JP2015115289A - Composition for lithium ion secondary battery electrodes, lithium ion secondary battery electrode, method for manufacturing lithium ion secondary battery electrode, and lithium ion secondary battery - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a composition for lithium ion secondary battery electrodes which is low in both of the degree of elution and the degree of swelling, and exhibits good battery characteristics.SOLUTION: A composition for lithium ion secondary battery electrodes comprises: an active material; a binder; and a solvent (B). The binder includes a polyvinyl acetal-based resin (A) including structural units expressed by the formulas (1) and (2) below. The content of the structural unit (1) is 80-99.9 mol%. The average polymerization degree of the polyvinyl acetal-based resin (A) is 500 or larger. The content of the structural unit (2) is 0.1-10 mol%. In the solvent (B), the water content is less than 20 wt.% of the solvent (B). (R1 represents hydrogen or an alkyl group having 1-10 carbon atoms.)

Description

本発明は、ポリビニルアセタール系樹脂を含むリチウムイオン二次電池電極用組成物、リチウムイオン二次電池電極、およびリチウムイオン二次電池に関するものであり、詳細には、アセタール構造単位含有量が特定少量のポリビニルアセタール系樹脂を含むリチウムイオン二次電池電極用組成物、かかる組成物を用いるリチウムイオン二次電池電極、かかるポリビニルアセタール系樹脂の架橋物を含有するリチウムイオン二次電池電極、リチウムイオン二次電池電極の製造方法およびリチウムイオン二次電池に関する。   The present invention relates to a composition for a lithium ion secondary battery electrode containing a polyvinyl acetal resin, a lithium ion secondary battery electrode, and a lithium ion secondary battery. Specifically, the acetal structural unit content is a specific small amount. Lithium ion secondary battery electrode composition comprising a polyvinyl acetal resin, a lithium ion secondary battery electrode using such a composition, a lithium ion secondary battery electrode containing a crosslinked product of such a polyvinyl acetal resin, lithium ion secondary The present invention relates to a method for manufacturing a secondary battery electrode and a lithium ion secondary battery.

近年、リチウムイオン二次電池は大容量を必要とする電気・ハイブリッド自動車への搭載など、更なる高容量化や高性能化が求められている。その解決法として例えば、負極活物質として単位体積あたりのリチウム吸蔵量の多い珪素や錫、あるいはこれらを含む合金を用い、または、従来の黒鉛等の炭素と混合して使用することで充放電容量を増大させる方法が提案されている。   In recent years, lithium-ion secondary batteries have been required to have higher capacities and higher performance, such as mounting on electric / hybrid vehicles that require large capacities. As a solution for this, for example, silicon or tin having a large amount of lithium occlusion per unit volume as an anode active material, or an alloy containing these, or mixed with carbon such as conventional graphite is used to charge and discharge capacity. There has been proposed a method for increasing the value.

しかし、珪素や錫、あるいはこれらを含む合金のような充放電容量の大きな活物質を用いると、充放電に伴って活物質が非常に大きな体積変化を起こす。そのため、これまでの黒鉛等の炭素を活物質として用いた電極で広く用いられていたポリフッ化ビニリデンやSBR等のゴム系の樹脂を結着樹脂として有するバインダーとして用いた場合、非常に大きな体積変化に追随できず、集電体と活物質層との界面で剥離が発生する。従って、電極内の集電構造が破壊され、電極の電子伝導性が低下して、電池のサイクル特性が容易に低下するという問題があった。   However, when an active material having a large charge / discharge capacity such as silicon, tin, or an alloy containing these is used, the active material undergoes a very large volume change with charge / discharge. Therefore, when using as a binder resin a rubber-based resin such as polyvinylidene fluoride or SBR, which has been widely used in electrodes using carbon such as graphite as an active material, a very large volume change Cannot follow, and peeling occurs at the interface between the current collector and the active material layer. Accordingly, there is a problem that the current collecting structure in the electrode is destroyed, the electron conductivity of the electrode is lowered, and the cycle characteristics of the battery are easily lowered.

このため、活物質の非常に大きな体積変化に対しても追随可能な結着樹脂成分を用いたリチウムイオン二次電池電極用組成物が求められていた。   For this reason, the composition for lithium ion secondary battery electrodes using the binder resin component which can follow a very big volume change of an active material was calculated | required.

一方、リチウムイオン二次電池電極用組成物の結着樹脂成分としてポリビニルアセタール系樹脂を用いる技術が知られている(例えば、特許文献1)。かかる技術は、水酸基量33〜55モル%のポリビニルアセタール樹脂を用いることで、電極活物質と集電体との接着性に優れ、高容量のリチウムイオン二次電池を作成することが可能な組成物を提供するものである。かかる文献には、かかる技術を用いて得られた電極シート試験片は、電解液へ室温にて1時間放置した場合の溶出率が低いことが記載されている。   On the other hand, a technique using a polyvinyl acetal resin as a binder resin component of a composition for a lithium ion secondary battery electrode is known (for example, Patent Document 1). This technique uses a polyvinyl acetal resin having a hydroxyl group content of 33 to 55 mol%, thereby having excellent adhesion between the electrode active material and the current collector, and a composition capable of producing a high-capacity lithium ion secondary battery. It provides things. This document describes that the electrode sheet test piece obtained by using such a technique has a low elution rate when left in an electrolytic solution at room temperature for 1 hour.

しかし、上記の技術をもってしても、電極におけるバインダー結着樹脂成分が電解液(炭酸エステル系溶媒)に微量ながら溶出するので、電池を長期間に渡って安定使用しようとする場合に問題があった。また、電解液に対するバインダー結着樹脂成分の膨潤度が高いため、充放電サイクルに伴う放電容量保持率が低下するという問題がある(非特許文献1参照)。   However, even with the above technique, the binder binder resin component in the electrode elutes in a very small amount into the electrolyte (carbonate solvent), so there is a problem when trying to use the battery stably for a long period of time. It was. In addition, since the degree of swelling of the binder resin component with respect to the electrolytic solution is high, there is a problem that the discharge capacity retention rate associated with the charge / discharge cycle is reduced (see Non-Patent Document 1).

そこで、電極におけるバインダー結着樹脂成分として、炭酸エステル系電解液に対する溶出度および膨潤度が低い樹脂が求められている。   Therefore, a resin having a low elution degree and swelling degree with respect to the carbonate electrolyte solution is required as a binder resin component in the electrode.

また、リチウムイオン二次電池電極活物質をポリビニルアセタール系樹脂の架橋物で被覆する技術が知られている(例えば、特許文献2)。かかる技術はポリビニルアセタール系樹脂の他にリチウムイオン二次電池電極活物質用バインダーの併用を必須とするものであり、活物質とバインダーとの接着力を向上させ、かつ活物質の崩壊を抑制する目的で、ポリビニルアセタール系樹脂の架橋物にて活物質を被覆するものである。しかしながらかかる技術において、ポリビニルアセタール系樹脂の架橋物は、活物質の被覆剤として用いられているのみであり、バインダー結着樹脂成分はポリテトラフルオロエチレンやエチレン−プロピレン−ジエンゴム、スチレン−ブタジエン共重合体からなるゴム系樹脂やポリエステルアミド等、従来使用されてきた樹脂であるため、上記と同様の問題があった。   Moreover, the technique which coat | covers a lithium ion secondary battery electrode active material with the crosslinked material of polyvinyl acetal resin is known (for example, patent document 2). This technology requires the combined use of a binder for a lithium ion secondary battery electrode active material in addition to the polyvinyl acetal resin, improves the adhesive force between the active material and the binder, and suppresses the collapse of the active material. For the purpose, the active material is coated with a crosslinked product of polyvinyl acetal resin. However, in such a technique, the crosslinked product of the polyvinyl acetal resin is only used as a coating material for the active material, and the binder resin component is polytetrafluoroethylene, ethylene-propylene-diene rubber, styrene-butadiene copolymer. Since it is a conventionally used resin such as a rubber-based resin made of a coalescence or polyester amide, it has the same problem as described above.

又、特定の水酸基量と水100gに対して1g以上の溶解度を有するポリビニルアセタール樹脂と水を用いたリチウム二次電池電極用組成物が提案されている(例えば特許文献3)が、かかる組成物は、電極集電体に塗布後、水を除去するために多大なエネルギーを費やさなくてはならず、省資源で電池を製造するには問題があった。   Further, a composition for a lithium secondary battery electrode using a polyvinyl acetal resin having a specific hydroxyl amount and a solubility of 1 g or more with respect to 100 g of water and water has been proposed (for example, Patent Document 3). However, after applying to the electrode current collector, a great deal of energy must be spent to remove water, and there is a problem in manufacturing a battery with resource saving.

日立化成テクニカルレポート第45号(2005年7月)Hitachi Chemical Technical Report No. 45 (July 2005)

特開2012−195289号公報JP 2012-195289 A 特開2000−48806号公報JP 2000-48806 A 特開2013−178962号公報JP 2013-178862 A

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、炭酸エステル系電解液に対する溶出度および膨潤度が低く、良好な電気特性を有する電池を得ることが可能なリチウムイオン二次電池電極用組成物を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a battery having good electrical characteristics with low elution degree and swelling degree with respect to a carbonate ester electrolyte. It is providing the composition for lithium ion secondary battery electrodes.

本発明者らは鋭意検討の結果、電極用組成物として、バインダー結着樹脂成分としてアセタール構造単位含有量が特定少量のポリビニルアセタール系樹脂を用い、溶媒として水の含有量が特定少量、あるいは実質的に水を含まないものを用いることにより本発明の目的が達成されることを見出した。   As a result of intensive studies, the present inventors have used a polyvinyl acetal resin having a specific amount of acetal structural unit content as a binder binder resin component as an electrode composition, a specific amount of water as a solvent, or substantially It has been found that the object of the present invention can be achieved by using water that does not contain water.

すなわち、本発明の要旨は、活物質、バインダーおよび溶媒(B)を含有するリチウムイオン二次電池電極用組成物であって、前記バインダーは、下記化学式(1)および(2)に示される構造単位を含むポリビニルアセタール系樹脂を含み、上記ポリビニルアセタール系樹脂(A)における構造単位(2)の含有量が0.1モル%以上10モル%未満であって、前期溶媒(B)における水の含有量は、溶媒(B)の20重量%未満であることを特徴とするリチウムイオン二次電池電極用組成物に存する。

Figure 2015115289
Figure 2015115289
(R1は水素または炭素数1〜10のアルキル基である。) That is, the gist of the present invention is a composition for a lithium ion secondary battery electrode containing an active material, a binder and a solvent (B), wherein the binder has a structure represented by the following chemical formulas (1) and (2). A polyvinyl acetal resin containing a unit, wherein the content of the structural unit (2) in the polyvinyl acetal resin (A) is 0.1 mol% or more and less than 10 mol%, and water in the previous solvent (B) Content exists in the composition for lithium ion secondary battery electrodes characterized by being less than 20 weight% of a solvent (B).
Figure 2015115289
Figure 2015115289
(R1 is hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.)

上記のようにアセタール構造単位含有量が特定少量のポリビニルアセタール系樹脂(A)をバインダー結着樹脂成分として用いることにより、得られる電極におけるバインダー結着樹脂成分は、炭酸エステル系電解液に対して、溶出度と膨潤度が低いという利点を有している。
さらに、電解液で膨潤した状態でも弾性率が高いため、活物質粒子が充放電により膨張、収縮したときに、電極層全体の変形を小さくすることが出来、活物質同士の接触及び活物質と集電体との接触状態を良好に保つことが出来るので、初期充放電効率及び充放電サイクル特性を向上させることが出来るという効果を有する。
また、リチウムイオン二次電池電極用組成物が溶媒を含み、溶媒として水の含有量が特定少量、実質的に水を含まないことで、高効率で電池を製造することが可能となる。
By using the polyvinyl acetal resin (A) having a specific amount of acetal structural unit content as the binder binder resin component as described above, the binder binder resin component in the obtained electrode is , Has the advantage of low elution and swelling.
Furthermore, since the elastic modulus is high even in a state swollen by the electrolytic solution, the deformation of the entire electrode layer can be reduced when the active material particles expand and contract due to charge and discharge, and contact between the active materials and the active material Since the contact state with the current collector can be maintained satisfactorily, the initial charge / discharge efficiency and the charge / discharge cycle characteristics can be improved.
Moreover, it becomes possible to manufacture a battery with high efficiency because the composition for a lithium ion secondary battery electrode includes a solvent and the content of water as the solvent is a specific small amount and substantially does not include water.

以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施態様の一例(代表例)であり、これらの内容に特定されるものではない。   The description of the constituent requirements described below is an example (representative example) of an embodiment of the present invention, and is not limited to these contents.

本発明は、活物質、バインダーおよび溶媒(B)を含有するリチウムイオン二次電池電極用組成物であって、前記バインダーは、下記化学式(1)および(2)に示される構造単位を含むポリビニルアセタール系樹脂を含み、上記ポリビニルアセタール系樹脂(A)における構造単位(2)の含有量が0.1モル%以上10モル%未満であって、前期溶媒(B)における水の含有量は、溶媒(B)の20重量%未満であることを特徴とするリチウムイオン二次電池電極用組成物である。

Figure 2015115289
Figure 2015115289
(R1は水素または炭素数1〜10のアルキル基である。) The present invention is a composition for a lithium ion secondary battery electrode containing an active material, a binder and a solvent (B), wherein the binder comprises a structural unit represented by the following chemical formulas (1) and (2) The content of the structural unit (2) in the polyvinyl acetal resin (A) is 0.1 mol% or more and less than 10 mol%, and the water content in the solvent (B) is It is a composition for lithium ion secondary battery electrodes, characterized by being less than 20% by weight of the solvent (B).
Figure 2015115289
Figure 2015115289
(R1 is hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.)

なお、ポリビニルアセタール系樹脂(A)において、下記化学式(3)に示すような架橋基含有アセタール構造単位を0.1〜10モル%含有しても良い。

Figure 2015115289
(R2はエチレン性不飽和結合を含む官能基である。) In addition, in a polyvinyl acetal type resin (A), you may contain 0.1-10 mol% of crosslinkable group containing acetal structural units as shown to following Chemical formula (3).
Figure 2015115289
(R2 is a functional group containing an ethylenically unsaturated bond.)

