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JP5235109B2 - Nonaqueous electrolyte battery separator and nonaqueous electrolyte battery - Google Patents

Nonaqueous electrolyte battery separator and nonaqueous electrolyte battery Download PDF

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JP5235109B2
JP5235109B2 JP2008183560A JP2008183560A JP5235109B2 JP 5235109 B2 JP5235109 B2 JP 5235109B2 JP 2008183560 A JP2008183560 A JP 2008183560A JP 2008183560 A JP2008183560 A JP 2008183560A JP 5235109 B2 JP5235109 B2 JP 5235109B2
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Description

本発明は、ゲル状の非水電解質を有する非水電解質電池を構成するためのセパレータと、該セパレータを用いた非水電解質電池に関するものである。   The present invention relates to a separator for constituting a nonaqueous electrolyte battery having a gel-like nonaqueous electrolyte, and a nonaqueous electrolyte battery using the separator.

近年、携帯電話、ノート型パーソナルコンピューター、PDA(個人向け携帯情報端末)などの携帯端末機器の需要が急激に拡大している。そして、それらの小型軽量化および高機能化に伴って、電源として用いられるリチウム二次電池などの非水電解質電池の更なる高エネルギー密度化が要求されており、年々高容量化が進んでいる。また、それらと共に電池の安全性、信頼性を確保する必要が高まっている。   In recent years, the demand for mobile terminal devices such as mobile phones, notebook personal computers, and personal digital assistants (PDAs) has been rapidly expanding. And along with the reduction in size and weight and the increase in functionality, there has been a demand for higher energy density of non-aqueous electrolyte batteries such as lithium secondary batteries used as a power source, and the capacity is increasing year by year. . In addition, there is an increasing need to ensure the safety and reliability of batteries.

こうした状況の下、電池の安全性を向上するための手段として、従来の液系の電解質に代えて、高分子をホストとし、そのマトリックス中に電解液を保持させた所謂ゲル状電解質を用いた電池が提案され(例えば、特許文献1〜4)、実用化されている。   Under such circumstances, as a means for improving the safety of the battery, instead of the conventional liquid electrolyte, a so-called gel electrolyte in which a polymer is used as a host and the electrolyte is held in the matrix was used. Batteries have been proposed (for example, Patent Documents 1 to 4) and put into practical use.

しかしながら、ゲル状電解質を用いた電池では、漏液などの問題はないものの、過充電や短絡といった内部温度が非常に高温になるような異常時においては、ゲル状電解質の粘度が下がり、短絡がより誘発されやすくなる。このような点においてゲル状電解質を用いた電池の安全性は十分であるとはいえず、従来の液系電解質を有する電池と同様に、高温時に構成材料の熱溶融によって穴が塞がることで内部抵抗を増大させ得る機能(所謂シャットダウン機能)を有するポリオレフィン系のセパレータを使用することによって安全性を確保しているのが現状である。   However, in batteries using gel electrolyte, there is no problem such as leakage, but in abnormal situations where the internal temperature becomes very high, such as overcharge or short circuit, the viscosity of the gel electrolyte decreases and short circuit occurs. It becomes easier to be induced. In this respect, the safety of a battery using a gel electrolyte is not sufficient, and as with a battery having a conventional liquid electrolyte, the holes are closed by heat melting of the constituent materials at high temperatures. At present, safety is ensured by using a polyolefin-based separator having a function capable of increasing resistance (so-called shutdown function).

また、これらゲル状電解質を有する電池を作製する方法としては、(1)液系電解質(非水電解液)を有する電池と同様の積層電極体または巻回電極体を作製して外装材(電池ケース)内に挿入し、ゲル状電解質を構成するポリマーの原料となる物質(モノマー、マクロマーまたは非架橋ポリマーとゲル化剤など)および反応開始剤を含む非水電解液を外装材内に注入した後、前記原料物質を重合または架橋させることによって非水電解液をゲル化する方法;(2)ゲル状電解質を構成するポリマーを含む溶液を電極表面に塗布し、溶媒を除去して乾燥した後、その電極を用いて積層電極体または巻回電極体を作製して外装材内に挿入し、ここに非水電解液を注入して電池内で非水電解液をゲル化する方法;(3)電極表面にゲル状電解質を構成するポリマーの原料となる物質と反応開始剤を塗布し、熱や光などによって架橋反応させて前記ポリマーを形成し、その後、この電極を用いて積層電極体や巻回電極体を作製して外装材内に挿入し、ここに非水電解液を注入して電池内で非水電解液をゲル化する方法;などが提唱されている。   Moreover, as a method of producing a battery having these gel electrolytes, (1) a laminated electrode body or a wound electrode body similar to a battery having a liquid electrolyte (non-aqueous electrolyte solution) is produced, and an exterior material (battery Case), a non-aqueous electrolyte containing a substance (monomer, macromer or non-crosslinked polymer and gelling agent, etc.) that is a raw material of the polymer constituting the gel electrolyte, and a reaction initiator is injected into the outer packaging. Thereafter, a method of gelling the non-aqueous electrolyte by polymerizing or crosslinking the raw material; (2) After applying a solution containing a polymer constituting the gel electrolyte to the electrode surface, removing the solvent and drying A method of producing a laminated electrode body or a wound electrode body using the electrode and inserting the electrode body into an outer packaging material, injecting the nonaqueous electrolyte solution therein, and gelling the nonaqueous electrolyte solution in the battery; (3 ) Gel electrolyte on the electrode surface Applying a raw material of the polymer to be formed and a reaction initiator, forming a polymer by cross-linking reaction with heat or light, etc., and then using this electrode to produce a laminated electrode body or a wound electrode body There has been proposed a method of inserting a non-aqueous electrolyte into an exterior material, and injecting the non-aqueous electrolyte therein to gel the non-aqueous electrolyte in the battery.

しかしながら、(1)の方法では、注入する非水電解液が反応開始剤を含むため、非水電解液を放置している状態でゲル化反応が進行してしまうことから、その保存性に問題があり、また、電池内で残留した反応開始剤が電池特性に影響する可能性もある。更に、注入する非水電解液の粘度が低い場合には、電極の空隙内にもゲルが形成され、界面抵抗の上昇を招く可能性があり、他方、粘度が高い場合には注液性が悪くなり生産性を高めることができない。   However, in the method (1), since the nonaqueous electrolyte to be injected contains a reaction initiator, the gelation reaction proceeds in a state where the nonaqueous electrolyte is left standing, so that there is a problem in its storage stability. In addition, the reaction initiator remaining in the battery may affect the battery characteristics. Further, when the viscosity of the nonaqueous electrolyte to be injected is low, a gel may also be formed in the gaps of the electrodes, leading to an increase in interfacial resistance. It gets worse and can't increase productivity.

また、(2)の方法では、ポリマー溶液を電極に塗布する際に電極の隙間にポリマーが侵入して界面抵抗の上昇を招き、電池特性の低下を引き起こす可能性がある。このような界面抵抗の上昇を防ぐために、予めブロック液を電極内に含浸させておき、ポリマーを塗布する方法も提案されている(特許文献5)。しかしながら、このような方法を用いた場合には、ポリマーを塗布した塗膜の下にあるブロック液を除去する必要があり、通常の電極やポリマー塗膜の乾燥よりも乾燥時間が長くなるなど作製に手間がかかり、生産性がよくない。また、乾燥が不十分で電極に溶媒や水分が残っていた場合には、電池特性に悪影響が出るといった問題が発生する。   In the method (2), when a polymer solution is applied to the electrodes, the polymer may enter the gaps between the electrodes, leading to an increase in interface resistance, which may cause a decrease in battery characteristics. In order to prevent such an increase in interfacial resistance, a method of applying a polymer by impregnating a block solution in advance in an electrode has also been proposed (Patent Document 5). However, when such a method is used, it is necessary to remove the block liquid under the coating film coated with the polymer, and the drying time is longer than the drying of the normal electrode and polymer coating film. Takes time and productivity is not good. Further, when the drying is insufficient and the solvent or moisture remains on the electrode, there arises a problem that the battery characteristics are adversely affected.

更に、(3)の方法では、電極表面にゲル状電解質を作製する場合や作製後において、吸水を避ける環境での作業が必要になるため、取り扱いが厄介であり、やはり生産性が悪いといった問題点がある。   Furthermore, in the method (3), when the gel electrolyte is produced on the electrode surface or after the production, it is necessary to work in an environment in which water absorption is avoided, so that the handling is troublesome and the productivity is also poor. There is a point.

特許第2987474号公報Japanese Patent No. 29987474 特開2002−25621号公報JP 2002-25621 A 米国特許第5453335号公報US Pat. No. 5,453,335 特開2002−367677号公報JP 2002-367777 A 特開2002−343438号公報JP 2002-343438 A

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ゲル状の非水電解質を有する非水電解質電池を構成するのに好適なセパレータと、該セパレータを用いており、電池特性および安全性に優れ、かつ生産性も良好な非水電解質電池を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to use a separator suitable for constituting a non-aqueous electrolyte battery having a gel-like non-aqueous electrolyte, and the battery characteristics. Another object of the present invention is to provide a non-aqueous electrolyte battery that is excellent in safety and productivity.

前記目的を達成し得た本発明の非水電解質電池用セパレータは、非水電解液に対して室温で安定であり、かつ耐熱温度が150℃以上の樹脂(A)と、架橋構造を形成するための反応性基を含有し、かつ非水電解液に溶解し得る樹脂(B)とを有することを特徴とするものである。   The separator for a nonaqueous electrolyte battery of the present invention that has achieved the above object forms a crosslinked structure with a resin (A) that is stable at room temperature with respect to a nonaqueous electrolyte and has a heat resistant temperature of 150 ° C. or higher. And a resin (B) that contains a reactive group and can be dissolved in a non-aqueous electrolyte.

前記目的を達成し得た本発明の非水電解質電池用セパレータは、非水電解液に対して室温で安定であり、かつ耐熱温度が150℃以上の樹脂(A)と、架橋構造を形成するための反応性基を含有し、かつ非水電解液に溶解して空孔を形成する樹脂(B)とを有し、前記樹脂(B)が、エポキシ基もしくはオキセタン基を含有するアクリル樹脂またはメタクリル樹脂の微粒子であることを特徴とするものである。
The separator for a nonaqueous electrolyte battery of the present invention that has achieved the above object forms a crosslinked structure with a resin (A) that is stable at room temperature with respect to a nonaqueous electrolyte and has a heat resistant temperature of 150 ° C. or higher. contain reactive groups for, and then dissolved in the non-aqueous electrolytic solution have a resin (B) that form a vacancy, the resin (B) is an acrylic resin containing epoxy groups or oxetane groups or characterized in Oh Rukoto in microparticles of a methacrylic resin.

また、本発明のセパレータを使用することで、非水電解質のゲル化のために架橋剤などを別途添加する必要が無いことから、これらによる電池特性の低下を抑制することもできる。   Moreover, since it is not necessary to add a crosslinking agent etc. separately for gelatinization of a nonaqueous electrolyte by using the separator of this invention, the fall of the battery characteristic by these can also be suppressed.

しかも、本発明のセパレータによれば、極めて容易にゲル状電解質を電池に導入することができるため、電池の生産性を向上させることも可能となる。   In addition, according to the separator of the present invention, since the gel electrolyte can be introduced into the battery very easily, the productivity of the battery can be improved.

なお、本明細書でいう非水電解質における「ゲル状」には、通常の「ゲル」の他にも、電池業界において、所謂「ゲル状電解質」と称される電解質と同様の状態(厳密な意味でのゲルでなくても、液の流動性が殆どないか、または液が流動しなくなった状態)も含まれる。   The “gel” in the non-aqueous electrolyte referred to in this specification includes the same state as an electrolyte called a “gel electrolyte” in the battery industry (strict Even if it is not a gel in the meaning, the liquid has almost no fluidity or the liquid has stopped flowing.

本発明によれば、電池特性(特に充放電サイクル特性)および安全性に優れ、生産性も良好な非水電解質電池を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a non-aqueous electrolyte battery having excellent battery characteristics (particularly charge / discharge cycle characteristics) and safety, and good productivity.

本発明のセパレータは、非水電解液(非水電解質電池を構成するために使用される非水電解液。詳しくは後述する。)に対して室温で安定であり、かつ耐熱温度が150℃の樹脂(A)と、架橋構造を形成するための反応性基を含有し、かつ非水電解液に溶解し得る樹脂(B)とを有している。   The separator of the present invention is stable at room temperature with respect to a non-aqueous electrolyte (a non-aqueous electrolyte used for constituting a non-aqueous electrolyte battery. Details will be described later), and has a heat resistant temperature of 150 ° C. It has a resin (A) and a resin (B) that contains a reactive group for forming a crosslinked structure and can be dissolved in a nonaqueous electrolytic solution.

