩和して熱収縮を抑え、具体的には温度120℃でのTD熱収縮を低減して、釘刺試験における安全性を向上させることができる。
 工程(D)の熱固定倍率、すなわち緩和後倍率は、微多孔膜の主成分であるポリエチレンを結晶化させて、剛性の強い幹を形成するという観点、ならびに得られる微多孔膜の(圧縮前の)平均膜厚、突刺強度と目付換算突刺強度、TD3点の透気度の最大値と最小値の差R、(圧縮前の)透気度と気孔率、加圧状態下透気度30℃,3MPaと加圧状態下気孔率30℃,3MPa、熱収縮率、及び引張破断強度とMD/TD引張破断強度比を上記で説明された数値範囲内に調整するという観点から、1.4倍以上であることが好ましく、1.5倍以上であることがより好ましく、1.5倍以上3倍以下であることが更に好ましい。それにより、延伸配向が膜を高強度化すると共に、気孔率を制御して圧縮性と透過性のバランスを最適化でき、加えて、膜内部の応力を緩和して温度120℃でのTD熱収縮を低減して、非水系二次電池の釘刺試験における安全性を向上させることができる
 工程(D)の熱固定温度、すなわち緩和温度は、得られる微多孔膜の(圧縮前の)平均膜厚、及び加圧状態下透気度30℃,3MPaと加圧状態下気孔率30℃,3MPaを上記で説明された数値範囲内に調整し、得られる微多孔膜の温度120℃でのTD熱収縮を低減して、非水系二次電池の釘刺試験における安全性を向上させるという観点から、130℃以上150℃以下であることが好ましく、132℃以上145℃以下であることがより好ましく、133℃以上140℃以下であることが更に好ましく、135℃以上140℃以下が特に好ましい。
 工程(A)~(D)を含む製造方法により実施形態1~4に係るポリオレフィン微多孔膜を得ることができる。最終的に得られるポリオレフィン微多孔膜の総延伸倍率は、微多孔膜の主成分であるポリエチレンを結晶化させて、剛性の強い幹を形成するために、60倍以上であることが好ましく、61倍以上81倍以下であることがより好ましい。
 工程(A)~(D)を通じて、樹脂組成物、ゲル状シート又は多孔膜のPCは、単位樹脂当たりに掛ける熱量を多くし、延伸応力を均一にして、最終的に得られる膜の透過性の分布を高めるという観点から、22%~30%、又は25%~32%であることが好ましい。
<多層多孔膜の製造方法>
 本発明の一態様に係る多層多孔膜の製造方法は、特に限定されないが、一例として、上記で製造されたポリオレフィン微多孔膜の少なくとも片面に、多機能層、無機多孔層、及び熱可塑性樹脂層から成る群から選択される少なくとも一層を配置する工程を含むことができる。
 多機能層、無機多孔層又は熱可塑性樹脂層の配置方法は、特に限定されず、例えば、これらのいずれかの層の構成成分を含む塗工液を、ポリオレフィン微多孔膜の片面若しくは両面に、又はポリオレフィン微多孔膜上に形成された層上に、塗工する方法が挙げられる。塗工層の厚みは、0.1~10μmであることが好ましく、0.2~7μmであることがより好ましく、0.3~4μmであることが更に好ましい。また、塗工層の数は、0~5層であることが好ましく、0~3層であることがより好ましい。塗工層の厚みを適正に制御することで、電池容量を高めることが出来る。無機塗工は、基材の収縮を抑制して電池の安全性を高める効果があり、有機塗工は、電極との密着性を高め加工性を高める効果がある。無機成分と有機ポリマー成分を混合する事で、両方の特徴をバランスよく達成する事が出来る。
 塗工方法については、所望の塗工パターン、塗工膜厚、及び塗工面積を実現できる方法であれば特に限定はなく、例えば、グラビアコーター法、小径グラビアコーター法、リバースロールコーター法、トランスファロールコーター法、キスコーター法、ディップコーター法、ナイフコーター法、エアドクタコーター法、ブレードコーター法、ロッドコーター法、スクイズコーター法、キャストコーター法、ダイコーター法、スクリーン印刷法、スプレー塗布法、インクジェット塗布法等が挙げられる。
 塗工液の媒体としては、水、又は水と水溶性有機媒体の混合溶媒が好ましい。水溶性有機媒体としては、特に限定されないが、例えば、エタノール、メタノール等を挙げることができる。
 塗工に先立ち、ポリオレフィン微多孔膜に表面処理を施しておくと、塗工液を塗工し易くなると共に、ポリオレフィン微多孔膜と塗工層の接着性が向上するため好ましい。表面処理の方法としては、例えば、コロナ放電処理法、プラズマ処理法、機械的粗面化法、溶剤処理法、酸処理法、紫外線酸化法等が挙げられる。
 塗工後に、ポリオレフィン微多孔膜の融点以下の温度での乾燥、減圧乾燥、溶媒抽出などにより、塗工膜から溶媒を除去してよい。
 代替的には、ポリオレフィン微多孔膜と、多機能層、無機多孔層、及び熱可塑性樹脂層から成る群から選択される少なくとも一層とを、別々に製造しておいて、貼付、積層、接着、融着などにより両者を統合してよい。
<非水系二次電池用セパレータ、及び非水系二次電池>
 実施形態1~4に係るポリオレフィン微多孔膜は、例えば非水系二次電池等において、具体的には非水系二次電池用セパレータとして、使用されることができる。非水系二次電池としては、例えば、リチウムイオン二次電池等が挙げられる。実施形態1~4に係るポリオレフィン微多孔膜は、リチウムイオン二次電池に組み込まれることによって、リチウムイオン二次電池の熱暴走を抑制するだけでなく、易収縮性電極、高容量電極、又はSi含有負極を備える場合でさえも、高出力特性及び高サイクル特性などの電池特性と、安全性とを両立することができる。
