JP2014149936A - Secondary battery separator, method for manufacturing secondary battery separator, and secondary battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、リチウムイオン二次電池等の二次電池に使用する二次電池用セパレータ、二次電池用セパレータの製造方法及びこの二次電池用セパレータを用いた二次電池に関するものである。 The present invention relates to a separator for a secondary battery used in a secondary battery such as a lithium ion secondary battery, a method for producing the separator for a secondary battery, and a secondary battery using the separator for a secondary battery.
近年、ノート型パソコン、タブレット端末、スマートフォン等の携帯電話等、携帯端末の普及が著しい。これら携帯端末の電源に用いられている二次電池には、リチウムイオン二次電池などが多用されている。携帯端末に対しては、より快適な携帯性が求められているため、小型化、薄型化、軽量化、高性能化が急速に進み、その結果、携帯端末は様々な場で利用されるようになっている。また、電池に対しても、携帯端末に対するのと同様に、小型化、薄型化、軽量化、高性能化が要求されている。 In recent years, mobile terminals such as notebook computers, tablet terminals, and mobile phones such as smartphones have been widely used. As a secondary battery used for the power source of these portable terminals, a lithium ion secondary battery or the like is frequently used. Because more comfortable portability is required for mobile terminals, miniaturization, thinning, weight reduction, and high performance are rapidly progressing. As a result, mobile terminals are used in various places. It has become. In addition, the battery is required to be smaller, thinner, lighter, and higher in performance as in the case of the portable terminal.
リチウムイオン二次電池は、充電時にリチウムが正極の正極活物質から有機セパレータ中の電解液中にリチウムイオンとして溶け出し負極の負極活物質中に入り込み、放電時に負極の負極活物質中に入り込んだリチウムイオンが電解液中に放出され正極の正極活物質中に再び戻ることによって充放電動作を行っている。 In the lithium ion secondary battery, lithium is dissolved from the positive electrode active material of the positive electrode into the electrolyte in the organic separator as lithium ions during charging and enters the negative electrode active material of the negative electrode, and enters the negative electrode active material of the negative electrode during discharge. The charge / discharge operation is performed by releasing lithium ions into the electrolytic solution and returning again into the positive electrode active material of the positive electrode.
通常、リチウムイオン二次電池に用いられる有機セパレータとしては、例えばポリオレフィン系樹脂から成る微多孔膜が使用されている。有機セパレータは、電池内部の温度が130℃近傍になった場合、溶融して微多孔を塞ぐことで、リチウムイオンの移動を防ぎ、電流を遮断させるシャットダウン機能により、リチウムイオン二次電池の安全性を保持する役割を担っている。しかしながら、瞬間的な発熱によって電池温度が、例えば150℃を超えると、有機セパレータは急激に収縮して、正極及び負極が直接接触し、短絡する箇所が拡大することがある。この場合、電池温度は数百℃以上にまで異常過熱された状態に至ることがある。 Usually, as an organic separator used for a lithium ion secondary battery, for example, a microporous film made of a polyolefin-based resin is used. The organic separator melts and closes the micropore when the temperature inside the battery reaches around 130 ° C, thereby preventing the movement of lithium ions and shutting down the current. Has a role to hold. However, when the battery temperature exceeds, for example, 150 ° C. due to instantaneous heat generation, the organic separator contracts rapidly, and the positive electrode and the negative electrode may be in direct contact with each other, thereby expanding the location where the short circuit occurs. In this case, the battery temperature may reach a state where it is abnormally overheated to several hundred degrees Celsius or higher.
このため、ポリエチレン微多孔膜等の有機セパレータの表面上に、耐熱性のある多孔膜層(以下において「耐熱層」と記載することもある。)を積層した非水系セパレータ等が検討されている。多孔膜層は、内部に多数の連結された微細孔構造を有する膜のことであり、非導電性粒子、非導電性粒子同士及び非導電性粒子と有機セパレータや集電体とを結着させるためポリマーバインダー(以下において「バインダー」と記載することもある。)を含有する。また多孔膜層は、電極に積層して用いたり、有機セパレータそのものとして用いることもできる。 For this reason, non-aqueous separators and the like in which a heat-resistant porous film layer (hereinafter sometimes referred to as “heat-resistant layer”) is laminated on the surface of an organic separator such as a polyethylene microporous film have been studied. . The porous membrane layer is a membrane having a large number of linked micropore structures inside, and binds non-conductive particles, non-conductive particles, and non-conductive particles to an organic separator or a current collector. Therefore, it contains a polymer binder (hereinafter sometimes referred to as “binder”). Further, the porous membrane layer can be used by being laminated on an electrode, or can be used as an organic separator itself.
特許文献1には有機セパレータ上に耐熱性樹脂を含む耐熱層を設けた二次電池用セパレータが記載されている。また特許文献1には、有機セパレータ上にフッ化ビニリデン系樹脂を含む接着剤層を設けた二次電池用セパレータが記載されている。
また、特許文献2には、有機セパレータと耐熱層との間に接着剤層を設けることが記載されている。
Patent Document 1 describes a secondary battery separator in which a heat resistant layer containing a heat resistant resin is provided on an organic separator. Patent Document 1 describes a secondary battery separator in which an adhesive layer containing a vinylidene fluoride resin is provided on an organic separator.
Patent Document 2 describes that an adhesive layer is provided between the organic separator and the heat-resistant layer.
しかし、特許文献1では、有機セパレータ上に耐熱層を設けたセパレータと、有機セパレータ上に接着剤層を設けたセパレータとが別々に開示され、本発明者の検討によれば、有機セパレータ上に耐熱層を設けたセパレータを使用すると、耐熱層と電極の電極活物質層との接着性が不足するため、電極の捲回時等の工程上においてかかる機械的な力に対する強度が下がり、電極活物質等の脱離(粉落ち)が十分に防げず、脱離物によって電極間が短絡するなどの危険性が大きくなることがわかった。 However, in patent document 1, the separator which provided the heat-resistant layer on the organic separator, and the separator which provided the adhesive bond layer on the organic separator were separately disclosed, and according to examination of this inventor, on an organic separator. When a separator provided with a heat-resistant layer is used, the adhesiveness between the heat-resistant layer and the electrode active material layer of the electrode is insufficient. It was found that desorption (powder removal) of substances and the like could not be prevented sufficiently, and the danger of short-circuiting between electrodes due to the desorption was increased.
また、有機セパレータ上に接着剤層を設けたセパレータを使用すると、セパレータとして十分な耐熱性を得られないため、概して150℃以下の温度でも収縮しやすく、電池の短絡を導きやすいといった問題点があることが分かった。
また、特許文献2においても、耐熱層と電極の電極活物質層との接着力を十分に得ることができなかった。
即ち、特許文献1及び2においては、シャットダウン機能とセパレータと電極間の接着性を十分に両立させることができなかった。
In addition, when a separator having an adhesive layer provided on an organic separator is used, sufficient heat resistance cannot be obtained as a separator. Therefore, the separator generally tends to shrink even at a temperature of 150 ° C. or less, and a short circuit of the battery is likely to occur. I found out.
Also in Patent Document 2, sufficient adhesive strength between the heat-resistant layer and the electrode active material layer of the electrode cannot be obtained.
That is, in Patent Documents 1 and 2, the shutdown function and the adhesiveness between the separator and the electrode cannot be sufficiently achieved.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、耐熱性が良好で、集電体に積層された電極活物質層との接着性が高い二次電池用セパレータ、二次電池用セパレータの製造方法を提供することを目的とする。さらに、本発明は、かかる二次電池用セパレータを有する二次電池を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and has good heat resistance and high adhesion to an electrode active material layer laminated on a current collector. Secondary battery separator and secondary battery separator It aims at providing the manufacturing method of. Furthermore, an object of this invention is to provide the secondary battery which has this separator for secondary batteries.
本発明者らは、鋭意検討の結果、有機セパレータ上に特定の耐熱層を形成し、さらに耐熱層上に特定の接着剤層を形成することにより、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies, the inventors have found that the above object can be achieved by forming a specific heat-resistant layer on the organic separator and further forming a specific adhesive layer on the heat-resistant layer. It came to be completed.
即ち、本発明によれば、
(1) 有機セパレータと、前記有機セパレータの少なくとも一面に隣接して形成され、非導電性粒子及びバインダーを含む耐熱層と、前記耐熱層上に形成され、融点が70〜150℃であるフッ化ビニリデン共重合体を含む接着剤層とを備え、前記耐熱層の前記有機セパレータへの片面あたりの塗布量が2〜10g/m2であり、前記接着剤層の前記耐熱層への片面あたりの塗布量が0.1〜1.5g/m2であることを特徴とする二次電池用セパレータ、
(2) 前記フッ化ビニリデン共重合体の電解液に対する膨潤度が110〜200%であることを特徴とする(1)記載の二次電池用セパレータ、
(3) 前記接着剤層はさらにアクリル系重合体を含むことを特徴とする(1)または(2)記載の二次電池用セパレータ、
(4) 有機セパレータ上に非導電性粒子及びバインダーを含む耐熱層用スラリーを塗布し、乾燥することにより耐熱層を形成する耐熱層形成工程と、前記耐熱層上にフッ化ビニリデン共重合体を含む接着剤層用スラリーを塗布し、乾燥することにより接着剤層を形成する接着剤層形成工程とを含むことを特徴とする二次電池用セパレータの製造方法、
(5) (1)〜(3)の何れか一項に記載の二次電池用セパレータ、正極、負極及び電解液を備えることを特徴とする二次電池
が提供される。
That is, according to the present invention,
(1) An organic separator, a heat-resistant layer formed adjacent to at least one surface of the organic separator, including non-conductive particles and a binder, and formed on the heat-resistant layer and having a melting point of 70 to 150 ° C. An adhesive layer containing a vinylidene copolymer, the coating amount of the heat-resistant layer per side to the organic separator is 2 to 10 g / m 2 , and the adhesive layer per side of the heat-resistant layer to the heat-resistant layer A separator for a secondary battery, wherein the coating amount is 0.1 to 1.5 g / m 2 ;
(2) The secondary battery separator according to (1), wherein the degree of swelling of the vinylidene fluoride copolymer with respect to the electrolyte is 110 to 200%,
(3) The separator for secondary batteries according to (1) or (2), wherein the adhesive layer further contains an acrylic polymer,
(4) A heat-resistant layer forming step of forming a heat-resistant layer by applying a slurry for a heat-resistant layer containing non-conductive particles and a binder on an organic separator and drying, and a vinylidene fluoride copolymer on the heat-resistant layer. A method for producing a separator for a secondary battery, comprising: an adhesive layer forming step of forming an adhesive layer by applying and drying a slurry for an adhesive layer,
(5) A secondary battery comprising the separator for a secondary battery according to any one of (1) to (3), a positive electrode, a negative electrode, and an electrolytic solution is provided.
本発明によれば、耐熱性が良好で、集電体に積層された電極活物質層との接着性が高い二次電池用セパレータ、二次電池用セパレータの製造方法が提供される。また、本発明によれば、耐熱性が良好で、集電体に積層された電極活物質層との接着性が高い二次電池用セパレータを備えた二次電池が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the separator for secondary batteries which has favorable heat resistance and high adhesiveness with the electrode active material layer laminated | stacked on the electrical power collector, and a separator for secondary batteries is provided. In addition, according to the present invention, there is provided a secondary battery including a secondary battery separator having good heat resistance and high adhesion to an electrode active material layer laminated on a current collector.
以下、本発明に係る二次電池用セパレータ及び二次電池について説明する。本発明の二次電池用セパレータは、有機セパレータと、前記有機セパレータの少なくとも一面に隣接して形成され、非導電性粒子及びバインダーを含む耐熱層と、前記耐熱層上に形成され、融点が70〜150℃であるフッ化ビニリデン共重合体を含む接着剤層とを備え、前記耐熱層の前記有機セパレータへの片面あたりの塗布量が2〜10g/m2であり、前記接着剤層の前記耐熱層への片面あたりの塗布量が0.1〜1.5g/m2であることを特徴とする。以下、有機セパレータ、耐熱層、接着剤層の順に詳述する。 Hereinafter, the secondary battery separator and the secondary battery according to the present invention will be described. The separator for a secondary battery according to the present invention is formed adjacent to at least one surface of the organic separator, the organic separator, a heat resistant layer containing non-conductive particles and a binder, and formed on the heat resistant layer, and has a melting point of 70. An adhesive layer containing a vinylidene fluoride copolymer having a temperature of ˜150 ° C., the coating amount of the heat-resistant layer on one side of the organic separator being 2 to 10 g / m 2 , and the adhesive layer The coating amount per one side to the heat-resistant layer is 0.1 to 1.5 g / m 2 . Hereinafter, the organic separator, the heat-resistant layer, and the adhesive layer will be described in detail in this order.
(有機セパレータ)
本発明に用いる有機セパレータとしては、電子伝導性がなくイオン伝導性があり、有機溶媒に対する耐性が高い、孔径の微細な多孔質膜が用いられる。例えばポリオレフィン系(ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリ塩化ビニル)、及びこれらの混合物あるいは共重合体等の樹脂からなる微多孔膜、ポリエチレンテレフタレート、ポリシクロオレフィン、ポリエーテルスルフォン、ポリアミド、ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリアラミド、ポリシクロオレフィン、ナイロン、ポリテトラフルオロエチレン等の樹脂からなる微多孔膜またはポリオレフィン系の繊維を織ったもの、またはその不織布、絶縁性物質粒子の集合体等が挙げられる。これらの中でも、耐熱層用スラリーの塗工性が優れ、二次電池用セパレータの厚さを薄くし、電池内の電極活物質層の比率を上げて体積あたりの容量を上げることができるため、ポリオレフィン系の樹脂からなる微多孔膜が好ましい。
(Organic separator)
As the organic separator used in the present invention, a porous membrane having a fine pore diameter, which has no electron conductivity and ion conductivity and high resistance to an organic solvent is used. For example, a polyolefin film (polyethylene, polypropylene, polybutene, polyvinyl chloride), a microporous film made of a resin such as a mixture or copolymer thereof, polyethylene terephthalate, polycycloolefin, polyether sulfone, polyamide, polyimide, polyimide amide, Examples thereof include a microporous membrane made of a resin such as polyaramid, polycycloolefin, nylon, and polytetrafluoroethylene, or a woven fabric of polyolefin fibers, a nonwoven fabric thereof, an aggregate of insulating substance particles, or the like. Among these, since the coating property of the slurry for the heat-resistant layer is excellent, the thickness of the secondary battery separator can be reduced, and the capacity per volume can be increased by increasing the ratio of the electrode active material layer in the battery. A microporous membrane made of polyolefin resin is preferred.
有機セパレータの厚さは、電池内での有機セパレータによる抵抗が小さくなり、また、電池製造時の作業性に優れる観点から、通常0.5〜40μmであり、1〜30μmであることが好ましく、1〜20μmであることがより好ましい。 The thickness of the organic separator is usually from 0.5 to 40 μm, preferably from 1 to 30 μm, from the viewpoint that the resistance due to the organic separator in the battery is reduced and the workability during battery production is excellent. More preferably, it is 1-20 micrometers.
本発明に用いる有機セパレータは、強度や硬度、熱収縮率を制御する目的で、非導電性粒子以外の他のフィラーや繊維化合物を含んでもよい。また、有機セパレータの表面上に耐熱層を積層する際に、密着性を向上させたり、電解液との表面張力を下げて液の含浸性を向上させる目的で、予め低分子化合物や高分子化合物で有機セパレータ表面を、被覆処理したり、紫外線などの電磁線処理、コロナ放電・プラズマガスなどのプラズマ処理を行ってもよい。特に、電解液の含浸性が高く、耐熱層との密着性を得やすい点から、カルボン酸基、水酸基及びスルホン酸基などの極性基を含有する高分子化合物で被覆処理したものが好ましい。 The organic separator used in the present invention may contain fillers and fiber compounds other than non-conductive particles for the purpose of controlling strength, hardness, and heat shrinkage. In addition, when laminating a heat-resistant layer on the surface of the organic separator, a low molecular compound or a polymer compound is previously prepared for the purpose of improving adhesion or improving the liquid impregnation property by lowering the surface tension with the electrolytic solution. The surface of the organic separator may be subjected to coating treatment, electromagnetic radiation treatment such as ultraviolet rays, or plasma treatment such as corona discharge / plasma gas. In particular, those coated with a polymer compound containing a polar group such as a carboxylic acid group, a hydroxyl group, and a sulfonic acid group are preferable from the viewpoint of high impregnation of the electrolytic solution and easy adhesion to the heat-resistant layer.
本発明に用いる有機セパレータは、引き裂き強度や、突き刺し強度を上げる目的で、前記有機セパレータ同士の多層構造であってもよい。具体的には、ポリエチレン微多孔膜とポリプロピレン微多孔膜の積層体、不織布とポリオレフィン系セパレータとの積層体などが挙げられる。 The organic separator used in the present invention may have a multilayer structure between the organic separators for the purpose of increasing the tear strength and the piercing strength. Specific examples include a laminate of a polyethylene microporous membrane and a polypropylene microporous membrane, and a laminate of a nonwoven fabric and a polyolefin separator.
(耐熱層)
本発明の二次電池用セパレータを構成する耐熱層は、非導電性粒子及びバインダーを含有する。上記耐熱層は、非導電性粒子がバインダーを介して結着されてなり、非導電性粒子間の空隙が形成された構造を有する。この空隙が、耐熱層の孔となっている。
(Heat resistant layer)
The heat resistant layer constituting the separator for a secondary battery of the present invention contains non-conductive particles and a binder. The heat-resistant layer has a structure in which non-conductive particles are bound via a binder and voids between the non-conductive particles are formed. This void is a hole in the heat-resistant layer.
(非導電性粒子)
非導電性粒子を構成する材料としては、リチウムイオン二次電池の使用環境下で安定に存在し、電気化学的にも安定であることが望まれる。例えば各種の非導電性の無機粒子、有機粒子を使用することができる。
(Non-conductive particles)
As a material constituting the non-conductive particles, it is desired that the material is stably present in an environment where the lithium ion secondary battery is used and is electrochemically stable. For example, various non-conductive inorganic particles and organic particles can be used.
無機粒子の材料としては、電気化学的に安定であり、また、他の材料、例えば後述する粘度調整剤などと混合して耐熱層用スラリー組成物を調製するのに適した材料が好ましい。このような観点から、無機粒子としては、酸化アルミニウム(アルミナ)、酸化アルミニウムの水和物(ベーマイト(AlOOH)、ギブサイト(Al(OH)3)、ベークライト、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、酸化鉄、酸化ケイ素、酸化チタン(チタニア)、酸化カルシウムなどの酸化物、窒化アルミニウム、窒化ケイ素等の窒化物、シリカ、硫酸バリウム、フッ化バリウム、フッ化カルシウム等が用いられる。これらの中でも、電解液中での安定性と電位安定性の観点から酸化物が好ましく、中でも吸水性が低く耐熱性(例えば180℃以上の高温に対する耐性)に優れる観点から酸化チタン、アルミナ、ベーマイト、酸化マグネシウム及び水酸化マグネシウムが好ましく、アルミナ、ベーマイト、酸化マグネシウム及び水酸化マグネシウムが特に好ましい。 As the material of the inorganic particles, a material that is electrochemically stable and suitable for preparing a slurry composition for a heat-resistant layer by mixing with other materials, for example, a viscosity adjusting agent described later is preferable. From this point of view, the inorganic particles include aluminum oxide (alumina), aluminum oxide hydrate (boehmite (AlOOH), gibbsite (Al (OH) 3 ), bakelite, magnesium oxide, magnesium hydroxide, iron oxide, Silicon oxide, titanium oxide (titania), oxides such as calcium oxide, nitrides such as aluminum nitride and silicon nitride, silica, barium sulfate, barium fluoride, calcium fluoride, etc. Among these, in electrolyte Oxides are preferred from the standpoint of stability and potential stability at high temperatures, and titanium oxide, alumina, boehmite, magnesium oxide and magnesium hydroxide are particularly preferred from the standpoint of low water absorption and excellent heat resistance (eg, resistance to high temperatures of 180 ° C. or higher). Alumina, boehmite, magnesium oxide and water Magnesium reduction is particularly preferred.
有機粒子としては、通常はポリマー(重合体)の粒子を用いる。有機粒子は、その表面の官能基の種類及び量を調整することにより、水に対する親和性を制御でき、ひいては本発明の耐熱層に含まれる水分量を制御できる。非導電性粒子の有機材料として好ましい例を挙げると、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリイミド、メラミン樹脂、フェノール樹脂など各種高分子化合物などが挙げられる。粒子を形成する上記高分子化合物は、単独重合体でも共重合体でもよく、共重合体の場合は、ブロック共重合体、ランダム共重合体、グラフト共重合体、交互共重合体のいずれも使用できる。さらに、少なくとも一部が変性されたものや架橋物であってもよい。そして、これらの混合物であってもよい。架橋物である場合の架橋剤としては、ジビニルベンゼンなどの芳香族環を持つ架橋体、エチレングリコールジメタクリレートなどの多官能アクリレート架橋体、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレートなどのエポキシ基を有する架橋体などが挙げられる。有機粒子は、2種以上の高分子化合物の混合物により形成されていてもよい。 As the organic particles, polymer (polymer) particles are usually used. The organic particles can control the affinity for water by adjusting the type and amount of functional groups on the surface, and thus can control the amount of water contained in the heat-resistant layer of the present invention. Preferred examples of the organic material for the non-conductive particles include various polymer compounds such as polystyrene, polyethylene, polyimide, melamine resin, and phenol resin. The polymer compound forming the particles may be a homopolymer or a copolymer. In the case of a copolymer, any of a block copolymer, a random copolymer, a graft copolymer, and an alternating copolymer is used. it can. Furthermore, it may be at least partially modified or a crosslinked product. And a mixture of these may be sufficient. In the case of a cross-linked product, the cross-linking agent includes a cross-linked product having an aromatic ring such as divinylbenzene, a polyfunctional acrylate cross-linked product such as ethylene glycol dimethacrylate, and a cross-linked product having an epoxy group such as glycidyl acrylate and glycidyl methacrylate. Can be mentioned. The organic particles may be formed of a mixture of two or more polymer compounds.
前記非導電性粒子は、必要に応じて、元素置換、表面処理、固溶体化等が施されていてもよい。また、非導電性粒子は、1つの粒子の中に、前記の材料のうち1種類を単独で含むものであってもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて含むものであってもよい。さらに、非導電性粒子は、異なる材料で形成された2種類以上の粒子を組み合わせて用いてもよい。 The non-conductive particles may be subjected to element substitution, surface treatment, solid solution, or the like, if necessary. Further, the non-conductive particles may include one kind of the above materials alone in one particle, or may contain two or more kinds in combination at an arbitrary ratio. . Further, the non-conductive particles may be used in combination of two or more kinds of particles formed of different materials.
非導電性粒子の体積平均粒子径D50は、通常0.1μm以上、好ましくは0.2μm以上であり、通常5μm以下、好ましくは2μm以下、より好ましくは1μm以下である。このような体積平均粒子径D50の非導電性粒子を用いることにより、多孔膜の厚みが薄くても、均一な多孔膜を得ることができるので、電池の容量を高くすることができる。ここで体積平均粒子径D50は、レーザー回折法で測定された粒度分布において、小径側から計算した累積体積が50%となる粒子径を表す。 The volume average particle diameter D50 of the non-conductive particles is usually 0.1 μm or more, preferably 0.2 μm or more, and usually 5 μm or less, preferably 2 μm or less, more preferably 1 μm or less. By using such non-conductive particles having a volume average particle diameter D50, a uniform porous film can be obtained even if the thickness of the porous film is thin, so that the capacity of the battery can be increased. Here, the volume average particle diameter D50 represents the particle diameter at which the cumulative volume calculated from the small diameter side becomes 50% in the particle size distribution measured by the laser diffraction method.
また、これらの非導電性粒子のBET比表面積は、粒子の凝集を抑制し、耐熱層用スラリーの流動性を好適化する観点から、具体的には、0.9〜200m2/gであることが好ましく、1.5〜150m2/gであることがより好ましい。非導電性粒子のBET比表面積は、比表面積測定装置(ジェミニ2310:島津製作所社製)を用いて、非導電性粒子に窒素ガスを吸着させ、BET測定法で測定する。 In addition, the BET specific surface area of these non-conductive particles is specifically 0.9 to 200 m 2 / g from the viewpoint of suppressing particle aggregation and optimizing the fluidity of the heat-resistant layer slurry. It is preferably 1.5 to 150 m 2 / g. The BET specific surface area of the nonconductive particles is measured by a BET measurement method by adsorbing nitrogen gas to the nonconductive particles using a specific surface area measuring device (Gemini 2310: manufactured by Shimadzu Corporation).
本発明において、非導電性粒子の形状は、例えば、球状、楕円球状、多角形状、テトラポッド(登録商標)状、板状、鱗片状などが挙げられる。中でも、多孔膜の空隙率を高くして多孔膜セパレータによるイオン伝導度の低下を抑制する観点では、テトラポッド(登録商標)状、板状、鱗片状が好ましい。 In the present invention, examples of the shape of the nonconductive particles include a spherical shape, an elliptical spherical shape, a polygonal shape, a tetrapod (registered trademark) shape, a plate shape, and a scale shape. Among these, from the viewpoint of increasing the porosity of the porous membrane and suppressing the decrease in ionic conductivity due to the porous membrane separator, a tetrapod (registered trademark) shape, a plate shape, and a scale shape are preferable.
耐熱層における非導電性粒子の含有割合は、非導電性粒子同士が接触部を有しつつ、イオンの移動が阻害されない程度に、非導電性粒子同士の隙間を形成できる点で、70〜97質量%であることが好ましく、80〜95質量%であることがより好ましい。 The content ratio of the nonconductive particles in the heat-resistant layer is such that the gap between the nonconductive particles can be formed to such an extent that the nonconductive particles have contact portions and the movement of ions is not inhibited. It is preferable that it is mass%, and it is more preferable that it is 80-95 mass%.
(バインダー)
本発明における耐熱層は、バインダーを含む。バインダーは耐熱層の機械的強度を維持する役割を果たす。通常、バインダーとしては、結着性を有するものであれば、種々のものを用いることができる。例えば、共役ジエン重合体、アクリル酸エステル単量体単位及び/又はメタクリル酸エステル単量体単位を含む重合体(以下、「(メタ)アクリル重合体」ということがある。本願において、「(メタ)アクリル」はアクリル及び/又はメタクリルを意味する。)、フッ素重合体、シリコン重合体などが挙げられる。
(binder)
The heat-resistant layer in the present invention contains a binder. The binder plays a role of maintaining the mechanical strength of the heat-resistant layer. Usually, various binders can be used as long as they have binding properties. For example, a polymer containing a conjugated diene polymer, an acrylate monomer unit and / or a methacrylic acid ester monomer unit (hereinafter, referred to as “(meth) acrylic polymer”. ) “Acryl” means acrylic and / or methacrylic), fluoropolymers, silicon polymers and the like.
