JP2002141068A - Binder for forming nonaqueous battery electrode, electrode composite agent, electrode structure and nonaqueous battery - Google Patents
Binder for forming nonaqueous battery electrode, electrode composite agent, electrode structure and nonaqueous batteryInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、非水系電池、特に
リチウムイオン電池の非水系電気化学素子における電解
質の溶媒である非水電解液に対して溶解しにくく、集電
体に対する良好な密着力を有する電極を形成するのに適
した非水系電池電極用バインダー、該バインダーを用い
て形成される電極合剤、電極構造体及び非水系電池に関
するものである。The present invention relates to a non-aqueous battery, and more particularly, to a non-aqueous electrolyte which is a solvent for an electrolyte in a non-aqueous electrochemical device of a lithium ion battery, and has a good adhesion to a current collector. The present invention relates to a non-aqueous battery electrode binder suitable for forming an electrode having the following, an electrode mixture formed using the binder, an electrode structure, and a non-aqueous battery.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年電子機器の小型軽量化と相まって、
その電源となる電池の小型軽量化の要望も大きくなって
きている。少ない容量及び重量でより大きなエネルギー
を得るためには電池一本当たりの電圧が高いことが必要
となる。この知見から、最近リチウム又はリチウムイオ
ンを吸蔵可能な炭素質材料を負極活物質とし、リチウム
コバルト酸化物等を正極活物質として使用した非水系電
池が注目されている。2. Description of the Related Art In recent years, along with the reduction in size and weight of electronic devices,
The demand for a smaller and lighter battery as the power source has been increasing. In order to obtain more energy with less capacity and weight, a higher voltage per battery is required. From this finding, a nonaqueous battery using a carbonaceous material capable of storing lithium or lithium ions as a negative electrode active material and using lithium cobalt oxide or the like as a positive electrode active material has recently been receiving attention.
【0003】このような非水系電池において電極活物質
のバインダーとして、四フッ化エチレン重合体、スチレ
ン−ブタジエン共重合体などが用いられてきたが、近年
には固有抵抗値が小であり、薄膜形成性も良好なフッ化
ビニリデン系重合体をバインダーとして用いたリチウム
イオン二次電池が実用化された。[0003] In such non-aqueous batteries, ethylene tetrafluoride polymer, styrene-butadiene copolymer, and the like have been used as a binder for an electrode active material. A lithium ion secondary battery using a vinylidene fluoride polymer having good formability as a binder has been put to practical use.
【0004】しかし、フッ化ビニリデン系重合体は電極
活物質や集電体との接着力が比較的弱いため、使用中に
電極活物質の脱落や電極合剤の集電体からの剥離現象が
見られた。このため、電池を長期使用中にその放電容量
の低下が大きくなる場合があり、実用上問題であった。However, since the vinylidene fluoride-based polymer has a relatively weak adhesive force with the electrode active material and the current collector, a phenomenon of the electrode active material falling off and the electrode mixture being separated from the current collector during use. Was seen. For this reason, the discharge capacity of the battery may be significantly reduced during long-term use, which is a practical problem.
【0005】この問題を解決するために、シラン変性し
たフッ化ビニリデン系重合体(特開平6−93025号
公報)、カルボキシル基又はカーボネート基を含有する
フッ化ビニリデン系重合体(特開平6−172452号
公報)、カルボキシル基又はエポキシ基を有するフッ化
ビニリデン系重合体(特開9−32067号公報)など
の変性フッ化ビニリデン系重合体が提案された。In order to solve this problem, a silane-modified vinylidene fluoride polymer (JP-A-6-93025) and a vinylidene fluoride polymer containing a carboxyl group or a carbonate group (JP-A-6-172452) have been proposed. And modified vinylidene fluoride polymers having a carboxyl group or an epoxy group (JP-A-9-32067).
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
変性された各種のフッ化ビニリデン系重合体は基本的に
はランダム共重合体であり、ランダム共重合体としての
機能を発揮できるにとどまり、集電体等との密着性が未
だ満足できるとはいえなかった。しかも、変性されたフ
ッ化ビニリデン系重合体は、変性されているが故にフッ
化ビニリデンの有する特性である耐溶剤性が損なわれ、
従来のフッ化ビニリデン系重合体に比べて非水電解液に
対する耐溶剤性が不足しており、膨潤度が増大するとい
う問題があった。However, the above-mentioned various modified vinylidene fluoride-based polymers are basically random copolymers, and can only function as a random copolymer. Adhesion with electric bodies and the like was not yet satisfactory. In addition, the modified vinylidene fluoride-based polymer is impaired in solvent resistance, which is a property of vinylidene fluoride, because it is modified,
Compared with the conventional vinylidene fluoride-based polymer, there is a problem that the solvent resistance to the nonaqueous electrolyte is insufficient and the degree of swelling is increased.
【0007】従って、本発明の主たる目的は、非水電解
液に対する耐溶剤性が良好で、かつ集電体に対して良好
な密着性を有する電極を形成するのに適した非水系電池
電極形成用バインダーを提供することにある。Accordingly, a main object of the present invention is to form a non-aqueous battery electrode suitable for forming an electrode having good solvent resistance to a non-aqueous electrolyte and good adhesion to a current collector. To provide a binder for use.
【0008】さらに本発明の他の目的は、上記非水系電
池電極形成用バインダーを用いて良好な特性を有する電
極合剤、電極構造体及び非水系電池を提供することにあ
る。Still another object of the present invention is to provide an electrode mixture, an electrode structure and a non-aqueous battery having good characteristics using the above-mentioned binder for forming a non-aqueous battery electrode.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに第1の発明の非水系電池電極形成用バインダーは、
含フッ素系単量体から形成される含フッ素系重合体セグ
メントと、非フッ素系単量体から形成される非フッ素系
重合体セグメントとより構成される含フッ素ブロック共
重合体からなるものである。Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, a binder for forming a non-aqueous battery electrode according to the first aspect of the present invention comprises:
It is composed of a fluorinated block copolymer composed of a fluorinated polymer segment formed from a fluorinated monomer and a non-fluorinated polymer segment formed from a non-fluorinated monomer. .
【0010】第2の発明の非水系電池電極形成用バイン
ダーは、第1の発明において、前記含フッ素系重合体セ
グメントが、含フッ素単量体の単独又は含フッ素単量体
と、アルキル基の炭素数が12〜22のアルキル(メ
タ)アクリレートとの混合物から形成されるものであ
る。The binder for forming a non-aqueous battery electrode according to the second invention is the binder according to the first invention, wherein the fluorinated polymer segment comprises a fluorinated monomer alone or a fluorinated monomer, It is formed from a mixture with an alkyl (meth) acrylate having 12 to 22 carbon atoms.
【0011】第3の発明の非水系電池電極形成用バイン
ダーは、第2の発明において、前記含フッ素単量体が、
下記の一般式(A)で表される単量体の一種又は二種以
上であるものである。[0011] The binder for forming a non-aqueous battery electrode according to the third invention is the binder according to the second invention, wherein the fluorine-containing monomer is
It is one or more of the monomers represented by the following general formula (A).
【0012】[0012]
【化2】 (Rfは炭素数3〜21のフルオロアルキル基又はフル
オロアルケニル基、R1は炭素数1〜10のアルキレン
基、R2は水素又はメチル基である。) 第4の発明の電極合剤は、第1から第3のいずれかの発
明の非水系電池電極形成用バインダーで粉末電極材料を
結合させてなるものである。Embedded image (Rf is a fluoroalkyl group or fluoroalkenyl group having 3 to 21 carbon atoms, R 1 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and R 2 is hydrogen or a methyl group.) The electrode mixture of the fourth invention is: The powdered electrode material is bonded with the binder for forming a non-aqueous battery electrode according to any one of the first to third inventions.
【0013】第5の発明の電極構造体は、板状をなす集
電体の少なくとも一面に第4の発明の電極合剤の層を形
成してなるものである。第6の発明の非水系電池は、正
極、負極及びそれらの正極と負極間に配置された非水電
解液から構成される非水系電池において、正極及び負極
の少なくとも一方が第5の発明の電極構造体であること
を特徴とするものである。An electrode structure according to a fifth aspect of the present invention is obtained by forming a layer of the electrode mixture according to the fourth aspect of the present invention on at least one surface of a plate-shaped current collector. A nonaqueous battery according to a sixth invention is a nonaqueous battery comprising a positive electrode, a negative electrode, and a nonaqueous electrolyte disposed between the positive electrode and the negative electrode, wherein at least one of the positive electrode and the negative electrode is the electrode according to the fifth invention. It is a structure.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態につい
て詳細に説明する。本発明の非水系電池電極形成用バイ
ンダーは、含フッ素系重合体セグメントと非フッ素系重
合体セグメントとより構成される含フッ素ブロック共重
合体からなるものである。含フッ素系重合体セグメント
は非水電解液に対して良好な耐溶剤性を示し、非フッ素
系重合体セグメントは金属材料からなる集電体に対して
良好な密着性示す。Embodiments of the present invention will be described below in detail. The binder for forming a non-aqueous battery electrode of the present invention comprises a fluorinated block copolymer composed of a fluorinated polymer segment and a non-fluorinated polymer segment. The fluorinated polymer segment shows good solvent resistance to the non-aqueous electrolyte, and the non-fluorinated polymer segment shows good adhesion to the current collector made of a metal material.
【0015】まず、含フッ素系重合体セグメントについ
て説明する。含フッ素系重合体セグメントは、含フッ素
系単量体から形成される重合体にて構成されている。中
でも、含フッ素単量体の単独又は含フッ素単量体とアル
キル鎖長の炭素数が12〜22のアルキル(メタ)アク
リレートとの混合物から形成されるものが非水電解液に
対して良好な耐溶剤性を示すために好ましい。First, the fluorine-containing polymer segment will be described. The fluorinated polymer segment is composed of a polymer formed from a fluorinated monomer. Above all, those formed from a single fluorine-containing monomer or a mixture of a fluorine-containing monomer and an alkyl (meth) acrylate having an alkyl chain length of 12 to 22 carbon atoms are preferable for the non-aqueous electrolyte. It is preferable for exhibiting solvent resistance.