 次に、実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、実施例中の物性は以下の方法により測定した。特に断りがない限り、各測定は室温23℃±2℃、湿度40%±5%の環境下で行なった。
[粘度平均分子量]
 ASTM-D4020に基づき、デカリン溶媒における135℃での極限粘度[η](dl/g)を求めた。
 ポリエチレンについては、次式により算出した。
  [η]=6.77×10-4Mv0.67
 ポリプロピレンについては、次式によりMvを算出した。
  [η]=1.10×10-4Mv0.80
[重量平均分子量と数平均分子量]
 Waters社製 ALC/GPC 150C型(商標)を用い、標準ポリスチレンを以下の条件で測定して較正曲線を作成した。また、下記各ポリマーについても同様の条件でクロマトグラムを測定し、較正曲線に基づいて、下記方法により各ポリマーの重量平均分子量を算出した。
 カラム  :東ソー製 GMH6-HT(商標)2本+GMH6-HTL(商標)2本
 移動相  :o-ジクロロベンゼン
 検出器  :示差屈折計
 流速   :1.0ml/min
 カラム温度:140℃
 試料濃度 :0.1wt%
(ポリエチレン及びポリプロピレンの重量平均分子量と数平均分子量)
 得られた較正曲線における各分子量成分に、0.43(ポリエチレンのQファクター/ポリスチレンのQファクター=17.7/41.3)又は0.64(ポリプロピレンのQファクター/ポリスチレンのQファクター=26.4/41.3)を乗じることにより、ポリエチレン換算又はポリプロピレン換算の分子量分布曲線を得て、重量平均分子量と数平均分子量を算出した。
(樹脂組成物又は樹脂微多孔膜の重量平均分子量と数平均分子量)
 最も質量分率の大きいポリオレフィンのQファクター値を用い、その他はポリエチレンの場合と同様にして重量平均分子量と数平均分子量を算出した。
[メルトフローインデックス(MI)]
 JIS K7210:1999(プラスチック-熱可塑性プラスチックのメルトマスフローレイト(MFR)及びメルトボリュームフローレイト(MVR))に従って、微多孔膜のメルトフローインデックス(MI)を測定した。190℃で21.6kgfの荷重を膜に加えて、直径2mm、長さ10mmのオリフィスから10分で流出した樹脂量(g)を測定し、小数点以下第一位を四捨五入した値をMIとした。
[DSC測定(示差走査熱量測定:Differential Scanning Calorimetric)]
 DSCは、島津製作所社製DSC60を使用して測定した。まず、PO微多孔膜を、直径5mmの円形に打ち抜き、数枚重ね合わせて3mgとしたものを測定サンプルとして用いた。このサンプルを、直径5mmのアルミニウム製オープンサンプルパンに敷き、クランピングカバーを乗せ、サンプルシーラーによりアルミニウムパン内に固定した。窒素雰囲気下、昇温速度10℃/分で30℃から200℃まで昇温し(1回目昇温)、200℃で5分ホールドした後、降温速度10℃/分で200℃から30℃まで降温した。続いて、30℃において5分間ホールドした後、再度、昇温速度10℃/分で30℃から200℃まで昇温した(2回目昇温)。2回目昇温の融解吸熱曲線において、極大となる温度をPO微多孔膜の融点とした。極大値が複数ある場合は、1stピークと一番大きなピークを検出した。なお、一番大きな融解吸熱曲線の極大値となる温度をPO微多孔膜の融点(Tm)として採用することができる。
[密度(g/cm3)]
 JIS K7112:1999に従い、密度勾配管法(23℃)により、試料の密度を測定した。
[目付(g/m2)]
 目付は、単位面積(1m2)当たりのポリオレフィン微多孔膜の重量(g)である。1m×1mにサンプリング後、島津製作所製の電子天秤(AUW120D)にて重量を測定した。なお、1m×1mにサンプリングできない場合は、適当な面積に切り出して重量を測定した後、単位面積(1m2)当たりの重量(g)に換算した。
[(圧縮前の)微多孔膜の平均膜厚(μm)]
 東洋精機製の微少測厚器(タイプKBN、端子径Φ5mm)を用いて、雰囲気温度23±2℃で厚みを測定した。なお、厚みを測定する際には微多孔膜を10cm×10cmにサンプリング後、重ねて15μm以上になるように複数枚微多孔膜を重ねて、9か所を測定して平均を取り、その平均値を重ねた枚数で割った値を1枚の厚みとする。
[(圧縮前の)多層多孔膜及び塗工層の膜厚(μm)]
 東洋精機株式会社製の微小測厚器「KBM(商標)」を用いて、室温(23±2℃)で多層多孔膜の厚みを測定して、(圧縮前の)微多孔膜の平均膜厚と(圧縮前の)多層多孔膜のそれぞれの厚みから塗工層の厚みを算出した。また、多層多孔膜からの検出の観点から、断面SEM像を用いて各層の厚みを計測することも可能である。
[(圧縮前の)気孔率(%)]
 3cm×3cm四方、1cm×1cm四方、5cm×5cm四方、または10cm×10cm四方の試料をポリオレフィン微多孔膜から切り取り、前記膜厚の測定結果より、その体積(cm3)と質量(g)を求め、それらと密度(g/cm3)より、次式を用いて計算した。
   気孔率(%)=(体積-質量/混合組成物の密度)/体積×100
 なお、混合組成物の密度は、用いたポリオレフィン樹脂と他の成分の各々の密度と混合比より計算して求められる値を用いた。
 また、多層多孔膜の(圧縮前の)気孔率は、下記式のように求められる。