樹脂(A)は、前記の通り、非水電解質電池内においてセパレータの主体となる成分である。また、樹脂(B)は、本発明のセパレータを用いて構成した非水電解質電池内において、非水電解液に溶解してセパレータの空孔を形成し、更に、熱などの外的刺激が加えられることで前記の反応性基によって架橋構造を形成し、その内部に非水電解液を取り込んでゲル状電解質を生成するための成分である。   As described above, the resin (A) is a main component of the separator in the nonaqueous electrolyte battery. In addition, the resin (B) dissolves in the non-aqueous electrolyte solution in the non-aqueous electrolyte battery configured using the separator of the present invention to form the pores of the separator, and further, external stimulus such as heat is applied. As a result, it is a component for forming a gel electrolyte by forming a cross-linked structure with the reactive group and incorporating a non-aqueous electrolyte therein.

なお、本発明のセパレータを用いた非水電解質電池では、電池を組み立てた段階でセパレータ中の樹脂(B)が非水電解液に溶解し、その後に外的刺激を加えることで樹脂(B)が架橋構造を形成してゲル状電解質が生成する。そのため、電池全体にわたって均質性の高いゲル状電解質が生成することから、安全性および電池特性が非常に優れた電池となる。   In the non-aqueous electrolyte battery using the separator of the present invention, the resin (B) in the separator is dissolved in the non-aqueous electrolyte at the stage of assembling the battery, and then an external stimulus is applied to the resin (B). Forms a cross-linked structure to produce a gel electrolyte. Therefore, a gel electrolyte with high homogeneity is generated over the entire battery, so that the battery is very excellent in safety and battery characteristics.

樹脂(A)は、非水電解液に対し室温において安定で、耐熱温度が150℃以上であり、非水電解質電池内での充放電などの電気化学反応に対して安定な樹脂であれば特に制限はない。なお、樹脂(A)における「非水電解液に対し室温で安定」とは、非水電解液に曝された状態で、溶解、流動などがないことを意味しており、「耐熱温度が150℃以上」とは、電池内部において、少なくとも150℃の温度下で、非水電解液に曝された状態で熱分解、溶解、流動などがなく、セパレータの形状を保持できている状態のことを意味している。樹脂(A)の耐熱温度は200℃以上であることが好ましい。樹脂(A)に前記のような耐熱性のものを用いることにより、電池が高温に曝された場合でもセパレータの形状を保持できるため、高温時の短絡を防止することができる。   The resin (A) is particularly a resin that is stable at room temperature with respect to the non-aqueous electrolyte, has a heat-resistant temperature of 150 ° C. or higher, and is stable with respect to electrochemical reactions such as charge / discharge in the non-aqueous electrolyte battery. There is no limit. In the resin (A), “stable at room temperature with respect to the non-aqueous electrolyte” means that the resin (A) is not dissolved or flowed when exposed to the non-aqueous electrolyte. “C or higher” means a state in which the shape of the separator can be maintained without being thermally decomposed, dissolved, or flowed when exposed to a non-aqueous electrolyte at a temperature of at least 150 ° C. inside the battery. I mean. The heat resistant temperature of the resin (A) is preferably 200 ° C. or higher. By using a heat-resistant resin as described above for the resin (A), the shape of the separator can be maintained even when the battery is exposed to a high temperature, so that a short circuit at a high temperature can be prevented.

また、樹脂(A)としては、ガラス転移温度(Tg)が室温以下であることが好ましい。Tgが室温以下の樹脂であれば、柔軟性が高く、セパレータの変形に対する耐性が高いため、例えば巻回電極体を形成する場合に、セパレータの割れなどの問題が発生し難くなる。   Moreover, as resin (A), it is preferable that glass transition temperature (Tg) is below room temperature. If the resin has a Tg of room temperature or lower, the flexibility is high and the resistance to deformation of the separator is high. For example, when forming a wound electrode body, problems such as cracking of the separator are unlikely to occur.

なお、本明細書でいう樹脂(A)のTgは、JIS K 7121の規定に準じて、示差走査熱量計(DSC)を用いて測定される値である。   In addition, Tg of resin (A) as used in this specification is a value measured using a differential scanning calorimeter (DSC) according to the prescription | regulation of JISK7121.

樹脂(A)の具体例としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、エチレン−ビニルアルコール樹脂(EVOH)、エチルアクリレート樹脂(EEA)、エチレン−酢酸ビニル樹脂(EVA)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、ニトリルゴム(NBR)、(メタ)アクリルゴム(MBR)、エチレン−プロピレンゴム(EPR)や、これらの誘導体などが挙げられる。前記の各種樹脂のうち、ゴム(SBR、NBR、MBR、EPR)については、架橋体であることが好ましい。樹脂(A)には、前記例示の樹脂のうち、1種のみを使用してもよく、2種以上を併用してもよい。   Specific examples of the resin (A) include, for example, polyvinylidene fluoride (PVDF), ethylene-vinyl alcohol resin (EVOH), ethyl acrylate resin (EEA), ethylene-vinyl acetate resin (EVA), and styrene-butadiene rubber (SBR). ), Nitrile rubber (NBR), (meth) acrylic rubber (MBR), ethylene-propylene rubber (EPR), and derivatives thereof. Of the various resins described above, rubber (SBR, NBR, MBR, EPR) is preferably a crosslinked product. Only 1 type may be used for resin (A) among the resin of the said illustration, and 2 or more types may be used together.

なお、例えば、本発明のセパレータには、後述するように、フィラーを含有させたり、多孔質基体を用いたりすることが可能であるが、このような場合、樹脂(A)は、フィラー同士や、フィラーと多孔質基体とを結着するための結着剤としても作用し得る。   For example, the separator of the present invention can contain a filler or use a porous substrate, as will be described later. In such a case, the resin (A) is composed of fillers or Also, it can act as a binder for binding the filler and the porous substrate.

セパレータにおける樹脂(A)の含有率は、非水電解液に浸漬する前のセパレータの構成成分の全体積中[ただし、後記の多孔質基体を使用する場合には、多孔質基体を除く構成成分の全体積中。]、10〜50体積%であることが好ましい。   The content of the resin (A) in the separator is the total volume of the constituent components of the separator before being immersed in the non-aqueous electrolyte [however, in the case of using a porous substrate described later, the constituent components excluding the porous substrate] During the entire volume of ], Preferably 10 to 50% by volume.

樹脂(B)は、非水電解液に溶解でき、かつ架橋構造を形成するための反応性基を含有している。反応性基は、熱、紫外線、放射線などの外的刺激によって反応して樹脂(B)を架橋し、非水電解液をゲル化できるものであり、具体的には、エポキシ基またはオキセタン基であるなお、樹脂(B)は、反応性基として、エポキシ基とオキセタン基の両者を含有していてもよい。
The resin (B) contains a reactive group that can be dissolved in the non-aqueous electrolyte and that forms a crosslinked structure. Reactive groups, heat, ultraviolet light, react by an external stimulus such as radiation cross-linking the resin (B), all SANYO a non-aqueous electrolyte can be gelled, specifically, an epoxy group or an oxetane group It is . The resin (B) may contain both an epoxy group and an oxetane group as a reactive group.

樹脂(B)は、微粒子であることが好ましい。樹脂(B)は非水電解質電池内において非水電解液に溶解するが、これによりセパレータの空孔が形成される。樹脂(B)として微粒子を用いた場合には、前記の溶解により形成される空孔の形態制御がより容易となり、セパレータ中のイオンの移動をスムーズに行うことができるようになる。   The resin (B) is preferably fine particles. Resin (B) dissolves in the non-aqueous electrolyte in the non-aqueous electrolyte battery, thereby forming the pores of the separator. When fine particles are used as the resin (B), the shape control of the pores formed by the dissolution becomes easier, and the ions in the separator can be moved smoothly.

樹脂(B)が微粒子の場合、その粒径は、例えばセパレータの厚みよりも小さければよいが、セパレータ中のイオンの移動をよりスムーズにするためには、平均粒径で、0.1μm以上であることが好ましく、0.3μm以上であることがより好ましい。すなわち、樹脂(B)の微粒子の平均粒径が小さすぎると、樹脂(B)の溶解によって形成されるセパレータの空孔が小さくなりすぎて、イオンの移動を阻害する虞があり、また、微粒子同士の凝集が起こりやすくなって、空孔を均一に形成することが困難となる虞がある。   When the resin (B) is a fine particle, the particle size may be smaller than, for example, the thickness of the separator, but in order to make the movement of ions in the separator smoother, the average particle size is 0.1 μm or more. It is preferable that the thickness is 0.3 μm or more. That is, if the average particle size of the resin (B) fine particles is too small, the pores of the separator formed by dissolution of the resin (B) may become too small, which may hinder the movement of ions. Aggregation tends to occur, which may make it difficult to form pores uniformly.

なお、樹脂(B)が微粒子の場合、その粒径が大きすぎると、樹脂(B)の溶解によって形成される空孔の径が大きくなりすぎて、電池において正負極間の短絡が起こりやすくなったり、セパレータの強度が小さくなったりする虞があることから、その平均粒径は、5μm以下であることが好ましく、3μm以下であることがより好ましい。   When the resin (B) is a fine particle, if the particle size is too large, the diameter of the pores formed by the dissolution of the resin (B) becomes too large, and a short circuit between the positive and negative electrodes is likely to occur in the battery. The average particle size is preferably 5 μm or less, and more preferably 3 μm or less.

なお、本明細書でいう微粒子[樹脂(B)の微粒子、後記のフィラー、後記の樹脂(C)の微粒子および複合微粒子]の平均粒径は、例えば、レーザー散乱粒度分布計(例えば、HORIBA社製「LA−920」)を用い、微粒子を溶解しない媒体に、これら微粒子を分散させて測定した数平均粒子径として規定することができる。   The average particle size of the fine particles [resin (B) fine particles, filler described later, resin (C) fine particles and composite fine particles] described herein is, for example, a laser scattering particle size distribution meter (for example, HORIBA "LA-920") manufactured by the manufacturer can be defined as the number average particle diameter measured by dispersing these fine particles in a medium in which the fine particles are not dissolved.

樹脂(B)の具体例としては、前記の反応性基を有し、非水電解液に溶解でき、かつ電気化学的に安定で、電池内での充放電などの電気化学反応によって分解やガス発生などの副反応を起こさないものであり、具体的には、アクリル樹脂、メタアクリル樹脂[以下、アクリル樹脂とメタアクリル樹脂とを纏めて「(メタ)アクリル樹脂」と記載する。]である。樹脂(B)には、前記例示のもののうち、1種のみを使用してもよく、2種以上を併用してもよい。なお、(メタ)アクリル樹脂は、微粒子化が容易であ
Specific examples of the resin (B) include the above-described reactive group, can be dissolved in a non-aqueous electrolyte, and are electrochemically stable, and can be decomposed or gasified by an electrochemical reaction such as charge / discharge in a battery. all SANYO does not cause side reactions such as generation, specifically, acrylic resin, methacrylic resin [hereinafter collectively acrylic resin and methacrylic resin referred to as "(meth) acrylic resin". It is a. Only 1 type may be used for resin (B) among the said illustrations, and 2 or more types may be used together. Incidentally, (meth) acrylic resin, Ru micronized readily der.

より具体的には、樹脂(B)として、架橋性の側鎖(前記の反応性基を含有する側鎖)を導入した下記一般式(1)で示される構造の樹脂を用いることができる。   More specifically, as the resin (B), a resin having a structure represented by the following general formula (1) into which a crosslinkable side chain (a side chain containing the reactive group) is introduced can be used.

Figure 0005235109
Figure 0005235109

(前記一般式(1)中、RおよびRは、それぞれ水素原子または炭素数1〜3のアルキル基、Rは炭素数1〜3のアルキル基、ヒドロキシアルキル基、またはアルキレンオキシド基、Rは少なくとも1つの水素原子がオキセタン基または脂環式エポキシ基で置換された炭素数1〜6のアルキル基を表し、mおよびnはそれぞれ100〜1000の整数を表す。) (In the general formula (1), R 1 and R 3 are each a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, R 2 is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, a hydroxyalkyl group, or an alkylene oxide group, R 4 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms in which at least one hydrogen atom is substituted with an oxetane group or an alicyclic epoxy group, and m and n each represents an integer of 100 to 1000.)

前記一般式(1)で示される樹脂は、反応性基としてオキセタン基や脂環式エポキシ基を側鎖に含有するため、前記の通り、電池内において、熱などの外的刺激を加えると、非水電解液中のリチウム塩(LiPFやLiBFなどの後記例示のリチウム塩)を開始剤として反応し、架橋構造を形成することから、良好なゲル状電解質を生成できる。 Since the resin represented by the general formula (1) contains an oxetane group or an alicyclic epoxy group as a reactive group in the side chain, as described above, when an external stimulus such as heat is applied in the battery, Since a lithium salt (a lithium salt exemplified later such as LiPF 6 or LiBF 4 ) in the non-aqueous electrolyte is reacted as an initiator to form a crosslinked structure, a good gel electrolyte can be generated.

