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JP2012094288A - Separator for electrochemical element and electrochemical element using the same - Google Patents

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JP2012094288A
JP2012094288A JP2010238699A JP2010238699A JP2012094288A JP 2012094288 A JP2012094288 A JP 2012094288A JP 2010238699 A JP2010238699 A JP 2010238699A JP 2010238699 A JP2010238699 A JP 2010238699A JP 2012094288 A JP2012094288 A JP 2012094288A
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Japan
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separator
slurry
acrylic polymer
polymer particles
mass
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JP2010238699A
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Japanese (ja)
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Takahiro Tsukuda
貴裕 佃
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Mitsubishi Paper Mills Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Paper Mills Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a separator for electrochemical elements excellent in permeability of electrolyte, high in puncture strength before and after permeation of the electrolyte and excellent in dendrite resistance and pressure resistance, and to provide an electrochemical element which is low in internal resistance, hardly causes short circuit and is excellent in high-rate characteristics even under high pressure.SOLUTION: A separator for electrochemical elements includes wet-type nonwoven fabric obtained by wet paper-making using slurry containing an aggregate of acrylic polymer particles and fibrillated fibers.

Description

本発明は、電気化学素子用セパレータ及びそれを用いた電気化学素子に関する。   The present invention relates to a separator for an electrochemical element and an electrochemical element using the same.

従来、リチウム二次電池用セパレータとしては、ポリオレフィン樹脂からなる微多孔質フィルムが使用されている。最近では、リチウム二次電池用セパレータとして、織布または不織布からなる多孔質シートと絶縁性微粒子を含有してなるセパレータ(例えば、特許文献1参照)、樹脂製の多孔質膜の内部及び/または表面に微粒子が分散している電子部品用セパレータ(例えば、特許文献2参照)、平均厚みが0.1μm以下の板状の無機微粒子と、無機微粒子よりも平均粒径が小さい球状の有機微粒子と、バインダ樹脂とを有する電池用セパレータ(例えば、特許文献3参照)、非水電解液を吸収して膨潤することが可能で、かつ温度上昇により膨潤度が増大する微粒子(膨潤性微粒子)を電池内に有するリチウム二次電池(例えば、特許文献4参照)、多孔質膜と樹脂微粒子からなるセパレータを具備した二次電池(例えば、特許文献5参照)、再生セルロースの叩解原料を含有する紙をセパレータとして用いた非水系電池(例えば、特許文献6参照)が開示されている。   Conventionally, a microporous film made of a polyolefin resin has been used as a separator for a lithium secondary battery. Recently, as a separator for a lithium secondary battery, a separator made of a woven or non-woven porous sheet and insulating fine particles (see, for example, Patent Document 1), a resin porous membrane and / or A separator for electronic parts in which fine particles are dispersed on the surface (see, for example, Patent Document 2), plate-like inorganic fine particles having an average thickness of 0.1 μm or less, and spherical organic fine particles having an average particle size smaller than the inorganic fine particles, A battery separator having a binder resin (see, for example, Patent Document 3), fine particles (swellable fine particles) that can swell by absorbing a non-aqueous electrolyte and whose degree of swelling increases with an increase in temperature. A lithium secondary battery (see, for example, Patent Document 4), a secondary battery including a separator made of a porous membrane and resin fine particles (for example, see Patent Document 5), regeneration Non-aqueous battery using paper containing beaten raw material cellulose as a separator (e.g., see Patent Document 6) have been disclosed.

特許文献1のセパレータは、2層以上積層されてなる多孔質シートに、絶縁性微粒子を有するスラリーを塗布する方法で作製される。しかし、多孔質シートが織布または不織布であるため、塗布作業に耐えうる強度を持ちにくく、2層の多孔質シートがずれる、しわになる、破断する、スラリーが多孔質シートを裏抜けして塗布作業性が悪いという問題、乾燥中に多孔質シートが流れ方向に伸びやすく、しわができる問題、バインダ樹脂が多孔質シートの空隙の一部または全部を埋めてしまい、電解液の浸透性や保持性を悪化させる問題、バインダ成分が多孔質シートの空隙を埋めてしまわないように、バインダ量を少なくすると、多孔質シートのピンホールが残存することや、強度が不十分になることがあり、バインダ量のバランスを取るのが非常に難しいという問題があった。   The separator of patent document 1 is produced by the method of apply | coating the slurry which has insulating fine particles to the porous sheet formed by laminating | stacking two or more layers. However, since the porous sheet is a woven fabric or a non-woven fabric, it is difficult to have the strength to withstand the coating operation, and the two-layer porous sheet is displaced, wrinkled, broken, and the slurry penetrates the porous sheet. Problems such as poor coating workability, problems that the porous sheet tends to stretch in the flow direction during drying, and wrinkles, the binder resin fills part or all of the voids of the porous sheet, and electrolyte permeability and If the amount of the binder is reduced so that the binder component does not fill the voids in the porous sheet, the pinholes in the porous sheet may remain or the strength may be insufficient. There was a problem that it was very difficult to balance the amount of binder.

特許文献2のセパレータは、例えばフッ化ビニリデンホモポリマーを溶解させた樹脂溶液に、貧溶媒と微粒子を添加して調製した樹脂溶液を樹脂フィルムまたはガラス板などの基材に塗布して皮膜を形成し、乾燥した後、基材から剥離する方法により作製される。この方法では、溶媒を除去するための乾燥時間が長くかかるため、生産効率が悪い問題、基材から剥離して得られるセパレータは脆く、突刺強度、引裂強度、引張強度などが弱く、取り扱い時に破損しやすい問題、電解液の浸透性や保持性が悪い問題、樹脂と基材とが接着してしまい、セパレータだけを基材から剥離することができない場合があった。   The separator of Patent Document 2 forms a film by applying a resin solution prepared by adding a poor solvent and fine particles to a resin solution in which a vinylidene fluoride homopolymer is dissolved, for example, on a substrate such as a resin film or a glass plate And after drying, it is produced by a method of peeling from the substrate. In this method, since it takes a long time to remove the solvent, the production efficiency is poor, the separator obtained by peeling from the base material is brittle, the puncture strength, tear strength, tensile strength, etc. are weak, and it is damaged during handling. There are cases where it is difficult to remove the separator from the base material because the resin and the base material adhere to each other.

特許文献3のセパレータは、1)織布や不織布などのシート状物に平均厚みが0.1μm以下の板状の無機微粒子と、無機微粒子よりも平均粒径が小さい有機微粒子と、バインダ樹脂とを含むスラリーを塗布または含浸させる方法、2)該スラリーをフィルムや金属箔などの基材上に塗布し、乾燥後に基材から剥離する方法、3)該スラリーを電極上に塗布し、乾燥して電極上に直接セパレータを形成する方法の何れかによって作製される。しかし、1)の方法では、無機微粒子や有機微粒子が小さすぎて、シート状物の数μm以上の大きな貫通孔を塞ぐことができず、ピンホールが形成されてしまう問題、バインダ樹脂がシート状物の空隙の一部または全部を埋めてしまい、電解液の浸透性や保持性を悪化させる問題、バインダ成分がシート状物の空隙を埋めてしまわないように、バインダ量を少なくすると、シート状物のピンホールが残存することや、強度が不十分になることがあり、バインダ量のバランスを取るのが非常に難しい問題があった。2)の方法で作製されたセパレータは脆く、突刺強度、引裂強度、引張強度などが弱く、取り扱い時に破損しやすい問題があった。また、バインダ樹脂が基材と接着してしまい、基材からセパレータだけを剥離することができない場合もあった。3)の方法で作製されたセパレータは、巻回作業や切断作業の際に、ひび割れや剥落が生じる問題があった。   The separator of Patent Document 3 includes: 1) a plate-like inorganic fine particle having an average thickness of 0.1 μm or less on a sheet-like material such as a woven fabric or a nonwoven fabric; an organic fine particle having an average particle size smaller than the inorganic fine particle; and a binder resin. 2) A method of applying or impregnating a slurry containing 2) A method of applying the slurry onto a substrate such as a film or a metal foil, and peeling it from the substrate after drying. 3) Applying the slurry onto an electrode and drying. In this way, the separator is directly formed on the electrode. However, in the method 1), the inorganic fine particles and the organic fine particles are too small to close the large through-holes of several μm or more in the sheet-like material, and a pinhole is formed. If the amount of the binder is reduced to prevent the binder component from filling the gaps in the sheet-like material, a problem that deteriorates the permeability or retention of the electrolyte solution due to filling part or all of the gaps. Pinholes may remain or strength may be insufficient, and it is very difficult to balance the amount of binder. The separator produced by the method 2) is brittle and has a weak puncture strength, tear strength, tensile strength, and the like, and has a problem of being easily damaged during handling. In some cases, the binder resin adheres to the substrate, and only the separator cannot be peeled from the substrate. The separator produced by the method 3) has a problem that cracks and peeling occur during the winding operation and the cutting operation.

特許文献4のリチウム二次電池において、膨潤性微粒子がセパレータに含まれる場合、セパレータは、1)織布や不織布などのシート状物に膨潤性微粒子を含むスラリーを塗布または含浸する方法、2)膨潤性微粒子を含むスラリーに必要に応じて繊維状物を含有させ、これをフィルムや金属箔などの基材上に塗布し、乾燥した後、基材から剥離する方法、3)膨潤性微粒子や繊維状物を配合し、従来公知の方法で多孔性フィルムを製造する方法の何れかによって作製される。1)の方法では、織布や不織布が塗布作業に耐えうる強度を持ちにくく、しわになる、破断する、スラリーがシート状物を裏抜けして塗布作業性が悪いという問題があった。また、1)の方法のようにシート状物に膨潤性微粒子を後から担持させるには、実質的にバインダ成分が必要であり、バインダ成分が膨潤性微粒子を被覆してしまい、膨潤性微粒子の効果が発現されない問題、バインダ成分がシート状物の空隙の一部または全部を埋めてしまい、電解液の浸透性や保持性を悪化させる問題、バインダ成分がシート状物の空隙を埋めてしまわないようにバインダ量を少なくすると、シート状物のピンホールが残存することや、強度が不十分になることがあり、バインダ量のバランスを取るのが非常に難しいという問題があった。2)の方法で作製したセパレータは脆く、突刺強度、引裂強度、引張強度などが弱く、取り扱い時に破損しやすい問題、バインダ成分と基材とが接着してしまい、セパレータだけを基材から剥離できない場合があった。3)の方法については、具体例が記載されていないため不明だが、溶融押出法や相分離法によると推測される。溶融押出法は、ポリエチレンやポリプロピレンなどの場合は、耐熱性が劣る問題があった。相分離法の場合は、連続的に均一性の高いセパレータを作製することが困難な問題があった。   In the lithium secondary battery of Patent Document 4, when the swellable fine particles are contained in the separator, the separator is 1) a method of applying or impregnating a slurry containing the swellable fine particles to a sheet-like material such as a woven fabric or a non-woven fabric. A method in which a fibrous material is included in a slurry containing swellable fine particles as required, and this is applied onto a substrate such as a film or a metal foil, dried, and then peeled off from the substrate. 3) It is produced by any method of blending a fibrous material and producing a porous film by a conventionally known method. In the method 1), there is a problem that the woven fabric and the non-woven fabric are not easily strong enough to withstand the coating operation, and wrinkles and breaks, and the slurry penetrates the sheet-like material and the coating workability is poor. In addition, in order to support the swellable fine particles on the sheet-like material later as in the method 1), a binder component is substantially required, and the binder component covers the swellable fine particles. The problem that the effect is not manifested, the binder component fills part or all of the gap of the sheet-like material, the problem of worsening the permeability and retention of the electrolyte, the binder component does not fill the gap of the sheet-like material Thus, if the amount of the binder is reduced, pinholes in the sheet-like material may remain or the strength may be insufficient, and it is very difficult to balance the amount of the binder. The separator produced by the method 2) is fragile and has poor puncture strength, tear strength, tensile strength, and the like, and is easily damaged during handling. The binder component and the base material adhere to each other, so that only the separator cannot be peeled off from the base material. There was a case. About the method of 3), since the specific example is not described, it is unknown, but it is estimated that it is based on the melt extrusion method or the phase separation method. The melt extrusion method has a problem of poor heat resistance in the case of polyethylene or polypropylene. In the case of the phase separation method, there is a problem that it is difficult to produce a separator having high uniformity continuously.

特許文献5の二次電池は、多孔質樹脂Aを溶解した溶液に、該溶液に溶解しない樹脂粒子Bを分散させたペーストを調製し、これを電極表面に塗布して電極上に直接セパレータを形成したものである。多孔質樹脂Aを溶解する溶媒は実質的に有機溶媒である。このセパレータは、細孔を有しておらず、電解液が浸透しないため、電池特性が悪い問題があった。   The secondary battery of Patent Document 5 prepares a paste in which resin particles B not dissolved in a solution are dispersed in a solution in which a porous resin A is dissolved, and this is applied to the electrode surface, and a separator is formed directly on the electrode. Formed. The solvent that dissolves the porous resin A is substantially an organic solvent. This separator has no problem of poor battery characteristics because it does not have pores and the electrolyte does not penetrate.

特許文献6の非水系電池は、セパレータとして紙が用いられている。紙は電解液を浸透させると、セルロース繊維間の絡みが緩んで突刺強度が低下し、耐圧力性が低下する。そのため、積層型やラミネート型の電池を製造する際に強い圧力で電極とセパレータを密着させると、電極のバリや電極活物質がセパレータを貫通してショートする問題があった。   In the non-aqueous battery of Patent Document 6, paper is used as a separator. When the paper is infiltrated with the electrolytic solution, the entanglement between the cellulose fibers is loosened, the puncture strength is lowered, and the pressure resistance is lowered. For this reason, when an electrode and a separator are brought into close contact with each other with a strong pressure when manufacturing a laminated or laminated battery, there is a problem that an electrode burr or an electrode active material penetrates the separator and is short-circuited.

