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JP7822142B2 - Separator for power storage device and power storage device - Google Patents
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JP7822142B2 - Separator for power storage device and power storage device - Google Patents

Separator for power storage device and power storage device

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JP7822142B2 JP2021142577A JP2021142577A JP7822142B2 JP 7822142 B2 JP7822142 B2 JP 7822142B2 JP 2021142577 A JP2021142577 A JP 2021142577A JP 2021142577 A JP2021142577 A JP 2021142577A JP 7822142 B2 JP7822142 B2 JP 7822142B2
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Description

本発明は、蓄電デバイス用セパレータ等に関する。 The present invention relates to separators for electricity storage devices, etc.

微多孔膜、特にポリオレフィン系微多孔膜は、精密濾過膜、電池用セパレータ、コンデンサー用セパレータ、燃料電池用材料等の多くの技術分野で使用されており、特にリチウムイオン電池に代表される蓄電デバイス用セパレータとして使用されている。リチウムイオン電池は、携帯電話、ノート型パーソナルコンピュータ等の小型電子機器用途のほか、ハイブリッド自動車、及びプラグインハイブリッド自動車を含む電気自動車等、様々な用途へ応用されている。
近年、高エネルギー容量、高エネルギー密度、かつ高出力特性を有するリチウムイオン電池が求められ、それに伴い、薄膜であり高安全性かつ高強度(例えば、高突刺強度)なセパレータへの需要が高まっている。
Microporous membranes, particularly polyolefin-based microporous membranes, are used in many technical fields, such as microfiltration membranes, battery separators, capacitor separators, and fuel cell materials, and are particularly used as separators for power storage devices, such as lithium-ion batteries. Lithium-ion batteries are used in a variety of applications, including small electronic devices such as mobile phones and notebook personal computers, as well as electric vehicles, including hybrid vehicles and plug-in hybrid vehicles.
In recent years, there has been a demand for lithium-ion batteries with high energy capacity, high energy density, and high power output characteristics, and this has led to an increasing demand for thin separators that are highly safe and have high strength (e.g., high puncture resistance).

特許文献1は、ポリプロピレン系樹脂を含むポリオレフィン微多孔膜であって、メルトダウン温度が195℃以上230℃以下であることを特徴とするポリオレフィン微多孔膜を記載し、当該ポリプロピレン系樹脂の重量平均分子量が50万以上80万以下であってよいこと、及び分子量分布が7.5以上16以下であってよいことを記載する。 Patent Document 1 describes a polyolefin microporous membrane containing a polypropylene-based resin, characterized in that the meltdown temperature is 195°C or higher and 230°C or lower, and that the weight-average molecular weight of the polypropylene-based resin may be 500,000 or higher and 800,000 or lower, and that the molecular weight distribution may be 7.5 or higher and 16 or lower.

特許文献2は、第1の樹脂組成物からなる第1の微多孔性フィルムと、第2の樹脂組成物からなる第2の微多孔性フィルムとを積層して備え、第1の樹脂組成物及び第2の樹脂組成物のMFRがいずれも1.0g/10分以下であり、第1の樹脂組成物に含まれる樹脂の分子量分布(Mw/Mn)が10以上である積層微多孔性フィルムを記載する。 Patent Document 2 describes a laminated microporous film comprising a first microporous film made of a first resin composition and a second microporous film made of a second resin composition, wherein the MFR of both the first and second resin compositions is 1.0 g/10 min or less, and the molecular weight distribution (Mw/Mn) of the resin contained in the first resin composition is 10 or more.

特許文献3は、融点TmAを有する第1の樹脂組成物を含む第1の微多孔性フィルムと、前記融点TmAよりも低い融点TmBを有する第2の樹脂組成物を含む第2の微多孔性フィルムと、を備え、伸長粘度が、18000~40000Pa・sであり、せん断粘度が、5000~10000Pa・sである、積層微多孔性フィルムを記載する。 Patent Document 3 describes a laminated microporous film comprising a first microporous film containing a first resin composition having a melting point T mA and a second microporous film containing a second resin composition having a melting point T mB lower than the melting point T mA , and having an extensional viscosity of 18,000 to 40,000 Pa s and a shear viscosity of 5,000 to 10,000 Pa s.

特許文献4は、極限粘度[η]が1dl/g以上7dl/g未満であり、メソペンタッド分率が94.0~99.5%の範囲であり、昇温時の100℃までの溶出積分量が10%以下であり、融点が153~167℃であり、溶出温度-溶出量曲線において、最大ピークのピークトップ温度が105~130℃に存在し、該ピークの半値幅が7.0℃以下である、プロピレン単独重合体を必須成分とする、微多孔膜形成用ポリプロピレン樹脂組成物を記載する。 Patent Document 4 describes a polypropylene resin composition for forming a microporous membrane, containing a propylene homopolymer as an essential component, which has an intrinsic viscosity [η] of 1 dl/g or more but less than 7 dl/g, a mesopentad fraction in the range of 94.0 to 99.5%, an elution integrated amount up to 100°C during heating of 10% or less, a melting point of 153 to 167°C, and an elution temperature-elution amount curve in which the peak-top temperature of the maximum peak is between 105 and 130°C and the half-width of the peak is 7.0°C or less.

国際公開第2017/138512号International Publication No. 2017/138512 特開2016-22679号公報JP 2016-22679 A 特開2016-022676号公報JP 2016-022676 A 国際公開第2010/079784号International Publication No. 2010/079784

微多孔膜に高分子量のポリオレフィンを使用すると、高強度かつ高安全性の蓄電デバイス用セパレータを形成できることが知られている。しかしながら、高分子量のポリオレフィンは、溶融時の粘度が高いため、薄膜化が困難である。例えば、上記に挙げた特許文献1に記載されるセパレータは、安全性が高いとされているが、溶融張力が高すぎるために薄膜化はできていない。特許文献2に記載される技術によれば、共押出によって薄膜化は達成できているが、高出力特性は得られていない。また特許文献1、2に記載されるセパレータは、いずれも高温時の電池の安全性は低い傾向にある。特許文献3及び4によれば、セパレータの熱収縮率は低減され得るものの、どちらも溶融時の粘度が低いため、安全性が低いと予想される。これらのことから、薄膜化が可能でありながら、強度、安全性、及び高温での寸法安定性が高度に両立されたセパレータを得る点では改善の余地があった。 It is known that the use of high-molecular-weight polyolefins in microporous membranes can produce separators for energy storage devices that are both strong and safe. However, high-molecular-weight polyolefins have high viscosities when melted, making them difficult to thin. For example, the separator described in Patent Document 1 cited above is considered to be highly safe, but cannot be thinned due to its excessively high melt tension. According to the technology described in Patent Document 2, thinning is achieved through co-extrusion, but high-power characteristics are not achieved. Furthermore, the separators described in Patent Documents 1 and 2 tend to be unsafe for batteries at high temperatures. According to Patent Documents 3 and 4, the thermal shrinkage rate of the separator can be reduced, but both have low viscosities when melted, which is expected to result in low safety. For these reasons, there is room for improvement in obtaining separators that can be thinned while also achieving high strength, safety, and dimensional stability at high temperatures.

したがって、本発明は、高強度、高安全性、及び高温での高い寸法安定性を有し、かつ薄膜化の可能な蓄電デバイス用セパレータを提供することを目的とする。 Therefore, the object of the present invention is to provide a separator for an electricity storage device that has high strength, high safety, and high dimensional stability at high temperatures, and that can be made thin.

本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、特定のMFR(メルトフローレート)を有するポリオレフィンを用い、フューズショート試験時のショート温度を特定範囲に制御し、更に、105℃における熱収縮率を特定範囲に制御することが、上記課題の解決に有利であることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of extensive research into resolving the above-mentioned issues, the inventors discovered that using a polyolefin with a specific MFR (melt flow rate), controlling the short-circuit temperature during a fuse short test within a specific range, and further controlling the thermal shrinkage rate at 105°C within a specific range are advantageous in resolving the above-mentioned issues, leading to the completion of the present invention.

本発明の実施形態の例を以下の項目[1]~[11]に列記する。
[1] 微多孔層を備える蓄電デバイス用セパレータであって、
前記微多孔層が、荷重2.16kg及び温度230℃におけるメルトフローレート(MFR)0.7g/10分以下を有するポリオレフィンを含み、
前記蓄電デバイス用セパレータのフューズショート試験におけるショート温度が、200℃以上であり、
前記蓄電デバイス用セパレータを105℃で1時間熱処理したときの幅方向(TD)の熱収縮率及び機械方向(MD)の熱収縮率が、それぞれ、TD≦1%、及びMD≦4%である、蓄電デバイス用セパレータ。
[2] 前記ポリオレフィンが、ポリプロピレンを主成分とする、上記態様1に記載の蓄電デバイス用セパレータ。
[3] 前記ポリオレフィンの重量平均分子量(Mw)を数平均分子量(Mn)で除した値(Mw/Mn)が、7以下である、上記態様1又は2に記載の蓄電デバイス用セパレータ。
[4] 前記フューズショート試験でのフューズ温度が、150℃以下である、上記態様1~3のいずれかに記載の蓄電デバイス用セパレータ。
[5] ポリプロピレンを主成分とする微多孔層と、ポリエチレンを主成分とする微多孔層との多層構造を有する、上記態様1~4のいずれかに記載の蓄電デバイス用セパレータ。
[6] 前記微多孔層の広角X線散乱測定において、幅方向(TD)の配向割合に対する機械方向(MD)の配向割合の比MD/TDが、1.3以上である、上記態様1~5のいずれかに記載の蓄電デバイス用セパレータ。
[7] 厚みが18μm以下であり、気孔率が42%以上であり、透気抵抗度が250秒/100cm3以下である、上記態様1~6のいずれかに記載の蓄電デバイス用セパレータ。
[8] 上記態様1~7のいずれかに記載の蓄電デバイス用セパレータを備える、蓄電デバイス。
Examples of embodiments of the present invention are listed in the following items [1] to [11].
[1] A separator for an electricity storage device having a microporous layer,
the microporous layer comprises a polyolefin having a melt flow rate (MFR) of 0.7 g/10 min or less at a load of 2.16 kg and a temperature of 230°C;
the separator for an electricity storage device has a short-circuit temperature of 200°C or higher in a fuse short-circuit test;
A separator for an electric storage device, wherein when the separator for an electric storage device is heat-treated at 105°C for 1 hour, the heat shrinkage rate in the width direction (TD) and the heat shrinkage rate in the machine direction (MD) are TD≦1% and MD≦4%, respectively.
[2] The separator for an electricity storage device according to aspect 1, wherein the polyolefin is primarily composed of polypropylene.
[3] The separator for an electricity storage device according to aspect 1 or 2, wherein the polyolefin has a weight average molecular weight (Mw) divided by a number average molecular weight (Mn) (Mw/Mn) of 7 or less.
[4] The separator for an electricity storage device according to any one of aspects 1 to 3, wherein the fuse temperature in the fuse short circuit test is 150° C. or less.
[5] The separator for an electricity storage device according to any one of Aspects 1 to 4, which has a multilayer structure of a microporous layer containing polypropylene as a main component and a microporous layer containing polyethylene as a main component.
[6] The power storage device separator according to any one of Aspects 1 to 5, wherein, in wide-angle X-ray scattering measurement of the microporous layer, the ratio MD/TD of the orientation rate in the machine direction (MD) to the orientation rate in the width direction (TD) is 1.3 or greater.
[7] The separator for an electricity storage device according to any one of Aspects 1 to 6, having a thickness of 18 μm or less, a porosity of 42% or more, and an air resistance of 250 sec/100 cm or less .
[8] An electricity storage device comprising the separator for an electricity storage device according to any one of aspects 1 to 7.

本発明によれば、高強度、高安全性、及び高温での高い寸法安定性を有し、かつ薄膜化の可能な蓄電デバイス用セパレータを提供することができる。なお、上述の記載は、本発明の全ての実施形態及び本発明に関する全ての利点を開示したものとみなしてはならない。本発明の更なる実施形態及びその利点は、以下の記載を参照することにより明らかとなる。 The present invention provides a separator for an electricity storage device that has high strength, high safety, and high dimensional stability at high temperatures, and can be made thin. The above description should not be construed as disclosing all embodiments of the present invention or all advantages associated with the present invention. Further embodiments and advantages of the present invention will become apparent from the following description.

図1は、広角X線散乱における(110)結晶ピーク面積比(MD/TD)の測定を説明するための、散乱強度の方位角分布の例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of the azimuthal angle distribution of scattering intensity to explain the measurement of the (110) crystal peak area ratio (MD/TD) in wide-angle X-ray scattering.

以下、本発明の実施形態(以下、「本実施形態」という。)を例示する目的で詳細に説明するが、本発明は本実施形態に限定されるものではない。 The following describes in detail an embodiment of the present invention (hereinafter referred to as the "present embodiment") for illustrative purposes, but the present invention is not limited to this embodiment.

《蓄電デバイス用セパレータ》
〈微多孔層〉
本実施形態の蓄電デバイス用セパレータは、ポリオレフィンを含む微多孔層を備える。微多孔層は、好ましくはポリオレフィンを主成分とする。本実施形態において、微多孔層は、単層で用いても、二層以上を積層して多層で用いても良い。ポリオレフィンを主成分とする微多孔層とは、当該微多孔層の全質量を基準として、ポリオレフィンを50質量%以上含む膜をいう。微多孔層中のポリオレフィンの含有量の下限は、膜の電解液に対する濡れ性、薄膜化、及びシャットダウン特性等の観点から、好ましくは55質量%以上、60質量%以上、70質量%以上、80質量%以上、90質量%以上、又は95質量%以上である。微多孔層中のポリオレフィンの含有量の上限は、例えば60質量%以下、70質量%以下、80質量%以下、90質量%以下、95質量%以下、98質量%以下、又は99質量%以下でよく、100質量%でもよい。
<Separator for power storage device>
<Microporous layer>
The separator for an electricity storage device of this embodiment includes a microporous layer containing a polyolefin. The microporous layer preferably contains a polyolefin as a main component. In this embodiment, the microporous layer may be used as a single layer or as a multilayer formed by laminating two or more layers. A microporous layer containing a polyolefin as a main component refers to a film containing 50% by mass or more of polyolefin based on the total mass of the microporous layer. The lower limit of the polyolefin content in the microporous layer is preferably 55% by mass or more, 60% by mass or more, 70% by mass or more, 80% by mass or more, 90% by mass or more, or 95% by mass or more, from the viewpoints of wettability of the film to an electrolyte, thinning, shutdown characteristics, etc. The upper limit of the polyolefin content in the microporous layer may be, for example, 60% by mass or less, 70% by mass or less, 80% by mass or less, 90% by mass or less, 95% by mass or less, 98% by mass or less, or 99% by mass or less, or may be 100% by mass.

〈ポリオレフィン〉
ポリオレフィンは、炭素-炭素二重結合を有するモノマーを繰り返し単位として含むポリマーである。ポリオレフィンを構成するモノマーとしては、限定されないが、炭素-炭素二重結合を有する炭素原子数1以上10以下のモノマー、例えば、エチレン、プロピレン、1-ブテン、4-メチル-1-ペンテン、1-ヘキセン、及び1-オクテン等が挙げられる。ポリオレフィンは、例えば、ホモポリマー、コポリマー、又は多段重合ポリマー等であり、好ましくはホモポリマーである。
<Polyolefin>
Polyolefins are polymers containing, as repeating units, monomers having a carbon-carbon double bond. Monomers constituting polyolefins include, but are not limited to, monomers having 1 to 10 carbon atoms and having a carbon-carbon double bond, such as ethylene, propylene, 1-butene, 4-methyl-1-pentene, 1-hexene, and 1-octene. Polyolefins are, for example, homopolymers, copolymers, or multi-stage polymers, and are preferably homopolymers.

ポリオレフィンとしては、具体的には、シャットダウン特性等の観点から、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンとプロピレンとの共重合体、及びこれらの混合物が好ましい。ポリオレフィンは、より好ましくはポリプロピレンである。 Specific examples of polyolefins that are preferred from the standpoint of shutdown characteristics include polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymers, and mixtures thereof. Polypropylene is a more preferred polyolefin.

