JP2013203894A - Polyolefin microporous membrane - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ポリオレフィン微多孔膜、及び蓄電デバイス用セパレータに関する。 The present invention relates to a polyolefin microporous membrane and an electricity storage device separator.
近年、リチウムイオン二次電池や電気二重層キャパシタなどの蓄電デバイス(リチウムイオンキャパシタ、非水系リチウム蓄電素子などと呼ばれるものも含む)の開発が活発に行われている。蓄電デバイスには通常、微多孔膜(セパレータ)が正負極間に設けられている。このようなセパレータは、正負極間の接触を防ぎ、イオンを透過させる機能を有する。
近年、ポータブル機器の小型化、薄型化により、リチウムイオン二次電池などの蓄電デバイスにも小型化,薄型化が求められている。一方で、長時間携帯することを可能にするために体積エネルギー密度を向上させることによる高容量化も図られている。
ここで、セパレータには、異常加熱した場合には速やかに電池反応が停止される特性(ヒューズ特性)や高温になっても形状を維持して正極物質と負極物質が直接反応する危険な事態を防止する性能(ショート特性)等、従来から求められている安全性に関する性能に加え、充放電電流の均一化、リチウムデンドライト抑制の観点から、電極との密着性の向上が求められている。
In recent years, power storage devices such as lithium ion secondary batteries and electric double layer capacitors (including those called lithium ion capacitors and non-aqueous lithium power storage elements) have been actively developed. In a power storage device, a microporous membrane (separator) is usually provided between the positive and negative electrodes. Such a separator has a function of preventing contact between positive and negative electrodes and transmitting ions.
In recent years, as portable devices have become smaller and thinner, power storage devices such as lithium ion secondary batteries have been required to be smaller and thinner. On the other hand, in order to be able to carry for a long time, the capacity is increased by improving the volume energy density.
Here, the separator has a characteristic that the battery reaction is quickly stopped if it is abnormally heated (fuse characteristic), or a dangerous situation in which the positive electrode material and the negative electrode material react directly while maintaining the shape even at high temperatures. In addition to safety-related performances that have been conventionally required, such as performance to prevent (short characteristics), improvement in adhesion to electrodes is required from the viewpoint of uniform charge / discharge current and suppression of lithium dendrite.
セパレータと電池電極との密接性を良くすることにより、充放電電流の不均一化が起こりにくくなり、また、リチウムデンドライトが析出しにくくなるため、結果として充放電サイクル寿命を長くすることが可能となる。
このような事情のもと、セパレータに接着性を持たせる試みとして、ポリオレフィン微多孔膜に、接着性のポリマーを塗工する試みが多数行われている(例えば、特許文献1,2参照)。
By improving the close contact between the separator and the battery electrode, non-uniform charge / discharge current is less likely to occur, and lithium dendrite is less likely to precipitate, resulting in longer charge / discharge cycle life. Become.
Under such circumstances, many attempts have been made to apply an adhesive polymer to a polyolefin microporous membrane as an attempt to give the separator an adhesive property (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
しかしながら、特許文献1,2に記載された微多孔膜はいずれも、電池を捲回する際のハンドリング性やリチウムイオン透過性の観点からは、なお改善の余地を有するものであった。
本発明は、捲回時のハンドリング性及び透過性優れた接着性を有する蓄電デバイス用セパレータを提供することを課題とする。
However, the microporous membranes described in Patent Documents 1 and 2 still have room for improvement from the viewpoints of handling properties and lithium ion permeability when winding the battery.
An object of the present invention is to provide a separator for an electricity storage device having adhesiveness with excellent handling and permeability during winding.
本発明者らは上記事情に鑑み鋭意検討の結果、接着性を有する蓄電デバイス用セパレータにおいて、界面活性剤を特定量配合することにより上記の課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies in view of the above circumstances, the present inventors have found that the above problem can be solved by blending a specific amount of a surfactant in a separator for an electricity storage device having adhesiveness, and the present invention is completed. It came to.
すなわち、本発明は以下の通りである。
[1]
ポリオレフィン微多孔膜の少なくとも片面に接着性ポリマーが塗工されており、0.1mg/m2以上100/m2以下の界面活性剤を含有することを特徴とする蓄電デバイス用セパレータ。
[2]
前記接着性ポリマーの塗工目付が0.05g/m2以上1.0g/m2以下であることを特徴とする[1]に記載の蓄電デバイス用セパレータ。
[3]
水分含有量が300ppm以下である[1]から[2]のいずれかに記載の蓄電デバイス用セパレータ。
[4]
前記、ポリオレフィン微多孔膜の気孔率が35%以上60%以下であることを特徴とする[1]から[3]のいずれかに記載の蓄電デバイス用セパレータ。
[5]
全層の厚みが5μm以上25μm以下である[1]から[4]のいずれかに記載の蓄電デバイス用セパレータ。
[6]
透気度が40sec以上1000sec以下である[1]から[5]のいずれかに記載の蓄電デバイス用セパレータ。
That is, the present invention is as follows.
[1]
A separator for an electricity storage device, wherein an adhesive polymer is applied to at least one surface of a polyolefin microporous membrane, and contains 0.1 mg / m 2 or more and 100 / m 2 or less surfactant.
[2]
Electric storage device separator according to [1], wherein the coating basis weight of the adhesive polymer is not more than 0.05 g / m 2 or more 1.0 g / m 2.
[3]
The separator for an electricity storage device according to any one of [1] to [2], wherein the water content is 300 ppm or less.
[4]
The porosity for the polyolefin microporous membrane is 35% or more and 60% or less, and the electricity storage device separator according to any one of [1] to [3].
[5]
The electrical storage device separator according to any one of [1] to [4], wherein the thickness of all layers is 5 μm or more and 25 μm or less.
[6]
The electrical storage device separator according to any one of [1] to [5], wherein the air permeability is 40 sec or more and 1000 sec or less.
本発明によれば、蓄電デバイスのサイクル特性を向上させ得るセパレータとして好適な、ポリオレフィン微多孔膜が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the polyolefin microporous film suitable as a separator which can improve the cycling characteristics of an electrical storage device is provided.
以下、本発明を実施するための最良の形態(以下、「本実施形態」と略記する。)について詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施の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。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention (hereinafter abbreviated as “this embodiment”) will be described in detail. In addition, this invention is not limited to the following embodiment, It can implement by changing variously within the range of the summary.
本実施形態の蓄電デバイス用セパレータは、ポリオレフィン微多孔膜の少なくとも片面に、接着性のポリマーが塗工されており、さらに0.1mg/m2以上100/m2以下の界面活性剤を含有することを特徴とする。
ここで、本実施の形態においては上記のような構成を採用することにより、捲回時のハンドリング性が良好な接着性を有するセパレータを実現し得る理由については詳らかでないが、以下のように推察される。
The separator for an electricity storage device of the present embodiment is coated with an adhesive polymer on at least one surface of a polyolefin microporous membrane, and further contains a surfactant of 0.1 mg / m 2 or more and 100 / m 2 or less. It is characterized by that.
Here, in the present embodiment, by adopting the configuration as described above, it is not clear why the separator having good adhesiveness in handling property at the time of winding can be realized, but it is assumed as follows. Is done.
即ち、本実施形態においては、セパレータの表面に存在する界面活性剤が、導電性である空気中の水分を吸い寄せるため、電気抵抗が下がり、静電気が除去できること、及び接着性ポリマーの表面に存在する界面活性剤が、常温における接着性ポリマー同士の融着及び接着性ポリマーとポリオレフィン微多孔膜との融着を抑制するためと考えられる。 That is, in this embodiment, the surfactant present on the surface of the separator attracts moisture in the air that is electrically conductive, so that the electrical resistance is reduced and static electricity can be removed, and the surfactant is present on the surface of the adhesive polymer. This is considered to be because the surfactant that suppresses the fusion between the adhesive polymers at room temperature and the fusion between the adhesive polymer and the polyolefin microporous film.