[バインダー]
本発明のリチウムイオン二次電池電極用組成物に用いるバインダーは、電極の活物質同士、及び、活物質と集電体とを接着する接着剤である。かかるバインダーを用いて得られる電極において、バインダーは炭酸エステル系電解液と接触する環境に長期間晒される。
本発明のリチウムイオン二次電池電極用組成物に用いるバインダーは、エステル系電解液に対して、溶出度と膨潤性が低く、電解液で膨潤した状態でも高い弾性率を保ち、活物質粒子が充放電により膨張、収縮したときに、電極層全体の変形を小さくすることが出来、活物質同士の接触及び活物質と集電体との接触状態を良好に保つことが出来るので、初期充放電効率及び充放電サイクル特性を向上させることが出来るという効果を有する。
[binder]
The binder used for the composition for lithium ion secondary battery electrodes of the present invention is an adhesive that bonds the active materials of the electrodes and the active material and the current collector. In an electrode obtained using such a binder, the binder is exposed to an environment in contact with the carbonate ester electrolyte for a long period of time.
The binder used in the lithium ion secondary battery electrode composition of the present invention has a low elution degree and swellability with respect to the ester electrolyte solution, and maintains a high elastic modulus even when swollen with the electrolyte solution. When expanded and contracted by charging and discharging, the deformation of the entire electrode layer can be reduced, and the contact between the active materials and the contact state between the active material and the current collector can be kept good, so that the initial charging and discharging The efficiency and charge / discharge cycle characteristics can be improved.

<(A)ポリビニルアセタール系樹脂の説明>
本発明のリチウムイオン二次電池電極用組成物のバインダーには、アセタール構造単位含有量が特定少量のポリビニルアセタール系樹脂(A)を用いる。以下、ポリビニルアセタール系樹脂(A)について説明する。
<Description of (A) Polyvinyl Acetal Resin>
As the binder of the lithium ion secondary battery electrode composition of the present invention, a polyvinyl acetal resin (A) having a specific amount of acetal structural unit content is used. Hereinafter, the polyvinyl acetal resin (A) will be described.

ポリビニルアセタール系樹脂(A)における化学式(1)は、ビニルアルコール構造単位を示す。かかる構造単位は、通常、ポリビニルアセタール系樹脂の前駆体であるビニルアルコール系樹脂に由来するものである。

Figure 2015115289
Chemical formula (1) in the polyvinyl acetal resin (A) represents a vinyl alcohol structural unit. Such a structural unit is usually derived from a vinyl alcohol resin that is a precursor of a polyvinyl acetal resin.
Figure 2015115289

ポリビニルアセタール系樹脂(A)における化学式(1)に示される構造単位の含有量は通常80〜99モル%である。好ましくは85〜97モル%であり、特に好ましくは85〜95モル%である。かかる構造単位の含有量が、上記範囲内にある場合、本発明の効果が効率よく得られる傾向がある。   The content of the structural unit represented by the chemical formula (1) in the polyvinyl acetal resin (A) is usually 80 to 99 mol%. Preferably it is 85-97 mol%, Most preferably, it is 85-95 mol%. When the content of the structural unit is within the above range, the effect of the present invention tends to be obtained efficiently.

ポリビニルアセタール系樹脂(A)における化学式(2)は、アセタール構造単位を示す。かかる構造単位は、通常、ビニルアルコール系樹脂をアルデヒド化合物を用いてアセタール化することにより得られる。

Figure 2015115289
(R1は水素または炭素数1〜10のアルキル基である。) The chemical formula (2) in the polyvinyl acetal resin (A) represents an acetal structural unit. Such a structural unit is usually obtained by acetalizing a vinyl alcohol resin with an aldehyde compound.
Figure 2015115289
(R1 is hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.)

化学式(2)中、R1は水素または炭素数1〜10のアルキル基であり、好ましくは水素または炭素数1〜5のアルキル基であり、特に好ましくは炭素数1〜5のアルキル基である。
R1はアルデヒド化合物に由来する官能基であるため、用いるアルデヒド化合物を選定することでR1を調整することが可能である。かかるアルデヒド化合物としては、ホルムアルデヒド(R1が水素)、アセトアルデヒド(R1が炭素数1のアルキル基)、ブチルアルデヒド(R1が炭素数3のアルキル基)、ペンチルアルデヒド(R1が炭素数4のアルキル基)、デカンアルデヒド(R1が炭素数9のアルキル基)が挙げられる。R1は1種でも良いし、2種以上を併用してもよい。すなわち、アルデヒド化合物は1種でもよいし、2種以上を併用してもよい。
In the chemical formula (2), R1 is hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, preferably hydrogen or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and particularly preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
Since R1 is a functional group derived from an aldehyde compound, it is possible to adjust R1 by selecting an aldehyde compound to be used. As such aldehyde compounds, formaldehyde (R1 is hydrogen), acetaldehyde (R1 is an alkyl group having 1 carbon atom), butyraldehyde (R1 is an alkyl group having 3 carbon atoms), pentylaldehyde (R1 is an alkyl group having 4 carbon atoms) And decanaldehyde (R1 is an alkyl group having 9 carbon atoms). One R1 may be used, or two or more may be used in combination. That is, one type of aldehyde compound may be used, or two or more types may be used in combination.

ポリビニルアセタール系樹脂(A)における化学式(2)の含有量は、ポリビニルアセタール系樹脂の前駆体であるビニルアルコール系樹脂の水酸基数を基準とし、このうちアルデヒド化合物でアセタール化された水酸基数の比率を意味する(かかる比率を「アセタール化度」と称する。)。すなわちアセタール化度の計算方法としては、アセタール化に供された水酸基数を数える方法を採用してアセタール化度のモル%を算出する。
ポリビニルアセタール系樹脂(A)における構造単位(2)に係るアセタール化度は0.1モル%以上10モル%未満である。好ましくは1モル%以上〜10モル%未満であり、特に好ましくは3〜5モル%である。かかるアセタール化度が高すぎる場合、電解液への溶出度および膨潤度が増大する傾向があり、低すぎる場合、本発明の効果が得られにくくなる傾向がある。
The content of the chemical formula (2) in the polyvinyl acetal resin (A) is based on the number of hydroxyl groups of the vinyl alcohol resin which is a precursor of the polyvinyl acetal resin, and the ratio of the number of hydroxyl groups acetalized with an aldehyde compound among these. (This ratio is referred to as “degree of acetalization”). That is, as a method for calculating the degree of acetalization, a method of counting the number of hydroxyl groups subjected to acetalization is employed to calculate the mol% of the degree of acetalization.
The degree of acetalization according to the structural unit (2) in the polyvinyl acetal resin (A) is 0.1 mol% or more and less than 10 mol%. Preferably it is 1 mol% or more and less than 10 mol%, Most preferably, it is 3-5 mol%. When the degree of acetalization is too high, the elution degree to the electrolyte and the degree of swelling tend to increase, and when it is too low, the effect of the present invention tends to be difficult to obtain.

本発明のリチウムイオン二次電池電極用組成物のバインダーにおいては、ポリビニルアセタール系樹脂(A)のアセタール構造単位含有量を特定少量とするのみで、電解液に対する溶出度と膨潤度がともに低いという効果が得られる。従って、他の新たな共重合化合物や変性用化合物を用意する必要がなく、経済的に電気特性の良好な電池を得ることができる。   In the binder of the lithium ion secondary battery electrode composition of the present invention, the acetal structural unit content of the polyvinyl acetal resin (A) is only set to a specific small amount, and both the elution degree and the swelling degree with respect to the electrolytic solution are low. An effect is obtained. Therefore, it is not necessary to prepare another new copolymer compound or modifying compound, and a battery having good electrical characteristics can be obtained economically.

なお、ポリビニルアセタール系樹脂(A)において、下記化学式(3)に示すような架橋基含有アセタール構造単位を含有しても良い。かかる構造単位は、通常、ビニルアルコールをエチレン性不飽和結合を含む官能基を有するアルデヒド化合物を用いてアセタール化することにより得られる。

Figure 2015115289
(R2はエチレン性不飽和結合を含む官能基である。) In addition, in a polyvinyl acetal type resin (A), you may contain a crosslinkable group containing acetal structural unit as shown in following Chemical formula (3). Such a structural unit is usually obtained by acetalizing vinyl alcohol with an aldehyde compound having a functional group containing an ethylenically unsaturated bond.
Figure 2015115289
(R2 is a functional group containing an ethylenically unsaturated bond.)

化学式(3)中、R2はエチレン性不飽和結合を含む官能基である。かかる官能基がエチレン性不飽和結合を含むことにより、熱や光による架橋反応を行うことで架橋し、網目型構造を有する樹脂となる。かかるエチレン性不飽和結合は、末端ビニル構造、内部アルケン構造から選ばれる少なくとも1つである。
エチレン性不飽和結合を含む官能基におけるエチレン性不飽和結合の数は、通常1〜5であり、好ましくは1〜3である。このとき、芳香族化合物の芳香族性を構成するエチレン性不飽和結合は架橋能を有さないため、「エチレン性不飽和結合」に含まない。
なお、エチレン性不飽和結合を含む官能基はカルボニル基、アミド結合等、エチレン性不飽和結合以外の不飽和結合を有することも可能である。
In chemical formula (3), R2 is a functional group containing an ethylenically unsaturated bond. When such a functional group contains an ethylenically unsaturated bond, it is crosslinked by carrying out a crosslinking reaction with heat or light, and becomes a resin having a network structure. Such an ethylenically unsaturated bond is at least one selected from a terminal vinyl structure and an internal alkene structure.
The number of ethylenically unsaturated bonds in the functional group containing an ethylenically unsaturated bond is usually 1 to 5, preferably 1 to 3. At this time, since the ethylenically unsaturated bond constituting the aromaticity of the aromatic compound does not have a crosslinking ability, it is not included in the “ethylenically unsaturated bond”.
Note that the functional group containing an ethylenically unsaturated bond may have an unsaturated bond other than the ethylenically unsaturated bond, such as a carbonyl group or an amide bond.

かかるR2はエチレン性不飽和基あたりの分子量(以下、不飽和基当量という)が通常200以下のエチレン性不飽和結合を含む官能基であり、特に好ましくはエチレン性不飽和基当量150以下のエチレン性不飽和結合を含む官能基である。
かかるR2の炭素数は通常3〜20であり、好ましくは3〜15であり、特に好ましくは3〜10である。
R2 is a functional group containing an ethylenically unsaturated bond whose molecular weight per ethylenically unsaturated group (hereinafter referred to as an unsaturated group equivalent) is usually 200 or less, particularly preferably ethylene having an ethylenically unsaturated group equivalent of 150 or less. It is a functional group containing a polymerizable unsaturated bond.
The carbon number of R2 is usually 3-20, preferably 3-15, particularly preferably 3-10.

かかるとは、例えばCH=CH−(不飽和基当量27)、CH=C(CH)−(不飽和基当量41)などの末端ビニル構造を含むアルキル基、CH−CH=CH−(不飽和基当量41)、CHCHCH=CH−(不飽和基当量55)、CH−CH=CH−CH=CH−(不飽和基当量33.5)、(CHC=CH−CHCHCH(CH)CH−(不飽和基当量125)等の内部アルケン構造を含むアルキル基、CCH=CH−(不飽和基当量103)等の芳香族官能基を含むアルキル基、CH=CHCONHCH−(不飽和基当量84)、CH=C(CH)CONHCH−(不飽和基当量98)等のアミド結合を含むアルキル基が挙げられる。 This means, for example, an alkyl group containing a terminal vinyl structure such as CH 2 ═CH— (unsaturated group equivalent 27), CH 2 ═C (CH 3 ) — (unsaturated group equivalent 41), CH 3 —CH═CH - (unsaturated group equivalent 41), CH 3 CH 2 CH = CH- ( unsaturated group equivalent 55), CH 3 -CH = CH -CH = CH- ( unsaturated group equivalent 33.5), (CH 3) Alkyl groups containing an internal alkene structure such as 2 C = CH—CH 2 CH 2 CH (CH 3 ) CH 2 — (unsaturated group equivalent 125), C 6 H 5 CH═CH— (unsaturated group equivalent 103), etc. alkyl groups containing aromatic functional group, CH 2 = CHCONHCH 2 - (unsaturated group equivalent 84), CH 2 = C ( CH 3) CONHCH 2 - ( unsaturated group equivalent 98) alkyl group containing an amide bond such as Is mentioned.

R2はアルデヒド化合物に由来する官能基であるため、用いるアルデヒド化合物を選定することでR2を調整することが可能である。かかるアルデヒド化合物としては、例えばアクロレイン(R2がCH=CH−)、クロトンアルデヒド(R2がCH−CH=CH−)、メタクロレイン(R2がCH=C(CH)−)、トランス−2−ペンテナール(R2がCHCHCH=CH−)、トランス、トランス−2,4−ヘキサジエナール(R2がCH−CH=CH−CH=CH−)、シトロネラール(R2が(CHC=CH−CHCHCH(CH)CH−)、桂皮アルデヒド(R2がCCH=CH−)、アクリルアミドアセトアルデヒド(R2がCH=CHCONHCH−)、メタクリルアミドアセトアルデヒド(R2がCH=C(CH)CONHCH−)、全トランスレチナール(R2がC1927−)等が挙げられる。 Since R2 is a functional group derived from an aldehyde compound, it is possible to adjust R2 by selecting an aldehyde compound to be used. Such aldehyde compounds, such as acrolein (R2 is CH 2 = CH-), crotonaldehyde (R2 is CH 3 -CH = CH-), methacrolein (R2 is CH 2 = C (CH 3) -), trans - 2- pentenal (R2 is CH 3 CH 2 CH = CH-) , trans, trans-2,4-hexa diene knurl (CH- R2 is CH 3 -CH = CH-CH = ), the citronellal (R2 (CH 3 ) 2 C = CH—CH 2 CH 2 CH (CH 3 ) CH 2 —), cinnamic aldehyde (R 2 is C 6 H 5 CH═CH—), acrylamide acetaldehyde (R 2 is CH 2 ═CHCONHCH 2 —), methacrylamide acetaldehyde (R2 is CH 2 = C (CH 3) CONHCH 2 -), all-trans-retinal (R2 is C 19 H 27- ) and the like.

