JP2014175055A - Porous film for secondary battery, slurry for secondary battery porous film, method of manufacturing porous film for secondary battery, electrode for secondary battery, separator for secondary battery, and secondary battery - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a porous film for a secondary battery having small thermal shrinkage rate and excellent thermal shrinkage resistance, capable of improving battery performance such as rate characteristics of the secondary battery configured using the porous film for the secondary battery.SOLUTION: A porous film for a secondary battery contains a non-conductive particle, a water-soluble polymer, and a binder. The non-conductive particle is an organic fine particle. The binder contains an acrylic polymer containing a fluorine-based polymer and (meth) acrylic acid alkyl ester monomer unit.

Description

本発明は、二次電池用多孔膜、二次電池多孔膜用スラリー、及び二次電池用多孔膜の製造方法、並びにかかる二次電池用多孔膜を用いた二次電池用電極、二次電池用セパレータ、及び二次電池に関するものである。   The present invention relates to a porous film for a secondary battery, a slurry for a secondary battery porous film, a method for producing a porous film for a secondary battery, a secondary battery electrode using the porous film for a secondary battery, and a secondary battery. The present invention relates to a battery separator and a secondary battery.

二次電池、なかでもリチウムイオン二次電池は、小型で軽量、且つエネルギー密度が高く、さらに繰り返し充放電が可能という特性があり、幅広い用途に使用されている。リチウムイオン二次電池には、一般に正極と負極との間の短絡を防ぐためにセパレータが用いられている。通常のセパレータは、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン系の材料からなり、200℃以下で溶融する物性を有している。そのため、電池が高温になる場合には、セパレータは収縮や溶融などの体積変化を起こす虞がある。かかる現象は、正極及び負極の短絡、電気エネルギーの放出などを招く虞がある。   Secondary batteries, particularly lithium ion secondary batteries, are small and light, have high energy density, and can be repeatedly charged and discharged, and are used in a wide range of applications. In the lithium ion secondary battery, a separator is generally used to prevent a short circuit between the positive electrode and the negative electrode. A normal separator is made of a polyolefin-based material such as polyethylene or polypropylene, and has a physical property of melting at 200 ° C. or lower. Therefore, when a battery becomes high temperature, there exists a possibility that a separator may cause volume changes, such as shrinkage | contraction and a fusion | melting. Such a phenomenon may cause a short circuit between the positive electrode and the negative electrode, release of electric energy, and the like.

したがって、セパレータや、電極(正極及び負極)上に、これらの耐熱性や強度を向上させることができる多孔膜を設けることが提案されてきた。このような多孔膜には、有機微粒子や無機微粒子などの非導電性粒子をバインダーで結着して形成したものがある。ここで、非導電性粒子のなかでも、有機微粒子は、無機微粒子に比べ、多孔膜に水分及び金属イオンを混入させて電池性能に悪影響を及ぼすおそれが低いため、電池性能の観点からして、多孔膜への使用に適している。
しかし、有機微粒子を含有する多孔膜は、強度が低く、高温の使用環境下での電池の短絡を防止する性能が低いという問題があった。また、有機微粒子を含有する多孔膜は、膜厚の分布及び強度の分布を均一にすることが難しいため、部分的な割れが生じやすく、また、二次電池の製造時に多孔膜を裁断及び湾曲させる際に粉落ち(多孔膜からの微小な粉体の脱落)が生じやすかった。そして、粉落ち等が生じると、例えばサイクル特性などの二次電池の性能が低下するという問題があった。
Therefore, it has been proposed to provide a porous film that can improve the heat resistance and strength of the separator and the electrodes (positive electrode and negative electrode). Such porous films include those formed by binding non-conductive particles such as organic fine particles and inorganic fine particles with a binder. Here, among non-conductive particles, organic fine particles are less likely to adversely affect battery performance by mixing moisture and metal ions into the porous film compared to inorganic fine particles. From the viewpoint of battery performance, Suitable for use in porous membranes.
However, the porous film containing organic fine particles has a problem that the strength is low and the performance of preventing a short circuit of the battery under a high temperature use environment is low. In addition, since it is difficult to make the film thickness distribution and the strength distribution uniform in the porous film containing organic fine particles, partial cracking is likely to occur, and the porous film is cut and curved during the production of the secondary battery. Powdering (dropping of fine powder from the porous film) was liable to occur. And when powder omission etc. arise, there existed a problem that the performance of secondary batteries, such as cycling characteristics, fell, for example.

そこで、従来、有機微粒子を含有する多孔膜について、高温環境下での電池の短絡を防止する性能を高めると共に、膜厚及び強度の分布を均一化する技術が提案されてきた(例えば、特許文献1参照)。特許文献1によれば、二次電池用多孔膜に含まれる有機微粒子の形状係数、当該形状係数の変動係数、及び粒径を所定範囲内とすることで、高温での短絡の可能性が低く、膜厚及び強度の分布が均一である二次電池用多孔膜が得られる。   Therefore, conventionally, techniques have been proposed for porous films containing organic fine particles to improve the performance of preventing battery short-circuiting in a high-temperature environment and to make the film thickness and strength distribution uniform (for example, Patent Documents). 1). According to Patent Document 1, by setting the shape factor of the organic fine particles contained in the porous membrane for a secondary battery, the coefficient of variation of the shape factor, and the particle size within a predetermined range, the possibility of a short circuit at a high temperature is low. Thus, a porous film for a secondary battery having a uniform film thickness and strength distribution can be obtained.

国際公開第2012/020737号International Publication No. 2012/020737

しかし、近年では、二次電池の更なる高性能化が求められている。具体的には、有機微粒子を含有する多孔膜を用いた二次電池において、多孔膜の熱収縮率を低減し(即ち、耐熱収縮性を高め)、高温環境下での電池の短絡の発生を更に抑制して二次電池の安全性を高めることが求められている。また、レート特性などの電池性能を更に高めることも求められている。   However, in recent years, there has been a demand for higher performance of secondary batteries. Specifically, in a secondary battery using a porous film containing organic fine particles, the thermal contraction rate of the porous film is reduced (that is, the heat shrinkage is increased), and the occurrence of a short circuit of the battery in a high temperature environment is prevented. There is a demand for further suppressing the safety of the secondary battery. There is also a demand for further improving battery performance such as rate characteristics.

かかる点に鑑み、本発明は、熱収縮率が小さくて耐熱収縮性に優れる二次電池用多孔膜であって、当該二次電池用多孔膜を用いて構成した二次電池のレート特性などの電池性能を向上することが可能な二次電池用多孔膜を提供することを目的とする。また、本発明はかかる二次電池用多孔膜を提供する二次電池多孔膜用スラリー及び二次電池用多孔膜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、かかる二次電池用多孔膜を有する二次電池用電極、二次電池用セパレータ、及び二次電池を提供することを目的とする。   In view of such points, the present invention is a porous film for a secondary battery having a small heat shrinkage rate and excellent heat shrinkage resistance, such as a rate characteristic of a secondary battery configured using the porous film for a secondary battery. It aims at providing the porous film for secondary batteries which can improve battery performance. Moreover, an object of this invention is to provide the manufacturing method of the slurry for secondary battery porous films which provides this porous film for secondary batteries, and the porous film for secondary batteries. Furthermore, an object of this invention is to provide the electrode for secondary batteries, the separator for secondary batteries, and a secondary battery which have this porous membrane for secondary batteries.

本発明者は、上記課題を解決することを目的として鋭意検討を行った。そして、本発明者は、二次電池用多孔膜の製造に用いるバインダーとして、フッ素系重合体と、所定のアクリル重合体とを含むバインダーを用いることにより、二次電池用多孔膜中において非導電性粒子やバインダーなどの含有成分を均一に分散させ、均質な多孔質膜を得ることができることを見出した。更に、本発明者は、フッ素系重合体と、所定のアクリル重合体とを含むバインダーを用いた二次電池用多孔膜は、熱収縮率が小さく、また、当該二次電池用多孔膜を用いて構成した二次電池のレート特性を向上させ得ることを確認して、本発明を完成させた。   The present inventor has intensively studied for the purpose of solving the above problems. And this inventor uses a binder containing a fluorine-type polymer and a predetermined acrylic polymer as a binder used for manufacture of the porous membrane for secondary batteries, and is non-conductive in the porous membrane for secondary batteries. The present inventors have found that a homogeneous porous film can be obtained by uniformly dispersing contained components such as conductive particles and a binder. Further, the present inventor has found that the porous film for a secondary battery using a binder containing a fluorine-based polymer and a predetermined acrylic polymer has a small heat shrinkage rate, and uses the porous film for a secondary battery. The present invention was completed by confirming that the rate characteristics of the secondary battery constructed as described above could be improved.

即ち、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の二次電池用多孔膜は、非導電性粒子、水溶性高分子およびバインダーを含み、前記非導電性粒子が有機微粒子であり、前記バインダーが、フッ素系重合体、及び(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体単位を含むアクリル重合体を含有することを特徴とする。このように、非導電性粒子として有機微粒子を用いた二次電池用多孔膜において、フッ素系重合体と、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体単位を含むアクリル重合体とを含有するバインダーを用いることにより、二次電池用多孔膜の耐熱収縮性を向上させると共に、当該二次電池用多孔膜を用いて構成した二次電池のレート特性を向上させることができる。   That is, the present invention aims to advantageously solve the above-mentioned problems, and the porous membrane for a secondary battery of the present invention includes non-conductive particles, a water-soluble polymer and a binder, and the non-conductive The conductive particles are organic fine particles, and the binder contains a fluoropolymer and an acrylic polymer containing a (meth) acrylic acid alkyl ester monomer unit. Thus, in a porous membrane for a secondary battery using organic fine particles as non-conductive particles, a binder containing a fluorine-based polymer and an acrylic polymer containing a (meth) acrylic acid alkyl ester monomer unit is provided. By using it, the heat shrinkage resistance of the porous membrane for a secondary battery can be improved, and the rate characteristics of a secondary battery configured using the porous membrane for a secondary battery can be improved.

ここで、本発明の二次電池用多孔膜は、前記アクリル重合体が、酸性官能基を有することが好ましい。アクリル重合体が、酸性官能基を有することで、多孔膜の基材に対する密着性及びバインダーとしての結着力の向上効果が見込めるからである。   Here, as for the porous film for secondary batteries of this invention, it is preferable that the said acrylic polymer has an acidic functional group. This is because, when the acrylic polymer has an acidic functional group, an effect of improving the adhesion of the porous film to the substrate and the binding force as a binder can be expected.

なお、本発明の二次電池用多孔膜は、前記酸性官能基が、カルボン酸基及びスルホン酸基から選ばれる少なくとも1つであることが好ましい。アクリル重合体がカルボン酸基及びスルホン酸基の少なくとも一方を有する場合、多孔膜の基材に対する密着性及びバインダーとしての結着力を更に向上させることができるからである。   In the porous membrane for a secondary battery of the present invention, the acidic functional group is preferably at least one selected from a carboxylic acid group and a sulfonic acid group. This is because when the acrylic polymer has at least one of a carboxylic acid group and a sulfonic acid group, the adhesion of the porous membrane to the substrate and the binding force as a binder can be further improved.

また、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の二次電池多孔膜用スラリーは、非導電性粒子、水溶性高分子、バインダー及び水を含み、前記非導電性粒子が、有機微粒子であり、前記バインダーが、フッ素系重合体、及び(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体単位を含むアクリル重合体を含有することを特徴とする。このような、非導電性粒子として有機微粒子を含み、かつ、バインダーとしてフッ素系重合体と、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体単位を含むアクリル重合体とを含む多孔膜用スラリーを用いれば、耐熱収縮性が高く、また、二次電池の製造に用いた際に二次電池のレート特性を向上することができる二次電池用多孔膜を形成することができる。   Moreover, this invention aims at solving the said subject advantageously, The slurry for secondary battery porous films of this invention contains a nonelectroconductive particle, a water-soluble polymer, a binder, and water, The nonconductive particles are organic fine particles, and the binder contains a fluoropolymer and an acrylic polymer containing a (meth) acrylic acid alkyl ester monomer unit. If such a slurry for a porous membrane containing organic fine particles as non-conductive particles and containing a fluorine-based polymer as a binder and an acrylic polymer containing a (meth) acrylic acid alkyl ester monomer unit is used. In addition, it is possible to form a porous film for a secondary battery that has high heat shrinkage resistance and can improve the rate characteristics of the secondary battery when used for manufacturing a secondary battery.

ここで、本発明の二次電池多孔膜用スラリーは、前記アクリル重合体が、酸性官能基を有することが好ましい。アクリル重合体が、酸性官能基を有することで、バインダーとしての結着力を向上させることができると共に、多孔膜用スラリーを基材に塗布し、乾燥して得た二次電池用多孔膜の基材に対する密着性を向上させることができるからである。   Here, in the slurry for a secondary battery porous membrane of the present invention, the acrylic polymer preferably has an acidic functional group. Since the acrylic polymer has an acidic functional group, the binding force as a binder can be improved, and the base of the porous membrane for a secondary battery obtained by applying the slurry for the porous membrane to the substrate and drying it. This is because the adhesion to the material can be improved.

なお、本発明の二次電池多孔膜用スラリーは、前記酸性官能基が、カルボン酸基及びスルホン酸基から選ばれる少なくとも1つであることが好ましい。アクリル重合体がカルボン酸基及びスルホン酸基の少なくとも一方を有する場合、バインダーとしての結着力を更に向上させることができると共に、多孔膜用スラリーを基材に塗布し、乾燥して得た二次電池用多孔膜の基材に対する密着性を更に向上させることができるからである。   In the slurry for a secondary battery porous membrane of the present invention, the acidic functional group is preferably at least one selected from a carboxylic acid group and a sulfonic acid group. When the acrylic polymer has at least one of a carboxylic acid group and a sulfonic acid group, the binding force as a binder can be further improved, and a secondary film obtained by applying a slurry for a porous film to a substrate and drying it This is because the adhesion of the battery porous membrane to the substrate can be further improved.

更に、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の二次電池用多孔膜の製造方法は、上述した二次電池多孔膜用スラリーの何れかを基材上に塗布してスラリー層を形成する工程と、前記スラリー層を乾燥する工程とを含むことを特徴とする。上述したような二次電池多孔膜用スラリーを基材上に塗布し、乾燥して二次電池用多孔膜を製造することで、耐熱収縮性が高く、また、二次電池の製造に用いた際に二次電池のレート特性を向上することができる二次電池用多孔膜が得られる。   Furthermore, the present invention aims to advantageously solve the above-mentioned problems, and the method for producing a porous film for a secondary battery according to the present invention is based on any of the above-mentioned slurry for a secondary battery porous film. The method includes a step of applying a slurry layer on a material and a step of drying the slurry layer. By applying the slurry for a secondary battery porous membrane as described above onto a substrate and drying to produce a porous membrane for a secondary battery, the heat-resistant shrinkage is high, and it was used for the production of a secondary battery. In this case, a porous film for a secondary battery that can improve the rate characteristics of the secondary battery is obtained.

更に、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の二次電池用電極は、集電体と、前記集電体に付着し、電極合剤層用結着剤及び電極活物質を含む電極合剤層と、前記電極合剤層の表面に形成された、上述の二次電池用多孔膜のいずれかとを備えることを特徴とする。二次電池用電極が上述のような二次電池用多孔膜を有することにより、当該二次電池用電極を備える二次電池の安全性およびレート特性を向上させることができる。   Furthermore, this invention aims to solve the above-mentioned problem advantageously, and the electrode for a secondary battery of the present invention is attached to the current collector and the current collector and is used for the electrode mixture layer. An electrode mixture layer containing a binder and an electrode active material, and any one of the above-described porous membrane for a secondary battery formed on the surface of the electrode mixture layer. When the secondary battery electrode has the secondary battery porous film as described above, the safety and rate characteristics of the secondary battery including the secondary battery electrode can be improved.

更に、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、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表面に形成された、上述の二次電池用多孔膜の何れかとを備えることを特徴とする。二次電池用セパレータが上述のような二次電池用多孔膜を有することにより、当該二次電池用セパレータを備える二次電池の安全性およびレート特性を向上させることができる。   Furthermore, this invention aims at solving the said subject advantageously, The separator for secondary batteries of this invention is the above-mentioned secondary formed in the surface of the organic separator and the said organic separator. Any of the porous membranes for batteries is provided. When the secondary battery separator has the secondary battery porous film as described above, the safety and rate characteristics of the secondary battery including the secondary battery separator can be improved.

更に、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の二次電池は、正極、負極、セパレータ及び電解液を含む二次電池であって、前記正極、負極及びセパレータの少なくともいずれかが、上述の二次電池用多孔膜の何れかを有することを特徴とする。二次電池の正極、負極及びセパレータの少なくともいずれかが上述のような二次電池用多孔膜を有することにより、二次電池の安全性およびレート特性を向上させることができる。   Furthermore, this invention aims at solving the said subject advantageously, The secondary battery of this invention is a secondary battery containing a positive electrode, a negative electrode, a separator, and electrolyte solution, Comprising: The said positive electrode, At least one of the negative electrode and the separator has any one of the above-described porous membrane for a secondary battery. When at least one of the positive electrode, the negative electrode, and the separator of the secondary battery has the above-described porous film for a secondary battery, the safety and rate characteristics of the secondary battery can be improved.

本発明によれば、二次電池用多孔膜において、熱収縮率を低減すると共に、当該二次電池用多孔膜を用いて構成した二次電池のレート特性を向上することが可能な、二次電池用多孔膜を提供することができる。また、本発明によれば、かかる二次電池用多孔膜を提供する二次電池多孔膜用スラリー及び二次電池用多孔膜の製造方法を提供することができる。さらに、本発明によれば、かかる二次電池用多孔膜を有する二次電池用電極、二次電池用セパレータ、及び二次電池を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the porous film for secondary batteries, while reducing a thermal contraction rate, the secondary characteristic which can improve the rate characteristic of the secondary battery comprised using the said porous film for secondary batteries, A porous membrane for a battery can be provided. Moreover, according to this invention, the manufacturing method of the slurry for secondary battery porous films which provides this porous film for secondary batteries, and the porous film for secondary batteries can be provided. Furthermore, according to the present invention, it is possible to provide a secondary battery electrode, a secondary battery separator, and a secondary battery having such a secondary battery porous membrane.

