JP2017226122A - 積層体 - Google Patents
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Abstract
Description
多孔質基材の単位面積当たりの目付に対する突き刺し強度が、26.0gf/g/m2以上であり、
下記式(1)で表される値が、0.00以上、0.54以下の範囲にあることを特徴とし、かつ、
|1−T/M| …(1)
(式(1)中、Tは、TDにおける0.1Nの一定荷重下でのスクラッチ試験における、臨界荷重までの距離を表し、Mは、MDにおける0.1Nの一定荷重下でのスクラッチ試験における、臨界荷重までの距離を表す。)
前記ポリフッ化ビニリデン系樹脂における、α型結晶とβ型結晶の含有量の合計を100モル%とした場合の、前記α型結晶の含有量が、36モル%以上であることを特徴とする積層体。
(ここで、α型結晶の含有量は、前記多孔質層のIRスペクトルにおける765nm付近の吸収強度から算出され、β型結晶の含有量は、前記多孔質層のIRスペクトルにおける840nm付近の吸収強度から算出される。)
本発明の積層体において、前記ポリフッ化ビニリデン系樹脂が、フッ化ビニリデンのホモポリマー、および/または、フッ化ビニリデンと、ヘキサフルオロプロピレン、テトラフルオロエチレン、トリフルオロエチレン、トリクロロエチレン、およびフッ化ビニルから選択される少なくとも1種類のモノマーとの共重合体であることが好ましい。
本発明の実施形態1に係る積層体は、ポリオレフィン系樹脂を主成分とする多孔質基材と、前記多孔質基材の少なくとも一方の面に積層された、ポリフッ化ビニリデン系樹脂を含有する多孔質層と、を含む積層体であって、
多孔質基材の単位面積当たりの目付に対する突き刺し強度が、26.0gf/g/m2以上であり、
下記式(1)で表される値が、0.00以上、0.54以下の範囲にあることを特徴とし、かつ、
|1−T/M| …(1)
(式(1)中、Tは、TDにおける0.1Nの一定荷重下でのスクラッチ試験における、臨界荷重までの距離を表し、Mは、MDにおける0.1Nの一定荷重下でのスクラッチ試験における、臨界荷重までの距離を表す。)
前記ポリフッ化ビニリデン系樹脂における、α型結晶とβ型結晶の含有量の合計を100モル%とした場合の、前記α型結晶の含有量が、36モル%以上であることを特徴とする積層体。
(ここで、α型結晶の含有量は、前記多孔質層のIRスペクトルにおける765nm付近の吸収強度から算出され、β型結晶の含有量は、前記多孔質層のIRスペクトルにおける840nm付近の吸収強度から算出される。)
<多孔質基材>
本発明における多孔質基材は、本発明の積層体の基材であり、ポリオレフィンを主成分とし、その内部に連結した細孔を多数有しており、一方の面から他方の面に気体や液体を通過させることが可能となっている。多孔質基材は、1つの層から形成されるものであってもよいし、複数の層が積層されて形成されるものであってもよい。
|1−T/M| …(1)
(式(1)中、Tは、TD方向における0.1Nの一定荷重下でのスクラッチ試験における、臨界荷重までの距離を表し、Mは、MD方向における0.1Nの一定荷重下でのスクラッチ試験における、臨界荷重までの距離を表す。)
また、本発明の多孔質基材は、以下の式(2)で表される値が、0.00以上、0.54以下の範囲にあることが好ましく、0.00以上、0.50以下であることがより好ましく、0.00以上、0.45以下であることがさらに好ましい。
1−T/M …(2)
(式(2)中、Tは、TDにおける0.1Nの一定荷重下でのスクラッチ試験における、臨界荷重までの距離を表し、Mは、MDにおける0.1Nの一定荷重下でのスクラッチ試験における、臨界荷重までの距離を表す。)
上記式(1)、式(2)にて表される値は、スクラッチ試験における臨界荷重までの距離の異方性を示す値であり、その値がゼロに近いほど、上記臨界荷重までの距離が等方性であることを示す。