本実施形態のポリオレフィンはポリプロピレンを主成分とすることが好ましい。ここで、ポリオレフィンはポリプロピレンを主成分とするとは、ポリオレフィンの全質量を基準として、ポリプロピレンを50質量%以上含むものをいう。ポリオレフィン中のポリプロピレンの含有量の下限は、良好なシャットダウン特性等を得る観点から、好ましくは55質量%以上、60質量%以上、70質量%以上、80質量%以上、90質量%以上、又は95質量%以上である。ポリオレフィン中のポリプロピレンの含有量の上限は、100質量%でよく、99質量%以下、又は98質量%以下でもよい。 The polyolefin of this embodiment preferably contains polypropylene as a primary component. Here, "polyolefin containing polypropylene as a primary component" refers to a polyolefin containing 50% by mass or more of polypropylene, based on the total mass of the polyolefin. From the viewpoint of obtaining good shutdown characteristics, the lower limit of the polypropylene content in the polyolefin is preferably 55% by mass or more, 60% by mass or more, 70% by mass or more, 80% by mass or more, 90% by mass or more, or 95% by mass or more. The upper limit of the polypropylene content in the polyolefin may be 100% by mass, or may be 99% by mass or less, or 98% by mass or less.

ポリプロピレンの立体規則性としては、限定されないが、例えば、アタクチック、アイソタクチック、又はシンジオタクチック等が挙げられる。ポリプロピレンは、好ましくはアイソタクチック、又はシンジオタクチックの高結晶性ホモポリマーである。 The stereoregularity of the polypropylene is not limited, but examples include atactic, isotactic, or syndiotactic. The polypropylene is preferably an isotactic or syndiotactic highly crystalline homopolymer.

ポリプロピレンは、好ましくはホモポリマーであり、プロピレン以外の少量のコモノマー、例えばα-オレフィンコモノマーを共重合したコポリマー、例えばブロックポリマーであってもよい。ポリプロピレンに繰り返し単位として含まれるプロピレン構造の量は、例えば70モル%以上、80モル%以上、90モル%以上、95モル%以上、又は99モル%以上でよい。ポリプロピレンに含まれる、プロピレン構造以外のコモノマーに由来する繰り返し単位の量は、例えば30モル%以下、20モル%以下、10モル%以下、5モル%以下、又は1モル%以下でよい。ポリプロピレンは、1種を単独で、又は2種以上を混合して使用することができる。 The polypropylene is preferably a homopolymer, but may also be a copolymer, such as a block polymer, in which a small amount of a comonomer other than propylene, such as an α-olefin comonomer, is copolymerized. The amount of propylene structures contained as repeating units in the polypropylene may be, for example, 70 mol% or more, 80 mol% or more, 90 mol% or more, 95 mol% or more, or 99 mol% or more. The amount of repeating units derived from comonomers other than the propylene structure contained in the polypropylene may be, for example, 30 mol% or less, 20 mol% or less, 10 mol% or less, 5 mol% or less, or 1 mol% or less. One type of polypropylene can be used alone, or two or more types can be used in combination.

ポリオレフィンの重量平均分子量(Mw)は、微多孔層の強度等の観点から、好ましくは100,000以上、より好ましくは200,000以上、さらに好ましくは300,000以上、さらに好ましくは500,000以上、特に好ましくは550,000以上であり、好ましくは2,000,000以下、より好ましくは1,500,000以下である。 From the viewpoint of the strength of the microporous layer, the weight average molecular weight (Mw) of the polyolefin is preferably 100,000 or more, more preferably 200,000 or more, even more preferably 300,000 or more, even more preferably 500,000 or more, and particularly preferably 550,000 or more, and is preferably 2,000,000 or less, more preferably 1,500,000 or less.

ポリオレフィンの重量平均分子量(Mw)を数平均分子量(Mn)で除した値(Mw/Mn)の上限値は、好ましくは7以下、6.5以下、6以下、5.5以下、又は5以下である。Mw/Mnで表される分子量分布が小さいことにより、分子同士の絡み合いが少なくなることで、溶融張力が小さくなり、薄膜化の効果が得られる。また、ポリオレフィンのMw/Mnは、好ましくは1以上、1.3以上、1.5以上、2.0以上、又は2.5以上である。Mw/Mnが1以上であることにより、適度な分子の絡み合いが維持され、成膜時の安定性が良好となる傾向がある。 The upper limit of the value (Mw/Mn) obtained by dividing the weight average molecular weight (Mw) of the polyolefin by the number average molecular weight (Mn) is preferably 7 or less, 6.5 or less, 6 or less, 5.5 or less, or 5 or less. A narrow molecular weight distribution represented by Mw/Mn reduces entanglement between molecules, thereby reducing melt tension and achieving the effect of thinning the film. Furthermore, the Mw/Mn of the polyolefin is preferably 1 or more, 1.3 or more, 1.5 or more, 2.0 or more, or 2.5 or more. An Mw/Mn of 1 or more tends to maintain appropriate molecular entanglement and improve stability during film formation.

ポリオレフィンがポリプロピレンである場合、ポリプロピレンの重量平均分子量(Mw)は、微多孔層の強度等の観点から、好ましくは100,000以上、より好ましくは200,000以上、さらに好ましくは300,000以上、さらに好ましくは500,000以上、特に好ましくは550,000以上であり、好ましくは2,000,000以下、より好ましくは1,500,000以下である。 When the polyolefin is polypropylene, the weight average molecular weight (Mw) of the polypropylene is preferably 100,000 or more, more preferably 200,000 or more, even more preferably 300,000 or more, even more preferably 500,000 or more, and particularly preferably 550,000 or more, from the viewpoint of the strength of the microporous layer, and is preferably 2,000,000 or less, more preferably 1,500,000 or less.

ポリプロピレンの重量平均分子量(Mw)を数平均分子量(Mn)で除した値(Mw/Mn)の上限値は、好ましくは7以下、6.5以下、6以下、5.5以下、又は5以下である。Mw/Mnで表される分子量分布が小さいことにより、分子同士の絡み合いが少なくなることで、溶融張力が小さくなり、薄膜化することができる効果がある。また、Mw/Mnは、好ましくは1以上、1.3以上、1.5以上、2.0以上、又は2.5以上である。Mw/Mnが1以上であることにより、適度な分子の絡み合いが維持され、成膜時の安定性が良好となる傾向がある。 The upper limit of the value (Mw/Mn) obtained by dividing the weight-average molecular weight (Mw) of polypropylene by the number-average molecular weight (Mn) is preferably 7 or less, 6.5 or less, 6 or less, 5.5 or less, or 5 or less. A narrow molecular weight distribution represented by Mw/Mn reduces entanglement between molecules, thereby reducing melt tension and enabling the film to be made thinner. Furthermore, Mw/Mn is preferably 1 or more, 1.3 or more, 1.5 or more, 2.0 or more, or 2.5 or more. Having an Mw/Mn ratio of 1 or more tends to maintain appropriate molecular entanglement and improve stability during film formation.

なお、本実施形態のポリオレフィンの重量平均分子量、数平均分子量、Mw/Mnは、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグロフィー)測定により得られるポリスチレン換算の分子量である。 The weight average molecular weight, number average molecular weight, and Mw/Mn of the polyolefin of this embodiment are polystyrene-equivalent molecular weights obtained by GPC (gel permeation chromatography) measurement.

ポリオレフィンの密度は、好ましくは0.85g/cm3以上、0.88g/cm3以上、0.89g/cm3以上、又は0.90g/cm3以上である。ポリオレフィンの密度は、好ましくは1.1g/cm3以下、1.0g/cm3以下、0.98g/cm3以下、0.97g/cm3以下、0.96g/cm3以下、0.95g/cm3以下、0.94g/cm3以下、0.93g/cm3以下、又は0.92g/cm3以下である。ポリオレフィンの密度は、ポリオレフィンの結晶性に関連し、ポリオレフィンの密度が0.85g/cm3以上であれば微多孔層の生産性が向上し、特に乾式で樹脂原反を多孔化する方法(以下、乾式法という。)において有利である。 The density of the polyolefin is preferably 0.85 g/cm or more, 0.88 g/cm or more, 0.89 g/cm or more , or 0.90 g/cm or more . The density of the polyolefin is preferably 1.1 g/cm or less, 1.0 g/cm or less, 0.98 g/cm or less, 0.97 g/cm or less , 0.96 g/cm or less, 0.95 g/cm or less, 0.94 g/cm or less, 0.93 g/cm or less, or 0.92 g/cm or less. The density of the polyolefin is related to the crystallinity of the polyolefin, and a polyolefin density of 0.85 g/cm or more improves the productivity of the microporous layer, and is particularly advantageous in a method of making a resin raw sheet porous by a dry method (hereinafter referred to as a dry method).

〈微多孔層の溶融張力〉
温度230℃で測定した際の微多孔層の溶融張力(単層の溶融張力)の上限値は、微多孔層の成形性の観点から、好ましくは30mN以下、より好ましくは25mN以下である。微多孔層の溶融張力(単層の溶融張力)の下限値は、微多孔層の強度等の観点から、好ましくは10mN以上、15mN以上、又は20mN以上である。
<Melt tension of microporous layer>
From the viewpoint of formability of the microporous layer, the upper limit of the melt tension of the microporous layer (melt tension of a single layer) measured at a temperature of 230° C. is preferably 30 mN or less, more preferably 25 mN or less. From the viewpoint of strength of the microporous layer, the lower limit of the melt tension of the microporous layer (melt tension of a single layer) is preferably 10 mN or more, 15 mN or more, or 20 mN or more.

〈メルトフローレート(MFR)〉
本実施形態のポリオレフィンを、荷重2.16kg、温度230℃で測定した際のメルトフローレート(MFR)(すなわち単層のMFR)は、より高強度かつ安全性の高い微多孔層を得る観点から、一態様において0.7g/10分以下であり、例えば0.6g/10分以下、0.55g/10分以下、又は0.5g/10分以下でよい。微多孔層のMFR(単層のMFR)の下限値は、微多孔層の溶融張力が高くなり過ぎず、高安全性かつ薄膜の微多孔層の成形性が良好である点で、例えば0.15g/10分以上、0.2g/10分以上、0.25g/10分以上、0.3g/10分以上、0.35g/10分以上、又は0.4g/10分以上でよい。
なお、セパレータが多層の微多孔層からなる場合も、粘着テープをセパレータ端部に貼り引っ張ることにより、容易に各微多孔層をはがして回収し、溶融張力等の物性を測定することが可能である。
<Melt flow rate (MFR)>
The melt flow rate (MFR) of the polyolefin of this embodiment measured under a load of 2.16 kg at a temperature of 230°C (i.e., the MFR of a single layer) is, in one aspect, 0.7 g/10 min or less, for example, 0.6 g/10 min or less, 0.55 g/10 min or less, or 0.5 g/10 min or less, from the viewpoint of obtaining a microporous layer with higher strength and improved safety. The lower limit of the MFR of the microporous layer (the MFR of a single layer) may be, for example, 0.15 g/10 min or more, 0.2 g/10 min or more, 0.25 g/10 min or more, 0.3 g/10 min or more, 0.35 g/10 min or more, or 0.4 g/10 min or more, so that the melt tension of the microporous layer does not become too high and high safety and good formability of a thin-film microporous layer are obtained.
Even when the separator is made up of multiple microporous layers, each microporous layer can be easily peeled off and collected by applying adhesive tape to the edge of the separator and pulling it, and physical properties such as melt tension can be measured.

微多孔層のMFRが0.7g/10分以下、特に0.6g/10分以下であることは、微多孔層に含まれるポリオレフィンの分子量が高いことを意味する。ポリオレフィンの分子量が高いことにより、結晶質同士を結合するタイ分子が多くなるため、高強度の微多孔層が得られる傾向にある。また、分子量が高いことから溶融時の粘度が高くなり、フューズショート試験時のショート温度が高くなり、電池の高温安全性が高くなる。一態様において、Mw/Mnで表される分子量分布が7以下、かつMFRが0.7g/10分以下、特に0.6g/10分以下である場合、高安全性かつ薄膜の蓄電デバイス用セパレータを得られる点で特に有利である。 An MFR of 0.7 g/10 min or less, particularly 0.6 g/10 min or less, of the microporous layer means that the molecular weight of the polyolefin contained in the microporous layer is high. A high molecular weight polyolefin results in more tie molecules bonding crystalline materials together, which tends to result in a high-strength microporous layer. Furthermore, a high molecular weight results in a high viscosity when melted, which increases the short-circuit temperature during a fuse short test and improves the high-temperature safety of the battery. In one embodiment, a molecular weight distribution represented by Mw/Mn of 7 or less and an MFR of 0.7 g/10 min or less, particularly 0.6 g/10 min or less, is particularly advantageous in that it allows for the production of a highly safe, thin-film separator for an electricity storage device.

ポリオレフィンがポリプロピレンである場合、高安全性かつ高強度の微多孔層を得る観点から、荷重2.16kg、温度230℃で測定した際のポリプロピレンのMFRは、0.2g/10分以上0.7g/10分以下であることが好ましい。ポリプロピレンのMFRの上限値は、より高強度の微多孔層を得る観点から、例えば、0.6g/10分以下、0.55g/10分以下、0.5g/10分以下、0.45g/10分以下、0.4g/10分以下、又は0.35g/10分以下でよい。ポリプロピレンのMFRの下限値は、微多孔層の成形性等の観点から、例えば0.25g/10分以上、0.3g/10分以上、0.35g/10分以上、0.4g/10分以上、0.45g/10分以上、又は0.5g/10分以上でよい。 When the polyolefin is polypropylene, from the viewpoint of obtaining a highly safe and high-strength microporous layer, the MFR of the polypropylene, measured under a load of 2.16 kg and at a temperature of 230°C, is preferably 0.2 g/10 min or more and 0.7 g/10 min or less. From the viewpoint of obtaining a microporous layer with even higher strength, the upper limit of the MFR of the polypropylene may be, for example, 0.6 g/10 min or less, 0.55 g/10 min or less, 0.5 g/10 min or less, 0.45 g/10 min or less, 0.4 g/10 min or less, or 0.35 g/10 min or less. From the viewpoint of the formability of the microporous layer, the lower limit of the MFR of the polypropylene may be, for example, 0.25 g/10 min or more, 0.3 g/10 min or more, 0.35 g/10 min or more, 0.4 g/10 min or more, 0.45 g/10 min or more, or 0.5 g/10 min or more.

〈ペンタッド分率〉
ポリオレフィンがポリプロピレンである場合、本実施形態において、13C-NMR(核磁気共鳴法)で測定されるポリプロピレンのペンタッド分率の下限値は、低透気度の微多孔層を得る観点で、好ましくは95.0%以上、96.0%以上、96.5%以上、97.0%以上、97.5%以上、98.0%以上、98.5%以上、又は99.0%以上でよい。ポリプロピレンのペンタッド分率の上限値は、例えば99.9%以下、99.8%以下、又は99.5%以下でよい。
<Pentad fraction>
When the polyolefin is polypropylene, in this embodiment, the lower limit of the pentad fraction of the polypropylene measured by C-NMR (nuclear magnetic resonance) may be preferably 95.0% or more, 96.0% or more, 96.5% or more, 97.0% or more, 97.5% or more, 98.0% or more, 98.5% or more, or 99.0% or more, from the viewpoint of obtaining a microporous layer with low air permeability. The upper limit of the pentad fraction of the polypropylene may be, for example, 99.9% or less, 99.8% or less, or 99.5% or less.

ポリプロピレンのペンタッド分率が95.0%以上であると、ポリプロピレンの結晶性が高くなる。延伸開孔法、特に乾式法で得られる微多孔層は、複数の結晶質部分の間にある非晶質部分が延伸されることにより開孔するため、ポリプロピレンの結晶性が高いと、透気度を低く制御することができるため好ましい。 When the pentad fraction of polypropylene is 95.0% or higher, the crystallinity of the polypropylene is high. Microporous layers obtained by the stretching method, particularly the dry method, are formed by stretching the amorphous portions between multiple crystalline portions, resulting in pores. Therefore, high crystallinity of polypropylene is preferred because it allows the air permeability to be controlled low.

〈添加剤〉
本実施形態において、ポリオレフィンを含む(好ましくは主成分とする)微多孔層は、ポリオレフィン以外に、エラストマー、フッ素系流動改質材、ワックス類、結晶核材、酸化防止剤、脂肪族カルボン酸金属塩等の金属石鹸類、紫外線吸収剤、光安定剤、帯電防止剤、防曇剤、着色顔料等などの添加剤を、必要に応じて1種単独で、又は2種以上の組合せで、含んでもよい。
<Additives>
In this embodiment, the microporous layer containing (preferably containing as a main component) a polyolefin may contain, in addition to the polyolefin, additives such as elastomers, fluorine-based flow modifiers, waxes, crystal nucleating agents, antioxidants, metal soaps such as metal salts of aliphatic carboxylic acids, ultraviolet absorbers, light stabilizers, antistatic agents, antifogging agents, coloring pigments, etc., either singly or in combination as needed.

