JP2009266612A - Binder for lithium ion secondary battery - Google Patents

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裕司 越後
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宏 竹崎
Itaru Asano
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a binder for an electrode of a lithium ion battery having excellent adhesive characteristics and excellent cycle characteristics when used in the lithium ion battery. <P>SOLUTION: The binder and a binder slurry composition for a lithium battery having a higher adhesive strength than that in the prior art, and excellent cycle characteristics is composed of multilayer structural polymer particles having at least two layers having a thermal plastic resin layer (A) having at least a glutaric anhydride structural unit and a glass transition temperature of 120-200°C on its outermost layer, and, in its interior, at least one layer of rubber component layer (B) with acrylic acid alkyl ester unit 50 to 99.9 pts.mass and other single functional units 50-0.1 pts.mass. A mass ratio between the rubber component layer (B) and the thermal plastic resin layer (A) is 50/50 to 90/10 in (B)/(A). <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、リチウムイオン二次電池用バインダーおよびその利用に関する。   The present invention relates to a binder for a lithium ion secondary battery and use thereof.

近年、携帯電話、ノートパソコンなどの携帯端末の普及が著しいが、特にその電源となる二次電池の開発は重要である。これらの二次電池には、リチウムイオン二次電池が多用されている。リチウムイオン二次電池は、リチウムイオンを溶解する電解液・ゲル上電解質、正極と負極の2つの電極、正極と負極用の活物質から構成されるのが基本構造である。   In recent years, mobile terminals such as mobile phones and notebook computers have been widely used. In particular, the development of a secondary battery as a power source is important. As these secondary batteries, lithium ion secondary batteries are frequently used. The basic structure of a lithium ion secondary battery is composed of an electrolyte / gel electrolyte that dissolves lithium ions, two electrodes, a positive electrode and a negative electrode, and an active material for the positive electrode and the negative electrode.

携帯端末は、さらに小型化、軽量化、薄型化、高性能化が求められており、こうした状況の中、薄型化、小型化の動きはリチウム電池にも求められている。   Mobile terminals are required to be further reduced in size, weight, thickness, and performance. Under such circumstances, movements for thickness reduction and size reduction are also required for lithium batteries.

電池の性能向上には、電池に使われている各部材の性能向上が重要であるが、電極については、活物質や集電体そのものの検討のほか、活物質を集電体に保持するためのバインダーとなるポリマーの検討も重要である。
通常、このバインダーは、水や有機液体と混合してバインダー組成物をなし、当該組成物を集電体に塗布、乾燥して電極が製造される。こうしたバインダー組成物として、少なくともポリウレタンを用いたもの(特許文献1)、ブタジエン、アクリロニトリル、スチレンなどを原料とするポリマー(特許文献2)やポリフッ化ビニリデン(以下、PVDF)などのフッ素系樹脂をバインダーとして用いているものが知られている(特許文献3)。
In order to improve the performance of a battery, it is important to improve the performance of each component used in the battery. In addition to examining the active material and the current collector itself, the electrode is used to hold the active material on the current collector. It is also important to examine polymers that serve as binders.
Usually, this binder is mixed with water or an organic liquid to form a binder composition, and the composition is applied to a current collector and dried to produce an electrode. As such a binder composition, at least a polyurethane (Patent Document 1), a polymer using butadiene, acrylonitrile, styrene or the like as a raw material (Patent Document 2), or a fluorine-based resin such as polyvinylidene fluoride (hereinafter referred to as PVDF) is used as a binder. What is used as is known (Patent Document 3).

フッ素系樹脂は、活物質や金属集電体に対する接着力が低く、バインダーを多量に添加する必要があり、活物質の表面を覆い、電池特性を低下させる問題がある。   Fluorine-based resins have low adhesion to active materials and metal current collectors, and it is necessary to add a large amount of a binder, covering the surface of the active material and causing the problem of reducing battery characteristics.

上記、接着力の課題を解決するために、ポリウレタン系のバインダーが提示されているが、これについても活物質の表面を覆ってしまい、電池特性が低下する課題については、解決していない。   In order to solve the above-mentioned problem of adhesive strength, a polyurethane-based binder has been presented, but this also does not solve the problem of covering the surface of the active material and deteriorating battery characteristics.

一方、ブタジエン、アクリロニトリル、スチレン等を原料とするポリマーの場合は、主鎖に二重結合を持つことから、特にブタジエンなどでは、充放電を繰り返すことにより、二重結合部分が酸化劣化したり、また電極部分の発熱によりバインダーが徐々に溶解したりすることから、活物質が金属集電体から脱落しやすく、電池容量が減少するなどの問題があった。   On the other hand, in the case of a polymer using butadiene, acrylonitrile, styrene or the like as a raw material, since the main chain has a double bond, particularly in butadiene or the like, the double bond portion is oxidized and deteriorated by repeated charge and discharge, In addition, since the binder gradually dissolves due to heat generation at the electrode portion, there is a problem that the active material is easily removed from the metal current collector, and the battery capacity is reduced.

これに対して、特許文献4においては、多層構造粒子を使うことにより、この問題点を回避している。しかし、この多層構造粒子においては、中心層とその他の層のガラス転移温度の差のみを記述したものである。この際の最外層のガラス転移温度が十分な温度ではなく、上記同様電極部分の発熱によりバインダーが溶解し、活物質が脱落しやすいという問題点があった。   On the other hand, in Patent Document 4, this problem is avoided by using multi-layer structured particles. However, in this multilayer structure particle, only the difference in glass transition temperature between the central layer and other layers is described. At this time, the glass transition temperature of the outermost layer is not a sufficient temperature, and there is a problem that the binder is dissolved by the heat generation of the electrode part as described above, and the active material is easily dropped.

このような状況下、活物質の表面を覆わず、接着性が高く、かつ電極部分の発熱によりバインダーが溶解しない多層構造粒子型のバインダーの開発が高く望まれていた。
特開2007−200897号公報 特開2007−173047号公報 特開2004−47460号公報 国際公開第98/39808号パンフレット
Under such circumstances, there has been a high demand for the development of a multilayer structure particle type binder that does not cover the surface of the active material, has high adhesion, and does not dissolve the binder due to heat generation at the electrode portion.
JP 2007-200957 A JP 2007-173047 A JP 2004-47460 A International Publication No. 98/39808 Pamphlet

本発明は、リチウムイオン二次電池用バインダーにおいて、金属集積体と活物質に対して十分な接着性を有し、二次電池の高率放電特性やサイクル特性を向上させることができる二次電池用バインダーを提供することにある。   The present invention relates to a secondary battery capable of improving the high-rate discharge characteristics and cycle characteristics of a secondary battery in a binder for a lithium ion secondary battery, having sufficient adhesion to a metal assembly and an active material. It is to provide a binder.

本発明者らは、上記従来技術の課題に等について鋭意検討した結果、特開2007−169626号公報において開示された、熱可塑性樹脂への分散性が良好で、耐熱性、滞留安定性に優れ、光学材料への添加剤として有用な、特定の多層構造粒子がリチウムイオン二次電池のバインダーとしても有用であることを新たに見出した。   As a result of intensive studies on the above-mentioned problems of the prior art, the present inventors have disclosed good dispersibility in thermoplastic resins, excellent heat resistance and retention stability disclosed in JP-A-2007-169626. The present inventors have newly found that specific multilayer structure particles useful as additives for optical materials are also useful as binders for lithium ion secondary batteries.

即ち、本発明は、
(1)下記一般式(1)で表されるグルタル酸無水物構造単位を少なくとも有する、ガラス転移温度が120℃以上200℃以下である熱可塑性樹脂層(A)を最外層に有し、かつ内部に少なくとも1層以上のアクリル酸アルキルエステル単位50質量部以上99.9質量部以下、および他の単官能性単位50〜0.1質量部を有するゴム成分層(B)を有する2つ以上の層からなる多層構造重合体粒子であり、ゴム成分層(B)と熱可塑性樹脂層(A)との質量比は、(B)/(A)において50/50〜90/10であることを特徴とする多層構造重合体粒子からなるリチウムイオン二次電池用バインダー、
That is, the present invention
(1) The outermost layer has a thermoplastic resin layer (A) having at least a glutaric anhydride structural unit represented by the following general formula (1) and having a glass transition temperature of 120 ° C. or higher and 200 ° C. or lower; Two or more rubber component layers (B) having at least one or more acrylic acid alkyl ester units of 50 to 99.9 parts by mass and other monofunctional units of 50 to 0.1 parts by mass The mass ratio of the rubber component layer (B) and the thermoplastic resin layer (A) is 50/50 to 90/10 in (B) / (A). A binder for a lithium ion secondary battery comprising multilayer polymer particles characterized by

