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JP7474115B2 - Separator for non-aqueous secondary battery and non-aqueous secondary battery - Google Patents

Separator for non-aqueous secondary battery and non-aqueous secondary battery Download PDF

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JP7474115B2 JP2020093547A JP2020093547A JP7474115B2 JP 7474115 B2 JP7474115 B2 JP 7474115B2 JP 2020093547 A JP2020093547 A JP 2020093547A JP 2020093547 A JP2020093547 A JP 2020093547A JP 7474115 B2 JP7474115 B2 JP 7474115B2
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Description

本開示は、非水系二次電池用セパレータ及び非水系二次電池に関する。 This disclosure relates to a separator for a non-aqueous secondary battery and a non-aqueous secondary battery.

非水系二次電池を構成する部材の一つであるセパレータには、電池の安全性を担保するために、電池内部が高温になっても容易に破膜したり収縮したりしない耐熱性が要求される。耐熱性を高めたセパレータとして、無機粒子を含有する多孔質層を多孔質基材上に備えたセパレータが知られている。例えば、特許文献1及び2には、樹脂と無機粒子とを含有する多孔質層を多孔質基材上に備えたセパレータが開示されている。 The separator, which is one of the components that make up a non-aqueous secondary battery, is required to have heat resistance so that it does not easily break or shrink even when the temperature inside the battery becomes high, in order to ensure the safety of the battery. A separator with improved heat resistance is known to have a porous layer containing inorganic particles on a porous substrate. For example, Patent Documents 1 and 2 disclose a separator with a porous layer containing resin and inorganic particles on a porous substrate.

国際公開第2019/146155号International Publication No. 2019/146155 特開2016-033913号公報JP 2016-033913 A

多孔質基材上に設ける多孔質層の耐熱性を向上させる方策として、多孔質層に含まれる無機粒子の含有量を多くする方策がある。ただし、無機粒子の含有量が多いと、多孔質層を形成するための塗工液の粘度が高くなったり、塗工液の粘度が経時で上昇したりすることがある。塗工液の粘度が高いと、多孔質層の形成が難しくなり、セパレータの生産性が低下する。 One way to improve the heat resistance of the porous layer provided on the porous substrate is to increase the content of inorganic particles in the porous layer. However, if the content of inorganic particles is high, the viscosity of the coating liquid used to form the porous layer may increase, or the viscosity of the coating liquid may increase over time. If the viscosity of the coating liquid is high, it becomes difficult to form the porous layer, and the productivity of the separator decreases.

本開示の実施形態は、上記状況のもとになされた。
本開示の実施形態は、耐熱性に優れ、且つ、生産性の高い非水系二次電池用セパレータを提供することを目的とし、これを達成することを課題とする。
The embodiments of the present disclosure have been made under the above circumstances.
An object of the embodiments of the present disclosure is to provide a separator for a nonaqueous secondary battery that is excellent in heat resistance and can be easily produced, and an object of the present disclosure is to achieve this object.

前記課題を解決するための具体的手段には、以下の態様が含まれる。 Specific means for solving the above problems include the following:

<1> 多孔質基材と、
前記多孔質基材の片面又は両面に設けられた、樹脂及び無機粒子を含有する耐熱性多孔質層と、を備え、
前記耐熱性多孔質層に占める前記無機粒子の質量割合が50質量%以上90質量%以下であり、
前記無機粒子が、金属硫酸塩粒子である第一の無機粒子と、金属硫酸塩粒子以外の第二の無機粒子とを含む、
非水系二次電池用セパレータ。
<2> 前記耐熱性多孔質層に含まれる前記第一の無機粒子と前記第二の無機粒子との質量比(第一の無機粒子:第二の無機粒子)が90:10~10:90である、<1>に記載の非水系二次電池用セパレータ。
<3> 前記第一の無機粒子の平均一次粒径が0.01μm以上0.3μm以下である、<1>又は<2>に記載の非水系二次電池用セパレータ。
<4> 前記第二の無機粒子の平均一次粒径が0.4μm以上2.0μm以下である、<1>~<3>のいずれか1項に記載の非水系二次電池用セパレータ。
<5> 前記第二の無機粒子が金属水酸化物粒子である、<1>~<4>のいずれか1項に記載の非水系二次電池用セパレータ。
<6> 前記耐熱性多孔質層に含まれる前記第一の無機粒子と前記第二の無機粒子との質量比(第一の無機粒子:第二の無機粒子)が80:20~40:60である、<1>~<5>のいずれか1項に記載の非水系二次電池用セパレータ。
<7> 前記耐熱性多孔質層に占める前記無機粒子の質量割合が60質量%以上80質量%以下である、<1>~<6>のいずれか1項に記載の非水系二次電池用セパレータ。
<8> 前記樹脂が、カルボキシ基及びエステル結合を有しないポリフッ化ビニリデン系樹脂を含む、<1>~<7>のいずれか1項に記載の非水系二次電池用セパレータ。
<9> 正極と、負極と、前記正極及び前記負極の間に配置された<1>~<8>のいずれか1項に記載の非水系二次電池用セパレータと、を備え、リチウムイオンのドープ及び脱ドープにより起電力を得る非水系二次電池。
<1> A porous substrate,
A heat-resistant porous layer containing a resin and inorganic particles provided on one or both sides of the porous substrate,
a mass ratio of the inorganic particles in the heat-resistant porous layer is 50 mass% or more and 90 mass% or less;
The inorganic particles include first inorganic particles which are metal sulfate particles and second inorganic particles which are not metal sulfate particles.
Separator for non-aqueous secondary batteries.
<2> The separator for a nonaqueous secondary battery according to <1>, wherein a mass ratio of the first inorganic particles to the second inorganic particles (first inorganic particles:second inorganic particles) contained in the heat-resistant porous layer is 90:10 to 10:90.
<3> The separator for a nonaqueous secondary battery according to <1> or <2>, wherein the first inorganic particles have an average primary particle size of 0.01 μm or more and 0.3 μm or less.
<4> The separator for a nonaqueous secondary battery according to any one of <1> to <3>, wherein the second inorganic particles have an average primary particle size of 0.4 μm or more and 2.0 μm or less.
<5> The separator for a nonaqueous secondary battery according to any one of <1> to <4>, wherein the second inorganic particles are metal hydroxide particles.
<6> The separator for a nonaqueous secondary battery according to any one of <1> to <5>, wherein a mass ratio of the first inorganic particles to the second inorganic particles (first inorganic particles:second inorganic particles) contained in the heat-resistant porous layer is 80:20 to 40:60.
<7> The separator for a nonaqueous secondary battery according to any one of <1> to <6>, wherein a mass ratio of the inorganic particles in the heat-resistant porous layer is 60 mass % or more and 80 mass % or less.
<8> The separator for a nonaqueous secondary battery according to any one of <1> to <7>, wherein the resin contains a polyvinylidene fluoride resin having no carboxy group and no ester bond.
<9> A nonaqueous secondary battery comprising: a positive electrode; a negative electrode; and the separator for a nonaqueous secondary battery according to any one of <1> to <8>, the separator being disposed between the positive electrode and the negative electrode, the nonaqueous secondary battery generating electromotive force by doping and dedoping lithium ions.

本開示によれば、耐熱性に優れ、且つ、生産性の高い非水系二次電池用セパレータが提供される。 This disclosure provides a separator for a non-aqueous secondary battery that has excellent heat resistance and is highly manufacturable.

以下に、本開示の実施形態について説明する。これらの説明及び実施例は実施形態を例示するものであり、実施形態の範囲を制限するものではない。 Embodiments of the present disclosure are described below. These descriptions and examples are intended to illustrate the embodiments and are not intended to limit the scope of the embodiments.

本開示において「~」を用いて示された数値範囲は、「~」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。
本開示中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
In the present disclosure, a numerical range indicated using "to" indicates a range that includes the numerical values before and after "to" as the minimum and maximum values, respectively.
In the numerical ranges described in the present disclosure in stages, the upper or lower limit value described in one numerical range may be replaced with the upper or lower limit value of another numerical range described in stages. In addition, in the numerical ranges described in the present disclosure, the upper or lower limit value of the numerical range may be replaced with a value shown in the examples.

本開示において「工程」との語は、独立した工程だけでなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。 In this disclosure, the term "process" includes not only independent processes, but also processes that cannot be clearly distinguished from other processes, as long as the intended purpose of the process is achieved.

本開示において組成物中の各成分の量について言及する場合、組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合には、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計量を意味する。 In this disclosure, when referring to the amount of each component in a composition, if there are multiple substances corresponding to each component in the composition, this refers to the total amount of those multiple substances present in the composition, unless otherwise specified.

本開示において各成分に該当する粒子は複数種含んでいてもよい。組成物中に各成分に該当する粒子が複数種存在する場合、各成分の粒径は、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の粒子の混合物についての値を意味する。 In this disclosure, the particles corresponding to each component may include multiple types. When multiple types of particles corresponding to each component are present in the composition, the particle size of each component means the value for the mixture of the multiple types of particles present in the composition, unless otherwise specified.

本開示において、MD(Machine Direction)とは、長尺状に製造される多孔質基材及びセパレータにおいて長尺方向を意味し、TD(transverse direction)とは、多孔質基材及びセパレータの面方向においてMDに直交する方向を意味する。本開示において、TDを「幅方向」ともいう。 In this disclosure, MD (machine direction) refers to the longitudinal direction of the porous substrate and separator that are manufactured in a long shape, and TD (transverse direction) refers to the direction perpendicular to the MD in the planar direction of the porous substrate and separator. In this disclosure, TD is also referred to as the "width direction."

本開示において、セパレータを構成する各層の積層関係について「上」及び「下」で表現する場合、多孔質基材に対してより近い層について「下」といい、多孔質基材に対してより遠い層について「上」という。 In this disclosure, when the stacking relationship of the layers constituting the separator is expressed as "upper" and "lower," the layer closer to the porous substrate is referred to as "lower," and the layer farther from the porous substrate is referred to as "upper."

本開示において耐熱性樹脂とは、融点が200℃以上の樹脂、又は、融点を有さず分解温度が200℃以上の樹脂を指す。つまり、本開示における耐熱性樹脂とは、200℃未満の温度領域で溶融及び分解を起こさない樹脂である。 In this disclosure, a heat-resistant resin refers to a resin with a melting point of 200°C or higher, or a resin that does not have a melting point and has a decomposition temperature of 200°C or higher. In other words, a heat-resistant resin in this disclosure is a resin that does not melt or decompose in a temperature range below 200°C.

<非水系二次電池用セパレータ>
本開示の非水系二次電池用セパレータ(本開示において単に「セパレータ」ともいう。)は、多孔質基材と、多孔質基材の片面又は両面に設けられた耐熱性多孔質層とを備える。
<Separator for non-aqueous secondary battery>
The nonaqueous secondary battery separator of the present disclosure (also simply referred to as "separator" in the present disclosure) includes a porous substrate and a heat-resistant porous layer provided on one or both sides of the porous substrate.

本開示のセパレータにおいて耐熱性多孔質層は、樹脂及び無機粒子を含有し、
耐熱性多孔質層に占める無機粒子の質量割合が50質量%以上90質量%以下であり、
無機粒子が、金属硫酸塩粒子である第一の無機粒子と、金属硫酸塩粒子以外の第二の無機粒子とを含む。
In the separator of the present disclosure, the heat-resistant porous layer contains a resin and inorganic particles,
The mass ratio of the inorganic particles in the heat-resistant porous layer is 50 mass% or more and 90 mass% or less,
The inorganic particles include first inorganic particles which are metal sulfate particles and second inorganic particles other than metal sulfate particles.

本開示のセパレータにおいて耐熱性多孔質層に占める無機粒子の質量割合は、セパレータの耐熱性の観点から、50質量%以上であり、耐熱性多孔質層を形成するための塗工液の粘度を低く抑える観点、耐熱性多孔質層が多孔質基材から剥がれにくい観点、及び耐熱性多孔質層が電極との接着性に優れる観点から、90質量%以下である。 In the separator of the present disclosure, the mass ratio of inorganic particles in the heat-resistant porous layer is 50% by mass or more from the viewpoint of the heat resistance of the separator, and is 90% by mass or less from the viewpoint of keeping the viscosity of the coating liquid for forming the heat-resistant porous layer low, the viewpoint of preventing the heat-resistant porous layer from peeling off from the porous substrate, and the viewpoint of excellent adhesion of the heat-resistant porous layer to the electrode.