(1)測定対象の非水電解液二次電池用セパレータである多孔質基材を20mm×60mmに裁断した後、当該裁断した多孔質基材を、30mm×70mmのガラス製プレパラート上に水性糊にて貼合し、25℃の温度下にて一昼夜乾燥させることにより、試験用サンプルを作製する。なお、上記貼合のときは、多孔質基材とガラス製プレパラートとの間に気泡が入らない様に注意する。
(2)工程(1)にて作製された試験用サンプルを、マイクロスクラッチ試験装置(CSEM Instruments社製)に設置し、当該試験装置におけるダイヤモンド圧子を、当該試験用サンプル上に、0.1Nの大きさの垂直荷重をかけたままの状態にて、当該試験装置におけるテーブルを、多孔質基材のTDに向けて、5mm/minの速さにて、10mmの距離を移動させ、その間の、上記ダイヤモンド圧子と当該試験用サンプルとの間に発生する応力(摩擦力)を測定する。
(3)工程(2)にて測定された応力の変位と、上記テーブルの移動距離との関係を示す曲線グラフを作成し、当該曲線グラフから、図2に示すように、TDにおける、臨界荷重値および、臨界荷重に至るまでの距離を算出する。
(4)上記テーブルの移動方向をMDに変更して、上述の工程(1)〜(3)を繰り返して行い、MDにおける、臨界荷重値および、臨界荷重に至るまでの距離を算出する。
(i)多孔質基材におけるMDへの樹脂の配向状態
(ii)多孔質基材におけるTDへの樹脂の配向状態
(iii)多孔質基材の厚み方向におけるMD方向、TD方向に配向した樹脂の接触状態
従って、式(1)および式(2)の値を制御する方法としては、後述する多孔質基材の製造方法における、以下の製造条件を調節することにより、上記(i)〜(iii)の構造因子を制御する方法が挙げられる。
(1)圧延ロールの周速[m/min]
(2)延伸温度/延伸倍率の比[℃/%]
具体的には、圧延ロールの周速、延伸の延伸温度、ならびに延伸倍率が、多孔質基材の製造上支障のない範囲において、以下の式(3)の関係を満たすように、圧延ロールの周速と延伸の延伸温度/延伸倍率の比とを調節することで、結果として、式(1)および式(2)の値を0.00以上、0.54以下の範囲に制御することができる。
Y≧−2.3×X+22.2 …(3)
(式(3)中、Xは、圧延ロールの周速を表し、Yは、TDの延伸の延伸温度/延伸倍率の比を表す。)
一方、上述の式(3)の関係から逸脱する範囲に設定した場合、前記多孔質基材のMDもしくはTDどちらか一方への樹脂の配向、および/または、MDもしくはTDの、どちらか一方へ配向した樹脂の、多孔質基材の厚み方向における連結性が促進され、式(1)で表される多孔質基材の異方性が大きくなり、式(1)の値を0.00以上、0.54以下の範囲に制御することができない。例えば、圧延ロールの周速を2.5m/min、延伸温度/延伸倍率の比を16.5℃/%未満に調節した場合、多孔基材のTDへの樹脂配向および、その厚み方向の連結性が増加することで、TDにおける臨界荷重までの距離が小さくなり、結果として式(1)で表される異方性が0.54以上となる。
多孔質基材の製造方法は特に限定されるものではなく、例えば、ポリオレフィン等の樹脂に可塑剤を加えてフィルム(膜状)に成形した後、可塑剤を適当な溶媒で除去する方法が挙げられる。
(1)超高分子量ポリエチレン100重量部と、重量平均分子量が1万以下の低分子量ポリオレフィン5〜200重量部と、炭酸カルシウムまたは可塑剤等の孔形成剤100〜400重量部とを混練してポリオレフィン樹脂組成物を得る工程、
(2)上記ポリオレフィン樹脂組成物を圧延することにより、圧延シートを成形する工程、
次いで、
(3)工程(2)で得られた圧延シートから孔形成剤を除去する工程、
(4)工程(3)で孔形成剤を除去したシートを延伸する工程、