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
ここで、本発明の二次電池多孔膜用スラリーは、二次電池用の多孔膜を形成する際に用いられる。そして、本発明の二次電池用多孔膜の製造方法は、本発明の二次電池多孔膜用スラリーを調製し、当該二次電池多孔膜用スラリーから二次電池用多孔膜を製造する際に用いることができる。
また、本発明の二次電池用電極、二次電池用セパレータ、及び二次電池は、本発明の二次電池用多孔膜を用いたことを特徴とする。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
Here, the slurry for a secondary battery porous membrane of the present invention is used when forming a porous membrane for a secondary battery. And the manufacturing method of the porous membrane for secondary batteries of this invention prepares the slurry for secondary battery porous membranes of this invention, and when manufacturing the porous membrane for secondary batteries from the said slurry for secondary battery porous membranes Can be used.
The secondary battery electrode, the secondary battery separator, and the secondary battery of the present invention are characterized by using the porous film for a secondary battery of the present invention.

(二次電池多孔膜)
本発明の二次電池用多孔膜は、非導電性粒子、水溶性高分子およびバインダーを含む二次電池用多孔膜であって、非導電性粒子が有機微粒子であり、バインダーが、フッ素系重合体と、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体単位を含むアクリル重合体とを含有することを特徴とする。
そして、本発明の二次電池用多孔膜は、非導電性粒子として有機微粒子を使用し、かつ、バインダーとしてフッ素系重合体と、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体単位を含むアクリル重合体とを併用しているので、多孔膜の均一性が高い。また、耐熱収縮性に優れていると共に、当該二次電池用多孔膜を用いて構成した二次電池のレート特性を向上させることができる。
(Secondary battery porous membrane)
The porous membrane for a secondary battery of the present invention is a porous membrane for a secondary battery containing non-conductive particles, a water-soluble polymer and a binder, wherein the non-conductive particles are organic fine particles, and the binder is a fluorine-based polymer. It contains a coalescence and an acrylic polymer containing a (meth) acrylic acid alkyl ester monomer unit.
The porous membrane for a secondary battery according to the present invention uses an organic fine particle as non-conductive particles, and an acrylic polymer containing a fluoropolymer as a binder and a (meth) acrylic acid alkyl ester monomer unit. Is used together, and the uniformity of the porous film is high. Moreover, while being excellent in heat-resistant shrinkage, the rate characteristic of the secondary battery comprised using the said porous film for secondary batteries can be improved.

<非導電性粒子>
非導電性粒子としては、たとえば、リチウムイオン二次電池などの二次電池の使用環境下で安定に存在し、かつ、電気化学的にも安定な既知の有機微粒子を用いることができる。
ここで、非導電性粒子として有機微粒子を用いた場合には、無機微粒子を用いた場合と比較して、金属イオンの混入を抑制して電池性能の低下を抑制することができる。また、有機微粒子は、無機微粒子と比較して通常は比重が小さく、多孔膜の形成に用いる二次電池多孔膜用スラリー中での分散性に優れているので、多孔膜用スラリーを用いて形成した多孔膜中でも均一に分散する。
<Non-conductive particles>
As the non-conductive particles, for example, known organic fine particles that exist stably in an environment where a secondary battery such as a lithium ion secondary battery is used and are electrochemically stable can be used.
Here, when the organic fine particles are used as the non-conductive particles, it is possible to suppress the deterioration of the battery performance by suppressing the mixing of metal ions as compared with the case of using the inorganic fine particles. In addition, organic fine particles usually have a lower specific gravity than inorganic fine particles and are excellent in dispersibility in the slurry for a secondary battery porous film used for forming a porous film. Evenly dispersed in the porous film.

有機微粒子としては、各種高分子からなる粒子等を用いることができるが、ビニル基を有する重合性単量体を用いて合成した重合体を用いることが好ましい。
ビニル基を有する重合性単量体としては、特に限定されることなく、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−クロロスチレン、クロロメチルスチレン等のスチレン又はその誘導体;塩化ビニル;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル類;アクリロニトリル等の不飽和ニトリル類;(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ステアリル等の(メタ)アクリル酸又はそのエステル誘導体;ブタジエン、イソプレン等の共役ジエン類等の単官能性単量体の他、ジビニルベンゼン、トリメチロールプロパンジアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、テトラメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジメタクリレート等の多官能性単量体が挙げられる。これらのなかでも、耐熱性向上の観点からは、ビニル基を有する重合性単量体としては、ジビニルベンゼンおよびエチレングリコールジメタクリレートが好ましい。これらの重合性単量体は、単独で用いられてもよく、二種以上併用されてもよい。
なお、本願において、「(メタ)アクリル酸」はアクリル酸及び/又はメタクリル酸を意味し、「(メタ)アクリレート」はアクリレート及び/又はメタクリレートを意味する。
As the organic fine particles, particles composed of various polymers can be used, but a polymer synthesized using a polymerizable monomer having a vinyl group is preferably used.
The polymerizable monomer having a vinyl group is not particularly limited, and styrene such as styrene, α-methylstyrene, p-methylstyrene, p-chlorostyrene, chloromethylstyrene, or a derivative thereof; vinyl chloride; acetic acid Vinyl esters such as vinyl and vinyl propionate; unsaturated nitriles such as acrylonitrile; (meth) acrylic acid, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, (meth) acrylic (Meth) acrylic acid or its ester derivatives such as 2-ethylhexyl acid, stearyl (meth) acrylate; monofunctional monomers such as conjugated dienes such as butadiene and isoprene, divinylbenzene, trimethylolpropane diacrylate , Trimethylolpropane trimethacrylate, tetramethylo Propane tetra (meth) acrylate, polyfunctional monomers such as ethylene glycol dimethacrylate. Among these, divinylbenzene and ethylene glycol dimethacrylate are preferable as the polymerizable monomer having a vinyl group from the viewpoint of improving heat resistance. These polymerizable monomers may be used independently and may be used together 2 or more types.
In the present application, “(meth) acrylic acid” means acrylic acid and / or methacrylic acid, and “(meth) acrylate” means acrylate and / or methacrylate.

なお、有機微粒子を構成する重合体は、ビニル基を有する重合性単量体以外の単量体を有していてもよい。
ビニル基を有する重合性単量体以外の単量体としては、ビニル基を有する重合性単量体と共重合可能な任意の単量体を用いることができる。具体的には、ビニル基を有する重合性単量体以外の単量体としては、カルボキシル基を含有する単量体、スルホン酸基を含有する単量体、水酸基を含有する単量体、アミド基を含有する単量体、カチオン性単量体、シアノ基を含有する単量体、エポキシ基を含有する単量体及びこれらの塩などの極性基含有単量体が挙げられる。これらの単量体は、単独で用いられてもよく、二種以上併用されてもよい
In addition, the polymer which comprises organic fine particles may have monomers other than the polymerizable monomer which has a vinyl group.
As the monomer other than the polymerizable monomer having a vinyl group, any monomer copolymerizable with the polymerizable monomer having a vinyl group can be used. Specifically, monomers other than the polymerizable monomer having a vinyl group include a monomer having a carboxyl group, a monomer having a sulfonic acid group, a monomer having a hydroxyl group, and an amide. Examples thereof include monomers containing a group, cationic monomers, monomers containing a cyano group, monomers containing an epoxy group, and polar group-containing monomers such as salts thereof. These monomers may be used alone or in combination of two or more.

ここで、有機微粒子を構成する重合体中のビニル基を有する重合性単量体単位の含有割合は、65〜100質量%であることが好ましい。ビニル基を有する重合性単量体単位の含有割合を65質量%以上とすることで、有機微粒子を含有する多孔膜の耐熱性を高めることができる。   Here, it is preferable that the content rate of the polymerizable monomer unit which has a vinyl group in the polymer which comprises organic fine particles is 65-100 mass%. By making the content ratio of the polymerizable monomer unit having a vinyl group 65% by mass or more, the heat resistance of the porous film containing the organic fine particles can be improved.

<非導電性粒子の製造方法>
本発明の二次電池用多孔膜に含まれる、非導電性粒子としての有機微粒子は、上述した単量体または単量体の混合物(以下、「単量体組成物」と称することがある)を、分散重合、乳化重合、及びマイクロサスペンション重合などの公知の重合方法により重合して得ることができる。中でも、重合方法としては、分散重合及び乳化重合が好ましく、分散重合が特に好ましい。これらの重合方法を用いることにより、均一で、かつ、多孔膜の調製に用いる二次電池多孔膜用スラリー中での分散性が良好な有機微粒子を形成でき、当該有機微粒子を含む二次電気用多孔膜の均一性を高めることができる。
<Method for producing non-conductive particles>
The organic fine particles as non-conductive particles contained in the porous membrane for a secondary battery of the present invention are the above-mentioned monomer or a mixture of monomers (hereinafter sometimes referred to as “monomer composition”). Can be obtained by polymerization by a known polymerization method such as dispersion polymerization, emulsion polymerization, or microsuspension polymerization. Among these, as the polymerization method, dispersion polymerization and emulsion polymerization are preferable, and dispersion polymerization is particularly preferable. By using these polymerization methods, it is possible to form organic fine particles that are uniform and have good dispersibility in the slurry for the porous membrane of the secondary battery used for the preparation of the porous membrane. The uniformity of the porous film can be improved.

ここで、単量体組成物の重合に用い得る媒体としては、水、有機溶媒、及びこれらの混合物を挙げることができる。有機溶媒としては、ラジカル重合に不活性でかつ単量体の重合を阻害しないものを用いうる。有機溶媒の具体的としては、メタノール、エタノール、プロパノール、シクロヘキサノール、オクタノールなどのアルコール類、フタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチルなどのエステル類、シクロヘキサノンなどのケトン類、ポリビニルピロリドン及びこれらの混合物が挙げられる。   Here, examples of the medium that can be used for the polymerization of the monomer composition include water, an organic solvent, and a mixture thereof. As the organic solvent, those which are inert to radical polymerization and do not inhibit the polymerization of monomers can be used. Specific examples of the organic solvent include alcohols such as methanol, ethanol, propanol, cyclohexanol and octanol, esters such as dibutyl phthalate and dioctyl phthalate, ketones such as cyclohexanone, polyvinyl pyrrolidone and a mixture thereof. .

また、重合の反応系には、単量体組成物及び媒体の他に、任意成分を加えることができる。具体的には、重合開始剤、懸濁保護剤、界面活性剤等の成分を加えることができる。
重合開始剤としては、一般の水溶性ラジカル重合開始剤あるいは油溶性のラジカル重合開始剤を用いることができる。水溶性のラジカル開始剤としては、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、クメンハイドロパーオキサイド、過酸化水素、あるいはこれら還元剤の組み合わせによるレドックス系開始剤が挙げられる。また、油溶性の重合開始剤としては、ベンゾイルパーオキサイド、α,α´−アゾビスイソブチロニトリル、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、3,5,5−トリメチルヘキサノイルパーオキサイドなどを挙げることができる。油溶性の重合開始剤のなかでは、α,α´−アゾビスイソブチロニトリルを好ましく用いることができる。
懸濁保護剤としては、ポリビニルアルコール、カルボキシルメチルセルロース、ポリアクリル酸ナトリウムあるいは微粉末無機化合物などを挙げることができる。
界面活性剤としては、通常のものを用いることができ、例えばドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウム、ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物などのアニオン系乳化剤を例示することができる。さらに、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールモノステアレート、ソルビタンモノステアレートなどのノニオン系界面活性剤を併用することも可能である。
In addition to the monomer composition and the medium, optional components can be added to the polymerization reaction system. Specifically, components such as a polymerization initiator, a suspension protective agent, and a surfactant can be added.
As the polymerization initiator, a general water-soluble radical polymerization initiator or an oil-soluble radical polymerization initiator can be used. Examples of the water-soluble radical initiator include potassium persulfate, sodium persulfate, cumene hydroperoxide, hydrogen peroxide, or a redox initiator based on a combination of these reducing agents. Examples of oil-soluble polymerization initiators include benzoyl peroxide, α, α′-azobisisobutyronitrile, t-butylperoxy-2-ethylhexanoate, 3,5,5-trimethylhexanoyl peroxide. An oxide etc. can be mentioned. Of the oil-soluble polymerization initiators, α, α′-azobisisobutyronitrile can be preferably used.
Examples of the suspension protective agent include polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose, sodium polyacrylate, and a fine powder inorganic compound.
As the surfactant, a normal one can be used, and examples thereof include anionic emulsifiers such as sodium dodecylbenzenesulfonate, sodium lauryl sulfate, sodium dialkylsulfosuccinate, and a formalin condensate of naphthalenesulfonic acid. Furthermore, nonionic surfactants such as polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyethylene glycol monostearate, sorbitan monostearate can be used in combination.

ここで、乳化重合を用いて有機微粒子を調製する場合には、シード粒子を用いて重合(シード重合)を行ってもよい。シード重合を行う場合には、シード粒子は、予め調製しておいたものを用いてもよいし、単量体組成物を含むエマルジョンに含まれる単量体の一部を先に重合させることにより形成したシードポリマーをシード粒子として用いても良い。そして、シード重合では、シード粒子に単量体を吸収させ、続いて重合を行うことにより、有機微粒子を調製する。
なお、エマルジョンに含まれる単量体の一部を先に重合させることにより形成したシードポリマーをシード粒子として用いる場合、シードポリマーの重合は、複数の段階に分けて行ってもよい。具体的には、例えば、単量体組成物を構成する単量体の一部を用いてシードポリマーAを形成し、かかるシードポリマーAと、単量体組成物を構成する単量体の別の一部を用いてより大きなシードポリマーBを形成し、さらに、かかるシードポリマーBと、単量体組成物を構成する単量体の残余とを用いて有機微粒子を形成することができる。
Here, in the case of preparing organic fine particles using emulsion polymerization, polymerization (seed polymerization) may be performed using seed particles. When seed polymerization is performed, seed particles prepared in advance may be used, or by first polymerizing a part of the monomer contained in the emulsion containing the monomer composition. The formed seed polymer may be used as seed particles. In seed polymerization, the organic particles are prepared by absorbing the monomer in the seed particles and then performing polymerization.
When a seed polymer formed by previously polymerizing a part of the monomer contained in the emulsion is used as seed particles, the polymerization of the seed polymer may be performed in a plurality of stages. Specifically, for example, the seed polymer A is formed by using a part of the monomer constituting the monomer composition, and the seed polymer A is separated from the monomer constituting the monomer composition. A larger seed polymer B can be formed by using a part of the polymer, and organic fine particles can be formed by using the seed polymer B and the remainder of the monomer constituting the monomer composition.

有機微粒子は、体積平均粒子径が0.1〜1.0μmの単分散の微粒子であることが好ましい。なお、有機微粒子の粒子径は、シード粒子の粒子径、重合性単量体とシード粒子との混合割合によって自由に設計可能である。有機微粒子も、後述するバインダーも、微粒子として存在するが、これらは、バインダーは結着性を有することに対して、有機微粒子が結着性を有さないという点で異なる。   The organic fine particles are preferably monodispersed fine particles having a volume average particle diameter of 0.1 to 1.0 μm. The particle diameter of the organic fine particles can be freely designed according to the particle diameter of the seed particles and the mixing ratio of the polymerizable monomer and the seed particles. Both the organic fine particles and the binder described below are present as fine particles, which differ in that the organic fine particles do not have a binding property, whereas the binder has a binding property.

<水溶性高分子>
本発明で用いる水溶性高分子は、多孔膜の形成に用いる二次電池多孔膜用スラリーの増粘剤として機能するものであり、水に対しては溶解するが、二次電池の電解液に対しては溶解しない高分子化合物である。ここで、重合体が水溶性であるとは、25℃において重合体0.5gを100gの水に溶解した際に、不溶分が0.5質量%未満であることをいう。
そして、水溶性高分子としては、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース系ポリマー、並びに、これらのセルロース系ポリマーのアンモニウム塩およびアルカリ金属塩;変性または未変性のポリビニルアルコール、アクリル酸またはアクリル酸塩とビニルアルコールとの共重合体、無水マレイン酸、マレイン酸またはフマル酸とビニルアルコールとの共重合体などのポリビニルアルコール類;ポリエチレングリコール、疎水部分を有していないポリエチレンオキシド、ポリビニルピロリドン、変性ポリアクリル酸、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、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体水素化物などを用いることができる。これらの中でも、二次電池多孔膜用スラリーの安定性の観点からは、水溶性高分子としては、カルボキシメチルセルロース及びメチルセルロースが好ましく、カルボキシメチルセルロースがさらに好ましい。これらの水溶性高分子は、単独で用いられてもよく、二種以上併用されてもよい
<Water-soluble polymer>
The water-soluble polymer used in the present invention functions as a thickener for the slurry for the secondary battery porous membrane used for forming the porous membrane, and dissolves in water, but in the electrolyte of the secondary battery. On the other hand, it is a polymer compound that does not dissolve. Here, the polymer being water-soluble means that the insoluble content is less than 0.5% by mass when 0.5 g of the polymer is dissolved in 100 g of water at 25 ° C.
Examples of water-soluble polymers include cellulose polymers such as carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, and hydroxypropyl cellulose, and ammonium salts and alkali metal salts of these cellulose polymers; modified or unmodified polyvinyl alcohol, acrylic acid or acrylic Polyvinyl alcohols such as copolymers of acid salts and vinyl alcohol, maleic anhydride, maleic acid or copolymers of fumaric acid and vinyl alcohol; polyethylene glycol, polyethylene oxide without a hydrophobic moiety, polyvinyl pyrrolidone, Modified polyacrylic acid, oxidized starch, phosphate starch, casein, various modified starches, acrylonitrile-butadiene copolymer hydride, and the like can be used. Among these, from the viewpoint of the stability of the slurry for the secondary battery porous membrane, the water-soluble polymer is preferably carboxymethyl cellulose and methyl cellulose, and more preferably carboxymethyl cellulose. These water-soluble polymers may be used alone or in combination of two or more.