本開示のセパレータにおいて耐熱性多孔質層は、金属硫酸塩粒子である第一の無機粒子と、金属硫酸塩粒子以外の第二の無機粒子とを含む。耐熱性多孔質層の耐熱性を高めるために、本実施形態においては耐熱性多孔質層に占める無機粒子の質量割合が50質量%以上であるところ、耐熱性多孔質層を形成するための塗工液の経時での粘度上昇を抑制するために、無機粒子の一部を金属硫酸塩粒子とする。ただし、無機粒子の全部が金属硫酸塩粒子であると、調製直後の塗工液の粘度が比較的高いので、無機粒子の一部を金属硫酸塩粒子以外の無機粒子とする。 In the separator of the present disclosure, the heat-resistant porous layer contains first inorganic particles that are metal sulfate particles and second inorganic particles other than metal sulfate particles. In this embodiment, in order to increase the heat resistance of the heat-resistant porous layer, the mass ratio of the inorganic particles in the heat-resistant porous layer is 50 mass% or more, and in order to suppress the increase in viscosity over time of the coating liquid for forming the heat-resistant porous layer, some of the inorganic particles are metal sulfate particles. However, if all of the inorganic particles are metal sulfate particles, the viscosity of the coating liquid immediately after preparation is relatively high, so some of the inorganic particles are inorganic particles other than metal sulfate particles.

以上の各構成の作用によって、本開示のセパレータは、高温下(例えば150℃下)において収縮しにくいという耐熱性に優れ、且つ、耐熱性多孔質層の形成が容易であり生産性が高い。 As a result of the action of each of the above components, the separator of the present disclosure has excellent heat resistance, i.e., is less likely to shrink at high temperatures (e.g., below 150°C), and the heat-resistant porous layer is easy to form, making it highly productive.

以下、本開示のセパレータが有する多孔質基材及び耐熱性多孔質層の詳細を説明する。 The porous substrate and heat-resistant porous layer of the separator of the present disclosure are described in detail below.

[多孔質基材]
本開示において多孔質基材とは、内部に空孔ないし空隙を有する基材を意味する。このような基材としては、微多孔膜;繊維状物からなる、不織布、紙等の多孔性シート;これら微多孔膜や多孔性シートに他の多孔性の層を1層以上積層した複合多孔質シート;などが挙げられる。本開示においては、セパレータの薄膜化及び強度の観点から、微多孔膜が好ましい。微多孔膜とは、内部に多数の微細孔を有し、これら微細孔が連結された構造となっており、一方の面から他方の面へと気体あるいは液体が通過可能となった膜を意味する。
[Porous substrate]
In the present disclosure, the porous substrate means a substrate having pores or gaps inside. Examples of such substrates include microporous membranes; porous sheets such as nonwoven fabrics and paper made of fibrous materials; composite porous sheets obtained by laminating one or more other porous layers on these microporous membranes or porous sheets; and the like. In the present disclosure, from the viewpoint of thinning and strength of the separator, microporous membranes are preferred. The microporous membrane means a membrane having a large number of micropores inside, a structure in which these micropores are connected, and which allows gas or liquid to pass from one surface to the other surface.

多孔質基材の材料としては、電気絶縁性を有する材料が好ましく、有機材料又は無機材料のいずれでもよい。 The material for the porous substrate is preferably an electrically insulating material, and may be either an organic material or an inorganic material.

多孔質基材は、多孔質基材にシャットダウン機能を付与するため、熱可塑性樹脂を含むことが望ましい。シャットダウン機能とは、電池温度が高まった際に、構成材料が溶解して多孔質基材の孔を閉塞することによりイオンの移動を遮断し、電池の熱暴走を防止する機能をいう。熱可塑性樹脂としては、融点200℃未満の熱可塑性樹脂が好ましい。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル;ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン;などが挙げられ、中でもポリオレフィンが好ましい。 The porous substrate desirably contains a thermoplastic resin to provide the porous substrate with a shutdown function. The shutdown function refers to a function in which, when the battery temperature rises, the constituent materials dissolve and block the pores of the porous substrate, thereby blocking the movement of ions and preventing thermal runaway of the battery. The thermoplastic resin is preferably a thermoplastic resin with a melting point of less than 200°C. Examples of the thermoplastic resin include polyesters such as polyethylene terephthalate; polyolefins such as polyethylene and polypropylene; and the like; among which polyolefins are preferred.

多孔質基材としては、ポリオレフィンを含む微多孔膜(本開示において「ポリオレフィン微多孔膜」という。)が好ましい。ポリオレフィン微多孔膜としては、例えば、従来の電池セパレータに適用されているポリオレフィン微多孔膜が挙げられ、この中から十分な力学特性とイオン透過性を有するものを選択することが望ましい。 As the porous substrate, a microporous membrane containing polyolefin (referred to as a "polyolefin microporous membrane" in this disclosure) is preferable. Examples of polyolefin microporous membranes include polyolefin microporous membranes that are used in conventional battery separators, and it is desirable to select one from these that has sufficient mechanical properties and ion permeability.

ポリオレフィン微多孔膜は、シャットダウン機能を発現する観点から、ポリエチレンを含む微多孔膜が好ましく、ポリエチレンの含有量としては、ポリオレフィン微多孔膜全体の質量に対して95質量%以上が好ましい。 From the viewpoint of exhibiting a shutdown function, the polyolefin microporous membrane is preferably a microporous membrane containing polyethylene, and the polyethylene content is preferably 95% by mass or more based on the total mass of the polyolefin microporous membrane.

ポリオレフィン微多孔膜は、高温に曝されたときに容易に破膜しない耐熱性を備える観点から、ポリプロピレンを含む微多孔膜が好ましい。 The polyolefin microporous film is preferably a microporous film containing polypropylene, from the viewpoint of heat resistance that does not easily break when exposed to high temperatures.

ポリオレフィン微多孔膜は、シャットダウン機能と、高温に曝されたときに容易に破膜しない耐熱性とを備える観点から、ポリエチレン及びポリプロピレンを含むポリオレフィン微多孔膜が好ましい。ポリエチレン及びポリプロピレンを含むポリオレフィン微多孔膜としては、ポリエチレンとポリプロピレンが1つの層において混在している微多孔膜が挙げられる。該微多孔膜においては、シャットダウン機能と耐熱性の両立という観点から、95質量%以上のポリエチレンと5質量%以下のポリプロピレンとを含むことが好ましい。また、シャットダウン機能と耐熱性の両立という観点からは、2層以上の積層構造を備え、少なくとも1層はポリエチレンを含み、少なくとも1層はポリプロピレンを含む構造のポリオレフィン微多孔膜も好ましい。 From the viewpoint of providing a shutdown function and heat resistance that does not easily break when exposed to high temperatures, the polyolefin microporous film is preferably a polyolefin microporous film containing polyethylene and polypropylene. Examples of polyolefin microporous films containing polyethylene and polypropylene include microporous films in which polyethylene and polypropylene are mixed in one layer. From the viewpoint of achieving both the shutdown function and heat resistance, the microporous film preferably contains 95% by mass or more of polyethylene and 5% by mass or less of polypropylene. Also, from the viewpoint of achieving both the shutdown function and heat resistance, a polyolefin microporous film having a laminated structure of two or more layers, at least one layer containing polyethylene and at least one layer containing polypropylene, is also preferred.

ポリオレフィン微多孔膜に含まれるポリオレフィンとしては、重量平均分子量(Mw)が10万~500万のポリオレフィンが好ましい。ポリオレフィンのMwが10万以上であると、微多孔膜に十分な力学特性を付与できる。一方、ポリオレフィンのMwが500万以下であると、微多孔膜のシャットダウン特性が良好であるし、微多孔膜の成形がしやすい。 The polyolefin contained in the polyolefin microporous membrane is preferably a polyolefin having a weight average molecular weight (Mw) of 100,000 to 5,000,000. When the Mw of the polyolefin is 100,000 or more, the microporous membrane can be given sufficient mechanical properties. On the other hand, when the Mw of the polyolefin is 5,000,000 or less, the microporous membrane has good shutdown properties and is easy to mold.

ポリオレフィン微多孔膜の製造方法としては、溶融したポリオレフィン樹脂をT-ダイから押し出してシート化し、これを結晶化処理した後延伸し、次いで熱処理をして微多孔膜とする方法:流動パラフィンなどの可塑剤と一緒に溶融したポリオレフィン樹脂をT-ダイから押し出し、これを冷却してシート化し、延伸した後、可塑剤を抽出し熱処理をして微多孔膜とする方法;などが挙げられる。 Methods for producing a microporous polyolefin membrane include a method in which molten polyolefin resin is extruded through a T-die to form a sheet, which is crystallized, stretched, and then heat-treated to form a microporous membrane; a method in which molten polyolefin resin together with a plasticizer such as liquid paraffin is extruded through a T-die, cooled to form a sheet, stretched, the plasticizer is extracted, and the sheet is heat-treated to form a microporous membrane; and the like.

繊維状物からなる多孔性シートとしては、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル;ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン;全芳香族ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルイミド等の耐熱性樹脂;セルロース;などの繊維状物からなる、不織布、紙等の多孔性シートが挙げられる。 Examples of porous sheets made of fibrous materials include nonwoven fabrics, paper, and other porous sheets made of fibrous materials such as polyesters such as polyethylene terephthalate; polyolefins such as polyethylene and polypropylene; heat-resistant resins such as wholly aromatic polyamide, polyamideimide, polyimide, polyethersulfone, polysulfone, polyetherketone, and polyetherimide; and cellulose.

複合多孔質シートとしては、微多孔膜や繊維状物からなる多孔性シートに、機能層を積層したシートが挙げられる。このような複合多孔質シートは、機能層によってさらなる機能付加が可能となる観点から好ましい。機能層としては、例えば耐熱性を付与するという観点からは、耐熱性樹脂からなる多孔性の層や、耐熱性樹脂及び無機フィラーからなる多孔性の層が挙げられる。耐熱性樹脂としては、全芳香族ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリエーテルケトン及びポリエーテルイミドから選ばれる1種又は2種以上の耐熱性樹脂が挙げられる。無機フィラーとしては、アルミナ等の金属酸化物;水酸化マグネシウム等の金属水酸化物;などが挙げられる。複合化の手法としては、微多孔膜や多孔性シートに機能層を塗工する方法、微多孔膜や多孔性シートと機能層とを接着剤で接合する方法、微多孔膜や多孔性シートと機能層とを熱圧着する方法等が挙げられる。 Examples of composite porous sheets include sheets in which a functional layer is laminated on a porous sheet made of a microporous membrane or a fibrous material. Such composite porous sheets are preferable from the viewpoint of enabling the addition of further functions by the functional layer. From the viewpoint of imparting heat resistance, examples of functional layers include a porous layer made of a heat-resistant resin, and a porous layer made of a heat-resistant resin and an inorganic filler. Examples of heat-resistant resins include one or more heat-resistant resins selected from wholly aromatic polyamide, polyamideimide, polyimide, polyethersulfone, polysulfone, polyetherketone, and polyetherimide. Examples of inorganic fillers include metal oxides such as alumina; metal hydroxides such as magnesium hydroxide; and the like. Examples of methods for compounding include a method of coating a functional layer on a microporous membrane or a porous sheet, a method of bonding a microporous membrane or a porous sheet to a functional layer with an adhesive, and a method of thermocompression bonding a microporous membrane or a porous sheet to a functional layer.

多孔質基材の表面には、耐熱性多孔質層を形成するための塗工液との濡れ性を向上させる目的で、多孔質基材の性質を損なわない範囲で、各種の表面処理を施してもよい。表面処理としては、コロナ処理、プラズマ処理、火炎処理、紫外線照射処理等が挙げられる。 The surface of the porous substrate may be subjected to various surface treatments to improve wettability with the coating liquid for forming the heat-resistant porous layer, as long as the properties of the porous substrate are not impaired. Examples of surface treatments include corona treatment, plasma treatment, flame treatment, and ultraviolet irradiation treatment.

[多孔質基材の特性]
多孔質基材の厚さは、電池のエネルギー密度を高める観点から、25μm以下が好ましく、20μm以下がより好ましく、15μm以下が更に好ましく、セパレータの製造歩留り及び電池の製造歩留りの観点から、3μm以上が好ましく、5μm以上がより好ましい。
[Characteristics of porous substrate]
From the viewpoint of increasing the energy density of the battery, the thickness of the porous substrate is preferably 25 μm or less, more preferably 20 μm or less, and even more preferably 15 μm or less, and from the viewpoint of the production yield of the separator and the production yield of the battery, the thickness is preferably 3 μm or more, and more preferably 5 μm or more.