ポリビニルアセタール系樹脂(A)における化学式(3)の含有量は、ポリビニルアセタール系樹脂の前駆体であるポリビニルアルコールの水酸基数を基準とし、このうちエチレン性不飽和結合を含む官能基を有するアルデヒド化合物でアセタール化された水酸基数の比率を意味する(かかる比率を「架橋基変性度」と称する)。すなわち架橋基変性度の計算方法としては、エチレン性不飽和結合を含む官能基を有するアルデヒド化合物でアセタール化に供された水酸基数を数える方法を採用して架橋基変性度のモル%を算出する。   The content of the chemical formula (3) in the polyvinyl acetal resin (A) is based on the number of hydroxyl groups of polyvinyl alcohol which is a precursor of the polyvinyl acetal resin, and among these, an aldehyde compound having a functional group containing an ethylenically unsaturated bond Means the ratio of the number of hydroxyl groups acetalized with (this ratio is referred to as “degree of crosslinking group modification”). That is, as a method for calculating the degree of crosslinking group modification, a method of counting the number of hydroxyl groups subjected to acetalization with an aldehyde compound having a functional group containing an ethylenically unsaturated bond is used to calculate mol% of the degree of crosslinking group modification. .

ポリビニルアセタール系樹脂(A)における構造単位(3)に係る架橋基変性度は通常0.1〜10モル%である。好ましくは0.1〜8モル%であり、特に好ましくは0.1〜2モル%である。かかる架橋基変性度が高すぎる場合、弾性率高くなりすぎる為か、電極が脆くなったり、集電体との接着性が低下したりするなど、電池の耐久性が低くなる可能性がある。また、低すぎる場合、架橋の効果が薄く、本発明の効果が十分に得られない傾向がある。   The degree of crosslinking group modification of the structural unit (3) in the polyvinyl acetal resin (A) is usually 0.1 to 10 mol%. Preferably it is 0.1-8 mol%, Most preferably, it is 0.1-2 mol%. If the degree of modification of the crosslinking group is too high, the durability of the battery may be lowered, for example, because the elastic modulus becomes too high, the electrode becomes brittle, or the adhesiveness with the current collector decreases. Moreover, when too low, the effect of bridge | crosslinking will be thin and there exists a tendency for the effect of this invention not to be fully acquired.

本発明においては、バインダー結着樹脂成分としてアセタール構造単位含有量が特定少量のポリビニルアセタール系樹脂(A)を用いることにより、溶出度と膨潤度がともに低いバインダーを提供することが可能となった。   In the present invention, by using the polyvinyl acetal resin (A) having a specific amount of acetal structural unit content as a binder binder resin component, it is possible to provide a binder having a low elution degree and swelling degree. .

なお一般に、未架橋のポリマーが溶媒に溶解しても、架橋ポリマーは、同溶媒に対して溶解せず膨潤することが知られている。即ち、ポリマーの網目型構造に溶媒分子が浸入すると、未架橋のポリマーは網目型構造がほどけて溶解するが、架橋ポリマーの場合、網目間のポリマー鎖がゴム状弾性で収縮しようとする力が抑止力となって溶解できないためである。(古川淳二著「高分子物性」(化学同人) p.17)従って、バインダー結着樹脂成分の電解液に対する溶出度と膨潤度は相関性がない。   In general, it is known that even when an uncrosslinked polymer is dissolved in a solvent, the crosslinked polymer does not dissolve in the solvent but swells. That is, when solvent molecules enter the network structure of the polymer, the uncrosslinked polymer is dissolved by unraveling the network structure. However, in the case of the crosslinked polymer, the force of the polymer chain between the networks to shrink due to rubber-like elasticity is exerted. This is because it becomes a deterrent and cannot be dissolved. (Shinji Furukawa, “Polymer physical properties” (Chemical Doujinshi) p.17) Accordingly, the degree of dissolution of the binder resin component and the degree of swelling are not correlated.

ポリビニルアセタール系樹脂(A)は、ビニルエステルモノマー由来の構造単位(以下、ビニルエステル構造単位と称することがある)を含有する場合がある。かかるビニルエステル構造単位は、通常、ポリビニルアセタール系樹脂の前駆体であるビニルアルコール系樹脂に由来するものである。
ポリビニルアセタール系樹脂(A)におけるビニルエステル由来の構造単位は通常0〜5モル%である。好ましくは0〜3モル%であり、特に好ましくは0〜1モル%である。多すぎる場合電解液に溶出しやすくなり目的とする効果が得られにくい傾向がある。
The polyvinyl acetal resin (A) may contain a structural unit derived from a vinyl ester monomer (hereinafter sometimes referred to as a vinyl ester structural unit). Such vinyl ester structural units are usually derived from a vinyl alcohol resin that is a precursor of a polyvinyl acetal resin.
The structural unit derived from the vinyl ester in the polyvinyl acetal resin (A) is usually 0 to 5 mol%. Preferably it is 0-3 mol%, Most preferably, it is 0-1 mol%. When the amount is too large, it tends to be eluted into the electrolyte solution and the intended effect tends to be difficult to obtain.

ポリビニルアセタール系樹脂(A)の平均重合度は前駆体であるポリビニルアルコール系樹脂と同一である。かかるポリビニルアセタール系樹脂(A)の平均重合度(JIS K6726に準拠して測定)は、通常500以上である。好ましくは1000〜3000であり、特に好ましくは2500〜3000である。高すぎる場合バインダーの粘度が高くなりすぎて電極製造作業性が低下する傾向があり、低すぎる場合本発明の効果が効率よく得られにくい傾向がある。   The average degree of polymerization of the polyvinyl acetal resin (A) is the same as that of the polyvinyl alcohol resin as a precursor. The average degree of polymerization (measured in accordance with JIS K6726) of the polyvinyl acetal resin (A) is usually 500 or more. Preferably it is 1000-3000, Most preferably, it is 2500-3000. If it is too high, the viscosity of the binder tends to be too high and the electrode manufacturing workability tends to be lowered, and if it is too low, the effect of the present invention tends to be difficult to obtain efficiently.

ポリビニルアセタール系樹脂(A)の前駆体であるポリビニルアルコール系樹脂は、ポリビニルエステルをケン化することにより得ることができる。上記ビニルエステルとしては、例えば、ギ酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、バレリン酸ビニル、酪酸ビニル、イソ酪酸ビニル、ピバリン酸ビニル、カプリン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、安息香酸ビニル、バーサチック酸ビニル等が挙げられる。なかでも、経済性の観点から酢酸ビニルが好適である。   The polyvinyl alcohol resin which is a precursor of the polyvinyl acetal resin (A) can be obtained by saponifying the polyvinyl ester. Examples of the vinyl ester include vinyl formate, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl valelate, vinyl butyrate, vinyl isobutyrate, vinyl pivalate, vinyl caprate, vinyl laurate, vinyl stearate, vinyl benzoate, versatic. Examples thereof include vinyl acid. Of these, vinyl acetate is preferred from the viewpoint of economy.

上記ポリビニルアルコール系樹脂は、本発明の効果を損なわない範囲で、エチレン性不飽和単量体を共重合したものであってもよい。上記エチレン性不飽和単量体としては特に限定されず、例えば、プロピレン、イソプロピレン、ブチレン、イソブチレン、ペンチレン、へキシレン、シクロヘキシレン、シクロヘキシルエチレン、シクロヘキシルプロピレン等のα−オレフィン;3−ブテン−1−オール、4−ペンテン−1−オール、3−ブテン1,2ジオール、等のヒドロキシ基含有α−オレフィン類;さらにビニレンカーボネート類やアクリル酸、メタクリル酸、(無水)フタル酸、(無水)マレイン酸、(無水)イタコン酸、等の不飽和酸類あるいはその塩あるいはモノ又はジアルキルエステル、アクリロニトリル等のニトリル類、アクリルアミド、メタクリルアミド等のアミド類、エチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、メタアリルスルホン酸等のオレフィンスルホン酸あるいはその塩、3,4−ジヒドロキシ−1−ブテン、3,4−ジアセトキシ−1−ブテン等の3,4−ジアシロキシ−1−ブテン、3−アシロキシ−4−ヒドロキシ−1−ブテン、4−アシロキシ−3−ヒドロキシ−1−ブテン、3,4−ジアシロキシ−2−メチル−1−ブテン、4,5−ジヒドロキシ−1−ペンテン、4,5−ジアシロキシ−1−ペンテン、4,5−ジヒドロキシ−3−メチル−1−ペンテン、4,5−ジアシロキシ−3−メチル−1−ペンテン、5,6−ジヒドロキシ−1−ヘキセン、5,6−ジアシロキシ−1−ヘキセン、2−であるグリセリンモノアリルエーテル、2,3−ジアセトキシ−1−アリルオキシプロパン、2−アセトキシ−1−アリルオキシ−3−ヒドロキシプロパン、3−アセトキシ−1−アリルオキシ−2−ヒドロキシプロパン、グリセリンモノビニルエーテル、グリセリンモノイソプロペニルエーテルなどが挙げられる。ビニルエチレンカーボネートやビニルトリメトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、ビニルジメチルメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルメチルジエトキシシラン、ビニルジメチルエトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、アリルメチルジメトキシシラン、アリルジメチルメトキシシラン、アリルトリエトキシシラン、アリルメチルジエトキシシラン、アリルジメチルエトキシシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、ビニルイソブチルジメトキシシラン、ビニルエチルジメトキシシラン、ビニルメトキシジブトキシシラン、ビニルジメトキシブトキシシラン、ビニルトリブトキシシラン、ビニルメトキシジヘキシロキシシラン、ビニルジメトキシヘキシロキシシラン、ビニルトリヘキシロキシシラン、ビニルメトキシジオクチロキシシラン、ビニルジメトキシオクチロキシシラン、ビニルトリオクチロキシシラン、ビニルメトキシジラウリロキシシラン、ビニルジメトキシラウリロキシシラン、ビニルメトキシジオレイロキシシラン、ビニルジメトキシオレイロキシシラン等が挙げられる。また、チオール酢酸、メルカプトプロピオン酸等のチオール化合物の存在下で、酢酸ビニル等のビニルエステル系単量体とエチレンを共重合し、それをケン化することによって得られる末端変性ポリビニルアルコールも用いることができる。   The polyvinyl alcohol resin may be one obtained by copolymerizing an ethylenically unsaturated monomer as long as the effects of the present invention are not impaired. The ethylenically unsaturated monomer is not particularly limited, and examples thereof include α-olefins such as propylene, isopropylene, butylene, isobutylene, pentylene, hexylene, cyclohexylene, cyclohexylethylene, and cyclohexylpropylene; 3-butene-1 Hydroxy group-containing α-olefins such as ol, 4-penten-1-ol, 3-butene and 1,2 diols; vinylene carbonates, acrylic acid, methacrylic acid, (anhydrous) phthalic acid, (anhydrous) maleic Acids, unsaturated acids such as itaconic acid, etc. or salts thereof, mono- or dialkyl esters, nitriles such as acrylonitrile, amides such as acrylamide and methacrylamide, ethylene sulfonic acid, allyl sulfonic acid, methallyl sulfonic acid, etc. Olefin sulfo Acid or a salt thereof, 3,4-diasiloxy-1-butene such as 3,4-dihydroxy-1-butene, 3,4-diacetoxy-1-butene, 3-acyloxy-4-hydroxy-1-butene, 4 -Acyloxy-3-hydroxy-1-butene, 3,4-diacyloxy-2-methyl-1-butene, 4,5-dihydroxy-1-pentene, 4,5-diacyloxy-1-pentene, 4,5-dihydroxy Glycerol monoallyl which is -3-methyl-1-pentene, 4,5-diacyloxy-3-methyl-1-pentene, 5,6-dihydroxy-1-hexene, 5,6-diacyloxy-1-hexene Ether, 2,3-diacetoxy-1-allyloxypropane, 2-acetoxy-1-allyloxy-3-hydroxypropane, 3-acetoxy-1-ali Examples include luoxy-2-hydroxypropane, glycerin monovinyl ether, and glycerin monoisopropenyl ether. Vinylethylene carbonate, vinyltrimethoxysilane, vinylmethyldimethoxysilane, vinyldimethylmethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinylmethyldiethoxysilane, vinyldimethylethoxysilane, allyltrimethoxysilane, allylmethyldimethoxysilane, allyldimethylmethoxysilane, Allyltriethoxysilane, allylmethyldiethoxysilane, allyldimethylethoxysilane, vinyltris (β-methoxyethoxy) silane, vinylisobutyldimethoxysilane, vinylethyldimethoxysilane, vinylmethoxydibutoxysilane, vinyldimethoxybutoxysilane, vinyltributoxysilane , Vinylmethoxydihexyloxysilane, vinyldimethoxyhexyloxysilane, vinyltrihexyloxysilane Vinyl methoxydioctyloxysilane, vinyldimethoxyoctyloxysilane, vinyltrioctyloxysilane, vinylmethoxydilauryloxysilane, vinyldimethoxylauryloxysilane, vinylmethoxydioleoyloxysilane, vinyldimethoxyoleyloxysilane, etc. . Also use terminal-modified polyvinyl alcohol obtained by copolymerizing vinyl ester monomer such as vinyl acetate with ethylene in the presence of thiol compounds such as thiol acetic acid and mercaptopropionic acid, and saponifying it. Can do.

ビニルエステル系モノマーの重合は、公知の任意の重合法、例えば、溶液重合、懸濁重合、エマルジョン重合などにより行うことができる。得られた重合体のケン化についても、従来より行われている公知のケン化方法を採用することができる。すなわち共重合体をアルコール又は水/アルコール溶媒に溶解させた状態で、アルカリ触媒又は酸触媒を用いて行うことができる。前記アルカリ触媒としては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、ナトリウムメチラート、ナトリウムエチラート、カリウムメチラート、リチウムメチラート等のアルカリ金属の水酸化物やアルコラートを用いることができる。   Polymerization of the vinyl ester monomer can be carried out by any known polymerization method such as solution polymerization, suspension polymerization, emulsion polymerization and the like. For the saponification of the obtained polymer, a conventionally known saponification method can be employed. That is, it can be carried out using an alkali catalyst or an acid catalyst in a state where the copolymer is dissolved in alcohol or water / alcohol solvent. Examples of the alkali catalyst include alkali metal hydroxides and alcoholates such as potassium hydroxide, sodium hydroxide, sodium methylate, sodium ethylate, potassium methylate, and lithium methylate.