セパレータの電解液浸透性が悪い場合には、これらのセパレータを具備した電気化学素子は内部抵抗が高く、特に大電流で充放電したときの電池特性、すなわちハイレート特性が著しく悪い問題があった。   When the separator has poor electrolyte solution permeability, the electrochemical elements equipped with these separators have a high internal resistance, and there is a problem that the battery characteristics when charged / discharged with a large current, that is, the high rate characteristics are extremely poor.

特開2008−4442号公報JP 2008-4442 A 特開2004−281208号公報JP 2004-281208 A 特開2009−64566号公報JP 2009-64566 A 特開2008−4441号公報JP 2008-4441 A 特開2004−241135号公報JP 2004-241135 A 特許第3661104号公報Japanese Patent No. 3661104

本発明の課題は、電解液の浸透性が良く、電解液浸透前後の突刺強度が強く、耐デンドライト性と耐圧力性に優れる電気化学素子用セパレータ、及び、内部抵抗が低く、ショートしにくく、高圧力下でもハイレート特性に優れる電気化学素子を提供することにある。   The problem of the present invention is that the electrolyte solution has good permeability, strong puncture strength before and after electrolyte solution penetration, excellent dendrite resistance and pressure resistance, and has a low internal resistance and is not easily short-circuited. An object of the present invention is to provide an electrochemical device having excellent high rate characteristics even under high pressure.

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、アクリル系重合体粒子とフィブリル化繊維との凝集体を含有するスラリーを湿式抄紙して得られる湿式不織布からなる電気化学素子用セパレータ(以下、「セパレータ」と表記することもある)及びそれを用いてなる電気化学素子を見出した。   As a result of diligent research to solve the above-mentioned problems, the present inventors have made a separator for an electrochemical device comprising a wet nonwoven fabric obtained by wet papermaking a slurry containing an aggregate of acrylic polymer particles and fibrillated fibers. (Hereinafter, sometimes referred to as “separator”) and an electrochemical device using the same.

本発明の電気化学素子用セパレータは、アクリル系重合体粒子とフィブリル化繊維との凝集体を含有するスラリーを湿式抄紙して得られる湿式不織布からなるため、ラテックスなど皮膜を形成しやすい樹脂やバインダが不要であり、アクリル系重合体粒子間の空隙、アクリル系重合体粒子と繊維間の空隙、繊維同士の空隙を樹脂やバインダで閉塞することがなく、電解液の浸透性に優れ、内部抵抗の低い電気化学素子が得られる。また、電解液浸透前後の突刺強度が強く、且つ、耐圧力性に優れるため、電極のバリや電極活物質の貫通を阻止し、ショートしにくく、高圧力下でもハイレート特性に優れる電気化学素子が得られる。アクリル系重合体粒子を多層に積層させることにより、電極表面にデンドライトが発生しても、デンドライトがセパレータを貫通しにくく、耐デンドライト性に優れる。   The separator for an electrochemical element of the present invention is made of a wet nonwoven fabric obtained by wet papermaking a slurry containing an aggregate of acrylic polymer particles and fibrillated fibers, and therefore a resin or binder that easily forms a film such as latex. Is not required, and the gap between the acrylic polymer particles, the gap between the acrylic polymer particles and the fibers, and the gap between the fibers are not blocked by a resin or binder, and the electrolyte has excellent permeability and internal resistance. Low electrochemical device. In addition, since the piercing strength before and after electrolyte penetration is strong and excellent in pressure resistance, an electrochemical element that prevents electrode burr and electrode active material from penetrating, short-circuiting, and excellent in high-rate characteristics even under high pressure can get. By laminating the acrylic polymer particles in multiple layers, even if dendrite is generated on the electrode surface, the dendrite hardly penetrates the separator and is excellent in dendrite resistance.

本発明の実施例6で作製したセパレータにおける表面の電子顕微鏡写真(1000倍率)の一例を示す。An example of the surface electron micrograph (1000 magnification) in the separator produced in Example 6 of this invention is shown. 本発明の実施例6で作製したセパレータにおける断面の電子顕微鏡写真(1000倍率)の一例を示す。An example of the electron micrograph (1000 magnification) of the cross section in the separator produced in Example 6 of this invention is shown.

本発明において、アクリル系重合体は、アクリル系モノマーの単独重合体または共重合体である。アクリル系モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ) アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸フェニルなどのアクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸メトキシエチル、(メタ)アクリル酸エトキシエチル、(メタ)アクリル酸プロポキシエチル、(メタ)アクリル酸ブトキシエチル、(メタ)アクリル酸エトキシプロピル、などの(メタ)アクリル酸アルコキシエステル類、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレートなどのジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート、(ポリ)アルキレングリコールのジ(メタ)アクリル酸エステル類としては、ジ(メタ)アクリル酸エチレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸ジエチルグリコール、ジ(メタ)アクリル酸トリエチレングリコール、ポリエチレングリコールのジ(メタ)アクリル酸エステル、ジプロピレングリコールのジ(メタ)アクリル酸エステル、トリプロピレングリコールのジ(メタ)アクリル酸エステル、多価(メタ)アクリル酸エステル類としては、トリ(メタ)アクリル酸トリメチロールプロパン、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル等の脂環式アルコールの(メタ)アクリル酸エステルが挙げられ、これらの単独重合体でも共重合体でも良い。   In the present invention, the acrylic polymer is a homopolymer or copolymer of an acrylic monomer. Examples of acrylic monomers include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, Pentyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, (meth) 2-ethylhexyl acrylate, octyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, nonyl (meth) acrylate, decyl (meth) acrylate , Alkyl methacrylates such as dodecyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate, methoxyethyl (meth) acrylate, ethoxyethyl (meth) acrylate, propoxyethyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid Butoxyethyl, ethoxypropyl (meth) acrylate (Meth) acrylic acid alkoxyesters such as, dialkylaminoalkyl (meth) acrylates such as diethylaminoethyl (meth) acrylate, and (poly) alkylene glycol di (meth) acrylic acid esters include di (meth) acrylic Of ethylene glycol acid, diethyl glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, di (meth) acrylic acid ester of polyethylene glycol, di (meth) acrylic acid ester of dipropylene glycol, tripropylene glycol Di (meth) acrylic acid esters and polyvalent (meth) acrylic acid esters include (meth) acrylic acid esters of alicyclic alcohols such as trimethylolpropane tri (meth) acrylic acid and cyclohexyl (meth) acrylic acid. These may be either a copolymer with a homopolymer thereof.

上記アクリル系モノマーと共重合させることができるその他のモノマーとしては、例えば、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルカルバゾール、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ラウリル酸ビニル、ステアリン酸ビニル、安息香酸ビニル、アクリロニトリル、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン、塩化ビニル、臭化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニリデン、ビニリデン類、ビニルエーテル類、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ジビニルベンゼンなどのビニル基を有するモノマー、スチレン、メチルスチレン、ジメチルスチレン、トリメチルスチレン、エチルスチレン、ジエチルスチレン、トリエチルスチレン、プロピルスチレン、ブチルスチレン、ヘキシルスチレン、ヘプチルスチレン、オクチルスチレンなどのアルキルスチレン、フルオロスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレン、ジブロモスチレン、ヨウドスチレン、クロロメチルスチレンなどのハロゲン化スチレン、(メタ)アクリル酸、α−エチル(メタ)アクリル酸、クロトン酸、α−メチルクロトン酸、α−エチルクロトン酸、イソクロトン酸、チグリン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸、グルタコン酸、ヒドロムコン酸が挙げられる。   Other monomers that can be copolymerized with the above acrylic monomers include, for example, vinyl pyridine, vinyl pyrrolidone, vinyl carbazole, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl laurate, vinyl stearate, vinyl benzoate, acrylonitrile, vinyl. Vinyl groups such as toluene, α-methylstyrene, butadiene, isoprene, chloroprene, vinyl chloride, vinyl bromide, vinylidene chloride, vinylidene bromide, vinylidenes, vinyl ethers, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, divinylbenzene, etc. Monomer having, styrene, methyl styrene, dimethyl styrene, trimethyl styrene, ethyl styrene, diethyl styrene, triethyl styrene, propyl styrene, butyl styrene, hexyl styrene Alkyl styrene such as ethylene, heptyl styrene, octyl styrene, fluorostyrene, chlorostyrene, bromostyrene, dibromostyrene, iodostyrene, halogenated styrene such as chloromethylstyrene, (meth) acrylic acid, α-ethyl (meth) acrylic acid , Crotonic acid, α-methylcrotonic acid, α-ethylcrotonic acid, isocrotonic acid, tiglic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid, mesaconic acid, glutaconic acid and hydromuconic acid.

本発明に用いられるアクリル系重合体は、耐電解液性や耐熱性に優れることから、架橋構造体であることが好ましい。架橋剤としては、例えば、ジ(メタ)アクリル酸エチレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸トリエチレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸テトラエチレングリコール、トリ(メタ)アクリル酸トリメチロールプロパン、トリ(メタ)アクリル酸ペンタエリスリトール、1,1,1−トリスヒドロキシメチルエタンジアクリル酸、1,1,1−トリスヒドロキシメチルエタントリアクリル酸、1,1,1−トリスヒドロキシメチルプロパントリアクリル酸、ビニルベンゼンが挙げられる。   The acrylic polymer used in the present invention is preferably a crosslinked structure since it is excellent in resistance to electrolytic solution and heat resistance. Examples of the crosslinking agent include ethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, and tri (meth). Pentaerythritol acrylate, 1,1,1-trishydroxymethylethanediacrylic acid, 1,1,1-trishydroxymethylethanetriacrylic acid, 1,1,1-trishydroxymethylpropanetriacrylic acid, vinylbenzene Can be mentioned.

アクリル系重合体粒子は、乳化重合、ソープフリー乳化重合、分散重合などの方法によって製造することができる。アクリル系重合体粒子は球状または略球状が好ましい。粒子径は、粒度分布を持つ汎用型や、粒子径がほぼ揃っている単分散型が挙げられるが、均一性の高いセパレータが得られることから、単分散型が好ましい。汎用型の粒子径は、レーザー回折式粒度分布測定装置を用いて測定することにより確認でき、単分散型の粒子径は、レーザー回折式粒度分布測定装置や電子顕微鏡観察により確認できる。汎用型をレーザー回折式粒度分布測定装置で測定したときの、質量比で積算50%のときの粒子径、すなわちD50は、0.1〜10μmが好ましく、1〜8μmがより好ましい。D50が0.1μm未満では、小さすぎて、アクリル系重合体粒子の添加効果が得られない場合があり、10μmより大きいと、セパレータの厚みを薄くしにくくなる場合がある。単分散型の平均粒子径は、0.1〜10μmが好ましく、1〜8μmがより好ましく、3〜6μmがさらに好ましい。単分散型の平均粒子径が0.1μm未満では、小さすぎてアクリル系重合体粒子の添加効果が得られない場合があり、10μmより大きいと、セパレータに占めるアクリル系重合体の体積が大きくなりすぎて、セパレータの電気抵抗が高くなる場合やセパレータの厚みを薄くしにくくなる場合がある。   Acrylic polymer particles can be produced by methods such as emulsion polymerization, soap-free emulsion polymerization, and dispersion polymerization. The acrylic polymer particles are preferably spherical or substantially spherical. Examples of the particle diameter include a general-purpose type having a particle size distribution and a monodispersed type in which the particle diameters are substantially uniform, but a monodispersed type is preferable because a highly uniform separator can be obtained. The general-purpose particle size can be confirmed by measuring with a laser diffraction particle size distribution measuring device, and the monodisperse particle size can be confirmed with a laser diffraction particle size distribution measuring device or electron microscope observation. When the general-purpose type is measured with a laser diffraction particle size distribution analyzer, the particle diameter when the mass ratio is 50%, that is, D50 is preferably 0.1 to 10 μm, more preferably 1 to 8 μm. If D50 is less than 0.1 μm, the effect of adding acrylic polymer particles may not be obtained because it is too small. If it is greater than 10 μm, it may be difficult to reduce the thickness of the separator. The average particle size of the monodispersed type is preferably from 0.1 to 10 μm, more preferably from 1 to 8 μm, still more preferably from 3 to 6 μm. If the average particle size of the monodisperse type is less than 0.1 μm, the effect of adding acrylic polymer particles may not be obtained because it is too small. If it is greater than 10 μm, the volume of the acrylic polymer in the separator increases. In some cases, the electrical resistance of the separator is increased, and it is difficult to reduce the thickness of the separator.

本発明のセパレータにおけるアクリル系重合体粒子の含有率は、5〜80質量%が好ましく、6〜70質量%がより好ましく、10〜60質量%がさらに好ましい。5質量%未満では、アクリル系重合体粒子の添加効果が得られにくい場合があり、80質量%より多いと、セパレータの引張強度や突刺強度が不十分になる場合や、セパレータの厚みを薄くしにくくなる場合がある。   5-80 mass% is preferable, as for the content rate of the acrylic polymer particle in the separator of this invention, 6-70 mass% is more preferable, and 10-60 mass% is further more preferable. If the amount is less than 5% by mass, the effect of adding acrylic polymer particles may be difficult to obtain. If the amount is more than 80% by mass, the separator may have insufficient tensile strength or puncture strength, or the thickness of the separator may be reduced. It may be difficult.