多孔質基材のガーレ値(JIS P8117:2009)は、イオン透過性又は電池の短絡抑制の観点から、50秒/100mL~400秒/100mLが好ましく、80秒/100mL~300秒/100mLがより好ましい。 The Gurley value (JIS P8117:2009) of the porous substrate is preferably 50 sec/100 mL to 400 sec/100 mL, more preferably 80 sec/100 mL to 300 sec/100 mL, from the viewpoint of ion permeability or suppression of short circuits in the battery.

多孔質基材の空孔率は、適切な膜抵抗やシャットダウン機能を得る観点から、20%~60%が好ましい。多孔質基材の空孔率ε(%)は、下記の式により求める。
ε={1-Ws/(ds・t)}×100
ここに、Wsは多孔質基材の目付(g/m)、dsは多孔質基材の真密度(g/cm)、tは多孔質基材の厚さ(μm)である。目付とは、単位面積当たりの質量である。
The porosity of the porous substrate is preferably 20% to 60% from the viewpoint of obtaining an appropriate membrane resistance and shutdown function. The porosity ε (%) of the porous substrate is calculated by the following formula.
ε={1−Ws/(ds·t)}×100
Here, Ws is the basis weight (g/m 2 ) of the porous substrate, ds is the true density (g/cm 3 ) of the porous substrate, and t is the thickness (μm) of the porous substrate. The basis weight is the mass per unit area.

多孔質基材の突刺強度は、セパレータの製造歩留り及び電池の製造歩留りの観点から、160gf(1.6N)以上が好ましく、200gf(2.0N)以上がより好ましい。多孔質基材の突刺強度は、カトーテック社製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/秒の条件で突刺試験を行って測定する最大突刺強度(gf)を指す。 From the viewpoint of separator manufacturing yield and battery manufacturing yield, the puncture strength of the porous substrate is preferably 160 gf (1.6 N) or more, and more preferably 200 gf (2.0 N) or more. The puncture strength of the porous substrate refers to the maximum puncture strength (gf) measured by a puncture test using a Kato Tech KES-G5 handy compression tester under conditions of a needle tip curvature radius of 0.5 mm and a puncture speed of 2 mm/sec.

多孔質基材の平均孔径は、15nm~100nmが好ましい。多孔質基材の平均孔径が15nm以上であると、イオンが移動しやすく、良好な電池性能が得やすくなる。この観点からは、多孔質基材の平均孔径は、25nm以上がより好ましく、30nm以上が更に好ましい。多孔質基材の平均孔径が100nm以下であると、多孔質基材と耐熱性多孔質層との間の剥離強度を向上でき、良好なシャットダウン機能も発現し得る。この観点からは、多孔質基材の平均孔径は、90nm以下がより好ましく、80nm以下が更に好ましい。多孔質基材の平均孔径は、パームポロメーターを用いて測定される値であり、ASTM E1294-89に従いパームポロメーター(PMI社製CFP-1500-A)を用いて測定する。 The average pore diameter of the porous substrate is preferably 15 nm to 100 nm. When the average pore diameter of the porous substrate is 15 nm or more, ions can easily move, and good battery performance can be easily obtained. From this viewpoint, the average pore diameter of the porous substrate is more preferably 25 nm or more, and even more preferably 30 nm or more. When the average pore diameter of the porous substrate is 100 nm or less, the peel strength between the porous substrate and the heat-resistant porous layer can be improved, and a good shutdown function can also be exhibited. From this viewpoint, the average pore diameter of the porous substrate is more preferably 90 nm or less, and even more preferably 80 nm or less. The average pore diameter of the porous substrate is a value measured using a perm porometer, and is measured using a perm porometer (CFP-1500-A manufactured by PMI) according to ASTM E1294-89.

[耐熱性多孔質層]
耐熱性多孔質層は、内部に多数の微細孔を有し、これら微細孔が連結された構造となっており、一方の面から他方の面へと気体あるいは液体が通過可能となっている層である。
[Heat-resistant porous layer]
The heat-resistant porous layer has a large number of micropores therein, and these micropores are structured to be interconnected, allowing gas or liquid to pass from one surface to the other.

耐熱性多孔質層は、多孔質基材の片面又は両面にセパレータの最外層として設けられることが好ましく、セパレータと電極とを重ねてプレス又は熱プレスしたときに電極と接着する層であることが好ましい。 The heat-resistant porous layer is preferably provided on one or both sides of the porous substrate as the outermost layer of the separator, and is preferably a layer that adheres to the electrode when the separator and electrode are stacked and pressed or hot pressed.

耐熱性多孔質層は、多孔質基材の片面のみにあってもよく、多孔質基材の両面にあってもよい。耐熱性多孔質層が多孔質基材の両面にあると、電池の両極に対してセパレータの接着性が良好である。また、セパレータにカールが発生しにくく、電池製造時のハンドリング性に優れる。耐熱性多孔質層が多孔質基材の片面のみにあると、セパレータのイオン透過性がより優れる。また、セパレータ全体の厚さを抑えることができ、エネルギー密度のより高い電池を製造し得る。 The heat-resistant porous layer may be present on only one side of the porous substrate, or on both sides of the porous substrate. When the heat-resistant porous layer is present on both sides of the porous substrate, the separator has good adhesion to both electrodes of the battery. In addition, the separator is less likely to curl, and is easy to handle during battery production. When the heat-resistant porous layer is present on only one side of the porous substrate, the separator has better ion permeability. In addition, the overall thickness of the separator can be reduced, and a battery with a higher energy density can be produced.

本開示のセパレータにおいて耐熱性多孔質層は、樹脂と無機粒子とを含有し、無機粒子は、金属硫酸塩粒子である第一の無機粒子と、金属硫酸塩粒子以外である第二の無機粒子とを含む。耐熱性多孔質層は、有機フィラー等のその他の成分を含んでもよい。 In the separator of the present disclosure, the heat-resistant porous layer contains a resin and inorganic particles, and the inorganic particles include first inorganic particles that are metal sulfate particles and second inorganic particles that are not metal sulfate particles. The heat-resistant porous layer may contain other components such as an organic filler.

[樹脂]
耐熱性多孔質層に含まれる樹脂は、電解液に安定であり、電気化学的に安定であり、無機粒子を連結する機能を有し、電極と接着し得る樹脂が好ましい。耐熱性多孔質層は、樹脂を1種のみ含んでもよく、樹脂を2種以上含んでもよい。
[resin]
The resin contained in the heat-resistant porous layer is preferably a resin that is stable in an electrolytic solution, electrochemically stable, has a function of connecting inorganic particles, and can adhere to an electrode. The heat-resistant porous layer may contain only one type of resin, or may contain two or more types of resins.

耐熱性多孔質層に含まれる樹脂の種類は、制限されない。樹脂としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン系樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系ゴム、スチレン-ブタジエン共重合体、ビニルニトリル化合物(アクリロニトリル、メタクリロニトリル等)の単独重合体又は共重合体、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシアルキルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリビニルピロリドン、ポリエーテル(ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド等)、ポリアミド、全芳香族ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリスルホン、ポリケトン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、及びこれらの混合物が挙げられる。 The type of resin contained in the heat-resistant porous layer is not limited. Examples of the resin include polyvinylidene fluoride resin, acrylic resin, fluorine-based rubber, styrene-butadiene copolymer, homopolymer or copolymer of vinyl nitrile compounds (acrylonitrile, methacrylonitrile, etc.), carboxymethyl cellulose, hydroxyalkyl cellulose, polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, polyvinylpyrrolidone, polyether (polyethylene oxide, polypropylene oxide, etc.), polyamide, wholly aromatic polyamide, polyimide, polyamideimide, polysulfone, polyketone, polyether ketone, polyether sulfone, polyether imide, and mixtures thereof.

ポリフッ化ビニリデン系樹脂としては、例えば、フッ化ビニリデンの単独重合体(即ちポリフッ化ビニリデン);フッ化ビニリデンと、ヘキサフルオロプロピレン、テトラフルオロエチレン、トリフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、フッ化ビニル、トリクロロエチレン等の含ハロゲン単量体と共重合体;これらの混合物;が挙げられる。ポリフッ化ビニリデン系樹脂は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。 Examples of polyvinylidene fluoride resins include homopolymers of vinylidene fluoride (i.e., polyvinylidene fluoride); copolymers of vinylidene fluoride with halogen-containing monomers such as hexafluoropropylene, tetrafluoroethylene, trifluoroethylene, chlorotrifluoroethylene, vinyl fluoride, and trichloroethylene; and mixtures thereof. One type of polyvinylidene fluoride resin may be used alone, or two or more types may be used in combination.

ポリフッ化ビニリデン系樹脂としては、耐熱性多孔質層を形成するための塗工液の粘度上昇を抑制する観点から、無機粒子が有する官能基との相互作用が起こりにくいポリフッ化ビニリデン系樹脂が好ましく、具体的には、カルボキシ基及びエステル結合を有しないポリフッ化ビニリデン系樹脂が好ましい。 As the polyvinylidene fluoride resin, from the viewpoint of suppressing an increase in the viscosity of the coating liquid for forming the heat-resistant porous layer, a polyvinylidene fluoride resin that is unlikely to interact with the functional groups of the inorganic particles is preferred, and specifically, a polyvinylidene fluoride resin that does not have a carboxy group or an ester bond is preferred.

[無機粒子]
本開示のセパレータにおいて耐熱性多孔質層に占める無機粒子の質量割合は、セパレータの耐熱性の観点から、50質量%以上であり、55質量%以上がより好ましく、60質量%以上が更に好ましい。
本開示のセパレータにおいて耐熱性多孔質層に占める無機粒子の質量割合は、耐熱性多孔質層を形成するための塗工液の粘度を低く抑える観点、耐熱性多孔質層が多孔質基材から剥がれにくい観点、及び耐熱性多孔質層が電極との接着性に優れる観点から、90質量%以下であり、85質量%以下がより好ましく、80質量%以下が更に好ましい。
[Inorganic particles]
In the separator of the present disclosure, the mass ratio of the inorganic particles in the heat-resistant porous layer is 50 mass % or more, more preferably 55 mass % or more, and even more preferably 60 mass % or more, from the viewpoint of the heat resistance of the separator.
In the separator of the present disclosure, the mass proportion of the inorganic particles in the heat-resistant porous layer is 90 mass% or less, more preferably 85 mass% or less, and even more preferably 80 mass% or less, from the viewpoint of keeping low the viscosity of the coating liquid for forming the heat-resistant porous layer, from the viewpoint of preventing the heat-resistant porous layer from peeling off from the porous substrate, and from the viewpoint of excellent adhesion of the heat-resistant porous layer to the electrode.

無機粒子の粒子形状に限定はなく、球形、楕円形、板状、針状、不定形のいずれでもよい。無機粒子は、電池の短絡抑制の観点又は耐熱性多孔質層に緻密に充填されやすい観点から、板状又は球形の粒子、又は、凝集していない一次粒子であることが好ましい。 There is no limitation on the particle shape of the inorganic particles, and they may be spherical, elliptical, plate-like, needle-like, or amorphous. From the viewpoint of suppressing short circuits in the battery or being easily packed densely into the heat-resistant porous layer, it is preferable that the inorganic particles are plate-like or spherical particles, or non-aggregated primary particles.

無機粒子の平均一次粒径は、走査型電子顕微鏡(SEM)による観察において無作為に選んだ無機粒子100個の長径を計測し、100個の長径を平均することで求める。
平均一次粒径を測定する際に用いる試料は、耐熱性多孔質層を形成する材料である無機粒子、又は、セパレータの耐熱性多孔質層から取り出した無機粒子である。
耐熱性多孔質層を形成する材料である無機粒子を測定試料にする場合は、用意した第一の無機粒子と第二の無機粒子それぞれの平均一次粒径を測定する。
セパレータの耐熱性多孔質層から取り出した無機粒子を測定試料にする場合は、平均一次粒径の粒度分布に現れるピークの位置によって平均一次粒径を判断する。
セパレータの耐熱性多孔質層から無機粒子を取り出す方法に制限はなく、例えば、セパレータから剥がした耐熱性多孔質層を、樹脂を溶解する有機溶剤に浸漬して有機溶剤で樹脂を溶解させ無機粒子を取り出す方法が挙げられる。または、セパレータから剥がした耐熱性多孔質層を800℃程度に加熱して樹脂を消失させ無機粒子を取り出してもよい。
The average primary particle size of the inorganic particles is determined by measuring the major axis of 100 inorganic particles randomly selected in observation with a scanning electron microscope (SEM) and averaging the major axis sizes of the 100 particles.
The sample used for measuring the average primary particle size is inorganic particles that are the material forming the heat-resistant porous layer, or inorganic particles taken out from the heat-resistant porous layer of the separator.
When inorganic particles, which are materials forming the heat-resistant porous layer, are used as the measurement sample, the average primary particle size of each of the prepared first inorganic particles and second inorganic particles is measured.
When inorganic particles taken out from the heat-resistant porous layer of the separator are used as the measurement sample, the average primary particle size is determined based on the position of the peak that appears in the particle size distribution of the average primary particle size.
There is no limitation on the method for extracting the inorganic particles from the heat-resistant porous layer of the separator, and for example, a method of immersing the heat-resistant porous layer peeled off from the separator in an organic solvent that dissolves the resin and extracting the inorganic particles with the organic solvent may be mentioned. Alternatively, the heat-resistant porous layer peeled off from the separator may be heated to about 800° C. to remove the resin and extract the inorganic particles.

