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JP2019114502A - Electrochemical element separator - Google Patents

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JP2019114502A JP2017249099A JP2017249099A JP2019114502A JP 2019114502 A JP2019114502 A JP 2019114502A JP 2017249099 A JP2017249099 A JP 2017249099A JP 2017249099 A JP2017249099 A JP 2017249099A JP 2019114502 A JP2019114502 A JP 2019114502A
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信也 中山
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大貴 徳島
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Abstract

To provide a method for obtaining an electrochemical element separator with no such defects that promote dendrite formation, by sufficiently preventing the occurrence of cracks during film forming process.SOLUTION: An electrochemical element separator is a separator used in an electrochemical cell, which includes: magnesium hydroxide having a ratio of the integrated intensity of a peak of the (001) plane to the integrated intensity of a peak of the (110) plane of 3.3 or more, the integrated intensities being measured by X-ray diffraction; and an organic polymer.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電気化学素子用セパレータに関する。より詳しくは、電池、コンデンサ、キャパシタ、センサ、燃料電池、電気分解装置等の電気化学素子に用いられるセパレータに関する。 The present invention relates to a separator for an electrochemical device. More particularly, the present invention relates to a separator used in electrochemical devices such as batteries, capacitors, capacitors, sensors, fuel cells, and electrolysis devices.

近年、小型携帯機器から自動車等大型用途まで多くの産業において、電池をはじめとする電気化学素子の重要性が急速に高まっており、主にその容量、エネルギー密度や二次電池化の面において優位性を持つ新たな電池系が種々開発・改良されている。 In recent years, in many industries from small portable devices to large-sized applications such as automobiles, the importance of electrochemical devices including batteries is rapidly increasing, and they are superior mainly in terms of their capacity, energy density, and secondary batteries. Various new battery systems with different characteristics have been developed and improved.

電気化学素子に用いられるセパレータについても様々な開発・改良がなされており、例えば、ポリマーと、周期表の第1族〜第17族から選ばれる少なくとも1種の元素を含有する化合物とを含むアニオン伝導性材料を含んで構成されるセパレータが開示されている(例えば、特許文献1参照。)。また、共役ジエン系重合体及び/又は(メタ)アクリル系重合体と上記化合物とを含むアニオン伝導性膜であって、その断面が、該化合物粒子の面積の合計と、該化合物以外のアニオン伝導性膜形成材料成分の面積の合計との比率が70/30〜30/70であるアニオン伝導性膜を含んで構成されるセパレータが開示されている(例えば、特許文献2参照。)。 Various developments and improvements have also been made for separators used in electrochemical devices, and for example, anions containing a polymer and a compound containing at least one element selected from Groups 1 to 17 of the periodic table A separator comprising a conductive material is disclosed (see, for example, Patent Document 1). Further, it is an anion conductive film comprising a conjugated diene polymer and / or a (meth) acrylic polymer and the above compound, the cross section of which is the sum of the area of the compound particles and the anion conduction of other than the compound. There is disclosed a separator comprising an anion conductive membrane having a ratio of 70/30 to 30/70 with respect to the total of the area of the component of the membrane forming material (see, for example, Patent Document 2).

更に、非水系二次電池用セパレータとして、無機フィラーを含む多孔質層が設けられたものが開示されている(例えば、特許文献3、4参照。)。 Furthermore, as a non-aqueous secondary battery separator, one provided with a porous layer containing an inorganic filler is disclosed (see, for example, Patent Documents 3 and 4).

ところで、水酸化マグネシウムの結晶子径やX線回折ピーク強度比と難燃性との関係が開示され、このような水酸化マグネシウムを樹脂に配合して難燃剤として使用することが開示されている(例えば、特許文献5参照。)。 By the way, the relationship between the crystallite diameter and the X-ray diffraction peak intensity ratio of magnesium hydroxide and the flame retardancy is disclosed, and it is disclosed that such magnesium hydroxide is blended in a resin and used as a flame retardant. (See, for example, Patent Document 5).

国際公開第2014/119665号International Publication No. 2014/119665 特開2017−27931号公報JP 2017-27931 A 特開2012−134024号公報JP 2012-134024 A 特開2011−108444号公報JP 2011-108444 A 特開2009−114016号公報JP, 2009-114016, A

上記特許文献1、2に記載のセパレータは、優れたアニオン伝導性を有するとともに、電極活物質のシェイプチェンジやデンドライトといった電極活物質の形態変化を抑制できるものであった。一方、電池、コンデンサ、キャパシタ、センサ、燃料電池、電気分解装置(本明細書中、単に電解装置とも言う。)等の電気化学素子用セパレータには、依然として製膜過程においてクラックが発生してしまうという課題があり、デンドライト形成を促す方向に作用する欠陥であるクラックの発生を充分に防止するための更なる工夫の余地があった。 The separators described in Patent Documents 1 and 2 have excellent anion conductivity and can suppress the change in shape of the electrode active material such as shape change of the electrode active material and dendrite. On the other hand, cracks still occur in the film forming process in separators for electrochemical devices such as batteries, capacitors, capacitors, sensors, fuel cells, and electrolyzers (herein also referred to simply as electrolytic devices). There is a problem in that there is room for further devising to sufficiently prevent the occurrence of a crack which is a defect acting in the direction to promote the formation of dendrite.

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、電気化学素子用セパレータにおいて、製膜過程におけるクラックの発生を充分に防止し、デンドライト形成を促すような欠陥がないセパレータを得るための方法を提供することを目的とする。 The present invention was made in view of the above-mentioned present situation, and in an electrochemical element separator, a method for sufficiently preventing generation of a crack in a film forming process and obtaining a separator having no defect promoting formation of dendrite. Intended to provide.

本発明者らは、電気化学素子用セパレータにおけるクラックの発生を充分に防止する方法について種々検討し、セパレータの材料として特定の水酸化マグネシウムを用いることに着目し、X線回折により測定される(110)面のピークの積分強度に対する(001)面のピークの積分強度の比が3.3以上である水酸化マグネシウム、及び、有機ポリマーを含むセパレータを作製した。本発明者らは、このセパレータが、製膜過程におけるクラックの発生を充分に防止することができることを見出した。その理由は、以下の通りであると考えられる。すなわち、X線回折におけるピーク強度は、結晶面の配向度を表しており、測定試料板の試料載置面に平行な結晶面の強度がより大きくなる。(110)面に対し、(110)面と直交する(001)面のピーク積分強度が大きくなるのは、粒子の板面を形成する(001)面が、試料板の試料載置面に平行に存在している比率が高い状態を表している。このような状態をとりやすい水酸化マグネシウム粒子(粉体)の方が、セパレータ(以下では、セパレータはシート形状であることから、シートとも言う)を作製した際に、水酸化マグネシウム粒子の板面がシート面に対し平行に並びやすい傾向が見られてきた。その板面がシート面に平行な水酸化マグネシウム粒子数が増えることで、製膜時の乾燥過程において、厚み方向の収縮が優先的となり、その結果、面方向の収縮が少なくなることで、クラックの発生が充分に防止された良好なシートを製膜できる。また、従来では、セパレータ(多孔質基材を有する場合は多孔質基材を除いた部分)中の無機化合物量が多く、空隙率が高い場合は製膜過程において特にクラックが発生しやすくなっていたが、このような場合に無機化合物粒子として上述した特定の水酸化マグネシウムを用いると、より高いクラック防止効果が発揮され、充分にクラックの発生を防止することができる。本発明者らは、このようにして上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。 The present inventors variously study a method for sufficiently preventing the occurrence of a crack in the separator for an electrochemical element, and pay attention to using a specific magnesium hydroxide as a material of the separator, and it is measured by X-ray diffraction ( A separator including an organic polymer and magnesium hydroxide in which the ratio of the integrated intensity of the (001) plane peak to the integrated intensity of the 110) plane peak is 3.3 or more was produced. The present inventors have found that this separator can sufficiently prevent the occurrence of cracks in the film forming process. The reason is considered to be as follows. That is, the peak intensity in the X-ray diffraction represents the degree of orientation of the crystal plane, and the intensity of the crystal plane parallel to the sample mounting surface of the measurement sample plate becomes higher. The peak integrated intensity of the (001) plane perpendicular to the (110) plane is larger than the (110) plane because the (001) plane forming the plate surface of the particle is parallel to the sample mounting surface of the sample plate. Represents the state where the ratio is high. When a magnesium hydroxide particle (powder) that can easily take such a state produces a separator (hereinafter, also referred to as a sheet because the separator has a sheet shape), the plate surface of the magnesium hydroxide particles Tends to be parallel to the sheet surface. By increasing the number of magnesium hydroxide particles whose plate surface is parallel to the sheet surface, shrinkage in the thickness direction becomes preferential in the drying process during film formation, and as a result, shrinkage in the surface direction is reduced. It is possible to form a good sheet with the occurrence of being sufficiently prevented. Also, conventionally, the amount of the inorganic compound in the separator (the part excluding the porous substrate when having the porous substrate) is large, and when the porosity is high, cracks are easily generated particularly in the film forming process. However, in such a case, when the specific magnesium hydroxide described above is used as the inorganic compound particles, a higher crack preventing effect is exhibited, and the generation of cracks can be sufficiently prevented. The inventors of the present invention have arrived at the present invention in view of the fact that the above-mentioned problems can be solved in this way.

すなわち本発明は、電気化学素子に用いられるセパレータであって、該セパレータは、X線回折により測定される(110)面のピークの積分強度に対する(001)面のピークの積分強度の比が3.3以上である水酸化マグネシウム、及び、有機ポリマーを含むことを特徴とする電気化学素子用セパレータである。 That is, the present invention is a separator for use in an electrochemical device, wherein the separator has a ratio of integrated intensity of (001) plane peak to integrated intensity of (110) plane peak measured by X-ray diffraction is 3 It is a separator for an electrochemical element characterized by containing magnesium hydroxide which is .3 or more and an organic polymer.

本発明の電気化学素子用セパレータは、製膜過程におけるクラックの発生が充分に防止されたものである。 The separator for an electrochemical device of the present invention is one in which the occurrence of cracks in the film forming process is sufficiently prevented.

水酸化マグネシウム粒子を構成する結晶子の(001)面方向と(110)面方向との関係を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the relationship between the (001) plane direction of a crystallite which comprises magnesium hydroxide particle, and a (110) plane direction.

以下に本発明を詳述する。
なお、以下において記載する本発明の個々の好ましい形態を2つ以上組み合わせたものもまた、本発明の好ましい形態である。
The present invention will be described in detail below.
In addition, what combined two or more of each preferable form of this invention described below is also a preferable form of this invention.

<電気化学素子用セパレータ>
本発明の電気化学素子用セパレータは、X線回折により測定される(110)面のピークの積分強度に対する(001)面のピークの積分強度の比が3.3以上である水酸化マグネシウム、及び、有機ポリマーを含む。なお、本明細書中、本発明の電気化学素子用セパレータを単にセパレータと言う場合がある。また、ポリマーは、明らかに限定される場合を除き、ホモポリマーであってもよく、コポリマーであってもよい。
<Separator for electrochemical device>
The separator for an electrochemical element of the present invention comprises magnesium hydroxide having a ratio of the integrated intensity of the (001) plane peak to the integrated intensity of the (110) plane peak measured by X-ray diffraction is 3.3 or more, And organic polymers. In the present specification, the separator for electrochemical devices of the present invention may be simply referred to as a separator. Also, the polymers may be homopolymers or copolymers, unless explicitly limited.

(水酸化マグネシウム)
上記水酸化マグネシウムは、X線回折により測定される(110)面のピークの積分強度に対する(001)面のピークの積分強度の比が3.3以上である。
上記比は、4以上であることが好ましく、5以上であることがより好ましい。
上記比は、その上限値は特に限定されないが、通常は20以下である。
(Magnesium hydroxide)
In the magnesium hydroxide, the ratio of the integrated intensity of the (001) plane peak to the integrated intensity of the (110) plane peak measured by X-ray diffraction is 3.3 or more.
The ratio is preferably 4 or more, more preferably 5 or more.
The upper limit of the ratio is not particularly limited, but is usually 20 or less.

上記水酸化マグネシウムは、X線回折により測定される上記(110)面に垂直な方向の結晶子径が10nm以上であることが好ましく、15nm以上であることがより好ましい。
上記(110)面に垂直な方向の結晶子径は、その上限値は特に限定されないが、通常は例えば400nm以下である。
The magnesium hydroxide preferably has a crystallite diameter in the direction perpendicular to the (110) plane measured by X-ray diffraction of 10 nm or more, and more preferably 15 nm or more.
Although the upper limit of the crystallite diameter in the direction perpendicular to the (110) plane is not particularly limited, it is usually, for example, 400 nm or less.