本発明のセパレータは、アクリル系重合体粒子とフィブリル化繊維との凝集体を含有するスラリーを湿式抄紙して製造される。アクリル系重合体粒子とフィブリル化繊維との凝集体を形成させるには、アクリル系重合体粒子とフィブリル化繊維を別々に媒体に分散させたスラリーを調製し、両スラリーを混合、攪拌すれば良い。媒体は水が好ましいが、アルコール類などの有機溶剤を混合しても良い。凝集したかどうかを確認するには、凝集体が形成されているか否か、スラリーが白濁しているか否かを目視確認すれば良い。スラリーが白濁している場合は、凝集していないアクリル系重合体粒子が多く存在することを意味する。アクリル系重合体粒子とフィブリル化繊維を混合しただけでは凝集しにくい場合は、凝集剤を添加する。凝集体を形成させた後、必要に応じて非フィブリル化繊維や添加物を混合し、所定の固形分濃度に希釈して原料スラリーを調製する。原料スラリーを抄紙機で湿式抄紙して、本発明のセパレータを得る。   The separator of the present invention is produced by wet papermaking a slurry containing an aggregate of acrylic polymer particles and fibrillated fibers. In order to form an aggregate of acrylic polymer particles and fibrillated fibers, a slurry in which acrylic polymer particles and fibrillated fibers are separately dispersed in a medium is prepared, and both slurries are mixed and stirred. . The medium is preferably water, but an organic solvent such as alcohols may be mixed. In order to confirm whether or not the particles are aggregated, it is only necessary to visually confirm whether or not aggregates are formed and whether or not the slurry is cloudy. When the slurry is cloudy, it means that there are many acrylic polymer particles that are not aggregated. When it is difficult to aggregate only by mixing the acrylic polymer particles and the fibrillated fiber, a flocculant is added. After forming the aggregate, if necessary, non-fibrillated fibers and additives are mixed and diluted to a predetermined solid content concentration to prepare a raw slurry. The raw material slurry is subjected to wet paper making with a paper machine to obtain the separator of the present invention.

フィブリル化繊維としては、天然繊維、再生繊維、合成繊維などをフィブリル化してなる繊維が挙げられる。天然繊維としては、木材由来のセルロース繊維、麻、綿、サトウキビなどの非木材由来のセルロース繊維、バイオセルロース繊維、羊毛、絹などが挙げられる。再生繊維としては、溶剤紡糸セルロース繊維やキュプラ繊維が挙げられる。合成繊維としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリメチルペンテン、ポリエステル、ポリエステル誘導体、アクリル系重合体、ポリ酢酸ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルエーテル、ポリビニルケトン、ポリエーテル、ポリビニルアルコール、脂肪族ポリアミド、芳香族ポリアミド、全芳香族ポリアミド、全芳香族ポリエステル、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリベンゾイミダゾール、ポリ−p−フェニレンベンゾビスチアゾール、ポリ−p−フェニレンベンゾビスオキサゾール、ポリテトラフルオロエチレンなどの樹脂からなる繊維が挙げられる。これらの中でも、全芳香族ポリアミドや全芳香族ポリエステルからなるフィブリル化繊維が、凝集能力に優れるため好ましい。フィブリル化の程度としては、JIS P8121に規定されるカナダ標準濾水度が0〜600mlであることが好ましく、0〜500mlであることがより好ましく、0〜400mlであることがさらに好ましい。カナダ標準濾水度が600mlより大きいと、太い繊維径の割合が多くなるため、アクリル系重合体粒子との凝集が不均一になり、セパレータの地合斑や厚み斑を生じる場合がある。   Examples of fibrillated fibers include fibers formed by fibrillating natural fibers, regenerated fibers, synthetic fibers, and the like. Examples of natural fibers include cellulose fibers derived from wood, cellulose fibers derived from non-wood such as hemp, cotton, and sugarcane, biocellulose fibers, wool, and silk. Examples of regenerated fibers include solvent-spun cellulose fibers and cupra fibers. Synthetic fibers include polypropylene, polyethylene, polymethylpentene, polyester, polyester derivatives, acrylic polymers, polyvinyl acetate, ethylene-vinyl acetate copolymers, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl ether, polyvinyl ketone, poly Ether, polyvinyl alcohol, aliphatic polyamide, aromatic polyamide, wholly aromatic polyamide, wholly aromatic polyester, polyamideimide, polyimide, polyetheretherketone, polyphenylene sulfide, polybenzimidazole, poly-p-phenylenebenzobisthiazole, poly Examples thereof include fibers made of a resin such as -p-phenylenebenzobisoxazole and polytetrafluoroethylene. Among these, fibrillated fibers made of wholly aromatic polyamide or wholly aromatic polyester are preferable because of their excellent aggregation ability. The degree of fibrillation is preferably 0 to 600 ml, more preferably 0 to 500 ml, and even more preferably 0 to 400 ml, according to JIS P8121. If the Canadian standard freeness is larger than 600 ml, the ratio of the thick fiber diameter increases, so that the aggregation with the acrylic polymer particles becomes non-uniform, and the separator may have unevenness or thickness unevenness.

フィブリル化繊維は、フィブリル化の程度がある程度以上になると繊維長が短くなりすぎて、カナダ標準濾水度の測定に用いるふるい板の穴を通り抜けてしまうため、濾水度が異常に高くなり、正確な濾水度を計測できない。その場合は、本発明においては、変法濾水度を採用する。本発明における変法濾水度とは、ふるい板として線径0.14mm、目開き0.18mmの80メッシュ金網を用い、試料濃度0.1%にした以外はJIS P8121に準拠して測定した濾水度である。本発明に用いられるフィブリル化繊維の変法濾水度は、0〜400mlであることが好ましく、0〜300mlであることがより好ましい。400mlを超えると、太い繊維径の割合が多くなるため、アクリル系重合体粒子との凝集が不均一になり、セパレータの地合斑や厚み斑が生じる場合がある。   When the degree of fibrillation exceeds a certain level, the fiber length becomes too short, and the fibrillated fiber passes through the hole in the sieve plate used for the measurement of Canadian standard freeness. Accurate freeness cannot be measured. In that case, the modified freeness is adopted in the present invention. The modified freeness in the present invention was measured in accordance with JIS P811, except that an 80 mesh wire net having a wire diameter of 0.14 mm and an aperture of 0.18 mm was used as a sieve plate, and the sample concentration was 0.1%. Freeness. The modified freeness of the fibrillated fiber used in the present invention is preferably 0 to 400 ml, more preferably 0 to 300 ml. When it exceeds 400 ml, the ratio of the thick fiber diameter increases, so that the aggregation with the acrylic polymer particles becomes non-uniform, and there are cases where separators and thickness spots of the separator occur.

従って、本発明におけるフィブリル化繊維は、カナダ標準濾水度が0〜600mlの範囲にあるか、変法濾水度が0〜400mlの範囲にあれば、好ましく用いられる。一般的にカナダ標準濾水度よりも変法濾水度の方が大きな数値になる。例えば、表1に示したフィブリル化繊維において、F6、F8、F11は変法濾水度よりもカナダ標準濾水度の方が大きな数値を示している。これはフィブリル化繊維の繊維長が短く、カナダ標準濾水度のふるい板をすり抜けてしまったため、正確なカナダ標準濾水度を示していないことを意味する。   Therefore, the fibrillated fiber in the present invention is preferably used if the Canadian standard freeness is in the range of 0 to 600 ml or the modified freeness is in the range of 0 to 400 ml. In general, the modified freeness value is larger than the Canadian standard freeness value. For example, in the fibrillated fibers shown in Table 1, F6, F8, and F11 indicate values that are greater in Canadian standard freeness than in modified freeness. This means that the fiber length of the fibrillated fiber is short and slips through the sieve plate of Canadian standard freeness, so that it does not show accurate Canadian standard freeness.

本発明においては、フィブリル化繊維は1種類だけでも良いし、異なる素材または異なる濾水度のものを2種類以上併用しても良い。2種類以上併用する場合は、湿式不織布の地合斑や厚み斑を生じない範囲であれば、カナダ標準濾水度または変法濾水度が好ましい値ではないフィブリル化繊維を用いても良い。 In the present invention, only one type of fibrillated fiber may be used, or two or more types of different materials or different freeness may be used in combination. When two or more types are used in combination, fibrillated fibers having a Canadian freeness or modified freeness that is not a preferable value may be used as long as they do not cause formation unevenness or thickness unevenness of the wet nonwoven fabric.

本発明のセパレータにおけるフィブリル化繊維の含有率は、5〜85質量%が好ましく、10〜70質量%がより好ましく、25〜70質量%がさらに好ましい。5質量%未満だと、アクリル系重合体粒子との凝集体形成能が不十分になる場合があり、85質量%を超えると、突刺強度が不十分になる場合がある。   5-85 mass% is preferable, as for the content rate of the fibrillated fiber in the separator of this invention, 10-70 mass% is more preferable, and 25-70 mass% is further more preferable. When the amount is less than 5% by mass, the ability to form aggregates with the acrylic polymer particles may be insufficient, and when the amount exceeds 85% by mass, the puncture strength may be insufficient.

本発明のセパレータにおけるアクリル系重合体粒子とフィブリル化繊維の合計含有率は、50〜100質量%が好ましく、60〜95質量%がより好ましく、70〜90質量%がさらに好ましい。50質量%未満だと、ピンホールが生じる場合がある。   The total content of the acrylic polymer particles and the fibrillated fibers in the separator of the present invention is preferably 50 to 100% by mass, more preferably 60 to 95% by mass, and further preferably 70 to 90% by mass. If it is less than 50% by mass, pinholes may occur.

凝集剤としては、ポリアミン、ポリアクリルアミド、アルギン酸ナトリウム、ジシアンアミドなどの有機系凝集剤、硫酸バンド、硫酸第二鉄、ポリ硫酸第二鉄、硫酸カルシウム、塩化第二鉄、ポリ塩化アルミニウムなどの無機系凝集剤が挙げられる。有機系凝集剤単独でも、無機系凝集剤単独でも良く、有機系と無機系凝集剤を併用しても良い。有機系凝集剤は、ナトリウム塩やカリウム塩などの塩を含有するものでも良い。凝集剤の作用力を強めるために、スラリーのpHを調整しても良い。pH調整剤としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化マグネシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、二酸化炭素、アンモニア、クエン酸、グルコン酸、コハク酸、乳酸、フマル酸などが挙げられる。凝集剤の添加量としては、固形分に換算して、スラリーの固形分に対して、0.01〜10質量%が好ましく、0.1〜10質量%がより好ましい。凝集剤の添加量が、0.01質量%未満では、原料スラリーの凝集が不十分になる場合があり、10質量%より多いと、原料スラリーの濾水性が悪化し、抄紙しにくくなる場合がある。   As the flocculant, organic flocculants such as polyamine, polyacrylamide, sodium alginate, dicyanamide, inorganic systems such as sulfate band, ferric sulfate, polyferric sulfate, calcium sulfate, ferric chloride, polyaluminum chloride, etc. A flocculant is mentioned. The organic flocculant alone or the inorganic flocculant alone may be used, or the organic and inorganic flocculants may be used in combination. The organic flocculant may contain a salt such as sodium salt or potassium salt. In order to increase the acting force of the flocculant, the pH of the slurry may be adjusted. pH adjusters include sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, magnesium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium bicarbonate, carbon dioxide, ammonia, citric acid, gluconic acid, succinic acid, lactic acid, fumaric acid Etc. The addition amount of the flocculant is preferably 0.01 to 10% by mass and more preferably 0.1 to 10% by mass with respect to the solid content of the slurry in terms of solid content. If the addition amount of the flocculant is less than 0.01% by mass, aggregation of the raw material slurry may be insufficient, and if it is more than 10% by mass, the drainage of the raw material slurry may deteriorate and papermaking may be difficult. is there.

スラリーは、増粘剤を含有しても良い。増粘剤としては、アルギン酸、アルギン酸ナトリウム、アルブミン、カゼイン、でんぷん、多糖類、寒天、カルボキシメチルセルロースナトリウム、カルボキメチルセルロースカルシウム、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸ナトリウム、アクリル酸/アクリル酸アルキル共重合体、アクリルアミド/アクリル酸共重合体、カルボキシビニルポリマー、ジメチルジステアリルアンモニウムヘクトライト、ビニル系化合物、ビニリデン系化合物、ポリエステル系化合物、ポリエーテル系化合物、ポリグリコール系化合物などが挙げられる。増粘剤の添加量としては、固形分に換算して、原料スラリーの全固形分に対して、0.1〜10質量%が好ましく、0.3〜5質量%がより好ましい。増粘剤の添加量が0.1質量%未満では、凝集体同士の結合が弱い場合があり、10質量%を超えると、凝集体が大きくなりすぎてセパレータの地合が不均一になる場合がある。   The slurry may contain a thickener. Thickeners include alginic acid, sodium alginate, albumin, casein, starch, polysaccharides, agar, sodium carboxymethylcellulose, carboxymethylcellulose calcium, polyacrylic acid, sodium polyacrylate, acrylic acid / alkyl acrylate copolymer, acrylamide / Acrylic acid copolymer, carboxyvinyl polymer, dimethyl distearyl ammonium hectorite, vinyl compound, vinylidene compound, polyester compound, polyether compound, polyglycol compound and the like. As addition amount of a thickener, 0.1-10 mass% is preferable with respect to the total solid of raw material slurry in conversion to solid content, and 0.3-5 mass% is more preferable. When the addition amount of the thickener is less than 0.1% by mass, the bonds between the aggregates may be weak, and when the amount exceeds 10% by mass, the aggregates become too large and the formation of the separator becomes uneven. There is.

スラリーは、紙力増強剤を含有しても良い。紙力増強剤としては、アニオン性ポリアクリルアミド、カチオン性ポリアクリルアミド、両性ポリアクリルアミド、エポキシ変性ポリアミドなどが挙げられる。紙力増強剤は、スラリーの固形分に対して、1〜10質量%が好ましい。1質量%未満では、紙力増強剤の添加効果が現れない場合があり、10質量%より多く添加しても、湿式不織布の強度が飽和する場合がある。   The slurry may contain a paper strength enhancer. Examples of the paper strength enhancer include anionic polyacrylamide, cationic polyacrylamide, amphoteric polyacrylamide, and epoxy-modified polyamide. The paper strength enhancer is preferably 1 to 10% by mass based on the solid content of the slurry. If it is less than 1% by mass, the effect of adding the paper strength enhancer may not appear, and even if it is added more than 10% by mass, the strength of the wet nonwoven fabric may be saturated.