得られたポリビニルアルコール系樹脂をアルデヒド化合物を用いてアセタール化することでポリビニルアセタール系樹脂を製造する。かかるアセタール化反応は公知一般の条件で行えばよい。通常、ポリビニルアルコール系樹脂水溶液に酸触媒の存在下でアルデヒド化合物を配合し、アセタール化反応させる。アセタール化反応の進行に伴い、ポリビニルアセタール系樹脂粒子が析出し、以降不均一系で反応を進める方法が一般的に行われている。   A polyvinyl acetal resin is manufactured by acetalizing the obtained polyvinyl alcohol-type resin using an aldehyde compound. Such acetalization reaction may be performed under known general conditions. Usually, an aldehyde compound is blended with an aqueous polyvinyl alcohol resin solution in the presence of an acid catalyst to cause an acetalization reaction. With the progress of the acetalization reaction, a method in which polyvinyl acetal-based resin particles are precipitated and the reaction proceeds in a heterogeneous system is generally performed thereafter.

かかるアセタール化反応は、低温状態で開始することが好ましい。例えば、I)ポリビニルアルコール系樹脂水溶液を冷却し、酸と所定量のアルデヒド化合物を配合し、反応を開始する方法、II)ポリビニルアルコール系樹脂水溶液にアルデヒド化合物を配合し、冷却してから酸を配合して反応を開始する方法、III)ポリビニルアルコール系樹脂水溶液に酸を配合し、冷却してからアルデヒド化合物を配合して反応を開始する方法が挙げられる。
なお、通常ポリビニルアルコール系樹脂を含む水溶液を調整するにあたり、液を加温溶解することが好ましいが、上記I)〜III)においては特記しない限り、加温溶解後常温に冷却した水溶液を意味する。
Such acetalization reaction is preferably initiated at a low temperature. For example, I) a method in which an aqueous polyvinyl alcohol resin solution is cooled and an acid and a predetermined amount of an aldehyde compound are mixed to start the reaction. II) an aldehyde compound is mixed in an aqueous polyvinyl alcohol resin solution and cooled, and then the acid is added. The method of mix | blending and starting reaction, III) The method of mix | blending an acid with a polyvinyl alcohol-type resin aqueous solution, cooling, and mix | blending an aldehyde compound and starting reaction is mentioned.
In preparing an aqueous solution containing a polyvinyl alcohol-based resin, it is usually preferable to dissolve the solution by heating. In the above I) to III), unless otherwise specified, it means an aqueous solution cooled to room temperature after dissolution by heating. .

かかるアルデヒド化合物には、上記構造単位(2){および所望により(3)}に示す構造を与えるような化合物を用いる。すなわち構造単位(2)としては、ホルムアルデヒド(R1が水素)、アセトアルデヒド(R1が炭素数1のアルキル基)、ブチルアルデヒド(R1が炭素数3のアルキル基)、ペンチルアルデヒド(R1が炭素数4のアルキル基)、デカンアルデヒド(R1が炭素数9のアルキル基)であり、構造単位(3)としては、上記したアルデヒド化合物を用いる。
これら上記構造単位(2){および所望により(3)}となるアルデヒド化合物は、通常、上記a)およびb)におけるアルデヒド化合物配合時に、共に一括して配合する。必要に応じて、一方を冷却前に配合しておき、一方を冷却後に配合することも可能である。好ましくは、ポリビニルアルコール系樹脂を水に溶解し水溶液を調製し、これを5〜50℃まで冷却し、ここに記構造単位(2){および所望により(3)}となるアルデヒド化合物を配合し、次いで酸を配合することにより反応を開始するアセタール化法、である。
As such an aldehyde compound, a compound giving the structure shown in the structural unit (2) {and optionally (3)} is used. That is, as the structural unit (2), formaldehyde (R1 is hydrogen), acetaldehyde (R1 is a C1 alkyl group), butyraldehyde (R1 is a C3 alkyl group), pentylaldehyde (R1 is a C4 carbon group). Alkyl group) and decane aldehyde (R1 is an alkyl group having 9 carbon atoms), and the above-mentioned aldehyde compound is used as the structural unit (3).
These aldehyde compounds to be the structural unit (2) {and optionally (3)} are usually blended together at the time of blending the aldehyde compounds in the above a) and b). If necessary, one can be blended before cooling and one can be blended after cooling. Preferably, a polyvinyl alcohol-based resin is dissolved in water to prepare an aqueous solution, which is cooled to 5 to 50 ° C., and an aldehyde compound to be the structural unit (2) {and (3)} is blended therein if desired. Then, an acetalization method in which the reaction is started by blending an acid.

アセタール化反応に使用する酸としては、通常、塩酸、硫酸、硝酸などの無機酸やp−トルエンスルホン酸などの有機酸が挙げられ、これらは単独でまたは2種以上を混合して用いることができる。また、アセタール化反応後に得られる粉末状の反応生成物を中和するのに用いられるアルカリ化合物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属の水酸化物のほか、アンモニア、トリエチルアミン、ピリジンなどのアミン系化合物が挙げられる。   Examples of the acid used for the acetalization reaction include inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid and nitric acid, and organic acids such as p-toluenesulfonic acid. These may be used alone or in combination of two or more. it can. Alkali compounds used to neutralize the powdered reaction product obtained after the acetalization reaction include alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, as well as ammonia, triethylamine, and pyridine. And amine compounds such as

アセタール化反応は攪拌下に行うことが好ましい。また、アセタール化反応を完全に行うために、通常50〜80℃で反応を継続することが好ましい。アセタール化反応は通常1〜10時間行う。
アセタール化反応後に得られる粉末状の反応生成物を濾過し、アルカリ水溶液で中和した後、水洗、乾燥することにより、目的とするポリビニルアセタール系樹脂(A)が得られる。
The acetalization reaction is preferably performed with stirring. Moreover, in order to perform acetalization reaction completely, it is preferable to continue reaction normally at 50-80 degreeC. The acetalization reaction is usually performed for 1 to 10 hours.
The powdery reaction product obtained after the acetalization reaction is filtered, neutralized with an aqueous alkali solution, washed with water, and dried to obtain the intended polyvinyl acetal resin (A).

<溶媒(B)>
本発明のリチウムイオン二次電池電極用組成物は、溶媒(B)を含む。かかる溶媒(B)は、上記ポリビニルアセタール系樹脂(A)を溶解するものである。さらに、かかる溶媒(B)における水の含有量が特定少量、あるいは実質的に水を含まないものである。本発明の本発明のリチウムイオン二次電池電極用組成物における溶媒(B)中の水含有量は、20重量%未満であり、好ましくは10重量%未満であり、特に好ましくは5〜0重量%である。溶媒(B)が多量に水を含む場合、上記ポリビニルアセタール系樹脂(A)を完全に溶解し難くなる傾向がある。
<Solvent (B)>
The composition for lithium ion secondary battery electrodes of the present invention contains a solvent (B). Such solvent (B) dissolves the polyvinyl acetal resin (A). Furthermore, the content of water in the solvent (B) is a specific small amount or substantially free of water. The water content in the solvent (B) in the lithium ion secondary battery electrode composition of the present invention is less than 20% by weight, preferably less than 10% by weight, particularly preferably 5 to 0% by weight. %. When the solvent (B) contains a large amount of water, it tends to be difficult to completely dissolve the polyvinyl acetal resin (A).

かかる溶媒(B)としては、例えば、N−メチルピロリドン(NMP)、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、メチルホルムアミドなどのアミド系溶媒、ジメチルスルホキサイドなどのスルホキサイド、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−プロパノール等のアルコール系溶媒を用いることができる。取り扱いが容易で比較的安価という観点で好ましくはアミド系溶媒であり、特に好ましくはN−メチルピロリドンである。
溶媒(B)が上記のように水の含有量が特定少量、あるいは実質的に水を含まないことで、後述するように電極集電体に本発明の組成物を塗布後、乾燥させるときに、上記例示の溶媒を用いたときよりも多大なエネルギーを必要とするため経済的に不利となる傾向がある。好ましくは、溶媒(B)が実質的に水を含まないものである。
Examples of the solvent (B) include amide solvents such as N-methylpyrrolidone (NMP), dimethylformamide, dimethylacetamide, and methylformamide, sulfoxides such as dimethylsulfoxide, 1,1,1,3,3, Alcohol solvents such as 3-hexafluoro-2-propanol can be used. From the viewpoint of easy handling and relatively low cost, an amide solvent is preferable, and N-methylpyrrolidone is particularly preferable.
When the solvent (B) contains a specific amount of water as described above or substantially does not contain water, the composition of the present invention is applied to the electrode current collector and dried as described later. Since a larger amount of energy is required than when the above exemplified solvents are used, there is a tendency to be economically disadvantageous. Preferably, the solvent (B) is substantially free of water.

<活物質>
本発明のリチウムイオン二次電池電極用組成物は、活物質を含む。
かかる活物質は、リチウムイオン二次電池電極に用いられる、公知一般の活物資を用いることが可能である。
正極用活物質としては、例えば、オリビン型リン酸鉄リチウム、コバルト酸リチウム、マンガン酸リチウム、ニッケル酸リチウム、三元系ニッケルコバルトマンガン酸リチウム、リチウムニッケルコバルトアルミニウム複合酸化物等を用いることができる。
負極用活物質としては、炭素材料が好ましい。炭素材料としては、例えば、天然黒鉛、人造黒鉛、膨張黒鉛等の黒鉛系炭素材料(黒鉛)、カーボンブラック、活性炭、カーボンファイバー、コークス、ソフトカーボン、ハードカーボン等が挙げられる。特に、リチウム含有金属複合酸化物、炭素粉末、珪素粉末、錫粉末、またはこれらの混合物を用いる場合、本発明の効果が有効に発揮されるため好ましい。スラリー中の活物質の含有量は、10〜95重量%、20〜80重量%、好ましくは35〜65重量%である。
<Active material>
The composition for lithium ion secondary battery electrodes of the present invention contains an active material.
As such an active material, a known general active material used for a lithium ion secondary battery electrode can be used.
As the positive electrode active material, for example, olivine-type lithium iron phosphate, lithium cobaltate, lithium manganate, lithium nickelate, ternary nickel cobalt lithium manganate, lithium nickel cobalt aluminum composite oxide, or the like can be used. .
A carbon material is preferable as the negative electrode active material. Examples of the carbon material include graphite-based carbon materials (graphite) such as natural graphite, artificial graphite, and expanded graphite, carbon black, activated carbon, carbon fiber, coke, soft carbon, and hard carbon. In particular, it is preferable to use a lithium-containing metal composite oxide, carbon powder, silicon powder, tin powder, or a mixture thereof because the effects of the present invention are effectively exhibited. The content of the active material in the slurry is 10 to 95% by weight, 20 to 80% by weight, preferably 35 to 65% by weight.

活物質の平均粒子径は通常1〜100μmであり、より好ましくは1〜50μmであり、さらに好ましくは1〜25μmである。なお、活物質の平均粒子径は、レーザ回折式粒度分布測定(レーザ回折散乱法)により測定された値を採用するものとする。   The average particle diameter of the active material is usually 1 to 100 μm, more preferably 1 to 50 μm, and still more preferably 1 to 25 μm. In addition, the value measured by the laser diffraction type particle size distribution measurement (laser diffraction scattering method) shall be employ | adopted for the average particle diameter of an active material.

<その他成分>
本発明の電極用組成物には、上記活物質、バインダーの他、その他の一般的に電極用組成物に含まれるような公知の配合剤を含んでもよい。例えば、導電助剤、難燃助剤、増粘剤、消泡剤、レベリング剤、密着性付与剤等が挙げられる。特に導電助剤とは、導電性を向上させるために配合される配合物をいう。導電助剤としては、黒鉛、アセチレンブラックなどのカーボン粉末や、気相成長炭素繊維(VGCF)などの種々の炭素繊維などが挙げられる。
これらの成分の配合量は、公知の一般的な範囲であり、その配合比についても、リチウムイオン二次電池についての公知の知見を適宜参照することにより、調整されうる。
<Other ingredients>
The electrode composition of the present invention may contain other known ingredients such as those generally contained in the electrode composition in addition to the active material and the binder. For example, conductive aids, flame retardant aids, thickeners, antifoaming agents, leveling agents, adhesion promoters, and the like can be mentioned. In particular, the conductive auxiliary agent refers to a compound that is blended to improve conductivity. Examples of the conductive assistant include carbon powders such as graphite and acetylene black, and various carbon fibers such as vapor grown carbon fiber (VGCF).
The blending amounts of these components are within a known general range, and the blending ratio thereof can also be adjusted by appropriately referring to the known knowledge about lithium ion secondary batteries.

本発明のリチウムイオン二次電池電極用組成物には、本発明の効果を損なわない範囲において、他の結着性能や活物質分散能を有する樹脂、架橋剤、シランカップリング剤等を含んでも良い。他の結着性能や活物質分散能を有する樹脂の例としては、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルアセテート、セルロースアセテート、カルボキシメチルセルロースなどが挙げられる。
特に、バインダーとして構造単位(3)を有するポリビニルアセタール樹脂(A)を用いる場合、重合開始剤(C)を含有することが好ましい。
また、上記添加剤の他にも、接着剤の構成成分の製造原料等に含まれる不純物等が少量含有されたものであっても良い。
The composition for a lithium ion secondary battery electrode of the present invention may contain other binder performance or active material dispersibility resin, crosslinking agent, silane coupling agent, etc., as long as the effects of the present invention are not impaired. good. Examples of resins having other binding performance and active material dispersibility include polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, polyvinyl pyrrolidone, polyethylene oxide, polyvinyl acetate, cellulose acetate, carboxymethyl cellulose, and the like. It is done.
In particular, when the polyvinyl acetal resin (A) having the structural unit (3) is used as a binder, it is preferable to contain a polymerization initiator (C).
Further, in addition to the above additives, a small amount of impurities contained in the raw materials for producing the constituent components of the adhesive may be included.