中でも、得られる耐熱層における非導電性粒子の保持性や、柔軟性に優れ、かつ、酸化還元に安定であり寿命特性が優れる電池を得易い点から、後述するスチレン・ブタジエン共重合体(SBR)、アクリロニトリル・ブタジエン共重合体(NBR)の水素化物(H−NBR)及び(メタ)アクリル重合体が好ましく、(メタ)アクリル重合体がより好ましく、(メタ)アクリル重合体のなかでも、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位に加えて、(メタ)アクリロニトリル単量体単位を含むアクリロニトリル・(メタ)アクリル酸エステル共重合体がさらに好ましい。 Among them, a styrene-butadiene copolymer (SBR) described later is preferable because it is easy to obtain a battery having excellent non-conductive particle retention and flexibility in the obtained heat-resistant layer, and being stable in oxidation and reduction and having excellent life characteristics. ), Hydrides of acrylonitrile-butadiene copolymer (NBR) (H-NBR) and (meth) acrylic polymers are preferred, (meth) acrylic polymers are more preferred, and among (meth) acrylic polymers, ( In addition to a (meth) acrylic acid ester monomer unit, an acrylonitrile / (meth) acrylic acid ester copolymer containing a (meth) acrylonitrile monomer unit is more preferable.
共役ジエン重合体は、共役ジエン単量体単位を含む重合体及びその水素化物である。共役ジエン単量体単位は、共役ジエン単量体を重合して得られる繰り返し単位である。
共役ジエン単量体単位を構成する共役ジエン単量体としては、例えば、1,3−ブタジエン、イソプレン、クロロプレンなどが挙げられる。
共役ジエン重合体は、共役ジエン単量体単位以外に、共役ジエンと共重合可能な単量体の単量体単位を任意成分として含めることができる。
The conjugated diene polymer is a polymer containing a conjugated diene monomer unit and a hydride thereof. The conjugated diene monomer unit is a repeating unit obtained by polymerizing a conjugated diene monomer.
Examples of the conjugated diene monomer constituting the conjugated diene monomer unit include 1,3-butadiene, isoprene, chloroprene and the like.
In addition to the conjugated diene monomer unit, the conjugated diene polymer can contain a monomer unit of a monomer copolymerizable with the conjugated diene as an optional component.
前記共役ジエンと共重合可能な単量体単位を構成する単量体としては、1,2−ブタジエンなどの非共役ジエン単量体;エチレン、プロピレン、イソブチレンなどのα-オレフィン類;スチレンなどの芳香族ビニル単量体;アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのシアノ化ビニル単量体;などが挙げられる。
これら共重合可能な単量体は、単独または2種以上併用することができる。
Monomers constituting the monomer unit copolymerizable with the conjugated diene include non-conjugated diene monomers such as 1,2-butadiene; α-olefins such as ethylene, propylene, and isobutylene; Aromatic vinyl monomers; vinyl cyanide monomers such as acrylonitrile and methacrylonitrile;
These copolymerizable monomers can be used alone or in combination of two or more.
共役ジエン重合体の具体例としては、ポリブタジエンやポリイソプレンなどの共役ジエン単独重合体;スチレン・ブタジエン共重合体(SBR)、スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体(SBS)、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体(SIS)などの芳香族ビニル・共役ジエン共重合体及びその水素化物;スチレン・ブタジエン・メタクリル酸共重合体や、スチレン・ブタジエン・イタコン酸共重合体などの芳香族ビニル・共役ジエン・カルボン酸基含有単量体の共重合体;アクリロニトリル・ブタジエン共重合体(NBR)などのシアン化ビニル・共役ジエン共重合体及びその水素化物;等が挙げられる。 Specific examples of the conjugated diene polymer include conjugated diene homopolymers such as polybutadiene and polyisoprene; styrene / butadiene copolymer (SBR), styrene / butadiene / styrene block copolymer (SBS), styrene / isoprene / styrene. Aromatic vinyl / conjugated diene copolymer such as block copolymer (SIS) and its hydride; aromatic vinyl / conjugated such as styrene / butadiene / methacrylic acid copolymer and styrene / butadiene / itaconic acid copolymer And copolymers of diene / carboxylic acid group-containing monomers; vinyl cyanide / conjugated diene copolymers such as acrylonitrile / butadiene copolymer (NBR) and hydrides thereof; and the like.
アクリル酸エステル単量体単位は、アクリル酸エステル単量体を重合して得られる繰り返し単位であり、メタアクリル酸エステル単量体単位は、メタアクリル酸エステル単量体を重合して得られる繰り返し単位である。 The acrylic ester monomer unit is a repeating unit obtained by polymerizing an acrylic ester monomer, and the methacrylic ester monomer unit is a repeating unit obtained by polymerizing a methacrylate monomer. Unit.
アクリル酸エステル及び/又はメタクリル酸エステルとしては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、t−ブチルアクリレート、ペンチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、ヘプチルアクリレート、オクチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、ノニルアクリレート、デシルアクリレート、ラウリルアクリレート、n−テトラデシルアクリレート、ステアリルアクリレートなどのアクリル酸アルキルエステル;メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n−プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、t−ブチルメタクリレート、ペンチルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、ヘプチルメタクリレート、オクチルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、ノニルメタクリレート、デシルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、n−テトラデシルメタクリレート、ステアリルメタクリレートなどのメタクリル酸アルキルエステルが挙げられる。これらの中でも、アクリル酸アルキルエステルが好ましく、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、及び2−エチルヘキシルアクリレートからなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましく、ブチルアクリレートがより好ましい。 As acrylic acid ester and / or methacrylic acid ester, methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, t-butyl acrylate, pentyl acrylate, hexyl acrylate, heptyl acrylate, octyl acrylate, 2- Acrylic acid alkyl esters such as ethylhexyl acrylate, nonyl acrylate, decyl acrylate, lauryl acrylate, n-tetradecyl acrylate, stearyl acrylate; methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, n-butyl methacrylate, t-butyl methacrylate , Pentyl methacrylate, hexyl methacrylate, Heptyl methacrylate, octyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, nonyl methacrylate, decyl methacrylate, lauryl methacrylate, n- tetradecyl methacrylate, methacrylic acid alkyl esters such as stearyl methacrylate. Among these, acrylic acid alkyl ester is preferable, and at least one selected from the group consisting of ethyl acrylate, butyl acrylate, and 2-ethylhexyl acrylate is preferable, and butyl acrylate is more preferable.
(メタ)アクリル重合体における(メタ)アクリル酸エステルの単量体単位の含有割合は、50〜98質量%であることが好ましく、60〜97.5質量%であることがより好ましく、70〜95質量%であることが特に好ましい。 The content ratio of the monomer units of the (meth) acrylic acid ester in the (meth) acrylic polymer is preferably 50 to 98% by mass, more preferably 60 to 97.5% by mass, and 70 to It is particularly preferably 95% by mass.
(メタ)アクリル重合体は、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位に加えて、(メタ)アクリロニトリル単量体単位を含むことが好ましい。(メタ)アクリル重合体が、(メタ)アクリロニトリル単量体単位と(メタ)アクリル酸エステル単量体単位とを含むことにより、酸化還元に安定で、高寿命の電池を得ることができる。また、これらの繰り返し単位を含む(メタ)アクリル重合体をバインダーとして用いることで、耐熱層の柔軟性が向上し、それにより切断(スリット)加工時や捲回時に耐熱層から非導電性粒子が脱離することを抑制できる。 The (meth) acrylic polymer preferably contains a (meth) acrylonitrile monomer unit in addition to the (meth) acrylic acid ester monomer unit. When the (meth) acrylic polymer contains the (meth) acrylonitrile monomer unit and the (meth) acrylic acid ester monomer unit, a battery having a long life and stable in redox can be obtained. In addition, by using a (meth) acrylic polymer containing these repeating units as a binder, the flexibility of the heat-resistant layer is improved, so that non-conductive particles are removed from the heat-resistant layer during cutting (slit) processing or winding. Desorption can be suppressed.
(メタ)アクリロニトリル単量体単位は、(メタ)アクリロニトリルを重合して得られる繰り返し単位である。なお、バインダーは、(メタ)アクリロニトリル単量体単位として、アクリロニトリル単量体単位だけを含んでいてもよく、メタクリロニトリル単量体単位だけを含んでいてもよく、アクリロニトリル単量体単位とメタクリロニトリル単量体単位の両方を任意の比率で組み合わせて含んでいてもよい。 The (meth) acrylonitrile monomer unit is a repeating unit obtained by polymerizing (meth) acrylonitrile. The binder may contain only an acrylonitrile monomer unit as a (meth) acrylonitrile monomer unit, or may contain only a methacrylonitrile monomer unit, and an acrylonitrile monomer unit and a methacrylonitrile monomer unit. Both nitrile monomer units may be included in combination at any ratio.
本発明において、(メタ)アクリル重合体中の(メタ)アクリロニトリル単量体単位と(メタ)アクリル酸エステル単量体単位との比率(=(メタ)アクリロニトリル単量体単位/(メタ)アクリル酸エステル単量体単位)は、質量比で、1/99〜30/70の範囲であることが好ましく、5/95〜25/75の範囲であることがより好ましい。(メタ)アクリル重合体中の(メタ)アクリロニトリル単量体単位の比率が低すぎると、バインダーが電解液に膨潤することによりイオン伝導性が低下し、レート特性が低下する。また、前記比率が高すぎると、バインダーの強度が低下するため耐熱層の強度が低下する。通常、バインダーが含む(メタ)アクリロニトリル単量体単位及び(メタ)アクリル酸エステル単量体単位の割合は、バインダーを製造するために用いた全単量体に占める(メタ)アクリロニトリル単量体及び(メタ)アクリル酸エステル単量体の割合(仕込み比)と同じになる。 In the present invention, the ratio of (meth) acrylonitrile monomer unit to (meth) acrylic acid ester monomer unit in (meth) acrylic polymer (= (meth) acrylonitrile monomer unit / (meth) acrylic acid) The ester monomer unit) is preferably in the range of 1/99 to 30/70, more preferably in the range of 5/95 to 25/75. When the ratio of the (meth) acrylonitrile monomer unit in the (meth) acrylic polymer is too low, the binder is swollen in the electrolytic solution, so that ionic conductivity is lowered and rate characteristics are lowered. Moreover, since the intensity | strength of a binder will fall when the said ratio is too high, the intensity | strength of a heat-resistant layer falls. Usually, the ratio of the (meth) acrylonitrile monomer unit and the (meth) acrylic acid ester monomer unit contained in the binder is the (meth) acrylonitrile monomer occupying in all monomers used to produce the binder and It becomes the same as the ratio (preparation ratio) of the (meth) acrylic acid ester monomer.
(メタ)アクリル重合体は、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位、及び(メタ)アクリロニトリル単量体単位に加えて他の単量体単位を含むことが好ましい。
他の単量体単位としては、酸性基を有するビニルモノマーの単量体単位、架橋性基を有するモノマーの単量体単位などが挙げられる。
The (meth) acrylic polymer preferably contains another monomer unit in addition to the (meth) acrylic acid ester monomer unit and the (meth) acrylonitrile monomer unit.
Examples of other monomer units include a monomer unit of a vinyl monomer having an acidic group, a monomer unit of a monomer having a crosslinkable group, and the like.
酸性基を有するビニルモノマーとしては、−COOH基(カルボン酸基)を有する単量体、−OH基(水酸基)を有する単量体、−SO3H基(スルホン酸基)を有する単量体、−PO3H2基を有する単量体、−PO(OH)(OR)基(Rは炭化水素基を表す)を有する単量体、及び低級ポリオキシアルキレン基を有する単量体が挙げられる。また、加水分解によりカルボン酸基を生成する酸無水物も同様に使用することができる。 Examples of the vinyl monomer having an acidic group include a monomer having a —COOH group (carboxylic acid group), a monomer having an —OH group (hydroxyl group), and a monomer having an —SO 3 H group (sulfonic acid group). , A monomer having a —PO 3 H 2 group, a monomer having a —PO (OH) (OR) group (R represents a hydrocarbon group), and a monomer having a lower polyoxyalkylene group. It is done. Moreover, the acid anhydride which produces | generates a carboxylic acid group by a hydrolysis can be used similarly.
カルボン酸基を有する単量体としては、モノカルボン酸、ジカルボン酸、ジカルボン酸の無水物、及びこれらの誘導体などが挙げられる。モノカルボン酸としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、2−エチルアクリル酸、イソクロトン酸などが挙げられる。ジカルボン酸としては、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、メチルマレイン酸などが挙げられる。ジカルボン酸の酸無水物としては、無水マレイン酸、アクリル酸無水物、メチル無水マレイン酸、ジメチル無水マレイン酸などが挙げられる。 Examples of the monomer having a carboxylic acid group include monocarboxylic acid, dicarboxylic acid, dicarboxylic acid anhydride, and derivatives thereof. Examples of the monocarboxylic acid include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, 2-ethylacrylic acid, and isocrotonic acid. Examples of the dicarboxylic acid include maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, and methylmaleic acid. Examples of the acid anhydride of dicarboxylic acid include maleic anhydride, acrylic anhydride, methyl maleic anhydride, and dimethyl maleic anhydride.
水酸基を有する単量体としては、(メタ)アリルアルコール、3−ブテン−1−オール、5−ヘキセン−1−オールなどのエチレン性不飽和アルコール;アクリル酸−2−ヒドロキシエチル、アクリル酸−2−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸−2−ヒドロキシエチルなどのエチレン性不飽和カルボン酸のアルカノールエステル類;一般式CH2=CR1−COO−(CnH2nO)m−H(mは2ないし9の整数、nは2ないし4の整数、R1は水素又はメチル基を表す)で表されるポリアルキレングリコールと(メタ)アクリル酸とのエステル類;2−ヒドロキシエチル−2’−(メタ)アクリロイルオキシフタレート、2−ヒドロキシエチル−2’−(メタ)アクリロイルオキシサクシネートなどのジカルボン酸のジヒドロキシエステルのモノ(メタ)アクリル酸エステル類;2−ヒドロキシエチルビニルエーテル、2−ヒドロキシプロピルビニルエーテルなどのビニルエーテル類;(メタ)アリル−2−ヒドロキシエチルエーテル、(メタ)アリル−2−ヒドロキシプロピルエーテル、(メタ)アリル−3−ヒドロキシプロピルエーテルなどのアルキレングリコールのモノ(メタ)アリルエーテル類;ジエチレングリコールモノ(メタ)アリルエーテル、ジプロピレングリコールモノ(メタ)アリルエーテルなどのポリオキシアルキレングリコール(メタ)モノアリルエーテル類;グリセリンモノ(メタ)アリルエーテル、(メタ)アリル−2−クロロ−3−ヒドロキシプロピルエーテル、(メタ)アリル−2−ヒドロキシ−3−クロロプロピルエーテルなどの、(ポリ)アルキレングリコールのハロゲン及びヒドロキシ置換体のモノ(メタ)アリルエーテル;オイゲノール、イソオイゲノールなどの多価フェノールのモノ(メタ)アリルエーテル及びそのハロゲン置換体;(メタ)アリル−2−ヒドロキシエチルチオエーテル、(メタ)アリル−2−ヒドロキシプロピルチオエーテルなどのアルキレングリコールの(メタ)アリルチオエーテル類;などが挙げられる。 Examples of the monomer having a hydroxyl group include ethylenically unsaturated alcohols such as (meth) allyl alcohol, 3-buten-1-ol, 5-hexen-1-ol; 2-hydroxyethyl acrylate, acrylic acid-2 - hydroxypropyl, alkanol esters of ethylenically unsaturated carboxylic acids such as 2-hydroxyethyl methacrylate; to the general formula CH 2 = CR 1 -COO- (C n H 2n O) m -H (m 2 to 9 , N is an integer of 2 to 4, and R 1 represents hydrogen or a methyl group). An ester of (meth) acrylic acid and 2-hydroxyethyl-2 ′-(meth) Dihydroxy esters of dicarboxylic acids such as acryloyloxyphthalate and 2-hydroxyethyl-2 ′-(meth) acryloyloxysuccinate Mono (meth) acrylic acid esters; vinyl ethers such as 2-hydroxyethyl vinyl ether and 2-hydroxypropyl vinyl ether; (meth) allyl-2-hydroxyethyl ether, (meth) allyl-2-hydroxypropyl ether, (meth) Mono (meth) allyl ethers of alkylene glycols such as allyl-3-hydroxypropyl ether; polyoxyalkylene glycols (meth) monoallyl ethers such as diethylene glycol mono (meth) allyl ether and dipropylene glycol mono (meth) allyl ether Glycerin mono (meth) allyl ether, (meth) allyl-2-chloro-3-hydroxypropyl ether, (meth) allyl-2-hydroxy-3-chloropropyl ether, (poly) al; Mono (meth) allyl ether of halogenated and hydroxy-substituted products of xylene glycol; mono (meth) allyl ether of polyhydric phenols such as eugenol and isoeugenol and halogen-substituted products thereof; (meth) allyl-2-hydroxyethylthioether ( And (meth) allylthioethers of alkylene glycol such as (meth) allyl-2-hydroxypropylthioether.
スルホン酸基を有する単量体としては、ビニルスルホン酸、メチルビニルスルホン酸、(メタ)アリルスルホン酸、スチレンスルホン酸、(メタ)アクリル酸−2−スルホン酸エチル、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、3−アリロキシ−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸などが挙げられる。 Examples of the monomer having a sulfonic acid group include vinyl sulfonic acid, methyl vinyl sulfonic acid, (meth) allyl sulfonic acid, styrene sulfonic acid, (meth) acrylic acid-2-ethyl sulfonate, 2-acrylamido-2-methyl. Examples thereof include propanesulfonic acid and 3-allyloxy-2-hydroxypropanesulfonic acid.
−PO3H2基及び/又は−PO(OH)(OR)基(Rは炭化水素基を表す)を有する単量体としては、リン酸−2−(メタ)アクリロイルオキシエチル、リン酸メチル−2−(メタ)アクリロイルオキシエチル、リン酸エチル−(メタ)アクリロイルオキシエチルなどが挙げられる。
低級ポリオキシアルキレン基を有する単量体としては、ポリ(エチレンオキシド)等のポリ(アルキレンオキシド)などが挙げられる。
Examples of the monomer having a —PO 3 H 2 group and / or —PO (OH) (OR) group (R represents a hydrocarbon group) include 2- (meth) acryloyloxyethyl phosphate, methyl phosphate -2- (meth) acryloyloxyethyl, ethyl phosphate- (meth) acryloyloxyethyl, and the like.
Examples of the monomer having a lower polyoxyalkylene group include poly (alkylene oxide) such as poly (ethylene oxide).
酸性基を有するビニルモノマーとしては、これらの中でも、有機セパレータへの密着性に優れること、及び正極活物質層から溶出した遷移金属イオンを効率良く捕捉するという理由からカルボン酸基を有する単量体が好ましく、中でも、アクリル酸、メタクリル酸などのカルボン酸基を有する炭素数5以下のモノカルボン酸や、マレイン酸、イタコン酸などのカルボン酸基を2つ有する炭素数5以下のジカルボン酸が好ましい。さらには、作製した耐熱層用スラリーの保存安定性が高いという観点から、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸が好ましい。 Among these, the vinyl monomer having an acidic group is a monomer having a carboxylic acid group because of its excellent adhesion to an organic separator and the efficient capture of transition metal ions eluted from the positive electrode active material layer. Among them, monocarboxylic acids having 5 or less carbon atoms having carboxylic acid groups such as acrylic acid and methacrylic acid, and dicarboxylic acids having 5 or less carbon atoms having two carboxylic acid groups such as maleic acid and itaconic acid are preferable. . Furthermore, acrylic acid, methacrylic acid, and itaconic acid are preferred from the viewpoint of high storage stability of the prepared heat-resistant layer slurry.
(メタ)アクリル重合体における酸性基を有するビニルモノマーの単量体単位の含有割合は、1〜3質量%であることが好ましく、1.5〜2.5質量%であることがより好ましい。 The content ratio of the vinyl monomer having an acidic group in the (meth) acrylic polymer is preferably 1 to 3% by mass, and more preferably 1.5 to 2.5% by mass.
架橋性単量体単位は、架橋性単量体を重合して得られる構造単位である。架橋性単量体は、加熱又はエネルギー線照射により、重合中又は重合後に架橋構造を形成しうる単量体である。架橋性単量体の例としては、通常は、熱架橋性を有する単量体を挙げることができる。より具体的には、熱架橋性の架橋性基及び1分子あたり1つのオレフィン性二重結合を有する単官能の架橋性単量体;1分子あたり2つ以上のオレフィン性二重結合を有する多官能の架橋性単量体が挙げられる。 The crosslinkable monomer unit is a structural unit obtained by polymerizing a crosslinkable monomer. The crosslinkable monomer is a monomer that can form a crosslinked structure during or after polymerization by heating or energy ray irradiation. As an example of the crosslinkable monomer, a monomer having thermal crosslinkability can be usually mentioned. More specifically, a monofunctional crosslinkable monomer having a thermally crosslinkable crosslinkable group and one olefinic double bond per molecule; a polyfunctional monomer having two or more olefinic double bonds per molecule. A functional crosslinkable monomer is mentioned.
熱架橋性の架橋性基の例としては、エポキシ基、N−メチロールアミド基、オキセタニル基、オキサゾリン基、及びこれらの組み合わせが挙げられる。これらの中でも、エポキシ基が、架橋及び架橋密度の調節が容易な点でより好ましい。 Examples of the thermally crosslinkable group include an epoxy group, an N-methylolamide group, an oxetanyl group, an oxazoline group, and a combination thereof. Among these, an epoxy group is more preferable in terms of easy adjustment of crosslinking and crosslinking density.
熱架橋性の架橋性基としてエポキシ基を有し、且つオレフィン性二重結合を有する架橋性単量体の例としては、ビニルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、ブテニルグリシジルエーテル、o−アリルフェニルグリシジルエーテルなどの不飽和グリシジルエーテル;ブタジエンモノエポキシド、クロロプレンモノエポキシド、4,5−エポキシ−2−ペンテン、3,4−エポキシ−1−ビニルシクロヘキセン、1,2−エポキシ−5,9−シクロドデカジエンなどのジエンまたはポリエンのモノエポキシド;3,4−エポキシ−1−ブテン、1,2−エポキシ−5−ヘキセン、1,2−エポキシ−9−デセンなどのアルケニルエポキシド;並びにグリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、グリシジルクロトネート、グリシジル−4−ヘプテノエート、グリシジルソルベート、グリシジルリノレート、グリシジル−4−メチル−3−ペンテノエート、3−シクロヘキセンカルボン酸のグリシジルエステル、4−メチル−3−シクロヘキセンカルボン酸のグリシジルエステルなどの不飽和カルボン酸のグリシジルエステル類が挙げられる。 Examples of the crosslinkable monomer having an epoxy group as a thermally crosslinkable group and having an olefinic double bond include vinyl glycidyl ether, allyl glycidyl ether, butenyl glycidyl ether, o-allylphenyl glycidyl. Unsaturated glycidyl ethers such as ether; butadiene monoepoxide, chloroprene monoepoxide, 4,5-epoxy-2-pentene, 3,4-epoxy-1-vinylcyclohexene, 1,2-epoxy-5,9-cyclododecadiene Monoepoxides of dienes or polyenes such as; alkenyl epoxides such as 3,4-epoxy-1-butene, 1,2-epoxy-5-hexene, 1,2-epoxy-9-decene; and glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, Glycidyl crotonate Unsaturated carboxylic acids such as sidyl-4-heptenoate, glycidyl sorbate, glycidyl linoleate, glycidyl-4-methyl-3-pentenoate, glycidyl ester of 3-cyclohexene carboxylic acid, glycidyl ester of 4-methyl-3-cyclohexene carboxylic acid Examples include glycidyl esters of acids.
熱架橋性の架橋性基としてN−メチロールアミド基を有し、且つオレフィン性二重結合を有する架橋性単量体の例としては、N−メチロール(メタ)アクリルアミドなどのメチロール基を有する(メタ)アクリルアミド類が挙げられる。 Examples of the crosslinkable monomer having an N-methylolamide group as a thermally crosslinkable group and having an olefinic double bond have a methylol group such as N-methylol (meth) acrylamide (meta ) Acrylamides.
熱架橋性の架橋性基としてオキセタニル基を有し、且つオレフィン性二重結合を有する架橋性単量体の例としては、3−((メタ)アクリロイルオキシメチル)オキセタン、3−((メタ)アクリロイルオキシメチル)−2−トリフロロメチルオキセタン、3−((メタ)アクリロイルオキシメチル)−2−フェニルオキセタン、2−((メタ)アクリロイルオキシメチル)オキセタン、及び2−((メタ)アクリロイルオキシメチル)−4−トリフロロメチルオキセタンが挙げられる。 Examples of the crosslinkable monomer having an oxetanyl group as a heat crosslinkable group and having an olefinic double bond include 3-((meth) acryloyloxymethyl) oxetane, 3-((meth) Acryloyloxymethyl) -2-trifluoromethyloxetane, 3-((meth) acryloyloxymethyl) -2-phenyloxetane, 2-((meth) acryloyloxymethyl) oxetane, and 2-((meth) acryloyloxymethyl ) -4-trifluoromethyloxetane.
熱架橋性の架橋性基としてオキサゾリン基を有し、且つオレフィン性二重結合を有する架橋性単量体の例としては、2−ビニル−2−オキサゾリン、2−ビニル−4−メチル−2−オキサゾリン、2−ビニル−5−メチル−2−オキサゾリン、2−イソプロペニル−2−オキサゾリン、2−イソプロペニル−4−メチル−2−オキサゾリン、2−イソプロペニル−5−メチル−2−オキサゾリン、及び2−イソプロペニル−5−エチル−2−オキサゾリンが挙げられる。 Examples of the crosslinkable monomer having an oxazoline group as a thermally crosslinkable group and having an olefinic double bond include 2-vinyl-2-oxazoline, 2-vinyl-4-methyl-2- Oxazoline, 2-vinyl-5-methyl-2-oxazoline, 2-isopropenyl-2-oxazoline, 2-isopropenyl-4-methyl-2-oxazoline, 2-isopropenyl-5-methyl-2-oxazoline, and 2-isopropenyl-5-ethyl-2-oxazoline is mentioned.
1分子あたり2つ以上のオレフィン性二重結合を有する架橋性単量体の例としては、アリル(メタ)アクリレート、エチレンジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパン−トリ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジアリルエーテル、ポリグリコールジアリルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、ヒドロキノンジアリルエーテル、テトラアリルオキシエタン、トリメチロールプロパン−ジアリルエーテル、前記以外の多官能性アルコールのアリルまたはビニルエーテル、トリアリルアミン、メチレンビスアクリルアミド、及びジビニルベンゼンが挙げられる。
これらの中でも、架橋性単量体としては、特に、エチレンジメタクリレート、アリルグリシジルエーテル、及びグリシジルメタクリレートが好ましい。
また、架橋性単量体単位は、上記架橋性単量体の1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
Examples of crosslinkable monomers having two or more olefinic double bonds per molecule include allyl (meth) acrylate, ethylene di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, and triethylene glycol di (meth). Acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane-tri (meth) acrylate, dipropylene glycol diallyl ether, polyglycol diallyl ether, triethylene glycol divinyl ether, hydroquinone diallyl ether, tetraallyloxyethane, trimethylolpropane -Diallyl ether, allyl or vinyl ether of polyfunctional alcohols other than those mentioned above, triallylamine, methylenebisacrylamide, and divinylbenzene That.
Among these, as the crosslinkable monomer, ethylene dimethacrylate, allyl glycidyl ether, and glycidyl methacrylate are particularly preferable.
As the crosslinkable monomer unit, one kind of the above crosslinkable monomers may be used alone, or two or more kinds may be used in combination at any ratio.
