特許ウォッチ

公開番号2024137619
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-07
出願番号2023169360
出願日2023-09-29
発明の名称多孔性フィルム
出願人東レ株式会社
代理人
主分類H01M 50/451 20210101AFI20240927BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】耐ブロッキング性、及び接着性に優れた多孔性フィルムを提供すること。
【解決手段】多孔質基材と、該多孔質基材の少なくとも一方の面に、無機粒子とフッ素含有重合体粒子を含有する多孔質層とを有し、前記フッ素含有重合体粒子はフッ素含有(メタ)アクリル酸エステル単量体(A)由来の構造単位(X)を、単量体100質量%中、5質量%以上30質量%未満、および(メタ)アクリル酸エステル単量体(B)由来の構造単位(Y-1)、(メタ)アクリル酸エステル単量体(B)由来の構造単位(Y-2)を含み、構造単位(X)が下記一般式(1)で表され、構造単位(Y-1)がシクロヘキシルアクリレート等、構造単位(Y-2)がイソボルニルアクリレート等である、多孔性フィルム。
<com:Image com:imageContentCategory="Drawing"> <com:ImageFormatCategory>TIFF</com:ImageFormatCategory> <com:FileName>2024137619000013.tif</com:FileName> <com:HeightMeasure com:measureUnitCode="Mm">37</com:HeightMeasure> <com:WidthMeasure com:measureUnitCode="Mm">170</com:WidthMeasure> </com:Image>
(式中、R¹は水素またはメチル基、R²はフッ素を含む炭素数1～10の炭化水素基)
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
多孔質基材と、該多孔質基材の少なくとも一方の面に、無機粒子とフッ素含有重合体粒子を含有する多孔質層とを有し、前記フッ素含有重合体粒子はフッ素含有（メタ）アクリル酸エステル単量体（Ａ）由来の構造単位（Ｘ）を、単量体１００質量％中、５質量％以上３０質量％未満、および（メタ）アクリル酸エステル単量体（Ｂ）由来の構造単位（Ｙ－１）、（メタ）アクリル酸エステル単量体（Ｂ）由来の構造単位（Ｙ－２）を含み、前記フッ素含有（メタ）アクリル酸エステル単量体（Ａ）由来の構造単位（Ｘ）が下記一般式（１）、前記（メタ）アクリル酸エステル単量体（Ｂ）由来の構造単位（Ｙ－１）および（Ｙ－２）が下記一般式（２）で表される多孔性フィルム。
TIFF
2024137619000011.tif
38
170
TIFF
2024137619000012.tif
38
170
（式（１）（２）中、Ｒ1は水素またはメチル基、Ｒ2はフッ素を含む炭素数１～１０の炭化水素基、Ｒ3は炭素数５～１０の脂環式炭化水素基からなる群から選ばれる基、ａ，ｂは重合度を表す。）
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記多孔質層の表面のフッ素含有重合体粒子の占有率が６０％以上９５％未満であり、前記多孔質層を厚さ方向に３等分し、前記多孔質基材に接する領域を領域Ａとし、領域Ａに接する領域を領域Ｂ、領域Ｂに接する領域を領域Ｃとするとき、下記（ａ）から（ｃ）を満たす請求項１に記載の多孔性フィルム。
（ａ）前記領域Ｃのフッ素含有重合体粒子の含有率αが、前記多孔性フィルム中の全フッ素含有重合体粒子含有量の６０％以上９０％以下であること。
（ｂ）前記領域Ｂのフッ素含有重合体粒子の含有率βが、前記多孔性フィルム中の全フッ素含有重合体粒子含有量の１０％以上４０％以下であること。
（ｃ）前記領域Ａのフッ素含有重合体粒子の含有率γが、前記多孔性フィルム中の全フッ素含有重合体粒子含有量の１０％以下であること。