〈エラストマー〉
エラストマーとしては、熱可塑性エラストマー、例えば、エチレン/α-オレフィン共重合体、エチレン/スチレン共重合体、プロピレン/α-オレフィン共重合体、1-ブテン/α-オレフィン共重合体、スチレンとブタジエンのブロック共重合体(SBS)及びその水添重合体(SEBS)、スチレンとイソプレンのブロック共重合体(SIS)及びその水添重合体(SEPS)等が挙げられる。α-オレフィンとしては、例えば、プロピレン、1-ブテン、1-ヘキセン、1-オクテン、4-メチル-1-ペンテン等のα-オレフィンが挙げられる。エチレンとα-オレフィンとを共重合した高分子量体、直鎖状低密度ポリエチレン又は超低密度ポリエチレン等のように重合時に連鎖移動させて長鎖分岐を共重合させた高分子量体等も挙げられる。これらの熱可塑性エラストマーは、単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。
<Elastomer>
Examples of elastomers include thermoplastic elastomers such as ethylene/α-olefin copolymers, ethylene/styrene copolymers, propylene/α-olefin copolymers, 1-butene/α-olefin copolymers, styrene and butadiene block copolymers (SBS) and their hydrogenated polymers (SEBS), and styrene and isoprene block copolymers (SIS) and their hydrogenated polymers (SEPS). Examples of α-olefins include α-olefins such as propylene, 1-butene, 1-hexene, 1-octene, and 4-methyl-1-pentene. Examples of suitable α-olefins include high molecular weight copolymers of ethylene and α-olefins, and high molecular weight copolymers in which long-chain branches are copolymerized by chain transfer during polymerization, such as linear low-density polyethylene or ultra-low-density polyethylene. These thermoplastic elastomers may be used alone or in combination of two or more.

〈フューズ温度及びショート温度〉
一態様においては、蓄電デバイス用セパレータの、本開示のフューズショート試験によって測定されるショート温度(本開示で、単にショート温度ということもある。)が特定範囲に制御されており、好ましい態様においては、更に、蓄電デバイス用セパレータの、本開示のフューズショート試験によって測定されるフューズ温度(本開示で、単にフューズ温度ということもある。)が特定範囲に制御されている。
<Fuse temperature and short circuit temperature>
In one aspect, the short-circuit temperature (sometimes simply referred to as the short-circuit temperature in this disclosure) of the separator for an electric storage device measured by the fuse short-circuit test of the present disclosure is controlled within a specific range, and in a preferred aspect, the fuse temperature (sometimes simply referred to as the fuse temperature in this disclosure) of the separator for an electric storage device measured by the fuse short-circuit test of the present disclosure is further controlled within a specific range.

本開示のフューズショート試験は、以下のとおり行われる。熱電対が埋め込まれたセラミックプレート上にセパレータサンプルを配置し、油圧プレス機で面圧1.5MPaを印加しながら、ヒーターを昇温し、正極及び負極の集電体部分に接続された交流電気抵抗測定装置を用いて、連続的に温度と抵抗値を測定する。なお、温度は室温(一態様において23℃)から220℃まで15℃/分の速度にて昇温し、インピーダンス(抵抗値)は1kHzの交流にて測定する。このようなフューズショート試験によれば、正極及び負極を用い、更に面圧を印加することで、蓄電デバイス内のフューズショート挙動を反映することができる。得られたインピーダンス(Ω)に実効正極面積を乗じて算出した値を正極単位面積換算のインピーダンス(Ω・cm2)とする。正極単位面積換算のインピーダンスが100Ω・cm2に達した時点の温度をフューズ温度(℃)とし、インピーダンスが増加から減少に転じた(これはセパレータが孔閉塞状態に達したことを意味する)後、再び正極単位面積換算のインピーダンスが100Ω・cm2を下回った時点の温度をショート温度(℃)する。 The fuse short circuit test of the present disclosure is performed as follows. A separator sample is placed on a ceramic plate with an embedded thermocouple. A surface pressure of 1.5 MPa is applied using a hydraulic press while the heater is heated. The temperature and resistance value are continuously measured using an AC electrical resistance measuring device connected to the current collector portions of the positive and negative electrodes. The temperature is raised from room temperature (23°C in one embodiment) to 220°C at a rate of 15°C/min, and the impedance (resistance value) is measured using an AC of 1 kHz. This fuse short circuit test uses a positive electrode and a negative electrode and further applies surface pressure, making it possible to reflect the fuse short circuit behavior within the electricity storage device. The value calculated by multiplying the obtained impedance (Ω) by the effective positive electrode area is the impedance (Ω· cm2 ) converted to a unit area of the positive electrode. The temperature at which the impedance per unit area of the positive electrode reaches 100 Ω cm2 is defined as the fuse temperature (°C), and the temperature at which the impedance changes from increasing to decreasing (which means that the separator has reached a pore-blocked state) and then falls below 100 Ω cm2 again is defined as the short-circuit temperature (°C).

ショート温度は、蓄電デバイスが使用時の異常高温により短絡する温度に相当する。蓄電デバイス用セパレータのショート温度を所定以上に制御することは、蓄電デバイスの異常高温下での短絡を防止する点で有利である。ショート温度の下限は、上記観点から、一態様において200℃以上であり、好ましくは、201℃以上、202℃以上、203℃以上、又は204℃以上である。ショート温度の上限は、セパレータの製造容易性の観点から、例えば、250℃以下、245℃以下、230℃以下、又は225℃以下でよい。 The short-circuit temperature corresponds to the temperature at which an electricity storage device short-circuits due to abnormally high temperatures during use. Controlling the short-circuit temperature of a separator for an electricity storage device to a predetermined value or higher is advantageous in terms of preventing short-circuiting of the electricity storage device at abnormally high temperatures. From the above perspective, the lower limit of the short-circuit temperature in one embodiment is 200°C or higher, and preferably 201°C or higher, 202°C or higher, 203°C or higher, or 204°C or higher. From the perspective of ease of manufacturing the separator, the upper limit of the short-circuit temperature may be, for example, 250°C or lower, 245°C or lower, 230°C or lower, or 225°C or lower.

フューズ温度は、蓄電デバイスの使用時の異常高温によりセパレータが変質(例えば溶融)して電極間の電流を遮断する温度に相当する。蓄電デバイス用セパレータのフューズ温度を所定以下に制御することは、蓄電デバイスの異常高温下でフューズを良好に機能させて高安全性を実現する点で有利である。フューズ温度の上限は、上記観点から、好ましくは、150℃以下、145℃以下、140℃以下、又は135℃以下である。フューズ温度の下限は、セパレータの良好な強度の観点から、好ましくは、105℃以上、110℃以上、115℃以上、又は120℃以上である。 The fuse temperature corresponds to the temperature at which the separator changes (e.g., melts) due to abnormally high temperatures during use of the electricity storage device, interrupting the current between the electrodes. Controlling the fuse temperature of the separator for an electricity storage device to a predetermined value or lower is advantageous in that it allows the fuse to function well at abnormally high temperatures in the electricity storage device, thereby achieving high safety. From the above perspective, the upper limit of the fuse temperature is preferably 150°C or lower, 145°C or lower, 140°C or lower, or 135°C or lower. From the perspective of good separator strength, the lower limit of the fuse temperature is preferably 105°C or higher, 110°C or higher, 115°C or higher, or 120°C or higher.

〈配向割合(広角X線散乱)〉
本実施形態における微多孔層を、広角X線散乱で測定した際の、幅方向(TD)の配向割合に対する機械方向(MD)の配向割合の比MD/TDは、(110)結晶ピーク面積比(MD/TD)として得られる。上記比(MD/TD)の下限値は、好ましくは1.3以上、2以上、2.5以上、3以上、3.5以上、4以上、4.5以上、又は5以上である。配向割合の比(MD/TD)の上限値は、例えば12以下、10以下、8以下、6以下、5.5以下、5以下、4.5以下、又は4以下でよい。なお、本開示において、「機械方向」及び「MD」とは、微多孔層連続成形における機械方向を意味し、「幅方向」及び「TD」とは、MDを90°の角度で横切る方向を意味する。
Orientation ratio (wide-angle X-ray scattering)
When the microporous layer in this embodiment is measured by wide-angle X-ray scattering, the ratio of the orientation ratio in the machine direction (MD) to the orientation ratio in the width direction (TD), MD/TD, is obtained as the (110) crystal peak area ratio (MD/TD). The lower limit of the ratio (MD/TD) is preferably 1.3 or more, 2 or more, 2.5 or more, 3 or more, 3.5 or more, 4 or more, 4.5 or more, or 5 or more. The upper limit of the orientation ratio ratio (MD/TD) may be, for example, 12 or less, 10 or less, 8 or less, 6 or less, 5.5 or less, 5 or less, 4.5 or less, or 4 or less. In this disclosure, "machine direction" and "MD" refer to the machine direction in continuous microporous layer molding, and "width direction" and "TD" refer to the direction crossing the MD at an angle of 90°.

広角X線散乱による微多孔層の(110)結晶ピーク面積比(MD/TD)が1.3以上であることは、微多孔層を構成するポリマー分子鎖が、MDに強く配向していることを意味する。微多孔層に強いMD延伸がかかる方法、特にMD延伸の乾式法で微多孔層を製造する場合に、配向割合の比(MD/TD)が1.3以上である傾向にある。本実施形態の微多孔層の高強度でかつ薄膜化可能であるという利点は、限定されないが、MD延伸の乾式法で微多孔層を製造する場合に顕著であり、そのため、広角X線散乱による微多孔層の配向割合の比(MD/TD)が1.3以上であることが好ましい。 A (110) crystal peak area ratio (MD/TD) of 1.3 or more in wide-angle X-ray scattering of the microporous layer means that the polymer molecular chains constituting the microporous layer are strongly oriented in the MD. When the microporous layer is produced by a method that subjects the microporous layer to strong MD stretching, particularly a dry MD stretching method, the orientation ratio ratio (MD/TD) tends to be 1.3 or more. The advantages of the microporous layer of this embodiment, that it is high in strength and can be made thin, are not limited to, but are particularly pronounced when the microporous layer is produced by a dry MD stretching method. For this reason, it is preferable that the orientation ratio ratio (MD/TD) of the microporous layer measured by wide-angle X-ray scattering be 1.3 or more.

〈多層構造〉
本実施形態の蓄電デバイス用セパレータは、単層又は多層の微多孔層で構成されてよく、本実施形態のポリオレフィンを含む微多孔層を少なくとも一層有していればよい。例えば、多層構造は、全ての層がポリオレフィンを含んでよいし、ポリオレフィンを含まない層を含んでいてもよい。多層構造は、上記で説明した本実施形態のポリオレフィンを含む(好ましくは主成分とする)微多孔層単層、又は、当該微多孔層を二層以上積層させた多層構造を有してよい。例えば、多層構造は、ポリプロピレンを主成分とする微多孔層と、ポリエチレンを主成分とする微多孔層とを積層させた多層構造であってよい。該ポリエチレンを主成分とする微多孔層は、ポリオレフィンを含む微多孔層に関して上記で説明した特性(例えば、特定のメルトフローレート(MFR)及び分子量分布(Mw/Mn)等のうち1つ以上)を有するポリエチレン微多孔層であってよく、又はこれらの特性を有しないポリエチレン微多孔層であってよい。ポリエチレンは溶融シャットダウンに適した融点を有するため、シャットダウン特性の観点で、ポリエチレンを主成分とする更なる微多孔層を含むことが好ましい。
<Multilayer structure>
The separator for an electric storage device of this embodiment may be composed of a single or multiple microporous layers, as long as it has at least one microporous layer containing the polyolefin of this embodiment. For example, the multilayer structure may contain all layers of a polyolefin, or may include a layer that does not contain a polyolefin. The multilayer structure may have a single microporous layer containing (preferably as a main component) the polyolefin of this embodiment described above, or a multilayer structure in which two or more such microporous layers are laminated. For example, the multilayer structure may be a multilayer structure in which a microporous layer containing polypropylene as a main component and a microporous layer containing polyethylene as a main component are laminated. The polyethylene-based microporous layer may be a polyethylene microporous layer having the properties described above for the microporous layer containing a polyolefin (e.g., one or more of a specific melt flow rate (MFR) and molecular weight distribution (Mw/Mn)), or may be a polyethylene microporous layer that does not have these properties. Since polyethylene has a melting point suitable for melt shutdown, it is preferable to include an additional microporous layer containing polyethylene as a main component from the viewpoint of shutdown characteristics.

荷重2.16kg、温度190℃で測定されるポリエチレンのMFRは、シャットダウン特性、良好な開孔性、及び目詰まり抑制の観点から、好ましくは0.1g/10分以上、より好ましくは、0.15g/10分以上、さらに好ましくは0.18g/10分以上、特に好ましくは0.2g/10分以上であり、セパレータの強度の観点から、好ましくは2.0g/10分以下、より好ましくは1.0g/10分以下、さらに好ましくは0.8g/10分以下、特に好ましくは0.7g/10分以下である。 The MFR of the polyethylene measured under a load of 2.16 kg at a temperature of 190°C is preferably 0.1 g/10 min or more, more preferably 0.15 g/10 min or more, even more preferably 0.18 g/10 min or more, and particularly preferably 0.2 g/10 min or more, from the viewpoints of shutdown characteristics, good pore opening, and clogging prevention. From the viewpoint of separator strength, it is preferably 2.0 g/10 min or less, more preferably 1.0 g/10 min or less, even more preferably 0.8 g/10 min or less, and particularly preferably 0.7 g/10 min or less.

多層構造としては、三層以上の微多孔層が積層された多層構造が好ましい。多層構造は、本実施形態のポリオレフィンを主成分とし構成ポリマーが互いに同じである少なくとも二層の微多孔層(A)と、構成ポリマーが微多孔層(A)と異なり本実施形態のポリオレフィンを主成分としてもしなくてもよい少なくとも一層の微多孔層(B)とを有することが更に好ましい。多層構造は、本実施形態のポリプロピレンを主成分とする微多孔層(PP微多孔層)の少なくとも二層と、ポリエチレンを主成分とする更なる微多孔層(PE微多孔層)の少なくとも一層とを有することがより更に好ましい。 The multilayer structure is preferably a multilayer structure in which three or more microporous layers are laminated. More preferably, the multilayer structure has at least two microporous layers (A) that contain the same constituent polymer and are primarily composed of the polyolefin of this embodiment, and at least one microporous layer (B) that contains a constituent polymer different from that of the microporous layer (A) and may or may not contain the polyolefin of this embodiment as the primary component. Even more preferably, the multilayer structure has at least two microporous layers (PP microporous layers) primarily composed of the polypropylene of this embodiment, and at least one further microporous layer (PE microporous layer) primarily composed of polyethylene.

多層構造は、どのような順番に積層されていても本実施形態の利点を発現し得るが、PP微多孔層/PE微多孔層/PP微多孔層の順に積層された三層構造であることが特に好ましい。PP微多孔層/PE微多孔層/PP微多孔層の三層構造を有することにより、PE微多孔層による良好なシャットダウン特性を備えつつ、PP微多孔層によって良好な機械的強度を維持することができる。該PP微多孔層は、ポリオレフィンを含む微多孔層に関して上記で説明した特定の溶融張力及びメルトフローレート(MFR)等を有する、本実施形態における微多孔層である。一方、中間のPE微多孔層は、上記で説明した特定の溶融張力及びメルトフローレート(MFR)等を有するポリエチレン微多孔層であってもよく、これらの特性を有しないポリエチレン微多孔層であってもよい。 While the advantages of this embodiment can be achieved regardless of the order in which the layers are laminated, a three-layer structure in which the layers are laminated in the order of PP microporous layer/PE microporous layer/PP microporous layer is particularly preferred. The three-layer structure of PP microporous layer/PE microporous layer/PP microporous layer allows the PE microporous layer to provide good shutdown properties while the PP microporous layer maintains good mechanical strength. The PP microporous layer is the microporous layer in this embodiment that has the specific melt tension and melt flow rate (MFR) described above for the microporous layer containing polyolefin. Meanwhile, the intermediate PE microporous layer may be a polyethylene microporous layer that has the specific melt tension and melt flow rate (MFR) described above, or it may be a polyethylene microporous layer that does not have these properties.

