JP2006244801A - Manufacturing method of laminate for lithium battery - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of an electrolyte-film/positive-electrode-film laminate which is high in lithium ion conductivity and lithium ion transference number and high in adhesiveness between films. <P>SOLUTION: In the manufacturing method of the laminate for a lithium battery, an electrolyte film A and a positive electrode film B are laminated, where the electrolyte film A contains a polyether polymer and a lithium salt, and the positive electrode film B contains a polyether polymer, an active material, a conductivity imparting agent, and a lithium salt. The electrolyte film A and the positive electrode film B are films formed by extrusion molding. The electrolyte film A contains a liquid compound which has a alkylene oxide repeating unit in a viscosity range from 100 to 2,000 mPa s at 25°C. A laminate of both films A, B is press-bonded by rollers with a gap of 1/1.3 to 1/1.02 of the thickness sum of the both films formed therebetween. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明はリチウム電池のための、電解質フィルムと正極フィルムとの積層体の製造方法に関し、詳しくは、リチウムイオン伝導度および輸率の高い上記積層体の製造方法、および、該製造方法によって得られる積層体を有するリチウム電池に関する。   The present invention relates to a method for producing a laminate of an electrolyte film and a positive electrode film for a lithium battery, and more specifically, a method for producing the laminate having a high lithium ion conductivity and a high transport number, and the production method. The present invention relates to a lithium battery having a laminate.

リチウム電池はエネルギー密度が高く起電力が大きいので、携帯電話、ノート型パソコンなどモバイル機器を始め、小型の電気機器の電源としてなくてはならない存在になっている。近年、リチウム電池が有する電解質溶液の液漏れ、蒸発などの欠点を、高分子固体電解質を使用することによって解決しようとする開発が進められている。特に、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド共重合体などのポリエーテル系重合体からなるフィルムは、リチウム塩化合物のような電解質塩化合物が可溶なので二次電池用のイオン伝導性を有する固体電解質として期待されている。しかしながらこのフィルムのイオン伝導性はまだ不十分なため、充放電の電流密度が不足して大きな電流が得られない難点がある。また、電解質フィルムの表裏面にそれぞれ積層される正極フィルムおよび負極フィルムとの密着性に欠けるため、初期容量の低下等の電池特性が劣るという問題を有している。   Since lithium batteries have high energy density and large electromotive force, they are indispensable as power sources for mobile devices such as mobile phones and notebook computers, as well as small electric devices. 2. Description of the Related Art In recent years, developments have been made to solve the drawbacks of electrolyte solution leakage and evaporation of lithium batteries by using a polymer solid electrolyte. In particular, a film made of a polyether polymer such as an ethylene oxide-propylene oxide copolymer is expected as a solid electrolyte having ion conductivity for a secondary battery because an electrolyte salt compound such as a lithium salt compound is soluble. ing. However, since the ionic conductivity of this film is still insufficient, there is a difficulty that a large current cannot be obtained due to insufficient current density of charge / discharge. Moreover, since the adhesiveness with the positive electrode film and negative electrode film which are each laminated | stacked on the front and back of an electrolyte film is lacking, it has the problem that battery characteristics, such as a fall of initial capacity, are inferior.

この問題に対して、特許文献1は、アルキレンオキサイド繰り返し単位を有するホウ酸エステル化合物をイオン性化合物および重合性有機化合物と共に低沸点有機溶剤に溶解してキャスティングした後、溶剤を除去しつつ重合性有機化合物を重合することにより電解質フィルムを得ることを提案した。しかし、このフィルムは静置重合の過程でイオン性化合物が沈殿し、しかもフィルムが0.5mmと厚いため電気化学的に不均質で、電池の出力が低いという問題を有する。特許文献2は、(メタ)アクリロイル基を有するアルキレンオキサイド繰り返し単位含有ホウ素化合物をラジカル重合開始剤および電解質塩化合物の共存下でフッ素樹脂製ボートに流し込んで重合し、イオン伝導性の高い電解質フィルムが得られることを報じた。しかし、このフィルムも上記と同様に電気化学的に不均質であり、電池の出力が改善されたとは言えない。また、特許文献3は架橋性基含有ポリエーテルオリゴマー、分子構造中にホウ素原子を有するポリエーテルおよび電解質塩化合物の混合液をステンレス箔上に広げて電子線照射して得られる、イオン輸率の高い、厚み95μmの高分子固体電解質を開示した。しかしながら、このフィルムも不均質性に起因する電池出力の問題は上記2者と全く同様で未解決であり、また、上記3特許文献に記載のいずれの電解質フィルムにおいても、正極フィルムや負極フィルムとの積層時の密着性は改善されない。
特開2001−155771号公報 特開2004−182982号公報 特開2003−92138号公報
To solve this problem, Patent Document 1 discloses that a boric acid ester compound having an alkylene oxide repeating unit is dissolved in a low boiling point organic solvent together with an ionic compound and a polymerizable organic compound and cast, and then polymerized while removing the solvent. It was proposed to obtain an electrolyte film by polymerizing organic compounds. However, this film has a problem that an ionic compound is precipitated in the process of static polymerization, and the film is thick as 0.5 mm, which is electrochemically inhomogeneous and the output of the battery is low. In Patent Document 2, an alkylene oxide repeating unit-containing boron compound having a (meth) acryloyl group is polymerized by pouring into a fluororesin boat in the presence of a radical polymerization initiator and an electrolyte salt compound, and an electrolyte film having high ion conductivity is obtained. It was reported that it was obtained. However, this film is also electrochemically inhomogeneous as described above, and it cannot be said that the output of the battery is improved. Patent Document 3 discloses an ion transport number obtained by spreading a mixture of a crosslinkable group-containing polyether oligomer, a polyether having a boron atom in the molecular structure and an electrolyte salt compound on a stainless steel foil and irradiating with an electron beam. A high, 95 μm thick polymer solid electrolyte has been disclosed. However, the problem of the battery output due to the inhomogeneity of this film is exactly the same as the above two and unsolved, and in any electrolyte film described in the above three patent documents, the positive electrode film and the negative electrode film The adhesion at the time of lamination is not improved.
JP 2001-155571 A JP 2004-182982 A JP 2003-92138 A

本発明の目的は、リチウムイオン輸率が高く、フィルム間密着性に優れる電解質フィルム−正極フィルム積層体の製造方法、および、該製造方法によって得られる該積層体を有する高出力のリチウム電池を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a method for producing an electrolyte film-positive electrode film laminate having a high lithium ion transport number and excellent adhesion between films, and a high-power lithium battery having the laminate obtained by the production method. There is to do.

本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究した結果、押出成形法によって得られる厚みの薄いフィルムを利用し、ポリエーテル系重合体、リチウム塩および特定の可塑剤を含有する電解質フィルムと、ポリエーテル系重合体、活物質、導電付与剤およびリチウム塩を含有する正極フィルムとを、特定の間隙を有するローラで圧着して得られる積層体により上記課題が解決されることを見出し、この知見に基づき本発明を完成するに至った。   As a result of diligent research to achieve the above object, the present inventors have utilized a thin film obtained by an extrusion molding method, an electrolyte film containing a polyether polymer, a lithium salt, and a specific plasticizer; The laminate is obtained by pressure-bonding a polyether polymer, an active material, a conductivity-imparting agent and a positive electrode film containing a lithium salt with a roller having a specific gap. The present invention has been completed based on the findings.

かくして、本発明によれば下記1〜10が提供される。
1. ポリエーテル系重合体およびリチウム塩を含有する電解質フィルム(A)と、ポリエーテル系重合体、活物質、導電付与剤およびリチウム塩を含有する正極フィルム(B)とを積層してなるリチウム電池用積層体の製造方法であって、
前記電解質フィルム(A)および前記正極フィルム(B)が押出成形法によって成形されたフィルムであり、
前記電解質フィルム(A)が、25℃での粘度が100〜2,000mPa・sでアルキレンオキサイド繰り返し単位を有する液状化合物を含有しており、
(A)、(B)両フィルムの積層を、両フィルムの厚みの合計の1/1.3〜1/1.02の間隙を有するロ−ラで圧着して行うことを特徴とするリチウム電池用積層体の製造方法。
2. 前記ローラの表面温度を30〜120℃とすることを特徴とする上記1記載のリチウム電池用積層体の製造方法。
3. 前記電解質フィルム(A)が、押出機で押出されたフィルムを厚み10〜50μmに調整したものである上記1または2記載のリチウム電池用積層体の製造方法。
4. 前記正極フィルム(B)が、押出機で押出されたフィルムを厚み30〜90μmに調整したものである上記1〜3のいずれかに記載のリチウム電池用積層体の製造方法。
5. 前記正極フィルム(B)が、その電解質フィルム(A)に接しない側に予め正極集電体を積層したものである上記1〜4のいずれかに記載のリチウム電池用積層体の製造方法。
6. 前記正極フィルム(B)が、さらに、25℃での粘度が100〜2,000mPa・sでアルキレンオキサイド繰り返し単位を有する液状化合物を含有してなるものである上記1〜5のいずれかに記載のリチウム電池用積層体の製造方法。
7. 前記25℃での粘度が100〜2,000mPa・sでアルキレンオキサイド繰り返し単位を有する液状化合物が、下記一般式(1)または(2)で表わされる化学式を有する化合物である上記1〜6のいずれかに記載のリチウム電池用積層体の製造方法。
(R)(R)C(CHOX) (1)
B(OX) (2)
ここで、RはH、CHまたはCHCHを、RはH、CH、CHCH、CHOXまたはOXを、RはOX、フェニル基、ビニルフェニル基またはメトキシフェニル基を、Xは(AO)Yを、AOはアルキレンオキサイド繰り返し単位を、YはH、C2m+1またはC2m−1を表し、nおよびmは1〜50の整数である。
8. 前記25℃での粘度が100〜2,000mPa・sでアルキレンオキサイド繰り返し単位を有する液状化合物として、さらに下記一般式(3)で表される化学式を有する化合物を含有する上記7記載のリチウム電池用積層体の製造方法。
(R)(R)ZX (3)
ここで、RはC2k+1またはC2k−1を、R5およびR6はH、CH3、C25またはOCH3を、ZはCOOまたはO表し、kは3〜60の整数である。
9. 少なくとも電解質フィルム(A)の成分であるポリエーテル系重合体の還元粘度が0.6〜25dl/gである上記1〜8のいずれかに記載のリチウム電池用積層体の製造方法。
10.上記1〜9のいずれかに記載の製造方法によって得られるリチウム電池用積層体を有するリチウム電池。
Thus, according to the present invention, the following items 1 to 10 are provided.
1. For a lithium battery obtained by laminating an electrolyte film (A) containing a polyether polymer and a lithium salt and a positive electrode film (B) containing a polyether polymer, an active material, a conductive agent and a lithium salt A method for producing a laminate,
The electrolyte film (A) and the positive electrode film (B) are formed by an extrusion method,
The electrolyte film (A) contains a liquid compound having an alkylene oxide repeating unit with a viscosity at 25 ° C. of 100 to 2,000 mPa · s,
(A), (B) Lithium battery characterized in that lamination of both films is performed by pressure bonding with a roller having a gap of 1 / 1.3-1 / 1.02 of the total thickness of both films. Method for manufacturing a laminated body.
2. 2. The method for producing a laminate for a lithium battery as described in 1 above, wherein the roller has a surface temperature of 30 to 120 ° C.
3. The manufacturing method of the laminated body for lithium batteries of said 1 or 2 whose said electrolyte film (A) adjusts the film extruded by the extruder to thickness 10-50 micrometers.
4). The manufacturing method of the laminated body for lithium batteries in any one of said 1-3 whose said positive electrode film (B) adjusts the film extruded by the extruder to 30-90 micrometers in thickness.
5. The manufacturing method of the laminated body for lithium batteries in any one of said 1-4 whose said positive electrode film (B) laminated | stacked a positive electrode electrical power collector previously in the side which does not contact the electrolyte film (A).
6). The positive electrode film (B) further contains a liquid compound having an alkylene oxide repeating unit having a viscosity at 25 ° C. of 100 to 2,000 mPa · s. A method for producing a laminate for a lithium battery.
7). Any of 1 to 6 above, wherein the liquid compound having an alkylene oxide repeating unit having a viscosity at 25 ° C. of 100 to 2,000 mPa · s is a compound having the chemical formula represented by the following general formula (1) or (2) A method for producing a laminate for a lithium battery according to claim 1.
(R 1 ) (R 2 ) C (CH 2 OX) 2 (1)
R 3 B (OX) 2 (2)
Here, R 1 is H, CH 3 or CH 2 CH 3 , R 2 is H, CH 3 , CH 2 CH 3 , CH 2 OX or OX, R 3 is OX, phenyl group, vinylphenyl group or methoxy A phenyl group, X represents (AO) n Y, AO represents an alkylene oxide repeating unit, Y represents H, C m H 2m + 1 or C m H 2m-1 , and n and m are integers of 1 to 50 It is.
8). 8. The lithium battery according to 7 above, further containing a compound having a chemical formula represented by the following general formula (3) as a liquid compound having an alkylene oxide repeating unit having a viscosity at 25 ° C. of 100 to 2,000 mPa · s. A manufacturing method of a layered product.
R 4 (R 5 ) (R 6 ) ZX (3)
Here, R 4 represents C k H 2k + 1 or C k H 2k-1 , R 5 and R 6 represent H, CH 3 , C 2 H 5 or OCH 3 , Z represents COO or O, k represents It is an integer of 3-60.
9. The manufacturing method of the laminated body for lithium batteries in any one of said 1-8 whose reduced viscosity of the polyether polymer which is a component of an electrolyte film (A) is 0.6-25 dl / g at least.
10. The lithium battery which has a laminated body for lithium batteries obtained by the manufacturing method in any one of said 1-9.

