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JP5311361B2 - Porous film, battery separator and battery - Google Patents

Porous film, battery separator and battery Download PDF

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JP5311361B2
JP5311361B2 JP2004197349A JP2004197349A JP5311361B2 JP 5311361 B2 JP5311361 B2 JP 5311361B2 JP 2004197349 A JP2004197349 A JP 2004197349A JP 2004197349 A JP2004197349 A JP 2004197349A JP 5311361 B2 JP5311361 B2 JP 5311361B2
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porous film
resin
battery
mass
thickness
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昭彦 坂井
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Mitsubishi Chemical Corp
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Mitsubishi Plastics Inc
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  • Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)
  • Cell Separators (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Description

本発明は、多孔性フィルムに関し、包装用、衛生用、畜産用、農業用、建築用、医療用、分離膜、光拡散板、電池用セパレータとして利用でき、特に、非水電解電池用セパレータとして好適に利用できるものである。   The present invention relates to a porous film, and can be used as packaging, sanitary, livestock, agricultural, architectural, medical, separation membrane, light diffusion plate, battery separator, and particularly as a separator for non-aqueous electrolytic battery. It can be used suitably.

多数の微細連通孔を有する高分子多孔性フィルムは、超純水の製造、薬液の生成、水処理などに使用する分離膜、衣類・衛生材料など使用する防水透湿性フィルム、あるいは電池などに使用する電池セパレータなど各種の分野で利用されている。
従来の小型の二次電池は、OA、FA、家電、通信機器等のポータブル電子機器用電源として幅広く使用されており、さらに機器に装備した場合に容積効率がよく、機器の小型化、軽量化につながることからリチウムイオン二次電池を使用したポータブル機器が増加している。
一方、大型の二次電池は、ロードレベリング、無停電電源(UPS)、電気自動車をはじめ、環境問題に関連する多くの分野に置いて研究開発が進められ、大容量、高出カ、高電圧、長期保存性に優れている点より、非水電解質二次電池の一種であるリチウムイオン二次電池の用途が広がっている。
Polymer porous film with many fine communication holes is used for separation membranes used for the production of ultrapure water, production of chemicals, water treatment, waterproof and moisture permeable films used for clothing and sanitary materials, batteries, etc. It is used in various fields such as battery separators.
Conventional small secondary batteries are widely used as power sources for portable electronic devices such as OA, FA, home appliances, communication devices, etc. Furthermore, when equipped with devices, they have good volumetric efficiency, making the devices smaller and lighter. Therefore, portable devices using lithium ion secondary batteries are increasing.
On the other hand, large secondary batteries are being researched and developed in many fields related to environmental issues such as load leveling, uninterruptible power supply (UPS), and electric vehicles, and have large capacity, high output, and high voltage. The use of lithium ion secondary batteries, which are a kind of non-aqueous electrolyte secondary battery, is expanding from the viewpoint of excellent long-term storage.

リチウムイオン二次電池の使用電圧は、通常、4.1から4.2Vを上限として設計されている。このような高電圧では、水溶液は電気分解を起こすので電解質として使うことができない。そのため、高電圧でも耐えられる電解質として、有機溶媒を使用した所謂、非水電解質が用いられている。
非水電解質用の溶媒としては、より多くのリチウムイオンを存在させることができる高誘電率有機溶媒が用いられ、該高誘電率有機溶媒としてポリプロピレンカーボネートやエチレンカーボネート等の有機炭酸エステルが使用されている。また、溶媒中でリチウムイオン源となる支持電解質として、6フッ化リン酸リチウム等の反応性の高い電解質を溶媒中に溶かして使用している。
The working voltage of a lithium ion secondary battery is usually designed with an upper limit of 4.1 to 4.2V. At such a high voltage, the aqueous solution causes electrolysis and cannot be used as an electrolyte. Therefore, a so-called non-aqueous electrolyte using an organic solvent is used as an electrolyte that can withstand a high voltage.
As the solvent for the nonaqueous electrolyte, a high dielectric constant organic solvent capable of causing more lithium ions to be present is used, and organic carbonates such as polypropylene carbonate and ethylene carbonate are used as the high dielectric constant organic solvent. Yes. Further, as a supporting electrolyte that becomes a lithium ion source in a solvent, a highly reactive electrolyte such as lithium hexafluorophosphate is dissolved in the solvent and used.

リチウムイオン二次電池は、構成材料に多くの可燃性物質が使われているので、誤使用されても発火などの事故がおこらないように種々の対策を行っている。特にセパレータは正極と負極と直接接触させて介在させるために、内部短絡の防止の点から絶縁性が要求され、かつリチウムイオンの通路となる透気性と電解質の拡散・保持機能を付与するため、異常高温時(140〜160℃)にはセパレータが溶融して、微孔が閉鎖し電池内部のイオン伝導を遮断し、その後の電池内部の温度上昇を防止できるシャットダウン機能を具備することが要求される。
この観点から、ポリオレフィン系樹脂からなる微多孔質膜がセパレータとして使用されている。しかし、シャットダウン後も何らかの理由で電池内部で温度の上昇が続いてセパレータの耐熱温度を超えると、セパレータが溶融し、極板間の隔離性が著しく低下するため、電池内でショートが発生する恐れがある。
Since many combustible substances are used in the constituent materials of lithium ion secondary batteries, various measures are taken to prevent accidents such as ignition even if misused. In particular, since the separator is interposed between the positive electrode and the negative electrode in direct contact, insulation is required from the viewpoint of prevention of internal short circuit, and in order to provide air permeability and a function of diffusing and holding the electrolyte as a lithium ion passage, When the temperature is abnormally high (140 to 160 ° C.), the separator is melted, the micropores are closed, the ion conduction inside the battery is cut off, and it is required to have a shutdown function that can prevent the subsequent temperature rise inside the battery. The
From this viewpoint, a microporous film made of polyolefin resin is used as a separator. However, if the temperature continues to rise inside the battery for some reason after shutdown and exceeds the heat resistance temperature of the separator, the separator melts and the isolation between the electrodes is significantly reduced, which may cause a short circuit in the battery. There is.

上記問題に対して、ポリオレフィン系樹脂と無機粉体または無機繊維とからなる混練物からなる耐熱性に優れた無機質含有多孔膜のセパレータが、特開平10−50287号(特許文献1)で提供されている。
しかし、ポリオレフィン系樹脂と無機粉体を素材としてセパレータ用の多孔性フィルムを製造する際、上記ポリエチレン樹脂と無機粉体に可塑剤を混合し、この混合物をシート状に成形する一次加工、該シートを延伸・圧延等して空孔を設ける二次加工を行った後に、配合している可塑剤を有機溶媒で抽出除去する工程が必要となり、この抽出工程で多量の有機溶剤等を使用すると共に工程数が増加し、生産性が悪い問題がある。
In order to solve the above problems, an inorganic-containing porous membrane separator having excellent heat resistance made of a kneaded product made of polyolefin resin and inorganic powder or inorganic fiber is provided in JP-A-10-50287 (Patent Document 1). ing.
However, when manufacturing a porous film for a separator using polyolefin resin and inorganic powder as raw materials, primary processing for mixing the polyethylene resin and inorganic powder with a plasticizer and forming the mixture into a sheet, the sheet After performing secondary processing to provide pores by stretching, rolling, etc., it is necessary to extract and remove the plasticizer that is blended with an organic solvent. In this extraction process, a large amount of organic solvent is used. There is a problem that the number of processes increases and productivity is poor.

また、特開2001−164015号公報(特許文献2)には、ポリプロピレン系樹脂、充填剤及びアミド系可塑剤からなる多孔性フィルムが提供されている。
しかしながら、ポリプロピレンは融点が高く異常高温時での閉塞が困難で、シャットダウン機能を期待できない。よって、大容量の電池システム用のセパレータとしては使用可能であるが、民生用電池のセパレータとしては使用されていなのが現状である。
さらに、ポリプロピレンを使用しているため、均一な透過性を有するフィルムが形成しにくく非常に裂けやすく、巻芯を用いて正極、セパレータ、負極を渦巻き状に巻回する際に切断が困難で安定して電池を製造することができない。
JP 2001-164015 A (Patent Document 2) provides a porous film made of a polypropylene resin, a filler, and an amide plasticizer.
However, polypropylene has a high melting point and is difficult to block at an abnormally high temperature, and a shutdown function cannot be expected. Therefore, although it can be used as a separator for a large-capacity battery system, it is not currently used as a separator for consumer batteries.
In addition, since polypropylene is used, it is difficult to form a film with uniform permeability, it is very easy to tear, and it is difficult and stable when winding the positive electrode, separator, and negative electrode in a spiral shape using a winding core. Battery cannot be manufactured.

さらに、特開2003−82139(特許文献3)には、高密度ポリエチレン樹脂、炭酸カルシウム等からなる充填剤、分子量200〜500の脂肪族炭化水素または高級アルコール等の低分子量化合物の可塑剤とからなる樹脂組成物の混練物からシートを成形し、該シートを延伸して形成する多孔性フィルムが提供されている。
しかしながら、本発明者が生産機レベルで追試した結果、連続的に製造することは困難であり、また厚み精度も目的とする精度を制御して得ることができない。原因として特に二軸延伸を行う場合は高密度ポリエチレンのみでは延展性が悪いという問題点が挙げられる。延展性がわるいと、製造される多孔性フィルムからなるセパレータは、その厚み精度が低くなり均一な厚にならない。その場合、円筒形、菱形または扁平形等の巻芯を用いて正極、セパレータおよび負極を重ねて渦巻状に捲回する際、所定のサイズに収めることができず、電池缶に収容出来きず、巻き込み不良が発生し易くなる問題があった。さらに、収容できても局所的に圧力がかかり短絡が発生しやすい場合がある。
Furthermore, JP-A-2003-82139 (Patent Document 3) includes a high-density polyethylene resin, a filler made of calcium carbonate, and the like, and a plasticizer of a low molecular weight compound such as an aliphatic hydrocarbon having a molecular weight of 200 to 500 or a higher alcohol. There is provided a porous film formed by forming a sheet from the kneaded product of the resin composition and stretching the sheet.
However, as a result of further trial by the inventor at the production machine level, it is difficult to manufacture continuously, and the thickness accuracy cannot be obtained by controlling the target accuracy. As a cause, in particular, when biaxial stretching is performed, there is a problem that only high-density polyethylene has poor spreadability. If the spreadability is not good, the separator made of the porous film to be produced has a low thickness accuracy and does not have a uniform thickness. In that case, when winding the positive electrode, separator and negative electrode in a spiral shape using a cylindrical, rhombus or flat core, etc., it cannot be stored in a predetermined size and cannot be accommodated in a battery can, There has been a problem that poor entrainment is likely to occur. Furthermore, even if it can be accommodated, pressure may be locally applied and a short circuit may occur.