(5)工程(4)にて延伸されたシートに対して、100℃以上、150℃以下の熱固定温度にて熱固定を行い、多孔質基材を得る工程。
或いは、
(3’)工程(2)で得られた圧延シートを延伸する工程、
(4’)工程(3’)にて延伸されたシートから孔形成剤を除去する工程、
(5’)工程(4’)にて得られたシートに対して、100℃以上、150℃以下の熱固定温度にて熱固定を行い、多孔質基材を得る工程。
Y≧−2.3×X+22.2 …(3)
(式(3)中、Xは、圧延ロールの周速を表し、Yは、TDの延伸の延伸温度/延伸倍率の比を表す。)
また、式(1)、式(2)を充足する多孔質基材を製造するための方法として、MD方向、TD方向に、さらに追加延伸を行うこと、特に、MD方向への追加延伸を行うことが好ましい。
本発明における多孔質層は、ポリフッ化ビニリデン系樹脂を含有する多孔質層であって、前記ポリフッ化ビニリデン系樹脂中の、α型結晶とβ型結晶の含有量の合計を100モル%とした場合の、前記α型結晶の含有量が、36モル%以上であることを特徴とする。
・第一の樹脂:ヘキサフルオロプロピレンの含有量が0モル%を超え、1.5モル%以下であるフッ化ビニリデン/ヘキサフルオロプロピレン共重合体、またはフッ化ビニリデン単独重合体(ヘキサフルオロプロピレンの含有量が0モル%)。
・第二の樹脂:ヘキサフルオロプロピレンの含有量が1.5モル%を超えるフッ化ビニリデン/ヘキサフルオロプロピレン共重合体。
本発明に係る多孔質層に含まれるPVDF系樹脂において、α型結晶およびβ型結晶の含有量の合計を100モル%とした場合のα型結晶の含有量は、36モル%以上であり、好ましくは39モル%以上であり、より好ましくは60モル%以上であり、さらに好ましくは70モル%以上である。また、好ましくは95モル%以下である。前記α型結晶の含有量が36モル%以上であることによって、前記多孔質層を含む積層体が、カールの発生が抑制された非水電解液二次電池用セパレータ等の非水電解液二次電池を構成する部材として利用され得る。
PVDF系樹脂におけるα型結晶、β型結晶の含有率は、例えば、以下の(i)〜(iii)に記載の方法にて算出され得る。
Beerの法則:A=εbC …(1)
(式中、Aは吸光度、εはモル吸光定数、bは光路長、Cは濃度を表す)
前記式(1)において、α型結晶の特性吸収の吸光度をAα、β型結晶の特性吸収の吸光度をAβ、α型結晶のPVDF系樹脂のモル吸光定数をεα、β型結晶のPVDF系樹脂のモル吸光定数をεβ、α型結晶のPVDF系樹脂の濃度をCα、β型結晶のPVDF系樹脂の濃度をCβとすると、α型結晶とβ型結晶のそれぞれの吸光度の割合は、
Aβ/Aα=(εβ/εα)×(Cβ/Cα) …(1a)
となる。
=Aβ/{(Eβ/α×Aα)+Aβ} …(2a)
従って、補正係数Eβ/αを決定すれば、実測したα型結晶の特性吸収の吸光度Aα、β型結晶の特性吸収の吸光度Aβの値から、α型結晶およびβ型結晶の合計に対するβ型結晶のPVDF系樹脂の含有率F(β)を算出することができる。また、算出したF(β)からα型結晶およびβ型結晶の合計に対するα型結晶のPVDF系樹脂の含有率F(α)を算出することができる。
α型結晶のみからなるPVDF系樹脂のサンプルとβ型結晶のみからなるPVDF系樹脂のサンプルとを混合して、β型結晶のPVDF系樹脂の含有率F(β)が判っているサンプルを調製し、IRスペクトルを測定する。得られるIRスペクトルにおいて、α型結晶の吸光特性の吸光度(ピーク高さ)Aα、β型結晶の吸光特性の吸光度(ピーク高さ)Aβを測定する。
混合比を変更した複数のサンプルに関して、IRスペクトルの測定を行い、前記方法にて、それぞれのサンプルに関して補正係数Eβ/αを求め、それらの平均値を算出する。
前記(ii)にて算出した補正係数Eβ/αの平均値と、試料のIRスペクトルの測定結果とに基づいて、各試料におけるα型結晶およびβ型結晶の合計に対するα型結晶のPVDF系樹脂の含有率F(α)を算出する。