本発明により、リチウムイオン輸率が高く、フィルム間密着性に優れる電解質フィルム−正極フィルム積層体の製造方法、および、該製造方法によって得られる該積層体を有する高出力のリチウム電池が提供される。   INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, there are provided a method for producing an electrolyte film-positive film laminate having a high lithium ion transport number and excellent adhesion between films, and a high-power lithium battery having the laminate obtained by the production method. .

本発明のリチウム電池用積層体の製造方法は、ポリエーテル系重合体およびリチウム塩を含有する電解質フィルム(A)と、ポリエーテル系重合体、活物質、導電付与剤およびリチウム塩を含有する正極フィルム(B)とを積層するリチウム電池用積層体の製造方法であって、前記電解質フィルム(A)および前記正極フィルム(B)が押出成形法によって成形されたフィルムであり、前記電解質フィルム(A)が、25℃での粘度が100〜2,000mPa・sでアルキレンオキサイド繰り返し単位を有する液状化合物を含有しており、両フィルムの積層を、両フィルムの厚みの合計の1/1.3〜1/1.02の間隙を有するロ−ラで圧着して行うことを特徴とする。   The method for producing a laminated body for a lithium battery according to the present invention includes an electrolyte film (A) containing a polyether polymer and a lithium salt, and a positive electrode containing a polyether polymer, an active material, a conductivity-imparting agent, and a lithium salt. A method for producing a laminate for a lithium battery in which a film (B) is laminated, wherein the electrolyte film (A) and the positive electrode film (B) are formed by an extrusion method, and the electrolyte film (A ) Contains a liquid compound having an alkylene oxide repeating unit with a viscosity at 25 ° C. of 100 to 2,000 mPa · s, and the lamination of both films is 1 / 1.3 to the total thickness of both films. It is characterized by being pressure-bonded with a roller having a gap of 1 / 1.02.

電解質フィルム(A)の構成材料として用いるポリエーテル系重合体は、オキシラン単量体を開環重合して得られるアルキレンオキサイド繰り返し単位を主構造単位とするものであれば特に限定されない。前記オキシラン単量体は特に限定されないが、重合に用いるオキシラン単量体の少なくとも一成分としてエチレンオキシド単量体(a)を用いると、これを成形して得られる電解質フィルム(A)が機械的強度に優れるので好ましい。本発明に用いるポリエーテル系重合体(A)は、エチレンオキシド単量体(a)単位と、エチレンオキシドと共重合可能なオキシラン単量体(b)単位の含有量のモル比が、〔単量体(a)単位のモル数/単量体(b)単位のモル数〕で、通常、85/15〜99/1、好ましくは90/10〜99/1、より好ましくは92/8〜99/1である。エチレンオキシド単量体(a)単位含有量が少なすぎると、フィルムが冷却ロールなどに粘着し易くなるおそれがある。逆に、エチレンオキシド単量体(a)単位含有量が多すぎると、平滑なフィルムを得るのが困難となる可能性がある。   The polyether polymer used as a constituent material of the electrolyte film (A) is not particularly limited as long as it has an alkylene oxide repeating unit obtained by ring-opening polymerization of an oxirane monomer as a main structural unit. The oxirane monomer is not particularly limited, but when the ethylene oxide monomer (a) is used as at least one component of the oxirane monomer used for the polymerization, the electrolyte film (A) obtained by molding the monomer is mechanical strength. It is preferable because it is excellent. In the polyether polymer (A) used in the present invention, the molar ratio of the content of the ethylene oxide monomer (a) unit and the oxirane monomer (b) unit copolymerizable with ethylene oxide is [monomer (A) number of moles of unit / number of moles of monomer (b) unit], usually 85/15 to 99/1, preferably 90/10 to 99/1, more preferably 92/8 to 99 /. 1. If the ethylene oxide monomer (a) unit content is too small, the film may easily stick to a cooling roll or the like. On the other hand, if the ethylene oxide monomer (a) unit content is too large, it may be difficult to obtain a smooth film.

エチレンオキシドと共重合可能なオキシラン単量体(b)としては、炭素数3〜20のアルキレンオキシド、炭素数4〜10のグリシジルエーテル、芳香族ビニル化合物のオキシド、これらのオキシラン単量体にビニル基、水酸基又は酸無水物基などの架橋性の官能基を導入した架橋性オキシラン単量体などが挙げられる。   Examples of the oxirane monomer (b) copolymerizable with ethylene oxide include alkylene oxides having 3 to 20 carbon atoms, glycidyl ethers having 4 to 10 carbon atoms, oxides of aromatic vinyl compounds, vinyl groups on these oxirane monomers. And a crosslinkable oxirane monomer into which a crosslinkable functional group such as a hydroxyl group or an acid anhydride group is introduced.

エチレンオキシドと共重合可能なオキシラン単量体(b)は、1種のみを用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよいが、本発明においては、上記の炭素数3〜20のアルキレンオキシド、炭素数4〜10のグリシジルエーテルなどを少なくともその一成分に用いることが好ましく、炭素数3〜20のアルキレンオキシドを少なくともその一成分に用いることがより好ましい。炭素数3〜20のアルキレンオキシドとしてはプロピレンオキシドが好ましい。
架橋性オキシラン単量体としては、上記の、炭素数3〜20のアルキレンオキシド、炭素数4〜10のグリシジルエーテルなどのオキシラン単量体に、ビニル基、水酸基及び酸無水物基などの、光又はパーオキシドで架橋し得る架橋性基を有する架橋性オキシラン単量体を用いることが好ましく、その中でも、ビニルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル等のビニル基を有する架橋性オキシラン単量体を用いることがより好ましい。
The oxirane monomer (b) copolymerizable with ethylene oxide may be used alone or in combination of two or more. In the present invention, the alkylene oxide having 3 to 20 carbon atoms is used. It is preferable to use glycidyl ether having 4 to 10 carbon atoms or the like as at least one component, and more preferable to use alkylene oxide having 3 to 20 carbon atoms as at least one component. Propylene oxide is preferable as the alkylene oxide having 3 to 20 carbon atoms.
Examples of the crosslinkable oxirane monomer include oxirane monomers such as alkylene oxides having 3 to 20 carbon atoms and glycidyl ether having 4 to 10 carbon atoms, light such as vinyl groups, hydroxyl groups, and acid anhydride groups. Alternatively, it is preferable to use a crosslinkable oxirane monomer having a crosslinkable group that can be crosslinked with peroxide, and among them, it is more preferable to use a crosslinkable oxirane monomer having a vinyl group such as vinyl glycidyl ether and allyl glycidyl ether. preferable.

上記オキシラン単量体を開環重合するための重合触媒としては、特に限定されず、例えば、有機アルミニウムに水とアセチルアセトンとを反応させた触媒(特公昭35−15797号公報)、トリイソブチルアルミニウムにリン酸とトリエチルアミンとを反応させた触媒(特公昭46−27534号公報)、トリイソブチルアルミニウムにジアザビアシクロウンデセンの有機酸塩とリン酸とを反応させた触媒(特公昭56−51171号公報)、アルミニウムアルコキサイドの部分加水分解物と有機亜鉛化合物とからなる触媒(特公昭43−2945号公報)、有機亜鉛化合物と多価アルコールとからなる触媒(特公昭45−7751号公報)、ジアルキル亜鉛と水とからなる触媒(特公昭36−3394号公報)などの、オキシラン化合物の開環重合触媒として従来公知の重合触媒を用いることができる。   The polymerization catalyst for ring-opening polymerization of the oxirane monomer is not particularly limited. For example, a catalyst obtained by reacting water and acetylacetone with organic aluminum (Japanese Patent Publication No. 35-15797), triisobutylaluminum A catalyst obtained by reacting phosphoric acid with triethylamine (Japanese Patent Publication No. 46-27534), a catalyst obtained by reacting triisobutylaluminum with an organic acid salt of diazaviacycloundecene and phosphoric acid (Japanese Patent Publication No. 56-51171) ), A catalyst comprising a partially hydrolyzed aluminum alkoxide and an organic zinc compound (Japanese Patent Publication No. 43-2945), a catalyst comprising an organic zinc compound and a polyhydric alcohol (Japanese Patent Publication No. 45-7951), Oxirane compounds such as catalysts comprising dialkylzinc and water (Japanese Patent Publication No. 36-3394) It may be a conventionally known polymerization catalyst as ring-opening polymerization catalyst.