さらに、前記特許文献1〜3のいずれの多孔性フィルムからなるセパレータも、いずれもオレフィン樹脂の抗張力が低いため、巻回時に安定した状態で高速で電池が組み立てることができず、かつ、セパレータが伸び易く、セパレータが伸びて透気度が変化して設計通りの電池特性が得られないとともに、伸びによりセパレータが薄くなると絶縁性が低下する問題があった。
特開平10−50287号公報 特開2001−164015公報 特開2003−82139号公報
Furthermore, since the separator made of any porous film of Patent Documents 1 to 3 has a low tensile strength of the olefin resin, the battery cannot be assembled at a high speed in a stable state at the time of winding, and the separator The separator is easily stretched, and the air permeability is changed so that the battery characteristics as designed cannot be obtained. Further, when the separator becomes thin due to elongation, there is a problem that the insulating property is lowered.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-50287 JP 2001-164015 A JP 2003-82139 A

本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、特に、成形安定性が優れ、強度および抗張力を備え、セパレータとして巻回工程で裂けにくいと共に伸びにくく、連続生産性が良い多孔性フィルムを提供するものである。さらに、異常高温時におけるシャットダウン機能を備えると共に、延展性がよく厚さ精度が高く均一な厚さとできる電池用セパレータとして適した多孔性フィルムを提供することを課題としている。 The present invention has been made in view of the above problems. In particular, the present invention provides a porous film that has excellent molding stability, has strength and tensile strength, is not easily torn in the winding process as a separator, is not easily stretched, and has good continuous productivity. To do. Further, it provided with a shutdown function at abnormally high temperature, and an object of the invention to provide a porous film suitable as a battery separator capable of the spreadability well thickness precision high rather uniform thickness.

本発明者らは、鋭意検討した結果、少なくともポリエチレン樹脂と溶融張力および融点の高いポリプロピレンと充填剤からなる組成物を延伸することによって上記課題を解決する多孔性フィルムあるいは電池用セパレータを作成できることを見出し、またそれを用いた電池が良好な電池特性をもつことを見出した。 As a result of intensive studies, the present inventors have found that a porous film or battery separator that can solve the above problems can be produced by stretching a composition comprising at least a polyethylene resin, polypropylene having a high melt tension and melting point , and a filler. The inventors have found that the battery using the same has good battery characteristics.

上記知見に基づき、本発明は、密度が0.94g/cm以上であるポリエチレン樹脂(A)と、溶融張力が3.0gf以上であり、融点がポリエチレン樹脂(A)融点より20℃以上高く且つ140℃以上のエチレンプロピレン共重合体であるポリプロピレン樹脂(B)からなる樹脂成分と、充填剤(C)の3成分を含む樹脂組成物からなるフィルムで、延伸により上記充填剤(C)を起点とする空孔が設けられていることを特徴とする多孔性フィルムを提供している。 Based on the above findings, the present invention provides a polyethylene resin (A) having a density of 0.94 g / cm 3 or more, a melt tension of 3.0 gf or more, and a melting point of 20 ° C. or more than the melting point of the polyethylene resin (A). a resin component comprising a polypropylene resin (B) is a high rather and 140 ° C. or more ethylene-propylene copolymer, a film made of a resin composition comprising three components of the filler (C), the filler by stretching (C A porous film is provided, which is provided with pores starting from).

上記のように樹脂成分として融点が20℃以上相違する上記ポリエチレン樹脂(A)と溶融張力が3.0gf以上であるポリプロピレン樹脂(B)を用いることで、電池用セパレータとして用いる場合、熱閉塞温度(シャットダウン温度)をあまり上げずにピンホールの発生温度を引き上げ、より安全性の高いセパレータを提供できるようにしている。   By using the polyethylene resin (A) having a melting point different by 20 ° C. or more as the resin component and the polypropylene resin (B) having a melt tension of 3.0 gf or more as the resin component, when used as a battery separator, The temperature at which pinholes are generated is raised without increasing the (shutdown temperature) so much that a more safe separator can be provided.

リエチレン樹脂(A)として高密度ポリエチレン樹脂を用いると、ポリエチレン樹脂自体を高密度とすることで強度、剛性を高めて、薄いフィルムとした場合にも裂けにくくすることが出来、加工時おけるハンドリング性を高めることが出来ると共に、シャットダウン機能も高めることが出来る。 With high-density polyethylene resin as the port Riechiren resin (A), the strength by a high density polyethylene resin itself, to increase the rigidity, also can be difficult to tear when a thin film, definitive during processing handling And the shutdown function can be enhanced.

上記高密度ポリエチレン樹脂の密度を0.940g/cm以上としているのは、例えば、厚さ5〜40μ程度の薄肉としても、容易に裂けない所要の強度、剛性を付与するためである。より好ましくは0.950g/cm以上で、上限は0.970g/cmである。この高密度ポリエチレン樹脂は、メルトフローレートが1g/10分以下、好ましくは0.6g/10分以下、より好ましくは0.1g/10分以下である。メルトフローレートが1g/10分より大きいと3倍以上延伸することが難しくなり、得られる多孔牲フィルムの強度が低下する。なお、下限は0.01g/10分である。 The reason why the density of the high-density polyethylene resin is 0.940 g / cm 3 or more is to provide required strength and rigidity that do not easily tear even if the thickness is about 5 to 40 μm, for example. More preferably 0.950 g / cm 3 or more, the upper limit is 0.970 g / cm 3. This high density polyethylene resin has a melt flow rate of 1 g / 10 min or less, preferably 0.6 g / 10 min or less, more preferably 0.1 g / 10 min or less. When the melt flow rate is greater than 1 g / 10 min, it becomes difficult to stretch 3 times or more, and the strength of the resulting porous film decreases. The lower limit is 0.01 g / 10 minutes.

上記高密度ポリエチレン樹脂としては、具体的にはホモポリマーポリエチレン、或いはα−オレフインコモノマー含量が2モル%以下のコポリマーポリエチレンが好ましく、ホモポリマーポリエチレンであることが更に好ましい。α−オレフィンコモノマーの種類には特に制限はない。更に好ましくは0.95g/cm以上のものがフィルムの剛性の面から好ましい。
ポリエチレンの重合触媒には特に制限はなく、チーグラー型触媒、フィリップス型触媒、カミンスキー型触媒等いずれのものでも良い。ポリエチレンの重合方法として、一段重合、二段重合、もしくはそれ以上の多段重合等があり、いずれの方法のポリエチレンも使用可能である。
Specifically, the high-density polyethylene resin is preferably a homopolymer polyethylene or a copolymer polyethylene having an α-olefin comonomer content of 2 mol% or less, and more preferably a homopolymer polyethylene. There is no restriction | limiting in particular in the kind of alpha-olefin comonomer. More preferably, 0.95 g / cm 3 or more is preferable from the viewpoint of the rigidity of the film.
The polymerization catalyst for polyethylene is not particularly limited, and any of a Ziegler type catalyst, a Philips type catalyst, a Kaminsky type catalyst or the like may be used. As a method for polymerizing polyethylene, there are one-stage polymerization, two-stage polymerization, or more multistage polymerization, and any method of polyethylene can be used.

上記ポリプロピレン樹脂(B)は、前記したように、溶融張力が3.0gf以上であることが必要である。好ましくは5.0gf以上、より好ましくは7.0gf以上、最も好ましくは11〜16gfである。溶融張力は大きい程よく上限は限定されないが20gf程度である。
上記のように、溶融張力が3.0g以上のポリプロピレン樹脂を添加すると、特にフィルムの成形安定性が大きく向上する。逆に、添加するポリプロピレン樹脂の溶融張力が3.0gf未満である場合は、3.0gf以上の溶融張力であるポリプロピレン樹脂を添加した場合と比較すると、成形が不安定になり、これにより膜厚精度が悪くなる。溶融張力が3.0gf以上で、融点の温度が140℃以上であるエチレンプロピレン共重合体を用いている。
溶融張力の測定は、東洋精機社製メルトテンションメーターを190℃に設定して測定した。本発明での溶融張力は、このメルトテンションメーターを用いて引き取り速度1.5m/分、押出速度は4.5mm/分で測定した値である。
As described above, the polypropylene resin (B) needs to have a melt tension of 3.0 gf or more. Preferably it is 5.0 gf or more, More preferably, it is 7.0 gf or more, Most preferably, it is 11-16 gf. The higher the melt tension, the better the upper limit is not limited, but it is about 20 gf.
As described above, melt tension is the addition of more polypropylene resin 3.0 g f, particularly molding stability of the film is greatly improved. Conversely, when the melt tension of the added polypropylene resin is less than 3.0 gf, the molding becomes unstable as compared with the case where a polypropylene resin having a melt tension of 3.0 gf or more is added. The accuracy becomes worse. Melt tension above 3.0 gf, the temperature of the melting point is with ethylene propylene copolymer is 140 ° C. or higher.
The melt tension was measured by setting a melt tension meter manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd. at 190 ° C. Melt tension of the present invention, the speed 1.5 m / min take-off by using the melt tension meter, extrusion rate is a value measured at 4.5 mm / min.

上記ポリエチレン樹脂(A)とポリプロピレン樹脂(B)との配合比は、これら樹脂(A)と(B)の種類および得られる多孔性フィルムの用途または物性により選択され、上記樹脂(A)100質量部に対して、樹脂(B)が1〜100質量部、好ましくは1〜50質量部としている。このように融点が20℃以上高い樹脂(B)を低融点の樹脂(A)と同量、好ましくは半分の50質量部以下としている。   The blending ratio of the polyethylene resin (A) and the polypropylene resin (B) is selected depending on the types of the resins (A) and (B) and the use or physical properties of the obtained porous film, and the resin (A) 100 mass. The resin (B) is 1 to 100 parts by mass, preferably 1 to 50 parts by mass with respect to parts. In this way, the resin (B) having a melting point of 20 ° C. or higher is set to the same amount as that of the low melting point resin (A), preferably 50 parts by mass or less.

上記充填剤(C)の平均粒経としては、例えば0.1〜25μm程度、好ましくは0.3μm以上、さらに好ましくは0.5μm程度である。平均粒径が0.1μm未満の場合には、充填剤同士の凝集により分散性が低下して延伸むらを引き起こすとともに、熱可塑性樹脂と充填割との界面の接触面積が増大して、延伸による界面剥離が難しく、多孔化が困難になりやすい。一方、平均粒径が25μmを超えると、フィルムを薄くすると共に均一な厚さとすることが困難となるのに加え、フィルムの機械的強度が著しく低下し好ましくない。   The average particle size of the filler (C) is, for example, about 0.1 to 25 μm, preferably 0.3 μm or more, and more preferably about 0.5 μm. When the average particle size is less than 0.1 μm, the dispersibility decreases due to the aggregation of the fillers, causing stretching unevenness, and the contact area of the interface between the thermoplastic resin and the filling split increases, resulting in stretching. Interfacial peeling is difficult and porosity is likely to be difficult. On the other hand, if the average particle size exceeds 25 μm, it becomes difficult to make the film thin and uniform, and the mechanical strength of the film is remarkably lowered.