本実施形態の界面活性剤としては、一般の乳化重合に使用されている公知の界面活性剤を使用することができる。アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、両性界面活性剤、カチオン界面活性剤等を挙げることができる。前記アニオン性界面活性剤としては、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸塩類、高級アルコールの硫酸エステル塩類、脂肪族スルホン酸塩類、ポリエチレングリコールアルキルエーテルの硫酸エステル塩類等を挙げることができる。前記ノニオン界面活性剤としては、例えば、ポリエチレングリコールのアルキルエステル類、ポリエチレングリコールのアルキルエーテル類、ポリエチレングリコールのアルキルフェニルエーテル類等を挙げることができる。前記カチオン界面活性剤としては、アルキルトリメチルアンモニウム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩等を挙げることができる。前記両性界面活性剤としては、例えば、アニオン部分としてカルボン酸(塩)、スルホン酸(塩)、燐酸(塩)等の構造をもち、またカチオン部分としてアミン(塩)、第4級アンモニウム塩等の構造をもつものを挙げることができ、具体的にはラウリルベタイン、ステアリルベタイン等のベタイン類;ラウリルーβ−アラニン、ステアリル−β−アラニン、ラウリルジ(アミノエチル)グリシン、オクチルジ(アミノエチル)グリシン等のアミノ酸類等が用いられる。これらの他の乳化剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
当該界面活性剤の含有量は、0.1mg/m2以上100mg/m2以下が好ましい。より好ましくは、0.2mg/m2以上80mg/m2、さらに好ましくは、1mg/m2以上75mg/m2以下である。
当該界面活性剤の含有量を、0.1mg/m2以上100mg/m2以下とすることは、微多孔膜の捲回時におけるハンドリング性を向上させる一方で、電池の充放電時におけるガス発生を抑制する観点から好ましい。
As the surfactant in the present embodiment, a known surfactant used in general emulsion polymerization can be used. Anionic surfactants, nonionic surfactants, amphoteric surfactants, cationic surfactants and the like can be mentioned. Examples of the anionic surfactant include alkylbenzene sulfonates, sulfate esters of higher alcohols, aliphatic sulfonates, sulfate esters of polyethylene glycol alkyl ethers, and the like. Examples of the nonionic surfactant include polyethylene glycol alkyl esters, polyethylene glycol alkyl ethers, polyethylene glycol alkyl phenyl ethers, and the like. Examples of the cationic surfactant include alkyltrimethylammonium salts and dialkyldimethylammonium salts. Examples of the amphoteric surfactant include a carboxylic acid (salt), sulfonic acid (salt), phosphoric acid (salt), etc. as an anion moiety, and an amine (salt), a quaternary ammonium salt, etc. as a cation moiety. Specifically, betaines such as lauryl betaine and stearyl betaine; lauryl β-alanine, stearyl-β-alanine, lauryl di (aminoethyl) glycine, octyldi (aminoethyl) glycine, etc. These amino acids are used. These other emulsifiers can be used alone or in admixture of two or more.
The content of the surfactant is preferably from 0.1 mg / m 2 to 100 mg / m 2 . More preferably, 0.2 mg / m 2 or more 80 mg / m 2, further preferably 1 mg / m 2 or more 75 mg / m 2 or less.
When the content of the surfactant is 0.1 mg / m 2 or more and 100 mg / m 2 or less, the handling property at the time of winding the microporous film is improved, while the gas generation at the time of charging / discharging of the battery is performed. It is preferable from the viewpoint of suppressing.
接着性ポリマーの具体例としては、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン;ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等の含フッ素樹脂;フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレンテトラフルオロエチレン共重合体、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体等の含フッ素ゴム;スチレン−ブタジエン共重合体及びその水素化物、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体及びその水素化物、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体及びその水素化物、(メタ)アクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体、エチレンプロピレンラバー、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル等のゴム類;エチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等のセルロース誘導体;ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリアミド、ポリエステル等の融点及び/又はガラス転移温度が180℃以上の樹脂等が挙げられる。 Specific examples of adhesive polymers include, for example, polyolefins such as polyethylene and polypropylene; fluorine-containing resins such as polyvinylidene fluoride and polytetrafluoroethylene; vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymers, vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene. Fluorinated rubbers such as copolymers, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene tetrafluoroethylene copolymers, ethylene-tetrafluoroethylene copolymers; styrene-butadiene copolymers and their hydrides, acrylonitrile-butadiene copolymers, and Its hydride, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer and its hydride, (meth) acrylic acid ester copolymer, styrene-acrylic acid ester copolymer, acrylonitrile-acrylic acid ester copolymer , Rubbers such as ethylene propylene rubber, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate; cellulose derivatives such as ethyl cellulose, methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose; polyphenylene ether, polysulfone, polyethersulfone, polyphenylene sulfide, polyetherimide, polyamideimide, Examples thereof include resins having a melting point and / or glass transition temperature of 180 ° C. or higher, such as polyamide and polyester.
上記の中でも特に生産性、安全性の観点から(メタ)アクリル酸エステル共重合体が好ましい。(メタ)アクリル酸エステル共重合体を得るための単量体としては、芳香族ビニル系単量体、置換もしくは非置換のアルキル(メタ)アクリレート類、シアン化ビニル系単量体、酢酸ビニル、エチレン性不飽和カルボン酸単量体、アクリルアミド系単量体、カルボン酸ビニルエステル類、ハロゲン化ビニル類、アミノ基含有エチレン性単量体、スチレンスルホン酸ナトリウム等を挙げることができ、これらを1種あるいは2種以上を組み合わせて使用してもよい。
これらのうち、芳香族ビニル系単量体としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、o−クロロスチレン、m−クロロスチレン、p−クロロスチレン等を挙げることができ、特にスチレンが好ましい。また、置換もしくは非置換のアルキル(メタ)アクリレート類としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、i−プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、i−ブチル(メタ)アクリレート、sec−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、n−ヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート;グリシジル(メタ)アクリレート等のエポキシ基含有(メタ)アクリレート;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート;イソボルニル(メタ)アクリレート等の脂環基含有(メタ)アクリレート;2−シアノエチル(メタ)アクリレート等のシアノ基含有(メタ)アクリレート;2−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、2−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート等のアミノ基含有(メタ)アクリレート等を挙げることができ、特にメチルメタクリレートが好ましい。さらに、シアン化ビニル系単量体としては、例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロロアクリロニトリル、シアン化ビニリデン等を挙げることができ、特にアクリロニトリルが好ましい。エチレン性不飽和カルボン酸単量体としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸等を挙げることができ、特にアクリル酸、イタコン酸、フマル酸が好ましい。
Among these, (meth) acrylic acid ester copolymers are particularly preferable from the viewpoints of productivity and safety. Monomers for obtaining a (meth) acrylic acid ester copolymer include aromatic vinyl monomers, substituted or unsubstituted alkyl (meth) acrylates, vinyl cyanide monomers, vinyl acetate, Examples thereof include ethylenically unsaturated carboxylic acid monomers, acrylamide monomers, carboxylic acid vinyl esters, vinyl halides, amino group-containing ethylenic monomers, sodium styrenesulfonate, and the like. You may use it in combination of seed | species or 2 or more types.
Among these, as the aromatic vinyl monomer, for example, styrene, α-methylstyrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, o-chlorostyrene, m-chlorostyrene, p- Examples include chlorostyrene, and styrene is particularly preferable. Examples of the substituted or unsubstituted alkyl (meth) acrylates include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, i-propyl (meth) acrylate, and n-butyl ( (Meth) acrylate, i-butyl (meth) acrylate, sec-butyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, n-hexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, n-octyl (meth) Alkyl (meth) acrylates such as acrylate, benzyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate; epoxy group-containing (meth) acrylates such as glycidyl (meth) acrylate; 2-hydroxyethyl (meth) acrylate Hydroxyalkyl (meth) acrylates such as 2-hydroxypropyl (meth) acrylate and 3-hydroxypropyl (meth) acrylate; alicyclic group-containing (meth) acrylates such as isobornyl (meth) acrylate; 2-cyanoethyl (meth) ) Cyano group-containing (meth) acrylates such as acrylates; amino group-containing (meth) acrylates such as 2-dimethylaminoethyl (meth) acrylate and 2-diethylaminoethyl (meth) acrylate; preferable. Furthermore, examples of the vinyl cyanide monomer include acrylonitrile, methacrylonitrile, α-chloroacrylonitrile, vinylidene cyanide, and acrylonitrile is particularly preferable. Examples of the ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, itaconic acid, maleic acid, and fumaric acid. Acrylic acid, itaconic acid, and fumaric acid are particularly preferable.
前記ポリマーのポリオレフィン微多孔膜に対する接着量は、0.05g/m2以上1.0g/m2が好ましい。より好ましくは0.07g/m2以上0.8g/m2以下、さらに好ましくは0.1g/m2以上0.7g/m2以下である。
当該ポリマーのポリオレフィン微多孔膜に対する接着量を0.1g/m2以上1.0g/m2以下とすることは、被着体での接着力を向上させる一方で、ポリオレフィン微多孔膜の孔を目詰まらせることによるサイクル特性(透過性)の低下を抑制する観点から好ましい。
当該ポリマーのポリオレフィン微多孔膜に対する接着量は、塗工する液のポリマー濃度やポリマー溶液の塗布量を変更することにより調整することができる。
Adhesion amount for the microporous polyolefin membrane of the polymer, 0.05 g / m 2 or more 1.0 g / m 2 is preferred. More preferably 0.07 g / m 2 or more 0.8 g / m 2 or less, more preferably 0.1 g / m 2 or more 0.7 g / m 2 or less.
Setting the adhesion amount of the polymer to the polyolefin microporous membrane to be 0.1 g / m 2 or more and 1.0 g / m 2 or less improves the adhesive strength on the adherend, while the pores of the polyolefin microporous membrane are reduced. This is preferable from the viewpoint of suppressing a decrease in cycle characteristics (permeability) due to clogging.
The adhesion amount of the polymer to the polyolefin microporous membrane can be adjusted by changing the polymer concentration of the liquid to be applied and the coating amount of the polymer solution.
前記微多孔膜の水分含有量は、好ましくは300ppm以下、より好ましくは250ppm以下、さらに好ましくは200ppm以下です。
当該微多孔膜の水分含有量を300ppm以下とすることは、電池の充放電時におけるガス発生を抑制する観点から好ましい。
The water content of the microporous membrane is preferably 300 ppm or less, more preferably 250 ppm or less, and even more preferably 200 ppm or less.
The moisture content of the microporous membrane is preferably 300 ppm or less from the viewpoint of suppressing gas generation during charging / discharging of the battery.