多層多孔膜の気孔率=(基材となるポリオレフィン樹脂微多孔膜の気孔率)×(基材となるポリオレフィン樹脂微多孔膜の平均膜厚)÷(多層多孔膜全体の厚み)+(塗工層の気孔率)×(塗工層の厚み)÷(多層多孔膜全体の厚み)
 ここでは、塗工層の気孔率は50%として、多層多孔膜の気孔率を算出した。塗工層の気孔率が50%ではない場合には、必要に応じて、塗工層の気孔率をポリオレフィン微多孔膜の気孔率と同様に上記式と同様に算出できる。具体的には、塗工膜において、SEMでの直接観察もしくは塗工前後の膜厚変化から塗工層の厚みを測定し、特定の面積の塗工層試料の体積を求めたうえで、当該塗工層の構成成分の材料比率から算出した塗工成分の質量平均密度を用いて、塗工層の気孔率を算出する。
[圧縮後気孔率(%)]
 厚さ0.8mmのゴム製の緩衝材、厚さ0.1mmのPETフィルム、微多孔膜2枚、前記PETフィルム、前記緩衝材の順序で積層し、得られた積層体を静置し、積層体の片側の緩衝材面に対して圧力を掛けることにより圧縮試験を行なった。圧縮試験は、プレス機を用いて、温度70℃、圧力8MPa、及び圧縮時間3分間の条件下で行われた。必要に応じて、プレス緩和後の圧縮率を計測した。圧縮率の測定は、プレス緩和から2時間後~24時間後の間に行った。圧縮試験後にプレス緩和して、積層体から微多孔膜を取り外して、圧縮試験後の微多孔膜を試料として使用すること以外は上記「(圧縮前の)気孔率(%)」と同様の方法によって圧縮後気孔率(%)を測定した。
[(圧縮前の)透気度 version 1(秒/100cm3)]
 旭精工株式会社の王研式透気度測定機「EGO2」で透気度を測定した。
 透気度の測定値は、膜の幅方向に沿って両端から5cmの地点と中央1点との計3点の透気度を測定し、それらの平均値を算出した値である。
[(圧縮前の)透気度 version 2(秒/100cm3)]
 旭精工株式会社の王研式透気度測定機「EGO2」で透気度を測定した。
 透気度の測定値は、膜の幅方向(TD)に沿って両端から中央に向かって全幅の10%内側の地点2点と中央1点との計3点の透気度を測定し、それらの平均値を算出した値である。
[圧縮プレス試験]
 厚さ0.8mmのゴム製の緩衝材、厚さ0.1mmのPETフィルム、微多孔膜2枚、上記PETフィルム、上記緩衝材の順序で積層し、得られた積層体を静置し、積層体の片側の緩衝材面に対して圧力を掛けることにより圧縮試験を行なった。ここで、用いる微多孔膜は5×5cm四方であり、プレス試験に用いる前に平均膜厚(9点平均)、目付、及び透気度(version 2の測定方法による)を測定した。また、目付と平均膜厚から圧縮プレス試験前の気孔率を算出した。
 圧縮試験は、プレス機を用いて、温度30℃及び圧縮時間3分間の条件下、2.5MPa、5MPa、7.5MPa、及び10MPaの圧力で行われた。また、除荷してから1時間後に積層体から微多孔膜を取り外し、圧縮後の平均膜厚(9点平均)、圧縮後の透気度を測定した。また、目付と圧縮後の平均膜厚から、圧縮後の気孔率を算出した。
 最終的に、上記の4種の圧力で圧縮した4点の測定点から、圧縮後の気孔率と圧縮後の透気度に関して、累乗近似を用いて図1のような近似曲線を作成した。
[圧縮TMA]
 測定には日立ハイテク製TMA(Thermo Mechanical Analysis):SS6100を用いた。試料に荷重を加えるプローブは、石英製0.5mmΦのものを用いた。
 目付と膜厚を測定して気孔率を算出した微多孔膜を、1×1cm四方で16枚用意し、厚み方向に重ねて積層体とする。これを試料台にセットし、初期荷重として0.06MPaを付荷する。1分後、6MPa/分の速度で厚み方向に荷重を加え、3MPaまで到達した時点で3分間、3MPaの荷重を保持する。3分後の膜厚を、3MPa加圧状態下(in situ)での膜厚とする。
[室温における3MPa加圧状態下(in situ)での気孔率]
 上記圧縮TMA試験において、3MPaが掛かっているまさにその状態(in situ)での厚みとTMA測定前の目付から、3MPaが掛かっているまさにその状態(in situ)での気孔率を算出する。算出は、前記の3MPaが掛かっているまさにその状態(in situ)での厚みの測定結果より、先に記載した(圧縮前の)気孔率(%)の算出と同様の算出式を用いておこなう。
[室温における3MPa加圧状態下(in situ)での透気度]
 室温における3MPa加圧状態下(in situ)での気孔率の値を、先述のプレス試験において作成した、圧縮後の気孔率と圧縮後の透気度に関する近似曲線に入力し、室温における3MPa加圧状態下(in situ)での透気度の値を算出した。
[TD方向3点(両端から中央に向かって全幅の10%内側の地点2点と中央1点との計3点)の透気度の最大値と最小値の差]
 旭精工株式会社の王研式透気度測定機(測定部の直径30mmφ)を用い、膜の左幅を0%、右端を100%とした時、50%の位置となる中央1点と左端から10%中央側(10%の位置)、および右端から10%中央側(90%の位置)の計3点の透気度を測定し、3点のうち最も大きい値と最も小さい値の差Rを得た。
 測定するサンプルの幅に応じ、具体的にはサンプル幅が150mm幅以下の場合においては、測定部の直径が13mmφであるノズルを用いて同様に幅方向の透気度分布を測定する。
[120℃,1時間での熱収縮率(%)]