Figure 2009266612
Figure 2009266612

(上記式中、R、Rは、同一または相異なるものであり、水素原子および炭素数1〜5のアルキル基から選ばれるいずれかを表す。)
(2)(1)記載のバインダーが、常圧での沸点が80℃〜350℃以下の分散媒に分散された分散体であるリチウムイオン二次電池用バインダースラリー組成物、
(3)(I)(i)不飽和カルボン酸アルキルエステル単位、(ii)不飽和カルボン酸単位を有する共重合体である熱可塑性樹脂層(A)を最外層に有し、かつ内部に少なくとも1層以上のアクリル酸アルキルエステル単位50〜99.9質量部および他の単官能性単位50〜0.1質量部を有するゴム成分層を有する、2つ以上の層からなる多層構造重合体粒子前駆体を
(II)常圧での沸点が80℃〜350℃以下の分散媒中に分散させ、
(III)100℃以上に加熱することにより、
(IV)一般式(1)で表されるグルタル酸無水物単位を持つ熱可塑性樹脂層(A)をもつ多層構造重合体粒子を生成させることを特徴とする(1)または(2)記載のリチウムイオン二次電池用バインダースラリー組成物の製造方法、
(4)(2)記載のバインダースラリー組成物または(3)記載の製造方法から得られるバインダースラリー組成物と活物質とを含有するリチウムイオン二次電池電極用スラリー、
である。
(In the above formula, R 1 and R 2 are the same or different and represent any one selected from a hydrogen atom and an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.)
(2) A binder slurry composition for a lithium ion secondary battery, wherein the binder described in (1) is a dispersion in which a boiling point at normal pressure is dispersed in a dispersion medium having a temperature of 80 ° C to 350 ° C or less,
(3) (I) (i) an unsaturated carboxylic acid alkyl ester unit, (ii) a thermoplastic resin layer (A) which is a copolymer having an unsaturated carboxylic acid unit in the outermost layer, and at least the inside Multilayer structure polymer particle comprising two or more layers having a rubber component layer having 50 to 99.9 parts by weight of one or more alkyl acrylate units and 50 to 0.1 parts by weight of other monofunctional units (II) Disperse the precursor in a dispersion medium having a boiling point of 80 ° C. to 350 ° C. at atmospheric pressure,
(III) By heating to 100 ° C. or higher,
(IV) Multilayer structure polymer particles having a thermoplastic resin layer (A) having a glutaric anhydride unit represented by the general formula (1) are generated. (1) or (2) Method for producing binder slurry composition for lithium ion secondary battery,
(4) A slurry for a lithium ion secondary battery electrode containing the binder slurry composition according to (2) or the binder slurry composition obtained from the production method according to (3) and an active material,
It is.

本発明により、金属集電体、正極活物質、および負極活物質に対して十分な接着性を有し、二次電池の高率放電特性やサイクル特性を向上させることができる二次電池用バインダーを得ることができる。   According to the present invention, a secondary battery binder that has sufficient adhesion to a metal current collector, a positive electrode active material, and a negative electrode active material, and can improve high rate discharge characteristics and cycle characteristics of a secondary battery. Can be obtained.

以下、本発明につき詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明のリチウムイオン二次電池用バインダーは、多層構造重合体粒子であることを特徴とする。この多層構造重合体粒子のうち、最外層を形成する共重合体成分は、下記一般式(1)で表されるグルタル酸無水物構造単位を少なくとも有することを必須とする。   The binder for a lithium ion secondary battery of the present invention is a multilayer structure polymer particle. Among the multilayered polymer particles, the copolymer component forming the outermost layer is required to have at least a glutaric anhydride structural unit represented by the following general formula (1).

Figure 2009266612
Figure 2009266612

この際、上記式中、R、Rは、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基から選ばれるいずれかを示す。また、これらは同一または相異なるものであってもよい。
このうち、好ましいものとしては、水素原子、メチル基、エチル基、イソプロピル基であり、より好ましくは、水素原子、メチル基、エチル基であり、特に好ましいのは、水素原子、メチル基である。
In this case, in the above formula, R 1, R 2 represents either hydrogen atoms, selected from alkyl groups of 1 to 5 carbon atoms. These may be the same or different.
Among these, a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, and an isopropyl group are preferable, a hydrogen atom, a methyl group, and an ethyl group are more preferable, and a hydrogen atom and a methyl group are particularly preferable.

本発明の多層構造重合体において、グルタル酸無水物構造単位以外の共重合成分としては、熱可塑性を有する重合体成分から構成されるものであれば特に限定されるものではない。   In the multilayer structure polymer of the present invention, the copolymer component other than the glutaric anhydride structural unit is not particularly limited as long as it is composed of a polymer component having thermoplasticity.

本発明の多層構造重合体において、グルタル酸無水物構造単位以外の共重合成分としては、本発明の目的を損なわない範囲で、他の熱可塑性共重合体成分を含んでいてもよい。   In the multilayer structure polymer of the present invention, the copolymer component other than the glutaric anhydride structural unit may contain other thermoplastic copolymer components as long as the object of the present invention is not impaired.

熱可塑性共重合成分としては、前記一般式(1)で表される環状構造単位、不飽和カルボン酸アルキルエステル単位、不飽和カルボン酸単位、不飽和グリシジル基含有単位、不飽和ジカルボン酸無水物単位、脂肪族ビニル単位、芳香族ビニル単位、シアン化ビニル単位、マレイミド単位、不飽和ジカルボン酸単位およびその他のビニル単位などから選ばれる1種以上の単位を含有する重合体などが挙げられる。中でも、不飽和カルボン酸アルキルエステル単位を含有する重合体が好ましく、それに加えて、前記一般式(1)で表される環状構造単位、不飽和グリシジル基含有単位、不飽和カルボン酸単位および不飽和ジカルボン酸無水物単位、α−ヒドロキシメチル不飽和カルボン酸アルキルエステル単位、α−ヒドロキシメチル不飽和カルボン酸単位から選ばれる1種以上の単位を含有する重合体がより好ましい。   The thermoplastic copolymer component includes the cyclic structural unit represented by the general formula (1), an unsaturated carboxylic acid alkyl ester unit, an unsaturated carboxylic acid unit, an unsaturated glycidyl group-containing unit, and an unsaturated dicarboxylic anhydride unit. And polymers containing one or more units selected from aliphatic vinyl units, aromatic vinyl units, vinyl cyanide units, maleimide units, unsaturated dicarboxylic acid units, and other vinyl units. Among them, a polymer containing an unsaturated carboxylic acid alkyl ester unit is preferable, and in addition, a cyclic structural unit represented by the general formula (1), an unsaturated glycidyl group-containing unit, an unsaturated carboxylic acid unit, and an unsaturated group. A polymer containing at least one unit selected from dicarboxylic anhydride units, α-hydroxymethyl unsaturated carboxylic acid alkyl ester units, and α-hydroxymethyl unsaturated carboxylic acid units is more preferable.

不飽和カルボン酸アルキルエステル単位の原料となる単量体としては、特に限定されるものではないが、アクリル酸アルキルエステルまたはメタクリル酸アルキルエステルが好ましく使用される。具体的には、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、メタクリル酸n−プロピル、アクリル酸n−ブチル、メタクリル酸n−ブチル、アクリル酸t−ブチル、メタクリル酸t−ブチル、アクリル酸n−ヘキシル、メタクリル酸n−ヘキシル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸ステアリル、メタクリル酸ステアリル、アクリル酸オクタデシル、メタクリル酸オクタデシル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸フェニル、アクリル酸ベンジル、メタクリル酸ベンジル、アクリル酸クロロメチル、メタクリル酸クロロメチル、アクリル酸2−クロロエチル、メタクリル酸2−クロロエチル、アクリル酸2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリル酸3−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸3−ヒドロキシプロピル、アクリル酸2,3,4,5,6−ペンタヒドロキシヘキシル、メタクリル酸2,3,4,5,6−ペンタヒドロキシヘキシル、アクリル酸2,3,4,5−テトラヒドロキシペンチル、メタクリル酸2,3,4,5−テトラヒドロキシペンチル、アクリル酸アミノエチル、アクリル酸プロピルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸エチルアミノプロピル、メタクリル酸フェニルアミノエチルおよびメタクリル酸シクロヘキシルアミノエチルなどが挙げられる。充放電特性を向上させる効果が大きいという観点から、アクリル酸メチルまたはメタクリル酸メチルが好ましく使用される。これらの単位は単独ないし2種以上を用いることができる。   Although it does not specifically limit as a monomer used as the raw material of an unsaturated carboxylic acid alkylester unit, Acrylic acid alkylester or methacrylic acid alkylester is used preferably. Specifically, methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, n-propyl acrylate, n-propyl methacrylate, n-butyl acrylate, n-butyl methacrylate, t-butyl acrylate , T-butyl methacrylate, n-hexyl acrylate, n-hexyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, cyclohexyl acrylate, cyclohexyl methacrylate, stearyl acrylate, stearyl methacrylate, octadecyl acrylate , Octadecyl methacrylate, phenyl acrylate, phenyl methacrylate, benzyl acrylate, benzyl methacrylate, chloromethyl acrylate, chloromethyl methacrylate, 2-chloroethyl acrylate, methacrylic acid -Chloroethyl, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 3-hydroxypropyl acrylate, 3-hydroxypropyl methacrylate, 2,3,4,5,6-pentahydroxyhexyl acrylate, methacrylic acid 2 , 3,4,5,6-pentahydroxyhexyl, 2,3,4,5-tetrahydroxypentyl acrylate, 2,3,4,5-tetrahydroxypentyl methacrylate, aminoethyl acrylate, propylamino acrylate Examples include ethyl, dimethylaminoethyl methacrylate, ethylaminopropyl methacrylate, phenylaminoethyl methacrylate, and cyclohexylaminoethyl methacrylate. From the viewpoint that the effect of improving the charge / discharge characteristics is great, methyl acrylate or methyl methacrylate is preferably used. These units can be used alone or in combination of two or more.

不飽和カルボン酸単量体としては特に制限はなく、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、およびさらには無水マレイン酸の加水分解物などが挙げられる。特に熱安定性が優れる点でアクリル酸およびメタクリル酸が好ましく、より好ましくはメタクリル酸である。これらはその1種または2種以上用いることができる。   There is no restriction | limiting in particular as an unsaturated carboxylic acid monomer, The hydrolyzate of acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, and also maleic anhydride etc. are mentioned. In particular, acrylic acid and methacrylic acid are preferable from the viewpoint of excellent thermal stability, and methacrylic acid is more preferable. These can be used alone or in combination.