前記一般式(1)で示される樹脂は、例えば、下記一般式(2)および/または下記一般式(3)で示されるユニットと、下記一般式(4)で示されるユニットとを有する共重合体であることが好ましい。   The resin represented by the general formula (1) is, for example, a co-polymer having a unit represented by the following general formula (2) and / or the following general formula (3) and a unit represented by the following general formula (4). It is preferably a coalescence.

Figure 0005235109
Figure 0005235109

Figure 0005235109
Figure 0005235109

Figure 0005235109
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(前記一般式(2)、(3)および(4)中、R、RおよびRは水素原子またはメチル基を、RおよびRは炭素数1〜6のアルキル基を表す。) (Formula (2), (3) and (4) in, R 5, R 7, and R 8 is a hydrogen atom or a methyl group, R 6 and R 9 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. )

また、前記一般式(1)で示される樹脂が、前記一般式(2)および/または前記一般式(3)で示されるユニットと、前記一般式(4)で示されるユニットを有する共重合体である場合、共重合体全ユニット中、前記一般式(4)で示されるユニットの比率が、50モル%以上であることが好ましく、75モル%以上であることがより好ましく、また、98モル%以下であることが好ましく、90モル%以下であることがより好ましい。言い換えれば、前記共重合体全ユニット中、前記一般式(2)で示されるユニットと前記一般式(3)で示されるユニットの合計の比率が、2モル%以上であることが好ましく、10モル%以上であることがより好ましく、また、50モル%以下であることが好ましく、25モル%以下であることがより好ましい。前記一般式(4)で示されるユニットの比率が小さすぎると、ゲル化したときの架橋密度が大きくなりすぎて、電池内において、ゲルの電解液保持能力が低下することがある。また、前記一般式(4)で示されるユニットの比率が大きすぎると、架橋形成能を有する側鎖の数が減少して、架橋形成性が低下することがある。   The resin represented by the general formula (1) is a copolymer having the unit represented by the general formula (2) and / or the general formula (3) and the unit represented by the general formula (4). In this case, the ratio of the unit represented by the general formula (4) in the entire copolymer unit is preferably 50 mol% or more, more preferably 75 mol% or more, and 98 mol. % Or less, and more preferably 90 mol% or less. In other words, the total ratio of the unit represented by the general formula (2) and the unit represented by the general formula (3) is preferably 2 mol% or more in all units of the copolymer. % Or more, more preferably 50 mol% or less, and even more preferably 25 mol% or less. If the ratio of the unit represented by the general formula (4) is too small, the crosslink density when gelled becomes too high, and the electrolyte holding ability of the gel may be reduced in the battery. On the other hand, when the ratio of the unit represented by the general formula (4) is too large, the number of side chains having a crosslinking ability may be reduced, and the crosslinking ability may be lowered.

なお、前記一般式(2)で示されるユニットと前記一般式(3)で示されるユニットとは、いずれか一方を用いてもよく、両者を同時に使用してもよいが、後者の場合には、前記一般式(2)で示されるユニットと、前記一般式(3)で示されるユニットとの比率には特に制限は無く、共重合体全ユニット中におけるこれらのユニットの合計の比率が、前記の好適値を満足するようにすればよい。   Note that either one of the unit represented by the general formula (2) and the unit represented by the general formula (3) may be used, or both may be used simultaneously. The ratio of the unit represented by the general formula (2) and the unit represented by the general formula (3) is not particularly limited, and the total ratio of these units in all units of the copolymer is It is sufficient to satisfy the preferable value of.

前記一般式(2)および/または前記一般式(3)で示されるユニットと、前記一般式(4)で示されるユニットを有する共重合体は、下記一般式(5)および/または下記一般式(6)で示されるモノマーと、下記一般式(7)で示されるモノマーとを共重合することで得ることができる。なお、前記の各モノマーは、比較的近い反応性を有しているため、前記共重合体は、通常、ランダム共重合体またはブロック共重合体として得られる。   The copolymer having the unit represented by the general formula (2) and / or the general formula (3) and the unit represented by the general formula (4) has the following general formula (5) and / or the following general formula. It can be obtained by copolymerizing the monomer represented by (6) and the monomer represented by the following general formula (7). Since each of the monomers has a relatively close reactivity, the copolymer is usually obtained as a random copolymer or a block copolymer.

Figure 0005235109
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[前記一般式(5)、(6)および(7)中、R、R、R、RおよびRは、それぞれ、前記一般式(2)、(3)および(4)と同じである。] [In the general formulas (5), (6) and (7), R 5 , R 6 , R 7 , R 8 and R 9 are the same as those in the general formulas (2), (3) and (4), respectively. The same. ]

前記の共重合体を合成するに当たっては、例えば、分散媒(水など)に、前記の各モノマーと、重合開始剤(過硫酸カリウムなど)を加え、窒素雰囲気中で30〜80℃の条件で撹拌しながら分散重合する方法が採用できる。こうすることで、共重合体を微粒子の形で合成することが可能となる。また、溶媒中で溶液重合を行い、共重合体を得た後、水などの分散媒中に分散させて微粒子化する方法を用いて、前記共重合体の微粒子を得てもよい。   In synthesizing the copolymer, for example, each monomer and a polymerization initiator (potassium persulfate, etc.) are added to a dispersion medium (water, etc.), and in a nitrogen atmosphere at 30-80 ° C. A method of dispersion polymerization with stirring can be employed. By doing so, the copolymer can be synthesized in the form of fine particles. Alternatively, the copolymer fine particles may be obtained by performing solution polymerization in a solvent to obtain a copolymer, and then dispersing in a dispersion medium such as water to make fine particles.

なお、前記一般式(5)で示されるモノマーは、アクリル酸クロリドやメタクリル酸クロリドなどの酸クロリドと、3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタンとを反応させることにより製造することができる。また、前記一般式(5)や前記一般式(6)、前記一般式(7)で示されるモノマーは、市販品として入手することができる。   The monomer represented by the general formula (5) can be produced by reacting an acid chloride such as acrylic acid chloride or methacrylic acid chloride with 3-ethyl-3-hydroxymethyloxetane. Moreover, the monomer shown by the said General formula (5), the said General formula (6), and the said General formula (7) can be obtained as a commercial item.

セパレータにおける樹脂(B)の量は、電池内で非水電解液に浸漬して樹脂(B)を溶解させた後のセパレータの空孔率を高めてイオンの移動を良好にすることで、負荷特性などの電池特性を高める観点から、非水電解液に浸漬する前のセパレータの構成成分の全体積中[ただし、後記の多孔質基体を使用する場合には、多孔質基体を除く構成成分の全体積中。セパレータ中の樹脂(B)の量について、以下同じ。]、10体積%以上であることが好ましく、20体積%以上であることがより好ましい。ただし、樹脂(B)の含有率が大きすぎると、樹脂(B)が非水電解液に溶解した後のセパレータの空孔率が高くなりすぎて、セパレータの強度が小さくなったり、短絡が発生しやすくなったりする虞があることから、セパレータにおける樹脂(B)の含有率は、70体積%以下であることが好ましく、50体積%以下であることがより好ましい。   The amount of the resin (B) in the separator is increased by increasing the porosity of the separator after the resin (B) is dissolved in the non-aqueous electrolyte in the battery to improve the movement of ions. From the viewpoint of enhancing battery characteristics such as characteristics, the total volume of the constituent components of the separator before being immersed in the non-aqueous electrolyte [However, when using the porous substrate described later, the constituent components other than the porous substrate are excluded. In total volume. The same applies hereinafter for the amount of resin (B) in the separator. ] It is preferable that it is 10 volume% or more, and it is more preferable that it is 20 volume% or more. However, if the resin (B) content is too high, the porosity of the separator after the resin (B) is dissolved in the non-aqueous electrolyte becomes too high, resulting in a decrease in the strength of the separator or a short circuit. The content of the resin (B) in the separator is preferably 70% by volume or less, and more preferably 50% by volume or less.

また、本発明のセパレータは、フィラーを含有していることが望ましい。セパレータがフィラーを含有することで、強度を増して耐短絡性を高めたり、フィラー間の空隙によってセパレータの空孔を確保し、よりイオンの移動をスムーズにする効果が得られる。   Moreover, it is desirable that the separator of the present invention contains a filler. By including a filler in the separator, it is possible to obtain an effect of increasing strength and improving short circuit resistance, or securing pores of the separator by voids between the fillers, and smoothing the movement of ions.

フィラーとしては、非水電解液に安定であり、電気化学的に安定なものであればいずれでもよいが、耐熱温度が150℃以上のフィラーが好ましく、無機フィラーであることがより好ましい。   Any filler may be used as long as it is stable in the nonaqueous electrolyte and electrochemically stable. However, a filler having a heat resistant temperature of 150 ° C. or higher is preferable, and an inorganic filler is more preferable.

無機フィラーの構成材料の具体例としては、例えば、酸化鉄、Al(アルミナ)、SiO(シリカ)、TiO、BaTiO、ZrOなどの無機酸化物;窒化アルミニウム、窒化ケイ素などの無機窒化物;フッ化カルシウム、フッ化バリウム、硫酸バリウムなどの難溶性のイオン結晶;シリコン、ダイヤモンドなどの共有結合性結晶;モンモリロナイトなどの粘土;などが挙げられる。ここで、前記無機酸化物は、ベーマイト、ゼオライト、アパタイト、カオリン、ムライト、スピネル、オリビン、マイカなどの鉱物資源由来物質またはこれらの人造物などであってもよい。また、金属、SnO、スズ−インジウム酸化物(ITO)などの導電性酸化物、カーボンブラック、グラファイトなどの炭素質材料などで例示される導電性材料の表面を、電気絶縁性を有する材料(例えば、前記の無機酸化物など)で被覆することにより電気絶縁性を持たせたフィラーであってもよい。中でも、アルミナ、シリカおよびベーマイトが特に好ましく用いられる。 Specific examples of the constituent material of the inorganic filler include, for example, iron oxide, Al 2 O 3 (alumina), SiO 2 (silica), TiO 2 , BaTiO 3 , ZrO 2 and other inorganic oxides; aluminum nitride, silicon nitride, etc. Inorganic nitrides of the above; poorly soluble ionic crystals such as calcium fluoride, barium fluoride and barium sulfate; covalent bonds such as silicon and diamond; clays such as montmorillonite; Here, the inorganic oxide may be boehmite, zeolite, apatite, kaolin, mullite, spinel, olivine, mica, or other mineral resource-derived substances or artificial products thereof. In addition, the surface of a conductive material exemplified by metal, SnO 2 , conductive oxide such as tin-indium oxide (ITO), carbonaceous material such as carbon black, graphite, etc., is a material having electrical insulation ( For example, it may be a filler that is electrically insulated by coating with the above-described inorganic oxide or the like. Of these, alumina, silica and boehmite are particularly preferably used.

また、有機フィラーとしては、架橋ポリメタクリル酸メチル、架橋ポリスチレン、架橋ポリジビニルベンゼン、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体架橋物、ポリイミド、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ベンゾグアナミン−ホルムアルデヒド縮合物などの各種架橋高分子微粒子;ポリスルフォン、ポリアクリロニトリル、ポリアラミド、ポリアセタール、熱可塑性ポリイミドなどの耐熱性高分子微粒子;などが例示できる。また、これらの有機微粒子を構成する有機樹脂(高分子)は、前記例示の材料の混合物、変性体、誘導体、共重合体(ランダム共重合体、交互共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体)、架橋体(前記の耐熱性高分子の場合)であってもよい。   In addition, as the organic filler, various crosslinked polymers such as crosslinked polymethyl methacrylate, crosslinked polystyrene, crosslinked polydivinylbenzene, crosslinked styrene-divinylbenzene copolymer, polyimide, melamine resin, phenol resin, benzoguanamine-formaldehyde condensate, etc. Fine particles; heat-resistant polymer fine particles such as polysulfone, polyacrylonitrile, polyaramid, polyacetal, and thermoplastic polyimide; In addition, the organic resin (polymer) constituting these organic fine particles is a mixture, modified body, derivative, or copolymer (random copolymer, alternating copolymer, block copolymer, graft copolymer) of the above exemplified materials. Polymer) or a crosslinked product (in the case of the above-mentioned heat-resistant polymer).