ポリエーテル系重合体を得るための重合方法としては、生成重合体が溶解する有機溶媒を用いる溶液重合法、又は、生成重合体が不溶な有機溶媒を用いる溶媒スラリー重合法などの重合法を用いることができるが、n−ペンタン、n−ヘキサン、シクロペンタンなどの溶媒を用いる溶媒スラリー重合法が好ましい。
また、溶媒スラリー重合法の中でも、予め種子(シード)の重合をした後に該シードの粒子を肥大化する重合を行う二段階重合法が、反応器の内壁へのスケール付着量が少ないので好ましい。
As a polymerization method for obtaining the polyether polymer, a polymerization method such as a solution polymerization method using an organic solvent in which the produced polymer is dissolved or a solvent slurry polymerization method using an organic solvent in which the produced polymer is insoluble is used. However, a solvent slurry polymerization method using a solvent such as n-pentane, n-hexane, or cyclopentane is preferable.
Among the solvent slurry polymerization methods, a two-stage polymerization method in which seeds are polymerized in advance and then seed particles are enlarged is preferable because the amount of scale attached to the inner wall of the reactor is small.

ポリエーテル系重合体(A)の重量平均分子量(Mw)は、ジメチルホルムアミドを溶媒とするゲルパーミエーション法によるポリスチレン換算値で、通常、10万〜150万、好ましくは15万〜100万、より好ましくは20万〜60万であり、かつ、分子量分布指標Mw/Mn(ここでMnは数平均分子量)は、通常、1.5〜13、好ましくは1.6〜12、より好ましくは1.7〜11である。
Mwが上記範囲であると、これを用いたポリエーテル系重合体組成物を押出成形してフィルムを製造する時の流動性及び形状保持性に優れる。また、得られる電解質フィルム(A)は柔軟性及び機械的強度に優れる。Mwが大きすぎると、押出成形機のトルクやダイ圧が上昇するため成形加工が困難となるおそれがある。Mwが小さすぎると、得られる電解質フィルム(A)の機械的強度が不足して破れ易くなり、また、フィルムが粘着し易くなるため、薄いフィルムを安定的に生産することが困難になる可能性がある。
Mw/Mnの値が大きすぎると、フィルム成形時の溶融粘度が高くなり、押出成形時にダイ圧力が上昇して加工困難になったり、押出成形されたフィルムの表面平滑性や厚さの均一性が損なわれたりする。
The weight average molecular weight (Mw) of the polyether polymer (A) is a polystyrene-converted value by a gel permeation method using dimethylformamide as a solvent, and is usually from 100,000 to 1,500,000, preferably from 150,000 to 1,000,000. Preferably, it is 200,000 to 600,000, and the molecular weight distribution index Mw / Mn (where Mn is the number average molecular weight) is usually 1.5 to 13, preferably 1.6 to 12, more preferably 1. 7-11.
When the Mw is in the above range, the fluidity and shape retention when producing a film by extruding a polyether polymer composition using the same are excellent. The obtained electrolyte film (A) is excellent in flexibility and mechanical strength. If Mw is too large, the torque of the extruder and the die pressure increase, which may make molding difficult. If Mw is too small, mechanical strength of the obtained electrolyte film (A) is insufficient and easily broken, and the film is likely to stick, so that it may be difficult to stably produce a thin film. There is.
If the value of Mw / Mn is too large, the melt viscosity at the time of film forming becomes high, the die pressure increases at the time of extrusion forming, making it difficult to process, or the surface smoothness and thickness uniformity of the extruded film May be damaged.

ポリエーテル系重合体は、還元粘度が好ましくは0.6〜25dl/g、より好ましくは0.7〜20dl/g、特に好ましくは0.8〜15dl/gであることが望ましい。ここで、還元粘度は、JIS K6300に準拠して測定した値である。還元粘度は、ポリエーテル系重合体0.25gを、トルエン100gに溶解した溶液の粘度と、トルエンの粘度とを、ウベローデ型粘度計を用いて25℃で測定して求めることができる。   The polyether polymer preferably has a reduced viscosity of 0.6 to 25 dl / g, more preferably 0.7 to 20 dl / g, and particularly preferably 0.8 to 15 dl / g. Here, the reduced viscosity is a value measured according to JIS K6300. The reduced viscosity can be determined by measuring the viscosity of a solution obtained by dissolving 0.25 g of a polyether polymer in 100 g of toluene and the viscosity of toluene at 25 ° C. using an Ubbelohde viscometer.

本発明における電解質フィルム(A)の構成材料として用いる電解質塩化合物のリチウム塩は、上記ポリエーテル系重合体に可溶のものであれば特に限定されない。このようなリチウム塩の例としては、ハロゲンイオン、過塩素酸イオン、チオシアン酸イオン、トリフルオロメタンスルホン酸イオン〔CFSO 〕、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドイオン〔N(CFSO 〕、ビス(ヘプタフルオロプロピルスルホニル)イミドイオン〔N(CSO 〕、トリフルオロスルホンイミドイオン、テトラフルオロホウ素酸イオン〔BF 〕、硝酸イオン、AsF 、PF 、ステアリルスルホン酸イオン、オクチルスルホン酸イオンなどの陰イオンと、リチウム陽イオンとからなる塩が挙げられる。これらのリチウム塩の中では、LiBF、LiPF、LiCFSO、LiN(CFSOおよびLiN(CSOがより好ましい。これらリチウム塩は1種単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。 The lithium salt of the electrolyte salt compound used as the constituent material of the electrolyte film (A) in the present invention is not particularly limited as long as it is soluble in the polyether polymer. Examples of such lithium salts include halogen ions, perchlorate ions, thiocyanate ions, trifluoromethanesulfonate ions [CF 3 SO 3 ], bis (trifluoromethanesulfonyl) imide ions [N (CF 3 SO 2 ). 2 -], bis (heptafluoropropyl) imide ion [N (C 2 F 5 SO 2) 2 -], trifluoromethyl sulfonimide ion, tetrafluoroborate periodate ions [BF 4 -], nitrate ion, AsF 6 -, PF 6 -, stearyl sulfonate ion, and anions such as octyl sulfonate ion, and a salt comprising a lithium cation. Among these lithium salts, LiBF 4 , LiPF 6 , LiCF 3 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 and LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 are more preferable. These lithium salts may be used alone or in combination of two or more.

電解質フィルム(A)におけるリチウム塩の含有量は、ポリエーテル系重合体100重量部に対して、通常、5〜70重量部、好ましくは8〜60重量部、より好ましくは10〜55重量部である。電解質フィルム(A)のリチウム塩含有量が少なすぎると電解質フィルムのイオン伝導性が低下するおそれがあり、逆に、多すぎると機械的強度が低下し、また粘着性が増大して生産が困難になる可能性がある。   The content of the lithium salt in the electrolyte film (A) is usually 5 to 70 parts by weight, preferably 8 to 60 parts by weight, and more preferably 10 to 55 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyether polymer. is there. If the lithium salt content of the electrolyte film (A) is too low, the ionic conductivity of the electrolyte film may be reduced. Conversely, if it is too high, the mechanical strength will be reduced and the adhesiveness will increase, making production difficult. There is a possibility.

電解質フィルム(A)の構成材料として用いる、25℃での粘度が100〜2,000mPa・sでアルキレンオキサイド繰り返し単位を有する液状化合物(L)は、ポリエーテル系重合体に溶解して可塑剤の作用を発現し、電解質フィルムの表面に積層される正極フィルムとの密着性を向上し、また、裏面に負極フィルムを積層するときも密着性を改善する。さらに、液状化合物(L)は電解質フィルム(A)内のイオン易動度を向上させる作用を有する。
液状化合物(L)の好ましい粘度は120〜1700mPa・s、より好ましくは150〜1500mPa・sである。液状化合物(L)の粘度が低すぎると電解質フィルム(A)の機械的強度が低下し、また粘着性が増大して生産が困難になるおそれがあり、逆に、高すぎると電極層との密着性が低下するおそれがある。
The liquid compound (L) having a viscosity at 25 ° C. of 100 to 2,000 mPa · s and having an alkylene oxide repeating unit, which is used as a constituent material of the electrolyte film (A), is dissolved in the polyether polymer to form a plasticizer. It exhibits an action, improves adhesion with the positive electrode film laminated on the surface of the electrolyte film, and also improves adhesion when the negative electrode film is laminated on the back surface. Furthermore, a liquid compound (L) has the effect | action which improves the ion mobility in an electrolyte film (A).
The preferred viscosity of the liquid compound (L) is 120 to 1700 mPa · s, more preferably 150 to 1500 mPa · s. If the viscosity of the liquid compound (L) is too low, the mechanical strength of the electrolyte film (A) may be reduced, and the adhesiveness may increase and production may be difficult. Adhesion may be reduced.

好適な液状化合物(L)は、下記一般式(1)または(2)で表わされる化学式を有する化合物である。
(R)(R)C(CHOX) (1)
B(OX) (2)
ここで、RはH、CHまたはCHCHを、RはH、CH、CHCH、CHOXまたはOXを、RはOX、フェニル基、ビニルフェニル基またはメトキシフェニル基を、Xは(AO)Yを、AOはアルキレンオキサイド繰り返し単位を、YはH、C2m+1またはC2m−1を表し、nおよびmは1〜50の整数である。
かかる液状化合物(L)の例としては、トリメチロールプロパンポリオキシエチレンエーテル、トリメチロールプロパントリメトキシトリポリオキシエチレンエーテル、トリメトキシグリセリンポリオキシエチレンエーテル;トリ(メトキシポリエチエングリコール)ボレート、ジ(メトキシポリエチエングリコール)−p−ビニルフェニルボレート、ジ(メトキシポリエチエングリコール)−p−メトキシフェニルボレート、メトキシポリエチエングリコール−p−ビニルフェニルボレートなどが挙げられる。
A suitable liquid compound (L) is a compound having a chemical formula represented by the following general formula (1) or (2).
(R 1 ) (R 2 ) C (CH 2 OX) 2 (1)
R 3 B (OX) 2 (2)
Here, R 1 is H, CH 3 or CH 2 CH 3 , R 2 is H, CH 3 , CH 2 CH 3 , CH 2 OX or OX, R 3 is OX, phenyl group, vinylphenyl group or methoxy A phenyl group, X represents (AO) n Y, AO represents an alkylene oxide repeating unit, Y represents H, C m H 2m + 1 or C m H 2m-1 , and n and m are integers of 1 to 50 It is.
Examples of such liquid compounds (L) include trimethylolpropane polyoxyethylene ether, trimethylolpropane trimethoxytripolyoxyethylene ether, trimethoxyglycerin polyoxyethylene ether; tri (methoxypolyethylene glycol) borate, di (methoxypolyethylene). Englycol) -p-vinylphenylborate, di (methoxypolyethyleneglycol) -p-methoxyphenylborate, methoxypolyethyleneglycol-p-vinylphenylborate and the like.