【0016】含フッ素単量体としては、公知の全ての含
フッ素単量体の一種又は二種以上が使用可能である。例
えば、下記一般式(A)〜一般式(G)に記載の含フッ
素単量体が挙げられる。As the fluorine-containing monomer, one or more of all known fluorine-containing monomers can be used. For example, the fluorine-containing monomers described in the following general formulas (A) to (G) are exemplified.
【0017】[0017]
【化3】 Embedded image
【0018】[0018]
【化4】 Embedded image
【0019】[0019]
【化5】 Embedded image
【0020】[0020]
【化6】 Embedded image
【0021】[0021]
【化7】 Embedded image
【0022】[0022]
【化8】 Embedded image
【0023】[0023]
【化9】 前記一般式(A)の具体例としては、以下(a-1)〜(a-1
2)の単量体が挙げられる。 F(CF2)6(CH2)2OCOCH=CH2 (a-1) F(CF2)8(CH2)2OCOCH=CH2 (a-2) F(CF2)10(CH2)2OCOCH=CH2 (a-3) H(CF2)8CH2OCOCH=CH2 (a-4) (CF3)2CF(CF2)6(CH2)2OCOCH=CH2 (a-5) (CF3)2CF(CF2)8(CH2)2OCOCH=CH2 (a-6) F(CF2)6(CH2)2OCOC(CH3)=CH2 (a-7) F(CF2)8(CH2)2OCOC(CH3)=CH2 (a-8) F(CF2)10(CH2)2OCOC(CH3)=CH2 (a-9) H(CF2)8CH2OCOC(CH3)=CH2 (a-10) (CF3)2CF(CF2)6(CH2)2OCOC(CH3)=CH2 (a-11) (CF3)2CF(CF2)8(CH2)2OCOC(CH3)=CH2 (a-12) 一般式(B)の具体例として、以下(b-1)〜(b-7)の単量体が挙げられる。 F(CF2)8SO2N(CH3)CH2CH2OCOCH=CH2 (b-1) F(CF2)8SO2N(CH3)(CH2)4OCOCH=CH2 (b-2) F(CF2)8SO2N(CH3)(CH2)10OCOCH=CH2 (b-3) F(CF2)3SO2N(C2H5)C(CH2CH3)HCH2OCOCH=CH2 (b-4) F(CF2)8SO2N(CH3)CH2CH2OCOC(CH3)=CH2 (b-5) F(CF2)3SO2N(C2H5)CH2CH2OCOC(CH3)=CH2 (b-6) F(CF2)3SO2N(C3H7)CH2CH2OCOC(CH3)=CH2 (b-7) 一般式(C)の具体例として、以下(c-1)〜(c-4)の単量体が挙げられる。 F(CF2)2CON(C2H5)CH2OCOCH=CH2 (c-1) F(CF2)3CON(CH3)CH(CH3)CH2OCOCH=CH2 (c-2) F(CF2)8CON(CH2CH2CH3)CH2CH2OCOC(CH3) =CH2 (c-3) F(CF2)8CON(C2H5)CH2OCOC(CH3)=CH2 (c-4) 一般式(D)の具体例として、以下(d-1)〜(d-4)の単量体が挙げられる。 F(CF2)8CH2CH(OH)CH2OCOCH=CH2 (d-1) (CF3)2CF(CF2)2CH2CH(OH)CH2OCOCH=CH2 (d-2) F(CF2)8CH2CH(OH)CH2OCOC(CH3)=CH2 (d-3) (CF3)2CF(CF2)2CH2CH(OH)CH2OCOC(CH3)=CH2 (d-4) 一般式(E)の具体例として、以下(e-1)〜(e-2)の単量体が挙げられる。 (CF3)2CF(CH2)6CH2CH(OCOCH3)CH2OCOCH =CH2 (e-1) (CF3)2CF(CH2)6CH2CH(OCOCH3)CH2OCOC(CH3) =CH2 (e-2) 一般式(F)の具体例として、以下(f-1)〜(f-4)の単量体が挙げられる。Embedded image Specific examples of the general formula (A) include the following (a-1) to (a-1).
And the monomer 2). F (CF 2) 6 (CH 2) 2 OCOCH = CH 2 (a-1) F (CF 2) 8 (CH 2) 2 OCOCH = CH 2 (a-2) F (CF 2) 10 (CH 2) 2 OCOCH = CH 2 (a-3) H (CF 2 ) 8 CH 2 OCOCH = CH 2 (a-4) (CF 3 ) 2 CF (CF 2 ) 6 (CH 2 ) 2 OCOCH = CH 2 (a- 5) (CF 3 ) 2 CF (CF 2 ) 8 (CH 2 ) 2 OCOCH = CH 2 (a-6) F (CF 2 ) 6 (CH 2 ) 2 OCOC (CH 3 ) = CH 2 (a-7) ) F (CF 2) 8 ( CH 2) 2 OCOC (CH 3) = CH 2 (a-8) F (CF 2) 10 (CH 2) 2 OCOC (CH 3) = CH 2 (a-9) H (CF 2) 8 CH 2 OCOC (CH 3) = CH 2 (a-10) (CF 3) 2 CF (CF 2) 6 (CH 2) 2 OCOC (CH 3) = CH 2 (a-11) ( CF 3) 2 CF (CF 2 ) 8 (CH 2) 2 OCOC (CH 3) = CH 2 (a-12) Specific examples of the general formula (B) include the following monomers (b-1) to (b-7). F (CF 2) 8 SO 2 N (CH 3) CH 2 CH 2 OCOCH = CH 2 (b-1) F (CF 2) 8 SO 2 N (CH 3) (CH 2) 4OCOCH = CH 2 (b- 2) F (CF 2) 8 SO 2 N (CH 3) (CH 2) 10OCOCH = CH 2 (b-3) F (CF 2) 3 SO 2 N (C 2 H 5) C (CH 2 CH 3) HCH 2 OCOCH = CH 2 (b -4) F (CF 2) 8 SO 2 N (CH 3) CH 2 CH 2 OCOC (CH 3) = CH 2 (b-5) F (CF 2) 3 SO 2 N (C 2 H 5) CH 2 CH 2 OCOC (CH 3) = CH 2 (b-6) F (CF 2) 3 SO 2 N (C 3 H 7) CH 2 CH 2 OCOC (CH 3) = CH 2 (b-7) Specific examples of the general formula (C) include the following monomers (c-1) to (c-4). F (CF 2) 2 CON ( C 2 H 5) CH 2 OCOCH = CH 2 (c-1) F (CF 2) 3 CON (CH 3) CH (CH 3) CH 2 OCOCH = CH 2 (c-2 ) F (CF 2) 8 CON (CH 2 CH 2 CH 3) CH 2 CH 2 OCOC (CH 3) = CH 2 (c-3) F (CF 2) 8 CON (C 2 H 5) CH 2 OCOC ( CH 3 ) = CH 2 (c-4) Specific examples of the general formula (D) include the following monomers (d-1) to (d-4). F (CF 2) 8 CH 2 CH (OH) CH 2 OCOCH = CH 2 (d-1) (CF 3) 2 CF (CF 2) 2 CH 2 CH (OH) CH 2 OCOCH = CH 2 (d-2 ) F (CF 2) 8 CH 2 CH (OH) CH 2 OCOC (CH 3) = CH 2 (d-3) (CF 3) 2 CF (CF 2) 2 CH 2 CH (OH) CH 2 OCOC (CH 3 ) = CH 2 (d-4) Specific examples of the general formula (E) include the following monomers (e-1) to (e-2). (CF 3) 2 CF (CH 2) 6 CH 2 CH (OCOCH 3) CH 2 OCOCH = CH 2 (e-1) (CF 3) 2 CF (CH 2) 6 CH 2 CH (OCOCH 3) CH 2 OCOC (CH 3 ) = CH 2 (e-2) Specific examples of the general formula (F) include the following monomers (f-1) to (f-4).
【0024】[0024]
【化10】 Embedded image
【0025】[0025]
【化11】 Embedded image
【0026】[0026]
【化12】 Embedded image
【0027】[0027]
【化13】 一般式(G)の具体例として、以下(g-1)の単量体が挙
げられる。Embedded image Specific examples of the general formula (G) include the following monomers (g-1).
【0028】[0028]
【化14】 一般式(A)〜(G)以外の含フッ素単量体として以下
の単量体が挙げられる。 F(CF2)6CH2OCH=CH2 F(CF2)8CH2OCH=CH2 F(CF2)10CH2OCH=CH2 F(CF2)6CH2OCF=CF2 F(CF2)8CH2OCF=CF2 F(CF2)10CH2OCF=CF2 F(CF2)6CH=CH2 F(CF2)8CH=CH2 F(CF2)10CH=CH2 F(CF2)6CF=CF2 F(CF2)8CF=CF2 F(CF2)10CF=CF2 CH2=CF2 CF2=CF2 一般式(A)〜(G)中のRfは炭素数が3〜21のポ
リフルオロアルキル基又はポリフルオロアルケニル基で
あり、好ましくは炭素数が6〜10のポリフルオロアル
キル基又はポリフルオロアルケニル基である。炭素数2
以下では耐溶剤性が低下する傾向にあり、炭素数22以
上ではかなり長鎖になるため重合転化率が低下する傾向
にある。Embedded image Examples of the fluorine-containing monomers other than the general formulas (A) to (G) include the following monomers. F (CF 2 ) 6 CH 2 OCHCHCH 2 F (CF 2 ) 8 CH 2 OCH = CH 2 F (CF 2 ) 10 CH 2 OCH = CH 2 F (CF 2 ) 6 CH 2 OCF = CF 2 F ( CF 2) 8 CH 2 OCF = CF 2 F (CF 2) 10 CH 2 OCF = CF 2 F (CF 2) 6 CH = CH 2 F (CF 2) 8 CH = CH 2 F (CF 2) 10 CH = CH 2 F (CF 2) 6 CF = CF 2 F (CF 2) 8 CF = CF 2 F (CF 2) 10 CF = CF 2 CH 2 = CF 2 CF 2 = CF 2 formula (A) ~ (G Rf in the above is a polyfluoroalkyl group or a polyfluoroalkenyl group having 3 to 21 carbon atoms, and preferably a polyfluoroalkyl group or a polyfluoroalkenyl group having 6 to 10 carbon atoms. Carbon number 2
Below, the solvent resistance tends to decrease, and if the number of carbon atoms is 22 or more, the chain becomes considerably long and the polymerization conversion rate tends to decrease.