スラリーは、非フィブリル化繊維を含有しても良い。非フィブリル化繊維としては、フィブリル化繊維で例示した繊維群でフィブリル化していない繊維や無機繊維が挙げられる。スラリーに非フィブリル化繊維を含有させる場合は、非フィブリル化繊維だけ、または、非フィブリル化繊維と添加物とを予め分散させておき、アクリル系重合体粒子とフィブリル化繊維との凝集体を含有するスラリーに添加し、攪拌する。アクリル系重合体粒子とフィブリル化繊維との凝集体を形成させる前に、非フィブリル化繊維とアクリル系重合体粒子またはフィブリル化繊維を混合すると、非フィブリル化繊維を取り込んだ凝集体が形成されて、凝集体が大きく成長してしまうため、均一な地合の湿式不織布が得られなくなる。   The slurry may contain non-fibrillated fibers. Non-fibrillated fibers include fibers and inorganic fibers that are not fibrillated in the fiber group exemplified for fibrillated fibers. When non-fibrillated fibers are included in the slurry, only non-fibrillated fibers or non-fibrillated fibers and additives are dispersed in advance, and aggregates of acrylic polymer particles and fibrillated fibers are contained. Add to the slurry and stir. Mixing non-fibrillated fibers and acrylic polymer particles or fibrillated fibers before forming aggregates of acrylic polymer particles and fibrillated fibers will form aggregates incorporating non-fibrillated fibers. Since the aggregate grows greatly, a wet nonwoven fabric having a uniform texture cannot be obtained.

無機繊維としては、シリカ・アルミナ繊維、アルミナ繊維、ガラス繊維、マイクロガラス繊維、ジルコニア繊維、窒化珪素繊維、炭化珪素繊維などが挙げられる。本発明において、非フィブリル化繊維は、セパレータの引張強度や突刺強度を強くし、セパレータの耐折性や巻回性を強くする。非フィブリル化繊維の中でも、耐電解液性に優れ、且つ、電解液との親和性にも優れていることから、アクリル系重合体からなる繊維が好ましい。   Examples of the inorganic fibers include silica / alumina fibers, alumina fibers, glass fibers, micro glass fibers, zirconia fibers, silicon nitride fibers, silicon carbide fibers, and the like. In the present invention, the non-fibrillated fiber increases the tensile strength and puncture strength of the separator and increases the folding resistance and winding property of the separator. Among non-fibrillated fibers, an acrylic polymer-based fiber is preferable because of its excellent resistance to electrolytic solution and excellent compatibility with the electrolytic solution.

非フィブリル化繊維の繊維長は、0.1〜10mmが好ましく、0.3〜6mmがより好ましい。繊維長が0.1mm未満だと、セパレータから脱落する場合があり、10mmより長いと繊維同士が拠れて地合斑や厚み斑を生じる場合がある。非フィブリル化繊維の繊度は、0.0001〜1.1dtexが好ましく、0.001〜0.7dtexがより好ましい。非フィブリル化繊維の繊度が1.1dtexを超えた場合、厚さ方向における繊維本数が少なくなるため、セパレータに大きな貫通孔や厚み斑が生じる場合や、厚みを薄くしにくくなる場合がある。非フィブリル化繊維の繊度が0.0001dtex未満の場合、繊維の安定製造が困難になる。非フィブリル化繊維は、単一の樹脂からなる繊維(単繊維)であっても良いし、2種以上の樹脂からなる複合繊維であっても良い。また、本発明の電気化学素子用セパレータに含まれる非フィブリル化繊維は、1種でも良いし、2種類以上を組み合わせて使用しても良い。複合繊維は、芯鞘型、偏芯型、サイドバイサイド型、海島型、オレンジ型、多重バイメタル型が挙げられる。   The fiber length of the non-fibrillated fiber is preferably 0.1 to 10 mm, and more preferably 0.3 to 6 mm. If the fiber length is less than 0.1 mm, it may fall off from the separator, and if it is longer than 10 mm, the fibers may rely on each other to cause formation unevenness or thickness unevenness. The fineness of the non-fibrillated fiber is preferably 0.0001 to 1.1 dtex, more preferably 0.001 to 0.7 dtex. When the fineness of the non-fibrillated fiber exceeds 1.1 dtex, the number of fibers in the thickness direction is reduced, and thus there may be a case where a large through hole or thickness unevenness is generated in the separator or it is difficult to reduce the thickness. When the fineness of the non-fibrillated fiber is less than 0.0001 dtex, stable production of the fiber becomes difficult. The non-fibrillated fiber may be a fiber (single fiber) made of a single resin or a composite fiber made of two or more kinds of resins. Moreover, the non-fibrillated fiber contained in the separator for electrochemical devices of the present invention may be used alone or in combination of two or more. Examples of the composite fiber include a core-sheath type, an eccentric type, a side-by-side type, a sea-island type, an orange type, and a multiple bimetal type.

本発明のセパレータは、単層でも多層でも良い。多層とは、構成材料、配合率、坪量などが全て同じである層を2層以上積層したもの、構成材料、配合率、坪量などの条件が1つ以上異なる層を2層以上積層したものを指す。後者は、例えばアクリル系重合体粒子を含有する層と含有しない層を交互に2層以上積層したもの、アクリル系重合体粒子を含有しない層の表裏面に、アクリル系重合体粒子を含有する層を積層し、3層にしたもの、アクリル系重合体粒子を含有する層の表裏面にアクリル系重合体粒子を含有しない層を積層し、3層にしたものが挙げられる。本発明においては、少ない配合率であっても、アクリル系重合体粒子を集中的に担持させやすいことから、多層構造であることが好ましい。多層のセパレータを作製するには、円網抄紙機、長網抄紙機、短網抄紙機、傾斜型抄紙機、傾斜短網抄紙機の中から同種または異種の抄紙機を組み合わせてなるコンビネーション抄紙機を用いて多層抄紙する。また、傾斜型抄紙機や傾斜短網抄紙機の抄網へのスラリー供給を多段にしたもので多層抄紙しても良い。本発明においては、湿式抄紙した後、必要に応じて、カレンダー処理、熱カレンダー処理、熱処理などを施しても良い。   The separator of the present invention may be a single layer or a multilayer. Multi-layer means that two or more layers having the same constituent material, blending ratio, basis weight, etc. are laminated, and two or more layers having different conditions such as constituent material, blending ratio, basis weight, etc. are laminated. Refers to things. The latter is, for example, a layer in which two or more layers containing acrylic polymer particles are alternately laminated, and a layer containing acrylic polymer particles on the front and back surfaces of a layer not containing acrylic polymer particles. Are laminated to form three layers, and layers that do not contain acrylic polymer particles are laminated on the front and back surfaces of the layer containing acrylic polymer particles. In the present invention, a multilayer structure is preferable because it is easy to intensively support acrylic polymer particles even at a low blending ratio. To make a multi-layer separator, a combination paper machine consisting of a circular paper machine, a long paper machine, a short paper machine, a slanted paper machine, or a slanted short paper machine and the same or different paper machines. To make multilayer paper. In addition, a multi-layered paper may be used in which slurries are supplied to the net of a slanted paper machine or a slanted short paper machine. In the present invention, after wet papermaking, calendering, thermal calendering, heat treatment and the like may be performed as necessary.

図1は、本発明の実施例で作製したセパレータ表面の電子顕微鏡写真の一例である。球状のアクリル系重合体粒子とフィブリル化繊維との凝集体が形成されていることが確認できる。図2は、本発明の実施例で作製したセパレータ断面の電子顕微鏡写真の一例である。図1及び図2ともに、アクリル系重合体粒子が深さ方向に多層に密接していることがわかる。   FIG. 1 is an example of an electron micrograph of the separator surface produced in the example of the present invention. It can be confirmed that aggregates of spherical acrylic polymer particles and fibrillated fibers are formed. FIG. 2 is an example of an electron micrograph of the cross section of the separator produced in the example of the present invention. Both FIG. 1 and FIG. 2 show that the acrylic polymer particles are in close contact with each other in the depth direction.

本発明のセパレータの厚みは、10〜60μmが好ましく、15〜50μmがより好ましく、20〜40μmがさらに好ましい。60μmを超えると、セパレータの電気抵抗が高くなる場合があり、10μm未満であると、セパレータの強度が弱くなりすぎて、セパレータの取り扱い時に破損する恐れがある。   10-60 micrometers is preferable, as for the thickness of the separator of this invention, 15-50 micrometers is more preferable, and 20-40 micrometers is more preferable. When the thickness exceeds 60 μm, the electrical resistance of the separator may be increased. When the thickness is less than 10 μm, the strength of the separator becomes too weak and may be damaged when the separator is handled.

本発明のセパレータの密度は、0.250〜0.800g/cmが好ましく、0.400〜0.750g/cmがより好ましく、0.500〜0.750g/cmがさらに好ましい。密度が0.250g/cm未満だと、塗液が裏抜けする場合があり、0.800g/cm超だと、セパレータの電気抵抗が高くなる場合がある。 The density of the separator of the present invention is preferably 0.250~0.800g / cm 3, more preferably 0.400~0.750g / cm 3, more preferably 0.500~0.750g / cm 3. When the density is less than 0.250 g / cm 3 , the coating liquid may be exposed, and when it exceeds 0.800 g / cm 3 , the electrical resistance of the separator may be increased.

本発明における電気化学素子とは、リチウム電池、リチウム二次電池、ポリアセン電池、有機ラジカル電池、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ、ハイブリッドキャパシタ、レドックスキャパシタ、アルミ電解コンデンサ、導電性高分子アルミ電解コンデンサなど蓄電機能や整流機能を有する電気化学素子を意味する。リチウム二次電池とは、リチウムイオン電池やリチウムイオンポリマー電池を意味する。リチウム二次電池の負極活物質としては、黒鉛やコークスなどの炭素材料、金属リチウム、アルミニウム、シリカ、スズ、ニッケル、鉛から選ばれる1種以上の金属とリチウムとの合金、SiO、SnO、Fe、WO、Nb、Li4/3Ti5/3等の金属酸化物、Li0.4CoNなどの窒化物が用いられる。正極活物質としては、コバルト酸リチウム、マンガン酸リチウム、ニッケル酸リチウム、チタン酸リチウム、リチウムニッケルマンガン酸化物、リン酸鉄リチウムが用いられる。リン酸鉄リチウムは、さらに、マンガン、クロム、コバルト、銅、ニッケル、バナジウム、モリブデン、チタン、亜鉛、アルミニウム、ガリウム、マグネシウム、ホウ素、ニオブから選ばれる1種以上の金属との複合物でも良い。 The electrochemical element in the present invention is a lithium battery, lithium secondary battery, polyacene battery, organic radical battery, electric double layer capacitor, lithium ion capacitor, hybrid capacitor, redox capacitor, aluminum electrolytic capacitor, conductive polymer aluminum electrolytic capacitor It means an electrochemical element having a power storage function and a rectifying function. The lithium secondary battery means a lithium ion battery or a lithium ion polymer battery. Examples of the negative electrode active material of the lithium secondary battery include carbon materials such as graphite and coke, metallic lithium, aluminum, silica, tin, nickel, and an alloy of lithium and lithium, SiO, SnO, Fe Metal oxides such as 2 O 3 , WO 2 , Nb 2 O 5 , Li 4/3 Ti 5/3 O 4 , and nitrides such as Li 0.4 CoN are used. As the positive electrode active material, lithium cobaltate, lithium manganate, lithium nickelate, lithium titanate, lithium nickel manganese oxide, or lithium iron phosphate is used. Further, the lithium iron phosphate may be a composite with one or more metals selected from manganese, chromium, cobalt, copper, nickel, vanadium, molybdenum, titanium, zinc, aluminum, gallium, magnesium, boron, and niobium.

リチウム二次電池の電解液には、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、ジメトキシエタン、ジメトキシメタン、これらの混合溶媒などの有機溶媒にリチウム塩を溶解させたものが用いられる。リチウム塩としては、六フッ化リン酸リチウムや4フッ化ホウ酸リチウムが挙げられる。固体電解質としては、ポリエチレングリコールやその誘導体、ポリメタクリル酸誘導体、ポリシロキサンやその誘導体、ポリフッ化ビニリデンなどのゲル状ポリマーにリチウム塩を溶解させたものが用いられる。   As an electrolytic solution for a lithium secondary battery, a solution obtained by dissolving a lithium salt in an organic solvent such as propylene carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, dimethoxyethane, dimethoxymethane, or a mixed solvent thereof is used. Examples of the lithium salt include lithium hexafluorophosphate and lithium tetrafluoroborate. As solid electrolyte, what melt | dissolved lithium salt in gel-like polymers, such as polyethyleneglycol, its derivative (s), polymethacrylic acid derivative, polysiloxane, its derivative (s), polyvinylidene fluoride, is used.

以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明は本実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to a present Example.