本発明に係る多孔質層は、例えば、後述する本発明に係る積層体、非水電解液二次電池用セパレータの製造方法と同様の方法にて製造され得る。
本発明の積層体は、上述の多孔質基材の片面または両面に上述の多孔質層が積層している構成を備える。
<多孔質層、積層体の製造方法>
本発明における多孔質層および積層体の製造方法としては、特に限定されず、種々の方法が挙げられる。
また、本発明における積層体は、上述の方法における乾燥条件(乾燥温度、乾燥時の風速および風向、など)および/または析出温度(PVDF系樹脂を含む多孔質層を析出溶媒または低沸点有機酸を用いて析出させる場合の析出温度)を調節することによって、得られる多孔質層に含まれるPVDF系樹脂の結晶形を制御して製造される。具体的には、前記PVDF系樹脂において、α型結晶とβ型結晶の含有量の合計を100モル%とした場合の、α型結晶の含有量が36モル%以上(好ましくは39モル%以上、より好ましくは60モル%以上、さらに好ましくは70モル%以上。また好ましくは95モル%以下)となるように、前記乾燥条件および前記析出温度を調節して、本発明における積層体が製造され得る。
本発明の実施形態2に係る非水電解液二次電池用部材は、正極、本発明の実施形態1に係る積層体、および負極がこの順で配置されていることを特徴とする。また、本発明の実施形態3に係る非水電解液二次電池は、本発明の実施形態1に係る積層体をセパレータとして含むことを特徴とし、本発明の実施形態2に係る非水電解液二次電池用部材を含むことが好ましい。尚、本発明の実施形態3に係る非水電解液二次電池は、他に非水電解液を含む。
本発明における非水電解液は、一般に非水電解液二次電池に使用される非水電解液であり、特に限定されないが、例えば、リチウム塩を有機溶媒に溶解してなる非水電解液を用いることができる。リチウム塩としては、例えば、LiClO4、LiPF6、LiAsF6、LiSbF6、LiBF4、LiCF3SO3、LiN(CF3SO2)2、LiC(CF3SO2)3、Li2B10Cl10、低級脂肪族カルボン酸リチウム塩、LiAlCl4等が挙げられる。上記リチウム塩は、1種類のみを用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。上記リチウム塩のうち、LiPF6、LiAsF6、LiSbF6、LiBF4、LiCF3SO3、LiN(CF3SO2)2、およびLiC(CF3SO2)3からなる群から選択される少なくとも1種のフッ素含有リチウム塩がより好ましい。
正極としては、通常、正極活物質、導電材および結着剤を含む正極合剤を正極集電体上に担持したシート状の正極を用いる。
負極としては、通常、負極活物質を含む負極合剤を負極集電体上に担持したシート状の負極を用いる。シート状の負極には、好ましくは上記導電材、及び、上記結着剤が含まれる。
以下の製造例1〜2および比較例1〜2において、多孔質基材における、臨界荷重値、および臨界荷重までの距離のTD/MD比、並びに、非水電解液二次電池のサイクル特性を、以下の方法にて測定した。
臨界荷重値、および臨界荷重までの距離のTD/MD比を以下に示すスクラッチ試験にて測定した。以下に記載する以外の測定条件等は、JIS R 3255と同様の条件等にして、測定を行った。また、測定装置は、マイクロスクラッチ試験装置(CSEM Instruments社製)を使用した。
(1)製造例1〜2および比較例1〜2にて製造された多孔質基材を20mm×60mmに裁断した後、当該裁断した多孔質基材を、30mm×70mmのガラス製プレパラート上に水性糊にて貼合し、25℃の温度下にて一昼夜乾燥させることにより、試験用サンプルを作製した。なお、上記貼合のときは、多孔質基材とガラス製プレパラートとの間に気泡が入らない様に注意した。