上記水酸化マグネシウムは、X線回折により測定される(001)面に垂直な方向の結晶子径が3nm以上であることが好ましく、6nm以上であることがより好ましい。
上記(001)面に垂直な方向の結晶子径は、その上限値は特に限定されないが、通常は例えば300nm以下である。
上述した積分強度比及び各結晶子径は、実施例に記載の方法に従い測定・算出されるものである。
The magnesium hydroxide preferably has a crystallite diameter in the direction perpendicular to the (001) plane of 3 nm or more, more preferably 6 nm or more, which is measured by X-ray diffraction.
The upper limit of the crystallite diameter in the direction perpendicular to the (001) plane is not particularly limited, but is usually, for example, 300 nm or less.
The integrated intensity ratio and each crystallite diameter mentioned above are measured and calculated according to the method described in the examples.

上述した特定の積分強度比範囲・結晶子径範囲の水酸化マグネシウムを得るための方法は、例えば以下の通りである。
マグネシウム塩(塩化マグネシウム、硝酸マグネシウム等)の水溶液、又は、従来公知の方法で得られた酸化マグネシウムの水分散液を原料とし、アルカリ性物質(水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、アンモニア水等)の添加により、水和反応を行うことで水酸化マグネシウムを調製する。この際に、蟻酸、酢酸、プロピオン酸等の有機酸、硝酸、硫酸等の多塩基酸、又は、これらの混合物の添加により、生成した水酸化マグネシウムの溶解度を調整したり、水熱反応の温度(例えば150℃〜270℃)や時間(例えば30分〜10時間)を適宜調整したりすることにより、結晶子径の異なる結晶子から構成された粒子を調製できる。なお、酸の添加量が多い方が結晶成長は進み、結晶子径が大きくなる。また、水熱反応の温度は高い方が、時間は長い方が、結晶成長が進み、結晶子径は大きくなる。
更に、水熱反応温度の範囲を低め(例えば150℃〜200℃)に調整したり、水熱反応の時間を短めに調整したりすること等により、積分強度比が調整された結晶子から構成される粒子を調製できる。
The method for obtaining magnesium hydroxide in the specific integrated intensity ratio range / crystallite size range described above is, for example, as follows.
An aqueous solution of a magnesium salt (magnesium chloride, magnesium nitrate, etc.) or an aqueous dispersion of magnesium oxide obtained by a conventionally known method is used as a raw material, and an alkaline substance (lithium hydroxide, sodium hydroxide, calcium hydroxide, ammonia water Magnesium hydroxide is prepared by performing a hydration reaction by the addition of At this time, by adding an organic acid such as formic acid, acetic acid or propionic acid, a polybasic acid such as nitric acid or sulfuric acid, or a mixture thereof, the solubility of the formed magnesium hydroxide is adjusted or the temperature of the hydrothermal reaction is By appropriately adjusting (for example, 150 ° C. to 270 ° C.) and time (for example, 30 minutes to 10 hours), particles composed of crystallites having different crystallite diameters can be prepared. The crystal growth proceeds as the addition amount of the acid increases, and the crystallite diameter increases. In addition, as the temperature of the hydrothermal reaction is higher and as the time is longer, crystal growth proceeds and the crystallite diameter increases.
Furthermore, the hydrothermal reaction temperature range is adjusted to be lower (for example, 150 ° C. to 200 ° C.), the hydrothermal reaction time is adjusted to be shorter, or the like, so that the integrated intensity ratio is adjusted. Can be prepared.

上記水酸化マグネシウムは粒子状であり、その形状としては、微粉状、粉状、粒状、顆粒状、鱗片状、多面体状、ロッド状、曲面含有状等が挙げられる。このような水酸化マグネシウムの粒子(1次粒子)は、上述した結晶子からなる単結晶体であってもよく、多結晶体であってもよく、いずれであっても本発明の効果を発揮する。
上記水酸化マグネシウムは、下記測定方法により測定したときの平均粒子径が10μm以下であるものが好ましい。該平均粒子径は、より好ましくは5μm以下であり、更に好ましくは4μm以下である。また、該平均粒子径は、0.001μm以上であることが好ましく、0.01μm以上であることがより好ましく、0.1μm以上であることが更に好ましく、0.2μm以上であることが特に好ましい。
The magnesium hydroxide is in the form of particles, and examples of the shape thereof include fine powder, powder, granules, granules, scaly, polyhedrons, rods, curved surfaces, and the like. Such particles of magnesium hydroxide (primary particles) may be single crystals consisting of the above-mentioned crystallites or may be polycrystals, and the effect of the present invention can be exhibited even if any of them. Do.
The magnesium hydroxide preferably has an average particle size of 10 μm or less when measured by the following measurement method. The average particle size is more preferably 5 μm or less, still more preferably 4 μm or less. The average particle diameter is preferably 0.001 μm or more, more preferably 0.01 μm or more, still more preferably 0.1 μm or more, and particularly preferably 0.2 μm or more. .

<水酸化マグネシウム粒子の平均粒子径の測定方法>
水酸化マグネシウム粒子(粉体)と0.2質量%のヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液を混合し、超音波洗浄機を用いて分散処理を行った水酸化マグネシウム粒子分散液について、レーザー回折/散乱式粒子径分布測定装置(商品名:LA−950、堀場製作所社製)により測定を行い、得られた体積基準の粒度分布におけるメジアン径を水酸化マグネシウム粒子の平均粒子径とする。
<Method of measuring average particle diameter of magnesium hydroxide particles>
Laser Diffraction / Scattering Particle Size of Magnesium Hydroxide Particle Dispersion Liquid Mixed with Magnesium Hydroxide Particles (Powder) and 0.2% by Mass of Sodium Hexametaphosphate Aqueous Solution and Dispersed Using an Ultrasonic Cleaner Measurement is performed using a distribution measurement apparatus (trade name: LA-950, manufactured by Horiba, Ltd.), and the median diameter in the obtained volume-based particle size distribution is taken as the average particle size of the magnesium hydroxide particles.

なお、平均粒子径が上記のような範囲の粒子は、例えば、粒子をボールミル等により粉砕し、得られた粗粒子を分散剤に分散させて所望の粒子径にした後に乾固する方法や、該粗粒子をふるい等にかけて粒子径を選別する方法のほか、粒子を製造する段階で調製条件を最適化し、所望の粒径の粒子を得る方法等により製造することが可能である。 The particles having an average particle diameter in the range as described above are, for example, a method of pulverizing the particles with a ball mill or the like, dispersing the obtained coarse particles in a dispersing agent to obtain a desired particle diameter, and drying. The coarse particles can be sieved or the like to separate the particle size, and the preparation conditions can be optimized at the stage of producing the particles to obtain particles having a desired particle size.

上記水酸化マグネシウムの質量割合は、セパレータの強度及びイオン伝導度の改善の観点から、本発明の電気化学素子用セパレータ100質量%中、30質量%以上であることが好ましい。該質量割合は、より好ましくは40質量%以上であり、更に好ましくは45質量%以上である。また、該質量割合は、95質量%以下であることが好ましい。該質量割合は、より好ましくは90質量%以下であり、更に好ましくは85質量%以下である。 The mass ratio of the magnesium hydroxide is preferably 30% by mass or more in 100% by mass of the separator for an electrochemical element of the present invention, from the viewpoint of improving the strength of the separator and the ion conductivity. The proportion by mass is more preferably 40% by mass or more, still more preferably 45% by mass or more. Moreover, it is preferable that this mass ratio is 95 mass% or less. The proportion by mass is more preferably 90% by mass or less, still more preferably 85% by mass or less.

また上記水酸化マグネシウムの質量割合は、本発明の電気化学素子用セパレータから後述する多孔質基材を除いた部分100質量%中、60質量%以上であることが好ましい。該質量割合は、より好ましくは65質量%以上であり、更に好ましくは70質量%以上である。また、該質量割合は、99質量%以下であることが好ましい。該質量割合は、より好ましくは98質量%以下であり、更に好ましくは97質量%以下であり、特に好ましくは95質量%以下である。
なお、上記「本発明の電気化学素子用セパレータから多孔質基材を除いた部分」は、本発明の電気化学素子用セパレータから多孔質基材を構成するポリマーを除いた部分と言い換えても良い。また、本発明の電気化学素子用セパレータが多孔質基材(多孔質基材を構成するポリマー)を有さない場合、上記「本発明の電気化学素子用セパレータから多孔質基材を除いた部分」は、本発明の電気化学素子用セパレータである。
Moreover, it is preferable that the mass ratio of the said magnesium hydroxide is 60 mass% or more in 100 mass% of parts which remove the porous base material mentioned later from the separator for electrochemical elements of this invention. The proportion by mass is more preferably 65% by mass or more, still more preferably 70% by mass or more. Moreover, it is preferable that this mass ratio is 99 mass% or less. The proportion by mass is more preferably 98% by mass or less, still more preferably 97% by mass or less, and particularly preferably 95% by mass or less.
The above "part from the separator for an electrochemical device of the present invention from which the porous substrate is removed" may be rephrased as a part from the separator for an electrochemical device according to the present invention from which the polymer constituting the porous substrate is removed. . Further, when the separator for an electrochemical device of the present invention does not have a porous substrate (a polymer constituting the porous substrate), the above “part of the separator for an electrochemical device of the present invention except the porous substrate "Is a separator for an electrochemical device of the present invention.

(有機ポリマー)
上記有機ポリマーとしては、種々のものを用いることができ、熱可塑性、熱硬化性のいずれであってもよく、例えば、共役ジエン系ポリマー、(メタ)アクリル系ポリマー、含フッ素エチレン系ポリマー、ポリスルホン系ポリマー、脂肪族ポリアミド、芳香族ポリアミド、ポリエーテルケトン、ポリオレフィン系ポリマー、ポリビニルアルコール系ポリマー、スチレン系ポリマー、ポリエステル系ポリマー等が挙げられるが、中でも、共役ジエン系ポリマー、(メタ)アクリル系ポリマー、含フッ素エチレン系ポリマー、ポリスルホン系ポリマー、芳香族ポリアミド、ポリエーテルケトン、ポリオレフィン系ポリマー、及び、ポリビニルアルコール系ポリマーからなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。また、上記有機ポリマーは、バインダーポリマーとして機能するものであってもよく、後述する多孔質基材を構成するポリマーであってもよい。バインダーポリマーは、例えば、共役ジエン系ポリマー、(メタ)アクリル系ポリマー、含フッ素エチレン系ポリマー、ポリスルホン系ポリマー、芳香族ポリアミド、ポリエーテルケトン、及び、ポリオレフィン系ポリマー(より好ましくは、例えば、カルボキシ変性ポリオレフィン系ポリマー)からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。多孔質基材を構成するポリマーは、例えば、ポリオレフィン系ポリマー、ポリビニルアルコール系ポリマー、含フッ素エチレン系ポリマー、脂肪族ポリアミド、芳香族ポリアミド、スチレン系ポリマー、及び、ポリエステル系ポリマーからなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。なお、これらの有機ポリマー(特にポリオレフィン系ポリマー、ポリビニルアルコール系ポリマー等の、多孔質基材を構成するポリマー)は、繊維状であってもよい。繊維状の有機ポリマーは、後述するように、多孔質基材を構成するために好適に用いられる。また、有機ポリマーは、公知の架橋剤化合物により更に架橋されていてもよい。
(Organic polymer)
Various organic polymers may be used as the organic polymer, and any of thermoplastic and thermosetting polymers may be used. For example, conjugated diene polymers, (meth) acrylic polymers, fluorine-containing ethylene polymers, polysulfones Based polymers, aliphatic polyamides, aromatic polyamides, polyether ketones, polyolefin polymers, polyvinyl alcohol polymers, styrene polymers, polyester polymers, etc., among which conjugated diene polymers, (meth) acrylic polymers It is preferably at least one selected from the group consisting of fluorine-containing ethylene polymers, polysulfone polymers, aromatic polyamides, polyether ketones, polyolefin polymers, and polyvinyl alcohol polymers. The organic polymer may function as a binder polymer, or may be a polymer constituting a porous substrate described later. The binder polymer includes, for example, conjugated diene polymers, (meth) acrylic polymers, fluorine-containing ethylene polymers, polysulfone polymers, aromatic polyamides, polyether ketones, and polyolefin polymers (more preferably, carboxy modified, for example) It is preferable that it is at least 1 sort (s) selected from the group which consists of polyolefin polymer. The polymer constituting the porous substrate is selected from the group consisting of, for example, polyolefin polymers, polyvinyl alcohol polymers, fluorine-containing ethylene polymers, aliphatic polyamides, aromatic polyamides, styrenic polymers, and polyester polymers. Preferably, it is at least one of In addition, these organic polymers (especially polymers which comprise a porous base material, such as a polyolefin polymer and a polyvinyl alcohol polymer) may be fibrous. The fibrous organic polymer is suitably used to constitute a porous substrate, as described later. In addition, the organic polymer may be further crosslinked by a known crosslinking agent compound.