なお、本発明の二次電池多孔膜用スラリー中の水溶性高分子の配合量は、有機微粒子100質量部当たり、通常5〜30質量部、好ましくは10〜20質量部である。水溶性高分子の配合量を上記範囲内とすれば、二次電池多孔膜用スラリーの安定性が良好となる。水溶性高分子の配合量が上記範囲を下回れば、二次電池多孔膜用スラリーの粘度が不十分でスラリーの安定性が低下し、反対に、水溶性高分子の配合量が上記範囲を上回れば、二次電池用多孔膜とした際に電解液中でのイオンの透過性が悪くなり電池特性が悪化する虞がある。   In addition, the compounding quantity of the water-soluble polymer in the slurry for secondary battery porous membranes of this invention is 5-30 mass parts normally per 100 mass parts of organic fine particles, Preferably it is 10-20 mass parts. When the blending amount of the water-soluble polymer is within the above range, the stability of the slurry for the secondary battery porous membrane is improved. If the blending amount of the water-soluble polymer is below the above range, the viscosity of the slurry for the secondary battery porous membrane is insufficient and the stability of the slurry is lowered, and conversely, the blending amount of the water-soluble polymer exceeds the above range. For example, when the porous membrane for a secondary battery is used, the permeability of ions in the electrolytic solution is deteriorated, and the battery characteristics may be deteriorated.

<バインダー>
本発明の二次電池用多孔膜に含まれるバインダーは、
・フッ素系重合体(a)と、
・(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体単位を含むアクリル重合体(b)と、
を含有する。このように、バインダーとしてフッ素系重合体と、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体単位を含むアクリル重合体とを併用した場合、多孔膜の形成に用いる二次電池多孔膜用スラリー中のバインダーの分散性が良好になり、非導電性粒子として有機微粒子を用いた二次電池用多孔膜において、多孔膜の均一性を高めることができる。また、このバインダーを用いることで、多孔膜の耐熱収縮性を向上させることができると共に、当該二次電池用多孔膜を用いて構成した二次電池のレート特性を向上させることができる。本発明において、「単量体単位を含む」とは、その単量体を用いて得た重合体中に単量体由来の構造単位が含まれていることを指す。
<Binder>
The binder contained in the porous membrane for a secondary battery of the present invention is
A fluoropolymer (a),
An acrylic polymer (b) containing a (meth) acrylic acid alkyl ester monomer unit;
Containing. Thus, the binder in the slurry for a secondary battery porous film used for forming a porous film when a fluoropolymer and an acrylic polymer containing a (meth) acrylic acid alkyl ester monomer unit are used in combination as a binder. In the porous membrane for a secondary battery using organic fine particles as non-conductive particles, the uniformity of the porous membrane can be improved. Further, by using this binder, the heat shrinkage resistance of the porous film can be improved, and the rate characteristics of a secondary battery configured using the secondary battery porous film can be improved. In the present invention, “comprising a monomer unit” means that a structural unit derived from a monomer is contained in a polymer obtained using the monomer.

本発明で用いるフッ素系重合体(a)としては、フッ素原子を含有する重合体であれば特に限定されないが、フッ化ビニリデン単位及び六フッ化プロピレン単位のうち少なくとも一方を含む重合体が好ましく、フッ化ビニリデン単位及び六フッ化プロピレン単位の両方を含む重合体が更に好ましい。   The fluoropolymer (a) used in the present invention is not particularly limited as long as it is a polymer containing a fluorine atom, but a polymer containing at least one of a vinylidene fluoride unit and a hexafluoropropylene unit is preferable, More preferred are polymers containing both vinylidene fluoride units and propylene hexafluoride units.

本発明で用いるフッ素系重合体(a)中における、フッ化ビニリデン単位の含有割合は、好ましくは50〜100質量%であり、より好ましくは55〜100質量%、さらに好ましくは60〜100質量%である。フッ化ビニリデン単位の含有割合を上記範囲とすることにより、アクリル重合体(b)に対する相溶性を良好なものとしながら、バインダーとしての結着力をより高めることがきる   The content ratio of the vinylidene fluoride unit in the fluoropolymer (a) used in the present invention is preferably 50 to 100% by mass, more preferably 55 to 100% by mass, and further preferably 60 to 100% by mass. It is. By setting the content ratio of the vinylidene fluoride unit in the above range, the binding force as a binder can be further enhanced while improving the compatibility with the acrylic polymer (b).

本発明で用いるフッ素系重合体(a)中における、六フッ化プロピレン単位の含有割合は、好ましくは0〜50質量%であり、より好ましくは0〜45質量%、さらに好ましくは0〜40質量%である。六フッ化プロピレン単位を含有させることにより、柔軟性に優れたバインダーを得ることができ、多孔膜の耐熱収縮性を更に向上させることができる。なお、六フッ化プロピレン単位の含有割合が50質量%を超えると、バインダーの結晶性が低下して、かかる二次電池用多孔膜を用いた二次電池のサイクル特性が低下する虞がある。   The content ratio of the hexafluoropropylene unit in the fluoropolymer (a) used in the present invention is preferably 0 to 50% by mass, more preferably 0 to 45% by mass, and further preferably 0 to 40% by mass. %. By containing a hexafluoropropylene unit, a binder having excellent flexibility can be obtained, and the heat shrinkage resistance of the porous film can be further improved. In addition, when the content rate of a hexafluoropropylene unit exceeds 50 mass%, there exists a possibility that the crystallinity of a binder may fall and the cycling characteristics of the secondary battery using this porous film for secondary batteries may fall.

なお、フッ素系重合体(a)は、フッ化ビニリデン単位及び六フッ化プロピレン単位以外の他の単量体の単位を有するものであってもよく、このような他の単量体としては、たとえば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸i−プロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸i−ブチル、(メタ)アクリル酸n−アミル、(メタ)アクリル酸i−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n−オクチル、(メタ)アクリル酸n−ノニル、(メタ)アクリル酸n−デシル、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(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、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル類;スチレン、α−メチルスチレン、ジビニルベンゼン等の芳香族ビニル化合物;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル類;フッ化ビニル、テトラフルオロエチレン、塩化ビニル、塩化ビニリデン等のハロゲン化ビニル系化合物;ブタジエン、イソプレン、クロロプレン等の共役ジエン類、エチレンの他、カルボキシル基、カルボン酸無水物基、アミド基、アミノ基、シアノ基、エポキシ基、ビニル基、スルホン酸基等の特定の官能基を含有不飽和単量体等が挙げられる。
ここで、これら他の単量体を含有させる場合、他の単量体の単位の含有割合は、
25質量%以下である必要があり、より好ましくは20重量%以下である。
In addition, the fluorine-based polymer (a) may have a monomer unit other than the vinylidene fluoride unit and the hexafluoropropylene unit. As such other monomer, For example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, i-propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, i- (meth) acrylate Butyl, n-amyl (meth) acrylate, i-amyl (meth) acrylate, n-hexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, n-octyl (meth) acrylate, (meth) N-nonyl acrylate, n-decyl (meth) acrylate, ethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, trimethylol group (Meth) acrylic acid alkyl esters such as pantri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate and dipentaerythritol hexa (meth) acrylate; aromatic vinyl compounds such as styrene, α-methylstyrene and divinylbenzene; acetic acid Vinyl esters such as vinyl and vinyl propionate; vinyl halide compounds such as vinyl fluoride, tetrafluoroethylene, vinyl chloride and vinylidene chloride; conjugated dienes such as butadiene, isoprene and chloroprene, ethylene, carboxyl groups, Examples thereof include unsaturated monomers containing a specific functional group such as a carboxylic acid anhydride group, an amide group, an amino group, a cyano group, an epoxy group, a vinyl group, and a sulfonic acid group.
Here, when these other monomers are contained, the content ratio of the units of the other monomers is:
It is necessary to be 25% by weight or less, and more preferably 20% by weight or less.

また、本発明で用いるアクリル重合体(b)は、フッ素系重合体(a)とは異なる重合体であり、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体単位を含有する重合体である。具体的には、アクリル重合体(b)としては、例えば、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体単位を含有し、フッ素系原子を含有しない重合体が挙げられる。   Moreover, the acrylic polymer (b) used by this invention is a polymer different from a fluorine-type polymer (a), and is a polymer containing a (meth) acrylic-acid alkylester monomer unit. Specifically, examples of the acrylic polymer (b) include a polymer containing a (meth) acrylic acid alkyl ester monomer unit and not containing a fluorine atom.

(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体単位を形成する(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(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)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸イソペンチル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸イソボニル、(メタ)アクリル酸イソデシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ステアリル、及び(メタ)アクリル酸トリデシル等が挙げられる。   The (meth) acrylic acid alkyl ester monomer forming the (meth) acrylic acid alkyl ester monomer unit includes methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, (meth ) Isopropyl acrylate, n-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, isopentyl (meth) acrylate, isooctyl (meth) acrylate , Isobonyl (meth) acrylate, isodecyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, tridecyl (meth) acrylate, and the like.

これら(メタ)アクリル酸アルキルエステルは、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。これらのなかでも、電解液に対するバインダーの膨潤度を適度な大きさとして多孔膜を用いた二次電池のサイクル特性を向上させることができるという点により、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸エチル、及び(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、が好ましく、(メタ)アクリル酸n−ブチルがさらに好ましい。   These alkyl (meth) acrylates can be used alone or in combination of two or more. Among these, n-butyl (meth) acrylate, (meta), because the cycle characteristics of a secondary battery using a porous film can be improved by setting the degree of swelling of the binder to the electrolyte to an appropriate level. ) Ethyl acrylate and 2-ethylhexyl (meth) acrylate are preferred, and n-butyl (meth) acrylate is more preferred.

アクリル重合体(b)中における(メタ)アクリル酸アルキルエステル単位の含有割合は、好ましくは40〜99質量%であり、より好ましくは50〜90質量%、さらに好ましくは70〜85質量%である。(メタ)アクリル酸アルキルエステル単位の含有割合を上記範囲とすることにより、アクリル重合体(b)の電解液に対する保液性(膨潤性)を向上させることができ、これにより、多孔膜を二次電池に用いた際の二次電池のサイクル特性をより優れたものとすることができる。   The content ratio of the (meth) acrylic acid alkyl ester unit in the acrylic polymer (b) is preferably 40 to 99% by mass, more preferably 50 to 90% by mass, and further preferably 70 to 85% by mass. . By setting the content ratio of the (meth) acrylic acid alkyl ester unit within the above range, the liquid retaining property (swellability) of the acrylic polymer (b) with respect to the electrolytic solution can be improved. The cycle characteristics of the secondary battery when used in the secondary battery can be made more excellent.

また、本発明で用いるアクリル重合体(b)は、有機セパレータや電極合剤層に対する密着性及びバインダーとしての結着力を向上させることができるという点より、酸性官能基を有していることが好ましい。本発明において、アクリル重合体(b)に、酸性官能基を導入する方法としては特に限定されないが、上述した(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体と共重合可能であり、かつ酸性官能基を有する単量体を用い、これにより、本発明のアクリル重合体(b)に、酸性官能基を有する単量体単位を含有させる方法が好ましく挙げられる。なお、本発明で用いる酸性官能基を有する単量体としては、特に限定されないが、集電体に対する密着性及びバインダーとしての結着力の向上効果が高いという点より、カルボン酸基を有する単量体、スルホン酸基を有する単量体及びリン酸基を有する単量体から選択される少なくとも1種が好ましく、カルボン酸基を有する単量体及びスルホン酸基を有する単量体から選択される少なくとも1種が好ましい。   In addition, the acrylic polymer (b) used in the present invention has an acidic functional group from the viewpoint that adhesion to an organic separator or an electrode mixture layer and a binding force as a binder can be improved. preferable. In the present invention, the method for introducing an acidic functional group into the acrylic polymer (b) is not particularly limited, but can be copolymerized with the above-mentioned (meth) acrylic acid alkyl ester monomer, and the acidic functional group is A preferred method is to use a monomer having a monomer unit having an acidic functional group in the acrylic polymer (b) of the present invention. In addition, the monomer having an acidic functional group used in the present invention is not particularly limited. However, the monomer having a carboxylic acid group is highly effective in improving the adhesion to a current collector and the binding force as a binder. And at least one selected from a monomer having a sulfonic acid group and a monomer having a phosphoric acid group, preferably selected from a monomer having a carboxylic acid group and a monomer having a sulfonic acid group At least one is preferred.

カルボン酸基を有する単量体の具体例としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸などのモノカルボン酸;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、β−ジアミノアクリル酸などのモノカルボン酸の誘導体;マレイン酸、フマル酸、イタコン酸などのジカルボン酸;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のジカルボン酸の酸無水物;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、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ジカルボン酸の誘導体などが挙げられる。これらは、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、アクリル酸、メタクリル酸及びイタコン酸が好ましく、アクリル酸及びメタクリル酸がより好ましく、アクリル酸が特に好ましい。   Specific examples of the monomer having a carboxylic acid group include monocarboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, and crotonic acid; 2-ethylacrylic acid, isocrotonic acid, α-acetoxyacrylic acid, and β-trans-aryloxyacrylic. Derivatives of monocarboxylic acids such as acids, α-chloro-β-E-methoxyacrylic acid, β-diaminoacrylic acid; dicarboxylic acids such as maleic acid, fumaric acid, itaconic acid; maleic anhydride, acrylic anhydride, methyl Dicarboxylic acid anhydrides such as maleic anhydride and dimethylmaleic anhydride; methylmaleic acid, dimethylmaleic acid, phenylmaleic acid, chloromaleic acid, dichloromaleic acid, fluoromaleic acid, diphenylmaleate, nonylmaleate, maleate Decyl acid, dodecyl maleate, octane maleate Examples thereof include derivatives of dicarboxylic acids such as decyl and fluoroalkyl maleate. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, acrylic acid, methacrylic acid and itaconic acid are preferable, acrylic acid and methacrylic acid are more preferable, and acrylic acid is particularly preferable.

スルホン酸基を有する単量体の具体例としては、スルホン酸基含有単量体としては、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、スルホエチルメタクリレート、スルホプロピルメタクリレート、スルホブチルメタクリレートなどのスルホン酸基以外の官能基を有さないスルホン酸基含有化合物;2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸(AMPS)、2−ヒドロキシ−3−アクリルアミドプロパンスルホン酸などのアミド基とスルホン酸基とを含有する化合物;3−アリロキシ−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸(HAPS)などのヒドロキシル基とスルホン酸基とを含有する化合物;などが挙げられる。また、これらのリチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩などを用いることもできる。これらは、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。これらのなかでも、アミド基とスルホン酸基とを含有する化合物が好ましく、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸(AMPS)がより好ましい。   Specific examples of the monomer having a sulfonic acid group include sulfonic acid group-containing monomers such as vinyl sulfonic acid, styrene sulfonic acid, allyl sulfonic acid, sulfoethyl methacrylate, sulfopropyl methacrylate, and sulfobutyl methacrylate. A sulfonic acid group-containing compound having no functional group other than an acid group; an amide group such as 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid (AMPS), 2-hydroxy-3-acrylamidopropanesulfonic acid, and a sulfonic acid group; A compound containing; a compound containing a hydroxyl group and a sulfonic acid group such as 3-allyloxy-2-hydroxypropanesulfonic acid (HAPS); and the like. These lithium salts, sodium salts, potassium salts, and the like can also be used. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, a compound containing an amide group and a sulfonic acid group is preferable, and 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid (AMPS) is more preferable.

リン酸基を有する単量体の具体例としては、リン酸−2−アクリロイルオキシエチル、リン酸−2−メタクリロイルオキシエチル、リン酸メチル−2−アクリロイルオキシエチル、リン酸メチル−2−メタクリロイルオキシエチル、リン酸エチル−アクリロイルオキシエチル、リン酸エチル−メタクリロイルオキシエチルなどが挙げられる。これらは、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、リン酸−2−メタクリロイルオキシエチルが好ましい。   Specific examples of the monomer having a phosphoric acid group include: 2-acryloyloxyethyl phosphate, 2-methacryloyloxyethyl phosphate, methyl-2-acryloyloxyethyl phosphate, methyl-2-methacryloyloxy phosphate Examples thereof include ethyl, ethyl phosphate-acryloyloxyethyl phosphate, and ethyl phosphate-methacryloyloxyethyl. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, 2-methacryloyloxyethyl phosphate is preferable.

上述したなかでも、集電体に対する密着性及びバインダーとしての結着力の向上効果が高いという点より、酸性官能基を有する単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸及び2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸(AMPS)が好ましく、アクリル酸、メタクリル酸及びAMPSがより好ましく、アクリル酸及びAMPSが特に好ましい。   Among the above-mentioned monomers, acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid and 2-acrylamide- are examples of the monomer having an acidic functional group from the viewpoint that the effect of improving the adhesion to the current collector and the binding force as a binder is high. 2-methylpropanesulfonic acid (AMPS) is preferred, acrylic acid, methacrylic acid and AMPS are more preferred, and acrylic acid and AMPS are particularly preferred.

本発明で用いるアクリル重合体(b)中における、酸性官能基を有する単量体単位の含有割合は、全単量体単位に対して、好ましくは0.5〜10質量%であり、より好ましくは1〜8質量%、さらに好ましくは1〜6質量%である。酸性官能基を有する単量体単位の含有割合を上記範囲とすることにより、集電体に対する密着性及びバインダーとしての結着力の向上効果を適切に発揮させることができる。なお、酸性官能基を有する単量体単位の含有割合が10質量%を超えると、バインダーの安定性が低下する虞がある。一方、酸性官能基を有する単量体単位の含有割合が0.5質量%未満であると、バインダーとしての結着力が不十分となる虞がある。   The content ratio of the monomer unit having an acidic functional group in the acrylic polymer (b) used in the present invention is preferably 0.5 to 10% by mass, more preferably based on the total monomer units. Is 1 to 8% by mass, more preferably 1 to 6% by mass. By making the content rate of the monomer unit which has an acidic functional group into the said range, the improvement effect of the adhesiveness as a collector and the binding force as a binder can be exhibited appropriately. In addition, when the content rate of the monomer unit which has an acidic functional group exceeds 10 mass%, there exists a possibility that stability of a binder may fall. On the other hand, when the content ratio of the monomer unit having an acidic functional group is less than 0.5% by mass, the binding force as a binder may be insufficient.