(2)工程(1)にて作製された試験用サンプルを、マイクロスクラッチ試験装置(CSEM Instruments社製)に設置した。当該試験装置におけるダイヤモンド圧子を、当該試験用サンプル上に、0.1Nの大きさの垂直荷重をかけたままの状態にて、当該試験装置におけるテーブルを、多孔質基材のTDに向けて、5mm/minの速さにて、10mmの距離を移動させ、その間の、上記ダイヤモンド圧子と当該試験用サンプルとの間に発生する応力(摩擦力)を測定した。
(3)工程(2)にて測定された応力の変位と、上記テーブルの移動距離との関係を示す曲線グラフを作成し、当該曲線グラフから、TDにおける、臨界荷重値および、臨界荷重に至るまでの距離を算出した。
(4)上記テーブルの移動方向をMDに変更して、上述の工程(1)〜(3)を繰り返して行い、MDにおける、臨界荷重値および、臨界荷重に至るまでの距離を算出した。
製造例1〜2および比較例1〜2にて製造された、充放電サイクルを経ていない新たな非水電解液二次電池に対して、25℃で電圧範囲;4.1〜2.7V、電流値;0.2C(1時間率の放電容量による定格容量を1時間で放電する電流値を1Cとする、以下も同様)を1サイクルとして、4サイクルの初期充放電を行った。
初期電池特性維持率(%)=(20C放電容量/0.2C放電容量)×100 …(4)
それに続いて、55℃にて、充電電流値;1C、放電電流値;10Cの定電流で充放電を行うことを1サイクルとして、100サイクルの充放電を行った。その後、以下の式(5)に従い、100サイクル後の電池特性維持率を算出した。
電池特性維持率(%)=(100サイクル目の20C放電容量/100サイクル目の0.2C放電容量)×100 …(5)
(突き刺し強度の測定)
ハンディー圧縮試験機(カトーテック株式会社製、型番;KES−G5)を用いて、多孔質基材を12mmΦのワッシャで固定し、ピンを200mm/minで突き刺したときの最大応力(gf)を該多孔質基材の突き刺し強度とした。ピンは、ピン径1mmΦ、先端0.5Rのものを使用した。
<非水電解液二次電池用セパレータの製造>
超高分子量ポリエチレン粉末(GUR4032、ティコナ社製、重量平均分子量497万)を72重量%、重量平均分子量1000のポリエチレンワックス(FNP−0115、日本精鑞社製)29重量%の割合となるように両者を混合した後、この超高分子量ポリエチレンとポリエチレンワックスの合計を100重量部として、酸化防止剤(Irg1010、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製)0.4重量部、酸化防止剤(P168、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製)0.1重量部、ステアリン酸ナトリウム1.3重量部を加え、更に全体積に占める割合が37体積%となるように平均孔径0.1μmの炭酸カルシウム(丸尾カルシウム社製)を加え、これらを粉末のままヘンシェルミキサーで混合し、混合物1を得た。その後、混合物1を、二軸混練機で溶融混練してポリオレフィン樹脂組成物1を得た。ポリオレフィン樹脂組成物1を、周速4.0m/minのロールにて圧延し、圧延シート1を作製した。続いて、圧延シート1を塩酸水溶液(塩酸4mol/L、非イオン系界面活性剤0.5重量%)に浸漬させることにより、圧延シート1から炭酸カルシウムを除去し、続いて100℃にて7.0倍に延伸し(延伸温度/倍率比=14.3)、さらに123℃で熱固定を行い、多孔質基材1を得た。得られた多孔質基材1の単位面積当たりの目付は5.4g/m2であった。多孔質基材1を非水電解液二次電池用セパレータ1とした。
(正極)
LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2/導電材/PVDF(重量比92/5/3)をアルミニウム箔に塗布することにより製造された市販の正極を用いた。上記正極を、正極活物質層が形成された部分の大きさが40mm×35mmであり、かつその外周に幅13mmで正極活物質層が形成されていない部分が残るように、アルミニウム箔を切り取って正極とした。正極活物質層の厚さは58μm、密度は2.50g/cm3であった。