塗布液を多孔膜に塗布する方法については、必要とする層厚や塗布面積を実現できる方法であれば特に限定はない。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等が挙げられる。 The method for applying the coating solution to the porous film is not particularly limited as long as it can achieve the required layer thickness and coating area. For example, gravure coater method, small diameter gravure coater method, reverse roll coater method, transfer roll coater method, kiss coater method, dip coater method, knife coater method, air doctor coater method, blade coater method, rod coater method, squeeze coater method, cast Examples thereof include a coater method, a die coater method, a screen printing method, a spray coating method, and an ink jet coating.
上記接着性ポリマーをポリオレフィン微多孔膜に塗工する場合、塗布液が微多孔膜の内部にまで入り込んでしまうと、接着性ポリマーが孔の表面及び内部を埋めてしまい透過性が低下してしまう。そのため、塗布液の媒体としては、水を主成分としたものを用いることが好ましい。塗布液の媒体として水を用いた場合には、微多孔膜の内部に塗工液は入り込まず、接着性ポリマーは主に微多孔膜の表面上に存在するため、透過性の低下を抑制する観点から好ましい。また、水と併用可能な媒体としてはエタノール、メタノール等を挙げることができる。 When the adhesive polymer is applied to the polyolefin microporous membrane, if the coating solution gets into the microporous membrane, the adhesive polymer fills the surface and the inside of the pores, resulting in a decrease in permeability. . Therefore, it is preferable to use a medium containing water as a main component as a medium for the coating solution. When water is used as the medium of the coating solution, the coating solution does not enter the inside of the microporous membrane, and the adhesive polymer is mainly present on the surface of the microporous membrane, so that the decrease in permeability is suppressed. It is preferable from the viewpoint. Moreover, ethanol, methanol, etc. can be mentioned as a medium which can be used together with water.
さらに、塗布に先立ち、多孔膜表面に表面処理をすると、塗布液を塗布し易くなると共に、多孔層と接着性ポリマーとの接着性が向上するため好ましい。表面処理の方法は、多孔膜の多孔質構造を著しく損なわない方法であれば特に限定はなく、例えば、コロナ放電処理法、プラズマ処理法、機械的粗面化法、溶剤処理法、酸処理法、紫外線酸化法等が挙げられる。 Furthermore, it is preferable to perform a surface treatment on the surface of the porous film prior to coating, since it becomes easy to apply the coating liquid and the adhesion between the porous layer and the adhesive polymer is improved. The surface treatment method is not particularly limited as long as it does not significantly impair the porous structure of the porous film. For example, corona discharge treatment method, plasma treatment method, mechanical surface roughening method, solvent treatment method, acid treatment method And an ultraviolet oxidation method.
塗布後に塗布膜から溶媒を除去する方法については、多孔膜に悪影響を及ぼさない方法であれば特に限定はない。例えば、多孔膜を固定しながらその融点以下の温度にて乾燥する方法、低温で減圧乾燥する方法、接着性ポリマーに対する貧溶媒に浸漬して接着性ポリマーを凝固させると同時に溶媒を抽出する方法等が挙げられる。 The method for removing the solvent from the coating film after coating is not particularly limited as long as it does not adversely affect the porous film. For example, a method of drying at a temperature below the melting point while fixing the porous film, a method of drying under reduced pressure at a low temperature, a method of immersing in a poor solvent for the adhesive polymer to coagulate the adhesive polymer and extracting the solvent at the same time, etc. Is mentioned.
次に、ポリオレフィン樹脂を主成分とする多孔膜について説明する。
ポリオレフィン樹脂を主成分とする多孔膜は、蓄電デバイス用セパレータとして用いた場合のシャットダウン性能などの点から、多孔膜を構成する樹脂成分の質量分率の50%以上100%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からなる多孔膜であることが好ましい。ポリオレフィン樹脂が占める割合は60%以上100%以下がより好ましく、70%以上100%以下であることが更に好ましい。
Next, the porous film which has polyolefin resin as a main component is demonstrated.
In the porous film mainly composed of polyolefin resin, the polyolefin resin occupies 50% or more and 100% or less of the mass fraction of the resin component constituting the porous film from the viewpoint of shutdown performance when used as a separator for an electricity storage device. A porous film made of a polyolefin resin composition is preferred. The proportion of the polyolefin resin is more preferably 60% or more and 100% or less, and still more preferably 70% or more and 100% or less.
ポリオレフィン樹脂とは、通常の押出、射出、インフレーション、及びブロー成形等に使用するポリオレフィン樹脂をいい、エチレン、プロピレン、1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘキセン、及び1−オクテン等のホモ重合体及び共重合体、多段重合体等を使用することができる。また、これらのホモ重合体及び共重合体、多段重合体からなる群から選ばれるポリオレフィンを単独、もしくは混合して使用することもできる。 The polyolefin resin refers to a polyolefin resin used for normal extrusion, injection, inflation, blow molding and the like, such as ethylene, propylene, 1-butene, 4-methyl-1-pentene, 1-hexene, and 1-octene. Homopolymers and copolymers, multistage polymers, and the like can be used. In addition, polyolefins selected from the group consisting of these homopolymers, copolymers and multistage polymers can be used alone or in combination.
前記重合体の代表例としては、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、アイソタクティックポリプロピレン、アタクティックポリプロピレン、エチレン−プロピレンランダム共重合体、ポリブテン、エチレンプロピレンラバー等が挙げられる。 Representative examples of the polymer include low density polyethylene, linear low density polyethylene, medium density polyethylene, high density polyethylene, ultrahigh molecular weight polyethylene, isotactic polypropylene, atactic polypropylene, ethylene-propylene random copolymer, polybutene. And ethylene propylene rubber.
ポリオレフィン微多孔膜を電池セパレータとして使用する場合には、低融点であり、かつ高強度であることから、特に高密度ポリエチレンを主成分とする樹脂を使用することが好ましい。
また、多孔膜の耐熱性向上、ポリプロピレンと、ポリプロピレン以外のポリオレフィン樹脂を含む樹脂組成物からなる多孔膜を用いることがより好ましい。
When a polyolefin microporous membrane is used as a battery separator, it is particularly preferable to use a resin mainly composed of high-density polyethylene because of its low melting point and high strength.
Moreover, it is more preferable to use the porous film which consists of the resin composition containing the heat resistance improvement of a porous film, polypropylene, and polyolefin resin other than a polypropylene.
ここで、ポリプロピレンの立体構造に限定はなく、アイソタクティックポリプロピレン、シンジオタクティックポリプロピレン及びアタクティックポリプロピレンのいずれでもよい。
ポリオレフィン樹脂組成物中の総ポリオレフィンに対するポリプロピレンの割合は、耐熱性と良好なシャットダウン機能の両立の観点から、1〜35質量%であることが好ましく、より好ましくは3〜20質量%、さらに好ましくは4〜10質量%である。
この場合、ポリプロピレン以外のポリオレフィン樹脂に限定はなく、例えば、エチレン、1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン等のオレフィン炭化水素の単独重合体又は共重合体が挙げられる。具体的には、ポリエチレン、ポリブテン、エチレン−プロピレンランダム共重合体等が挙げられる。
Here, the three-dimensional structure of polypropylene is not limited, and any of isotactic polypropylene, syndiotactic polypropylene, and atactic polypropylene may be used.
The ratio of polypropylene to the total polyolefin in the polyolefin resin composition is preferably 1 to 35% by mass, more preferably 3 to 20% by mass, and still more preferably from the viewpoint of achieving both heat resistance and a good shutdown function. It is 4-10 mass%.
In this case, the polyolefin resin other than polypropylene is not limited, and examples thereof include homopolymers or copolymers of olefin hydrocarbons such as ethylene, 1-butene, 4-methyl-1-pentene, 1-hexene, and 1-octene. Can be mentioned. Specific examples include polyethylene, polybutene, and ethylene-propylene random copolymer.
ポリオレフィン微多孔膜を蓄電デバイス用セパレータとして使用する場合等、孔が熱溶融により閉塞してシャットダウンすることが要求される場合には、ポリプロピレン以外のポリオレフィン樹脂として、低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン等のポリエチレンを用いることが好ましい。これらの中でも、強度の観点から、JIS K 7112に従って測定した密度が0.93g/cm3以上であるポリエチレンを使用することがより好ましい。 When a polyolefin microporous membrane is used as a separator for an electricity storage device, etc., it is necessary to shut down due to thermal melting of the pore, and as a polyolefin resin other than polypropylene, low density polyethylene, linear low density polyethylene can be used. It is preferable to use polyethylene such as medium density polyethylene, high density polyethylene, and ultrahigh molecular weight polyethylene. Among these, from the viewpoint of strength, it is more preferable to use polyethylene having a density measured according to JIS K 7112 of 0.93 g / cm 3 or more.