-第一の無機粒子(金属硫酸塩粒子)-
第一の無機粒子は、金属硫酸塩粒子である。金属硫酸塩粒子としては、例えば、硫酸バリウム(BaSO)の粒子、硫酸ストロンチウム(SrSO)の粒子、硫酸カルシウム(CaSO)の粒子、硫酸カルシウム二水和物(CaSO・2HO)の粒子、ミョウバン石(KAl(SO(OH))の粒子、ジャロサイト(KFe(SO(OH))の粒子等が挙げられる。中でも硫酸バリウム(BaSO)の粒子が好ましい。金属硫酸塩粒子は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
-First inorganic particles (metal sulfate particles)-
The first inorganic particles are metal sulfate particles. Examples of metal sulfate particles include barium sulfate (BaSO 4 ) particles, strontium sulfate (SrSO 4 ) particles, calcium sulfate (CaSO 4 ) particles, calcium sulfate dihydrate (CaSO 4 .2H 2 O) particles, alumite (KAl 3 (SO 4 ) 2 (OH) 6 ) particles, and jarosite (KFe 3 (SO 4 ) 2 (OH) 6 ) particles. Among them, barium sulfate (BaSO 4 ) particles are preferred. The metal sulfate particles may be used alone or in combination of two or more.

第一の無機粒子は、平均一次粒径が0.01μm~0.3μmであることが好ましい。
第一の無機粒子の平均一次粒径は、単位体積あたりの無機粒子の表面積(比表面積)を大きくし、また、無機粒子を緻密に充填して、耐熱性多孔質層の熱収縮を抑制する観点から、0.3μm以下が好ましく、0.2μm以下がより好ましく、0.1μm以下が更に好ましい。
第一の無機粒子の平均一次粒径は、無機粒子の現実的な大きさと、耐熱性多孔質層を形成するための塗工液の粘度を低く抑える観点から、0.01μm以上が好ましく、0.03μm以上がより好ましく、0.05μm以上が更に好ましい。
第一の無機粒子は、平均一次粒径が異なる金属硫酸塩粒子を2種以上併用してもよく、それぞれの平均一次粒径が上記範囲であることが好ましい。
The first inorganic particles preferably have an average primary particle size of 0.01 μm to 0.3 μm.
The average primary particle size of the first inorganic particles is preferably 0.3 μm or less, more preferably 0.2 μm or less, and even more preferably 0.1 μm or less, from the viewpoint of increasing the surface area (specific surface area) of the inorganic particles per unit volume and densely packing the inorganic particles to suppress thermal shrinkage of the heat-resistant porous layer.
The average primary particle size of the first inorganic particles is preferably 0.01 μm or more, more preferably 0.03 μm or more, and even more preferably 0.05 μm or more, from the viewpoints of a practical size of the inorganic particles and keeping the viscosity of the coating liquid for forming the heat-resistant porous layer low.
The first inorganic particles may be a combination of two or more types of metal sulfate particles having different average primary particle sizes, and each of the average primary particle sizes preferably falls within the above range.

-第二の無機粒子(金属硫酸塩粒子以外の無機粒子)-
第二の無機粒子は、金属硫酸塩粒子以外の無機粒子である。第二の無機粒子としては、金属水酸化物粒子、金属酸化物粒子、金属炭酸塩粒子、金属窒化物粒子、金属フッ化物粒子、粘土鉱物の粒子等が挙げられる。第二の無機粒子は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。第二の無機粒子としては、難燃性の観点から、金属水酸化物粒子が好ましい。
-Second inorganic particles (inorganic particles other than metal sulfate particles)-
The second inorganic particles are inorganic particles other than metal sulfate particles. Examples of the second inorganic particles include metal hydroxide particles, metal oxide particles, metal carbonate particles, metal nitride particles, metal fluoride particles, clay mineral particles, etc. The second inorganic particles may be used alone or in combination of two or more. As the second inorganic particles, metal hydroxide particles are preferred from the viewpoint of flame retardancy.

金属水酸化物粒子としては、例えば、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化クロム、水酸化ジルコニウム、水酸化セリウム、水酸化ニッケル等の粒子が挙げられる。中でも水酸化マグネシウム(Mg(OH))の粒子が好ましい。 Examples of metal hydroxide particles include particles of magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, calcium hydroxide, chromium hydroxide, zirconium hydroxide, cerium hydroxide, nickel hydroxide, etc. Among these, magnesium hydroxide (Mg(OH) 2 ) particles are preferred.

金属酸化物粒子としては、例えば、酸化マグネシウム、アルミナ、ベーマイト(アルミナ1水和物)、チタニア、シリカ、ジルコニア、チタン酸バリウム、酸化亜鉛等の粒子が挙げられる。金属炭酸塩粒子としては、例えば、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム等の粒子が挙げられる。金属窒化物粒子としては、例えば、窒化マグネシウム、窒化アルミニウム、窒化カルシウム、窒化チタン等の粒子が挙げられる。金属フッ化物粒子としては、例えば、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム等の粒子が挙げられる。粘土鉱物の粒子としては、例えば、ケイ酸カルシウム、リン酸カルシウム、アパタイト、タルク等の粒子が挙げられる。 Examples of metal oxide particles include particles of magnesium oxide, alumina, boehmite (alumina monohydrate), titania, silica, zirconia, barium titanate, zinc oxide, etc. Examples of metal carbonate particles include particles of magnesium carbonate, calcium carbonate, etc. Examples of metal nitride particles include particles of magnesium nitride, aluminum nitride, calcium nitride, titanium nitride, etc. Examples of metal fluoride particles include particles of magnesium fluoride, calcium fluoride, etc. Examples of clay mineral particles include particles of calcium silicate, calcium phosphate, apatite, talc, etc.

第二の無機粒子は、平均一次粒径が0.4μm~2.0μmであることが好ましい。
第二の無機粒子の平均一次粒径は、耐熱性多孔質層を形成するための塗工液の粘度を低く抑える観点から、0.4μm以上が好ましく、0.5μm以上がより好ましく、0.6μm以上が更に好ましい。
第二の無機粒子の平均一次粒径は、単位体積あたりの無機粒子の表面積(比表面積)を大きくし、また、無機粒子を緻密に充填して、耐熱性多孔質層の熱収縮を抑制する観点から、2.0μm以下が好ましく、1.5μm以下がより好ましく、1.0μm以下が更に好ましい。
第二の無機粒子は、平均一次粒径が異なる無機粒子を2種以上併用してもよく、それぞれの平均一次粒径が上記範囲であることが好ましい。
The second inorganic particles preferably have an average primary particle size of 0.4 μm to 2.0 μm.
The average primary particle size of the second inorganic particles is preferably 0.4 μm or more, more preferably 0.5 μm or more, and even more preferably 0.6 μm or more, from the viewpoint of keeping the viscosity of the coating liquid for forming the heat resistant porous layer low.
The average primary particle size of the second inorganic particles is preferably 2.0 μm or less, more preferably 1.5 μm or less, and even more preferably 1.0 μm or less, from the viewpoints of increasing the surface area (specific surface area) of the inorganic particles per unit volume and densely packing the inorganic particles to suppress thermal shrinkage of the heat-resistant porous layer.
The second inorganic particles may be a combination of two or more types of inorganic particles having different average primary particle diameters, and each of the average primary particle diameters preferably falls within the above range.

第二の無機粒子の平均一次粒径/第一の無機粒子の平均一次粒径は、1超200以下が好ましく、3超100以下がより好ましく、5超50以下が更に好ましい。 The average primary particle size of the second inorganic particles/average primary particle size of the first inorganic particles is preferably more than 1 and not more than 200, more preferably more than 3 and not more than 100, and even more preferably more than 5 and not more than 50.

耐熱性多孔質層に含まれる第一の無機粒子と第二の無機粒子との質量比(第一の無機粒子:第二の無機粒子)は、調製直後の塗工液の粘度を低く抑えつつ、経時での粘度上昇も抑える観点から、90:10~10:90が好ましく、80:20~40:60がより好ましく、75:25~45:55が更に好ましい。 The mass ratio of the first inorganic particles to the second inorganic particles (first inorganic particles:second inorganic particles) contained in the heat-resistant porous layer is preferably 90:10 to 10:90, more preferably 80:20 to 40:60, and even more preferably 75:25 to 45:55, from the viewpoint of keeping the viscosity of the coating liquid low immediately after preparation while also suppressing an increase in viscosity over time.

-有機フィラー-
有機フィラーとしては、例えば、架橋ポリ(メタ)アクリル酸、架橋ポリ(メタ)アクリル酸エステル、架橋ポリシリコーン、架橋ポリスチレン、架橋ポリジビニルベンゼン、スチレン-ジビニルベンゼン共重合体架橋物、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ベンゾグアナミン-ホルムアルデヒド縮合物等の架橋高分子からなる粒子;ポリスルホン、ポリアクリロニトリル、アラミド、ポリアセタール等の耐熱性高分子からなる粒子;などが挙げられる。これら有機フィラーは、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。本開示において「(メタ)アクリル」との表記は「アクリル」及び「メタクリル」のいずれでもよいことを意味する。
-Organic filler-
Examples of the organic filler include particles made of crosslinked polymers such as crosslinked poly(meth)acrylic acid, crosslinked poly(meth)acrylic acid ester, crosslinked polysilicone, crosslinked polystyrene, crosslinked polydivinylbenzene, styrene-divinylbenzene copolymer crosslinked product, melamine resin, phenolic resin, and benzoguanamine-formaldehyde condensate; particles made of heat-resistant polymers such as polysulfone, polyacrylonitrile, aramid, and polyacetal; and the like. These organic fillers may be used alone or in combination of two or more. In the present disclosure, the term "(meth)acrylic" means that it may mean either "acrylic" or "methacrylic".

-その他の成分-
本開示のセパレータにおいて耐熱性多孔質層は、界面活性剤等の分散剤、湿潤剤、消泡剤、pH調整剤などの添加剤を含んでいてもよい。分散剤は、耐熱性多孔質層を形成するための塗工液に、分散性、塗工性又は保存安定性を向上させる目的で添加される。湿潤剤、消泡剤、pH調整剤は、耐熱性多孔質層を形成するための塗工液に、例えば、多孔質基材とのなじみをよくする目的、塗工液へのエア噛み込みを抑制する目的、又はpH調整の目的で添加される。
-Other ingredients-
In the separator of the present disclosure, the heat-resistant porous layer may contain additives such as a dispersant such as a surfactant, a wetting agent, an antifoaming agent, and a pH adjuster. The dispersant is added to the coating liquid for forming the heat-resistant porous layer for the purpose of improving dispersibility, coatability, or storage stability. The wetting agent, antifoaming agent, and pH adjuster are added to the coating liquid for forming the heat-resistant porous layer for the purpose of improving compatibility with the porous substrate, suppressing air entrapment in the coating liquid, or adjusting the pH, for example.

[耐熱性多孔質層の特性]
耐熱性多孔質層の厚さは、セパレータの耐熱性及び電極との接着性の観点から、片面1μm以上が好ましく、片面1.5μm以上がより好ましく、片面2.0μm以上が更に好ましく、イオン透過性及び電池のエネルギー密度の観点から、片面8μm以下が好ましく、片面7.0μm以下がより好ましく、片面6.0μm以下が更に好ましい。
[Characteristics of heat-resistant porous layer]
The thickness of the heat-resistant porous layer is preferably 1 μm or more on one side, more preferably 1.5 μm or more on one side, and even more preferably 2.0 μm or more on one side, from the viewpoints of heat resistance of the separator and adhesion to the electrodes, and is preferably 8 μm or less on one side, more preferably 7.0 μm or less on one side, and even more preferably 6.0 μm or less on one side, from the viewpoints of ion permeability and energy density of the battery.