【0029】R1は炭素数1〜10のアルキレン基であ
り、好ましくは炭素数1〜4のアルキレン基である。炭
素数10を越える場合には、長鎖になるため重合転化率
が低下する傾向にある。R2は水素又はメチル基であ
る。R3は水素又は炭素数1〜10のアルキル基であ
る。Arは置換基を有することもあるアリール基であ
る。R 1 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, preferably an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms. If it has more than 10 carbon atoms, it will have a long chain and the polymerization conversion tends to decrease. R 2 is hydrogen or a methyl group. R 3 is hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. Ar is an aryl group which may have a substituent.
【0030】上記の含フッ素単量体の中では、耐溶剤性
や重合転化率の点から、一般式(A)で表される含フッ
素単量体が好ましい。一般式(A)で表される含フッ素
単量体の中でも特に好ましい含フッ素単量体を以下に挙
げる。 F(CF2)8(CH2)2OCOCH=CH2 F(CF2)8(CH2)2OCOC(CH3)=CH2 (CF3)2CF(CF2)6(CH2)2OCOCH=CH
2 (CF3)2CF(CF2)6(CH2)2OCOC(C
H3)=CH2 次に、上記含フッ素単量体と共重合するアルキル鎖長の
炭素数12〜22のアルキル(メタ)アクリレートとし
ては、例えば(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)ア
クリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸トリデシル、
(メタ)アクリル酸テトラデシル、(メタ)アクリル酸
ペンタデシル、(メタ)アクリル酸ヘキサデシル、(メ
タ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸イソス
テアリル、(メタ)アクリル酸ベヘニル等が好適に用い
られる。これらの単量体は、一種又は二種以上が使用で
きる。Among the above-mentioned fluorine-containing monomers, a fluorine-containing monomer represented by the general formula (A) is preferable from the viewpoint of solvent resistance and polymerization conversion. Among the fluorine-containing monomers represented by the general formula (A), particularly preferred fluorine-containing monomers are shown below. F (CF 2) 8 (CH 2) 2 OCOCH = CH 2 F (CF 2) 8 (CH 2) 2 OCOC (CH 3) = CH 2 (CF 3) 2 CF (CF 2) 6 (CH 2) 2 OCOCH = CH
2 (CF 3 ) 2 CF (CF 2 ) 6 (CH 2 ) 2 OCOC (C
H 3 ) = CH 2 Next, as the alkyl (meth) acrylate having an alkyl chain length of 12 to 22 carbon atoms which is copolymerized with the above-mentioned fluorine-containing monomer, for example, lauryl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid Dodecyl, tridecyl (meth) acrylate,
Tetradecyl (meth) acrylate, pentadecyl (meth) acrylate, hexadecyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, isostearyl (meth) acrylate, and behenyl (meth) acrylate are preferably used. One or more of these monomers can be used.
【0031】さらに高い非水電解液に対する耐溶剤性を
考慮すると(メタ)アクリル酸ヘキサデシル、(メタ)
アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸イソステア
リル、(メタ)アクリル酸ベヘニル等が好ましい。Considering higher solvent resistance to non-aqueous electrolytes, hexadecyl (meth) acrylate and (meth) acrylate
Stearyl acrylate, isostearyl (meth) acrylate, and behenyl (meth) acrylate are preferred.
【0032】耐溶剤性が向上する理由としては、アルキ
ル鎖長の炭素数12〜22のアルキル(メタ)アクリレ
ートを共重合することにより、比較的低温下で含フッ素
系重合体セグメントの分子運動を容易にして、フルオロ
アルキル基等の結晶性が向上して耐溶剤性を発現してい
るものと思われる。従って、常温乾燥時において優れた
非水電解液に対する耐溶剤性を発現することができる。The reason why the solvent resistance is improved is that by copolymerizing an alkyl (meth) acrylate having an alkyl chain length of 12 to 22 carbon atoms, the molecular motion of the fluorinated polymer segment can be reduced at a relatively low temperature. It is considered that the crystallinity of the fluoroalkyl group and the like is improved and the solvent resistance is exhibited. Therefore, excellent solvent resistance to the non-aqueous electrolyte during drying at room temperature can be exhibited.
【0033】含フッ素系重合体セグメントを形成する、
含フッ素単量体とアルキル鎖長の炭素数12〜22のア
ルキル(メタ)アクリレートとの割合は、重量比で好ま
しくは100/0〜20/80、さらに好ましくは95
/5〜50/50である。含フッ素単量体の重量比が2
0/80未満であると非水電解液に対する耐溶剤性が低
下する傾向にある。Forming a fluorinated polymer segment,
The ratio of the fluorine-containing monomer to the alkyl (meth) acrylate having an alkyl chain length of 12 to 22 carbon atoms is preferably 100/0 to 20/80 by weight, more preferably 95/100.
/ 5 to 50/50. The weight ratio of the fluorine-containing monomer is 2
If it is less than 0/80, the solvent resistance to the non-aqueous electrolyte tends to decrease.
【0034】次に、ブロック共重合体の他方の分子鎖を
構成する非フッ素系重合体セグメントについて説明す
る。非フッ素系重合体セグメントを形成する単量体は、
金属材料からなる集電体に対して密着性を発揮できるよ
うに選択される。その単量体の具体例としては、例え
ば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エ
チル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アク
リル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸グリシジルな
どの低級アルキル(メタ)アクリレート;(メタ)アク
リル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、
(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸n
−ヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メ
タ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル
酸オクチル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)ア
クリル酸ステアリルなどの高級アルキル(メタ)アクリ
レート;酢酸ビニル、プロピオン酸などの低級脂肪酸ビ
ニルエステル;カプロン酸ビニル、2−エチルヘキサン
酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニルなど
の高級脂肪酸ビニルエステル;スチレン、ビニルトルエ
ン、ビニルピロリドンなどの芳香族ビニル型単量体;
(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アク
リルアミド、N−メトキシメチロール(メタ)アクリル
アミド、N−ブトキシメチロール(メタ)アクリルアミ
ド、などのアミド基含有ビニル型単量体;(メタ)アク
リル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキ
シプロピル、アリルアルコールなどの水酸基含有ビニル
型単量体;(メタ)アクリル酸、イタコン酸、クロトン
酸、フマル酸、マレイン酸などのカルボン酸基含有ビニ
ル型単量体;ブタジエン;塩化ビニル;塩化ビニリデ
ン;(メタ)アクリロニトリル;フマル酸ジブチル;無
水マレイン酸;(メタ)アリルグリシジルエーテル;イ
タコン酸、(メタ)アクリル酸、クロトン酸などのラジ
カル重合性不飽和カルボン酸のアルカリ金属塩、アンモ
ニウム塩、有機アミン塩、有機アミン塩;スチレンスル
ホン酸のようなスルホン酸基を有するラジカル重合性不
飽和単量体、及びそれらのアルカリ金属塩、アンモニウ
ム塩、有機アミン塩、有機アミン塩;2−ヒドロキシ−
3−メタクリルオキシプロピルトリメチルアンモニウム
クロライドのような(メタ)アクリル酸から誘導される
第四級アンモニウム塩;メタクリル酸ジエチルアミノエ
ステルのような第三級アミノ基を有するアルコールの
(メタ)アクリル酸エステル、及びそれらの第四級アン
モニウム塩などが挙げられる。これらの単量体は、一種
又は二種以上が使用できる。Next, the non-fluorinated polymer segment constituting the other molecular chain of the block copolymer will be described. The monomer forming the non-fluorinated polymer segment is
It is selected so that it can exhibit adhesion to a current collector made of a metal material. Specific examples of the monomer include, for example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, and glycidyl (meth) acrylate. Lower alkyl (meth) acrylate; n-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate,
T-butyl (meth) acrylate, n (meth) acrylate
Higher alkyl (meth) acrylates such as hexyl, cyclohexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate; vinyl acetate Vinyl esters of lower fatty acids such as acetic acid and propionic acid; vinyl esters of higher fatty acids such as vinyl caproate, vinyl 2-ethylhexanoate, vinyl laurate and vinyl stearate; aromatic vinyl-type monomers such as styrene, vinyltoluene and vinylpyrrolidone body;
Amide group-containing vinyl-type monomers such as (meth) acrylamide, N-methylol (meth) acrylamide, N-methoxymethylol (meth) acrylamide, N-butoxymethylol (meth) acrylamide; hydroxyethyl (meth) acrylate; Hydroxy group-containing vinyl monomers such as hydroxypropyl (meth) acrylate and allyl alcohol; carboxylic acid group-containing vinyl monomers such as (meth) acrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, fumaric acid, and maleic acid; butadiene Vinyl chloride; vinylidene chloride; (meth) acrylonitrile; dibutyl fumarate; maleic anhydride; (meth) allyl glycidyl ether; alkali-metals of radically polymerizable unsaturated carboxylic acids such as itaconic acid, (meth) acrylic acid, crotonic acid; Salt, ammonium salt, organic Salts, organic amine salts; radical-polymerizable unsaturated monomer having a sulfonic acid group such as styrenesulfonic acid, and alkali metal salts thereof, ammonium salts, organic amine salts, organic amine salts; 2-hydroxy -
Quaternary ammonium salts derived from (meth) acrylic acid, such as 3-methacryloxypropyltrimethylammonium chloride; (meth) acrylates of alcohols with tertiary amino groups, such as diethylamino methacrylate; and And quaternary ammonium salts thereof. One or more of these monomers can be used.
【0035】これらの単量体の中で集電体と良好な密着
性を発揮できるものは、酸基、水酸基、エポキシ基等の
極性官能基を有する極性単量体である。例えば、(メ
タ)アクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマル酸、
マレイン酸などのカルボン酸基含有ビニル型単量体;
(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリ
ル酸ヒドロキシプロピル、アリルアルコールなどの水酸
基含有ビニル型単量体;(メタ)アクリル酸グリシジル
等が挙げられる。Among these monomers, those which can exhibit good adhesion to the current collector are polar monomers having a polar functional group such as an acid group, a hydroxyl group and an epoxy group. For example, (meth) acrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, fumaric acid,
Carboxylic acid group-containing vinyl monomers such as maleic acid;
Hydroxy group-containing vinyl monomers such as hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate and allyl alcohol; and glycidyl (meth) acrylate.