フィラーの形態としては、例えば、球状に近い形状を有していてもよく、板状の形状を有していてもよいが、短絡防止の点からは、板状の粒子や、一次粒子が凝集した二次粒子構造の粒子であることが好ましい。前記のフィラーは、例えば、セパレータ内においてセパレータの骨格として作用し、電池内が高温となった際にセパレータ全体の収縮を抑制する機能を発揮し得るものであるが、フィラーが、板状であったり、一次粒子が凝集した二次粒子構造を有する場合には、前記のセパレータの骨格としての作用がより良好となる。また、フィラーとして板状粒子や一次粒子が凝集した二次粒子構造のものを用いることで、セパレータにおける正極負極間の経路、すなわち所謂曲路率が大きくなるため、デンドライトが生成した場合でも、デンドライトが負極から正極に到達し難くなり、デンドライトショートに対する信頼性を高めることもできる。前記の板状粒子や二次粒子の代表的なものとしては、板状のアルミナや板状のベーマイト、二次粒子状のアルミナや二次粒子状のベーマイトなどが挙げられる。   As the form of the filler, for example, it may have a shape close to a sphere, or may have a plate shape, but from the viewpoint of short circuit prevention, plate-like particles and primary particles are aggregated. It is preferable that the particles have a secondary particle structure. For example, the filler acts as a skeleton of the separator in the separator and can exhibit a function of suppressing the shrinkage of the entire separator when the temperature of the battery becomes high. However, the filler is plate-shaped. In the case where the primary particles have a secondary particle structure in which primary particles are aggregated, the action as the skeleton of the separator is improved. In addition, by using a secondary particle structure in which plate-like particles or primary particles are aggregated as a filler, the path between the positive electrode and the negative electrode in the separator, that is, the so-called curvature increases, so even if dendrite is generated, dendrite It becomes difficult to reach the positive electrode from the negative electrode, and the reliability with respect to the dendrite short can also be improved. Typical examples of the plate-like particles and secondary particles include plate-like alumina, plate-like boehmite, secondary particle-like alumina, and secondary particle-like boehmite.

フィラーの平均粒径(二次粒子構造のフィラーについても、前記の測定法により求められる平均粒径)は、例えば、0.01μm以上であることが好ましく、0.1μm以上であることがより好ましく、また、15μm以下であることが好ましく、5μm以下であることがより好ましい。   The average particle size of the filler (the average particle size determined by the above measurement method for the filler having a secondary particle structure) is, for example, preferably 0.01 μm or more, more preferably 0.1 μm or more. Moreover, it is preferable that it is 15 micrometers or less, and it is more preferable that it is 5 micrometers or less.

また、前記フィラーが板状粒子の場合には、アスペクト比(板状粒子中の最大長さと板状粒子の厚みとの比)が、好ましくは5以上、より好ましくは10以上であって、好ましくは100以下、より好ましくは50以下である。板状粒子におけるアスペクト比は、例えば、走査型電子顕微鏡(SEM)により撮影した画像を画像解析することにより求めることができる。   When the filler is a plate-like particle, the aspect ratio (ratio between the maximum length in the plate-like particle and the thickness of the plate-like particle) is preferably 5 or more, more preferably 10 or more, preferably Is 100 or less, more preferably 50 or less. The aspect ratio of the plate-like particles can be obtained, for example, by analyzing an image taken with a scanning electron microscope (SEM).

本発明のセパレータにおけるフィラーの量は、非水電解液に浸漬する前のセパレータにおける構成成分の全体積中(ただし、後記の多孔質基体を使用する場合には、多孔質基体を除く構成成分の全体積中。セパレータ中のフィラー量について、以下同じ。)、10体積%以上であることが好ましく、20体積%以上であることがより好ましい。また、フィラーの含有量は、60体積%以下が好ましく、50体積%以下がより好ましい。セパレータにおけるフィラーの量が少なすぎると、セパレータの強度を増して短絡を防止する効果が小さくなり、多すぎると、セパレータが脆くなって、例えば正負極とセパレータとを重ねて巻回電極体を形成する際に、セパレータに割れなどの問題が発生する虞がある。   The amount of filler in the separator of the present invention is the total volume of the constituent components in the separator before being immersed in the non-aqueous electrolyte (however, when a porous substrate described later is used, In the whole volume, the same applies to the amount of filler in the separator.) It is preferably 10% by volume or more, and more preferably 20% by volume or more. The filler content is preferably 60% by volume or less, and more preferably 50% by volume or less. If the amount of filler in the separator is too small, the effect of increasing the strength of the separator and preventing short-circuiting is reduced, and if too large, the separator becomes brittle, for example, a positive electrode and a separator are stacked to form a wound electrode body When doing so, there is a risk of problems such as cracking in the separator.

本発明のセパレータには、例えば強度を向上させてハンドリング性を高めるために、多孔質基材を用いることができる。多孔質基材としては、織布、不織布、微多孔膜が挙げられ、これらの1種または2種以上を用いることができる。   In the separator of the present invention, for example, a porous substrate can be used in order to improve the strength and enhance the handling property. Examples of the porous substrate include woven fabric, nonwoven fabric, and microporous membrane, and one or more of these can be used.

多孔質基材の具体的な構成材料としては、例えば、セルロースおよびその変成体[カルボキシメチルセルロース(CMC)、ヒドロキシプロピルセルロース(HPC)など]、ポリオレフィン[ポリプロピレン(PP)、プロピレンの共重合体など]、ポリエステル[ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)など]、ポリアクリロニトリル(PAN)、ポリアラミド、ポリアミドイミド、ポリイミドなどの樹脂;ガラス、アルミナ、ジルコニア、シリカなどの無機酸化物;などを挙げることができ、これらの構成材料を2種以上併用してもよい。また、これら構成材料は、必要に応じて、公知の各種添加剤(例えば、樹脂である場合には酸化防止剤など)を含有していても構わない。   Specific constituent materials of the porous substrate include, for example, cellulose and modified products thereof [carboxymethylcellulose (CMC), hydroxypropylcellulose (HPC), etc.], polyolefin [polypropylene (PP), propylene copolymer, etc.] , Polyester [polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polybutylene terephthalate (PBT), etc.], polyacrylonitrile (PAN), polyaramid, polyamideimide, polyimide and other resins; glass, alumina, zirconia, silica, etc. Inorganic oxides; and the like, and two or more of these constituent materials may be used in combination. These constituent materials may contain various known additives (for example, an antioxidant in the case of a resin) as necessary.

本発明のセパレータに、電池の温度上昇時にセパレータの空孔を塞ぎイオンの移動を阻害する所謂シャットダウン機能を付与するために、前記の各種構成材料以外に、融点が80〜140℃の熱可塑性樹脂[以下、「樹脂(C)」という。]を含有させることもできる。樹脂(C)としては、融点が80〜140℃であり、電気化学的に安定で、非水電解液に安定なものであれば特に制限はないが、融点は、100℃以上であることがより好ましく、また、125℃以下であることがより好ましい。   In order to give the separator of the present invention a so-called shutdown function that blocks the pores of the separator and inhibits the movement of ions when the temperature of the battery rises, in addition to the above-mentioned various constituent materials, a thermoplastic resin having a melting point of 80 to 140 ° C. [Hereinafter referred to as “resin (C)”. ] Can also be contained. The resin (C) is not particularly limited as long as it has a melting point of 80 to 140 ° C., is electrochemically stable, and is stable to a nonaqueous electrolytic solution, but the melting point may be 100 ° C. or higher. More preferably, it is more preferably 125 ° C. or lower.

なお、樹脂(C)の融点は、JIS K 7121の規定に準じて、DSCを用いて測定される融解温度のことを意味している。   In addition, melting | fusing point of resin (C) means the melting temperature measured using DSC according to the prescription | regulation of JISK7121.

樹脂(C)の具体例としては、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、塩素化ポリプロピレン、ポリシクロオレフィンなどのポリオレフィン;エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−メチルメタクリレート共重合体などの共重合ポリオレフィン;などの熱可塑性樹脂が挙げられる。なお、前記共重合ポリオレフィンは、所謂ホットメルト樹脂であり、例えば、エチレン由来のユニット比率が65モル%以上であるものが好ましい。前記の熱可塑性樹脂の中でも、ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、またはエチレン由来のユニット比率が65モル%以上のEVAが好適である。   Specific examples of the resin (C) include polyolefins such as polyethylene (PE), polypropylene (PP), chlorinated polypropylene, and polycycloolefin; ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA), ethylene-ethyl acrylate copolymer, And thermoplastic resins such as copolymer polyolefins such as ethylene-methyl methacrylate copolymer. The copolymerized polyolefin is a so-called hot melt resin, and preferably has a unit ratio derived from ethylene of 65 mol% or more. Among the thermoplastic resins, polyethylene, chlorinated polypropylene, or EVA having a unit ratio derived from ethylene of 65 mol% or more is preferable.

樹脂(C)は、微粒子の形で前記の各種構成材料に加えてセパレータに含有させてもよく、樹脂(B)またはフィラーと複合化した複合微粒子の形として用いてもよい。複合微粒子の形態としては、樹脂(B)をコアとし樹脂(C)をシェルとしたコアシェル型、樹脂(C)をコアとし、樹脂(B)をシェルとしたコアシェル型、フィラーをコアとし、樹脂(C)をシェルとしたコアシェル型などのコアシェル型であることが望ましい。樹脂(C)をコアとし、樹脂(B)をシェルとするコアシェル微粒子は、前記の樹脂(B)を合成する分散重合の際に、樹脂(C)を共存させて、樹脂(C)表面で樹脂(B)を重合することによって作製することが可能である。また、樹脂(B)をコアとし、樹脂(C)をシェルとするコアシェル微粒子は、樹脂(B)の分散体中に樹脂(C)を入れ、ホモジナイザーなどを用いた湿式の複合化法により作製することができる。また、フィラーをコアとし、樹脂(C)をシェルとするコアシェル型微粒子は、前記の湿式の複合化法や、メカノフュージョン(商品名:ホソカワミクロン社製)などを用いた乾式の複合化法によって作製可能である。   The resin (C) may be contained in the separator in the form of fine particles, in addition to the above-mentioned various constituent materials, or may be used as composite fine particles combined with the resin (B) or filler. As the form of the composite fine particles, a core-shell type in which the resin (B) is the core and the resin (C) is the shell, a core-shell type in which the resin (C) is the core and the resin (B) is the shell, and the filler is the core and the resin A core-shell type such as a core-shell type with (C) as the shell is desirable. The core-shell fine particles having the resin (C) as a core and the resin (B) as a shell are allowed to coexist with the resin (C) during the dispersion polymerization for synthesizing the resin (B). It can be produced by polymerizing the resin (B). Core-shell fine particles having the resin (B) as a core and the resin (C) as a shell are prepared by a wet composite method using a homogenizer or the like by placing the resin (C) in a dispersion of the resin (B). can do. Core-shell type fine particles with a filler as a core and a resin (C) as a shell are produced by the above-mentioned wet compounding method or dry compounding method using mechanofusion (trade name: manufactured by Hosokawa Micron Corporation). Is possible.

なお、樹脂(C)を単独の微粒子、または前述のコアシェル型微粒子として用いる場合には、その平均粒径は、0.1μm以上であることが好ましく、0.3μm以上であることがより好ましく、また、10μm以下であることが好ましく、5μm以下であることがより好ましい。   When the resin (C) is used as a single fine particle or the above-described core-shell fine particle, the average particle size is preferably 0.1 μm or more, more preferably 0.3 μm or more, Moreover, it is preferable that it is 10 micrometers or less, and it is more preferable that it is 5 micrometers or less.

なお、樹脂(C)は、前記の多孔質基体の構成材料としてセパレータに導入してもよい。更に、後述するように、セパレータとは別に樹脂(C)で作製した多孔質層を電池に含有させてシャットダウン層とすることも可能である。   The resin (C) may be introduced into the separator as a constituent material of the porous substrate. Furthermore, as will be described later, it is also possible to make the battery contain a porous layer made of resin (C) separately from the separator to form a shutdown layer.

セパレータの厚みは、電池としたときにセパレータの占める体積を可及的に減らして、電池のエネルギー密度をより高める観点から、50μm以下であることが好ましく、30μm以下であることがより好ましい。また、正極と負極とを確実に隔離して、より良好に短絡を防止する観点から、セパレータの厚みは、1μm以上であることが好ましく、5μm以上であることがより好ましい。   The thickness of the separator is preferably 50 μm or less, and more preferably 30 μm or less, from the viewpoint of further reducing the volume occupied by the separator when the battery is used and increasing the energy density of the battery. Further, from the viewpoint of reliably separating the positive electrode and the negative electrode and better preventing a short circuit, the thickness of the separator is preferably 1 μm or more, and more preferably 5 μm or more.