(メタ)アクリル重合体における架橋性単量体単位の含有割合は、0.1〜10質量%であることが好ましく、0.1〜5質量%であることがより好ましい。(メタ)アクリル重合体における架橋性単量体単位の含有割合を前記範囲とすることにより、(メタ)アクリル重合体の電解液への溶出による、耐熱層の変形を抑制し、二次電池のサイクル特性を向上することができる。 The content ratio of the crosslinkable monomer unit in the (meth) acrylic polymer is preferably 0.1 to 10% by mass, and more preferably 0.1 to 5% by mass. By setting the content ratio of the crosslinkable monomer unit in the (meth) acrylic polymer to the above range, the deformation of the heat-resistant layer due to the elution of the (meth) acrylic polymer into the electrolytic solution is suppressed, and the secondary battery Cycle characteristics can be improved.
本発明に好適に用いる(メタ)アクリル重合体は、上述した単量体単位以外に、これらと共重合可能な単量体単位を含んでいてもよい。これらと共重合可能な単量体としては、塩化ビニル、塩化ビニリデン等のハロゲン原子含有単量体;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル類;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、ブチルビエルエーテル等のビニルエーテル類;メチルビニルケトン、エチルビニルケトン、ブチルビニルケトン、ヘキシルビニルケトン、イソプロペニルビニルケトン等のビニルケトン類;N−ビニルピロリドン、ビニルピリジン、ビニルイミダゾール等の複素環含有ビニル化合物;アクリルアミド;が挙げられる。 The (meth) acrylic polymer suitably used in the present invention may contain monomer units copolymerizable with these in addition to the monomer units described above. Monomers copolymerizable with these include halogen atom-containing monomers such as vinyl chloride and vinylidene chloride; vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate and vinyl butyrate; methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, butyl vinyl ether Vinyl ethers such as methyl vinyl ketone, ethyl vinyl ketone, butyl vinyl ketone, hexyl vinyl ketone, isopropenyl vinyl ketone and the like; heterocycle-containing vinyl compounds such as N-vinyl pyrrolidone, vinyl pyridine and vinyl imidazole; acrylamide; Is mentioned.
(メタ)アクリル重合体における上記共重合可能な単量体単位の含有割合は、後述する耐熱層用スラリーの経時安定性に優れる観点から、0.1〜30質量%であることが好ましく、0.1〜20質量%であることがより好ましい。また、(メタ)アクリル重合体をバインダーとして含有する耐熱層を有する二次電池は、サイクル特性及びレート特性に優れる。 The content ratio of the copolymerizable monomer unit in the (meth) acrylic polymer is preferably 0.1 to 30% by mass from the viewpoint of excellent temporal stability of the heat-resistant layer slurry described later. More preferably, it is 1-20 mass%. A secondary battery having a heat-resistant layer containing a (meth) acrylic polymer as a binder is excellent in cycle characteristics and rate characteristics.
バインダーの製造方法は特に限定はされず、例えば、溶液重合法、懸濁重合法、乳化重合法などの、いずれの方法を用いてもよい。中でも、水中で重合をすることができ、そのまま耐熱層用スラリーの材料として使用できるので、乳化重合法及び懸濁重合法が好ましい。 The method for producing the binder is not particularly limited, and any method such as a solution polymerization method, a suspension polymerization method, or an emulsion polymerization method may be used. Among these, the emulsion polymerization method and the suspension polymerization method are preferable because they can be polymerized in water and used as they are as a material for the heat-resistant layer slurry.
重合開始の方法は、特に限定されないが、重合開始剤を用いることが好ましい。重合に用いる重合開始剤としては、たとえば過酸化ラウロイル、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、t−ブチルパーオキシピバレート、3,3,5−トリメチルヘキサノイルパーオキサイドなどの有機過酸化物、α,α’−アゾビスイソブチロニトリルなどのアゾ化合物、又は過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウムなどがあげられる。特に限定されないが、バインダーの製造に用いる単量体100質量部に対して、重合開始剤の使用量は、0.01〜10質量部の範囲であることが好ましい。 The method for initiating polymerization is not particularly limited, but it is preferable to use a polymerization initiator. Examples of the polymerization initiator used for polymerization include lauroyl peroxide, diisopropyl peroxydicarbonate, di-2-ethylhexyl peroxydicarbonate, t-butyl peroxypivalate, 3,3,5-trimethylhexanoyl peroxide, and the like. Organic peroxides, azo compounds such as α, α′-azobisisobutyronitrile, ammonium persulfate, potassium persulfate, and the like. Although it does not specifically limit, It is preferable that the usage-amount of a polymerization initiator is the range of 0.01-10 mass parts with respect to 100 mass parts of monomers used for manufacture of a binder.
また、バインダーを製造する際、その反応系には分散剤を含ませることが好ましい。分散剤は通常の合成で使用されるものを用いてもよい。具体例としては、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシルフェニルエーテルスルホン酸ナトリウム等のベンゼンスルホン酸塩;ラウリル硫酸ナトリウム、テトラドデシル硫酸ナトリウム等のアルキル硫酸塩;ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム、ジヘキシルスルホコハク酸ナトリウム等のスルホコハク酸塩;ラウリン酸ナトリウム等の脂肪酸塩;ポリオキシエチレンラウリルエーテルサルフェートナトリウム塩、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルサルフェートナトリウム塩等のエトキシサルフェート塩;アルカンスルホン酸塩;アルキルエーテルリン酸エステルナトリウム塩;ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンラウリルエステル、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンブロック共重合体等の非イオン性乳化剤;ゼラチン、無水マレイン酸−スチレン共重合体、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸ナトリウム、重合度700以上かつケン化度75%以上のポリビニルアルコール等の水溶性高分子;などが挙げられる。なお、これらは1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。これらの中でもドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシルフェニルエーテルスルホン酸ナトリウム等のベンゼンスルホン酸塩;ラウリル硫酸ナトリウム、テトラドデシル硫酸ナトリウム等のアルキル硫酸塩が好ましく、耐酸化性に優れるという点から、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシルフェニルエーテルスルホン酸ナトリウム等のベンゼンスルホン酸塩がより好ましい。分散剤の量は任意に設定でき、単量体総量100質量部に対して、0.01〜10質量部程度が好ましい。 Moreover, when manufacturing a binder, it is preferable to include a dispersing agent in the reaction system. As the dispersant, those used in usual synthesis may be used. Specific examples include benzene sulfonates such as sodium dodecylbenzene sulfonate and sodium dodecyl phenyl ether sulfonate; alkyl sulfates such as sodium lauryl sulfate and sodium tetradodecyl sulfate; sulfosuccinates such as sodium dioctyl sulfosuccinate and sodium dihexyl sulfosuccinate. Acid salts; Fatty acid salts such as sodium laurate; Ethoxysulfate salts such as polyoxyethylene lauryl ether sulfate sodium salt and polyoxyethylene nonylphenyl ether sulfate sodium salt; Alkane sulfonate; Alkyl ether phosphate sodium salt; Ethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene sorbitan lauryl ester, polyoxyethylene-polyoxypropylene Nonionic emulsifiers such as block copolymers; gelatin, maleic anhydride-styrene copolymers, polyvinylpyrrolidone, sodium polyacrylate, water-soluble polymers such as polyvinyl alcohol having a polymerization degree of 700 or more and a saponification degree of 75% or more And so on. In addition, these may be used individually by 1 type and may be used combining two or more types by arbitrary ratios. Among these, benzene sulfonates such as sodium dodecylbenzene sulfonate and sodium dodecyl phenyl ether sulfonate; alkyl sulfates such as sodium lauryl sulfate and sodium tetradodecyl sulfate are preferable, and dodecyl benzene sulfone is excellent in oxidation resistance. Benzene sulfonates such as sodium acid and sodium dodecylphenyl ether sulfonate are more preferred. The amount of the dispersant can be arbitrarily set, and is preferably about 0.01 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of monomers.
バインダーの重量平均分子量は、使用目的に応じて適宜選択されるが、耐熱層の強度及び非導電性粒子の分散性を良好にし易い点で、シクロヘキサン溶液(重合体が溶解しない場合はトルエン溶液)のゲル・パーミエーション・クロマトグラフで測定したポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)において10,000〜500,000であることが好ましく、20,000〜200,000であることがより好ましい。 The weight average molecular weight of the binder is appropriately selected depending on the purpose of use, but is a cyclohexane solution (toluene solution if the polymer does not dissolve) from the viewpoint of easily improving the strength of the heat-resistant layer and the dispersibility of the nonconductive particles. It is preferably 10,000 to 500,000, more preferably 20,000 to 200,000, in terms of polystyrene-equivalent weight average molecular weight (Mw) measured by gel permeation chromatography.
バインダーは、通常、分散媒(水又は有機溶媒)に分散された状態の分散液として調製及び保存され、これを耐熱層用スラリーの製造において材料として使用される。本発明においては、環境への負荷が少なく、乾燥速度が速いという観点から分散媒として水を用いることが好ましい。また、分散媒として有機溶媒を用いる場合、N−メチルピロリドン(NMP)等の有機溶剤が用いられる。 The binder is usually prepared and stored as a dispersion in a state of being dispersed in a dispersion medium (water or organic solvent), and this is used as a material in the production of the slurry for the heat-resistant layer. In the present invention, it is preferable to use water as a dispersion medium from the viewpoint that the load on the environment is small and the drying speed is fast. When an organic solvent is used as the dispersion medium, an organic solvent such as N-methylpyrrolidone (NMP) is used.
バインダーが分散媒に粒子状で分散している場合において、粒子状で分散しているバインダーの体積平均粒子径D50は、0.01〜0.7μmであることが好ましく、0.01〜0.5μmであることがより好ましい。バインダーの体積平均粒子径D50が小さすぎると、耐熱層の多孔性が低くなるため耐熱層の抵抗が増加し、電池特性が悪化する。また、バインダーの体積平均粒子径D50が大きすぎると、非導電性粒子とバインダーとの接着点を少なくなり結着性が低くなる。ここで、バインダーの体積平均粒子径D50は、レーザー回折式粒度分布測定装置を用いて分散媒中のバインダーの分散粒子径を測定し求める。 When the binder is dispersed in the dispersion medium in the form of particles, the volume average particle diameter D50 of the binder dispersed in the form of particles is preferably 0.01 to 0.7 μm, preferably 0.01 to 0.00. More preferably, it is 5 μm. When the volume average particle diameter D50 of the binder is too small, the porosity of the heat-resistant layer is lowered, so that the resistance of the heat-resistant layer is increased and the battery characteristics are deteriorated. On the other hand, if the volume average particle diameter D50 of the binder is too large, the bonding points between the non-conductive particles and the binder are reduced and the binding property is lowered. Here, the volume average particle diameter D50 of the binder is obtained by measuring the dispersed particle diameter of the binder in the dispersion medium using a laser diffraction particle size distribution measuring device.
バインダーが分散媒に粒子状で分散している分散液中の固形分濃度は、通常15〜70質量%であり、20〜65質量%であることが好ましく、30〜60質量%であることがさらに好ましい。固形分濃度がこの範囲であると、後述する耐熱層用スラリーを製造する際における作業性が良好である。 The solid content concentration in the dispersion liquid in which the binder is dispersed in the dispersion medium in the form of particles is usually 15 to 70% by mass, preferably 20 to 65% by mass, and preferably 30 to 60% by mass. Further preferred. When the solid content concentration is within this range, workability in producing a heat-resistant layer slurry described later is good.
バインダーのガラス転移温度(Tg)は、−50〜20℃であることが好ましく、−40〜15℃であることがより好ましく、−30〜5℃であることが特に好ましい。前記ガラス転移温度(Tg)が前記範囲であることにより、本発明の耐熱層の柔軟性が上がり、有機セパレータの耐屈曲性が向上し、耐熱層が割れることによる不良率を下げることができる。また、本発明の二次電池用セパレータをロールに巻き取る時や捲回時にヒビ、欠け等を抑制することもできる。なお、バインダーのガラス転移温度は、様々な単量体を組み合わせることによって調整可能である。 The glass transition temperature (Tg) of the binder is preferably -50 to 20 ° C, more preferably -40 to 15 ° C, and particularly preferably -30 to 5 ° C. When the glass transition temperature (Tg) is within the above range, the flexibility of the heat-resistant layer of the present invention is improved, the flex resistance of the organic separator is improved, and the defect rate due to the cracking of the heat-resistant layer can be reduced. In addition, cracks, chipping, and the like can be suppressed when the secondary battery separator of the present invention is wound around a roll or wound. The glass transition temperature of the binder can be adjusted by combining various monomers.
耐熱層におけるバインダーの含有量は、耐熱層と有機セパレータとの密着性が向上し、内部抵抗の低減が見込まれる観点から、非導電性粒子100質量部に対して、0.1〜20質量部であることが好ましく、0.2〜15質量部であることがより好ましく、0.5〜10質量部の範囲であることが特に好ましい。 The content of the binder in the heat-resistant layer is 0.1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the non-conductive particles from the viewpoint of improving the adhesion between the heat-resistant layer and the organic separator and reducing the internal resistance. It is preferable that it is 0.2-15 mass parts, and it is especially preferable that it is the range of 0.5-10 mass parts.
(その他の任意の成分)
耐熱層には、上述した成分以外にも、さらに任意の成分が含まれていてもよい。かかる任意の成分としては、粘度調整剤、界面活性剤、消泡剤や電解液分解抑制等の機能を有する電解液添加剤等が挙げられる。任意の成分は、本発明の二次電池用セパレータを用いた二次電池における電池反応に過度に好ましくない影響を及ぼさないものであれば、特に制限は無い。これらは、後述する耐熱層用スラリーの安定性向上のために添加される成分や、電池性能の向上のために添加される成分を含む。また、任意の成分の種類は、1種類でもよく、2種類以上でもよい。
(Other optional ingredients)
In addition to the components described above, the heat-resistant layer may further contain an arbitrary component. Examples of such optional components include a viscosity modifier, a surfactant, an antifoaming agent, and an electrolytic solution additive having a function of suppressing electrolytic decomposition. The optional component is not particularly limited as long as it does not exert an excessively unfavorable influence on the battery reaction in the secondary battery using the secondary battery separator of the present invention. These contain the component added for the stability improvement of the slurry for heat-resistant layers mentioned later, and the component added for the battery performance improvement. Moreover, the kind of arbitrary component may be one, and two or more kinds may be sufficient as it.
粘度調整剤としては、カルボキシメチルセルロース(CMC)などのセルロース誘導体;ポリ(メタ)アクリル酸ナトリウムなどのポリ(メタ)アクリル酸塩;ポリビニルアルコール、変性ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド;ポリビニルピロリドン、ポリカルボン酸、酸化スターチ、リン酸スターチ、カゼイン、各種変性デンプン、キチン、キトサン誘導体などが挙げられる。これらの中でもセルロース誘導体が特に好ましい。 As the viscosity modifier, cellulose derivatives such as carboxymethylcellulose (CMC); poly (meth) acrylates such as sodium poly (meth) acrylate; polyvinyl alcohol, modified polyvinyl alcohol, polyethylene oxide; polyvinylpyrrolidone, polycarboxylic acid, Examples thereof include oxidized starch, phosphate starch, casein, various modified starches, chitin, and chitosan derivatives. Among these, cellulose derivatives are particularly preferable.
セルロース誘導体は、セルロースの水酸基の少なくとも一部をエーテル化またはエステル化した化合物であり、水溶性のものが好ましい。セルロース誘導体は、通常、ガラス転移点を有さない。具体的には、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルエチルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース及びヒドロキシプロピルセルロースなどが挙げられる。また、これらのアンモニウム塩及びアルカリ金属塩が挙げられる。中でも、カルボキシメチルセルロースの塩が好ましく、カルボキシメチルセルロースのアンモニウム塩が特に好ましい。セルロース誘導体のエーテル化度は、0.5〜2であることが好ましく、0.5〜1.5であることがより好ましい。なお、ここでエーテル化度とは、セルロースのグルコース単位あたりに3個含まれる水酸基が、平均で何個エーテル化されているかを表す値である。エーテル化度がこの範囲であると、耐熱層用スラリーの安定性が高く、固形分の沈降や凝集が生じにくい。さらに、セルロース誘導体を用いることにより、塗料の塗工性や流動性が向上する。 The cellulose derivative is a compound obtained by etherifying or esterifying at least a part of the hydroxyl group of cellulose, and is preferably water-soluble. Cellulose derivatives usually do not have a glass transition point. Specific examples include carboxymethyl cellulose, carboxymethyl ethyl cellulose, methyl cellulose, ethyl cellulose, ethyl hydroxyethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, and hydroxypropyl cellulose. Moreover, these ammonium salt and alkali metal salt are mentioned. Among these, a salt of carboxymethyl cellulose is preferable, and an ammonium salt of carboxymethyl cellulose is particularly preferable. The degree of etherification of the cellulose derivative is preferably 0.5 to 2, and more preferably 0.5 to 1.5. Here, the degree of etherification is a value representing how many hydroxyl groups contained per 3 glucose units of cellulose are etherified on average. When the degree of etherification is within this range, the stability of the heat-resistant layer slurry is high, and solid matter sedimentation and aggregation are unlikely to occur. Furthermore, the coating property and fluidity | liquidity of a coating material improve by using a cellulose derivative.
粘度調整剤の固形分濃度を1%としたときの粘度は、10〜8,000mPa・sであることが好ましい。前記粘度がこの値の範囲にある粘度調整剤を用いることで、後述する耐熱層用スラリーの均一塗工性が優れ、高速塗工性や耐熱層用スラリーの経時安定性にも優れる。このため、耐熱層の厚さを薄くでき、それにより、二次電池用セパレータのイオン伝導率及び二次電池のレート特性をさらに向上させることができる。粘度調整剤の固形分濃度を1%したときの粘度は、B型粘度計を用いて25℃、回転数60rpmで60秒後に測定した時の値である。 The viscosity when the solid content concentration of the viscosity modifier is 1% is preferably 10 to 8,000 mPa · s. By using a viscosity modifier having a viscosity in this range, the uniform coating property of the heat-resistant layer slurry described later is excellent, and the high-speed coating property and the temporal stability of the heat-resistant layer slurry are also excellent. For this reason, the thickness of the heat-resistant layer can be reduced, whereby the ionic conductivity of the secondary battery separator and the rate characteristics of the secondary battery can be further improved. The viscosity when the solid content concentration of the viscosity modifier is 1% is a value when measured after 60 seconds at 25 ° C. and a rotational speed of 60 rpm using a B-type viscometer.
耐熱層における粘度調整剤の含有量は、得られる耐熱層の柔軟性及び強度をさらに向上させることができる点で、非電導性粒子100質量部に対し、0.01〜5質量部であることが好ましく、0.05〜4質量部であることがさらに好ましく、0.05〜3質量部の範囲であることが特に好ましい。
前記界面活性剤としては、陰イオン界面活性剤、非イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、両性界面活性剤があげられる。
The content of the viscosity modifier in the heat-resistant layer is 0.01 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the non-conductive particles in that the flexibility and strength of the obtained heat-resistant layer can be further improved. Is preferable, it is more preferable that it is 0.05-4 mass parts, and it is especially preferable that it is the range of 0.05-3 mass parts.
Examples of the surfactant include an anionic surfactant, a nonionic surfactant, a cationic surfactant, and an amphoteric surfactant.
耐熱層における界面活性剤の含有量は、電池特性に影響が及ばない範囲が好ましく、特に耐熱層用スラリーを有機セパレータに適用した場合に、有機セパレータへの耐熱層用スラリーの浸透力を適切な範囲にすることができ、有機セパレータと耐熱層用スラリーとの濡れ性をより向上させることができる点で、具体的には非電導性粒子100質量部に対し0.01〜3質量部であることが好ましく、0.03〜1.5質量部であることがより好ましく、0.05〜1質量部であることが特に好ましい。 The content of the surfactant in the heat-resistant layer is preferably within a range that does not affect the battery characteristics. Particularly when the heat-resistant layer slurry is applied to the organic separator, the penetration force of the heat-resistant layer slurry to the organic separator is appropriate. Specifically, it is 0.01 to 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the nonconductive particles in that the wettability between the organic separator and the slurry for the heat-resistant layer can be further improved. It is preferable that it is 0.03-1.5 mass parts, and it is especially preferable that it is 0.05-1 mass part.
また、その他の添加剤としては、フュームドシリカやフュームドアルミナなどのナノ微粒子が挙げられる。ナノ微粒子を混合することにより耐熱層用スラリーのチキソ性をコントロールすることができ、さらにそれにより得られる耐熱層のレベリング性を向上させることができる。 Other additives include nanoparticles such as fumed silica and fumed alumina. By mixing the nanoparticles, the thixotropy of the heat-resistant layer slurry can be controlled, and the leveling property of the resulting heat-resistant layer can be improved.
(接着剤層)
本発明における接着剤層は、融点が70〜150℃であるフッ化ビニリデン共重合体を含有する。また、接着剤層は、必要に応じて耐熱層に含有される非導電性粒子などを含んでいてもよい。また、接着剤層は内部に多数の微細孔を有し、これらの微細孔は接着剤層の一方の面から他方の面まで連結している。従って、接着剤層は、液体または気体を通過させることができる。
(Adhesive layer)
The adhesive layer in the present invention contains a vinylidene fluoride copolymer having a melting point of 70 to 150 ° C. Moreover, the adhesive layer may contain non-conductive particles contained in the heat-resistant layer as necessary. The adhesive layer has a large number of micropores inside, and these micropores are connected from one surface of the adhesive layer to the other surface. Accordingly, the adhesive layer can pass liquid or gas.
(フッ化ビニリデン共重合体)
接着剤層に含まれるフッ化ビニリデン共重合体としては、ヘキサフルオロプロピレン、クロロトリフルオロエチレン、ヘキサフルオロエチレン及びエチレンのうちの少なくとも1種と、フッ化ビニリデンとの共重合体を用いることができ、電極と二次電池用セパレータとの接着性を十分に確保する観点から、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体(PVDF−HFP)が好ましい。PVDF−HFPとしては、KANAR2850/2851、KANAR2800/2801、KANAR2820/2821、KYNAR2750/、KYNAR7201、KYNAR9301(いずれもARKEM社製)等を用いることができる。
(Vinylidene fluoride copolymer)
As the vinylidene fluoride copolymer contained in the adhesive layer, a copolymer of at least one of hexafluoropropylene, chlorotrifluoroethylene, hexafluoroethylene and ethylene and vinylidene fluoride can be used. From the viewpoint of sufficiently ensuring the adhesion between the electrode and the separator for the secondary battery, a copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene (PVDF-HFP) is preferable. As PVDF-HFP, KANAR 2850/2851, KANAR 2800/2801, KANAR 2820/2821, KYNAR2750 /, KYNAR7201, KYNAR9301 (all manufactured by ARKEM) or the like can be used.
また、フッ化ビニリデン共重合体の融点は、有機セパレータと電極との接着強度を充分に保つことができる観点から、70〜150℃である。 Further, the melting point of the vinylidene fluoride copolymer is 70 to 150 ° C. from the viewpoint of sufficiently maintaining the adhesive strength between the organic separator and the electrode.
また、フッ化ビニリデン共重合体の後述する電解液に対する膨潤度は110〜200%である。フッ化ビニリデン共重合体の膨潤度が大きすぎると、フッ化ビニリデン共重合体を含む接着剤層の厚みが増え、イオンの拡散距離が長くなる。そのため、抵抗が増加する。また、フッ化ビニリデン共重合体の膨潤度が小さすぎると、イオンの拡散が阻害されるため、抵抗が増加する。 Moreover, the swelling degree with respect to the electrolyte solution mentioned later of the vinylidene fluoride copolymer is 110 to 200%. If the degree of swelling of the vinylidene fluoride copolymer is too large, the thickness of the adhesive layer containing the vinylidene fluoride copolymer increases and the ion diffusion distance becomes long. Therefore, the resistance increases. On the other hand, if the degree of swelling of the vinylidene fluoride copolymer is too small, the diffusion of ions is inhibited, so that the resistance increases.
(アクリル系重合体)
また、本発明における接着剤層は、上述のフッ化ビニリデン共重合体に加えて、さらにアクリル系重合体を含んでいてもよい。アクリル系重合体を含むと、接着剤層の耐熱層に対する結着性をより高めることができる場合があるので好ましい。アクリル系重合体としては、上述の耐熱層のバインダーに用いることができる(メタ)アクリル重合体を用いてもよいが、ニトリル基含有アクリル重合体を用いることが好ましい。
(Acrylic polymer)
The adhesive layer in the present invention may further contain an acrylic polymer in addition to the above-mentioned vinylidene fluoride copolymer. Including an acrylic polymer is preferable because the binding property of the adhesive layer to the heat-resistant layer may be further improved. As the acrylic polymer, a (meth) acrylic polymer that can be used for the binder of the above-described heat-resistant layer may be used, but a nitrile group-containing acrylic polymer is preferably used.
(ニトリル基含有アクリル重合体)
ニトリル基含有アクリル重合体は、ニトリル基を有する単量体単位及び(メタ)アクリル酸エステル単量体単位を含む重合体である。ニトリル基を有する単量体単位は、ニトリル基を有する単量体を重合して形成される構造単位のことをいい、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位は、(メタ)アクリル酸エステル単量体を重合して形成される構造単位のことをいう。ニトリル基含有アクリル重合体は、必要に応じてさらに、エチレン性不飽和酸単量体単位および、架橋性単量体などのその他の単量体から導かれる単量体単位を含んでもよい。これらの単量体単位は、当該単量体を重合して形成される構造単位であり、例えば、ニトリル基を有する単量体単位とは、ニトリル基含有単量体を重合して形成される構造単位である。ここで、各単量体の含有割合は、通常、ニトリル基含有アクリル重合体における繰り返し単位の含有割合と同様とする。
(Nitrile group-containing acrylic polymer)
The nitrile group-containing acrylic polymer is a polymer containing a monomer unit having a nitrile group and a (meth) acrylate monomer unit. A monomer unit having a nitrile group is a structural unit formed by polymerizing a monomer having a nitrile group, and a (meth) acrylate monomer unit is a (meth) acrylate ester unit. A structural unit formed by polymerizing a monomer. The nitrile group-containing acrylic polymer may further contain a monomer unit derived from another monomer such as an ethylenically unsaturated acid monomer unit and a crosslinkable monomer, if necessary. These monomer units are structural units formed by polymerizing the monomers. For example, a monomer unit having a nitrile group is formed by polymerizing a nitrile group-containing monomer. A structural unit. Here, the content ratio of each monomer is usually the same as the content ratio of the repeating unit in the nitrile group-containing acrylic polymer.
ニトリル基含有単量体の具体例としては、アクリロニトリルやメタアクリロニトリルなどが挙げられ、中でもアクリロニトリルが、接着剤層の耐熱層に対する結着性が向上できる点で好ましい。 Specific examples of the nitrile group-containing monomer include acrylonitrile and methacrylonitrile. Among them, acrylonitrile is preferable in that the binding property of the adhesive layer to the heat resistant layer can be improved.
ニトリル基含有アクリル重合体におけるニトリル基を有する単量体単位の含有割合は、好ましくは5〜35質量%、さらに好ましくは10〜30質量%、特に好ましくは15〜25質量%の範囲である。ニトリル基を有する単量体単位の量がこの範囲であると、得られる接着剤層の耐熱層に対する結着性強度が向上する。 The content ratio of the monomer unit having a nitrile group in the nitrile group-containing acrylic polymer is preferably 5 to 35% by mass, more preferably 10 to 30% by mass, and particularly preferably 15 to 25% by mass. When the amount of the monomer unit having a nitrile group is within this range, the binding strength of the resulting adhesive layer to the heat-resistant layer is improved.