【0036】非フッ素系重合体セグメントを形成する単
量体は、通常上記の極性単量体とそれ以外の単量体との
混合物が使用される。その場合、極性単量体とそれ以外
の単量体との割合は、重量比で好ましくは1/99〜7
0/30、さらに好ましくは5/95〜40/60であ
る。極性単量体の重量比が1/99未満であると集電体
に対する密着性が低下する傾向にあり、70/30を越
えると溶液重合時に溶液安定性に優れた含フッ素ブロッ
ク共重合体が得られにくい傾向にある。As the monomer forming the non-fluorinated polymer segment, a mixture of the above-mentioned polar monomer and other monomers is usually used. In that case, the ratio between the polar monomer and the other monomer is preferably 1/99 to 7 by weight.
0/30, more preferably 5/95 to 40/60. When the weight ratio of the polar monomer is less than 1/99, the adhesion to the current collector tends to decrease, and when it exceeds 70/30, a fluorine-containing block copolymer having excellent solution stability during solution polymerization is obtained. It tends to be difficult to obtain.
【0037】さらに、非フッ素セグメントにも非水電解
液に対する耐溶剤性を発現させるためには、架橋官能基
を有する単量体を共重合することが好ましい。架橋官能
基を有する単量体を共重合した含フッ素ブロック共重合
体を用いて熱処理を行って電極合剤層を形成すると、架
橋官能基同士の架橋反応が進行して、非水電解液に対す
る耐溶剤性を発現することが可能となる。架橋官能基を
有する単量体として例えば、N−メチロール(メタ)ア
クリルアミド、N−メトキシメチロール(メタ)アクリ
ルアミド、N−ブトキシメチロール(メタ)アクリルア
ミド等が挙げられる。Further, in order to make the non-fluorine segment exhibit solvent resistance to the non-aqueous electrolyte, it is preferable to copolymerize a monomer having a crosslinking functional group. When an electrode mixture layer is formed by performing a heat treatment using a fluorinated block copolymer obtained by copolymerizing a monomer having a cross-linking functional group, a cross-linking reaction between the cross-linking functional groups proceeds, and the non-aqueous electrolyte solution It becomes possible to exhibit solvent resistance. Examples of the monomer having a cross-linking functional group include N-methylol (meth) acrylamide, N-methoxymethylol (meth) acrylamide, and N-butoxymethylol (meth) acrylamide.
【0038】非フッ素系重合体セグメントを形成する、
架橋官能基を有する単量体とそれ以外の単量体との割合
は、重量比で好ましくは1/99〜50/50、さらに
好ましくは5/95〜20/80である。架橋官能基を
有する単量体の重量比が1/99未満であると架橋が不
十分になる傾向にあり、50/50を越えると集電体に
対する密着性が低下する傾向にある。Forming a non-fluorinated polymer segment;
The ratio of the monomer having a cross-linking functional group to the other monomer is preferably 1/99 to 50/50, more preferably 5/95 to 20/80 by weight. If the weight ratio of the monomer having a crosslinking functional group is less than 1/99, crosslinking tends to be insufficient, and if it exceeds 50/50, the adhesion to the current collector tends to decrease.
【0039】含フッ素ブロック共重合体中の含フッ素系
重合体セグメントと非フッ素系重合体セグメントとの割
合は重量比で好ましくは10/90〜80/20、さら
に好ましくは20/80〜70/30である。含フッ素
系重合体セグメントの重量比が10/90未満では、パ
ーフルオロアルキル基の配列が不十分で、非水電解液に
対する耐溶剤性が十分でなくなる傾向にある。また、含
フッ素系重合体セグメントの重量比が80/20を越え
ると、非フッ素系重合体セグメントが減少するため、基
材に対する密着性が低下する傾向にある。The ratio of the fluorinated polymer segment to the non-fluorinated polymer segment in the fluorinated block copolymer is preferably 10/90 to 80/20, more preferably 20/80 to 70 / by weight ratio. 30. If the weight ratio of the fluorinated polymer segment is less than 10/90, the arrangement of the perfluoroalkyl groups tends to be insufficient, and the solvent resistance to the non-aqueous electrolyte tends to be insufficient. Further, when the weight ratio of the fluorinated polymer segment exceeds 80/20, the non-fluorinated polymer segment is reduced, so that the adhesiveness to the substrate tends to decrease.
【0040】次に、含フッ素ブロック共重合体の製造方
法について説明する。この含フッ素ブロック共重合体の
製造は、第一工程と第二工程の2段階に分けて行われ
る。まず第一工程は、ポリメリックペルオキシドを重合
開始剤として、一種又は二種以上の非フッ素系重合体セ
グメントを形成する単量体(以降、非フッ素系単量体と
省略する。)を重合させ、ペルオキシ結合含有重合体を
得る工程である。また、第二工程は、第一工程で得られ
たペルオキシ結合含有重合体を重合開始剤として、一種
又は二種以上の含フッ素単量体、又は含フッ素単量体と
アルキル鎖長の炭素数12〜22のアルキル(メタ)ア
クリレートとの混合物(以降、これらを含フッ素系単量
体と省略する。)を重合させて含フッ素系重合体セグメ
ントを得る工程である。Next, a method for producing a fluorine-containing block copolymer will be described. The production of the fluorinated block copolymer is performed in two stages, a first step and a second step. First, in the first step, a monomer that forms one or more non-fluorine-based polymer segments (hereinafter abbreviated as a non-fluorine-based monomer) is polymerized using a polymeric peroxide as a polymerization initiator, This is a step of obtaining a peroxy bond-containing polymer. In the second step, the peroxy bond-containing polymer obtained in the first step is used as a polymerization initiator, and one or more fluorine-containing monomers, or a fluorine-containing monomer and a carbon number of an alkyl chain length. This is a step of polymerizing a mixture with 12 to 22 alkyl (meth) acrylates (hereinafter, these are referred to as fluorine-containing monomers) to obtain a fluorine-containing polymer segment.
【0041】なお、上記のような二段階重合において、
第一工程の非フッ素系単量体を第二工程に、そして第二
工程の含フッ素系単量体を第一工程に用いても良い。こ
の重合方法は、公知の製造プロセス(例えば特公平5−
41668号公報又は特公平5−59942号公報に記
載されている)により製造される。In the above two-stage polymerization,
The non-fluorinated monomer in the first step may be used in the second step, and the fluorinated monomer in the second step may be used in the first step. This polymerization method uses a known production process (for example,
41668 or Japanese Patent Publication No. 5-59942).
【0042】上記含フッ素ブロック共重合体の製造に用
いられるポリメリックペルオキシドとは、1分子中に2
個以上のペルオキシ結合を有する化合物である。ポリメ
リックペルオキシドとしては、特公平5−59942号
公報に記載されている各種ポリメリックペルオキシドの
一種又は二種以上を使用することができる。The polymeric peroxide used for producing the above-mentioned fluorine-containing block copolymer is 2 per molecule.
A compound having two or more peroxy bonds. As the polymeric peroxide, one or more of various polymeric peroxides described in JP-B-5-59942 can be used.
【0043】例えば、下記一般式(1)〜(3)で示さ
れるものが使用できる。For example, those represented by the following general formulas (1) to (3) can be used.
【0044】[0044]
【化15】 Embedded image
【0045】[0045]
【化16】 Embedded image
【0046】[0046]
【化17】 (nは2〜20の整数である。) 含フッ素ブロック共重合体は、前記のポリメリックペル
オキシドを用いて、溶液重合法、塊状重合法、懸濁重合
法又はエマルション重合法によって容易に得られる。例
えば、溶液重合法の場合、含フッ素ブロック共重合体と
して第一工程で非フッ素系重合体セグメントを、第二工
程で含フッ素系重合体セグメントを形成する例にとると
次のように説明することができる。Embedded image (N is an integer of 2 to 20.) The fluorine-containing block copolymer can be easily obtained by a solution polymerization method, a bulk polymerization method, a suspension polymerization method, or an emulsion polymerization method using the above-mentioned polymeric peroxide. For example, in the case of a solution polymerization method, a non-fluorine-based polymer segment in the first step as a fluorine-containing block copolymer, and an example of forming a fluorine-containing polymer segment in the second step will be described as follows. be able to.
【0047】すなわち、まずポリメリックペルオキシド
を重合開始剤として用い、非フッ素系単量体を溶液中で
重合することにより、連鎖中にペルオキシ結合が導入さ
れたペルオキシ結合を含有する非フッ素系重合体が得ら
れる。次に、第二工程において、第一工程の生成溶液中
に含フッ素系単量体を加えて重合を行うと、ペルオキシ
結合を含有する非フッ素系重合体中のペルオキシ結合に
おいて開裂し、効率よく含フッ素ブロック共重合体が得
られる。That is, first, a non-fluorinated polymer containing a peroxy bond having a peroxy bond introduced into a chain is obtained by polymerizing a non-fluorinated monomer in a solution using a polymeric peroxide as a polymerization initiator. can get. Next, in the second step, when polymerization is performed by adding a fluorinated monomer to the solution produced in the first step, cleavage occurs at the peroxy bond in the non-fluorinated polymer containing a peroxy bond, which is efficiently performed. A fluorinated block copolymer is obtained.
【0048】第一工程で用いられるポリメリックペルオ
キシドの量は、第一工程で用いられる単量体100重量
部に対して通常0.5〜20重量部であり、そのときの
重合温度は40〜130℃、重合時間は2〜12時間程
度である。また、第二工程での重合温度は通常40〜1
40℃、重合時間は3〜15時間程度である。The amount of the polymeric peroxide used in the first step is usually 0.5 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the monomer used in the first step, and the polymerization temperature at that time is 40 to 130 parts. C. and the polymerization time is about 2 to 12 hours. The polymerization temperature in the second step is usually 40 to 1
At 40 ° C., the polymerization time is about 3 to 15 hours.