【請求項３】
バーコビッチ型ダイヤモンド圧子を用いたナノインデンテーション法で１ｍＮ／ｍｉｎの負荷速度で３０秒間圧入した後、０．５ｍＮまで除荷した際の、次式で示す押込み深さ率ｈ（０）が２０以上３０以下である請求項１または２に記載の多孔性フィルム。
ｈ（０）＝Ｐｄ（０）／ｄ×１００
・Ｐｄ（０）：１ｍＮ／ｍｉｎの負荷速度で３０秒間圧入した後、０．５ｍＮまで除荷した際の押込み深さ（μｍ）
・ｄ：多孔質層の初期厚み（μｍ）
【請求項４】
前記（メタ）アクリル酸エステル単量体（Ｂ）由来の構造単位（Ｙ－１）がシクロヘキシルアクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ｔ－ブチルシクロヘキシルアクリレート、３，３，５－トリメチルシクロヘキシルアクリレートのうち少なくとも１つを含み、前記（メタ）アクリル酸エステル単量体（Ｂ）由来の構造単位（Ｙ－２）がイソボルニルアクリレート、イソボルニルメタクリレート、ジシクロペンタニルアクリレート、ジシクロペンタニルメタクリレートのうち少なくとも１つを含む、請求項１または２に記載の多孔性フィルム。
【請求項５】
前記フッ素含有重合体粒子が、前記（メタ）アクリル酸エステル単量体（Ｂ）由来の構造単位（Ｙ－１）と前記（メタ）アクリル酸エステル単量体（Ｂ）由来の構造単位（Ｙ－２）を合計６０質量％以上９０質量％以下含む、請求項１または２に記載の多孔性フィルム。
【請求項６】
前記フッ素含有重合体粒子の目付量が、０．０１ｇ／ｍ
2
以上１．００ｇ／ｍ
2
以下である請求項１または２に記載の多孔性フィルム。
【請求項７】
前記フッ素含有重合体粒子の、ガラス転移温度（Ｔｇ）が５５～１００℃である請求項１または２に記載の多孔性フィルム。
【請求項８】
前記フッ素含有重合体粒子の、体積平均粒子径が１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下である請求項１または２に記載の多孔性フィルム。
【請求項９】
前記多孔質層の膜厚が、０．１０μｍ以上５．０μｍ以下である請求項１または２に記載の多孔性フィルム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、多孔性フィルムに関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池は、スマートフォン、タブレット、携帯電話、ノートパソコンなどのポータブルデジタル機器用途、および電気自動車、ハイブリッド車、プラグインハイブリッド車などの自動車用途など、幅広く使用されている。これに搭載するセパレータには用途に応じて様々な特性が要求されており、電極とセパレータである多孔性フィルムの接着要求を満足すべく様々な提案がなされている（例えば特許文献１～４を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第７０９４９６８号公報
特許第６６５９０８１号公報
特許第６０５１７３１号公報
特許第６１０５８１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、電極との接着機能を有する多孔性フィルムには、多孔性フィルムを製造する過程において、製造したロール状の多孔性フィルムの内部において、多孔性フィルム同士の表面が相互に密着して剥がしにくい状態が発生しやすくなる課題がある。この状態をブロッキングという。耐ブロッキング性を損なわず、優れた電極との接着機能を有する多孔性フィルムは、未だ確立されていなかった。
【０００５】
本発明は、耐ブロッキング性、及び接着性に優れた多孔性フィルムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の多孔性フィルムは以下の構成を有する。