黒鉛/スチレン−1,3−ブタジエン共重合体/カルボキシメチルセルロースナトリウム(重量比98/1/1)を銅箔に塗布することにより製造された市販の負極を用いた。上記負極を、負極活物質層が形成された部分の大きさが50mm×40mmであり、かつその外周に幅13mmで負極活物質層が形成されていない部分が残るように、銅箔を切り取って負極とした。負極活物質層の厚さは49μm、の密度は1.40g/cm3であった。
ラミネートパウチ内で、上記正極、多孔質基材1(電解液二次電池用セパレータ1)、および負極をこの順で積層(配置)することにより、非水電解液二次電池用部材1を得た。このとき、正極の正極活物質層における主面の全部が、負極の負極活物質層における主面の範囲に含まれる(主面に重なる)ように、正極および負極を配置した。
超高分子量ポリエチレン粉末(GUR4032、ティコナ社製、重量平均分子量497万)の使用量を70重量%とし、重量平均分子量1000のポリエチレンワックス(FNP−0115、日本精鑞社製)の使用量を30重量%とし、平均孔径0.1μmの炭酸カルシウム(丸尾カルシウム社製)の使用量を、全体積に占める割合が36体積%となるようにした以外は、実施例1と同様にして、ポリオレフィン樹脂組成物2を調製した。続いて、ポリオレフィン樹脂組成物2を、周速3.0m/minのロールにて圧延し、圧延シート2を作製した。その後、延伸温度を105℃とし、延伸倍率を6.2倍とし(延伸温度/倍率比=16.9)、120℃にて熱固定を行った以外は、製造例1と同様にして、圧延シート2に対して、炭酸カルシウムの除去、延伸および熱固定を行い、多孔質基材2を得た。得られた多孔質基材2の単位面積当たりの目付は6.9g/m2であった。多孔質基材2を非水電解液二次電池用セパレータ2とした。
超高分子量ポリエチレン粉末(GUR2024、ティコナ社製、重量平均分子量497万)を68重量%、重量平均分子量1000のポリエチレンワックス(FNP−0115、日本精鑞社製)を32重量%の割合となるように両者を混合した後、この超高分子量ポリエチレンとポリエチレンワックスの合計を100重量部として、酸化防止剤(Irg1010、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製)0.4重量部、酸化防止剤(P168、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製)0.1重量部、ステアリン酸ナトリウム1.3重量部を加え、さらに全体積に占める割合が38体積%となるように平均孔径0.1μmの炭酸カルシウム(丸尾カルシウム社製)を加え、これらを粉末のままヘンシェルミキサーで混合し、混合物4を得た。その後、混合物4を、二軸混練機で溶融混練してポリオレフィン樹脂組成物4を得た。続いて、ポリオレフィン樹脂組成物4を、周速2.5m/minのロールにて圧延し、圧延シート4を作製した。その後、圧延シート4を塩酸水溶液(塩酸4mol/L、非イオン系界面活性剤0.5重量%)に浸漬させることで炭酸カルシウムを除去し、続いて、100℃にて6.2倍に延伸し(延伸温度/倍率比=16.1)、さらに126℃にて熱固定を行い、多孔質基材3を得た。得られた多孔質基材3の単位面積当たりの目付は6.4g/m2であった。多孔質基材3を非水電解液二次電池用セパレータ3とした。
市販のポリオレフィンセパレータ(単位面積当たりの目付:13.9g/m2)を多孔質基材4(非水電解液二次電池用セパレータ4)とした。
製造例1〜2および比較例1、2にて得られた非水電解液二次電池用セパレータ1〜4を用いて、上述のスクラッチ試験を行い、TD、MDにおける「臨界荷重」、「臨界荷重までの距離」を測定した。その結果を表2に示す。