 サンプルとして、多孔膜をMDに100mmかつTDに100mm、MDに50mmでTDかつ50mm、またはMDに30mmかつTDに30mmの加熱前の長さ(mm)に切り取り、120℃のオーブン中に1時間静置した。このとき、温風が直接サンプルに当たらないように、サンプルを10枚の紙に挟んだ。サンプルをオーブンから取り出して冷却した後、長さを測定して加熱後の長さ(mm)とし、下式にて熱収縮率を算出した。測定はMDとTDでそれぞれ行い、数値の大きい方を熱収縮率とした。
  熱収縮率(%)={(加熱前の長さ-加熱後の長さ)/加熱前の長さ}×100
[突刺強度および目付換算突刺強度]
 カトーテック製のハンディー圧縮試験器KES-G5(商標)を用いて、開口部の直径11.3mmの試料ホルダーで微多孔膜を固定した。次に固定された微多孔膜の中央部を、針先端の曲率半径0.5mm、突刺速度2mm/secで、室温23℃及び湿度40%の雰囲気下にて突刺試験を行うことにより、最大突刺荷重として突刺強度(gf)を測定した。突刺試験の測定値は、膜のTDに沿って、両端から中央に向かって全幅の10%内側の地点2点と中央1点との計3点を測定し、それらの平均値を算出した値である。
 目付換算突刺強度は以下の式で求める。
  目付換算突刺強度[gf/(g/m2)]=突刺強度[gf]/目付[g/m2
 ここで、ポリオレフィン微多孔膜基材に少なくとも1つ以上の層を設けた多層多孔膜の突刺強度および目付換算突刺強度に関しては、樹脂の強度および目付当たりの強度を評価する観点から、ポリオレフィン微多孔膜基材の突刺強度および目付換算突刺強度をもって特性を評価した。
[孔径(nm):ハーフドライ]
 ハーフドライ法に準拠し、パームポロメータ(Porous Materials,Inc.社:CFP-1500AE)を用い、平均孔径(nm)を測定した。浸液には同社製のパーフルオロポリエステル(商品名「Galwick」、表面張力15.6dyn/cm)を用いた。乾燥曲線、及び湿潤曲線について、印加圧力、及び空気透過量の測定を行い、得られた乾燥曲線の1/2の曲線と湿潤曲線とが交わる圧力PHD(Pa)から、次式により平均孔径dHD(nm)を求め、孔径とした。
  dHD=2860×γ/PHD
[Fuse(シャットダウン)温度]
 厚さ10μmのNi箔を2枚(A,B)用意し、一方のNi箔Aを縦15mm、横10mmの長方形部分を残してテフロン(登録商標)テープでマスキングするとともに他方のNi箔Bには測定試料のセパレータを置き、セパレータの両端をテフロン(登録商標)テープで固定した。このNi箔Bを電解液1mol/Lのホウフッ化リチウム溶液(溶媒:プロピレンカーボネート/エチレンカーボネート/γ-ブチルラクトン=体積比1/1/2の混合溶媒)に浸漬してセパレータに電解液を含浸させた後、Ni箔(A,B)を貼り合わせ、2枚のガラス板で両側をクリップで押さえた。このようにして作製したNi箔電極を25℃のオーブンに入れ、200℃まで2℃/minで昇温した。この際のインピーダンス変化を電気抵抗測定装置「AG-4311」(安藤電気社製)を用いて、1V、1kHzの条件下で測定した。この測定においてインピーダンス値が1000Ωに達した温度をFuse(シャットダウン)温度(℃)とした。
[目付当たりの(圧縮前の)耐電圧測定]
 ポリオレフィン微多孔膜の幅方向の中央1点について、MD10cm×TD10cmに切り出し、直径5mmのアルミニウム板で挟み、菊水電子工業製の耐電圧測定機(TOS9201)でこれの測定を実施した。測定条件については、直流電圧を初電圧0Vからスタートし、100V/secの昇圧速度で電圧を掛け、電流値が0.2mA流れた時の電圧値(kV)を微多孔膜の耐電圧測定値とした。なお、15mm間隔にMD5点×TD5点の合計25点測定し、その平均値を耐電圧測定値とした。目付当たりの耐電圧は、耐電圧に対する目付の比(耐電圧/目付)を算出した。
[結晶構造解析]
 ポリオレフィン微多孔膜中の結晶長周期については、リガク社製NANOPIXを用い、透過法の小角X線散乱測定を行った。CuKα線を試料に照射し、半導体検出器HyPix-6000により散乱を検出した。試料-検出器間距離は1312mm、出力は40kV,30mAの条件で測定を行った。光学系はポイントフォーカスを採用し、スリット径は1st slit:φ=0.55mm, 2nd slit:open, guard slit:φ=0.35mmの条件で行った。なお、試料は、試料面とX線入射方向とが垂直になるようにセットした。
 また、ポリオレフィン微多孔膜中のポリエチレンMDND面(110)結晶子サイズについては、リガク社製NANOPIXを用い、透過法の広角X線散乱測定を行った。CuKα線を試料に照射し、イメージングプレートにより散乱を検出した。試料-検出器間距離は110 mm、出力は40kV,30mAの条件で測定を行った。光学系はポイントフォーカスを採用し、スリット径は1st slit:φ=1.2mm, guard slit:φ=0.35mmの条件で行った。なお、試料は、試料面とX線入射方向とが11.0°の角度を成すようにセットした。このときX線入射方向と試料のMDが垂直方向となるようにした。
(結晶長周期[nm])
 HyPix-6000から得られたX線散乱パターンに対して、円環平均によりSAXSプロフィールI(q)を得た。得られた1次元プロフィールI(q)のLinear-Linearプロットにおいて0.1nm-1< q < 0.6nm-1範囲で直線のベースラインを引き、Gauss関数でフィッティングを行った。最大強度となっている位置を結晶長周期由来のピーク位置qmとして式4から結晶長周期を計算した。