上記充填剤としては無機系及び有機糸の何れの充填剤も使用でき、1種又は2種以上を組み合わせて使用できる。
無機充填剤の例としては、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウムなどの炭酸塩、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸バリウムなどの硫酸塩、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウムなどの塩化物、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化チタン、シリカなどの酸化物のほか、タルク、クレー、マイカなどのケイ酸塩等が挙げられる。これらの中でも、硫酸バリウムと炭酸カルシウムが好適に好ましい。
As the filler, any of inorganic and organic yarn fillers can be used, and one kind or a combination of two or more kinds can be used.
Examples of inorganic fillers include carbonates such as calcium carbonate, magnesium carbonate and barium carbonate, sulfates such as calcium sulfate, magnesium sulfate and barium sulfate, chlorides such as sodium chloride, calcium chloride and magnesium chloride, calcium oxide, In addition to oxides such as magnesium oxide, zinc oxide, titanium oxide, and silica, silicates such as talc, clay, and mica can be used. Among these, barium sulfate and calcium carbonate are preferable.

また、上記無機充填剤は樹脂中の分散性向上のため、表面処理剤で無機充填剤の表面を被覆して疎水化しても構わない。この表面処理剤としては、例えば、ステアリン酸、ラウリル酸等の高級脂肪酸またはそれらの金属塩を挙げることができる。   The inorganic filler may be hydrophobized by coating the surface of the inorganic filler with a surface treatment agent in order to improve dispersibility in the resin. Examples of the surface treatment agent include higher fatty acids such as stearic acid and lauric acid, and metal salts thereof.

有機充填剤としては、延伸温度において充填剤が溶融しないように、高密度ポリエチレンを主とする熱可塑性樹脂の融点よりも高い樹脂粒子が好ましく、ゲル分が4〜10%程度の架橋した樹脂粒子がさらに好ましい。
有機充填剤の例としては、超高分子量ポリエチレン、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリプチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、メラミン、ペンゾグアナミンなとの熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂が挙げられる。これらの中でも、特に架橋させたポリスチレンなどが好ましい。
As the organic filler, resin particles higher than the melting point of the thermoplastic resin mainly composed of high-density polyethylene are preferable so that the filler does not melt at the stretching temperature, and crosslinked resin particles having a gel content of about 4 to 10%. Is more preferable.
Examples of organic fillers include ultra high molecular weight polyethylene, polystyrene, polymethyl methacrylate, polycarbonate, polyethylene terephthalate, polypropylene terephthalate, polyphenylene sulfide, polysulfone, polyethersulfone, polyetheretherketone, polytetrafluoroethylene, polyimide, poly Examples thereof include thermoplastic resins such as etherimide, melamine, and benzoguanamine, and thermosetting resins. Among these, cross-linked polystyrene and the like are particularly preferable.

充填剤(C)は、前記樹脂(A)と(B)の合計100質量部に対し、50〜400重量部と比較的大量に充填しており、充填剤(C)の配合が少ない場合もしくは充填剤が配合されていない場合と比較して強度が比較的低くなるため、厚みと厚み精度を十分に制御することが重要となる。50〜400質量部で配合しているのは、50重量部未満の場合には、目的とする良好な透気性が発現されにくくなり、外観、風合いも悪くなりやすい。また、400重量部を超えると、フィルム成形の際に樹脂焼けなど工程上の不具合を起こしやすくなるだけでなく、フィルム強度も大幅に低下することに因る。
より好ましくは、樹脂成分(A)(B)の合計100質量部に対し、充填剤(C)は50〜300質量部、さらに100〜200質量部が最も好ましい。
The filler (C) is filled in a relatively large amount of 50 to 400 parts by weight with respect to a total of 100 parts by mass of the resins (A) and (B), and the amount of the filler (C) is small or Since the strength is relatively low as compared with the case where no filler is blended, it is important to sufficiently control the thickness and thickness accuracy. When the blending amount is 50 to 400 parts by mass, when the amount is less than 50 parts by weight, the desired good air permeability is hardly expressed, and the appearance and the texture are liable to deteriorate. On the other hand, when the amount exceeds 400 parts by weight, not only the process failure such as resin burning is likely to occur during film forming, but also the film strength is greatly reduced.
More preferably, the filler (C) is most preferably 50 to 300 parts by mass, and most preferably 100 to 200 parts by mass with respect to a total of 100 parts by mass of the resin components (A) and (B).

上記樹脂(A)と(B)、充填剤(C)はフィルムの必須成分であるが、さらに、これらの原料の混合溶融した時に樹脂成分への充填剤(C)の分散牲を向上させる目的で、必要に応じて可塑剤(D)を配合してもよい。   The resins (A) and (B) and the filler (C) are essential components of the film. Furthermore, the purpose of improving the dispersibility of the filler (C) in the resin component when these raw materials are mixed and melted. Thus, a plasticizer (D) may be blended as necessary.

上記可塑剤(D)の種類や添加量は、フィルムの成形性、延伸性、外観、風合いなどに影響を及ぽす。可塑剤は融点が25℃以上かつ140℃未満では液体もしくは固体で、140℃以上の沸点を有する可塑剤が好ましい。
融点が25℃以上でないものは、フィルムの剛性が低下するので、フィルムのコシを必要としない用途では問題ない。しかしながらフィルムのコシを必要とする多孔性フィルム、例えば電池用セパレータとして使用する場合は、電池組立て工程でのハンドリングが困難となる。ここで融点は、DSCによる測定で吸熱ピークを明確に有しているものもしくは動粘度が100000mm2/SEC以上と定義する。
一方、可塑剤の沸点を140℃以上としているのは、140℃未満の沸点とすると、延伸加工時に上記樹脂を加熱した時に、可塑剤が揮発して大きな空隙が発生し、微細孔を有する多孔性フィルムとして形成出来なくなるからである。また、電池内にセパレータとして収容した後、何かの原因で高温となった場合、可塑剤がガス化し電池が破裂するそれがあり好ましくない。
沸点が140℃以上、即ち、140℃未満では液体または固体とは、沸点が大気中で明確に140℃以上であるもの、もしくは140℃1時間加熱した後の重量が加熱前の重量に対して10%以上減少していないものと定義する。
The kind and addition amount of the plasticizer (D) affect the moldability, stretchability, appearance, texture and the like of the film. The plasticizer is preferably a liquid or solid having a melting point of 25 ° C. or higher and lower than 140 ° C. and having a boiling point of 140 ° C. or higher.
When the melting point is not 25 ° C. or higher, the rigidity of the film is lowered, so there is no problem in applications that do not require film stiffness. However, when it is used as a porous film that requires film stiffness, such as a battery separator, handling in the battery assembly process becomes difficult. Here, the melting point is defined as having a clear endothermic peak as measured by DSC or having a kinematic viscosity of 100,000 mm2 / SEC or more.
On the other hand, if the plasticizer has a boiling point of 140 ° C. or higher, if the boiling point is lower than 140 ° C., the plasticizer volatilizes when the resin is heated at the time of stretching and large voids are generated, resulting in a porous structure having fine pores. This is because it cannot be formed as a conductive film. In addition, if the temperature becomes high for some reason after being accommodated as a separator in the battery, the plasticizer may gasify and the battery may burst, which is not preferable.
When the boiling point is 140 ° C. or higher, that is, below 140 ° C., the liquid or solid means that the boiling point is clearly 140 ° C. or higher in the atmosphere, or the weight after heating at 140 ° C. for 1 hour is based on the weight before heating It is defined as not decreasing more than 10%.

本発明において可塑剤として、融点が25℃以上で且つ沸点が140℃以上の条件を満たす限りにおいて、下記の可塑剤が用いられる。
エステル化合物、アミド化合物長鎖脂肪酸、長鎖アルコール、パラフィンワックス、アミン化合物、エポキシ化合物、エーテル化合物、鉱油、パラフィンワックス、長鎖脂肪酸塩長鎖アミン、液状シリコーン、フッ素オイル、液状ポリエーテル類、液状ポリブテン類、液状ポリブタジエン類、カルボン酸類、スルホン酸塩、カルボン酸化合物、フッ素系化合物、スルホン結合を有する化合物等挙げられる。
具体的には、「プラスチック配合剤」(株式会社 大成社発行,昭和62年11月30日 第2版発行)P29〜P64の可塑剤の項目に記載され、P49からP50の表4と、P52〜P54の表6に列挙されている可塑剤が使用可能である。
可塑剤は1種類を単独で使用しても良いし、2種類以上をくみあわせても良い。
As the plasticizer in the present invention, the following plasticizers are used as long as the melting point is 25 ° C. or higher and the boiling point is 140 ° C. or higher.
Ester compound, amide compound long chain fatty acid, long chain alcohol, paraffin wax, amine compound, epoxy compound, ether compound, mineral oil, paraffin wax, long chain fatty acid salt long chain amine, liquid silicone, fluorine oil, liquid polyethers, liquid Examples include polybutenes, liquid polybutadienes, carboxylic acids, sulfonates, carboxylic acid compounds, fluorine compounds, and compounds having a sulfone bond.
Specifically, “Plastic compounding agent” (published by Taiseisha Co., Ltd., published on November 30, 1987, second edition) is described in the items of plasticizers P29 to P64. The plasticizers listed in Table 6 of ~ P54 can be used.
One plasticizer may be used alone, or two or more plasticizers may be combined.