【0049】含フッ素ブロック共重合体の分子量は、重
量平均分子量で好ましくは1000〜5000000で
あり、より好ましくは5000〜100000である。
重量平均分子量が1000未満であると非水系電解液に
対する耐溶剤性が不足する傾向にある。一方、重量平均
分子量が100000を越えると集電体に対する密着性
が低下する傾向にある。The molecular weight of the fluorinated block copolymer is preferably from 1,000 to 5,000,000, more preferably from 5,000 to 100,000 in terms of weight average molecular weight.
If the weight average molecular weight is less than 1,000, the solvent resistance to the non-aqueous electrolyte tends to be insufficient. On the other hand, if the weight average molecular weight exceeds 100,000, the adhesion to the current collector tends to decrease.
【0050】続いて、溶液重合時における有機溶剤及び
希釈溶剤について説明する。有機溶剤は含フッ素ブロッ
ク共重合体を溶解又は分散できる溶剤であれば特に制限
されないが、例えば、プロピルアルコール、2−プロピ
ルアルコール、1−ブチルアルコール、2−ブタノン、
酢酸ブチル、トルエン、エチルベンゼン、キシレン、ヘ
プタン、オクタン等が好ましい。Next, the organic solvent and the diluting solvent during the solution polymerization will be described. The organic solvent is not particularly limited as long as it can dissolve or disperse the fluorinated block copolymer, for example, propyl alcohol, 2-propyl alcohol, 1-butyl alcohol, 2-butanone,
Preferred are butyl acetate, toluene, ethylbenzene, xylene, heptane, octane and the like.
【0051】次に、非水電池電極形成用バインダー溶液
は、含フッ素ブロック共重合体が有機溶媒に溶解した溶
液、又は含フッ素ブロック共重合体が有機溶媒に微分散
したものである。バインダー溶液中における有機溶媒に
対する含フッ素ブロック共重合体の割合は、有機溶媒1
00重量部に対して、好ましくは1〜70重量部、特に
好ましくは1〜50重量部である。1重量部未満では、
溶液中での含フッ素ブロック共重合体の占める割合が少
ないため、バインダーとしての効果が少なくなる傾向に
ある。一方、70重量部を越えると、溶液自体の粘度が
非常に高くなりすぎて電極合剤の調製が困難になること
がある。Next, the binder solution for forming a non-aqueous battery electrode is a solution in which a fluorinated block copolymer is dissolved in an organic solvent, or a solution in which the fluorinated block copolymer is finely dispersed in an organic solvent. The ratio of the fluorinated block copolymer to the organic solvent in the binder solution is as follows.
The amount is preferably 1 to 70 parts by weight, particularly preferably 1 to 50 parts by weight, based on 00 parts by weight. If less than 1 part by weight,
Since the proportion of the fluorinated block copolymer in the solution is small, the effect as a binder tends to be reduced. On the other hand, if it exceeds 70 parts by weight, the viscosity of the solution itself may be too high, and it may be difficult to prepare an electrode mixture.
【0052】次に、バインダーの有機溶剤溶液に粉末電
極材料を分散混合したものを電極合剤用スラリーとい
い、そこから有機溶剤を除いたもの、すなわち含フッ素
ブロック共重合体からなるバインダーで粉末電極材料
(電極活物質及び必要に応じて加えられる導電助剤等)
を結合させたものを電極合剤という。Next, a slurry obtained by dispersing and mixing a powdered electrode material in an organic solvent solution of a binder is referred to as a slurry for an electrode mixture. The slurry obtained by removing the organic solvent therefrom, ie, a powder made of a binder comprising a fluorine-containing block copolymer is used. Electrode material (electrode active material and conductive additive added as needed)
The combination of the two is called an electrode mixture.
【0053】電極合剤用スラリーの製造方法としては通
常、バインダー溶液を調製後、粉末電極材料を添加して
電極合剤用スラリーを作成する方法と、含フッ素ブロッ
ク共重合及び粉末電極材料をほぼ同時に有機溶媒中に混
合分散させて、一挙に電極合剤用スラリーを調製する方
法が挙げられる。As a method of producing the slurry for the electrode mixture, a method of preparing a slurry for the electrode mixture by preparing a binder solution and then adding a powdered electrode material, and a method of substantially preparing a fluorinated block copolymer and a powdered electrode material, At the same time, there is a method of mixing and dispersing in an organic solvent to prepare a slurry for an electrode mixture at once.
【0054】また、電極合剤の製造方法としては、含フ
ッ素ブロック共重合体の粉末に、粉末電極材料を混合し
て、溶融成形法又は粉末成形法により集電体上に電極合
剤層を形成する方法で用いることも可能である。As a method for producing an electrode mixture, a powdered electrode material is mixed with a powder of a fluorinated block copolymer, and an electrode mixture layer is formed on a current collector by a melt molding method or a powder molding method. It is also possible to use it in the forming method.
【0055】電極合剤は、粉末電極材料100重量部に
対して、含フッ素ブロック共重合体0.1〜50重量部
が含まれるようにして形成されることが好ましい。含フ
ッ素ブロック共重合体が0.1重量部未満では、粉末電
極材料を相互に結着させるバインダーとしての効果が得
られず、また50重量部を越えると、粉末電極材料の表
面を重合体が覆ってしまうため、電池の性能が損なわれ
ることがある。The electrode mixture is preferably formed so as to contain 0.1 to 50 parts by weight of the fluorinated block copolymer with respect to 100 parts by weight of the powdered electrode material. When the amount of the fluorinated block copolymer is less than 0.1 part by weight, the effect as a binder for binding the powdered electrode materials to each other cannot be obtained. Since the battery is covered, the performance of the battery may be impaired.
【0056】電極合剤は、非水系電池の正極、負極のい
ずれにも適用できる。例えば、リチウムイオン二次電池
用の正極の電極活物質としては、一般式LiMY2(M
はCo,Ni,Mn,Cr,V等の遷移金属の少なくと
も一種:YはO,S等のカルコゲン元素)で表される複
合金属カルコゲン化合物、特にLiNixCo1-xO
2(0≦x≦1)をはじめとする複合金属酸化物やLi
Mn204などのスピネル構造をとる複合金属化合物が好
ましい。The electrode mixture can be applied to both positive and negative electrodes of non-aqueous batteries. For example, as a positive electrode active material for a lithium ion secondary battery, a general formula LiMY 2 (M
Is a complex metal chalcogen compound represented by at least one of transition metals such as Co, Ni, Mn, Cr and V: Y is a chalcogen element such as O and S), particularly LiNixCo 1-x O
2 (0 ≦ x ≦ 1) and other complex metal oxides and Li
Composite metal compound takes a spinel structure such as Mn 2 0 4 is preferred.
【0057】負極の電極活物質としては、黒鉛、活性炭
又はフェノール樹脂やピッチ等を焼成炭化したもの等の
粉末状炭素質材料が挙げられ、さらにGeO,Ge
O2,SnO,SnO2,PbO,PbO2などの複合酸
化物を加えることが好ましい。Examples of the electrode active material for the negative electrode include graphite, activated carbon, and powdered carbonaceous materials such as those obtained by calcining carbonized phenolic resin and pitch.
It is preferable to add a composite oxide such as O 2 , SnO, SnO 2 , PbO, and PbO 2 .
【0058】前記導電助剤は、LiCoO2等の電子伝
導度の小さい電極活物質を使用する場合に、電極合剤層
の導電性を向上する目的で添加するもので、カーボンブ
ラック、黒鉛微粉末あるいは繊維等の炭素質材料や、ニ
ッケル、アルミニウムとの金属微粉末あるいは、繊維が
使用される。The conductive assistant is added for the purpose of improving the conductivity of the electrode mixture layer when using an electrode active material having a low electron conductivity such as LiCoO 2. Alternatively, a carbonaceous material such as fiber, fine metal powder with nickel or aluminum, or fiber is used.
【0059】次に、本発明の電極構造体について説明す
る。図1の断面図に示すように、電極構造体10は、板
状をなす集電体11と、その集電体11の表裏両面に形
成された電極合剤層12a、12bとから構成されてい
る。集電体11は鉄、ステンレス鋼、鋼、銅、アルミニ
ウム、ニッケル、チタン等の金属箔又は金属網等により
形成されている。この電極構造体を製造する場合には、
集電体11に、厚さ5〜100μmとなるように少なく
とも一面、好ましくは両面に前述の電極合剤スラリーを
塗布する。次いで、50〜170℃で乾燥し、厚さが1
0〜1000μmの電極合剤層12a、12bを形成す
ることにより、電極構造体10が形成される。Next, the electrode structure of the present invention will be described. As shown in the cross-sectional view of FIG. 1, the electrode structure 10 includes a current collector 11 in a plate shape, and electrode mixture layers 12a and 12b formed on both front and back surfaces of the current collector 11. I have. The current collector 11 is formed of a metal foil or a metal net of iron, stainless steel, steel, copper, aluminum, nickel, titanium, or the like. When manufacturing this electrode structure,
The above-mentioned electrode mixture slurry is applied to at least one surface, preferably both surfaces, of the current collector 11 so as to have a thickness of 5 to 100 μm. Then, it is dried at 50 to 170 ° C.,
The electrode structure 10 is formed by forming the electrode mixture layers 12a and 12b of 0 to 1000 μm.
【0060】次に、本発明の非水系電池について説明す
る。図2は、上記のように形成された電極構造体を含む
非水系電池の一例として、円筒型のリチウム二次電池の
部分分解斜視図である。Next, the non-aqueous battery of the present invention will be described. FIG. 2 is a partially exploded perspective view of a cylindrical lithium secondary battery as an example of a non-aqueous battery including the electrode structure formed as described above.
