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公開番号2025079664
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-22
出願番号2023192485
出願日2023-11-10
発明の名称非水電解液二次電池用セパレータ
出願人住友化学株式会社
代理人個人,個人
主分類H01M 50/489 20210101AFI20250515BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】イオン透過性及びデンドライトブロック性の双方に優れる非水電解液二次電池用セパレータ。
【解決手段】多孔質フィルムと、前記多孔質フィルムの両面に積層する多孔質層を含み、「(一方の多孔質層の平均細孔面積)/(他方の多孔質層の平均細孔面積)≧1.7」及び/又は、「(一方の多孔質層の平均円相当径)-(他方の多孔質層の平均円相当径)≧2.0nm」を充足する非水電解液二次電池用セパレータ。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
ポリオレフィン系樹脂を主成分とする多孔質フィルムと、前記多孔質フィルムの両面に積層した多孔質層とを含む非水電解液二次電池用セパレータであって、
前記多孔質層は、樹脂を含み、
以下の式（Ａ）および式（Ｂ）のうちの少なくとも一方を充足する、非水電解液二次電池用セパレータ。
（一方の多孔質層の平均細孔面積）／（他方の多孔質層の平均細孔面積）≧１．７（Ａ）
（一方の多孔質層の平均円相当径）－（他方の多孔質層の平均円相当径）≧２．０ｎｍ（Ｂ）
（式（Ａ）および式（Ｂ）にて、前記多孔質フィルムの両面に積層されている前記多孔質層のうち、平均細孔面積が大きい方の多孔質層を一方の多孔質層と定義し、前記平均細孔面積が小さい方を他方の多孔質層と定義する。また、前記平均細孔面積は、前記多孔質層の表面におけるそれぞれの細孔の面積の平均値である。さらに、前記平均円相当径は、前記多孔質層の表面におけるそれぞれの細孔の面積と同一の面積を有するそれぞれの円の直径の平均値である。）
続きを表示（約 440 文字）【請求項２】
前記多孔質層が、フィラーを含み、
前記多孔質層におけるフィラーの含有量が、前記多孔質層全体の重量に対して、３０重量％以上、９９重量％以下である、請求項１に記載の非水電解液二次電池用セパレータ。
【請求項３】
前記樹脂が、（メタ）アクリレート系樹脂、含フッ素樹脂、ポリアミド系樹脂およびポリエステル系樹脂からなる群より１種以上選択される、請求項１に記載の非水電解液二次電池用セパレータ。
【請求項４】
前記樹脂がポリアミド系樹脂を含み、
前記ポリアミド系樹脂がアラミド樹脂である、請求項３に記載の非水電解液二次電池用セパレータ。
【請求項５】
正極と、請求項１～４の何れか１項に記載の非水電解液二次電池用セパレータと、負極とがこの順で配置されてなる、非水電解液二次電池用部材。
【請求項６】
請求項１～４の何れか１項に記載の非水電解液二次電池用セパレータを含む、非水電解液二次電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、非水電解液二次電池用セパレータ（以下、単に「セパレータ」とも称する）に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
非水電解液二次電池、特にリチウムイオン二次電池は、エネルギー密度が高いため、パーソナルコンピュータ、携帯電話、携帯情報端末などに用いる電池として広く使用され、また最近では車載用の電池として開発が進められてきている。
【０００３】
近年、非水電解液二次電池の用途拡大に伴い、セパレータには、電池の安全性をさらに向上させるために、耐熱性が要求される。ここで、例えば、特許文献１に記載されたような、多孔質基材の少なくとも片面に、耐熱性を備える多孔質層が積層してなるセパレータは、耐熱性の面で優れたセパレータであることが知られている。また、特許文献１の実施例には、多孔質基材の両面に、耐熱性を備える多孔質層が積層してなるセパレータが記載されている。特許文献１の実施例に記載されたような、多孔質基材の両面に、耐熱性を備える多孔質層が積層してなるセパレータは、耐熱性の面でより優れたセパレータであることが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１８－６０７７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の多孔質基材の両面に多孔質層が積層してなるセパレータにおいて、通常、前記多孔質基材の両面に積層するそれぞれの多孔質層は、実質的に同一または非常に類似した特性を備える多孔質層である。ここで、前記従来の多孔質基材の両面に多孔質層が積層してなるセパレータは、前記多孔質基材の片面に多孔質層が積層しているセパレータよりも、イオン透過性が低下し、その結果、当該セパレータを備える非水電解液二次電池の電池性能が低下する場合がある。一方、前記多孔質基材の両面に積層する多孔質層として、透気度の低い多孔質層を採用することにより、前記イオン透過性の低下を防止できることが知られている。しかしながら、前述の低い透気度を備える多孔質層が多孔質基材の両面に積層してなるセパレータは、デンドライトブロック性が低くなる。その結果、前記セパレータを備える非水電解液二次電池にて短絡が発生し易くなり、その安全性が低下する場合がある。
【０００６】
以上、従来の多孔質基材の両面に多孔質層が積層してなるセパレータにおいては、イオン透過性とデンドライトブロック性とはトレードオフの関係にある。従って、前記従来の多孔質基材の両面に多孔質層が積層してなるセパレータを備える非水電解液二次電池においては、電池性能および安全性の何れか一方が低下し、優れた電池性能と優れた安全性とを両立させることができないとの問題点があった。
【０００７】
本発明の課題は、前記問題点を解決するために、イオン透過性およびデンドライトブロック性の双方に優れる非水電解液二次電池用セパレータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、鋭意研究の結果、多孔質基材（多孔質フィルム）の両面に多孔質層が積層してなるセパレータにおいて、前記多孔質層の一方と他方との間に、表面における細孔の大きさの面で大きな差異がある場合に、優れたイオン透過性と優れたデンドライトブロック性を両立できることを見出し、本発明に想到した。
【０００９】
本発明の一態様は、ポリオレフィン系樹脂を主成分とする多孔質フィルムと、前記多孔質フィルムの両面に積層した多孔質層とを含む非水電解液二次電池用セパレータであって、
前記多孔質層は、樹脂を含み、
以下の式（Ａ）および式（Ｂ）のうちの少なくとも一方を充足する、非水電解液二次電池用セパレータである。
（一方の多孔質層の平均細孔面積）／（他方の多孔質層の平均細孔面積）≧１．７（Ａ）
（一方の多孔質層の平均円相当径）－（他方の多孔質層の平均円相当径）≧２．０ｎｍ（Ｂ）
（式（Ａ）および式（Ｂ）にて、前記多孔質フィルムの両面に積層されている前記多孔質層のうち、平均細孔面積が大きい方の多孔質層を一方の多孔質層と定義し、前記平均細孔面積が小さい方を他方の多孔質層と定義する。また、前記平均細孔面積は、前記多孔質層の表面におけるそれぞれの細孔の面積の平均値である。さらに、前記平均円相当径は、前記多孔質層の表面におけるそれぞれの細孔の面積と同一の面積を有するそれぞれの円の直径の平均値である。）
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一実施形態に係る非水電解液二次電池用セパレータは、イオン透過性およびデンドライトブロック性の双方に優れるとの効果を奏する。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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