不飽和グリシジル基含有単位の原料となる単量体としては、特に限定されるものではなく、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、イタコン酸グリシジル、イタコン酸ジグリシジル、アリルグリシジルエーテル、スチレン−4−グリシジルエーテルおよび4−グリシジルスチレンなどが挙げられ、耐衝撃性を向上する効果が大きいという観点から、アクリル酸グリシジルまたはメタクリル酸グリシジルが好ましく使用される。これらの単位は単独ないし2種以上を用いることができる。   The monomer used as the raw material for the unsaturated glycidyl group-containing unit is not particularly limited, but is glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, glycidyl itaconate, diglycidyl itaconate, allyl glycidyl ether, styrene-4-glycidyl ether. And glycidyl styrene or glycidyl methacrylate is preferably used from the viewpoint that the effect of improving impact resistance is great. These units can be used alone or in combination of two or more.

不飽和ジカルボン酸無水物単位の原料となる単量体としては、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水グルタコン酸、無水シトラコン酸および無水アコニット酸などが挙げられ、耐衝撃性を向上する効果が大きいという観点から、無水マレイン酸が好ましく使用される。これらの単位は単独ないし2種以上を用いることができる。   Examples of the monomer used as the raw material for the unsaturated dicarboxylic acid anhydride unit include maleic anhydride, itaconic anhydride, glutaconic anhydride, citraconic anhydride, and aconitic anhydride, which have a large effect of improving impact resistance. From this viewpoint, maleic anhydride is preferably used. These units can be used alone or in combination of two or more.

脂肪族ビニル単位の原料となる単量体としては、エチレン、プロピレンおよびブタジエンなどを用いることができる。   As a monomer used as a raw material for the aliphatic vinyl unit, ethylene, propylene, butadiene, or the like can be used.

芳香族ビニル単位の原料となる単量体としては、スチレン、α−メチルスチレン、1−ビニルナフタレン、4−メチルスチレン、4−プロピルスチレン、4−シクロヘキシルスチレン、4−ドデシルスチレン、2−エチル−4−ベンジルスチレン、4−(フェニルブチル)スチレンおよびハロゲン化スチレンなどを用いることができる。   Examples of monomers used as raw materials for aromatic vinyl units include styrene, α-methylstyrene, 1-vinylnaphthalene, 4-methylstyrene, 4-propylstyrene, 4-cyclohexylstyrene, 4-dodecylstyrene, 2-ethyl- 4-Benzylstyrene, 4- (phenylbutyl) styrene, halogenated styrene and the like can be used.

シアン化ビニル単位の原料となる単量体としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリルおよびエタクリロニトリルなどを用いることができる。   Acrylonitrile, methacrylonitrile, ethacrylonitrile, or the like can be used as a monomer as a raw material for the vinyl cyanide unit.

マレイミド単位の原料となる単量体としては、マレイミド、N−メチルマレイミド、N−エチルマレイミド、N−プロピルマレイミド、N−イソプロピルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、N−フェニルマレイミド、N−(p−ブロモフェニル)マレイミドおよびN−(クロロフェニル)マレイミドなどを用いることができる。   As monomers for the raw material of the maleimide unit, maleimide, N-methylmaleimide, N-ethylmaleimide, N-propylmaleimide, N-isopropylmaleimide, N-cyclohexylmaleimide, N-phenylmaleimide, N- (p-bromo) Phenyl) maleimide and N- (chlorophenyl) maleimide can be used.

不飽和ジカルボン酸単位の原料となる単量体としては、マレイン酸、マレイン酸モノエチルエステル、イタコン酸およびフタル酸などを用いることができる。   As a monomer used as a raw material for the unsaturated dicarboxylic acid unit, maleic acid, maleic acid monoethyl ester, itaconic acid, phthalic acid, and the like can be used.

その他のビニル単位の原料となる単量体としては、アクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチルアクリルアミド、ブトキシメチルアクリルアミド、N−プロピルメタクリルアミド、N−ビニルジエチルアミン、N−アセチルビニルアミン、アリルアミン、メタアリルアミン、N−メチルアリルアミン、p−アミノスチレン、2−イソプロペニル−オキサゾリン、2−ビニル−オキサゾリン、2−アクロイル−オキサゾリンおよび2−スチリル−オキサゾリンなどを用いることができる。これらの単量体は単独ないし2種以上を用いることができる。   Other monomers that can be used as starting materials for vinyl units include acrylamide, methacrylamide, N-methylacrylamide, butoxymethylacrylamide, N-propylmethacrylamide, N-vinyldiethylamine, N-acetylvinylamine, allylamine, methallylamine, N-methylallylamine, p-aminostyrene, 2-isopropenyl-oxazoline, 2-vinyl-oxazoline, 2-acryloyl-oxazoline, 2-styryl-oxazoline, and the like can be used. These monomers can be used alone or in combination of two or more.

これらの単量体から得られる共重合体のうち、最外層を形成する共重合体のうち、ガラス転移温度が120℃以上200℃以下であることが好ましい。より好ましくは、120℃以上180以下であり、さらに好ましくは、130℃以上150以下である。   Of the copolymers obtained from these monomers, among the copolymers forming the outermost layer, the glass transition temperature is preferably 120 ° C. or higher and 200 ° C. or lower. More preferably, it is 120 degreeC or more and 180 or less, More preferably, it is 130 degreeC or more and 150 or less.

本発明の多層構造重合体粒子における熱可塑性樹脂層(A)中の前記一般式(1)で表されるグルタル酸無水物構造単位の含有量は、好ましくは熱可塑性樹脂層(A)100質量部中に10〜50質量部、より好ましくは15〜30質量部である。10質量部未満である場合、ガラス転移温度が低くなる傾向にある。ガラス転移温度が120度未満となると、リチウムイオン二次電池の使用において、バインダー金属集電体から活物質の脱落が生じやすく、リチウムイオン二次電池のサイクル特性の低下が生じやすい。また、ガラス転移温度が200℃を越えると、金属集電体と活物質のバインダーとしての役割を果たさないため、この範囲であることが好ましい。   The content of the glutaric anhydride structural unit represented by the general formula (1) in the thermoplastic resin layer (A) in the multilayer polymer particle of the present invention is preferably 100 masses of the thermoplastic resin layer (A). It is 10-50 mass parts in a part, More preferably, it is 15-30 mass parts. When it is less than 10 parts by mass, the glass transition temperature tends to be low. When the glass transition temperature is less than 120 degrees, in the use of the lithium ion secondary battery, the active material is likely to fall off from the binder metal current collector, and the cycle characteristics of the lithium ion secondary battery are likely to deteriorate. In addition, when the glass transition temperature exceeds 200 ° C., it does not serve as a binder for the metal current collector and the active material, and thus is preferably within this range.

本発明の多層構造重合体粒子におけるゴム成分層(B)は、アクリル酸アルキルエステル単位50〜99.9質量部、および、他の単官能性単位50〜0.1質量部から構成されるゴムとしての特性を示す重合体からなる。ゴム成分層(B)を形成するために用いられるアクリル酸アルキルエステル単量体単位の具体例としては、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、メタクリル酸n−プロピル、アクリル酸イソプロピル、メタクリル酸イソプロピル、アクリル酸n−ブチル、メタクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソプチル、メタクリル酸イソブチル、アクリル酸t−ブチル、メタクリル酸t−ブチル、アクリル酸n−ペンチル、メタクリル酸n−ペンチル、アクリル酸イソペンチル、メタクリル酸イソペンチル、アクリル酸n−ヘキシル、メタクリル酸n−ヘキシル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸ドデシル、メタクリル酸ドデシル、アクリル酸ステアリル、メタクリル酸ステアリル、アクリル酸オクタデシル、メタクリル酸オクタデシル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸フェニル、アクリル酸ベンジル、メタクリル酸ベンジル、アクリル酸クロロメチル、メタクリル酸クロロメチル、アクリル酸2−クロロエチル、メタクリル酸2−クロロエチル、アクリル酸2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリル酸3−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸3−ヒドロキシプロピル、アクリル酸2,3,4,5,6−ペンタヒドロキシヘキシル、メタクリル酸2,3,4,5,6−ペンタヒドロキシヘキシル、アクリル酸2,3,4,5−テトラヒドロキシペンチル、メタクリル酸2,3,4,5−テトラヒドロキシペンチル、アクリル酸アミノエチル、アクリル酸プロピルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸エチルアミノプロピル、メタクリル酸フェニルアミノエチルおよびメタクリル酸シクロヘキシルアミノエチルなどが挙げられ、特にn−ブチルアクリレートが好ましい。アクリル酸アルキルエステルの量が50重量%より少ないと多層構造重合体粒子のゴム弾性が低下することになり、バインダーとしての接着強度と柔軟性が劣る場合がある。また、99.9重量%を超えると多層構造重合体粒子の構造が形成されなくなるのでいずれも好ましくない。これらはその1種または2種以上を用いることができる。   The rubber component layer (B) in the multilayer structure polymer particles of the present invention is a rubber composed of 50 to 99.9 parts by mass of alkyl acrylate units and 50 to 0.1 parts by mass of other monofunctional units. It consists of a polymer exhibiting the following characteristics. Specific examples of the alkyl acrylate monomer unit used to form the rubber component layer (B) include methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, n-propyl acrylate, methacryl N-propyl acid, isopropyl acrylate, isopropyl methacrylate, n-butyl acrylate, n-butyl methacrylate, isoptyl acrylate, isobutyl methacrylate, t-butyl acrylate, t-butyl methacrylate, n-pentyl acrylate , N-pentyl methacrylate, isopentyl acrylate, isopentyl methacrylate, n-hexyl acrylate, n-hexyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, cyclohexyl acrylate, cyclohexane methacrylate Xylyl, dodecyl acrylate, dodecyl methacrylate, stearyl acrylate, stearyl methacrylate, octadecyl acrylate, octadecyl methacrylate, phenyl acrylate, phenyl methacrylate, benzyl acrylate, benzyl methacrylate, chloromethyl acrylate, chloro methacrylate Methyl, 2-chloroethyl acrylate, 2-chloroethyl methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 3-hydroxypropyl acrylate, 3-hydroxypropyl methacrylate, 2,3,4, acrylic acid 5,6-pentahydroxyhexyl, 2,3,4,5,6-pentahydroxyhexyl methacrylate, 2,3,4,5-tetrahydroxypentyl acrylate, 2,3,4, methacrylate -Tetrahydroxypentyl, aminoethyl acrylate, propylaminoethyl acrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, ethylaminopropyl methacrylate, phenylaminoethyl methacrylate, cyclohexylaminoethyl methacrylate, etc., especially n-butyl acrylate preferable. If the amount of the alkyl acrylate ester is less than 50% by weight, the rubber elasticity of the multilayer polymer particles is lowered, and the adhesive strength and flexibility as a binder may be inferior. On the other hand, if it exceeds 99.9% by weight, the structure of the multi-layered polymer particles is not formed. These can be used alone or in combination of two or more thereof.