また、液状化合物(L)として、上記一般式(1)または(2)で表される化学式を有する化合物に、さらに下記一般式(3)で表される化学式を有する化合物を含有させてもよい。
(R)(R)ZX (3)
ここで、RはC2k+1またはC2k−1を、R5およびR6はH、CH3、C25またはOCH3を、ZはCOOまたはO表し、kは3〜60の整数である。
このような化合物としては、メトキシミリスチンポリオキシエチレンエーテル、メトキシポリオキシエチレンオレートなどが挙げられる。
Further, as the liquid compound (L), the compound having the chemical formula represented by the general formula (1) or (2) may further contain a compound having the chemical formula represented by the following general formula (3). .
R 4 (R 5 ) (R 6 ) ZX (3)
Here, R 4 represents C k H 2k + 1 or C k H 2k-1 , R 5 and R 6 represent H, CH 3 , C 2 H 5 or OCH 3 , Z represents COO or O, k represents It is an integer of 3-60.
Examples of such compounds include methoxymyristin polyoxyethylene ether and methoxy polyoxyethylene oleate.

電解質フィルム(A)における液状化合物(L)の含有量は、ポリエーテル系重合体100重量部に対して、通常、10〜500重量部、好ましくは20〜300重量部、より好ましくは30〜150重量部である。電解質フィルム(A)の液状化合物(L)含有量が少なすぎると電解質フィルム(A)の室温以下でのイオン伝導性が低下し、また電極層との密着性が不十分になるおそれがあり、逆に、多すぎると機械的強度が低下し、また粘着性が増大する可能性がある。   The content of the liquid compound (L) in the electrolyte film (A) is usually 10 to 500 parts by weight, preferably 20 to 300 parts by weight, more preferably 30 to 150 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyether polymer. Parts by weight. If the content of the liquid compound (L) in the electrolyte film (A) is too small, the ion conductivity at room temperature or lower of the electrolyte film (A) may be lowered, and the adhesion with the electrode layer may be insufficient. On the other hand, if the amount is too large, the mechanical strength is lowered and the tackiness may be increased.

電解質フィルム(A)は、架橋成形体とすることが好ましい。この架橋成形体にするには、成形前の組成物に架橋剤を配合し、成形後又は成形と同時に架橋を行う。架橋方法は特に限定されず、例えば、ラジカル開始剤、硫黄、メルカプトトリアジン類、チオウレア類などの架橋剤を配合して加熱により架橋する方法や、活性放射線によって架橋する方法が挙げられる。中でも、成形前の組成物に有機過酸化物、アゾ化合物等のラジカル開始剤を配合して加熱により架橋する方法や、光架橋剤を配合して紫外線、可視光線、電子線等の活性放射線により架橋する方法が好ましい。
電解質フィルム(A)を得るための成形用組成物に上記したような各種架橋剤を配合する場合の架橋剤の配合量は、ポリエーテル系重合体100重量部に対して、通常0.1〜10重量部、好ましくは0.2〜7重量部、より好ましくは0.3〜5重量部である。
The electrolyte film (A) is preferably a crosslinked molded body. In order to obtain this crosslinked molded article, a crosslinking agent is added to the composition before molding, and crosslinking is performed after molding or simultaneously with molding. The crosslinking method is not particularly limited, and examples thereof include a method of blending a crosslinking agent such as a radical initiator, sulfur, mercaptotriazines, thioureas and the like, and crosslinking by heating, and a method of crosslinking by actinic radiation. Among them, a method in which a radical initiator such as an organic peroxide or an azo compound is blended in the composition before molding and crosslinking is performed by heating, or a photocrosslinking agent is blended in the active radiation such as ultraviolet rays, visible rays, or electron beams. A method of crosslinking is preferred.
The blending amount of the crosslinking agent when blending various crosslinking agents as described above into the molding composition for obtaining the electrolyte film (A) is usually 0.1 to 100 parts by weight of the polyether polymer. 10 parts by weight, preferably 0.2 to 7 parts by weight, more preferably 0.3 to 5 parts by weight.

電解質フィルム(A)を作製するには、上記のポリエーテル系重合体、リチウム塩および液状化合物(L)に、必要に応じて上記架橋剤、さらには電解液に用いられるような非プロトン性のカーボネート化合物、老化防止剤、光安定剤、滑剤、難燃剤、防黴剤、帯電防止剤、着色剤、補強材、充填剤などを加えた諸成分を混合して得た成形用組成物を、フィルムダイを備えた押出機に供給してフィルムに成形する。成形用組成物にラジカル架橋剤を配合している場合は、成形時やその後の加熱によって架橋体とする。光架橋剤を配合している場合は、成形後のフィルムに活性放射線を照射して架橋体とする。
成形用組成物を調製するための混合は、押出成形に先立ってブラベンダ、バンバリーミキサ、ニーダ、ミキシングロール、ペレット作製用押出機などで予め行ってもよいし、フィルム成形する押出機の原料ホッパにポリエーテル系重合体を始めとする各成分を順次投入して押出機の混練ゾーンで混合させてもよい。この混合により、固体配合剤もポリエーテル系重合体に均一に分散させることができる。
To produce the electrolyte film (A), the polyether polymer, the lithium salt, and the liquid compound (L) are mixed with an aprotic compound that is used in the cross-linking agent as required, and further in an electrolytic solution. A molding composition obtained by mixing various components including a carbonate compound, an antioxidant, a light stabilizer, a lubricant, a flame retardant, an antifungal agent, an antistatic agent, a colorant, a reinforcing material, a filler, It is fed into an extruder equipped with a film die and formed into a film. When the radical crosslinking agent is mix | blended with the composition for shaping | molding, it is set as a crosslinked body at the time of shaping | molding or subsequent heating. When a photocrosslinking agent is blended, the film after molding is irradiated with actinic radiation to form a crosslinked product.
Mixing for preparing the molding composition may be carried out in advance with a brabender, a Banbury mixer, a kneader, a mixing roll, a pellet making extruder, or the like prior to extrusion molding, or in a raw material hopper of an extruder for film forming. Components such as a polyether polymer may be sequentially added and mixed in a kneading zone of an extruder. By this mixing, the solid compounding agent can also be uniformly dispersed in the polyether polymer.

電解質フィルム(A)を安定して製造するための押出機混練部の温度は、通常、40〜200℃、好ましくは50〜150℃、より好ましくは55〜130℃である。混練部の温度が低すぎると配合物の分散不良が起きて電池特性が低下するおそれがあり、逆に、混練部の温度が高すぎると配合物が熱分解を起こして電池特性が低下する可能性がある。   The temperature of the extruder kneading part for stably producing the electrolyte film (A) is usually 40 to 200 ° C, preferably 50 to 150 ° C, more preferably 55 to 130 ° C. If the temperature of the kneading part is too low, there is a risk that the dispersion of the compound will be poor and the battery characteristics will deteriorate, and conversely if the temperature of the kneading part is too high, the compound will undergo thermal decomposition and the battery characteristics may be deteriorated. There is sex.

押出機のダイから押し出された電解質フィルム(A)は、通常、冷却ロールを経て引取りロールに巻き取られる。引取りロールの前にキャストロールを置き、フィルムの厚みや張力をそれぞれの検知手段で検知してその結果を押出機及び冷却ロールにフィードバックさせることが好ましい。キャストロールなどで制御される電解質フィルム(A)の厚みは、好ましくは10〜50μm、より好ましくは15〜45μm、特に好ましくは18〜40μmである。
冷却ロールの表面を鏡面状にすることにより、ダイから押し出されたフィルムの表面を一層平滑に仕上げることができる。
The electrolyte film (A) extruded from the die of the extruder is usually wound around a take-up roll via a cooling roll. It is preferable to place a cast roll in front of the take-up roll, detect the thickness and tension of the film with the respective detection means, and feed back the results to the extruder and the cooling roll. The thickness of the electrolyte film (A) controlled by a cast roll or the like is preferably 10 to 50 μm, more preferably 15 to 45 μm, and particularly preferably 18 to 40 μm.
By making the surface of the cooling roll into a mirror surface, the surface of the film extruded from the die can be finished more smoothly.

正極フィルム(B)の構成材料として用いるポリエーテル系重合体は、上記電解質フィルム(A)の構成材料として用いるポリエーテル系重合体と必ずしも同一である必要はないが、前記した単量体単位と前記した範囲の還元粘度とを有するものであることが好ましい。   The polyether polymer used as the constituent material of the positive electrode film (B) is not necessarily the same as the polyether polymer used as the constituent material of the electrolyte film (A). It is preferable to have a reduced viscosity in the above range.

正極フィルム(B)の構成材料として用いる活物質としては、通常、電池の正極用に使用されるものであれば限定なく用いることができる。かかる活物質の例としては、コバルト酸リチウム、リチウムマンガン複合酸化物、LiNiO、V、V13、リチウムバナジウム複合酸化物等が挙げられる。
活物質の平均粒径は、通常、0.1〜30μm、好ましくは0.5〜20μmである。活物質の平均粒径が大きすぎても小さすぎてもポリエーテル系重合体中に均一に分散しなくなるおそれがある。
The active material used as the constituent material of the positive electrode film (B) can be used without limitation as long as it is usually used for a positive electrode of a battery. Examples of such active materials include lithium cobalt oxide, lithium manganese composite oxide, LiNiO 2 , V 2 O 5 , V 6 O 13 , lithium vanadium composite oxide, and the like.
The average particle size of the active material is usually 0.1 to 30 μm, preferably 0.5 to 20 μm. If the average particle size of the active material is too large or too small, it may not be uniformly dispersed in the polyether polymer.

正極フィルム(B)における活物質の含有量は、ポリエーテル系重合体100重量部に対して、通常、10〜5,000重量部、好ましくは30〜2,000重量部、より好ましくは50〜1,000重量部である。正極フィルムの活物質含有量が少なすぎると、正極としての機能が不十分になることがあり、逆に多すぎると、正極フィルム(B)における活物質の分散が不均一になるおそれがある。   The content of the active material in the positive electrode film (B) is usually from 10 to 5,000 parts by weight, preferably from 30 to 2,000 parts by weight, more preferably from 50 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyether polymer. 1,000 parts by weight. When the content of the active material in the positive electrode film is too small, the function as the positive electrode may be insufficient. On the other hand, when the content is too large, the active material may be dispersed unevenly in the positive electrode film (B).