上記、重合開始剤(C)としては、光重合開始剤(c1)、熱重合開始剤(c2)などが挙げられる。
上記光重合開始剤(c1)としては、例えば、ジエトキシアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、ベンジルジメチルケタール、4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル−(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−2−モルホリノ(4−チオメチルフェニル)プロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)ブタノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−[4−(1−メチルビニル)フェニル]プロパノンオリゴマー等のアセトフェノン類;ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾイン類;ベンゾフェノン、o−ベンゾイル安息香酸メチル、4−フェニルベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4′−メチル−ジフェニルサルファイド、3,3′,4,4′−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、2,4,6−トリメチルベンゾフェノン、4−ベンゾイル−N,N−ジメチル−N−[2−(1−オキソ−2−プロペニルオキシ)エチル]ベンゼンメタナミニウムブロミド、(4−ベンゾイルベンジル)トリメチルアンモニウムクロリド等のベンゾフェノン類;2−イソプロピルチオキサントン、4−イソプロピルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジクロロチオキサントン、1−クロロ−4−プロポキシチオキサントン、2−(3−ジメチルアミノ−2−ヒドロキシ)−3,4−ジメチル−9H−チオキサントン−9−オンメソクロリド等のチオキサントン類;2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニルフォスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチル−ペンチルフォスフィンオキサイド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド等のアシルフォスフォンオキサイド類;等が挙げられる。なお、これら光重合開始剤(c1)は、1種のみが単独で用いられてもよいし、2種以上が併用されてもよい。
Examples of the polymerization initiator (C) include a photopolymerization initiator (c1) and a thermal polymerization initiator (c2).
Examples of the photopolymerization initiator (c1) include diethoxyacetophenone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, benzyldimethyl ketal, 4- (2-hydroxyethoxy) phenyl- (2 -Hydroxy-2-propyl) ketone, 1-hydroxycyclohexyl phenylketone, 2-methyl-2-morpholino (4-thiomethylphenyl) propan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4- Acetophenones such as morpholinophenyl) butanone and 2-hydroxy-2-methyl-1- [4- (1-methylvinyl) phenyl] propanone oligomer; benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzoin isobutyl Ben such as ether Ins; benzophenone, methyl o-benzoylbenzoate, 4-phenylbenzophenone, 4-benzoyl-4'-methyl-diphenyl sulfide, 3,3 ', 4,4'-tetra (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, 2,4,6-trimethylbenzophenone, 4-benzoyl-N, N-dimethyl-N- [2- (1-oxo-2-propenyloxy) ethyl] benzenemethananium bromide, (4-benzoylbenzyl) trimethylammonium Benzophenones such as chloride; 2-isopropylthioxanthone, 4-isopropylthioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2,4-dichlorothioxanthone, 1-chloro-4-propoxythioxanthone, 2- (3-dimethylamino-2-hydroxy ) -3 Thioxanthones such as 4-dimethyl-9H-thioxanthone-9-one mesochloride; 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenylphosphine oxide, bis (2,6-dimethoxybenzoyl) -2,4,4-trimethyl- And acyl phosphine oxides such as pentylphosphine oxide and bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide. In addition, as for these photoinitiators (c1), only 1 type may be used independently and 2 or more types may be used together.

また、これらの助剤として、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、4,4′−ジメチルアミノベンゾフェノン(ミヒラーケトン)、4,4′−ジエチルアミノベンゾフェノン、2−ジメチルアミノエチル安息香酸、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸(n−ブトキシ)エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、4−ジメチルアミノ安息香酸2−エチルヘキシル、2,4−ジエチルチオキサンソン、2,4−ジイソプロピルチオキサンソン等を併用することも可能である。   These auxiliary agents include triethanolamine, triisopropanolamine, 4,4′-dimethylaminobenzophenone (Michler ketone), 4,4′-diethylaminobenzophenone, 2-dimethylaminoethylbenzoic acid, 4-dimethylaminobenzoic acid. Ethyl, 4-dimethylaminobenzoic acid (n-butoxy) ethyl, isoamyl 4-dimethylaminobenzoate, 2-ethylhexyl 4-dimethylaminobenzoate, 2,4-diethylthioxanthone, 2,4-diisopropylthioxanthone Etc. can be used in combination.

これらの中でも、ベンジルジメチルケタール、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンゾイルイソプロピルエーテル、4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オンを用いることが好ましい。   Among these, benzyl dimethyl ketal, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, benzoyl isopropyl ether, 4- (2-hydroxyethoxy) -phenyl (2-hydroxy-2-propyl) ketone, 2-hydroxy-2-methyl-1- It is preferable to use phenylpropan-1-one.

また、上記熱重合開始剤(c2)としては、例えば、メチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド、メチルシクロヘキサノンパーオキサイド、メチルアセトアセテートパーオキサイド、アセチルアセテートパーオキサイド、1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)−シクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−2−メチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−シクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロドデカン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)ブタン、2,2−ビス(4,4−ジ−t−ブチルパーオキシシクロヘキシル)プロパン、p−メンタンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、1,1,3,3−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、t−ヘキシルハイドロパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、α,α′−ビス(t−ブチルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン、ジクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、t−ブチルクミルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3、イソブチリルパーオキサイド、3,5,5−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ステアロイルパーオキサイド、スクシン酸パーオキサイド、m−トルオイルベンゾイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ジ−n−プロピルパーオキシジカーボネート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ビス(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジ−2−エトキシエチルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エトキシヘキシルパーオキシジカーボネート、ジ−3−メトキシブチルパーオキシジカーボネート、ジ−s−ブチルパーオキシジカーボネート、ジ(3−メチル−3−メトキシブチル)パーオキシジカーボネート、α,α′−ビス(ネオデカノイルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン、クミルパーオキシネオデカノエート、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシネオデカノエート、1−シクロヘキシル−1−メチルエチルパーオキシネオデカノエート、t−ヘキシルパーオキシネオデカノエート、t−ブチルパーオキシネオデカノエート、t−ヘキシルパーオキシピバレート、t−ブチルパーオキシピバレート、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノオエート、2,5−ジメチル−2,5−ビス(2−エチルヘキサノイルパーオキシ)ヘキサノエート、1−シクロヘキシル−1−メチルエチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ヘキシルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ブチルパーオキシマレート、t−ブチルパーオキシ−3,5,5−トリメトルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシラウレート、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシアセテート、t−ブチルパーオキシ−m−トルイルベンゾエート、t−ブチルパーオキシベンゾエート、ビス(t−ブチルパーオキシ)イソフタレート、2,5−ジメチル−2,5−ビス(m−トルイルパーオキシ)ヘキサン、t−ヘキシルパーオキシベンゾエート、2,5−ジメチル−2,5−ビス(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、t−ブチルパーオキシアリルモノカーボネート、t−ブチルトリメチルシリルパーオキサイド、3,3′,4,4′−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、2,3−ジメチル−2,3−ジフェニルブタン等の有機過酸化物系開始剤;2−フェニルアゾ−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル、1−[(1−シアノ−1−メチルエチル)アゾ]ホルムアミド、1,1′−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2′−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、2,2′−アゾビスイソブチロニトリル、2,2′−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2′−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)ジヒドロクロリド、2,2′−アゾビス(2−メチル−N−フェニルプロピオンアミジン)ジヒドロクロリド、2,2′−アゾビス[N−(4−クロロフェニル)−2−メチルプロピオンアミジン]ジヒドリドクロリド、2,2′−アゾビス[N−(4−ヒドロフェニル)−2−メチルプロピオンアミジン]ジヒドロクロリド、2,2′−アゾビス[2−メチル−N−(フェニルメチル)プロピオンアミジン]ジヒドロクロリド、2,2′−アゾビス[2−メチル−N−(2−プロペニル)プロピオンアミジン]ジヒドロクロリド、2,2′−アゾビス[N−(2−ヒドロキシエチル)−2−メチルプロピオンアミジン]ジヒドロクロリド、2,2′−アゾビス[2−(5−メチル−2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロリド、2,2′−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロリド、2,2′−アゾビス[2−(4,5,6,7−テトラヒドロ−1H−1,3−ジアゼピン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロリド、2,2′−アゾビス[2−(3,4,5,6−テトラヒドロピリミジン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロリド、2,2′−アゾビス[2−(5−ヒドロキシ−3,4,5,6−テトラヒドロピリミジン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロリド、2,2′−アゾビス[2−[1−(2−ヒドロキシエチル)−2−イミダゾリン−2−イル]プロパン]ジヒドロクロリド、2,2′−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]、2,2′−アゾビス[2−メチル−N−[1,1−ビス(ヒドロキシメチル)−2−ヒドロキシエチル]プロピオンアミド]、2,2′−アゾビス[2−メチル−N−[1,1−ビス(ヒドロキシメチル)エチル]プロピオンアミド]、2,2′−アゾビス[2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド]、2,2′−アゾビス(2−メチルプロピオンアミド)、2,2′−アゾビス(2,4,4−トリメチルペンタン)、2,2′−アゾビス(2−メチルプロパン)、ジメチル−2,2−アゾビス(2−メチルプロピオネート)、4,4′−アゾビス(4−シアノペンタン酸)、2,2′−アゾビス[2−(ヒドロキシメチル)プロピオニトリル]等のアゾ系開始剤;等が挙げられる。なお、これらの熱重合開始剤は、1種のみが単独で用いられてもよいし、2種以上が併用されてもよい。   Examples of the thermal polymerization initiator (c2) include methyl ethyl ketone peroxide, cyclohexanone peroxide, methyl cyclohexanone peroxide, methyl acetoacetate peroxide, acetyl acetate peroxide, 1,1-bis (t-hexyl peroxide). ) -3,3,5-trimethylcyclohexane, 1,1-bis (t-hexylperoxy) -cyclohexane, 1,1-bis (t-butylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane, 1, 1-bis (t-butylperoxy) -2-methylcyclohexane, 1,1-bis (t-butylperoxy) -cyclohexane, 1,1-bis (t-butylperoxy) cyclododecane, 1,1- Bis (t-butylperoxy) butane, 2,2-bis (4 -Di-t-butylperoxycyclohexyl) propane, p-menthane hydroperoxide, diisopropylbenzene hydroperoxide, 1,1,3,3-tetramethylbutyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, t-hexyl hydroper Oxide, t-butyl hydroperoxide, α, α′-bis (t-butylperoxy) diisopropylbenzene, dicumyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-bis (t-butylperoxy) hexane, t-Butyl cumyl peroxide, di-t-butyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-bis (t-butylperoxy) hexyne-3, isobutyryl peroxide, 3,5,5-trimethylhexa Noyl peroxide, octanoyl per Oxide, lauroyl peroxide, stearoyl peroxide, succinic acid peroxide, m-toluoyl benzoyl peroxide, benzoyl peroxide, di-n-propyl peroxydicarbonate, diisopropyl peroxydicarbonate, bis (4-t-butyl) (Cyclohexyl) peroxydicarbonate, di-2-ethoxyethyl peroxydicarbonate, di-2-ethoxyhexyl peroxydicarbonate, di-3-methoxybutyl peroxydicarbonate, di-s-butyl peroxydicarbonate, Di (3-methyl-3-methoxybutyl) peroxydicarbonate, α, α'-bis (neodecanoylperoxy) diisopropylbenzene, cumylperoxyneodecanoate, 1,1,3,3-te Lamethylbutyl peroxyneodecanoate, 1-cyclohexyl-1-methylethylperoxyneodecanoate, t-hexylperoxyneodecanoate, t-butylperoxyneodecanoate, t-hexylperoxy Pivalate, t-butylperoxypivalate, 1,1,3,3-tetramethylbutylperoxy-2-ethylhexanoate, 2,5-dimethyl-2,5-bis (2-ethylhexanoylper) Oxy) hexanoate, 1-cyclohexyl-1-methylethylperoxy-2-ethylhexanoate, t-hexylperoxy-2-ethylhexanoate, t-butylperoxy-2-ethylhexanoate, t- Hexyl peroxyisopropyl monocarbonate, t-butyl peroxyisobutyrate t-butyl peroxymalate, t-butyl peroxy-3,5,5-trimethylhexanoate, t-butyl peroxylaurate, t-butyl peroxyisopropyl monocarbonate, t-butyl peroxy-2 -Ethylhexyl monocarbonate, t-butyl peroxyacetate, t-butyl peroxy-m-toluylbenzoate, t-butyl peroxybenzoate, bis (t-butylperoxy) isophthalate, 2,5-dimethyl-2,5 -Bis (m-toluylperoxy) hexane, t-hexylperoxybenzoate, 2,5-dimethyl-2,5-bis (benzoylperoxy) hexane, t-butylperoxyallyl monocarbonate, t-butyltrimethylsilylper Oxide, 3,3 ', 4,4'-tetra Organic peroxide initiators such as (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone and 2,3-dimethyl-2,3-diphenylbutane; 2-phenylazo-4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile, 1- [(1-cyano-1-methylethyl) azo] formamide, 1,1′-azobis (cyclohexane-1-carbonitrile), 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile), 2,2′- Azobisisobutyronitrile, 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2'-azobis (2-methylpropionamidine) dihydrochloride, 2,2'-azobis (2-methyl- N-phenylpropionamidine) dihydrochloride, 2,2'-azobis [N- (4-chlorophenyl) -2-methylpropionamidine] Hydride chloride, 2,2'-azobis [N- (4-hydrophenyl) -2-methylpropionamidine] dihydrochloride, 2,2'-azobis [2-methyl-N- (phenylmethyl) propionamidine] dihydrochloride 2,2'-azobis [2-methyl-N- (2-propenyl) propionamidine] dihydrochloride, 2,2'-azobis [N- (2-hydroxyethyl) -2-methylpropionamidine] dihydrochloride, 2,2'-azobis [2- (5-methyl-2-imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride, 2,2'-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride, 2,2'-azobis [2- (4,5,6,7-tetrahydro-1H-1,3-diazepin-2-yl) Lopan] dihydrochloride, 2,2'-azobis [2- (3,4,5,6-tetrahydropyrimidin-2-yl) propane] dihydrochloride, 2,2'-azobis [2- (5-hydroxy-3 , 4,5,6-tetrahydropyrimidin-2-yl) propane] dihydrochloride, 2,2'-azobis [2- [1- (2-hydroxyethyl) -2-imidazolin-2-yl] propane] dihydrochloride 2,2'-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane], 2,2'-azobis [2-methyl-N- [1,1-bis (hydroxymethyl) -2-hydroxyethyl] ] Propionamide], 2,2'-azobis [2-methyl-N- [1,1-bis (hydroxymethyl) ethyl] propionamide], 2,2'-azobis [2-me Til-N- (2-hydroxyethyl) propionamide], 2,2'-azobis (2-methylpropionamide), 2,2'-azobis (2,4,4-trimethylpentane), 2,2'- Azobis (2-methylpropane), dimethyl-2,2-azobis (2-methylpropionate), 4,4'-azobis (4-cyanopentanoic acid), 2,2'-azobis [2- (hydroxymethyl ) Propionitrile] and the like; and the like. In addition, only 1 type may be used independently for these thermal polymerization initiators, and 2 or more types may be used together.