本発明のセパレータの製造方法としては、例えば、下記の(a)または(b)の方法を採用できる。製造方法(a)は、多孔質基体に、樹脂(A)、樹脂(B)、並びに必要に応じてフィラーおよび樹脂(C)を含む組成物(スラリーなどの液状組成物など)を塗布した後、所定の温度で乾燥してセパレータとする方法である。   As a manufacturing method of the separator of the present invention, for example, the following method (a) or (b) can be employed. In the production method (a), a resin (A), a resin (B), and, if necessary, a composition containing a filler and a resin (C) (a liquid composition such as a slurry) is applied to the porous substrate. In this method, the separator is dried at a predetermined temperature.

セパレータ形成用の前記組成物は、樹脂(A)、樹脂(B)、並びに必要に応じてフィラーおよび樹脂(C)を含有し、これらを溶媒(分散媒を含む。以下同じ。)に分散させたものである。なお、樹脂(A)については溶媒に溶解させることもできる。セパレータ形成用組成物に用いられる溶媒は、樹脂(B)、フィラー、樹脂(C)などを均一に分散でき、また、樹脂(A)を均一に溶解または分散できるものであればよいが、例えば、トルエンなどの芳香族炭化水素、テトラヒドロフランなどのフラン類、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類など、一般的な有機溶媒が好適に用いられる。なお、これらの溶媒に、界面張力を制御する目的で、アルコール(エチレングリコール、プロピレングリコールなど)、または、モノメチルアセテートなどの各種プロピレンオキサイド系グリコールエーテルなどを適宜添加してもよい。また、溶媒には水を用いることも可能である。この際にもアルコール類(メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、エチレングリコールなど)を適宜加えて界面張力を制御することもできる。   The composition for forming a separator contains a resin (A), a resin (B), and, if necessary, a filler and a resin (C), and these are dispersed in a solvent (including a dispersion medium; the same applies hereinafter). It is a thing. The resin (A) can also be dissolved in a solvent. The solvent used in the composition for forming a separator may be any one that can uniformly disperse the resin (B), filler, resin (C), etc., and can uniformly dissolve or disperse the resin (A). Common organic solvents such as aromatic hydrocarbons such as toluene, furans such as tetrahydrofuran, and ketones such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone are preferably used. In addition, for the purpose of controlling the interfacial tension, alcohols (ethylene glycol, propylene glycol, etc.) or various propylene oxide glycol ethers such as monomethyl acetate may be appropriately added to these solvents. Also, water can be used as the solvent. Also at this time, alcohols (methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, ethylene glycol, etc.) can be appropriately added to control the interfacial tension.

セパレータ形成用組成物は、樹脂(A)、樹脂(B)、フィラー、樹脂(C)を含む固形分含量を、例えば10〜80質量%とすることが好ましい。   The composition for forming a separator preferably has a solid content including the resin (A), the resin (B), the filler, and the resin (C) of, for example, 10 to 80% by mass.

前記多孔質基体の空孔の開口径が比較的大きい場合、例えば、5μm以上の場合には、これが非水電解質電池の短絡の要因となりやすい。よって、この場合には、樹脂(A)、樹脂(B)、フィラー、樹脂(C)といったセパレータの構成成分の全部または一部が、多孔質基体の空隙内に存在する構造とすることが好ましい。多孔質基体の空隙内に前記構成成分を存在させるには、例えば、これらを含有するセパレータ形成用組成物を多孔質基体に塗布した後に一定のギャップを通し、余分の組成物を除去した後、乾燥するなどの工程を用いればよい。   When the opening diameter of the pores of the porous substrate is relatively large, for example, 5 μm or more, this tends to cause a short circuit of the nonaqueous electrolyte battery. Therefore, in this case, it is preferable to have a structure in which all or part of the constituent components of the separator such as the resin (A), the resin (B), the filler, and the resin (C) are present in the voids of the porous substrate. . In order to make the constituent components exist in the voids of the porous substrate, for example, after applying the separator-forming composition containing these to the porous substrate, passing a certain gap, and removing the excess composition, A process such as drying may be used.

また、セパレータにおいて、前記のように、板状粒子をフィラーとして用いた場合、前記フィラーの配向性を高めることで、その作用をより有効に発揮させることができる。板状の前記フィラーの配向性を高めるには、板状の前記フィラーを含有するセパレータ形成用組成物を多孔質基体に塗布し含浸させた後、前記組成物にシェアや磁場をかけるといった方法を用いればよい。例えば、前記のように、板状の前記フィラーを含有するセパレータ形成用組成物を多孔質基体に塗布した後、一定のギャップを通すことで、前記組成物にシェアをかけることができる。   Moreover, in the separator, when the plate-like particles are used as the filler as described above, the action can be more effectively exhibited by enhancing the orientation of the filler. In order to increase the orientation of the plate-like filler, a separator forming composition containing the plate-like filler is applied to a porous substrate and impregnated, and then a shear or magnetic field is applied to the composition. Use it. For example, as described above, after the separator-forming composition containing the plate-like filler is applied to the porous substrate, the composition can be shared by passing through a certain gap.

また、前記フィラーやセパレータを構成するその他の成分の持つ作用をより有効に発揮させるために、これらの成分を偏在させて、セパレータの面と平行または略平行に、前記成分が層状に集まった形態としてもよい。   Further, in order to more effectively exhibit the action of the other components constituting the filler and the separator, these components are unevenly distributed, and the components are gathered in layers in parallel or substantially parallel to the surface of the separator. It is good.

セパレータの製造方法(b)は、セパレータ形成用組成物に、これをフィルムや金属箔などの基板上に塗布し、所定の温度で乾燥した後に、必要に応じて前記基板から剥離する方法である。この製造方法(b)の場合、フィルムとして、例えば、樹脂(C)を主体とする微多孔膜を使用することもできる(この場合、セパレータ形成用組成物により形成された層と微多孔膜とが一体となってセパレータを構成するため、前記層の剥離の必要はない。)。   The separator production method (b) is a method for applying a separator-forming composition on a substrate such as a film or a metal foil, drying it at a predetermined temperature, and then peeling it from the substrate as necessary. . In the case of this production method (b), as the film, for example, a microporous film mainly composed of the resin (C) can be used (in this case, a layer formed from the separator-forming composition, a microporous film, Are integrated to form a separator, so there is no need to peel off the layer.)

セパレータ形成用組成物の塗布方法としては、ブレードコーター、ロールコーター、ダイコーター、スプレーコーターなどの従来から知られている塗布装置を用いて前記基材表面に塗布し、乾燥する方法を採用することが望ましい。   As a method for applying the separator-forming composition, a method of applying to the substrate surface using a conventionally known coating apparatus such as a blade coater, a roll coater, a die coater, or a spray coater, and then drying is adopted. Is desirable.

また、製造方法(b)によって、非水電解質電池を構成する正極または負極の表面にセパレータを形成して、セパレータと電極とが一体化した構造としてもよい。   Moreover, it is good also as a structure which formed the separator on the surface of the positive electrode or negative electrode which comprises a nonaqueous electrolyte battery, and integrated the separator and the electrode with the manufacturing method (b).

なお、製造方法(a)を採用する場合においても、セパレータを正極および負極の少なくとも一方の電極と一体化してもよい。製造方法(a)によって製造したセパレータを電極と一体化するには、例えば、セパレータと電極とを重ねてロールプレスする方法などが採用できる。   Even when the manufacturing method (a) is adopted, the separator may be integrated with at least one of the positive electrode and the negative electrode. In order to integrate the separator manufactured by the manufacturing method (a) with the electrode, for example, a method in which the separator and the electrode are overlapped and roll pressed can be employed.

本発明の非水電解質電池(非水電解質二次電池)は、本発明のセパレータを用いて構成される。すなわち、本発明の非水電解質電池は、セパレータを用いて非水電解質電池を組み立てた後、熱などの外的刺激を加え、セパレータから非水電解液中に溶出した樹脂(B)を架橋させることで形成したゲル状電解質を有している。   The nonaqueous electrolyte battery (nonaqueous electrolyte secondary battery) of the present invention is configured using the separator of the present invention. That is, in the non-aqueous electrolyte battery of the present invention, after assembling the non-aqueous electrolyte battery using the separator, an external stimulus such as heat is applied to crosslink the resin (B) eluted from the separator into the non-aqueous electrolyte. It has the gel electrolyte formed.

なお、本発明の非水電解質電池としては、例えば、下記(I)または(II)の態様を有するものが挙げられる。(I)の態様は、正負極間に、独立膜としての本発明のセパレータが介在し、樹脂(B)が非水電解液に溶解してゲル化し、ゲル電解質を形成している電池である。また、(II)の態様は、正極および負極の少なくとも一方の表面上に本発明のセパレータが一体化して形成されており、かつセパレータを介して正極と負極が対向しており、樹脂(B)が非水電解液に溶解してゲル化し、ゲル電解質を形成している電池である。   In addition, as a non-aqueous electrolyte battery of this invention, what has the aspect of following (I) or (II) is mentioned, for example. The mode of (I) is a battery in which the separator of the present invention as an independent film is interposed between the positive and negative electrodes, and the resin (B) is dissolved in a non-aqueous electrolyte and gelled to form a gel electrolyte. . In the embodiment (II), the separator of the present invention is integrally formed on at least one surface of the positive electrode and the negative electrode, and the positive electrode and the negative electrode face each other with the separator interposed therebetween. Is a battery that dissolves in a non-aqueous electrolyte and gels to form a gel electrolyte.

本発明の非水電解質電池の正極には、従来から知られている非水電解質電池で用いられている正極、すなわち、リチウムイオンを吸蔵放出できる正極が使用できる。   As the positive electrode of the nonaqueous electrolyte battery of the present invention, a positive electrode used in a conventionally known nonaqueous electrolyte battery, that is, a positive electrode capable of occluding and releasing lithium ions can be used.

正極に用い得る正極活物質としては、例えば、LiCoO、LiNiO、LiNiOのNiの一部をCoで置換したLiNiCo(1−x)などのカルコゲナイト系酸化物、LiMnといったスピネル酸化物、LiNi(1−x)/2Mn(1−x)/2Coといった層状MnNi系化合物、LiMPO(M:Co、Ni、Mn、Fe)などのオリビン系酸化物など、通常の非水電解質電池に用いられているリチウムイオンを吸蔵放出可能な無機酸化物が挙げられる。 Examples of the positive electrode active material that can be used for the positive electrode include LiCoO 2 , LiNiO 2 , chalcogenite-based oxides such as LiNi x Co (1-x) O 2 in which a part of Ni in LiNiO 2 is substituted with Co, LiMn 2 O Spinel oxides such as 4, layered MnNi compounds such as LiNi (1-x) / 2 Mn (1-x) / 2 Co x O 2 , and olivine oxidations such as LiMPO 4 (M: Co, Ni, Mn, Fe) Examples thereof include inorganic oxides that can occlude and release lithium ions, which are used in ordinary nonaqueous electrolyte batteries.

これらの活物質と必要に応じて導電性を付与するための導電助剤、結着性を付与するためのバインダを混合し、分散媒[N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、水、トルエンなど]を用いてスラリー状の正極合剤含有組成物とし、この組成物を集電体表面に塗布、乾燥し、更にプレスすることで集電体表面に正極合剤層を形成して正極とすることができる。導電助剤としては、通常用いられるもの、例えば、アセチレンブラック(AB)、ケッチェンブラック(KB)、黒鉛、非晶質炭素などの炭素材料を、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。また、バインダも通常用いられているもの、例えば、PVDF、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)などのフッ素樹脂材料;SBRなどのゴム系材料;などを、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。正極合剤層においては、例えば、活物質量が50〜99質量%、導電助剤量が0.5〜40質量%、バインダ量が0.5〜20質量%であることが望ましい。正極合剤層の厚みは、例えば、集電体の片面あたり、10〜100μmであることが望ましい。   These active materials are mixed with a conductive auxiliary agent for imparting conductivity and a binder for imparting binding properties, if necessary, and a dispersion medium [N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), water, toluene Etc.] are used to form a slurry-like positive electrode mixture-containing composition, and this composition is applied to the surface of the current collector, dried, and then pressed to form a positive electrode mixture layer on the surface of the current collector. can do. As the conductive aid, carbon materials such as acetylene black (AB), ketjen black (KB), graphite, and amorphous carbon may be used alone or in combination of two or more. May be used in combination. In addition, binders that are usually used, for example, fluorine resin materials such as PVDF and polytetrafluoroethylene (PTFE); rubber-based materials such as SBR; May be used in combination. In the positive electrode mixture layer, for example, it is desirable that the amount of active material is 50 to 99% by mass, the amount of conductive auxiliary agent is 0.5 to 40% by mass, and the amount of binder is 0.5 to 20% by mass. The thickness of the positive electrode mixture layer is desirably, for example, 10 to 100 μm per one side of the current collector.