〈微多孔層の厚み〉
本実施形態の蓄電デバイス用セパレータに含まれる、本実施形態の多層構造における微多孔層の厚み(単層での厚み)の上限値は、蓄電デバイスの高エネルギー密度化等の観点から、好ましくは8μm以下、7.5μm以下、7μm以下、6.5μm以下、6μm以下、5.5μm以下、又は5μm以下である。本実施形態の微多孔層の厚み(単層での厚み)の下限値は、強度等の観点から、好ましくは1μm以上、2μm以上、3μm以上、3.5μm以上、4μm以上、又は4.5μm以上である。
<Thickness of microporous layer>
The upper limit of the thickness of the microporous layer (thickness of a single layer) in the multilayer structure of this embodiment included in the separator for a power storage device of this embodiment is preferably 8 μm or less, 7.5 μm or less, 7 μm or less, 6.5 μm or less, 6 μm or less, 5.5 μm or less, or 5 μm or less, from the viewpoint of increasing the energy density of the power storage device, etc. The lower limit of the thickness of the microporous layer (thickness of a single layer) of this embodiment is preferably 1 μm or more, 2 μm or more, 3 μm or more, 3.5 μm or more, 4 μm or more, or 4.5 μm or more, from the viewpoint of strength, etc.

〈セパレータの厚み〉
単層又は多層であってよい蓄電デバイス用セパレータの全体での厚みの上限値は、蓄電デバイスの高エネルギー密度化等の観点から、好ましくは18μm以下、17μm以下、16.5μm以下、16μm以下、15.5μm以下、15μm以下、14.5μm以下、又は14μm以下である。セパレータ全体の厚みの下限値は、強度等の観点から、好ましくは3μm以上、5μm以上、8μm以上、10μm以上、11μm以上、11.5μm以上、12μm以上、12.5μm以上、又は13μm以上である。
<Separator thickness>
The upper limit of the overall thickness of the separator for an electricity storage device, which may be single-layer or multi-layer, is preferably 18 μm or less, 17 μm or less, 16.5 μm or less, 16 μm or less, 15.5 μm or less, 15 μm or less, 14.5 μm or less, or 14 μm or less, from the viewpoint of increasing the energy density of the electricity storage device, etc. The lower limit of the overall thickness of the separator is preferably 3 μm or more, 5 μm or more, 8 μm or more, 10 μm or more, 11 μm or more, 11.5 μm or more, 12 μm or more, 12.5 μm or more, or 13 μm or more, from the viewpoint of strength, etc.

〈セパレータの気孔率〉
蓄電デバイス用セパレータの気孔率は、蓄電デバイス内での目詰まり抑制の観点、及びセパレータの良好な透気度を得る観点から、好ましくは20%以上、より好ましくは25%以上、さらに好ましくは30%以上、特に好ましくは35%以上であり、セパレータの強度保持の観点から、好ましくは70%以下、より好ましくは65%以下、さらに好ましくは60%以下、特に好ましくは55%以下である。気孔率は、実施例に記載の方法で測定される。
<Porosity of separator>
The porosity of the separator for an electricity storage device is preferably 20% or more, more preferably 25% or more, even more preferably 30% or more, and particularly preferably 35% or more from the viewpoint of suppressing clogging in the electricity storage device and obtaining good air permeability of the separator, and is preferably 70% or less, more preferably 65% or less, even more preferably 60% or less, and particularly preferably 55% or less from the viewpoint of maintaining the strength of the separator. The porosity is measured by the method described in the Examples.

〈透気度(透気抵抗度)〉
蓄電デバイス用セパレータの透気度の上限値は、セパレータの厚みを14μmに換算した場合に、好ましくは300秒/100cm3以下、290秒/100cm3以下、280秒/100cm3以下、270秒/100cm3以下、又は260秒/100cm3以下である。蓄電デバイス用セパレータの透気度の下限値は、セパレータの厚みを14μmに換算した場合に、例えば100秒/100cm3以上、110秒/100cm3以上、又は120秒/100cm3以上でよい。
<Air permeability (air resistance)>
The upper limit of the air permeability of the separator for an electricity storage device, when converted to a separator thickness of 14 μm, is preferably 300 sec/100 cm3 or less, 290 sec/100 cm3 or less, 280 sec/100 cm3 or less, 270 sec/100 cm3 or less, or 260 sec/100 cm3 or less. The lower limit of the air permeability of the separator for an electricity storage device, when converted to a separator thickness of 14 μm, may be, for example, 100 sec/100 cm3 or more, 110 sec/100 cm3 or more, or 120 sec/100 cm3 or more.

〈熱収縮率〉
本実施形態の蓄電デバイス用セパレータを105℃で1時間熱処理したときのMD熱収縮率の上限値は、蓄電デバイスの高温での安全性の観点から、4%以下であり、好ましくは3.5%以下、3%以下、又は2.5%以下である。MD熱収縮率が4%より大きくなると、高温時に蓄電デバイス内部でセパレータが収縮してしまい、積層電極体及び捲回電極体の変形又は短絡につながる恐れが大きくなる。MD熱収縮率の下限値は、蓄電デバイス用セパレータの製造容易性の観点から、例えば0%以上、0.5%以上、又は1%以上でよい。
<Heat shrinkage rate>
The upper limit of the MD heat shrinkage rate when the separator for an electricity storage device of this embodiment is heat-treated at 105°C for 1 hour is 4% or less, preferably 3.5% or less, 3% or less, or 2.5% or less, from the viewpoint of safety at high temperatures of the electricity storage device. If the MD heat shrinkage rate is greater than 4%, the separator will shrink inside the electricity storage device at high temperatures, increasing the risk of deformation or short-circuiting of the stacked electrode body and wound electrode body. From the viewpoint of ease of manufacturing the separator for an electricity storage device, the lower limit of the MD heat shrinkage rate may be, for example, 0% or more, 0.5% or more, or 1% or more.

本実施形態の蓄電デバイス用セパレータを105℃で1時間熱処理したときのTD熱収縮率の上限値は、蓄電デバイスの高温での安全性の観点から、1%以下であり、好ましくは0.9%以下、より好ましくは、0.8%以下である。TDの当該熱収縮率は、低い程望ましいが、蓄電デバイス用セパレータの製造容易性の観点から、例えば、-1%以上、-0.5%以上、又は0%以上でもよい。 The upper limit of the TD heat shrinkage rate when the separator for an electricity storage device of this embodiment is heat-treated at 105°C for 1 hour is 1% or less, preferably 0.9% or less, and more preferably 0.8% or less, from the viewpoint of safety at high temperatures for the electricity storage device. While a lower TD heat shrinkage rate is desirable, from the viewpoint of ease of manufacturing the separator for an electricity storage device, it may be, for example, -1% or more, -0.5% or more, or 0% or more.

〈突刺強度〉
蓄電デバイス用セパレータの突刺強度の下限値は、厚みを14μmに換算した場合に、好ましくは300gf以上、310gf以上、320gf以上、330gf以上、340gf以上、350gf以上、又は360gf以上である。蓄電デバイス用セパレータの突刺強度の上限値は、厚みを14μmに換算した場合に、好ましくは450gf以下、440gf以下、又は430gf以下である。
<Piercing strength>
The lower limit of the puncture strength of the separator for an electricity storage device, when converted to a thickness of 14 μm, is preferably 300 gf or more, 310 gf or more, 320 gf or more, 330 gf or more, 340 gf or more, 350 gf or more, or 360 gf or more. The upper limit of the puncture strength of the separator for an electricity storage device, when converted to a thickness of 14 μm, is preferably 450 gf or less, 440 gf or less, or 430 gf or less.

〈厚み、透気度及び突刺強度のバランス〉
本実施形態の蓄電デバイス用セパレータは、特定のメルトフローレート(MFR)を有するポリオレフィンを含む微多孔層を使用し、薄膜でありながら、低透気度かつ高強度であることができる。例えば、本実施形態の蓄電デバイス用セパレータ(特に、微多孔層の多層構造を含むセパレータ)において、厚みが18μm以下であり、該セパレータの厚みを14μmに換算した際の透気度が300秒/100cm3以下であり、かつ、突刺強度が300gf以上であることが更に好ましい。多層構造の厚みが18μm以下であり、多層構造に含まれる本実施形態の微多孔層の厚み(単層としての厚み)が5μm以下であり、該多層構造の厚みを14μmに換算した際の透気度が300秒/100cm3以下であり、かつ、突刺強度が300gf以上であることがより更に好ましい。
<Balance of thickness, breathability and puncture resistance>
The separator for an electric storage device of this embodiment uses a microporous layer containing a polyolefin having a specific melt flow rate (MFR), and can have low air permeability and high strength despite being thin. For example, in the separator for an electric storage device of this embodiment (particularly a separator including a multilayer structure of a microporous layer), it is more preferable that the thickness is 18 μm or less, the air permeability when converted to a thickness of 14 μm is 300 sec/100 cm 3 or less, and the pin puncture strength is 300 gf or more. It is even more preferable that the thickness of the multilayer structure is 18 μm or less, the thickness (thickness as a single layer) of the microporous layer of this embodiment included in the multilayer structure is 5 μm or less, the air permeability when converted to a thickness of 14 μm is 300 sec/100 cm 3 or less, and the pin puncture strength is 300 gf or more.

〈厚み、気孔率及び透気度のバランス〉
本実施形態の蓄電デバイス用セパレータは、一態様において、薄膜でありながら、高気孔率かつ低透気度であることができる。好ましい態様において、蓄電デバイス用セパレータは、厚みが18μm以下であり、気孔率が42%以上であり、かつ透気抵抗度が250秒/100cm3以下である。
<Balance of thickness, porosity and air permeability>
In one aspect, the separator for an electricity storage device of this embodiment can have high porosity and low air permeability while being a thin film. In a preferred aspect, the separator for an electricity storage device has a thickness of 18 μm or less, a porosity of 42% or more, and an air permeation resistance of 250 sec/100 cm or less .

《蓄電デバイス用セパレータの製造方法》
本実施形態の微多孔層の製造方法としては、一般に、上記で説明されたポリオレフィンを含む樹脂組成物(以下、ポリオレフィン系樹脂組成物という。)を溶融押出して樹脂フィルムを得る溶融押出工程、及び得られた樹脂フィルムを開孔して多孔化する孔形成工程を含み、必要に応じて孔形成工程後にアニーリング工程、延伸工程、及び熱緩和工程等を更に含む。微多孔層の製造方法は、孔形成工程に溶剤を使用しない乾式法と、溶剤を使用する湿式法とに大別される。上記溶融押出の方法としては、Tダイ法によるものとインフレーション法によるもの等が挙げられる。
<<Method for manufacturing separator for electricity storage device>>
The method for producing the microporous layer of this embodiment generally includes a melt-extrusion step in which a resin composition containing the above-described polyolefin (hereinafter referred to as a polyolefin resin composition) is melt-extruded to obtain a resin film, and a hole-forming step in which the obtained resin film is perforated to make it porous, and may further include an annealing step, a stretching step, a heat-relaxing step, etc. after the hole-forming step, as necessary. The method for producing the microporous layer is broadly divided into a dry method in which no solvent is used in the hole-forming step, and a wet method in which a solvent is used. Examples of the melt-extrusion method include a T-die method and an inflation method.

ポリオレフィン系樹脂組成物は、一態様において微多孔層の構成成分からなる組成物である。ポリオレフィン系樹脂組成物は、微多孔層の製造方法に応じて、又は目的の微多孔層の物性に応じて、任意に、ポリオレフィン以外の樹脂、及び添加剤等を含有してもよい。添加剤としては、例えば孔形成材、フッ素系流動改質材、エラストマー、ワックス、結晶核材、酸化防止剤、脂肪族カルボン酸金属塩等の金属石鹸類、紫外線吸収剤、光安定剤、帯電防止剤、防曇剤、及び着色顔料等が挙げられる。孔形成材としては、可塑剤、無機充填材又はそれらの組み合わせが挙げられる。 In one embodiment, the polyolefin resin composition is a composition consisting of the components of the microporous layer. The polyolefin resin composition may optionally contain resins other than polyolefins, additives, etc., depending on the method for producing the microporous layer or the desired physical properties of the microporous layer. Examples of additives include pore-forming materials, fluorine-based flow modifiers, elastomers, waxes, crystal nucleating materials, antioxidants, metal soaps such as metal salts of aliphatic carboxylic acids, ultraviolet absorbers, light stabilizers, antistatic agents, antifogging agents, and color pigments. Examples of pore-forming materials include plasticizers, inorganic fillers, and combinations thereof.

可塑剤としては、例えば、流動パラフィン、パラフィンワックス等の炭化水素類;フタル酸ジオクチル、フタル酸ジブチル等のエステル類;オレイルアルコール、ステアリルアルコール等の高級アルコール等が挙げられる。 Examples of plasticizers include hydrocarbons such as liquid paraffin and paraffin wax; esters such as dioctyl phthalate and dibutyl phthalate; and higher alcohols such as oleyl alcohol and stearyl alcohol.

無機充填材としては、例えば、アルミナ、シリカ(珪素酸化物)、チタニア、ジルコニア、マグネシア、セリア、イットリア、酸化亜鉛、酸化鉄などの酸化物系セラミックス;窒化ケイ素、窒化チタン、窒化ホウ素等の窒化物系セラミックス;シリコンカーバイド、炭酸カルシウム、硫酸アルミニウム、水酸化アルミニウム、チタン酸カリウム、タルク、カオリンクレー、カオリナイト、ハロイサイト、パイロフィライト、モンモリロナイト、セリサイト、マイカ、アメサイト、ベントナイト、アスベスト、ゼオライト、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ藻土、ケイ砂等のセラミックス;ガラス繊維が挙げられる。 Examples of inorganic fillers include oxide ceramics such as alumina, silica (silicon oxide), titania, zirconia, magnesia, ceria, yttria, zinc oxide, and iron oxide; nitride ceramics such as silicon nitride, titanium nitride, and boron nitride; ceramics such as silicon carbide, calcium carbonate, aluminum sulfate, aluminum hydroxide, potassium titanate, talc, kaolin clay, kaolinite, halloysite, pyrophyllite, montmorillonite, sericite, mica, amesite, bentonite, asbestos, zeolite, calcium silicate, magnesium silicate, diatomaceous earth, and silica sand; and glass fiber.

溶融混練時の押出機の温度は、「ポリオレフィン系樹脂組成物の融点よりも20℃高い温度」以上で且つ「ポリオレフィン系樹脂組成物の融点よりも110℃高い温度」以下であることが好ましい。温度が上記の下限以上であることは、得られるポリオレフィン系樹脂フィルムの厚みを均一にし、これにより押出時にフィルムが切れるという現象を発生しにくくする点で好ましい。また温度が上記の上限以下である場合、ポリオレフィン系樹脂組成物に含まれるポリオレフィンの配向性が高く当該ポリオレフィンにおいてラメラ構造が良好に生成される。したがって、温度が上記の上限以下であることは、得られる蓄電デバイス用セパレータの透気度を低くし、これによりリチウムイオン二次電池等の蓄電デバイスを低抵抗にする点で好ましい。ポリオレフィン系樹脂フィルムが、互いに異なるポリオレフィン系樹脂組成物を用いて形成された複数の層を有する場合、上記融点とは、最も低い融点を有するポリオレフィン系樹脂組成物の融点を指す。なお融点は、一態様において、DSC(示差走査熱量計)を用い昇温速度10℃/分で昇温したときに観測される吸熱ピークのうちピーク高さが最大であるもののピークトップ温度として評価される。 The extruder temperature during melt-kneading is preferably at least 20°C higher than the melting point of the polyolefin resin composition and not higher than 110°C higher than the melting point of the polyolefin resin composition. A temperature above the lower limit is preferable in that it ensures a uniform thickness for the resulting polyolefin resin film, thereby reducing the risk of the film breaking during extrusion. A temperature below the upper limit is preferable in that the polyolefin contained in the polyolefin resin composition is highly oriented, resulting in a favorable formation of a lamellar structure in the polyolefin. Therefore, a temperature below the upper limit is preferable in that it reduces the air permeability of the resulting separator for an electric storage device, thereby lowering the resistance of electric storage devices such as lithium-ion secondary batteries. When a polyolefin resin film has multiple layers formed using different polyolefin resin compositions, the melting point refers to the melting point of the polyolefin resin composition with the lowest melting point. In one embodiment, the melting point is evaluated as the peak top temperature of the endothermic peak with the greatest height observed when the temperature is increased at a rate of 10°C/min using a DSC (differential scanning calorimeter).