上記重合開始剤(C)の含有量は、上記ポリビニルアセタール系樹脂(A)100重量部に対して通常0.5〜20重量部であり、好ましくは0.8〜15重量部、さらに好ましくは1〜10重量部ある。上記重合開始剤(C)の含有量が少なすぎると、架橋反応の効率が上がりにくい傾向があり、多すぎると未反応物が架橋後の樹脂に悪影響を与える傾向がある。   The content of the polymerization initiator (C) is usually 0.5 to 20 parts by weight, preferably 0.8 to 15 parts by weight, more preferably 100 parts by weight of the polyvinyl acetal resin (A). 1 to 10 parts by weight. When there is too little content of the said polymerization initiator (C), there exists a tendency for the efficiency of a crosslinking reaction to raise easily, and when too large, there exists a tendency for an unreacted product to have a bad influence on resin after bridge | crosslinking.

〔電極用組成物の調製〕
上記バインダー、活物質、溶媒、所望によりその他成分を混合することにより、本発明のリチウムイオン二次電池電極用組成物を調製することができる。かかる混合には、攪拌機、脱泡機、ビーズミル、高圧ホモジナイザー等を利用することができる。また、電極用組成物の調製は、減圧下で行うことが好ましい。これにより、得られる活物質層内に気泡が生じることを防止することができる。
(Preparation of electrode composition)
The lithium ion secondary battery electrode composition of the present invention can be prepared by mixing the binder, active material, solvent, and other components as required. For such mixing, a stirrer, a defoamer, a bead mill, a high-pressure homogenizer, or the like can be used. Moreover, it is preferable to perform preparation of the composition for electrodes under reduced pressure. Thereby, it can prevent that a bubble arises in the active material layer obtained.

本発明のリチウムイオン二次電池電極用組成物における活物質とポリビニルアセタール系樹脂(A)との含有比率は、活物質100重量部に対して、ポリビニルアセタール系樹脂(A)が、通常0.1〜10重量部であり、好ましくは0.1〜5重量部、特に好ましくは0.1〜4重量部である。ポリビニルアセタール系樹脂(A)の含有量が高くなりすぎると、活物質層に不活性な部分が多くなり、内部抵抗が増大することになったり、重量エネルギー密度等が低くなる傾向がある。一方、少なすぎると、所望の結着力が得られず、活物質が脱落しやすくなったり、集電体から剥がれやすくなり、電池性能が低下する傾向がある。   The content ratio of the active material and the polyvinyl acetal resin (A) in the composition for a lithium ion secondary battery electrode of the present invention is generally 0. 0% by weight for the polyvinyl acetal resin (A) with respect to 100 parts by weight of the active material. 1 to 10 parts by weight, preferably 0.1 to 5 parts by weight, particularly preferably 0.1 to 4 parts by weight. If the content of the polyvinyl acetal resin (A) is too high, there are many inactive portions in the active material layer, and the internal resistance tends to increase, and the weight energy density tends to decrease. On the other hand, if the amount is too small, a desired binding force cannot be obtained, and the active material tends to fall off or easily peel off from the current collector, which tends to lower the battery performance.

本発明のリチウムイオン二次電池電極用組成物に含まれる樹脂固形分中のポリビニルブチラール樹脂(A)の含有量は、通常50〜100重量%であり、好ましくは70〜100重量%であり、さらに好ましくは80〜100重量%である。かかる値が低すぎると、本発明の効果が効率的に得られにくい傾向がある。また、電極用組成物中の樹脂固形分濃度は、ケットで測定した値で通常0.5〜18重量%であり、好ましくは1〜15重量%であり、さらに好ましくは1〜12重量%である。かかる値が低すぎると電極作成時に大量の溶媒(B)を除去する必要があって経済性が低下する傾向があり、高すぎると電極作成時に作業効率が低下したり、電極密度の制御の精度が低下したりする傾向がある。   The content of the polyvinyl butyral resin (A) in the resin solid content contained in the composition for lithium ion secondary battery electrodes of the present invention is usually 50 to 100% by weight, preferably 70 to 100% by weight, More preferably, it is 80 to 100% by weight. If this value is too low, the effects of the present invention tend to be difficult to obtain efficiently. The resin solid content concentration in the electrode composition is usually 0.5 to 18% by weight, preferably 1 to 15% by weight, more preferably 1 to 12% by weight, as measured with a ket. is there. If this value is too low, it is necessary to remove a large amount of the solvent (B) at the time of electrode preparation, which tends to reduce the economic efficiency. If it is too high, work efficiency will be reduced at the time of electrode preparation, and the accuracy of electrode density control There is a tendency to decrease.

本発明のリチウムイオン二次電池電極用組成物は、通常スラリー状である。以上のようにして調製される電極用組成物を、集電体上に塗布する等して電極(層)を形成する。これを乾燥することにより電極を製造することができる。また、重合開始剤(C)を電極用組成物含有させる場合は、後述するように、熱または光にてポリビニルアセタール系樹脂(A)を架橋することが好ましい。   The composition for a lithium ion secondary battery electrode of the present invention is usually in a slurry form. An electrode (layer) is formed by applying the electrode composition prepared as described above onto a current collector. An electrode can be manufactured by drying this. Moreover, when making a polymerization initiator (C) contain the composition for electrodes, it is preferable to bridge | crosslink a polyvinyl acetal type resin (A) with a heat | fever or light so that it may mention later.

電極に用いられる集電体としては、リチウムイオン二次電池の電極の集電体として用いられているものを使用できる。具体的には、負極の集電体としては、銅、ニッケルといった金属箔、エッチング金属箔、エキスパンドメタルなどが用いられる。正極の集電体としては、アルミニウム、銅、ニッケル、タンタル、ステンレス、チタン等の金属材料が挙げられ、目的とする蓄電デバイスの種類に応じて適宜選択して用いることができる。   As the current collector used for the electrode, those used as the current collector of the electrode of the lithium ion secondary battery can be used. Specifically, a metal foil such as copper or nickel, an etching metal foil, an expanded metal, or the like is used as the negative electrode current collector. Examples of the current collector for the positive electrode include metal materials such as aluminum, copper, nickel, tantalum, stainless steel, and titanium, which can be appropriately selected and used according to the type of the target power storage device.

電極用組成物を集電体に塗布する方法としては、押し出しコーター法、ドクターブレード法、リバースロール法、コンマバー法、グラビヤ法、エアーナイフ法、アプリケーター法等が挙げられる。
電極形成後の乾燥条件としては、処理温度が通常20〜250℃であり、50〜150℃であることがより好ましい。また、処理時間は通常1〜120分間であり、5〜60分間であることがより好ましい。
得られる電極層の厚さは、通常20〜500μmであり、より好ましくは20〜300μmであり、さらに好ましくは20〜150μmである。
Examples of the method of applying the electrode composition to the current collector include an extrusion coater method, a doctor blade method, a reverse roll method, a comma bar method, a gravure method, an air knife method, and an applicator method.
As drying conditions after electrode formation, the processing temperature is usually 20 to 250 ° C, and more preferably 50 to 150 ° C. Moreover, processing time is 1 to 120 minutes normally, and it is more preferable that it is 5 to 60 minutes.
The thickness of the obtained electrode layer is usually 20 to 500 μm, more preferably 20 to 300 μm, and further preferably 20 to 150 μm.

重合開始剤(C)を含有する場合、かかる電極(層)を熱または光に晒し、バインダーであるポリビニルアセタール系樹脂(A)を架橋することで、一層効果を発揮した電極が得られる。必要に応じて、集電体上に電極を形成した後にプレスし、架橋反応前に樹脂密度を上げることが好ましい。
光で架橋反応を行う場合、通常、紫外線照射、電子線照射などの方法を採用できる。経済性と生産性の観点から紫外線照射という方法を採用することが好ましい。紫外線照射は、キセノンランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプなどを用いることが出来る。高圧水銀灯を使用する場合、80〜240W/cmのエネルギーを有するランプ1灯に対して搬送速度5〜60m/分で硬化させるのが好ましい。光で架橋反応をさせた後、さらに熱での架橋反応をさせると、開始剤を効率的に使用できて好ましい。
熱で架橋反応を行う場合、通常、20℃〜250℃の処理温度にて、通常、1〜120分間処理する。より好ましくは50〜150℃にて5〜60分反応させるという方法が好ましい。
熱で架橋反応を行う場合、上記電極形成後の乾燥処理時に、同時に硬化させることが出来るため好ましい。
When the polymerization initiator (C) is contained, the electrode (layer) is exposed to heat or light, and the polyvinyl acetal resin (A) as a binder is crosslinked to obtain an electrode that exhibits further effects. If necessary, it is preferable to press after forming an electrode on the current collector to increase the resin density before the crosslinking reaction.
When the crosslinking reaction is performed with light, methods such as ultraviolet irradiation and electron beam irradiation can usually be employed. From the viewpoints of economy and productivity, it is preferable to adopt a method called ultraviolet irradiation. For the ultraviolet irradiation, a xenon lamp, a high-pressure mercury lamp, an ultra-high pressure mercury lamp, a metal halide lamp, or the like can be used. When using a high-pressure mercury lamp, it is preferable to cure at a conveying speed of 5 to 60 m / min for one lamp having an energy of 80 to 240 W / cm. It is preferable to perform a crosslinking reaction with heat after the crosslinking reaction with light, because the initiator can be used efficiently.
When performing a crosslinking reaction with heat, it is usually treated at a treatment temperature of 20 ° C. to 250 ° C. for 1 to 120 minutes. More preferably, a method of reacting at 50 to 150 ° C. for 5 to 60 minutes is preferable.
In the case where the crosslinking reaction is carried out by heat, it can be cured at the same time during the drying treatment after the electrode is formed, which is preferable.

本発明のリチウムイオン二次電池電極用組成物は、バインダーであるポリビニルアセタール系樹脂(A)が未架橋の状態で活物質と集電体とを接合し(すなわち目的とする電極を形成し)、乾燥し、場合によっては熱や光を加えてポリビニルアセタール系樹脂(A)を架橋させることが好ましい。
活物質と集電体とを接合する前に架橋反応を行った場合、活物質と集電体を良好に接着できない傾向がある。
The composition for a lithium ion secondary battery electrode of the present invention joins an active material and a current collector (that is, forms a target electrode) in a state where the polyvinyl acetal resin (A) as a binder is uncrosslinked. It is preferable that the polyvinyl acetal resin (A) is crosslinked by drying and optionally applying heat or light.
When a cross-linking reaction is performed before joining the active material and the current collector, there is a tendency that the active material and the current collector cannot be favorably bonded.

[電極の説明]
本発明のリチウムイオン二次電池電極用組成物を用いて得られる電極は、以下の特性を有する。
[Description of electrode]
The electrode obtained using the composition for lithium ion secondary battery electrodes of the present invention has the following characteristics.

本発明のリチウムイオン二次電池電極用組成物を用いて作成した電極におけるバインダーの損失弾性率極大点温度は、通常70〜100℃であり、さらには80〜100℃、特には85〜100℃である。
また、ポリビニルアセタール系樹脂(A)が架橋基を含み、これを架橋した場合、バインダーの架橋密度は、通常5×10−5〜5×10−4mol/cmであり、さらには1×10−4〜4×10−4mol/cmである。
かかる損失弾性率極大点温度および架橋密度は、以下のように測定する。
バインダーのフィルム(25×5×0.02〜0.05mm)を、アイティ計測制御株式会社製動的粘弾性測定装置 DVA-225 を用い、JIS K-7244-4 に従って、測定周波数 10Hz にて損失弾性率と温度の関係を測定する。
室温以上で損失弾性率が極大を示した後に急減する箇所にて、極大を示した温度を 損失弾性率極大点とする。
バインダー成分の架橋密度を求める場合、架橋基を有さないバインダーのフィルムにおける損失弾性率極大点温度を、Tg0とする。また、ポリビニルアセタール系樹脂(A)が架橋基を有するバインダーの架橋後のフィルムにおける損失弾性率極大点温度を、Tgとする。
かかる損失弾性率極大点温度Tg、Tg0を元に、下記Nielsenの経験式から架橋密度を算出する。
(Nielsen の経験式)
Tg-Tg0=3.9×10-4×ν
Tg :架橋反応を行ったバインダーフィルムの損失弾性率極大点温度
Tg0:架橋基を有さないバインダーフィルムの損失弾性率極大点温度
ν :架橋密度 (mol/cm3)
The loss elastic modulus maximum point temperature of the binder in the electrode prepared using the lithium ion secondary battery electrode composition of the present invention is usually 70 to 100 ° C, more preferably 80 to 100 ° C, and particularly 85 to 100 ° C. It is.
Moreover, when a polyvinyl acetal type resin (A) contains a crosslinking group and this is bridge | crosslinked, the crosslinking density of a binder is 5 * 10 < -5 > -5 * 10 < -4 > mol / cm < 3 > normally, Furthermore, 1 * 10 −4 to 4 × 10 −4 mol / cm.
The loss elastic modulus maximum point temperature and the crosslinking density are measured as follows.
Binder film (25 x 5 x 0.02 to 0.05 mm) was lost at a measurement frequency of 10 Hz according to JIS K-7244-4 using a dynamic viscoelasticity measuring device DVA-225 manufactured by IT Measurement Control Co., Ltd. Measure the relationship between elastic modulus and temperature.
The temperature at which the loss elastic modulus rapidly decreases after the loss elastic modulus reaches a maximum at room temperature or higher is defined as the loss elastic modulus maximum point.
When obtaining the crosslinking density of the binder component, the loss elastic modulus maximum point temperature in the film of the binder having no crosslinking group is defined as Tg0. Moreover, the loss elastic modulus maximum point temperature in the film after the crosslinking of the binder in which the polyvinyl acetal resin (A) has a crosslinking group is defined as Tg.
Based on the loss modulus maximum point temperatures Tg and Tg0, the crosslinking density is calculated from the following Nielsen empirical formula.
(Nielsen's empirical formula)
Tg−Tg0 = 3.9 × 10 −4 × ν
Tg: Loss modulus maximum point temperature of binder film subjected to crosslinking reaction Tg0: Loss modulus maximum point temperature v of binder film having no crosslinking group ν: Crosslink density (mol / cm 3 )