上記エステル化合物としてはテトラグリセリントリステアレート、グリセリントリステアレート、ステアリルステアリレート、ジステアリルカーボネートが挙げられる。より好ましくは飽和脂肪酸からなるエステルもしくはアミドであり、更に好ましくはエチレンカーボネートを主体とする可塑剤である。
上記アミド化合物としては、エチレンビスステアリン酸アミドまたはヘキサメチレンビスステアリン酸アミドなどが挙げられる。
上記アミン化合物としては、ジヒドロジエチルステアリルアミンまたはラウリルアミンなどが挙げられる。
上記アミン塩としては、ステアリルジメチルベタインまたはラウリルトリメチルアンモニウムクロリドなどが挙げられる。
上記長鎖アルコールとしては、ステアリルアルコール、オレイルアルコールまたはドデシルフェノールなどが挙げられる。
上記エポキシ化合物としては、エポキシ大豆油などが挙げられる。
上記エーテル化合物としては、トリエチレングリコールなどが挙げられる。
前記鉱油としては、灯油またはナフテン油などが挙げられる。
上記カルボン酸塩としては、ステアリン酸カルシウムまたはオレイン酸ナトリウムなどが挙げられる。
上記スルホン酸塩としてはドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムなどが挙げられる。
上記カルボン酸化合物としては、ステアリン酸もしくはオレイン酸、またはこれらのエステル体などの誘導体(ただし塩は除く。)などが挙げられる。
上記スルホン結合を有する化合物としては、スルホランまたはジプロピルスルホン酸などが挙げられる。
Examples of the ester compound include tetraglycerin tristearate, glycerin tristearate, stearyl stearate, and distearyl carbonate. More preferred are esters or amides composed of saturated fatty acids, and still more preferred are plasticizers mainly composed of ethylene carbonate.
Examples of the amide compound include ethylene bis stearamide and hexamethylene bis stearamide.
Examples of the amine compound include dihydrodiethyl stearylamine and laurylamine.
Examples of the amine salt include stearyl dimethyl betaine or lauryl trimethyl ammonium chloride.
Examples of the long chain alcohol include stearyl alcohol, oleyl alcohol, and dodecylphenol.
Examples of the epoxy compound include epoxy soybean oil.
Examples of the ether compound include triethylene glycol.
Examples of the mineral oil include kerosene and naphthenic oil.
Examples of the carboxylate include calcium stearate and sodium oleate.
Examples of the sulfonate include sodium dodecylbenzenesulfonate.
Examples of the carboxylic acid compound include stearic acid or oleic acid, or derivatives thereof (excluding salts).
Examples of the compound having a sulfone bond include sulfolane and dipropylsulfonic acid.

本発明で用いる可塑剤としては、飽和脂肪酸からなるエステル化合物もしくはアミド化合物がより好ましい。とくに、本発明においては、可塑剤としてエチレンカーボネートを主体とする可塑剤が好ましい。   As a plasticizer used by this invention, the ester compound or amide compound which consists of saturated fatty acids is more preferable. In particular, in the present invention, a plasticizer mainly composed of ethylene carbonate is preferable as the plasticizer.

上記可塑剤の配合比はポリエチレン樹脂100質量部に対し1〜30質量部であることが好ましい。より好ましい配合比は、樹脂100質量部に対し1〜20質量部である。
上記範囲としているのは、可塑剤の配合比が1質量部未満であると、目的とする良好な延伸性が発現されにくくなり、外観および風合いも悪くなりやすい。一方、可塑剤の配合比が30質量部を超えるとフィルム成形の際に樹脂焼けなど工程上の不具合を起こしやすくなるためである。
The blending ratio of the plasticizer is preferably 1 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyethylene resin. A more preferable blending ratio is 1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin.
If the blending ratio of the plasticizer is less than 1 part by mass, the desired good stretchability is hardly expressed, and the appearance and the texture are liable to deteriorate. On the other hand, when the blending ratio of the plasticizer exceeds 30 parts by mass, it is easy to cause problems on the process such as resin burning during film forming.

さらに、本発明の多孔性フィルムでは、一般に樹脂組成物に配合される添加剤、例えば、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、中和剤、防曇剤、アンチブロッキング剤、帯電防止剤、スリップ剤、着色剤等を、多孔性フィルムの特性を損なわない程度の範囲で配合してもよい。   Furthermore, in the porous film of the present invention, additives generally blended in the resin composition, for example, antioxidants, heat stabilizers, light stabilizers, ultraviolet absorbers, neutralizers, antifogging agents, antiblocking agents. In addition, an antistatic agent, a slip agent, a colorant, and the like may be blended within a range that does not impair the characteristics of the porous film.

本発明の多孔性フィルムは、前記したように、上記樹脂組成物の溶融混練物をフィルムとして成形加工し、成形されたフィルムを延伸することにより充填剤を起点として空孔を設ている。該多孔性フィルムを電池用セパレータとして用いる場合には、平均厚みが5μm以上40μm以下で且つ厚みの最大値と最小値とが平均厚みの±25%未満、すなわち厚みの振れを±25%未満としている。
平均厚みが5μm未満であるとフィルムが破れやすくなり、40μmを越えると電池用セパレータとして所定の電池缶に捲回して収納する際、電池面積が小さくなり、ひいては電池容量が小さくなる。好ましくは30μm以下である。
また、厚みの最大値と最小値とが平均厚みの±25%以下であることが好ましく、±20%以下であることがより好ましい。厚みの振れが平均厚みの±25%を越えると、捲回した時に部分的に圧力がかかり、電池用セパレータとして用いたときに絶縁性が低下する。
The porous film of the present invention, as described above, by molding the melt-kneaded product of the resin composition as a film, and set only the pores starting from the filler by stretching the molded film. When the porous film is used as a battery separator, the average thickness is 5 μm or more and 40 μm or less, and the maximum and minimum thicknesses are less than ± 25% of the average thickness, that is, the thickness fluctuation is less than ± 25%. Yes.
When the average thickness is less than 5 μm, the film tends to be torn, and when it exceeds 40 μm, the battery area becomes smaller and the battery capacity becomes smaller when wound into a predetermined battery can as a battery separator. Preferably it is 30 micrometers or less.
Further, the maximum value and the minimum value of the thickness are preferably ± 25% or less of the average thickness, and more preferably ± 20% or less. When the thickness fluctuation exceeds ± 25% of the average thickness, a partial pressure is applied when wound, and the insulating property is lowered when used as a battery separator.

なお、上記多孔性フィルムの平均厚みは、1/1000mmのダイアルゲージにて面内を不特定に30箇所測定し、その平均を算出して得られる値である。また、厚みの最大値とは前記30箇所の測定値のうち最も大きい値をいい、厚みの最小値とは前記30箇所の測定値のうち最も小さい値をいう。厚みの振れとは、式;{(最大厚みまたは最小厚み−平均厚み)/平均厚み}×100(%)により算出される値である。   In addition, the average thickness of the said porous film is a value obtained by measuring 30 places unspecified in a surface with a 1/1000 mm dial gauge, and calculating the average. Moreover, the maximum value of the thickness refers to the largest value among the measured values at the 30 locations, and the minimum value of the thickness refers to the smallest value among the measured values at the 30 locations. The thickness fluctuation is a value calculated by the formula: {(maximum thickness or minimum thickness−average thickness) / average thickness} × 100 (%).

多孔性フィルムの厚さは、上記ポリエチレン樹脂(A)、熱可塑性エラストマー(B)、充填剤(B)および可塑剤(D)の種類もしくは配合量、延伸条件(延伸倍率、延伸温度等)によって自由に調整できる。   The thickness of the porous film depends on the type or blending amount of the polyethylene resin (A), thermoplastic elastomer (B), filler (B) and plasticizer (D), and stretching conditions (stretching ratio, stretching temperature, etc.). It can be adjusted freely.

本発明の多孔性フィルムは例えば下記の方法で製造している。
まず、各成分をヘンシェルミキサー、スーパーミキサー、タンブラー型ミキサー等の粉体混合機で混合する。このとき、ポリエチレン、熱可塑性樹脂はパウダーあるいはペレット状、充填材はパウダー、可塑剤はパウダー、延伸補助財はペレット状に予めしておくことが好ましい。
ついで、1軸あるいは2軸混練機、ニーダー等で加熱混練する。その後、ペレット化して成膜工程に移行しても良いし、ペレット化せずに直接成型機で製膜してもよい。このペレットはサイロ、ホッパーフレコン等の原料を保存する設備、容器に一時的に保存しておいても良い。
The porous film of the present invention is produced, for example, by the following method.
First, each component is mixed with a powder mixer such as a Henschel mixer, a super mixer, or a tumbler mixer. At this time, it is preferable that the polyethylene and the thermoplastic resin be in the form of powder or pellets, the filler is the powder, the plasticizer is the powder, and the stretching aid is in the form of a pellet.
Next, the mixture is heated and kneaded with a uniaxial or biaxial kneader or a kneader. Thereafter, it may be pelletized and transferred to a film forming step, or may be directly formed by a molding machine without being pelletized. The pellets may be temporarily stored in equipment or containers for storing raw materials such as silos and hopper flexible containers.

本発明では、通常、上記ペレットの水分率が1000ppm以下、好ましくは700ppm以下にして溶融成形してフィルム化している。ペレットの水分が1000ppmより大きいとゲル、ピンボールが極度に発生して好ましくないためである。一方、溶融混合物をペレット化せずに直接成膜工程にもって行く場合も溶融混合物の水分率が1000ppm以下となるように溶融混練工程から成膜工程までの途中で真空脱気もしくは解放脱気を行うことが好ましい。   In the present invention, the moisture content of the pellets is usually 1000 ppm or less, preferably 700 ppm or less, and melt-molded to form a film. This is because if the moisture content of the pellet is larger than 1000 ppm, gel and pinball are extremely generated, which is not preferable. On the other hand, when the molten mixture is directly taken to the film forming process without pelletization, vacuum degassing or open degassing is performed in the middle from the melt kneading process to the film forming process so that the moisture content of the molten mixture is 1000 ppm or less. Preferably it is done.

その後、ポリエチレン及びポリプロピレンの融点以上、好ましくは融点+20℃以上で分解温度未満の温度条件下において押出成形機等を用いて溶融、成膜することによりフィルム(原反シート)を得ている。成膜方法としては、具体的にはTダイ成形、カレンダー成形、プレス成形等が挙げられる。このようにして成形されるフィルム(原反シート)の厚さは延伸性等を損なわない範囲で適時選択できるが、0.02〜2mmの範囲内が好ましい。   Thereafter, a film (raw sheet) is obtained by melting and forming a film using an extruder or the like under a temperature condition that is higher than the melting point of polyethylene and polypropylene, preferably higher than the melting point + 20 ° C. and lower than the decomposition temperature. Specific examples of the film forming method include T-die molding, calendar molding, and press molding. The thickness of the film (raw fabric sheet) formed in this way can be selected as appropriate as long as the stretchability and the like are not impaired, but is preferably in the range of 0.02 to 2 mm.

上記成形された樹脂フィルム(原反シート)をロール延伸、テンター延伸、同時2軸延伸、圧延等の方法により、少なくとも1軸方向に延伸(1軸延伸)、好ましくはフィルム長手方向(縦方向)と直交する横方向の2軸方向に延伸(2軸延伸)する。かかる延伸処理は、上記樹脂の軟化点(JIS K6760による測定値)付近で行うことが好ましい。上記延伸により樹脂と充填剤との界面を剥離させることにより多数の空孔を設けることができる。なお、開孔径を安定させるために延伸後に熱処理してもよい。
上記延伸工程における延伸倍率は、延伸時のフィルムの破れ、得られるフィルムの透気度またはフィルムの硬さ等に対応させて適宜選択すればよい。具体的には、1軸延伸または2軸延伸において、縦横方向の少なくとも一方向が1.5倍以上、好ましくは2倍以上で延伸している。
The molded resin film (raw fabric sheet) is stretched in at least a uniaxial direction (uniaxial stretching) by a method such as roll stretching, tenter stretching, simultaneous biaxial stretching, and rolling, preferably in the film longitudinal direction (longitudinal direction). Is stretched (biaxial stretching) in the biaxial direction in the transverse direction. Such stretching treatment is preferably performed in the vicinity of the softening point of the resin (measured according to JIS K6760). A number of pores can be provided by peeling the interface between the resin and the filler by the above stretching. In addition, in order to stabilize an aperture diameter, you may heat-process after extending | stretching.
The stretching ratio in the stretching step may be appropriately selected in accordance with the film breakage during stretching, the air permeability of the obtained film, the hardness of the film, or the like. Specifically, in uniaxial stretching or biaxial stretching, at least one direction in the longitudinal and transverse directions is stretched 1.5 times or more, preferably 2 times or more.