実施例1
表1に示したスラリー1の配合率になるように、R1、F6、F11、S3を計量した。F6とF11を一緒に水に分散させたスラリーと、R1を水に分散させたスラリーを別々に調製し、両者を攪拌しながら混合し、さらに、ポリアクリルアミド系凝集剤(チバスペシャリティケミカルズ製、商品名:ハイドロコール(登録商標)HC−880)をR1、F6、F11の合計質量に対して、固形分で1質量%添加し、攪拌してアクリル系重合体粒子とフィブリル化繊維との凝集体を形成させた。次いで、S3を水に分散させたスラリーを混合し、さらに両性ポリアクリルアミド系紙力増強剤(荒川化学工業製、商品名:ポリストロン(登録商標)1250)をR1、F6、F11、S3の合計質量に対して、固形分で5質量%添加し、3分間攪拌してスラリー1とした。スラリー1を円網抄紙機に送液し、湿式抄紙した後、カレンダー処理して厚み調整し、実施例1のセパレータを作製した。
Example 1
R1, F6, F11, and S3 were weighed so that the mixing ratio of the slurry 1 shown in Table 1 was obtained. A slurry in which F6 and F11 are dispersed together in water and a slurry in which R1 is dispersed in water are prepared separately and mixed while stirring. Further, polyacrylamide flocculant (manufactured by Ciba Specialty Chemicals, product) Name: Hydrocol (registered trademark) HC-880) with respect to the total mass of R1, F6, and F11, 1% by mass in solid content is added, and agglomerates of acrylic polymer particles and fibrillated fibers are stirred. Formed. Next, a slurry in which S3 is dispersed in water is mixed, and an amphoteric polyacrylamide-based paper strength enhancer (manufactured by Arakawa Chemical Industries, trade name: Polystron (registered trademark) 1250) is added to R1, F6, F11, and S3. Based on the mass, 5% by mass as a solid content was added and stirred for 3 minutes to obtain a slurry 1. Slurry 1 was fed to a circular paper machine, wet-made, and then calendered to adjust the thickness to produce the separator of Example 1.

実施例2
S3の代わりにS4を用い、表1に示したスラリー2の配合率に従ってスラリー1と同様にしてスラリー2を調製し、円網抄紙機を用いて湿式抄紙した後、カレンダー処理して厚み調整し、実施例2のセパレータを作製した。
Example 2
S4 is used instead of S3, and slurry 2 is prepared in the same manner as slurry 1 according to the mixing ratio of slurry 2 shown in Table 1, and after wet papermaking using a circular net paper machine, the thickness is adjusted by calendaring. The separator of Example 2 was produced.

実施例3
表1に示したスラリー3の配合率になるように、R1、F1、F9、F11、S4を計量した。F1、F9、F11を一緒に水に分散させたスラリーと、R1を水に分散させたスラリーを別々に調製し、両者を攪拌しながら混合し、アクリル系重合体粒子とフィブリル化繊維との凝集体を形成させた。次いで、S4を水に分散させたスラリーを混合し、さらに、実施例1で用いた紙力増強剤を、R1、F1、F9、F11、S4の合計質量に対して、固形分で5質量%添加し、3分間攪拌してスラリー3とした。スラリー3を円網抄紙機に送液し、湿式抄紙した後、カレンダー処理して厚み調整し、実施例3のセパレータを作製した。
Example 3
R1, F1, F9, F11, and S4 were weighed so that the mixing ratio of the slurry 3 shown in Table 1 was obtained. A slurry in which F1, F9, and F11 are dispersed together in water and a slurry in which R1 is dispersed in water are prepared separately, and both are mixed while stirring to coagulate the acrylic polymer particles and the fibrillated fibers. Aggregates were formed. Next, a slurry in which S4 is dispersed in water is mixed, and the paper strength enhancer used in Example 1 is 5% by mass in solid content with respect to the total mass of R1, F1, F9, F11, and S4. Added and stirred for 3 minutes to give slurry 3. Slurry 3 was fed to a circular paper machine, wet-made, and then calendered to adjust the thickness to produce the separator of Example 3.

実施例4
表1に示したスラリー4の配合率になるように、R2、F2、S1、S2を計量した。F2を水に分散させたスラリーと、R2を水に分散させたスラリーを別々に調製し、両者を攪拌しながら混合し、アクリル系重合体粒子とフィブリル化繊維との凝集体を形成させた。次いで、S1とS2を水に分散させたスラリーを混合し、さらに実施例1で用いた紙力増強剤を、R2、F2、S1、S2の合計質量に対して、固形分で5質量%添加し、3分間攪拌してスラリー4とした。スラリー4を円網抄紙機に送液し、湿式抄紙した後、カレンダー処理して厚み調整し、実施例4のセパレータを作製した。
Example 4
R2, F2, S1, and S2 were weighed so that the mixing ratio of the slurry 4 shown in Table 1 was obtained. A slurry in which F2 was dispersed in water and a slurry in which R2 was dispersed in water were prepared separately, and both were mixed while stirring to form an aggregate of acrylic polymer particles and fibrillated fibers. Next, a slurry in which S1 and S2 are dispersed in water is mixed, and the paper strength enhancer used in Example 1 is added at 5% by mass in solid content with respect to the total mass of R2, F2, S1, and S2. The mixture was stirred for 3 minutes to obtain slurry 4. Slurry 4 was fed to a circular paper machine, wet-made, and then calendered to adjust the thickness to produce the separator of Example 4.

実施例5
表1に示したスラリー5の配合率になるように、R2、F7、S4を計量した。F7を水に分散させたスラリーと、R2を水に分散させたスラリーを別々に調製し、両者を攪拌しながら混合し、実施例1で用いた凝集剤を、R2とF7の合計質量に対して、固形分で1質量%添加し、攪拌してアクリル系重合体粒子とフィブリル化繊維との凝集体を形成させた。次いで、S4を水に分散させたスラリーを混合し、さらに、実施例1で用いた紙力増強剤を、R2、F7、S4の合計質量に対して、固形分で5質量%添加し、3分間攪拌してスラリー5とした。スラリー5を円網抄紙機に送液し、湿式抄紙した後、カレンダー処理して厚み調整し、実施例5のセパレータを作製した。
Example 5
R2, F7, and S4 were weighed so that the mixing ratio of the slurry 5 shown in Table 1 was obtained. A slurry in which F7 is dispersed in water and a slurry in which R2 is dispersed in water are prepared separately, and both are mixed while stirring. The flocculant used in Example 1 is added to the total mass of R2 and F7. Then, 1% by mass in solid content was added and stirred to form an aggregate of acrylic polymer particles and fibrillated fibers. Next, a slurry in which S4 is dispersed in water is mixed, and the paper strength enhancer used in Example 1 is further added in an amount of 5% by mass with respect to the total mass of R2, F7, and S4. A slurry 5 was obtained by stirring for 5 minutes. Slurry 5 was fed to a circular paper machine, wet-made, and then calendered to adjust the thickness to produce the separator of Example 5.

実施例6
表1に示したスラリー6の配合率になるように、R2、F10、F11を計量した。F10とF11を一緒に水に分散させたスラリーと、R2を水に分散させたスラリーを別々に調製し、両者を攪拌しながら混合し、さらに実施例1で用いた凝集剤を、R2、F10、F11の合計質量に対して、固形分で1質量%添加し、攪拌してアクリル系重合体粒子とフィブリル化繊維との凝集体を形成させた。次いで、実施例1で用いた紙力増強剤を、R2、F10、F11の合計質量に対して、固形分で5質量%添加し、3分間攪拌してスラリー6とした。スラリー6を円網抄紙機に送液し、湿式抄紙した後、カレンダー処理して厚み調整し、実施例6のセパレータを作製した。
Example 6
R2, F10, and F11 were weighed so that the mixing ratio of the slurry 6 shown in Table 1 was obtained. A slurry in which F10 and F11 are dispersed together in water and a slurry in which R2 is dispersed in water are prepared separately, and both are mixed while stirring. Further, the flocculant used in Example 1 is R2, F10. , 1% by mass in terms of solid content was added to the total mass of F11 and stirred to form aggregates of acrylic polymer particles and fibrillated fibers. Subsequently, the paper strength enhancer used in Example 1 was added in an amount of 5 mass% as a solid content with respect to the total mass of R2, F10, and F11, and stirred for 3 minutes to obtain slurry 6. The slurry 6 was fed to a circular paper machine and wet-made, and then calendered to adjust the thickness to produce the separator of Example 6.

実施例7
表1に示したスラリー7の配合率になるように、R2、F3、F8、S2を計量した。F3とF8を一緒に水に分散させたスラリーと、R2を水に分散させたスラリーを別々に調製し、両者を攪拌しながら混合し、アクリル系重合体粒子とフィブリル化繊維との凝集体を形成させた。次いで、S2を水に分散させたスラリーを混合し、さらに、実施例1で用いた紙力増強剤を、R2、F3、F8、S2の合計質量に対して、固形分で5質量%添加し、3分間攪拌してスラリー7とした。スラリー7を円網抄紙機に送液し、湿式抄紙した後、カレンダー処理して厚み調整し、実施例7のセパレータを作製した。
Example 7
R2, F3, F8, and S2 were weighed so that the mixing ratio of the slurry 7 shown in Table 1 was obtained. A slurry in which F3 and F8 are dispersed together in water and a slurry in which R2 is dispersed in water are prepared separately, and both are mixed while stirring to form an aggregate of acrylic polymer particles and fibrillated fibers. Formed. Next, a slurry in which S2 is dispersed in water is mixed, and further, the paper strength enhancer used in Example 1 is added in a solid content of 5% by mass with respect to the total mass of R2, F3, F8, and S2. A slurry 7 was obtained by stirring for 3 minutes. Slurry 7 was fed to a circular paper machine, wet-made, and then calendered to adjust the thickness to produce the separator of Example 7.

実施例8
S2の代わりにS4を用いた以外は、表1に示したスラリー8の配合率に従ってスラリー7と同様にしてスラリー8を調製し、円網抄紙機に送液し、湿式抄紙した後、カレンダー処理して厚み調整し、実施例8のセパレータを作製した。
Example 8
Except that S4 was used instead of S2, slurry 8 was prepared in the same manner as slurry 7 in accordance with the blending ratio of slurry 8 shown in Table 1, and fed to a circular paper machine for wet paper making, followed by calendar treatment. Then, the thickness was adjusted, and the separator of Example 8 was produced.

実施例9
表1に示したスラリー9の配合率になるように、R2、F5、F10、S4を計量した。F5とF10を一緒に水に分散させたスラリーと、R2を水に分散させたスラリーを別々に調製し、両者を攪拌しながら混合し、アクリル系重合体粒子とフィブリル化繊維との凝集体を形成させた。次いで、S4を水に分散させたスラリーを混合し、さらに、実施例1で用いた紙力増強剤を、R2、F5、F10、S4の合計質量に対して、固形分で5質量%添加し、3分間攪拌してスラリー9とした。スラリー9を円網抄紙機に送液し、湿式抄紙した後、カレンダー処理して厚み調整し、実施例9のセパレータを作製した。
Example 9
R2, F5, F10, and S4 were weighed so that the blending ratio of the slurry 9 shown in Table 1 was obtained. A slurry in which F5 and F10 are dispersed together in water and a slurry in which R2 is dispersed in water are prepared separately, and both are mixed while stirring to form an aggregate of acrylic polymer particles and fibrillated fibers. Formed. Next, a slurry in which S4 is dispersed in water is mixed, and further, the paper strength enhancer used in Example 1 is added in a solid content of 5% by mass with respect to the total mass of R2, F5, F10, and S4. A slurry 9 was obtained by stirring for 3 minutes. Slurry 9 was fed to a circular paper machine, wet-made, and then calendered to adjust the thickness to produce the separator of Example 9.

実施例10
表1に示したスラリー10の配合率になるように、R3、F4、F9、F11、S2を計量した。F4、F9、F11を一緒に水に分散させたスラリーと、R3を水に分散させたスラリーを別々に調製し、両者を攪拌しながら混合し、アクリル系重合体粒子とフィブリル化繊維との凝集体を形成させた。次いで、S2を水に分散させたスラリーを混合し、さらに、実施例1で用いた紙力増強剤をR3、F4、F9、F11、S2の合計質量に対して、固形分で5質量%添加し、3分間攪拌してスラリー10とした。スラリー10を円網抄紙機に送液し、湿式抄紙した後、カレンダー処理して厚み調整し、実施例10のセパレータを作製した。
Example 10
R3, F4, F9, F11, and S2 were weighed so that the mixing ratio of the slurry 10 shown in Table 1 was obtained. A slurry in which F4, F9, and F11 are dispersed together in water and a slurry in which R3 is dispersed in water are prepared separately and mixed while stirring to coagulate acrylic polymer particles and fibrillated fibers. Aggregates were formed. Next, a slurry in which S2 is dispersed in water is mixed, and further, the paper strength enhancer used in Example 1 is added in a solid content of 5% by mass with respect to the total mass of R3, F4, F9, F11, and S2. Then, the mixture was stirred for 3 minutes to obtain slurry 10. The slurry 10 was fed to a circular paper machine, wet-made, and then calendered to adjust the thickness to produce the separator of Example 10.

実施例11
表1に示したスラリー11の配合率になるように、R4、F1、F11、S1を計量した。F1とF11を一緒に水に分散させたスラリーと、R4を水に分散させたスラリーを別々に調製し、両者を攪拌しながら混合し、アクリル系重合体粒子とフィブリル化繊維との凝集体を形成させた。次いで、S1を水に分散させたスラリーを混合し、さらに、実施例1で用いた紙力増強剤を、R4、F1、F11、S1の合計質量に対して、固形分で5質量%添加し、3分間攪拌してスラリー11とした。スラリー11を円網抄紙機に送液し、湿式抄紙した後、カレンダー処理して厚み調整し、実施例11のセパレータを作製した。
Example 11
R4, F1, F11, and S1 were weighed so that the mixing ratio of the slurry 11 shown in Table 1 was obtained. A slurry in which F1 and F11 are dispersed together in water and a slurry in which R4 is dispersed in water are prepared separately, and both are mixed while stirring to form an aggregate of acrylic polymer particles and fibrillated fibers. Formed. Next, a slurry in which S1 is dispersed in water is mixed, and the paper strength enhancer used in Example 1 is further added in an amount of 5% by mass with respect to the total mass of R4, F1, F11, and S1. A slurry 11 was obtained by stirring for 3 minutes. Slurry 11 was fed to a circular paper machine, wet-made, and then calendered to adjust the thickness to produce the separator of Example 11.