また、アクリル重合体(b)は、上述した(メタ)アクリル酸アルキルエステルと、酸性官能基を有する単量体以外の、(メタ)アクリル酸アルキルエステルと共重合可能な単量体との共重合体であってもよく、このような共重合可能な単量体としては、ニトリル基含有単量体、芳香族ビニル系単量体、(メタ)アクリル酸アルキルエステル以外の(メタ)アクリル酸エステルなどが挙げられる。   The acrylic polymer (b) is a copolymer of the above-described (meth) acrylic acid alkyl ester and a monomer copolymerizable with the (meth) acrylic acid alkyl ester other than the monomer having an acidic functional group. Such a copolymerizable monomer may be a nitrile group-containing monomer, an aromatic vinyl monomer, or a (meth) acrylic acid other than a (meth) acrylic acid alkyl ester. Examples include esters.

ニトリル基含有単量体としては、たとえば、アクリロニトリル;α−クロロアクリロニトリル、α−ブロモアクリロニトリルなどのα−ハロゲノアクリロニトリル;メタクリロニトリルなどのα−アルキルアクリロニトリル;などが挙げられる。これらのなかでも、バインダーとしての結着力をより高めることができる点から、アクリロニトリル及びメタクリロニトリルが好ましく、アクリロニトリルがより好ましい。ニトリル基含有単量体は、一種単独でも、複数種を併用してもよい。   Examples of the nitrile group-containing monomer include acrylonitrile; α-halogenoacrylonitrile such as α-chloroacrylonitrile and α-bromoacrylonitrile; α-alkylacrylonitrile such as methacrylonitrile; Among these, acrylonitrile and methacrylonitrile are preferable, and acrylonitrile is more preferable because the binding force as a binder can be further increased. The nitrile group-containing monomer may be used alone or in combination of two or more.

アクリル重合体(b)中におけるニトリル基含有単量体単位の含有割合は、好ましくは30質量%以下であり、より好ましくは3〜25質量%、さらに好ましくは5〜20質量%である。ニトリル基含有単量体単位の含有割合を上記範囲とすることにより、バインダーとしての結着力をより高めることができ、これにより、多孔膜を二次電池に用いた際における二次電池のサイクル特性をより優れたものとすることができる。また、多孔膜と基材とのピール強度を高めることができる。なお、アクリル重合体(b)中におけるニトリル基含有単量体単位の含有割合が30質量%を超えると、バインダーの安定性が低下する虞がある。   The content ratio of the nitrile group-containing monomer unit in the acrylic polymer (b) is preferably 30% by mass or less, more preferably 3 to 25% by mass, and further preferably 5 to 20% by mass. By setting the content ratio of the nitrile group-containing monomer unit in the above range, the binding force as a binder can be further increased, and thereby the cycle characteristics of the secondary battery when the porous film is used in the secondary battery. Can be made more excellent. Moreover, the peel strength between the porous film and the substrate can be increased. In addition, when the content rate of the nitrile group containing monomer unit in an acrylic polymer (b) exceeds 30 mass%, there exists a possibility that stability of a binder may fall.

芳香族ビニル系単量体としては、たとえば、スチレン、α−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、o−クロルスチレン、p−クロルスチレン、ジビニルベンゼンなどを挙げることができる。これらのなかでも、スチレン及びα−メチルスチレンが好ましく、スチレンが特に好ましい。芳香族ビニル系単量体は、一種単独でも、複数種を併用してもよい。   Examples of the aromatic vinyl monomer include styrene, α-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, o-chlorostyrene, p-chlorostyrene, and divinylbenzene. Among these, styrene and α-methylstyrene are preferable, and styrene is particularly preferable. The aromatic vinyl monomer may be used alone or in combination of two or more.

アクリル重合体(b)中における芳香族ビニル系単量体単位の含有割合は、好ましくは0.5〜20質量%以下であり、より好ましくは1〜15質量%、さらに好ましくは1〜10質量%である。なお、アクリル重合体(b)中における芳香族ビニル系単量体単位の含有割合が20質量%を超えると、バインダーが硬くなり、本発明の二次電池多孔膜の耐熱収縮性が低下する虞があり、0.5質量%を下回ると、バインダーの結着性が低下し、多孔膜のピール強度が低下する虞がある。   The content ratio of the aromatic vinyl monomer unit in the acrylic polymer (b) is preferably 0.5 to 20% by mass, more preferably 1 to 15% by mass, and further preferably 1 to 10% by mass. %. In addition, when the content ratio of the aromatic vinyl monomer unit in the acrylic polymer (b) exceeds 20% by mass, the binder becomes hard and the heat shrinkability of the secondary battery porous membrane of the present invention may be reduced. If the amount is less than 0.5% by mass, the binding property of the binder is lowered, and the peel strength of the porous film may be lowered.

また、(メタ)アクリル酸アルキルエステル以外の(メタ)アクリル酸エステルとしては、(メタ)アクリル酸ブトキシエチル、(メタ)アクリル酸エトキシジエチレングリコール、(メタ)アクリル酸メトキシジプロピレングリコール、(メタ)アクリル酸メトキシポリエチレングリコール、(メタ)アクリル酸フェノキシエチル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフルフリル等のエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル;(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル、2−(メタ)アクリロイロキシエチル−2−ヒドロキシエチルフタル酸等の水酸基含有(メタ)アクリル酸エステル;2−(メタ)アクリロイロキシエチルフタル酸、2−(メタ)アクリロイロキシエチルフタル酸等のカルボン酸含有(メタ)アクリル酸エステル;(メタ)アクリル酸パーフロロオクチルエチル等のフッ素基含有(メタ)アクリル酸エステル;(メタ)アクリル酸リン酸エチル等のリン酸基含有(メタ)アクリル酸エステル;(メタ)アクリル酸グリシジル等のエポキシ基含有(メタ)アクリル酸エステル;(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル等のアミノ基含有(メタ)アクリル酸エステル;等が挙げられる。   In addition, (meth) acrylic acid esters other than (meth) acrylic acid alkyl esters include butoxyethyl (meth) acrylate, ethoxydiethylene glycol (meth) acrylate, methoxydipropylene glycol (meth) acrylate, and (meth) acrylic. Ether group-containing (meth) acrylic acid esters such as methoxypolyethylene glycol acid, phenoxyethyl (meth) acrylate, and tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate; (meth) acrylic acid-2-hydroxyethyl, (meth) acrylic acid- Hydroxyl group-containing (meth) acrylic acid esters such as 2-hydroxypropyl, (meth) acrylic acid-2-hydroxy-3-phenoxypropyl, 2- (meth) acryloyloxyethyl-2-hydroxyethylphthalic acid; (Meta) acryloyloxy Carboxylic acid-containing (meth) acrylic acid esters such as 2- (meth) acryloyloxyethyl phthalic acid; fluorine-containing (meth) acrylic acid esters such as (meth) acrylic perfluorooctylethyl; (meth) Phosphoric acid group-containing (meth) acrylic acid ester such as ethyl acrylate phosphate; Epoxy group-containing (meth) acrylic acid ester such as glycidyl (meth) acrylate; Amino group content such as dimethylaminoethyl (meth) acrylate ( (Meth) acrylic acid ester; and the like.

アクリル重合体(b)中における(メタ)アクリル酸アルキルエステル以外の(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7質量%以下であり、より好ましくは1〜5質量%、さらに好ましくは1.5〜4質量%である。(メタ)アクリル酸アルキルエステル以外の(メタ)アクリル酸エステル単量体単位の含有割合を上記範囲とすることにより、多孔膜の形成に用いる多孔膜用スラリーを、非導電性粒子の分散性に優れ、沈降の無い良好なスラリーとすることができる。   The content ratio of the (meth) acrylic acid ester monomer unit other than the (meth) acrylic acid alkyl ester in the acrylic polymer (b) is preferably 7% by mass or less, more preferably 1 to 5% by mass, More preferably, it is 1.5-4 mass%. By making the content ratio of (meth) acrylic acid ester monomer units other than (meth) acrylic acid alkyl ester within the above range, the slurry for porous film used for forming the porous film can be made dispersible in non-conductive particles. It is possible to obtain a good slurry that is excellent and has no sedimentation.

さらに、アクリル重合体(b)としては、上述した各単量体と共重合可能な他の単量体を共重合したものであってもよく、このような他の単量体としては、たとえば、2つ以上の炭素−炭素二重結合を有するカルボン酸エステル類、アミド系単量体、オレフィン類、ジエン系単量体、ビニルケトン類、複素環含有ビニル化合物などが挙げられる。   Further, the acrylic polymer (b) may be a copolymer of other monomers copolymerizable with the above-mentioned monomers. Examples of such other monomers include: Examples thereof include carboxylic acid esters having two or more carbon-carbon double bonds, amide monomers, olefins, diene monomers, vinyl ketones, and heterocyclic ring-containing vinyl compounds.

<バインダーの製造方法>
本発明の二次電池用多孔膜に含まれるバインダーは、フッ素系重合体(a)と、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体単位を含むアクリル重合体(b)と含有するものであれば、フッ素系重合体(a)とアクリル重合体(b)とを個別に調製し、それらを混合したもの(重合体混合物)であってもよいし、フッ素系重合体(a)とアクリル重合体(b)とが複合化した複合化重合体よりなるものであってもよい。なお、バインダーを複合化重合体とすると、安定性が高く、多孔膜の形成に用いる多孔膜用スラリー中での分散性が良好なバインダーを得ることができるので、好ましい。即ち、バインダーを、フッ素系重合体(a)とアクリル重合体(b)との複合化重合体とすれば、多孔膜の均一性および耐熱収縮性を向上させることができると共に、当該二次電池用多孔膜を用いて構成した二次電池のレート特性を向上させることができる。
<Method for producing binder>
As long as the binder contained in the porous membrane for a secondary battery of the present invention contains a fluoropolymer (a) and an acrylic polymer (b) containing a (meth) acrylic acid alkyl ester monomer unit. In addition, the fluoropolymer (a) and the acrylic polymer (b) may be prepared individually and mixed (polymer mixture), or the fluoropolymer (a) and the acrylic polymer. It may be composed of a composite polymer obtained by combining (b). Note that it is preferable to use a composite polymer as the binder because a binder having high stability and good dispersibility in the slurry for the porous film used for forming the porous film can be obtained. That is, if the binder is a composite polymer of the fluoropolymer (a) and the acrylic polymer (b), the uniformity of the porous film and the heat shrinkage can be improved, and the secondary battery The rate characteristic of the secondary battery configured using the porous film for a battery can be improved.

なお、バインダー中におけるアクリル重合体(b)の量は、バインダー全体100質量部に対し、10〜90質量部とすることが好ましく、30〜70質量部とすることがより好ましい。アクリル系重合体(b)の含有範囲を上記範囲にすることにより、バインダーとしての結着力を十分なものとすることができ、これにより、良好なレート特性を発現することができるからである。また、フッ素系重合体(a)とアクリル重合体(b)との重量比率は、10/90〜90/10であるが好ましく、30/70〜70/30であることがより好ましい。また、バインダーの形態は、特に限定されないが、粒子形状を有するものが好ましく、特に、多孔膜内においても、粒子状態を保持した状態で存在できるものであることが好ましい。非導電性粒子を良好に結着することができるからである。さらに、バインダーの形態が粒子状である場合、個数平均粒子径は、50〜500nmであることが好ましく、70〜400nmであることがより好ましく、100〜250nmであることが特に好ましい。さらに、バインダーのガラス転移温度(Tg)は、−50〜25℃であることが好ましく、−45〜15℃であることがより好ましく、−40〜5℃であることが特に好ましい。   In addition, it is preferable to set it as 10-90 mass parts with respect to 100 mass parts of the whole binder, and, as for the quantity of the acrylic polymer (b) in a binder, it is more preferable to set it as 30-70 mass parts. This is because by setting the content range of the acrylic polymer (b) in the above range, the binding force as a binder can be made sufficient, and thereby, favorable rate characteristics can be expressed. The weight ratio of the fluoropolymer (a) to the acrylic polymer (b) is preferably 10/90 to 90/10, more preferably 30/70 to 70/30. In addition, the form of the binder is not particularly limited, but a binder having a particle shape is preferable, and it is particularly preferable that the binder can exist in a state in which the particle state is maintained even in the porous film. This is because the non-conductive particles can be satisfactorily bound. Furthermore, when the form of the binder is particulate, the number average particle diameter is preferably 50 to 500 nm, more preferably 70 to 400 nm, and particularly preferably 100 to 250 nm. Furthermore, the glass transition temperature (Tg) of the binder is preferably −50 to 25 ° C., more preferably −45 to 15 ° C., and particularly preferably −40 to 5 ° C.

<重合体混合物の製造方法>
ここで、フッ素系重合体(a)とアクリル重合体(b)とを個別に調製する場合におけるフッ素系重合体(a)の製造方法は特に限定されないが、上述した各単量体を、水を分散媒とする乳化重合法により重合することで製造することができる。
<Method for producing polymer mixture>
Here, the production method of the fluoropolymer (a) in the case where the fluoropolymer (a) and the acrylic polymer (b) are separately prepared is not particularly limited. It can manufacture by superposing | polymerizing by the emulsion polymerization method which uses as a dispersion medium.

乳化重合に用いる乳化剤としては、特に限定されず、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、及びカチオン性界面活性剤のいずれも用いることができる。そのような乳化剤としては、例えば、2−(1−アリル)−4−ノニルフェノキシポリエチレングリコールスルフェートアンモニウムがある。乳化剤の添加量は任意に設定でき、重合に用いる単量体の総量100質量部に対して通常0.01〜10質量部程度である。   The emulsifier used in the emulsion polymerization is not particularly limited, and any of an anionic surfactant, a nonionic surfactant, and a cationic surfactant can be used. Such emulsifiers include, for example, 2- (1-allyl) -4-nonylphenoxypolyethylene glycol sulfate ammonium. The addition amount of the emulsifier can be arbitrarily set, and is usually about 0.01 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of monomers used for polymerization.

また、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挙げられる。   Examples of the polymerization initiator used for the polymerization include lauroyl peroxide, diisopropyl peroxydicarbonate, di-2-ethylhexyl peroxydicarbonate, t-butyl peroxypivalate, 3,3,5-trimethylhexanoylper Organic peroxides such as oxide, azo compounds such as α, α′-azobisisobutyronitrile, ammonium persulfate, potassium persulfate and the like can be mentioned.

フッ素系重合体(a)とアクリル重合体(b)とを個別に調製する場合におけるアクリル重合体(b)の製造方法は特に限定されないが、上述した各単量体を、水を分散媒とする乳化重合法により重合する方法が好ましい。乳化重合に用いる乳化剤及び重合開始剤としては、上述したフッ素系重合体(a)と同様のものを用いることができる。   The method for producing the acrylic polymer (b) in the case where the fluoropolymer (a) and the acrylic polymer (b) are separately prepared is not particularly limited, but each monomer described above is treated with water as a dispersion medium. A method of polymerizing by an emulsion polymerization method is preferred. As the emulsifier and the polymerization initiator used in the emulsion polymerization, the same ones as the above-mentioned fluoropolymer (a) can be used.

<複合化重合体の製造方法>
また、フッ素系重合体(a)とアクリル重合体(b)との複合化重合体は、フッ素系重合体(a)とアクリル重合体(b)との何れか一方を予め重合して重合体を形成し、当該重合体の存在下に他方の重合体を重合する方法や、フッ素系重合体(a)を得るための単量体およびアクリル系重合体(b)を得るための単量体を同じ反応容器中に投入して同時に重合する方法、含フッ素重合体を含有する溶液を水性分散液に転換する方法が挙げられる。なお、重合に使用する乳化剤及び重合開始剤は、上述したフッ素系重合体(a)と同様のものを用いることができる。
<Method for producing composite polymer>
In addition, the composite polymer of the fluoropolymer (a) and the acrylic polymer (b) is a polymer obtained by polymerizing any one of the fluoropolymer (a) and the acrylic polymer (b) in advance. And a method for polymerizing the other polymer in the presence of the polymer, a monomer for obtaining the fluoropolymer (a), and a monomer for obtaining the acrylic polymer (b) In the same reaction vessel, and a method of polymerizing simultaneously, and a method of converting a solution containing a fluoropolymer into an aqueous dispersion. The emulsifier and the polymerization initiator used for the polymerization can be the same as the above-described fluoropolymer (a).

そして、本発明の二次電池用多孔膜における、フッ素系重合体(a)及びアクリル重合体(b)を含むバインダーの含有割合は、有機微粒子100質量部に対して、好ましくは1〜20質量部、より好ましくは5〜15質量部である。バインダーの含有割合を上記範囲とすることにより、本発明の二次電池用多孔膜を用いて構成した二次電池の耐高温短絡性及び電池性能を向上させることが可能である。二次電池用多孔膜中の多孔膜用バインダーの含有割合が有機微粒子100質量部に対して1質量部未満では、二次電池用多孔膜の強度が不十分となり、かかる二次電池用多孔膜を用いて構成した二次電池に短絡が発生し易くなる。一方、二次電池用多孔膜中のバインダーの含有割合が有機微粒子100質量部に対して20質量部を超えると、二次電池用多孔膜の空隙率が低下し、かかる二次電池用多孔膜を用いて構成した二次電池の電池性能が不十分となる虞がある。   And the content rate of the binder containing the fluoropolymer (a) and the acrylic polymer (b) in the porous membrane for a secondary battery of the present invention is preferably 1 to 20 masses with respect to 100 mass parts of the organic fine particles. Parts, more preferably 5 to 15 parts by mass. By making the content rate of a binder into the said range, it is possible to improve the high temperature short circuit-proof property and battery performance of the secondary battery comprised using the porous film for secondary batteries of this invention. When the content of the binder for the porous film in the porous film for the secondary battery is less than 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the organic fine particles, the strength of the porous film for the secondary battery becomes insufficient and the porous film for the secondary battery A short circuit is likely to occur in the secondary battery configured using the. On the other hand, when the content ratio of the binder in the secondary battery porous film exceeds 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the organic fine particles, the porosity of the secondary battery porous film decreases, and the secondary battery porous film There is a possibility that the battery performance of the secondary battery configured using the battery becomes insufficient.

<任意成分>
この他に、本発明の二次電池用多孔膜は、国際公開第2012/020737号に記載の、重金属補足化合物、分散剤、レベリング剤、酸化防止剤、消泡剤、及び電解液添加剤等の成分を添加することができる。
<Optional component>
In addition, the porous membrane for a secondary battery according to the present invention includes a heavy metal supplement compound, a dispersing agent, a leveling agent, an antioxidant, an antifoaming agent, an electrolytic solution additive and the like described in International Publication No. 2012/020737. Can be added.