正極フィルム(B)の構成材料として用いる導電付与剤は、活物質の導電特性を補助する物質で、通常、電池の正極用に使用されるものであれば限定なく用いることができる。かかる導電付与剤の例としては、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、グラファイト等の炭素粒子が挙げられる。
導電付与剤の平均粒径は、通常、10〜80nm、好ましくは20〜50nmである。導電付与剤の平均粒径が小さすぎると均一に分散しないおそれがあり、逆に、大き過ぎるとカソードフィルムは表面に凹凸が生じ、また破断しやすくなる可能性がある。
また、導電付与剤は吸油量が適度に大きいことが配合量と導電性の観点から好ましく、ジブチルフタレート(以下、DBPと記すことがある。)吸収量は、通常、100〜500ml/g、好ましくは150〜400ml/gである。
The conductivity-imparting agent used as the constituent material of the positive electrode film (B) is a substance that assists the conductive properties of the active material, and can be used without limitation as long as it is usually used for the positive electrode of a battery. Examples of such a conductivity-imparting agent include carbon particles such as carbon black, acetylene black, ketjen black, and graphite.
The average particle diameter of the conductivity-imparting agent is usually 10 to 80 nm, preferably 20 to 50 nm. If the average particle diameter of the conductivity-imparting agent is too small, the conductive film may not be uniformly dispersed. Conversely, if the conductivity-imparting agent is too large, the cathode film may have irregularities on the surface and may be easily broken.
The conductivity-imparting agent preferably has a moderately large amount of oil absorption from the viewpoint of blending amount and conductivity, and the dibutyl phthalate (hereinafter sometimes referred to as DBP) absorption amount is usually 100 to 500 ml / g, preferably Is 150 to 400 ml / g.

正極フィルム(B)における導電付与剤の含有量は、上記活物質100重量部あたり、通常、2〜20重量部、好ましくは3〜15重量部である。導電付与剤の含有量が少なすぎると活物質の電池反応が有効に利用できずに電池容量が低くなるおそれがあり、多すぎると正極フィルムの厚みが均一になりにくく、単位重量あたりの電池容量も低下する可能性がある。   The content of the conductivity-imparting agent in the positive electrode film (B) is usually 2 to 20 parts by weight, preferably 3 to 15 parts by weight per 100 parts by weight of the active material. If the content of the conductivity-imparting agent is too small, the battery reaction of the active material cannot be effectively used and the battery capacity may be lowered. If the content is too large, the thickness of the positive electrode film is difficult to be uniform, and the battery capacity per unit weight May also decrease.

正極フィルム(B)の構成材料として用いる電解質塩化合物のリチウム塩は、上記電解質フィルム(A)の構成材料として用いるリチウム塩と必ずしも同一である必要はないが、分解温度が高く、粉末状のものであることが好ましい。
正極フィルム(B)におけるリチウム塩の含有量は、ポリエーテル系重合体100重量部当たり、通常、10〜30重量部、好ましくは13〜26重量部、より好ましくは17〜22重量部である。正極フィルム(B)のリチウム塩含有量が少なすぎると、正極フィルム(B)のイオン伝導性が低下する可能性があり、多すぎると正極フィルム(B)の機械的強度やイオン伝導性が不十分となるおそれがある。
The lithium salt of the electrolyte salt compound used as the constituent material of the positive electrode film (B) is not necessarily the same as the lithium salt used as the constituent material of the electrolyte film (A), but has a high decomposition temperature and is in a powder form It is preferable that
The content of the lithium salt in the positive electrode film (B) is usually 10 to 30 parts by weight, preferably 13 to 26 parts by weight, more preferably 17 to 22 parts by weight per 100 parts by weight of the polyether polymer. If the lithium salt content of the positive electrode film (B) is too small, the ionic conductivity of the positive electrode film (B) may be reduced, and if it is too high, the mechanical strength and ionic conductivity of the positive electrode film (B) are poor. May be sufficient.

また、正極フィルム(B)は、前記の、25℃での粘度が100〜2,000mPa・sでアルキレンオキサイド繰り返し単位を有する液状化合物(L)を含有することが好ましい。正極フィルム(B)においても液状化合物(L)は、ポリエーテル系重合体に溶解して可塑剤の作用を発現し、電解質フィルムとの密着性を向上し、正極フィルム内のイオン易動度を向上させる作用を有する。また、液状化合物(L)は、正極フィルム(B)に集電体を積層するときにも界面の密着性を改善する。
正極フィルム(B)が液状化合物(L)を含有する場合の含有量は、上記の電解質フィルム(A)におけるポリエーテル系重合体当たりの含有量と同様である。
Moreover, it is preferable that a positive electrode film (B) contains the liquid compound (L) which has the above-mentioned viscosity in 25 degreeC of 100-2,000 mPa * s, and has an alkylene oxide repeating unit. Also in the positive electrode film (B), the liquid compound (L) dissolves in the polyether polymer to express the action of a plasticizer, improves the adhesion with the electrolyte film, and increases the ion mobility in the positive electrode film. Has the effect of improving. The liquid compound (L) also improves the adhesion at the interface when the current collector is laminated on the positive electrode film (B).
Content in case a positive electrode film (B) contains a liquid compound (L) is the same as content per polyether polymer in said electrolyte film (A).

正極フィルム(B)を作製するには、上記のポリエーテル系重合体、活物質、導電付与剤およびリチウム塩、また、好ましくは液状化合物(L)、さらに必要に応じて電解液に用いられるような非プロトン性のカーボネート化合物、老化防止剤、光安定剤、滑剤、難燃剤、防黴剤、帯電防止剤、着色剤、補強材、充填剤などを加えた諸成分を混合して成形用組成物とし、これを押出機で成形してフィルムとする。
正極フィルム(B)を作製するための、組成物調製の混合ならびに押出成形の装置および手順は、上記の電解質フィルム(A)の場合と同様である。この混合により、固体配合剤もポリエーテル系重合体に均一に分散させることができる。
In order to produce the positive electrode film (B), the polyether polymer, the active material, the conductivity-imparting agent and the lithium salt, preferably the liquid compound (L), and further used in the electrolyte as necessary. Composition containing various aprotic carbonate compounds, anti-aging agents, light stabilizers, lubricants, flame retardants, antifungal agents, antistatic agents, colorants, reinforcing materials, fillers, etc. This is formed into a film by an extruder.
The composition preparation and extrusion molding apparatus and procedure for producing the positive electrode film (B) are the same as in the case of the electrolyte film (A). By this mixing, the solid compounding agent can also be uniformly dispersed in the polyether polymer.

正極フィルム(B)を安定して製造するための押出機混練部の温度は、通常、80〜200℃、好ましくは100〜190℃、より好ましくは110〜180℃である。混練部の温度が低すぎると粘度が上がって薄いフィルムを円滑に押し出すことが困難になるおそれがあり、逆に、混練部の温度が高すぎると重合体が熱分解を起こしてフィルム強度が低下する可能性がある。
また、電解質フィルム(A)の製造の場合と同様に、引取りロールの前にキャストロールを置いて、フィルムの厚みや張力を検知して押出機及び冷却ロールにフィードバックさせて厚みを制御することが好ましい。キャストロールなどで制御される正極フィルム(B)の厚みは、好ましくは30〜90μm、より好ましくは35〜80μm、特に好ましくは40〜75μmである。厚みが薄すぎるとフィルム取扱い性(ハンドリング性)に劣るおそれがあり、逆に、厚すぎると当該フィルムと接触する積層フィルムとの密着性および折りたたみ性が低下したり、電池の出力が向上しなかったりする可能性がある。
冷却ロールの表面を鏡面状にすることにより、ダイから押し出されたフィルムの表面を一層平滑に仕上げることができる。
The temperature of the extruder kneading part for stably producing the positive electrode film (B) is usually 80 to 200 ° C, preferably 100 to 190 ° C, more preferably 110 to 180 ° C. If the temperature of the kneading part is too low, the viscosity increases and it may be difficult to smoothly extrude a thin film. Conversely, if the temperature of the kneading part is too high, the polymer undergoes thermal decomposition and the film strength decreases. there's a possibility that.
Also, as in the case of manufacturing the electrolyte film (A), a cast roll is placed in front of the take-up roll, and the thickness and tension of the film are detected and fed back to the extruder and the cooling roll to control the thickness. Is preferred. The thickness of the positive electrode film (B) controlled by a cast roll or the like is preferably 30 to 90 μm, more preferably 35 to 80 μm, and particularly preferably 40 to 75 μm. If the thickness is too thin, the film handling property (handling property) may be inferior. On the other hand, if the thickness is too thick, the adhesiveness and foldability with the laminated film in contact with the film will not be reduced, and the battery output will not be improved. There is a possibility.
By making the surface of the cooling roll into a mirror surface, the surface of the film extruded from the die can be finished more smoothly.

本発明方法においては、電解質フィルム(A)と正極フィルム(B)とを重ねて2軸ロール、カレンダーロール、ロールプレスなどを通して圧着してリチウム電池用積層体とする。上記ローラを通して圧着することにより、積層体の厚みを両フィルムの厚みの合計より薄くし、かつ、両フィルム間の密着性を強めて、高出力の電池を実現することができる。
圧着時のローラの表面温度は、好ましくは30〜120℃、より好ましくは35〜100℃、特に好ましくは40〜90℃である。ローラの表面温度が低すぎると積層体が剥がれやすくなり、また密着性が不十分になるおそれがあり、逆に、高すぎるとフィルム厚みの変動が大きくなり、また厚みが薄くなりすぎて強度が低下する可能性がある。
In the method of the present invention, the electrolyte film (A) and the positive electrode film (B) are stacked and pressure-bonded through a biaxial roll, a calender roll, a roll press or the like to obtain a lithium battery laminate. By pressure-bonding through the roller, the thickness of the laminate can be made thinner than the total thickness of both films, and the adhesion between the two films can be strengthened to realize a high output battery.
The surface temperature of the roller at the time of pressure bonding is preferably 30 to 120 ° C, more preferably 35 to 100 ° C, and particularly preferably 40 to 90 ° C. If the roller surface temperature is too low, the laminate may be peeled off and the adhesion may be insufficient. Conversely, if the roller surface temperature is too high, the film thickness will vary greatly, and the thickness will be too thin. May be reduced.