耐熱性多孔質層の厚さは、両面の合計として、2μm以上が好ましく、4μm以上がより好ましく、6μm以上が更に好ましく、16μm以下が好ましく、12μm以下がより好ましく、10μm以下が更に好ましい。 The thickness of the heat-resistant porous layer, calculated as the total thickness of both sides, is preferably 2 μm or more, more preferably 4 μm or more, even more preferably 6 μm or more, and is preferably 16 μm or less, more preferably 12 μm or less, and even more preferably 10 μm or less.

耐熱性多孔質層が多孔質基材の両面に設けられている場合、一方の面における耐熱性多孔質層の厚さと、他方の面における耐熱性多孔質層の厚さとの差は、両面合計の厚さの25%以下であることが好ましく、低いほど好ましい。 When a heat-resistant porous layer is provided on both sides of a porous substrate, the difference between the thickness of the heat-resistant porous layer on one side and the thickness of the heat-resistant porous layer on the other side is preferably 25% or less of the total thickness of both sides, and the lower the better.

単位面積当たりの耐熱性多孔質層の質量は、セパレータの耐熱性及び電極との接着性の観点から、両面の合計として、2.0g/m以上が好ましく、3.0g/m以上がより好ましく、4.0g/m以上が更に好ましく、イオン透過性及び電池のエネルギー密度の観点から、両面の合計として、30.0g/m以下が好ましく、25.0g/m以下がより好ましく、20.0g/m以下が更に好ましい。 The mass of the heat-resistant porous layer per unit area, in terms of both sides in total, is preferably 2.0 g/ m2 or more, more preferably 3.0 g/ m2 or more, and even more preferably 4.0 g/ m2 or more, from the viewpoints of the heat resistance of the separator and the adhesion to the electrodes, and from the viewpoints of ion permeability and the energy density of the battery, the mass of both sides in total is preferably 30.0 g/ m2 or less, more preferably 25.0 g/ m2 or less, and even more preferably 20.0 g/ m2 or less.

耐熱性多孔質層が多孔質基材の両面に設けられている場合、耐熱性多孔質層の質量に係る一方の面と他方の面との差は、セパレータのカールを抑制する観点又は電池のサイクル特性を良好にする観点から、両面合計に対して25質量%以下であることが好ましい。 When the heat-resistant porous layer is provided on both sides of the porous substrate, the difference in mass of the heat-resistant porous layer between one side and the other side is preferably 25% by mass or less of the total of both sides, from the viewpoint of suppressing curling of the separator or improving the cycle characteristics of the battery.

耐熱性多孔質層の空孔率は、イオン透過性及び電極に対する接着性の観点から、25%以上が好ましく、30%以上がより好ましく、35%以上が更に好ましく、耐熱性多孔質層の力学的強度及び耐熱性の観点から、60%以下が好ましく、55%以下がより好ましく、50%以下が更に好ましい。耐熱性多孔質層の空孔率ε(%)は、下記の式により求める。
ε={1-(Wa/da+Wb/db+Wc/dc+…+Wn/dn)/t}×100
ここに、耐熱性多孔質層の構成材料がa、b、c、…、nであり、各構成材料の単位面積当たりの質量がWa、Wb、Wc、…、Wn(g/cm)であり、各構成材料の真密度がda、db、dc、…、dn(g/cm)であり、耐熱性多孔質層の厚さがt(cm)である。
The porosity of the heat-resistant porous layer is preferably 25% or more, more preferably 30% or more, and even more preferably 35% or more from the viewpoints of ion permeability and adhesion to the electrode, and is preferably 60% or less, more preferably 55% or less, and even more preferably 50% or less from the viewpoints of the mechanical strength and heat resistance of the heat-resistant porous layer. The porosity ε (%) of the heat-resistant porous layer is calculated by the following formula.
ε={1-(Wa/da+Wb/db+Wc/dc+...+Wn/dn)/t}×100
Here, the constituent materials of the heat-resistant porous layer are a, b, c, ..., n, the masses per unit area of each constituent material are Wa, Wb, Wc, ..., Wn (g/ cm2 ), the true densities of each constituent material are da, db, dc, ..., dn (g/ cm3 ), and the thickness of the heat-resistant porous layer is t (cm).

耐熱性多孔質層の平均孔径は、耐熱性多孔質層に電解液を含浸させた際に耐熱性多孔質層に含まれる樹脂が膨潤しても孔の閉塞が起きにくい観点から、10nm以上が好ましく、20nm以上がより好ましく、電極に対する耐熱性多孔質層の接着性の観点又は電池のサイクル特性及び負荷特性に優れる観点から、300nm以下が好ましく、200nm以下がより好ましい。 The average pore size of the heat-resistant porous layer is preferably 10 nm or more, more preferably 20 nm or more, from the viewpoint of preventing pore blockage even if the resin contained in the heat-resistant porous layer swells when the heat-resistant porous layer is impregnated with an electrolyte, and is preferably 300 nm or less, more preferably 200 nm or less, from the viewpoint of adhesion of the heat-resistant porous layer to the electrode or excellent cycle characteristics and load characteristics of the battery.

耐熱性多孔質層の平均孔径(nm)は、すべての孔が円柱状であると仮定し、以下の式により算出する。
d=4V/S
式中、dは耐熱性多孔質層の平均孔径(直径)、Vは耐熱性多孔質層1m当たりの空孔体積、Sは耐熱性多孔質層1m当たりの空孔表面積を表す。
耐熱性多孔質層1m当たりの空孔体積Vは、耐熱性多孔質層の空孔率から算出する。
耐熱性多孔質層1m当たりの空孔表面積Sは、以下の方法で求める。
まず、多孔質基材の比表面積(m/g)とセパレータの比表面積(m/g)とを、窒素ガス吸着法にBET式を適用することにより、窒素ガス吸着量から算出する。これらの比表面積(m/g)にそれぞれの目付(g/m)を乗算して、それぞれの1m当たりの空孔表面積を算出する。そして、多孔質基材1m当たりの空孔表面積をセパレータ1m当たりの空孔表面積から減算して、耐熱性多孔質層1m当たりの空孔表面積Sを算出する。目付とは、単位面積当たりの質量である。
The average pore size (nm) of the heat-resistant porous layer is calculated by the following formula, assuming that all pores are cylindrical.
d=4V/S
In the formula, d represents the average pore size (diameter) of the heat-resistant porous layer, V represents the pore volume per m2 of the heat-resistant porous layer, and S represents the pore surface area per m2 of the heat-resistant porous layer.
The pore volume V per m 2 of the heat-resistant porous layer is calculated from the porosity of the heat-resistant porous layer.
The pore surface area S per m2 of the heat-resistant porous layer is determined by the following method.
First, the specific surface area ( m2 /g) of the porous substrate and the specific surface area ( m2 /g) of the separator are calculated from the nitrogen gas adsorption amount by applying the BET equation to the nitrogen gas adsorption method. These specific surface areas ( m2 /g) are multiplied by their respective basis weights (g/ m2 ) to calculate the pore surface area per m2 . Then, the pore surface area per m2 of the porous substrate is subtracted from the pore surface area per m2 of the separator to calculate the pore surface area S per m2 of the heat-resistant porous layer. The basis weight is the mass per unit area.

[セパレータの特性]
本開示のセパレータの厚さは、セパレータの機械的強度の観点から、5μm以上が好ましく、8μm以上がより好ましく、10μm以上が更に好ましく、電池のエネルギー密度の観点から、30μm以下が好ましく、25μm以下がより好ましく、20μm以下が更に好ましい。
[Separator characteristics]
The thickness of the separator of the present disclosure is preferably 5 μm or more, more preferably 8 μm or more, and even more preferably 10 μm or more from the viewpoint of the mechanical strength of the separator, and is preferably 30 μm or less, more preferably 25 μm or less, and even more preferably 20 μm or less from the viewpoint of the energy density of the battery.

本開示のセパレータの突刺強度は、セパレータの機械的強度又は電池の耐短絡性の観点から、160gf(1.6N)~1000gf(9.8N)が好ましく、200gf(2.0N)~600gf(5.9N)がより好ましい。セパレータの突刺強度の測定方法は、多孔質基材の突刺強度の測定方法と同様である。 From the viewpoint of the mechanical strength of the separator or the short circuit resistance of the battery, the puncture strength of the separator of the present disclosure is preferably 160 gf (1.6 N) to 1000 gf (9.8 N), and more preferably 200 gf (2.0 N) to 600 gf (5.9 N). The method for measuring the puncture strength of the separator is the same as the method for measuring the puncture strength of the porous substrate.

本開示のセパレータの空孔率は、電極に対する接着性、セパレータのハンドリング性、イオン透過性又は機械的強度の観点から、30%~65%が好ましく、35%~60%がより好ましい。 The porosity of the separator of the present disclosure is preferably 30% to 65%, and more preferably 35% to 60%, from the viewpoints of adhesion to the electrode, ease of handling of the separator, ion permeability, and mechanical strength.

本開示のセパレータのガーレ値(JIS P8117:2009)は、機械的強度と電池の負荷特性の観点から、100秒/100mL~600秒/100mLが好ましく、120秒/100mL~500秒/100mLがより好ましい。 From the viewpoint of mechanical strength and the load characteristics of the battery, the Gurley value (JIS P8117:2009) of the separator of the present disclosure is preferably 100 sec/100 mL to 600 sec/100 mL, and more preferably 120 sec/100 mL to 500 sec/100 mL.

本開示のセパレータは、イオン透過性の観点から、セパレータのガーレ値から多孔質基材のガーレ値を減算した値が、400秒/100mL以下が好ましく、300秒/100mL以下がより好ましく、200秒/100mL以下が更に好ましい。セパレータのガーレ値から多孔質基材のガーレ値を減算した値の下限は、特に限定されるものではないが、本開示のセパレータにおいては、好ましくは10秒/100mL以上である。 From the viewpoint of ion permeability, the separator of the present disclosure preferably has a Gurley value of the separator minus the Gurley value of the porous substrate of 400 seconds/100 mL or less, more preferably 300 seconds/100 mL or less, and even more preferably 200 seconds/100 mL or less. The lower limit of the Gurley value of the separator minus the Gurley value of the porous substrate is not particularly limited, but in the separator of the present disclosure, it is preferably 10 seconds/100 mL or more.

本開示のセパレータは、150℃で1時間熱処理したときのMDの収縮率が、30%以下が好ましく、20%以下がより好ましく、15%以下が更に好ましい。 The separator of the present disclosure preferably has an MD shrinkage rate of 30% or less, more preferably 20% or less, and even more preferably 15% or less, when heat-treated at 150°C for 1 hour.

本開示のセパレータは、150℃で1時間熱処理したときのTDの収縮率が、30%以下が好ましく、20%以下がより好ましく、15%以下が更に好ましい。 The separator of the present disclosure preferably has a TD shrinkage rate of 30% or less, more preferably 20% or less, and even more preferably 15% or less, when heat-treated at 150°C for 1 hour.

本開示のセパレータは、150℃で1時間熱処理したときの面積収縮率が、50%以下が好ましく、40%以下がより好ましく、30%以下が更に好ましい。 The separator of the present disclosure preferably has an area shrinkage rate of 50% or less, more preferably 40% or less, and even more preferably 30% or less, when heat-treated at 150°C for 1 hour.