上記多孔性フィルムの延伸により形成される空孔は、三次元網状としフィルムの両面開口に連通させ、電池用セパレータとする場合には、気体または水蒸気は透過可能とし、液滴は透過不可としている。詳細には空孔径は0.3μm以下とし、100〜3000μmの水滴は透過させず0.0004μm程度の水蒸気は透過可能としている。
より具体的には、本発明の多孔性フィルムは、その透気度が50〜500(sec/100cc)であることが好ましく、100〜500(sec/100cc)であることがより好ましく、100〜300(sec/100cc)であることがさらに好ましい。
透気度を50〜500(sec/100cc)としているのは、50(sec/100cc)未満とすると、電解質の含浸性・保持性が低下して二次電池の容量が低くなったり、サイクル性が低下したりする恐れがある。一方、透気度が500(sec/100cc)を超えると、イオン伝導性が低くなり非水電解質電池用セパレータとして用いた場合に十分な電池特性を得ることができない。
なお、上記透気度(ガーレ値)はJIS P8117に準拠して通気度(sec/100cc)を測定している。
The pores formed by stretching the porous film have a three-dimensional network shape and are communicated with the opening on both sides of the film to form a battery separator. Gas or water vapor can be transmitted and liquid droplets cannot be transmitted. . Specifically, the pore diameter is set to 0.3 μm or less, water droplets of 100 to 3000 μm are not transmitted, and water vapor of about 0.0004 μm can be transmitted.
More specifically, the porous film of the present invention preferably has an air permeability of 50 to 500 (sec / 100 cc), more preferably 100 to 500 (sec / 100 cc), More preferably, it is 300 (sec / 100 cc).
When the air permeability is 50 to 500 (sec / 100 cc), if it is less than 50 (sec / 100 cc), the impregnation / retention property of the electrolyte is lowered and the capacity of the secondary battery is lowered, or the cycle property is reduced. May decrease. On the other hand, if the air permeability exceeds 500 (sec / 100 cc), the ion conductivity becomes low, and sufficient battery characteristics cannot be obtained when used as a separator for a nonaqueous electrolyte battery.
In addition, the said air permeability (Gurley value) has measured the air permeability (sec / 100cc) based on JISP8117.

本発明の多孔性フォルムを電池用セパレータとして用いる場合、通常、本発明の多孔性フォルムを正極と負極との間に介在させ渦巻状に捲回して電池缶内に収納する。
本発明においては、このときの巻き込み不良率が5%以下とし、電池組立て工程においてハンドリング性が良好で不良品の発生率も少なくし、工業的な生産により適したものとしている。なお、巻き込み不良率は後述する実施例に記載の方法で測定する。
さらに、本発明のフィルムは初期の特定長さに対して10mm以上長くならない、即ち、伸びを抑制でき、その結果、電極間でショートを発生させない所要の厚みに保持でき、巻き込み特性に優れたものとなる。
When the porous form of the present invention is used as a battery separator, the porous form of the present invention is usually interposed between a positive electrode and a negative electrode and wound into a spiral shape and stored in a battery can.
In the present invention, the entrainment defect rate at this time is set to 5% or less, the handling property is good in the battery assembling process, the occurrence rate of defective products is reduced, and it is more suitable for industrial production. In addition, the entrainment defect rate is measured by the method described in Examples described later.
Furthermore, the film of the present invention does not become longer than 10 mm with respect to the initial specified length, that is, it can suppress elongation, and as a result, can be maintained at a required thickness without causing a short circuit between electrodes, and has excellent entrainment characteristics. It becomes.

さらに、本発明の多孔性フィルムからなるセパレータを収容している非水電解質電池は、安全性の観点から高温(140〜160℃)状態になるとセパレータに開孔された微細な孔を閉塞し、その結果電池内部のイオン伝導を遮断し、その後の電池内部の温度上昇を防止できるシャットダウン機能が要求される。この機能の指標として、本発明の非水電解質電池は昇温後の絶縁不良率を5%未満としている。なお、昇温後の絶縁不良率は後述する実施例に記載の方法で測定する。   Furthermore, the non-aqueous electrolyte battery containing the separator made of the porous film of the present invention closes the fine holes opened in the separator when in a high temperature (140 to 160 ° C.) state from the viewpoint of safety, As a result, there is a need for a shutdown function that blocks ion conduction inside the battery and prevents subsequent temperature rise inside the battery. As an index of this function, the non-aqueous electrolyte battery of the present invention has an insulation failure rate after temperature rise of less than 5%. In addition, the insulation defect rate after temperature rising is measured by the method as described in the Example mentioned later.

上述した如く、本発明の多孔性フィルムは、ポリエチレン樹脂を含むことから非水電解質電池セパレータに用いられた際に高温状態において優れたシャットダウン機能を発揮することができる。さらに、本発明の多孔性フィルムは、高溶融張力を有するポリプロピレンを配合しているため、延展性が良く、延伸時において厚み精度が高まり、均一な厚さのフィルムを得ることができる。
よって、電池用セパレータとして正極板と負極板の間に介在させて渦巻き状に巻回して電池缶内に収容したとき、セパレータに局部的に負荷がかかることを抑制でき、その結果セパレータの破損等が防止でき絶縁性を確実に保持することができる。かつ、セパレータの厚さを40μm以下と薄くしているため電池缶内への正極板および負極板の充填量を増加でき、電池容量を高めることができる。
As described above, since the porous film of the present invention contains a polyethylene resin, it can exhibit an excellent shutdown function in a high temperature state when used in a non-aqueous electrolyte battery separator. Furthermore, since the porous film of the present invention is blended with polypropylene having a high melt tension, the spreadability is good, the thickness accuracy is increased during stretching, and a film having a uniform thickness can be obtained.
Therefore, when the battery separator is interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate and wound in a spiral shape and accommodated in the battery can, it is possible to prevent the separator from being locally loaded, thereby preventing the separator from being damaged. Insulating properties can be reliably maintained. And since the thickness of the separator is made as thin as 40 μm or less, the filling amount of the positive electrode plate and the negative electrode plate into the battery can can be increased, and the battery capacity can be increased.

さらにまた、本発明の多孔性フィルムは所要の強度、剛性を備え、伸びが少ないため、セパレータとして巻回する際、裂けにくく巻き込み加工が容易で生産性を高めることができると共に、巻き込み後においても電極の間の所要の厚さで介在し、絶縁性を高めることができる。
かつ、適性な透気性を保持する微細孔構造を持たせるために延伸法を採用しており、製造コストを低廉化できる。
そのうえ、本発明の多孔質フィルムの物性は、樹脂、充填剤および可塑剤の配合量や種類、延伸条件(延伸倍率、延伸温度等)によって自由に調整できる。そのため、該条件等を種々変化させることにより、用途に応じた所望の物性の多孔性フィルムを得ることができる。
Furthermore, since the porous film of the present invention has the required strength and rigidity and has a small elongation, it is difficult to tear when wound as a separator, and it is easy to wind up and increase productivity, and even after winding. The insulation between the electrodes can be increased with a required thickness.
In addition, a stretching method is employed to provide a fine pore structure that maintains appropriate air permeability, and the manufacturing cost can be reduced.
Moreover, the physical properties of the porous film of the present invention can be freely adjusted by the blending amount and type of resin, filler and plasticizer, and stretching conditions (stretching ratio, stretching temperature, etc.). Therefore, a porous film having desired physical properties according to the application can be obtained by variously changing the conditions.

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。
図1は多孔性フィルムの断面模式図であり、多孔性フィルム1は三次元網状の空孔1aを備え、該空孔1aは多孔性フィルムの両面1b、1cに連通し、多孔性フィルムの透気度は50〜500[sec/100cc]の範囲内としている。
多孔性フィルム1aの厚さは5〜40μm、かつ、厚みの振れを平均厚さの±25%未満以下としている。
Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a porous film. The porous film 1 includes three-dimensional network-like pores 1a, and the pores 1a communicate with both surfaces 1b and 1c of the porous film. The temperament is in the range of 50 to 500 [sec / 100 cc].
The thickness of the porous film 1a is 5 to 40 μm, and the thickness fluctuation is less than ± 25% of the average thickness.

上記多孔性フィルムは、樹脂成分として、密度0.95g/cm以上で且つメルトフローレートが1.5g/10分以下である高密度ポリエチレンと、溶融張力が3.0gf以上のポリプロピレンを用い、充填剤として粒径0.1〜25μmの硫酸バリウムを用い、可塑剤として融点が25℃以上且つ沸点が140℃以上で、25℃での動粘度が100000mm/S未満であるプロピレンカーボネート、チレンカーボネート、γ−チロラクトン、γ−バレロラクトン、あるいはジメチルスルホキシドを用いている。 The porous film uses, as a resin component, a high density polyethylene having a density of 0.95 g / cm 3 or more and a melt flow rate of 1.5 g / 10 min or less and a polypropylene having a melt tension of 3.0 gf or more, using barium sulfate particle size 0.1~25μm as a filler, with a melting point as a plasticizer is 25 ° C. or higher and a boiling point of 140 ° C. or higher, propylene carbonate kinematic viscosity at 25 ° C. of less than 100,000 mm 2 / S, Bed Ji Ren carbonate, .gamma. butyrolactone, are used .gamma.-valerolactone or Jimechirusu sulfo Kishido.

上記樹脂の配合比は高密度ポリエチレン100質量部に対してポリプロピレンは1〜50質量としている。充填剤は高密度ポリエチレンとポリプロピレン合計100質量部に対して50〜400質量部、可塑剤は1〜30質量部としている。   The blending ratio of the resin is 1 to 50 masses of polypropylene with respect to 100 mass parts of high density polyethylene. The filler is 50 to 400 parts by mass and the plasticizer is 1 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass in total of high-density polyethylene and polypropylene.