  d = 2π/ qm     式4

   {式中、d(nm):結晶長周期
       qm(mm-1):SAXSプロフィール中のラメラ由来のピーク位置}
(結晶子サイズ)
 得られたXRDプロフィールの2θ=10.0°から2θ=30.0°の範囲を斜方晶(110)面回折ピーク、斜方晶(200)面回折ピーク、非晶ピークの3つに分離し、(110)面回折ピークの半値全幅より、シェラーの式(式1)に従って、結晶子サイズを算出した。(110)面回折ピーク、(200)面回折ピークはvoigt関数で近似し、非晶ピークはgauss関数で近似した。なお、非晶ピークのピーク位置は、2θ=19.6°、半値全幅は6.3°で固定し、結晶ピークのピーク位置、半値全幅は特に固定せずにピーク分離を行った。ピーク分離により算出された(110)面回折ピークの半値全幅より、シェラーの式(式1)により、結晶子サイズを算出した。

  D(110)=Kλ/(βcosθ)     式1

  {式中、D(110):結晶子サイズ(nm)
      K:0.9 (定数)
      λ:X線の波長(nm)
      β:(β1 2-β2 20.5
      β1:ピーク分離の結果算出された(hkl)ピークの半値全幅(rad)
      β2:入射ビームの広がりの半値全幅(rad)
      θ:ブラッグ角}
[引張破断強度(MPa)とMD/TD引張破断強度比および引張破断伸度(%)とMD/TD引張破断伸度比]
 JIS K7127に準拠し、島津製作所製の引張試験機、オートグラフAG-A型(商標)を用いて、MD及びTDサンプル(形状;幅10mm×長さ100mm)について測定した。引張試験機のチャック間を50mmとし、サンプルの両端部(各25mm)の片面にセロハン(登録商標)テープ(日東電工包装システム(株)製、商品名:N.29)を貼ったものを用いた。更に、試験中のサンプル滑りを防止するために、引張試験機のチャック内側に、厚み1mmのフッ素ゴムを貼り付けた。
 なお、測定は、温度23±2℃、チャック圧0.40MPa、及び引張速度100mm/minの条件下で行った。
 引張破断強度(MPa)は、ポリオレフィン微多孔膜の破断時の強度を、試験前のサンプル断面積で除することで求めた。また、ポリオレフィン微多孔膜の破断時の伸度を、引張破断伸度(%)とした。
 引張破断強度をMDとTDのそれぞれについて求めて、MD引張破断強度とTD引張破断強度の比(MD/TD引張破断強度比)も算出した。同様に、引張破断伸度をMDとTDのそれぞれについて求めて、MD引張破断伸度とTD引張破断伸度の比(MD/TD引張破断伸度比)も算出した。
[MD及びTDの引張弾性率(MPa)とMD/TD引張弾性率比]
 MD及びTDの測定について、MDサンプル(MD120mm×TD10mm)及びTDサンプル(MD10mm×TD120mm)を切り出した。雰囲気温度23±2℃、湿度40±2%の状況下でJIS K7127に準拠し、島津製作所製の引張試験機、オートグラフAG-A型(商標)を用いて、サンプルのMD及びTDの引張弾性率を測定した。サンプルをチャック間距離が50mmとなるようにセットし、引張速度200mm/分でチャック間が60mm、すなわち歪みが20.0%に達するまでサンプルを伸張した。引張弾性率(MPa)は、得られる応力-歪曲線における歪み1.0%から4.0%の傾きから求めた。
 引張弾性率をMDとTDのそれぞれについて求めて、MD引張弾性率とTD引張弾性率の比(MD/TD引張弾性率比)も算出した。
<平滑度(sec/10cm3)>
 ISO 8791-5:2020に準拠し、旭精工(株)製の透気度平滑度計EYO-5型において内径0.15mm、長さ50mmのステンレス製のノズルを用いて、温度30℃、及び湿度40%の雰囲気でポリオレフィン微多孔膜の平滑度を測定した。ポリオレフィン微多孔膜の一方の表面と他方の表面について、それぞれ表面平滑度の測定を行って、上記で説明されたとおりに一方の表面と他方の表面の平滑度の平均値も算出した。
[電池試験]
a.正極の作製
 正極活物質としてリチウムコバルト複合酸化物LiCoO2、並びに導電材としてグラファイト及びアセチレンブラックを、バインダであるポリフッ化ビニリデン(PVDF)及びN-メチルピロリドン(NMP)に分散させてスラリーを調製した。このスラリーを正極集電体となる厚さ15μmのアルミニウム箔にダイコーターで塗布し、130℃で3分間乾燥後、ロールプレス機で圧縮成形した。得られた成形体を57.0mm幅にスリットして正極を得た。
b.負極の作製
 負極活物質として人造グラファイト、及びバインダとしてカルボキシメチルセルロースのアンモニウム塩とスチレン-ブタジエン共重合体ラテックスとを、精製水に分散させてスラリーを調製した。このスラリーを負極集電体となる銅箔にダイコーターで塗布し、120℃で3分間乾燥後、ロールプレス機で圧縮成形した。得られた成形体を58.5mm幅にスリットして負極を得た。
c.非水電解液の調製
 エチレンカーボネート:ジメチルカーボネート:エチルメチルカーボネート=1:1:2(体積比)の混合溶媒に、溶質としてLiPF6を濃度1mol/Lとなるように溶解させて、非水電解液を調製した。
d.電池組立
 正極、実施例又は比較例で得られた多孔膜及び負極を捲回した後、常法により捲回電極体を作製し、外装缶に入るようにプレス機にてプレスした。なお、捲回数はポリオレフィン微多孔膜の厚み及びスプリングバックの程度によって調整した。得られた巻回電極体の最外周端部を絶縁テープの貼付により固定した。負極リードを電池缶に、正極リードを安全弁にそれぞれ溶接して、巻回電極体を電池缶の内部に挿入した。その後、非水電解液を電池缶内に5g注入し、ガスケットを介して蓋を電池缶にかしめることにより、幅42.0mm、高さ63.0mm、厚さ10.5mmの角型二次電池を得た。この角型二次電池を25℃の雰囲気下、0.2C(定格電気容量の1時間率(1C)の0.2倍の電流)の電流値で電池電圧4.2Vまで充電し、到達後4.2Vを保持するようにして電流値を絞り始めるという方法で、合計3時間充電を行った。続いて0.2Cの電流値で電池電圧3.0Vまで放電した。
e.出力特性試験(25℃)
 上記d.と同様にして組み立てて評価のために選定された角型二次電池について、25℃の環境下で、1Cの定電流で充電し、4.2Vに到達した後、4.2Vの定電圧で合計3時間充電した。充電後の電池を、25℃の雰囲気下の恒温状態で放電終止電圧3Vまでの1C放電容量と5C放電容量を測定し、5C容量/1C容量を出力特性値とした。なお、下記基準に即して出力特性値を評価した。
  A:出力特性値が0.95以上。
  B:出力特性値が0.90以上0.95未満。
  C:出力特性値が0.85以上0.90未満。
  D:出力特性値が0.80以上0.85未満。
  E:出力特性値が0.80未満。
f.サイクル試験(25℃)
 上記d.と同様にして組み立てて評価のために選定された角型二次電池を用いて、(i)電流量0.5C、上限電圧4.2V、合計3時間の定電流定電圧充電、(ii)10分間の休止、(iii)電流量0.5C、終止電圧3.0Vの定電流放電、(iv)10分間の休止、のサイクル条件下で都合100回の充放電を行った。上記充放電処理は全て25℃の雰囲気下にてそれぞれ実施した。その後、上記初回電池容量X(mAh)に対する上記100サイクル目の放電容量の比を100倍することで、容量維持率(%)を求めた。なお、下記基準に即して容量維持率を評価した。
  A:容量維持率(%)が90%以上。
  B:容量維持率(%)が88%以上90%未満。
  C:容量維持率(%)が84%以上88%未満。
  D:容量維持率(%)が80%以上84%未満。
  E:容量維持率(%)が80%未満。
g.レート特性試験(30℃・3MPa加圧での充放電)
 上記d.と同様にして組み立てて評価のために選定された角型二次電池について、30℃・3MPa加圧の環境下で、1Cの定電流で充電し、4.2Vに到達した後、4.2Vの定電圧で合計3時間充電した。充電後の電池を、30℃の雰囲気下の恒温状態で放電終止電圧3Vまでの1C放電容量と5C放電容量を測定し、5C容量/1C容量の割合を出力特性値とした。なお、下記基準に即してレート特性を評価した。
  A:出力特性値が90%以上。