また、他の単官能性単位としては、前記アクリル酸アルキルエステル以外の単官能性単位を使用することができ、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、1−ビニルナフタレン、3−メチルスチレン、4−プロピルスチレン、4−シクロヘキシルスチレン、4−ドデシルスチレン、2−エチル−4−ベンジルスチレン、4−(フェニルブチル)スチレン、ハロゲン化スチレン等の芳香族ビニル系単量体;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のシアン化ビニル系単量体;ブタジエン、イソプレン、2,3−ジメチルブタジエン、2−メチル−3−エチルブタジエン、1,3−ペンタジエン、3−メチル−1,3−ペンタジエン、2−エチル−1,3−ペンタジエン、1,3−ヘキサジエン、2−メチル−1,3−ヘキサジエン、3,4−ジメチル−1,3−ヘキサジエン、1,3−ヘプタジエン、3−メチル−1,3−ヘプタジエン、1,3−オクタジエン、シクロペンタジエン、クロロプレン、ミルセン等の共役ジエン系単量体等が挙げられる。好ましいゴムとしては、例えば、アクリル酸エチル単位やアクリル酸ブチル単位などのアクリル系単位、スチレン単位やα−メチルスチレン単位などのスチレン系単位、アクリロニトリル単位やメタクリロニトリル単位などのニトリル系単位およびブタジエン単位やイソプレン単位などの共役ジエン系単位から構成されるゴムである。また、これらの成分を2種以上組み合わせたものから構成されるゴムも好ましい。   Moreover, as other monofunctional units, monofunctional units other than the alkyl acrylate ester can be used. For example, styrene, α-methylstyrene, 1-vinylnaphthalene, 3-methylstyrene, 4- Aromatic vinyl monomers such as propylstyrene, 4-cyclohexylstyrene, 4-dodecylstyrene, 2-ethyl-4-benzylstyrene, 4- (phenylbutyl) styrene, halogenated styrene; acrylonitrile, methacrylonitrile, etc. Vinyl cyanide monomer; butadiene, isoprene, 2,3-dimethylbutadiene, 2-methyl-3-ethylbutadiene, 1,3-pentadiene, 3-methyl-1,3-pentadiene, 2-ethyl-1, 3-pentadiene, 1,3-hexadiene, 2-methyl-1,3-hexadiene, 3,4 Dimethyl-1,3-hexadiene, 1,3-heptadiene, 3-methyl-1,3-heptadiene, 1,3-octadiene, cyclopentadiene, chloroprene, conjugated diene monomers and the like of myrcene, and the like. Preferred rubbers include, for example, acrylic units such as ethyl acrylate units and butyl acrylate units, styrene units such as styrene units and α-methylstyrene units, nitrile units such as acrylonitrile units and methacrylonitrile units, and butadiene. It is a rubber composed of conjugated diene units such as units and isoprene units. A rubber composed of a combination of two or more of these components is also preferred.

また、これらの成分の他に、多官能性単量体から構成される共重合体を架橋させたゴムも好ましい。多官能性単量体としては、例えば、アリルメタクリレート、アリルアクリレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、ジアリルフタレート、ジアリルマレート、ジビニルアジペート、ジビニルベンゼンエチレングリコールジメタクリレート、ジビニルベンゼンエチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラメタクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、ジプロピレングリコールジメタクリレートおよびジプロピレングリコールジアクリレート等があげられ、これらは2種以上が併用されてもよい。   In addition to these components, rubber obtained by crosslinking a copolymer composed of a polyfunctional monomer is also preferable. Examples of the polyfunctional monomer include allyl methacrylate, allyl acrylate, triallyl cyanurate, triallyl isocyanurate, diallyl phthalate, diallyl malate, divinyl adipate, divinylbenzene ethylene glycol dimethacrylate, divinylbenzene ethylene glycol diacrylate. , Diethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol diacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, trimethylolpropane triacrylate, tetramethylolmethane tetramethacrylate, tetramethylolmethane tetraacrylate, dipropylene glycol dimethacrylate And dipropylene glycol Over diacrylate, and these two or more kinds may be used in combination.

本発明の多層構造重合体粒子は、ゴム成分層(B)を内部に少なくとも1層有し、かつ熱可塑性樹脂成分層(A)を少なくとも最外層として有する。本発明の多層構造重合体粒子を構成する層の数は、2層以上であればよく、3層で構成されていても4層以上で構成されていてもよい。   The multilayer structure polymer particle of the present invention has at least one rubber component layer (B) inside and at least the thermoplastic resin component layer (A) as an outermost layer. The number of layers constituting the multilayer structure polymer particle of the present invention may be two or more, and may be composed of three layers or four or more layers.

また、層(B)と層(A)の総重量比は、(B)/(A)において50/50〜90/10の範囲内である。層(B)の割合がこの範囲より小さいと、熱可塑性樹脂成分層(A)を形成する際の共重合系の安定性が劣ると共に、バインダーとしての接着性も低下するため好ましくない。逆に層(B)の割合がこの範囲より大きいと耐熱性が不十分となる。   The total weight ratio of the layer (B) and the layer (A) is in the range of 50/50 to 90/10 in (B) / (A). When the ratio of the layer (B) is smaller than this range, the copolymerization system at the time of forming the thermoplastic resin component layer (A) is inferior, and the adhesiveness as a binder is also lowered, which is not preferable. On the contrary, when the ratio of the layer (B) is larger than this range, the heat resistance becomes insufficient.

本発明における多層構造重合体粒子は、塊状重合、溶液重合、懸濁重合および乳化重合などの公知の重合法を用いることにより、最外層に(i)不飽和カルボン酸アルキルエステル単位、(ii)不飽和カルボン酸単位を有する共重合体である熱可塑性樹脂層(A)を有し、かつ内部に少なくとも1層以上のアクリル酸アルキルエステル単位50〜99.9質量部および他の単官能性単位50〜0.1質量部を有するゴム成分層を有する2つ以上の層からなる多層構造重合体粒子前駆体を作り、引き続き最外層にグルタル酸無水物骨格を形成させることによって生成される。   The multilayer structure polymer particles in the present invention are obtained by using a known polymerization method such as bulk polymerization, solution polymerization, suspension polymerization, and emulsion polymerization, so that (i) an unsaturated carboxylic acid alkyl ester unit in the outermost layer, (ii) The thermoplastic resin layer (A) which is a copolymer having an unsaturated carboxylic acid unit, and at least one or more layers of alkyl acrylate units of 50 to 99.9 parts by mass and other monofunctional units It is produced by making a multilayer structure polymer particle precursor composed of two or more layers having a rubber component layer having 50 to 0.1 parts by mass and subsequently forming a glutaric anhydride skeleton in the outermost layer.

例えば、乳化重合では反応容器に脱イオン水、乳化剤、重合開始剤を加えた後、各単量体および架橋剤等を単独あるいは2種以上の混合物で所定量を添加し、所定温度で重合することが好ましい。乳化重合の温度としては、必ずしも限定されないが一般的な範囲は0℃〜100℃である。ここで使用する乳化剤としては、オレイン酸ナトリウム、ラウリン酸ナトリウム、及びステアリン酸ナトリウム等の脂肪族のアルカリ金属塩;ラウリル硫酸ナトリウム等の脂肪族アルコールの硫酸エステル塩;ロジン酸カリウム等のロジン酸塩;ドデシルベンゼンスルホン酸等のアルキルアリルスルホン酸等が挙げられ、これらは、1種類ないし2種類以上の組み合わせで用いられる。乳化重合で使用する重合開始剤としては、ラジカル重合開始剤が一般的である。ラジカル重合開始剤の具体例としては、過硫酸塩、アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾイルパーオキサイド等の過酸化物を単独で用いることができる。また、ラジカル重合開始剤として、クメンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、パラメンタンハイドロパーオキサイド等の有機ハイドロパーオキサイド類と、遷移金属塩等の還元剤との組み合わせによるレドックス系開始剤を使用することができる。   For example, in emulsion polymerization, deionized water, an emulsifier, and a polymerization initiator are added to a reaction vessel, and then each monomer and a crosslinking agent are added alone or in a mixture of two or more, and polymerized at a predetermined temperature. It is preferable. The temperature of emulsion polymerization is not necessarily limited, but a general range is 0 ° C to 100 ° C. Examples of the emulsifier used herein include aliphatic alkali metal salts such as sodium oleate, sodium laurate, and sodium stearate; sulfate esters of aliphatic alcohols such as sodium lauryl sulfate; and rosinates such as potassium rosinate. An alkylallylsulfonic acid such as dodecylbenzenesulfonic acid, and the like, and these are used in a combination of one or two or more. As a polymerization initiator used in emulsion polymerization, a radical polymerization initiator is generally used. As specific examples of the radical polymerization initiator, peroxides such as persulfate, azobisisobutyronitrile, and benzoyl peroxide can be used alone. In addition, as a radical polymerization initiator, a redox initiator using a combination of organic hydroperoxides such as cumene hydroperoxide, diisopropylbenzene hydroperoxide, paramentane hydroperoxide and a reducing agent such as a transition metal salt is used. can do.