上記原料を混合、混練して充填剤を樹脂中に分散させている。この混練物を所要温度で加熱して溶融した後、Tダイで成形してフィルムを成形している。得られたフィルムの厚さは0.02〜2mmとしている。
このフィルムを2軸延伸機で、縦横長さ方向のいずれか一方に1.5倍以上で延伸している。詳細には、フィルムの長手方向(縦方向)に延伸倍率4〜4.5倍で延伸し、ついで、長手方向と直交方向(横方向)に延伸倍率4〜4.5倍で延伸している。
上記縦・横方向の2軸延伸で、図2に示すように、高密度ポリエチレンとポリプロピレンとからなる樹脂11中に充填剤12が分散されているフィルム10は、樹脂11と充填剤12との界面で剥離が生じ、この剥離した部分を空孔1aとして、多孔性フィルム1を得ている。其の際、多孔性フィルム1の厚さは前記したように5〜40μmで、厚さの振れが±25%未満となっている。
上記多孔性フィルム1は、連続材からなるフィルム10を連続的に2軸延伸することで、連続材として得られ、コイル状に巻き取っている。
The above raw materials are mixed and kneaded to disperse the filler in the resin. The kneaded material is heated and melted at a required temperature, and then molded with a T-die to form a film. The thickness of the obtained film is 0.02 to 2 mm.
This film is stretched by 1.5 times or more in any one of the longitudinal and transverse length directions with a biaxial stretching machine. Specifically, the film is stretched at a stretch ratio of 4 to 4.5 times in the longitudinal direction (longitudinal direction), and then stretched at a stretch ratio of 4 to 4.5 times in the direction perpendicular to the longitudinal direction (transverse direction). .
The film 10 in which the filler 12 is dispersed in the resin 11 made of high-density polyethylene and polypropylene as shown in FIG. Peeling occurs at the interface, and the porous film 1 is obtained using the peeled portion as the pore 1a. In that case, the thickness of the porous film 1 is 5-40 micrometers as above-mentioned, and the fluctuation | variation of thickness is less than +/- 25%.
The porous film 1 is obtained as a continuous material by continuously biaxially stretching a film 10 made of a continuous material, and is wound in a coil shape.

得られた多孔性フィルム1を、本実施形態では、所要長さに切断して非水電解質電池用のセパレータ1’としている。
セパレータ1’は図3に示す円筒型のリチウム二次電池20の内部に、正極板21と負極板22との間に介在させて渦巻き状に巻回して収容している。
In the present embodiment, the obtained porous film 1 is cut into a required length to form a separator 1 ′ for a nonaqueous electrolyte battery.
The separator 1 ′ is housed inside the cylindrical lithium secondary battery 20 shown in FIG. 3 by being interposed between the positive electrode plate 21 and the negative electrode plate 22 and spirally wound.

本発明の多孔性フィルムをセパレータとして収容するリチウム二次電池について詳細に説明する。
電解質としては、例えば、リチウム塩を電解質とし、これを有機溶媒に溶解した電解質が用いられる。有機溶媒としては、特に限定されるものではないが、たとえば、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、チレンカーボネート、γ−チロラクトン、γ−バレロラクトン、ジメチルカーボネート、プロピオン酸メチル、酢酸チルなどのエステル、アセトニトリル等のニトリル、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジメトキシメタン、ジメトキシプロパン、1,3−ジオキソラン、テトラヒドロフラン、2一メチルテトラヒドロフラン、4−メチル−1,3−ジオキソランなどのエーテル類、さらにはスルフランなどの単独、もしくは二種類以上の混合溶媒が使用できる。
The lithium secondary battery containing the porous film of the present invention as a separator will be described in detail.
As the electrolyte, for example, an electrolyte in which a lithium salt is used as an electrolyte and is dissolved in an organic solvent is used. As the organic solvent, is not particularly limited, for example, propylene carbonate, ethylene carbonate, blanking Ji Ren carbonate, .gamma. butyrolactone, .gamma.-valerolactone, dimethyl carbonate, methyl propionate, esters such as acetic Bed Chill Nitrites such as acetonitrile, ethers such as 1,2-dimethoxyethane, 1,2-dimethoxymethane, dimethoxypropane, 1,3-dioxolane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 4-methyl-1,3-dioxolane news alone such Sulf O orchids, or a mixed solvent of two or more can be used.

負極としてはアルカリ金属またはアルカリ金属を含む化合物をステンレス銅製網などの集電材料と一体化したものが用いられる。その際、アルカリ金属として、例えばリチウム、ナトリウム、カリウムなどが挙げられる。
上記アルカリ金属を含む化合物としては、例えばアルカリ金属とアルミニウム、鉛、インジウム、カリウム、カドミウム、スズ、マグネシウムなどの合金、さらにはアルカリ金属と炭素材料との化合物、低電位のアルカリ金属と金属酸化物、硫化物との化合物などが挙げられる。
負極に炭素材料を用いる場合、炭素材料としては、リチウムイオンをドープ、脱ドープできるものであればよく、例えば、黒鉛、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物の焼成体、メソカーボンマイクロビーズ、炭素繊維、活性炭などを用いることができる。
As the negative electrode, a material in which an alkali metal or a compound containing an alkali metal is integrated with a current collecting material such as a stainless copper net is used. At that time, examples of the alkali metal include lithium, sodium, and potassium.
Examples of the compound containing an alkali metal include an alloy of an alkali metal and aluminum, lead, indium, potassium, cadmium, tin and magnesium, a compound of an alkali metal and a carbon material, a low potential alkali metal and a metal oxide, and the like. And compounds with sulfides.
When a carbon material is used for the negative electrode, the carbon material may be any material that can be doped and dedoped with lithium ions. For example, graphite, pyrolytic carbons, cokes, glassy carbons, and firing organic polymer compounds Bodies, mesocarbon microbeads, carbon fibers, activated carbon, and the like can be used.

正極としては、例えばリチウムコバルト酸化物、リチウムニッケル酸化物、リチウムマンガン酸化物、二酸化マンガン、五酸化バナジウム、クロム酸化物、などの金属酸化物、二硫化モリブデンなどの金属窒化物などが活物質として用いられる。これらの正極活物質に導電助剤やポリテトラフルオロエチレンなどの結着剤などを適宜添加した合剤を、ステンレス銅製網などの集電材料を芯材として成形体に仕上げたものが用いられる。   As the positive electrode, for example, a metal oxide such as lithium cobalt oxide, lithium nickel oxide, lithium manganese oxide, manganese dioxide, vanadium pentoxide, or chromium oxide, or a metal nitride such as molybdenum disulfide is used as an active material. Used. A mixture obtained by appropriately adding a conductive additive or a binder such as polytetrafluoroethylene to these positive electrode active materials and using a current collector material such as a stainless steel net as a core material is used.

後述する本発明の多孔フィルムからなるセパレータの絶縁不良率等の測定に用いる電池では、電解質はエチレンカーボネートが1質量部に対してメチルエチルカーボネートを2質量部の混合溶媒中にL1PF6を1.4モル/リットルの割合で溶解した電解質を調整している。
負極板22は、平均粒径10μmの炭素材料を、フッ化ビニリデンをN−メチルピロリドンに溶解させた溶液と混合してスラリーにした。この負極合剤スラリーを70メッシュの網を通過させて大きなものを取り除いた後、厚さ18μmの帯状の銅箔からなる負極集電体の両面に均一に塗布して乾燥し、その後、ロールプレス機により圧縮成形し切断し、帯状の負極板としている。
正極板21は、リチウムコバルト酸化物(LiCoO2)に導電助剤としてリン状黒鉛を重量比90:5で加えて混合し、この混合物と、ポリフッ化ビニリデンをN−メチルピロリドンに溶解させた溶液とを混合してスラリーにした。この正極合剤スラリーを70メッシュの網を通過させて大きなものを取り除いた後、厚さ20μmのアルミニウム箔からなる正極集電体の両面に均一に塗布して乾燥し、その後、ロールプレス機により圧縮成形した後、切断し、帯状の正極板としている。
In the battery used for measuring the insulation failure rate of the separator made of the porous film of the present invention to be described later, the electrolyte is 1.4 parts of L1PF6 in a mixed solvent of 2 parts by weight of methyl ethyl carbonate with respect to 1 part by weight of ethylene carbonate. The dissolved electrolyte is adjusted at a mole / liter ratio.
The negative electrode plate 22 was made into a slurry by mixing a carbon material having an average particle diameter of 10 μm with a solution in which vinylidene fluoride was dissolved in N-methylpyrrolidone. This negative electrode mixture slurry was passed through a 70-mesh net to remove large particles, and then uniformly applied to both sides of a negative electrode current collector made of a strip-shaped copper foil having a thickness of 18 μm and dried. A belt-shaped negative electrode plate is formed by compression molding and cutting with a machine.
The positive electrode plate 21 is prepared by adding and mixing lithium graphite oxide (LiCoO 2 ) as a conductive additive in a weight ratio of 90: 5 and mixing this mixture and polyvinylidene fluoride in N-methylpyrrolidone. Were mixed into a slurry. This positive electrode mixture slurry was passed through a 70 mesh net to remove a large one, and then uniformly applied to both sides of a positive electrode current collector made of an aluminum foil having a thickness of 20 μm and dried. After compression molding, it is cut into a strip-like positive electrode plate.

上記正極板21、負極板22の両極をセパレータ1’を介して互いに重なるようにして、渦巻き状に捲回し、巻き止めテープで外側を止めて捲回体としている。この渦巻き状に巻回する際、セパレータ1’は厚さが5〜30μmである。   Both electrodes of the positive electrode plate 21 and the negative electrode plate 22 are wound in a spiral shape so as to overlap each other via the separator 1 ′, and the outside is stopped by a winding tape to form a wound body. When wound in this spiral shape, the separator 1 ′ has a thickness of 5 to 30 μm.

上記正極板21、セパレータ1’および負極板22を一体的に巻き付けた捲回体を有底円筒状の電池ケース内に充填し、正極及び負極のリード体24、25と溶接している。上記巻回した正極板21、セパレータ1’および負極板21を電池ケース内に収容し、ついで、上記電解質を電池缶内に注入し、セパレータ1’などに十分に電解質が浸透した後、電池缶の開口周縁にガスケット26を介して正極蓋27を封口し、予備充電、エージングを行い、筒型の二次リチウム電池を作製している。   A wound body in which the positive electrode plate 21, the separator 1 ′ and the negative electrode plate 22 are integrally wound is filled in a bottomed cylindrical battery case and welded to the positive and negative electrode lead bodies 24 and 25. The wound positive electrode plate 21, separator 1 ′ and negative electrode plate 21 are accommodated in a battery case, and then the electrolyte is injected into the battery can so that the electrolyte sufficiently permeates the separator 1 ′ and the like. A positive electrode lid 27 is sealed around the periphery of the opening via a gasket 26, and precharging and aging are performed to produce a cylindrical secondary lithium battery.

上記多孔性フィルム1からなるセパレータは、絶縁性を有するため、両面に直接接触する正極板21と負極板22との短絡を防止し、リチウムイオンは空孔1aを透過する一方、液は透過させないため、電解質の拡散・保液を図ることができる。   Since the separator made of the porous film 1 has insulating properties, it prevents a short circuit between the positive electrode plate 21 and the negative electrode plate 22 that are in direct contact with both surfaces, and lithium ions permeate the pores 1a but do not allow liquid to permeate. Therefore, the electrolyte can be diffused and retained.