上記共役ジエン系ポリマーは、共役ジエン系モノマー由来のモノマー単位を有するものである。
上記共役ジエン系モノマーは、脂肪族共役ジエン系モノマーであることが好ましい。脂肪族共役ジエン系モノマーとしては、例えば、1,3−ブタジエン、イソプレン、2−クロロ−1,3−ブタジエン、クロロプレン等が挙げられ、中でも1,3−ブタジエンが好ましい。共役ジエン系モノマーは、単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
The conjugated diene polymer has a monomer unit derived from a conjugated diene monomer.
The conjugated diene-based monomer is preferably an aliphatic conjugated diene-based monomer. As an aliphatic conjugated diene type monomer, a 1, 3- butadiene, an isoprene, 2-chloro- 1, 3- butadiene, a chloroprene etc. are mentioned, for example, Especially, a 1, 3- butadiene is preferable. The conjugated diene monomers may be used alone or in combination of two or more.

上記共役ジエン系ポリマーとしては、共役ジエン系モノマー由来のモノマー単位を1種又は2種以上を用いて得ることができるが、本発明に係る組成物の均一性や得られるセパレータの機械的強度を高くし、伸び率や応力を好適に調節する観点から、例えば、芳香族ビニルモノマー由来のモノマー単位を更に有することが好ましい。 As the conjugated diene-based polymer, monomer units derived from the conjugated diene-based monomer can be obtained using one or two or more kinds, but the uniformity of the composition according to the present invention or the mechanical strength of the obtained separator can be obtained. It is preferable to further have, for example, a monomer unit derived from an aromatic vinyl monomer, from the viewpoint of increasing the elongation and appropriately adjusting the elongation and stress.

芳香族ビニルモノマーとしては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、o−エチルスチレン、m−エチルスチレン、p−エチルスチレン、o−メトキシスチレン、m−メトキシスチレン、p−メトキシスチレン、o−エトキシスチレン、m−エトキシスチレン、p−エトキシスチレン、o−フルオロスチレン、m−フルオロスチレン、p−フルオロスチレン、o−クロロスチレン、m−クロロスチレン、p−クロロスチレン、o−ブロモスチレン、m−ブロモスチレン、p−ブロモスチレン、o−アセトキシスチレン、m−アセトキシスチレン、p−アセトキシスチレン、o−tert−ブトキシスチレン、m−tert−ブトキシスチレン、p−tert−ブトキシスチレン、o−tert−ブチルスチレン、m−tert−ブチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、ビニルトルエン等が挙げられる。これらの中でも、セパレータの耐熱性や機械的強度を高くできる点、伸び率や応力を好適に調節する点でスチレン、α−メチルスチレンが好ましい。これらの芳香族ビニルモノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 Examples of the aromatic vinyl monomer include styrene, α-methylstyrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, o-ethylstyrene, m-ethylstyrene, p-ethylstyrene and o-methoxystyrene , M-methoxystyrene, p-methoxystyrene, o-ethoxystyrene, m-ethoxystyrene, p-ethoxystyrene, o-fluorostyrene, m-fluorostyrene, p-fluorostyrene, o-chlorostyrene, m-chlorostyrene P-chlorostyrene, o-bromostyrene, m-bromostyrene, p-bromostyrene, o-acetoxystyrene, m-acetoxystyrene, p-acetoxystyrene, o-tert-butoxystyrene, m-tert-butoxystyrene, p-tert-butoxys Ren, o-tert-butylstyrene, m-tert-butylstyrene, p-tert-butylstyrene and vinyltoluene. Among these, styrene and α-methylstyrene are preferable in that the heat resistance and mechanical strength of the separator can be increased, and the elongation and stress are suitably controlled. These aromatic vinyl monomers may be used alone or in combination of two or more.

上記共役ジエン系ポリマーは、脂肪族共役ジエン系モノマー由来のモノマー単位と、芳香族ビニルモノマー由来のモノマー単位との質量比が、例えば1/9以上、9/1以下であることが好ましく、2/8以上、8/2以下であることがより好ましく、3/7以上、7/3以下であることが更に好ましい。 The conjugated diene-based polymer preferably has a mass ratio of a monomer unit derived from an aliphatic conjugated diene-based monomer to a monomer unit derived from an aromatic vinyl monomer, for example, 1/9 or more and 9/1 or less, 2 It is more preferable that it is / 8 or more and 8/2 or less, and still more preferably 3/7 or more and 7/3 or less.

上記共役ジエン系ポリマーは、水酸化マグネシウムと有機ポリマーとの結合力が高くなり、セパレータの強度をより優れたものとする観点から、カルボキシ基及び/又はその塩であるカルボキシレート基を有するカルボキシ変性共役ジエン系ポリマーであることが好ましく、例えば、カルボキシ基及び/又はその塩であるカルボキシレート基を有する不飽和モノマー由来のモノマー単位を更に有するものがより好ましい。上記カルボキシ基及び/又はその塩であるカルボキシレート基を有する不飽和モノマーとしては、(メタ)アクリル酸(塩)等の不飽和モノカルボン酸(塩);マレイン酸(塩)、フマル酸(塩)、イタコン酸(塩)等の不飽和ジカルボン酸(塩)等が挙げられ、これらを単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 The conjugated diene-based polymer is a carboxy-modified polymer having a carboxy group and / or a carboxylate group which is a salt thereof, from the viewpoint of increasing the bonding strength between magnesium hydroxide and the organic polymer and making the separator more excellent. Conjugated diene polymers are preferable, and for example, those further having a monomer unit derived from an unsaturated monomer having a carboxy group and / or a carboxylate group which is a salt thereof are more preferable. As unsaturated monomers having a carboxyl group which is the above-mentioned carboxy group and / or a salt thereof, unsaturated monocarboxylic acids (salts) such as (meth) acrylic acid (salts); maleic acid (salts), fumaric acid (salts) And unsaturated dicarboxylic acids (salts) such as itaconic acid (salts). These may be used alone or in combination of two or more.

上記共役ジエン系ポリマーは、セパレータの強度をより優れたものとする観点からカルボキシ基及び/又はその塩であるカルボキシレート基を有する不飽和モノマー由来のモノマー単位の質量割合が、0.2質量%以上であることが好ましく、0.3質量%以上であることがより好ましく、0.5質量%以上であることが更に好ましい。また、セパレータのイオン伝導度をより優れたものとする観点から該質量割合が、10質量%以下であることが好ましく、8質量%以下であることがより好ましく、5質量%以下であることが更に好ましい。 The mass ratio of monomer units derived from unsaturated monomers having a carboxy group and / or a carboxylate group which is a salt thereof is 0.2% by mass from the viewpoint of making the strength of the separator more excellent in the conjugated diene-based polymer It is preferable that it is the above, It is more preferable that it is 0.3 mass% or more, It is still more preferable that it is 0.5 mass% or more. Moreover, from the viewpoint of making the ion conductivity of the separator more excellent, the mass ratio is preferably 10% by mass or less, more preferably 8% by mass or less, and 5% by mass or less More preferable.

上記共役ジエン系ポリマーとしては、スチレン−ブタジエン系ポリマー、カルボキシ変性スチレン−ブタジエン系ポリマー、ポリブタジエン系ポリマー、カルボキシ変性ポリブタジエン系ポリマー、ポリイソプレン系ポリマー、カルボキシ変性ポリイソプレン系ポリマー、アクリロニトリル−ブタジエン系ポリマー、カルボキシ変性アクリロニトリル−ブタジエン系ポリマー等の1種又は2種以上を好適に用いることができる。これらの中でも、スチレン−ブタジエン系ポリマー、カルボキシ変性スチレン−ブタジエン系ポリマーが好ましく、特にカルボキシ変性スチレン−ブタジエン系ポリマーが好ましい。 Examples of the conjugated diene-based polymers include styrene-butadiene-based polymers, carboxy-modified styrene-butadiene-based polymers, polybutadiene-based polymers, carboxy-modified polybutadiene-based polymers, polyisoprene-based polymers, carboxy-modified polyisoprene-based polymers, acrylonitrile-butadiene-based polymers, One or two or more kinds of carboxy-modified acrylonitrile-butadiene polymers and the like can be suitably used. Among these, styrene-butadiene polymers and carboxy-modified styrene-butadiene polymers are preferable, and carboxy-modified styrene-butadiene polymers are particularly preferable.

上記共役ジエン系ポリマーは、脂肪族共役ジエン系モノマー由来のモノマー単位、芳香族ビニルモノマー由来のモノマー単位、カルボキシ基及び/又はその塩であるカルボキシレート基を有する不飽和モノマー由来のモノマー単位以外の、その他の不飽和モノマー由来のモノマー単位を有していてもよい。 The conjugated diene-based polymer is a monomer unit derived from an aliphatic conjugated diene-based monomer, a monomer unit derived from an aromatic vinyl monomer, a carboxy group and / or a monomer unit derived from an unsaturated monomer having a carboxylate group which is a salt thereof. And monomer units derived from other unsaturated monomers.

その他の不飽和モノマーとしては、例えば、アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸、スチレンスルホン酸塩等のスルホン酸基含有ビニルモノマー;(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n−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸t−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)アクリル酸ヘプチル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸デシル等の(メタ)アクリル酸エステルモノマー;(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチル等の水酸基含有ビニルモノマー;(メタ)アクリロニトリル等のニトリル基含有ビニルモノマー;(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−エチロール(メタ)アクリルアミド、ジメチル(メタ)アクリルアミド、ジエチル(メタ)アクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド系モノマー;ジビニルベンゼン、エチレングリコールジメタクリレート、イソプロピレングリコールジアクリレート、テトラメチレングリコールジメタクリレート等の二官能ビニルモノマー;3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン等のアルコシシラン基含有ビニルモノマーが挙げられる。 As other unsaturated monomers, for example, sulfonic acid group-containing vinyl monomers such as acrylamidomethylpropane sulfonic acid, styrene sulfonate, etc .; methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, (Meth) acrylic acid n-butyl, (meth) acrylic acid isobutyl, (meth) acrylic acid t-butyl, (meth) acrylic acid pentyl, (meth) acrylic acid hexyl, (meth) acrylic acid heptyl, (meth) acrylic (Meth) acrylic acid ester monomers such as octyl acid octyl, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, nonyl (meth) acrylate and decyl (meth) acrylate; 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid Hydroxyl group-containing vinyl monomers such as 4-hydroxybutyl; (meth) ac Nitrile group-containing vinyl monomers such as ronitrile, (meth) acrylamides, N-methylol (meth) acrylamides, N-ethylol (meth) acrylamides, dimethyl (meth) acrylamides, (meth) acrylamide-based monomers such as diethyl (meth) acrylamides; Bifunctional vinyl monomers such as divinylbenzene, ethylene glycol dimethacrylate, isopropylene glycol diacrylate, tetramethylene glycol dimethacrylate; 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltritriol There may be mentioned alkoxysilane group-containing vinyl monomers such as ethoxysilane.

上記共役ジエン系ポリマー100質量%中、その他の不飽和モノマー由来のモノマー単位の質量割合は、30質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であることがより好ましく、0.1質量%以下であることが更に好ましい。 The proportion by mass of monomer units derived from other unsaturated monomers in 100% by mass of the conjugated diene-based polymer is preferably 30% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, and 0.1% by mass It is more preferable that it is the following.

上記(メタ)アクリル系ポリマーは、(メタ)アクリロイル基を有するモノマー由来のモノマー単位を有するものであればよいが、代表的なものとしては(メタ)アクリル酸エステルモノマー由来のモノマー単位を主体とする(メタ)アクリル酸エステル系ポリマーが挙げられる。 The above (meth) acrylic polymer may be any one having a monomer unit derived from a monomer having a (meth) acryloyl group, but as a typical one, a monomer unit derived from a (meth) acrylic acid ester monomer is mainly used (Meth) acrylic acid ester-based polymers.

(メタ)アクリル酸エステルモノマー由来のモノマー単位を主体とするとは、(メタ)アクリル酸エステル系ポリマー100質量%中、(メタ)アクリル酸エステルモノマー由来のモノマー単位の含有量が50質量%以上であることを言う。該含有量は、70質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であることがより好ましく、100質量%であることが更に好ましい。
(メタ)アクリル酸エステルモノマーは、具体的には、カルボキシ変性共役ジエン系ポリマーにおいてその他の不飽和モノマーの1種として上述した通りである。
The content of monomer units derived from (meth) acrylic acid ester monomers is 50% by mass or more in 100% by mass of (meth) acrylic acid ester-based polymers, based on the monomer units derived from (meth) acrylic acid ester monomers as main components Say something. The content is preferably 70% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, and still more preferably 100% by mass.
Specifically, the (meth) acrylic acid ester monomer is as described above as one of other unsaturated monomers in the carboxy-modified conjugated diene-based polymer.

上記(メタ)アクリル系ポリマーは、(メタ)アクリル酸エステルモノマー由来のモノマー単位以外に、カルボキシ基及び/又はその塩であるカルボキシレート基を有する不飽和モノマー由来のモノマー単位や、その他の不飽和モノマー由来のモノマー単位を有していてもよい。水酸化マグネシウムと有機ポリマーとの結合力が高くなり、セパレータの強度をより優れたものとする観点から、上記(メタ)アクリル系ポリマーは、カルボキシ基及び/又はその塩であるカルボキシレート基を有する不飽和モノマー由来のモノマー単位を有する(メタ)アクリル系ポリマーであることが好ましい。 The above (meth) acrylic polymer is a monomer unit derived from an unsaturated monomer having a carboxy group and / or a carboxylate group which is a salt thereof in addition to a monomer unit derived from a (meth) acrylic acid ester monomer, and other unsaturated It may have a monomer unit derived from a monomer. The (meth) acrylic polymer has a carboxy group and / or a carboxylate group which is a salt thereof, from the viewpoint of increasing the bonding strength between magnesium hydroxide and the organic polymer and making the separator more excellent. It is preferable that it is a (meth) acrylic-type polymer which has a monomer unit derived from an unsaturated monomer.