【0061】すなわち、このリチウム二次電池は、基本
的には正極13及び負極14間に、電解液を含浸したポ
リプロピレン、ポリエチレン等の高分子物質の微多孔膜
からなるセパレータ15が配置され、積層される。この
積層されたものを渦巻き状に巻き回した発電素子が、底
部で負極端子16と電気的に接続され、頂部において前
記正極13が頂部プレート17を介して正極端子18と
電気的に接続されている。また、頂部にはガスケット1
9及び安全弁20が配置されている。そして、それらが
ケーシング21内に収容され、頂部リム22がかしめら
れる。セパレータ15に含浸される非水電解液は、電解
質を非水系溶媒(有機溶媒)に溶解したものが用いられ
る。That is, in this lithium secondary battery, a separator 15 made of a microporous film of a polymer material such as polypropylene or polyethylene impregnated with an electrolyte is basically disposed between the positive electrode 13 and the negative electrode 14. Is done. A power generating element obtained by spirally winding the stacked body is electrically connected to the negative terminal 16 at the bottom, and the positive electrode 13 is electrically connected to the positive terminal 18 via the top plate 17 at the top. I have. Gasket 1 on top
9 and a safety valve 20 are arranged. Then, they are accommodated in the casing 21 and the top rim 22 is swaged. As the non-aqueous electrolyte solution impregnated in the separator 15, a solution in which an electrolyte is dissolved in a non-aqueous solvent (organic solvent) is used.
【0062】ここで電解質としては、LiPF6,Li
AsF6,LiClO4,LiBF4,LiCH3SO3,
LiCF3SO3,LiN(CF3OSO2)2,LiC
(CF3OSO2)3,LiN(CF3SO2)2,LiC
(CF3SO2)3,LiCl,LiBr等が挙げられ
る。Here, as the electrolyte, LiPF 6 , Li
AsF 6 , LiClO 4 , LiBF 4 , LiCH 3 SO 3 ,
LiCF 3 SO 3 , LiN (CF 3 OSO 2 ) 2 , LiC
(CF 3 OSO 2 ) 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiC
(CF 3 SO 2 ) 3 , LiCl, LiBr and the like.
【0063】また、電解質の有機溶媒いわゆる非水電解
液としては、プロピレンカーボネート、エチレンカーボ
ネート、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキ
シエタン、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネー
ト、メチルエチルカーボネート、γ−ブチロラクトン、
プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル及びこれらの
混合溶媒などが用いられるが、必ずしもこれらに限定さ
れるものでない。Organic solvents for the electrolyte, so-called non-aqueous electrolytes, include propylene carbonate, ethylene carbonate, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, γ- Butyrolactone,
Methyl propionate, ethyl propionate, a mixed solvent thereof and the like are used, but not limited thereto.
【0064】なお、上記実施形態においては円筒形電池
の例を示したが、本発明の非水系電池を、コイン形、角
形又はペーパー形電池として構成することも可能であ
る。上記の実施形態によって発揮される効果を以下にま
とめて記載する。In the above embodiment, an example of a cylindrical battery is shown. However, the non-aqueous battery of the present invention can be configured as a coin-shaped battery, a square battery, or a paper battery. The effects exerted by the above-described embodiment will be summarized below.
【0065】・ 実施形態で説明した非水系電池電極形
成用バインダーによれば、含フッ素ブロック共重合体を
構成する含フッ素系重合体セグメントにより、非水電解
液に対する良好な耐溶剤性を発揮することができる。ま
た、集電体に親和性のある非フッ素系重合体セグメント
により、金属材料からなる集電体に対する良好な密着性
を発揮することができる。従って、このバインダーは非
水系電池の電極を形成するためのバインダーとして好適
である。According to the binder for forming a non-aqueous battery electrode described in the embodiment, the fluorinated polymer segment constituting the fluorinated block copolymer exhibits good solvent resistance to the non-aqueous electrolyte. be able to. In addition, the non-fluorine polymer segment having an affinity for the current collector can exhibit good adhesion to the current collector made of a metal material. Therefore, this binder is suitable as a binder for forming an electrode of a non-aqueous battery.
【0066】・ また、含フッ素系重合体セグメント
が、含フッ素単量体の単独又は含フッ素単量体と、アル
キル基の炭素数が12〜22の長鎖のアルキル(メタ)
アクリレートとの混合物から形成されるものであること
により、非水電解液に対する耐溶剤性を向上させること
ができる。Further, the fluorinated polymer segment may be a fluorinated monomer alone or a fluorinated monomer, and a long-chain alkyl (meth) having 12 to 22 carbon atoms in the alkyl group.
By being formed from a mixture with acrylate, solvent resistance to a non-aqueous electrolyte can be improved.
【0067】・ さらに、含フッ素単量体が前述の一般
式(A)で表される単量体であることから、含フッ素単
量体から重合体への重合転化率を高めることができると
ともに、非水電解液に対する耐溶剤性をより向上させる
ことができる。Further, since the fluorine-containing monomer is a monomer represented by the aforementioned general formula (A), it is possible to increase the polymerization conversion rate from the fluorine-containing monomer to a polymer, Further, the solvent resistance to the non-aqueous electrolyte can be further improved.
【0068】・ 電極合剤は非水系電池電極形成用バイ
ンダーで粉末電極材料を結合させることにより得られ、
非水電解液に対する良好な耐溶剤性と、集電体に対する
良好な密着性を発揮することができる。The electrode mixture is obtained by binding the powdered electrode material with a binder for forming a non-aqueous battery electrode,
Good solvent resistance to the non-aqueous electrolyte and good adhesion to the current collector can be exhibited.
【0069】・ 電極構造体は板状をなす集電体の少な
くとも一面に電極合剤の層が形成されて構成され、非水
電解液に対する良好な耐溶剤性と、集電体に対する良好
な密着性を発揮することができる。The electrode structure is formed by forming a layer of an electrode mixture on at least one surface of a plate-shaped current collector, and has good solvent resistance to a non-aqueous electrolyte and good adhesion to the current collector. It can demonstrate its properties.
【0070】・ 非水系電池は、正極、負極及びそれら
の正極と負極間に配置された非水電解液から構成され、
正極及び負極の少なくとも一方が上記の電極構造体であ
り、非水電解液に対する良好な耐溶剤性と、集電体に対
する良好な密着性を発揮することができる。The non-aqueous battery comprises a positive electrode, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte disposed between the positive and negative electrodes,
At least one of the positive electrode and the negative electrode is the above-described electrode structure, and can exhibit good solvent resistance to a non-aqueous electrolyte and good adhesion to a current collector.
【0071】[0071]
【実施例】以下、製造例、実施例及び比較例により、前
記実施形態をさらに具体的に説明する。 (製造例1、含フッ素ブロック共重合体の合成例)温度
計、滴下フロート、窒素ガス導入管及び攪拌装置を取り
付けた500ml四つ口フラスコに窒素ガスを導入した
後、ジメチルホルムアミドを60.0g入れ、70℃に
昇温させた。その後、密着性単量体としてメタクリル酸
n−ブチル40.0g、メタクリル酸10.0gとポリ
メリックペルオキシド〔前記一般式(1)(n=10)〕3.
0g及びジメチルホルムアミド55.0gの混合物を2
時間で滴下した。その後、70℃で4時間反応を続け
た。次いで、前記式(a−2)で表される含フッ素単量
体50.0gとジメチルホルムアミド116.7gを1
時間で滴下した。その後、70℃で5時間反応を行っ
た。The above embodiment will be described more specifically with reference to production examples, examples and comparative examples. (Production Example 1, Synthesis Example of Fluorine-Containing Block Copolymer) After introducing nitrogen gas into a 500 ml four-necked flask equipped with a thermometer, a drop float, a nitrogen gas inlet tube and a stirrer, 60.0 g of dimethylformamide was added. And heated to 70 ° C. Then, 40.0 g of n-butyl methacrylate, 10.0 g of methacrylic acid and polymeric peroxide [the above-mentioned general formula (1) (n = 10)] as an adhesive monomer.
0 g and 55.0 g of dimethylformamide in 2 parts
Dropped in time. Thereafter, the reaction was continued at 70 ° C. for 4 hours. Next, 50.0 g of the fluorine-containing monomer represented by the formula (a-2) and 116.7 g of dimethylformamide were added to 1
Dropped in time. Thereafter, the reaction was performed at 70 ° C. for 5 hours.
【0072】得られた溶液を150℃で2時間熱処理を
行ってジメチルホルムアミドを除去して重量を測定した
結果、ジメチルホルムアミド溶液中の30重量%が含フ
ッ素ブロック共重合体であった。得られた含フッ素ブロ
ック共重合体について熱分解GC(ガスクロマトグラ
フ)にて分析したところ、含フッ素系重合体セグメント
が50重量%で非フッ素系重合体セグメントが50重量
%であることを確認することができた。 (製造例2〜5)含フッ素ブロック共重合体の合成で、
非フッ素系重合体セグメント及び含フッ素系重合体セグ
メントを構成する単量体の種類を表1に示すように変え
る以外は、製造例1と同様にして含フッ素ブロック共重
合体を得た。 (製造例6〜7)フッ素含有ブロック共重合体の合成
で、含フッ素ブロック共重合体中の、含フッ素系重合体
セグメントとその他のセグメントの割合が表1に示す値
になるように、含フッ素単量体と密着性単量体の使用量
を変える以外は、製造例1と同様にして含フッ素ブロッ
ク共重合体を得た。 (製造例8、含フッ素ランダム共重合体の合成例)製造
例1に記載の四つ口フラスコに窒素ガスを導入した後、
ジメチルホルムアミドを175g入れ、60℃に昇温さ
せた。その後、密着性単量体としてメタクリル酸n−ブ
チル40.0g、メタクリル酸10.0g、前記式(a
−2)で表される含フッ素単量体50g、t-ブチルパー
オキシピバレート1.0g及びジメチルホルムアミド5
0gの混合物を2時間で滴下した。その後60℃で7時
間反応を続けた。The obtained solution was heat-treated at 150 ° C. for 2 hours to remove dimethylformamide, and the weight was measured. As a result, 30% by weight of the dimethylformamide solution was a fluorine-containing block copolymer. The obtained fluorinated block copolymer was analyzed by pyrolysis GC (gas chromatography), and it was confirmed that the fluorinated polymer segment was 50% by weight and the non-fluorinated polymer segment was 50% by weight. I was able to. (Production Examples 2 to 5) In the synthesis of a fluorinated block copolymer,
A fluorinated block copolymer was obtained in the same manner as in Production Example 1, except that the types of the monomers constituting the non-fluorinated polymer segment and the fluorinated polymer segment were changed as shown in Table 1. (Production Examples 6 to 7) In the synthesis of the fluorine-containing block copolymer, the fluorine-containing block copolymer was mixed so that the ratio of the fluorine-containing polymer segment to the other segments in the fluorine-containing block copolymer became the value shown in Table 1. A fluorine-containing block copolymer was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that the amounts of the fluorine monomer and the adhesive monomer were changed. (Production Example 8, Synthesis Example of Fluorine-Containing Random Copolymer) After introducing nitrogen gas into the four-necked flask described in Production Example 1,
175 g of dimethylformamide was added, and the temperature was raised to 60 ° C. Thereafter, 40.0 g of n-butyl methacrylate and 10.0 g of methacrylic acid were used as the adhesive monomer, and the above formula (a)
50 g of the fluorine-containing monomer represented by -2), 1.0 g of t-butyl peroxypivalate and dimethylformamide 5
0 g of the mixture was added dropwise over 2 hours. Thereafter, the reaction was continued at 60 ° C. for 7 hours.