ポリオレフィン樹脂の粘度平均分子量は、3万以上1200万以下であることが好ましく、より好ましくは5万以上200万未満、さらに好ましくは10万以上100万未満である。粘度平均分子量が3万以上であると、溶融成形の際のメルトテンションが大きくなり成形性が良好になると共に、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1200万以下であると、均一に溶融混練をすることが容易となり、シートの成形性、特に厚み安定性に優れる傾向にあるため好ましい。さらに、本実施の形態の多層多孔膜を蓄電デバイス用セパレータとして使用する場合、粘度平均分子量が100万未満であると、温度上昇時に孔を閉塞しやすく良好なシャットダウン機能が得られる傾向にあるため好ましい。なお、例えば、粘度平均分子量100万未満のポリオレフィンを単独で使用する代わりに、粘度平均分子量200万のポリオレフィンと粘度平均分子量27万のポリオレフィンの混合物であって、その粘度平均分子量が100万未満の混合物を用いてもよい。 The viscosity average molecular weight of the polyolefin resin is preferably from 30,000 to 12 million, more preferably from 50,000 to less than 2 million, and still more preferably from 100,000 to less than 1 million. A viscosity average molecular weight of 30,000 or more is preferable because the melt tension during melt molding increases, moldability is improved, and the strength tends to increase due to entanglement between polymers. On the other hand, a viscosity average molecular weight of 12 million or less is preferable because uniform melt kneading is facilitated and the formability of the sheet, particularly thickness stability, tends to be excellent. Furthermore, when the multilayer porous membrane of the present embodiment is used as a separator for an electricity storage device, if the viscosity average molecular weight is less than 1 million, it tends to close a hole when the temperature rises and a good shutdown function tends to be obtained. preferable. For example, instead of using a polyolefin having a viscosity average molecular weight of less than 1 million alone, a mixture of a polyolefin having a viscosity average molecular weight of 2 million and a polyolefin having a viscosity average molecular weight of 270,000, the viscosity average molecular weight being less than 1 million Mixtures may be used.
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。このような添加剤としては、例えば、ポリオレフィン以外の重合体;無機粒子;フェノール系、リン系、イオウ系等の酸化防止剤;ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛等の金属石鹸類;紫外線吸収剤;光安定剤;帯電防止剤;防曇剤;着色顔料等が挙げられる。
これらの添加剤の総添加量は、ポリオレフィン樹脂組成物100質量部に対して、20質量部以下であることが好ましく、より好ましくは10質量部以下、さらに好ましくは5質量部以下である。
Arbitrary additives can be contained in the polyolefin resin composition. Examples of such additives include polymers other than polyolefins; inorganic particles; antioxidants such as phenolic, phosphorous, and sulfur; metal soaps such as calcium stearate and zinc stearate; ultraviolet absorbers; Stabilizers; antistatic agents; antifogging agents; colored pigments and the like.
The total amount of these additives is preferably 20 parts by mass or less, more preferably 10 parts by mass or less, and still more preferably 5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polyolefin resin composition.
前記多孔膜を製造する方法に制限はなく、公知の製造方法を採用することができる。例えば、ポリオレフィン樹脂組成物と可塑剤とを溶融混練してシート状に成形後、場合により延伸した後、可塑剤を抽出することにより多孔化させる方法、ポリオレフィン樹脂組成物を溶融混練して高ドロー比で押出した後、熱処理と延伸によってポリオレフィン結晶界面を剥離させることにより多孔化させる方法、ポリオレフィン樹脂組成物と無機充填材とを溶融混練してシート上に成形後、延伸によってポリオレフィンと無機充填材との界面を剥離させることにより多孔化させる方法、ポリオレフィン樹脂組成物を溶解後、ポリオレフィンに対する貧溶媒に浸漬させポリオレフィンを凝固させると同時に溶剤を除去することにより多孔化させる方法等が挙げられる。 There is no restriction | limiting in the method of manufacturing the said porous film, A well-known manufacturing method is employable. For example, a method in which a polyolefin resin composition and a plasticizer are melt-kneaded and formed into a sheet shape, optionally stretched and then made porous by extracting the plasticizer, and a polyolefin resin composition is melt-kneaded to obtain a high draw rate. After extruding at a ratio, the polyolefin crystal interface is peeled off by heat treatment and stretching, the polyolefin resin composition and the inorganic filler are melt-kneaded and molded on a sheet, and then the polyolefin and inorganic filler are stretched And a method of making the structure porous by removing the solvent at the same time as solidifying the polyolefin by dissolving it in a poor solvent for the polyolefin after dissolving the polyolefin resin composition.
以下、多孔膜を製造する方法の一例として、ポリオレフィン樹脂組成物と可塑剤とを溶融混練してシート状に成形後、可塑剤を抽出する方法について説明する。
まず、ポリオレフィン樹脂組成物と可塑剤を溶融混練する。溶融混練方法としては、例えば、ポリオレフィン樹脂およ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し、樹脂成分を加熱溶融させながら任意の比率で可塑剤を導入して混練する方法が挙げられる。この際、ポリオレフィン樹脂、その他の添加剤及び可塑剤を樹脂混練装置に投入する前に、予めヘンシェルミキサー等を用い所定の割合で事前混練しておくことが好ましい。より好ましくは、事前混練において可塑剤の一部のみを投入し、残りの可塑剤を樹脂混練装置サイドフィードしながら混練することである。このようにすることにより、可塑剤の分散性を高め、後の工程で樹脂組成物と可塑剤の溶融混練合物のシート状成形体を延伸する際に、破膜することなく高倍率で延伸することができる。
Hereinafter, as an example of a method for producing a porous film, a method for extracting a plasticizer after melting and kneading a polyolefin resin composition and a plasticizer to form a sheet will be described.
First, a polyolefin resin composition and a plasticizer are melt-kneaded. As the melt-kneading method, for example, polyolefin resin and other additives as required may be added to a resin kneading apparatus such as an extruder, kneader, lab plast mill, kneading roll, Banbury mixer, etc. A method of introducing a plasticizer at a ratio of kneading and kneading. At this time, it is preferable that the polyolefin resin, other additives, and the plasticizer are pre-kneaded in advance at a predetermined ratio using a Henschel mixer or the like before being added to the resin kneading apparatus. More preferably, only a part of the plasticizer is added in the pre-kneading, and the remaining plasticizer is kneaded while side-feeding the resin kneading apparatus. By doing so, the dispersibility of the plasticizer is increased, and when stretching a sheet-like molded product of the melt-kneaded mixture of the resin composition and the plasticizer in the subsequent step, the film is stretched at a high magnification without breaking. can do.
可塑剤としては、ポリオレフィンの融点以上において均一溶液を形成しうる不揮発性溶媒を用いることができる。このような不揮発性溶媒の具体例として、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。これらの中で、流動パラフィンは、ポリエチレンやポリプロピレンとの相溶性が高く、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にくいので、均一な延伸が実施しやすくなる傾向にあるため好ましい。 As the plasticizer, a non-volatile solvent capable of forming a uniform solution at a melting point or higher of the polyolefin can be used. Specific examples of such a 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. Among these, liquid paraffin has high compatibility with polyethylene and polypropylene, and even when the melt-kneaded product is stretched, the interface peeling between the resin and the plasticizer does not easily occur. Therefore, uniform stretching tends to be easily performed. Therefore, it is preferable.
ポリオレフィン樹脂組成物と可塑剤の比率は、これらを均一に溶融混練して、シート状に成形できる範囲であれば特に限定はない。例えば、ポリオレフィン樹脂組成物と可塑剤とからなる組成物中に占める可塑剤の質量分率は、好ましくは30〜80質量%、より好ましくは40〜70質量%である。可塑剤の質量分率が80質量%以下であると、溶融成形時のメルトテンションが不足しにくく成形性が向上する傾向にある。一方、質量分率が30質量%以上であると、ポリオレフィン樹脂組成物と可塑剤の混合物を高倍率で延伸してもポリオレフィン鎖の切断が起こらず、均一かつ微細な孔構造を形成し強度も増加しやすい。 The ratio of the polyolefin resin composition and the plasticizer is not particularly limited as long as they can be uniformly melt-kneaded and formed into a sheet shape. For example, the mass fraction of the plasticizer in the composition comprising the polyolefin resin composition and the plasticizer is preferably 30 to 80 mass%, more preferably 40 to 70 mass%. When the mass fraction of the plasticizer is 80% by mass or less, the melt tension at the time of melt molding is hardly insufficient and the moldability tends to be improved. On the other hand, when the mass fraction is 30% by mass or more, even if the mixture of the polyolefin resin composition and the plasticizer is stretched at a high magnification, the polyolefin chain is not broken, and a uniform and fine pore structure is formed and the strength is also improved. Easy to increase.
次に、溶融混練物をシート状に成形する。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、あるいは可塑剤自身等が使用できるが、金属製のロールが熱伝導の効率が高いため好ましい。この際、金属製のロールに接触させる際に、ロール間で挟み込むと、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ためより好ましい。Tダイよりシート状に押出す際のダイリップ間隔は400μm以上3000μm以下であることが好ましく、500μm以上2500μm以下であることがさらに好ましい。ダイリップ間隔が400μm以上であると、メヤニ等が低減され、スジや欠点など膜品位への影響が少なく、その後の延伸工程において膜破断などを防ぐことができる傾向にある。一方、ダイリップ間隔が3000μm以下であると、冷却速度が速く冷却ムラを防げると共に、シートの厚み安定性を維持できる傾向にある。 Next, the melt-kneaded product is formed into a sheet shape. As a method for producing a sheet-like molded product, for example, a melt-kneaded product is extruded into a sheet shape via a T-die or the like, and brought into contact with a heat conductor to cool to a temperature sufficiently lower than the crystallization temperature of the resin component. And then solidify. As the heat conductor used for cooling and solidification, metal, water, air, plasticizer itself, or the like can be used. However, a metal roll is preferable because of high heat conduction efficiency. At this time, it is more preferable that the metal roll is sandwiched between the rolls, since the efficiency of heat conduction is further increased, the sheet is oriented and the film strength is increased, and the surface smoothness of the sheet is also improved. The die lip interval when extruding into a sheet form from a T die is preferably 400 μm or more and 3000 μm or less, and more preferably 500 μm or more and 2500 μm or less. When the die lip interval is 400 μm or more, the mess and the like are reduced, and there is little influence on the film quality such as streaks and defects, and there is a tendency that film breakage and the like can be prevented in the subsequent stretching step. On the other hand, when the die lip interval is 3000 μm or less, the cooling rate is high and uneven cooling can be prevented and the thickness stability of the sheet tends to be maintained.