正極の集電体としては、例えば、アルミニウム製の箔、パンチングメタル、網、エキスパンドメタルなどを用い得るが、通常、厚みが10μm以上30μm以下のアルミニウム箔が好適に用いられる。集電体が薄すぎると、その強度が弱くなりすぎて取り扱いが困難となり、厚すぎると、電池内において集電体が占める体積割合が大きくなって、電池のエネルギー密度が低下してしまう。   As the positive electrode current collector, for example, an aluminum foil, a punching metal, a net, an expanded metal, or the like can be used. However, an aluminum foil having a thickness of 10 μm to 30 μm is preferably used. If the current collector is too thin, its strength becomes too weak and difficult to handle, and if it is too thick, the volume ratio occupied by the current collector in the battery increases, and the energy density of the battery decreases.

本発明の非水電解質電池に係る負極には、従来から知られている非水電解質電池に用いられている負極、すなわち、リチウムイオンを吸蔵放出できる負極が使用できる。   As the negative electrode related to the nonaqueous electrolyte battery of the present invention, a negative electrode used in a conventionally known nonaqueous electrolyte battery, that is, a negative electrode capable of occluding and releasing lithium ions can be used.

負極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能な材料、リチウム金属またはリチウム合金、若しくはリチウムと合金化し得る金属のうち、少なくとも1種の材料を用いることができる。リチウム合金としては、例えば、リチウム−アルミニウム合金などが挙げられる。リチウムと合金化し得る金属としては、例えば、Sn、Siなどが例示できる。その他、リチウムイオンを吸蔵放出可能な材料としては、非晶質炭素、人造黒鉛、天然黒鉛、フラーレン、カーボンナノチューブなどの炭素系材料;LiTi12、LiTiなどのチタン酸リチウム;などが挙げられる。 As the negative electrode active material, it is possible to use at least one material among a material capable of inserting and extracting lithium ions, lithium metal, a lithium alloy, or a metal that can be alloyed with lithium. Examples of the lithium alloy include a lithium-aluminum alloy. Examples of the metal that can be alloyed with lithium include Sn and Si. Other materials that can occlude and release lithium ions include carbon-based materials such as amorphous carbon, artificial graphite, natural graphite, fullerene, and carbon nanotubes; titanium such as Li 4 Ti 5 O 12 and Li 2 Ti 3 O 7. Lithium acid; and the like.

例えば、リチウム金属やリチウム合金、リチウムと合金化し得る金属の場合には、それらで構成される薄膜(箔など)を活物質含有層として集電体に圧着したり、スパッタリング、蒸着、鍍金などの方法で集電体表面にそれらを含有する層(活物質含有層)を形成するなどして、負極を得ることができる。その他の負極活物質の場合には、例えば、必要に応じて導電助剤やバインダと共に分散媒(NMP、水、トルエンなど)に分散させてスラ
リー状の負極合剤含有組成物とし、この組成物を集電体表面に塗布、乾燥し、更にプレスすることで集電体表面に活物質含有層(負極合剤層)を形成した負極が得られる。導電助剤としては、例えば、AB、KB、非晶質炭素などが挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。また、バインダとしては、例えば、PVDF、PTFE、SBR、CMC、ヒドロキシプロピルセルロースなどが例示でき、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用しても構わない。
For example, in the case of lithium metal, a lithium alloy, or a metal that can be alloyed with lithium, a thin film (foil, etc.) composed of the metal is crimped to the current collector as an active material-containing layer, or sputtering, vapor deposition, plating, etc. A negative electrode can be obtained by forming a layer (active material containing layer) containing them on the current collector surface by a method. In the case of other negative electrode active materials, for example, it is dispersed in a dispersion medium (NMP, water, toluene, etc.) together with a conductive additive or a binder as necessary to obtain a slurry-like negative electrode mixture-containing composition. Is applied to the surface of the current collector, dried, and further pressed to obtain a negative electrode in which an active material-containing layer (negative electrode mixture layer) is formed on the current collector surface. As a conductive support agent, AB, KB, amorphous carbon etc. are mentioned, for example, These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together. Moreover, as a binder, PVDF, PTFE, SBR, CMC, hydroxypropyl cellulose etc. can be illustrated, for example, These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.

導電助剤やバインダも用いて負極合剤層を構成する場合、該負極合剤層においては、例えば、活物質量が50〜99質量%、導電助剤量が0〜40質量%、バインダ量が0.5〜20質量%であることが望ましい。負極合剤層などの活物質含有層の厚みは、例えば、集電体の片面あたり、30〜150μmであることが好ましい。   When a negative electrode mixture layer is formed using a conductive additive or a binder, in the negative electrode mixture layer, for example, the active material amount is 50 to 99% by mass, the conductive auxiliary agent amount is 0 to 40% by mass, and the binder amount. Is desirably 0.5 to 20% by mass. The thickness of the active material-containing layer such as the negative electrode mixture layer is preferably 30 to 150 μm per side of the current collector, for example.

負極の集電体としては、銅製やニッケル製の箔、パンチングメタル、網、エキスパンドメタルなどを用い得るが、通常、銅箔が用いられる。負極集電体の厚みは、6〜30μmであることが望ましい。集電体が薄すぎると、その強度が弱くなりすぎて取り扱いが困難となり、厚すぎると、電池内において集電体が占める体積割合が大きくなって、電池のエネルギー密度が低下してしまう。   As the current collector for the negative electrode, a foil made of copper or nickel, a punching metal, a net, an expanded metal, or the like can be used, but a copper foil is usually used. The thickness of the negative electrode current collector is desirably 6 to 30 μm. If the current collector is too thin, its strength becomes too weak and difficult to handle, and if it is too thick, the volume ratio occupied by the current collector in the battery increases, and the energy density of the battery decreases.

本発明の非水電解質電池の組み立てに際しては、前記正極と前記負極とを、電極表面に形成されたセパレータを介して積層するか、前記正極と前記負極とを、前記セパレータを介して積層して積層電極体としたり、更に巻回して巻回電極体とする。このような電極体を、鉄、ステンレス鋼、アルミニウムなどを素材とする角筒形や円筒形などの形状の外装缶や、金属を蒸着したラミネートフィルムを外装材として使用したソフトパッケージに挿入し、非水電解液を注入した後に封止し、その後、例えば熱などの外部刺激を加えることで、セパレータから非水電解液に溶出した樹脂(B)を架橋させてゲル状電解質を形成させて、非水電解質電池とすることができる。   When assembling the nonaqueous electrolyte battery of the present invention, the positive electrode and the negative electrode are laminated via a separator formed on the electrode surface, or the positive electrode and the negative electrode are laminated via the separator. A laminated electrode body or a further wound electrode body is obtained. Such an electrode body is inserted into an outer can of a rectangular tube shape or a cylindrical shape made of iron, stainless steel, aluminum, or the like, or a soft package using a metal-deposited laminated film as an outer material, Sealing after injecting the non-aqueous electrolyte, and then applying an external stimulus such as heat to crosslink the resin (B) eluted from the separator into the non-aqueous electrolyte to form a gel electrolyte, A non-aqueous electrolyte battery can be obtained.

非水電解液としては、例えば、従来から知られている非水電解質電池に用いられているリチウム塩を有機溶媒に溶解したものが用いられる。リチウム塩としては、溶媒中で解離してLiイオンを形成し、電池として使用される電圧範囲で分解などの副反応を起こさないものであれば特に制限はない。具体的には、例えば、LiPF、LiBF、LiAsF、LiClOなどの無機化合物;LiN(SOCF、LiN(SO、LiN(SOCF)(SO)、LiC(SOCF、LiC(SO、LiPF6−n(C(nは1〜6の整数)、LiSOCF、LiSO、LiSOなどの有機化合物;などを用いることができる。なお、LiPFやLiBFなどの無機アニオンは、樹脂(A)のカチオン性開始剤として機能する。よって、樹脂(A)の架橋を円滑に進行させるには、非水電解液が、LiPFまたはLiBFを含有していることが好ましい。 As the non-aqueous electrolyte, for example, a solution obtained by dissolving a lithium salt used in a conventionally known non-aqueous electrolyte battery in an organic solvent is used. The lithium salt is not particularly limited as long as it dissociates in a solvent to form Li + ions and does not cause a side reaction such as decomposition in a voltage range used as a battery. Specifically, for example, inorganic compounds such as LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiClO 4 ; LiN (SO 2 CF 3 ) 2 , LiN (SO 2 C 2 F 5 ) 2 , LiN (SO 2 CF 3 ) (SO 2 O 4 F 9) , LiC (SO 2 CF 2) 3, LiC (SO 2 C 2 F 5) 2, LiPF 6-n (C 2 F 5) n (n is an integer from 1 to 6), Organic compounds such as LiSO 3 CF 3 , LiSO 3 C 2 F 5 , LiSO 3 O 4 F 8, etc. can be used. Incidentally, inorganic anions such as LiPF 6 or LiBF 4 functions as a cationic initiator of the resin (A). Therefore, in order to allow the crosslinking of the resin (A) to proceed smoothly, it is preferable that the non-aqueous electrolyte contains LiPF 6 or LiBF 4 .

非水電解液に用いる有機溶媒としては、前記のリチウム塩を溶解し、電池として使用される電圧範囲で分解などの副反応を起こさないものであれば特に限定されない。例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ビニレンカーボネートなどの環状カーボネート;ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネートなどの鎖状カーボネート;γ−ブチロラクトンといった環状エステル;ジメトキシエタン、ジグライム、トリグライム、テトラグライムなどの鎖状エーテル;ジオキサン、テトラヒドロフラン、2-メチルテトラヒドロフランなどの環状エーテル;アセトニトリル、プロピオニトリル、メトキシプロピオニトリルといったニトリル類;などが挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用しても構わない。なお、より良好な特性の電池とするためには、エチレンカーボネートと鎖状カーボネートの混合溶媒など、高い導電率を得ることができる組み合わせで用いることが望ましい。また、これらの非水電解液に安全性や充放電サイクル性、高温貯蔵性といった特性を向上させる目的で、ビニレンカーボネート類、1,3−プロパンサルトン、ジフェニルジスルフィド、シクロヘキシルベンゼン、ビフェニル、フルオロベンゼン、t−ブチルベンゼンなどの添加剤を適宜加えることもできる。   The organic solvent used for the non-aqueous electrolyte is not particularly limited as long as it dissolves the lithium salt and does not cause a side reaction such as decomposition in a voltage range used as a battery. For example, cyclic carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, vinylene carbonate; chain carbonates such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate; cyclic esters such as γ-butyrolactone; dimethoxyethane, diglyme, triglyme, tetraglyme, etc. Chain ethers; cyclic ethers such as dioxane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran; nitriles such as acetonitrile, propionitrile, methoxypropionitrile; and the like. These may be used alone or in combination. You may use the above together. In order to obtain a battery with better characteristics, it is desirable to use a combination that can obtain high conductivity, such as a mixed solvent of ethylene carbonate and chain carbonate. In addition, vinylene carbonates, 1,3-propane sultone, diphenyl disulfide, cyclohexylbenzene, biphenyl, and fluorobenzene are used for the purpose of improving safety, charge / discharge cycleability, and high-temperature storage properties of these non-aqueous electrolytes. An additive such as t-butylbenzene may be added as appropriate.

非水電解液中のリチウム塩濃度としては、例えば、0.8〜1.5mol/lとすることが好ましい。   The lithium salt concentration in the non-aqueous electrolyte is preferably 0.8 to 1.5 mol / l, for example.

また、電池にシャットダウン特性を付与するために樹脂(C)を用いる場合、前記のように樹脂(C)も含むセパレータ形成用組成物を用いてセパレータを形成することで、樹脂(C)をセパレータ中に含有させる方法以外にも、セパレータとは別に、樹脂(C)を主体として含む微多孔膜などの多孔質層を、セパレータと共に正負極間に配置するなどすることもできる。この場合、前記多孔質層は、独立膜としてもよく、電極と一体化した構成としてもよい。   Moreover, when using resin (C) in order to provide a shutdown characteristic to a battery, a separator is formed using the composition for separator formation which also contains resin (C) as mentioned above, and resin (C) is a separator. Besides the separator, a porous layer such as a microporous film mainly containing the resin (C) can be disposed between the positive and negative electrodes together with the separator, in addition to the separator. In this case, the porous layer may be an independent film or may be integrated with the electrode.