【0073】加熱残分測定の結果、ジメチルホルムアミ
ド中溶液中の30重量%が含フッ素ランダム共重合体で
あった。また、熱分解GCにて、得られた含フッ素ラン
ダム共重合体は、含フッ素重合体が50重量%で密着性
重合体が50重量%からなっていることを確認した。 (製造例9〜12)フッ素含有ランダム共重合体の合成
で、密着性単量体及び含フッ素単量体の種類を表2に示
す様に替える以外は、製造例8と同様である。 (製造例13〜14)フッ素含有ランダム共重合体の合
成で、表2に示す値になるように含フッ素単量体と密着
性単量体の使用量を変える以外は、製造例8と同様にし
て含フッ素ブロック共重合体を得た。As a result of heating residue measurement, 30% by weight of the solution in dimethylformamide was a fluorine-containing random copolymer. Further, it was confirmed by pyrolysis GC that the obtained fluorine-containing random copolymer was composed of 50% by weight of the fluorine-containing polymer and 50% by weight of the adhesive polymer. (Production Examples 9 to 12) The same as Production Example 8 except that the types of the adhesive monomer and the fluorine-containing monomer were changed as shown in Table 2 in the synthesis of the fluorine-containing random copolymer. (Production Examples 13 and 14) The same as Production Example 8 except that in the synthesis of the fluorine-containing random copolymer, the amounts of the fluorine-containing monomer and the adhesive monomer were changed so as to obtain the values shown in Table 2. To obtain a fluorinated block copolymer.
【0074】[0074]
【表1】 [Table 1]
【0075】[0075]
【表2】 (a-2):F(CF2)8(CH2)2OCOCH=CH2 (a-6):(CF3)2CF(CF2)8(CH2)2OCOC
H=CH2 (b-2):F(CF2)8SO2N(CH3)(CH2)4OC
OCH=CH2 SMA:メタクリル酸ステアリル SA:アクリル酸ステアリル nBMA:メタクリル酸n−ブチル MAA:メタクリル酸 MMA:メタクリル酸メチル HEMA:メタクリル酸2−ヒドロキシエチル NMAAm:N−メチロールアクリルアミド EMA:メタクリル酸エチル EHMA:メタクリル酸2−エチルヘキシル GMA:メタクリル酸グリシジル (実施例1〜7) <バインダーの膨潤性の評価>上記製造例1〜7の含フ
ッ素ブロック共重合体とジメチルホルムアミドからなる
バインダー溶液(樹脂分30重量%品)をジメチルホル
ムアミドを用いて樹脂分10重量%に調整した。それぞ
れのバインダー溶液をフッ素樹脂板上にキャストし、6
0℃で3時間、110℃で12時間真空乾燥させた。そ
して、室温に降温後にフッ素樹脂板から剥離して、厚さ
0.3mmのフィルム(30×30mmの大きさ)を作
成した。得られたフィルムを過塩素酸リチウム10重量
部と、プロピレンカーボネート90重量部とからなる混
合液より得た電解液に、それぞれのフィルムを浸漬し、
80℃で5日間の浸漬を行い、キャストフィルムの重量
増加率〔(浸漬後のフィルム重量/浸漬前フィルム重
量)×100〕によって膨潤度を求めた。その結果を表
3にまとめて記載した。 <電極構造体における電極合剤層の接着性評価>上記で
検討した製造例1〜7のバインダー溶液(樹脂分10重
量%品)10gに正極の電極活物質であるLiMn2O4
7gを乳鉢上でグラインドして電極合剤スラリーを得
た。この電極合剤スラリーを厚み10μmのアルミニウ
ム箔上にドクターブレードで塗布し、これを60℃で3
時間、110℃で12時間真空乾燥させ、合計の厚みが
100μmの電極構造体を得た。この電極構造体におけ
る電極合剤の層と集電体であるアルミニウム箔との密着
力をJIS K6854に準じて180度剥離試験によ
る剥離強度として評価した。その結果を表3にまとめて
記載した。 (比較例1〜7) <バインダーの膨潤性の評価>上記製造例8〜14の含
フッ素ランダム共重合体とジメチルホルムアミドからな
るバインダー溶液(樹脂分30重量%品)をジメチルホ
ルムアミドを用いて樹脂分10重量%に調整した。サン
プルの作成条件及び評価方法は実施例1〜7に準じて行
った。それらの結果を表4にまとめて記載した。 <剥離強度測定>上記製造例8〜14の含フッ素ランダ
ム共重合体とジメチルホルムアミドからなるバインダー
溶液(樹脂分10重量%品)10gに正極の電極活物質
であるLiMn2O4 7gを乳鉢上でグラインドし電極
合剤スラリーを得た。サンプルの作成条件及び評価方法
は実施例1〜7に準じて行った。それらの結果を表4に
まとめて記載した。 (比較例8) <バインダーの膨潤性の評価>樹脂分10重量%になる
ようにポリフッ化ビニリデン(呉羽化学工業(株)製KF
-1100)をN−メチル−2−ピロリジノンを用いてバイ
ンダー溶液を調製した。サンプルの作成条件及び評価方
法は実施例1〜7に準じて行った。その結果を表4に記
載した。 <剥離強度測定>上記のバインダー溶液(樹脂分10重
量%品)10gに正極の電極活物質であるLiMn2O4
7gを乳鉢上でグラインドして電極合剤を得た。サン
プルの作成条件及び評価方法は実施例1〜7に準じて行
った。その結果を表4に記載した。[Table 2] (a-2): F (CF 2 ) 8 (CH 2 ) 2 OCOCH = CH 2 (a-6): (CF 3 ) 2 CF (CF 2 ) 8 (CH 2 ) 2 OCOC
H = CH 2 (b-2): F (CF 2 ) 8 SO 2 N (CH 3 ) (CH 2 ) 4 OC
OCH = CH 2 SMA: Stearyl methacrylate SA: Stearyl acrylate nBMA: n-butyl methacrylate MAA: Methacrylic acid MMA: Methyl methacrylate HEMA: 2-Hydroxyethyl methacrylate NMAAm: N-methylol acrylamide EMA: Ethyl methacrylate EHMA : 2-ethylhexyl methacrylate GMA: glycidyl methacrylate (Examples 1 to 7) <Evaluation of swelling property of binder> Binder solution comprising fluorinated block copolymer of Production Examples 1 to 7 and dimethylformamide (resin content 30) % By weight) was adjusted to a resin content of 10% by weight using dimethylformamide. Each binder solution was cast on a fluororesin plate, and 6
Vacuum dried at 0 ° C. for 3 hours and at 110 ° C. for 12 hours. Then, after the temperature was lowered to room temperature, the film was peeled off from the fluororesin plate to form a 0.3 mm thick film (30 × 30 mm size). Each of the films was immersed in an electrolyte obtained from a mixed solution of 10 parts by weight of lithium perchlorate and 90 parts by weight of propylene carbonate,
The film was immersed at 80 ° C. for 5 days, and the degree of swelling was determined by the weight increase rate of the cast film [(film weight after immersion / film weight before immersion) × 100]. The results are summarized in Table 3. <Evaluation of Adhesiveness of Electrode Mixture Layer in Electrode Structure> LiMn 2 O 4 as a positive electrode active material was added to 10 g of the binder solution (resin content: 10% by weight) of Production Examples 1 to 7 examined above.
7 g was ground on a mortar to obtain an electrode mixture slurry. This electrode mixture slurry was applied on an aluminum foil having a thickness of 10 μm with a doctor blade, and this was applied at 60 ° C. for 3 hours.
After drying under vacuum at 110 ° C. for 12 hours, an electrode structure having a total thickness of 100 μm was obtained. The adhesive strength between the layer of the electrode mixture and the aluminum foil as the current collector in this electrode structure was evaluated as a peel strength by a 180-degree peel test according to JIS K6854. The results are summarized in Table 3. (Comparative Examples 1 to 7) <Evaluation of swellability of binder> A binder solution (resin content: 30% by weight) composed of the fluorinated random copolymer and dimethylformamide of Production Examples 8 to 14 was prepared using dimethylformamide. Adjusted to 10% by weight per minute. The conditions for preparing the sample and the evaluation method were performed according to Examples 1 to 7. The results are summarized in Table 4. <Measurement of Peeling Strength> 7 g of LiMn 2 O 4, which is an electrode active material of a positive electrode, was placed in a mortar on 10 g of a binder solution (resin content: 10% by weight) composed of the fluorinated random copolymer and dimethylformamide of Production Examples 8 to 14 above. To obtain an electrode mixture slurry. The conditions for preparing the sample and the evaluation method were performed according to Examples 1 to 7. The results are summarized in Table 4. (Comparative Example 8) <Evaluation of swellability of binder> Polyvinylidene fluoride (KF manufactured by Kureha Chemical Industry Co., Ltd.) so that the resin content becomes 10% by weight.
-1100) using N-methyl-2-pyrrolidinone to prepare a binder solution. The conditions for preparing the sample and the evaluation method were performed according to Examples 1 to 7. The results are shown in Table 4. <Measurement of Peeling Strength> LiMn 2 O 4 as a positive electrode active material was added to 10 g of the above binder solution (resin content: 10% by weight).