表2に示されるように、「1−TD/MD」の値が0.54を超える、すなわち「TD/MD」の値が0.46未満であり、スクラッチ試験における臨界荷重までの距離の異方性が大きい、比較例1、2にて製造された非水電解液二次電池用セパレータ3、4を含む非水電解液二次電池3、4は、100サイクル後のレート特性(電池特性維持率)が、37%、18%と顕著に低いことが確認された。
以下の各実施例および比較例において、α比算出法、カール特性等の物性は、以下の方法で測定した。
以下の実施例1〜8および比較例3〜4において得られた積層体における多孔質層に含まれるPVDF系樹脂のα型結晶とβ型結晶との合計の含有量に対する、α型結晶のモル比(%)を、α比(%)とし、以下に示す方法にてそのα比を測定した。
(2)カール測定
積層体を8cm×8cm角の正方形に切り出し、室温(約25℃)下、露点−30℃で一日保持した後、外観を以下の基準で判断した。なお、Cは完全にカールした状態を示し、AおよびBの状態が好ましく、Aが最も好ましい状態とする。
・A:端部の持ち上がりなし。
・B:端部の持ち上がりはあるが、端部以外の大部分は持ち上がりがなく、平坦な状態。
・C:両端部が近づき、筒状に巻き込んだ状態。
PVDF系樹脂(ポリフッ化ビニリデン―ヘキサフルオロプロピレンコポリマー)のN−メチル−2−ピロリドン(以下「NMP」と称する場合もある)溶液(株式会社クレハ製;商品名「L#9305」、重量平均分子量;1000000)を塗工液とし、製造例1で作製した多孔質基材上に、ドクターブレード法により、塗工液中のPVDF系樹脂が1平方メートル当たり6.0gとなるように塗布した。得られた塗布物を、塗膜が溶媒湿潤状態のままで2−プロパノール中に浸漬し、25℃で5分間静置させ、積層多孔質フィルム(1−i)を得た。得られた積層多孔質フィルム(1−i)を浸漬溶媒湿潤状態で、さらに別の2−プロパノール中に浸漬し、25℃で5分間静置させ、積層多孔質フィルム(1−ii)を得た。得られた積層多孔質フィルム(1−ii)を65℃で5分間乾燥させて、積層体(1)を作製した。積層体(1)の評価結果を表3に示す。
多孔質基材として、製造例2で作製した多孔質基材を用いた以外は、実施例1と同様の方法を用いることによって積層体(2)を作製した。積層体(2)の評価結果を表3に示す。
実施例1と同様の方法で得られた塗布物を、塗膜が溶媒湿潤状態のままで2−プロパノール中に浸漬し、0℃で5分間静置させ、積層多孔質フィルム(3−i)を得た。得られた積層多孔質フィルム(3−i)を浸漬溶媒湿潤状態で、さらに別の2−プロパノール中に浸漬し、25℃で5分間静置させ、積層多孔質フィルム(3−ii)を得た。得られた積層多孔質フィルム(3−ii)を30℃で5分間乾燥させて、積層体(3)を作製した。積層体(3)の評価結果を表3に示す。
実施例2と同様の方法で得られた塗布物を、実施例3と同様の方法を用いて処理することによって積層体(4)を作製した。積層体(4)の評価結果を表3に示す。
実施例1と同様の方法で得られた塗布物を、塗膜が溶媒湿潤状態のままで2−プロパノール中に浸漬し、−5℃で5分間静置させ、積層多孔質フィルム(5−i)を得た。得られた積層多孔質フィルム(5−i)を浸漬溶媒湿潤状態で、さらに別の2−プロパノール中に浸漬し、25℃で5分間静置させ、積層多孔質フィルム(5−ii)を得た。得られた積層多孔質フィルム(5−ii)を30℃で5分間乾燥させて、積層体(5)を作製した。積層体(5)の評価結果を表3に示す。
実施例2と同様の方法で得られた塗布物を、実施例5と同様の方法を用いて処理することによって積層体(6)を作製した。積層体(6)の評価結果を表3に示す。