実施例12
表1に示したスラリー12の配合率になるように、R4、F3、F10、S2を計量した。F3とF10を一緒に水に分散させたスラリーと、R4を水に分散させたスラリーを別々に調製し、両者を攪拌しながら混合し、アクリル系重合体粒子とフィブリル化繊維との凝集体を形成させた。次いで、S2を水に分散させたスラリーを混合し、さらに、実施例1で用いた紙力増強剤を、R4、F3、F10、S2の合計質量に対して、固形分で5質量%添加し、3分間攪拌してスラリー12とした。スラリー12を円網抄紙機に送液し、湿式抄紙した後、カレンダー処理して厚み調整し、実施例12のセパレータを作製した。
Example 12
R4, F3, F10, and S2 were weighed so that the mixing ratio of the slurry 12 shown in Table 1 was obtained. A slurry in which F3 and F10 are dispersed together in water and a slurry in which R4 is dispersed in water are prepared separately, and both are mixed while stirring to form an aggregate of acrylic polymer particles and fibrillated fibers. Formed. Next, a slurry in which S2 is dispersed in water is mixed, and further, the paper strength enhancer used in Example 1 is added in a solid content of 5% by mass with respect to the total mass of R4, F3, F10, and S2. A slurry 12 was obtained by stirring for 3 minutes. Slurry 12 was fed to a circular paper machine, wet-made, and then calendered to adjust the thickness to produce the separator of Example 12.

実施例13
表1に示したスラリー13の配合率になるように、R4、F4、F6、S1、S2、S5を計量した。F4とF6を一緒に水に分散させたスラリーと、R4を水に分散させたスラリーを別々に調製し、両者を攪拌しながら混合し、アクリル系重合体粒子とフィブリル化繊維との凝集体を形成させた。次いで、S1、S2、S5を一緒に水に分散させたスラリーを混合し、さらに、実施例1で用いた紙力増強剤を、R4、F5、F6、S1、S2、S5の合計質量に対して、固形分で5質量%添加し、3分間攪拌してスラリー13とした。スラリー13を円網抄紙機に送液し、湿式抄紙した後、カレンダー処理して厚み調整し、実施例13のセパレータを作製した。
Example 13
R4, F4, F6, S1, S2, and S5 were weighed so that the mixing ratio of the slurry 13 shown in Table 1 was obtained. A slurry in which F4 and F6 are dispersed together in water and a slurry in which R4 is dispersed in water are prepared separately, and both are mixed while stirring to form an aggregate of acrylic polymer particles and fibrillated fibers. Formed. Next, a slurry in which S1, S2, and S5 are dispersed together in water is mixed, and the paper strength enhancer used in Example 1 is added to the total mass of R4, F5, F6, S1, S2, and S5. Then, 5% by mass as a solid content was added and stirred for 3 minutes to obtain slurry 13. The slurry 13 was fed to a circular paper machine, wet-made, and then calendered to adjust the thickness to produce the separator of Example 13.

実施例14
表1に示したスラリー14の配合率になるように、R2、F1、F7、S1を計量した。F1とF7を一緒に水に分散させたスラリーと、R2を水に分散させたスラリーを別々に調製し、両者を攪拌しながら混合し、アクリル系重合体粒子とフィブリル化繊維との凝集体を形成させた。次いで、S1を水に分散させたスラリーを混合し、さらに、実施例1で用いた紙力増強剤を、R2、F1、F7、S1の合計質量に対して、固形分で5質量%添加し、3分間攪拌してスラリー14とした。
Example 14
R2, F1, F7, and S1 were weighed so that the mixing ratio of the slurry 14 shown in Table 1 was obtained. A slurry in which F1 and F7 are dispersed together in water and a slurry in which R2 is dispersed in water are prepared separately, and both are mixed while stirring to form an aggregate of acrylic polymer particles and fibrillated fibers. Formed. Next, the slurry in which S1 is dispersed in water is mixed, and further, the paper strength enhancer used in Example 1 is added in a solid content of 5% by mass with respect to the total mass of R2, F1, F7, and S1. The mixture was stirred for 3 minutes to obtain slurry 14.

表1に示したスラリー17の配合率になるように、F7、F11、S4を計量した。F11を水に分散させた後、S4を添加して攪拌し、さらにF7を添加して攪拌し、さらに、実施例1で用いた紙力増強剤を、F7、F11、S4の合計質量に対して、固形分で5質量%添加し、3分間攪拌してスラリー17とした。スラリー14を円網抄紙機へ送液し、坪量5g/mに湿式抄紙し、同時にスラリー17を傾斜型抄紙機へ送液し、坪量15g/mに湿式抄紙して漉き合せし、異なる2層構造の湿式不織布を作製した後、カレンダー処理して厚み調整し、実施例14のセパレータを作製した。 F7, F11, and S4 were weighed so that the mixing ratio of the slurry 17 shown in Table 1 was obtained. After dispersing F11 in water, S4 is added and stirred, and F7 is further added and stirred. Further, the paper strength enhancer used in Example 1 is added to the total mass of F7, F11, and S4. Then, 5% by mass in solid content was added, and stirred for 3 minutes to obtain slurry 17. Slurry 14 is fed to a circular paper machine and wet paper is made to a basis weight of 5 g / m 2. At the same time, slurry 17 is fed to a slanted paper machine and wet paper is made to a basis weight of 15 g / m 2 and is combined. After preparing the wet nonwoven fabrics having different two-layer structures, the thickness was adjusted by calendering to prepare the separator of Example 14.

実施例15
表1に示したスラリー15の配合率になるように、R2、F2、F7、F11、S4を計量した。F2、F7、F11を一緒に水に分散させたスラリーと、R2を水に分散させたスラリーを別々に調製し、両者を攪拌しながら混合し、アクリル系重合体粒子とフィブリル化繊維との凝集体を形成させた。次いで、S4を水に分散させたスラリーを混合し、さらに、実施例1で用いた紙力増強剤を、R2、F2、F7、F11、S4の合計質量に対して、固形分で5質量%添加し、3分間攪拌してスラリー15とした。スラリー15を円網抄紙機へ送液し、坪量6g/mに湿式抄紙し、同時に実施例14と同様に調製したスラリー17を傾斜型抄紙機へ送液し、坪量14g/mに湿式抄紙して漉き合せし、異なる2層構造の湿式不織布を作製した後、カレンダー処理して厚み調整し、実施例15のセパレータを作製した。
Example 15
R2, F2, F7, F11, and S4 were weighed so that the mixing ratio of the slurry 15 shown in Table 1 was obtained. A slurry in which F2, F7, and F11 are dispersed together in water and a slurry in which R2 is dispersed in water are prepared separately, and both are mixed while stirring to coagulate the acrylic polymer particles and the fibrillated fibers. Aggregates were formed. Next, a slurry in which S4 is dispersed in water is mixed, and the paper strength enhancer used in Example 1 is further 5% by mass in solid content with respect to the total mass of R2, F2, F7, F11, and S4. Added and stirred for 3 minutes to give slurry 15. Slurry 15 is fed to a circular paper machine and wet-made to a basis weight of 6 g / m 2. Simultaneously, slurry 17 prepared in the same manner as in Example 14 is fed to an inclined paper machine, and a basis weight of 14 g / m 2 is obtained. The paper was wet-made and bonded together to prepare wet nonwoven fabrics having different two-layer structures, and then calendered to adjust the thickness, thereby preparing the separator of Example 15.

実施例16
表1に示したスラリー16の配合率になるように、R2、F2、F7、F11、S4を計量した。F2、F7、F11を一緒に水に分散させたスラリーと、R2を水に分散させたスラリーを別々に調製し、両者を攪拌しながら混合し、アクリル系重合体粒子とフィブリル化繊維との凝集体を形成させた。次いで、S4を水に分散させたスラリーを混合し、さらに、実施例1で用いた紙力増強剤を、R2、F2、F7、F11、S4の合計質量に対して、固形分で5質量%添加し、3分間攪拌してスラリー16とした。スラリー15を円網抄紙機へ送液し、坪量5g/mに湿式抄紙し、同時に実施例14と同様に調製したスラリー17を傾斜型抄紙機へ送液し、坪量15g/mに湿式抄紙して漉き合せし、異なる2層構造の湿式不織布を作製した後、カレンダー処理して厚み調整し、実施例16のセパレータを作製した。
Example 16
R2, F2, F7, F11, and S4 were weighed so that the mixing ratio of the slurry 16 shown in Table 1 was obtained. A slurry in which F2, F7, and F11 are dispersed together in water and a slurry in which R2 is dispersed in water are prepared separately, and both are mixed while stirring to coagulate the acrylic polymer particles and the fibrillated fibers. Aggregates were formed. Next, a slurry in which S4 is dispersed in water is mixed, and the paper strength enhancer used in Example 1 is further 5% by mass in solid content with respect to the total mass of R2, F2, F7, F11, and S4. Added and stirred for 3 minutes to make slurry 16. Slurry 15 is fed to a circular paper machine and wet-made to a basis weight of 5 g / m 2. At the same time, slurry 17 prepared in the same manner as in Example 14 is fed to an inclined paper machine, and the basis weight is 15 g / m 2. The paper was wet-sheeted and bonded together to prepare wet nonwoven fabrics having different two-layer structures, and then calendered to adjust the thickness to prepare the separator of Example 16.

(比較例1)
表1に示したスラリー18の配合率になるように、F2とS3を計量した。F2を水に分散させた後、S3を添加して攪拌し、スラリー18を調製した。スラリー18を傾斜短網抄紙機へ送液して湿式抄紙した後、220℃で熱カレンダー処理して厚み調整し、比較例1のセパレータを作製した。
(Comparative Example 1)
F2 and S3 were weighed so that the mixing ratio of the slurry 18 shown in Table 1 was obtained. After F2 was dispersed in water, S3 was added and stirred to prepare slurry 18. The slurry 18 was fed to a slanted short paper machine and wet-made, and then heat calendering was performed at 220 ° C. to adjust the thickness, whereby the separator of Comparative Example 1 was produced.

(比較例2)
表1に示したスラリー19の配合率になるように、R2とS2を計量した。R2を水に分散させたスラリーと、S2を水に分散させたスラリーを別々に調製し、両者を攪拌しながら混合し、さらに、実施例1で使用したポリアクリルアミド系凝集剤を、R2とS2の合計質量に対して、固形分で1質量%添加し、攪拌し、スラリー19とした。スラリー19を円網抄紙機に送液し、湿式抄紙したが、乾燥後の繊維間の接着力がほとんどなく、繊維がフェルトに取られる、湿式不織布が切断するなどして安定して湿式不織布を作製することはできなかった。
(Comparative Example 2)
R2 and S2 were weighed so that the mixing ratio of the slurry 19 shown in Table 1 was obtained. A slurry in which R2 is dispersed in water and a slurry in which S2 is dispersed in water are prepared separately, and both are mixed with stirring. Further, the polyacrylamide-based flocculant used in Example 1 is mixed with R2 and S2. Based on the total mass, 1% by mass of solid content was added and stirred to obtain slurry 19. Slurry 19 was sent to a circular paper machine and wet papermaking, but there was almost no adhesion between the fibers after drying, and the fibers were picked up by felt, and the wet nonwoven fabric was cut stably. It could not be produced.

(比較例3)
紙力増強剤を添加しなかった以外は、実施例14と同様にしてスラリー17を調製し、円網抄紙機に送液し、湿式抄紙した後、カレンダー処理して厚み調整し、比較例3のセパレータを作製した。
(Comparative Example 3)
A slurry 17 was prepared in the same manner as in Example 14 except that no paper strength enhancer was added. The slurry 17 was fed to a circular paper machine, wet-made, and then calendered to adjust the thickness. Comparative Example 3 A separator was prepared.

(比較例4)
ポリフッ化ビニリデン(質量平均分子量300,000)の固形分濃度が5質量%になるようにN−メチル−2−ピロリドンに溶解した後、フタル酸ジブチルをポリフッ化ビニリデンに対して5質量%添加して溶解した後、実施例9で用いたアクリル系重合体粒子をポリフッ化ビニリデンに対して5質量%添加し、均一に分散するまで攪拌した。この溶液を厚み20μmのポリエステル不織布に塗布し、90℃で乾燥させて比較例4のセパレータを作製した。
(Comparative Example 4)
Polyvinylidene fluoride (mass average molecular weight 300,000) was dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone so that the solid content concentration was 5% by mass, and then 5% by mass of dibutyl phthalate was added to the polyvinylidene fluoride. After dissolution, 5% by mass of the acrylic polymer particles used in Example 9 was added to the polyvinylidene fluoride and stirred until uniformly dispersed. This solution was applied to a 20 μm thick polyester nonwoven fabric and dried at 90 ° C. to produce a separator of Comparative Example 4.

(比較例5)
ポリ(ビニリデンフロライド−ヘキサフルオロプロピレン)共重合体(AldrichChemical Company, Inc.製、質量平均分子量400,000)の固形分濃度が5質量%になるようにN−メチル−2−ピロリドンに溶解した後、D50が0.2μmのアクリル系重合体粒子(架橋ポリメタクリル酸メチル)を添加し、均一に分散するまで攪拌した。この溶液を厚み20μmのポリエステル不織布に塗布し、90℃で乾燥させて比較例5のセパレータを作製した。
(Comparative Example 5)
Poly (vinylidene fluoride-hexafluoropropylene) copolymer (manufactured by Aldrich Chemical Company, Inc., mass average molecular weight 400,000) was dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone so that the solid content concentration was 5% by mass. Thereafter, acrylic polymer particles (cross-linked polymethyl methacrylate) having a D50 of 0.2 μm were added and stirred until uniformly dispersed. This solution was applied to a 20 μm thick polyester nonwoven fabric and dried at 90 ° C. to produce a separator of Comparative Example 5.

(比較例6)
平均粒子径1μmの球状の汎用型アクリル系重合体粒子1000g、水800g、イソプロピルアルコール200g、バインダとしてポリビニルブチラール375gをスリーワンモーターで1時間攪拌して均一なスラリーを調製した。このスラリーを厚み15μmのポリプロピレン不織布に塗布し、90℃で乾燥して比較例6のセパレータを作製した。
(Comparative Example 6)
A uniform slurry was prepared by stirring 1000 g of spherical general-purpose acrylic polymer particles having an average particle diameter of 1 μm, 800 g of water, 200 g of isopropyl alcohol, and 375 g of polyvinyl butyral as a binder with a three-one motor for 1 hour. This slurry was applied to a polypropylene nonwoven fabric having a thickness of 15 μm and dried at 90 ° C. to produce a separator of Comparative Example 6.