<二次電池用多孔膜の製造方法>
本発明の二次電池用多孔膜を製造する方法としては、1)非導電性粒子としての有機微粒子、水溶性高分子、バインダー及び水を含む多孔膜用スラリーを所定の基材上に塗布してスラリー層を得、次いでスラリー層を乾燥する方法;2)非導電性粒子としての有機微粒子、水溶性高分子、バインダー及び水を含む多孔膜用スラリーに基材を浸漬後、これを乾燥する方法;が挙げられる。中でも、1)の方法は、多孔膜の膜厚を制御しやすく好ましい。以下、1)の方法を本発明の二次電池用多孔膜の製造方法として説明する。
<Method for producing porous membrane for secondary battery>
As a method for producing a porous membrane for a secondary battery of the present invention, 1) a slurry for porous membrane containing organic fine particles as non-conductive particles, a water-soluble polymer, a binder and water is applied on a predetermined substrate. A slurry layer, and then drying the slurry layer; 2) immersing the substrate in a slurry for porous membrane containing organic fine particles, water-soluble polymer, binder and water as non-conductive particles, and then drying this Method; Among these, the method 1) is preferable because the thickness of the porous film can be easily controlled. Hereinafter, the method 1) will be described as a method for producing a porous membrane for a secondary battery of the present invention.

<多孔膜用スラリー>
本発明の多孔膜用スラリーは、上述のようにして製造したバインダーと、非導電性粒子としての有機微粒子、水溶性高分子、及び水を含む。なお、本発明の多孔膜用スラリーでは、水と水溶性溶媒(例えば、低級アルコール)との混合媒体を分散媒として用いることももちろん可能である。
多孔膜用スラリーの固形分濃度は、該スラリーの塗布、浸漬が可能な程度でかつ、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。
スラリー中の固形分以外の成分は、乾燥により揮発する成分であり、水などの分散媒に加え、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体をも含む。
本発明の多孔膜用スラリーは、本発明の二次電池用多孔膜を形成するためのものであるので、多孔膜用スラリーの固形分全量中の、非導電性粒子、バインダー、水溶性高分子及び任意成分(多孔膜の任意成分として上述した成分)の含有割合は、本発明の多孔膜について上述した通りの割合とすることができる。
また、多孔膜用スラリーには、非導電性粒子、バインダー、水溶性高分子、水、及び多孔膜の任意成分として上述した任意成分のほかに、さらに分散剤や電解液分解抑制等の機能を有する電解液添加剤等の任意の成分が含まれていてもよい。これらは電池反応に影響を及ぼさないものであれば特に限られない。
<Slurry for porous membrane>
The slurry for a porous membrane of the present invention contains the binder produced as described above, organic fine particles as non-conductive particles, a water-soluble polymer, and water. In the porous membrane slurry of the present invention, it is of course possible to use a mixed medium of water and a water-soluble solvent (for example, lower alcohol) as a dispersion medium.
The solid content concentration of the slurry for the porous membrane can be appropriately adjusted to a concentration at which the slurry can be applied and immersed and has a fluid viscosity, but is generally about 10 to 50% by mass. It is.
Components other than the solid content in the slurry are components that volatilize upon drying, and in addition to a dispersion medium such as water, for example, a medium in which these are dissolved or dispersed during the preparation and addition of non-conductive particles and a binder. Including.
Since the slurry for a porous membrane of the present invention is for forming the porous membrane for a secondary battery of the present invention, non-conductive particles, a binder, and a water-soluble polymer in the total solid content of the slurry for a porous membrane. And the content rate of an arbitrary component (component mentioned above as an arbitrary component of a porous film) can be made into the ratio as having mentioned above about the porous film of this invention.
In addition to the above-mentioned optional components as the non-conductive particles, binder, water-soluble polymer, water, and optional components of the porous membrane, the slurry for the porous membrane further has functions such as dispersing agent and electrolyte decomposition suppression. Arbitrary components, such as an electrolyte solution additive, may be included. These are not particularly limited as long as they do not affect the battery reaction.

多孔膜用スラリーの製法は、特に限定はされず、上記非導電性粒子、バインダー、水溶性高分子、及び水と必要に応じ添加される任意の成分を混合して得られる。
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されず、ホモミキサー、ボールミル、サンドミル、顔料分散機、措潰機、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、中でも適度な分散シェアを加えることができる、ホモミキサーを使用することが特に好ましい。
多孔膜用スラリーの粘度は、均一塗工性、スラリー経時安定性の観点から、好ましくは10mPa・s〜10,000mPa・s、更に好ましくは50〜500mPa・sである。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 method for producing the slurry for the porous membrane is not particularly limited, and can be obtained by mixing the non-conductive particles, the binder, the water-soluble polymer, and water and optional components added as necessary.
The mixing device is not particularly limited as long as it can uniformly mix the above components, and a homomixer, a ball mill, a sand mill, a pigment disperser, a crusher, an ultrasonic disperser, a homogenizer, a planetary mixer, or the like is used. However, it is particularly preferable to use a homomixer that can add an appropriate dispersion share.
The viscosity of the slurry for the porous membrane is preferably 10 mPa · s to 10,000 mPa · s, more preferably 50 to 500 mPa · s, from the viewpoints of uniform coatability and slurry aging stability. The viscosity is a value measured using a B-type viscometer at 25 ° C. and a rotation speed of 60 rpm.

本発明において、多孔膜は、膜状の形状を有する。多孔膜は、独立して(即ち、基材による支持を伴わずに)膜としての形状を保ちうる物品であってもよい。しかしながら多孔膜は、独立して膜としての形状を保たない、基材の上に形成される層であってもよい。本発明において、多孔膜は通常後者としうる。多孔膜と、多孔膜の形成に用いた基材との複合体を、そのまま、例えばセパレータや電極として、電池における使用に供することができる。
本発明の多孔膜の製造方法のある態様において、基材は、電池中の構成要素であって、多孔膜を有することが好ましい構成要素である。具体的には、二次電池用の電極若しくは有機セパレータを基材とし、この上に多孔膜を形成することが好ましい。
本発明の多孔膜の製造方法においては、多孔膜は、電極や有機セパレータ以外の基材上に形成してもよい。本発明の多孔膜を、電極や有機セパレータ以外の基材上に形成した場合は、多孔膜を基材から剥離し、直接電池を組み立てる時に、電極上や有機セパレータ上に積層することにより使用することが出来る。この場合、基材としては、公知の剥離フイルム等の、適切な剥離フイルムを用いることができる。
In the present invention, the porous film has a film-like shape. The porous membrane may be an article that can maintain its shape as a membrane independently (that is, without being supported by a substrate). However, the porous film may be a layer formed on a substrate that does not independently maintain the shape of the film. In the present invention, the porous membrane can usually be the latter. The composite of the porous membrane and the substrate used for forming the porous membrane can be used as it is, for example, as a separator or an electrode in a battery.
In a certain aspect of the method for producing a porous membrane of the present invention, the substrate is a component in the battery, and it is a preferable component having the porous membrane. Specifically, it is preferable to use a secondary battery electrode or an organic separator as a base material and form a porous film thereon.
In the method for producing a porous membrane of the present invention, the porous membrane may be formed on a substrate other than the electrode and the organic separator. When the porous film of the present invention is formed on a substrate other than an electrode or an organic separator, it is used by peeling the porous film from the substrate and laminating it directly on the electrode or the organic separator when assembling the battery directly. I can do it. In this case, an appropriate release film such as a known release film can be used as the substrate.

多孔膜用スラリーを基材上へ塗布及び乾燥する方法は特に制限されない。例えば、ドクターブレード法、ディップ法、リバースロール法、ダイレクトロール法、グラビア法、エクストルージョン法、ハケ塗り法などの方法が挙げられる。中でも、均一な多孔膜が得られる点でディップ法やグラビア法が好ましい。塗布により得られたスラリー層を乾燥する方法としては、例えば温風、熱風、低湿風による乾燥、真空乾燥、(逮)赤外線や電子線などの照射による乾燥法が挙げられる。   The method for applying and drying the slurry for the porous film onto the substrate is not particularly limited. Examples thereof include a doctor blade method, a dip method, a reverse roll method, a direct roll method, a gravure method, an extrusion method, and a brush coating method. Among them, the dip method and the gravure method are preferable in that a uniform porous film can be obtained. Examples of the method for drying the slurry layer obtained by coating include drying by warm air, hot air, low-humidity air, vacuum drying, and (dry) drying by irradiation with infrared rays, electron beams, or the like.

塗布により得られたスラリー層の乾燥温度は、使用する媒体の種類によって変えることができる。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てもよい。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。多孔膜を後述する有機セパレータ上に形成する際は、有機セパレータの収縮を起こさずに乾燥させることが必要である為、100℃以下の低温での乾燥が好ましい。   The drying temperature of the slurry layer obtained by coating can be changed depending on the type of medium used. In order to completely remove the medium, for example, in the case of using a low-volatility medium such as N-methylpyrrolidone, the medium may be 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. When forming a porous film on the organic separator mentioned later, since it is necessary to dry without causing shrinkage of the organic separator, drying at a low temperature of 100 ° C. or lower is preferable.

得られる多孔膜の膜厚は、特に限定はされず、多孔膜の用途あるいは適用分野に応じて適宜に設定されるが、薄すぎると均一な膜を形成できず、逆に厚すぎると電池内での体積(重量)あたりの容量(capacity)が減ることから、1〜10μmが好ましく、2〜7μmがより好ましい。   The film thickness of the obtained porous film is not particularly limited, and is appropriately set according to the use or application field of the porous film. However, if the film is too thin, a uniform film cannot be formed. 1 to 10 μm is preferable, and 2 to 7 μm is more preferable, because the capacity per volume (weight) of the resin is reduced.

<二次電池用電極>
本発明の二次電池用電極は、集電体と、当該集電体に付着し、電極合剤層用結着剤及び電極活物質を含む電極合剤層と、電極合剤層の表面に形成された本発明の二次電池用多孔膜とを有する。この二次電池用電極は、本発明の二次電池用多孔膜を有しているので、当該二次電池用電極を備える二次電池の安全性およびレート特性を向上させることができる。
<Electrode for secondary battery>
The electrode for a secondary battery according to the present invention includes a current collector, an electrode mixture layer that adheres to the current collector and includes an electrode mixture layer binder and an electrode active material, and a surface of the electrode mixture layer. And the formed porous membrane for a secondary battery of the present invention. Since this secondary battery electrode has the porous film for a secondary battery of the present invention, the safety and rate characteristics of the secondary battery including the secondary battery electrode can be improved.

<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ず、例えば、国際公開第2012/020737号に記載の材料で構成されうる。
<Current collector>
The current collector is not particularly limited as long as it has electrical conductivity and is electrochemically durable. For example, the current collector can be made of a material described in International Publication No. 2012/020737.

<電極合剤層>
電極合剤層は、電極活物質と、結着剤(電極合剤層用結着剤)とを含む。結着剤を含むことにより電極中の電極合剤層の結着性が向上し、電極の巻き回し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、また電極中の活物質等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。
<Electrode mixture layer>
The electrode mixture layer includes an electrode active material and a binder (binder for the electrode mixture layer). By including the binder, the binding property of the electrode mixture layer in the electrode is improved, the strength against the mechanical force applied during the process of winding the electrode is increased, and the active material in the electrode is increased. Since it becomes difficult to detach, the risk of a short circuit due to the detachment is reduced.

本発明の二次電池用電極に用いられる電極活物質は、電極が利用される二次電池や電極の種類(正極または負極)に応じて選択すればよい。前記二次電池としては、リチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池が挙げられる。
本発明の二次電池用電極を、リチウムイオン二次電池やニッケル水素電池の電極用に用いる場合、国際公開第2012/020737号に記載の電極活物質を使用することができる。
電極合剤層用結着剤としては、例えば、国際公開第2012/020737号に記載の様々な樹脂成分や、軟質重合体成分を、同パンフレットに記載の調整粘度及び割合で使用することができる。
なお、集電体上への電極合剤層の形成は、既知の方法を用いて行うことができる。また、電極合剤層上への多孔膜の形成は、前述したようにして行うことができる。
What is necessary is just to select the electrode active material used for the electrode for secondary batteries of this invention according to the secondary battery in which an electrode is utilized, or the kind (positive electrode or negative electrode) of an electrode. Examples of the secondary battery include a lithium ion secondary battery and a nickel hydride secondary battery.
When the electrode for a secondary battery of the present invention is used for an electrode of a lithium ion secondary battery or a nickel metal hydride battery, an electrode active material described in International Publication No. 2012/020737 can be used.
As the binder for the electrode mixture layer, for example, various resin components and soft polymer components described in International Publication No. 2012/020737 can be used at the adjusted viscosity and ratio described in the pamphlet. .
The formation of the electrode mixture layer on the current collector can be performed using a known method. Moreover, formation of the porous film on the electrode mixture layer can be performed as described above.

<二次電池用セパレータ>
本発明の二次電池用セパレータは、有機セパレータ、及び有機セパレータの表面に形成された本発明の二次電池用多孔膜を有する。この二次電池用セパレータは、本発明の二次電池用多孔膜を有しているので、当該二次電池用セパレータを用いた二次電池の安全性およびレート特性を向上させることができる。
有機セパレータとしては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂や芳香族ポリアミド樹脂を含んでなるセパレータなどの公知のものが用いられる。有機セパレータは、例えば国際公開第2012/020737号の記載に従って得ることができる。
本発明のセパレータは、有機セパレータの片面のみに多孔膜を有していてもよく、有機セパレータの両面に多孔膜を有していてもよい。
なお、有機セパレータ上への多孔膜の形成は、前述したようにして行うことができる。
<Separator for secondary battery>
The separator for secondary batteries of this invention has an organic separator and the porous film for secondary batteries of this invention formed in the surface of an organic separator. Since this secondary battery separator has the porous film for secondary batteries of the present invention, the safety and rate characteristics of the secondary battery using the secondary battery separator can be improved.
As an organic separator, well-known things, such as a separator containing polyolefin resin, such as polyethylene and a polypropylene, and an aromatic polyamide resin, are used. The organic separator can be obtained, for example, according to the description in WO2012 / 020737.
The separator of the present invention may have a porous film only on one side of the organic separator, or may have a porous film on both sides of the organic separator.
The porous film can be formed on the organic separator as described above.

<二次電池>
本発明の二次電池は、正極、負極、セパレータ及び電解液を含む二次電池であって、正極、負極及びセパレータの少なくともいずれかが、二次電池用多孔膜を有するものである。この二次電池では、本発明の二次電池用多孔膜を有することにより、安全性およびレート特性を向上させることができる。
二次電池としては、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池等挙げられるが、安全性向上が最も求められており多孔膜導入効果が最も高いこと、加えてレート特性向上が課題として挙げられていることからリチウムイオン二次電池が好ましい。以下、本発明の多孔膜を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 is a secondary battery including a positive electrode, a negative electrode, a separator, and an electrolytic solution, and at least one of the positive electrode, the negative electrode, and the separator has a porous film for a secondary battery. In this secondary battery, safety and rate characteristics can be improved by having the porous membrane for a secondary battery of the present invention.
Secondary batteries include lithium ion secondary batteries, nickel metal hydride secondary batteries, etc., but safety improvement is most demanded and the effect of introducing a porous film is the highest, and in addition, improvement of rate characteristics is cited as an issue. Therefore, a lithium ion secondary battery is preferable. Hereinafter, the case where the porous film of the present invention is used for a lithium ion secondary battery will be described.

<二次電池用電解液>
リチウムイオン二次電池用の電解液としては、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。有機溶媒及び支持電解質としては、例えば、国際公開第2012/020737号に記載の有機溶媒及びリチウム塩を使用することができる。
<Electrolyte for secondary battery>
As the electrolytic solution for the lithium ion secondary battery, an organic electrolytic solution in which a supporting electrolyte is dissolved in an organic solvent is used. As the organic solvent and the supporting electrolyte, for example, organic solvents and lithium salts described in International Publication No. 2012/020737 can be used.

<セパレータ及び電極>
セパレータとしては、多孔膜を有する本発明のセパレータを用いることができるが、正極および負極の少なくとも一方が本発明の多孔膜を有する場合には、その他のセパレータを用いることもできる。例えば、有機セパレータとして上に例示したものをそのままセパレータとして用いることができる。
正極及び負極としては、多孔膜を有する本発明の二次電池用電極を用いることができるが、電極の何れか一方またはセパレータが本発明の多孔膜を有する場合には、その他の電極を用いることもできる。例えば、上で述べた、集電体及びその上に付着する電極合剤層からなる積層物を、そのまま電極として用いることができる。
ただし、本発明の二次電池においては、正極、負極及びセパレータの少なくともいずれか、好ましくは全てが、本発明の多孔膜を有する。
<Separator and electrode>
As the separator, the separator of the present invention having a porous film can be used, but when at least one of the positive electrode and the negative electrode has the porous film of the present invention, other separators can also be used. For example, what was illustrated above as an organic separator can be used as a separator as it is.
As the positive electrode and the negative electrode, the electrode for the secondary battery of the present invention having a porous film can be used. However, when any one of the electrodes or the separator has the porous film of the present invention, the other electrode is used. You can also. For example, the above-described laminate composed of the current collector and the electrode mixture layer adhering thereto can be used as an electrode as it is.
However, in the secondary battery of the present invention, at least one, preferably all of the positive electrode, the negative electrode, and the separator have the porous film of the present invention.

リチウムイオン二次電池の具体的な製造方法としては、正極と負極とをセパレータを介して重ね合わせ、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。本発明の多孔膜は正極、負極およびセパレータのいずれかに形成されてなる。また独立で多孔膜のみでの積層も可能である。必要に応じてエキスバンドメタルや、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、偏平型など何れであってもよい。   As a specific method for producing a lithium ion secondary battery, a positive electrode and a negative electrode are overlapped via a separator, and this is wound into a battery container according to the shape of the battery. The method of injecting and sealing is mentioned. The porous film of the present invention is formed on any one of a positive electrode, a negative electrode, and a separator. In addition, lamination with only a porous film is possible. If necessary, an extra metal, an overcurrent prevention element such as a fuse or a PTC element, a lead plate and the like can be inserted to prevent an increase in pressure inside the battery and 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、本発明について実施例に基づき具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、以下の説明において、量を表す「%」及び「部」は、特に断らない限り、質量基準である。
実施例および比較例において、二次電池用多孔膜の熱収縮性、均一性、及びピール強度、並びに、二次電池用多孔膜を用いた二次電池のレート特性は、それぞれ以下の方法を使用して評価した。
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely based on an Example, this invention is not limited to these Examples. In the following description, “%” and “part” representing amounts are based on mass unless otherwise specified.
In Examples and Comparative Examples, the following methods are used for the heat shrinkability, uniformity, and peel strength of the secondary battery porous membrane, and the rate characteristics of the secondary battery using the secondary battery porous membrane, respectively. And evaluated.