ポリオレフィン系樹脂組成物を押出機からフィルム状に押出す際におけるドロー比は、好ましくは50以上、より好ましくは75以上、特に好ましくは100以上であり、好ましくは400以下、より好ましくは350以下、特に好ましくは300以下である。なお、ドロー比とは、Tダイもしくはインフレダイのリプのクリアランスをダイリップから押出されたポリオレフィン系樹脂フィルムの厚みで除した値をいう。ドロー比を上記で示された範囲内に調整することで、ポリオレフィンの分子配向が良好になり、ラメラが良好に生成でき、セパレータの透気度を低く制御できる。それと共に、フィルムの成膜安定性が低下せず、得られるポリオレフィン系樹脂フィルムの厚み精度及び幅精度を高めることができる。 The draw ratio when the polyolefin resin composition is extruded into a film from the extruder is preferably 50 or more, more preferably 75 or more, and particularly preferably 100 or more, and preferably 400 or less, more preferably 350 or less, and particularly preferably 300 or less. The draw ratio refers to the value obtained by dividing the lip clearance of a T-die or inflation die by the thickness of the polyolefin resin film extruded from the die lip. By adjusting the draw ratio within the above range, the molecular orientation of the polyolefin is improved, lamellae are formed well, and the air permeability of the separator can be controlled to a low level. At the same time, the film formation stability of the film is not reduced, and the thickness and width precision of the resulting polyolefin resin film can be improved.

ダイから押出されたポリオレフィン系樹脂組成物をエアによって十分冷却することによって、ポリオレフィンが結晶化してラメラを生成し、良好な透気度が実現される。エアの風量は、透気度を良好にする観点から、好ましくは300L/分以上であり、フィルムの成膜安定性と、得られるポリオレフィン系樹脂フィルムの厚み精度及び幅精度とを良好にする観点から、好ましくは600L/分以下である。 By thoroughly cooling the polyolefin resin composition extruded from the die with air, the polyolefin crystallizes to form lamellae, achieving good air permeability. The air flow rate is preferably 300 L/min or more to improve air permeability, and is preferably 600 L/min or less to improve film formation stability and the thickness and width precision of the resulting polyolefin resin film.

本実施形態の微多孔層を含む複数の微多孔層が積層されている多層構造を有する蓄電デバイス用セパレータの製造方法としては、これらに限定されないが、例えば、共押出法及びラミネート法が挙げられる。共押出法では、各層の樹脂組成物を共押出し、二層以上に積層化して原反フィルムを作製する。得られた二層以上の原反フィルムを延伸開孔させて微多孔層を作製することができる。単層の微多孔層をそれぞれ作製するよりも、二層以上に積層化させたフィルムの原反を作製してからこれを開孔することにより微多孔層を作製する方が、高強度の微多孔層を得ることが容易である。ラミネート法では、各層を別々に作製したあと貼合することにより、各層を互いに密着させる。ラミネート法としては、接着剤等を使用するドライラミネート法、加熱により複数の層を貼合する熱ラミネート法等が挙げられるが、得られる蓄電デバイス用セパレータの透気度及び強度をより向上する観点からは熱ラミネート法を用いることが好ましい。 Methods for producing a multilayer electricity storage device separator having a laminated structure of multiple microporous layers, including the microporous layer of this embodiment, include, but are not limited to, coextrusion and lamination. In coextrusion, the resin compositions for each layer are coextruded and laminated into two or more layers to produce a raw film. The resulting raw film of two or more layers can be stretched and perforated to produce a microporous layer. It is easier to obtain a high-strength microporous layer by producing a raw film of two or more laminated layers and then perforating the resulting film, rather than by producing single microporous layers individually. In lamination, each layer is produced separately and then bonded together to adhere the layers to each other. Lamination methods include dry lamination, which uses an adhesive, and thermal lamination, which bonds multiple layers together by heating. However, thermal lamination is preferred from the perspective of further improving the air permeability and strength of the resulting electricity storage device separator.

次いで、得られたポリオレフィン系樹脂フィルムを熱処理するアニーリング工程を行う。このアニーリング工程は、押出工程におけるポリオレフィン系樹脂フィルムに生成されたラメラを成長させる。この処理を行うことで、フィルムの開孔性を良くし、得られる蓄電デバイス用セパレータの透気度を低減できる。 Next, an annealing process is performed in which the resulting polyolefin resin film is heat-treated. This annealing process grows the lamellae formed in the polyolefin resin film during the extrusion process. This treatment improves the film's openability and reduces the air permeability of the resulting separator for an electricity storage device.

ポリオレフィン系樹脂フィルムのアニーリング温度は、「ポリオレフィン系樹脂フィルムの融点よりも40℃低い温度」以上であり、且つ「ポリオレフィン系樹脂フィルムの融点よりも1℃低い温度」以下に設定されることが好ましい。ただし、ポリオレフィン系樹脂フィルムが積層構造を有する場合、アニーリング温度は、「融点が最も低い樹脂フィルムの融点よりも40℃低い温度」以上、且つ「融点が最も低い樹脂フィルムの融点よりも1℃低い温度」以下に設定されることが好ましい。なお、アニーリング温度とは、アニーリング装置内部の雰囲気の温度である。アニーリング温度が上記の下限以上である場合、ラメラが良好に成長し、フィルムの延伸工程において開孔され易く、アニーリング温度が上記の上限以下である場合、ポリオレフィン系樹脂フィルムのポリオレフィンの配向緩和によるラメラ構造崩懐が抑制される。 The annealing temperature of a polyolefin resin film is preferably set to at least "a temperature 40°C lower than the melting point of the polyolefin resin film" and not higher than "a temperature 1°C lower than the melting point of the polyolefin resin film." However, if the polyolefin resin film has a laminate structure, the annealing temperature is preferably set to at least "a temperature 40°C lower than the melting point of the resin film with the lowest melting point" and not higher than "a temperature 1°C lower than the melting point of the resin film with the lowest melting point." The annealing temperature refers to the temperature of the atmosphere inside the annealing device. If the annealing temperature is above the above lower limit, lamellae grow well and are easily opened during the film stretching process. If the annealing temperature is below the above upper limit, collapse of the lamellar structure due to relaxation of the orientation of the polyolefin in the polyolefin resin film is suppressed.

ポリオレフィン系樹脂フィルムのアニーリング時間は、ラメラを良好に成長させ、ポリオレフィン系樹脂フィルムを延伸工程において良好に開孔させる観点から、10分以上であることが好ましい。アニーリング時間は、一態様において、180分以下でよい。 The annealing time for the polyolefin resin film is preferably 10 minutes or longer, from the viewpoint of favorable lamella growth and favorable pore opening in the polyolefin resin film during the stretching process. In one embodiment, the annealing time may be 180 minutes or shorter.

ポリオレフィン系樹脂フィルムのアニーリングは、ポリオレフィン系樹脂フィルムを走行させながら行ってもよく、ポリオレフィン系樹脂フィルムをロール状に巻き取った状態で行ってもよい。 The annealing of the polyolefin resin film may be carried out while the polyolefin resin film is running, or may be carried out while the polyolefin resin film is wound up in a roll.

次に、アニーリングされたポリオレフィン系樹脂フィルムを延伸して開孔する延伸工程を行う。この延伸工程は、第一延伸工程と、この第一延伸工程に続く第二延伸工程とを含むことが好ましい。 Next, a stretching process is carried out in which the annealed polyolefin resin film is stretched to form holes. This stretching process preferably includes a first stretching process and a second stretching process subsequent to the first stretching process.

第一延伸工程において、ポリオレフィン系樹脂フィルム中に生成されたラメラ同士を離隔させることで、ラメラ間の非晶質部分に微細な亀裂を生じさせ、この亀裂を起点として多数の微小孔を形成させる。第一延伸工程ではMDの一軸延伸を行う。 In the first stretching process, the lamellae formed in the polyolefin resin film are separated, causing microcracks to form in the amorphous portions between the lamellae, and these cracks act as starting points to form numerous micropores. In the first stretching process, uniaxial stretching in the MD is performed.

第一延伸工程において、ポリオレフィン系樹脂フィルムの温度は、好ましくは-20℃以上、より好ましくは0℃以上であり、好ましくは110℃以下、より好ましくは80℃以下である。温度が上記の下限以上である場合、延伸時のポリオレフィン系樹脂フィルムの破断が抑制され、温度が上記の上限以下である場合、ラメラ間の非晶質部分において亀裂が良好に発生し、フィルムのネックインが抑制される。 In the first stretching step, the temperature of the polyolefin resin film is preferably -20°C or higher, more preferably 0°C or higher, and preferably 110°C or lower, more preferably 80°C or lower. If the temperature is above the above lower limit, breakage of the polyolefin resin film during stretching is suppressed. If the temperature is below the above upper limit, cracks are effectively generated in the amorphous portions between the lamellae, suppressing necking of the film.

第一延伸工程において、ポリオレフィン系樹脂フィルムの延伸倍率は、好ましくは1.02倍以上、より好ましくは1.06倍以上であり、好ましくは1.5倍以下、より好ましくは1.4倍以下である。延伸倍率が上記の下限以上である場合、ラメラ間の非晶質部分において微小孔が形成されやすい。延伸倍率が上記の上限以下である場合、微小孔が過剰に形成されず、孔径が小さくなりすぎないため、透気度を低くできる。本開示において、ポリオレフィン系樹脂フィルムの延伸倍率とは、延伸後のポリオレフィン系樹脂フィルムの長さを延伸前のポリオレフィン系樹脂フィルムの長さで除した値をいう。 In the first stretching step, the stretching ratio of the polyolefin resin film is preferably 1.02 times or more, more preferably 1.06 times or more, and preferably 1.5 times or less, more preferably 1.4 times or less. If the stretching ratio is equal to or greater than the above-mentioned lower limit, micropores are likely to form in the amorphous portions between the lamellae. If the stretching ratio is equal to or less than the above-mentioned upper limit, excessive micropores are not formed and the pore diameter does not become too small, thereby allowing for low air permeability. In the present disclosure, the stretching ratio of a polyolefin resin film refers to the value obtained by dividing the length of the polyolefin resin film after stretching by the length of the polyolefin resin film before stretching.

ポリオレフィン系樹脂フィルムの第一延伸工程における延伸速度は、好ましくは10%/分以上、より好ましくは50%/分以上であり、好ましくは1000%/分以下、より好ましくは600%/分以下である。延伸速度が上記の下限以上である場合、ラメラ間の非晶質部分において微小孔が均一に形成されやすく、上記の上限以下である場合、プロピレン系樹脂フィルムの破断を抑制できる。 The stretching speed in the first stretching step of the polyolefin-based resin film is preferably 10%/min or more, more preferably 50%/min or more, and preferably 1000%/min or less, more preferably 600%/min or less. If the stretching speed is above the above lower limit, micropores are likely to be uniformly formed in the amorphous portions between the lamellae. If the stretching speed is below the above upper limit, breakage of the propylene-based resin film can be suppressed.

なお、本開示において、ポリオレフィン系樹脂フィルムの延伸速度とは、単位時間当たりのポリオレフィン系樹脂フィルムの延伸方向における寸法の変化割合をいう。 In this disclosure, the stretching speed of a polyolefin resin film refers to the rate of change in dimension of the polyolefin resin film in the stretching direction per unit time.

上記第一延伸工程におけるポリオレフィン系樹脂フィルムの延伸方法は、ポリオレフィン系樹脂フィルムを一軸延伸することができれば、特に限定されず、例えば、ポリオレフィン系樹脂フィルムを一軸延伸装置を用いて所定温度にて延伸する方法などが挙げられる。 The method for stretching the polyolefin resin film in the first stretching step is not particularly limited as long as it can uniaxially stretch the polyolefin resin film. For example, a method in which the polyolefin resin film is stretched at a predetermined temperature using a uniaxial stretching device can be used.

次いで、第一延伸工程における一軸延伸後のポリオレフィン系樹脂フィルムに、好ましくは、装置内部の雰囲気温度が、第一延伸工程での一軸延伸時の雰囲気温度よりも高くかつポリオレフィン系樹脂フィルム(多層構造の場合は最も低融点の樹脂フィルム)の融点より1℃以上40℃未満低い温度以下であるように、延伸する第二延伸工程を行うことが好ましい。第二延伸工程においても、ポリオレフィン系樹脂フィルムを好ましくは機械方向にのみ一軸延伸する。このように、第一延伸工程における装置内雰囲気温度よりも高い雰囲気温度にて、ポリオレフィン系樹脂フィルムに延伸処理を行うことによって、第一延伸工程にてポリオレフィン系樹脂フィルムに形成された多数の微小孔を成長させることができる。温度が上記の下限以上である場合、第一延伸工程においてポリオレフィン系樹脂フィルムに形成された微小孔が成長しやすく、得られる蓄電デバイス用セパレータの透気度を低くできる。温度が上記の上限以下である場合、第一延伸工程においてポリオレフィン系樹脂フィルムに形成された微小孔が閉塞しにくく、得られる蓄電デバイス用セパレータの透気度を低くできる。 Next, the polyolefin resin film after uniaxial stretching in the first stretching step is preferably subjected to a second stretching step in which the ambient temperature inside the apparatus is stretched to a temperature higher than the ambient temperature during uniaxial stretching in the first stretching step and lower by 1°C to 40°C below the melting point of the polyolefin resin film (or the resin film with the lowest melting point in the case of a multilayer structure). In the second stretching step, the polyolefin resin film is preferably uniaxially stretched only in the machine direction. By stretching the polyolefin resin film at an ambient temperature higher than the ambient temperature inside the apparatus in the first stretching step, the numerous micropores formed in the polyolefin resin film in the first stretching step can be grown. If the temperature is above the lower limit, the micropores formed in the polyolefin resin film in the first stretching step are more likely to grow, thereby reducing the air permeability of the resulting separator for a storage battery device. If the temperature is below the upper limit, the micropores formed in the polyolefin resin film in the first stretching step are less likely to clog, thereby reducing the air permeability of the resulting separator for a storage battery device.

第二延伸工程において、ポリオレフィン系樹脂フィルムの延伸倍率は、好ましくは1.5倍以上、より好ましくは1.8倍以上であり、好ましくは3倍以下、より好ましくは2.5倍以下である。延伸倍率が上記の下限以上である場合、第一延伸工程時にポリオレフィン系樹脂フィルムに形成された微小孔が成長しやすく、得られる蓄電デバイス用セパレータの透気度が低くなる。延伸倍率が上記の上限以下である場合、第一延伸工程においてポリオレフィン系樹脂フィルムに形成された微小孔が閉塞しにくく、得られる蓄電デバイス用セパレータの透気度が低くなる。 In the second stretching step, the stretching ratio of the polyolefin resin film is preferably 1.5 times or more, more preferably 1.8 times or more, and preferably 3 times or less, more preferably 2.5 times or less. If the stretching ratio is above the above lower limit, the micropores formed in the polyolefin resin film during the first stretching step are likely to grow, resulting in a low air permeability of the resulting separator for an electricity storage device. If the stretching ratio is below the above upper limit, the micropores formed in the polyolefin resin film during the first stretching step are unlikely to be blocked, resulting in a low air permeability of the resulting separator for an electricity storage device.

第二延伸工程において、ポリオレフィン系樹脂フィルムの延伸速度は、第一延伸工程において形成された微小孔を均一に広げる観点から、好ましくは60%/分以下、又は30%/分以下である。延伸速度は、プロセス効率の観点から、例えば2%/分以上、又は3%/分以上でよい。 In the second stretching step, the stretching speed of the polyolefin resin film is preferably 60%/min or less, or 30%/min or less, from the viewpoint of uniformly widening the micropores formed in the first stretching step. From the viewpoint of process efficiency, the stretching speed may be, for example, 2%/min or more, or 3%/min or more.

第二延伸工程におけるポリオレフィン系樹脂フィルムの延伸方法としては、ポリオレフィン系樹脂フィルムを一軸延伸することができれば、特に限定されず、例えば、一軸延伸装置を用いて所定温度にて一軸延伸する方法等が挙げられる。 The method for stretching the polyolefin resin film in the second stretching step is not particularly limited as long as it can uniaxially stretch the polyolefin resin film. For example, a method of uniaxially stretching the polyolefin resin film at a predetermined temperature using a uniaxial stretching device can be used.