本発明のリチウムイオン二次電池電極用組成物を用いて作成した電極におけるバインダーの電解液膨潤度は通常0〜20%であり、0〜10%であることが好ましく、特に好ましくは0〜5%である。
かかる膨潤度とは、バインダーの100mm×15mm×20〜50μmのフィルム(バインダーたるポリビニルアセタール系樹脂(A)が架橋基を有し、架橋する場合は架橋後)を用い、120℃で4時間減圧乾燥させ、その重量を測定する(W0(g))。このフィルムを所定の電解液約10gに23℃で浸漬し、恒量になるまで保つ。その後、取り出して、このフィルム表面を濾紙で軽く拭き、重量を測定する(W1(g))。それらから、下式に従って、電解液膨潤度を算出する。
電解液膨潤度(%)=((W1−W0)/W0)×100
The degree of swelling of the electrolyte in the binder in the electrode prepared using the composition for a lithium ion secondary battery electrode of the present invention is usually 0 to 20%, preferably 0 to 10%, particularly preferably 0 to 5%. %.
The degree of swelling is 100 mm × 15 mm × 20 to 50 μm of a binder (when the polyvinyl acetal resin (A) as a binder has a crosslinking group and is crosslinked, after crosslinking), the pressure is reduced at 120 ° C. for 4 hours. Dry and measure the weight (W0 (g)). This film is immersed in about 10 g of a predetermined electrolyte at 23 ° C. and kept until a constant weight is reached. Thereafter, the film is taken out, the surface of the film is gently wiped with filter paper, and the weight is measured (W1 (g)). From them, the degree of swelling of the electrolyte is calculated according to the following formula.
Electrolyte swelling degree (%) = ((W1−W0) / W0) × 100

本発明のリチウムイオン二次電池電極用組成物を用いて作成した電極におけるバインダーの電解液膨潤度は、用いる電解液にも依るが、通常0〜20%であり、0〜10%であることが好ましく、特に好ましくは0〜5%である。
かかる膨潤度とは、バインダーの100mm×15mm×20〜50μmのフィルム(バインダーたるポリビニルアセタール系樹脂(A)が架橋基を有し、架橋する場合は架橋後)を用い、120℃で4時間減圧乾燥させ、その重量を測定する(W(g))。このフィルムを所定の電解液約10gに23℃で浸漬し、恒量になるまで保つ。その後、取り出して、このフィルム表面を濾紙で軽く拭き、重量を測定する(W(g))。それらから、下式に従って、電解液膨潤度を算出する。
電解液膨潤度(%)=((W1−W0)/W0)×100
The degree of swelling of the electrolyte in the binder in the electrode prepared using the lithium ion secondary battery electrode composition of the present invention is usually 0 to 20% and 0 to 10%, although it depends on the electrolyte used. Is preferable, and 0 to 5% is particularly preferable.
The degree of swelling is 100 mm × 15 mm × 20 to 50 μm of a binder (when the polyvinyl acetal resin (A) as a binder has a crosslinking group and is crosslinked, after crosslinking), the pressure is reduced at 120 ° C. for 4 hours. Dry and measure the weight (W 0 (g)). This film is immersed in about 10 g of a predetermined electrolyte at 23 ° C. and kept until a constant weight is reached. Thereafter, the film is taken out, the surface of the film is gently wiped with a filter paper, and the weight is measured (W 1 (g)). From them, the degree of swelling of the electrolyte is calculated according to the following formula.
Electrolytic solution swelling degree (%) = ((W 1 −W 0 ) / W 0 ) × 100

また、本発明のリチウムイオン二次電池電極用組成物を用いて作成した電極におけるバインダーの弾性率は浸漬する電解液にも依るが、通常0.5〜5GPaであり、さらには1〜4GPaであり、特には2〜3GPaである。
かかる弾性率は、以下のように測定する。まず、バインダーの100mm×15mm×20〜50μmのフィルム(ポリビニルアセタール系樹脂(A)が架橋基を有し、架橋する場合は架橋後)を電解液約10gに23℃で浸漬し、恒量になるまで保つ。その後、取り出して、このフィルム表面を濾紙で軽く拭き、23℃、50RH% にて、
JIS K-7161 10.3 に従って弾性率を求める。
Moreover, although the elasticity modulus of the binder in the electrode created using the composition for lithium ion secondary battery electrodes of this invention is dependent also on the electrolyte solution to immerse, it is 0.5-5 GPa normally, Furthermore, it is 1-4 GPa. Yes, especially 2-3 GPa.
Such elastic modulus is measured as follows. First, a 100 mm × 15 mm × 20-50 μm binder film (polyvinyl acetal resin (A) has a crosslinkable group and, after crosslinking) is immersed in about 10 g of an electrolytic solution at 23 ° C. to obtain a constant weight. Keep up. Then, take it out, wipe the surface of the film lightly with filter paper, and at 23 ° C. and 50 RH%.
Obtain the elastic modulus according to JIS K-7161 10.3.

[リチウムイオン二次電池]
上記のようにして作製される電極を備えたリチウムイオン二次電池について、説明する。
[Lithium ion secondary battery]
The lithium ion secondary battery provided with the electrode produced as described above will be described.

リチウムイオン二次電池の電解液としては、リチウム塩を溶解する非プロトン性極性溶媒が用いられる。例えば、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、メチルプロピルカーボネート、イソプロピルメチルカーボネート、エチルプロピルカーボネート、イソプロピルエチルカーボネート、ブチルメチルカーボネート、ブチルエチルカーボネート、ジプロピルカーボネート等の鎖状炭酸エステル系溶媒、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート等の環状炭酸エステル系溶媒、クロロエチレンカーボネート、トリフルオロプロピレンカーボネート等のハロゲン含有環状炭酸エステル系溶媒等の炭酸エステル系溶媒、エチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル等のエーテル系溶媒、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、スルホラン、3−メチルスルホラン、2,4−ジメチルスルホラン、1,3−ジオキソラン等の複素環状化合物系溶媒、酢酸メチル、酢酸エチル、ギ酸メチル、ギ酸エチル等のカルボン酸エステル溶媒などが挙げられる。これら溶媒は通常炭素数2〜15、好ましくは炭素数3〜10、特に好ましくは炭素数3〜8である。これらは単独でも用いられるが、混合して用いることが好ましい。
特に電解液が炭酸エステル系溶媒を含む場合、本発明の効果が有効に得られる傾向がある。上記電解液は高誘電率・高沸点であるエチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等、炭素数1〜10の環状炭酸エステル系溶媒に、低粘性率溶媒であるジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネート等、炭素数3〜10の鎖状炭酸エステル系溶媒を含有させて用いられることが多い。
As an electrolytic solution of the lithium ion secondary battery, an aprotic polar solvent that dissolves a lithium salt is used. For example, chain carbonate solvents such as diethyl carbonate, dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, methyl propyl carbonate, isopropyl methyl carbonate, ethyl propyl carbonate, isopropyl ethyl carbonate, butyl methyl carbonate, butyl ethyl carbonate, dipropyl carbonate, ethylene carbonate , Cyclic carbonate solvents such as propylene carbonate and butylene carbonate, carbonate solvents such as halogen-containing cyclic carbonate solvents such as chloroethylene carbonate and trifluoropropylene carbonate, ether solvents such as ethylene glycol dimethyl ether and propylene glycol dimethyl ether , Γ-butyrolactone, tetrahydrofuran, 2-methyltetra Examples include heterocyclic compound solvents such as drofuran, sulfolane, 3-methylsulfolane, 2,4-dimethylsulfolane, 1,3-dioxolane, and carboxylic acid ester solvents such as methyl acetate, ethyl acetate, methyl formate, and ethyl formate. . These solvents usually have 2 to 15 carbon atoms, preferably 3 to 10 carbon atoms, and particularly preferably 3 to 8 carbon atoms. These may be used alone, but are preferably mixed and used.
In particular, when the electrolytic solution contains a carbonate ester solvent, the effects of the present invention tend to be obtained effectively. The electrolyte is a high-permittivity / high-boiling point ethylene carbonate, propylene carbonate, or other cyclic carbonate ester solvent having 1 to 10 carbon atoms, low viscosity solvent such as dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, diethyl carbonate, carbon It is often used by containing a chain carbonate ester solvent of several 3 to 10.

電解質のリチウム塩としては、LiClO4 、LiPF6 、LiBF4 、LiAsF6、LiCl、LiBr等の無機塩や、LiCF3SO3 、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2252 、LiC(SO2CF3)3、LiN(SO3CF32等の有機塩など、非水電解液の電解質として常用されているものを用いればよい。これらのなかでもLiPF6 、LiBF4 又はLiClO4を用いるのが好ましい。 Examples of the lithium salt of the electrolyte include inorganic salts such as LiClO 4 , LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiCl, and LiBr, LiCF 3 SO 3 , LiN (SO 2 CF 3 ) 2 , LiN (SO 2 C 2 F 5 ) 2 , organic salts such as LiC (SO 2 CF 3 ) 3 , LiN (SO 3 CF 3 ) 2, etc., which are commonly used as electrolytes for non-aqueous electrolytes may be used. Of these, LiPF 6 , LiBF 4 or LiClO 4 is preferably used.

セパレータとしては、特に限定しないが、ポリオレフィンの不織布や多孔性フィルムなどを用いることができる。   Although it does not specifically limit as a separator, The nonwoven fabric of polyolefin, a porous film, etc. can be used.

二次電池の構造としては、特に限定されず、積層型(扁平型)電池、巻回型(円筒型)電池など、従来公知のいずれの形態・構造にも適用し得る。また、リチウムイオン二次電池内の電気的な接続形態(電極構造)については、(内部並列接続タイプ)電池および双極型(内部直列接続タイプ)電池のいずれにも適用し得る。   The structure of the secondary battery is not particularly limited, and can be applied to any conventionally known form / structure such as a stacked (flat) battery or a wound (cylindrical) battery. In addition, the electrical connection form (electrode structure) in the lithium ion secondary battery can be applied to both (internal parallel connection type) batteries and bipolar (internal series connection type) batteries.

以上のようにして得られるリチウムイオン二次電池は、本発明の電極用組成物を用いたことに基づき、活物質同士、及び、活物質と集電体が充放電を繰り返しても良好に接着し、かつバインダー成分が電解液に膨潤し難いため、良好な出力特性を有する。   The lithium ion secondary battery obtained as described above is based on the use of the electrode composition of the present invention, and adheres well even if the active materials and the active material and the current collector are repeatedly charged and discharged. In addition, since the binder component hardly swells in the electrolytic solution, it has good output characteristics.

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例の記載に限定されるものではない。
尚、例中「部」「%」とあるのは、断りのない限り重量基準を意味する。また、「v」は体積基準を意味する。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated concretely, this invention is not limited to description of a following example.
In the examples, “parts” and “%” mean weight basis unless otherwise specified. “V” means volume reference.

〔測定評価方法〕
はじめに、以下の実施例で採用した測定評価方法について説明する。
[Measurement evaluation method]
First, the measurement evaluation method employed in the following examples will be described.

(1)電解液膨潤度の測定
ポリビニルアセタール系樹脂(A)を100×15×0.02〜0.05mmのフィルム状とし、120℃で4時間0.005MPa以下で乾燥させ、その重量を測定した(W0(g))。次に、このフィルムを所定の電解液約10gに23℃で浸漬し、恒量になるまで保った。その後、取り出して、このフィルム表面を濾紙で軽く拭き、重量を測定した(W1(g))。それらから、下式に従って、電解液膨潤度を算出した。
電解液膨潤度(%)=((W1−W0)/W0)×100
電解液として、ジエチルカーボネート、プロピレンカーボネートを用いた。
(1) Measurement of electrolyte swelling degree Polyvinyl acetal resin (A) is formed into a film of 100 × 15 × 0.02-0.05 mm, dried at 120 ° C. for 4 hours at 0.005 MPa or less, and its weight is measured. (W0 (g)). Next, this film was immersed in about 10 g of a predetermined electrolytic solution at 23 ° C. and kept until a constant weight was reached. Thereafter, the film was taken out, the surface of the film was lightly wiped with filter paper, and the weight was measured (W1 (g)). From these, the degree of swelling of the electrolyte was calculated according to the following formula.
Electrolyte swelling degree (%) = ((W1−W0) / W0) × 100
Diethyl carbonate and propylene carbonate were used as the electrolytic solution.

(2)電解液溶出度の測定
上記電解液膨潤度測定を終えたフィルムを120℃、0.005MPa以下、4時間の条件で乾燥して重量測定した(W2(g))。
電解液溶出度(%)=(W0-W2)/W0×100
(2) Measurement of electrolyte solution elution degree The film after the electrolyte solution swelling degree measurement was dried at 120 ° C. and 0.005 MPa or less for 4 hours and weighed (W2 (g)).
Electrolytic solution elution degree (%) = (W0-W2) / W0 × 100

(3)膨潤フィルムの弾性率測定
ポリビニルアセタール系樹脂(A)を100×15×0.02〜0.05mmのフィルム状とし、所定の電解液約10gに23℃で浸漬し、恒量になるまで保った。その後、取り出して、このフィルム表面を濾紙で軽く拭き、23℃ 50RH% にて、株式会社島津製作所製オートグラフ AG-IS を用い、JIS K-7161 に従って求めた。
電解液としてジエチルカーボネート、プロピレンカーボネートを用いた。
(3) Measurement of elastic modulus of swollen film Polyvinyl acetal resin (A) is formed into a film of 100 × 15 × 0.02 to 0.05 mm, immersed in about 10 g of a predetermined electrolytic solution at 23 ° C., until a constant weight is obtained. Kept. Thereafter, the film surface was taken out and lightly wiped with a filter paper, and the film surface was determined according to JIS K-7161 using Autograph AG-IS manufactured by Shimadzu Corporation at 23 ° C. and 50 RH%.
Diethyl carbonate and propylene carbonate were used as the electrolytic solution.