セパレータを150℃で1時間熱処理したときの面積収縮率は、以下の測定方法によって求める。
セパレータをMD180mm×TD60mmの長方形に切り出し、試験片とする。この試験片に、TDを2等分する線上で且つ一方の端から20mm及び170mmの箇所に印を付ける(それぞれ点A、点Bという。)。さらに、MDを2等分する線上で且つ一方の端から10mm及び50mmの箇所に印を付ける(それぞれ点C、点Dという。)。印を付けた試験片にクリップをつけて(クリップをつける場所は、点Aから最も近い端と点Aとの間である。)、庫内の温度を150℃に調整したオーブンの中につるし、無張力の状態で1時間熱処理を施す。AB間及びCD間の長さを熱処理の前後で測定し、下記の式により面積収縮率を算出する。
面積収縮率(%)={1-(熱処理後のABの長さ÷熱処理前のABの長さ)×(熱処理後のCDの長さ÷熱処理前のCDの長さ)}×100
The area shrinkage rate when the separator is heat-treated at 150° C. for 1 hour is determined by the following measurement method.
The separator is cut into a rectangle of 180 mm MD x 60 mm TD to prepare a test specimen. Marks are made on this test specimen at points 20 mm and 170 mm from one end on the line that divides the TD in half (referred to as points A and B, respectively). Furthermore, marks are made on the line that divides the MD in half at points 10 mm and 50 mm from one end (referred to as points C and D, respectively). A clip is attached to the marked test specimen (the clip is attached between the end closest to point A and point A), and the specimen is hung in an oven with the temperature adjusted to 150°C, and heat treated for 1 hour in a tensionless state. The lengths between A and B and between CD are measured before and after heat treatment, and the area shrinkage is calculated using the following formula.
Area shrinkage rate (%)={1-(AB length after heat treatment/AB length before heat treatment)×(CD length after heat treatment/CD length before heat treatment)}×100

本開示のセパレータは、多孔質基材及び耐熱性多孔質層以外のその他の層をさらに有していてもよい。その他の層をさらに有する形態としては、例えば、多孔質基材の一方の面に耐熱性多孔質層を有し、多孔質基材の他方の面に電極との接着を主たる目的に設けられた接着性多孔質層を有する形態が挙げられる。 The separator of the present disclosure may further have layers other than the porous substrate and the heat-resistant porous layer. Examples of a configuration having additional layers include a configuration having a heat-resistant porous layer on one surface of the porous substrate, and an adhesive porous layer provided on the other surface of the porous substrate for the main purpose of bonding to an electrode.

[セパレータの製造方法]
本開示のセパレータは、例えば、多孔質基材上に耐熱性多孔質層を湿式塗工法又は乾式塗工法で形成することにより製造できる。本開示において、湿式塗工法とは、塗工層を凝固液中で固化させる方法であり、乾式塗工法とは、塗工層を乾燥させて固化させる方法である。以下に、湿式塗工法の実施形態例を説明する。
[Separator manufacturing method]
The separator of the present disclosure can be manufactured, for example, by forming a heat-resistant porous layer on a porous substrate by a wet coating method or a dry coating method. In the present disclosure, the wet coating method is a method in which a coating layer is solidified in a coagulating liquid, and the dry coating method is a method in which a coating layer is dried and solidified. An embodiment example of the wet coating method will be described below.

湿式塗工法は、樹脂及び無機粒子を含有する塗工液を多孔質基材上に塗工し、凝固液に浸漬して塗工層を固化させ、凝固液から引き揚げ水洗及び乾燥を行う方法である。 The wet coating method involves applying a coating liquid containing resin and inorganic particles onto a porous substrate, immersing the substrate in a coagulating liquid to solidify the coating layer, and then removing the substrate from the coagulating liquid, rinsing the substrate with water, and drying the substrate.

耐熱性多孔質層形成用の塗工液は、樹脂及び無機粒子を溶媒に溶解又は分散させて作製する。塗工液には、必要に応じて、樹脂及び無機粒子以外のその他の成分を溶解又は分散させる。 The coating liquid for forming the heat-resistant porous layer is prepared by dissolving or dispersing the resin and inorganic particles in a solvent. If necessary, other components besides the resin and inorganic particles are dissolved or dispersed in the coating liquid.

塗工液の調製に用いる溶媒は、樹脂を溶解する溶媒(以下、「良溶媒」ともいう。)を含む。良溶媒としては、N-メチルピロリドン、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド等の極性アミド溶媒が挙げられる。 The solvent used to prepare the coating liquid includes a solvent that dissolves the resin (hereinafter, also referred to as a "good solvent"). Examples of good solvents include polar amide solvents such as N-methylpyrrolidone, dimethylacetamide, and dimethylformamide.

塗工液の調製に用いる溶媒は、良好な多孔構造を有する多孔質層を形成する観点から、相分離を誘発させる相分離剤を含むことが好ましい。したがって、塗工液の調製に用いる溶媒は、良溶媒と相分離剤との混合溶媒であることが好ましい。相分離剤は、塗工に適切な粘度が確保できる範囲の量で良溶媒と混合することが好ましい。相分離剤としては、水、メタノール、エタノール、プロピルアルコール、ブチルアルコール、ブタンジオール、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリプロピレングリコール等が挙げられる。 The solvent used to prepare the coating liquid preferably contains a phase separation agent that induces phase separation, from the viewpoint of forming a porous layer having a good pore structure. Therefore, the solvent used to prepare the coating liquid is preferably a mixed solvent of a good solvent and a phase separation agent. The phase separation agent is preferably mixed with the good solvent in an amount that ensures a suitable viscosity for coating. Examples of phase separation agents include water, methanol, ethanol, propyl alcohol, butyl alcohol, butanediol, ethylene glycol, propylene glycol, and tripropylene glycol.

塗工液の調製に用いる溶媒としては、良好な多孔構造を形成する観点から、良溶媒と相分離剤との混合溶媒であって、良溶媒を60質量%以上含み、相分離剤を5質量%~40質量%含む混合溶媒が好ましい。 From the viewpoint of forming a good porous structure, the solvent used to prepare the coating liquid is preferably a mixed solvent of a good solvent and a phase separation agent, containing 60% by mass or more of the good solvent and 5% by mass to 40% by mass of the phase separation agent.

塗工液の樹脂濃度は、良好な多孔構造を形成する観点から、3質量%~10質量%であることが好ましい。塗工液の無機粒子濃度は、良好な多孔構造を形成する観点から、2質量%~50質量%であることが好ましい。 The resin concentration of the coating liquid is preferably 3% to 10% by mass from the viewpoint of forming a good porous structure. The inorganic particle concentration of the coating liquid is preferably 2% to 50% by mass from the viewpoint of forming a good porous structure.

塗工液は、界面活性剤等の分散剤、湿潤剤、消泡剤、pH調整剤等を含有していてもよい。これらの添加剤は、非水系二次電池の使用範囲において電気化学的に安定で電池内反応を阻害しないものであれば、耐熱性多孔質層に残存するものであってもよい。 The coating liquid may contain a dispersant such as a surfactant, a wetting agent, an antifoaming agent, a pH adjuster, etc. These additives may remain in the heat-resistant porous layer as long as they are electrochemically stable within the range of use of the non-aqueous secondary battery and do not inhibit the reaction within the battery.

塗工液の粘度は、多孔質基材への塗工適性の観点から、100mPa・s~2500mPa・sが好ましく、500mPa・s~2000mPa・sがより好ましい。塗工液の粘度(Pa・s)は、B型回転粘度計を用いて、温度20℃の試料を測定した粘度である。 From the viewpoint of suitability for application to porous substrates, the viscosity of the coating liquid is preferably 100 mPa·s to 2500 mPa·s, and more preferably 500 mPa·s to 2000 mPa·s. The viscosity (Pa·s) of the coating liquid is the viscosity measured on a sample at a temperature of 20°C using a B-type rotational viscometer.

多孔質基材への塗工液の塗工手段としては、マイヤーバー、ダイコーター、リバースロールコーター、ロールコーター、グラビアコーター等が挙げられる。耐熱性多孔質層を多孔質基材の両面に形成する場合、塗工液を両面同時に多孔質基材へ塗工することが生産性の観点から好ましい。 Means for applying the coating liquid to the porous substrate include a Mayer bar, a die coater, a reverse roll coater, a roll coater, a gravure coater, etc. When forming a heat-resistant porous layer on both sides of the porous substrate, it is preferable from the viewpoint of productivity to apply the coating liquid to both sides of the porous substrate simultaneously.

塗工層の固化は、塗工層を形成した多孔質基材を凝固液に浸漬し、塗工層において相分離を誘発しつつ樹脂を固化させることで行われる。これにより、多孔質基材と耐熱性多孔質層とからなる積層体を得る。 The coating layer is solidified by immersing the porous substrate on which the coating layer is formed in a coagulation liquid, and solidifying the resin while inducing phase separation in the coating layer. This results in a laminate consisting of the porous substrate and the heat-resistant porous layer.

凝固液は、塗工液の調製に用いた良溶媒及び相分離剤と、水とを含むことが一般的である。良溶媒と相分離剤の混合比は、塗工液の調製に用いた混合溶媒の混合比に合わせるのが生産上好ましい。凝固液中の水の含有量は40質量%~90質量%であることが、多孔構造の形成及び生産性の観点から好ましい。凝固液の温度は、例えば20℃~50℃である。 The solidification liquid generally contains the good solvent and phase separation agent used in preparing the coating liquid, and water. From the viewpoint of production, it is preferable that the mixing ratio of the good solvent and the phase separation agent is the same as the mixing ratio of the mixed solvent used in preparing the coating liquid. From the viewpoint of forming a porous structure and productivity, it is preferable that the water content in the solidification liquid is 40% by mass to 90% by mass. The temperature of the solidification liquid is, for example, 20°C to 50°C.

凝固液中で塗工層を固化させた後、積層体を凝固液から引き揚げ、水洗する。水洗することによって、積層体から凝固液を除去する。さらに、乾燥することによって、積層体から水を除去する。水洗は、例えば、積層体を水浴中を搬送することによって行う。乾燥は、例えば、積層体を高温環境中を搬送すること、積層体に風をあてること、積層体をヒートロールに接触させること等によって行う。乾燥温度は40℃~80℃が好ましい。 After the coating layer is solidified in the coagulating liquid, the laminate is lifted out of the coagulating liquid and washed with water. The coagulating liquid is removed from the laminate by washing with water. Furthermore, water is removed from the laminate by drying. The washing with water is performed, for example, by transporting the laminate through a water bath. The drying is performed, for example, by transporting the laminate through a high-temperature environment, by blowing air on the laminate, by contacting the laminate with a heat roll, etc. The drying temperature is preferably 40°C to 80°C.

本開示のセパレータは、乾式塗工法でも製造し得る。乾式塗工法は、塗工液を多孔質基材に塗工し、塗工層を乾燥させて溶媒を揮発除去することにより、耐熱性多孔質層を多孔質基材上に形成する方法である。ただし、乾式塗工法は湿式塗工法に比べて多孔質層が緻密になりやすいので、良好な多孔構造を得る観点から湿式塗工法の方が好ましい。 The separator of the present disclosure can also be manufactured by a dry coating method. The dry coating method is a method in which a coating liquid is applied to a porous substrate, the coating layer is dried, and the solvent is removed by evaporation, thereby forming a heat-resistant porous layer on the porous substrate. However, the dry coating method tends to produce a denser porous layer than the wet coating method, so the wet coating method is preferred from the viewpoint of obtaining a good porous structure.

本開示のセパレータは、耐熱性多孔質層を独立したシートとして作製し、この耐熱性多孔質層を多孔質基材に重ねて、熱圧着や接着剤によって複合化する方法によっても製造し得る。耐熱性多孔質層を独立したシートとして作製する方法としては、上述した湿式塗工法又は乾式塗工法を適用して、剥離シート上に耐熱性多孔質層を形成する方法が挙げられる。 The separator of the present disclosure can also be manufactured by a method in which the heat-resistant porous layer is prepared as an independent sheet, and this heat-resistant porous layer is layered on a porous substrate and composited by thermocompression or adhesive. Examples of a method for preparing the heat-resistant porous layer as an independent sheet include a method in which the heat-resistant porous layer is formed on a release sheet by applying the above-mentioned wet coating method or dry coating method.

<非水系二次電池>
本開示の非水系二次電池は、リチウムイオンのドープ及び脱ドープにより起電力を得る非水系二次電池であり、正極と、負極と、本開示の非水系二次電池用セパレータとを備える。ドープとは、吸蔵、担持、吸着、又は挿入を意味し、正極等の電極の活物質にリチウムイオンが入る現象を意味する。
<Non-aqueous secondary battery>
The nonaqueous secondary battery of the present disclosure is a nonaqueous secondary battery that obtains electromotive force by doping and dedoping lithium ions, and includes a positive electrode, a negative electrode, and the separator for a nonaqueous secondary battery of the present disclosure. Doping means occlusion, support, adsorption, or insertion, and refers to the phenomenon in which lithium ions enter the active material of an electrode such as a positive electrode.

本開示の非水系二次電池は、例えば、負極と正極とがセパレータを介して対向した電池素子が電解液と共に外装材内に封入された構造を有する。本開示の非水系二次電池は、非水電解質二次電池、特にリチウムイオン二次電池に好適である。 The nonaqueous secondary battery of the present disclosure has a structure in which, for example, a battery element in which a negative electrode and a positive electrode face each other with a separator interposed therebetween is enclosed in an exterior material together with an electrolyte. The nonaqueous secondary battery of the present disclosure is suitable for nonaqueous electrolyte secondary batteries, particularly lithium ion secondary batteries.