なお、その他の不飽和モノマーとしては、カルボキシ変性共役ジエン系ポリマーにおいてその他の不飽和モノマーとして上述したものと同様のものを挙げることができる(ただし、(メタ)アクリル酸エステルモノマーを除く。)。 In addition, as another unsaturated monomer, the thing similar to what was mentioned above as another unsaturated monomer in carboxy modified | conjugated conjugated diene type polymer can be mentioned (However, (meth) acrylic acid ester monomer is remove | excluded.).

上記含フッ素エチレン系ポリマーは、ポリエチレンの水素原子がフッ素原子に置換された構造のものであり、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等が挙げられる。 The fluorine-containing ethylene-based polymer has a structure in which a hydrogen atom of polyethylene is substituted by a fluorine atom, and examples thereof include polyvinylidene fluoride and polytetrafluoroethylene.

上記ポリスルホン系ポリマーは、スルホニル基を繰り返し単位に有するポリマーを言い、例えばポリスルホン(PSU)、ポリエーテルスルホン(PESU)、ポリフェニルスルホン(PSSU)が挙げられる。
上記芳香族ポリアミドは、芳香族ジカルボン酸成分及び芳香族ジアミン成分、又は、芳香族アミノカルボン酸成分から構成されるポリマーを言い、例えばポリフェニレンテレフタルアミド、ポリフェニレンイソフタルアミド等が挙げられる。
上記ポリエーテルケトンは、エーテル結合及びケトン結合を有するポリマーであり、例えばポリエーテルケトンケトン、ポリエーテルエーテルケトン等が挙げられる。
The polysulfone-based polymer is a polymer having a sulfonyl group as a repeating unit, and examples thereof include polysulfone (PSU), polyethersulfone (PESU), and polyphenylsulfone (PSSU).
The above-mentioned aromatic polyamide refers to a polymer composed of an aromatic dicarboxylic acid component and an aromatic diamine component, or an aromatic aminocarboxylic acid component, and examples thereof include polyphenylene terephthalamide, polyphenylene isophthalamide and the like.
The polyether ketone is a polymer having an ether bond and a ketone bond, and examples thereof include polyether ketone ketone and polyether ether ketone.

上記ポリオレフィン系ポリマーは、不飽和炭化水素由来のモノマー単位を有するものであればよい。
上記不飽和炭化水素は、例えばエチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、1−ペンテン、イソプレン、ジイソブチレン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−ノネン、1−ウンデセン、1−ドデセン、1−トリデセン、1−テトラデセン、1−ペンタデセン、1−ヘプタデセン、1−オクタデセン、1−ノナデセン、1−エイコセン、プロピレンのトリマー及びテトラマー類、スチレン、ビニルトルエン、ジビニルベンゼン等の末端オレフィン;2−ブテン、2−オクテン、2−メチル−1−ヘキセン、2,3−ジメチル−2−ブテン等の分子内オレフィン等が挙げられ、これらは単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
The said polyolefin polymer should just have a monomer unit derived from unsaturated hydrocarbon.
Examples of the unsaturated hydrocarbon include ethylene, propylene, 1-butene, 1-hexene, 1-pentene, isoprene, diisobutylene, 1-heptene, 1-octene, 1-nonene, 1-undecene, 1-dodecene, 1 -Tridecene, 1-tetradecene, 1-pentadecene, 1-heptadecene, 1-octadecene, 1-nonadecene, 1-eicosene, trimers and tetramers of propylene, terminal olefins such as styrene, vinyl toluene, divinylbenzene, etc. 2-butene Intramolecular olefins such as 2-octene, 2-methyl-1-hexene, 2,3-dimethyl-2-butene and the like may be mentioned, and these may be used alone or in combination of two or more.

上記ポリオレフィン系ポリマーは、水酸化マグネシウムと有機ポリマーとの結合力が高くなり、セパレータの強度をより優れたものとする観点から、カルボキシ基及び/又はその塩であるカルボキシレート基を有するカルボキシ変性ポリオレフィン系ポリマーであることが好ましい。カルボキシ変性ポリオレフィン系ポリマーとしては、例えば、カルボキシ基及び/又はその塩であるカルボキシレート基を有する不飽和モノマー由来のモノマー単位を有するもの、ポリオレフィンを、有機過酸化物等を用いてグラフト変性することにより、カルボキシル基及び/又はその塩であるカルボキシレート基を有する不飽和モノマー由来のモノマー単位を含むポリマーをポリオレフィンの側鎖に導入したもの等が挙げられる。カルボキシ基及び/又はその塩であるカルボキシレート基を有する不飽和モノマーの好ましい種類、好ましい質量割合は、上記カルボキシ変性共役ジエン系ポリマーにおいて上述したものと同様である。カルボキシ変性ポリオレフィン系ポリマーは、例えば、ナトリウムイオンや亜鉛イオン等の金属イオンを作用させて、凝集体構造をもたせたもの(アイオノマー)であることが、セパレータの屈曲性をより優れたものとする観点から、好ましい。 The above polyolefin-based polymer is a carboxy-modified polyolefin having a carboxy group and / or a carboxylate group which is a salt thereof from the viewpoint of enhancing the bonding strength between magnesium hydroxide and the organic polymer and making the separator more excellent. It is preferable that it is a system polymer. As the carboxy-modified polyolefin polymer, for example, one having a monomer unit derived from an unsaturated monomer having a carboxy group and / or a carboxylate group which is a salt thereof, and graft modifying polyolefin by using an organic peroxide or the like And polymers obtained by introducing a polymer unit containing a monomer unit derived from an unsaturated monomer having a carboxyl group and / or a carboxylate group which is a salt thereof into the side chain of the polyolefin. Preferred types and preferred mass proportions of unsaturated monomers having a carboxy group and / or a carboxylate group which is a salt thereof are the same as those described above for the carboxy-modified conjugated diene-based polymer. For example, a carboxy-modified polyolefin polymer is a polymer having an aggregate structure (ionomer) by the action of a metal ion such as sodium ion or zinc ion, from the viewpoint of making the flexibility of the separator more excellent. Is preferred.

上記ポリオレフィン系ポリマーは、不飽和炭化水素由来のモノマー単位、カルボキシ基及び/又はその塩であるカルボキシレート基を有する不飽和モノマー由来のモノマー単位以外の、その他の不飽和モノマー由来のモノマー単位を有していてもよい。 The above-mentioned polyolefin polymer has monomer units derived from other unsaturated monomers other than unsaturated hydrocarbon-derived monomer units, carboxy groups and / or monomers derived from unsaturated monomers having a carboxylate group which is a salt thereof. It may be done.

その他の不飽和モノマーとしては、上記共役ジエン系ポリマーにおいて上述したものと同様のものを挙げることができる。
上記ポリオレフィン系ポリマー100質量%中、その他の不飽和モノマー由来のモノマー単位の質量割合は、30質量%以下であることが好ましく、5質量%以下がより好ましく、0.1質量%以下が更に好ましい。
As other unsaturated monomers, the same as those described above in the conjugated diene-based polymer can be mentioned.
The proportion by mass of monomer units derived from other unsaturated monomers is preferably 30% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, and still more preferably 0.1% by mass or less in 100% by mass of the polyolefin-based polymer .

上記ポリビニルアルコール系ポリマーは、ポリ酢酸ビニルをケン化して得ることができる重合体であり、ケン化度100モル%のものは一般式[CHCH(OH)]で表される。ポリビニルアルコール系ポリマーの平均重合度nは、特に限定されないが、例えば300〜5000であることが好ましい。
平均重合度nは、JIS K6726に記載の方法により算出することができる。
また平均ケン化度は、好ましくは50〜100モル%であり、より好ましくは80〜100モル%であり、更に好ましくは90〜100モル%である。
平均ケン化度は、JIS K6726に記載の方法により測定することができる。
上記ポリビニルアルコール系ポリマーは、カルボキシ基及び/又はその塩であるカルボキシレート基を有する不飽和モノマー由来のモノマー単位を更に有するカルボキシ変性ポリビニルアルコール、ケン化後更に水酸基にポリエチレンオキシドを付加したポリエチレンオキシド変性ポリビニルアルコール、あるいは、ケン化後更にアセタール化したビニロンであってもよい。
The polyvinyl alcohol polymer is a polymer obtainable by saponifying polyvinyl acetate, and one having a degree of saponification of 100 mol% is represented by a general formula [CH 2 CH (OH)] n . The average degree of polymerization n of the polyvinyl alcohol-based polymer is not particularly limited, but is preferably, for example, 300 to 5,000.
The average degree of polymerization n can be calculated by the method described in JIS K6726.
The average degree of saponification is preferably 50 to 100 mol%, more preferably 80 to 100 mol%, and still more preferably 90 to 100 mol%.
The average degree of saponification can be measured by the method described in JIS K6726.
The polyvinyl alcohol-based polymer is a carboxy-modified polyvinyl alcohol further having a monomer unit derived from an unsaturated monomer having a carboxy group and / or a carboxylate group which is a salt thereof, and a polyethylene oxide modified with polyethylene oxide added to hydroxyl groups after saponification. It may be polyvinyl alcohol or vinylon which is further acetalized after saponification.

本発明の電気化学素子用セパレータに含まれる有機ポリマーの種類を選択することにより、伸び率や応力を適宜調節することができる。例えば本発明の電気化学素子用セパレータが共役ジエン系ポリマー、ポリスルホン系ポリマー、ポリオレフィン系ポリマー、含フッ素エチレン系ポリマー、及び、ポリビニルアルコール系ポリマーからなる群より選択される少なくとも1種を含むものとすることが特に好ましい。 By selecting the type of the organic polymer contained in the separator for an electrochemical element of the present invention, the elongation percentage and the stress can be appropriately adjusted. For example, the separator for an electrochemical device of the present invention contains at least one selected from the group consisting of conjugated diene polymers, polysulfone polymers, polyolefin polymers, fluorine-containing ethylene polymers, and polyvinyl alcohol polymers. Particularly preferred.

上記有機ポリマーは、ポリマーが含む構成単位を形成するモノマー成分をラジカル発生剤の存在下、共重合し、必要に応じてこれをグラフト変性等することにより製造することができる。
モノマー成分の重合方法としては特に限定されず、例えば、水溶液重合法、乳化重合法、逆相懸濁重合法、懸濁重合法、溶液重合法、塊状重合法等の方法が挙げられる。
The organic polymer can be produced by copolymerizing a monomer component that forms a structural unit contained in the polymer in the presence of a radical generator and graft-modifying it as necessary.
The method for polymerizing the monomer component is not particularly limited, and examples thereof include methods such as an aqueous solution polymerization method, an emulsion polymerization method, a reverse phase suspension polymerization method, a suspension polymerization method, a solution polymerization method and a bulk polymerization method.

本発明の電気化学素子用セパレータは、更に、多孔質基材を有することが好ましい。上記多孔質基材は、上述した多孔質基材を構成するポリマーを使用して構成されるものであり、中でも、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、環状ポリオレフィン系ポリマー等のポリオレフィン系ポリマー;ビニロン等のポリビニルアルコール系ポリマー;脂肪族ポリアミド;芳香族ポリアミド;スチレン系ポリマー;ポリエステル系ポリマー等の樹脂材料により構成された不織布、織布、微多孔質フィルム等が好適なものとして挙げられ、中でも、ポリオレフィン系ポリマー、ポリビニルアルコール系ポリマーがより好ましい。上記多孔質基材は、従来公知の方法により、親水化処理されたものであってもよい。上記多孔質基材は、例えば、ポリビニルアルコール系樹脂や親水化処理されたものであることが好ましい。これらの多孔質基材では、表面に水酸基やカルボキシ基が導入されていることにより、本発明に係る組成物との結合力が向上し、セパレータの強度がより優れたものとなる。
本発明の電気化学素子用セパレータが多孔質基材を有する場合には、上述した本発明に係る組成物から得られる膜と多孔質基材とが積層した積層体であってもよく、本発明に係る組成物を多孔質基材中に含浸させる等して得られる、本発明に係る組成物から得られる膜と多孔質基材とが一体化したものであってもよい。なお、上記積層体では、本発明に係る組成物の一部が多孔質基材の一部に含浸する等して、本発明に係る組成物から得られる膜と多孔質基材とが部分的に一体化していてもよく、本発明に係る組成物が多孔質基材中の空孔の1部又は全部を埋めていてもよい。
The separator for an electrochemical device of the present invention preferably further comprises a porous substrate. The above-mentioned porous substrate is constituted using the polymer which constitutes the above-mentioned porous substrate, and, among them, polyolefin polymers such as polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymer, cyclic polyolefin polymer etc. Polyvinyl alcohol-based polymers such as vinylon; aliphatic polyamides; aromatic polyamides; styrene-based polymers; non-woven fabrics, woven fabrics, microporous films and the like composed of resin materials such as polyester-based polymers; Among them, polyolefin polymers and polyvinyl alcohol polymers are more preferable. The porous substrate may be subjected to a hydrophilization treatment by a conventionally known method. The porous base material is preferably, for example, a polyvinyl alcohol resin or a material subjected to a hydrophilization treatment. In these porous substrates, by the introduction of a hydroxyl group or a carboxy group on the surface, the bonding strength with the composition according to the present invention is improved, and the strength of the separator becomes more excellent.
When the separator for an electrochemical element of the present invention has a porous substrate, it may be a laminate in which the film obtained from the composition according to the present invention described above and the porous substrate are laminated, the present invention The membrane obtained from the composition according to the present invention, which is obtained by impregnating the composition according to the above into the porous base material, may be integrated with the porous base material. In the above laminate, a part of the composition according to the present invention is impregnated into a part of the porous substrate, etc., and the membrane obtained from the composition according to the present invention and the porous substrate are partially formed. The composition according to the present invention may fill part or all of the pores in the porous substrate.