(比較例7)
平均粒子径4μmの球状の汎用型アクリル系重合体粒子1000g、水6000g、カルボキシメチルセルロース30g、バインダとしてスチレン−ブタジエンラテックス(日本ゼオン製、商品名Nipol(登録商標)LX421)100gを混合し、ディスパーを用いて2800rpmで3時間攪拌して均一なスラリーを調製した。このスラリーを厚み15μmのポリプロピレン不織布に塗布し、90℃で乾燥して比較例7のセパレータを作製した。
(Comparative Example 7)
1000 g of spherical general-purpose acrylic polymer particles having an average particle diameter of 4 μm, 6000 g of water, 30 g of carboxymethyl cellulose, 100 g of styrene-butadiene latex (manufactured by Nippon Zeon, trade name Nipol (registered trademark) LX421) as a binder, The mixture was stirred at 2800 rpm for 3 hours to prepare a uniform slurry. This slurry was applied to a polypropylene nonwoven fabric having a thickness of 15 μm and dried at 90 ° C. to produce a separator of Comparative Example 7.

(比較例8)
アクリル系重合体粒子(R4)100質量%に対して、比較例7で用いたスチレン−ブタジエンラテックスを3質量%添加して、均一に分散するまで攪拌した。この溶液を厚み15μmのポリエステル不織布に塗布し、90℃で乾燥させて比較例8のセパレータを作製した。
(Comparative Example 8)
3% by mass of the styrene-butadiene latex used in Comparative Example 7 was added to 100% by mass of the acrylic polymer particles (R4), and stirred until uniformly dispersed. This solution was applied to a polyester nonwoven fabric having a thickness of 15 μm and dried at 90 ° C. to prepare a separator of Comparative Example 8.

(比較例9)
F9を水に分散させ、さらに、実施例1で用いた紙力増強剤を、F9の質量に対して固形分で5質量%添加し、3分間攪拌してスラリー20を調製した。スラリー20を傾斜型抄紙機に送液して湿式抄紙した後、カレンダー処理して厚み調整し、セルロース100%からなる比較例9のセパレータを作製した。
(Comparative Example 9)
F9 was dispersed in water, and the paper strength enhancer used in Example 1 was added in an amount of 5% by mass with respect to the mass of F9, and stirred for 3 minutes to prepare slurry 20. Slurry 20 was fed to an inclined paper machine and wet papermaking was performed, then the thickness was adjusted by calendaring to produce a separator of Comparative Example 9 made of 100% cellulose.

(比較例10)
比較例4で調製した溶液をポリプロピレンフィルム上にキャストし、乾式法によりポリフッ化ビニリデンの多孔質膜を形成させ、これをポリプロピレンフィルムから剥離し、比較例10のセパレータを作製した。
(Comparative Example 10)
The solution prepared in Comparative Example 4 was cast on a polypropylene film, a porous film of polyvinylidene fluoride was formed by a dry method, and this was peeled from the polypropylene film to produce a separator of Comparative Example 10.

[評価]
実施例及び比較例のセパレータ及び該セパレータを用いて作製したリチウム二次電池について、下記の評価を行い、結果を表2及び表3に示した。
[Evaluation]
The following evaluation was performed about the lithium secondary battery produced using the separator of an Example and a comparative example, and this separator, and the result was shown in Table 2 and Table 3.

<厚み>
JIS C2111に準拠して厚みを測定し、その平均値を表2に示した。
<Thickness>
The thickness was measured according to JIS C2111, and the average value is shown in Table 2.

<密度>
JIS C2111に準拠して密度を測定し、表2に示した。
<Density>
The density was measured according to JIS C2111 and is shown in Table 2.

<突刺強度>
セパレータを50mm巾×200mm長さに切りそろえた。卓上型材料試験機(商品名:STA−1150、(株)オリエンテック製)に据え付けられた40mmφの固定枠にセパレータを装着し、直径1.0mmの金属針((株)オリエンテック製)をセパレータ面に対して直角に50mm/分の一定速度で貫通するまで降ろしたときの最大荷重(N)を任意の5箇所以上で計測し、その平均値を突刺強度とし、表2に示した。
<Puncture strength>
The separator was trimmed to 50 mm width × 200 mm length. A separator is mounted on a 40 mmφ fixed frame installed on a tabletop material testing machine (trade name: STA-1150, manufactured by Orientec Co., Ltd.), and a metal needle (produced by Orientec Co., Ltd.) with a diameter of 1.0 mm is mounted. Table 2 shows the maximum load (N) measured at a predetermined speed of 50 mm / min at right angles to the separator surface at five or more arbitrary points, and the average value was defined as the puncture strength.

<突刺強度維持率>
セパレータを電解液に10分間浸漬した後の突刺強度を測定し、電解液に浸漬する前の突刺強度に対する割合を突刺強度維持率とした。すなわち、電解液に浸漬する前の突刺強度をT1、電解液に10分間浸漬した後の突刺強度をT2としたとき、T2をT1で除して100倍した値を突刺強度維持率(%)とし、表2に示した。<突刺強度>の測定に用いたセパレータ試料を電解液に10分間浸漬した後、セパレータを電解液から取り出し、さらにセパレータ表面の余剰電解液をキムタオル(登録商標)で拭き取り、<突刺強度>の測定方法と同様にして突刺強度を測定した。電解液としては、LiPFを1mol/l溶解させた混合溶液を使用した。混合溶液は、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートを質量比率で3:7としたものである。
<Puncture strength maintenance rate>
The puncture strength after the separator was immersed in the electrolytic solution for 10 minutes was measured, and the ratio to the puncture strength before being immersed in the electrolytic solution was defined as the puncture strength maintenance rate. That is, when the puncture strength before being immersed in the electrolytic solution is T1, and the puncture strength after being immersed in the electrolytic solution for 10 minutes is T2, the value obtained by dividing T2 by T1 and multiplying by 100 is 100%. And shown in Table 2. After immersing the separator sample used for <Puncture Strength> in the electrolyte for 10 minutes, the separator is removed from the electrolyte, and the excess electrolyte on the separator surface is wiped off with Kim Towel (registered trademark), and <Puncture Strength> is measured. The puncture strength was measured in the same manner as the method. As the electrolytic solution, a mixed solution in which 1 mol / l of LiPF 6 was dissolved was used. The mixed solution is ethylene carbonate and diethyl carbonate in a mass ratio of 3: 7.

<浸透性>
セパレータをスライドガラスに密着固定し、スライドガラスごと傾斜させた状態でセパレータ表面に高さ10mmの位置から電解液を1滴滴下した。滴下した電解液がセパレータ表面を流れ落ち始めるときの傾斜角を調べ、浸透性の指標とし、表2に示した。すなわち、傾斜角が大きいほど、セパレータへの電解液の浸透性が良いことを意味する。電解液は、<突刺強度維持率>の評価に記載したものと同様である。
<Penetration>
The separator was closely fixed to the slide glass, and one drop of the electrolyte solution was dropped from the position of 10 mm height on the separator surface in a state where the separator was tilted together. Table 2 shows the tilt angle at which the dropped electrolyte solution started to flow down the separator surface and used as an index of permeability. That is, the larger the inclination angle, the better the permeability of the electrolyte solution to the separator. The electrolytic solution is the same as that described in the evaluation of <Puncture strength maintenance ratio>.

<粒子状態>
セパレータの表面または断面を電子顕微鏡(1000倍率)で観察し、アクリル系重合体粒子の状態を確認した。アクリル系重合体粒子が深さ方向に2層以上に密接している領域がある場合を「多層」、多層に密接している領域がなく、まばらに存在する場合を「まばら」、存在しない場合を「なし」、バインダや樹脂で被覆されている場合を「埋没」とし、表2に示した。
<Particle state>
The surface or cross section of the separator was observed with an electron microscope (1000 magnifications), and the state of the acrylic polymer particles was confirmed. When there is a region where acrylic polymer particles are in close contact with two or more layers in the depth direction, "multilayer", when there is no region close to the multilayer and sparsely exists, "sparse", when not present Table 2 shows “None”, and “Built-in” when coated with a binder or resin.

<粉落ち>
セパレータ表面を指で擦り、アクリル系重合体粒子が粉落ちするか否か確認した。粉落ちした場合を「あり」、しなかった場合を「なし」とし、表2に示した。
<Food fall>
The surface of the separator was rubbed with a finger, and it was confirmed whether or not the acrylic polymer particles were powdered off. Table 2 shows “Yes” when powdered and “No” when not.

<ピンホール>
セパレータを300mm×300mmに切り取り、セパレータの裏面から透過光を当て、ピンホールの有無を目視確認した。ピンホールが存在する場合を「あり」、存在しない場合を「なし」とし、表2に示した。
<Pinhole>
The separator was cut into 300 mm × 300 mm, transmitted light was applied from the back side of the separator, and the presence or absence of pinholes was visually confirmed. Table 2 shows the case where a pinhole is present as “Yes” and the case where no pinhole is present as “None”.

<耐デンドライト性>
セパレータの片面に金属リチウム箔を、セパレータの反対側に正極を配置して積層し、電解液を注入してラミネートセルを100個ずつ作製した。0.5mA/cmで3.6Vまで定電流充電し、さらに3.6Vを24時間印加し、過充電した。この過充電中に異常電流が流れた場合を内部短絡したと見なし、過充電を中止し、ラミネートセルを開封してリチウムデンドライトの発生状態を確認した。過充電により、リチウムデンドライトが発生して基材を貫通したセルの割合を耐デンドライト性として表3に示した。この割合が少ないほど、耐デンドライト性に優れることを意味する。正極には、活物質のコバルト酸リチウム、導電助剤のアセチレンブラック、結着剤のポリフッ化ビニリデンを質量比率で90:5:5に混合したスラリーをアルミニウム集電体の両面に塗布したものを用いた。電解液は、<突刺強度維持率>の評価に記載したものと同様である。実施例14〜16で得られたセパレータ14〜16については、アクリル系重合体粒子を含む層を正極に接するように配置した。
<Dendrite resistance>
A metal lithium foil was placed on one side of the separator and a positive electrode was placed on the opposite side of the separator and laminated, and an electrolyte was injected to prepare 100 laminate cells. The battery was charged at a constant current of up to 3.6 V at 0.5 mA / cm 2 and further overcharged by applying 3.6 V for 24 hours. The case where an abnormal current flowed during this overcharge was regarded as an internal short circuit, the overcharge was stopped, the laminate cell was opened, and the generation state of lithium dendrite was confirmed. Table 3 shows the dendrite resistance as a percentage of cells that generated lithium dendrite due to overcharge and penetrated the substrate. It means that it is excellent in dendrite resistance, so that this ratio is small. For the positive electrode, a slurry in which a lithium cobaltate as an active material, acetylene black as a conductive additive, and polyvinylidene fluoride as a binder are mixed at a mass ratio of 90: 5: 5 is applied to both surfaces of an aluminum current collector. Using. The electrolytic solution is the same as that described in the evaluation of <Puncture strength maintenance ratio>. About the separators 14-16 obtained in Examples 14-16, the layer containing acrylic polymer particles was arrange | positioned so that a positive electrode might be contact | connected.

<ショート率>
負極と正極を50mm巾×70mm長さに切りそろえた。セパレータを60mm巾×90mm長さに切りそろえた。セパレータに電解液を浸透させ、表面の余剰液をキムタオル(登録商標)で拭き取った後、負極と正極の間に1枚挟んで積層し、ラミネートセルを作製した。ラミネートセルを、厚み5mmの樹脂板で挟み、0.1kg/cmの圧力で固定した。ラミネートセルを充電せずに、導通の有無を調べ、100個中の導通した割合を算出し、セパレータに存在するピンホールが起因するショート率とし、表3に示した。負極には、活物質の天然黒鉛(平均粒子径8μm)、結着剤のポリフッ化ビニリデン(質量平均分子量300,000)を質量比率で97:3に混合したスラリーを銅集電体の両面に塗布したものを用いた。正極は、<耐デンドライト性>の評価に記載したものと同様である。電解液は、<突刺強度維持率>の評価に記載したものと同様である。実施例14〜16で得られたセパレータ14〜16については、アクリル系重合体粒子を含む層を正極に接するように配置した。
<Short rate>
The negative electrode and the positive electrode were cut to a width of 50 mm and a length of 70 mm. The separator was cut into 60 mm width × 90 mm length. The separator was allowed to infiltrate the electrolyte, and the excess liquid on the surface was wiped off with Kim Towel (registered trademark), and then laminated with one sheet sandwiched between the negative electrode and the positive electrode to produce a laminate cell. The laminate cell was sandwiched between 5 mm thick resin plates and fixed at a pressure of 0.1 kg / cm 2 . The presence or absence of conduction was examined without charging the laminate cell, the percentage of conduction in 100 pieces was calculated, and the short ratio due to pinholes existing in the separator was shown in Table 3. For the negative electrode, a slurry in which natural graphite as an active material (average particle size 8 μm) and polyvinylidene fluoride as a binder (mass average molecular weight 300,000) are mixed at a mass ratio of 97: 3 is provided on both sides of a copper current collector. The coated one was used. The positive electrode is the same as that described in the evaluation of <dendritic resistance>. The electrolytic solution is the same as that described in the evaluation of <Puncture strength maintenance ratio>. About the separators 14-16 obtained in Examples 14-16, the layer containing acrylic polymer particles was arrange | positioned so that a positive electrode might be contact | connected.