このようにして得たシート状成形体を延伸することが好ましい。延伸処理としては、一軸延伸又は二軸延伸のいずれも好適に用いることができるが、得られる多孔膜の強度等の観点から二軸延伸が好ましい。シート状成形体を二軸方向に高倍率延伸すると、分子が面方向に配向し、最終的に得られる多孔膜が裂けにくくなり高い突刺強度を有するものとなる。延伸方法としては、例えば、同時二軸延伸、逐次二軸延、多段延伸、多数回延伸等の方法を挙げることができ、突刺強度の向上、延伸の均一性、シャットダウン性の観点から同時二軸延伸が好ましい。
なお、ここで、同時二軸延伸とは、MD方向(微多孔膜の機械方向)の延伸とTD方向(微多孔膜のMDを90°の角度で横切る方向)の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方向、又はTD方向の延伸が独立して施される延伸方法をいい、MD方向又はTD方向に延伸がなされている際は、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。
It is preferable to stretch the sheet-like molded body thus obtained. As the stretching treatment, either uniaxial stretching or biaxial stretching can be suitably used, but biaxial stretching is preferred from the viewpoint of the strength of the porous film to be obtained. When the sheet-like molded body is stretched at a high magnification in the biaxial direction, the molecules are oriented in the plane direction, and the finally obtained porous film is not easily torn and has a high puncture strength. Examples of the stretching method include simultaneous biaxial stretching, sequential biaxial stretching, multi-stage stretching, multiple stretching, and the like, and simultaneous biaxial from the viewpoint of improvement of puncture strength, uniformity of stretching, and shutdown property Stretching is preferred.
Here, simultaneous biaxial stretching means stretching in which stretching in the MD direction (machine direction of the microporous membrane) and stretching in the TD direction (direction crossing the MD of the microporous membrane at an angle of 90 °) are performed simultaneously. It refers to a method, and the draw ratio in each direction may be different. Sequential biaxial stretching refers to a stretching method in which stretching in the MD direction or TD direction is independently performed. When stretching is performed in the MD direction or TD direction, the other direction is unconstrained or constant length. It is assumed that it is fixed to
延伸倍率は、面倍率で20倍以上100倍以下の範囲であることが好ましく、25倍以上50倍以下の範囲であることがさらに好ましい。各軸方向の延伸倍率は、MD方向に4倍以上10倍以下、TD方向に4倍以上10倍以下の範囲であることが好ましく、MD方向に5倍以上8倍以下、TD方向に5倍以上8倍以下の範囲であることがさらに好ましい。総面積倍率が20倍以上であると、得られる多孔膜に十分な強度を付与できる傾向にあり、一方、総面積倍率が100倍以下であると延伸工程における膜破断を防ぎ、高い生産性が得られる傾向にある。 The draw ratio is preferably in the range of 20 times or more and 100 times or less, more preferably in the range of 25 times or more and 50 times or less in terms of surface magnification. The stretching ratio in each axial direction is preferably in the range of 4 to 10 times in the MD direction, preferably in the range of 4 to 10 times in the TD direction, 5 to 8 times in the MD direction, and 5 times in the TD direction. More preferably, it is in the range of 8 times or less. When the total area magnification is 20 times or more, there is a tendency that sufficient strength can be imparted to the resulting porous film. On the other hand, when the total area magnification is 100 times or less, film breakage in the stretching process is prevented, and high productivity is achieved. It tends to be obtained.
また、シート状成形体を圧延してもよい。圧延は、例えば、ダブルベルトプレス機等を使用したプレス法にて実施することができる。圧延は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倍より大きく3倍以下であることが好ましく、1倍より大きく2倍以下であることがより好ましい。圧延倍率が1倍より大きいと、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。一方、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ため好ましい。 Moreover, you may roll a sheet-like molded object. Rolling can be performed, for example, by a pressing method using a double belt press or the like. Rolling can particularly increase the orientation of the surface layer portion. The rolling surface magnification is preferably greater than 1 and 3 or less, more preferably greater than 1 and 2 or less. When the rolling ratio is larger than 1, the plane orientation increases and the film strength of the finally obtained porous film tends to increase. On the other hand, a rolling ratio of 3 or less is preferable because the orientation difference between the surface layer portion and the center is small and a uniform porous structure tends to be formed in the thickness direction of the film.
次いで、シート状成形体から可塑剤を除去して多孔膜とする。可塑剤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可塑剤を抽出し、充分に乾燥させる方法が挙げられる。可塑剤を抽出する方法はバッチ式、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、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、多孔膜中の可塑剤残存量は1質量%未満にすることが好ましい。 Next, the plasticizer is removed from the sheet-like molded body to form a porous film. As a method for removing the plasticizer, for example, a method of extracting the plasticizer by immersing the sheet-like molded body in an extraction solvent and sufficiently drying it can be mentioned. The method for extracting the plasticizer may be either a batch type or a continuous type. In order to suppress the shrinkage of the porous film, it is preferable to constrain the end of the sheet-like molded body during a series of steps of immersion and drying. Further, the residual amount of plasticizer in the porous film is preferably less than 1% by mass.
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、かつ可塑剤に対して良溶媒であり、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。 As the extraction solvent, it is preferable to use a solvent that is a poor solvent for the polyolefin resin and a good solvent for the plasticizer and has a boiling point lower than the melting point of the polyolefin resin. 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 such as hydrofluoroether and hydrofluorocarbon. Halogenated solvents; alcohols such as ethanol and isopropanol; ethers such as diethyl ether and tetrahydrofuran; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone. These extraction solvents may be recovered and reused by an operation such as distillation.
多孔膜の収縮を抑制するために、延伸工程後、又は、多孔膜形成後に熱固定や熱緩和等の熱処理を行うこともできる。また、多孔膜に、界面活性剤等による親水化処理、電離性放射線等による架橋処理等の後処理を行ってもよい。 In order to suppress the shrinkage of the porous film, a heat treatment such as heat fixation or heat relaxation can be performed after the stretching process or after the formation of the porous film. Further, the porous film may be subjected to a post-treatment such as a hydrophilic treatment with a surfactant or the like, or a crosslinking treatment with ionizing radiation or the like.
正極、負極、非水電解液に限定はなく、公知のものを用いることができる。
正極材料としては、例えば、LiCoO2、LiNiO2、スピネル型LiMnO4、オリビン型LiFePO4等のリチウム含有複合酸化物等が、負極材料としては、例えば、黒鉛質、難黒鉛化炭素質、易黒鉛化炭素質、複合炭素体等の炭素材料;シリコン、スズ、金属リチウム、各種合金材料等が挙げられる。
There is no limitation in a positive electrode, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte, A well-known thing can be used.
Examples of the positive electrode material include lithium-containing composite oxides such as LiCoO 2 , LiNiO 2 , spinel type LiMnO 4 , and olivine type LiFePO 4 , and examples of the negative electrode material include graphite, non-graphitizable carbonaceous, and easy graphite. Carbonaceous materials such as carbonaceous carbonaceous and composite carbon bodies; silicon, tin, metallic lithium, various alloy materials, and the like.
また、非水電解液としては、電解質を有機溶媒に溶解した電解液を用いることができ、有機溶媒としては、例えば、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等が、電解質としては、例えば、LiClO4、LiBF4、LiPF6等のリチウム塩が挙げられる。 As the non-aqueous electrolyte, an electrolyte in which an electrolyte is dissolved in an organic solvent can be used. Examples of the organic solvent include propylene carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate. Examples thereof include lithium salts such as LiClO 4 , LiBF 4 , and LiPF 6 .
本実施形態の蓄電デバイス用セパレータについて、その突刺強度は、好ましくは200g/20μm以上、より好ましくは300g/20μm以上であり、上限として好ましくは2000g/20μm以下、より好ましくは1000g/20μm以下である。突刺強度を240g/20μm以上とすることは、電池捲回時における脱落した活物質等による破膜を抑制する観点から好ましい。また、充放電に伴う電極の膨張収縮によって短絡する懸念を抑制する観点からも好ましい。一方、2000g/20μm以下とすることは、加熱時の配向緩和による幅収縮を低減できる観点から好ましい。
なお、上記突刺強度は、延伸倍率、延伸温度を調整する等により調節可能である。
About the separator for electrical storage devices of this embodiment, the puncture strength is preferably 200 g / 20 μm or more, more preferably 300 g / 20 μm or more, and the upper limit is preferably 2000 g / 20 μm or less, more preferably 1000 g / 20 μm or less. . It is preferable to set the puncture strength to 240 g / 20 μm or more from the viewpoint of suppressing film breakage due to the dropped active material or the like during battery winding. Moreover, it is preferable also from a viewpoint of suppressing the concern which short-circuits by the expansion / contraction of the electrode accompanying charging / discharging. On the other hand, setting it to 2000 g / 20 μm or less is preferable from the viewpoint of reducing width shrinkage due to orientation relaxation during heating.