第二延伸工程にて一軸延伸されたポリオレフィン系樹脂フィルムには、加熱して、残留応力を緩和する熱緩和工程が付与される。第二延伸工程における延伸によってポリオレフィン系樹脂フィルムに残存応力が生じることがある。熱緩和工程は、残存応力を緩和して、得られるポリオレフィン系樹脂微多孔層が加熱により熱収縮するのを抑制して、得られる蓄電デバイス用セパレータの安全性を向上するために行われる。 The polyolefin resin film uniaxially stretched in the second stretching step is then subjected to a heat-relaxing step in which it is heated to relieve residual stress. Residual stress may be generated in the polyolefin resin film due to the stretching in the second stretching step. The heat-relaxing step is performed to relieve the residual stress and prevent the resulting polyolefin resin microporous layer from thermally shrinking due to heating, thereby improving the safety of the resulting power storage device separator.

上述のとおり、ポリオレフィン系樹脂微多孔層の加熱時における寸法安定性を良好にするためにはポリオレフィン系樹脂フィルムの残存応力を緩和する必要がある。そのためには、熱緩和工程における装置内雰囲気温度は、ポリオレフィン系樹脂フィルム(多層構造の場合は最も低融点の樹脂フィルム)の融点よりも、40℃低い温度若しくはそれ以上、又は20℃低い温度若しくはそれ以上であることが好ましい。また上記温度は、延伸工程で形成された微小孔の閉塞を抑制する観点から、ポリオレフィン系樹脂フィルム(多層構造の場合は最も低融点の樹脂フィルム)の融点よりも、1℃以上、又は4℃以上、低いことが好ましい。 As mentioned above, to improve the dimensional stability of the polyolefin resin microporous layer during heating, it is necessary to relax the residual stress in the polyolefin resin film. To achieve this, the ambient temperature within the apparatus during the heat-relaxing step is preferably 40°C lower or higher, or 20°C lower or higher, than the melting point of the polyolefin resin film (the resin film with the lowest melting point in the case of a multilayer structure). Furthermore, from the perspective of preventing blockage of the micropores formed in the stretching step, the above temperature is preferably at least 1°C lower, or at least 4°C lower, than the melting point of the polyolefin resin film (the resin film with the lowest melting point in the case of a multilayer structure).

熱緩和工程におけるポリオレフィン系樹脂フィルムの熱収縮率の下限は、好ましくは25%以上、より好ましくは30%以上である。熱緩和工程におけるポリオレフィン系樹脂フィルムの熱収縮率の上限は、好ましくは60%以下、より好ましくは50%以下である。なお、熱緩和工程におけるポリオレフィン系樹脂フィルムの熱収縮率とは、熱緩和工程における延伸方向におけるポリオレフィン系樹脂フィルムの収縮長さを、第二延伸工程後の延伸方向におけるポリオレフィン系樹脂フィルムの長さで除して100を乗じた値をいう。熱収縮率が上記の下限以上である場合、ポリオレフィン系樹脂フィルムの残存応力が良好に緩和され、得られるポリオレフィン系樹脂微多孔層の加熱時における寸法安定性が良好であり、高温時でのリチウムイオン二次電池等の蓄電デバイスの安全性が良好である。熱収縮率が上記の上限以下である場合、ポリオレフィン系樹脂フィルムにたるみが生じ難く、ロールの巻き取り不良又は均一性の低下が抑制される。 The lower limit of the heat shrinkage rate of the polyolefin resin film in the heat-relaxing step is preferably 25% or more, more preferably 30% or more. The upper limit of the heat shrinkage rate of the polyolefin resin film in the heat-relaxing step is preferably 60% or less, more preferably 50% or less. The heat shrinkage rate of the polyolefin resin film in the heat-relaxing step refers to the value obtained by dividing the shrinkage length of the polyolefin resin film in the stretching direction in the heat-relaxing step by the length of the polyolefin resin film in the stretching direction after the second stretching step, and multiplying the result by 100. When the heat shrinkage rate is at least the above lower limit, the residual stress in the polyolefin resin film is well relaxed, the resulting polyolefin resin microporous layer has good dimensional stability during heating, and the safety of electricity storage devices such as lithium-ion secondary batteries at high temperatures is good. When the heat shrinkage rate is at most the above upper limit, sagging of the polyolefin resin film is less likely to occur, and poor roll winding or reduced uniformity is suppressed.

第二延伸工程及び熱緩和工程においては、応力を良好に緩和して熱収縮率を小さくする観点から、延伸速度及び搬送速度をこれらが過度に大きくならないように調整することが好ましい。 In the second stretching step and the heat-relaxing step, it is preferable to adjust the stretching speed and conveying speed so that they do not become excessively high, in order to effectively relax stress and reduce the thermal shrinkage rate.

また、熱緩和工程の後に、熱緩和工程の温度と同じ温度又はそれ以上の温度で、且つ熱緩和工程の温度より20℃高い温度又はそれ以下の温度にて、再度、熱緩和を付与することが好ましい。本工程を付与することにより、より良好な熱収縮物性を有する蓄電デバイス用セパレータを得ることが可能となる。 Furthermore, after the heat-relaxing step, it is preferable to apply heat-relaxing again at a temperature equal to or higher than the temperature used in the heat-relaxing step, but 20°C higher or lower than the temperature used in the heat-relaxing step. By applying this step, it is possible to obtain a separator for an electricity storage device with better heat shrinkage properties.

《蓄電デバイス》
本実施形態の蓄電デバイスは、本実施形態の蓄電デバイス用セパレータを備える。本実施形態の蓄電デバイスは、正極と負極とを有する。蓄電デバイス用セパレータは、好ましくは、正極と負極との間に積層されるか、電池外装内で正極若しくは負極の外側に位置するか、又は電極を包んでいる。所望により、正極及び負極が外部の機器等と接続可能なように、正極及び負極にリード体をそれぞれ接続してよい。
<Energy storage device>
The electricity storage device of this embodiment includes the electricity storage device separator of this embodiment. The electricity storage device of this embodiment has a positive electrode and a negative electrode. The electricity storage device separator is preferably laminated between the positive electrode and the negative electrode, or is located on the outside of the positive electrode or negative electrode within the battery exterior, or wraps the electrode. If desired, lead bodies may be connected to the positive electrode and the negative electrode, respectively, so that the positive electrode and the negative electrode can be connected to external equipment, etc.

蓄電デバイスとしては、限定されないが、例えばリチウム二次電池、リチウムイオン二次電池、ナトリウム二次電池、ナトリウムイオン二次電池、マグネシウム二次電池、マグネシウムイオン二次電池、カルシウム二次電池、カルシウムイオン二次電池、アルミニウム二次電池、アルミニウムイオン二次電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ、レドックスフロー電池、リチウム硫黄電池、リチウム空気電池、及び亜鉛空気電池などが挙げられる。これらの中でも、本実施形態に係るセパレータとの適合性の観点から、リチウム二次電池、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素電池、又はリチウムイオンキャパシタが好ましく、より好ましくはリチウムイオン二次電池である。 Examples of power storage devices include, but are not limited to, lithium secondary batteries, lithium ion secondary batteries, sodium secondary batteries, sodium ion secondary batteries, magnesium secondary batteries, magnesium ion secondary batteries, calcium secondary batteries, calcium ion secondary batteries, aluminum secondary batteries, aluminum ion secondary batteries, nickel-metal hydride batteries, nickel-cadmium batteries, electric double layer capacitors, lithium ion capacitors, redox flow batteries, lithium-sulfur batteries, lithium-air batteries, and zinc-air batteries. Among these, lithium secondary batteries, lithium ion secondary batteries, nickel-metal hydride batteries, and lithium ion capacitors are preferred, with lithium ion secondary batteries being more preferred, from the standpoint of compatibility with the separator of this embodiment.

蓄電デバイスは、例えば、次の方法により作製することができる:
正極と負極とを、上記で説明されたセパレータを介して重ね合わせて、必要に応じて捲回して、積層電極体又は捲回電極体を形成する。その後、積層電極体又は捲回電極体を外装体に装填する。その際に、外装体内の正負極は、それぞれにリード体が接続され、かつリード体の端部が外装体の外側に出るように配置されることできる。正極及び負極がそれぞれ複数の場合には、同一極のタブ同士を溶接等により接合して1つのリード体に接合して外装体の外側に出してよい。同一極のタブは、集電体の露出部から構成されることができ、又は集電体の露出部に金属片を溶接して構成されることができる。正負極と、外装体の正負極端子とを、リード体などを介して接続する。その際に、リード体の一部と外装体の一部とを熱融着等により接合してよい。さらに、鎖状及び/又は環状カーボネート等の非水溶媒とリチウム塩等の電解質を含む非水電解液を外装体内に注入する。その後に、外装体を封止して蓄電デバイスを作製することができる。
The electricity storage device can be produced, for example, by the following method:
The positive electrode and the negative electrode are stacked with the separator described above interposed therebetween and wound as necessary to form a stacked electrode body or a wound electrode body. The stacked electrode body or the wound electrode body is then loaded into an outer casing. At this time, lead bodies are connected to the positive and negative electrodes within the outer casing, and the ends of the lead bodies can be arranged so that they extend outside the outer casing. When there are multiple positive and negative electrodes, tabs of the same electrode may be joined by welding or the like to form a single lead body that extends outside the outer casing. The tabs of the same electrode may be formed from exposed portions of the current collectors, or may be formed by welding metal pieces to the exposed portions of the current collectors. The positive and negative electrodes are connected to the positive and negative electrode terminals of the outer casing via lead bodies or the like. At this time, portions of the lead body and portions of the outer casing may be joined by heat fusion or the like. Furthermore, a nonaqueous electrolyte solution containing a nonaqueous solvent such as a chain and/or cyclic carbonate and an electrolyte such as a lithium salt is injected into the outer casing. The outer casing is then sealed to produce an electricity storage device.

以下、実施例及び比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 The present invention will be explained in detail below using examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples.

《測定及び評価方法》
[メルトフローレート(MFR)の測定]
微多孔層のメルトフローレート(MFR)は、JIS K 7210に準拠し、温度230℃及び荷重2.16kgの条件下で測定した(単位はg/10分である)。ポリプロピレンのMFRは、JIS K 7210に準拠し、温度230℃及び荷重2.16kgの条件下で測定した。ポリエチレンのメルトフローレート(MFR)は、JIS K 7210に準拠し、温度190℃及び荷重2.16kgの条件下で測定した。エラストマーのMFRは、JIS K 7210に準拠し、温度230℃及び荷重2.16kgの条件下で測定した。
<<Measurement and Evaluation Methods>>
[Measurement of Melt Flow Rate (MFR)]
The melt flow rate (MFR) of the microporous layer was measured in accordance with JIS K 7210 at a temperature of 230°C and a load of 2.16 kg (unit: g/10 min). The MFR of polypropylene was measured in accordance with JIS K 7210 at a temperature of 230°C and a load of 2.16 kg. The melt flow rate (MFR) of polyethylene was measured in accordance with JIS K 7210 at a temperature of 190°C and a load of 2.16 kg. The MFR of elastomers was measured in accordance with JIS K 7210 at a temperature of 230°C and a load of 2.16 kg.

[GPC(ゲルパーミエーションクロマトグロフィー)によるMw及びMnの測定]
アジレントテクノロジー株式会社製のアジレント PL-GPC220を用い、標準ポリスチレンを以下の条件で測定して較正曲線を作成した。試料のポリマーについても同様の条件でクロマトグラフを測定し、較正曲線に基づいて、下記条件によりポリマーの重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、及び重量平均分子量(Mw)を数平均分子量(Mn)で除した値(Mw/Mn)を算出した。
カラム :TSKgel GMHHR-H(20) HT(7.8mmI.D.×30 cm)2本
移動相 :1,2,4-トリクロロベンゼン
検出器 :RI
カラム温度:160℃
試料濃度 :1mg/ml
校正曲線 :ポリスチレン
[Measurement of Mw and Mn by GPC (Gel Permeation Chromatography)]
A calibration curve was prepared by measuring standard polystyrene under the following conditions using an Agilent PL-GPC220 manufactured by Agilent Technologies, Inc. Chromatography was also performed on the sample polymer under the same conditions, and based on the calibration curve, the weight average molecular weight (Mw), number average molecular weight (Mn), and the value (Mw/Mn) obtained by dividing the weight average molecular weight (Mw) by the number average molecular weight (Mn) of the polymer were calculated under the following conditions.
Column: TSKgel GMHHR-H (20) HT (7.8 mm ID x 30 cm) x 2 Mobile phase: 1,2,4-trichlorobenzene Detector: RI
Column temperature: 160°C
Sample concentration: 1 mg/ml
Calibration curve: Polystyrene

[溶融張力の測定]
株式会社東洋精機製作所製キャピログラフを用いて、以下の条件で微多孔層の溶融張力(mN)を測定した。
・キャピラリー:直径1.0mm、長さ20mm
・シリンダー押出速度:2mm/分
・引き取り速度:60m/分
・温度:230℃
[Melt Tension Measurement]
The melt tension (mN) of the microporous layer was measured under the following conditions using a Capillograph manufactured by Toyo Seiki Seisaku-sho, Ltd.
Capillary: diameter 1.0 mm, length 20 mm
Cylinder extrusion speed: 2 mm/min. Take-up speed: 60 m/min. Temperature: 230°C.

[ペンタッド分率の測定]
ポリプロピレンのペンタッド分率は、高分子分析ハンドブック(日本分析化学会編集)の記載に基づいて帰属した13C-NMRスペクトルから、ピーク高さ法によって算出した。13C-NMRスペクトルの測定は、日本電子株式会社製のJEOL-ECZ500を使用して、ポリプロピレンをo-ジクロロベンゼン-dに溶解させ、測定温度145℃、積算回数25000回の条件で行った。
[Measurement of Pentad Fraction]
The pentad fraction of polypropylene was calculated by the peak height method from the C-NMR spectrum assigned based on the description in the Polymer Analysis Handbook (edited by the Japan Society for Analytical Chemistry). The C-NMR spectrum was measured using a JEOL -ECZ500 manufactured by JEOL Ltd., by dissolving the polypropylene in o-dichlorobenzene-d, at a measurement temperature of 145°C and 25,000 cycles.