(メタ)アクリル酸エステル単量体単位は、一般式(1):CH2=CR1−COOR2(式中、R1は水素原子またはメチル基を、R2はアルキル基またはシクロアルキル基を表す。)で表される化合物由来の単量体単位である。 The (meth) acrylic acid ester monomer unit has the general formula (1): CH 2 ═CR 1 —COOR 2 (wherein R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 2 represents an alkyl group or a cycloalkyl group. It is a monomer unit derived from the compound represented by.
一般式(1)で表される化合物の具体例としては、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸t−ブチル、アクリル酸n−アミル、アクリル酸イソアミル、アクリル酸n−ヘキシル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸ステアリルなどのアクリレート;メタアクリル酸エチル、メタアクリル酸プロピル、メタアクリル酸イソプロピル、メタアクリル酸n−ブチル、メタアクリル酸イソブチル、メタアクリル酸t−ブチル、メタアクリル酸n−アミル、メタアクリル酸イソアミル、メタアクリル酸n−ヘキシル、メタアクリル酸2−エチルヘキシル、メタアクリル酸ラウリル、メタアクリル酸ステアリルなどのメタアクリレートが挙げられる。これらの中でも、アクリレートが好ましく、アクリル酸n−ブチルおよびアクリル酸2−エチルヘキシルが、得られる電極の強度を向上できる点で、特に好ましい。 Specific examples of the compound represented by the general formula (1) include ethyl acrylate, propyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, t-butyl acrylate, n-amyl acrylate, Acrylate such as isoamyl acrylate, n-hexyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, lauryl acrylate, stearyl acrylate; ethyl acrylate, propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, n-butyl methacrylate, meta Metaacrylates such as isobutyl acrylate, t-butyl methacrylate, n-amyl methacrylate, isoamyl methacrylate, n-hexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, lauryl methacrylate, stearyl methacrylate And the like. Among these, acrylate is preferable, and n-butyl acrylate and 2-ethylhexyl acrylate are particularly preferable in that the strength of the obtained electrode can be improved.
(メタ)アクリル酸エステル単量体は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせてもよい。したがって、ニトリル基含有アクリル重合体は、(メタ)アクリル酸エステル単量体を、1種類だけ含んでいてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて含んでいてもよい。 A (meth) acrylic acid ester monomer may be used individually by 1 type, and may combine two or more types by arbitrary ratios. Therefore, the nitrile group-containing acrylic polymer may contain only one type of (meth) acrylic acid ester monomer, or may contain two or more types in combination at any ratio.
ニトリル基含有アクリル重合体中の(メタ)アクリル酸エステル単量体単位の含有割合は、好ましくは35〜85質量%、より好ましくは45〜75質量%、特に好ましくは15〜25質量%である。(メタ)アクリル酸エステル単量体単位の含有割合が前記範囲であるニトリル基含有アクリル重合体を用いると、耐熱性がより高くなる。 The content ratio of the (meth) acrylic acid ester monomer unit in the nitrile group-containing acrylic polymer is preferably 35 to 85% by mass, more preferably 45 to 75% by mass, and particularly preferably 15 to 25% by mass. . When a nitrile group-containing acrylic polymer in which the content ratio of the (meth) acrylic acid ester monomer unit is in the above range is used, the heat resistance becomes higher.
ニトリル基含有アクリル重合体は、上記ニトリル基を有する単量体単位及び(メタ)アクリル酸エステル単量体単位に加えて、エチレン性不飽和酸単量体単位を含んでいてもよい。 The nitrile group-containing acrylic polymer may contain an ethylenically unsaturated acid monomer unit in addition to the monomer unit having the nitrile group and the (meth) acrylic acid ester monomer unit.
エチレン性不飽和酸単量体単位は、エチレン性不飽和酸単量体を重合して形成される構造単位である。エチレン性不飽和酸単量体は、カルボキシル基、スルホン酸基、ホスフィニル基等の酸基を有するエチレン性不飽和単量体であり、特定の単量体に限定されない。
エチレン性不飽和酸単量体の具体例は、エチレン性不飽和カルボン酸単量体、エチレン性不飽和スルホン酸単量体、エチレン性不飽和リン酸単量体等である。
The ethylenically unsaturated acid monomer unit is a structural unit formed by polymerizing an ethylenically unsaturated acid monomer. The ethylenically unsaturated acid monomer is an ethylenically unsaturated monomer having an acid group such as a carboxyl group, a sulfonic acid group, or a phosphinyl group, and is not limited to a specific monomer.
Specific examples of the ethylenically unsaturated acid monomer include an ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer, an ethylenically unsaturated sulfonic acid monomer, and an ethylenically unsaturated phosphoric acid monomer.
エチレン性不飽和カルボン酸単量体の具体例は、エチレン性不飽和モノカルボン酸及びその誘導体、エチレン性不飽和ジカルボン酸及びその酸無水物並びにそれらの誘導体が挙げられる。
エチレン性不飽和モノカルボン酸の例としては、アクリル酸、メタクリル酸、及びクロトン酸が挙げられる。
Specific examples of the ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer include ethylenically unsaturated monocarboxylic acid and derivatives thereof, ethylenically unsaturated dicarboxylic acid and acid anhydrides thereof, and derivatives thereof.
Examples of ethylenically unsaturated monocarboxylic acids include acrylic acid, methacrylic acid, and crotonic acid.
エチレン性不飽和モノカルボン酸の誘導体の例としては、2−エチルアクリル酸、イソクロトン酸、α−アセトキシアクリル酸、β−trans−アリールオキシアクリル酸、α−クロロ−β−E−メトキシアクリル酸、及びβ−ジアミノアクリル酸が挙げられる。
エチレン性不飽和ジカルボン酸の例としては、マレイン酸、フマル酸、及びイタコン酸が挙げられる。
Examples of ethylenically unsaturated monocarboxylic acid derivatives include 2-ethylacrylic acid, isocrotonic acid, α-acetoxyacrylic acid, β-trans-aryloxyacrylic acid, α-chloro-β-E-methoxyacrylic acid, And β-diaminoacrylic acid.
Examples of ethylenically unsaturated dicarboxylic acids include maleic acid, fumaric acid, and itaconic acid.
エチレン性不飽和ジカルボン酸の酸無水物の例としては、無水マレイン酸、アクリル酸無水物、メチル無水マレイン酸、及びジメチル無水マレイン酸が挙げられる。 Examples of acid anhydrides of ethylenically unsaturated dicarboxylic acids include maleic anhydride, acrylic anhydride, methyl maleic anhydride, and dimethyl maleic anhydride.
エチレン性不飽和ジカルボン酸の誘導体の例としては、メチルマレイン酸、ジメチルマレイン酸、フェニルマレイン酸、クロロマレイン酸、ジクロロマレイン酸、フルオロマレイン酸等のマレイン酸メチルアリル;並びにマレイン酸ジフェニル、マレイン酸ノニル、マレイン酸デシル、マレイン酸ドデシル、マレイン酸オクタデシル、マレイン酸フルオロアルキル等のマレイン酸エステルが挙げられる。 Examples of derivatives of ethylenically unsaturated dicarboxylic acids include methyl maleate such as methylmaleic acid, dimethylmaleic acid, phenylmaleic acid, chloromaleic acid, dichloromaleic acid, fluoromaleic acid; and diphenyl maleate, nonyl maleate And maleate esters such as decyl maleate, dodecyl maleate, octadecyl maleate and fluoroalkyl maleate.
エチレン性不飽和スルホン酸単量体の具体例は、ビニルスルホン酸、メチルビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、(メタ)アクリルスルホン酸、(メタ)アクリル酸−2−スルホン酸エチル、2−アクリルアミド−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸等である。 Specific examples of the ethylenically unsaturated sulfonic acid monomer include vinyl sulfonic acid, methyl vinyl sulfonic acid, styrene sulfonic acid, (meth) acryl sulfonic acid, (meth) acrylic acid-2-ethyl sulfonate, 2-acrylamide- 2-hydroxypropanesulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, and the like.
エチレン性不飽和リン酸単量体の具体例は、(メタ)アクリル酸−3−クロロ−2−リン酸プロピル、(メタ)アクリル酸−2−リン酸エチル、3−アリロキシ−2−ヒドロキシプロパンリン酸等である。
また、上記エチレン性不飽和酸単量体のアルカリ金属塩またはアンモニウム塩も用いることができる。
Specific examples of the ethylenically unsaturated phosphate monomer include (meth) acrylic acid-3-chloro-2-phosphate propyl, (meth) acrylic acid-2-ethyl phosphate, 3-allyloxy-2-hydroxypropane Such as phosphoric acid.
Moreover, the alkali metal salt or ammonium salt of the said ethylenically unsaturated acid monomer can also be used.
上記エチレン性不飽和酸単量体は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせてもよい。したがって、ニトリル基含有アクリル重合体は、エチレン性不飽和酸単量体を、1種類だけ含んでいてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて含んでいてもよい。 The said ethylenically unsaturated acid monomer may be used individually by 1 type, and may combine 2 or more types by arbitrary ratios. Therefore, the nitrile group-containing acrylic polymer may contain only one type of ethylenically unsaturated acid monomer, or may contain two or more types in combination at any ratio.
これらの中でも、ニトリル基含有アクリル重合体の分散性を向上するという観点から、エチレン性不飽和酸単量体としては、エチレン性不飽和カルボン酸単量体またはエチレン性不飽和スルホン酸単量体を単独で用いるか、エチレン性不飽和カルボン酸単量体およびエチレン性不飽和スルホン酸単量体との併用が好ましく、エチレン性不飽和カルボン酸単量体とエチレン性不飽和スルホン酸単量体との併用がより好ましい。 Among these, from the viewpoint of improving the dispersibility of the nitrile group-containing acrylic polymer, the ethylenically unsaturated acid monomer may be an ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer or an ethylenically unsaturated sulfonic acid monomer. Are preferably used alone or in combination with an ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer and an ethylenically unsaturated sulfonic acid monomer, and the ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer and the ethylenically unsaturated sulfonic acid monomer are preferred. Is more preferable.
エチレン性不飽和カルボン酸単量体の中でも、ニトリル基含有アクリル重合体に良好な分散性を発現させるという観点から、好ましくはエチレン性不飽和モノカルボン酸であり、より好ましくはアクリル酸やメタクリル酸であり、特に好ましくはメタクリル酸である。 Among ethylenically unsaturated carboxylic acid monomers, from the viewpoint of expressing good dispersibility in the nitrile group-containing acrylic polymer, ethylenically unsaturated monocarboxylic acid is preferable, and acrylic acid or methacrylic acid is more preferable. Particularly preferred is methacrylic acid.
また、エチレン性不飽和スルホン酸単量体の中でも、ニトリル基含有アクリル重合体に良好な分散性を発現させるという観点から、好ましくは2−アクリルアミド−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸であり、より好ましくは2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸である。 Of the ethylenically unsaturated sulfonic acid monomers, 2-acrylamido-2-hydroxypropanesulfonic acid, 2-acrylamido-2 are preferable from the viewpoint of expressing good dispersibility in the nitrile group-containing acrylic polymer. -Methylpropanesulfonic acid, more preferably 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid.
ニトリル基含有アクリル重合体におけるエチレン性不飽和酸単量体単位の含有割合は、スラリー化した際のニトリル基含有アクリル重合体の分散性が高く、均一性の高い活物質層を形成でき、また電極層の抵抗を低減できる観点から、好ましくは10〜30質量%、より好ましくは12〜28質量%、特に好ましくは14〜26質量%の範囲である。 The content ratio of the ethylenically unsaturated acid monomer unit in the nitrile group-containing acrylic polymer is high in dispersibility of the nitrile group-containing acrylic polymer when slurried, and can form a highly uniform active material layer. From the viewpoint of reducing the resistance of the electrode layer, the range is preferably 10 to 30% by mass, more preferably 12 to 28% by mass, and particularly preferably 14 to 26% by mass.
また、エチレン性不飽和酸単量体として、エチレン性不飽和カルボン酸単量体とエチレン性不飽和スルホン酸単量体とを併用する場合、ニトリル基含有アクリル重合体におけるエチレン性不飽和カルボン酸単量体の含有割合は、スラリー化した際のニトリル基含有アクリル重合体の分散性が高く、均一性の高い活物質層を形成でき、また電極層の抵抗を低減できる観点から、好ましくは10〜30質量%、さらに好ましくは12〜28質量%であり、エチレン性不飽和スルホン酸単量体の含有割合は、好ましくは0.1〜10質量%である。 Moreover, when using together an ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer and an ethylenically unsaturated sulfonic acid monomer as the ethylenically unsaturated acid monomer, the ethylenically unsaturated carboxylic acid in the nitrile group-containing acrylic polymer The content ratio of the monomer is preferably 10 from the viewpoint of high dispersibility of the nitrile group-containing acrylic polymer when slurried, a highly uniform active material layer can be formed, and the resistance of the electrode layer can be reduced. It is -30 mass%, More preferably, it is 12-28 mass%, Preferably the content rate of an ethylenically unsaturated sulfonic acid monomer is 0.1-10 mass%.
ニトリル基含有アクリル重合体は、上記各構成単位に加え、ニトリル基含有アクリル重合体のTHF不溶解分量に影響を与えない範囲で、さらに架橋性単量体単位を含んでいてもよい。架橋性単量体単位は、架橋性単量体を加熱またはエネルギー照射により、重合中または重合後に架橋構造を形成しうる構造単位である。架橋性単量体の例としては、通常は、熱架橋性を有する単量体を挙げることができる。より具体的には、熱架橋性の架橋性基及び1分子あたり1つのオレフィン性二重結合を有する単官能性単量体、及び1分子あたり2つ以上のオレフィン性二重結合を有する多官能性単量体が挙げられる。 The nitrile group-containing acrylic polymer may further contain a crosslinkable monomer unit as long as it does not affect the THF-insoluble content of the nitrile group-containing acrylic polymer in addition to each of the above structural units. The crosslinkable monomer unit is a structural unit capable of forming a crosslinked structure during or after polymerization by heating or energy irradiation of the crosslinkable monomer. As an example of the crosslinkable monomer, a monomer having thermal crosslinkability can be usually mentioned. More specifically, a monofunctional monomer having a heat-crosslinkable crosslinkable group and one olefinic double bond per molecule, and a polyfunctional having two or more olefinic double bonds per molecule. Ionic monomers.
単官能性単量体に含まれる熱架橋性の架橋性基の例としては、エポキシ基、N−メチロールアミド基、オキセタニル基、オキサゾリン基、及びこれらの組み合わせが挙げられる。これらの中でも、エポキシ基が、架橋及び架橋密度の調節が容易な点でより好ましい。 Examples of thermally crosslinkable groups contained in the monofunctional monomer include epoxy groups, N-methylolamide groups, oxetanyl groups, oxazoline groups, and combinations thereof. Among these, an epoxy group is more preferable in terms of easy adjustment of crosslinking and crosslinking density.
熱架橋性の架橋性基としてエポキシ基を有し、且つオレフィン性二重結合を有する架橋性単量体の例としては、ビニルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、ブテニルグリシジルエーテル、o−アリルフェニルグリシジルエーテルなどの不飽和グリシジルエーテル;ブタジエンモノエポキシド、クロロプレンモノエポキシド、4,5−エポキシ−2−ペンテン、3,4−エポキシ−1−ビニルシクロヘキセン、1,2−エポキシ−5,9−シクロドデカジエンなどのジエンまたはポリエンのモノエポキシド;3,4−エポキシ−1−ブテン、1,2−エポキシ−5−ヘキセン、1,2−エポキシ−9−デセンなどのアルケニルエポキシド;並びにグリシジルアクリレート、グリシジルメタアクリレート、グリシジルクロトネート、グリシジル−4−ヘプテノエート、グリシジルソルベート、グリシジルリノレート、グリシジル−4−メチル−3−ペンテノエート、3−シクロヘキセンカルボン酸のグリシジルエステル、4−メチル−3−シクロヘキセンカルボン酸のグリシジルエステルなどの不飽和カルボン酸のグリシジルエステル類が挙げられる。 Examples of the crosslinkable monomer having an epoxy group as a thermally crosslinkable group and having an olefinic double bond include vinyl glycidyl ether, allyl glycidyl ether, butenyl glycidyl ether, o-allylphenyl glycidyl. Unsaturated glycidyl ethers such as ether; butadiene monoepoxide, chloroprene monoepoxide, 4,5-epoxy-2-pentene, 3,4-epoxy-1-vinylcyclohexene, 1,2-epoxy-5,9-cyclododecadiene Monoepoxides of dienes or polyenes such as; alkenyl epoxides such as 3,4-epoxy-1-butene, 1,2-epoxy-5-hexene, 1,2-epoxy-9-decene; and glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate Glycidyl crotonate, Unsaturated carboxylic acids such as glycidyl-4-heptenoate, glycidyl sorbate, glycidyl linoleate, glycidyl-4-methyl-3-pentenoate, glycidyl ester of 3-cyclohexene carboxylic acid, glycidyl ester of 4-methyl-3-cyclohexene carboxylic acid Examples include glycidyl esters of acids.
熱架橋性の架橋性基としてN−メチロールアミド基を有し、且つオレフィン性二重結合を有する架橋性単量体の例としては、N−メチロール(メタ)アクリルアミドなどのメチロール基を有する(メタ)アクリルアミド類が挙げられる。 Examples of the crosslinkable monomer having an N-methylolamide group as a thermally crosslinkable group and having an olefinic double bond have a methylol group such as N-methylol (meth) acrylamide (meta ) Acrylamides.
熱架橋性の架橋性基としてオキセタニル基を有し、且つオレフィン性二重結合を有する架橋性単量体の例としては、3−((メタ)アクリロイルオキシメチル)オキセタン、3−((メタ)アクリロイルオキシメチル)−2−トリフロロメチルオキセタン、3−((メタ)アクリロイルオキシメチル)−2−フェニルオキセタン、2−((メタ)アクリロイルオキシメチル)オキセタン、及び2−((メタ)アクリロイルオキシメチル)−4−トリフロロメチルオキセタンが挙げられる。 Examples of the crosslinkable monomer having an oxetanyl group as a heat crosslinkable group and having an olefinic double bond include 3-((meth) acryloyloxymethyl) oxetane, 3-((meth) Acryloyloxymethyl) -2-trifluoromethyloxetane, 3-((meth) acryloyloxymethyl) -2-phenyloxetane, 2-((meth) acryloyloxymethyl) oxetane, and 2-((meth) acryloyloxymethyl ) -4-trifluoromethyloxetane.
熱架橋性の架橋性基としてオキサゾリン基を有し、且つオレフィン性二重結合を有する架橋性単量体の例としては、2−ビニル−2−オキサゾリン、2−ビニル−4−メチル−2−オキサゾリン、2−ビニル−5−メチル−2−オキサゾリン、2−イソプロペニル−2−オキサゾリン、2−イソプロペニル−4−メチル−2−オキサゾリン、2−イソプロペニル−5−メチル−2−オキサゾリン、及び2−イソプロペニル−5−エチル−2−オキサゾリンが挙げられる。 Examples of the crosslinkable monomer having an oxazoline group as a thermally crosslinkable group and having an olefinic double bond include 2-vinyl-2-oxazoline, 2-vinyl-4-methyl-2- Oxazoline, 2-vinyl-5-methyl-2-oxazoline, 2-isopropenyl-2-oxazoline, 2-isopropenyl-4-methyl-2-oxazoline, 2-isopropenyl-5-methyl-2-oxazoline, and 2-isopropenyl-5-ethyl-2-oxazoline is mentioned.
2つ以上のオレフィン性二重結合を有する多官能性単量体の例としては、アリル(メタ)アクリレート、エチレンジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパン−トリ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジアリルエーテル、ポリグリコールジアリルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、ヒドロキノンジアリルエーテル、テトラアリルオキシエタン、トリメチロールプロパン−ジアリルエーテル、前記以外の多官能性アルコールのアリルまたはビニルエーテル、トリアリルアミン、メチレンビスアクリルアミド、及びジビニルベンゼンが挙げられる。 Examples of multifunctional monomers having two or more olefinic double bonds include allyl (meth) acrylate, ethylene di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, Tetraethylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane-tri (meth) acrylate, dipropylene glycol diallyl ether, polyglycol diallyl ether, triethylene glycol divinyl ether, hydroquinone diallyl ether, tetraallyloxyethane, trimethylolpropane-diallyl Ethers, allyl or vinyl ethers of polyfunctional alcohols other than those mentioned above, triallylamine, methylene bisacrylamide, and divinylbenzene.
架橋性単量体としては、特に、アリル(メタ)アクリレート、エチレンジメタアクリレート、アリルグリシジルエーテル、及びグリシジルメタアクリレートを好ましく用いることができる。 As the crosslinkable monomer, in particular, allyl (meth) acrylate, ethylene dimethacrylate, allyl glycidyl ether, and glycidyl methacrylate can be preferably used.
上記架橋性単量体は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせてもよい。したがって、ニトリル基含有アクリル重合体は、架橋性不飽和酸単量体を、1種類だけ含んでいてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて含んでいてもよい。 The said crosslinking | crosslinked monomer may be used individually by 1 type, and may combine 2 or more types by arbitrary ratios. Therefore, the nitrile group-containing acrylic polymer may contain only one type of crosslinkable unsaturated acid monomer, or may contain two or more types in combination at any ratio.
ニトリル基含有アクリル重合体に架橋性単量体単位が含まれる場合、その含有割合は、分散性を良好なものとする観点から、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.2質量%以上、特に好ましくは0.5質量%以上であり、好ましくは5質量%以下、より好ましくは4質量%以下、特に好ましくは2質量%以下である架橋性単量体単位の含有割合が多すぎると、ニトリル基含有アクリル重合体の分散性が悪化する。 When the crosslinkable monomer unit is contained in the nitrile group-containing acrylic polymer, the content ratio is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.2% by mass, from the viewpoint of improving dispersibility. % Or more, particularly preferably 0.5% by mass or more, preferably 5% by mass or less, more preferably 4% by mass or less, and particularly preferably 2% by mass or less. When too large, the dispersibility of a nitrile group containing acrylic polymer will deteriorate.
また、ニトリル基含有アクリル重合体には、上記に加えて、芳香族ビニル単量体単位、エチレン性不飽和カルボン酸アミド単量体単位などが含まれていても良い。
芳香族ビニル単量体の例としては、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、クロロスチレン、ヒドロキシメチルスチレンなどを挙げることができる。
Further, in addition to the above, the nitrile group-containing acrylic polymer may contain an aromatic vinyl monomer unit, an ethylenically unsaturated carboxylic acid amide monomer unit, and the like.
Examples of the aromatic vinyl monomer include styrene, α-methylstyrene, vinyltoluene, chlorostyrene, and hydroxymethylstyrene.
エチレン性不飽和カルボン酸アミド単量体の例としては、(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−メトキシメチル(メタ)アクリルアミドなどが挙げられる。 Examples of the ethylenically unsaturated carboxylic acid amide monomer include (meth) acrylamide, N-methylol (meth) acrylamide, N-methoxymethyl (meth) acrylamide and the like.
これらの単量体単位は、10質量%以下の割合で含まれていてもよい。 These monomer units may be contained in a proportion of 10% by mass or less.
ここで、各単量体の含有割合は、通常、ニトリル基含有アクリル重合体における繰り返し単位(例えば、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位、エチレン性不飽和酸単量体単位、及び架橋性単量体単位)の含有割合と同様にする。 Here, the content ratio of each monomer is usually a repeating unit in a nitrile group-containing acrylic polymer (for example, (meth) acrylic acid ester monomer unit, ethylenically unsaturated acid monomer unit, and crosslinkability). The content ratio of the monomer unit is the same.
次に、ニトリル基含有アクリル重合体の非水電解液に対する膨潤度、およびニトリル基含有アクリル重合体のテトラヒドロフラン(THF)不溶解分量について説明する。 Next, the degree of swelling of the nitrile group-containing acrylic polymer with respect to the non-aqueous electrolyte and the amount of the nitrile group-containing acrylic polymer insoluble in tetrahydrofuran (THF) will be described.
ニトリル基含有アクリル重合体の非水電解液に対する膨潤度は、かかる重合体の体積が電解液中で著しく変化することを避ける観点、及び充放電サイクルを繰り返しても、接着剤層の耐熱層に対する結着性が維持され、サイクル特性が向上する観点から、好ましくは100〜300%であり、より好ましくは100〜280%、特に好ましくは100〜260%である。ここで、非水電解液は、本願のリチウムイオン二次電池を構成する電解液である。非水電解液に対する膨潤度は、例えば、前述した各単量体単位の含有割合により制御することができる。具体的には、ニトリル基含有単量体単位の含有割合を増やすと増大する。また、エチレン性不飽和単量体単位の含有割合を増やすと減少する。 The degree of swelling of the nitrile group-containing acrylic polymer with respect to the non-aqueous electrolyte is such that the volume of the polymer is not significantly changed in the electrolyte, and even if the charge / discharge cycle is repeated, From the viewpoint of maintaining the binding property and improving the cycle characteristics, it is preferably 100 to 300%, more preferably 100 to 280%, and particularly preferably 100 to 260%. Here, the nonaqueous electrolytic solution is an electrolytic solution constituting the lithium ion secondary battery of the present application. The degree of swelling with respect to the nonaqueous electrolytic solution can be controlled by, for example, the content ratio of each monomer unit described above. Specifically, it increases when the content ratio of the nitrile group-containing monomer unit is increased. Moreover, it decreases when the content of the ethylenically unsaturated monomer unit is increased.
また、ニトリル基含有アクリル重合体のテトラヒドロフラン(THF)不溶解分量は、かかる重合体をスラリー分散媒に適度に溶解させるため、30質量%以下であり、好ましくは25質量%以下であり、さらに好ましくは20質量%以下の範囲にある。THF不溶解分は、ゲル量の指標であり、THF不溶解分量が多いと、N−メチルピロリドン(以下、NMPと記載することがある)などの有機溶剤を用いたスラリー中において粒子状で存在する可能性が高くなり、スラリー中での分散性が損なわれることがある。THF不溶解分量は、後述するように、重合反応温度、単量体の添加時間、重合開始剤量等により制御することができる。具体的には、重合反応温度を上げる、重合開始剤、連鎖移動剤を多くするなどの方法で不溶解分量が減少する。 Further, the tetrahydrofuran (THF) insoluble amount of the nitrile group-containing acrylic polymer is 30% by mass or less, preferably 25% by mass or less, and more preferably, in order to appropriately dissolve the polymer in the slurry dispersion medium. Is in the range of 20% by weight or less. The THF-insoluble matter is an index of the amount of gel, and if the amount of THF-insoluble matter is large, it exists in the form of particles in a slurry using an organic solvent such as N-methylpyrrolidone (hereinafter sometimes referred to as NMP). The dispersibility in a slurry may be impaired. As described later, the THF-insoluble content can be controlled by the polymerization reaction temperature, the monomer addition time, the polymerization initiator amount, and the like. Specifically, the amount of insoluble matter is reduced by increasing the polymerization reaction temperature, increasing the polymerization initiator, and the chain transfer agent.