The puncture strength can be adjusted by adjusting the draw ratio and the draw temperature.
基材となるポリオレフィン微多孔膜の気孔率は、好ましくは20%以上、より好ましくは35%以上であり、上限として好ましくは90%以下、好ましくは80%以下である。気孔率を20%以上とすることは、セパレータの透過性を確保する観点から好適である。一方、90%以下とすることは、突刺強さを確保する観点から好ましい。
なお、気孔率は、延伸倍率の変更等により調節可能である。
The porosity of the polyolefin microporous membrane serving as a substrate is preferably 20% or more, more preferably 35% or more, and the upper limit is preferably 90% or less, preferably 80% or less. Setting the porosity to 20% or more is preferable from the viewpoint of ensuring the permeability of the separator. On the other hand, it is preferable to set it as 90% or less from a viewpoint of ensuring piercing strength.
The porosity can be adjusted by changing the draw ratio.
前記微多孔膜の平均孔径は、好ましくは0.1μm以下、より好ましくは0.09μm以下であり、下限として好ましくは0.01μm以上である。平均孔径を0.1μm以下とすることは、蓄電デバイスの自己放電を抑制し、容量低下を抑制する観点から好適である。
なお、上記平均孔径は、延伸倍率を変更する等により調節可能である。
The average pore diameter of the microporous membrane is preferably 0.1 μm or less, more preferably 0.09 μm or less, and the lower limit is preferably 0.01 μm or more. Setting the average pore diameter to 0.1 μm or less is preferable from the viewpoint of suppressing self-discharge of the electricity storage device and suppressing capacity reduction.
The average pore diameter can be adjusted by changing the draw ratio.
前記微多孔膜の膜厚さは、好ましくは2μm以上、より好ましくは5μm以上であり、上限として好ましくは100μm以下、より好ましくは60μm以下、更に好ましくは50μm以下である。膜厚さを2μm以上とすることは、機械強度を向上させる観点から好適である。一方、100μm以下とすることは、セパレータの占有体積が減るため、電池の高容量化の点において有利となる傾向があるので好ましい。 The thickness of the microporous membrane is preferably 2 μm or more, more preferably 5 μm or more, and the upper limit is preferably 100 μm or less, more preferably 60 μm or less, and even more preferably 50 μm or less. Setting the film thickness to 2 μm or more is preferable from the viewpoint of improving the mechanical strength. On the other hand, a thickness of 100 μm or less is preferable because the occupied volume of the separator is reduced, which tends to be advantageous in terms of increasing the capacity of the battery.
前記微多孔膜の透気度は、好ましくは10sec/100cc以上、より好ましくは50sec/100cc以上であり、上限として好ましくは1000sec/100cc以下、さらに好ましくは500sec/100cc以下である。透気度を10sec/100cc以上とすることは、蓄電デバイスの自己放電を抑制する観点から好適である。一方、1000sec/100cc以下とすることは、良好な充放電特性を得る観点から好ましい。
なお、上記透気度は、延伸温度、延伸倍率の変更等により調節可能である。
The air permeability of the microporous membrane is preferably 10 Sec / 100 cc or more, more preferably 50 Sec / 100 cc or more, and the upper limit is preferably 1000 Sec / 100 cc or less, more preferably 500 Sec / 100 cc or less. Setting the air permeability to 10 sec / 100 cc or more is preferable from the viewpoint of suppressing self-discharge of the electricity storage device. On the other hand, setting it to 1000 sec / 100 cc or less is preferable from the viewpoint of obtaining good charge / discharge characteristics.
The air permeability can be adjusted by changing the stretching temperature and the stretching ratio.
前記微多孔膜の耐熱性の指標であるショート温度は、好ましくは160℃以上であり、より好ましくは160℃以上である。ショート温度を160℃以上とすることは、電池の安全性の観点から好ましい。 The short circuit temperature, which is an index of heat resistance of the microporous membrane, is preferably 160 ° C. or higher, more preferably 160 ° C. or higher. Setting the short-circuit temperature to 160 ° C. or higher is preferable from the viewpoint of battery safety.
前記微多孔膜は、特に非水電解液を用いるような蓄電デバイス用セパレータとして有用である。蓄電デバイスは通常、上述した微多孔膜をセパレータに用い、正極と、負極と、電解液とを含む。
前記蓄電デバイスは、例えば、前記微多孔膜を幅10〜500mm(好ましくは80〜500mm)、長さ200〜4000m(好ましくは1000〜4000m)の縦長形状のセパレータとして調製し、当該セパレータを、正極―セパレータ―負極―セパレータ、または負極―セパレータ―正極―セパレータの順で重ね、円または扁平な渦巻状に巻回して巻回体を得、当該巻回体を電池缶内に収納し、更に電解液を注入することにより製造することができる。また、前記蓄電デバイスは、正極―セパレータ―負極―セパレータ、または負極―セパレータ―正極―セパレータの順に平板状に積層し、袋状のフィルムでラミネートし、電解液を注入する工程を経て製造することもできる。
The microporous membrane is particularly useful as a power storage device separator using a non-aqueous electrolyte. An electricity storage device usually uses the above-described microporous membrane as a separator, and includes a positive electrode, a negative electrode, and an electrolytic solution.
In the electricity storage device, for example, the microporous membrane is prepared as a vertically long separator having a width of 10 to 500 mm (preferably 80 to 500 mm) and a length of 200 to 4000 m (preferably 1000 to 4000 m). -Separator-negative electrode-separator or negative electrode-separator-positive electrode-separator are stacked in this order and wound into a circular or flat spiral shape to obtain a wound body, which is then housed in a battery can and further electrolyzed. It can be manufactured by injecting a liquid. In addition, the electricity storage device is manufactured through a process of laminating a flat plate in the order of positive electrode-separator-negative electrode-separator or negative electrode-separator-positive electrode-separator, laminating with a bag-like film, and injecting an electrolyte solution. You can also.
なお、上述した各種パラメータの測定値については、特に断りの無い限り,後述する実施例における測定法に準じて測定される値である。 In addition, about the measured value of various parameters mentioned above, unless there is particular notice, it is a value measured according to the measuring method in the Example mentioned later.
次に、実施例及び比較例を挙げて本実施の形態をより具体的に説明するが、本実施の形態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。 Next, the present embodiment will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. However, the present embodiment is not limited to the following examples unless it exceeds the gist. In addition, the physical property in an Example was measured with the following method.
(1)粘度平均分子量(Mv)
ASRM−D4020に基づき、デカリン溶剤における135℃での極限粘度[η]を求め、ポリエチレンのMvは次式により算出した。
[η]=0.00068×Mv0.67
ポリプロピレンのMvは次式より算出した。
[η]=1.10×Mv0.80
層のMvはポリエチレンの式を用いて算出した。
(1) Viscosity average molecular weight (Mv)
Based on ASRM-D4020, the intrinsic viscosity [η] at 135 ° C. in a decalin solvent was determined, and Mv of polyethylene was calculated by the following equation.
[Η] = 0.00068 × Mv 0.67
Mv of polypropylene was calculated from the following formula.
[Η] = 1.10 × Mv 0.80
The Mv of the layer was calculated using the polyethylene equation.
(2)膜厚(μm)
多孔膜、多層多孔膜から10cm×10cmのサンプルを切り出し、格子状に9箇所(3点×3点)を選んで、膜厚を微小測厚器(東洋精機製作所(株) タイプKBM)を用いて室温23±2℃で測定した。膜厚は、9箇所の測定値の平均値を多孔膜、多層多孔膜の膜厚(μm)とした。
(2) Film thickness (μm)
A 10cm x 10cm sample was cut out from the porous film or multilayer porous film, nine locations (3 points x 3 points) were selected in a lattice shape, and the film thickness was measured using a microthickness meter (Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd. type KBM). And measured at room temperature 23 ± 2 ° C. As for the film thickness, the average value of the measured values at nine locations was the film thickness (μm) of the porous film and multilayer porous film.
(3)気孔率(%)
10cm×10cm角の試料を微多孔膜から切り取り、その体積(cm3)と質量(g)を求め、それらと膜密度(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無機粒子の各々の密度と混合比より計算で求められる値を用いた。
(3) Porosity (%)
A sample of 10 cm × 10 cm square was cut from the microporous membrane, its volume (cm 3 ) and mass (g) were determined, and calculated from these and the film density (g / cm 3 ) using the following formula.
Porosity (%) = (volume-mass / density of mixed composition) / volume × 100
In addition, the value calculated | required by calculation from the density and mixing ratio of each used polyolefin resin and an inorganic particle was used for the density of a mixed composition.
(4)透気度(sec/100cc)
JIS P−8117準拠のガーレー式透気度計(東洋精機製)にて測定した。
(4) Air permeability (sec / 100cc)
It measured with the Gurley type air permeability meter (made by Toyo Seiki) based on JIS P-8117.
(5)突刺強度(g)
カトーテック製、商標、KES−G5ハンディー圧縮試験器を用いて、針先端の曲率半径0.5mm、突刺速度2mm/secの条件で突刺試験を行い、最大突刺荷重を突刺強度(N)とした。
(5) Puncture strength (g)
A piercing test was conducted under the conditions of a radius of curvature of the needle tip of 0.5 mm and a piercing speed of 2 mm / sec using a trademark, KES-G5 handy compression tester manufactured by Kato Tech, and the maximum piercing load was defined as the piercing strength (N). .