上記有機ポリマーの質量割合は、セパレータのイオン伝導性やセパレータの伸び率や応力を好適に調節する観点から、本発明の電気化学素子用セパレータ100質量%中、5質量%以上であることが好ましく、10質量%以上であることがより好ましく、15質量%以上であることが更に好ましい。また、該質量割合は、70質量%以下であることが好ましく、60質量%以下であることがより好ましく、55質量%以下であることが更に好ましい。 The mass ratio of the organic polymer is preferably 5% by mass or more in 100% by mass of the separator for an electrochemical element of the present invention, from the viewpoint of suitably adjusting the ion conductivity of the separator and the elongation and stress of the separator. 10 mass% or more is more preferable, and 15 mass% or more is more preferable. The mass ratio is preferably 70% by mass or less, more preferably 60% by mass or less, and still more preferably 55% by mass or less.

本発明の電気化学素子用セパレータが上記バインダーポリマーを含む場合、上記バインダーポリマーの質量割合は、本発明の電気化学素子用セパレータから多孔質基材を除いた部分100質量%中、1質量%以上であることが好ましく、2質量%以上であることがより好ましく、3質量%以上であることが更に好ましく、5質量%以上であることが特に好ましい。また、該質量割合は、40質量%以下であることが好ましく、35質量%以下であることがより好ましく、30質量%以下であることが更に好ましい。
なお、上記「本発明の電気化学素子用セパレータから多孔質基材を除いた部分」は、本発明の電気化学素子用セパレータから多孔質基材を構成するポリマーを除いた部分と言い換えても良い。また、本発明の電気化学素子用セパレータが多孔質基材(多孔質基材を構成するポリマー)を有さない場合、上記「本発明の電気化学素子用セパレータから多孔質基材を除いた部分」は、本発明の電気化学素子用セパレータである。
When the separator for an electrochemical element of the present invention contains the binder polymer, the mass ratio of the binder polymer is 1% by mass or more in 100% by mass of the separator for an electrochemical element of the present invention excluding the porous substrate. Is more preferably 2% by mass or more, still more preferably 3% by mass or more, and particularly preferably 5% by mass or more. The mass ratio is preferably 40% by mass or less, more preferably 35% by mass or less, and still more preferably 30% by mass or less.
The above "part from the separator for an electrochemical device of the present invention from which the porous substrate is removed" may be rephrased as a part from the separator for an electrochemical device according to the present invention from which the polymer constituting the porous substrate is removed. . Further, when the separator for an electrochemical device of the present invention does not have a porous substrate (a polymer constituting the porous substrate), the above “part of the separator for an electrochemical device of the present invention except the porous substrate "Is a separator for an electrochemical device of the present invention.

(その他の成分)
本発明の電気化学素子用セパレータは、水酸化マグネシウムの分散剤等として用いた水溶性ポリマーを含んでいてもよい。
水溶性ポリマーとしては、例えば、カルボキシメチルセルロース等のセルロース類;ポリアクリル酸ナトリウム等のポリ(メタ)アクリル酸(塩);(メタ)アクリル酸(塩)とマレイン酸(塩)等の不飽和カルボン酸(塩)、ビニルスルホン酸(塩)等の不飽和スルホン酸(塩)との共重合体等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を使用できる。
(Other ingredients)
The separator for an electrochemical device of the present invention may contain a water-soluble polymer used as a dispersant or the like of magnesium hydroxide.
Examples of water-soluble polymers include celluloses such as carboxymethyl cellulose; poly (meth) acrylic acids (salts) such as sodium polyacrylate; unsaturated carboxylic acids such as (meth) acrylic acid (salts) and maleic acid (salts) Examples thereof include acids (salts) and copolymers with unsaturated sulfonic acids (salts) such as vinyl sulfonic acid (salts), and the like, and one or more of these can be used.

本発明の電気化学素子用セパレータが水溶性ポリマーを含む場合、水溶性ポリマーの含有割合は、水酸化マグネシウムを充分に分散させてその作用効果を発揮する観点からは、本発明の電気化学素子用セパレータ100質量%中、0.1質量%以上であることが好ましい。また、該含有割合は、水溶性ポリマーが水等の電解液を吸ってセパレータを可塑化することをより抑制する観点からは、3質量%以下であることが好ましい。 When the separator for an electrochemical device of the present invention contains a water-soluble polymer, the content ratio of the water-soluble polymer is that for the electrochemical device of the present invention from the viewpoint of sufficiently dispersing magnesium hydroxide and exhibiting its function and effect. It is preferable that it is 0.1 mass% or more in 100 mass% of separators. The content ratio is preferably 3% by mass or less from the viewpoint of further suppressing the plasticization of the separator by absorbing the electrolyte solution such as water by the water-soluble polymer.

本発明の電気化学素子用セパレータは更に、導電性カーボン、導電性セラミックス等のその他の無機成分を含んでいてもよい。
本発明の電気化学素子用セパレータにおけるその他の無機成分の含有割合は、セパレータの強度の観点からセパレータ100質量%中、30質量%以下であることが好ましい。より好ましくは10質量%以下であり、更に好ましくは1質量%以下であり、特に好ましくは0.1質量%以下である。
The separator for an electrochemical device of the present invention may further contain other inorganic components such as conductive carbon and conductive ceramics.
It is preferable that the content rate of the other inorganic component in the separator for electrochemical elements of this invention is 30 mass% or less in 100 mass% of separators from a viewpoint of the intensity | strength of a separator. More preferably, it is 10% by mass or less, still more preferably 1% by mass or less, and particularly preferably 0.1% by mass or less.

本発明の電気化学素子用セパレータは、平均膜厚が10μm〜1mmであることが好ましい。10μm以上であると成膜時の破損の発生を充分に防止することができる。また、1mm以下であるとコスト面から有利となる上、イオンの透過の能力も充分に優れる。該平均膜厚は、15μm以上であることがより好ましく、20μm以上であることが更に好ましく、25μm以上であることが特に好ましい。また、該平均膜厚は、800μm以下であることがより好ましく、500μm以下であることが更に好ましく、200μm以下であることが特に好ましい。
上記平均膜厚は、実施例に記載の方法に従い、測定することができる。
The separator for an electrochemical device of the present invention preferably has an average film thickness of 10 μm to 1 mm. When the thickness is 10 μm or more, the occurrence of damage at the time of film formation can be sufficiently prevented. In addition, it is advantageous from the viewpoint of cost if it is 1 mm or less, and the ability to transmit ions is also sufficiently excellent. The average film thickness is more preferably 15 μm or more, still more preferably 20 μm or more, and particularly preferably 25 μm or more. The average film thickness is more preferably 800 μm or less, still more preferably 500 μm or less, and particularly preferably 200 μm or less.
The average film thickness can be measured according to the method described in the examples.

本発明の電気化学素子用セパレータは、空隙率が1〜90%であることが好ましい。これにより、本発明の電気化学素子用セパレータがセパレータに要求される基本性能をより充分に満たすことになり、セパレータとして好適に使用できるものとなる。該空隙率は、3%以上であることがより好ましく、6%以上であることが更に好ましく、10%以上であることが特に好ましい。また、該空隙率は、80%以下であることがより好ましく、70%以下であることが更に好ましく、60%以下であることが特に好ましい。
上記空隙率は、実施例に記載の方法に従い、算出されるものである。
The separator for an electrochemical device of the present invention preferably has a porosity of 1 to 90%. As a result, the separator for an electrochemical device of the present invention more fully satisfies the basic performance required for the separator, and can be suitably used as a separator. The porosity is more preferably 3% or more, still more preferably 6% or more, and particularly preferably 10% or more. The porosity is more preferably 80% or less, still more preferably 70% or less, and particularly preferably 60% or less.
The said porosity is calculated according to the method as described in an Example.

本発明の電気化学素子用セパレータは、電池、コンデンサ、キャパシタ、センサ、燃料電池、電解装置等の電気化学素子に用いられるものであるが、水系電解液を含んで構成される電気化学素子に用いられるものであることが好ましい。
本発明の電気化学素子用セパレータは、親水性が高い表面を有する水酸化マグネシウム粒子を含むため、セパレータ表面だけではなく、セパレータ内部も、特に水系電解液との親和性が良好な状態を形成している。このような状態であることで、セパレータ内への電解液の浸透は速くなり、熱安全性の高い水系電解液を含んで構成される電気化学素子(特に電池)において、より安定な電気化学特性が得られると考えられる。
The separator for an electrochemical device of the present invention is used for electrochemical devices such as batteries, capacitors, capacitors, sensors, fuel cells, and electrolytic devices, but is used for an electrochemical device including a water-based electrolytic solution. It is preferable that
Since the separator for an electrochemical device of the present invention contains magnesium hydroxide particles having a highly hydrophilic surface, not only the separator surface but also the inside of the separator form a state of good affinity with the aqueous electrolyte, in particular. ing. In such a state, the permeation of the electrolyte into the separator is quickened, and more stable electrochemical characteristics are obtained in the electrochemical device (particularly battery) configured to include the water-based electrolyte having high thermal safety. Is considered to be obtained.

(本発明の電気化学素子用セパレータの製造方法)
本発明の電気化学素子用セパレータは、成膜して電気化学素子用セパレータを得るために用いられる組成物(本明細書中、単に本発明に係る組成物とも言う。)を調製し、この組成物を後述する方法により成膜して製造することができる。
先ず、本発明に係る組成物の原料(本発明に係る特定の結晶子径の比を有する水酸化マグネシウム、有機ポリマー、及び、その他の成分)を混合する。混合には、ミキサー、ブレンダー、ニーダー、サンドミル、ビーズミル、レディミル、ロールミル、ボールミル等を使用することができる。混合の際、媒体として、水や、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、ヘキサノール、テトラヒドロフラン、N−メチルピロリドン等の有機溶剤、又は、水と有機溶剤との混合溶剤を加えてもよい。
混合後、必要に応じてろ過、脱泡等を行い、本発明に係る組成物を得ることができる。
なお、混合前に、水酸化マグネシウム分散体を製造してもよい。例えば、水酸化マグネシウム、及び、必要に応じて水酸化マグネシウムの分散剤等を混合する。混合前に水酸化マグネシウム分散体を製造することにより、調製の際に有機ポリマーが不安定化することを抑制できる。混合には上述した機器や媒体を使用できる。
(Method of manufacturing separator for electrochemical device of the present invention)
The separator for an electrochemical device of the present invention is prepared by preparing a composition (herein also referred to simply as the composition according to the present invention) used to form a film to obtain a separator for an electrochemical device, and this composition is used. The product can be produced by film formation by the method described later.
First, the raw materials of the composition according to the present invention (magnesium hydroxide having a specific crystallite diameter ratio according to the present invention, an organic polymer, and other components) are mixed. For mixing, a mixer, blender, kneader, sand mill, bead mill, ready mill, roll mill, ball mill, etc. can be used. At the time of mixing, water, an organic solvent such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, hexanol, tetrahydrofuran, N-methylpyrrolidone or the like, or a mixed solvent of water and an organic solvent may be added as a medium.
After mixing, filtration, degassing and the like may be performed as necessary to obtain the composition according to the present invention.
In addition, you may manufacture a magnesium hydroxide dispersion before mixing. For example, magnesium hydroxide, and, if necessary, a dispersant for magnesium hydroxide and the like are mixed. By preparing the magnesium hydroxide dispersion before mixing, it is possible to suppress the destabilization of the organic polymer during preparation. For mixing, the devices and media described above can be used.