ニトリル基含有アクリル重合体の製法は特に限定はされないが、上述したように、ニトリル基含有アクリル重合体を構成する単量体を含む単量体混合物を、乳化重合して得ることができる。乳化重合の方法としては、特に限定されず、従来公知の乳化重合法を採用すればよい。混合方法は特に限定されず、例えば、撹拌式、振とう式、および回転式などの混合装置を使用した方法が挙げられる。また、ホモジナイザー、ボールミル、サンドミル、ロールミル、プラネタリーミキサーおよび遊星式混練機などの分散混練装置を使用した方法が挙げられる。 Although the manufacturing method of a nitrile group containing acrylic polymer is not specifically limited, As mentioned above, the monomer mixture containing the monomer which comprises a nitrile group containing acrylic polymer can be obtained by emulsion polymerization. The method for emulsion polymerization is not particularly limited, and a conventionally known emulsion polymerization method may be employed. The mixing method is not particularly limited, and examples thereof include a method using a mixing apparatus such as a stirring type, a shaking type, and a rotary type. In addition, a method using a dispersion kneader such as a homogenizer, a ball mill, a sand mill, a roll mill, a planetary mixer, and a planetary kneader can be used.
乳化重合に使用する重合開始剤としては、たとえば、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過リン酸カリウム、過酸化水素等の無機過酸化物;t−ブチルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、p−メンタンハイドロパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t−ブチルクミルパーオキサイド、アセチルパーオキサイド、イソブチリルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、3,5,5−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシイソブチレート等の有機過酸化物;アゾビスイソブチロニトリル、アゾビス−2,4−ジメチルバレロニトリル、アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル、アゾビスイソ酪酸メチル等のアゾ化合物等が挙げられる。 Examples of the polymerization initiator used for emulsion polymerization include inorganic peroxides such as sodium persulfate, potassium persulfate, ammonium persulfate, potassium perphosphate, and hydrogen peroxide; t-butyl peroxide, cumene hydroperoxide, p-menthane hydroperoxide, di-t-butyl peroxide, t-butylcumyl peroxide, acetyl peroxide, isobutyryl peroxide, octanoyl peroxide, benzoyl peroxide, 3,5,5-trimethylhexanoyl peroxide Organic peroxides such as oxide and t-butylperoxyisobutyrate; azo compounds such as azobisisobutyronitrile, azobis-2,4-dimethylvaleronitrile, azobiscyclohexanecarbonitrile, methyl azobisisobutyrate, etc. Is .
これらのなかでも、無機過酸化物が好ましく使用できる。これらの重合開始剤は、それぞれ単独でまたは2種類以上を組み合わせて使用することができる。 Among these, inorganic peroxides can be preferably used. These polymerization initiators can be used alone or in combination of two or more.
得られる共重合体のTHF不溶分量を調節するために、乳化重合時に連鎖移動剤を使用することが好ましい。連鎖移動剤としては、たとえば、n−ヘキシルメルカプタン、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、n−ステアリルメルカプタン等のアルキルメルカプタン;ジメチルキサントゲンジサルファイド、ジイソプロピルキサントゲンジサルファイド等のキサントゲン化合物;ターピノレンや、テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラメチルチウラムモノスルフィド等のチウラム系化合物;2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、スチレン化フェノール等のフェノール系化合物;アリルアルコール等のアリル化合物;ジクロルメタン、ジブロモメタン、四臭化炭素等のハロゲン化炭化水素化合物;チオグリコール酸、チオリンゴ酸、2−エチルヘキシルチオグリコレート、ジフェニルエチレン、α−メチルスチレンダイマーなどが挙げられる。 In order to adjust the amount of THF-insoluble matter in the copolymer obtained, it is preferable to use a chain transfer agent during emulsion polymerization. Examples of the chain transfer agent include alkyl mercaptans such as n-hexyl mercaptan, n-octyl mercaptan, t-octyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan, t-dodecyl mercaptan, n-stearyl mercaptan; dimethylxanthogen disulfide, diisopropylxanthogendi Xanthogen compounds such as sulfides; thiuram compounds such as terpinolene, tetramethylthiuram disulfide, tetraethylthiuram disulfide, tetramethylthiuram monosulfide; phenols such as 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol and styrenated phenol Compounds; allyl compounds such as allyl alcohol; halogenated hydrocarbon compounds such as dichloromethane, dibromomethane, carbon tetrabromide; thioglycolic acid, Oringo acid, 2-ethylhexyl thioglycolate, diphenylethylene, etc. α- methylstyrene dimer.
これらのなかでも、アルキルメルカプタンが好ましく、t−ドデシルメルカプタンがより好ましく使用できる。これらの連鎖移動剤は、単独または2種以上組み合わせて使用することができる。
連鎖移動剤の使用量は、単量体混合物100質量部に対して、好ましくは0.05〜2質量部、より好ましくは0.1〜1質量部である。
Among these, alkyl mercaptans are preferable, and t-dodecyl mercaptan can be more preferably used. These chain transfer agents can be used alone or in combination of two or more.
The amount of the chain transfer agent used is preferably 0.05 to 2 parts by mass, more preferably 0.1 to 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the monomer mixture.
乳化重合時に、界面活性剤を使用してもよい。界面活性剤は、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤のいずれであってもよい。アニオン性界面活性剤の具体例としては、ナトリウムラウリルサルフェート、アンモニウムラウリルサルフェート、ナトリウムドデシルサルフェート、アンモニウムドデシルサルフェート、ナトリウムオクチルサルフェート、ナトリウムデシルサルフェート、ナトリウムテトラデシルサルフェート、ナトリウムヘキサデシルサルフェート、ナトリウムオクタデシルサルフェートなどの高級アルコールの硫酸エステル塩;ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ラウリルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ヘキサデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムなどのアルキルベンゼンスルホン酸塩;ラウリルスルホン酸ナトリウム、ドデシルスルホン酸ナトリウム、テトラデシルスルホン酸ナトリウムなどの脂肪族スルホン酸塩;などが挙げられる。
界面活性剤の使用量は、単量体混合物100質量部に対して、好ましくは0.5〜10質量部、より好ましくは1〜5質量部である。
A surfactant may be used during the emulsion polymerization. The surfactant may be any of an anionic surfactant, a nonionic surfactant, a cationic surfactant, and an amphoteric surfactant. Specific examples of the anionic surfactant include sodium lauryl sulfate, ammonium lauryl sulfate, sodium dodecyl sulfate, ammonium dodecyl sulfate, sodium octyl sulfate, sodium decyl sulfate, sodium tetradecyl sulfate, sodium hexadecyl sulfate, sodium octadecyl sulfate and the like. Sulfuric acid ester salts of higher alcohols; alkylbenzene sulfonates such as sodium dodecylbenzene sulfonate, sodium lauryl benzene sulfonate, sodium hexadecyl benzene sulfonate; fats such as sodium lauryl sulfonate, sodium dodecyl sulfonate, sodium tetradecyl sulfonate Group sulfonates; and the like.
The amount of the surfactant used is preferably 0.5 to 10 parts by mass, more preferably 1 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the monomer mixture.
さらに乳化重合の際に、水酸化ナトリウム、アンモニアなどのpH調整剤;分散剤、キレート剤、酸素捕捉剤、ビルダー、粒子径調節のためのシードラテックスなどの各種添加剤を適宜使用することができる。特にシードラテックスを用いた乳化重合が好ましい。シードラテックスとは、乳化重合の際に反応の核となる微小粒子の分散液をいう。微小粒子は粒径が100nm以下であることが多い。微小粒子は特に限定はされず、ジエン系重合体などの汎用の重合体が用いられる。シード重合法によれば、比較的粒径の揃った共重合体粒子が得られる。 Further, in the emulsion polymerization, various additives such as a pH adjusting agent such as sodium hydroxide and ammonia; a dispersing agent, a chelating agent, an oxygen scavenger, a builder, and a seed latex for adjusting the particle size can be appropriately used. . In particular, emulsion polymerization using a seed latex is preferred. Seed latex refers to a dispersion of fine particles that becomes the nucleus of the reaction during emulsion polymerization. The fine particles often have a particle size of 100 nm or less. The fine particles are not particularly limited, and general-purpose polymers such as diene polymers are used. According to the seed polymerization method, copolymer particles having a relatively uniform particle diameter can be obtained.
重合反応を行う際の重合温度は、特に限定されないが、通常、0〜100℃、好ましくは40〜80℃とする。このような温度範囲で乳化重合し、所定の重合転化率で、重合停止剤を添加したり、重合系を冷却したりして、重合反応を停止する。重合反応を停止する重合転化率は、得られる共重合体のTHF不溶分量を適切に調節可能な観点から、好ましくは93質量%以上、より好ましくは95質量%以上である。 Although the polymerization temperature at the time of performing a polymerization reaction is not specifically limited, Usually, 0-100 degreeC, Preferably you may be 40-80 degreeC. Emulsion polymerization is performed in such a temperature range, and the polymerization reaction is stopped at a predetermined polymerization conversion rate by adding a polymerization terminator or cooling the polymerization system. The polymerization conversion rate at which the polymerization reaction is stopped is preferably 93% by mass or more, more preferably 95% by mass or more, from the viewpoint that the amount of THF-insoluble matter in the resulting copolymer can be appropriately adjusted.
重合反応を停止した後、所望により、未反応単量体を除去し、pHや固形分濃度を調整して、共重合体が分散媒に分散された形態(ラテックス)でニトリル基含有アクリル重合体が得られる。その後、必要に応じ、分散媒を置換してもよく、また分散媒を蒸発し、粒子状共重合体を粉末形状で得てもよい。 After stopping the polymerization reaction, if necessary, the unreacted monomer is removed, the pH and solid content concentration are adjusted, and the copolymer is dispersed in a dispersion medium (latex) in a nitrile group-containing acrylic polymer Is obtained. Thereafter, if necessary, the dispersion medium may be replaced, or the dispersion medium may be evaporated to obtain a particulate copolymer in powder form.
ニトリル基含有アクリル重合体の分散液には、公知の分散剤、増粘剤、老化防止剤、消泡剤、防腐剤、抗菌剤、ブリスター防止剤、pH調整剤などを必要に応じて添加することもできる。 Addition of known dispersants, thickeners, anti-aging agents, antifoaming agents, antiseptics, antibacterial agents, anti-blistering agents, pH adjusting agents, etc., to the nitrile group-containing acrylic polymer dispersion You can also
(二次電池用セパレータの製造方法)
本発明の二次電池用セパレータを製造する方法は、有機セパレータ上に耐熱層及び接着剤層がこの順に形成される方法であれば特に制限されないが、有機セパレータ上に、非導電性粒子及びバインダーを含む耐熱層用スラリーを塗布し、乾燥することにより耐熱層を形成する耐熱層形成工程と、前記耐熱層上にフッ化ビニリデン共重合体を含む接着剤層用スラリーを塗布し、乾燥することにより接着剤層を形成する接着剤層形成工程とを有する方法が好ましい。以下においては、この方法を本発明の二次電池用セパレータの製造方法として説明する。
(Method for producing secondary battery separator)
The method for producing the secondary battery separator of the present invention is not particularly limited as long as the heat-resistant layer and the adhesive layer are formed in this order on the organic separator, but the non-conductive particles and the binder are formed on the organic separator. A heat-resistant layer forming step of forming a heat-resistant layer by applying and drying a slurry for heat-resistant layer, and applying and drying a slurry for an adhesive layer containing a vinylidene fluoride copolymer on the heat-resistant layer The method which has an adhesive bond layer formation process which forms an adhesive bond layer by this is preferable. Below, this method is demonstrated as a manufacturing method of the separator for secondary batteries of this invention.
(耐熱層の形成方法)
本発明の製造方法では、まず、有機セパレータ上に、非導電性粒子及びバインダーを含む耐熱層用スラリーを塗布し、乾燥することにより耐熱層を形成する。耐熱層は、有機セパレータの片面のみに形成しても、両面に形成してもよい。
耐熱層用スラリーは、分散媒と、前述した固形分である非導電性粒子、バインダー及び任意の成分とを混合することによって製造される。
本発明においては上記成分を用いることにより、混合方法や混合順序に関わらず、非導電性粒子が高度に分散された耐熱層用スラリーを得ることができる。
分散媒としては、上記固形分(非導電性粒子、バインダー及び前記任意の成分)を均一に分散しうるものであれば特に制限されない。
(Method for forming heat-resistant layer)
In the production method of the present invention, first, a heat-resistant layer slurry containing non-conductive particles and a binder is applied onto an organic separator and dried to form a heat-resistant layer. The heat-resistant layer may be formed on only one side of the organic separator or on both sides.
The heat-resistant layer slurry is produced by mixing the dispersion medium with the aforementioned non-conductive particles, binder, and optional components that are solid components.
In the present invention, by using the above components, a slurry for a heat-resistant layer in which non-conductive particles are highly dispersed can be obtained regardless of the mixing method and mixing order.
The dispersion medium is not particularly limited as long as it can uniformly disperse the solids (non-conductive particles, binder and the optional component).
耐熱層用スラリーに用いる分散媒としては、水及び有機溶媒のいずれも使用できる。有機溶媒としては、シクロペンタン、シクロヘキサンなどの環状脂肪族炭化水素類;トルエン、キシレン、エチルベンゼンなどの芳香族炭化水素類;アセトン、エチルメチルケトン、ジイソプロピルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサンなどのケトン類;メチレンクロライド、クロロホルム、四塩化炭素など塩素系脂肪族炭化水素;芳酢酸エチル、酢酸ブチル、γ−ブチロラクトン、ε−カプロラクトンなどのエステル類;アセトニトリル、プロピオニトリルなどのアシロニトリル類;テトラヒドロフラン、エチレングリコールジエチルエーテルなどのエーテル類:メタノール、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテルなどのアルコール類;N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミドなどのアミド類があげられる。 As the dispersion medium used in the slurry for the heat-resistant layer, either water or an organic solvent can be used. Examples of organic solvents include cycloaliphatic hydrocarbons such as cyclopentane and cyclohexane; aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, and ethylbenzene; ketones such as acetone, ethylmethylketone, diisopropylketone, cyclohexanone, methylcyclohexane, and ethylcyclohexane. Chlorinated aliphatic hydrocarbons such as methylene chloride, chloroform and carbon tetrachloride; esters such as ethyl acetate, butyl acetate, γ-butyrolactone and ε-caprolactone; acylonitriles such as acetonitrile and propionitrile; tetrahydrofuran; Ethers such as ethylene glycol diethyl ether: alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, ethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether; N-methyl Amides such as lupyrrolidone and N, N-dimethylformamide are exemplified.
これらの分散媒は、単独で使用しても、これらを2種以上混合して混合分散媒として使用してもよい。これらの中でも特に、非導電性粒子の分散性に優れ、低沸点で揮発性の高い分散媒が、短時間でかつ低温で除去できるので好ましい。具体的には、アセトン、トルエン、シクロヘキサノン、シクロペンタン、テトラヒドロフラン、シクロヘキサン、キシレン、水、若しくはN−メチルピロリドン、又はこれらの混合分散媒が好ましい。 These dispersion media may be used alone, or two or more of these dispersion media may be mixed and used as a mixed dispersion medium. Among these, a dispersion medium having excellent dispersibility of non-conductive particles and having a low boiling point and high volatility is preferable because it can be removed in a short time and at a low temperature. Specifically, acetone, toluene, cyclohexanone, cyclopentane, tetrahydrofuran, cyclohexane, xylene, water, N-methylpyrrolidone, or a mixed dispersion medium thereof is preferable.
特に、バインダーとして上で説明した(メタ)アクリル重合体を用いる場合、分散媒として水等の水系分散媒を用い、耐熱層用スラリーを水性分散体として得ることが、製造プロセスや工程負荷を低減できるため特に好ましい。 In particular, when the (meth) acrylic polymer described above is used as a binder, it is possible to use an aqueous dispersion medium such as water as a dispersion medium and obtain a slurry for a heat-resistant layer as an aqueous dispersion, thereby reducing the manufacturing process and process load. This is particularly preferable because it can be performed.
耐熱層用スラリーの固形分濃度は、耐熱層用スラリーの塗布が可能な程度で且つ、流動性を有する粘度になる濃度に適宜調整することができるが、一般的には10〜50質量%程度である。 The solid content concentration of the heat-resistant layer slurry can be appropriately adjusted to a concentration that allows the heat-resistant layer slurry to be applied and has a fluid viscosity, but is generally about 10 to 50% by mass. It is.
固形分以外の成分は、乾燥の工程により揮発する成分であり、前記分散媒に加え、例えば、非導電性粒子及びバインダーの調製及び添加に際しこれらを溶解又は分散させていた媒質をも含む。 Components other than the solid content are components that volatilize in the drying step, and include, in addition to the dispersion medium, for example, a medium in which these are dissolved or dispersed during the preparation and addition of the non-conductive particles and the binder.
耐熱層用スラリーは、耐熱層を形成するためのものであるので、耐熱層用スラリーの固形分全量中の、非導電性粒子、バインダー、及び任意成分(耐熱層の任意成分として上述した成分)の含有割合は、耐熱層について上述した通りの割合とすることができる。 Since the heat-resistant layer slurry is for forming a heat-resistant layer, the non-conductive particles, binder, and optional components (components described above as optional components of the heat-resistant layer) in the total solid content of the heat-resistant layer slurry. The content ratio of can be the ratio as described above for the heat-resistant layer.
混合装置は、上記成分を均一に混合できる装置であれば特に限定はされず、ボールミル、サンドミル、顔料分散機、擂潰機、超音波分散機、ホモジナイザー、プラネタリーミキサーなどを使用することができるが、高い分散シェアを加えることができる、ビーズミル、ロールミル、フィルミックス等の高分散装置を使用することが特に好ましい。 The mixing apparatus is not particularly limited as long as it can uniformly mix the above components, and a ball mill, a sand mill, a pigment disperser, a crusher, an ultrasonic disperser, a homogenizer, a planetary mixer, and the like can be used. However, it is particularly preferable to use a high dispersion apparatus such as a bead mill, a roll mill, or a fill mix that can add a high dispersion share.
耐熱層用スラリーの粘度は、塗工に適した粘度であれば十分であるが、10〜300mPa・sであることが好ましい。耐熱層用スラリーの粘度を、前記範囲に調整することで、耐熱層の薄膜化、耐熱層においてバインダーの偏在化や非導電性粒子の偏在化がない均一な耐熱層を作製でき、さらに均一塗工性、高速塗工性や耐熱層用スラリー保存安定性にも優れる。本発明において、耐熱層用スラリーの粘度は、10〜200mPa・sであることがさらに好ましく、20〜100mPa・sであることが特に好ましい。耐熱層用スラリーの粘度は、E型粘度計を用いて25℃、回転数60rpmで60秒後に測定した時の値(η60)である。 The viscosity of the slurry for the heat-resistant layer is sufficient as long as it is suitable for coating, but is preferably 10 to 300 mPa · s. By adjusting the viscosity of the heat-resistant layer slurry to the above range, it is possible to produce a uniform heat-resistant layer without thinning of the heat-resistant layer, uneven distribution of binders or non-conductive particles in the heat-resistant layer, and further uniform coating. Excellent in workability, high-speed coating property, and heat storage layer slurry storage stability. In the present invention, the viscosity of the heat-resistant layer slurry is more preferably 10 to 200 mPa · s, and particularly preferably 20 to 100 mPa · s. The viscosity of the heat-resistant layer slurry is a value (η60) when measured after 60 seconds at 25 ° C. and a rotation number of 60 rpm using an E-type viscometer.
有機セパレータ上に耐熱層用スラリーの塗膜を形成する方法に制限はなく、例えば、塗布法、浸漬法などにより行ってもよい。中でも、耐熱層の厚みを制御し易いことから、塗布法が好ましい。塗布法としては、例えば、ドクターブレードコート法、ディップコート法、リバースロールコート法、ダイレクトロールコート法、グラビアコート法、エクストルージョンコート法、ハケ塗り法などの方法が挙げられる。中でも、均一な耐熱層が得られる点で、ディップコート法及びグラビアコート法が好ましい。 There is no restriction | limiting in the method of forming the coating film of the slurry for heat-resistant layers on an organic separator, For example, you may carry out by the apply | coating method, the immersion method, etc. Among these, the coating method is preferable because the thickness of the heat-resistant layer can be easily controlled. Examples of the coating method include a doctor blade coating method, a dip coating method, a reverse roll coating method, a direct roll coating method, a gravure coating method, an extrusion coating method, and a brush coating method. Among them, the dip coating method and the gravure coating method are preferable in that a uniform heat-resistant layer can be obtained.
有機セパレータ上に形成した耐熱層用スラリーの塗膜を乾燥する方法に制限はなく、例えば、温風、熱風、低湿風等の風による乾燥、真空乾燥、(遠)赤外線や電子線などの照射による乾燥法などが挙げられる。 There is no limitation on the method for drying the heat-resistant slurry slurry formed on the organic separator. For example, drying with warm air, hot air, low-humidity air, etc., vacuum drying, irradiation with (far) infrared rays, electron beams, etc. And the like.
乾燥温度は、分散媒が気化して塗膜から除去される温度であればよいが、バインダーが熱架橋性基を有する場合、当該熱架橋性基が架橋反応を生じる温度以上の高温で乾燥を行うことが好ましい。塗膜からの分散媒の除去と架橋とを同時に行うことにより工程数を減らして製造効率を向上させることができる。通常は30〜100℃で乾燥させる。 The drying temperature may be a temperature at which the dispersion medium is vaporized and removed from the coating film. However, when the binder has a thermally crosslinkable group, the drying is performed at a temperature higher than the temperature at which the thermally crosslinkable group causes a crosslinking reaction. Preferably it is done. By simultaneously removing the dispersion medium from the coating film and crosslinking, the number of steps can be reduced and the production efficiency can be improved. Usually, it is dried at 30 to 100 ° C.
耐熱層を製造する際には、上述した塗布工程及び乾燥工程に加えて、更に別の工程を行うようにしてもよい。例えば、金型プレスやロールプレスなどを用い、加圧処理を行ってもよい。これにより、有機セパレータと耐熱層との密着性を向上させることができる。加圧処理の圧力及び加圧時間は、耐熱層の空隙率が損なわれない範囲で、適切に制御すればよい。 When manufacturing the heat-resistant layer, another process may be performed in addition to the application process and the drying process described above. For example, the pressing process may be performed using a mold press, a roll press, or the like. Thereby, the adhesiveness of an organic separator and a heat-resistant layer can be improved. What is necessary is just to control appropriately the pressure and pressurization time of a pressurization process in the range which does not impair the porosity of a heat-resistant layer.
また、耐熱層の有機セパレータへの片面あたりの塗布量は2〜10g/m2である。耐熱層の塗布量が多すぎると、抵抗が増加するため、得られる二次電池のサイクル特性が悪化する。また、耐熱層の塗布量が少なすぎると、得られる二次電池用セパレータの耐熱性が低くなる。 Moreover, the coating amount per one side to the organic separator of a heat-resistant layer is 2-10 g / m < 2 >. If the coating amount of the heat-resistant layer is too large, the resistance increases, so that the cycle characteristics of the obtained secondary battery are deteriorated. Moreover, when there are too few application | coating amounts of a heat-resistant layer, the heat resistance of the separator for secondary batteries obtained will become low.
耐熱層の厚みは、イオン伝導度の低下を抑制でき、十分な結着性を有するため有機セパレータとの高い密着性有する耐熱層を形成することができる点で、0.1〜20μmであることが好ましく、0.2〜15μmであることがさらに好ましく、0.3〜10μmであることが特に好ましい。 The thickness of the heat-resistant layer is 0.1 to 20 μm in that a decrease in ionic conductivity can be suppressed and a sufficient heat-resistant layer with an organic separator can be formed because it has sufficient binding properties. Is preferably 0.2 to 15 μm, particularly preferably 0.3 to 10 μm.
(接着剤層の形成方法)
本発明の製造方法では、上記工程により有機セパレータの片面または両面に形成された耐熱層の上に、フッ化ビニリデン共重合体を含む接着剤層用スラリーを塗布し、乾燥することにより接着剤層を形成する。ここで、接着剤層用スラリーに含まれるフッ化ビニリデン共重合体の融点は70〜150℃であることが好ましい。また、接着剤層用スラリーに含まれるフッ化ビニリデン共重合体の後述する電解液に対する膨潤度は、110〜200%であることが好ましい。
(Adhesive layer formation method)
In the production method of the present invention, the adhesive layer slurry is applied by applying a slurry for an adhesive layer containing a vinylidene fluoride copolymer on the heat-resistant layer formed on one or both sides of the organic separator by the above-described steps, and drying. Form. Here, the melting point of the vinylidene fluoride copolymer contained in the slurry for the adhesive layer is preferably 70 to 150 ° C. Moreover, it is preferable that the swelling degree with respect to the electrolyte solution mentioned later of the vinylidene fluoride copolymer contained in the slurry for adhesive layers is 110 to 200%.
接着剤層用スラリーは、分散媒と、前述した粒子状重合体及び任意の成分とを混合することによって製造される。分散媒や混合装置としては、前述した耐熱層用スラリーで用いたものと同等のものを使用することができる。
本発明においては上記成分を用いることにより、混合方法や混合順序に関わらず、粒子状重合体が高度に分散された接着剤層用スラリーを得ることができる。
The slurry for the adhesive layer is produced by mixing the dispersion medium, the above-described particulate polymer, and optional components. As a dispersion medium and a mixing apparatus, the thing equivalent to what was used with the slurry for heat-resistant layers mentioned above can be used.
In the present invention, by using the above components, a slurry for an adhesive layer in which the particulate polymer is highly dispersed can be obtained regardless of the mixing method and the mixing order.
接着剤層用スラリーの塗布方法としては、特に制限されず、例えば、ドクターブレード法、ディップコート法、リバースロールコート法、ダイレクトロールコート法、スプレーコート法、グラビアコート法、エクストルージョンコート法、ハケ塗り法などの方法が挙げられる。 The method for applying the slurry for the adhesive layer is not particularly limited. For example, the doctor blade method, the dip coating method, the reverse roll coating method, the direct roll coating method, the spray coating method, the gravure coating method, the extrusion coating method, the brushing method. Examples thereof include a coating method.
接着剤層用スラリーの塗膜を乾燥する方法としては、例えば、温風、熱風、低湿風等の風による乾燥、真空乾燥、(遠)赤外線や電子線などの照射による乾燥法などが挙げられる。乾燥温度は、使用する媒体の種類によってかえることができる。媒体を完全に除去するために、例えば、N−メチルピロリドン等の揮発性の低い媒体を用いる場合には送風式の乾燥機で120℃以上の高温で乾燥させることが好ましい。逆に揮発性の高い媒体を用いる場合には100℃以下の低温において乾燥させることもできる。 Examples of the method for drying the coating film of the adhesive layer slurry include drying with warm air, hot air, low-humidity air, and the like, vacuum drying, drying method by irradiation with (far) infrared rays, electron beams, and the like. . The drying temperature can be changed depending on the type of medium used. In order to completely remove the medium, for example, when a low-volatility medium such as N-methylpyrrolidone is used, the medium is preferably dried at a high temperature of 120 ° C. or higher with a blower-type dryer. Conversely, when a highly volatile medium is used, it can be dried at a low temperature of 100 ° C. or lower.