<熱収縮性>
二次電池用セパレータ(多孔膜付セパレータ)又は電極(多孔膜付電極)を幅10cm×長さ10cmに切り出し試験片とする。試験片を温度150℃に温度調節したオーブン内に1時間放置した後、各辺の長さを測定し、最も収縮率の大きい辺の収縮率を熱収縮率として下記基準で評価した。熱収縮率が小さいほど、耐熱収縮性が高く、二次電池の安全性に優れる。
A:熱収縮率が3.0%未満
B:熱収縮率が3.0%以上5.0%未満
C:熱収縮率が5.0%以上10.0%未満
D:熱収縮率が10.0%以上
<Heat shrinkability>
A separator for a secondary battery (a separator with a porous film) or an electrode (an electrode with a porous film) is cut into a width of 10 cm and a length of 10 cm to obtain a test piece. After leaving the test piece in an oven adjusted to a temperature of 150 ° C. for 1 hour, the length of each side was measured, and the shrinkage rate of the side having the largest shrinkage rate was evaluated as the thermal shrinkage rate according to the following criteria. The smaller the heat shrinkage rate, the higher the heat shrinkage resistance and the better the safety of the secondary battery.
A: Heat shrinkage rate is less than 3.0% B: Heat shrinkage rate is 3.0% or more and less than 5.0% C: Heat shrinkage rate is 5.0% or more and less than 10.0% D: Heat shrinkage rate is 10 0.0% or more

<多孔膜の均一性>
多孔膜付セパレータもしくは多孔膜付電極を、幅6cm×長さ1mに切り出して、切り出した多孔膜付セパレータもしくは多孔膜付電極の厚みを、幅方向3点×長さ方向5cmおきに20点の60点において測定し、膜厚の標準偏差と平均値から、下記式に基づき膜厚のばらつきを計算し、下記の基準で評価した。
<Uniformity of porous film>
A separator with a porous film or an electrode with a porous film was cut into a width of 6 cm and a length of 1 m, and the thickness of the cut-out separator with a porous film or an electrode with a porous film was 20 points every 3 cm in the width direction and every 5 cm in the length direction. Measurement was made at 60 points, and the film thickness variation was calculated from the standard deviation and average value of the film thickness based on the following formula, and evaluated according to the following criteria.

Figure 2014175055
ここで、xは膜厚の平均値、nは測定数を示す。
A:膜厚のばらつきが3%未満
B:膜厚のばらつきが3%以上〜10%未満
C:膜厚のばらつきが10%以上
Figure 2014175055
Here, x represents an average value of the film thickness, and n represents the number of measurements.
A: Variation in film thickness is less than 3% B: Variation in film thickness is 3% or more and less than 10% C: Variation in film thickness is 10% or more

<ピール強度試験>
多孔膜付セパレータ又は多孔膜付電極を長さ100mm、幅10mmの長方形に切り出して試験片とし、多孔膜表面を下にして多孔膜表面にセロハンテープ(JIS Z1522に規定されるもの)を貼り付け、多孔膜付セパレータ又は多孔膜付電極の一端を垂直方向に引張り速度50mm/分で引っ張って剥がしたときの応力を測定した(なお、セロハンテープは試験台に固定されている。)。測定を3回行い、その平均値を求めてこれをピール強度とした。ピール強度が大きいほど多孔膜層の基材(有機セパレータ又は電極)への結着力が大きい、すなわち密着強度が大きいことを示す。
A:ピール強度が100N/m以上
B:ピール強度が75N/m以上100N/m未満
C:ピール強度が50N/m以上75N/m未満
D:ピール強度が25N/m以上50N/m未満
E:ピール強度が25N/m未満
<Peel strength test>
A separator with a porous membrane or an electrode with a porous membrane is cut into a rectangle with a length of 100 mm and a width of 10 mm to form a test piece, and cellophane tape (specified in JIS Z1522) is applied to the porous membrane surface with the porous membrane surface down. The stress was measured when one end of the separator with the porous membrane or the electrode with the porous membrane was pulled in the vertical direction at a pulling rate of 50 mm / min and peeled off (the cellophane tape was fixed to the test stand). The measurement was performed three times, the average value was obtained, and this was taken as the peel strength. It shows that the binding strength to the base material (organic separator or electrode) of a porous membrane layer is so large that peel strength is large, ie, adhesive strength is large.
A: Peel strength is 100 N / m or more B: Peel strength is 75 N / m or more and less than 100 N / m C: Peel strength is 50 N / m or more and less than 75 N / m D: Peel strength is 25 N / m or more and less than 50 N / m E: Peel strength is less than 25 N / m

<レート特性>
本発明の二次電池用多孔膜を有機セパレータ又は電極に適用した、10セルのフルセルコイン型電池を用いて、25℃で0.1Cの定電流で4.2Vまで充電し、0.1Cの定電流で3.0Vまで放電する充放電サイクルと、0.1Cの定電流で4.2Vまで充電し、1.0Cの定電流で3.0Vまで放電する充放電サイクルをそれぞれ行った。0.1Cにおける放電容量に対する1.0Cにおける放電容量の割合を百分率で算出して充放電レート特性とし、下記の基準で判定した。この値が大きいほど、内部抵抗が小さく、高速充放電が可能であることを示す。
A:充放電レート特性が80%以上である。
B:充放電レート特性が70%以上80%未満である。
C:充放電レート特性が60%以上70%未満である。
D:充放電レート特性が50%以上60%未満である。
E:充放電レート特性が50%未満である。
<Rate characteristics>
Using a 10-cell full-cell coin type battery in which the porous membrane for a secondary battery of the present invention is applied to an organic separator or electrode, the battery is charged to 4.2 V at a constant current of 0.1 C at 25 ° C. A charge / discharge cycle for discharging to 3.0 V with a constant current of 1.0 and a charge / discharge cycle for charging to 4.2 V with a constant current of 0.1 C and discharging to 3.0 V with a constant current of 1.0 C were performed, respectively. The ratio of the discharge capacity at 1.0 C to the discharge capacity at 0.1 C was calculated as a percentage to obtain charge / discharge rate characteristics, and the determination was made according to the following criteria. It shows that internal resistance is so small that this value is large, and high-speed charge / discharge is possible.
A: The charge / discharge rate characteristic is 80% or more.
B: The charge / discharge rate characteristics are 70% or more and less than 80%.
C: The charge / discharge rate characteristics are 60% or more and less than 70%.
D: The charge / discharge rate characteristic is 50% or more and less than 60%.
E: The charge / discharge rate characteristic is less than 50%.

<実施例1>
(非導電性粒子の製造)
反応器に、ジビニルベンゼン(ダウケミカル社製、製品名:ジビニルベンゼン55(有効分55%、残余はエチルビニルベンゼン41質量%及びp−ジエチルベンゼン4質量%を含む))を100部、ポリビニルピロリドンを20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5.0部、メタノールを1100部入れ、窒素ガス雰囲気下、70℃で24時間、攪拌した。これにより、体積平均粒子径670nmの、単分散性の高い有機微粒子よりなる非導電性粒子を得た。
<Example 1>
(Manufacture of non-conductive particles)
In a reactor, 100 parts of divinylbenzene (manufactured by Dow Chemical Co., Ltd., product name: divinylbenzene 55 (55% effective, 41% by weight of ethylvinylbenzene and 4% by weight of p-diethylbenzene)), polyvinylpyrrolidone 20 parts, 5.0 parts of t-butylperoxy-2-ethylhexanoate (manufactured by NOF Corporation, trade name: Perbutyl O) as a polymerization initiator, 1100 parts of methanol, 70 ° C. under nitrogen gas atmosphere For 24 hours. This obtained the nonelectroconductive particle which consists of organic fine particles with a high monodispersity of a volume average particle diameter of 670 nm.

(バインダーの製造)
電磁式撹拌機を備えた内容積約6リットルのオートクレーブの内部を十分に窒素置換した後、脱酸素した純水2.5リットル、及び乳化剤としてパーフルオロデカン酸アンモニウム25gを仕込み、350rpmで撹拌しながら60℃まで昇温した。次いで、フッ化ビニリデン(VDF)44.2質量%、及び六フッ化プロピレン(HFP)55.8質量%からなる混合ガスを、内圧が20kg/cmに達するまで仕込んだ。その後、重合開始剤としてジイソプロピルパーオキシジカーボネートを20質量%含有するフロン113溶液25gを、窒素ガスを使用して圧入し、重合を開始させた。重合中はフッ化ビニリデン60.2質量%、及び六フッ化プロピレン39.8質量%からなる混合ガスを逐次圧入して、内圧を20kg/cmに維持した。また、重合の進行とともに重合速度が低下するため、3時間経過後に、先と同量の重合開始剤を、窒素ガスを使用して圧入して、更に3時間反応を継続させた。反応液を冷却するとともに撹拌を停止し、未反応単量体を放出して反応を停止させ、フッ素系重合体の水分散液を得た。得られたフッ素系重合体中に含まれているフッ化ビニリデン単位および六フッ化プロピレン単位の含有割合をH−NMRで分析したところ、フッ化ビニリデン単位の含有割合は60質量%であり、六フッ化プロピレン単位の含有割合は40質量%であった。
(Manufacture of binder)
The interior of an autoclave with an internal volume of about 6 liters equipped with an electromagnetic stirrer was sufficiently purged with nitrogen, then charged with 2.5 liters of deoxygenated pure water and 25 g of ammonium perfluorodecanoate as an emulsifier, and stirred at 350 rpm. The temperature was raised to 60 ° C. Next, a mixed gas composed of 44.2% by mass of vinylidene fluoride (VDF) and 55.8% by mass of propylene hexafluoride (HFP) was charged until the internal pressure reached 20 kg / cm 2 . Thereafter, 25 g of Freon 113 solution containing 20% by mass of diisopropyl peroxydicarbonate as a polymerization initiator was injected using nitrogen gas to initiate polymerization. During the polymerization, a mixed gas composed of 60.2% by mass of vinylidene fluoride and 39.8% by mass of propylene hexafluoride was sequentially injected to maintain the internal pressure at 20 kg / cm 2 . Further, since the polymerization rate decreased with the progress of the polymerization, after the lapse of 3 hours, the same amount of the polymerization initiator as that of the previous one was injected using nitrogen gas, and the reaction was further continued for 3 hours. The reaction liquid was cooled and the stirring was stopped, and the reaction was stopped by releasing unreacted monomers to obtain an aqueous dispersion of a fluoropolymer. When the content ratio of the vinylidene fluoride unit and the hexafluoropropylene unit contained in the obtained fluoropolymer was analyzed by 1 H-NMR, the content ratio of the vinylidene fluoride unit was 60% by mass, The content ratio of the hexafluoropropylene unit was 40% by mass.

容量7リットルのセパラブルフラスコの内部を十分に窒素置換した後、得られたフッ素系重合体の水分散液100部(固形分換算)、及び乳化剤として2−(1−アリル)−4−ノニルフェノキシポリエチレングリコールスルフェートアンモニウム3部を仕込み、75℃に昇温させた。次に、アクリル酸n−ブチル60質量%、メタクリル酸メチル30質量%、スチレン6質量%、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸3質量%、メタアクリル酸グリシジル1質量%、及び適量の水を加え、75℃で30分撹拌した。その後、重合開始剤として過硫酸ナトリウム0.5質量部を加え、85〜95℃で2時間重合を行った。冷却して反応を停止させ、フッ素系重合体と、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体単位を有するアクリル重合体とを含有する体積平均粒子径200nmの複合化重合体を含むバインダーの水系分散体を得た。   After the inside of the 7-liter separable flask was sufficiently purged with nitrogen, 100 parts of an aqueous dispersion of the obtained fluoropolymer (in terms of solid content) and 2- (1-allyl) -4-nonyl as an emulsifier 3 parts of phenoxypolyethyleneglycol sulfate ammonium was charged and the temperature was raised to 75 ° C. Next, 60% by mass of n-butyl acrylate, 30% by mass of methyl methacrylate, 6% by mass of styrene, 3% by mass of 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, 1% by mass of glycidyl methacrylate, and an appropriate amount of water And stirred at 75 ° C. for 30 minutes. Thereafter, 0.5 part by mass of sodium persulfate was added as a polymerization initiator, and polymerization was carried out at 85 to 95 ° C. for 2 hours. Aqueous dispersion of a binder containing a composite polymer having a volume average particle size of 200 nm containing a fluoropolymer and an acrylic polymer having a (meth) acrylic acid alkyl ester monomer unit by cooling to stop the reaction Got the body.

(二次電池多孔膜用スラリーの製造)
上述のようにして得た非導電性粒子の水分散体、フッ素系重合体とアクリル重合体を含有する複合化重合体を含むバインダーの水系分散体、及び水溶性高分子としてのカルボキシメチルセルロース(ダイセル化学社製、商品名:ダイセル1220)を、固形分重量比が、非導電性粒子:水溶性高分子:バインダー=83.1:12.3:4.6(割合が異なります。正しくは非導電性粒子:水溶性高分子:バインダー=83.1:4.6:12.3です。)となるように水中で混合して、多孔膜用スラリーを得た。
(Manufacture of slurry for secondary battery porous membrane)
An aqueous dispersion of non-conductive particles obtained as described above, an aqueous dispersion of a binder containing a composite polymer containing a fluoropolymer and an acrylic polymer, and carboxymethylcellulose (Daicel) as a water-soluble polymer Chemical Co., Ltd., trade name: Daicel 1220), solid content weight ratio is non-conductive particles: water-soluble polymer: binder = 83.1: 12.3: 4.6 (the ratio is different. Conductive particles: water-soluble polymer: binder = 83.1: 4.6: 12.3) were mixed in water to obtain a slurry for porous membrane.

(多孔膜付セパレータの製造)
乾式法により製造された単層のポリプロピレン製有機セパレータ(気孔率55%、厚さ25μm)を準備し、このポリプロピレン製有機セパレータの一方の面に、上述のようにして得られた二次電池多孔膜用スラリーを、乾燥後の厚みが5μmとなるようにワイヤーバーを用いて塗布することで、スラリー層を形成した。次いで、形成したスラリー層を110℃で20分間乾燥することで、多孔膜を形成した。そして、同様の操作を、ポリプロピレン製有機セパレータのもう一方の面にも行うことで、同様に多孔膜を形成し、両面に多孔膜を有する、多孔膜付セパレータを得た。
(Manufacture of separator with porous membrane)
A single-layer polypropylene organic separator (porosity 55%, thickness 25 μm) produced by a dry method was prepared, and the secondary battery porous material obtained as described above was formed on one surface of the polypropylene organic separator. The slurry for film | membrane was formed by apply | coating using the wire bar so that the thickness after drying might be set to 5 micrometers. Next, the formed slurry layer was dried at 110 ° C. for 20 minutes to form a porous film. And the same operation was performed also on the other surface of the organic separator made of polypropylene, whereby a porous film was formed in the same manner, and a separator with a porous film having a porous film on both surfaces was obtained.

(正極の製造)
正極活物質としてのスピネル構造を有するマンガン酸リチウム95部に、正極用バインダー(正極合剤層用結着剤)としてのポリフッ化ビニリデン(KF−1100、呉羽化学工業社製)を固分換算量で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、正極用スラリーを得た。そして、得られた正極用スラリーを、集電体としての厚さ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、ロールプレスを行い、全厚みが100μmの正極合剤層を有する正極を得た。
(Manufacture of positive electrode)
95 parts of lithium manganate having a spinel structure as a positive electrode active material and a polyvinylidene fluoride (KF-1100, manufactured by Kureha Chemical Industry Co., Ltd.) as a positive electrode binder (a binder for a positive electrode mixture layer) in terms of solid content In addition, 2 parts of acetylene black and 20 parts of N-methylpyrrolidone were added and mixed with a planetary mixer to obtain a positive electrode slurry. Then, the obtained positive electrode slurry was applied to one side of an aluminum foil having a thickness of 18 μm as a current collector, dried at 120 ° C. for 3 hours, and then roll-pressed to form a positive electrode mixture layer having a total thickness of 100 μm. The positive electrode which has was obtained.

(負極の製造)
負極活物質としてのグラファイト(体積平均粒子径20μm、比表面積4.2m/g)98部に、負極用バインダー(負極合剤層用結着剤)としてのスチレン−ブタジエンゴム(ガラス転移温度:−10℃)を固分換算量で1部となるように加えて、これらを混合し、次いで得られた混合物に、カルボキシメチルセルロース1.0部及び分散媒としての水を加えて、これらをプラネタリーミキサーで混合することで、負極用スラリーを得た。そして、得られた負極用スラリーを、集電体としての厚さ18μmの銅箔の片面に塗布し、120℃で3時間乾燥した後、ロールプレスを行い、全厚みが60μmの負極合剤層を有する負極を得た。
(Manufacture of negative electrode)
98 parts of graphite as a negative electrode active material (volume average particle diameter 20 μm, specific surface area 4.2 m 2 / g) and styrene-butadiene rubber (glass transition temperature: binder for negative electrode mixture layer) as negative electrode binder −10 ° C.) so as to be 1 part in terms of solid content, and these are mixed. Then, 1.0 part of carboxymethyl cellulose and water as a dispersion medium are added to the resulting mixture, and these are added to the planetary plate. The slurry for negative electrodes was obtained by mixing with a Lee mixer. The obtained negative electrode slurry was applied to one side of a 18 μm thick copper foil as a current collector, dried at 120 ° C. for 3 hours, and then roll-pressed to form a negative electrode mixture layer having a total thickness of 60 μm. The negative electrode which has this was obtained.