電解質フィルム(A)と正極フィルム(B)とをローラで圧着する際、ローラ間隙は、電解質フィルム(A)および正極フィルム(B)の厚みの合計の1/1.3〜1/1.02、好ましくは1/1.25〜1/1.05、より好ましくは1/1.22〜1/1.08とする。この比の値が小さすぎると積層体が剥がれやすくなり、また密着性が不十分になるおそれがあり、逆に比の値が大きすぎるとフィルム厚みが薄くなり、また界面の均一性が損なわれる可能性がある。   When the electrolyte film (A) and the positive electrode film (B) are pressure-bonded with a roller, the roller gap is 1 / 1.3-1 / 1.02 of the total thickness of the electrolyte film (A) and the positive electrode film (B). , Preferably 1 / 1.25 to 1 / 1.05, more preferably 1 / 1.22 to 1 / 1.08. If the value of this ratio is too small, the laminate may be easily peeled off and adhesion may be insufficient. Conversely, if the value of the ratio is too large, the film thickness becomes thin and the uniformity of the interface is impaired. there is a possibility.

上記積層方法の別法として、両フィルムをローラで圧着するに先立ち、正極フィルム(B)の、電解質フィルム(A)に接しない側に予め正極集電体をローラ、プレスなどにより積層しておき、この積層体と電解質フィルム(A)とを上記ローラで圧着して電解質フィルム(A)と正極フィルム(B)が接面したリチウム電池用積層体を製造する方法を採ってもよい。この方法によると正極集電体と正極フィルムの密着性がより向上する利点がある。正極集電体としては、アルミニウム箔が好ましく使用される。正極集電体の形状は特に制限されないが、通常、5〜300μm程度のフィルムまたはシート状のものが好ましく用いられる。
正極フィルム(B)が正極集電体との積層体である場合、または/および電解質フィルム(A)が負極との積層体である場合も、電解質フィルム(A)および正極フィルム(B)の正味の厚みの合計とローラ間隙との比が上記範囲になるように操作すべきである。
As an alternative to the above laminating method, a positive electrode current collector is previously laminated on the side of the positive electrode film (B) that does not come into contact with the electrolyte film (A) by a roller, a press or the like before the two films are pressure-bonded with a roller. Alternatively, the laminate and the electrolyte film (A) may be pressure-bonded with the roller to produce a lithium battery laminate in which the electrolyte film (A) and the positive electrode film (B) are in contact with each other. According to this method, there is an advantage that the adhesion between the positive electrode current collector and the positive electrode film is further improved. As the positive electrode current collector, an aluminum foil is preferably used. The shape of the positive electrode current collector is not particularly limited, but usually a film or sheet of about 5 to 300 μm is preferably used.
When the positive electrode film (B) is a laminate with the positive electrode current collector and / or when the electrolyte film (A) is a laminate with the negative electrode, the net of the electrolyte film (A) and the positive electrode film (B) is also obtained. It should be operated so that the ratio of the total thickness of the roller and the gap between the rollers is within the above range.

また、両フィルムをローラで圧着するに先立ち、電解質フィルム(A)の、正極フィルム(B)に接しない側に予め負極を積層しておき、この積層体と正極フィルム(B)とを上記ローラで圧着して電解質フィルム(A)と正極フィルム(B)が接面したリチウム電池用積層体を製造する方法を採ってもよい。負極としてはリチウム箔が好ましく使用される。負極の形状も特に制限されないが、通常、5〜300μm程度のフィルムまたはシート状のものが用いられる。負極として銅などからなる負極集電体の上にグラファイトや活性炭などの粒子を、アクリル系ポリマー、PVDFなどのバインダーで付着させたフィルムを用いることもできる。   Prior to pressure-bonding both films with a roller, a negative electrode is laminated in advance on the side of the electrolyte film (A) that does not contact the positive electrode film (B), and the laminate and the positive electrode film (B) are attached to the roller. A method of manufacturing a laminate for a lithium battery in which the electrolyte film (A) and the positive electrode film (B) are in contact with each other by pressure bonding may be employed. As the negative electrode, lithium foil is preferably used. The shape of the negative electrode is not particularly limited, but a film or sheet of about 5 to 300 μm is usually used. A film in which particles such as graphite and activated carbon are attached to a negative electrode current collector made of copper or the like as a negative electrode with a binder such as an acrylic polymer or PVDF can also be used.

本発明方法により得られる電解質フィルム(A)−正極フィルム(B)積層体は、厚みが好ましくは40〜140μm、より好ましくは50〜120μm、特に好ましくは70〜110μmと薄いので、リチウムイオン伝導度および輸率が高く、しかも両フィルム間の密着性が大きい。   The electrolyte film (A) -positive film (B) laminate obtained by the method of the present invention has a thickness of preferably 40 to 140 μm, more preferably 50 to 120 μm, and particularly preferably 70 to 110 μm. In addition, the transport number is high and the adhesion between both films is large.

本発明方法により得られるリチウム電池用積層体の正極フィルム(A)の面を正極集電体に、電解質フィルム(B)の面を負極に、また、該負極を負極集電体に積層することによりコイン型のリチウム電池が形成される。
本発明方法により得られるリチウム電池用積層体を有するリチウム電池は、高出力を発現し、信頼性が高く、また製造しやすい特徴を有する。
The surface of the positive electrode film (A) of the laminate for a lithium battery obtained by the method of the present invention is laminated on the positive electrode current collector, the surface of the electrolyte film (B) on the negative electrode, and the negative electrode is laminated on the negative electrode current collector. Thus, a coin-type lithium battery is formed.
A lithium battery having a laminated body for a lithium battery obtained by the method of the present invention has characteristics of expressing high output, high reliability, and easy manufacture.

以下に製造例、実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。なお、「部」は、特記ない限り重量基準である。試験及び評価は以下の方法によった。
(1)圧着前のフィルム厚み
長さ50mm、幅30mmの構成フィルム試料の中心および4角部分(計5点)をデジタル膜厚計にて測定し、それらの平均値をフィルム厚みとした。単位は(μm)。
(2)圧着後のフィルム厚み
フィルム(積層体)の長さ方向の中央部を幅方向に約5mm毎にデジタル膜厚計にて5点測定し、それらの平均値を積層体の厚みとした。単位は(μm)。また、この5点の測定値の最大値と最小値の差を平均値で除して厚みバラツキとした。単位は(%)。
(3)支持フィルム変形性
積層体の両面に積層している支持フィルムの変形度合いを目視で判断した。判断基準は以下の通り。
○:支持フィルムにシワや膨れが見られず、積層体とのハガレが無い。
△:支持フィルムに若干シワや膨れが見られるが、積層体とのハガレは観察されない。
×:ほぼ全面にシワや膨れが見られ、積層体とのハガレ箇所が多い。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to production examples, examples and comparative examples, but the present invention is not limited thereto. “Part” is based on weight unless otherwise specified. The test and evaluation were performed according to the following methods.
(1) Film thickness before pressure bonding The center and four corners (total of 5 points) of a constituent film sample having a length of 50 mm and a width of 30 mm were measured with a digital film thickness meter, and the average value thereof was taken as the film thickness. The unit is (μm).
(2) Film thickness after pressure bonding The central portion in the length direction of the film (laminate) was measured at a digital film thickness meter every 5 mm in the width direction, and the average value thereof was taken as the thickness of the laminate. . The unit is (μm). Further, the difference between the maximum value and the minimum value of the measured values at these five points was divided by the average value to obtain thickness variation. Units(%).
(3) Deformability of support film The degree of deformation of the support film laminated on both sides of the laminate was judged visually. Judgment criteria are as follows.
○: Wrinkles and blisters are not seen in the support film, and there is no peeling with the laminate.
Δ: Some wrinkles and blisters are seen on the support film, but peeling with the laminate is not observed.
X: Wrinkles and blisters are observed on almost the entire surface, and there are many peeling spots with the laminate.

(4)フィルム間密着性
支持フィルムを剥がし、電解質フィルム側より積層界面を観察し、その透明度合いを目視で観察し、密着性の判断とした。判断基準は以下の通り。ただし、電解質フィルムの表面にシワや膨れが多い場合は、判定不能となる。
◎:界面に濁りが無く、平滑な正極表面が観察される。
○:界面に若干濁りがあるが、正極表面が観察される。
×:界面に透明性無く、正極表面が観察されない。
(4) Adhesion between films The support film was peeled off, the laminated interface was observed from the electrolyte film side, and the degree of transparency was visually observed to determine the adhesion. Judgment criteria are as follows. However, when there are many wrinkles and blisters on the surface of the electrolyte film, determination is impossible.
A: There is no turbidity at the interface, and a smooth positive electrode surface is observed.
○: Although the interface is slightly turbid, the positive electrode surface is observed.
X: There is no transparency at the interface, and the positive electrode surface is not observed.

(5)電池容量(初期容量および初期容量のばらつき)
ステンレス鋼製容器(直径20mm、高さ3mm)のキャップとの接合面にポリプロピレン製ガスケット(外径20mm、内径16mm、高さ3mm)を設置し、次いでこれに正極フィルムが接するようにして電解質フィルム−正極フィルム積層体の試験片を入れ、ステンレス鋼製円板及びバネを順次重ね、ステンレス鋼製キャップをかぶせて閉めて厚さ約3.2mmのコイン型電池を作成した。電池容量の測定は、60℃で充放電レートを0.2Cとし、定電流法にて、所定の充放電電圧(充放電の電圧差1.5V)を2回印加した後の初期電池容量を測定した。1試験対象あたり10試験片を用いて作製したコイン型電池10個について測定した。初期電池容量は、これらのうち容量のより大きい5個の値の平均値を用いた。単位は〔mAh/g−活物質〕。また、バラツキは、これら5個の最大値と最小値の差を初期電池容量で除した値を用いた。単位は〔%〕。
(5) Battery capacity (initial capacity and variation in initial capacity)
A polypropylene gasket (outer diameter 20 mm, inner diameter 16 mm, height 3 mm) is placed on the joint surface with the cap of a stainless steel container (diameter 20 mm, height 3 mm), and then the positive electrode film is in contact with the electrolyte film. -A test piece of a positive electrode film laminate was put, a stainless steel disk and a spring were sequentially stacked, and a stainless steel cap was put on to close a coin type battery having a thickness of about 3.2 mm. The battery capacity was measured by setting the initial battery capacity after applying a predetermined charge / discharge voltage (charge / discharge voltage difference 1.5V) twice by a constant current method at 60 ° C. with a charge / discharge rate of 0.2C. It was measured. It measured about 10 coin type batteries produced using 10 test pieces per 1 test object. As the initial battery capacity, an average value of five values having larger capacities was used. The unit is [mAh / g-active material]. For the variation, a value obtained by dividing the difference between these five maximum values and minimum values by the initial battery capacity was used. Units〔%〕.