<耐圧力性>
<ショート率>の評価においてショートしなかったラミネートセルを回収し、圧力を2kg/cmに上げて固定し直した。ラミネートセルを充電せずに導通の有無を調べ、回収した個数に対する導通した割合を算出し、耐圧力性の指標とし、表3に示した。数値が小さいほど、耐圧力性に優れることを意味する。
<Pressure resistance>
Laminate cells that were not short-circuited in the evaluation of <Short rate> were collected, and the pressure was increased to 2 kg / cm 2 and re-fixed. Table 3 shows the presence / absence of conduction without charging the laminate cell, calculates the ratio of conduction with respect to the number of collected cells, and serves as an index of pressure resistance. It means that it is excellent in pressure resistance, so that a numerical value is small.

<内部抵抗>
<ショート率>の評価でショートしなかったラミネートセルを用い、交流1kHzで内部抵抗を測定し、平均値を表3に示した。
<Internal resistance>
Using a laminate cell that was not short-circuited in the evaluation of <short ratio>, the internal resistance was measured at an alternating current of 1 kHz, and the average value is shown in Table 3.

<ハイレート特性>
<耐圧力性>の評価でショートしなかったラミネートセルを用い、25℃、1Aで4.2Vになるまで充電し、さらに4.2Vで3時間定電圧充電した後、200mAで3.0Vまで放電したときの放電容量を測定し、これを初期容量とした。25℃、200mAで3.0Vまで放電した後、1Aで4.2Vになるまで充電し、さらに4.2Vで3時間定電圧充電した後、60℃、3Aで3.0Vまで放電して放電容量を測定し、初期容量に対する割合を算出し、平均値をハイレート特性とし、表3に示した。
<High rate characteristics>
Using a laminate cell that was not short-circuited in the evaluation of <pressure resistance>, it was charged to 4.2 V at 25 ° C. and 1 A, further charged at 4.2 V for 3 hours at constant voltage, and then to 3.0 V at 200 mA. The discharge capacity at the time of discharge was measured and used as the initial capacity. Discharge to 3.0V at 25 ° C and 200mA, then charge to 4.2V at 1A, charge at 4.2V for 3 hours, and then discharge to 3.0V at 60 ° C and 3A. The capacity was measured, the ratio with respect to the initial capacity was calculated, and the average value was defined as the high rate characteristic, which is shown in Table 3.

実施例1〜16の電気化学素子用セパレータは、アクリル系重合体粒子とフィブリル化繊維との凝集体を含有するスラリーを湿式抄紙して得られる湿式不織布からなるため、電解液の浸透性に優れ、電解液浸透前後の突刺強度が強く、耐圧力性に優れていた。また、アクリル系重合体粒子の粉落ちがなく、ピンホールもなく良好であった。さらに、アクリル系重合体粒子が多層に密接している領域があるため、耐デンドライト性に優れていた。実施例1〜16の電気化学素子用セパレータを具備してなるリチウムイオン電池は、内部抵抗が低く、ショート率が低く、高圧力下でのハイレート特性に優れていた。実施例3〜4、7〜16の電気化学素子用セパレータは、フィブリル化パラ系全芳香族ポリアミド繊維またはフィブリル化全芳香族ポリエステル繊維を含有するため凝集能力に優れ、凝集剤を使用しなくてもアクリル系重合体粒子との凝集体を形成させることができた。   Since the separators for electrochemical elements of Examples 1 to 16 are made of a wet nonwoven fabric obtained by wet papermaking a slurry containing an aggregate of acrylic polymer particles and fibrillated fibers, the electrolyte has excellent permeability. The puncture strength before and after the electrolyte penetration was strong, and the pressure resistance was excellent. Further, the acrylic polymer particles did not fall off and no pinholes were obtained. Furthermore, since there is a region where the acrylic polymer particles are in close contact with the multilayer, the dendrite resistance was excellent. The lithium ion batteries comprising the separators for electrochemical elements of Examples 1 to 16 had low internal resistance, a low short-circuit rate, and excellent high rate characteristics under high pressure. The separators for electrochemical elements of Examples 3 to 4 and 7 to 16 have excellent flocculation ability because they contain fibrillated para-type wholly aromatic polyamide fibers or fibrillated wholly aromatic polyester fibers, and no coagulant is used. In addition, aggregates with acrylic polymer particles could be formed.

一方、比較例1の電気化学素子用セパレータは、ピンホールはなかったが、アクリル系重合体粒子を含有しないため、電解液の浸透性がやや悪く、電解液浸透後の突刺強度が弱く、耐デンドライト性と耐圧力性が悪かった。該セパレータを具備したリチウムイオン電池は、ショート率は低かったが、内部抵抗がやや高く、高圧力下でのハイレート特性が悪かった。   On the other hand, although the separator for an electrochemical element of Comparative Example 1 did not have pinholes, it did not contain acrylic polymer particles, so the permeability of the electrolytic solution was slightly poor, the puncture strength after penetration of the electrolytic solution was weak, The dendrite and pressure resistance were poor. The lithium ion battery provided with the separator had a low short-circuit rate, but had a slightly high internal resistance and poor high rate characteristics under high pressure.

比較例2では、湿式抄紙時の乾燥後の繊維間の接着力がほとんどなく、繊維がフェルトに取られる、切断するなどして、安定して湿式不織布を作製することはできなかったため、評価することができなかった。   In Comparative Example 2, since there was almost no adhesion between fibers after drying during wet papermaking, fibers could be taken by felt, cut, etc., so that a wet nonwoven fabric could not be stably produced. I couldn't.

比較例3の電気化学素子用セパレータは、ピンホールはなかったが、アクリル系重合体粒子を含有しないため、電解液の浸透性がやや悪く、電解液浸透後の突刺強度が弱く、耐デンドライト性と耐圧力性が悪かった。該セパレータを具備したリチウムイオン電池は、ショート率は低かったが、内部抵抗がやや高く、高圧力下でのハイレート特性が悪かった。   The separator for an electrochemical element of Comparative Example 3 did not have pinholes, but did not contain acrylic polymer particles. Therefore, the permeability of the electrolytic solution was slightly poor, the puncture strength after the penetration of the electrolytic solution was weak, and dendrite resistance And pressure resistance was bad. The lithium ion battery provided with the separator had a low short-circuit rate, but had a slightly high internal resistance and poor high rate characteristics under high pressure.

比較例4の電気化学素子用セパレータは、フィブリル化繊維を含有せず、アクリル系重合体粒子の配合量が少なすぎたため、アクリル系重合体粒子がまばらに付着しており、基材のピンホールが多数残り、電解液浸透後の突刺強度が弱く、耐デンドライト性と耐圧力性が著しく悪かった。そのため、該セパレータを具備したリチウムイオン電池は、内部抵抗は低かったが、ショート率が著しく高かった。   The separator for the electrochemical element of Comparative Example 4 did not contain fibrillated fibers, and the amount of the acrylic polymer particles was too small, so that the acrylic polymer particles adhered sparsely, and the pinhole of the base material Many of these remained, the puncture strength after penetration of the electrolyte was weak, and the dendrite resistance and pressure resistance were extremely poor. For this reason, the lithium ion battery equipped with the separator had a low internal resistance but a very high short-circuit rate.

比較例5の電気化学素子用セパレータは、アクリル系重合体粒子を含有し、ピンホールがなく、電解液浸透後の突刺強度が低下せず、耐デンドライト性は優れていたが、アクリル系重合体粒子がポリ(ビニリデンフロライド−ヘキサフルオロプロピレン)共重合体に埋没してしまっており、電解液の浸透性が悪く、電解液浸透前の突刺強度がそもそも弱く、耐圧力性が劣っていた。そのため、該セパレータを具備したリチウムイオン電池は、ショート率は低かったが、内部抵抗が著しく高く、高圧力下でのハイレート特性が著しく悪かった。   The separator for an electrochemical element of Comparative Example 5 contains acrylic polymer particles, has no pinholes, does not decrease the puncture strength after permeation of the electrolyte, and has excellent dendrite resistance. The particles were buried in a poly (vinylidene fluoride-hexafluoropropylene) copolymer, the permeability of the electrolytic solution was poor, the puncture strength before penetration of the electrolytic solution was originally weak, and the pressure resistance was poor. For this reason, the lithium ion battery equipped with the separator has a low short-circuit rate, but has an extremely high internal resistance and a high rate characteristic under a high pressure.

比較例6の電気化学素子用セパレータは、アクリル系重合体粒子を含有し、ピンホールがなく、電解液浸透後の突刺強度が低下せず、耐デンドライト性は優れていたが、アクリル系重合体粒子がバインダに埋没しており、電解液の浸透性が悪く、電解液浸透前の突刺強度がそもそも弱く、耐圧力性が劣っていた。そのため、該セパレータを具備したリチウムイオン電池は、ショート率は低かったが、内部抵抗が高く、高圧力下でのハイレート特性が悪かった。   The separator for an electrochemical element of Comparative Example 6 contained acrylic polymer particles, had no pinholes, did not decrease the puncture strength after permeation of the electrolyte, and had excellent dendrite resistance, but the acrylic polymer The particles were buried in the binder, the permeability of the electrolyte solution was poor, the puncture strength before the electrolyte solution penetration was weak in the first place, and the pressure resistance was inferior. Therefore, the lithium ion battery provided with the separator has a low short-circuit rate, but has a high internal resistance and a high rate characteristic under a high pressure.

比較例7の電気化学素子用セパレータは、フィブリル化繊維を含有せず、アクリル系重合体粒子の量に対してバインダ量が不十分であり、アクリル系重合体粒子が粉落ちし、基材のピンホールが残り、耐デンドライト性が劣っていた。また、電解液浸透後の突刺強度が弱く、耐圧力性が劣っていた。該セパレータを具備したリチウムイオン電池は、内部抵抗は低かったが、ショート率が高く、高圧力下でのハイレート特性が悪かった。   The separator for an electrochemical element of Comparative Example 7 does not contain fibrillated fibers, the binder amount is insufficient with respect to the amount of the acrylic polymer particles, the acrylic polymer particles are powdered off, Pinholes remained and the dendrite resistance was poor. Moreover, the puncture strength after electrolyte solution penetration was weak, and the pressure resistance was inferior. The lithium ion battery equipped with the separator had low internal resistance, but had a high short-circuit rate and poor high rate characteristics under high pressure.

比較例8の電気化学素子用セパレータは、アクリル系重合体粒子を含有し、バインダの効果により、電解液浸透後の突刺強度が低下せず、耐デンドライト性は良かったが、アクリル系重合体粒子がバインダに埋没しており、電解液の浸透性が悪く、電解液浸透前の突刺強度がそもそも弱く、耐圧力性が劣っていた。また、バインダによる被覆が不完全だったため、基材のピンホールが残った。そのため、該セパレータを具備したリチウムイオン電池は、ショート率がやや高めで内部抵抗が高く、高圧力下でのハイレート特性が悪かった。   The separator for an electrochemical element of Comparative Example 8 contains acrylic polymer particles, and the puncture strength after electrolyte penetration did not decrease due to the effect of the binder, and the dendrite resistance was good, but the acrylic polymer particles Embedded in the binder, the permeability of the electrolytic solution was poor, the puncture strength before the penetration of the electrolytic solution was originally weak, and the pressure resistance was inferior. Moreover, since the coating with the binder was incomplete, pinholes in the base material remained. Therefore, the lithium ion battery provided with the separator has a slightly short circuit rate, a high internal resistance, and a high rate characteristic under a high pressure.

比較例9の電気化学素子用セパレータは、変法濾水度107mlのセルロース100%からなるため、緻密で、ピンホールはなかったが、電解液浸透後の突刺強度が弱く、耐デンドライト性と耐圧力性が劣っていた。そのため、該セパレータを具備したリチウムイオン電池は、ショート率が低く、内部抵抗が低かったが、高圧力下でのハイレート特性が悪かった。   The separator for an electrochemical element of Comparative Example 9 is composed of 100% cellulose having a modified freeness of 107 ml, so it is dense and has no pinholes, but has a low piercing strength after electrolyte penetration, dendrite resistance and resistance. The pressure property was inferior. Therefore, the lithium ion battery provided with the separator has a low short-circuit rate and a low internal resistance, but has a high rate characteristic under a high pressure.

比較例10の電気化学素子用セパレータは、アクリル系重合体粒子を含有し、電解液浸透後の突刺強度が低下せず、ピンホールがなく、耐デンドライト性は優れていたが、電解液浸透性が悪く、電解液浸透前の突刺強度がそもそも著しく弱く、脆く、耐圧力性が著しく悪かった。そのため、該セパレータを具備したリチウムイオン電池は、ショート率が高く、内部抵抗が高かった。   The separator for an electrochemical element of Comparative Example 10 contains acrylic polymer particles, the puncture strength after penetration of the electrolyte solution does not decrease, there is no pinhole, and the dendrite resistance is excellent, but the electrolyte solution permeability However, the puncture strength before the electrolyte penetration was extremely weak in the first place, it was brittle, and the pressure resistance was extremely poor. Therefore, the lithium ion battery provided with the separator has a high short-circuit rate and high internal resistance.

Claims (3)

アクリル系重合体粒子とフィブリル化繊維との凝集体を含有するスラリーを湿式抄紙して得られる湿式不織布からなる電気化学素子用セパレータ。   The separator for electrochemical elements which consists of a wet nonwoven fabric obtained by wet papermaking the slurry containing the aggregate of acrylic polymer particle | grains and fibrillated fiber. フィブリル化繊維の一部が、フィブリル化パラ系全芳香族ポリアミド繊維またはフィブリル化全芳香族ポリエステル繊維である請求項1記載の電気化学素子用セパレータ。   The separator for an electrochemical element according to claim 1, wherein a part of the fibrillated fiber is a fibrillated para-type wholly aromatic polyamide fiber or a fibrillated wholly aromatic polyester fiber. 請求項1または2に記載の電気化学素子用セパレータを具備してなる電気化学素子。   The electrochemical element which comprises the separator for electrochemical elements of Claim 1 or 2.
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