(二次電池の製造)
上述のようにして得られた多孔膜付セパレータ、正極、及び負極を、それぞれ、直径18mm、13mm、14mmの円形に切り抜き、ポリプロピレン製パッキンを設けたステンレス鋼製のコイン型外装容器の内底面上に、直径13mmの円形の正極、直径18mmの円形の多孔膜付有機セパレータ、及び直径14mmの円形の負極を、この順に積層し、これらをコイン型外装容器内に収納した。なお、正極は、アルミニウム箔側の面が外装容器の底面側に向き、正極合剤層側の面が多孔膜付セパレータ側に向くように載置した。また、負極は、負極合剤層側の面が多孔膜付セパレータ側に向き、銅箔側の面が上側に向くように載置した。
(Manufacture of secondary batteries)
On the inner bottom surface of a stainless steel coin-type outer container provided with a polypropylene packing, the separator with a porous film, the positive electrode, and the negative electrode obtained as described above were cut into circles with diameters of 18 mm, 13 mm, and 14 mm, respectively. In addition, a circular positive electrode with a diameter of 13 mm, an organic separator with a porous film with a diameter of 18 mm, and a circular negative electrode with a diameter of 14 mm were laminated in this order, and these were stored in a coin-type outer container. The positive electrode was placed so that the surface on the aluminum foil side faced the bottom surface side of the outer container, and the surface on the positive electrode mixture layer side faced the separator side with a porous film. The negative electrode was placed so that the surface on the negative electrode mixture layer side faced the separator with a porous film and the surface on the copper foil side faced upward.

(評価)
得られた多孔膜付二次電池用セパレータについて、ピール強度、熱収縮性、及び多孔膜の均一性を評価した。また、製造した二次電池について、レート特性を評価した。
(Evaluation)
About the obtained separator for secondary batteries with a porous film, peel strength, heat shrinkability, and the uniformity of the porous film were evaluated. Moreover, the rate characteristic was evaluated about the manufactured secondary battery.

<実施例2>
非導電性粒子の製造時にジビニルベンゼンに代えて、エチレングリコールジメタクリレート(共栄社化学株式会社製、製品名:ライトエステルEG)を100部使用した以外は、実施例1と同様にして、二次電池多孔膜用スラリーを調製し、多孔膜付セパレータ及び二次電池を製造した。そして、製造した多孔膜付セパレータについて、ピール強度、熱収縮性、及び多孔膜の均一性を評価した。また、製造した二次電池について、レート特性を評価した。
<Example 2>
A secondary battery was prepared in the same manner as in Example 1 except that 100 parts of ethylene glycol dimethacrylate (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd., product name: Light Ester EG) was used in place of divinylbenzene during the production of the non-conductive particles. A slurry for a porous membrane was prepared, and a separator with a porous membrane and a secondary battery were produced. And about the manufactured separator with a porous membrane, peel strength, heat-shrinkability, and the uniformity of the porous membrane were evaluated. Moreover, the rate characteristic was evaluated about the manufactured secondary battery.

<実施例3>
水溶性高分子として、カルボキシメチルセルロースに代えて、メチルセルロース(信越化学工業社製、製品名:メトローズSM)を使用した以外は、実施例1と同様にして、二次電池多孔膜用スラリーを調製し、多孔膜付セパレータ及び二次電池を製造した。そして、製造した多孔膜付セパレータについて、ピール強度、熱収縮性、及び多孔膜の均一性を評価した。また、製造した二次電池について、レート特性を評価した。
<Example 3>
A slurry for a secondary battery porous membrane was prepared in the same manner as in Example 1 except that methylcellulose (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., product name: Metrose SM) was used as the water-soluble polymer instead of carboxymethylcellulose. A separator with a porous membrane and a secondary battery were produced. And about the manufactured separator with a porous membrane, peel strength, heat-shrinkability, and the uniformity of the porous membrane were evaluated. Moreover, the rate characteristic was evaluated about the manufactured secondary battery.

<実施例4>
非導電性粒子の製造時に、ジビニルベンゼンの一部を先に重合させることにより形成したシードポリマーをシード粒子として用い、残余のジビニルベンゼンをシード粒子に吸収させ、続いて重合を行うことにより有機微粒子を調製した(即ち、膨潤シード重合によって重合を行った)以外は、実施例1と同様にして、二次電池用多孔膜スラリーを調製し、多孔膜付セパレータ及び二次電池を製造した。そして、製造した多孔膜付セパレータについて、ピール強度、熱収縮性、及び多孔膜の均一性を評価した。また、製造した二次電池について、レート特性を評価した。以下、膨潤シード重合による非導電性粒子の製造方法について詳述する。
<Example 4>
When producing non-conductive particles, a seed polymer formed by first polymerizing a part of divinylbenzene is used as seed particles, the remaining divinylbenzene is absorbed by the seed particles, and then polymerized to perform organic fine particles. A porous membrane slurry for a secondary battery was prepared in the same manner as in Example 1 except that polymerization was performed by swelling seed polymerization (ie, polymerization was performed by swelling seed polymerization), and a separator with a porous membrane and a secondary battery were produced. And about the manufactured separator with a porous membrane, peel strength, heat-shrinkability, and the uniformity of the porous membrane were evaluated. Moreover, the rate characteristic was evaluated about the manufactured secondary battery. Hereinafter, the manufacturing method of the nonelectroconductive particle by swelling seed polymerization is explained in full detail.

(非導電性粒子の製造)
撹拌機を備えた反応器に、ドデシル硫酸ナトリウムを0.06部、過硫酸アンモニウムを0.23部、及びイオン交換水を100部入れて混合して混合物を得て、80℃に昇温した。
(Manufacture of non-conductive particles)
In a reactor equipped with a stirrer, 0.06 part of sodium dodecyl sulfate, 0.23 part of ammonium persulfate and 100 parts of ion-exchanged water were mixed to obtain a mixture, which was heated to 80 ° C.

一方、別の容器中で、スチレン93.8部、メタクリル酸2.0部、アクリロニトリル2.0部、アリルグリシジルエーテル1.0部、N−メチロールアクリルアミド1.2部、ドデシル硫酸ナトリウム0.1部、及びイオン交換水100部を混合して、単量体混合物の分散体を調製した。   On the other hand, in a separate container, 93.8 parts of styrene, 2.0 parts of methacrylic acid, 2.0 parts of acrylonitrile, 1.0 part of allyl glycidyl ether, 1.2 parts of N-methylolacrylamide, 0.1 sodium dodecyl sulfate Part and 100 parts of ion-exchanged water were mixed to prepare a dispersion of a monomer mixture.

この単量体混合物の分散体を、4時間かけて、上で得た混合物中に、連続的に添加して重合させた。単量体混合物の分散体の添加の際における反応系の温度は80℃に維持した。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、体積平均粒子径370nmのシードポリマー粒子の水分散体を得た。
The dispersion of the monomer mixture was continuously added to the mixture obtained above over 4 hours and polymerized. The temperature of the reaction system during the addition of the monomer mixture dispersion was maintained at 80 ° C. After completion of the addition, the reaction was further continued at 90 ° C. for 3 hours.
Thereby, an aqueous dispersion of seed polymer particles having a volume average particle diameter of 370 nm was obtained.

次に、撹拌機を備えた反応器に、シードポリマー粒子の水分散体を固形分基準(即ちシードポリマー粒子の重量基準)で20部、単量体としてジビニルベンゼン(ダウケミカル社製、製品名:ジビニルベンゼン55(有効分55%、残余はエチルビニルベンゼン41質量%及びp−ジエチルベンゼン4質量%を含む))を100部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを1.0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4.0部、及びイオン交換水を200部入れ、35℃で12時間撹拌した。これにより、シードポリマー粒子に、単量体及び重合開始剤を完全に吸収させた。その後、これを90℃で5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および開始剤分解生成物を除去した。これにより、体積平均粒子径670nmの非導電性粒子の水分散体を得た。   Next, in a reactor equipped with a stirrer, 20 parts of an aqueous dispersion of seed polymer particles based on solid content (that is, based on the weight of seed polymer particles) and divinylbenzene as a monomer (product name, manufactured by Dow Chemical Co., Ltd.) : 100 parts of divinylbenzene 55 (effective content 55%, the remainder includes 41% by weight of ethylvinylbenzene and 4% by weight of p-diethylbenzene), 1.0 part of sodium dodecylbenzenesulfonate, t-as a polymerization initiator 4.0 parts of butyl peroxy-2-ethylhexanoate (manufactured by NOF Corporation, trade name: perbutyl O) and 200 parts of ion-exchanged water were added and stirred at 35 ° C. for 12 hours. Thereby, the monomer and the polymerization initiator were completely absorbed in the seed polymer particles. Thereafter, this was polymerized at 90 ° C. for 5 hours. Thereafter, steam was introduced to remove unreacted monomers and initiator decomposition products. Thereby, an aqueous dispersion of non-conductive particles having a volume average particle diameter of 670 nm was obtained.

<実施例5>
(バインダーの製造)
撹拌機付きのオートクレーブの内部を十分に窒素置換した後、イオン交換水250部、及び乳化剤としてパーフルオロデカン酸アンモニウム2.5部を仕込み、350rpmで撹拌しながら60℃まで昇温した。次いで、フッ化ビニリデン44.2質量%、及び六フッ化プロピレン55.8質量%からなる混合ガスを、内圧が20kg/cmに達するまで仕込んだ。その後、重合開始剤としてジイソプロピルパーオキシジカーボネートを20%含有するフロン113溶液2.5部を、窒素ガスを使用して圧入し、重合を開始させた。重合中はフッ化ビニリデン60.2部、及び六フッ化プロピレン39.8部からなる混合ガスを逐次圧入して、内圧を20kg/cmに維持した。また、重合の進行とともに重合速度が低下するため、3時間経過後に、先と同量の重合開始剤を、窒素ガスを使用して圧入して、更に3時間反応を継続させた。反応液を冷却するとともに撹拌を停止し、未反応単量体を放出して反応を停止させ、フッ素系重合体の水分散液を得た。なお、得られたフッ素系重合体の体積平均粒子径は160nmであった。また、フッ素系重合体の水分散液100グラムをメタノール1リットルで凝固し、60℃で12時間真空乾燥することで、乾燥重合体を得て、得られた乾燥重合体の組成をH−NMRで分析したところ、フッ素系重合体の組成は、フッ化ビニリデン60質量%、六フッ化プロピレン40質量%であった。
<Example 5>
(Manufacture of binder)
After the inside of the autoclave equipped with a stirrer was sufficiently purged with nitrogen, 250 parts of ion-exchanged water and 2.5 parts of ammonium perfluorodecanoate as an emulsifier were charged, and the temperature was raised to 60 ° C. while stirring at 350 rpm. Next, a mixed gas composed of 44.2% by mass of vinylidene fluoride and 55.8% by mass of propylene hexafluoride was charged until the internal pressure reached 20 kg / cm 2 . Thereafter, 2.5 parts of a Freon 113 solution containing 20% of diisopropyl peroxydicarbonate as a polymerization initiator was injected using nitrogen gas to initiate polymerization. During the polymerization, a mixed gas consisting of 60.2 parts of vinylidene fluoride and 39.8 parts of propylene hexafluoride was sequentially injected to maintain the internal pressure at 20 kg / cm 2 . Further, since the polymerization rate decreased with the progress of the polymerization, after the lapse of 3 hours, the same amount of the polymerization initiator as that of the previous one was injected using nitrogen gas, and the reaction was further continued for 3 hours. The reaction liquid was cooled and the stirring was stopped, and the reaction was stopped by releasing unreacted monomers to obtain an aqueous dispersion of a fluoropolymer. In addition, the volume average particle diameter of the obtained fluoropolymer was 160 nm. Further, 100 g of an aqueous dispersion of a fluoropolymer was coagulated with 1 liter of methanol and vacuum-dried at 60 ° C. for 12 hours to obtain a dry polymer. The composition of the obtained dry polymer was changed to 1 H- As a result of NMR analysis, the composition of the fluoropolymer was 60% by mass of vinylidene fluoride and 40% by mass of propylene hexafluoride.

容量7リットルのセパラブルフラスコの内部を十分に窒素置換した後、乳化剤として2−(1−アリル)−4−ノニルフェノキシポリエチレングリコールスルフェートアンモニウム3部を仕込み、75℃に昇温させた。次に、アクリル酸n−ブチル60質量%、メタクリル酸メチル30質量%、スチレン6質量%、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸3質量%、メタアクリル酸グリシジル1質量%、及び適量の水を加え、75℃で30分撹拌した。その後、重合開始剤として過硫酸ナトリウム0.5質量部を加え、85〜95℃で2時間重合を行った。冷却して反応を停止させ、体積平均粒子径190nmのアクリル重合体の水系分散体を得た。   After the inside of the 7-liter separable flask was sufficiently purged with nitrogen, 3 parts of 2- (1-allyl) -4-nonylphenoxypolyethylene glycol sulfate ammonium was charged as an emulsifier and heated to 75 ° C. Next, 60% by mass of n-butyl acrylate, 30% by mass of methyl methacrylate, 6% by mass of styrene, 3% by mass of 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, 1% by mass of glycidyl methacrylate, and an appropriate amount of water And stirred at 75 ° C. for 30 minutes. Thereafter, 0.5 part by mass of sodium persulfate was added as a polymerization initiator, and polymerization was carried out at 85 to 95 ° C. for 2 hours. The reaction was stopped by cooling to obtain an aqueous dispersion of an acrylic polymer having a volume average particle diameter of 190 nm.

上述のようにして得られたフッ素系重合体及びアクリル重合体を1対1の割合で混合して、バインダー混合物を得た。得られたバインダー混合物を用いて、実施例1と同様にして二次電池多孔膜用スラリーを調製し、多孔膜付セパレータ及び二次電池を製造した。そして、製造した多孔膜付セパレータについて、ピール強度、熱収縮性、及び多孔膜の均一性を評価した。また、製造した二次電池について、レート特性を評価した。   The fluoropolymer and acrylic polymer obtained as described above were mixed at a ratio of 1: 1 to obtain a binder mixture. Using the obtained binder mixture, a slurry for a secondary battery porous membrane was prepared in the same manner as in Example 1 to produce a separator with a porous membrane and a secondary battery. And about the manufactured separator with a porous membrane, peel strength, heat-shrinkability, and the uniformity of the porous membrane were evaluated. Moreover, the rate characteristic was evaluated about the manufactured secondary battery.

<実施例6>
バインダーとしての複合化重合体に含まれるアクリル重合体を重合する際に、単量体として、アクリル酸2−エチルヘキシル77.75質量%、アクリロニトリル20.25質量%、及び2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸2質量%を使用した他は、実施例1と同様にして二次電池多孔膜用スラリーを調製し、多孔膜付セパレータ及び二次電池を製造した。そして、製造した多孔膜付セパレータについて、ピール強度、熱収縮性、及び多孔膜の均一性を評価した。また、製造した二次電池について、レート特性を評価した。なお、得られた複合化重合体の体積平均粒子径は190nmであった。
<Example 6>
When polymerizing the acrylic polymer contained in the composite polymer as a binder, 77.75% by mass of 2-ethylhexyl acrylate, 20.25% by mass of acrylonitrile, and 2-acrylamido-2-methyl are used as monomers. A slurry for a secondary battery porous membrane was prepared in the same manner as in Example 1 except that 2% by mass of propanesulfonic acid was used, and a separator with a porous membrane and a secondary battery were produced. And about the manufactured separator with a porous membrane, peel strength, heat-shrinkability, and the uniformity of the porous membrane were evaluated. Moreover, the rate characteristic was evaluated about the manufactured secondary battery. The obtained composite polymer had a volume average particle size of 190 nm.

<実施例7>
バインダーとしての複合化重合体に含まれるアクリル重合体を重合する際に、アクリル酸n−ブチル41質量%、アクリル酸エチル41.5質量%、アクリロニトリル15質量%、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%、及びメタクリル酸グリシジル2質量%を使用した他は、実施例1と同様にして二次電池多孔膜用スラリーを調製し、多孔膜付セパレータ及び二次電池を製造した。そして、製造した多孔膜付セパレータについて、ピール強度、熱収縮性、及び多孔膜の均一性を評価した。また、製造した二次電池について、レート特性を評価した。なお、得られた複合化重合体の体積平均粒子径は190nmであった。
<Example 7>
When polymerizing an acrylic polymer contained in a composite polymer as a binder, n-butyl acrylate 41% by mass, ethyl acrylate 41.5% by mass, acrylonitrile 15% by mass, 2-acrylamido-2-methylpropane A slurry for a secondary battery porous membrane was prepared in the same manner as in Example 1 except that 0.5% by mass of sulfonic acid and 2% by mass of glycidyl methacrylate were used to produce a separator with a porous membrane and a secondary battery. . And about the manufactured separator with a porous membrane, peel strength, heat-shrinkability, and the uniformity of the porous membrane were evaluated. Moreover, the rate characteristic was evaluated about the manufactured secondary battery. The obtained composite polymer had a volume average particle size of 190 nm.

<実施例8>
バインダーとしての複合化重合体に含まれるフッ素系重合体を重合する際に、フッ化ビニリデン100質量%を使用し、六フッ化プロピレンを使用しなかった他は、実施例1と同様にして二次電池多孔膜用スラリーを調製し、多孔膜付セパレータ及び二次電池を製造した。そして、製造した多孔膜付セパレータについて、ピール強度、熱収縮性、及び多孔膜の均一性を評価した。また、製造した二次電池について、レート特性を評価した。なお、得られた複合化重合体の体積平均粒子径は210nmであった。
<Example 8>
In the same manner as in Example 1, except that 100% by mass of vinylidene fluoride and no propylene hexafluoride were used when polymerizing the fluoropolymer contained in the composite polymer as a binder. A slurry for a secondary battery porous membrane was prepared, and a separator with a porous membrane and a secondary battery were produced. And about the manufactured separator with a porous membrane, peel strength, heat-shrinkability, and the uniformity of the porous membrane were evaluated. Moreover, the rate characteristic was evaluated about the manufactured secondary battery. In addition, the volume average particle diameter of the obtained composite polymer was 210 nm.