(製造例1)ポリエーテル系重合体の製造
ジャケット及び攪拌機付きオートクレーブを乾燥して窒素置換し、トリイソブチルアルミニウム65.1部、トルエン217.9部及びジエチルエーテル121.6部を仕込んだ。内温を30℃に設定して攪拌しながらリン酸11.26部を10分間かけて一定速度で添加した。これにトリエチルアミン5部を添加し、60℃で2時間熟成反応し、触媒溶液を得た。
オートクレーブを窒素置換し、n−ヘキサン1514部と上記触媒溶液63.3部を仕込んだ。内温を30℃に設定して、攪拌しながらエチレンオキシドを7.4部加えて反応させ、次いで、エチレンオキシドとプロピレンオキシドの等重量混合単量体を14.7部加えて反応させ、シードを形成した。
内温を60℃に設定して、シードを形成した重合反応液に、エチレンオキサイド439.6部(92モル%)、プロピレンオキサイド25.2部(4モル%)、アリルグリシジルエーテル49.5部(4モル%)、n−ヘキサン427.4部からなる混合溶液を5時間かけて連続的に等速度で添加した。添加終了後、反応を2時間継続した。重合反応率は98%であった。得られたスラリーに、老化防止剤として4,4’−チオビス(6−t−ブチル−3−メチルフェノール)の5%のトルエン溶液42.4部を添加攪拌した。ポリマークラムをろ過後、40℃で真空乾燥して粉体状のポリエーテル重合体Pを得た。
ポリエーテル重合体Pの組成は、エチレンオキサイド(EO)単位91.6モル%、プロピレンオキサイド(PO)単位4.7モル%およびアリルグリシジルエーテル3.7モル%であった。また、この重合体のMwは310,000、Mw/Mnは6.2、還元粘度1.1dl/gであった。
(Production Example 1) Production of polyether polymer A jacket and an autoclave equipped with a stirrer were dried and purged with nitrogen, and 65.1 parts of triisobutylaluminum, 217.9 parts of toluene and 121.6 parts of diethyl ether were charged. While the internal temperature was set at 30 ° C., 11.26 parts of phosphoric acid was added at a constant rate over 10 minutes. To this, 5 parts of triethylamine was added and aged for 2 hours at 60 ° C. to obtain a catalyst solution.
The autoclave was purged with nitrogen, and 1514 parts of n-hexane and 63.3 parts of the catalyst solution were charged. Set the internal temperature to 30 ° C, add 7.4 parts of ethylene oxide with stirring and react, then add 14.7 parts of an equimolar mixture of ethylene oxide and propylene oxide to react to form seeds did.
In the polymerization reaction liquid in which the internal temperature was set to 60 ° C. and the seed was formed, 439.6 parts (92 mol%) of ethylene oxide, 25.2 parts (4 mol%) of propylene oxide, 49.5 parts of allyl glycidyl ether (4 mol%) and a mixed solution consisting of 427.4 parts of n-hexane were continuously added at a constant rate over 5 hours. After the addition was complete, the reaction was continued for 2 hours. The polymerization reaction rate was 98%. To the obtained slurry, 42.4 parts of a 5% toluene solution of 4,4′-thiobis (6-tert-butyl-3-methylphenol) as an anti-aging agent was added and stirred. The polymer crumb was filtered and then vacuum dried at 40 ° C. to obtain a powdery polyether polymer P.
The composition of the polyether polymer P was 91.6 mol% of ethylene oxide (EO) units, 4.7 mol% of propylene oxide (PO) units, and 3.7 mol% of allyl glycidyl ether. Moreover, Mw of this polymer was 310,000, Mw / Mn was 6.2, and the reduced viscosity was 1.1 dl / g.

(実施例1)
25mm径二軸押出機(スクリュー回転数150rpm、L/D=30)の第1フィード口に100部のポリエーテル重合体Pを、第2フィード口に電解質塩化合物のビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドリチウム(キシダ化学社製)50部および光架橋剤の2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン(製品名イルガキュアー651、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製)1部を、さらに第3フィード口にプランジャーポンプを介して液状化合物1のトリメチロールプロパントリメトキシトリポリオキシエチレンエーテル(製品名TMP−30Uのトリメトキシ化反応品、日本乳化剤社製、25℃の粘度420mPa・s)60部を、供給してコートハンガーダイでフィルム状に押し出した。温度条件は入り口バレル温度30℃、中央部バレル100℃、ヘッド140℃、ダイ温度140℃であった。押し出されたフィルムをPET製支持フィルム(製品名ダイヤホイル、三菱化学社製、厚み25μm)にて両面を挟みながら、キャストロールを経て巻取りロールに巻き取ることにより未架橋のフィルムを得た。このフィルムに紫外線を30mJ/cm2照射して架橋し、電解質フィルムを得た。電解質フィルムの厚みは30μmであった。
Example 1
In a 25 mm diameter twin screw extruder (screw rotation speed 150 rpm, L / D = 30), 100 parts of polyether polymer P is fed to the first feed port, and electrolyte salt compound bis (trifluoromethanesulfonyl) imide is fed to the second feed port. 50 parts of lithium (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) and 1 part of 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one (product name: Irgacure 651, manufactured by Ciba Specialty Chemicals) Trimethylolpropane trimethoxytripolyoxyethylene ether of liquid compound 1 (product name: TMP-30U, trimethoxylation reaction product, manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd., viscosity at 25 ° C .: 420 mPa · s) 60 via a plunger pump at the third feed port The parts were fed and extruded into a film with a coat hanger die. The temperature conditions were an inlet barrel temperature of 30 ° C., a central barrel of 100 ° C., a head of 140 ° C., and a die temperature of 140 ° C. An uncrosslinked film was obtained by winding the extruded film on a take-up roll through a cast roll while sandwiching both sides with a PET support film (product name: Diafoil, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, thickness: 25 μm). This film was crosslinked by irradiating with 30 mJ / cm 2 of ultraviolet rays to obtain an electrolyte film. The thickness of the electrolyte film was 30 μm.

25mm径二軸押出機(スクリュー回転数150rpm、L/D=30)の第1フィード口に100部のポリエーテル重合体Pを、第2フィード口にケッチェンブラック(製品名ケッチェンブラックEC、ライオン社製、平均粒径35nm、DBP吸収量350ml/g)15部と活物質(Li0.33MnO2、中央電気工業社製、平均粒径0.5μm)300部のヘンシェルミキサー混合物および電解質塩化合物ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドリチウム30部を供給してコートハンガーダイでフィルム状に押し出した。温度条件は入り口バレル温度30℃、中央部バレル160℃、ヘッド140℃、ダイ温度140℃であった。押し出されたフィルムをPET製支持フィルム(上記同様)にて両面を挟みながら、キャストロールを経て巻取りロールに巻き取ることにより正極フィルムを得た。正極フィルムの厚みは80μmであった。 In a 25 mm diameter twin screw extruder (screw rotation speed 150 rpm, L / D = 30), 100 parts of the polyether polymer P was introduced into the first feed port, and ketjen black (product name ketjen black EC, A Henschel mixer mixture and electrolyte of 15 parts by Lion, average particle size of 35 nm, DBP absorption of 350 ml / g) and 300 parts of active material (Li 0.33 MnO 2 , Chuo Electric Industry Co., Ltd., average particle diameter of 0.5 μm) 30 parts of the salt compound bis (trifluoromethanesulfonyl) imide lithium was supplied and extruded into a film with a coat hanger die. The temperature conditions were an inlet barrel temperature of 30 ° C., a central barrel of 160 ° C., a head of 140 ° C., and a die temperature of 140 ° C. The extruded film was wound on a take-up roll through a cast roll while sandwiching both sides with a PET support film (same as above) to obtain a positive electrode film. The thickness of the positive electrode film was 80 μm.

このようにして得られた電解質フィルムと正極フィルムは、まず長さ50mm、幅30mmの短冊状に切断し、それぞれ片側の支持フィルムを剥がす。剥がした面同士を重ね、熱ロールプレス装置(装置名COT2015H、COSMO社製)に通過させ、電解質フィルム−正極フィルム積層体を得た。
ローラの間隙は電解質フィルムと正極フィルムの厚みの合計(110μm)の1/1.2となるよう、隙間ゲージおよび装置のダイヤルで調整した。ローラ温度は60℃に設定した。得られた電解質フィルム−正極フィルム積層体の厚みは97μmであった。該積層体の厚みバラツキ、支持フィルムの変形性及び積層体界面の密着性、該積層体を用いて作製したコイン型電池の初期電池容量及びそのバラツキについて試験、評価した結果を表1に示す。
The electrolyte film and the positive electrode film thus obtained are first cut into strips having a length of 50 mm and a width of 30 mm, and the support film on one side is peeled off. The peeled surfaces were stacked and passed through a hot roll press device (device name COT2015H, manufactured by COSMO) to obtain an electrolyte film-positive electrode film laminate.
The gap between the rollers was adjusted with a clearance gauge and a device dial so that the roller gap would be 1 / 1.2 of the total thickness (110 μm) of the electrolyte film and the positive electrode film. The roller temperature was set to 60 ° C. The thickness of the obtained electrolyte film-positive electrode film laminate was 97 μm. Table 1 shows the results of testing and evaluating the thickness variation of the laminate, the deformability of the support film and the adhesion at the interface of the laminate, the initial battery capacity of the coin-type battery produced using the laminate, and the variation thereof.

(実施例2〜5、比較例1〜3)
前記実施例1記載の方法において、電解質フィルムに配合する液状化合物と、正極フィルムに配合することのある液状化合物とを、表1に示す化合物および量とした他は実施例1と同様に行って電解質フィルム−正極フィルム積層体を得た。該積層体および該積層体を用いて作製したコイン電池について実施例1と同様の試験、評価を行った結果を表1に記す。
ただし、実施例2において、正極フィルム作製時に、押出機の第3フィード口に液状化合物1のトリメチロールプロパントリメトキシトリポリオキシエチレンエーテル40部をさらに供給した。また、実施例3および4では、表1に示す2種の液状化合物をあらかじめ混合し、第3フィード口より混合した。実施例5は、ローラ温度を125℃に変更した以外は、実施例2と同一条件である。
(Examples 2-5, Comparative Examples 1-3)
The method described in Example 1 was carried out in the same manner as in Example 1 except that the liquid compound to be blended in the electrolyte film and the liquid compound to be blended in the positive electrode film were changed to the compounds and amounts shown in Table 1. An electrolyte film-positive electrode film laminate was obtained. Table 1 shows the results of the same tests and evaluations as in Example 1 for the laminate and the coin battery manufactured using the laminate.
However, in Example 2, 40 parts of trimethylolpropane trimethoxytripolyoxyethylene ether of the liquid compound 1 was further supplied to the third feed port of the extruder during the production of the positive electrode film. In Examples 3 and 4, two liquid compounds shown in Table 1 were mixed in advance and mixed from the third feed port. Example 5 has the same conditions as Example 2 except that the roller temperature was changed to 125 ° C.