電極の活物質層は、セパレータとの接着性の観点からは、バインダ樹脂が多く含まれていることが好ましく、電池のエネルギー密度を高める観点からは、活物質が多く含まれていることが好ましく相対的にバインダ樹脂量は少ないことが好ましい。本開示のセパレータは電極との接着性に優れるので、活物質層のバインダ樹脂量を減らして活物質量を増やすことを可能にし、よって、電池のエネルギー密度を高めることができる。 From the viewpoint of adhesion to the separator, it is preferable that the active material layer of the electrode contains a large amount of binder resin, and from the viewpoint of increasing the energy density of the battery, it is preferable that the active material layer contains a large amount of active material and the amount of binder resin is relatively small. The separator of the present disclosure has excellent adhesion to the electrode, so it is possible to reduce the amount of binder resin in the active material layer and increase the amount of active material, thereby increasing the energy density of the battery.

以下、本開示の非水系二次電池が備える正極、負極、電解液及び外装材の形態例を説明する。 Below, examples of the positive electrode, negative electrode, electrolyte, and exterior material of the nonaqueous secondary battery disclosed herein are described.

正極の実施形態例としては、正極活物質及びバインダ樹脂を含む活物質層が集電体上に成形された構造が挙げられる。活物質層は、さらに導電助剤を含んでもよい。正極活物質としては、例えば、リチウム含有遷移金属酸化物が挙げられ、具体的にはLiCoO、LiNiO、LiMn1/2Ni1/2、LiCo1/3Mn1/3Ni1/3、LiMn、LiFePO、LiCo1/2Ni1/2、LiAl1/4Ni3/4等が挙げられる。バインダ樹脂としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン系樹脂、スチレン-ブタジエン共重合体等が挙げられる。導電助剤としては、例えば、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、黒鉛粉末等の炭素材料が挙げられる。集電体としては、例えば厚さ5μm~20μmの、アルミニウム箔、チタン箔、ステンレス箔等が挙げられる。 An example of the positive electrode is a structure in which an active material layer containing a positive electrode active material and a binder resin is formed on a current collector. The active material layer may further contain a conductive assistant. Examples of the positive electrode active material include lithium-containing transition metal oxides, specifically LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMn 1/2 Ni 1/2 O 2 , LiCo 1/3 Mn 1/3 Ni 1/3 O 2 , LiMn 2 O 4 , LiFePO 4 , LiCo 1/2 Ni 1/2 O 2 , LiAl 1/4 Ni 3/4 O 2 , etc. Examples of the binder resin include polyvinylidene fluoride resins, styrene-butadiene copolymers, etc. Examples of the conductive assistant include carbon materials such as acetylene black, ketjen black, and graphite powder. The current collector may be, for example, an aluminum foil, a titanium foil, a stainless steel foil, or the like having a thickness of 5 μm to 20 μm.

本開示の非水系二次電池においては、本開示のセパレータの耐熱性多孔質層に含まれるポリフッ化ビニリデン系樹脂が耐酸化性に優れることにより、耐熱性多孔質層を非水系二次電池の正極に接触させて配置することで、正極活物質として、4.2V以上の高電圧で作動可能なLiMn1/2Ni1/2、LiCo1/3Mn1/3Ni1/3等を適用しやすい。 In the nonaqueous secondary battery of the present disclosure, the polyvinylidene fluoride resin contained in the heat-resistant porous layer of the separator of the present disclosure has excellent oxidation resistance, and therefore, by disposing the heat-resistant porous layer in contact with the positive electrode of the nonaqueous secondary battery, it is easy to use LiMn1 / 2Ni1/ 2O2 , LiCo1 / 3Mn1 / 3Ni1/ 3O2 , or the like, which are capable of operating at a high voltage of 4.2 V or more, as the positive electrode active material.

負極の実施形態例としては、負極活物質及びバインダ樹脂を含む活物質層が集電体上に成形された構造が挙げられる。活物質層は、さらに導電助剤を含んでもよい。負極活物質としては、リチウムイオンを電気化学的に吸蔵し得る材料が挙げられ、具体的には例えば、炭素材料;ケイ素、スズ、アルミニウム等とリチウムとの合金;ウッド合金;などが挙げられる。バインダ樹脂としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン系樹脂、スチレン-ブタジエン共重合体等が挙げられる。導電助剤としては、例えば、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、黒鉛粉末、極細炭素繊維等の炭素材料が挙げられる。集電体としては、例えば厚さ5μm~20μmの、銅箔、ニッケル箔、ステンレス箔等が挙げられる。また、上記の負極に代えて、金属リチウム箔を負極として用いてもよい。 An example of an embodiment of the negative electrode is a structure in which an active material layer containing a negative electrode active material and a binder resin is formed on a current collector. The active material layer may further contain a conductive assistant. The negative electrode active material may be a material capable of electrochemically absorbing lithium ions, specifically, for example, a carbon material; an alloy of lithium with silicon, tin, aluminum, etc.; Wood's alloy; and the like. Examples of the binder resin include polyvinylidene fluoride resin, styrene-butadiene copolymer, and the like. Examples of the conductive assistant include carbon materials such as acetylene black, ketjen black, graphite powder, and ultrafine carbon fibers. Examples of the current collector include copper foil, nickel foil, stainless steel foil, and the like having a thickness of 5 μm to 20 μm. In addition, instead of the above negative electrode, a metallic lithium foil may be used as the negative electrode.

電解液は、リチウム塩を非水系溶媒に溶解した溶液である。リチウム塩としては、例えば、LiPF、LiBF、LiClO等が挙げられる。非水系溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、フルオロエチレンカーボネート、ジフルオロエチレンカーボネート、ビニレンカーボネート等の環状カーボネート;ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、及びそのフッ素置換体等の鎖状カーボネート;γ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトン等の環状エステル;などが挙げられ、これらは単独で用いても混合して用いてもよい。電解液としては、環状カーボネートと鎖状カーボネートとを質量比(環状カーボネート:鎖状カーボネート)20:80~40:60で混合し、リチウム塩を0.5mol/L~1.5mol/Lの範囲にて溶解した溶液が好適である。 The electrolyte is a solution in which a lithium salt is dissolved in a non-aqueous solvent. Examples of the lithium salt include LiPF 6 , LiBF 4 , and LiClO 4. Examples of the non-aqueous solvent include cyclic carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate, fluoroethylene carbonate, difluoroethylene carbonate, and vinylene carbonate; chain carbonates such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, and fluorine-substituted derivatives thereof; and cyclic esters such as γ-butyrolactone and γ-valerolactone; which may be used alone or in combination. As the electrolyte, a solution in which a cyclic carbonate and a chain carbonate are mixed in a mass ratio (cyclic carbonate:chain carbonate) of 20:80 to 40:60 and a lithium salt is dissolved in the range of 0.5 mol/L to 1.5 mol/L is suitable.

外装材としては、金属缶、アルミニウムラミネートフィルム製パック等が挙げられる。電池の形状は角型、円筒型、コイン型等があるが、本開示のセパレータはいずれの形状にも好適である。 Examples of exterior materials include metal cans and packs made of aluminum laminated film. Battery shapes include rectangular, cylindrical, and coin shapes, and the separator of the present disclosure is suitable for any shape.

本開示の非水系二次電池は、正極と負極との間に本開示のセパレータを配置した積層体を製造した後、この積層体を用いて、例えば下記の(1)~(3)のいずれかにより製造できる。以下、セパレータに電解液を含浸させて熱プレス処理を行うことを「ウェットヒートプレス」といい、セパレータに電解液を含浸させずに熱プレス処理を行うことを「ドライヒートプレス」という。 The nonaqueous secondary battery of the present disclosure can be manufactured by, for example, any of the following (1) to (3) using a laminate in which the separator of the present disclosure is disposed between a positive electrode and a negative electrode. Hereinafter, the process of impregnating the separator with an electrolyte and then performing a heat press process is referred to as "wet heat press," and the process of performing a heat press process without impregnating the separator with an electrolyte is referred to as "dry heat press."

(1)積層体に熱プレス(ドライヒートプレス)して電極とセパレータとを接着した後、外装材(例えばアルミニウムラミネートフィルム製パック。以下同じ)に収容し、そこに電解液を注入し、外装材内を真空状態にした後、外装材の上からさらに積層体を熱プレス(ウェットヒートプレス)し、電極とセパレータとの接着と、外装材の封止とを行う。 (1) The laminate is heat pressed (dry heat pressed) to bond the electrodes and separator, then housed in an exterior material (e.g., an aluminum laminate film pack; the same applies below), electrolyte is injected into it, and the interior of the exterior material is evacuated. After that, the laminate is further heat pressed (wet heat pressed) on top of the exterior material to bond the electrodes and separator and seal the exterior material.

(2)積層体を外装材に収容し、そこに電解液を注入し、外装材内を真空状態にした後、外装材の上から積層体を熱プレス(ウェットヒートプレス)し、電極とセパレータとの接着と、外装材の封止とを行う。 (2) The laminate is placed in an exterior packaging material, an electrolyte is injected into it, and a vacuum is created inside the exterior packaging material. The laminate is then heat pressed (wet heat pressed) onto the exterior packaging material to bond the electrodes and separator together and seal the exterior packaging material.

(3)積層体に熱プレス(ドライヒートプレス)して電極とセパレータとを接着した後、外装材に収容し、そこに電解液を注入し、外装材内を真空状態にした後、外装材の封止を行う。 (3) The laminate is heat pressed (dry heat pressed) to bond the electrodes and separator, then it is housed in an exterior packaging material, the electrolyte is injected into it, a vacuum is created inside the exterior packaging material, and the exterior packaging material is then sealed.

上記(1)~(3)の製造方法における熱プレスの条件としては、ドライヒートプレス及びウェットヒートプレスそれぞれ、プレス圧は0.1MPa~15.0MPaが好ましく、温度は60℃~100℃が好ましい。 In the manufacturing methods (1) to (3) above, the heat pressing conditions are preferably a pressure of 0.1 MPa to 15.0 MPa and a temperature of 60°C to 100°C for both dry heat pressing and wet heat pressing.

正極と負極との間にセパレータを配置した積層体を製造する際において、正極と負極との間にセパレータを配置する方式は、正極、セパレータ、負極をこの順に少なくとも1層ずつ積層する方式(所謂スタック方式)でもよく、正極、セパレータ、負極、セパレータをこの順に重ね、長さ方向に捲き回す方式でもよい。 When manufacturing a laminate in which a separator is disposed between a positive electrode and a negative electrode, the method of disposing the separator between the positive electrode and the negative electrode may be a method of stacking at least one layer of a positive electrode, a separator, and a negative electrode in this order (so-called stack method), or a method of stacking a positive electrode, a separator, a negative electrode, and a separator in this order and winding them in the length direction.

以下に実施例を挙げて、本開示のセパレータ及び非水系二次電池をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理手順等は、本開示の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本開示のセパレータ及び非水系二次電池の範囲は、以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきではない。 The separator and nonaqueous secondary battery of the present disclosure will be described in more detail below with reference to examples. The materials, amounts used, ratios, processing procedures, etc. shown in the following examples can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present disclosure. Therefore, the scope of the separator and nonaqueous secondary battery of the present disclosure should not be interpreted as being limited by the specific examples shown below.

<測定方法、評価方法>
実施例及び比較例に適用した測定方法及び評価方法は、以下のとおりである。
<Measurement method and evaluation method>
The measurement and evaluation methods applied in the examples and comparative examples are as follows.

[多孔質基材及びセパレータの厚さ]
多孔質基材及びセパレータの厚さ(μm)は、接触式の厚み計(株式会社ミツトヨ、LITEMATIC VL-50-B)にて10cm四方内の20点を測定し、これを平均することで求めた。測定端子には球の半径10mmの球面測定子(株式会社ミツトヨ、超硬球面測定子φ10.5)を用い、測定中に約0.2Nの荷重が印加されるように調整した。
[Thickness of porous substrate and separator]
The thickness (μm) of the porous substrate and the separator was measured at 20 points within a 10 cm square using a contact thickness meter (Mitutoyo Corporation, LITEMATIC VL-50-B) and the average was obtained. A spherical probe with a sphere radius of 10 mm (Mitutoyo Corporation, superhard spherical probe φ10.5) was used as the measurement terminal, and the load was adjusted to be about 0.2 N during the measurement.

[耐熱性多孔質層の厚さ]
耐熱性多孔質層の厚さ(μm)は、セパレータの厚さ(μm)から多孔質基材の厚さ(μm)を減算して両面合計の厚さを求め、これを2等分して片面の厚さを求めた。
[Thickness of heat-resistant porous layer]
The thickness (μm) of the heat-resistant porous layer was calculated by subtracting the thickness (μm) of the porous substrate from the thickness (μm) of the separator to determine the total thickness of both sides, and then dividing this in half to determine the thickness of one side.