<実施例9>
(多孔膜付電極の製造)
実施例1と同様にして製造した負極の負極合剤層側の面に、実施例1と同様にして調整した二次電池多孔膜用スラリーを、乾燥後の多孔膜厚みが5μmとなるように塗布してスラリー層を得た。なお、スラリー層は、負極合剤層が完全に覆われるように形成した。そして、形成したスラリー層を110℃で10分間乾燥し、多孔膜とすることで、多孔膜付電極(多孔膜付負極)を得た。なお、得られた多孔膜付電極は、多孔膜/負極合剤層/銅箔の層構成を有するものであった。そして、製造した多孔膜付電極について、ピール強度、熱収縮性、及び多孔膜の均一性を評価した。また、実施例1で使用した多孔膜付セパレータに代えて、多孔膜を有さない有機セパレータ(実施例1で有機セパレータとして用いられているものと同じ)をそのままセパレータとして使用し、負極に替えて、上記で得た多孔膜付負極を使用した他は、実施例1と同様にして二次電池を製造した。そして、製造した二次電池について、レート特性を評価した。
<Example 9>
(Manufacture of porous membrane electrode)
The slurry for the secondary battery porous membrane prepared in the same manner as in Example 1 is applied to the negative electrode mixture layer side surface of the negative electrode produced in the same manner as in Example 1 so that the porous membrane thickness after drying becomes 5 μm. The slurry layer was obtained by coating. The slurry layer was formed so that the negative electrode mixture layer was completely covered. And the formed slurry layer was dried at 110 degreeC for 10 minute (s), and the electrode with a porous film (negative electrode with a porous film) was obtained by making it into a porous film. In addition, the obtained electrode with a porous film had a layer structure of porous film / negative electrode mixture layer / copper foil. And about the manufactured electrode with a porous film, peel strength, heat-shrinkability, and the uniformity of the porous film were evaluated. In place of the separator with a porous membrane used in Example 1, an organic separator having no porous membrane (same as that used as an organic separator in Example 1) is used as a separator as it is, and is replaced with a negative electrode. A secondary battery was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the negative electrode with a porous film obtained above was used. And the rate characteristic was evaluated about the manufactured secondary battery.

<実施例10>
バインダーとしての複合化重合体に含まれるフッ素系重合体を重合する際に、六フッ化プロピレン100質量%を使用し、フッ化ビニリデンを使用しなかった他は、実施例1と同様にして二次電池多孔膜用スラリーを調製し、多孔膜付セパレータ及び二次電池を製造した。そして、製造した多孔膜付セパレータについて、ピール強度、熱収縮性、及び多孔膜の均一性を評価した。また、製造した二次電池について、レート特性を評価した。なお、得られた複合化重合体の体積平均粒子径は200nmであった。
<Example 10>
In the same manner as in Example 1, except that 100% by mass of propylene hexafluoride was used and no vinylidene fluoride was used when polymerizing the fluoropolymer contained in the composite polymer as a binder. A slurry for a secondary battery porous membrane was prepared, and a separator with a porous membrane and a secondary battery were produced. And about the manufactured separator with a porous membrane, peel strength, heat-shrinkability, and the uniformity of the porous membrane were evaluated. Moreover, the rate characteristic was evaluated about the manufactured secondary battery. In addition, the volume average particle diameter of the obtained composite polymer was 200 nm.

<比較例1>
バインダーの製造時にアクリル重合体を重合せず(即ち、複合化重合体とせず)、フッ素系重合体をそのままバインダーとして用いた以外は実施例1と同様にして二次電池多孔膜用スラリーを調製し、多孔膜付セパレータ及び二次電池を製造した。そして、製造した多孔膜付セパレータについて、ピール強度、熱収縮性、及び多孔膜の均一性を評価した。また、製造した二次電池について、レート特性を評価した。
<Comparative Example 1>
A slurry for a secondary battery porous membrane was prepared in the same manner as in Example 1 except that the acrylic polymer was not polymerized (that is, not a composite polymer) during the production of the binder, and the fluoropolymer was used as it was as the binder. Thus, a separator with a porous film and a secondary battery were produced. And about the manufactured separator with a porous membrane, peel strength, heat-shrinkability, and the uniformity of the porous membrane were evaluated. Moreover, the rate characteristic was evaluated about the manufactured secondary battery.

<比較例2>
バインダーの製造時にフッ素系重合体を重合せず(即ち、複合化重合体とせず)、実施例5のアクリル重合体と同様にして重合したアクリル重合体のみをバインダーとして用いた以外は実施例1と同様にして二次電池多孔膜用スラリーを調製し、多孔膜付セパレータ及び二次電池を製造した。そして、製造した多孔膜付セパレータについて、ピール強度、熱収縮性、及び多孔膜の均一性を評価した。また、製造した二次電池について、レート特性を評価した。
<Comparative example 2>
Example 1 except that the fluoropolymer was not polymerized (ie, not a composite polymer) during the production of the binder, and only an acrylic polymer polymerized in the same manner as the acrylic polymer of Example 5 was used as the binder. In the same manner as above, a slurry for a secondary battery porous membrane was prepared, and a separator with a porous membrane and a secondary battery were produced. And about the manufactured separator with a porous membrane, peel strength, heat-shrinkability, and the uniformity of the porous membrane were evaluated. Moreover, the rate characteristic was evaluated about the manufactured secondary battery.

<比較例3>
非導電性粒子として、無機微粒子を使用した。無機微粒子の製造方法は、以下の通りであった
<Comparative Example 3>
Inorganic fine particles were used as non-conductive particles. The production method of the inorganic fine particles was as follows.

(無機微粒子の製造)
バイヤー法で得られた体積平均粒子径2.8μmの水酸化アルミニウムを、0.61g/cmの仕込み密度で箱型匣鉢に仕込んだ。この箱型匣鉢を、定置型電気炉(シリコニット高熱工業株式会社製「シリコニット炉」)の炉内に設置し、焼成温度1180℃で10時間焼成した。その後、生成したαアルミナの粒子を炉内から取り出した。
(Manufacture of inorganic fine particles)
Aluminum hydroxide having a volume average particle diameter of 2.8 μm obtained by the Bayer method was charged into a box-shaped mortar at a charging density of 0.61 g / cm 3 . This box-shaped mortar was placed in a furnace of a stationary electric furnace (“Siliconit Furnace” manufactured by Siliconit Takao Kogyo Co., Ltd.) and fired at a firing temperature of 1180 ° C. for 10 hours. Thereafter, the produced α-alumina particles were taken out of the furnace.

6リットルのポット内に直径15mmのアルミナボール7.8kgが収容された振動ボールミル(中央化工機株式会社製「振動ミル」)を用意した。そのポット内に、前記のαアルミナの粒子1.0kgとエタノール15gとを充填し、36時間粉砕して、無機微粒子として、体積平均粒子径0.6μmのαアルミナ粒子を得た。   A vibrating ball mill (“Vibrating Mill” manufactured by Chuo Kako Co., Ltd.) in which 7.8 kg of alumina balls having a diameter of 15 mm were accommodated in a 6-liter pot was prepared. The pot was filled with 1.0 kg of the above-mentioned α-alumina particles and 15 g of ethanol and pulverized for 36 hours to obtain α-alumina particles having a volume average particle diameter of 0.6 μm as inorganic fine particles.

このようにして得られた無機微粒子である非導電性粒子の水分散体、実施例1と同様にして得られたフッ素系重合体とアクリル重合体とを含有する複合化重合体を含むバインダーの水系分散体及びカルボキシメチルセルロース(ダイセル化学社製、商品名:ダイセル1220)を、固形分重量比が、非導電性粒子:水溶性高分子:バインダー=307.8:12.3:4.6となるように水中で混合して、多孔膜用スラリーを得た。 得られた多孔膜用スラリーを用いて、実施例1と同様にして多孔膜付セパレータ及び二次電池を製造した。そして、製造した多孔膜付セパレータについて、ピール強度、熱収縮性、及び多孔膜の均一性を評価した。また、製造した二次電池について、レート特性を評価した。   An aqueous dispersion of non-conductive particles which are inorganic fine particles obtained in this manner, a binder containing a composite polymer containing a fluoropolymer and an acrylic polymer obtained in the same manner as in Example 1. An aqueous dispersion and carboxymethyl cellulose (manufactured by Daicel Chemical Industries, trade name: Daicel 1220) have a solid content weight ratio of nonconductive particles: water-soluble polymer: binder = 307.8: 12.3: 4.6. The mixture was mixed in water to obtain a slurry for a porous membrane. Using the obtained slurry for a porous membrane, a separator with a porous membrane and a secondary battery were produced in the same manner as in Example 1. And about the manufactured separator with a porous membrane, peel strength, heat-shrinkability, and the uniformity of the porous membrane were evaluated. Moreover, the rate characteristic was evaluated about the manufactured secondary battery.

<比較例4>
比較例1と同様にして得られた多孔膜用スラリーを用いた以外は実施例9と同様にして多孔膜付電極(多孔膜付負極)及び二次電池を製造した。そして、製造した多孔膜付電極について、ピール強度、熱収縮性、及び多孔膜の均一性を評価した。また、製造した二次電池について、レート特性を評価した。
<Comparative example 4>
An electrode with a porous film (negative electrode with a porous film) and a secondary battery were produced in the same manner as in Example 9 except that the slurry for porous film obtained in the same manner as in Comparative Example 1 was used. And about the manufactured electrode with a porous film, peel strength, heat-shrinkability, and the uniformity of the porous film were evaluated. Moreover, the rate characteristic was evaluated about the manufactured secondary battery.

<比較例5>
比較例2と同様にして得られた多孔膜用スラリーを用いた以外は実施例9と同様にして多孔膜付電極(多孔膜付負極)及び二次電池を製造した。そして、製造した多孔膜付電極について、ピール強度、熱収縮性、及び多孔膜の均一性を評価した。また、製造した二次電池について、レート特性を評価した。
<Comparative Example 5>
An electrode with a porous film (negative electrode with a porous film) and a secondary battery were produced in the same manner as in Example 9 except that the slurry for porous film obtained in the same manner as in Comparative Example 2 was used. And about the manufactured electrode with a porous film, peel strength, heat-shrinkability, and the uniformity of the porous film were evaluated. Moreover, the rate characteristic was evaluated about the manufactured secondary battery.

上述した実施例1〜10及び比較例1〜5について、評価結果を表1に示す。   Table 1 shows the evaluation results for Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 5 described above.

Figure 2014175055
Figure 2014175055

表1より、有機微粒子である非導電性粒子、水溶性高分子およびバインダーを含み、バインダーが、フッ素系重合体、及び(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体単位を含むアクリル重合体を含有する、実施例1〜10の二次電池用多孔膜を有するセパレータ及び電極では熱収縮率が小さく、更に、かかるセパレータ又は電極は、均一性が高くて当該セパレータ又は電極を有する二次電池はレート特性が良好であることがわかる。また、実施例1〜10の二次電池用多孔膜を有するセパレータ及び電極は、ピール強度にも優れていることが分かる。
一方、バインダーが、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体単位を含むアクリル重合体を含有しない二次電池用多孔膜を有する比較例1及び4では、多孔膜の均一性およびピール強度が低下すると共に二次電池のレート特性が著しく劣化することがわかる。また、バインダーが、フッ素系重合体を含有しない二次電池用多孔膜を有する比較例2及び5では、二次電池用多孔膜の均一性、ピール強度および熱収縮性が低下すると共に及び二次電池のレート特性が著しく劣化することがわかる。また、非導電性粒子として、無機微粒子を用いた比較例3は、多孔膜の均一性が劣化することがわかる。
From Table 1, the organic fine particles include non-conductive particles, a water-soluble polymer, and a binder, and the binder contains a fluorine-based polymer and an acrylic polymer including a (meth) acrylic acid alkyl ester monomer unit. In the separator and the electrode having the porous membrane for the secondary battery of Examples 1 to 10, the thermal shrinkage rate is small. Further, the separator or the electrode has high uniformity, and the secondary battery having the separator or the electrode has rate characteristics. Is found to be good. Moreover, it turns out that the separator and electrode which have the porous film for secondary batteries of Examples 1-10 are excellent also in peel strength.
On the other hand, in Comparative Examples 1 and 4 having a porous membrane for a secondary battery that does not contain an acrylic polymer containing a (meth) acrylic acid alkyl ester monomer unit, the uniformity and peel strength of the porous membrane are reduced. It can also be seen that the rate characteristics of the secondary battery are significantly deteriorated. Further, in Comparative Examples 2 and 5 in which the binder has a porous membrane for a secondary battery that does not contain a fluoropolymer, the uniformity, peel strength, and heat shrinkability of the porous membrane for the secondary battery are reduced and the secondary It turns out that the rate characteristic of a battery deteriorates remarkably. Moreover, it turns out that the uniformity of a porous film deteriorates in the comparative example 3 which used the inorganic fine particle as a nonelectroconductive particle.

特に、実施例1及び5より、バインダーとして、フッ素系重合体と(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体単位を含むアクリル重合体との複合化重合体を用いることで、二次電池用多孔膜の均一性及び二次電池のレート特性が良好となることがわかる。これは、複合化重合体を用いることで、バインダーの安定性が向上することに起因すると考えられる。また、実施例6及び7は、バインダーを構成するアクリル重合体にスチレンを含有しないため、ピール強度が劣化することが考えられるが、実施例6及び7は、アクリロニトリルを含有することにより、ピール強度を良好に維持していると考えられる。一方、実施例6では、メタアクリル酸グリシジルを含有しないことにより、耐熱性が低下し、熱収縮性が低下することがわかる。実施例7では、アクリル重合体にアクリル酸エチルを用いたことにより、フッ素重合体との相溶性が低下し、レート特性が低下することが分かる。実施例1と、実施例8及び10とから、フッ素系重合体としては、フッ化ビニリデン単位及び六フッ化プロピレン単位のうち少なくとも一方を含む重合体が好ましく、フッ化ビニリデン単位及び六フッ化プロピレン単位の両方を含む重合体が更に好ましいことがわかる。   In particular, from Examples 1 and 5, by using a composite polymer of a fluoropolymer and an acrylic polymer containing a (meth) acrylic acid alkyl ester monomer unit as a binder, a porous membrane for a secondary battery It can be seen that the uniformity of the battery and the rate characteristics of the secondary battery are good. This is considered due to the fact that the stability of the binder is improved by using the composite polymer. Moreover, since Examples 6 and 7 do not contain styrene in the acrylic polymer constituting the binder, it is considered that the peel strength deteriorates. However, Examples 6 and 7 contain peel strength by containing acrylonitrile. Is considered to be well maintained. On the other hand, in Example 6, by not containing glycidyl methacrylate, it turns out that heat resistance falls and heat shrinkability falls. In Example 7, it can be seen that the use of ethyl acrylate as the acrylic polymer reduces the compatibility with the fluoropolymer and the rate characteristics. From Example 1 and Examples 8 and 10, the fluoropolymer is preferably a polymer containing at least one of a vinylidene fluoride unit and a propylene hexafluoride unit. The vinylidene fluoride unit and the hexafluoropropylene are preferable. It can be seen that polymers containing both units are more preferred.

Claims (10)

非導電性粒子、水溶性高分子およびバインダーを含み、
前記非導電性粒子が有機微粒子であり、
前記バインダーが、フッ素系重合体、及び(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体単位を含むアクリル重合体を含有する二次電池用多孔膜。
Including non-conductive particles, water-soluble polymer and binder,
The non-conductive particles are organic fine particles,
The porous membrane for secondary batteries in which the binder contains an acrylic polymer containing a fluorine-based polymer and a (meth) acrylic acid alkyl ester monomer unit.
前記アクリル重合体が、酸性官能基を有する、請求項1に記載の二次電池用多孔膜。   The porous membrane for a secondary battery according to claim 1, wherein the acrylic polymer has an acidic functional group. 前記酸性官能基が、カルボン酸基及びスルホン酸基から選ばれる少なくとも1つである請求項2に記載の二次電池用多孔膜。   The porous membrane for a secondary battery according to claim 2, wherein the acidic functional group is at least one selected from a carboxylic acid group and a sulfonic acid group. 非導電性粒子、水溶性高分子、バインダー及び水を含み、
前記非導電性粒子が、有機微粒子であり、
前記バインダーが、フッ素系重合体、及び(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体単位を含むアクリル重合体を含有する二次電池多孔膜用スラリー。
Including non-conductive particles, water-soluble polymer, binder and water,
The non-conductive particles are organic fine particles,
The slurry for secondary battery porous films in which the binder contains an acrylic polymer containing a fluorine-based polymer and a (meth) acrylic acid alkyl ester monomer unit.
前記アクリル重合体が、酸性官能基を有する、請求項4に記載の二次電池多孔膜用スラリー。   The slurry for a secondary battery porous film according to claim 4, wherein the acrylic polymer has an acidic functional group. 前記酸性官能基が、カルボン酸基及びスルホン酸基から選ばれる少なくとも1つである請求項5に記載の二次電池多孔膜用スラリー。   The slurry for a secondary battery porous membrane according to claim 5, wherein the acidic functional group is at least one selected from a carboxylic acid group and a sulfonic acid group. 請求項4〜6のいずれかに記載の二次電池多孔膜用スラリーを基材上に塗布してスラリー層を形成する工程と、
前記スラリー層を乾燥する工程と、
を含む、二次電池用多孔膜の製造方法。
Applying the slurry for a secondary battery porous membrane according to any one of claims 4 to 6 on a substrate to form a slurry layer;
Drying the slurry layer;
The manufacturing method of the porous film for secondary batteries containing.
集電体と、
前記集電体に付着し、電極合剤層用結着剤及び電極活物質を含む電極合剤層と、
前記電極合剤層の表面に形成された、請求項1〜3のいずれかに記載の二次電池用多孔膜とを備える、二次電池用電極。
A current collector,
An electrode mixture layer that adheres to the current collector and includes an electrode mixture layer binder and an electrode active material;
The electrode for secondary batteries provided with the porous film for secondary batteries in any one of Claims 1-3 formed in the surface of the said electrode mixture layer.
有機セパレータと、
前記有機セパレータの表面に形成された、請求項1〜3のいずれかに記載の二次電池用多孔膜とを備える、二次電池用セパレータ。
An organic separator;
The separator for secondary batteries provided with the porous film for secondary batteries in any one of Claims 1-3 formed in the surface of the said organic separator.
正極、負極、セパレータ及び電解液を含む二次電池であって、前記正極、負極及びセパレータの少なくともいずれかが、請求項1〜3のいずれかに記載の二次電池用多孔膜を有する、二次電池。   A secondary battery including a positive electrode, a negative electrode, a separator, and an electrolyte solution, wherein at least one of the positive electrode, the negative electrode, and the separator has the porous membrane for a secondary battery according to any one of claims 1 to 3. Next battery.
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