本発明に係る組成物から膜を製造する方法は、特に制限されず、本発明に係る組成物を、鏡面仕上げされた金属ロール、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム等の剥離基材上に塗工、乾燥し、得られた塗膜を剥離して膜を得る方法(キャスト法)、ロールで圧延して膜状に成形する方法、平板プレス等で圧延して膜状に成形する方法や、射出成形法、押出成形法等の膜状に成形する方法、電極シート上に塗工、乾燥し、電極シートと一体化した膜として形成する方法を用いることができる。これらの成形方法は単独で用いてもよく、2種以上の方法を組み合わせて用いてもよい。 The method for producing a film from the composition according to the present invention is not particularly limited, and the composition according to the present invention is coated on a peeling substrate such as a mirror-finished metal roll, polyethylene terephthalate (PET) film, A method of drying and peeling the obtained coating film to obtain a film (casting method), a method of rolling into a film by rolling with a roll, a method of rolling into a film by rolling with a flat plate press, etc. A method, a method of forming into a film shape such as an extrusion molding method, a method of coating on an electrode sheet, drying, and forming as a film integrated with the electrode sheet can be used. These molding methods may be used alone or in combination of two or more.

上記製造方法は、本発明に係る組成物を膜状に成形する工程中及び/又は該工程後に、膜を乾燥する工程を含むことが好ましい。
成膜後の乾燥工程は、必要に応じて膜を加熱して行ってもよい。膜の加熱温度、加熱時間は適宜設定すればよい。
The above production method preferably includes the step of drying the film during and / or after the step of forming the composition according to the present invention into a film.
The drying step after the film formation may be carried out by heating the film, if necessary. The heating temperature and heating time of the film may be set appropriately.

本発明の電気化学素子用セパレータが、更に、多孔質基材を有する場合は、例えば、本発明に係る組成物から得られる膜と多孔質基材とを従来公知の方法で積層したり、本発明に係る組成物を剥離基材上に塗工した後、多孔質基材に接触・含浸させ、膜を凝固させたうえで剥離基材から剥離したりして本発明の電気化学素子用セパレータを製造することができる。 When the separator for an electrochemical device of the present invention further has a porous substrate, for example, a membrane obtained from the composition according to the present invention and the porous substrate are laminated by a conventionally known method, or The composition according to the invention is coated on a release substrate, and then the porous substrate is contacted and impregnated, and after the film is solidified, the separator for the electrochemical device of the present invention is peeled off from the release substrate. Can be manufactured.

<電気化学素子>
本発明はまた、本発明の電気化学素子用セパレータを含んで構成される電気化学素子でもある。
本発明の電気化学素子としては、例えば、電池;電解コンデンサ等のコンデンサ;電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ等のキャパシタ;湿度センサ、ガスセンサ等のセンサ;アルカリ形燃料電池等の燃料電池;アルカリ形水電解装置等の電解装置が挙げられる。
<Electrochemical device>
The present invention is also an electrochemical device comprising the separator for an electrochemical device of the present invention.
The electrochemical element of the present invention includes, for example, batteries; capacitors such as electrolytic capacitors; capacitors such as electric double layer capacitors and lithium ion capacitors; sensors such as humidity sensors and gas sensors; fuel cells such as alkaline fuel cells; An electrolytic device such as a water electrolytic device can be mentioned.

本発明の電気化学素子は、更に、電解液を含んで構成されることが好ましく、水系電解液を含んで構成されることがより好ましい。
上記水系電解液としては、電気化学素子の水系電解液として通常用いられる、水を電解液原料の主成分として使用するものであれば特に制限されず、水とともに有機溶剤を含んでいてもよい。水を電解液原料の主成分として使用するとは、水系電解液100質量%中、水の質量割合が50質量%以上であることを言う。該質量割合は80質量%以上であることが好ましい。有機溶剤としては、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、γ−ブチロラクトン、ジメトキシメタン、ジエトキシメタン、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、メチルテトラヒドロフラン、ジエトキシエタン、ジメチルスルホキシド、スルホラン、アセトニトリル、ベンゾニトリル、イオン性液体、フッ素含有カーボネート類、フッ素含有エーテル類、ポリエチレングリコール類、フッ素含有ポリエチレングリコール類等が挙げられ、これらを1種でも2種以上でも使用することができる。
The electrochemical device of the present invention preferably further comprises an electrolytic solution, and more preferably comprises an aqueous electrolytic solution.
The water-based electrolyte is not particularly limited as long as it is generally used as a water-based electrolyte of an electrochemical element and water is used as a main component of a raw material of the electrolyte, and an organic solvent may be contained together with water. The use of water as a main component of the electrolyte material means that the proportion by mass of water is 50% by mass or more in 100% by mass of the aqueous electrolyte solution. The mass ratio is preferably 80% by mass or more. Examples of the organic solvent include ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, γ-butyrolactone, dimethoxymethane, diethoxymethane, dimethoxyethane, tetrahydrofuran, methyltetrahydrofuran, diethoxyethane, dimethylsulfoxide, sulfolane, acetonitrile, benzo Nitriles, ionic liquids, fluorine-containing carbonates, fluorine-containing ethers, polyethylene glycols, fluorine-containing polyethylene glycols, etc. may be mentioned, and one or more of them may be used.

中でも、本発明の電気化学素子は、水のみを電解液原料として使用する電解液を含んで構成される電気化学素子であることが好ましい。水のみを電解液原料として使用する電解液の方が、熱安全性がより高いところ、本発明の電気化学素子用セパレータを用いることでより安定な電気化学特性が得られる。 Among them, the electrochemical element of the present invention is preferably an electrochemical element including an electrolytic solution using only water as an electrolytic solution source. Where the electrolyte using only water as the electrolyte raw material has higher thermal safety, more stable electrochemical characteristics can be obtained by using the separator for an electrochemical device of the present invention.

上記水系電解液は、例えばアルカリ性電解液であることが好ましい。アルカリ性電解液としては、例えば、水酸化カリウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化リチウム水溶液、硫酸亜鉛水溶液、硝酸亜鉛水溶液、リン酸亜鉛水溶液、酢酸亜鉛水溶液等が挙げられ、これらを単独でも使用することができ、これらの溶質を2種以上混合した水溶液としても使用することができる。 The aqueous electrolyte is preferably, for example, an alkaline electrolyte. Examples of the alkaline electrolyte include aqueous potassium hydroxide solution, aqueous sodium hydroxide solution, aqueous lithium hydroxide solution, aqueous zinc sulfate solution, aqueous zinc nitrate solution, aqueous zinc phosphate solution, aqueous zinc acetate solution and the like, and these may be used alone. It can also be used as an aqueous solution in which two or more of these solutes are mixed.

(電池)
本発明の電気化学素子が電池である場合について、以下に詳しく説明する。
電池は、通常更に正極を含んで構成される。正極の活物質としては、一次電池や二次電池の正極活物質として通常用いられるものを用いることができ、特に制限されないが、例えば、酸素(酸素が正極活物質となる場合、正極は、酸素の還元や水の酸化が可能なペロブスカイト型化合物、コバルト含有化合物、鉄含有化合物、銅含有化合物、マンガン含有化合物、バナジウム含有化合物、ニッケル含有化合物、イリジウム含有化合物、白金含有化合物;パラジウム含有化合物;金含有化合物;銀含有化合物;炭素含有化合物等より構成される空気極となる);オキシ水酸化ニッケル、水酸化ニッケル、コバルト含有水酸化ニッケル等のニッケル含有化合物;二酸化マンガン等のマンガン含有化合物;酸化銀;コバルト酸リチウム等のリチウム含有化合物;鉄含有化合物;金属亜鉛や酸化亜鉛等の亜鉛種等が挙げられる。
また、空気電池等のように、正極活物質が酸素であることもまた、本発明の好適な実施形態の1つである。
(battery)
The case where the electrochemical device of the present invention is a battery will be described in detail below.
The battery usually further comprises a positive electrode. As an active material of a positive electrode, what is normally used can be used as a positive electrode active material of a primary battery or a secondary battery, Although it does not restrict | limit in particular, For example, when oxygen (oxygen becomes a positive electrode active material, a positive electrode is oxygen Compounds capable of reduction of water and oxidation of water, cobalt-containing compounds, iron-containing compounds, copper-containing compounds, manganese-containing compounds, vanadium-containing compounds, nickel-containing compounds, iridium-containing compounds, platinum-containing compounds; palladium-containing compounds; Containing compound; silver containing compound; becoming an air electrode composed of carbon containing compound etc .; nickel containing compound such as nickel oxyhydroxide, nickel hydroxide, cobalt containing nickel hydroxide; manganese containing compound such as manganese dioxide; Silver; lithium-containing compounds such as lithium cobaltate; iron-containing compounds; metallic zinc and zinc oxide Examples include zinc species such as lead.
In addition, it is also one of the preferred embodiments of the present invention that the positive electrode active material is oxygen, such as an air battery.

上記電池は、通常更に負極を含んで構成される。負極の活物質としては、炭素、リチウム、ナトリウム、マグネシウム、亜鉛、ニッケル、錫、カドミウム、水素吸蔵合金、シリコン含有材料等、電池の負極活物質として通常用いられるものを用いることができる。例えば、負極活物質として、亜鉛、リチウム、ニッケル、マグネシウム、カドミウム等の電極反応に伴ってデンドライトを発生するおそれのある活物質を用いる電池に対しても、本発明を好適に適用することができる。中でも、負極活物質が亜鉛化合物を含むことが好ましい。 The above-mentioned battery is usually constituted further including a negative electrode. As an active material of a negative electrode, what is normally used as a negative electrode active material of a battery, such as carbon, lithium, sodium, magnesium, zinc, nickel, tin, cadmium, a hydrogen storage alloy, a silicon containing material, can be used. For example, the present invention can be suitably applied to a battery using an active material which may generate dendrites as a negative electrode active material such as zinc, lithium, nickel, magnesium, cadmium, etc. . Among them, it is preferable that the negative electrode active material contains a zinc compound.

上記電池を構成する正極、負極等の電極は、集電体上に活物質層を形成することで製造することができる。
電極を構成する集電体としては、(電解)銅箔、銅メッシュ(エキスパンドメタル)、発泡銅、パンチング銅、真鍮等の銅合金、真鍮箔、真鍮メッシュ(エキスパンドメタル)、発泡真鍮、パンチング真鍮、ニッケル箔、耐食性ニッケル、ニッケルメッシュ(エキスパンドメタル)、パンチングニッケル、金属亜鉛、耐食性金属亜鉛、亜鉛箔、亜鉛メッシュ(エキスパンドメタル)、(パンチング)鋼板、導電性を付与した不織布;Ni、Zn、Sn、Pb、Hg、Bi、In、Tl、真鍮等を添加した(電解)銅箔、銅メッシュ(エキスパンドメタル)、発泡銅、パンチング銅、真鍮等の銅合金、真鍮箔、真鍮メッシュ(エキスパンドメタル)、発泡真鍮、パンチング真鍮、ニッケル箔、耐食性ニッケル、ニッケルメッシュ(エキスパンドメタル)、パンチングニッケル、金属亜鉛、耐食性金属亜鉛、亜鉛箔、亜鉛メッシュ(エキスパンドメタル)、(パンチング)鋼板、不織布;Ni、Zn、Sn、Pb、Hg、Bi、In、Tl、真鍮等によりメッキされた(電解)銅箔銅メッシュ(エキスパンドメタル)、発泡銅、パンチング銅、真鍮等の銅合金、真鍮箔、真鍮メッシュ(エキスパンドメタル)、発泡真鍮、パンチング真鍮、ニッケル箔、耐食性ニッケル、ニッケルメッシュ(エキスパンドメタル)、パンチングニッケル、金属亜鉛、耐食性金属亜鉛、亜鉛箔、亜鉛メッシュ(エキスパンドメタル)、(パンチング)鋼板、不織布;銀;アルカリ(蓄)電池や空気亜鉛電池に集電体や容器として使用される材料等が挙げられる。
An electrode such as a positive electrode or a negative electrode constituting the battery can be manufactured by forming an active material layer on a current collector.
As current collectors constituting the electrode, (electrolytic) copper foil, copper mesh (expanded metal), foamed copper, punched copper, copper alloy such as brass, brass foil, brass mesh (expanded metal), foamed brass, punched brass Nickel foil, corrosion resistant nickel, nickel mesh (expanded metal), punching nickel, zinc metal, zinc corrosion resistant metal, zinc foil, zinc mesh (expanded metal), (punching) steel plate, non-woven fabric imparted with conductivity; Ni, Zn, Sn, Pb, Hg, Bi, In, Tl, added brass (electrolytic) copper foil, copper mesh (expanded metal), foam copper, punched copper, copper alloy such as brass, brass foil, brass mesh (expanded metal ), Foamed Brass, Punching Brass, Nickel Foil, Corrosion Resistant Nickel, Nickel Mesh (Expanded) ), Punching nickel, metal zinc, corrosion resistant metal zinc, zinc foil, zinc mesh (expanded metal), (punching) steel plate, non-woven fabric; plated with Ni, Zn, Sn, Pb, Hg, Bi, In, Tl, brass, etc. (Electrolytic) copper foil copper mesh (expanded metal), foamed copper, punched copper, copper alloy such as brass, brass foil, brass mesh (expanded metal), foamed brass, punched brass, nickel foil, corrosion resistant nickel, nickel mesh (Expanded metal), punching nickel, zinc metal, zinc corrosion resistant metal, zinc foil, zinc mesh (expanded metal), (punching) steel plate, non-woven fabric; silver; alkaline (storage) battery or air zinc battery as current collector or container Materials used may, for example, be mentioned.