[多孔質基材の空孔率]
多孔質基材の空孔率ε(%)は、下記の式により求めた。
ε={1-Ws/(ds・t)}×100
ここに、Wsは多孔質基材の目付(g/m)、dsは多孔質基材の真密度(g/cm)、tは多孔質基材の厚さ(μm)である。
[Porosity of porous substrate]
The porosity ε (%) of the porous substrate was calculated by the following formula.
ε={1−Ws/(ds·t)}×100
Here, Ws is the basis weight (g/m 2 ) of the porous substrate, ds is the true density (g/cm 3 ) of the porous substrate, and t is the thickness (μm) of the porous substrate.

[多孔質基材のガーレ値]
多孔質基材のガーレ値(秒/100mL)は、JIS P8117:2009に従い、ガーレ式デンソメータ(東洋精機社)を用いて測定した。
[Gurley value of porous substrate]
The Gurley value (sec/100 mL) of the porous substrate was measured using a Gurley densometer (Toyo Seiki Co., Ltd.) in accordance with JIS P8117:2009.

[無機粒子の平均一次粒径]
耐熱性多孔質層を形成するための塗工液に添加する前の無機粒子を試料とした。
無機粒子の平均一次粒径は、走査型電子顕微鏡(SEM)による観察において無作為に選んだ粒子100個の長径を計測し、100個の長径を平均することで求めた。
[Average primary particle size of inorganic particles]
The inorganic particles before being added to a coating liquid for forming a heat-resistant porous layer were used as a sample.
The average primary particle size of the inorganic particles was determined by measuring the major axis of 100 particles randomly selected in observation with a scanning electron microscope (SEM) and averaging the major axis sizes of the 100 particles.

[面積収縮率]
セパレータをMD180mm×TD60mmの長方形に切り出し、試験片とした。この試験片に、TDを2等分する線上で且つ一方の端から20mm及び170mmの箇所に印を付けた(それぞれ点A、点Bという)。さらに、MDを2等分する線上で且つ一方の端から10mm及び50mmの箇所に印を付けた(それぞれ点C、点Dという)。印を付けた試験片にクリップをつけて(クリップをつける場所は、点Aから最も近い端と点Aとの間)、庫内の温度を150℃に調整したオーブンの中につるし、無張力の状態で1時間熱処理を施した。AB間及びCD間の長さを熱処理の前後で測定し、下記の式により面積収縮率(%)を算出し、さらに試験片10枚の面積収縮率(%)を平均した。
[Area shrinkage rate]
The separator was cut into a rectangle of 180 mm MD x 60 mm TD to prepare a test specimen. Marks were made on the test specimen at 20 mm and 170 mm from one end on the line dividing the TD in half (referred to as points A and B, respectively). Marks were also made on the line dividing the MD in half at 10 mm and 50 mm from one end (referred to as points C and D, respectively). A clip was attached to the marked test specimen (the clip was attached between the end closest to point A and point A), and the specimen was hung in an oven with the temperature adjusted to 150°C, and heat-treated for 1 hour in a tensionless state. The lengths between A and B and between CD were measured before and after the heat treatment, and the area shrinkage rate (%) was calculated using the following formula, and the area shrinkage rates (%) of 10 test specimens were averaged.

面積収縮率(%)={1-(熱処理後のABの長さ÷熱処理前のABの長さ)×(熱処理後のCDの長さ÷熱処理前のCDの長さ)}×100 Area shrinkage rate (%) = {1 - (AB length after heat treatment ÷ AB length before heat treatment) x (CD length after heat treatment ÷ CD length before heat treatment)} x 100

[塗工液の粘度]
塗工液の粘度(Pa・s)は、B型回転粘度計(ブルックフィールド社、品番RVDV+I、スピンドル:SC4-18)を用いて測定した。試料は、攪拌によって均質化された塗工液から採取し、試料の量7mL、試料の温度20℃、スピンドルの回転数10回転/minの条件で測定した。
調製直後の塗工液の粘度は、実施例1を基準値とし、ほかの実施例及び比較例それぞれの粘度を実施例1に対する百分率で示す。
[Viscosity of coating liquid]
The viscosity (Pa s) of the coating liquid was measured using a B-type rotational viscometer (Brookfield, product number RVDV+I, spindle: SC4-18). A sample was taken from the coating liquid homogenized by stirring, and the measurement was performed under the conditions of a sample amount of 7 mL, a sample temperature of 20° C., and a spindle rotation speed of 10 rpm.
The viscosity of the coating liquid immediately after preparation is taken as the reference value for Example 1, and the viscosities of the other Examples and Comparative Examples are shown as percentages relative to Example 1.

調製した塗工液を、温度25℃の恒温槽に24時間静置した。24時間後の試料を攪拌して均質化し、試料を採取して、上記の方法で粘度を測定した。実施例及び比較例それぞれ、下記の計算式によって粘度上昇率(%)を算出した。
粘度上昇率(%)=(24時間後の粘度-調製直後の粘度)÷調製直後の粘度×100
The prepared coating liquid was left to stand for 24 hours in a thermostatic chamber at a temperature of 25° C. After 24 hours, the sample was stirred to homogenize it, and the viscosity was measured by the above-mentioned method. For each of the examples and comparative examples, the viscosity increase rate (%) was calculated by the following formula.
Viscosity increase rate (%) = (viscosity after 24 hours - viscosity immediately after preparation) ÷ viscosity immediately after preparation × 100

<セパレータの作製>
[実施例1]
耐熱性多孔質層の材料として、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体(VDF-HFP共重合体。本共重合体は、カルボキシ基及びエステル結合を有しないポリフッ化ビニリデン系樹脂である。)、硫酸バリウム粒子及び水酸化マグネシウム粒子を用意した。硫酸バリウム粒子及び水酸化マグネシウム粒子の物性は表1に記載のとおりである。
<Preparation of separator>
[Example 1]
As materials for the heat-resistant porous layer, a copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene (VDF-HFP copolymer. This copolymer is a polyvinylidene fluoride-based resin having no carboxy groups or ester bonds), barium sulfate particles, and magnesium hydroxide particles were prepared. The physical properties of the barium sulfate particles and magnesium hydroxide particles are shown in Table 1.

VDF-HFP共重合体を、ジメチルアセトアミド(DMAc)に溶解し、さらに硫酸バリウム粒子及び水酸化マグネシウム粒子を分散させて、塗工液(1)を得た。塗工液(1)は、VDF-HFP共重合体の濃度が5質量%であり、VDF-HFP共重合体と無機粒子との質量比(VDF-HFP共重合体:無機粒子)が20:80であり、硫酸バリウム粒子と水酸化マグネシウム粒子との質量比(硫酸バリウム粒子:水酸化マグネシウム粒子)が70:30であった。 The VDF-HFP copolymer was dissolved in dimethylacetamide (DMAc), and barium sulfate particles and magnesium hydroxide particles were further dispersed therein to obtain coating liquid (1). Coating liquid (1) had a VDF-HFP copolymer concentration of 5% by mass, a mass ratio of the VDF-HFP copolymer to the inorganic particles (VDF-HFP copolymer:inorganic particles) of 20:80, and a mass ratio of the barium sulfate particles to the magnesium hydroxide particles (barium sulfate particles:magnesium hydroxide particles) of 70:30.

塗工液(1)をポリエチレン微多孔膜(厚さ12μm、空孔率40%、ガーレ値200秒/100mL)の両面に塗工した。その際、表裏の塗工量が等量になるように塗工した。これを、凝固液(水:DMAc=70:30[質量比]、液温40℃)に浸漬し塗工層を固化させ、次いで、水洗し、乾燥した。こうして、ポリエチレン微多孔膜の両面に耐熱性多孔質層が形成されたセパレータを得た。耐熱性多孔質層の厚さは片面4μmであった。 Coating liquid (1) was applied to both sides of a polyethylene microporous membrane (thickness 12 μm, porosity 40%, Gurley value 200 sec/100 mL). The coating was applied so that the amount of coating on both sides was equal. This was immersed in a coagulation liquid (water:DMAc = 70:30 [mass ratio], liquid temperature 40°C) to solidify the coating layer, and then washed with water and dried. In this way, a separator was obtained in which a heat-resistant porous layer was formed on both sides of the polyethylene microporous membrane. The thickness of the heat-resistant porous layer was 4 μm on each side.

[実施例2~12、比較例1~6]
実施例1と同様にして、但し、耐熱性多孔質層の材料及び組成を表1に記載の仕様にして各セパレータを作製した。
[Examples 2 to 12, Comparative Examples 1 to 6]
Each separator was produced in the same manner as in Example 1, except that the material and composition of the heat-resistant porous layer were set to the specifications shown in Table 1.

実施例1~12及び比較例1~6の各セパレータの組成、物性及び評価結果を表1に示す。 The composition, physical properties, and evaluation results of each separator in Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 to 6 are shown in Table 1.

Claims (8)

多孔質基材と、
前記多孔質基材の片面又は両面に設けられた、樹脂及び無機粒子を含有する耐熱性多孔質層と、を備え、
前記耐熱性多孔質層に占める前記無機粒子の質量割合が50質量%以上90質量%以下であり、
前記無機粒子が、金属硫酸塩粒子である第一の無機粒子と、金属水酸化物粒子である第二の無機粒子とを含む、
非水系二次電池用セパレータ。
A porous substrate;
A heat-resistant porous layer containing a resin and inorganic particles provided on one or both sides of the porous substrate,
a mass ratio of the inorganic particles in the heat-resistant porous layer is 50 mass% or more and 90 mass% or less;
The inorganic particles include first inorganic particles which are metal sulfate particles and second inorganic particles which are metal hydroxide particles .
Separator for non-aqueous secondary batteries.
前記第一の無機粒子の平均一次粒径が0.01μm以上0.3μm以下である、請求項1に記載の非水系二次電池用セパレータ。 2. The separator for a nonaqueous secondary battery according to claim 1 , wherein the first inorganic particles have an average primary particle size of 0.01 μm or more and 0.3 μm or less. 前記第二の無機粒子の平均一次粒径が0.4μm以上2.0μm以下である、請求項1又は請求項2に記載の非水系二次電池用セパレータ。 3. The separator for a nonaqueous secondary battery according to claim 1 , wherein the second inorganic particles have an average primary particle size of 0.4 μm or more and 2.0 μm or less. 前記耐熱性多孔質層に占める前記無機粒子の質量割合が60質量%以上80質量%以下である、請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の非水系二次電池用セパレータ。 4. The separator for a non-aqueous secondary battery according to claim 1, wherein a mass ratio of said inorganic particles in said heat-resistant porous layer is 60 mass % or more and 80 mass % or less. 前記耐熱性多孔質層に含まれる前記第一の無機粒子と前記第二の無機粒子との質量比(第一の無機粒子:第二の無機粒子)が90:10~10:90である、請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の非水系二次電池用セパレータ。 The separator for a non-aqueous secondary battery according to any one of claims 1 to 4, wherein the mass ratio of the first inorganic particles to the second inorganic particles contained in the heat-resistant porous layer (first inorganic particles:second inorganic particles) is 90:10 to 10:90. 前記耐熱性多孔質層に含まれる前記第一の無機粒子と前記第二の無機粒子との質量比(第一の無機粒子:第二の無機粒子)が80:20~40:60である、請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の非水系二次電池用セパレータ。 The separator for a non-aqueous secondary battery according to any one of claims 1 to 5, wherein the mass ratio of the first inorganic particles to the second inorganic particles contained in the heat-resistant porous layer (first inorganic particles:second inorganic particles) is 80:20 to 40:60. 前記樹脂が、カルボキシ基及びエステル結合を有しないポリフッ化ビニリデン系樹脂を含む、請求項1~請求項6のいずれか1項に記載の非水系二次電池用セパレータ。 The separator for a non-aqueous secondary battery according to any one of claims 1 to 6, wherein the resin includes a polyvinylidene fluoride-based resin having no carboxy groups or ester bonds. 正極と、負極と、前記正極及び前記負極の間に配置された請求項1~請求項7のいずれか1項に記載の非水系二次電池用セパレータと、を備え、リチウムイオンのドープ及び脱ドープにより起電力を得る非水系二次電池。 A non-aqueous secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, and a separator for a non-aqueous secondary battery according to any one of claims 1 to 7, which is disposed between the positive electrode and the negative electrode, and which obtains electromotive force by doping and dedoping lithium ions.
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