(6)界面活性剤の含有量(mg/m2)
10cm×10cmに切り出したサンプル10枚を100mLの精製水に3日間浸したあと、ろ過し、ろ液を採取する。ろ液の水分を完全に乾燥させ、残留物の重量を測定し、以下の算出式より、サンプル中の界面活性剤の含有量を測定した。
界面活性剤の含有量(mg/m2)=残留物の重量×10
(6) Content of surfactant (mg / m 2 )
Ten samples cut into 10 cm × 10 cm are immersed in 100 mL of purified water for 3 days, filtered, and the filtrate is collected. The water in the filtrate was completely dried, the weight of the residue was measured, and the content of the surfactant in the sample was measured from the following calculation formula.
Surfactant content (mg / m 2 ) = weight of residue × 10
(7)水分含有量(ppm)
約0.3g程度秤量し、ガラス瓶に入れ恒温・恒湿状態で1昼夜静置したサンプルを、カールフィッシャー(京都電子工業株式会社製MKA−610)を用いて測定した。各サンプル3回測定を行い、その平均値を水分含有量とした。
(7) Water content (ppm)
About 0.3 g was weighed and a sample placed in a glass bottle and allowed to stand for one day in a constant temperature and humidity state was measured using a Karl Fischer (MKA-610, manufactured by Kyoto Electronics Industry Co., Ltd.). Each sample was measured three times, and the average value was taken as the water content.
(8)ハンドリング性
サンプル2枚切りとり、塗工面が向い合せになるようにし、25℃、1MPaにて2分間プレスした。プレスしたサンプルを幅2cm×長さ5cmに切り出し、20mm幅での180°引き剥がし接着力を、JIS Z 0237に準じて、測定した。サンプル間の剥離強度が5kgf/cm2以上のものをハンドリング性×、5kgf/cm2未満のものを○とした。
(8) Handling property Two samples were cut out so that the coated surfaces face each other and pressed at 25 ° C. and 1 MPa for 2 minutes. The pressed sample was cut into a width of 2 cm and a length of 5 cm, and the 180 ° peeling adhesive strength with a width of 20 mm was measured according to JIS Z 0237. A sample having a peel strength between samples of 5 kgf / cm 2 or more was evaluated as “handling property ×× 5 kgf / cm 2” .
(9)ガス発生試験
ラミネートシートを一定サイズに切り出し、インパルスシーラーによりパック状(6cm×8cm)にした。10cm×10cmに裁断したサンプル3枚を折りたたんでラミパックに挿入し、80℃にて12時間真空乾燥させた。電解液(LIPASTE−E2MEC/PF1:富山薬品工業製)0.4mLを入れてラミパックの開口部をシーラーによりシールした。
これを85℃に設定したオーブンに3日間保存し、試験前後の重量を測定し、アルキメデス法により容積算出した。重量は水の密度(20℃:0.9982g/cm3)にて換算した。(アルキメデス法:F=−ρVg)
ガス発生量=試験後容積−試験前容積
各サンプル2回測定を行い、そのガス発生量の平均値が1mL以上のものを×、1mL以下のものを○とした。
(9) Gas generation test A laminate sheet was cut into a certain size and packed into a pack (6 cm × 8 cm) using an impulse sealer. Three samples cut to 10 cm × 10 cm were folded, inserted into a Lamipack, and vacuum-dried at 80 ° C. for 12 hours. An electrolytic solution (LIPASTE-E2MEC / PF1: manufactured by Toyama Pharmaceutical Co., Ltd.) (0.4 mL) was added and the opening of the Lamipack was sealed with a sealer.
This was stored in an oven set at 85 ° C. for 3 days, the weight before and after the test was measured, and the volume was calculated by the Archimedes method. The weight was converted by the density of water (20 ° C .: 0.9982 g / cm 3). (Archimedes method: F = -ρVg)
Gas generation amount = volume after test-volume before test Each sample was measured twice, and the average value of the gas generation amount was 1 mL or more and x was 1 mL or less.
a.正極の作成
正極活物質としてリチウムコバルト複合酸化物(LiCoO2)を92.2質量%、導電材としてリン片状グラファイトとアセチレンブラックをそれぞれ2.3質量%、バインダーとしてポリフッ化ビニリデン(PVDF)3.2質量%をN−メチルピロリドン(NMP)中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20μmのアルミニウム箔の片面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。この時、正極の活物質塗布量は250g/m2、活物質嵩密度は3.00g/cm3になるようにした。
b.負極の作成
負極活物質として人造グラファイト96.9質量%、バインダーとしてカルボキシメチルセルロースのアンモニウム塩1.4質量%とスチレン−ブタジエン共重合体ラテックス1.7質量%を精製水中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厚さ12μmの銅箔の片面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。この時、負極の活物質塗布量は106g/m2、活物質嵩密度は1.35g/cm3になるようにした。
a. Preparation of positive electrode 92.2% by mass of lithium cobalt composite oxide (LiCoO 2 ) as a positive electrode active material, 2.3% by mass of flake graphite and acetylene black as a conductive material, and polyvinylidene fluoride (PVDF) 3 as a binder A slurry was prepared by dispersing 2% by mass in N-methylpyrrolidone (NMP). This slurry was applied to one side of a 20 μm thick aluminum foil serving 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. At this time, the active material coating amount of the positive electrode was 250 g / m 2 , and the active material bulk density was 3.00 g / cm 3 .
b. Preparation of negative electrode A slurry was prepared by dispersing 96.9% by mass of artificial graphite as a negative electrode active material, 1.4% by mass of ammonium salt of carboxymethyl cellulose and 1.7% by mass of styrene-butadiene copolymer latex as a binder in purified water. did. This slurry was applied to one side of a 12 μm thick copper foil serving 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. At this time, the active material application amount of the negative electrode was set to 106 g / m 2 , and the active material bulk density was set to 1.35 g / cm 3 .
(10)接着性試験
上記正極及び負極を幅20mm、長さ40mmにカットする。この電極上にエチレンカーボネーとジエチルカーボネートを2:3の比率(体積比)にて混合した電解液(富山薬品工業製)を電極が浸る程度にたらし、この上にセパレータを重ねた。この積層体をアルミジップに入れ、80℃、10MPaの条件で、2分間プレスを行ったあと、積層体を取り出し、セパレータを電極から剥がす。このとき、セパレータに電極の活物質が、面積にして30%以上付着した場合を接着性○とし、30%未満の場合を×とした。
(10) Adhesion test The positive electrode and the negative electrode are cut into a width of 20 mm and a length of 40 mm. An electrolyte solution (manufactured by Toyama Pharmaceutical Co., Ltd.) in which ethylene carbonate and diethyl carbonate were mixed at a ratio (volume ratio) of 2: 3 was placed on this electrode to such an extent that the electrode was immersed, and a separator was stacked thereon. This laminated body is put in an aluminum zip and pressed at 80 ° C. and 10 MPa for 2 minutes, and then the laminated body is taken out and the separator is peeled off from the electrode. At this time, the case where the active material of the electrode adhered to the separator in an area of 30% or more was defined as adhesion ○, and the case where it was less than 30% was evaluated as x.
(11)塗工液の製造例
<アクリルエマルジョンの製造>
[製造例1]
撹拌機、還流冷却器、滴下槽および温度計を取りつけた反応容器に、水64部とペレックス SS−L(花王製アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム 固形分45%)0.25部とを投入した。さらに、反応容器温度を80℃に保ったまま、過硫酸アンモニウム(2%水溶液)を0.15部、前記反応容器に添加した。
添加した5分後に、以下のとおり作製した乳化液を、滴下槽から前記反応容器に150分かけて滴下した。
乳化液の作製:
メタクリル酸メチル(MMA)24部、アクリル酸ブチル(BA)34部、アクリル酸(AA)1.5部、n−ドデシルメルカプタン(nDDM)0.1部、ペレックス SS−L1.5部、過硫酸アンモニウム0.15部、および水69部を、ホモミキサーにより6000rpmで5分間混合して乳化液を作製した。
乳化液滴下終了後、反応容器温度を80℃に保ったまま60分維持し、その後室温まで冷却した。次に、前記反応容器に25%アンモニア水溶液を添加してpH8.0に調整し、さらに水を加え、固形分含有率40質量%に調整し、得られたアクリルエマルジョンを塗工液1とした。また、得られたアクリルエマルジョン中のアクリル系樹脂のガラス転移温度(Tg)の計算値を表1に示した。
(11) Manufacturing example of coating liquid <Manufacture of acrylic emulsion>
[Production Example 1]
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a reflux condenser, a dropping tank, and a thermometer, 64 parts of water and 0.25 part of Perex SS-L (Sodium alkyldiphenyl ether disulfonate 45% manufactured by Kao) were charged. Furthermore, 0.15 parts of ammonium persulfate (2% aqueous solution) was added to the reaction vessel while maintaining the reaction vessel temperature at 80 ° C.
Five minutes after the addition, an emulsion prepared as follows was dropped from the dropping tank to the reaction vessel over 150 minutes.