（１）多孔質基材と、該多孔質基材の少なくとも一方の面に、無機粒子とフッ素含有重合体粒子を含有する多孔質層とを有し、前記フッ素含有重合体粒子はフッ素含有（メタ）アクリル酸エステル単量体（Ａ）由来の構造単位（Ｘ）を、単量体１００質量％中、５質量％以上３０質量％未満、および（メタ）アクリル酸エステル単量体（Ｂ）由来の構造単位（Ｙ－１）、（メタ）アクリル酸エステル単量体（Ｂ）由来の構造単位（Ｙ－２）を含み、前記フッ素含有（メタ）アクリル酸エステル単量体（Ａ）由来の構造単位（Ｘ）が下記一般式（１）、前記（メタ）アクリル酸エステル単量体（Ｂ）由来の構造単位（Ｙ－１）および（Ｙ－２）が下記一般式（２）で表される多孔性フィルム。
【０００７】
TIFF
2024137619000001.tif
38
170
【０００８】
TIFF
2024137619000002.tif
36
170
【０００９】
（式（１）（２）中、Ｒ1は水素またはメチル基、Ｒ2はフッ素を含む炭素数１～１０の炭化水素基、Ｒ3は炭素数５～１０の脂環式炭化水素基からなる群から選ばれる基、ａ，ｂは重合度を表す。）
（２）前記多孔質層の表面のフッ素含有重合体粒子の占有率が６０％以上９５％未満であり、前記多孔質層を厚さ方向に３等分し、前記多孔質基材に接する領域を領域Ａとし、領域Ａに接する領域を領域Ｂ、領域Ｂに接する領域を領域Ｃとするとき、下記（ａ）から（ｃ）を満たす（１）に記載の多孔性フィルム。
（ａ）前記領域Ｃのフッ素含有重合体粒子の含有率αが、前記多孔性フィルム中の全フッ素含有重合体粒子含有量の６０％以上９０％以下であること。
（ｂ）前記領域Ｂのフッ素含有重合体粒子の含有率βが、前記多孔性フィルム中の全フッ素含有重合体粒子含有量の１０％以上４０％以下であること。
（ｃ）前記領域Ａのフッ素含有重合体粒子の含有率γが、前記多孔性フィルム中の全フッ素含有重合体粒子含有量の１０％以下であること。
（３）バーコビッチ型ダイヤモンド圧子を用いたナノインデンテーション法で１ｍＮ／ｍｉｎの負荷速度で３０秒間圧入した後、０．５ｍＮまで除荷した際の、次式で示す押込み深さ率ｈ（０）が２０以上３０以下である（１）または（２）に記載の多孔性フィルム。
ｈ（０）＝Ｐｄ（０）／ｄ×１００
・Ｐｄ（０）：１ｍＮ／ｍｉｎの負荷速度で３０秒間圧入した後、０．５ｍＮまで除荷した際の押込み深さ（μｍ）
・ｄ：多孔質層の初期厚み（μｍ）
（４）前記（メタ）アクリル酸エステル単量体（Ｂ）由来の構造単位（Ｙ－１）がシクロヘキシルアクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ｔ－ブチルシクロヘキシルアクリレート、３，３，５－トリメチルシクロヘキシルアクリレートのうち少なくとも１つを含み、前記（メタ）アクリル酸エステル単量体（Ｂ）由来の構造単位（Ｙ－２）がイソボルニルアクリレート、イソボルニルメタクリレート、ジシクロペンタニルアクリレート、ジシクロペンタニルメタクリレートのうち少なくとも１つを含む、（１）から（３）のいずれかに記載の多孔性フィルム。
（５）前記フッ素含有重合体粒子が、前記（メタ）アクリル酸エステル単量体（Ｂ）由来の構造単位（Ｙ－１）と前記（メタ）アクリル酸エステル単量体（Ｂ）由来の構造単位（Ｙ－２）を合計６０質量％以上９０質量％以下含む、（１）から（４）のいずれかに記載の多孔性フィルム。
（６）前記フッ素含有重合体粒子の目付量が、０．０１ｇ／ｍ2以上１．００ｇ／ｍ2以下である（１）から（５）のいずれかに記載の多孔性フィルム。
（７）前記フッ素含有重合体粒子の、ガラス転移温度（Ｔｇ）が５５～１００℃である（１）から（６）のいずれかに記載の多孔性フィルム。
（８）前記フッ素含有重合体粒子の、体積平均粒子径が１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下である（１）から（７）のいずれかに記載の多孔性フィルム。
（９）前記多孔質層の膜厚が、０．１０μｍ以上５．０μｍ以下である（１）から（８）のいずれかに記載の多孔性フィルム。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、耐ブロッキング性および接着性に優れた多孔性フィルムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許