また必要に応じて連鎖移動剤を使用することができる。具体例としては、n−オクチルメルカプタン、t−オクチルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタン、メルカプトエタノール等のメルカプタン類;ターピノーレン、ジペンテン、t−テルピネン及び少量の他の環状テルペン類よりなるテルペン混合物;クロロホルム、四塩化炭素などのハロゲン化炭化水素などが挙げられる。これらの中でも、n−オクチルメルカプタン等のアルキルメルカプタンが好ましい。   Moreover, a chain transfer agent can be used as needed. Specific examples include mercaptans such as n-octyl mercaptan, t-octyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan, t-dodecyl mercaptan, mercaptoethanol, and the like; Mixtures; halogenated hydrocarbons such as chloroform and carbon tetrachloride. Among these, alkyl mercaptans such as n-octyl mercaptan are preferable.

本発明における、多層構造重合体粒子前駆体中の熱可塑性樹脂層(A)は、(i)不飽和カルボン酸アルキルエステル単位及び(ii)不飽和カルボン酸単位の共重合体であることが好ましい。その好ましい割合は、該単量体混合物を100質量部として、不飽和カルボン酸単量体(ii)が15〜50質量部、より好ましくは20〜45質量部、不飽和カルボン酸アルキルエステル単位(i)は好ましくは50〜85質量部、より好ましくは55〜80質量部である。不飽和カルボン酸単位が15質量部未満の場合には、後の加熱環化による上記一般式(1)で表されるグルタル酸無水物構造単位の生成量が少なくなり、耐熱性向上効果が小さくなる傾向がある。一方、不飽和カルボン酸単位が50質量部を超える場合には、加熱による環化反応後に、不飽和カルボン酸単位が多量に残存する傾向があり、滞留安定性が低下する傾向がある。   In the present invention, the thermoplastic resin layer (A) in the multilayer polymer particle precursor is preferably a copolymer of (i) an unsaturated carboxylic acid alkyl ester unit and (ii) an unsaturated carboxylic acid unit. . The preferred ratio is that the monomer mixture is 100 parts by mass, the unsaturated carboxylic acid monomer (ii) is 15 to 50 parts by mass, more preferably 20 to 45 parts by mass, the unsaturated carboxylic acid alkyl ester unit ( i) is preferably 50 to 85 parts by mass, more preferably 55 to 80 parts by mass. When the unsaturated carboxylic acid unit is less than 15 parts by mass, the amount of the glutaric anhydride structural unit represented by the general formula (1) generated by the subsequent heat cyclization is reduced, and the heat resistance improvement effect is small. Tend to be. On the other hand, when the unsaturated carboxylic acid unit exceeds 50 parts by mass, a large amount of the unsaturated carboxylic acid unit tends to remain after the cyclization reaction by heating, and the residence stability tends to decrease.

乳化重合後、生成した多層構造重合体粒子前駆体の重合反応系からの分離取得は、公知の手法に従い行うことができる。公知の分離取得法としては、例えば、酸析法、塩析法、スプレードライ法、凍結凝固法などを採用することができる。   After the emulsion polymerization, separation and acquisition of the produced multilayer structure polymer particle precursor from the polymerization reaction system can be performed according to a known method. As a known separation and acquisition method, for example, an acid precipitation method, a salting out method, a spray drying method, a freeze coagulation method, or the like can be employed.

本発明において、多層構造重合体粒子は、多層構造重合体粒子前駆体を加熱し脱アルコール及び/又は脱水による分子内環化反応を行わせることにより製造することができる。この場合、典型的には、共重合体を加熱することにより2単位の(ii)不飽和カルボン酸単位のカルボキシル基が脱水されて、あるいは、隣接する(ii)不飽和カルボン酸単位と(i)不飽和カルボン酸アルキルエステル単位からアルコールの脱離により1単位の前記グルタル酸無水物構造単位が生成される。   In the present invention, multilayer structure polymer particles can be produced by heating a multilayer structure polymer particle precursor to cause an intramolecular cyclization reaction by dealcoholization and / or dehydration. In this case, typically, the copolymer is heated to dehydrate the carboxyl group of two (ii) unsaturated carboxylic acid units, or is adjacent to (ii) an unsaturated carboxylic acid unit (i ) Removal of alcohol from unsaturated carboxylic acid alkyl ester units yields one unit of the glutaric anhydride structural unit.

このようにして得られた、多層構造重合体粒子前駆体は、引き続き、グルタル酸無水物骨格単位を生成させる工程に供される。   The multilayer structure polymer particle precursor thus obtained is subsequently subjected to a step of generating a glutaric anhydride skeleton unit.

グルタル酸無水物骨格単位を生成させる工程へは、前記多層構造重合体粒子前駆体工程で得られた水分散体のままでも良いが、乳化剤や塩などの混入を減らすため、通常公知の方法である、酸析法、塩析法、スプレードライ法、凍結融解凝固法などを用いて、固体状態に単離し、常圧での沸点が80℃〜350℃以下の分散媒中に分散させた後に、グルタル酸無水物骨格単位を生成させる工程に供しても良い。   For the step of generating the glutaric anhydride skeleton unit, the aqueous dispersion obtained in the multilayer polymer particle precursor step may be used as it is, but in order to reduce the mixing of emulsifiers, salts, etc., a generally known method is used. After being isolated in a solid state using an acid precipitation method, salting-out method, spray drying method, freeze-thaw coagulation method, etc., and after being dispersed in a dispersion medium having a boiling point of 80 to 350 ° C. at normal pressure Alternatively, it may be subjected to a step of generating a glutaric anhydride skeleton unit.

グルタル酸無水物骨格単位を生成させる工程では、固体状態で加熱して生成させることもできるが、好ましくは固体状態に単離後、常圧での沸点が80℃〜350℃以下の分散媒中に分散させた後である。バインダー組成物としての最終分散体を得やすいという観点および多層構造重合体粒子の融着が防げるという観点から、この方法が好ましい。   In the step of generating a glutaric anhydride skeleton unit, it can be generated by heating in a solid state, but preferably in a dispersion medium having a boiling point of 80 ° C. to 350 ° C. at normal pressure after isolation into a solid state. After being dispersed. This method is preferable from the viewpoint that it is easy to obtain a final dispersion as a binder composition and that the fusion of the multilayer structure polymer particles can be prevented.

常圧の沸点が80℃〜350℃以下の溶媒としては、次のものが例示される。尚、分散媒名の後の()内の数字は大気圧での沸点(℃)であり、小数点以下を四捨五入又は切り捨てた値である。n−ドデカン(216)、デカヒドロナフタレン(189〜191)およびテトラリン(207)などの炭化水素類;2−エチル−1−ヘキサノール(184)および1−ノナノール(214)などのアルコール類;ホロン(197)、アセトフェノン(202)およびイソホロン(215)などのケトン類;酢酸ベンジル(213)、酪酸イソペンチル(184)、γ−ブチロラクトン(204)、乳酸メチル(143)、乳酸エチル(154)および乳酸ブチル(185)などのエステル類;o−トルイジン(200)、m−トルイジン(204)およびp−トルイジン(201)などのアミン類;N−メチル−2−ピロリドン(202)、N,N−ジメチルアセトアミド(194)およびジメチルホルムアミド(153)などのアミド類;ならびにジメチルスルホキシド(189)およびスルホラン(287)などのスルホキシド・スルホン類などが挙げられる。分散媒としては、特に、N−メチル−2−ピロリドン、乳酸メチル、乳酸エチルが好ましい。   The following are illustrated as a solvent whose boiling point of a normal pressure is 80 to 350 degreeC. The number in parentheses after the name of the dispersion medium is the boiling point (° C.) at atmospheric pressure, and is a value obtained by rounding off or rounding off after the decimal point. hydrocarbons such as n-dodecane (216), decahydronaphthalene (189-191) and tetralin (207); alcohols such as 2-ethyl-1-hexanol (184) and 1-nonanol (214); 197), ketones such as acetophenone (202) and isophorone (215); benzyl acetate (213), isopentyl butyrate (184), γ-butyrolactone (204), methyl lactate (143), ethyl lactate (154) and butyl lactate Esters such as (185); amines such as o-toluidine (200), m-toluidine (204) and p-toluidine (201); N-methyl-2-pyrrolidone (202), N, N-dimethylacetamide (194) and amides such as dimethylformamide (153) ; And dimethyl sulfoxide (189) and sulfoxides, sulfones such as sulfolane (287), and the like. As the dispersion medium, N-methyl-2-pyrrolidone, methyl lactate, and ethyl lactate are particularly preferable.

グルタル酸無水物骨格単位を生成させる工程としては、以下の方法により製造することができる。すなわち、上記の水分散体、固体状態および常圧での沸点が80℃〜350℃以下の分散媒中に分散させた状態のものを、加熱させることにより、グルタル酸無水物骨格単位を生成させることができる。   The step of producing a glutaric anhydride skeleton unit can be produced by the following method. That is, a glutaric anhydride skeleton unit is generated by heating the above-mentioned aqueous dispersion, a solid state and a state in which the boiling point at normal pressure is dispersed in a dispersion medium having a boiling point of 80 to 350 ° C. be able to.

また、水分散体または沸点が80℃〜350℃以下の分散媒中に分散させた状態のものを加熱する場合においては、通常公知の加熱反応槽、耐圧型加熱反応装置の中で行うことができる。この際、反応を行う雰囲気としては、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガス下の中で実施することが好ましい。圧力としては、常圧、加圧いずれでも良いが、生産性を考慮した場合、常圧または溶媒を加熱することにより発生する自生圧下で実施するのが好ましい。   In addition, when heating a water dispersion or a state in which the boiling point is dispersed in a dispersion medium having a boiling point of 80 ° C. to 350 ° C. or less, it is usually performed in a known heating reaction tank or pressure-resistant heating reactor. it can. At this time, the reaction is preferably performed in an inert gas such as nitrogen, argon or helium. The pressure may be either normal pressure or increased pressure. However, when productivity is taken into consideration, it is preferable to carry out under normal pressure or an autogenous pressure generated by heating the solvent.