電池の形態は、通常は、充放電が可能な二次電池(蓄電池)である。なお、本発明の電池は、一般的な二次電池の他、メカニカルチャージ(亜鉛負極の機械的な交換)を利用するもの;第3極を利用するもの(正極として、充電に適した電極と放電に適した電極をそれぞれ用いるもの)等のいずれの形態であってもよい。 The form of the battery is usually a secondary battery (storage battery) that can be charged and discharged. In addition, the battery of the present invention utilizes mechanical charge (mechanical replacement of zinc negative electrode) in addition to general secondary batteries; battery using third electrode (electrode suitable for charge as positive electrode, It may be in any form such as one using an electrode suitable for discharge.

(燃料電池又は電解装置)
本発明の電気化学素子が燃料電池又は電解装置である場合について、以下に詳しく説明する。
本発明の電気化学素子用セパレータは、アルカリ形燃料電池、アルカリ形水電解装置の部材として好適に用いられる。上記アルカリ形燃料電池、アルカリ形水電解装置としては、例えば、陽極、陰極、及び、陽極と陰極との間に配置された本発明の電気化学素子用セパレータを含むものが挙げられる。より具体的には、上記アルカリ形燃料電池、アルカリ形水電解装置は、本発明の電気化学素子用セパレータによって隔てられた、陽極が存在する陽極室と、陰極が存在する陰極室とを有する。
上記陽極及び上記陰極としては、ニッケル又はニッケル合金等を含む導電性基体を含む、公知の電極が挙げられる。
(Fuel cell or electrolyzer)
The case where the electrochemical device of the present invention is a fuel cell or an electrolytic device will be described in detail below.
The separator for an electrochemical element of the present invention is suitably used as a member of an alkaline fuel cell or an alkaline water electrolysis apparatus. Examples of the alkaline fuel cell and the alkaline water electrolysis apparatus include an anode, a cathode, and an electrochemical element separator of the present invention disposed between the anode and the cathode. More specifically, the alkaline fuel cell and the alkaline water electrolysis apparatus have an anode chamber in which an anode is present and a cathode chamber in which a cathode is present, which are separated by the separator for an electrochemical element of the present invention.
Examples of the anode and the cathode include known electrodes including a conductive substrate containing nickel or a nickel alloy.

〔燃料電池の発電方法〕
本発明の電気化学素子用セパレータを含むアルカリ形燃料電池を用いて行う発電の方法は、特に限定されず、公知の方法で行うことができる。例えば、上述した本発明の電気化学素子用セパレータを含むアルカリ形燃料電池に、電解液を充填し、電解液中で陽極、陰極それぞれに、酸化剤(例えば酸素)、燃料(例えば水素)を供給することで発電を行うことができる。
[Power generation method of fuel cell]
The method of power generation performed using the alkaline fuel cell including the separator for an electrochemical element of the present invention is not particularly limited, and can be performed by a known method. For example, an alkaline fuel cell including the above-mentioned separator for an electrochemical device of the present invention is filled with an electrolytic solution, and an oxidizing agent (for example, oxygen) and a fuel (for example, hydrogen) are supplied to the anode and the cathode in the electrolytic solution. You can generate electricity by doing this.

〔水電解装置の電解方法〕
本発明の電気化学素子用セパレータを含むアルカリ形水電解装置を用いて行う水の電気分解の方法は、特に限定されず、公知の方法で行うことができる。例えば、上述した本発明の電気化学素子用セパレータを含むアルカリ形水電解装置に、電解液を充填し、電解液中で電流を印加することにより行うことができる。
[Electrolysis method of water electrolysis apparatus]
The method of electrolysis of water performed using the alkaline type water electrolysis apparatus containing the separator for electrochemical elements of this invention is not specifically limited, It can carry out by a well-known method. For example, it can carry out by filling electrolyte solution in the alkaline type water electrolysis apparatus containing the separator for electrochemical elements of this invention mentioned above, and applying an electric current in electrolyte solution.

以下に実施例を掲げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は「重量部」を、「%」は「質量%」を意味するものとする。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail by way of the following examples, but the present invention is not limited to these examples. In addition, unless there is particular notice, "part" shall mean "weight part" and "%" shall mean "mass%."

<水酸化マグネシウム粒子の平均粒子径>
上述した測定方法により水酸化マグネシウム粒子の平均粒子径を測定した。
<Average particle diameter of magnesium hydroxide particles>
The average particle size of the magnesium hydroxide particles was measured by the above-described measurement method.

<水酸化マグネシウム粒子の粉末X線回折測定、並びに、結晶子径及び(110)面のピークの積分強度に対する各結晶面ピークの積分強度の比の算出>
水酸化マグネシウム粒子(粉体)に対し、X線回折装置(商品名:SmartLab、リガク社製)を用い、以下の条件で測定を行った。
(測定条件)
X線管球 Cu
X線出力 45kV、200mA
スキャンスピード 5°/min
走査範囲 5〜90°
得られた水酸化マグネシウムの各結晶面のピークから、以下の結晶子径の算出方法により、各結晶面に垂直な方向の結晶子径を算出した。
<Powder X-ray diffraction measurement of magnesium hydroxide particles, and calculation of ratio of integrated intensity of each crystal plane peak to integrated intensity of crystallite diameter and peak of (110) plane>
The measurement was performed on magnesium hydroxide particles (powder) using an X-ray diffractometer (trade name: SmartLab, manufactured by Rigaku Corporation) under the following conditions.
(Measurement condition)
X-ray tube Cu
X-ray output 45kV, 200mA
Scan speed 5 ° / min
Scanning range 5 to 90 °
From the peak of each crystal plane of magnesium hydroxide thus obtained, the crystallite diameter in the direction perpendicular to each crystal plane was calculated by the following method of calculating the crystallite diameter.

(結晶子径の算出)
結晶子径は、Scherrerの式(下記式)により算出した。
(結晶子径)=Kλ/(βcosθ)
KはScherrer定数であり、0.94とした。
λは、使用したX線管球の波長である。
βは、β=b−Bより求められる値であり、bは完全でよく結晶成長した結晶における半値幅であり、Bは実際の測定により得られた半値幅である。
θは、回折角2θにおけるθの値である。
(Calculation of crystallite diameter)
The crystallite diameter was calculated by the Scherrer equation (the following equation).
(Crystallite diameter) = Kλ / (β cos θ)
K is a Scherrer constant, which is 0.94.
λ is the wavelength of the X-ray tube used.
β is a value obtained from β = b−B, b is a full width at half maximum of a crystal grown completely and B is a half width obtained by actual measurement.
θ is the value of θ at the diffraction angle 2θ.

((110)面のピークの積分強度に対する各結晶面ピークの積分強度の比の算出)
各結晶面のピーク面積から、(110)面のピークの積分強度に対する各結晶面ピークの積分強度の比を求めた。
(Calculation of ratio of integrated intensity of each crystal plane peak to integrated intensity of (110) plane peak)
From the peak area of each crystal plane, the ratio of the integral intensity of each crystal plane peak to the integral intensity of the (110) plane peak was determined.

<膜厚>
得られたセパレータの厚さは、デジマチックマイクロメーター(ミツトヨ社製)を用いて測定した。任意の10点を測定し、その平均値を膜厚とした。
<Film thickness>
The thickness of the obtained separator was measured using a Digimatic micrometer (manufactured by Mitutoyo). Ten arbitrary points were measured, and the average value was made into the film thickness.

<空隙率>
空隙率は、下記に示す方法により測定されたセパレータの実測密度値、および各々の組成成分の密度値を用いて組成比より算出される計算密度値より、下記式から算出した。
(空隙率)(%)=[1−(実測密度値)/(計算密度値)]×100
実測密度値は、得られたセパレータの任意の場所から切り出した試験片について、質量と体積を測定し、質量を体積で除すことにより算出した。体積は、試験片の縦方向の長さ、横方向の長さを、ノギスを用いて測定、膜厚を上記膜厚測定方法に基づき測定することにより算出した。また、試験片の質量は、体積を測定した試験片について小数点4桁の精密天秤を用いて測定した。
<Void ratio>
The porosity was calculated from the following formula from the measured density value of the separator measured by the method shown below and the calculated density value calculated from the composition ratio using the density value of each composition component.
(Porosity) (%) = [1- (measured density value) / (calculated density value)] × 100
The measured density value was calculated by measuring the mass and the volume and dividing the mass by the volume for a test piece cut out from an arbitrary place of the obtained separator. The volume was calculated by measuring the length in the vertical direction and the length in the horizontal direction of the test piece using a caliper and measuring the film thickness based on the above-mentioned film thickness measurement method. Moreover, the mass of the test piece was measured using the precision balance with a four-digit decimal point about the test piece which measured the volume.

<製膜性>
製膜性は、得られたセパレータにおける80mm×80mmの領域を選び、クラック発生の有無、クラックの発生量、発生しているクラックの大きさに基づき、以下の基準により、評価を行った。
5:クラックなし
4:微細なクラックが1個発生
3:微細なクラックが2〜5個発生
2:部分的に、微細なクラックが6〜10個、又は、大きなクラックが1〜2個発生
1:ほぼ全面にクラックが発生
表1に、水酸化マグネシウム粒子の粉末X線回折から算出された、水酸化マグネシウムの各結晶面に垂直な方向の結晶子径および(110)面のピークの積分強度に対する各結晶面ピークの積分強度の比を示す。
<Film forming property>
The film forming property was evaluated according to the following criteria based on the 80 mm × 80 mm area of the obtained separator, based on the presence or absence of cracks, the amount of cracks, and the size of the generated cracks.
5: No cracks 4: One fine crack is generated 3: Two to five fine cracks are generated 2: Partially, six to ten fine cracks or one or two large cracks are generated 1 : Cracks occur almost all over the surface Table 1 shows the crystallite diameter in the direction perpendicular to each crystal plane of magnesium hydroxide and the integrated intensity of the (110) plane peak calculated from powder X-ray diffraction of magnesium hydroxide particles The ratio of the integrated intensity of each crystal plane peak to.

Figure 2019114502
Figure 2019114502

[実施例1]
表1に示したピークの積分強度の比および結晶子径を有する水酸化マグネシウム粒子A(平均粒子径:0.5μm、密度:2.36g/cm)100質量部、ポリアクリル酸塩水溶液(不揮発分40%、ポリマー成分の密度:1.20g/cm)3質量部およびイオン交換水42質量部を計り取り、サンドミルを用いて1時間分散処理した後、ろ過を行い、水酸化マグネシウム粒子水分散液を得た。
得られた水酸化マグネシウム粒子水分散液50質量部、カルボキシ変性スチレン−ブタジエン系ポリマー水分散液(不揮発分:48%、ポリマー成分の密度:1.00g/cm)21質量部を計り取り、混合した後、ろ過および真空脱泡を行い、成膜用組成物を得た。
得られた成膜用組成物を、片面がシリコーン処理されたポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(剥離フィルム)のシリコーン処理された面上にコンマコーターにて塗工、乾燥し、得られた塗膜を剥離フィルムから剥離して、セパレータを得た。
得られたセパレータの膜厚は80μm、空隙率は20%(実測密度値は1.44g/cm、計算密度値は1.80g/cm)、製膜性の評価は5であった。
Example 1
100 parts by mass of magnesium hydroxide particles A (average particle size: 0.5 μm, density: 2.36 g / cm 3 ) having the ratio of the integrated intensity of peaks shown in Table 1 and the crystallite diameter, polyacrylate aqueous solution ( After measuring 3 parts by mass of non-volatile content 40%, density of polymer component: 1.20 g / cm 3 and 42 parts by mass of ion-exchanged water, dispersion treatment is performed using a sand mill for 1 hour, and filtration is performed to obtain magnesium hydroxide particles. An aqueous dispersion was obtained.
Measure 50 parts by mass of the obtained aqueous solution of magnesium hydroxide particles and 21 parts by mass of carboxy-modified styrene-butadiene polymer aqueous dispersion (nonvolatile content: 48%, density of polymer component: 1.00 g / cm 3 ), After mixing, filtration and vacuum degassing were performed to obtain a film forming composition.
The obtained film forming composition is coated on a silicone-treated side of a polyethylene terephthalate (PET) film (peelable film) on one side of which is silicone-treated with a comma coater, and the obtained coating is obtained. It peeled from the peeling film and obtained the separator.
The film thickness of the obtained separator was 80 μm, the porosity was 20% (the measured density value was 1.44 g / cm 3 , the calculated density value was 1.80 g / cm 3 ), and the evaluation of the film forming property was 5.