  B:出力特性値が80%以上90%未満。
  C:出力特性値が70%以上80%未満。
  D:出力特性値が50%超70%未満。
  E:出力特性値が50%以下。
h.サイクル試験(30℃・3MPa加圧での充放電)
 上記d.と同様にして組み立てて評価のために選定された角型二次電池を用いて、30℃・3MPa加圧の環境下で、(i)電流量0.5C、上限電圧4.2V、合計3時間の定電流定電圧充電、(ii)10分間の休止、(iii)電流量0.5C、終止電圧3.0Vの定電流放電、(iv)10分間の休止、のサイクル条件下で都合100回の充放電を行った。上記充放電処理は全て30℃の雰囲気下にてそれぞれ実施した。その後、上記初回電池容量X(mAh)に対する上記100サイクル目の放電容量の比を100倍することで、容量維持率(%)を求めた。なお、下記基準に即して容量維持率を評価した。
  A:容量維持率(%)が90%以上。
  B:容量維持率(%)が80%以上90%未満。
  C:容量維持率(%)が70%以上80%未満。
  D:容量維持率(%)が50%超70%未満。
  E:容量維持率(%)が50%以下。
i.釘刺安全性試験
 上記d.と同様にして組み立てて評価のために選定された電池を、温調可能な防爆ブース内の鉄板上に静置した。直径3.0mmの鉄製釘を用意し、釘内部に熱電対を設置した。防爆ブース内の30℃・3MPa加圧の環境下で、電池の中央部に鉄製釘を2mm/secの速度で貫通させ、釘は貫通した状態で維持した。釘刺の開始から、釘が貫通した後まで、電池を観察して、下記基準により安全性を評価した。
  A:何も起こらない。
  B:発煙する。
  C:セル膨れ・変形が観察される。
  D:発火する。
  E:爆発する。
[実施例1]
 (A)表1に示すように、Mv70万以上のポリエチレン(PE)の割合を調整して、原料樹脂組成物を得た。原料樹脂組成物のMvは、90万であった。次に、表1に示される樹脂含有率(PC)となるように、原料樹脂組成物と流動パラフィンと0.1質量%の酸化防止剤とを配合して、ポリオレフィン組成物を得た。次に、ポリオレフィン組成物を二軸押出機に投入し、溶融したポリオレフィン組成物を押出してゲル状シートを形成し、キャストロールで冷却固化した。
 (B)同時二軸延伸機を用いて、表1に示される条件下で、冷却固化されたシートの二軸延伸工程を行なって、延伸シートを得た。
 (C)その後、延伸シートを塩化メチレンに浸漬し、流動パラフィンを抽出除去してから乾燥させて多孔化した。
 (D)さらに、一軸延伸機を用いて、表1に示される条件下で、得られた多孔化物の熱固定を行なって、ポリオレフィン微多孔膜を得た。得られたポリオレフィン微多孔膜の総延伸倍率は、67倍であった。得られたポリオレフィン微多孔膜を上記方法に従って評価し、さらにポリオレフィン微多孔膜を備える電池も評価した。評価結果を表3に示す。
[実施例2~23、及び比較例1~7]
 表1及び2に示される樹脂原料と製造条件を使用したこと以外は実施例1と同様の方法でポリオレフィン微多孔膜を得て、評価した。評価結果を下記表3及び4に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
[実施例24]
<ポリオレフィン微多孔膜の製造>
 ポリオレフィン微多孔膜を、以下の手順で作製した。
 (A)表5に示すように、Mv90万のポリエチレン30質量部と、Mv30万のポリエチレン70質量部をドライブレンドし、さらに酸化防止剤として0.3質量部のテトラキス-(メチレン-3-(3’,5’-ジ-t-ブチル-4’-ヒドロキシフェニル)プロピオネート)メタンとを配合して原料組成物を得た。次に、得られた組成物を、二軸押出機にフィーダーを介して投入した。次に、孔形成材として流動パラフィン(37.78℃における動粘度75.90cSt)を、樹脂原料+流動パラフィンの合計を100質量部として、表5に示される「押出成分中のポリマー成分の割合(PC)」が30%となるように、サイドフィードで押出機に注入し、混錬温度が160℃で混練した後押出機先端に設置したTダイから押出した。
 (B)押出後、ただちに30℃に冷却したキャストロールで冷却固化させ、厚さ1.530mmのシートを成形した。このシートを同時二軸延伸機で128℃の条件でMDの歪速度が35%/sec、TDの歪速度が30%/secとなるように7×6.4倍に延伸した。
 (C)延伸後、塩化メチレンに浸漬して流動パラフィンを抽出除去した。
 (D)その後、シートを乾燥し、テンター延伸機により幅方向(TD)に1.85倍延伸した。その後、この延伸シートを131℃の条件で緩和後の倍率が1.75倍になるように歪速度-4.2%/secで幅方向(TD)に緩和する熱処理を行い、ポリオレフィン微多孔膜を得た。
 (E)得られたポリオレフィン微多孔膜を上記方法に従って評価し、さらにポリオレフィン微多孔膜を備える電池も評価した。評価結果を表7に示す。
[実施例25~45、及び比較例8~21]
 表5及び6に示される樹脂原料と製造条件と塗工条件を使用したこと以外は実施例24と同様の方法でポリオレフィン微多孔膜及びその塗工膜を得て、評価した。評価結果を表7及び8に示す。
 実施例42-45においては、得られたポリオレフィン微多孔膜について、更に次の工程(F)を行なった。
  (F)さらに、表5に示される塗工厚になるように、第1層、第2層、及び第3層をそれぞれポリオレフィン微多孔膜に塗工した。
 なお、実施例42-45では、無機塗工には無機フィラーとしてベーマイト、バインダとしてアクリルラテックスおよびカルボキシメチルセルロースナトリウムとを用い、有機塗工にはアクリルラテックスを用い、有機無機混合塗工には無機フィラーとしてアルミナ、バインダとしてPVdFを用いた。基材への塗工においては、コロナ放電処理された基材表面にグラビアコーターを用いて塗工液を塗工した後、塗布液を乾燥し、塗工層を有する実施例42-45のセパレータを得た。実施例42-45の評価結果を表7に示す。
 比較例16では、特開2018-162438号公報の実施例1を参考にして、表6に示される比較例16の製造条件下でポリオレフィン微多孔膜を得て、評価した。
 比較例17では、特開2020-164861号公報の実施例5を参考にして、表6に示される比較例17の製造条件下でポリオレフィン微多孔膜を得て、評価した。
 比較例18では、特開2020-164861の実施例10を参考にして、表6に示される比較例18の製造条件下でポリオレフィン微多孔膜を得て、評価した。
 比較例19では、特開2002-88188号公報の実施例1を参考にして、表6に示される比較例19の製造条件下でポリオレフィン微多孔膜を得て、評価した。
 比較例20では、国際公開第2008/093572号の実施例7を参考にして、表6に示される比較例20の製造条件下でポリオレフィン微多孔膜を得て、評価した。
 比較例21では、特開2017-25294号公報(特許文献8)の実施例1を参考にして、表6に示される比較例21の製造条件下で、乾式多孔化法によりポリオレフィン微多孔膜を得て、評価した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000016
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000017
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000018
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000019
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000020
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000021
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000022
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000023
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000024