Figure 2006244801
Figure 2006244801

(注)
*1:2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンジメトキシジポリオキシエチレン(製品名BA−6グリコールのジメトキシ化反応品、日本乳化剤社製、25℃の粘度2,300mPa・s)
*2:ジトリデシルフタレート(製品名ビニサイザー、花王社製、25℃の粘度300mPa・s)
*3:トリ(メトキシポリエチエングリコール)ボレート〔アルキレンオキサイド繰返し単位数12、25℃の粘度280mPa・s;公知の方法で合成、例えばY.Kato,et.al.、Solid State Ionic,150、p.355(2002)参照。〕
*4:メトキシミリスチンポリオキシエチレンエーテル(製品名リケマールB−205のメトキシ化反応品、理研ビタミン社製、25℃の粘度40mPa・s)
(note)
* 1: 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propanedimethoxydipolyoxyethylene (product name: BA-6 glycol dimethoxylation product, manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd., viscosity at 25 ° C., 2,300 mPa · s)
* 2: Ditridecyl phthalate (product name Vinicizer, manufactured by Kao Corporation, viscosity at 25 ° C., 300 mPa · s)
* 3: tri (methoxypolyethylene glycol) borate [12 alkylene oxide repeating units, viscosity at 25 ° C. 280 mPa · s; synthesized by a known method, for example, Y.M. Kato, et. al. , Solid State Ionic, 150, p. 355 (2002). ]
* 4: Methoxymyristin polyoxyethylene ether (product name Riquemar B-205 methoxylation product, manufactured by Riken Vitamin Co., Ltd., viscosity at 25 ° C., 40 mPa · s)

表1が示すように、本発明の製造方法で作製した電解質フィルム−正極フィルム積層体はいずれも密着性が良好であり、またそれらを用いて作製したリチウム電池はいずれもバラツキの小さな高い初期電池容量を有していた(実施例1〜5)。特に、規定の液状化合物を正極フィルムにも含有させた実施例2、および、電解質フィルムを前記化学式(1)の構造を持つ液状化合物1と前記化学式(3)の構造を持つ液状化合物4(*3)とを併用して作製した実施例3では積層体の密着性が非常に良好であり、バラツキの小さな高い初期電池容量の電池特性を示した。また、化学式(1)および(2)の構造を持つ液状化合物を併用した実施例4では、化学式(1)の液状化合物のみ使用の実施例1よりも高容量でバラツキの改善された電池が得られた。
一方、電解質フィルムを粘度の高すぎる液状化合物2(*1)を用いて作製した比較例1では、密着性が不十分であり、初期電池容量のバラツキが大きかった。液状化合物3(*2)として粘度は規定内であってもアルキレンオキサイド繰り返し単位を持たない化合物を使用して電解質フィルムを作製すると、積層体の密着性は良好であったが、電池の初期容量が低く、そのバラツキも大きかった(比較例2)。また、電解質フィルムと正極フィルムを積層する際にロ−ラ間隙の規定に外れた条件で圧着操作を行うと、積層体の厚みバラツキや支持フィルムの変形が大きく、また初期電池容量のバラツキも大きかった(比較例3)。

As shown in Table 1, the electrolyte film-positive electrode film laminate produced by the production method of the present invention has good adhesion, and all the lithium batteries produced using them have high variations with little variation. It had a capacity (Examples 1 to 5). In particular, Example 2 in which the prescribed liquid compound was also contained in the positive electrode film, and the liquid film 1 having the structure of the above chemical formula (3) and the liquid compound 4 having the structure of the above chemical formula (3) as the electrolyte film (* In Example 3 produced by using 3) together, the laminate had very good adhesion and exhibited high initial battery capacity battery characteristics with little variation. Further, in Example 4 in which the liquid compounds having the structures of the chemical formulas (1) and (2) were used in combination, a battery having higher capacity and improved variation was obtained compared to Example 1 in which only the liquid compound of the chemical formula (1) was used. It was.
On the other hand, in Comparative Example 1 in which the electrolyte film was prepared using the liquid compound 2 (* 1) having a too high viscosity, the adhesion was insufficient and the initial battery capacity varied greatly. When an electrolyte film was prepared using a compound having no alkylene oxide repeating unit even though the viscosity was within the specified range as liquid compound 3 (* 2), the adhesion of the laminate was good, but the initial capacity of the battery And the variation was large (Comparative Example 2). In addition, if the crimping operation is performed under conditions that deviate from the rule of the roller gap when laminating the electrolyte film and the positive electrode film, the thickness variation of the laminate and the deformation of the support film are large, and the variation of the initial battery capacity is also large. (Comparative Example 3).

Claims (10)

ポリエーテル系重合体およびリチウム塩を含有する電解質フィルム(A)と、ポリエーテル系重合体、活物質、導電付与剤およびリチウム塩を含有する正極フィルム(B)とを積層してなるリチウム電池用積層体の製造方法であって、
前記電解質フィルム(A)および前記正極フィルム(B)が押出成形法によって成形されたフィルムであり、
前記電解質フィルム(A)が、25℃での粘度が100〜2,000mPa・sでアルキレンオキサイド繰り返し単位を有する液状化合物を含有しており、
(A)、(B)両フィルムの積層を、両フィルムの厚みの合計の1/1.3〜1/1.02の間隙を有するロ−ラで圧着して行うことを特徴とするリチウム電池用積層体の製造方法。
For a lithium battery obtained by laminating an electrolyte film (A) containing a polyether polymer and a lithium salt and a positive electrode film (B) containing a polyether polymer, an active material, a conductive agent and a lithium salt A method for producing a laminate,
The electrolyte film (A) and the positive electrode film (B) are formed by an extrusion method,
The electrolyte film (A) contains a liquid compound having an alkylene oxide repeating unit with a viscosity at 25 ° C. of 100 to 2,000 mPa · s,
(A), (B) Lithium battery characterized in that lamination of both films is performed by pressure bonding with a roller having a gap of 1 / 1.3-1 / 1.02 of the total thickness of both films. Method for manufacturing a laminated body.
前記ローラの表面温度を30〜120℃とすることを特徴とする請求項1記載のリチウム電池用積層体の製造方法。 The method for producing a laminate for a lithium battery according to claim 1, wherein the roller has a surface temperature of 30 to 120 ° C. 前記電解質フィルム(A)が、押出機で押出されたフィルムを厚み10〜50μmに調整したものである請求項1または2記載のリチウム電池用積層体の製造方法。 The method for producing a laminate for a lithium battery according to claim 1 or 2, wherein the electrolyte film (A) is obtained by adjusting a film extruded with an extruder to a thickness of 10 to 50 µm. 前記正極フィルム(B)が、押出機で押出されたフィルムを厚み30〜90μmに調整したものである請求項1〜3のいずれかに記載のリチウム電池用積層体の製造方法。 The manufacturing method of the laminated body for lithium batteries in any one of Claims 1-3 in which the said positive electrode film (B) adjusts the film extruded with the extruder to thickness 30-90 micrometers. 前記正極フィルム(B)が、その電解質フィルム(A)に接しない側に予め正極集電体を積層したものである請求項1〜4のいずれかに記載のリチウム電池用積層体の製造方法。 The method for producing a laminate for a lithium battery according to any one of claims 1 to 4, wherein the positive electrode film (B) is obtained by previously laminating a positive electrode current collector on a side not in contact with the electrolyte film (A). 前記正極フィルム(B)が、さらに、25℃での粘度が100〜2,000mPa・sでアルキレンオキサイド繰り返し単位を有する液状化合物を含有してなるものである請求項1〜5のいずれかに記載のリチウム電池用積層体の製造方法。 6. The positive electrode film (B) further comprises a liquid compound having an alkylene oxide repeating unit having a viscosity at 25 ° C. of 100 to 2,000 mPa · s. Of manufacturing a laminate for a lithium battery. 前記25℃での粘度が100〜2,000mPa・sでアルキレンオキサイド繰り返し単位を有する液状化合物が、下記一般式(1)または(2)で表わされる化学式を有する化合物である請求項1〜6のいずれかに記載のリチウム電池用積層体の製造方法。
(R)(R)C(CHOX) (1)
B(OX) (2)
ここで、RはH、CHまたはCHCHを、RはH、CH、CHCH、CHOXまたはOXを、RはOX、フェニル基、ビニルフェニル基またはメトキシフェニル基を、Xは(AO)Yを、AOはアルキレンオキサイド繰り返し単位を、YはH、C2m+1またはC2m−1を表し、nおよびmは1〜50の整数である。
The liquid compound having an alkylene oxide repeating unit having a viscosity at 25 ° C of 100 to 2,000 mPa · s is a compound having a chemical formula represented by the following general formula (1) or (2): The manufacturing method of the laminated body for lithium batteries in any one.
(R 1 ) (R 2 ) C (CH 2 OX) 2 (1)
R 3 B (OX) 2 (2)
Here, R 1 is H, CH 3 or CH 2 CH 3 , R 2 is H, CH 3 , CH 2 CH 3 , CH 2 OX or OX, R 3 is OX, phenyl group, vinylphenyl group or methoxy A phenyl group, X represents (AO) n Y, AO represents an alkylene oxide repeating unit, Y represents H, C m H 2m + 1 or C m H 2m-1 , and n and m are integers of 1 to 50 It is.
前記25℃での粘度が100〜2,000mPa・sでアルキレンオキサイド繰り返し単位を有する液状化合物として、さらに下記一般式(3)で表される化学式を有する化合物を含有する請求項7記載のリチウム電池用積層体の製造方法。
(R)(R)ZX (3)
ここで、RはC2k+1またはC2k−1を、R5およびR6はH、CH3、C25またはOCH3を、ZはCOOまたはO表し、kは3〜60の整数である。
The lithium battery according to claim 7, further comprising a compound having a chemical formula represented by the following general formula (3) as the liquid compound having an alkylene oxide repeating unit having a viscosity at 25 ° C. of 100 to 2,000 mPa · s. Method for manufacturing a laminated body.
R 4 (R 5 ) (R 6 ) ZX (3)
Here, R 4 represents C k H 2k + 1 or C k H 2k-1 , R 5 and R 6 represent H, CH 3 , C 2 H 5 or OCH 3 , Z represents COO or O, k represents It is an integer of 3-60.
少なくとも電解質フィルム(A)の成分であるポリエーテル系重合体の還元粘度が0.6〜25dl/gである請求項1〜8のいずれかに記載のリチウム電池用積層体の製造方法。 The method for producing a laminate for a lithium battery according to any one of claims 1 to 8, wherein the reduced viscosity of the polyether polymer that is at least a component of the electrolyte film (A) is 0.6 to 25 dl / g. 請求項1〜9のいずれかに記載の製造方法によって得られるリチウム電池用積層体を有するリチウム電池。

The lithium battery which has the laminated body for lithium batteries obtained by the manufacturing method in any one of Claims 1-9.

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