また、接着剤層の耐熱層への片面あたりの塗布量は0.1〜1.5g/m2である。耐熱層の塗布量が多すぎると、抵抗が増加するため、得られる二次電池のサイクル特性が悪化する。また、耐熱層の塗布量が少なすぎると、電極とセパレータとの接着性が低く、得られる二次電池のサイクル特性が悪化する。 Moreover, the coating amount per side to the heat-resistant layer of the adhesive layer is 0.1 to 1.5 g / m 2 . If the coating amount of the heat-resistant layer is too large, the resistance increases, so that the cycle characteristics of the obtained secondary battery are deteriorated. Moreover, when there are too few application | coating amounts of a heat-resistant layer, the adhesiveness of an electrode and a separator will be low and the cycling characteristics of the secondary battery obtained will deteriorate.
前記接着剤層の厚みは、適度なイオン透過性と、電極製造後の電極活物質層と耐熱層との良好な接着性とを両立させる観点から、0.1〜5μmであることが好ましく、0.3〜4μmであることがより好ましく、0.3〜3μmであることが特に好ましい。 The thickness of the adhesive layer is preferably 0.1 to 5 μm from the viewpoint of achieving both moderate ion permeability and good adhesion between the electrode active material layer and the heat-resistant layer after electrode production, More preferably, it is 0.3-4 micrometers, and it is especially preferable that it is 0.3-3 micrometers.
(二次電池)
本発明の二次電池は、正極、負極、電解液及び上記の二次電池用セパレータを備えてなる。二次電池としては、リチウム金属電池やリチウムイオン二次電池等が挙げられるが、長期サイクル特性の向上・出力特性の向上等の性能向上が最も求められていることから用途としてはリチウムイオン二次電池が好ましい。以下、リチウムイオン二次電池に使用する場合について説明する。
(Secondary battery)
The secondary battery of the present invention includes a positive electrode, a negative electrode, an electrolytic solution, and the above-described separator for a secondary battery. Secondary batteries include lithium metal batteries, lithium ion secondary batteries, etc., but the most important is to improve performance such as long-term cycle characteristics and output characteristics. A battery is preferred. Hereinafter, the case where it uses for a lithium ion secondary battery is demonstrated.
(電極)
正極、負極は、一般に、電極活物質を必須成分として含む電極活物質層が、集電体に付着してなる。
(electrode)
The positive electrode and the negative electrode are generally formed by attaching an electrode active material layer containing an electrode active material as an essential component to a current collector.
(電極活物質)
リチウムイオン二次電池用電極に用いられる電極活物質は、電解質中で電位をかける事により可逆的にリチウムイオンを挿入放出できるものであればよく、無機化合物でも有機化合物でも用いることができる。
(Electrode active material)
The electrode active material used for the electrode for the lithium ion secondary battery is not particularly limited as long as it can reversibly insert and release lithium ions by applying a potential in the electrolyte, and can be an inorganic compound or an organic compound.
リチウムイオン二次電池正極用の電極活物質(正極活物質)は、無機化合物からなるものと有機化合物からなるものとに大別される。無機化合物からなる正極活物質としては、遷移金属酸化物、リチウムと遷移金属との複合酸化物、遷移金属硫化物などが挙げられる。上記の遷移金属としては、Fe、Co、Ni、Mn等が使用される。正極活物質に使用される無機化合物の具体例としては、LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2、LiMn2O4、LiFePO4、LiFeVO4などのリチウム含有複合金属酸化物;TiS2、TiS3、非晶質MoS2等の遷移金属硫化物;Cu2V2O3、非晶質V2O−P2O5、MoO3、V2O5、V6O13などの遷移金属酸化物が挙げられる。これらの化合物は、部分的に元素置換したものであってもよい。有機化合物からなる正極活物質としては、例えば、ポリアセチレン、ポリ−p−フェニレンなどの導電性高分子を用いることもできる。電気伝導性に乏しい、鉄系酸化物は、還元焼成時に炭素源物質を存在させることで、炭素材料で覆われた電極活物質として用いてもよい。また、これら化合物は、部分的に元素置換したものであってもよい。 Electrode active materials (positive electrode active materials) for lithium ion secondary battery positive electrodes are broadly classified into those made of inorganic compounds and those made of organic compounds. Examples of the positive electrode active material made of an inorganic compound include transition metal oxides, composite oxides of lithium and transition metals, and transition metal sulfides. As the transition metal, Fe, Co, Ni, Mn and the like are used. Specific examples of inorganic compounds used for the positive electrode active material include lithium-containing composite metal oxides such as LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , LiFePO 4 , LiFeVO 4 ; TiS 2 , TiS 3 , non- Transition metal sulfides such as crystalline MoS 2 ; transition metal oxides such as Cu 2 V 2 O 3 , amorphous V 2 O—P 2 O 5 , MoO 3 , V 2 O 5 , V 6 O 13 It is done. These compounds may be partially element-substituted. As the positive electrode active material made of an organic compound, for example, a conductive polymer such as polyacetylene or poly-p-phenylene can be used. An iron-based oxide having poor electrical conductivity may be used as an electrode active material covered with a carbon material by allowing a carbon source material to be present during reduction firing. These compounds may be partially element-substituted.
リチウムイオン二次電池用の正極活物質は、上記の無機化合物と有機化合物の混合物であってもよい。正極活物質の粒子径は、電池の他の構成要件との兼ね合いで適宜選択されるが、負荷特性、サイクル特性などの電池特性の向上の観点、及び充放電容量が大きい二次電池を得ることができ、且つ電極用スラリー及び電極を製造する際の取扱いが容易である観点から、体積平均粒子径D50が、0.1〜50μmであることが好ましく、1〜20μmであることがより好ましい。正極活物質の体積平均粒子径D50は、レーザー回折式粒度分布測定装置を用いて正極活物質の粒子径を測定することにより求めることができる。 The positive electrode active material for a lithium ion secondary battery may be a mixture of the above inorganic compound and organic compound. The particle diameter of the positive electrode active material is appropriately selected in consideration of other constituent elements of the battery, but a secondary battery having a large charge / discharge capacity and a viewpoint of improving battery characteristics such as load characteristics and cycle characteristics is obtained. The volume average particle diameter D50 is preferably from 0.1 to 50 [mu] m, more preferably from 1 to 20 [mu] m, from the viewpoint of being easy to handle and making the electrode slurry and electrode easy to handle. The volume average particle diameter D50 of the positive electrode active material can be obtained by measuring the particle diameter of the positive electrode active material using a laser diffraction particle size distribution analyzer.
リチウムイオン二次電池負極用の電極活物質(負極活物質)としては、たとえば、アモルファスカーボン、グラファイト、天然黒鉛、メゾカーボンマイクロビーズ、ピッチ系炭素繊維などの炭素質材料、ポリアセン等の導電性高分子などがあげられる。また、負極活物質としては、ケイ素、錫、亜鉛、マンガン、鉄、ニッケル等の金属やこれらの合金、前記金属又は合金の酸化物や硫酸塩が用いられる。加えて、金属リチウム、Li−Al、Li−Bi−Cd、Li−Sn−Cd等のリチウム合金、リチウム遷移金属窒化物、シリコーン等を使用できる。電極活物質は、機械的改質法により表面に導電付与材を付着させたものも使用できる。負極活物質の粒径は、電池の他の構成要件との兼ね合いで適宜選択されるが、初期効率、負荷特性、サイクル特性などの電池特性の向上の観点から、負極活物質の体積平均粒子径D50が、1〜50μmが好ましく、15〜30μmであることがより好ましい。負極活物質の体積平均粒子径D50は、正極活物質と同様の方法で測定する。 Examples of electrode active materials (negative electrode active materials) for negative electrodes of lithium ion secondary batteries include carbonaceous materials such as amorphous carbon, graphite, natural graphite, mesocarbon microbeads, pitch-based carbon fibers, and high conductivity such as polyacene. Examples include molecules. In addition, as the negative electrode active material, metals such as silicon, tin, zinc, manganese, iron, nickel, alloys thereof, oxides or sulfates of the metals or alloys are used. In addition, lithium alloys such as lithium metal, Li—Al, Li—Bi—Cd, and Li—Sn—Cd, lithium transition metal nitride, silicone, and the like can be used. As the electrode active material, a material obtained by attaching a conductivity imparting material to the surface by a mechanical modification method can also be used. The particle size of the negative electrode active material is appropriately selected in consideration of other constituent elements of the battery. From the viewpoint of improving battery characteristics such as initial efficiency, load characteristics, and cycle characteristics, the volume average particle diameter of the negative electrode active material is used. D50 is preferably 1 to 50 μm, and more preferably 15 to 30 μm. The volume average particle diameter D50 of the negative electrode active material is measured by the same method as that for the positive electrode active material.
(活物質層用結着剤)
本発明において、電極活物質層は電極活物質の他に、活物質層用結着剤を含むことが好ましい。活物質層用結着剤を含むことにより電極中の電極活物質層の結着性が向上し、電極の捲回時等の工程上においてかかる機械的な力に対する強度が上がり、また電極中の電極活物質層が脱離しにくくなることから、脱離物による短絡等の危険性が小さくなる。
(Binder for active material layer)
In the present invention, the electrode active material layer preferably contains an active material layer binder in addition to the electrode active material. By including the binder for the active material layer, the binding property of the electrode active material layer in the electrode is improved, the strength against mechanical force applied during the process of winding the electrode is increased, Since the electrode active material layer is less likely to be detached, the risk of a short circuit due to the desorbed material is reduced.
活物質層用結着剤としては様々な樹脂成分を用いることができる。例えば、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、ポリアクリル酸誘導体、ポリアクリロニトリル誘導体などを用いることができる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
更に、下に例示する軟質重合体も活物質層用結着剤として使用することができる。
Various resin components can be used as the binder for the active material layer. For example, polyethylene, polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP), polyacrylic acid derivatives, polyacrylonitrile derivatives, and the like can be used. These may be used alone or in combination of two or more.
Furthermore, the soft polymer exemplified below can also be used as the binder for the active material layer.
ポリブチルアクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリヒドロキシエチルメタクリレート、ポリアクリルアミド、ポリアクリロニトリル、ブチルアクリレート・スチレン共重合体、ブチルアクリレート・アクリロニトリル共重合体、ブチルアクリレート・アクリロニトリル・グリシジルメタクリレート共重合体などの、アクリル酸またはメタクリル酸誘導体の単独重合体またはそれと共重合可能な単量体との共重合体である、アクリル系軟質重合体; ポリイソブチレン、イソブチレン・イソプレンゴム、イソブチレン・スチレン共重合体などのイソブチレン系軟質重合体;ポリブタジエン、ポリイソプレン、ブタジエン・スチレンランダム共重合体、イソプレン・スチレンランダム共重合体、アクリロニトリル・ブタジエン共重合体、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体、ブタジエン・スチレン・ブロック共重合体、スチレン・ブタジエン・スチレン・ブロック共重合体、イソプレン・スチレン・ブロック共重合体、スチレン・イソプレン・スチレン・ブロック共重合体などジエン系軟質重合体;ジメチルポリシロキサン、ジフェニルポリシロキサン、ジヒドロキシポリシロキサンなどのケイ素含有軟質重合体;液状ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−1−ブテン、エチレン・α−オレフィン共重合体、プロピレン・α−オレフィン共重合体、エチレン・プロピレン・ジエン共重合体(EPDM)、エチレン・プロピレン・スチレン共重合体などのオレフィン系軟質重合体;ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリステアリン酸ビニル、酢酸ビニル・スチレン共重合体などビニル系軟質重合体; ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、エピクロルヒドリンゴムなどのエポキシ系軟質重合体;フッ化ビニリデン系ゴム、四フッ化エチレン−プロピレンゴムなどのフッ素含有軟質重合体;天然ゴム、ポリペプチド、蛋白質、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、塩化ビニル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマーなどのその他の軟質重合体などが挙げられる。これらの軟質重合体は、架橋構造を有したものであってもよく、また、変性により官能基を導入したものであってもよい。 Acrylic acid such as polybutyl acrylate, polybutyl methacrylate, polyhydroxyethyl methacrylate, polyacrylamide, polyacrylonitrile, butyl acrylate / styrene copolymer, butyl acrylate / acrylonitrile copolymer, butyl acrylate / acrylonitrile / glycidyl methacrylate copolymer Or an acrylic soft polymer that is a homopolymer of a methacrylic acid derivative or a copolymer with a monomer copolymerizable therewith; isobutylene soft such as polyisobutylene, isobutylene-isoprene rubber, isobutylene-styrene copolymer Polymer: Polybutadiene, polyisoprene, butadiene / styrene random copolymer, isoprene / styrene random copolymer, acrylonitrile / butadiene copolymer, Acrylonitrile / butadiene / styrene copolymer, butadiene / styrene / block copolymer, styrene / butadiene / styrene / block copolymer, isoprene / styrene / block copolymer, styrene / isoprene / styrene / block copolymer, etc. Diene-based soft polymer; silicon-containing soft polymer such as dimethylpolysiloxane, diphenylpolysiloxane, dihydroxypolysiloxane; liquid polyethylene, polypropylene, poly-1-butene, ethylene / α-olefin copolymer, propylene / α-olefin Olefin-based soft polymers such as copolymers, ethylene / propylene / diene copolymers (EPDM), ethylene / propylene / styrene copolymers; polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate, polyvinyl stearate, vinyl acetate / Vinyl-based soft polymers such as ethylene copolymers; Epoxy-based soft polymers such as polyethylene oxide, polypropylene oxide, epichlorohydrin rubber; Fluorine-containing soft polymers such as vinylidene fluoride rubber and tetrafluoroethylene-propylene rubber; Natural rubber And other soft polymers such as polypeptides, proteins, polyester-based thermoplastic elastomers, vinyl chloride-based thermoplastic elastomers, polyamide-based thermoplastic elastomers, and the like. These soft polymers may have a cross-linked structure or may have a functional group introduced by modification.
電極活物質層における活物質層用結着剤の量は、電池反応を阻害せずに、電極から活物質が脱落するのを防ぐ観点から、電極活物質100質量部に対して、通常0.1〜5質量部であり、0.2〜4質量部であることが好ましく、0.5〜3質量部であることがより好ましい。 The amount of the binder for the active material layer in the electrode active material layer is usually 0. 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the electrode active material from the viewpoint of preventing the active material from falling off the electrode without inhibiting the battery reaction. 1 to 5 parts by mass, preferably 0.2 to 4 parts by mass, and more preferably 0.5 to 3 parts by mass.
活物質層用結着剤は、電極を作製するために溶液もしくは分散液として調製される。その時の粘度は、通常1〜300,000mPa・sの範囲であり、50〜10,000mPa・sであることが好ましい。前記粘度は、B型粘度計を用いて25℃、回転数60rpmで測定した時の値である。 The binder for the active material layer is prepared as a solution or a dispersion for producing an electrode. The viscosity at that time is usually in the range of 1 to 300,000 mPa · s, preferably 50 to 10,000 mPa · s. The viscosity is a value measured using a B-type viscometer at 25 ° C. and a rotation speed of 60 rpm.
本発明の二次電池において、電極活物質層には、導電性付与材や補強材を含有していてもよい。導電付与材としては、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、カーボンブラック、グラファイト、気相成長カーボン繊維、カーボンナノチューブ等の導電性カーボンを使用することができる。黒鉛などの炭素粉末、各種金属のファイバーや箔などが挙げられる。補強材としては、各種の無機及び有機の球状、板状、棒状または繊維状のフィラーが使用できる。導電性付与材を用いることにより電極活物質同士の電気的接触を向上させることができ、リチウムイオン二次電池に用いる場合に放電レート特性を改善することができる。導電性付与材の使用量は、電極活物質100質量部に対して0〜20質量部が好ましく、1〜10質量部であることがより好ましい。 In the secondary battery of the present invention, the electrode active material layer may contain a conductivity imparting material or a reinforcing material. As the conductivity-imparting material, conductive carbon such as acetylene black, ketjen black, carbon black, graphite, vapor-grown carbon fiber, and carbon nanotube can be used. Examples thereof include carbon powders such as graphite, and fibers and foils of various metals. As the reinforcing material, various inorganic and organic spherical, plate-like, rod-like or fibrous fillers can be used. By using the conductivity imparting material, the electrical contact between the electrode active materials can be improved, and the discharge rate characteristics can be improved when used in a lithium ion secondary battery. 0-20 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of electrode active materials, and, as for the usage-amount of an electroconductivity imparting material, it is more preferable that it is 1-10 mass parts.
電極活物質層は、これ単独で存在していてもよいが、通常、集電体に付着した形で存在している。電極活物質層は、電極活物質及び分散媒を含む合剤スラリーを集電体に付着させて形成することができる。 The electrode active material layer may be present alone, but is usually present in a form attached to the current collector. The electrode active material layer can be formed by attaching a mixture slurry containing an electrode active material and a dispersion medium to a current collector.
分散媒としては、電極活物質層に活物質層用結着剤を含有させる場合は、これを溶解または粒子状に分散するものであればよいが、溶解するものが好ましい。活物質層用結着剤を溶解する分散媒を用いると、活物質層用結着剤が表面に吸着することにより電極活物質などの分散が安定化する。 As the dispersion medium, when the electrode active material layer contains the binder for the active material layer, any material can be used as long as it can be dissolved or dispersed in the form of particles. When a dispersion medium that dissolves the binder for the active material layer is used, the dispersion of the electrode active material and the like is stabilized by the binding of the binder for the active material layer to the surface.
合剤スラリーは、分散媒を含有し、電極活物質、活物質層用結着剤及び導電性付与材を分散させる。分散媒としては、前記活物質層用結着剤を溶解し得るものを用いると、電極活物質や導電性付与材の分散性に優れるので好ましい。活物質層用結着剤が分散媒に溶解した状態で用いることにより、活物質層用結着剤が電極活物質などの表面に吸着してその体積効果により分散を安定化させていると推測される。 The mixture slurry contains a dispersion medium and disperses the electrode active material, the binder for the active material layer, and the conductivity-imparting material. It is preferable to use a dispersion medium that can dissolve the binder for the active material layer because the dispersibility of the electrode active material and the conductivity-imparting material is excellent. By using the active material layer binder dissolved in the dispersion medium, it is assumed that the binder for the active material layer is adsorbed on the surface of the electrode active material and the like, and the dispersion is stabilized by the volume effect. Is done.
合剤スラリーに用いる分散媒としては、前述の耐熱層に用いる分散媒と同様のものが挙げられる。これらの分散媒は、単独または2種以上を混合して、乾燥速度や環境上の観点から適宜選択して用いることができる。中でも、本発明においては水への電極膨張特性の観点から、非水性溶媒を用いることが好ましい。 Examples of the dispersion medium used for the mixture slurry include the same dispersion medium used for the heat-resistant layer. These dispersion media may be used alone or in admixture of two or more and may be appropriately selected from the viewpoint of drying speed and environment. Among them, in the present invention, it is preferable to use a non-aqueous solvent from the viewpoint of the electrode expansion property to water.
合剤スラリーには、さらに増粘剤などの各種の機能を発現する添加剤を含有させることができる。増粘剤としては、合剤スラリーに用いる分散媒に可溶な重合体が用いられる。
具体的には、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体水素化物などが用いられる。
The mixture slurry may further contain additives that exhibit various functions such as a thickener. As the thickener, a polymer soluble in the dispersion medium used for the mixture slurry is used.
Specifically, acrylonitrile-butadiene copolymer hydride or the like is used.
さらに、合剤スラリーには、上記成分の他に、電池の安定性や寿命を高めるため、トリフルオロプロピレンカーボネート、ビニレンカーボネート、カテコールカーボネート、1,6−ジオキサスピロ[4,4]ノナン−2,7−ジオン、12−クラウン−4−エーテル等が使用できる。また、これらは後述する電解液に含有せしめて用いてもよい。 Furthermore, in addition to the above components, the mixture slurry contains trifluoropropylene carbonate, vinylene carbonate, catechol carbonate, 1,6-dioxaspiro [4,4] nonane-2,7 in order to increase battery stability and life. -Dione, 12-crown-4-ether, etc. can be used. These may be used by being contained in an electrolyte solution described later.
合剤スラリーにおける有機溶媒の量は、電極活物質や活物質層用結着剤などの種類に応じ、塗工に好適な粘度になるように調整して用いる。具体的には、合剤スラリー中の、電極活物質、活物質層用結着剤及び他の添加剤を合わせた固形分の濃度を、30〜90質量%と調整することが好ましく、40〜80質量%となる量に調整することがより好ましい。 The amount of the organic solvent in the mixture slurry is adjusted so as to have a viscosity suitable for coating depending on the type of the electrode active material, the binder for the active material layer, and the like. Specifically, it is preferable to adjust the solid content concentration of the electrode active material, the binder for the active material layer, and other additives in the mixture slurry to 30 to 90% by mass, More preferably, the amount is adjusted to 80% by mass.
合剤スラリーは、電極活物質、必要に応じ添加される活物質層用結着剤、導電性付与材、その他の添加剤及び分散媒を混合装置を用いて混合して得られる。混合は、上記の各成分を一括して混合装置に供給し、混合してもよい。合剤スラリーの構成成分として、電極活物質、活物質層用結着剤、導電性付与材及び増粘剤を用いる場合には、導電性付与材及び増粘剤を分散媒中で混合して導電性付与材を微粒子状に分散させ、次いで活物質層用結着剤、電極活物質を添加してさらに混合することが合剤スラリーの分散性が向上するので好ましい。混合装置としては、前述したものを用いることができ、ボールミルを用いると導電性付与材、電極活物質の凝集を抑制できるので好ましい。 The mixture slurry is obtained by mixing an electrode active material, an active material layer binder added as necessary, a conductivity imparting material, other additives, and a dispersion medium using a mixing device. The mixing may be performed by supplying the above components all at once to a mixing apparatus. When using an electrode active material, a binder for an active material layer, a conductivity-imparting material, and a thickener as components of the mixture slurry, the conductivity-imparting material and the thickener are mixed in a dispersion medium. It is preferable to disperse the conductivity-imparting material in the form of fine particles, and then add and mix the binder for the active material layer and the electrode active material, since the dispersibility of the mixture slurry is improved. As the mixing device, those described above can be used, and a ball mill is preferable because aggregation of the conductivity imparting material and the electrode active material can be suppressed.
合剤スラリーの粒度は、導電性付与材の分散性が高く、均質な電極を得る観点から、35μm以下であることが好ましく、25μm以下であることがさらに好ましい。 The particle size of the mixture slurry is preferably 35 μm or less, and more preferably 25 μm or less, from the viewpoint of high dispersibility of the conductivity imparting material and obtaining a homogeneous electrode.
(集電体)
集電体は、電気導電性を有しかつ電気化学的に耐久性のある材料であれば特に制限されないが、耐熱性を有するとの観点から、例えば、鉄、銅、アルミニウム、ニッケル、ステンレス鋼、チタン、タンタル、金、白金などの金属材料が好ましい。中でも、非水電解質リチウムイオン二次電池の正極用としてはアルミニウムが特に好ましく、負極用としては銅が特に好ましい。集電体の形状は特に制限されないが、厚さ0.001〜0.5mm程度のシート状のものが好ましい。集電体は、電極活物質層との接着性を高めるため、予め粗面化処理して使用するのが好ましい。粗面化方法としては、機械的研磨法、電解研磨法、化学研磨法などが挙げられる。機械的研磨法においては、研磨剤粒子を固着した研磨布紙、砥石、エメリバフ、鋼線などを備えたワイヤーブラシ等が使用される。また、電極活物質層との接着性や導電性を高めるために、集電体表面に中間層を形成してもよい。
(Current collector)
The current collector is not particularly limited as long as it is an electrically conductive and electrochemically durable material. From the viewpoint of having heat resistance, for example, iron, copper, aluminum, nickel, stainless steel, etc. Metal materials such as titanium, tantalum, gold, and platinum are preferable. Among these, aluminum is particularly preferable for the positive electrode of the nonaqueous electrolyte lithium ion secondary battery, and copper is particularly preferable for the negative electrode. The shape of the current collector is not particularly limited, but a sheet shape having a thickness of about 0.001 to 0.5 mm is preferable. The current collector is preferably used after roughening in advance in order to enhance the adhesion to the electrode active material layer. Examples of the roughening method include a mechanical polishing method, an electrolytic polishing method, and a chemical polishing method. In the mechanical polishing method, an abrasive cloth paper with a fixed abrasive particle, a grindstone, an emery buff, a wire brush provided with a steel wire or the like is used. Further, an intermediate layer may be formed on the surface of the current collector in order to enhance the adhesion and conductivity with the electrode active material layer.
電極活物質層の製造方法は、前記集電体の少なくとも片面、好ましくは両面に電極活物質層を層状に結着させる方法であればよい。例えば、前記合剤スラリーを集電体に塗布、乾燥し、次いで、120℃以上で1時間以上加熱処理して電極活物質層を形成する。合剤スラリーを集電体へ塗布する方法は特に制限されず、前記耐熱層用スラリーを塗布する方法や接着剤層スラリーを塗布する方法と同様の方法を用いることができる。 The method for producing the electrode active material layer may be any method in which the electrode active material layer is bound in layers on at least one side, preferably both sides of the current collector. For example, the mixture slurry is applied to a current collector, dried, and then heat-treated at 120 ° C. or higher for 1 hour or longer to form an electrode active material layer. The method for applying the mixture slurry to the current collector is not particularly limited, and the same method as the method for applying the heat-resistant layer slurry or the method for applying the adhesive layer slurry can be used.
次いで、金型プレスやロールプレスなどを用い、加圧処理により電極の合剤の空隙率を低くすることが好ましい。空隙率の好ましい範囲は5〜15%、より好ましくは7〜13%である。空隙率が高すぎると充電効率や放電効率が悪化する。空隙率が低すぎる場合は、高い体積容量が得難かったり、合剤が剥がれ易く不良を発生し易いといった問題を生じる。さらに、硬化性の重合体を用いる場合は、硬化させることが好ましい。
電極活物質層の厚みは、正極、負極とも、通常5〜300μmであり、10〜250μmであることが好ましい。
Next, it is preferable to lower the porosity of the electrode mixture by pressurization using a mold press or a roll press. The preferable range of the porosity is 5 to 15%, more preferably 7 to 13%. If the porosity is too high, charging efficiency and discharging efficiency are deteriorated. When the porosity is too low, there are problems that it is difficult to obtain a high volume capacity or that the mixture is easily peeled off and a defect is likely to occur. Further, when a curable polymer is used, it is preferably cured.
The thickness of the electrode active material layer is usually 5 to 300 μm and preferably 10 to 250 μm for both the positive electrode and the negative electrode.
(電解液)
電解液としては、有機溶媒に支持電解質を溶解した有機電解液が用いられる。支持電解質としては、リチウム塩が用いられる。リチウム塩としては、特に制限はないが、LiPF6、LiAsF6、LiBF4、LiSbF6、LiAlCl4、LiClO4、CF3SO3Li、C4F9SO3Li、CF3COOLi、(CF3CO)2NLi、(CF3SO2)2NLi、(C2F5SO2)NLiなどが挙げられる。中でも、有機溶媒に溶けやすく高い解離度を示すLiPF6、LiClO4、CF3SO3Liが好ましい。これらは、二種以上を併用してもよい。解離度の高い支持電解質を用いるほどリチウムイオン伝導度が高くなるので、支持電解質の種類によりリチウムイオン伝導度を調節することができる。
(Electrolyte)
As the electrolytic solution, an organic electrolytic solution in which a supporting electrolyte is dissolved in an organic solvent is used. A lithium salt is used as the supporting electrolyte. The lithium salt is not particularly limited, LiPF 6, LiAsF 6, LiBF 4, LiSbF 6, LiAlCl 4, LiClO 4, CF 3 SO 3 Li, C 4 F 9 SO 3 Li, CF 3 COOLi, (CF 3 CO) 2 NLi, (CF 3 SO 2 ) 2 NLi, (C 2 F 5 SO 2 ) NLi, and the like. Among these, LiPF 6 , LiClO 4 , and CF 3 SO 3 Li that are easily soluble in an organic solvent and exhibit a high degree of dissociation are preferable. Two or more of these may be used in combination. Since the lithium ion conductivity increases as the supporting electrolyte having a higher degree of dissociation is used, the lithium ion conductivity can be adjusted depending on the type of the supporting electrolyte.