Claims (15)

  1.  膜厚が1μm~30μmであり、透気度が500sec/100cm3以下であり、かつ温度70℃、圧力8MPa、及び圧縮時間3分間の条件下で圧縮試験において測定される圧縮後気孔率が、30%以上であるポリオレフィン微多孔膜。
  2.  主成分としてポリエチレンを含むポリオレフィン微多孔膜であって、前記ポリオレフィン微多孔膜の小角X線散乱(SAXS)法により測定される結晶長周期が、37.0nm以上であるポリオレフィン微多孔膜。
  3.  主成分としてポリエチレンを含み、前記ポリエチレンの結晶子サイズが、28.0nm以下である、請求項1又は2に記載のポリオレフィン微多孔膜。
  4.  前記ポリオレフィン微多孔膜の気孔率が、35%以上である、請求項1~3のいずれか1項に記載のポリオレフィン微多孔膜。
  5.  目付換算突刺強度が、50gf/(g/m2)以上であり、
     幅方向(TD)に沿って、両端から中央に向かって全幅の10%内側の地点2点と中央1点との計3点で測定された透気度の最大値と最小値の差が、15sec/100cm3以下であり、かつ
     30℃及び3MPa加圧状態下での透気度が、140sec/100cm3以下である、ポリオレフィン微多孔膜。
  6.  前記ポリオレフィン微多孔膜の30℃及び3MPa加圧状態下での気孔率が、40%以上である、請求項1~5のいずれか1項に記載のポリオレフィン微多孔膜。
  7.  前記ポリオレフィン微多孔膜の突刺強度が、220gf以上である、請求項1~6のいずれか1項に記載のポリオレフィン微多孔膜。
  8.  前記ポリオレフィン微多孔膜は、GPCにより測定される重量平均分子量(Mw)が1,000,000以上のポリエチレン成分がGPCにより測定される溶出成分全体の7%以上である、請求項1~7のいずれか1項に記載のポリオレフィン微多孔膜。
  9.  前記ポリオレフィン微多孔膜のメルトフローインデックス(MI)が、1.0以下である、請求項1~8のいずれか1項に記載のポリオレフィン微多孔膜。
  10.  前記ポリオレフィン微多孔膜の120℃でのTD熱収縮率が、20%以下である、請求項1~9のいずれか1項に記載のポリオレフィン微多孔膜。
  11.  前記ポリオレフィン微多孔膜の長手方向(MD)の引張強度と幅方向(TD)の引張強度の比(MD/TD引張強度比)が、0.5~2.0である、請求項1~10のいずれか1項に記載のポリオレフィン微多孔膜。
  12.  請求項1~11のいずれか1項に記載のポリオレフィン微多孔膜と、
     前記ポリオレフィン微多孔膜の少なくとも片面に配置される無機多孔層と、
    を有するセパレータ。
  13.  請求項1~11のいずれか1項に記載のポリオレフィン微多孔膜と、
     前記ポリオレフィン微多孔膜の少なくとも片面に配置される熱可塑性樹脂層と、
    を有するセパレータ。
  14.  請求項1~11のいずれか1項に記載のポリオレフィン微多孔膜と、
     前記ポリオレフィン微多孔膜の少なくとも片面に配置される、多機能層、無機多孔層および熱可塑性樹脂層から成る群から選択される少なくとも一層と、
    を有するセパレータ。
  15.  請求項1~11のいずれか1項に記載のポリオレフィン微多孔膜、又は請求項12~14のいずれか1項に記載のセパレータを含む非水系二次電池。
PCT/JP2021/040160 2020-10-30 2021-10-29 ポリオレフィン微多孔膜 WO2022092300A1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022559282A JP7343716B2 (ja) 2020-10-30 2021-10-29 ポリオレフィン微多孔膜
KR1020237011600A KR20230065291A (ko) 2020-10-30 2021-10-29 폴리올레핀 미다공막
US18/034,030 US20240055722A1 (en) 2020-10-30 2021-10-29 Polyolefin microporous membrane
EP21886417.1A EP4238752A1 (en) 2020-10-30 2021-10-29 Polyolefin microporous membrane
CN202180073087.3A CN116615490A (zh) 2020-10-30 2021-10-29 聚烯烃微多孔膜

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020-183213 2020-10-30
JP2020183213 2020-10-30
JP2021-047962 2021-03-22
JP2021047962 2021-03-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022092300A1 true WO2022092300A1 (ja) 2022-05-05

Family

ID=81382650

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2021/040160 WO2022092300A1 (ja) 2020-10-30 2021-10-29 ポリオレフィン微多孔膜

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20240055722A1 (ja)
EP (1) EP4238752A1 (ja)
JP (1) JP7343716B2 (ja)
KR (1) KR20230065291A (ja)
WO (1) WO2022092300A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023034730A1 (en) * 2021-08-30 2023-03-09 W.L. Gore & Associates, Inc. Polyethylene membrane acoustic assembly