本発明の多孔性フィルムからなる実施例と、比較例として、下記の表1に記載の原料および配合比からなるフィルムを作製し、該フィルムを延伸して多孔性フィルムを作製して、透気度、シャットダウン温度、破膜温度、巻不良率(裂け易さ)、昇温後の絶縁不良率を測定した。 Example consisting of porous film of the present invention, as a comparative example, to produce a film consisting of the raw material and compounding ratios shown in Table 1 below, to prepare a porous film by stretching the film, the air permeability time, shutdown temperature, rupture temperature, winding-out write-failure rate (tearing easiness) to measure the insulation failure rate after heating.

Figure 0005311361
Figure 0005311361

「実施例1」
高密度ポリエチレン[三井住友ポリオレフィン株式会社製 7000FP、密度0.954g/cm,メルトフローレート0.04g/10min]100質量部、ポリプロプレン[ダウケミカル社製 インスパイア114 密度0.90g/cm,メルトフローレート0.4g/10min、溶融張力11.1gf]8質量部、充填剤として硫酸バリウム[堺化学社製 B−55、]176重量部、可塑剤として[ハイカスターワックス 豊国精油社製HCOP、融点86℃、140℃で1時間加熱後の重量減少率が2.4%]9重量部としてブレンドしてコンパウンドを行い、次に温度200℃でTダイ成形を行い原反シートを得た。原反シートの厚みは平均80μmであった。
次に、得られた原反シートを60℃でシートの長手方向(MD)に4.5倍延伸を行い厚み平均22μm、厚み精度±12%、透気度410sec/100ccの多孔性フィルムを作製した。
"Example 1"
High-density polyethylene [Sumitomo Mitsui Polyolefin Co., Ltd. 7000FP, density 0.954 g / cm 3 , melt flow rate 0.04 g / 10 min] 100 parts by mass, polypropylene [Dow Chemical Co., Ltd. Inspire 114 density 0.90 g / cm 3 , Melt flow rate 0.4 g / 10 min, melt tension 11.1 gf] 8 parts by mass, filler barium sulfate [B-55, manufactured by Sakai Chemical Co., Ltd.] 176 parts by weight, plasticizer [Hicaster Wax Toyokuni Seiyaku HCOP , Melting point 86 ° C., weight loss rate after heating at 140 ° C. for 1 hour is 2.4%] blended as 9 parts by weight, compounded, then T-die molded at 200 ° C. to obtain a raw sheet . The thickness of the original fabric sheet was 80 μm on average.
Next, the obtained raw sheet is stretched 4.5 times in the longitudinal direction (MD) of the sheet at 60 ° C. to produce a porous film having an average thickness of 22 μm, a thickness accuracy of ± 12%, and an air permeability of 410 sec / 100 cc. did.

「実施例2」
実施例1と同じ組成物をブレンドしてコンパウンドを行い、次に温度200℃でTダイ成形を行い原反シートを得た。原反シートの厚みは平均150μmであった。
次に、得られた原反シートを60℃でシートの長手方向(MD)に4.0倍延伸を行いつづいて直交するTD方向に3.5倍延伸し、延伸後の厚み平均18μm、厚み精度±10%、透気度150sec/100ccの多孔性フィルムを作製した。
"Example 2"
The same composition as in Example 1 was blended and compounded, and then T-die molding was performed at a temperature of 200 ° C. to obtain an original sheet. The thickness of the original fabric sheet was 150 μm on average.
Next, the obtained raw fabric sheet was stretched 4.0 times in the longitudinal direction (MD) of the sheet at 60 ° C., and then stretched 3.5 times in the orthogonal TD direction, and the thickness average after stretching was 18 μm, thickness A porous film having an accuracy of ± 10% and an air permeability of 150 sec / 100 cc was produced.

「実施例3」
高密度ポリエチレン[三井住友ポリオレフィン株式会社製 7000FP、密度0.954g/cm,メルトフローレート0.04g/10min]100質量部、ポリプロプレン[チッソ社製 NEWSTREN SH9000 密度0.90g/cm,メルトフローレート0.3g/10min、溶融張力15.2gf]10質量部、充填剤として硫酸バリウム[堺化学社製 B−55、]115重量部、可塑剤として[ハイカスターワックス 豊国精油社製HCOP、融点86℃、140℃で1時間加熱後の重量減少率が2.4%]5重量部としてブレンドしてコンパウンドを行い、次に温度200℃でTダイ成形を行い原反シートを得た。原反シートの厚みは平均130μmであった。
次に、得られた原反シートを60℃でシートの長手方向(MD)に3.5倍、続いてTD方向に2.8倍延伸を行い、厚み平均22μm、厚み精度±7%、透気度260sec/100ccの多孔性フィルムを作製した。
"Example 3"
High-density polyethylene [Sumitomo Mitsui Polyolefin Co., Ltd. 7000FP, density 0.954 g / cm 3 , melt flow rate 0.04 g / 10 min] 100 parts by mass, polypropylene [CHISSO Corporation NEWSTREN SH9000 density 0.90 g / cm 3 , melt Flow rate 0.3 g / 10 min, melt tension 15.2 gf] 10 parts by mass, as filler, barium sulfate [B-55, manufactured by Sakai Chemical Co., Ltd.] 115 parts by weight, as plasticizer [HICASTER wax HCOP manufactured by Toyokuni Seiyaku Co., Ltd., The melting point was 86 ° C., 140 ° C., and the weight reduction rate after heating for 1 hour was 2.4%. Blending was carried out at 5 parts by weight, and then T-die molding was performed at a temperature of 200 ° C. to obtain a raw sheet. The thickness of the original fabric sheet was 130 μm on average.
Next, the obtained raw sheet is stretched 3.5 times in the longitudinal direction (MD) of the sheet at 60 ° C., and then 2.8 times in the TD direction. The thickness average is 22 μm, the thickness accuracy is ± 7%, and the transparent A porous film having a tempering of 260 sec / 100 cc was produced.

「比較例1」
高密度ポリエチレン[日本ポリケム株式会社製 HY430P、密度:0.955g/cm、メルトフローレート:0.8g/10min]100質量部に、硫酸バリウム[堺化学社製 B−55、]150重量部、可塑剤としてグリセリントリスチアレート[和光純薬工業社製、試薬 融点72℃、140℃で1時間加熱後の重量減少率が1.1%]5重量部としてブレンドしてコンパウンドを行い、次に温度200℃でTダイ成形を行い原反シートを得た。原反シートの厚みは平均100μmであった。
次に、得られた原反シートを80℃でシートの長手方向(MD)に5.0倍延伸を行い厚み平均16μm、厚み精度±10%、透気度190sec/100ccの多孔性フィルムを作製した。
“Comparative Example 1”
High-density polyethylene [HY430P manufactured by Nippon Polychem Co., Ltd., density: 0.955 g / cm 3 , melt flow rate: 0.8 g / 10 min] to 100 parts by mass, barium sulfate [B-55, manufactured by Sakai Chemical Co., Ltd.] 150 parts by weight , Glycerin tristilate as a plasticizer [manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., reagent melting point: 72 ° C., weight loss rate after heating at 140 ° C. for 1 hour: 1.1%] Then, T-die molding was performed at a temperature of 200 ° C. to obtain a raw sheet. The thickness of the original fabric sheet was 100 μm on average.
Next, the obtained raw sheet is stretched 5.0 times in the longitudinal direction (MD) of the sheet at 80 ° C. to produce a porous film having a thickness average of 16 μm, a thickness accuracy of ± 10%, and an air permeability of 190 sec / 100 cc. did.

「比較例2」
高密度ポリエチレン[三井住友ポリオレフィン株式会社製 7000FP、密度0.954g/cm,メルトフローレート0.04g/10min]100質量部、ポリプロレン[日本ポリケム社製 EG7F 密度0.90g/cm,メルトフローレート1.3g/10min、溶融張力2.65gf]10質量部、充填剤として硫酸バリウム[堺化学社製 B−55、]176重量部、可塑剤として[ハイカスターワックス 豊国精油社製HCOP、融点86℃、140℃で1時間加熱後の重量減少率が2.4%]9重量部としてブレンドしてコンパウンドを行い、次に温度200℃でTダイ成形を行い原反シートを得た。原反シートの厚みは平均120μmであった。
次に、得られた原反シートを60℃でシートの長手方向(MD)に4.5倍、続いてTD方向に3.5倍延伸を行い、厚み平均1μm、厚み精度±21%、透気度260sec/100ccの多孔性フィルムを作製した。
“Comparative Example 2”
High-density polyethylene [Sumitomo Mitsui Polyolefin Co., Ltd. 7000FP, density 0.954 g / cm 3, a melt flow rate 0.04 g / 10min] 100 parts by weight, polypropylene peak Len [manufactured by Japan Polychem Corporation EG7F density 0.90 g / cm 3, Melt flow rate 1.3 g / 10 min, melt tension 2.65 gf] 10 parts by mass, 137 parts by weight of barium sulfate [B-55, manufactured by Sakai Chemical Co., Ltd.] as a filler, and HCOP manufactured by Hicaster Wax Toyokusei Seiyaku Co., Ltd. , Melting point 86 ° C., weight loss rate after heating at 140 ° C. for 1 hour is 2.4%] blended as 9 parts by weight, compounded, then T-die molded at 200 ° C. to obtain a raw sheet . The thickness of the original fabric sheet was 120 μm on average.
Next, the obtained raw sheet is stretched 4.5 times in the longitudinal direction (MD) of the sheet at 60 ° C., and then 3.5 times in the TD direction. The thickness average is 16 μm, and the thickness accuracy is ± 21%. A porous film having an air permeability of 260 sec / 100 cc was produced.

上記多孔性フィルムの厚みは、1/1000mmのダイアルゲージにて面内の厚みを不特定に30箇所測定し、その平均値を算出した。
また厚み精度(厚み振れ)は上記測定方法で測定した30箇所の測定値のうち最も大きい値(最大厚み)、最も小さい値(最小厚み)および算出された平均値から次式に基づき厚み振れを算出した。なお、次式で算出される値のうち絶対値の大きい方を記載した。
(最大厚み−平均厚み)/平均厚み×100(%)
(最小厚み−平均厚み)/平均厚み×100(%)
透気度はJIS P 8117に準拠して、通気度(秒/100cc)を測定した。
The thickness of the porous film was determined by measuring 30 in-plane thicknesses with a 1/1000 mm dial gauge unspecified, and calculating the average value.
Thickness accuracy (thickness runout) is calculated based on the following equation based on the following equation from the maximum value (maximum thickness), the minimum value (minimum thickness) and the calculated average value among the 30 measured values measured by the above measurement method. Calculated. Of the values calculated by the following equation, the one with the larger absolute value is described.
(Maximum thickness-average thickness) / average thickness x 100 (%)
(Minimum thickness-average thickness) / average thickness x 100 (%)
For the air permeability, the air permeability (seconds / 100 cc) was measured in accordance with JIS P 8117.