電解液に使用する有機溶媒としては、支持電解質を溶解できるものであれば特に限定されないが、ジメチルカーボネート(DMC)、エチレンカーボネート(EC)、ジエチルカーボネート(DEC)、プロピレンカーボネート(PC)、ブチレンカーボネート(BC)、メチルエチルカーボネート(MEC)などのカーボネート類;γ−ブチロラクトン、ギ酸メチルなどのエステル類;1,2−ジメトキシエタン、テトラヒドロフランなどのエーテル類;スルホラン、ジメチルスルホキシドなどの含硫黄化合物類;が好適に用いられる。またこれらの有機溶媒の混合液を用いてもよい。中でも、誘電率が高く、安定な電位領域が広いのでカーボネート類が好ましい。用いる有機溶媒の粘度が低いほどリチウムイオン伝導度が高くなるので、有機溶媒の種類によりリチウムイオン伝導度を調節することができる。 The organic solvent used in the electrolytic solution is not particularly limited as long as it can dissolve the supporting electrolyte, but dimethyl carbonate (DMC), ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate. Carbonates such as (BC) and methyl ethyl carbonate (MEC); esters such as γ-butyrolactone and methyl formate; ethers such as 1,2-dimethoxyethane and tetrahydrofuran; sulfur-containing compounds such as sulfolane and dimethyl sulfoxide; Are preferably used. Moreover, you may use the liquid mixture of these organic solvents. Among these, carbonates are preferable because they have a high dielectric constant and a wide stable potential region. Since the lithium ion conductivity increases as the viscosity of the organic solvent used decreases, the lithium ion conductivity can be adjusted depending on the type of the organic solvent.
電解液中における支持電解質の濃度は、通常1〜30質量%であり、5〜20質量%であることが好ましい。また、支持電解質の種類に応じて、通常0.5〜2.5モル/Lの濃度で用いられる。支持電解質の濃度が低すぎても高すぎてもイオン導電度は低下する傾向にある。用いる電解液の濃度が低いほど重合体粒子の膨潤度が大きくなるので、電解液の濃度によりリチウムイオン伝導度を調節することができる。 The density | concentration of the supporting electrolyte in electrolyte solution is 1-30 mass% normally, and it is preferable that it is 5-20 mass%. Further, it is usually used at a concentration of 0.5 to 2.5 mol / L depending on the type of the supporting electrolyte. If the concentration of the supporting electrolyte is too low or too high, the ionic conductivity tends to decrease. Since the degree of swelling of the polymer particles increases as the concentration of the electrolytic solution used decreases, the lithium ion conductivity can be adjusted by the concentration of the electrolytic solution.
(製造方法)
リチウムイオン二次電池の具体的な製造方法としては、例えば、正極と負極とを本発明の二次電池用セパレータを介して重ね合わせた積層体を得、これを電池形状に応じて巻く、折るなどして電池容器に入れ、電池容器に電解液を注入して封口する方法が挙げられる。
(Production method)
As a specific method for producing a lithium ion secondary battery, for example, a laminated body in which a positive electrode and a negative electrode are superposed via the secondary battery separator of the present invention is obtained, and this is wound and folded according to the battery shape. For example, it may be put into a battery container, and an electrolytic solution is injected into the battery container and sealed.
前記積層体を得る際、積層体に、熱プレスを行うことが好ましい。熱プレスは、加熱とプレスを同時に行う方法である。プレスは、金属ロール、弾性ロールなどを用いたロールプレス機、平板プレス機等を用いて行う。プレスの方式としては、バッチ式プレス、連続式ロールプレスなどが挙げられ、生産性が高められる点で、連続式ロールプレスが好ましい。熱プレスの温度は、積層体を構成する電極や二次電池用セパレータの構造が破壊されない程度であれば特に制限されないが、好ましくは60〜110℃、より好ましくは70〜105℃、特に好ましくは80〜100℃である。 When obtaining the said laminated body, it is preferable to heat-press a laminated body. Hot pressing is a method in which heating and pressing are performed simultaneously. The pressing is performed using a roll press machine using a metal roll, an elastic roll or the like, a flat plate press machine, or the like. Examples of the press method include a batch type press and a continuous type roll press, and a continuous type roll press is preferable in terms of enhancing productivity. The temperature of the hot press is not particularly limited as long as the structure of the electrode constituting the laminate and the separator for the secondary battery is not destroyed, but preferably 60 to 110 ° C, more preferably 70 to 105 ° C, particularly preferably. 80-100 ° C.
熱プレスの圧力は、二次電池用セパレータの多孔性を維持したまま電極と二次電池用セパレータを強固に接着する観点から、通常0.1〜10MPaであり、0.3〜5MPaが好ましく、0.5〜3MPaであることがより好ましい。また、熱プレスを施す時間は、電極活物質層と二次電池用セパレータを強固に接着することができ、高い生産性を確保する観点から、通常2〜60秒であり、5〜40秒であることが好ましく、8〜20秒であることがより好ましい。 From the viewpoint of firmly bonding the electrode and the secondary battery separator while maintaining the porosity of the secondary battery separator, the pressure of the hot press is usually 0.1 to 10 MPa, preferably 0.3 to 5 MPa, More preferably, it is 0.5-3 MPa. Moreover, the time which performs a hot press is 2-60 second normally from a viewpoint which can adhere | attach an electrode active material layer and the separator for secondary batteries firmly, and ensures high productivity, and is 5-40 second. It is preferable that it is 8 to 20 seconds.
電池容器には、必要に応じてエキスパンドメタルや、ヒューズ、PTC素子などの過電流防止素子、リード板などを入れ、電池内部の圧力上昇、過充放電の防止をする事もできる。電池の形状は、コイン型、ボタン型、シート型、円筒型、角形、扁平型など何れであってもよい。 If necessary, an expanded metal, an overcurrent prevention element such as a fuse or a PTC element, a lead plate, or the like can be placed in the battery container to prevent an increase in pressure inside the battery or overcharge / discharge. The shape of the battery may be any of a coin shape, a button shape, a sheet shape, a cylindrical shape, a square shape, a flat shape, and the like.
以下、実施例を示して本発明について具体的に説明するが、本発明は以下に示す実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨及びその均等の範囲を逸脱しない範囲において任意に変更して実施してもよい。また、以下の説明において、量を表す「%」及び「部」は、別に断らない限り質量基準である。さらに、以下に説明する操作は、別に断らない限り、常温及び常圧の条件において行った。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. However, the present invention is not limited to the examples shown below, and may be arbitrarily changed without departing from the gist of the present invention and its equivalent scope. May be implemented. Further, in the following description, “%” and “part” representing the amount are based on mass unless otherwise specified. Further, the operations described below were performed under normal temperature and normal pressure conditions unless otherwise specified.
〔熱収縮性〕
二次電池用セパレータを、幅5cm×長さ5cmの正方形に切って試験片とした。試験片を150℃の恒温槽に入れ1時間放置した後、正方形の面積変化を熱収縮率として求めた。また、下記基準により評価し、結果を表1に示した。熱収縮率が小さいほど二次電池用セパレータの熱収縮性が優れることを示す。
A:熱収縮率が1%未満である
B:熱収縮率が1%以上5%未満である
C:熱収縮率が5%以上10%未満である
D:熱収縮率が10%以上である
[Heat shrinkage]
A separator for a secondary battery was cut into a square having a width of 5 cm and a length of 5 cm to obtain a test piece. The test piece was placed in a thermostatic bath at 150 ° C. and allowed to stand for 1 hour, and then the square area change was determined as the heat shrinkage rate. Moreover, it evaluated by the following reference | standard and the result was shown in Table 1. The smaller the heat shrinkage rate, the better the heat shrinkability of the secondary battery separator.
A: The heat shrinkage rate is less than 1% B: The heat shrinkage rate is 1% or more and less than 5% C: The heat shrinkage rate is 5% or more and less than 10% D: The heat shrinkage rate is 10% or more
〔接着剤層の接着性〕
二次電池用セパレータ、電極活物質層を有する負極を、それぞれ、幅3cm×長3cmの正方形に切り出した。二次電池用セパレータの接着剤層と負極の電極活物質層とを重ね合わせ、熱プレス機(テスター産業社製、SA−501高精度ホットプレス機)を用いて90℃、10kg/cm2の条件で10秒間熱プレスを行って積層体を得た。
[Adhesiveness of adhesive layer]
A secondary battery separator and a negative electrode having an electrode active material layer were cut into squares each having a width of 3 cm and a length of 3 cm. The adhesive layer of the secondary battery separator and the electrode active material layer of the negative electrode are overlapped, and at 90 ° C. and 10 kg / cm 2 using a hot press machine (SA-501 high precision hot press machine manufactured by Tester Sangyo Co., Ltd.). The laminate was obtained by hot pressing for 10 seconds under the conditions.
得られた積層体の負極面を試験台に固定した状態で、二次電池用セパレータの一端を垂直方向に引張り速度50mm/分で引張って剥がし、二次電池用セパレータと負極の電極活物質層との接着性を下記基準により評価した。また、結果を表1に示した。負極の電極活物質層/集電体界面で剥離した場合、最も接着剤層の接着性が高く、二次電池用セパレータと負極の電極活物質層との密着性に優れることを示す。 With the negative electrode surface of the obtained laminate fixed to the test stand, one end of the secondary battery separator is pulled off in the vertical direction at a pulling rate of 50 mm / min, and the secondary battery separator and the negative electrode active material layer The adhesion was evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 1. When peeled off at the negative electrode active material layer / current collector interface, the adhesive layer has the highest adhesiveness, indicating excellent adhesion between the secondary battery separator and the negative electrode active material layer.
二次電池用セパレータと、電極活物質層を有する正極との積層体についても、上記と同様の接着性評価を行った。二次電池用セパレータと正極の電極活物質層との接着性評価が、負極での評価結果と同じである場合には、負極の試験結果のみを表1に記載した。
なお、実施例及び比較例において得られた積層体はすべて、耐熱層と有機セパレータとの界面での剥離は生じなかった。
A:負極の電極活物質層/集電体界面での剥離
B:耐熱層/接着剤層界面での剥離または接着剤層/負極の電極活物質層界面での剥離
C:二次電池用セパレータの接着剤層が、負極の電極活物質層と接着しない
The same adhesive evaluation as described above was performed for a laminate of a separator for a secondary battery and a positive electrode having an electrode active material layer. When the adhesion evaluation between the secondary battery separator and the positive electrode active material layer is the same as the negative electrode evaluation result, only the negative electrode test result is shown in Table 1.
In all of the laminates obtained in the examples and comparative examples, no peeling occurred at the interface between the heat-resistant layer and the organic separator.
A: Peeling at the negative electrode active material layer / current collector interface B: Peeling at the heat-resistant layer / adhesive layer interface or Peeling at the adhesive layer / negative electrode active material layer interface C: Secondary battery separator Adhesive layer does not adhere to the negative electrode active material layer
〔電解液中における接着剤層の接着性〕
二次電池用セパレータと電極活物質層を有する負極との積層体を10mm幅に切断し、後述する電池の製造に用いる電解液と同じ電解液中に温度60℃で3日間浸漬した。その後、これを取り出し、湿った状態で二次電池用セパレータを剥離した。このときの接着性を以下の基準で評価した。また、結果を表1に示した。
二次電池用セパレータを負極の電極活物質層から剥離するときに抵抗があるほど、電解液中における接着剤層の接着力の保持特性が高いことを示す。
[Adhesiveness of adhesive layer in electrolyte]
The laminated body of the separator for secondary batteries and the negative electrode which has an electrode active material layer was cut | disconnected to 10 mm width, and it was immersed in the same electrolyte solution used for manufacture of the battery mentioned later at the temperature of 60 degreeC for 3 days. Then, this was taken out and the separator for secondary batteries was peeled off in a wet state. The adhesiveness at this time was evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 1.
It shows that the holding | maintenance characteristic of the adhesive force of the adhesive bond layer in electrolyte solution is so high that there exists resistance when peeling the separator for secondary batteries from the electrode active material layer of a negative electrode.
さらに、二次電池用セパレータと、電極活物質層を有する正極との積層体についても、上記と同様の接着性評価を行った。二次電池用セパレータと正極の電極活物質層との接着性評価が、負極での評価結果と同じである場合には、負極の試験結果のみを表1に記載した。
A:剥離した時に抵抗がある(接着性にすぐれる)
B:剥離した時に抵抗が殆どない(接着性に劣る)
C:電解液から取り出した時点で既に剥がれている
Furthermore, the adhesive evaluation similar to the above was performed also about the laminated body of the separator for secondary batteries, and the positive electrode which has an electrode active material layer. When the adhesion evaluation between the secondary battery separator and the positive electrode active material layer is the same as the negative electrode evaluation result, only the negative electrode test result is shown in Table 1.
A: Resistance when peeled (excellent adhesion)
B: Almost no resistance when peeled (poor adhesion)
C: already peeled off from the electrolyte
〔高温サイクル特性〕
10セルのラミセル型電池を60℃雰囲気下、0.2Cの定電流法によって4.2Vに充電し、3Vまで放電する充放電を200回(=200サイクル)繰り返し、電気容量を測定した。10セルの平均値を測定値とし、5サイクル終了時の電気容量に対する200サイクル終了時の電気容量の割合を百分率で算出して充放電容量保持率を求め、下記基準により評価した。また、結果を表1に示した。この値が高いほど高温サイクル特性に優れることを示す。
A:充放電容量保持率が80%以上である。
B:充放電容量保持率が70%以上80%未満である。
C:充放電容量保持率が60%以上70%未満である。
D:充放電容量保持率が60%未満である。
[High temperature cycle characteristics]
A 10-cell lamellar battery was charged to 4.2 V by a constant current method of 0.2 C in an atmosphere of 60 ° C., and charging / discharging to 3 V was repeated 200 times (= 200 cycles), and the electric capacity was measured. Using the average value of 10 cells as a measured value, the ratio of the electric capacity at the end of 200 cycles to the electric capacity at the end of 5 cycles was calculated as a percentage to obtain the charge / discharge capacity retention rate, and evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 1. Higher values indicate better high temperature cycle characteristics.
A: The charge / discharge capacity retention is 80% or more.
B: The charge / discharge capacity retention is 70% or more and less than 80%.
C: The charge / discharge capacity retention is 60% or more and less than 70%.
D: The charge / discharge capacity retention is less than 60%.
〔実施例1〕
(耐熱層用バインダーの製造)
撹拌機を備えた反応器に、イオン交換水70部、乳化剤としてラウリル硫酸ナトリウム(花王ケミカル社製、製品名「エマール2F」)0.15部、並びに過流酸アンモニウム0.5部を、それぞれ供給し、気相部を窒素ガスで置換し、60℃に昇温した。
[Example 1]
(Manufacture of heat-resistant binder)
In a reactor equipped with a stirrer, 70 parts of ion-exchanged water, 0.15 part of sodium lauryl sulfate (product name “Emal 2F” manufactured by Kao Chemical Co., Ltd.) as an emulsifier, and 0.5 part of ammonium persulfate, The gas phase portion was replaced with nitrogen gas, and the temperature was raised to 60 ° C.
一方、別の容器でイオン交換水50部、分散剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.5部、並びに、重合性単量体として、ブチルアクリレート(BA)94.8部、アクリロニトリル(AN)2部、メタクリル酸(MAA)1部、N−メチロールアクリルアミド(NMA)1.2部及びアリルグリシジルエーテル(AGE)1部を混合して単量体混合物を得た。この単量体混合物を4時間かけて前記反応器に連続的に添加して重合を行った。添加中は、60℃で反応を行った。添加終了後、さらに70℃で3時間撹拌して反応を終了し、耐熱層用のバインダーとして(メタ)アクリル重合体を含む水分散液を製造した。 On the other hand, in a separate container, 50 parts of ion-exchanged water, 0.5 part of sodium dodecylbenzenesulfonate as a dispersant, 94.8 parts of butyl acrylate (BA) and 2 parts of acrylonitrile (AN) as polymerizable monomers Then, 1 part of methacrylic acid (MAA), 1.2 parts of N-methylolacrylamide (NMA) and 1 part of allyl glycidyl ether (AGE) were mixed to obtain a monomer mixture. This monomer mixture was continuously added to the reactor over 4 hours for polymerization. During the addition, the reaction was carried out at 60 ° C. After completion of the addition, the reaction was further terminated by stirring at 70 ° C. for 3 hours to produce an aqueous dispersion containing a (meth) acrylic polymer as a binder for the heat resistant layer.
得られた(メタ)アクリル重合体における架橋性単量体単位の含有割合は2.2%であった。(メタ)アクリル重合体の体積平均粒子径D50は0.36μm、ガラス転移温度は−45℃であった。 The content ratio of the crosslinkable monomer unit in the obtained (meth) acrylic polymer was 2.2%. The volume average particle diameter D50 of the (meth) acrylic polymer was 0.36 μm, and the glass transition temperature was −45 ° C.
(耐熱層用スラリーの製造)
非導電性粒子としてアルミナ粒子(住友化学社製AKP-3000、体積平均粒子径D50=0.45μm、テトラポット状粒子)を用意した。
(Manufacture of slurry for heat-resistant layer)
Alumina particles (AKP-3000 manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., volume average particle diameter D50 = 0.45 μm, tetrapot-like particles) were prepared as non-conductive particles.
粘度調整剤として、エーテル化度0.8〜1.0カルボキシメチルセルロース(ダイセルファインケム社製、製品名D1200)を用いた。なお、粘度調整剤の1%水溶液の粘度は、10〜20mPa・s であった。 As the viscosity modifier, an etherification degree of 0.8 to 1.0 carboxymethyl cellulose (manufactured by Daicel Finechem, product name D1200) was used. In addition, the viscosity of the 1% aqueous solution of the viscosity modifier was 10 to 20 mPa · s.
非導電性粒子を100部、粘度調整剤を1.5部、及びイオン交換水を固形分濃度が40質量%になるように混合して分散させた。さらに、バインダーとして上記(メタ)アクリル重合体を含む水分散液を固形分で4部となる量、ポリエチレングリコール型界面活性剤(サンノプコSNウェット366)0.2部を混合し、耐熱層用スラリーを製造した。 100 parts of non-conductive particles, 1.5 parts of a viscosity modifier, and ion-exchanged water were mixed and dispersed so that the solid content concentration was 40% by mass. Further, an aqueous dispersion containing the (meth) acrylic polymer as a binder is mixed in an amount of 4 parts by solid content, and 0.2 part of a polyethylene glycol type surfactant (San Nopco SN wet 366) is mixed, and a slurry for a heat-resistant layer Manufactured.
(接着剤層用スラリー1の製造)
フッ化ビニリデン共重合体(KYNAR 2821−00、ARKEM社製)100部に対してN-メチルピロリドンを固形分濃度が8%になるように混合し、接着剤層用スラリー1を得た。
(Manufacture of slurry 1 for adhesive layer)
To 100 parts of vinylidene fluoride copolymer (KYNAR 2821-00, manufactured by ARKEM), N-methylpyrrolidone was mixed so that the solid content concentration would be 8%, whereby an adhesive layer slurry 1 was obtained.
(二次電池用セパレータの製造)
ポリエチレン製の多孔基材からなる有機セパレータ(厚み16μm、ガーレー値210s/100cc)を用意した。用意した有機セパレータの両面に、前記耐熱層用スラリーを塗布し、50℃で3分間乾燥させた。これにより、塗布量8g/m2の耐熱層を備える有機セパレータを得た。
(Manufacture of secondary battery separators)
An organic separator (thickness 16 μm, Gurley value 210 s / 100 cc) made of a polyethylene porous substrate was prepared. The slurry for heat-resistant layer was applied to both surfaces of the prepared organic separator and dried at 50 ° C. for 3 minutes. Thereby, an organic separator provided with a heat-resistant layer having a coating amount of 8 g / m 2 was obtained.
次いで、各耐熱層の上に、上記接着剤層用スラリー1をスプレーコート法により塗布し、50℃で1分間乾燥し、塗布量0.5g/m2の接着剤層を備える二次電池用セパレータを得た。なお、接着剤層を構成するフッ化ビニリデン共重合体の上記指標溶液に対する膨潤度は135%であった。
得られた二次電池用セパレータについて、熱収縮性を評価した。
Next, on each heat-resistant layer, the adhesive layer slurry 1 is applied by spray coating, dried at 50 ° C. for 1 minute, and provided with an adhesive layer having an application amount of 0.5 g / m 2 . A separator was obtained. The degree of swelling of the vinylidene fluoride copolymer constituting the adhesive layer with respect to the indicator solution was 135%.
About the obtained separator for secondary batteries, heat shrinkability was evaluated.
(正極の製造)
正極活物質としてスピネル構造を有するマンガン酸リチウム95部に、バインダーとしてのPVDF(ポリフッ化ビニリデン、クレハ社製、商品名:KF−1100)を固形分換算量で3部となるように加え、さらに、アセチレンブラック2部、及びN−メチルピロリドン20部を加えて、これらをプラネタリーミキサーで混合して、正極用の合剤スラリーを得た。この正極用の合剤スラリーを、厚さ18μmのアルミニウム箔の片面に塗布し、120℃で3時間乾燥した後、ロールプレスして、全厚みが100μmの電極活物質層を有する正極を得た。
(Manufacture of positive electrode)
To 95 parts of lithium manganate having a spinel structure as a positive electrode active material, PVDF (polyvinylidene fluoride, manufactured by Kureha Co., Ltd., trade name: KF-1100) as a binder is added to 3 parts in terms of solid content, and further Then, 2 parts of acetylene black and 20 parts of N-methylpyrrolidone were added and mixed with a planetary mixer to obtain a mixture slurry for a positive electrode. This mixture slurry for positive electrode was applied to one side of an aluminum foil having a thickness of 18 μm, dried at 120 ° C. for 3 hours, and then roll-pressed to obtain a positive electrode having an electrode active material layer having a total thickness of 100 μm. .
(負極の製造)
負極活物質として粒径20μm、BET比表面積4.2m2/gのグラファイト98部と、バインダーとしてSBR(スチレン−ブタジエンゴム、ガラス転移温度:−10℃)の固形分換算量1部とを混合し、この混合物にさらにカルボキシメチルセルロース1部を混合し、更に溶媒として水を加えて、これらをプラネタリーミキサーで混合し、負極用の合剤スラリーを得た。この負極用の合剤スラリーを、厚さ18μmの銅箔の片面に塗布し、120℃で3時間乾燥した後、ロールプレスして、全厚みが60μmの電極活物質層を有する負極を得た。
(Manufacture of negative electrode)
98 parts of graphite having a particle size of 20 μm and a BET specific surface area of 4.2 m 2 / g are mixed as a negative electrode active material, and 1 part of solid content equivalent of SBR (styrene-butadiene rubber, glass transition temperature: −10 ° C.) is mixed as a binder. Then, 1 part of carboxymethylcellulose was further mixed with this mixture, water was further added as a solvent, and these were mixed with a planetary mixer to obtain a mixture slurry for a negative electrode. This negative electrode mixture slurry was applied to one side of a 18 μm thick copper foil, dried at 120 ° C. for 3 hours, and then roll pressed to obtain a negative electrode having an electrode active material layer with a total thickness of 60 μm. .
(負極/二次電池用セパレータ/正極積層体の作製)
上記正極を4×4cm2の正方形に切り出し、正極を得た。上記負極を4.2×4.2cm2の正方形に切り出し、の負極を得た。また、上記二次電池用セパレータを5×5cm2の正方形に切り出し、二次電池用セパレータを得た。
(Preparation of negative electrode / secondary battery separator / positive electrode laminate)
The positive electrode was cut into a 4 × 4 cm 2 square to obtain a positive electrode. The negative electrode was cut into a square of 4.2 × 4.2 cm 2 to obtain a negative electrode. The secondary battery separator was cut into a square of 5 × 5 cm 2 to obtain a secondary battery separator.
正方形の二次電池用セパレータ、その表面に正極を沿わせると共に、裏面に負極を沿わせた後、温度80℃、圧力0.5MPaで10秒間加熱プレスし、正極、負極を二次電池用セパレータに圧着して、正極、負極を二次電池用セパレータの接着剤層に接着しなる負極/二次電池用セパレータ/正極積層体を作製した。 Square secondary battery separator, with the positive electrode on the surface and the negative electrode on the back, and then heated and pressed at 80 ° C. and 0.5 MPa for 10 seconds to separate the positive and negative electrodes into a secondary battery separator The negative electrode / secondary battery separator / positive electrode laminate was prepared by bonding the positive electrode and the negative electrode to the adhesive layer of the secondary battery separator.
また、正方形の二次電池用セパレータの片面に、負極または正極のみを沿わせた後、二次電池用セパレータの製造方法と同様の方法で熱プレスを行い、接着剤層の接着性評価用サンプルを作製した。得られた接着性評価用サンプルについて、接着剤層の接着性及び、電解液中における接着剤層の接着性を評価した。 In addition, after placing only the negative electrode or the positive electrode on one side of the square secondary battery separator, the sample is subjected to hot pressing in the same manner as the method for manufacturing the secondary battery separator, and the sample for evaluating the adhesiveness of the adhesive layer Was made. About the obtained sample for adhesive evaluation, the adhesiveness of the adhesive bond layer and the adhesiveness of the adhesive bond layer in electrolyte solution were evaluated.
(リチウムイオン二次電池)
電池の外装として、アルミニウム包材外装を用意し、負極/二次電池用セパレータ/正極積層体を設置し、これらを収納した。これに電解液を空気が残らないように注入した。この電解液の溶媒はエチレンカーボネート、ジエチルカーボネート及びビニレンカーボネートの混合溶媒(エチレンカーボネート/ジエチルカーボネート/ビニレンカーボネート=68.5/30/1.5(体積比))であり、電解質は濃度1MのLiPF6であった。さらに、アルミニウム包材の開口を密封するために、150℃のヒートシールをしてアルミニウム外装を閉口し、ラミセル型のリチウムイオン二次電池を製造した。
(Lithium ion secondary battery)
As the battery exterior, an aluminum wrapping exterior was prepared, and a negative electrode / secondary battery separator / positive electrode laminate was installed and housed. The electrolyte was injected so that no air remained. The solvent of this electrolytic solution is a mixed solvent of ethylene carbonate, diethyl carbonate and vinylene carbonate (ethylene carbonate / diethyl carbonate / vinylene carbonate = 68.5 / 30 / 1.5 (volume ratio)), and the electrolyte is LiPF having a concentration of 1M. It was 6 . Further, in order to seal the opening of the aluminum wrapping material, heat sealing at 150 ° C. was performed to close the aluminum exterior, thereby producing a ramice-type lithium ion secondary battery.