[実施例2]
実施例1において、水酸化マグネシウム粒子Aを表1に示したピークの積分強度の比および結晶子径を有する水酸化マグネシウム粒子B(平均粒子径:3.3μm、密度:2.36g/cm)に、ポリアクリル酸塩水溶液3質量部を6質量部に、それぞれ変更した以外は実施例1と同様にして、セパレータを得た。
得られたセパレータの膜厚は92μm、空隙率は15%(実測密度値は1.53g/cm、計算密度値は1.79g/cm)、製膜性の評価は3であった。
Example 2
In Example 1, magnesium hydroxide particles B (average particle size: 3.3 μm, density: 2.36 g / cm 3) having the ratio of the integrated intensity of peaks shown in Table 1 to magnesium hydroxide particles A and the crystallite diameter The separator was obtained in the same manner as in Example 1 except that 3 parts by mass of the aqueous solution of polyacrylate was changed to 6 parts by mass.
The film thickness of the obtained separator was 92 μm, the porosity was 15% (the measured density value was 1.53 g / cm 3 , the calculated density value was 1.79 g / cm 3 ), and the film forming property was evaluated as 3.

[比較例1]
実施例1において、水酸化マグネシウム粒子Aを表1に示したピークの積分強度の比および結晶子径を有する水酸化マグネシウム粒子C(平均粒子径:0.4μm、密度:2.36g/cm)に変更した以外は実施例1と同様にして、セパレータを得た。
得られたセパレータの膜厚は90μm、空隙率は8.9%(実測密度値は1.63g/cm、計算密度値は1.79g/cm)、製膜性の評価は1であった。
Comparative Example 1
In Example 1, magnesium hydroxide particles C (average particle size: 0.4 μm, density: 2.36 g / cm 3) having the ratio of the integrated intensity of peaks shown in Table 1 to magnesium hydroxide particles A and the crystallite diameter A separator was obtained in the same manner as in Example 1 except that it was changed to).
The film thickness of the obtained separator is 90 μm, the porosity is 8.9% (measured density value is 1.63 g / cm 3 , calculated density value is 1.79 g / cm 3 ), and the film forming property is evaluated as 1. The

実施例1、2および比較例1の比較から、(110)面のピークの積分強度に対する(001)面のピークの積分強度の比が3.3以上となる水酸化マグネシウム粒子を用いたセパレータにおいて、空隙率が高いながら、製膜性が良好なセパレータとすることができた。 From the comparison of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1, in the separator using magnesium hydroxide particles in which the ratio of the integrated intensity of the (001) plane peak to the integrated intensity of the (110) plane peak is 3.3 or more. Although the porosity was high, it was possible to obtain a separator having good film-forming properties.

[実施例4]
表1に示したピークの積分強度の比および結晶子径を有する水酸化マグネシウム粒子A(平均粒子径:0.5μm、密度:2.36g/cm)100質量部、ポリアクリル酸塩水溶液(不揮発分40%、ポリマー成分の密度:1.00g/cm)3質量部およびイオン交換水42質量部を計り取り、サンドミルを用いて1時間分散処理した後、ろ過を行い、水酸化マグネシウム粒子水分散液を得た。
得られた水酸化マグネシウム粒子水分散液50質量部、カルボキシ変性スチレン−ブタジエン系ポリマー水分散液(不揮発分:48%、ポリマー成分の密度:1.00g/cm)21質量部を計り取り、混合した後、ろ過および真空脱泡を行い、成膜用組成物を得た。
得られた成膜用組成物を、ポリビニルアルコール系繊維からなる不織布(秤量値:2.4mg/cm、厚さ:88μm、繊維素材真密度:1.2g/cm)上に、乾燥時の成膜用組成物の秤量値が10.0mg/cmとなるようにコンマコーターにて塗工、乾燥し、セパレータを得た。
得られたセパレータの膜厚は105μm、空隙率は26%(実測密度値は1.22g/cm、計算密度値は1.64g/cm)、製膜性の評価は5であった。
Example 4
100 parts by mass of magnesium hydroxide particles A (average particle size: 0.5 μm, density: 2.36 g / cm 3 ) having the ratio of the integrated intensity of peaks shown in Table 1 and the crystallite diameter, polyacrylate aqueous solution ( After measuring 3 parts by mass of non-volatile content 40%, density of polymer component: 1.00 g / cm 3 ) and 42 parts by mass of ion-exchanged water, it is dispersed for 1 hour using a sand mill and then filtered to obtain magnesium hydroxide particles. An aqueous dispersion was obtained.
Measure 50 parts by mass of the obtained aqueous solution of magnesium hydroxide particles and 21 parts by mass of carboxy-modified styrene-butadiene polymer aqueous dispersion (nonvolatile content: 48%, density of polymer component: 1.00 g / cm 3 ), After mixing, filtration and vacuum degassing were performed to obtain a film forming composition.
The obtained film forming composition was dried on a non-woven fabric (weight: 2.4 mg / cm 2 , thickness: 88 μm, true density of fiber material: 1.2 g / cm 3 ) composed of polyvinyl alcohol-based fibers. The composition for film formation was coated with a comma coater so as to have a weight value of 10.0 mg / cm 2, and dried to obtain a separator.
The film thickness of the obtained separator was 105 μm, the porosity was 26% (measured density value: 1.22 g / cm 3 , calculated density value: 1.64 g / cm 3 ), and the evaluation of the film forming property was 5.

[実施例5]
実施例4において、ポリビニルアルコール系繊維からなる不織布をポリオレフィン系繊維からなる不織布(秤量値:4.0mg/cm、厚さ:90μm、繊維素材真密度:0.9g/cm)に、乾燥時の成膜用組成物の秤量値を10.0mg/cmから6.0mg/cmに、それぞれ変更した以外は実施例4と同様にして、セパレータを得た。
得られたセパレータの膜厚は103μm、空隙率は26%(実測密度値は0.95g/cm、計算密度値は1.28g/cm)、製膜性の評価は5であった。
[Example 5]
In Example 4, the non-woven fabric made of polyvinyl alcohol fiber is dried to a non-woven fabric made of polyolefin fiber (weight value: 4.0 mg / cm 2 , thickness: 90 μm, true density of fiber material: 0.9 g / cm 3 ) to 6.0 mg / cm 2 weighed value of film-forming composition from 10.0 mg / cm 2 when, except for changing each in the same manner as in example 4, to obtain a separator.
The film thickness of the obtained separator was 103 μm, the porosity was 26% (the measured density value was 0.95 g / cm 3 , the calculated density value was 1.28 g / cm 3 ), and the evaluation of film formability was 5.

[実施例6]
実施例4において、カルボキシ変性スチレン−ブタジエン系ポリマー水分散液21質量部をポリオレフィン系アイオノマー水分散液(不揮発分27%、ポリマー成分の真密度:0.9g/cm)5質量部に、乾燥時の成膜用組成物の秤量値を10.0mg/cmから5.5mg/cmに、それぞれ変更した以外は実施例4と同様にして、セパレータを得た。
得られたセパレータの膜厚は93μm、空隙率は34%(実測密度値は1.19g/cm、計算密度値は1.79g/cm)製膜性の評価は4であった。
[Example 6]
In Example 4, 21 parts by mass of a carboxy-modified styrene-butadiene polymer aqueous dispersion is dried to 5 parts by mass of a polyolefin ionomer aqueous dispersion (nonvolatile matter 27%, true density of polymer component: 0.9 g / cm 3 ) A separator was obtained in the same manner as in Example 4, except that the weight value of the film forming composition was changed from 10.0 mg / cm 2 to 5.5 mg / cm 2 .
The film thickness of the obtained separator was 93 μm, the porosity was 34% (the actual density value was 1.19 g / cm 3 , the calculated density value was 1.79 g / cm 3 ), and the evaluation of the film formability was 4.

[実施例7]
表1に示したピークの積分強度の比および結晶子径を有する水酸化マグネシウム粒子A(平均粒子径0.5μm)およびN−メチル−2−ピロリドン(和光純薬工業社製)を質量比1:1となるよう混合し、ジルコニアメディアボールを入れたポットミルにて、室温で6時間分散処理を行うことにより、水酸化マグネシウム粒子分散液を得た。
得られた水酸化マグネシウム粒子分散液200質量部、ポリスルホン樹脂(商品名:ウルトラゾーンS3010、BASF社製、ポリスルホンの密度:1.24g/cm)を30質量%の濃度で80〜100℃にてN−メチル−2−ピロリドン(和光純薬工業社製)に熱溶解させることにより得られたポリスルホン樹脂溶液110質量部を計り取り、自転公転ミキサー(商品名:あわとり練太郎ARE−500、シンキー社製)を用いて、室温にて、回転数1000min−1で約10分間混合した後、ろ過を行い、成膜用組成物を得た。
ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム上にアプリケーターにて乾燥後の成膜用組成物の秤量値が18.0mg/cmになるように成膜用組成物を塗布し、その上にポリオレフィン系繊維からなる不織布(秤量値:6.0mg/cm、厚さ:160μm、繊維素材真密度:0.9g/cm)を接触させることで、不織布に成膜用組成物を完全に含浸させた。その後、成膜用組成物を含浸させた不織布を、室温にて10分間水浴させることで塗布膜を凝固させた後、水中でPETフィルムから不織布ごと塗布膜を剥離することにより、水酸化マグネシウム粒子、ポリスルホン樹脂および不織布からなる含水膜を得た。得られた膜を、乾燥機にて80℃で30分間乾燥し、セパレータを得た。
得られたセパレータの膜厚は240μm、空隙率は50%(実測密度値は0.75g/cm、計算密度値は1.50g/cm)、製膜性の評価は5であった。
[Example 7]
Magnesium hydroxide particles A (average particle size 0.5 μm) and N-methyl-2-pyrrolidone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) having a mass ratio 1 of the ratio of the integrated intensity of peaks shown in Table 1 and the crystallite diameter The mixture was subjected to dispersion treatment at room temperature for 6 hours in a pot mill containing zirconia media balls to obtain a magnesium hydroxide particle dispersion.
200 parts by mass of the obtained magnesium hydroxide particle dispersion, polysulfone resin (trade name: Ultrazone S3010, manufactured by BASF, density of polysulfone: 1.24 g / cm 3 ) at a concentration of 30% by mass at 80 to 100 ° C. 110 parts by mass of a polysulfone resin solution obtained by heat-dissolving in N-methyl-2-pyrrolidone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) is weighed out, and a rotation and revolution mixer (trade name: Awatori Neritaro ARE-500, After mixing for about 10 minutes at a rotational speed of 1000 min −1 at room temperature using Shinky Co., Ltd.), filtration was performed to obtain a composition for film formation.
The composition for film formation is coated on a polyethylene terephthalate (PET) film so that the weight ratio of the composition for film formation after drying with an applicator is 18.0 mg / cm 2 , and the film is composed of polyolefin fibers thereon. By bringing a non-woven fabric (weight value: 6.0 mg / cm 2 , thickness: 160 μm, true density of fiber material: 0.9 g / cm 3 ) into contact, the non-woven fabric was completely impregnated with the film forming composition. Thereafter, the non-woven fabric impregnated with the film forming composition is subjected to a water bath at room temperature for 10 minutes to coagulate the coating film, and then the non-woven fabric is peeled off from the PET film in water to form magnesium hydroxide particles. A water-containing membrane comprising a polysulfone resin and a non-woven fabric was obtained. The obtained membrane was dried at 80 ° C. for 30 minutes in a dryer to obtain a separator.
The film thickness of the obtained separator was 240 μm, the porosity was 50% (the actual density value was 0.75 g / cm 3 , the calculated density value was 1.50 g / cm 3 ), and the evaluation of film formability was 5.

実施例4、5に示したように、不織布との組合せにおいても、(110)面のピークの積分強度に対する(001)面のピークの積分強度の比が3.3以上となる水酸化マグネシウム粒子を用いることで、空隙率が高いながら、製膜性が良好なセパレータとすることができた。さらに、実施例6、7において、異なる有機ポリマーを用いた場合でも、これらの効果が保持されていることが確認された。 As shown in Examples 4 and 5, magnesium hydroxide particles in which the ratio of the integrated intensity of the (001) plane peak to the integrated intensity of the (110) plane peak is 3.3 or more even in combination with the non-woven fabric By using the above, it was possible to obtain a separator having a good film-forming property while having a high porosity. Furthermore, in Examples 6 and 7, it was confirmed that these effects were maintained even when different organic polymers were used.

Claims (3)

電気化学素子に用いられるセパレータであって、
該セパレータは、X線回折により測定される(110)面のピークの積分強度に対する(001)面のピークの積分強度の比が3.3以上である水酸化マグネシウム、及び、有機ポリマーを含むことを特徴とする電気化学素子用セパレータ。
A separator used in an electrochemical device,
The separator contains magnesium hydroxide and an organic polymer in which the ratio of the integrated intensity of the (001) plane peak to the integrated intensity of the (110) plane peak measured by X-ray diffraction is 3.3 or more. A separator for an electrochemical device characterized by
前記セパレータは、更に、多孔質基材を有することを特徴とする請求項1に記載の電気化学素子用セパレータ。 The separator for an electrochemical device according to claim 1, wherein the separator further has a porous substrate. 請求項1又は2に記載の電気化学素子用セパレータを含んで構成されることを特徴とする電気化学素子。 An electrochemical device comprising the separator for an electrochemical device according to claim 1.
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