7 g was ground on a mortar to obtain an electrode mixture. The conditions for preparing the sample and the evaluation method were performed according to Examples 1 to 7. The results are shown in Table 4.
【0076】[0076]
【表3】 [Table 3]
【0077】[0077]
【表4】 表3に記載したように、実施例1〜7の非水電池電極形
成用バインダーは、膨潤度が低く、非水電解液であるプ
ロピレンカーボネートに対して良好な耐溶剤性を示し
た。さらに、アルミニウム製の集電体に対して剥離強度
が高く、剥離が見られず、良好な密着性を示した。[Table 4] As described in Table 3, the non-aqueous battery electrode forming binders of Examples 1 to 7 had a low degree of swelling and exhibited good solvent resistance to propylene carbonate, which is a non-aqueous electrolyte. In addition, the peeling strength was high with respect to the aluminum current collector, no peeling was observed, and good adhesion was exhibited.
【0078】一方、表4に記載したように、含フッ素ブ
ロック共重合体の代わりに含フッ素ランダム共重合体及
びポリフッ化ビニリデンを用いた場合(比較例1〜7)
には、膨潤度が高く、非水電解液であるプロピレンカー
ボネートに対して若干膨潤する傾向が見られた。また、
アルミニウム製の集電体に対する剥離強度が低く、一部
剥離が確認された。On the other hand, as shown in Table 4, when a fluorine-containing random copolymer and polyvinylidene fluoride were used instead of the fluorine-containing block copolymer (Comparative Examples 1 to 7)
Had a high degree of swelling and tended to swell slightly with respect to propylene carbonate, which is a non-aqueous electrolyte. Also,
The peel strength with respect to the aluminum current collector was low, and partial peeling was confirmed.
【0079】なお、前記実施形態より把握される技術的
思想について以下に記載する。 ・ 前記非フッ素系重合体セグメントが架橋性官能基を
有する単量体を含む単量体混合物より形成されるもので
ある請求項1から請求項3のいずれかに記載の非水系電
池電極形成用バインダー。このように構成した場合、非
水電解液に対する耐溶剤性をさらに向上させることがで
きる。The technical idea grasped from the above embodiment will be described below. 4. The non-aqueous battery electrode according to claim 1, wherein the non-fluorinated polymer segment is formed from a monomer mixture containing a monomer having a crosslinkable functional group. 5. binder. With this configuration, the solvent resistance to the non-aqueous electrolyte can be further improved.
【0080】・ 前記非フッ素系重合体セグメントを形
成する単量体は、極性官能基を有する極性単量体とそれ
以外の単量体との混合物より形成されるものである請求
項1から請求項3のいずれかに記載の非水系電池電極形
成用バインダー。このように構成した場合、集電体に対
する密着性を向上させることができる。The monomer forming the non-fluorinated polymer segment is formed from a mixture of a polar monomer having a polar functional group and another monomer. Item 4. The binder for forming a non-aqueous battery electrode according to any one of Items 3. With this configuration, the adhesion to the current collector can be improved.
【0081】・ 請求項1から請求項3のいずれかに記
載の非水系電池電極形成用バインダーの有機溶剤溶液に
粉末電極材料を分散混合した電極合剤用スラリーから有
機溶剤を除去して形成される請求項4に記載の電極合
剤。このように構成した場合、含フッ素ブロック共重合
体からなるバインダーで粉末電極材料を容易に結合させ
ることができる。An organic solvent is formed by removing an organic solvent from a slurry for an electrode mixture in which a powdered electrode material is dispersed and mixed in an organic solvent solution of a binder for forming a nonaqueous battery electrode according to any one of claims 1 to 3. The electrode mixture according to claim 4. In such a configuration, the powder electrode material can be easily bonded with the binder made of the fluorine-containing block copolymer.
【0082】[0082]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば以
下のような効果を発揮することができる。As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
【0083】第1の発明の非水系電池電極形成用バイン
ダーによれば、非水電解液に対する耐溶剤性が良好で、
かつ集電体に対して良好な密着性を発揮することがで
き、非水系電池の電極を形成するためのバインダーとし
て好適である。According to the binder for forming a non-aqueous battery electrode of the first invention, the solvent resistance to the non-aqueous electrolyte is good,
In addition, it can exhibit good adhesion to the current collector, and is suitable as a binder for forming an electrode of a non-aqueous battery.
【0084】第2の発明の非水系電池電極形成用バイン
ダーによれば、第1の発明の効果に加え、非水電解液に
対する耐溶剤性を向上させることができる。第3の発明
の非水系電池電極形成用バインダーによれば、第2の発
明の効果に加え、含フッ素単量体から重合体への重合転
化率を高めることができるとともに、非水電解液に対す
る耐溶剤性をより向上させることができる。According to the non-aqueous battery electrode forming binder of the second invention, in addition to the effects of the first invention, the solvent resistance to the non-aqueous electrolyte can be improved. According to the binder for forming a non-aqueous battery electrode of the third invention, in addition to the effect of the second invention, it is possible to increase the polymerization conversion rate from a fluorine-containing monomer to a polymer and to improve the non-aqueous electrolyte. Solvent resistance can be further improved.
【0085】第4の発明の電極合剤によれば、第1から
第3のいずれかの発明の非水系電池電極形成用バインダ
ーで粉末電極材料を結合させることにより得られ、非水
電解液に対する良好な耐溶剤性と、集電体に対する良好
な密着性を発揮することができる。According to the electrode mixture of the fourth invention, the electrode mixture is obtained by binding the powdered electrode material with the binder for forming a non-aqueous battery electrode of any of the first to third inventions. It can exhibit good solvent resistance and good adhesion to the current collector.
【0086】第5の発明の電極構造体によれば、板状を
なす集電体の少なくとも一面に第4の発明の電極合剤の
層が形成されて構成され、非水電解液に対する良好な耐
溶剤性と、集電体に対する良好な密着性を発揮すること
ができる。According to the electrode structure of the fifth invention, a layer of the electrode mixture of the fourth invention is formed on at least one surface of the current collector in the form of a plate. It can exhibit solvent resistance and good adhesion to the current collector.
【0087】第6の発明の非水系電池によれば、正極、
負極及びそれらの正極と負極間に配置された非水電解液
から構成され、正極及び負極の少なくとも一方が第5の
発明の電極構造体であり、非水電解液に対する良好な耐
溶剤性と、集電体に対する良好な密着性を発揮すること
ができる。According to the nonaqueous battery of the sixth invention, the positive electrode,
A negative electrode and a non-aqueous electrolyte solution disposed between the positive electrode and the negative electrode thereof, at least one of the positive electrode and the negative electrode is an electrode structure of the fifth invention, and a good solvent resistance to the non-aqueous electrolyte solution, Good adhesion to the current collector can be exhibited.
【図1】 実施形態における非水系電池の電極構造体を
示す部分断面図。FIG. 1 is a partial cross-sectional view illustrating an electrode structure of a nonaqueous battery according to an embodiment.
【図2】 実施形態における非水系二次電池を示す一部
分解斜視図。FIG. 2 is a partially exploded perspective view showing the non-aqueous secondary battery in the embodiment.
10…電極構造体、11…集電体、12a、12b…電
極合剤層、13…正極、14…負極、15…セパレー
タ。DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Electrode structure, 11 ... Current collector, 12a, 12b ... Electrode mixture layer, 13 ... Positive electrode, 14 ... Negative electrode, 15 ... Separator.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H029 AJ02 AK03 AL06 AM03 AM04 AM05 AM07 BJ02 BJ14 DJ08 EJ12 HJ02 5H050 AA01 BA17 CA08 CA09 CB08 DA02 DA03 DA11 EA10 EA24 HA02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5H029 AJ02 AK03 AL06 AM03 AM04 AM05 AM07 BJ02 BJ14 DJ08 EJ12 HJ02 5H050 AA01 BA17 CA08 CA09 CB08 DA02 DA03 DA11 EA10 EA24 HA02
Claims (6)
素系重合体セグメントと、非フッ素系単量体から形成さ
れる非フッ素系重合体セグメントとより構成される含フ
ッ素ブロック共重合体からなる非水系電池電極形成用バ
インダー。1. A fluorinated block copolymer comprising a fluorinated polymer segment formed from a fluorinated monomer and a non-fluorinated polymer segment formed from a non-fluorinated monomer. A non-aqueous battery electrode forming binder comprising:
フッ素単量体の単独又は含フッ素単量体と、アルキル基
の炭素数が12〜22のアルキル(メタ)アクリレート
との混合物から形成されるものである請求項1に記載の
非水系電池電極形成用バインダー。2. The fluorinated polymer segment is formed from a single fluorinated monomer or a mixture of a fluorinated monomer and an alkyl (meth) acrylate having 12 to 22 carbon atoms in an alkyl group. The binder for forming an electrode for a non-aqueous battery according to claim 1.
(A)で表される単量体の一種又は二種以上である請求
項2に記載の非水系電池電極形成用バインダー。 【化1】 (Rfは炭素数3〜21のフルオロアルキル基又はフル
オロアルケニル基、R1は炭素数1〜10のアルキレン
基、R2は水素又はメチル基である。)3. The binder for forming a non-aqueous battery electrode according to claim 2, wherein the fluorine-containing monomer is one or more of monomers represented by the following general formula (A). Embedded image (Rf is a fluoroalkyl group or fluoroalkenyl group having 3 to 21 carbon atoms, R 1 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and R 2 is hydrogen or a methyl group.)
の非水系電池電極形成用バインダーで粉末電極材料を結
合させてなる電極合剤。4. An electrode mixture obtained by binding a powdered electrode material with the binder for forming a non-aqueous battery electrode according to any one of claims 1 to 3.
求項4に記載の電極合剤の層を形成してなる電極構造
体。5. An electrode structure comprising the plate-like current collector and the electrode mixture layer according to claim 4 formed on at least one surface of the current collector.
配置された非水電解液から構成される非水系電池におい
て、正極及び負極の少なくとも一方が請求項5に記載の
電極構造体であることを特徴とする非水系電池。6. A non-aqueous battery comprising a positive electrode, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte disposed between the positive electrode and the negative electrode, wherein at least one of the positive electrode and the negative electrode is the electrode structure according to claim 5. Non-aqueous battery characterized by the above-mentioned.
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