[実施例1]<ポリビニルアセタール樹脂(A)の合成>
ポリビニルアルコール樹脂(JIS K6726で測定した重合度2600、けん化度99.5モル%)の6重量%水溶液を調整した。かかる水溶液670部を10℃に冷却し、塩酸(濃度35重量%)4.2部を加えた。
これを攪拌しながら、ブチルアルデヒド3.3部を10分掛けて滴下し、1時間攪拌を続けた。ここに塩酸24.5部(濃度35重量%)を10分掛けて滴下した。その後25℃に昇温し、30分攪拌を続けた後、60℃に昇温して6時間攪拌し、アセタール化反応を行った。
この反応液を炭酸ナトリウムで中和し、生成した沈殿を水でよく洗浄、乾燥させて、架橋基を有するポリビニルアセタール樹脂の淡黄色固体を得た。
得られたポリビニルアセタール樹脂をDMSO−D6に溶解し、1H−NMRの積分比からアセタール化度、架橋基変性度を求めた。得られたポリビニルアセタール樹脂の化学式(1)で示す構造単位含有量は91モル%であり、化学式(2)で示す構造単位(R1が炭素数3のアルキル基である)のアセタール化度は9モル%であった。
[Example 1] <Synthesis of polyvinyl acetal resin (A)>
A 6% by weight aqueous solution of a polyvinyl alcohol resin (degree of polymerization 2600 measured by JIS K6726, degree of saponification 99.5 mol%) was prepared. 670 parts of this aqueous solution was cooled to 10 ° C., and 4.2 parts of hydrochloric acid (concentration 35% by weight) was added.
While stirring this, 3.3 parts of butyraldehyde was added dropwise over 10 minutes, and stirring was continued for 1 hour. To this, 24.5 parts of hydrochloric acid (concentration 35% by weight) was added dropwise over 10 minutes. Thereafter, the temperature was raised to 25 ° C. and stirring was continued for 30 minutes, and then the temperature was raised to 60 ° C. and stirred for 6 hours to perform an acetalization reaction.
The reaction solution was neutralized with sodium carbonate, and the resulting precipitate was thoroughly washed with water and dried to obtain a light yellow solid polyvinyl acetal resin having a crosslinking group.
The obtained polyvinyl acetal resin was dissolved in DMSO-D6, and the degree of acetalization and the degree of crosslinking group modification were determined from the integral ratio of 1H-NMR. The structural unit content of the obtained polyvinyl acetal resin represented by the chemical formula (1) is 91 mol%, and the degree of acetalization of the structural unit represented by the chemical formula (2) (R1 is an alkyl group having 3 carbon atoms) is 9 Mol%.

<ポリビニルアセタール樹脂(A)フィルムの作成>
バインダーとして、上記のようにして得られたポリビニルアセタール樹脂(A)を用い、上記ポリビニルアセタール樹脂(A)8部をN−メチルピロリドン(NMP)92部に溶解させ、溶液を作成した。かかる溶液は水を含まない。
この溶液をポリエチレンテレフタレートフィルム上に350μmのアプリケーターでキャストし、60℃、0.005MPa以下で減圧乾燥させることにより、膜厚25μmのフィルムを作成した。さらにかかるフィルムを120℃、0.005MPa以下で減圧乾燥させ、NMPを完全に除去してポリビニルアセタール樹脂(A)フィルムを得た。
かかるフィルムについて、上記(1)〜(5)の評価を行った。
<Creation of polyvinyl acetal resin (A) film>
Using the polyvinyl acetal resin (A) obtained as described above as a binder, 8 parts of the polyvinyl acetal resin (A) was dissolved in 92 parts of N-methylpyrrolidone (NMP) to prepare a solution. Such a solution does not contain water.
This solution was cast on a polyethylene terephthalate film with a 350 μm applicator and dried under reduced pressure at 60 ° C. and not more than 0.005 MPa to prepare a film with a thickness of 25 μm. Furthermore, this film was dried under reduced pressure at 120 ° C. and 0.005 MPa or less, and NMP was completely removed to obtain a polyvinyl acetal resin (A) film.
About this film, said (1)-(5) evaluation was performed.

[比較例1]
<化学式(2)で示す構造単位を多く有するポリビニルアセタール樹脂の合成>
実施例1において、アセタール化反応の際にブチルアルデヒドを21.0部使用した以外は同様にして、ポリビニルアセタール樹脂(淡黄色固体)を得た。得られたポリビニルアセタール樹脂の化学式(1)で示す構造単位含有量は35モル%であり、化学式(2)で示す構造単位(R1が炭素数3のアルキル基である)のアセタール化度は65モル%であった。
かかるポリビニルアセタール樹脂を用いて、実施例1と同様にしてフィルムを作成した。かかるフィルムについて、上記(1)〜(5)の評価を行った。
評価結果を表1に示す。
[Comparative Example 1]
<Synthesis of polyvinyl acetal resin having many structural units represented by chemical formula (2)>
In Example 1, a polyvinyl acetal resin (light yellow solid) was obtained in the same manner except that 21.0 parts of butyraldehyde was used during the acetalization reaction. The structural unit content of the obtained polyvinyl acetal resin represented by the chemical formula (1) is 35 mol%, and the degree of acetalization of the structural unit represented by the chemical formula (2) (R1 is an alkyl group having 3 carbon atoms) is 65 Mol%.
Using this polyvinyl acetal resin, a film was produced in the same manner as in Example 1. About this film, said (1)-(5) evaluation was performed.
The evaluation results are shown in Table 1.

[比較例2]
<化学式(2)で示す構造単位を多く有するポリビニルアセタール樹脂の合成>
実施例1において、アセタール化反応の際にブチルアルデヒドを13.0部使用した以外は同様にして、ポリビニルアセタール樹脂(淡黄色固体)を得た。得られたポリビニルアセタール樹脂の化学式(1)で示す構造単位含有量は58モル%であり、化学式(2)で示す構造単位(R1が炭素数3のアルキル基である)のアセタール化度は42モル%であった。
かかるポリビニルアセタール樹脂を用いて、実施例1と同様にしてフィルムを作成した。かかるフィルムについて、上記(1)〜(5)の評価を行った。
評価結果を表1に示す。
[Comparative Example 2]
<Synthesis of polyvinyl acetal resin having many structural units represented by chemical formula (2)>
In Example 1, a polyvinyl acetal resin (light yellow solid) was obtained in the same manner except that 13.0 parts of butyraldehyde was used during the acetalization reaction. The structural unit content of the obtained polyvinyl acetal resin represented by the chemical formula (1) is 58 mol%, and the degree of acetalization of the structural unit represented by the chemical formula (2) (R1 is an alkyl group having 3 carbon atoms) is 42 Mol%.
Using this polyvinyl acetal resin, a film was produced in the same manner as in Example 1. About this film, said (1)-(5) evaluation was performed.
The evaluation results are shown in Table 1.

[表1]

Figure 2015115289
[Table 1]
Figure 2015115289

実施例1は本発明の電極用組成物を用いたものである。ジエチルカーボネートを電解液に用いた場合に、実施例1の膨潤度および溶出度は、アセタール化度が65モル%と非常に大きいポリビニルアセタール樹脂を用いた比較例1の約10%、アセタール化度が42モル%とやや大きいポリビニルアセタール樹脂を用いた比較例2の約25%にまで抑制され、非常に優れた結果となった。
また、実施例1においてジエチルカーボネートで膨潤したフィルムの弾性率は、比較例1の35倍、比較例2の14倍と高い結果となった。
Example 1 uses the electrode composition of the present invention. When diethyl carbonate was used as the electrolytic solution, the swelling degree and elution degree of Example 1 were about 10% of Comparative Example 1 using a polyvinyl acetal resin having a very high degree of acetalization of 65 mol%, and the degree of acetalization. Was suppressed to about 25% of Comparative Example 2 using a slightly large polyvinyl acetal resin of 42 mol%, which was a very excellent result.
Moreover, the elasticity modulus of the film swollen with diethyl carbonate in Example 1 was as high as 35 times that of Comparative Example 1 and 14 times that of Comparative Example 2.

また、プロピレンカーボネートを電解液に用いた場合に、実施例1の膨潤度は、アセタール化度が65モル%と大きいポリビニルアセタール樹脂を用いた比較例1の約50%、アセタール化度が42モル%とやや大きいポリビニルアセタール樹脂を用いた比較例2の約75%にまで抑制され、溶出度についてはそれぞれ、約5%、約33%にまで抑制され、非常に優れた結果となった。
また、実施例1においてジエチルカーボネートで膨潤したフィルムの弾性率は、比較例1の約2倍、比較例2の1.7倍と高い結果となった。
When propylene carbonate was used as the electrolyte, the swelling degree of Example 1 was about 50% of Comparative Example 1 using a polyvinyl acetal resin having a large degree of acetalization of 65 mol%, and the degree of acetalization was 42 mols. %, Which was suppressed to about 75% of Comparative Example 2 using a slightly large polyvinyl acetal resin, and the elution degree was suppressed to about 5% and about 33%, respectively.
Moreover, the elastic modulus of the film swollen with diethyl carbonate in Example 1 was as high as about twice that of Comparative Example 1 and 1.7 times that of Comparative Example 2.

なお、本発明において得られる電極の性能を評価するに際し、電極すなわち活物質とバインダーが共存する状態を評価するよりも、バインダーそのものを評価するほうが、より高レベルな性能差を評価することが可能である。本発明のリチウムイオン二次電池電極用組成物は、得られる電極におけるバインダーそのものの溶出度、膨潤度、弾性率を評価することで、非常に優れた性能を有する電極が得られる電極用組成物であることが明らかにわかる。従って本発明のリチウムイオン二次電池電極用組成物を用いて得られる電極および該電極を用いたリチウムイオン二次電池は、長時間の安定使用が可能であり、充放電サイクルに伴う放電容量保持率が良好であることが明らかである。   When evaluating the performance of the electrode obtained in the present invention, it is possible to evaluate a higher level of performance difference by evaluating the binder itself rather than evaluating the state where the electrode, that is, the active material and the binder coexist. It is. The composition for a lithium ion secondary battery electrode of the present invention is an electrode composition from which an electrode having very excellent performance can be obtained by evaluating the elution degree, swelling degree, and elastic modulus of the binder itself in the obtained electrode. It is clearly understood that Therefore, the electrode obtained by using the composition for a lithium ion secondary battery electrode of the present invention and the lithium ion secondary battery using the electrode can be used stably for a long time, and the discharge capacity is maintained with the charge / discharge cycle. It is clear that the rate is good.

本発明のリチウムイオン二次電池電極用組成物が含むバインダーは、炭酸エステル系電解液に対する溶出度と膨潤度が低く、活物質と集電体に対して良好な接着性を示す。本発明のリチウムイオン二次電池電極用組成物は、良好な電池特性のリチウムイオン二次電池を得るためのリチウムイオン二次電池電極用組成物にとして有用である。   The binder contained in the composition for a lithium ion secondary battery electrode of the present invention has a low elution degree and swelling degree with respect to a carbonate ester electrolyte, and exhibits good adhesion to an active material and a current collector. The composition for a lithium ion secondary battery electrode of the present invention is useful as a composition for a lithium ion secondary battery electrode for obtaining a lithium ion secondary battery having good battery characteristics.

Claims (10)

活物質、バインダーおよび溶媒(B)を含有するリチウム二次電池電極用組成物であって、
前記バインダーは、下記化学式(1)および(2)に示される構造単位を含むポリビニルアセタール系樹脂(A)を含み、
上記ポリビニルアセタール系樹脂(A)における構造単位(2)の含有量が、0.1モル%以上10モル%未満であって、
前記溶媒(B)における水の含有量は、溶媒(B)の20重量%未満であることを特徴とするリチウムイオン二次電池電極用組成物。
Figure 2015115289
Figure 2015115289
(R1は水素または炭素数1〜10のアルキル基である。)
A composition for a lithium secondary battery electrode containing an active material, a binder, and a solvent (B),
The binder includes a polyvinyl acetal resin (A) including structural units represented by the following chemical formulas (1) and (2),
The content of the structural unit (2) in the polyvinyl acetal resin (A) is 0.1 mol% or more and less than 10 mol%,
Content of water in the said solvent (B) is less than 20 weight% of a solvent (B), The composition for lithium ion secondary battery electrodes characterized by the above-mentioned.
Figure 2015115289
Figure 2015115289
(R1 is hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.)
上記ポリビニルアセタール系樹脂(A)において、構造単位(1)の含有量が80〜99.9モル%である請求項1記載のリチウムイオン二次電池電極用組成物。   The composition for a lithium ion secondary battery electrode according to claim 1, wherein the content of the structural unit (1) is 80 to 99.9 mol% in the polyvinyl acetal resin (A). 上記ポリビニルアセタール系樹脂(A)において、平均重合度が500以上である請求項1〜2いずれか記載のリチウムイオン二次電池電極用組成物。   The composition for a lithium ion secondary battery electrode according to any one of claims 1 to 2, wherein the polyvinyl acetal resin (A) has an average degree of polymerization of 500 or more. 請求項1〜3いずれか記載のリチウムイオン二次電池電極用組成物を用いて得られるリチウムイオン二次電池電極。   The lithium ion secondary battery electrode obtained using the composition for lithium ion secondary battery electrodes in any one of Claims 1-3. ポリビニルアセタール系樹脂(A)が、さらに下記化学式(3)に示される構造単位を有する請求項1〜3記載のリチウムイオン二次電池電極用組成物。
Figure 2015115289
(R2はエチレン性不飽和結合を含む官能基である。)
The composition for lithium ion secondary battery electrodes according to claim 1, wherein the polyvinyl acetal resin (A) further has a structural unit represented by the following chemical formula (3).
Figure 2015115289
(R2 is a functional group containing an ethylenically unsaturated bond.)
上記ポリビニルアセタール系樹脂(A)において、構造単位(3)の含有量が0.1〜10モル%である請求項5記載のリチウムイオン二次電池電極用組成物。   The composition for a lithium ion secondary battery electrode according to claim 5, wherein the content of the structural unit (3) is 0.1 to 10 mol% in the polyvinyl acetal resin (A). 重合開始剤(C)を含有する請求項5または6いずれか記載のリチウムイオン二次電池電極用組成物。 The composition for a lithium ion secondary battery electrode according to any one of claims 5 and 6, comprising a polymerization initiator (C). 請求項5記載のポリビニルアセタール系樹脂(A)の架橋物を含有するリチウムイオン二次電池電極。 The lithium ion secondary battery electrode containing the crosslinked material of the polyvinyl acetal type resin (A) of Claim 5. 請求項8記載の電極において、熱または光によってポリビニルアセタール系樹脂(A)を架橋するリチウムイオン二次電池電極の製造方法。 9. The method for producing a lithium ion secondary battery electrode according to claim 8, wherein the polyvinyl acetal resin (A) is crosslinked by heat or light. 請求項4または8記載のリチウムイオン二次電池電極を有するリチウムイオン二次電池。   A lithium ion secondary battery comprising the lithium ion secondary battery electrode according to claim 4.
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