実施例1〜3および比較例1、2の多孔性フィルムを電池用セパレータとして用い、電池に装着する時の巻き込み不良率、昇温後の絶縁絶縁率、シャットダウン温度、破膜温度を測定した。   The porous films of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 were used as battery separators, and the entanglement failure rate, the insulation insulating rate after temperature rise, the shutdown temperature, and the membrane breaking temperature when mounted on the battery were measured.

(巻き込み不良率の測定)
長さ50cm、幅59mm正極板と負極板を用い、上記実施例および比較例の多孔性フィルムからなるセパレータを2枚用い、該セパレータ2枚と上記正極板と負極板とを交互に重ね、正極板に3.92N/cm、負極板に3.92N/cm、セパレータに0.29N/cmの力をかけ、直径4mmでセパレータを2枚分挟めるようなスリットを入れてある金属製の巻芯を用いて、この巻芯に巻き付けるように捲回した。終了後金属製巻芯を引きぬいた。
上記巻き込み電極群を100個作り、セパレータが裂けているものの数を確認した。セパレータが裂けているものの数をxとし、捲回不良率をx%とした。
(Measurement of entrainment defect rate)
Using a positive electrode plate and a negative electrode plate having a length of 50 cm and a width of 59 mm, using two separators made of the porous films of the above examples and comparative examples, the two separators, the positive electrode plate, and the negative electrode plate are alternately stacked. Metal core with 3.92 N / cm applied to the plate, 3.92 N / cm applied to the negative electrode plate, 0.29 N / cm applied to the separator, and a slit 4 mm in diameter and sandwiching two separators. Was wound around the core so as to wind it. After completion, the metal core was pulled out.
100 of the above-mentioned entrained electrode groups were made, and the number of the separators that were torn was confirmed. The number of separators that were torn was set to x, and the winding failure rate was set to x%.

(昇温後の絶縁性)
上記巻き込み電極群100個を速度10℃/minで昇温させ、60℃のオーブンに1時間入れ、正負電極間の絶縁抵抗を測定し、1MΩ以下となった数を数え、%で表示した。この比率が大きいと、電池としての初期不良率が増大する。
(Insulation after temperature rise)
The above-mentioned 100 electrode groups were heated at a rate of 10 ° C./min, put in an oven at 60 ° C. for 1 hour, measured the insulation resistance between the positive and negative electrodes, counted as 1 MΩ or less, and expressed in%. When this ratio is large, the initial failure rate as a battery increases.

(シャットダウン温度)
多孔性フィルムを100mmφの穴をあけたアルミ板に挟み、オーブン中に2分間放置後、透気度を測定した。3000秒/100cc以上となるオーブン温度をシャットダウン温度とした。この温度が140℃より高いと、電池に組み込んだ場合、充放電時に異常に温度が上がっても多孔性フィルムの透過性が落ちないため、発煙、発火の恐れがある。
(Shutdown temperature)
The porous film was sandwiched between aluminum plates with holes of 100 mmφ, left in an oven for 2 minutes, and the air permeability was measured. The oven temperature of 3000 seconds / 100 cc or higher was taken as the shutdown temperature. If this temperature is higher than 140 ° C., when incorporated in a battery, the permeability of the porous film does not drop even if the temperature rises abnormally during charge and discharge, and there is a risk of smoke and fire.

(破膜温度)
多孔性フィルムを80mm角で切り出す。中央に40mmφの穴が空いている80mm角のアルミ板2枚で、切り出した上記80mm角のフィルムを挟み、アルミ板をクリップにより固定する。200℃に設定したオーブンを開き、100℃まで温度を下げた後、アルミ板似挟まれたフィルムをオーブンに入れて扉を閉じる。フィルムを観察し、ピンホールが発生した時の表示温度を破膜温度とした。
(Bearing temperature)
Cut out the porous film at 80 mm square. The cut out 80 mm square film is sandwiched between two 80 mm square aluminum plates with a 40 mmφ hole in the center, and the aluminum plate is fixed with clips. Open the oven set at 200 ° C and lower the temperature to 100 ° C, then put the film sandwiched between aluminum plates into the oven and close the door. The film was observed, and the display temperature when pinholes occurred was defined as the film breaking temperature.

上記表1に示すように、実施例1〜3の多孔性フィルムは、昇温後の絶縁不良率が1%以下で、ポリプロレンを配合していない比較例1では5%、ポリプロレンを配合しているが溶融張力が2.65gfと低い比較例2では3%となっていた。また、捲回不良率も実施例1〜3では2〜5%と不良率を低く押さえることができたが、比較例1では15%と高く、比較例2でも8%となり、電池への装着時のハンドリング性が悪くなっていた。破膜温度も比較例1は145℃と低く、異常加熱時にセパレータが破れ易くなっていた。これに対して実施例1〜3は177〜181℃と耐熱性を有することが確認できた。 As shown in Table 1, the porous films of Examples 1-3, the insulation failure rate after Atsushi Nobori is not more than 1% Comparative Example 1, 5% not blended polypropylene pin Ren, polypropylene Pi Ren In Comparative Example 2 where the melt tension was as low as 2.65 gf, it was 3%. In addition, the winding failure rate was 2 to 5% in Examples 1 to 3, and the failure rate could be kept low, but in Comparative Example 1, it was as high as 15% and in Comparative Example 2 was also 8%. The handling at the time was worse. The film breaking temperature was also low at 145 ° C. in Comparative Example 1, and the separator was easily broken during abnormal heating. In contrast, Examples 1 to 3 were confirmed to have heat resistance of 177 to 181 ° C.

本発明に係る多孔性フィルムは、包装用、衛生用、畜産用、農業用、建築用、医療用、分離膜、光拡散板用、電池用セパレータ等の多岐の用途に利用できるが、非水電解質電池セパレータとして好適に使用でき、良好な非水電解質電池が得られる。   The porous film according to the present invention can be used for various applications such as packaging, hygiene, livestock, agriculture, construction, medical, separation membrane, light diffusion plate, battery separator, etc. It can be suitably used as an electrolyte battery separator, and a good nonaqueous electrolyte battery can be obtained.

上記多孔性フィルムの断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of the said porous film. 延伸による孔が形成される方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the method in which the hole by extending | stretching is formed. 電池内でのセパレータを示す一部破断斜視図である。It is a partially broken perspective view which shows the separator in a battery.

符号の説明Explanation of symbols

1 多孔性フィルム
1a 空孔
1’セパレータ
10 フィルム
11 樹脂
12 充填剤
20 電池
21 正極板
22 負極板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Porous film 1a Hole 1 'Separator 10 Film 11 Resin 12 Filler 20 Battery 21 Positive electrode plate 22 Negative electrode plate

Claims (10)

密度が0.94g/cm以上であるポリエチレン樹脂(A)と、溶融張力が3.0gf以上であり、融点がポリエチレン樹脂(A)融点より20℃以上高く且つ140℃以上のエチレンプロピレン共重合体であるポリプロピレン樹脂(B)からなる樹脂成分と、充填剤(C)の3成分を含む樹脂組成物からなるフィルムで、延伸により上記充填剤(C)を起点とする空孔が設けられていることを特徴とする多孔性フィルム。 Density polyethylene resin (A) is 0.94 g / cm 3 or more, the melt tension of not less than 3.0 gf, the melting point is above the high rather and 140 ° C. 20 ° C. or higher than the melting point of the polyethylene resin (A) ethylene-propylene A film made of a resin composition comprising a resin component comprising a polypropylene resin (B) as a copolymer and three components of a filler (C), and provided with pores starting from the filler (C) by stretching. A porous film characterized by being made. 上記ポリエチレン樹脂(A)100質量部に対して、ポリプロピレン樹脂(B)が1〜50質量部である請求項1に記載の多孔性フィルム。 The porous film according to claim 1, wherein the polypropylene resin (B) is 1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyethylene resin (A) . 上記充填剤(C)が無機フィラーである請求項1または請求項2に記載の多孔性フィルム。 Porous film of the filler (C) is placing serial to claim 1 or claim 2 which is an inorganic filler. 上記充填剤(C)が平均粒径0.1〜50μmの炭酸カルシウムあるいは/および硫酸バリウムであり、上記樹脂(A)と樹脂(B)の合計100質量部に対して充填剤(C)を50〜400質量部配合している請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の多孔性フィルム。 The filler (C) is calcium carbonate and / or barium sulfate having an average particle size of 0.1 to 50 μm, and the filler (C) is added to 100 parts by mass of the resin (A) and the resin (B) in total. The porous film according to any one of claims 1 to 3, wherein 50 to 400 parts by mass are blended . 可塑剤(D)が添加されている請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の多孔性フィルム。 The porous film according to any one of claims 1 to 4, wherein a plasticizer (D) is added . 上記可塑剤(D)は0℃で液体もしくは固体で、かつ、上記ポリエチレン樹脂(A)と上記ポリプロピレン樹脂(B)の合計100質量部に対して上記可塑剤(D)を1質量部以上30質量部以下で添加している請求項5に記載の多孔性フィルム。 The plasticizer (D) is liquid or solid at 0 ° C., and the plasticizer (D) is added in an amount of 1 part by mass or more and 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass in total of the polyethylene resin (A) and the polypropylene resin (B). The porous film according to claim 5 , which is added in an amount of not more than part by mass . 上記可塑剤(D)が融点が25℃以上かつ140℃未満では液体もしくは固体で、140℃以上の沸点を有する可塑剤である請求項5または請求項6に記載の多孔性フィルム。 The porous film according to claim 5 or 6, wherein the plasticizer (D) is a plasticizer having a melting point of 25 ° C or higher and lower than 140 ° C that is liquid or solid and has a boiling point of 140 ° C or higher . 前記延伸は1軸延伸あるいは2軸延伸とし、少なくとも1方向に1.5倍以上延伸されている請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の多孔性フィルム。 The porous film according to any one of claims 1 to 7, wherein the stretching is uniaxial stretching or biaxial stretching and is stretched 1.5 times or more in at least one direction . 請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載の多孔性フィルムからなり、かつ、平均厚みが5〜40μmで、厚みの最大値と最小値の厚みが平均厚みの±25%以下である多孔性フィルムを構成要素とする電池用セパレータ It consists of the porous film of any one of Claim 1 thru | or 8, It is 5-40 micrometers in average thickness, The thickness of the maximum value of thickness and the minimum value is ± 25% or less of average thickness. A battery separator comprising a porous film as a constituent element . 請求項9に記載の電池用セパレータを用いている電池。A battery using the battery separator according to claim 9.
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