[広角X線散乱の測定(配向割合)]
ポリプロピレン微多孔層の(110)結晶ピーク面積比(MD/TD)は、透過法広角X線散乱(WAXS)により測定した。WAXS測定は以下の条件で実施した。
装置名:NANOPIX、株式会社リガク製
X線波長λ:0.154nm
光学系:ポイントコリメーション
1st slit:0.55mmφ
2nd slit:Open
3rd slit:0.35mmφ
露光時間:900秒
検出器:HyPix-6000(2次元検出器)
カメラ長:85.7mm
[Measurement of wide-angle X-ray scattering (orientation ratio)]
The (110) crystal peak area ratio (MD/TD) of the polypropylene microporous layer was measured by transmission wide-angle X-ray scattering (WAXS) under the following conditions:
Device name: NANOPIX, manufactured by Rigaku Corporation X-ray wavelength λ: 0.154 nm
Optical system: Point collimation
1st slit: 0.55mmφ
2nd slit: Open
3rd slit: 0.35mmφ
Exposure time: 900 seconds Detector: HyPix-6000 (2D detector)
Camera length: 85.7 mm

微多孔層試料1枚に対し、膜法線方向からX線を入射し、透過散乱光を検出した。試料以外からの散乱を極力減らすために、試料からビームストップまでが真空中に設置された真空チャンバーを用いて測定を行った。なお、HyPix-6000は検出器に不感領域が存在するため、検出器を縦方向に移動して2回測定した結果を合わせて不感領域のない2次元データを得た。得られた2次元WAXSパターンに対して透過率補正、空セル散乱補正を実施した。次に、円環平均を行うことで散乱データを1次元化し、ポリプロピレンの(110)面由来の結晶ピークの小角側と広角側の裾に相当するブラッグ角θsとθeを決定した。そして、透過率補正、空セル散乱補正実施済みの2次元WAXSパターンに対し、2θs<2θ<2θeの範囲の散乱強度の方位角分布((110)面由来の結晶回折ピーク強度の方位角分布)を計算した。得られた2θs<2θ<2θeの範囲の散乱強度の方位角分布の例を図1に示す。2θs<2θ<2θeの範囲の散乱強度の方位角分布図には、結晶c軸がMDに配向したc軸配向結晶由来の(110)ピークがTDに、結晶a軸がMDに配向したa軸配向結晶由来の(110)ピークがMD近傍に観測される。c軸配向結晶由来のピークを1つのガウス関数で、a軸配向結晶由来のピークを2つのガウス関数で近似し、ピーク分離を実施した。図1にその例を示す。ピーク分離にはWaveMetrics社製ソフトウェアIgorPro8ver.8.0.0.10を用いた。こうしたピーク分離により得られたc軸配向結晶(c軸がMDに配向している結晶)由来のピーク面積をS_MD、a軸配向結晶(c軸がTDに近い方向に配向している結晶)由来のピーク面積(2つのガウス関数の面積の和)をS_TDとすると、(110)結晶ピーク面積比(MD/TD)は、S_MD/S_TDで定義される。なお、散乱強度の方位角分布図には、図1に示したようにc軸配向結晶由来のピークとa軸配向結晶由来のピークが2か所ずつ観測される。そこで、それぞれのピーク面積の平均をS_MD、S_TDとした。 X-rays were incident on a single microporous layer sample from the film normal direction, and transmitted and scattered light was detected. To minimize scattering from sources other than the sample, measurements were performed using a vacuum chamber in which the entire area from the sample to the beam stop was installed in a vacuum. Because the HyPix-6000 detector has a blind area, two measurements were taken by moving the detector vertically and combining the results to obtain two-dimensional data without the blind area. Transmittance correction and empty-cell scattering correction were then performed on the obtained two-dimensional WAXS pattern. Next, circular averaging was performed to convert the scattering data into one dimension, and the Bragg angles θs and θe, corresponding to the small-angle and wide-angle tails of the crystalline peak derived from the (110) plane of polypropylene, were determined. The azimuthal distribution of scattering intensity in the range 2θs < 2θ < 2θe (the azimuthal distribution of crystalline diffraction peak intensity derived from the (110) plane) was then calculated for the two-dimensional WAXS pattern after transmittance correction and empty-cell scattering correction. An example of the obtained azimuthal angle distribution of scattering intensity in the range of 2θs<2θ<2θe is shown in Figure 1. In the azimuthal angle distribution diagram of scattering intensity in the range of 2θs<2θ<2θe, a (110) peak derived from c-axis oriented crystals, in which the crystal c-axis is oriented in the MD, is observed in the TD, and a (110) peak derived from a-axis oriented crystals, in which the crystal a-axis is oriented in the MD, is observed near the MD. Peak separation was performed by approximating the peak derived from c-axis oriented crystals with one Gaussian function and the peak derived from a-axis oriented crystals with two Gaussian functions. An example is shown in Figure 1. WaveMetrics software IgorPro8 ver. 8.0.0.10 was used for peak separation. If the peak area derived from c-axis oriented crystals (crystals whose c-axis is oriented in the MD) obtained by this peak separation is defined as S_MD, and the peak area (sum of the areas of the two Gaussian functions) derived from a-axis oriented crystals (crystals whose c-axis is oriented in a direction close to TD) is defined as S_TD, then the (110) crystal peak area ratio (MD/TD) is defined as S_MD/S_TD. As shown in Figure 1, two peaks derived from c-axis oriented crystals and two peaks derived from a-axis oriented crystals are observed in the azimuthal angle distribution diagram of the scattering intensity. Therefore, the averages of the respective peak areas were defined as S_MD and S_TD.

[厚み(μm)の測定]
株式会社ミツトヨ製のデジマチックインジケータIDC112を用いて、室温23±2℃で、セパレータの厚み(μm)を測定した。
[Measurement of thickness (μm)]
The thickness (μm) of the separator was measured at room temperature of 23±2° C. using a Digimatic Indicator IDC112 manufactured by Mitutoyo Corporation.

[気孔率(%)の測定]
10cm×10cm角の寸法を有する試料をセパレータから切り取り、その体積(cm3)と質量(g)を求め、それらと密度(g/cm3)より、次式を用いて気孔率を計算した。
気孔率(%)=(体積-質量/密度)/体積×100
[Measurement of porosity (%)]
A sample measuring 10 cm x 10 cm square was cut from the separator, and its volume (cm 3 ) and mass (g) were determined. From these and the density (g/cm 3 ), the porosity was calculated using the following formula.
Porosity (%) = (volume - mass / density) / volume x 100

[透気抵抗度(秒/100cm3)の測定]
JIS P-8117に準拠したガーレー式透気度計を用いて、セパレータの透気抵抗度(秒/100cm3)を測定し、厚み(μm単位)で除した後14をかけることにより、厚み14μm換算の透気抵抗度(透気度)を算出した。
[Measurement of air permeability resistance (sec/100 cm 3 )]
The air resistance (seconds/100 cm3 ) of the separator was measured using a Gurley air permeability meter in accordance with JIS P-8117, divided by the thickness (unit: μm), and then multiplied by 14 to calculate the air resistance (air permeability) converted to a thickness of 14 μm.

[突刺強度の測定]
先端が半径0.5mmの半球状である針を用意し、直径(dia.)11mmの開口部を有するプレート2つの間にセパレータを挟み、針、セパレータ及びプレートをセットした。株式会社イマダ製「MX2-50N」を用いて、針先端の曲率半径0.5mm、セパレータ保持プレートの開口部直径11mm及び突刺速度25mm/分の条件下で突刺試験を行った。針とセパレータを接触させ、最大突刺荷重(すなわち、突刺強度(gf))を測定した。得られた突刺強度を厚み(μm単位)で除した後14をかけることにより、厚み14μm換算の突刺強度を算出した。
[Measurement of puncture strength]
A needle with a hemispherical tip and a radius of 0.5 mm was prepared, and a separator was sandwiched between two plates with openings of 11 mm diameter (dia.), and the needle, separator, and plates were set. A puncture test was performed using an "MX2-50N" made by Imada Co., Ltd. under the following conditions: a needle tip curvature radius of 0.5 mm, an opening diameter of 11 mm in the separator holding plate, and a puncture speed of 25 mm/min. The needle and separator were brought into contact, and the maximum puncture load (i.e., puncture strength (gf)) was measured. The obtained puncture strength was divided by the thickness (unit: μm) and then multiplied by 14 to calculate the puncture strength equivalent to a thickness of 14 μm.

[熱収縮率の測定]
セパレータをMD/TDそれぞれ50mmの方形に切り出して得た試料を、105℃に加熱(常圧、大気下)してある熱風乾燥機(ヤマト科学株式会社製、DF1032)に入れた。1時間後に熱風乾燥機より試料を取り出し、熱収縮率を求めた。試料は、乾燥機の内壁等に付着しないように、かつ試料同士が融着しないように、コピー紙の上に乗せてから熱風乾燥器に入れた。
熱収縮率(%):(加熱前の寸法(mm)-加熱後の寸法(mm))/(加熱前の寸法(mm))×100
[Measurement of Heat Shrinkage Rate]
The separator was cut into 50 mm squares in both the MD and TD directions, and the resulting samples were placed in a hot air dryer (DF1032, manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd.) heated to 105°C (atmospheric pressure, in the atmosphere). After one hour, the samples were removed from the hot air dryer, and the thermal shrinkage was determined. The samples were placed on copy paper before being placed in the hot air dryer, so as to prevent them from adhering to the inner walls of the dryer and to prevent the samples from fusing together.
Heat shrinkage rate (%): (dimension before heating (mm) - dimension after heating (mm)) / (dimension before heating (mm)) x 100

[正極の作製]
正極活物質としてLiNi1/3Mn1/3Co1/32と、導電助剤としてカーボンブラックと、結着剤としてポリフッ化ビニリデン溶液とを、91:5:4の固形分質量比で混合し、分散溶媒としてN-メチル-2-ピロリドンを固形分68質量%となるように添加し、更に混合して、スラリー状の溶液を調製した。このスラリー状の溶液を、厚み15μmのアルミニウム箔の片面にアルミニウム箔の一部が露出するように塗布した後、溶剤を乾燥除去し、塗布量を175g/m2とした。更に正極合剤部分の密度が2.8g/cm3となるようにロールプレスで圧延した。その後、塗布部が20mm×20mmで、かつアルミニウム箔露出部を含むように裁断して正極を得た。
[Preparation of Positive Electrode]
LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 as the positive electrode active material, carbon black as a conductive additive, and polyvinylidene fluoride solution as a binder were mixed in a solids mass ratio of 91:5:4, and N-methyl-2-pyrrolidone was added as a dispersion solvent to a solids content of 68% by mass, and further mixed to prepare a slurry solution. This slurry solution was applied to one side of a 15 μm thick aluminum foil so that a portion of the aluminum foil was exposed, and then the solvent was dried and removed, resulting in a coating amount of 175 g / m 2. The positive electrode mixture was then rolled with a roll press so that the density of the positive electrode mixture was 2.8 g / cm 3. The coated portion was then cut to 20 mm x 20 mm and included the exposed aluminum foil portion to obtain a positive electrode.

[負極の作製]
負極活物質として人造黒鉛、結着剤としてスチレンブタジエンゴム及びカルボキシメチルセルロース水溶液を、96.4:1.9:1.7の固形分質量比で混合し、分散溶媒として水を固形分50質量%となるように添加し、更に混合して、スラリー状の溶液を調製した。このスラリー状の溶液を、厚み10μmの銅箔の片面に銅箔の一部が露出するように塗布した後、溶剤を乾燥除去し、塗布量を86g/m2とした。更に負極合剤部分の密度が1.45g/cm3となるようにロールプレスで圧延した。その後、塗布部が25mm×25mmで、かつ銅箔露出部を含むように裁断して負極を得た。
[Fabrication of negative electrode]
Artificial graphite as the negative electrode active material, styrene butadiene rubber as a binder, and a carboxymethyl cellulose aqueous solution were mixed in a solids mass ratio of 96.4:1.9:1.7, and water was added as a dispersion solvent to a solids content of 50% by mass, followed by further mixing to prepare a slurry solution. This slurry solution was applied to one side of a 10 μm thick copper foil so that a portion of the copper foil was exposed, and the solvent was then dried and removed to a coating amount of 86 g/m 2. The negative electrode mixture was then rolled with a roll press so that the density of the negative electrode mixture portion was 1.45 g/cm 3. The coated portion was then cut to 25 mm x 25 mm and included the exposed copper foil portion to obtain a negative electrode.

[非水電解液の調製]
プロピレンカーボネート:エチレンカーボネート:γ-ブチルラクトン=1:1:2(体積比)の混合溶媒に、溶質としてLiBF4を濃度1.0mol/Lとなるように溶解させ、更にトリオクチルホスフェートを0.5重量%となるように添加し、非水電解液を調製した。
[Preparation of non-aqueous electrolyte]
A non-aqueous electrolyte solution was prepared by dissolving LiBF as a solute in a mixed solvent of propylene carbonate:ethylene carbonate:γ-butyl lactone = 1:1:2 (volume ratio) to a concentration of 1.0 mol/L, and further adding trioctyl phosphate to the solution to a concentration of 0.5 wt %.

[積層電極体の作製]
セパレータから30mm×30mm角の試料を切り取り、上記非水電解液に1分以上含浸し、試料1とした。負極、試料1、正極、カプトンフィルム、厚み4mmシリコンゴムの順で積層し、積層電極体を作製した。
[Fabrication of laminated electrode body]
A 30 mm × 30 mm square sample was cut from the separator and immersed in the nonaqueous electrolyte for 1 minute or more to prepare Sample 1. The negative electrode, Sample 1, positive electrode, Kapton film, and 4 mm thick silicone rubber were laminated in this order to prepare a laminated electrode body.

[フューズショート試験]
この積層電極体を、熱電対が埋め込まれたセラミックプレート上に配置し、油圧プレス機で面圧1.5MPaを印加しながら、ヒーターを昇温し、正極及び負極の集電体部分に接続された交流電気抵抗測定装置「AG-4311」(安藤電機株式会社製)を用いて、連続的に温度と抵抗値を測定した。なお、温度は室温23℃から220℃まで15℃/分の速度にて昇温し、インピーダンスは1kHzの交流にて測定した。実際の正極、負極を用い、面圧を印加することで電池内におけるフューズショート挙動を反映することができる。
得られたインピーダンス(Ω)に実効正極面積4cm2を乗じて算出した値を正極単位面積換算のインピーダンス(Ω・cm2)とした。正極単位面積換算のインピーダンスが100Ω・cm2に達した時点の温度をフューズ温度(℃)とし、孔閉塞状態に達した後、再び正極単位面積換算のインピーダンスが100Ω・cm2を下回った時点の温度をショート温度(℃)とした。
[Fuse short test]
This laminated electrode assembly was placed on a ceramic plate with an embedded thermocouple, and a surface pressure of 1.5 MPa was applied using a hydraulic press while the heater was heated. The temperature and resistance were continuously measured using an AC electrical resistance measuring device "AG-4311" (manufactured by Ando Electric Co., Ltd.) connected to the current collectors of the positive and negative electrodes. The temperature was raised from room temperature of 23°C to 220°C at a rate of 15°C/min, and the impedance was measured using an AC of 1 kHz. By using actual positive and negative electrodes and applying surface pressure, it is possible to reflect the fuse short behavior within the battery.
The value calculated by multiplying the obtained impedance (Ω) by the effective positive electrode area of 4 cm2 was taken as the impedance (Ω· cm2 ) converted into positive electrode unit area. The temperature at which the impedance converted into positive electrode unit area reached 100 Ω· cm2 was taken as the fuse temperature (°C), and the temperature at which the impedance converted into positive electrode unit area again fell below 100 Ω· cm2 after reaching the hole-blocked state was taken as the short-circuit temperature (°C).

[ラミネートセル(リチウムイオン二次電池サンプル)の作製]
前記[正極の作製]において、タブ部を除いて30mm×50mmの長方形状に打ち抜いた以外は同様にして正極を得た。
また前記[負極の作製]において、タブ部を除いて32mm×52mmの長方形状に打ち抜いた以外は同様にして負極を得た。
非水溶媒としてのエチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートとを体積比1:2で混合した混合溶媒に、リチウム塩としてのLiPF6塩を1mol/L含有させた溶液(キシダ化学株式会社製、LBG00069)を用いた。
後述の実施例及び比較例で作製したセパレータを34mm×54mmの長方形に打ち抜き、上記で作製した正極の正極活物質を含む混合物からなる層及び上記で作製した負極の負極活物質を含む混合物からなる層がそれぞれセパレータ表面と向かい合うようにして、正極、セパレータ、負極をこの順の配置にて重ね合わせ、アルミニウム箔(厚み40μm)の両面を樹脂層で被覆したラミネートフィルムからなる袋内に、正負極の端子を突設させながら挿入した後、電解液を0.6g加え、-90kPaに減圧後、-30kPaに戻す操作を2回実施した後、-95kPaで5分間保持した。常圧に戻した後、電解液の量が合計で0.6gになるように追加で添加した。その後、-85kPaに減圧し、封止を行って、ラミネートセルを得た。
[Fabrication of Laminated Cell (Lithium-ion Secondary Battery Sample)]
A positive electrode was obtained in the same manner as in the above [Preparation of Positive Electrode], except that the tab portion was removed and the positive electrode was punched out into a rectangular shape of 30 mm x 50 mm.
A negative electrode was obtained in the same manner as in the above [Preparation of negative electrode], except that the tab portion was removed and the blank was punched out into a rectangular shape of 32 mm x 52 mm.
A solution (LBG00069, manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) containing 1 mol/L of LiPF 6 salt as a lithium salt in a mixed solvent of ethylene carbonate and ethyl methyl carbonate in a volume ratio of 1:2 as a nonaqueous solvent was used.
The separators prepared in the examples and comparative examples described below were punched into 34 mm x 54 mm rectangles, and the layer made of a mixture containing the positive electrode active material of the positive electrode prepared above and the layer made of a mixture containing the negative electrode active material of the negative electrode prepared above were placed facing the separator surface, and the positive electrode, separator, and negative electrode were stacked in this order. After inserting the positive and negative electrode terminals protruding into a bag made of a laminate film coated with a resin layer on both sides of aluminum foil (thickness 40 μm), 0.6 g of electrolyte was added, and the pressure was reduced to -90 kPa. This operation of reducing the pressure to -30 kPa was repeated twice, and then the pressure was held at -95 kPa for 5 minutes. After returning to normal pressure, an additional amount of electrolyte was added so that the total amount was 0.6 g. Thereafter, the pressure was reduced to -85 kPa, and sealing was performed to obtain a laminate cell.