この方法で行う際の反応温度としては、100℃以上280℃以下、より好ましい温度としては、120℃以上200℃以下、さらに好ましい温度としては、120℃以上180℃以下である。この温度であれば、多層構造重合体粒子を構成する共重合体の分解が抑えられ、かつ効率よくグルタル酸無水物骨格単位を生成させることができる。   The reaction temperature in this method is 100 ° C. or higher and 280 ° C. or lower, more preferably 120 ° C. or higher and 200 ° C. or lower, and further preferably 120 ° C. or higher and 180 ° C. or lower. If it is this temperature, decomposition | disassembly of the copolymer which comprises multilayer structure polymer particle is suppressed, and a glutaric anhydride skeleton unit can be produced | generated efficiently.

グルタル酸無水物骨格単位が生成した多層構造重合体が固体状態のまま得られた場合、これをバインダースラリーとして適切な溶媒に分散させる。適当な分散体としては、n−ドデカン、デカヒドロナフタレンおよびテトラリンなどの炭化水素類;2−エチル−1−ヘキサノールおよび1−ノナノールなどのアルコール類;ホロン、アセトフェノンおよびイソホロンなどのケトン類;酢酸ベンジル、酪酸イソペンチル、γ−ブチロラクトン、乳酸メチル、乳酸エチルおよび乳酸ブチルなどのエステル類;o−トルイジン、m−トルイジンおよびp−トルイジンなどのアミン類;N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミドおよびジメチルホルムアミドなどのアミド類;ならびにジメチルスルホキシドおよびスルホランなどのスルホキシド・スルホン類などが挙げられる。分散媒としては、特に、N−メチル−2−ピロリドン、乳酸メチル、乳酸エチルが好ましい。   When the multilayer structure polymer in which the glutaric anhydride skeleton unit is formed is obtained in a solid state, it is dispersed in a suitable solvent as a binder slurry. Suitable dispersions include hydrocarbons such as n-dodecane, decahydronaphthalene and tetralin; alcohols such as 2-ethyl-1-hexanol and 1-nonanol; ketones such as holon, acetophenone and isophorone; benzyl acetate , Esters such as isopentyl butyrate, γ-butyrolactone, methyl lactate, ethyl lactate and butyl lactate; amines such as o-toluidine, m-toluidine and p-toluidine; N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethyl Amides such as acetamide and dimethylformamide; and sulfoxide sulfones such as dimethyl sulfoxide and sulfolane. As the dispersion medium, N-methyl-2-pyrrolidone, methyl lactate, and ethyl lactate are particularly preferable.

本発明のリチウムイオン二次電池用電極スラリーを構成する活物質としては、正極では正極活物質、負極では負極活物質からなるものである。正極活物質としては、カーボンブラック、アモルファスウィスカーカーボン、グラファイトなどの炭素材料であり、負極活物質としては、金属リチウム、リチウム合金、リチウムイオンをドーブ・脱ドーブすることが可能な炭素材料、リチウムイオンをドープ・脱ドープすることが可能な酸化スズ、酸化ニオブ、酸化バナジウム、リチウムイオンをドープ・脱ドープすることが可能な酸化チタン、またはリチウムイオンをドープ・脱ドープすることが可能なシリコン、リチウムイオンをドープ・脱ドープする事が可能な遷移金属窒素化物のいずれを用いることができる。これらの中でもリチウムイオンをドーブ・脱ドーブすることが可能な炭素材料が好ましい。このような炭素材料は、グラファイトであっても非晶質炭素であってもよく、活性炭、炭素繊維、カーボンブラック、メソカーボンマイクロビーズ、天然黒鉛などが用いられる。   The active material constituting the electrode slurry for the lithium ion secondary battery of the present invention is composed of a positive electrode active material for the positive electrode and a negative electrode active material for the negative electrode. The positive electrode active material is a carbon material such as carbon black, amorphous whisker carbon, or graphite, and the negative electrode active material is a metal lithium, a lithium alloy, a carbon material that can dope / dedo lithium ions, lithium ions Tin oxide, niobium oxide, vanadium oxide, titanium oxide that can be doped / dedoped with lithium ions, or silicon that can be doped / dedoped with lithium ions, lithium Any transition metal nitride capable of doping and dedoping ions can be used. Among these, a carbon material that can dope / dedope lithium ions is preferable. Such a carbon material may be graphite or amorphous carbon, and activated carbon, carbon fiber, carbon black, mesocarbon microbeads, natural graphite and the like are used.

正極活物質としては、MoS、TiS、MnO、Vなどの遷移金属酸化物または遷移金属硫化物、LiCoO、LiMnO、LiMn、LiNiO、LiNiCo(1−x)(但し、Xは0以上、1以下の実数を示す。)などのリチウムと遷移金属とからなる複合酸化物、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアセチレン、ポリアセン、ジメルカプトチアジアゾール/ポリアニリン複合体などの導電性高分子材料等が挙げられる。これらの中でも、特にリチウムと遷移金属とからなる複合酸化物が好ましい。負極がリチウム金属またはリチウム合金である場合は、正極として炭素材料を用いることもできる。また、正極として、リチウムと遷移金属の複合酸化物と炭素材料との混合物を用いることもできる。 Examples of the positive electrode active material include transition metal oxides or transition metal sulfides such as MoS 2 , TiS 2 , MnO 2 , and V 2 O 5 , LiCoO 2 , LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , LiNiO 2 , LiNi x Co (1 -x) O 2 (where, X is 0 or more, indicating the real number 1 below.) composite oxide consisting of lithium, such as a transition metal, polyaniline, polythiophene, polypyrrole, polyacetylene, polyacene, dimercaptothiadiazole / polyaniline composite Examples thereof include conductive polymer materials such as body. Among these, a composite oxide composed of lithium and a transition metal is particularly preferable. When the negative electrode is lithium metal or a lithium alloy, a carbon material can also be used as the positive electrode. As the positive electrode, a mixture of lithium and transition metal composite oxide and a carbon material can be used.

このようにして得られた、リチウムイオン二次イオン電池用電極用バインダーおよびバインダー用スラリーおよびリチウムイオン二次電池電極用スラリーは、従来開発されたものより、耐熱性が高く、かつバインダー特性として有用であり、かつリチウムイオン二次電池電極に適用した際、高効率な充放電性能をもちかつリサイクル特性に優れた電極になる。   The lithium ion secondary battery electrode binder and binder slurry and lithium ion secondary battery electrode slurry thus obtained have higher heat resistance and are useful as binder properties than previously developed. In addition, when applied to a lithium ion secondary battery electrode, the electrode has highly efficient charge / discharge performance and excellent recycling characteristics.

以下、実施例および比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention concretely, this invention is not limited to these Examples.

(参考例1)
窒素雰囲気下、撹拌翼、冷却管を装着した重合器に、脱イオン水157質量部及び乳化剤としてラテムルE−118B(花王株式会社製)1質量部、ピロリン酸ナトリウム0.2質量部を加え80℃に加熱した。次いで、同温度においてn−ブチルアクリレート60質量部、スチレン21質量部を加え、過硫酸カリウム0.1質量部、1,4−ブタンジオールジアクリレート4質量部、アリルメタクリレート2質量部、ピロリン酸ナトリウム0.2質量部、過硫酸カリウム0.1質量部を4時間かけて滴下し重合を行った。滴下終了後、さらに1時間反応を続け、原料が全て消費されたことをガスクロマトグラフィーで確認し、共重合体ラテックスを得た。
(Reference Example 1)
Under a nitrogen atmosphere, 157 parts by mass of deionized water and 1 part by mass of Latemul E-118B (manufactured by Kao Corporation) and 0.2 part by mass of sodium pyrophosphate as an emulsifier were added to a polymerization vessel equipped with a stirring blade and a cooling tube. Heated to ° C. Next, 60 parts by mass of n-butyl acrylate and 21 parts by mass of styrene are added at the same temperature, 0.1 part by mass of potassium persulfate, 4 parts by mass of 1,4-butanediol diacrylate, 2 parts by mass of allyl methacrylate, sodium pyrophosphate Polymerization was performed by adding 0.2 parts by mass and 0.1 parts by mass of potassium persulfate dropwise over 4 hours. After completion of the dropwise addition, the reaction was continued for another hour, and it was confirmed by gas chromatography that all the raw materials had been consumed, and a copolymer latex was obtained.

さらに、得られた共重合体ラテックスに、脱イオン水35質量部、ラテムルE−118B2質量部、メチルメタクリレート25質量部、メタクリル酸10質量部、ピロリン酸ナトリウム0.1質量部、過硫酸カリウム0.1質量部を2時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに1時間反応を続け、原料が全て消費されたことをガスクロマトグラフィーで確認し、多層構造重合体ラテックスを得た。   Further, the obtained copolymer latex was mixed with 35 parts by weight of deionized water, 2 parts by weight of Latemul E-118B, 25 parts by weight of methyl methacrylate, 10 parts by weight of methacrylic acid, 0.1 part by weight of sodium pyrophosphate, 0 parts of potassium persulfate. .1 part by mass was added dropwise over 2 hours. After completion of the dropwise addition, the reaction was continued for further 1 hour, and it was confirmed by gas chromatography that all the raw materials had been consumed, and a multilayer structure polymer latex was obtained.

多層構造重合体ラテックスから塩析、洗浄、乾燥を行うことによって凝集粉末状の多層構造重合体粒子前駆体を得た。   The multilayer structure polymer particle precursor in the form of agglomerated powder was obtained by salting out, washing and drying from the multilayer structure polymer latex.