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002088188A (ja) 2000-09-18 2002-03-27 Asahi Kasei Corp ポリエチレン微多孔膜
JP2004149637A (ja) 2002-10-29 2004-05-27 Tonen Chem Corp 微多孔膜及びその製造方法並びに用途
WO2008093572A1 (ja) 2007-01-30 2008-08-07 Asahi Kasei E-Materials Corporation ポリオレフィン製微多孔膜
WO2011118660A1 (ja) 2010-03-23 2011-09-29 帝人株式会社 ポリオレフィン微多孔膜、非水系二次電池用セパレータ、非水系二次電池及びポリオレフィン微多孔膜の製造方法
JP5021461B2 (ja) * 2005-03-29 2012-09-05 東レバッテリーセパレータフィルム合同会社 ポリオレフィン微多孔膜の製造方法及びその微多孔膜
JP5295834B2 (ja) 2009-03-26 2013-09-18 旭化成イーマテリアルズ株式会社 合金系負極電極リチウムイオン二次電池用セパレーター
WO2014175252A1 (ja) * 2013-04-26 2014-10-30 積水化学工業株式会社 オレフィン系樹脂微孔フィルム、電池用セパレータ、電池、及びオレフィン系樹脂微孔フィルムの製造方法
JP2017025294A (ja) 2015-06-19 2017-02-02 宇部興産株式会社 ポリオレフィン微多孔膜、蓄電デバイス用セパレータフィルム、および蓄電デバイス
WO2018043331A1 (ja) * 2016-08-29 2018-03-08 東レ株式会社 微多孔膜、リチウムイオン二次電池及び微多孔膜製造方法
WO2018164056A1 (ja) 2017-03-08 2018-09-13 東レ株式会社 ポリオレフィン微多孔膜
JP2018162438A (ja) 2017-03-24 2018-10-18 旭化成株式会社 ポリオレフィン微多孔膜及びポリオレフィン微多孔膜の製造方法
JP2020092068A (ja) * 2018-12-07 2020-06-11 旭化成株式会社 微多孔膜の製造方法
JP2020164861A (ja) 2019-03-29 2020-10-08 東レ株式会社 ポリオレフィン微多孔膜、電池用セパレータ、二次電池及びポリオレフィン微多孔膜の製造方法
JP2021105165A (ja) * 2019-12-26 2021-07-26 東レ株式会社 ポリオレフィン微多孔膜

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007023918A1 (ja) 2005-08-25 2007-03-01 Tonen Chemical Corporation ポリエチレン多層微多孔膜並びにそれを用いた電池用セパレータ及び電池
US7988895B2 (en) 2005-09-28 2011-08-02 Toray Tonen Specialty Separator Godo Kaisha Production method of microporous polyethylene membrane and battery separator
JP6477472B2 (ja) 2013-07-23 2019-03-06 東洋紡株式会社 延伸ポリプロピレンフィルム
JP6680206B2 (ja) 2014-06-20 2020-04-15 東レ株式会社 ポリオレフィン微多孔質膜、電池用セパレータ及び電池

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002088188A (ja) 2000-09-18 2002-03-27 Asahi Kasei Corp ポリエチレン微多孔膜
JP2004149637A (ja) 2002-10-29 2004-05-27 Tonen Chem Corp 微多孔膜及びその製造方法並びに用途
JP5021461B2 (ja) * 2005-03-29 2012-09-05 東レバッテリーセパレータフィルム合同会社 ポリオレフィン微多孔膜の製造方法及びその微多孔膜
WO2008093572A1 (ja) 2007-01-30 2008-08-07 Asahi Kasei E-Materials Corporation ポリオレフィン製微多孔膜
JP5295834B2 (ja) 2009-03-26 2013-09-18 旭化成イーマテリアルズ株式会社 合金系負極電極リチウムイオン二次電池用セパレーター
WO2011118660A1 (ja) 2010-03-23 2011-09-29 帝人株式会社 ポリオレフィン微多孔膜、非水系二次電池用セパレータ、非水系二次電池及びポリオレフィン微多孔膜の製造方法
EP2458660A1 (en) 2010-03-23 2012-05-30 Teijin Limited Microporous polyolefin film, separator for non-aqueous secondary battery, non-aqueous secondary battery, and process for production of microporous polyolefin film
WO2014175252A1 (ja) * 2013-04-26 2014-10-30 積水化学工業株式会社 オレフィン系樹脂微孔フィルム、電池用セパレータ、電池、及びオレフィン系樹脂微孔フィルムの製造方法
JP2017025294A (ja) 2015-06-19 2017-02-02 宇部興産株式会社 ポリオレフィン微多孔膜、蓄電デバイス用セパレータフィルム、および蓄電デバイス
WO2018043331A1 (ja) * 2016-08-29 2018-03-08 東レ株式会社 微多孔膜、リチウムイオン二次電池及び微多孔膜製造方法
WO2018164056A1 (ja) 2017-03-08 2018-09-13 東レ株式会社 ポリオレフィン微多孔膜
EP3594278A1 (en) 2017-03-08 2020-01-15 Toray Industries, Inc. Polyolefin microporous film
JP2018162438A (ja) 2017-03-24 2018-10-18 旭化成株式会社 ポリオレフィン微多孔膜及びポリオレフィン微多孔膜の製造方法
JP2020092068A (ja) * 2018-12-07 2020-06-11 旭化成株式会社 微多孔膜の製造方法
JP2020164861A (ja) 2019-03-29 2020-10-08 東レ株式会社 ポリオレフィン微多孔膜、電池用セパレータ、二次電池及びポリオレフィン微多孔膜の製造方法
JP2021105165A (ja) * 2019-12-26 2021-07-26 東レ株式会社 ポリオレフィン微多孔膜

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023034730A1 (en) * 2021-08-30 2023-03-09 W.L. Gore & Associates, Inc. Polyethylene membrane acoustic assembly

Also Published As

Publication number Publication date
JP7343716B2 (ja) 2023-09-12
US20240055722A1 (en) 2024-02-15
KR20230065291A (ko) 2023-05-11
JPWO2022092300A1 (ja) 2022-05-05
EP4238752A1 (en) 2023-09-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107093690B (zh) 多层多孔膜
JP6756902B2 (ja) ポリオレフィン微多孔膜及びポリオレフィン微多孔膜の製造方法
JP6412760B2 (ja) 蓄電デバイス用セパレータ
JP2017050149A (ja) 二次電池用セパレータ
JP6864762B2 (ja) ポリオレフィン微多孔膜
JP6378998B2 (ja) 蓄電デバイス用セパレータの製造方法
WO2022092300A1 (ja) ポリオレフィン微多孔膜
JP7127216B2 (ja) ポリオレフィン微多孔膜
US20220389203A1 (en) Polyolefin Microporous Membrane
JP2023164348A (ja) ポリオレフィン微多孔膜
WO2022059744A1 (ja) 蓄電デバイス用セパレータ及び蓄電デバイス
JP7017345B2 (ja) 蓄電デバイス用セパレータ
CN116615490A (zh) 聚烯烃微多孔膜
JP2022051238A (ja) ポリオレフィン微多孔膜
JP2023161496A (ja) ポリオレフィン微多孔膜

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21886417

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022559282

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20237011600

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202180073087.3

Country of ref document: CN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 18034030

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021886417

Country of ref document: EP

Effective date: 20230530