樹脂(C)の独立膜としては、例えば、従来から知られている非水電解質電池などで使用されている前記例示の熱可塑性樹脂で構成された多孔質膜、すなわち、溶剤抽出法、乾式または湿式延伸法などにより作製されたイオン透過性の多孔質膜(微多孔膜)を用いることができる。また、樹脂(C)の微粒子が適当な分散媒に分散したエマルジョンを用い、必要に応じて有機バインダを添加して、セパレータ表面または電極表面に塗布して乾燥することによって多孔質層を形成することもできる。なお、この場合の有機バインダには、例えば樹脂(A)として例示した各種樹脂を用いることができる。   As the independent membrane of the resin (C), for example, a porous membrane composed of the above-mentioned exemplified thermoplastic resin used in a conventionally known non-aqueous electrolyte battery or the like, that is, a solvent extraction method, a dry type or An ion-permeable porous membrane (microporous membrane) produced by a wet stretching method or the like can be used. In addition, a porous layer is formed by using an emulsion in which fine particles of resin (C) are dispersed in a suitable dispersion medium, adding an organic binder as necessary, applying to the separator surface or electrode surface, and drying. You can also In addition, the various resin illustrated as resin (A) can be used for the organic binder in this case, for example.

セパレータから非水電解液中に溶出した樹脂(B)を架橋させるには、前記の通り、熱処理を施すことが好ましく、そのための熱処理条件としては、例えば、前記一般式(1)で示される樹脂を樹脂(B)として用いている場合には、温度を50〜80℃、時間を30分〜5時間とすることが好ましい。また、熱処理の方法としては、例えば、恒温槽中に静置する方法が採用できる。   In order to crosslink the resin (B) eluted from the separator into the non-aqueous electrolyte, it is preferable to perform a heat treatment as described above. As the heat treatment conditions therefor, for example, the resin represented by the general formula (1) Is preferably used as the resin (B), the temperature is preferably 50 to 80 ° C. and the time is preferably 30 minutes to 5 hours. Moreover, as a method of heat processing, the method of leaving still in a thermostat can be employ | adopted, for example.

本発明の非水電解液電池は、電池特性(特に充放電サイクル特性)と安全性に優れていることから、例えば、携帯電話、ノート型パーソナルコンピューター、PDAなどの携帯端末機器などの各種電子機器の電源として好適に用いることができる。   Since the non-aqueous electrolyte battery of the present invention is excellent in battery characteristics (particularly charge / discharge cycle characteristics) and safety, various electronic devices such as mobile terminal devices such as mobile phones, notebook personal computers, and PDAs are used. It can be suitably used as a power source.

以下、実施例に基づいて本発明を詳細に述べる。ただし、下記実施例は本発明を制限するものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples. However, the following examples do not limit the present invention.

実施例1
<正極の作製>
正極活物質であるLiCoO:80質量部、導電助剤であるアセチレンブラック:10質量部、および結着剤であるPVDF:10質量部を、NMPを分散媒として均一になるように混合して、正極合剤含有ペーストを調製した。このペーストを、集電体となる厚さ15μm、幅800mmのアルミニウム箔の両面に、塗布長が表面280mm、裏面210mmになるように間欠塗布し、乾燥した後、カレンダー処理を行って、全厚が150μmになるように正極合剤層の厚みを調整し、幅が43mmになるようにスリットして正極を得た。この正極の集電体の露出部に、タブ付けを行った。
Example 1
<Preparation of positive electrode>
LiCoO 2 as a positive electrode active material: 80 parts by mass, acetylene black as a conductive auxiliary agent: 10 parts by mass, and PVDF as a binder: 10 parts by mass are mixed so that NMP is a uniform dispersion medium. A positive electrode mixture-containing paste was prepared. This paste was intermittently applied to both sides of an aluminum foil having a thickness of 15 μm and a width of 800 mm as a current collector so that the coating length was 280 mm on the front surface and 210 mm on the back surface, dried, and then subjected to a calendar treatment to obtain a total thickness. The thickness of the positive electrode mixture layer was adjusted so as to be 150 μm, and the positive electrode was obtained by slitting so that the width was 43 mm. The exposed portion of the positive electrode current collector was tabbed.

<負極の作製>
負極活物質である黒鉛:95質量部と、バインダであるPVDF:5質量部とを、NMPを溶剤として均一になるように混合して負極合剤含有ペーストを調製した。この負極合剤含有ペーストを、銅箔からなる厚さ10μmの集電体の両面に、塗布長が表面290mm、裏面230mmになるように間欠塗布し、乾燥した後、カレンダー処理を行って全厚が142μmになるように負極合剤層の厚みを調整し、幅45mmになるように切断して、長さ300mm、幅45mmの負極を作製した。更にこの負極の銅箔の露出部にタブを溶接してリード部を形成した。
<Production of negative electrode>
A negative electrode mixture-containing paste was prepared by mixing 95 parts by mass of graphite as a negative electrode active material and 5 parts by mass of PVDF as a binder so as to be uniform using NMP as a solvent. This negative electrode mixture-containing paste was intermittently applied on both sides of a 10 μm-thick current collector made of copper foil so that the coating length was 290 mm on the front surface and 230 mm on the back surface, dried, and then subjected to calendering to obtain a total thickness. The thickness of the negative electrode mixture layer was adjusted so as to be 142 μm, and the negative electrode mixture layer was cut to have a width of 45 mm to produce a negative electrode having a length of 300 mm and a width of 45 mm. Further, a tab was welded to the exposed portion of the copper foil of the negative electrode to form a lead portion.

<樹脂(B)微粒子の作製>
水:300gに、安定剤としてポリビニルピロリドン(PVP):3g、界面活性剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(SDS):0.7g、モノマーとしてメチルメタクリレート(MMA):70g、前記一般式(5)で示され、Rがメチル基で、Rの炭素数が2のモノマー:30g、重合開始剤として過硫酸カリウム(KPK):10gを加えた。なお、全モノマー中のMMAの比率は、80モル%である。この分散液を、窒素雰囲気中で、65℃で300rpmの速度で撹拌しながら、分散重合を5時間行って、樹脂(B)微粒子の水分散体を得た。得られた微粒子の一部を60℃で15時間真空乾燥した後に測定した平均粒径は0.4μmであった。この樹脂(B)微粒子の水分散体に、樹脂(A)として、アクリル酸ブチルを主成分とするモノマーの重合により得られた自己架橋型アクリル樹脂のエマルジョン(Tg:−30℃、固形分比率45質量%)200gを加え、均一になるまで攪拌してセパレータ形成用組成物とした。
<Preparation of resin (B) fine particles>
Water: 300 g, polyvinylpyrrolidone (PVP): 3 g as a stabilizer, sodium dodecylbenzenesulfonate (SDS): 0.7 g as a surfactant, methyl methacrylate (MMA): 70 g as a monomer, in the general formula (5) indicated, with R 5 is a methyl group, a monomer having a carbon number of 2 to R 6: 30 g, potassium persulfate (KPK) as a polymerization initiator: were added 10g. In addition, the ratio of MMA in all monomers is 80 mol%. While this dispersion was stirred in a nitrogen atmosphere at a speed of 300 rpm at 65 ° C., dispersion polymerization was performed for 5 hours to obtain an aqueous dispersion of resin (B) fine particles. A part of the obtained fine particles was vacuum-dried at 60 ° C. for 15 hours, and the average particle size was 0.4 μm. A self-crosslinking acrylic resin emulsion (Tg: −30 ° C., solid content ratio) obtained by polymerization of a monomer mainly composed of butyl acrylate as the resin (A) in the aqueous dispersion of the resin (B) fine particles. (45% by mass) 200 g was added and stirred until uniform to obtain a separator-forming composition.

前記の樹脂(A)のエマルジョンのみを、ポリテトラフルオロエチレン板上にキャストし、厚み0.5mmのフィルムを作製した。このフィルムをリガク製の熱重量天秤「TGA−80型」にて窒素雰囲気中で加熱重量減少を測定したところ、1%重量減少する温度は260℃であった。また、前記フィルムを、非水電解液(後記の、本実施例で電池の作製に用いたものと同じ組成の非水電解液)を注入した密閉容器にいれ、150℃で1時間保持した後、室温に冷却して取り出したところ、形状変化などは見られなかった。これらの結果より、前記の樹脂(A)は150℃以上の耐熱温度を有していることが判った。   Only the emulsion of the resin (A) was cast on a polytetrafluoroethylene plate to produce a film having a thickness of 0.5 mm. When this film was measured for a decrease in heating weight in a nitrogen atmosphere using a thermogravimetric balance “TGA-80 type” manufactured by Rigaku, the temperature at which the weight decrease by 1% was 260 ° C. The film was placed in a sealed container filled with a non-aqueous electrolyte (non-aqueous electrolyte having the same composition as that used in the production of the battery described later in this example) and held at 150 ° C. for 1 hour. When cooled to room temperature and taken out, no change in shape was observed. From these results, it was found that the resin (A) had a heat resistant temperature of 150 ° C. or higher.

<セパレータの作製>
樹脂(C)としてPE(融点135℃)製の微多孔膜(厚み12μm、空孔率40%)の表面に、ダイコーターを用いて前記セパレータ形成用組成物を塗布し、乾燥して、セパレータを形成した。得られたセパレータの厚みは16μmであり、樹脂(A)の比重を1.2g/cm、樹脂(B)の比重を1.2g/cmとして求めたセパレータの構成成分(PE製微多孔膜は除く)の全体積中における樹脂(B)の量は、51体積%であった。
<Preparation of separator>
The separator-forming composition is applied to the surface of a microporous film (thickness: 12 μm, porosity: 40%) made of PE (resin melting point: 135 ° C.) as the resin (C) using a die coater, and dried. Formed. The thickness of the separator obtained was 16 μm, and the constituent components of the separator (PE microporous material) determined with the specific gravity of the resin (A) being 1.2 g / cm 3 and the specific gravity of the resin (B) being 1.2 g / cm 3. The amount of the resin (B) in the entire volume of the whole volume (excluding the membrane) was 51% by volume.

<電池組み立て>
前記正極と前記負極と前記セパレータを重ね合わせ、渦巻状に巻回して巻回電極体を得た。この巻回電極体を押しつぶして扁平状にしてラミネートフィルム外装材に挿入し、非水電解液(エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートを1:2の体積比で混合した溶媒に、LiPFを1.2mol/lの濃度で溶解させた溶液)を注入し、真空封止を行ってラミネート電池(非水電解質電池)を作製した。得られたラミネート電池を24時間室温で放置した後、60℃で5時間加熱して非水電解液をゲル化し、ゲル状非水電解質を有するラミネート電池とした。
<Battery assembly>
The positive electrode, the negative electrode, and the separator were superposed and wound in a spiral shape to obtain a wound electrode body. The wound electrode body is crushed into a flat shape and inserted into a laminate film packaging material, and 1.2 mol of LiPF 6 is added to a non-aqueous electrolyte (a solvent in which ethylene carbonate and ethyl methyl carbonate are mixed at a volume ratio of 1: 2). Solution was dissolved at a concentration of / l) and vacuum sealed to produce a laminate battery (non-aqueous electrolyte battery). The obtained laminated battery was allowed to stand at room temperature for 24 hours, and then heated at 60 ° C. for 5 hours to gel the non-aqueous electrolyte to obtain a laminated battery having a gel-like non-aqueous electrolyte.

実施例2
<樹脂(B)微粒子の作製>
水:300gに、安定剤としてPVP:3g、界面活性剤としてSDS:0.7g、モノマーとしてメチルメタクリレート(MMA):70g、前記一般式(6)で示され、Rが水素原子のモノマー:30g、重合開始剤としてKPK:10gを加えた。なお、全モノマー中のMMAの比率は、80モル%である。この分散液を、窒素雰囲気中で、65℃で300rpmの速度で撹拌しながら、分散重合を5時間行って、樹脂(B)微粒子の水分散体を得た。得られた微粒子の一部を60℃で15時間真空乾燥した後に測定した平均粒径は0.5μmであった。この樹脂(B)微粒子の水分散体に、樹脂(A)としてSBRラテックス(Tg:−20℃、固形分比率40質量%)を250g、フィラーとしてベーマイト(二次粒子、平均粒径2μm)を500g加え、均一になるまで攪拌してセパレータ形成用組成物を調製した。
Example 2
<Preparation of resin (B) fine particles>
Water: 300 g, PVP: 3 g as a stabilizer, SDS: 0.7 g as a surfactant, methyl methacrylate (MMA): 70 g as a monomer, represented by the general formula (6), and R 7 is a hydrogen atom monomer: 30 g and 10 g of KPK as a polymerization initiator were added. In addition, the ratio of MMA in all monomers is 80 mol%. While this dispersion was stirred in a nitrogen atmosphere at a speed of 300 rpm at 65 ° C., dispersion polymerization was performed for 5 hours to obtain an aqueous dispersion of resin (B) fine particles. A part of the obtained fine particles was vacuum-dried at 60 ° C. for 15 hours, and the average particle diameter measured was 0.5 μm. In this aqueous dispersion of resin (B) fine particles, 250 g of SBR latex (Tg: −20 ° C., solid content ratio 40% by mass) as resin (A) and boehmite (secondary particles, average particle size 2 μm) as filler are used. 500 g was added and stirred until uniform to prepare a separator-forming composition.