(参考例2、3、4)
1段階目および2段階目の重合時に投入した単量体組成を変更した以外は、参考例1と同様の方法で、多層構造重合体粒子前駆体を得た。表1にその単量体組成を記載する。
(Reference Examples 2, 3, 4)
A multilayer polymer particle precursor was obtained in the same manner as in Reference Example 1 except that the monomer composition added during the first and second stage polymerizations was changed. Table 1 shows the monomer composition.

Figure 2009266612
Figure 2009266612

(参考例5)
窒素雰囲気下、撹拌翼、冷却管を装着した重合器に、脱イオン水150質量部及び乳化剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(和光純薬株式会社製)2.5質量部、1,3ブタジエン34質量部、スチレン20質量部、イタコン酸2質量部、メタクリル酸メチル2質量部、アクリロニトリル2質量部、架橋剤としてジビニルベンゼン0.5質量部を加え、80℃に加熱した。1段階目の重合を行うために、同温度において過硫酸カリウム0.01質量部を加え重合を開始した。1時間後、ガスクロマトグラフィーで各単量体が全て消費されたことを確認した。次いで2段階目の重合を行うために、得られた共重合体ラテックスに、脱イオン水20質量部、メチルメタクリレート20質量部、スチレン15質量部、ジビニルベンゼン0.5質量部を2時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに1時間反応を続け、原料が全て消費されたことをガスクロマトグラフィーで確認し、多層構造重合体ラテックスを得た。
(Reference Example 5)
Under a nitrogen atmosphere, a polymerization vessel equipped with a stirring blade and a cooling tube, 150 parts by mass of deionized water, 2.5 parts by mass of sodium dodecylbenzenesulfonate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as an emulsifier, 34 parts by mass of 1,3 butadiene Part, 20 parts by mass of styrene, 2 parts by mass of itaconic acid, 2 parts by mass of methyl methacrylate, 2 parts by mass of acrylonitrile and 0.5 parts by mass of divinylbenzene as a crosslinking agent were added and heated to 80 ° C. In order to perform the first stage polymerization, 0.01 parts by mass of potassium persulfate was added at the same temperature to initiate the polymerization. After 1 hour, it was confirmed by gas chromatography that all the monomers had been consumed. Next, in order to carry out the second stage polymerization, the obtained copolymer latex was added with 20 parts by mass of deionized water, 20 parts by mass of methyl methacrylate, 15 parts by mass of styrene, and 0.5 parts by mass of divinylbenzene over 2 hours. It was dripped. After completion of the dropwise addition, the reaction was continued for further 1 hour, and it was confirmed by gas chromatography that all the raw materials had been consumed, and a multilayer structure polymer latex was obtained.

<最外層Tg測定>
示差走査熱量計(Perkin Elmer社製DSC−7型)を用い、窒素雰囲気下、20℃/minの昇温速度で測定した。
<Outermost layer Tg measurement>
Using a differential scanning calorimeter (DSC-7 manufactured by Perkin Elmer), the measurement was performed at a temperature increase rate of 20 ° C./min in a nitrogen atmosphere.

<最外層グルタル酸骨格生成の確認>
赤外分光光度計 (Perkin Elmer社製System2000)で測定し、グルタル酸無水物含有単位の特徴的ピークである1800cm−1および1760cm−1の吸収ピークの有無により、グルタル酸無水物含有単位の生成を確認した。
<Confirmation of outermost glutaric acid skeleton formation>
Measured by an infrared spectrophotometer (Perkin Elmer Corp. System2000), the presence or absence of the absorption peak of 1800 cm -1 and 1760 cm -1 which is a characteristic peak of glutaric anhydride containing units, generation of glutaric anhydride containing units It was confirmed.

(実施例1)
参考例1で得られた多層構造重合体粒子前駆体を真空オーブンに入れ、190℃で240分、減圧度10torrで加熱処理を行い、多層構造重合体粒子を得た。得られた、重合体粒子を赤外分光光度計にて確認を行ったところ、グルタル酸無水物骨格を示すピークが存在することがわかった。この多層構造重合体粒子15g及び有機溶剤としてN−メチル−2−ピロリドン(以下、NMPと称する。)285g(関東化学株式会社製、脱水グレード)を仕込み、回転速度500min−1で撹拌しながら170度に加熱して均一に溶解させた。その後、30℃まで降温し、不揮発分5重量%の溶解液を得た。得られた重合体粒子を赤外分光光度計にて確認を行ったところ、グルタル酸無水物骨格を示すピークが存在することがわかった。これを実施例1のバインダースラリー組成物とした。
Example 1
The multilayer structure polymer particle precursor obtained in Reference Example 1 was placed in a vacuum oven and subjected to a heat treatment at 190 ° C. for 240 minutes and at a reduced pressure of 10 torr to obtain multilayer structure polymer particles. When the obtained polymer particles were confirmed with an infrared spectrophotometer, it was found that a peak indicating a glutaric anhydride skeleton was present. The multilayer polymer particles 15 g and N-methyl-2-pyrrolidone (hereinafter referred to as “NMP”) 285 g (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., dehydrated grade) as an organic solvent were charged and stirred at a rotational speed of 500 min −1 for 170. And uniformly dissolved. Thereafter, the temperature was lowered to 30 ° C. to obtain a solution having a nonvolatile content of 5% by weight. When the obtained polymer particles were confirmed with an infrared spectrophotometer, it was found that a peak indicating a glutaric anhydride skeleton was present. This was used as the binder slurry composition of Example 1.

(実施例2)
参考例1で得られた層型の多層構造重合体粒子前駆体15g及び有機溶剤としてNMP285g(関東化学(株)製、脱水グレード)を撹拌機、温度計、及び窒素ガス導入管を装備した1.0リットルのガラス製オートクレーブ内に仕込み、窒素雰囲気下、回転速度500min−1で撹拌しながら170℃に加熱して均一に溶解させた。その後、30℃まで降温し、不揮発分5重量%の溶解液を得た。得られた重合体粒子を赤外分光光度計にて確認を行ったところ、グルタル酸無水物骨格を示すピークが存在することがわかった。これを実施例2のバインダースラリー組成物とした。
(Example 2)
1 g equipped with 15 g of layer-type multilayered polymer particle precursor obtained in Reference Example 1 and 285 g of NMP as organic solvent (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., dehydrated grade) equipped with a stirrer, thermometer, and nitrogen gas inlet tube The solution was charged into a 0.0 liter glass autoclave and heated to 170 ° C. with stirring at a rotation speed of 500 min −1 in a nitrogen atmosphere to be uniformly dissolved. Thereafter, the temperature was lowered to 30 ° C. to obtain a solution having a nonvolatile content of 5% by weight. When the obtained polymer particles were confirmed with an infrared spectrophotometer, it was found that a peak indicating a glutaric anhydride skeleton was present. This was used as the binder slurry composition of Example 2.

(比較例1〜6)
参考例2、3、4、5で作成した多層構造体粒子前駆体(比較例1、2、3、4)およびSBR系樹脂(日本ゼオン製 BM400B、比較例5)フッ素系樹脂(クレハPVDF KFポリマー#1120、比較例6)のバインダーについては、以下の方法で、バインダースラリー組成物を作成した。
(Comparative Examples 1-6)
Multilayer structure particle precursors (Comparative Examples 1, 2, 3, 4) prepared in Reference Examples 2, 3, 4, and 5 and SBR resin (BM400B manufactured by Nippon Zeon, Comparative Example 5) Fluorine resin (Kureha PVDF KF) For the binder of Polymer # 1120, Comparative Example 6), a binder slurry composition was prepared by the following method.

撹拌機、温度計、及び窒素ガス導入管を装備した1.0リットルのガラス製オートクレーブ内に、窒素雰囲気下、樹脂15g及び有機溶剤としてNMP(以下、NMPと称する。)285g(関東化学(株)製、脱水グレード)を仕込み、回転速度500min−1で撹拌しながら170℃に加熱して均一に溶解させた。その後、30℃まで降温し、不揮発分5重量%の溶解液を得た。 In a 1.0 liter glass autoclave equipped with a stirrer, a thermometer, and a nitrogen gas inlet tube, under a nitrogen atmosphere, 15 g of resin and 285 g of NMP (hereinafter referred to as NMP) as an organic solvent (Kanto Chemical Co., Ltd.) ), Dehydrated grade), and heated to 170 ° C. with stirring at a rotation speed of 500 min −1 to be uniformly dissolved. Thereafter, the temperature was lowered to 30 ° C. to obtain a solution having a nonvolatile content of 5% by weight.

<負極の作成>
天然黒鉛((株)中越黒鉛工業所製 LF18A)98重量部に実施例1、2及び比較例1〜6で作成した溶解液40gを添加しさらに粘度調整用NMPを混合し、負極合剤スラリーを調製した。次に、この負極合剤スラリーを厚さ18μmの帯状銅箔製の負極集電体に塗布し、乾燥し、圧縮成型して、厚さ70μmの負極を作製した。
<Creation of negative electrode>
40 g of the solution prepared in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 6 was added to 98 parts by weight of natural graphite (LF18A, manufactured by Chuetsu Graphite Industries Co., Ltd.), and NMP for viscosity adjustment was further mixed to prepare a negative electrode mixture slurry. Was prepared. Next, this negative electrode mixture slurry was applied to a negative electrode current collector made of a strip-shaped copper foil having a thickness of 18 μm, dried, and compression molded to prepare a negative electrode having a thickness of 70 μm.