Preparation of emulsion:
Methyl methacrylate (MMA) 24 parts, butyl acrylate (BA) 34 parts, acrylic acid (AA) 1.5 parts, n-dodecyl mercaptan (nDDM) 0.1 part, Plex SS-L 1.5 parts, ammonium persulfate An emulsion was prepared by mixing 0.15 part and 69 parts of water with a homomixer at 6000 rpm for 5 minutes.
After completion of the emulsified droplet dropping, the reaction vessel temperature was maintained at 80 ° C. for 60 minutes and then cooled to room temperature. Next, a 25% aqueous ammonia solution was added to the reaction vessel to adjust the pH to 8.0, water was further added to adjust the solid content to 40% by mass, and the resulting acrylic emulsion was used as a coating solution 1. . The calculated values of the glass transition temperature (Tg) of the acrylic resin in the obtained acrylic emulsion are shown in Table 1.
[製造例2〜14]
表1に示した原材料の種類と使用量としたこと以外は、[製造例1]と同様にして、各塗工液2〜14を得た。
[Production Examples 2 to 14]
Except having set it as the kind and usage-amount of the raw material shown in Table 1, it carried out similarly to [Manufacture example 1], and obtained each coating liquid 2-14.
[実施例1]
粘度平均分子量25万、融点137℃の高密度ポリエチレン1を14.25質量部、粘度平均分子量70万、融点137℃の高密度ポリエチレン2を14.25質量部、粘度平均分子量40万、融点163℃のポリプロピレン1.5質量部、酸化防止剤としてテトラキス−[メチレン−(3’、5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタンを0.2質量部配合し原料を調整した。
各配合物は口径25mmL/D=48の二軸押出機フィーダーを介して投入した。さらに、流動パラフィン68質量部をサイドフィードでそれぞれの押出機に注入し、押出量が1時間当たり16kgとなるように調整し、200℃、200rpmの条件で混練した後、Tダイから200℃の条件で押出した。ただちに、40℃に調温したキャストロールで冷却固化させ、所望の厚みのシートを成形した。このシートを表3の条件にて同時二軸延伸機7×7倍に延伸した後、塩化メチレンに浸漬して、流動パラフィンを抽出除去後乾燥し、テンター延伸機により横方向に延伸した。その後、この延伸シートを幅方向に緩和して熱処理を行い、ポリオレフィン微多孔膜を得た。得られた微多孔膜の物性を表3に示す。
[Example 1]
14.25 parts by mass of high density polyethylene 1 having a viscosity average molecular weight of 250,000 and a melting point of 137 ° C., 14.25 parts by mass of high density polyethylene 2 having a viscosity average molecular weight of 700,000 and a melting point of 137 ° C., a viscosity average molecular weight of 400,000, a melting point of 163 1.5 parts by mass of polypropylene at 0 ° C. and 0.2 parts by mass of tetrakis- [methylene- (3 ′, 5′-di-t-butyl-4′-hydroxyphenyl) propionate] methane as an antioxidant are blended as raw materials. It was adjusted.
Each blend was charged through a twin screw extruder feeder with a caliber of 25 mL / D = 48. Furthermore, 68 parts by mass of liquid paraffin was injected into each extruder by side feed, adjusted so that the extrusion amount was 16 kg per hour, kneaded under the conditions of 200 ° C. and 200 rpm, Extruded under conditions. Immediately, the sheet was cooled and solidified with a cast roll adjusted to 40 ° C. to form a sheet having a desired thickness. This sheet was stretched 7 × 7 times at the same time as in Table 3 under the conditions shown in Table 3, and then immersed in methylene chloride to extract and dry the liquid paraffin, and stretched in the transverse direction by a tenter stretching machine. Thereafter, the stretched sheet was relaxed in the width direction and heat-treated to obtain a polyolefin microporous film. Table 3 shows the physical properties of the obtained microporous membrane.
表2記載の基材Aを用いて接着性セパレータを作製した。表1の塗工液7.5質量部を92.5質量部の水に均一に分散させて塗布液を調製し、上記ポリオレフィン樹脂多孔膜の表面にグラビアコーターを用いて塗布した。60℃にて乾燥して水を除去した。さらに、もう片面も同様にして塗布液を塗工し、乾燥させることにより蓄電デバイス用セパレータを得た。得られたセパレータの物性および評価結果は表3に示す。 An adhesive separator was prepared using the base material A described in Table 2. A coating solution was prepared by uniformly dispersing 7.5 parts by mass of the coating solution shown in Table 1 in 92.5 parts by mass of water, and applied to the surface of the polyolefin resin porous film using a gravure coater. Water was removed by drying at 60 ° C. Furthermore, the other side was similarly coated with a coating solution and dried to obtain an electricity storage device separator. The physical properties and evaluation results of the obtained separator are shown in Table 3.
[実施例2〜6]
表1の塗工液2〜6を用いた以外は実施例1と同様にして、蓄電デバイス用セパレータを作製した。得られたセパレータの物性および評価結果は表3に示す。
[Examples 2 to 6]
An electricity storage device separator was produced in the same manner as in Example 1 except that the coating liquids 2 to 6 in Table 1 were used. The physical properties and evaluation results of the obtained separator are shown in Table 3.
[実施例7]
表2記載の基材B及び塗工液7を用いた以外は、実施例1と同様にして、蓄電デバイス用セパレータを作製した。得られたセパレータの物性および評価結果は表3に示す。
[Example 7]
A separator for an electricity storage device was produced in the same manner as in Example 1 except that the base material B and the coating liquid 7 shown in Table 2 were used. The physical properties and evaluation results of the obtained separator are shown in Table 3.
[実施例8]
表2記載の基材Aに、表1記載の塗工液8をスプレーにて塗布した。60℃にて乾燥して水を除去した。さらに、もう片面も同様にして塗布液8を塗工し、乾燥させることにより蓄電デバイス用セパレータを得た。得られたセパレータの物性は表1に示す。電子顕微鏡にて、塗工状態を確認したところ、平均の粒子径は30μmであった。得られたセパレータの物性および評価結果は表3に示す。
[Example 8]
The coating liquid 8 described in Table 1 was applied to the substrate A described in Table 2 by spraying. Water was removed by drying at 60 ° C. Furthermore, the other side was similarly coated with the coating liquid 8 and dried to obtain a separator for an electricity storage device. The physical properties of the obtained separator are shown in Table 1. When the coating state was confirmed with an electron microscope, the average particle size was 30 μm. The physical properties and evaluation results of the obtained separator are shown in Table 3.
[実施例9]
表2記載の基材Cに、表1記載の塗工9を用いた以外は、実施例1と同様にして、蓄電デバイス用セパレータを作製した。得られたセパレータの物性および評価結果は表3に示す。
[Example 9]
A separator for an electricity storage device was produced in the same manner as in Example 1 except that the coating 9 shown in Table 1 was used for the substrate C shown in Table 2. The physical properties and evaluation results of the obtained separator are shown in Table 3.
[実施例10]
表2記載の基材Dに、表1記載の塗工液10を用いた以外は、実施例1と同様にして、蓄電デバイス用セパレータを作製した。得られたセパレータの物性および評価結果は表3に示す。
[Example 10]
A separator for an electricity storage device was produced in the same manner as in Example 1 except that the coating liquid 10 shown in Table 1 was used for the substrate D shown in Table 2. The physical properties and evaluation results of the obtained separator are shown in Table 3.
[実施例11]
表2記載の基材Eに、表1記載の塗工液11を用いた以外は、実施例1と同様にして、蓄電デバイス用セパレータを作製した。得られたセパレータの物性および評価結果は表3に示す。
[Example 11]
A separator for an electricity storage device was produced in the same manner as in Example 1 except that the coating liquid 11 shown in Table 1 was used for the substrate E shown in Table 2. The physical properties and evaluation results of the obtained separator are shown in Table 3.
[実施例12]
表2記載の基材Fに、表1記載の塗工液12を用いた以外は、実施例1と同様にして、蓄電デバイス用セパレータを作製した。得られたセパレータの物性および評価結果は表3に示す。
[Example 12]
A separator for an electricity storage device was produced in the same manner as in Example 1 except that the coating liquid 12 shown in Table 1 was used for the substrate F shown in Table 2. The physical properties and evaluation results of the obtained separator are shown in Table 3.
[比較例1]
表1記載の塗工液13を半透膜(ヴィスキングチューブ(孔径5nm))にて流水で7 日間抽出することによって、水性物を分離除去して、ポリマー粒子の水分散液を得た。この塗工液を用い、実施例1と同様にして、蓄電デバイス用セパレータを作製した。得られたセパレータの物性および評価結果は表4に示す。
[Comparative Example 1]
The coating liquid 13 shown in Table 1 was extracted with flowing water for 7 days with a semipermeable membrane (Visking tube (pore diameter 5 nm)) to separate and remove aqueous substances, thereby obtaining an aqueous dispersion of polymer particles. Using this coating liquid, an electricity storage device separator was produced in the same manner as in Example 1. Table 4 shows the physical properties and evaluation results of the separators obtained.
[比較例2]
表2記載の基材Aに、表1記載の塗工液14を用いた以外は、実施例1と同様にして、蓄電デバイス用セパレータを作製した。得られたセパレータの物性および評価結果は表4に示す。
A separator for an electricity storage device was produced in the same manner as in Example 1 except that the coating liquid 14 shown in Table 1 was used for the substrate A shown in Table 2. Table 4 shows the physical properties and evaluation results of the separators obtained.
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