実施例1と同様の方法で得られた塗布物を、塗膜が溶媒湿潤状態のままで2−プロパノール中に浸漬し、−10℃で5分間静置させ、積層多孔質フィルム(7−i)を得た。得られた積層多孔質フィルム(7−i)を浸漬溶媒湿潤状態で、さらに別の2−プロパノール中に浸漬し、25℃で5分間静置させ、積層多孔質フィルム(7−ii)を得た。得られた積層多孔質フィルム(7−ii)を30℃で5分間乾燥させて、積層体(7)を作製した。積層体(7)の評価結果を表3に示す。
実施例2と同様の方法で得られた塗布物を、実施例7と同様の方法を用いて処理することによって積層体(8)を作製した。積層体(8)の評価結果を表3に示す。
実施例1と同様の方法で得られた塗布物を、塗膜が溶媒湿潤状態のままで2−プロパノール中に浸漬し、−78℃で5分間静置させ、積層多孔質フィルム(9−i)を得た。得られた積層多孔質フィルム(9−i)を浸漬溶媒湿潤状態で、さらに別の2−プロパノール中に浸漬し、25℃で5分間静置させ、積層多孔質フィルム(9−ii)を得た。得られた積層多孔質フィルム(9−ii)を30℃で5分間乾燥させて、積層体(9)を作製した。積層体(9)の評価結果を表3に示す。
実施例2と同様の方法で得られた塗布物を、比較例3と同様の方法を用いて処理することによって積層体(10)を作製した。積層体(10)の評価結果を表3に示す。
積層体における多孔質層に含まれる、α型結晶およびβ型結晶からなるPVDF系樹脂のうち、α型結晶の含有率(α比)が36%以上である、実施例1〜8にて製造された積層体(1)〜(8)においては、測定結果からカールの発生が抑制されていることが観測された。一方、前記α比が36%未満である、比較例3、4にて製造された積層体(9)、(10)においては、強いカールが発生していることが観測された。
2 基板
3 ポリオレフィンを主成分とする多孔質基材
Claims (7)
- ポリオレフィン系樹脂を主成分とする多孔質基材と、前記多孔質基材の少なくとも一方の面に積層された、ポリフッ化ビニリデン系樹脂を含有する多孔質層と、を含む積層体であって、
多孔質基材の単位面積当たりの目付に対する突き刺し強度が、26.0gf/g/m2以上であり、
下記式(1)で表される値が、0.00以上、0.54以下の範囲にあることを特徴とし、かつ、
|1−T/M| …(1)
(式(1)中、Tは、TDにおける0.1Nの一定荷重下でのスクラッチ試験における、臨界荷重までの距離を表し、Mは、MDにおける0.1Nの一定荷重下でのスクラッチ試験における、臨界荷重までの距離を表す。)
前記ポリフッ化ビニリデン系樹脂における、α型結晶とβ型結晶の含有量の合計を100モル%とした場合の、前記α型結晶の含有量が、36モル%以上であることを特徴とする積層体。
(ここで、α型結晶の含有量は、前記多孔質層のIRスペクトルにおける765nm付近の吸収強度から算出され、β型結晶の含有量は、前記多孔質層のIRスペクトルにおける840nm付近の吸収強度から算出される。) - 前記ポリフッ化ビニリデン系樹脂が、フッ化ビニリデンのホモポリマー、および/または、フッ化ビニリデンと、ヘキサフルオロプロピレン、テトラフルオロエチレン、トリフルオロエチレン、トリクロロエチレン、およびフッ化ビニルから選択される少なくとも1種類のモノマーとの共重合体であることを特徴とする、請求項1に記載の積層体。
- 前記ポリフッ化ビニリデン系樹脂の重量平均分子量が、20万以上、300万以下であることを特徴とする、請求項1または2に記載の積層体。
- 前記多孔質層が、フィラーを含むことを特徴とする、請求項1〜3の何れか1項に記載の積層体。
- 前記フィラーの体積平均粒子径が、0.01μm以上、10μm以下であることを特徴とする、請求項4に記載の積層体。
- 正極、請求項1〜5の何れか1項に記載の積層体、および負極がこの順で配置されてなることを特徴とする、非水電解液二次電池用部材。
- 請求項1〜5の何れか1項に記載の積層体をセパレータとして含むことを特徴とする、非水電解液二次電池。
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