[加熱試験]
得られたリチウムイオン二次電池を、25℃に設定した恒温槽(株式会社二葉科学製、商品名:PLM-73S)に投入し、充放電装置(アスカ電子(株)製、商品名:ACD-01)に接続し、0.05Cの定電流で4.35Vまで充電して、電圧が4.35Vに到達してから、4.35Vの定電圧で2時間充電した後、0.2Cの定電流で3.0Vまで放電を行った。
[Heating test]
The obtained lithium ion secondary battery was placed in a thermostatic bath (manufactured by Futaba Scientific Co., Ltd., product name: PLM-73S) set to 25°C, connected to a charge/discharge device (manufactured by Asuka Electronics Co., Ltd., product name: ACD-01), and charged to 4.35 V at a constant current of 0.05 C. After the voltage reached 4.35 V, the battery was charged at a constant voltage of 4.35 V for 2 hours, and then discharged to 3.0 V at a constant current of 0.2 C.

続いて、0.33Cの定電流で充電して、電圧が4.35Vに到達してから、4.35Vの定電圧で1時間充電した後、0.33Cの定電流で3.0Vまで放電を行った。 The battery was then charged at a constant current of 0.33C until the voltage reached 4.35V, after which it was charged at a constant voltage of 4.35V for 1 hour, and then discharged at a constant current of 0.33C to 3.0V.

続いて、同様に充電と放電とを行った。充電は同様に0.33Cで行い、電圧が4.35Vに到達してから、4.35Vの定電圧で1時間充電した。充電したセルを1.5MPaで拘束してオーブンに投入した。温度を5℃/分で200℃になるまで昇温し、短絡が見られるか電圧のモニタリングを行った。短絡が見られなければ〇、短絡が見られれば×とした。ここでいう短絡とはセルの電圧が2Vを下回ることを意味する。 Then, charging and discharging were carried out in the same manner. Charging was carried out at 0.33C in the same manner, and after the voltage reached 4.35V, charging was carried out at a constant voltage of 4.35V for 1 hour. The charged cell was restrained at 1.5MPa and placed in an oven. The temperature was raised at 5°C/min to 200°C, and the voltage was monitored to see if a short circuit was observed. If no short circuit was observed, it was marked with an ◯, and if a short circuit was observed, it was marked with an ×. A short circuit here means that the cell voltage was below 2V.

《実施例1》
[微多孔層を有するセパレータの作製]
高分子量のポリプロピレン(PP、MFR(230℃)=0.51g/10分、密度=0.91g/cm3、Mw=900000、Mw/Mn=5.2、ペンタッド分率=99.3%)を2.5インチの押出機で溶融し、ダイ幅500mm、ダイリップのクリアランスが2.0mmに調整されたTダイへとギアポンプを使って供給した。Tダイの温度は230℃に設定し、溶融したポリマーをTダイから吐出後、400L/分の風量の25℃の吹込空気によって十分に冷却し、ロールに巻き取った。同様にして、ポリエチレン(PE、MFR(190℃)=0.38g/10分、密度=0.96g/cm3)を2.5インチの押出機で溶融し、ダイリップの幅が2.0mmに調整されたTダイへとギアポンプを使って供給した。Tダイの温度は210℃に設定し、溶融したポリマーをTダイから吐出後、400L/分の25℃の風量の吹込空気によって十分に冷却し、ロールに巻き取った。ロールに巻き取られたPP原反フィルム及びPE原反フィルムは、それぞれ6μmの厚みを有し、ドロー比は330であった。次いで、PP原反フィルム及びPE原反フィルムをPP/PE/PPとなるように結着し、PP/PE/PPの三層構造を有する原反フィルムを得た。次いで、三層構造の原反フィルムを126℃で20分間アニールした。アニールされた原反フィルムを、室温で8%まで冷間延伸し、次いで116℃で185%熱間延伸し、126℃で45%熱緩和することにより微多孔を形成し、PP/PE/PP三層構造のセパレータを得た。熱間延伸及び熱緩和の速度は約10%/分であった。上記延伸開孔の後、得られた三層構造セパレータの透気度、突刺強度、フューズショート試験及び105℃における熱収縮率の測定を行った。結果を表1に示す。
Example 1
[Preparation of separator having microporous layer]
High molecular weight polypropylene (PP, MFR (230°C) = 0.51 g/10 min, density = 0.91 g/ cm3 , Mw = 900,000, Mw/Mn = 5.2, pentad fraction = 99.3%) was melted in a 2.5-inch extruder and fed using a gear pump to a T-die with a die width of 500 mm and a die lip clearance of 2.0 mm. The T-die temperature was set to 230°C, and the molten polymer was discharged from the T-die, sufficiently cooled by blowing in 25°C air at a rate of 400 L/min, and then wound up on a roll. Similarly, polyethylene (PE, MFR (190°C) = 0.38 g/10 min, density = 0.96 g/ cm3 ) was melted in a 2.5-inch extruder and fed using a gear pump to a T-die with a die lip width adjusted to 2.0 mm. The temperature of the T-die was set to 210 ° C. After the molten polymer was extruded from the T-die, it was thoroughly cooled by blowing air at 25 ° C. at a rate of 400 L / min and then wound up on a roll. The PP raw film and PE raw film wound up on the roll each had a thickness of 6 μm and a draw ratio of 330. Next, the PP raw film and the PE raw film were bonded to form a PP / PE / PP raw film, resulting in a raw film having a PP / PE / PP three-layer structure. The three-layer raw film was then annealed at 126 ° C. for 20 minutes. The annealed raw film was cold stretched to 8% at room temperature, then hot stretched to 185% at 116 ° C., and heat-relaxed to 45% at 126 ° C. to form micropores, resulting in a separator with a PP / PE / PP three-layer structure. The hot stretching and heat-relaxing rates were approximately 10% / min. After the stretching and perforation, the resulting three-layer structure separator was subjected to measurements of air permeability, puncture strength, fuse short circuit test, and heat shrinkage at 105° C. The results are shown in Table 1.

《実施例2~5》
表1及び2に示すとおりに原料及び熱緩和における収縮率を変更したこと以外は実施例1と同じ方法に従って微多孔層を有するセパレータを得て、得られたセパレータを評価した。
Examples 2 to 5
Separators having a microporous layer were obtained in the same manner as in Example 1, except that the raw materials and the shrinkage rate during heat relaxation were changed as shown in Tables 1 and 2, and the obtained separators were evaluated.

《比較例1~4》
表2に示すとおりに原料及び熱緩和における収縮率を変更したこと以外は実施例1と同じ方法に従って微多孔層を有するセパレータを作製し、セパレータを評価した。ただし、溶融張力が高すぎるために厚み6μmのPP原反フィルムを作製できなかったサンプルについては、作製不可とした。
Comparative Examples 1 to 4
Separators having a microporous layer were produced and evaluated in the same manner as in Example 1, except that the raw materials and the shrinkage rates during heat relaxation were changed as shown in Table 2. However, samples for which a 6 μm-thick PP raw film could not be produced due to too high melt tension were deemed unproductionable.

《実施例6》
高分子量のポリプロピレン(PP、MFR(230℃)=0.51g/10分、密度=0.91g/cm3、Mw=900000、Mw/Mn=5.2、ペンタッド分率=99.3%)を2.5インチの押出機で溶融し、ダイ幅500mm、ダイリップのクリアランスが3.3mmに調整されたTダイへとギアポンプを使って供給した。Tダイの温度は230℃に設定し、溶融したポリマーをTダイから吐出後、400L/分の風量の25℃の吹込空気によって十分に冷却し、ロールに巻き取った。ロールに巻き取られたPP原反フィルムは、15μmの厚みを有し、ドロー比は220であった。次いで、三層構造の原反フィルムを130℃で20分間アニールした。アニールされた原反フィルムを、室温で10%まで冷間延伸し、次いで130℃で185%熱間延伸し、130℃で45%熱緩和することにより微多孔を形成し、PP単層の微多孔層からなるセパレータを得た。上記延伸開孔の後、得られた三層構造セパレータの透気度、突刺強度、フューズショート試験及び105℃における熱収縮率の測定を行った。結果を表3に示す。
Example 6
High molecular weight polypropylene (PP, MFR (230°C) = 0.51 g/10 min, density = 0.91 g/ cm3 , Mw = 900,000, Mw/Mn = 5.2, pentad fraction = 99.3%) was melted in a 2.5-inch extruder and fed using a gear pump to a T-die with a die width of 500 mm and a die lip clearance of 3.3 mm. The T-die temperature was set to 230°C, and after the molten polymer was extruded from the T-die, it was thoroughly cooled by blowing in 25°C air at a rate of 400 L/min and then wound up on a roll. The PP raw film wound up on the roll had a thickness of 15 μm and a draw ratio of 220. The three-layer raw film was then annealed at 130°C for 20 minutes. The annealed raw film was cold-stretched to 10% at room temperature, then hot-stretched to 185% at 130°C, and heat-relaxed to 45% at 130°C to form micropores, yielding a separator consisting of a single microporous PP layer. After the above stretching and perforation, the resulting three-layer separator was subjected to measurements of air permeability, puncture strength, fuse short circuit test, and heat shrinkage at 105°C. The results are shown in Table 3.

《比較例5》
表3に示すとおりに原料を変更したこと以外は実施例6と同じ方法に従って微多孔層を有するセパレータを得て、得られたセパレータを評価した。
Comparative Example 5
Separators having a microporous layer were obtained in the same manner as in Example 6, except that the raw materials were changed as shown in Table 3, and the obtained separators were evaluated.


本実施形態の蓄電デバイス用セパレータは、高安全性で薄膜化が可能であり、蓄電デバイス、例えばリチウムイオン二次電池等のセパレータとして好適に利用することができる。 The separator for an electricity storage device of this embodiment is highly safe and can be made thin, making it suitable for use as a separator in electricity storage devices, such as lithium-ion secondary batteries.

Claims (7)

微多孔層を備える蓄電デバイス用セパレータであって、
前記微多孔層が、荷重2.16kg及び温度230℃におけるメルトフローレート(MFR)0.7g/10分以下を有するポリオレフィンを含み、
前記蓄電デバイス用セパレータのフューズショート試験におけるショート温度が、200℃以上であり、
前記蓄電デバイス用セパレータを105℃で1時間熱処理したときの幅方向(TD)の熱収縮率及び機械方向(MD)の熱収縮率が、それぞれ、TD≦1%、及びMD≦4%であり、
前記ポリオレフィンが、ポリプロピレンを主成分とし、かつ、
前記ポリプロピレンのペンタッド分率が、98.5%以上である、
蓄電デバイス用セパレータ。
A separator for an electricity storage device having a microporous layer,
the microporous layer comprises a polyolefin having a melt flow rate (MFR) of 0.7 g/10 min or less at a load of 2.16 kg and a temperature of 230°C;
the separator for an electricity storage device has a short-circuit temperature of 200°C or higher in a fuse short-circuit test;
the heat shrinkage rate in the width direction (TD) and the heat shrinkage rate in the machine direction (MD) when the electricity storage device separator is heat-treated at 105°C for 1 hour are TD≦1% and MD≦4%, respectively;
The polyolefin is mainly composed of polypropylene, and
The pentad fraction of the polypropylene is 98.5% or more.
Separators for power storage devices.
前記ポリオレフィンの重量平均分子量(Mw)を数平均分子量(Mn)で除した値(Mw/Mn)が、7以下である、請求項1に記載の蓄電デバイス用セパレータ。 2 . The electricity storage device separator according to claim 1 , wherein the polyolefin has a weight average molecular weight (Mw) divided by a number average molecular weight (Mn) (Mw/Mn) of 7 or less. 前記フューズショート試験でのフューズ温度が、150℃以下である、請求項1又は2に記載の蓄電デバイス用セパレータ。 3. The separator for an electricity storage device according to claim 1 , wherein a fuse temperature in the fuse short circuit test is 150°C or less. 前記ポリプロピレンを主成分とする前記ポリオレフィンを含む前記微多孔層と、ポリエチレンを主成分とする微多孔層との多層構造を有する、請求項1~のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用セパレータ。 The separator for an electricity storage device according to any one of claims 1 to 3 , having a multilayer structure of the microporous layer containing the polyolefin containing the polypropylene as a main component and a microporous layer containing polyethylene as a main component. 前記ポリプロピレンを主成分とする前記ポリオレフィンを含む前記微多孔層の広角X線散乱測定において、幅方向(TD)の配向割合に対する機械方向(MD)の配向割合の比MD/TDが、1.3以上である、請求項1~のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用セパレータ。 The separator for an electricity storage device according to any one of claims 1 to 4, wherein, in wide-angle X-ray scattering measurement of the microporous layer containing the polyolefin containing the polypropylene as a main component , a ratio MD/ TD of the orientation rate in the machine direction (MD) to the orientation rate in the width direction (TD) is 1.3 or more. 厚みが18μm以下であり、気孔率が42%以上であり、透気抵抗度が250秒/100cm3以下である、請求項1~のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用セパレータ。 6. The separator for an electricity storage device according to claim 1 , which has a thickness of 18 μm or less, a porosity of 42% or more, and an air resistance of 250 seconds/100 cm 3 or less. 請求項1~のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用セパレータを備える、蓄電デバイス。 An electricity storage device comprising the electricity storage device separator according to any one of claims 1 to 6 .
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003519723A (en) 2000-01-10 2003-06-24 エルジー・ケミカル・カンパニー・リミテッド Highly crystalline polypropylene microporous film, multi-component microporous film, and method for producing the same
WO2008093572A1 (en) 2007-01-30 2008-08-07 Asahi Kasei E-Materials Corporation Polyolefin microporous membrane
WO2012043718A1 (en) 2010-10-01 2012-04-05 三菱樹脂株式会社 Laminated porous film, separator for battery, and battery
WO2012102241A1 (en) 2011-01-27 2012-08-02 三菱樹脂株式会社 Polyolefin resin porous film, and non-aqueous electrolyte cell separator using same
WO2012102129A1 (en) 2011-01-25 2012-08-02 東レバッテリーセパレータフィルム株式会社 Microporous membrane, method for producing same, and battery separator using same
WO2014065331A1 (en) 2012-10-25 2014-05-01 株式会社プライムポリマー Polypropylene for use in microporous films
US20150263322A1 (en) 2012-10-08 2015-09-17 Treofan Germany Gmbh & Co. Kg Microporous separator film having homogeneous porosity and greater resistance to puncturing
WO2017026482A1 (en) 2015-08-12 2017-02-16 宇部興産株式会社 Layered porous film, separator for electricity-storing device, and electricity-storing device
WO2019103947A2 (en) 2017-11-21 2019-05-31 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Separator for electric storage device

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101774515B1 (en) * 2013-06-11 2017-09-04 주식회사 엘지화학 Preparation method of a multi-layer complex separator, multi-layer complex separator formed therefrom and electrochemical device including the same
KR101669962B1 (en) * 2014-11-26 2016-11-09 아주대학교산학협력단 Random mosaic identification code

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003519723A (en) 2000-01-10 2003-06-24 エルジー・ケミカル・カンパニー・リミテッド Highly crystalline polypropylene microporous film, multi-component microporous film, and method for producing the same
WO2008093572A1 (en) 2007-01-30 2008-08-07 Asahi Kasei E-Materials Corporation Polyolefin microporous membrane
WO2012043718A1 (en) 2010-10-01 2012-04-05 三菱樹脂株式会社 Laminated porous film, separator for battery, and battery
WO2012102129A1 (en) 2011-01-25 2012-08-02 東レバッテリーセパレータフィルム株式会社 Microporous membrane, method for producing same, and battery separator using same
WO2012102241A1 (en) 2011-01-27 2012-08-02 三菱樹脂株式会社 Polyolefin resin porous film, and non-aqueous electrolyte cell separator using same
US20150263322A1 (en) 2012-10-08 2015-09-17 Treofan Germany Gmbh & Co. Kg Microporous separator film having homogeneous porosity and greater resistance to puncturing
WO2014065331A1 (en) 2012-10-25 2014-05-01 株式会社プライムポリマー Polypropylene for use in microporous films
WO2017026482A1 (en) 2015-08-12 2017-02-16 宇部興産株式会社 Layered porous film, separator for electricity-storing device, and electricity-storing device
WO2019103947A2 (en) 2017-11-21 2019-05-31 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Separator for electric storage device

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