<セパレータの作製>
PET製不織布(厚み12μm、目付け10g/m)を多孔質基材とし、この多孔質基体に、ディップコーターを用いて前記セパレータ形成用組成物を塗布し、乾燥して、セパレータを形成した。得られたセパレータの厚みは16μmであり、樹脂(A)の比重を1.0g/cm、樹脂(B)の比重を1.2g/cmとして、フィラーの比重を3.0g/cmとして求めたセパレータの構成成分(PET製不織布は除く)の全体積中における樹脂(B)の量は24体積%、フィラーの量は48体積%であった。
<Preparation of separator>
A PET non-woven fabric (thickness 12 μm, basis weight 10 g / m 2 ) was used as a porous substrate, and the separator-forming composition was applied to the porous substrate using a dip coater and dried to form a separator. The thickness of the obtained separator is 16 μm, the specific gravity of the resin (A) is 1.0 g / cm 3 , the specific gravity of the resin (B) is 1.2 g / cm 3 , and the specific gravity of the filler is 3.0 g / cm 3. The amount of the resin (B) in the total volume of the constituent components of the separator (excluding the nonwoven fabric made of PET) determined as was 24% by volume, and the amount of filler was 48% by volume.

<電池組み立て>
前記のセパレータを用いた以外は実施例1と同様にして、ゲル状電解質を有するラミネート電池を作製した。
<Battery assembly>
A laminated battery having a gel electrolyte was produced in the same manner as in Example 1 except that the separator was used.

実施例3
樹脂(C)として、PEエマルジョン(融点125℃、固形分比率40質量%)を用い、実施例1で作製したものと同じ負極の両面に、乾燥後の厚みが片面あたり5μmとなるように塗布し乾燥して、樹脂(C)の層を形成した。この負極を用いた以外は実施例2と同様にして、ゲル状電解質を有するラミネート電池を作製した。
Example 3
As resin (C), PE emulsion (melting point 125 ° C., solid content ratio 40% by mass) was applied to both sides of the same negative electrode as prepared in Example 1 so that the thickness after drying was 5 μm per side. And dried to form a layer of resin (C). A laminated battery having a gel electrolyte was produced in the same manner as in Example 2 except that this negative electrode was used.

実施例4
実施例2で調製したものと同じセパレータ形成用組成物を、実施例1で作製したものと同じ負極の両面に、乾燥後の厚みが片面あたり10μmになるように塗布し乾燥した。
Example 4
The same composition for forming a separator as that prepared in Example 2 was applied to both sides of the same negative electrode as that prepared in Example 1 so that the thickness after drying was 10 μm per side and dried.

前記の負極と、実施例1で作製したものと同じ正極とを、実施例2で用いたものと同じPET製不織布を介して、渦巻状に巻回して巻回電極体を得た。この巻回電極体を用いた以外は実施例1と同様にして、ゲル状電解質を有するラミネート電池を作製した。   The negative electrode and the same positive electrode as that prepared in Example 1 were spirally wound through the same PET nonwoven fabric as used in Example 2 to obtain a wound electrode body. A laminated battery having a gel electrolyte was produced in the same manner as in Example 1 except that this wound electrode body was used.

実施例5
実施例2で用いたものと同じPET製不織布に、実施例3で用いたものと同じPE製エマルジョンを、実施例2と同様にディップコーターを用いて塗布し、厚さ14μmの樹脂(C)を含有する多孔質層を作製した。この多孔質層をPET製不織布の代わりに用いた以外は、実施例4と同様にしてゲル状電解質を有するラミネート電池を作製した。
Example 5
The same PE emulsion as used in Example 3 was applied to the same PET nonwoven fabric used in Example 2 using a dip coater in the same manner as in Example 2, and a resin (C) having a thickness of 14 μm. A porous layer containing was prepared. A laminated battery having a gel electrolyte was produced in the same manner as in Example 4 except that this porous layer was used in place of the PET nonwoven fabric.

比較例1
セパレータとしてPE製微多孔膜(厚み20μm、空孔率40%)を用いた以外は、実施例1と同様にしてゲル状電解質を有するラミネート電池を作製した。なお、比較例1の電池はゲル電解質を形成するための材料を含有していないことから、ゲル化のための熱処理は必要ないが、比較のために実施例1などと同様の熱処理を実施した。
Comparative Example 1
A laminated battery having a gel electrolyte was produced in the same manner as in Example 1 except that a PE microporous membrane (thickness 20 μm, porosity 40%) was used as the separator. In addition, since the battery of Comparative Example 1 does not contain a material for forming the gel electrolyte, heat treatment for gelation is not necessary, but the same heat treatment as in Example 1 was performed for comparison. .

実施例1〜5および比較例1の各電池について、以下の電気化学的評価と安全性評価とを行った。結果を表1に示す。   The batteries of Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 were subjected to the following electrochemical evaluation and safety evaluation. The results are shown in Table 1.

[電気化学的評価]
各電池を、0.2Cの定電流で4.2Vになるまで充電し、引き続き4.2Vの定電圧で充電した。定電流充電開始から定電圧充電終了までの総時間は7時間とした。充電後の各電池について、4.2Vから3.0Vになるまで、0.2Cで放電させて初期化を行った。
[Electrochemical evaluation]
Each battery was charged at a constant current of 0.2 C until it reached 4.2 V, and subsequently charged at a constant voltage of 4.2 V. The total time from the start of constant current charging to the end of constant voltage charging was 7 hours. Each battery after charge was initialized by discharging at 0.2 C until the voltage changed from 4.2 V to 3.0 V.

前記初期化後の各電池について、0.5Cの定電流で4.2Vになるまで充電し、引き続き4.2Vの定電圧で充電した。定電流充電開始から定電圧充電終了までの総時間は3時間とした。そして、充電後の各電池について、4.2Vから3.0Vになるまで、0.5Cで放電させた。この充放電の操作を1サイクルとして100サイクルの充放電を実施した。そして、1サイクル目の放電容量と、100サイクル目の放電容量を測定し、1サイクル目の放電容量に対する100サイクル目の放電容量比(%)を容量維持率として評価した。すなわち、容量維持率が高いほど、電池の充放電サイクル特性が優れていることを意味している。   About each battery after the said initialization, it charged until it became 4.2V with the constant current of 0.5C, and it charged with the constant voltage of 4.2V continuously. The total time from the start of constant current charging to the end of constant voltage charging was 3 hours. And each battery after charge was discharged at 0.5 C from 4.2 V to 3.0 V. This charging / discharging operation was defined as one cycle, and 100 cycles of charging / discharging were performed. And the discharge capacity of the 1st cycle and the discharge capacity of the 100th cycle were measured, and the discharge capacity ratio (%) of the 100th cycle to the discharge capacity of the 1st cycle was evaluated as a capacity maintenance rate. That is, the higher the capacity retention rate, the better the charge / discharge cycle characteristics of the battery.

[安全性評価]
前記の条件での初期化後の各電池(前記の電気化学的評価を行ったものとは別の電池)について、0.5Cの定電流で4.2Vになるまで充電し、引き続き4.2Vの定電圧で充電した。定電流充電開始から定電圧充電終了までの総時間は3時間とした。この充電状態の各電池について、150℃の環境下で30分保持する高温保持試験を行い、短絡の有無で安全性を評価した。
[Safety evaluation]
Each battery after initialization under the above conditions (battery different from that subjected to the electrochemical evaluation) was charged to 4.2 V at a constant current of 0.5 C, and subsequently 4.2 V The battery was charged at a constant voltage. The total time from the start of constant current charging to the end of constant voltage charging was 3 hours. Each battery in this charged state was subjected to a high temperature holding test for 30 minutes in an environment of 150 ° C., and safety was evaluated based on the presence or absence of a short circuit.

Figure 0005235109
Figure 0005235109

表1に示すように、実施例1〜5の電池では、容量維持率が高く、高温保持試験時においても短絡が見られず、電池特性(充放電サイクル特性)と安全性が優れている。また、樹脂(B)を容易に電池内に導入できるため、ゲル状電解質の形成も容易で、生産性が良好である。これに対し、比較例1の電池では、高温保持試験時に短絡が生じた。   As shown in Table 1, in the batteries of Examples 1 to 5, the capacity retention rate is high, no short circuit is observed even during the high temperature holding test, and the battery characteristics (charge / discharge cycle characteristics) and safety are excellent. Further, since the resin (B) can be easily introduced into the battery, the formation of the gel electrolyte is easy and the productivity is good. On the other hand, in the battery of Comparative Example 1, a short circuit occurred during the high temperature holding test.

Claims (11)

非水電解液に対して室温で安定であり、かつ耐熱温度が150℃以上の樹脂(A)と、
架橋構造を形成するための反応性基を含有し、かつ非水電解液に溶解して空孔を形成する樹脂(B)とを有し、
前記樹脂(B)が、エポキシ基もしくはオキセタン基を含有するアクリル樹脂またはメタクリル樹脂の微粒子であることを特徴とする非水電解質電池用セパレータ。
A resin (A) that is stable at room temperature with respect to the non-aqueous electrolyte and has a heat-resistant temperature of 150 ° C. or higher;
Contain reactive groups to form a crosslinked structure, and then dissolved in the non-aqueous electrolytic solution have the resin (B) that form a vacancy,
The resin (B), a non-aqueous electrolyte battery separator characterized by Oh Rukoto in particulate acrylic resin or a methacrylic resin containing an epoxy group or an oxetane group.
樹脂(B)の含有量が、セパレータの構成成分の全体積中、10〜70体積%である請求項1に記載の非水電解質電池用セパレータ。 The separator for a nonaqueous electrolyte battery according to claim 1, wherein the content of the resin (B) is 10 to 70% by volume in the total volume of the constituent components of the separator. 樹脂(B)の平均粒径が、0.1〜0.3μmである請求項1または2に記載の非水電解質電池用セパレータ。 The separator for a nonaqueous electrolyte battery according to claim 1 or 2 , wherein the resin (B) has an average particle size of 0.1 to 0.3 µm . 樹脂(A)の含有量が、セパレータの構成成分の全体積中、10〜50体積%である請求項1〜3のいずれかに記載の非水電解質電池用セパレータ。 Content of resin (A) is 10-50 volume% in the whole volume of the structural component of a separator, The separator for nonaqueous electrolyte batteries in any one of Claims 1-3. 樹脂(A)として、ガラス転移温度が室温以下の樹脂を有する請求項1〜4のいずれかに記載の非水電解質電池用セパレータ。   The separator for nonaqueous electrolyte batteries according to any one of claims 1 to 4, wherein the resin (A) comprises a resin having a glass transition temperature of room temperature or lower. 無機フィラーを更に有する請求項1〜5のいずれかに記載の非水電解質電池用セパレータ。   The separator for nonaqueous electrolyte batteries according to claim 1, further comprising an inorganic filler. 多孔質基材を更に有する請求項1〜6のいずれかに記載の非水電解質電池用セパレータ。   The separator for nonaqueous electrolyte batteries according to claim 1, further comprising a porous substrate. 多孔質基材が、織布、不織布または微多孔膜である請求項に記載の非水電解質電池用セパレータ。 The separator for a nonaqueous electrolyte battery according to claim 7 , wherein the porous substrate is a woven fabric, a nonwoven fabric or a microporous membrane. リチウムイオンを吸蔵放出できる負極、リチウムイオンを吸蔵放出できる正極、セパレータおよび非水電解質を少なくとも有する非水電解質電池であって、
前記セパレータとして、請求項1〜8のいずれかに記載の非水電解質電池用セパレータを用いたことを特徴とする非水電解質電池。
A non-aqueous electrolyte battery having at least a negative electrode capable of occluding and releasing lithium ions, a positive electrode capable of occluding and releasing lithium ions, a separator and a non-aqueous electrolyte,
A nonaqueous electrolyte battery using the separator for a nonaqueous electrolyte battery according to claim 1 as the separator.
セパレータ由来の樹脂(B)が架橋構造を形成することで、非水電解液とともにゲル状の非水電解質を構成している請求項9に記載の非水電解質電池。 The nonaqueous electrolyte battery according to claim 9, wherein the separator-derived resin (B) forms a cross-linked structure to constitute a gel-like nonaqueous electrolyte together with the nonaqueous electrolytic solution . セパレータが、正極および負極の少なくとも一方と一体化している請求項9または10に記載の非水電解質電池。
The nonaqueous electrolyte battery according to claim 9 or 10, wherein the separator is integrated with at least one of the positive electrode and the negative electrode.
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