〔実施例2〕
(接着剤層用アクリル系バインダーの製造)
撹拌機付きのオートクレーブに、イオン交換水164質量部、2−エチルヘキシルアクリレート59.5質量部、メタクリル酸20質量部、アクリロニトリル20質量部、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸0.5質量部、重合開始剤として過硫酸カリウム0.3部、乳化剤としてラウリル硫酸ナトリウム1.6部を入れ、十分に撹拝した後、70℃で3時間、80℃で2時間加温して重合を行い、ニトリル基含有アクリル重合体の水分散液を得た。なお、固形分濃度から求めた重合転化率は96%であった。また、この水分散液100部にN−メチルピロリドン500部を加え、減圧下に水、残留モノマーをすべて蒸発させたのち、N−メチルピロリドンを81部蒸発させて、アクリル重合体の8質量%のNMP溶液を得た。この時の非水電解液膨潤度は1.7倍、THF不溶解分量は10%以下であった。
[Example 2]
(Manufacture of acrylic binder for adhesive layer)
In an autoclave equipped with a stirrer, 164 parts by mass of ion-exchanged water, 59.5 parts by mass of 2-ethylhexyl acrylate, 20 parts by mass of methacrylic acid, 20 parts by mass of acrylonitrile, 0.5 parts by mass of 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid After adding 0.3 parts of potassium persulfate as a polymerization initiator and 1.6 parts of sodium lauryl sulfate as an emulsifier, the mixture was stirred thoroughly and then heated at 70 ° C for 3 hours and then at 80 ° C for 2 hours for polymerization. An aqueous dispersion of a nitrile group-containing acrylic polymer was obtained. The polymerization conversion rate determined from the solid content concentration was 96%. Further, 500 parts of N-methylpyrrolidone was added to 100 parts of this aqueous dispersion, and after evaporating all of water and residual monomers under reduced pressure, 81 parts of N-methylpyrrolidone was evaporated to obtain 8% by mass of the acrylic polymer. Of NMP was obtained. The swelling degree of the non-aqueous electrolyte at this time was 1.7 times, and the amount of THF-insoluble matter was 10% or less.
(接着剤層用スラリー2の製造)
フッ化ビニリデン共重合体(KYNAR 2821−00、ARKEM社製)80部に対して、上記アクリル系バインダーを20部加え、N−メチルピロリドンを固形分濃度が8%になるように混合し、接着剤層用スラリー2を得た。接着剤層用スラリー1に代えて接着剤層用スラリー2を用いた以外は、実施例1と同様に二次電池用セパレータ及び二次電池の製造を行った。
(Production of slurry 2 for adhesive layer)
20 parts of the above acrylic binder is added to 80 parts of vinylidene fluoride copolymer (KYNAR 2821-00, manufactured by ARKEM), and N-methylpyrrolidone is mixed so that the solid content concentration becomes 8%, and bonded. A slurry 2 for the agent layer was obtained. A secondary battery separator and a secondary battery were produced in the same manner as in Example 1 except that the adhesive layer slurry 2 was used instead of the adhesive layer slurry 1.
〔実施例3〕
耐熱層の塗布量を10g/m2、接着剤層の塗布量を0.9g/m2とした以外は実施例1と同様に二次電池用セパレータ及び二次電池の製造を行った。
Example 3
A separator for a secondary battery and a secondary battery were produced in the same manner as in Example 1 except that the coating amount of the heat-resistant layer was 10 g / m 2 and the coating amount of the adhesive layer was 0.9 g / m 2 .
〔実施例4〕
耐熱層の塗布量を5g/m2、接着剤層の塗布量を0.1g/m2とした以外は実施例1と同様に二次電池用セパレータ及び二次電池の製造を行った。
Example 4
A separator for a secondary battery and a secondary battery were produced in the same manner as in Example 1 except that the coating amount of the heat-resistant layer was 5 g / m 2 and the coating amount of the adhesive layer was 0.1 g / m 2 .
〔実施例5〕
有機セパレータの負極側のみに耐熱層、接着剤層を設けた以外は実施例1と同様に二次電池用セパレータ及び二次電池の製造を行った。
Example 5
A separator for a secondary battery and a secondary battery were produced in the same manner as in Example 1 except that a heat-resistant layer and an adhesive layer were provided only on the negative electrode side of the organic separator.
〔実施例6〕
耐熱層用スラリーの製造に際し、非導電性粒子としてベーマイト(APYRAL AOH 60、Nabaltec社製、体積平均粒子径D50=0.9μm、板状粒子)に変更した以外は実施例1と同様に二次電池用セパレータ及び二次電池の製造を行った。
Example 6
Secondary in the same manner as in Example 1 except that boehmite (APYRAL AOH 60, manufactured by Nabaltec, volume average particle diameter D50 = 0.9 μm, plate-like particles) was used as non-conductive particles in the production of the heat-resistant layer slurry. Battery separators and secondary batteries were produced.
〔実施例7〕
(有機微粒子の製造)
撹拌機を備えた反応器に、スチレン95部、アクリル酸5部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム1部、イオン交換水100部、及び過硫酸カリウム0.5部を入れ、80℃で8時間重合させた。これにより、個数平均粒子径58nmのシードポリマー粒子Aの水分散体を得た。
Example 7
(Manufacture of organic fine particles)
In a reactor equipped with a stirrer, 95 parts of styrene, 5 parts of acrylic acid, 1 part of sodium dodecylbenzenesulfonate, 100 parts of ion-exchanged water and 0.5 part of potassium persulfate are placed and polymerized at 80 ° C. for 8 hours. It was. Thereby, an aqueous dispersion of seed polymer particles A having a number average particle diameter of 58 nm was obtained.
撹拌機を備えた反応器に、前記シードポリマー粒子Aの水分散体を固形分基準(即ちシードポリマー粒子A質量基準)で2部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを0.2部、過硫酸カリウムを0.5部、及びイオン交換水を100部入れて混合し混合物Aとし、80℃に昇温した。一方、別の容器中でスチレン82部、メタクリル酸メチル15.3部、イタコン酸2部、アクリルアミド0.7部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.5部、及びイオン交換水100部を混合して、単量体混合物Cの分散体を調製した。 In a reactor equipped with a stirrer, 2 parts of the aqueous dispersion of the seed polymer particles A based on the solid content (ie, based on the mass of the seed polymer particles A), 0.2 parts of sodium dodecylbenzenesulfonate, and potassium persulfate were added. 0.5 part and 100 parts of ion exchange water were added and mixed to obtain a mixture A, which was heated to 80 ° C. Meanwhile, 82 parts of styrene, 15.3 parts of methyl methacrylate, 2 parts of itaconic acid, 0.7 part of acrylamide, 0.5 part of sodium dodecylbenzenesulfonate, and 100 parts of ion-exchanged water were mixed in another container. A dispersion of monomer mixture C was prepared.
この単量体混合物Cの分散体を、4時間かけて、上で得た混合物A中に、連続的に添加して重合させた。単量体混合物Cの分散体の連続的な添加中の反応系の温度は80℃に維持し、反応を行った。連続的な添加の終了後、さらに90℃で3時間反応を継続させた。これにより、個数平均粒子径198nmのシードポリマー粒子Bの水分散体を得た。 This dispersion of the monomer mixture C was continuously added and polymerized in the mixture A obtained above over 4 hours. The temperature of the reaction system during the continuous addition of the dispersion of the monomer mixture C was maintained at 80 ° C., and the reaction was performed. After completion of the continuous addition, the reaction was further continued at 90 ° C. for 3 hours. As a result, an aqueous dispersion of seed polymer particles B having a number average particle diameter of 198 nm was obtained.
次に、撹拌機を備えた反応器に、前記シードポリマー粒子Bの水分散体を固形分基準(即ちシードポリマー粒子B質量基準)で20部、単量体混合物D(ジビニルベンゼンとエチルビニルベンゼンの混合物、単量体混合比:ジビニルベンゼン/エチルビニルベンゼン=60/40、新日鐵化学社製、製品名:DVB−570)を100部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを0.5部、重合開始剤としてt−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート(日油社製、商品名:パーブチルO)を4部、イオン交換水を540部及びエタノール60部を入れ、35℃で12時間撹拌し、シードポリマー粒子Bに単量体混合物D及び重合開始剤を完全に吸収させた。その後、これを90℃で7時間重合させた。その後、スチームを導入して未反応の単量体及びエタノールを除去してポリマー粒子の水分散液を得た。ここで、ポリマー粒子は球状であり、体積平均粒子径D50は0.45μmであった。 Next, in a reactor equipped with a stirrer, 20 parts of the aqueous dispersion of the seed polymer particles B on the basis of solid content (ie, based on the mass of the seed polymer particles B) and a monomer mixture D (divinylbenzene and ethylvinylbenzene). , Monomer mixing ratio: divinylbenzene / ethylvinylbenzene = 60/40, manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd., product name: DVB-570), 100 parts, sodium dodecylbenzenesulfonate 0.5 parts, polymerized As an initiator, 4 parts of t-butyl peroxy-2-ethylhexanoate (manufactured by NOF Corporation, trade name: Perbutyl O), 540 parts of ion-exchanged water and 60 parts of ethanol were added and stirred at 35 ° C. for 12 hours. Then, the monomer mixture D and the polymerization initiator were completely absorbed in the seed polymer particles B. Thereafter, this was polymerized at 90 ° C. for 7 hours. Thereafter, steam was introduced to remove unreacted monomers and ethanol to obtain an aqueous dispersion of polymer particles. Here, the polymer particles were spherical, and the volume average particle diameter D 50 was 0.45 μm.
耐熱層用スラリーの製造に際し、非導電性粒子として上記ポリマー粒子(「有機微粒子A」と略記する)を用いたこと以外は、実施例1と同様に二次電池用セパレータ及び二次電池の製造を行った。 Production of separator for secondary battery and secondary battery in the same manner as in Example 1 except that the polymer particles (abbreviated as “organic fine particles A”) were used as non-conductive particles when producing the slurry for the heat-resistant layer. Went.
〔実施例8〕
耐熱層用スラリーの製造に際し、非導電性粒子としてベーマイト(APYRAL AOH 60、Nabaltec社製、体積平均粒子径D50=0.9μm、板状粒子)に変更した以外は実施例2と同様に二次電池用セパレータ及び二次電池の製造を行った。
Example 8
In the production of the slurry for the heat-resistant layer, the same as in Example 2 except that boehmite (APYRAL AOH 60, manufactured by Nabaltec, volume average particle diameter D 50 = 0.9 μm, plate-like particles) was changed as non-conductive particles. A separator for a secondary battery and a secondary battery were produced.
〔実施例9〕
耐熱層用スラリーの製造に際し、非導電性粒子として実施例7で作製したポリマー粒子(有機微粒子A)を使用した以外は実施例2と同様に二次電池用セパレータ及び二次電池の製造を行った。
Example 9
In producing the slurry for the heat-resistant layer, the separator for the secondary battery and the secondary battery were produced in the same manner as in Example 2 except that the polymer particles (organic fine particles A) produced in Example 7 were used as the non-conductive particles. It was.
〔比較例1〕
接着剤層を有機セパレータ上に設けなかった以外は実施例1と同様に二次電池用セパレータ及び二次電池の製造を行った。
[Comparative Example 1]
A separator for a secondary battery and a secondary battery were produced in the same manner as in Example 1 except that the adhesive layer was not provided on the organic separator.
〔比較例2〕
耐熱層をセパレータ上に設けなかった以外は実施例1と同様に二次電池用セパレータ及び二次電池の製造を行った。
[Comparative Example 2]
A separator for a secondary battery and a secondary battery were produced in the same manner as in Example 1 except that the heat-resistant layer was not provided on the separator.
〔比較例3〕
PVDE−HFPに代えてポリフッ化ビニリデンを使用した以外は実施例1と同様に二次電池用セパレータ及び二次電池の製造を行った。
[Comparative Example 3]
A separator for a secondary battery and a secondary battery were produced in the same manner as in Example 1 except that polyvinylidene fluoride was used instead of PVDE-HFP.
表1に示すように、有機セパレータと、前記有機セパレータの少なくとも一面に隣接して非導電性粒子及びバインダーを含む耐熱層を形成し、さらに耐熱層上に融点が70〜150℃であるフッ化ビニリデン共重合体を含む接着剤層を形成する際に、耐熱層の有機セパレータへの片面あたりの塗布量が2〜10g/m2、接着剤層の耐熱層への片面あたりの塗布量が0.1〜1.5g/m2とすると、熱収縮性、接着性及び電池特性(高温サイクル特性)のいずれもが良好であった。 As shown in Table 1, an organic separator and a heat-resistant layer containing non-conductive particles and a binder are formed adjacent to at least one surface of the organic separator, and the melting point is 70 to 150 ° C. on the heat-resistant layer. When the adhesive layer containing the vinylidene copolymer is formed, the coating amount per side of the heat-resistant layer to the organic separator is 2 to 10 g / m 2 , and the coating amount per side of the adhesive layer to the heat-resistant layer is 0 When set to 0.1 to 1.5 g / m 2 , all of the heat shrinkability, adhesiveness, and battery characteristics (high temperature cycle characteristics) were good.
Claims (5)
前記有機セパレータの少なくとも一面に隣接して形成され、非導電性粒子及びバインダーを含む耐熱層と、
前記耐熱層上に形成され、融点が70〜150℃であるフッ化ビニリデン共重合体を含む接着剤層と
を備え、
前記耐熱層の前記有機セパレータへの片面あたりの塗布量が2〜10g/m2であり、
前記接着剤層の前記耐熱層への片面あたりの塗布量が0.1〜1.5g/m2であることを特徴とする二次電池用セパレータ。 An organic separator;
A heat-resistant layer formed adjacent to at least one surface of the organic separator and comprising non-conductive particles and a binder;
An adhesive layer comprising a vinylidene fluoride copolymer formed on the heat-resistant layer and having a melting point of 70 to 150 ° C.
The coating amount per one side of the heat-resistant layer to the organic separator is 2 to 10 g / m 2 ,
A secondary battery separator, wherein an amount of the adhesive layer applied to one side of the heat-resistant layer is 0.1 to 1.5 g / m 2 .
前記耐熱層上にフッ化ビニリデン共重合体を含む接着剤層用スラリーを塗布し、乾燥することにより接着剤層を形成する接着剤層形成工程と
を含むことを特徴とする二次電池用セパレータの製造方法。 A heat-resistant layer forming step of forming a heat-resistant layer by applying a slurry for a heat-resistant layer containing non-conductive particles and a binder on an organic separator, and drying;
A separator for a secondary battery comprising: an adhesive layer forming step of forming an adhesive layer by applying a slurry for an adhesive layer containing a vinylidene fluoride copolymer on the heat-resistant layer and drying the slurry. Manufacturing method.
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---|---|
JP (1) | JP2014149936A (en) |
Cited By (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015141837A (en) * | 2014-01-29 | 2015-08-03 | 旭化成イーマテリアルズ株式会社 | Separator for power storage device, power storage device, lithium ion secondary battery, and copolymer |
WO2016047165A1 (en) * | 2014-09-26 | 2016-03-31 | 旭化成イーマテリアルズ株式会社 | Separator for electricity storage device |
JP2016072154A (en) * | 2014-09-30 | 2016-05-09 | 旭化成イーマテリアルズ株式会社 | Separator for power storage device, slurry for separator, and nonaqueous electrolyte secondary battery |
WO2016072420A1 (en) * | 2014-11-05 | 2016-05-12 | 積水化学工業株式会社 | Heat-resistant synthetic resin microporous film and method for producing same |
JP2016167456A (en) * | 2016-04-08 | 2016-09-15 | 旭化成株式会社 | Separator for power storage device, power storage device, and lithium ion secondary battery |
WO2017029813A1 (en) * | 2015-08-20 | 2017-02-23 | 日本ゼオン株式会社 | Binder composition for nonaqueous secondary batteries, composition for nonaqueous secondary battery functional layers, functional layer for nonaqueous secondary batteries, and nonaqueous secondary battery |
JPWO2017026485A1 (en) * | 2015-08-11 | 2018-05-31 | 東レ株式会社 | Battery separator |
JP2018520492A (en) * | 2015-07-15 | 2018-07-26 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツングRobert Bosch Gmbh | Separator for lithium ion battery, method for producing the same, and lithium ion battery |
JP2018137140A (en) * | 2017-02-22 | 2018-08-30 | 帝人株式会社 | Nonaqueous secondary battery separator and nonaqueous secondary battery |
JPWO2017090242A1 (en) * | 2015-11-27 | 2018-09-13 | 日本ゼオン株式会社 | Non-aqueous secondary battery adhesive layer composition, non-aqueous secondary battery adhesive layer, and non-aqueous secondary battery |
WO2018168661A1 (en) * | 2017-03-17 | 2018-09-20 | 日本ゼオン株式会社 | Composition for functional layer in non-aqueous secondary battery, functional layer for non-aqueous secondary battery, non-aqueous secondary battery, and method for manufacturing non-aqueous secondary battery |
WO2019107219A1 (en) * | 2017-11-28 | 2019-06-06 | 東レ株式会社 | Porous film, separator for secondary cell, and secondary cell |
CN110622339A (en) * | 2017-05-17 | 2019-12-27 | 帝人株式会社 | Separator for nonaqueous secondary battery, and method for producing nonaqueous secondary battery |
US11075432B2 (en) | 2016-09-27 | 2021-07-27 | Gs Yuasa International Ltd. | Energy storage device and method for manufacturing same |
DE102021003633A1 (en) | 2020-07-17 | 2022-01-20 | Sumitomo Chemical Company, Limited | LAMINATED SECONDARY BATTERY BODY WITH ANHYDROUS ELECTROLYTE |
CN114175387A (en) * | 2021-03-31 | 2022-03-11 | 宁德新能源科技有限公司 | Isolating membrane, electrochemical device comprising same and electronic device |
CN115207560A (en) * | 2022-07-18 | 2022-10-18 | 中南大学 | Lithium-sulfur battery diaphragm and application |
JP2023525230A (en) * | 2021-04-12 | 2023-06-15 | ハンソル ケミカル カンパニー リミテッド | SEPARATOR COATING BINDER FOR SECONDARY BATTERY AND SECONDARY BATTERY CONTAINING THE SAME |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001118558A (en) * | 1999-10-19 | 2001-04-27 | Asahi Kasei Corp | Partially coated separator |
JP2003151638A (en) * | 2002-11-15 | 2003-05-23 | Mitsubishi Electric Corp | Lithium-ion secondary battery |
JP2007280781A (en) * | 2006-04-07 | 2007-10-25 | Sony Corp | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
JP2009507353A (en) * | 2005-09-05 | 2009-02-19 | エボニック デグサ ゲーエムベーハー | Separator with improved handling |
JP2011512005A (en) * | 2008-01-30 | 2011-04-14 | エルジー・ケム・リミテッド | Separator with improved binding to electrode and electrochemical device provided with the same |
WO2012137374A1 (en) * | 2011-04-08 | 2012-10-11 | 帝人株式会社 | Nonaqueous secondary battery separator and nonaqueous secondary battery |
WO2012137377A1 (en) * | 2011-04-08 | 2012-10-11 | 帝人株式会社 | Nonaqueous secondary battery separator and nonaqueous secondary battery |
JP2012221741A (en) * | 2011-04-08 | 2012-11-12 | Teijin Ltd | Separator for nonaqueous secondary battery, and nonaqueous secondary battery |
JP2013020769A (en) * | 2011-07-08 | 2013-01-31 | Teijin Ltd | Separator for nonaqueous electrolyte battery and nonaqueous electrolyte battery |
-
2013
- 2013-01-31 JP JP2013016717A patent/JP2014149936A/en active Pending
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001118558A (en) * | 1999-10-19 | 2001-04-27 | Asahi Kasei Corp | Partially coated separator |
JP2003151638A (en) * | 2002-11-15 | 2003-05-23 | Mitsubishi Electric Corp | Lithium-ion secondary battery |
JP2009507353A (en) * | 2005-09-05 | 2009-02-19 | エボニック デグサ ゲーエムベーハー | Separator with improved handling |
JP2007280781A (en) * | 2006-04-07 | 2007-10-25 | Sony Corp | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
JP2011512005A (en) * | 2008-01-30 | 2011-04-14 | エルジー・ケム・リミテッド | Separator with improved binding to electrode and electrochemical device provided with the same |
WO2012137374A1 (en) * | 2011-04-08 | 2012-10-11 | 帝人株式会社 | Nonaqueous secondary battery separator and nonaqueous secondary battery |
WO2012137377A1 (en) * | 2011-04-08 | 2012-10-11 | 帝人株式会社 | Nonaqueous secondary battery separator and nonaqueous secondary battery |
JP2012221741A (en) * | 2011-04-08 | 2012-11-12 | Teijin Ltd | Separator for nonaqueous secondary battery, and nonaqueous secondary battery |
JP2013020769A (en) * | 2011-07-08 | 2013-01-31 | Teijin Ltd | Separator for nonaqueous electrolyte battery and nonaqueous electrolyte battery |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
主要グレードと特性(カイナー KYNAR), JPN6016022612, ISSN: 0003338972 * |
自動車用リチウムイオン電池, vol. 初版, JPN6016022614, 2010, pages 154 - 156, ISSN: 0003338971 * |
Cited By (34)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015141837A (en) * | 2014-01-29 | 2015-08-03 | 旭化成イーマテリアルズ株式会社 | Separator for power storage device, power storage device, lithium ion secondary battery, and copolymer |
WO2016047165A1 (en) * | 2014-09-26 | 2016-03-31 | 旭化成イーマテリアルズ株式会社 | Separator for electricity storage device |
US10361415B2 (en) | 2014-09-26 | 2019-07-23 | Asahi Kasei Kabushiki Kaisha | Separator for electricity storage device |
CN106104850A (en) * | 2014-09-26 | 2016-11-09 | 旭化成株式会社 | Electrical storage device separator |
JPWO2016047165A1 (en) * | 2014-09-26 | 2017-04-27 | 旭化成株式会社 | Storage device separator |
CN106104850B (en) * | 2014-09-26 | 2018-12-25 | 旭化成株式会社 | Electrical storage device separator |
JP2016072154A (en) * | 2014-09-30 | 2016-05-09 | 旭化成イーマテリアルズ株式会社 | Separator for power storage device, slurry for separator, and nonaqueous electrolyte secondary battery |
WO2016072420A1 (en) * | 2014-11-05 | 2016-05-12 | 積水化学工業株式会社 | Heat-resistant synthetic resin microporous film and method for producing same |
JP2018520492A (en) * | 2015-07-15 | 2018-07-26 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツングRobert Bosch Gmbh | Separator for lithium ion battery, method for producing the same, and lithium ion battery |
JPWO2017026485A1 (en) * | 2015-08-11 | 2018-05-31 | 東レ株式会社 | Battery separator |
WO2017029813A1 (en) * | 2015-08-20 | 2017-02-23 | 日本ゼオン株式会社 | Binder composition for nonaqueous secondary batteries, composition for nonaqueous secondary battery functional layers, functional layer for nonaqueous secondary batteries, and nonaqueous secondary battery |
JP7179463B2 (en) | 2015-11-27 | 2022-11-29 | 日本ゼオン株式会社 | Composition for non-aqueous secondary battery adhesive layer, non-aqueous secondary battery adhesive layer, and non-aqueous secondary battery |
JPWO2017090242A1 (en) * | 2015-11-27 | 2018-09-13 | 日本ゼオン株式会社 | Non-aqueous secondary battery adhesive layer composition, non-aqueous secondary battery adhesive layer, and non-aqueous secondary battery |
JP2016167456A (en) * | 2016-04-08 | 2016-09-15 | 旭化成株式会社 | Separator for power storage device, power storage device, and lithium ion secondary battery |
US11075432B2 (en) | 2016-09-27 | 2021-07-27 | Gs Yuasa International Ltd. | Energy storage device and method for manufacturing same |
JP2018137140A (en) * | 2017-02-22 | 2018-08-30 | 帝人株式会社 | Nonaqueous secondary battery separator and nonaqueous secondary battery |
CN110383532A (en) * | 2017-03-17 | 2019-10-25 | 日本瑞翁株式会社 | Non-aqueous secondary battery functional layer composition, non-aqueous secondary battery functional layer and non-aqueous secondary battery and its manufacturing method |
JPWO2018168661A1 (en) * | 2017-03-17 | 2020-01-16 | 日本ゼオン株式会社 | Composition for non-aqueous secondary battery functional layer, functional layer for non-aqueous secondary battery, non-aqueous secondary battery and method for producing the same |
JP7031658B2 (en) | 2017-03-17 | 2022-03-08 | 日本ゼオン株式会社 | Composition for non-aqueous secondary battery functional layer, non-aqueous secondary battery functional layer, non-aqueous secondary battery and manufacturing method thereof |
KR20190123739A (en) * | 2017-03-17 | 2019-11-01 | 니폰 제온 가부시키가이샤 | Composition for non-aqueous secondary battery functional layer, functional layer for non-aqueous secondary battery, non-aqueous secondary battery and method for manufacturing same |
KR102573579B1 (en) * | 2017-03-17 | 2023-09-01 | 니폰 제온 가부시키가이샤 | Composition for non-aqueous secondary battery functional layer, non-aqueous secondary battery functional layer and non-aqueous secondary battery and manufacturing method thereof |
WO2018168661A1 (en) * | 2017-03-17 | 2018-09-20 | 日本ゼオン株式会社 | Composition for functional layer in non-aqueous secondary battery, functional layer for non-aqueous secondary battery, non-aqueous secondary battery, and method for manufacturing non-aqueous secondary battery |
CN110622339A (en) * | 2017-05-17 | 2019-12-27 | 帝人株式会社 | Separator for nonaqueous secondary battery, and method for producing nonaqueous secondary battery |
CN110622339B (en) * | 2017-05-17 | 2022-12-23 | 帝人株式会社 | Separator for nonaqueous secondary battery, and method for producing nonaqueous secondary battery |
JP7314796B2 (en) | 2017-11-28 | 2023-07-26 | 東レ株式会社 | Porous film, secondary battery separator and secondary battery |
JPWO2019107219A1 (en) * | 2017-11-28 | 2020-10-08 | 東レ株式会社 | Porous film, rechargeable battery separator and rechargeable battery |
WO2019107219A1 (en) * | 2017-11-28 | 2019-06-06 | 東レ株式会社 | Porous film, separator for secondary cell, and secondary cell |
DE102021003633A1 (en) | 2020-07-17 | 2022-01-20 | Sumitomo Chemical Company, Limited | LAMINATED SECONDARY BATTERY BODY WITH ANHYDROUS ELECTROLYTE |
KR20220010441A (en) | 2020-07-17 | 2022-01-25 | 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤 | Nonaqueous electrolyte secondary battery laminated body |
CN114175387A (en) * | 2021-03-31 | 2022-03-11 | 宁德新能源科技有限公司 | Isolating membrane, electrochemical device comprising same and electronic device |
CN114175387B (en) * | 2021-03-31 | 2024-04-12 | 宁德新能源科技有限公司 | Separator and electrochemical device and electronic device comprising same |
JP2023525230A (en) * | 2021-04-12 | 2023-06-15 | ハンソル ケミカル カンパニー リミテッド | SEPARATOR COATING BINDER FOR SECONDARY BATTERY AND SECONDARY BATTERY CONTAINING THE SAME |
CN115207560A (en) * | 2022-07-18 | 2022-10-18 | 中南大学 | Lithium-sulfur battery diaphragm and application |
CN115207560B (en) * | 2022-07-18 | 2024-04-09 | 中南大学 | Lithium-sulfur battery diaphragm and application |
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