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公開番号2025098988
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-02
出願番号2024224345
出願日2024-12-19
発明の名称複合セパレータおよびこれを用いた二次電池
出願人エスケーイノベーションカンパニーリミテッド,SK INNOVATION CO.,LTD.,エスケーアイイーテクノロジーカンパニーリミテッド,SK IE TECHNOLOGY CO., LTD.
代理人個人,個人
主分類H01M 50/46 20210101AFI20250625BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】本開示は、接着層を有する複合セパレータおよびこれを含む二次電池に関する。
【解決手段】上記接着層は、ガラス転移温度が60～80℃である粒子型有機バインダーを含み、前記接着層を互いに当接し、50℃で、1.7MPaの圧力で2時間加圧した後、300mm/minの速度で180度剥離した時に、接着層の間にブロッキングが発生せず、正極に対する接着力が5gf/cm以上である複合セパレータに関する。本開示による複合セパレータは、電極に対する接着力に優れ、巻き取りの際に発生するブロッキング現象を改善することができる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
多孔性セパレータの少なくとも一面の最外層に接着層を含む複合セパレータであって、
前記接着層は、粒子型有機バインダーを含み、前記接着層を互いに当接し、５０℃で、１．７ＭＰａの圧力で２時間加圧した後、３００ｍｍ／ｍｉｎの速度で１８０度剥離した時に、接着層の間にブロッキングが発生せず、正極に対する接着力が５ｇｆ／ｃｍ以上である、複合セパレータ。
続きを表示（約 810 文字）【請求項２】
前記接着層内の粒子型有機バインダーの含有量が０．１～０．５ｇ／ｍ
２
である、請求項１に記載の複合セパレータ。
【請求項３】
前記粒子型有機バインダーは、平均粒径が４００～６００ｎｍである、請求項１に記載の複合セパレータ。
【請求項４】
前記多孔性セパレータは、多孔性基材または多孔性基材の一面または両面に無機粒子を含む多孔性セラミック層が形成されている、請求項１に記載の複合セパレータ。
【請求項５】
前記粒子型有機バインダーは、コア－シェル粒子型有機バインダーである、請求項１に記載の複合セパレータ。
【請求項６】
前記コア－シェル粒子型有機バインダーは、コアのガラス転移温度に比べてコア－シェル粒子全体のガラス転移温度が高い、請求項５に記載の複合セパレータ。
【請求項７】
前記コア－シェル粒子型有機バインダーは、コアのガラス転移温度が５０～７５℃である、請求項５に記載の複合セパレータ。
【請求項８】
前記コア－シェル粒子型有機バインダーは、コア－シェル粒子全体のガラス転移温度が６０～８０℃である、請求項５に記載の複合セパレータ。
【請求項９】
前記コア－シェル粒子型有機バインダーは、アクリル系有機粒子であり、前記シェルは、芳香族ビニル単量体から誘導される構造を含む、請求項５に記載の複合セパレータ。
【請求項１０】
電極を横４ｃｍ、縦６ｃｍに切断し、切断した正極４枚と負極４枚を前記複合セパレータの表面に交差して積層（Ｓｔａｃｋｉｎｇ）した後、８０℃の温度雰囲気で、１０ｋｇｆ／ｃｍ
２
で３０秒間接着した後、展開した時に、電極がすべて脱離しない、請求項１に記載の複合セパレータ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、複合セパレータおよびこれを含む二次電池に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来の多孔性基材により製造されたセパレータや多孔性基材および前記多孔性基材の一面または両面に多孔性セラミック層（または無機物粒子層）を有する高耐熱性セパレータは、電極との接着性が足りず、セルの組立工程中にセパレータと電極が分離され、電極組立体の捻り、変形などが発生することが多い。特に、前記の多孔性セラミック層を有するセパレータが、電極に対する接着性が足りない場合、セルスタッキング（ｃｅｌｌｓｔａｃｋｉｎｇ）時に、ゼリーロール（ｊｅｌｌｙｒｏｌｌ）内で電極とセパレータとの間において、ミスアライメント（ｍｉｓａｌｉｇｎｍｅｎｔ）の問題が発生する。
【０００３】
前記のように、ミスアライメントが発生したスタックセル（ｓｔａｃｋｃｅｌｌ）電池を駆動する場合、ミスアライメントによる局所的な抵抗が発生したり、繰り返した使用による物理的損傷によって電極間の短絡（ｓｈｏｒｔ）が発生し、火災などの安全性の問題がある。
【０００４】
さらに、近年の二次電池は、電気自動車などに適用するために、高容量および大型化しており、多孔性基材の一面または両面に多孔性セラミック層（無機物粒子層）が形成されたセパレータ（ＣｅｒａｍｉｃＣｏａｔｅｄＳｅｐａｒａｔｏｒ、ＣＣＳ）の場合には、厚さが厚く、また、高容量および高耐熱電池である自動車用電池に使用されているため、前記問題の解決がより重要である。
【０００５】
前記セパレータと電極の接着性を向上させる一つの方法としては、前記セパレータの上部に接着性有機物からなる溶液をセパレータの表面に塗布および乾燥して接着層を形成したセパレータを提供する方法があるが、前記接着性有機物層によって通気性が劣化し、また、薄膜化が難しく、電極接着性が依然として不良である。
【０００６】
したがって、前記セパレータの巻き取りの際、接着性有機物層が反対面に転写して脱離するブロッキング現象が発生することが頻繁であり、これを含む諸問題として、セパレータのイオン伝導度が低下するか、または／および電極組立体のアライメントの際、厚さの偏差が発生し、電池の性能を阻害するなどの解決しなければならない問題を依然として存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
日本登録特許公報第４４１４１６５号（公開日：２００５年０３月０３日）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本開示の一側面によると、多孔性セパレータの一面または両面に、特定の物性の粒子型有機バインダーを含む接着層を形成した複合セパレータを提供することにより、電極接着性に優れ、且つセパレータの巻き取りの際、ブロッキング現象が発生することを改善した複合セパレータを提供する。前記多孔性セパレータは、多孔性基材からなる多孔性セパレータまたは多孔性基材および前記多孔性基材の一面または両面に形成された多孔性セラミック層を有する多孔性セパレータであってもよい。
【０００９】
また、複合セパレータを巻き取った後、また巻き出してセパレータとして使用する時に、接着力が低下することなく、初期接着力を維持することができ、ブロッキングが発生せず、耐熱性に優れた複合セパレータを提供する。
【００１０】
また、巻き取られたセパレータを移送および保管する過程で、２５℃内外の常温だけでなく、５０～７０℃の高温で保管される場合にも、巻き取られたロールの接着層と接着層との間、接着層とセラミック層との間または接着層と多孔性基材との間にブロッキングが発生しないアンチブロッキング性に優れた複合セパレータを提供する。
（【００１１】以降は省略されています）

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