<正極の作成>
LiCoO(本荘FMCエナジーシステム(株)製 HLC−22)87質量部、黒鉛8重両部、アセチレンブラック3質量部及び実施例1、2及び比較例1〜6で作成した溶解液40gを添加しさらに粘度調整用NMPを混合し、LiCoO混合剤スラリーを調整した。このLiCoO混合剤スラリーを厚さ20μmのアルミ箔に塗布し、乾燥し、圧縮成形して、厚さ70μmの正極を作成した。
<Creation of positive electrode>
LiCoO 2 (HLC-22 manufactured by Honjo FMC Energy System Co., Ltd.) 87 parts by mass, 8 parts by weight of graphite, 3 parts by mass of acetylene black and 40 g of the solution prepared in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 6 were added. Further, NMP for viscosity adjustment was mixed to prepare a LiCoO 2 mixture slurry. This LiCoO 2 mixture slurry was applied to an aluminum foil having a thickness of 20 μm, dried, and compression molded to produce a positive electrode having a thickness of 70 μm.

<接着性評価>
作成した各電極を幅2.0cm×長さ10cmに切り、電極表面にセロハンテープ(登録商標)を貼り付け、電極を固定し、JISK6854−2に準じ、テープを50mm/分の速度で180℃方向に剥離したときの強度(N/cm)を5回測定し、その平均値より接着性を評価した。結果を表2に示す。
<Adhesion evaluation>
Each created electrode was cut into a width of 2.0 cm and a length of 10 cm, cellophane tape (registered trademark) was affixed to the electrode surface, the electrode was fixed, and the tape was 180 ° C. at a speed of 50 mm / min according to JISK6854-2. The strength (N / cm) when peeled in the direction was measured 5 times, and the adhesiveness was evaluated from the average value. The results are shown in Table 2.

<非水電解液の調整>
非水溶媒として、エチレンカーボネート(EC)とメチルエチルカーボネート(MEC)を、EC:MEC=4:6(質量比)の割合で混合したものを用い、次に電解質であるLiPF6を溶解し電解質濃度が1.0モル/リットルとなるように非水電解液を調整した。
<Adjustment of non-aqueous electrolyte>
As a non-aqueous solvent, a mixture of ethylene carbonate (EC) and methyl ethyl carbonate (MEC) in a ratio of EC: MEC = 4: 6 (mass ratio) was used, and then LiPF6 as an electrolyte was dissolved to obtain an electrolyte concentration. Was adjusted to 1.0 mol / liter.

<コイン型電池の作製>
コイン型電池用負極として上述の負極を、直径14mmの円盤状に打ち抜いて、重量20mg/14mmφのコイン状の負極を得た。また、コイン型電池用正極として上述の正極を、直径13.5mmの円盤状にうちぬき、重量42mg/13.5mmφのコイン状の正極を得た。
<Production of coin-type battery>
The above-described negative electrode as a negative electrode for a coin-type battery was punched into a disk shape having a diameter of 14 mm to obtain a coin-shaped negative electrode having a weight of 20 mg / 14 mmφ. Further, the above-mentioned positive electrode was punched out into a disk shape having a diameter of 13.5 mm as a positive electrode for a coin-type battery, and a coin-shaped positive electrode having a weight of 42 mg / 13.5 mmφ was obtained.

上述のコイン状の負極、正極、および厚さ25μm、直径16mmの微多孔性ポリプロピレンフィルムからできたセパレータを、ステンレス製の2032サイズ電池缶の負極缶内に、負極、セパレータ、正極の順序で積層した。その後、セパレータに前記非水電解液0.04mlを注入した後に、その積層体の上にアルミニウム製の板(厚さ1.2mm、直径16mm)、およびバネを重ねた。最後に、ポリプロピレン製のガスケットを介して電池の正極缶をかぶせて、缶蓋をかしめることにより、電池内の気密性を保持し、直径20mm、高さ3.2mmのコイン型電池を作製した。   The above-mentioned coin-shaped negative electrode, positive electrode, and separator made of a microporous polypropylene film having a thickness of 25 μm and a diameter of 16 mm are laminated in the negative electrode can of a stainless steel 2032 size battery can in this order: negative electrode, separator, positive electrode did. Thereafter, 0.04 ml of the non-aqueous electrolyte was injected into the separator, and then an aluminum plate (thickness 1.2 mm, diameter 16 mm) and a spring were stacked on the laminate. Finally, by covering the positive electrode can of the battery via a polypropylene gasket and caulking the can lid, the airtightness inside the battery was maintained, and a coin-type battery having a diameter of 20 mm and a height of 3.2 mm was produced. .

<電池サイクル特性の評価>
上述の様に作製したコイン電池を使用し、この電池を0.5mA定電流、4.2V定電圧の条件で、4.2V定電圧の時の電流値が0.05mAになるまで充電し、その後、1mA定電流3.0V定電圧の条件で、3.0V定電圧の時の電流値が0.05mAになるまで放電した。このサイクルを200回繰り返し、初期の電池容量に対する200サイクル後の容量%を評価した。各電極を使用した電池の評価結果を表2に示す。
<Evaluation of battery cycle characteristics>
Using the coin battery made as described above, this battery was charged under the condition of a constant current of 0.5 mA and a constant voltage of 4.2 V until the current value at a constant voltage of 4.2 V was 0.05 mA, Thereafter, the battery was discharged under the condition of a constant current of 1 mA and a constant voltage of 3.0 V until the current value at a constant voltage of 3.0 V was 0.05 mA. This cycle was repeated 200 times, and the capacity% after 200 cycles with respect to the initial battery capacity was evaluated. Table 2 shows the evaluation results of the battery using each electrode.

Figure 2009266612
Figure 2009266612

本発明により得られる、耐熱性の多層構造重合体粒子を用いることにより、接着性に優れた、リチウムイオン電子の電極用バインダーとして利用することができる。特に耐熱性に優れることから、従来課題であった、サイクル特性を向上することができる。さらに、本バインダーは、これらに限らず、電気2重層型コンデンサー、電解コンデンサーのバインダーとして利用することができる。   By using the heat-resistant multilayered polymer particles obtained by the present invention, it can be used as an electrode binder for lithium ion electrons having excellent adhesion. In particular, since it is excellent in heat resistance, it is possible to improve cycle characteristics, which has been a problem in the past. Furthermore, the present binder is not limited to these, and can be used as a binder for electric double-layer capacitors and electrolytic capacitors.

Claims (4)

下記一般式(1)で表されるグルタル酸無水物構造単位を少なくとも有する、ガラス転移温度が120℃以上200℃以下である熱可塑性樹脂層(A)を最外層に有し、かつ内部に少なくとも1層以上のアクリル酸アルキルエステル単位50質量部以上99.9質量部以下、および他の単官能性単位50〜0.1質量部を有するゴム成分層(B)を有する2つ以上の層からなる多層構造重合体粒子であり、ゴム成分層(B)と熱可塑性樹脂層(A)との質量比は、(B)/(A)において50/50〜90/10であることを特徴とする多層構造重合体粒子からなるリチウムイオン二次電池用バインダー。
Figure 2009266612
(上記式中、R、Rは、同一または相異なるものであり、水素原子および炭素数1〜5のアルキル基を表す。)
The outermost layer has a thermoplastic resin layer (A) having at least a glutaric anhydride structural unit represented by the following general formula (1) and having a glass transition temperature of 120 ° C. or higher and 200 ° C. or lower, From two or more layers having a rubber component layer (B) having one or more layers of an alkyl acrylate unit of 50 to 99.9 parts by mass and other monofunctional units of 50 to 0.1 parts by mass The mass ratio of the rubber component layer (B) and the thermoplastic resin layer (A) is 50/50 to 90/10 in (B) / (A). A binder for a lithium ion secondary battery comprising multilayer polymer particles.
Figure 2009266612
(In the above formula, R 1 and R 2 are the same or different and represent a hydrogen atom and an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.)
請求項1記載のバインダーを、常圧での沸点が80℃〜350℃以下の分散媒に分散させた分散体からなるリチウムイオン二次電池用バインダースラリー組成物。 A binder slurry composition for a lithium ion secondary battery comprising a dispersion in which the binder according to claim 1 is dispersed in a dispersion medium having a boiling point of 80 ° C to 350 ° C at normal pressure. (I)(i)不飽和カルボン酸アルキルエステル単位、(ii)不飽和カルボン酸単位を有する共重合体である熱可塑性樹脂層(A)を最外層に有し、かつ内部に少なくとも1層以上のアクリル酸アルキルエステル単位50〜99.9質量部および他の単官能性単位50〜0.1質量部を有するゴム成分層を有する、2つ以上の層からなる多層構造重合体粒子前駆体を
(II)常圧での沸点が80℃〜350℃以下の分散媒中に分散させ、
(III)100℃以上に加熱することにより、
(IV)一般式(1)で表されるグルタル酸無水物単位を持つ熱可塑性樹脂層(A)をもつ多層構造重合体粒子を生成させることを特徴とする請求項1または2に記載のリチウムイオン二次電池用バインダースラリー組成物の製造方法。
(I) (i) an unsaturated carboxylic acid alkyl ester unit, (ii) a thermoplastic resin layer (A) that is a copolymer having an unsaturated carboxylic acid unit in the outermost layer, and at least one or more layers inside A multilayer polymer particle precursor composed of two or more layers having a rubber component layer having 50 to 99.9 parts by mass of acrylic acid alkyl ester units and 50 to 0.1 parts by mass of other monofunctional units (II) Disperse in a dispersion medium having a boiling point at normal pressure of 80 ° C. to 350 ° C. or less,
(III) By heating to 100 ° C. or higher,
(IV) The lithium polymer particles having a thermoplastic resin layer (A) having a glutaric anhydride unit represented by the general formula (1) are produced. The manufacturing method of the binder slurry composition for ion secondary batteries.
請求項2記載のバインダースラリー組成物または請求項3記載の製造方法から得られるバインダースラリー組成物と活物質とを含有するリチウムイオン二次電池電極用スラリー。 The slurry for lithium ion secondary battery electrodes containing the binder slurry composition obtained from the binder slurry composition of Claim 2, or the manufacturing method of Claim 3, and an active material.
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