JP2015153638A - Method for forming protective layer and power storage device - Google Patents

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政宏 上田
Masahiro Ueda
政宏 上田
一聡 伊藤
Kazutoshi Ito
一聡 伊藤
耕平 勝田
Kohei Katsuta
耕平 勝田
智隆 篠田
Tomotaka Shinoda
智隆 篠田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for forming a protective film in which deterioration with charge/discharge suppresses non-uniform deterioration in a protective layer plane and excellent charge/discharge characteristics equipped with the protective layer are expressed, and also to provide a power storage device equipped with the protective layer created by the film forming method.SOLUTION: Disclosed is a film forming method which includes a binder particle (A1), a filler particle (A2) and liquid medium, and is further heated to 30 to 100°C after spraying a composition for protective layer formation which ranges 1 to 30 in the ratio (Da2/Da1) between the average particle diameter (Da1) of the binder particle (A1) and the average particle diameter (Da2) of the filler particle (A2) on a base material.

Description

本発明は、蓄電デバイスに使用可能な保護層の形成方法および該保護層を備えた蓄電デバイスに関する。   The present invention relates to a method for forming a protective layer that can be used in an electricity storage device and an electricity storage device including the protective layer.

近年、電子機器の駆動用電源として高電圧、高エネルギー密度を有する蓄電デバイスが要求されている。特にリチウムイオン電池やリチウムイオンキャパシタは、高電圧、高エネルギー密度を有する蓄電デバイスとして期待されている。   In recent years, a power storage device having a high voltage and a high energy density has been required as a power source for driving electronic equipment. In particular, lithium ion batteries and lithium ion capacitors are expected as power storage devices having high voltage and high energy density.

このような高電圧・高エネルギー密度を有する蓄電デバイスは、さらに小型化も要求されている。蓄電デバイスの小型化を達成するためには、正極や負極等の発電要素の薄膜化だけではなく、正極と負極を隔離するセパレータ等の薄膜化も必須となる。しかしながら、蓄電デバイスの小型化によって正極と負極の間隔が狭まると短絡が発生しやすくなるという問題が生じ得る。   The electricity storage device having such a high voltage and high energy density is required to be further downsized. In order to achieve miniaturization of an electricity storage device, it is essential not only to reduce the thickness of power generation elements such as a positive electrode and a negative electrode, but also to reduce the thickness of a separator or the like that separates the positive electrode and the negative electrode. However, when the interval between the positive electrode and the negative electrode is reduced due to the miniaturization of the electricity storage device, there may be a problem that a short circuit is likely to occur.

特にリチウムイオンのような金属イオンを利用する蓄電デバイスでは、充放電を繰り返すことにより電極表面に金属イオンに起因するデンドライトが生じやすい。このようなデンドライトは通常、針状の結晶として析出するため、多孔質膜であるセパレータを貫通して成長しやすい。デンドライトがセパレータを貫通して成長して対極表面に到達すると、蓄電デバイスは短絡してしまい、充放電機能を失ってしまう。セパレータの薄膜化や、正極と負極の間隔が狭まることによりこのような現象の発生する危険性は高まり、それに伴い信頼性は低下する。   In particular, in an electricity storage device using metal ions such as lithium ions, dendrites due to metal ions are likely to occur on the electrode surface by repeated charge and discharge. Such dendrites usually precipitate as needle-like crystals, so that they tend to grow through the separator, which is a porous film. When the dendrite grows through the separator and reaches the surface of the counter electrode, the electricity storage device is short-circuited and loses the charge / discharge function. As the separator becomes thinner and the distance between the positive electrode and the negative electrode becomes narrower, the risk of occurrence of such a phenomenon increases, and the reliability decreases accordingly.

このような現象を避けるため、例えば特許文献1や特許文献2では、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミドを含有する樹脂バインダーを含む多孔質層を多孔質セパレータ基材上に形成することで、電池特性を改良する技術が検討されている。一方、特許文献3では、フッ素系樹脂とゴム系樹脂を含有する結着剤を含む多孔性保護層を正極および負極の少なくとも一方の表面に形成することで、電池特性を改良する技術が検討されている。また、特許文献4では、(メタ)アクリロニトリル単量体単位および(メタ)アクリル酸エステル単量体単位を含む共重合体を含む多孔質層を多孔質セパレータ基材上に形成することで、電池特性を改良する技術が検討されている。   In order to avoid such a phenomenon, for example, in Patent Document 1 and Patent Document 2, battery characteristics are improved by forming a porous layer including a resin binder containing polyamide, polyimide, and polyamideimide on a porous separator substrate. Improvement techniques are being studied. On the other hand, Patent Document 3 discusses a technique for improving battery characteristics by forming a porous protective layer containing a binder containing a fluorine-based resin and a rubber-based resin on at least one surface of a positive electrode and a negative electrode. ing. In Patent Document 4, a battery is formed by forming a porous layer containing a copolymer containing a (meth) acrylonitrile monomer unit and a (meth) acrylate monomer unit on a porous separator substrate. Techniques for improving the characteristics are being studied.

国際公開第2009/041395号International Publication No. 2009/041395 特開2009−87562号公報JP 2009-87562 A 特開2009−54455号公報JP 2009-54455 A 国際公開第2010/074202号International Publication No. 2010/074202

しかしながら、上述の特許文献に記載されているような材料を用いた従来の成膜方法によれば、セパレータや電極表面に保護層を形成することにより充放電に伴って発生するデンドライトに起因する短絡を抑制できるものの、広い製膜面積にわたり均質な保護膜を作成することが困難である。このため、充放電に伴う保護層の劣化が保護層面内で不均一に進行してしまい、充放電特性が劣化してしまうという問題があった。   However, according to the conventional film forming method using a material as described in the above-mentioned patent document, a short circuit caused by dendrite generated by charging / discharging by forming a protective layer on the separator or electrode surface. However, it is difficult to form a uniform protective film over a wide film forming area. For this reason, there has been a problem that the deterioration of the protective layer accompanying charge / discharge proceeds non-uniformly in the surface of the protective layer, and the charge / discharge characteristics deteriorate.

そこで、本発明に係る保護層の成膜方法は、前記課題を解決することで、充放電に伴う劣化が保護層面内の不均一な劣化を抑制した保護層を成膜することにより、該保護層を備えた良好な充放電特性を発現する蓄電デバイスを提供するものである。   Therefore, the method for forming a protective layer according to the present invention solves the above-described problem, and forms a protective layer in which deterioration due to charging / discharging suppresses non-uniform deterioration in the surface of the protective layer. It is an object of the present invention to provide an electricity storage device having a layer and exhibiting good charge / discharge characteristics.

本発明は上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することができる。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following aspects or application examples.

[適用例1]
本発明に係る蓄電デバイスの正極と負極との間に配置される保護層を作製するための成膜方法の一態様は、
バインダー粒子(A1)と、フィラー粒子(A2)と、液状媒体と、を含有し、
前記バインダー粒子(A1)の平均粒子径(Da1)と前記フィラー粒子(A2)の平均粒子径(Da2)との比(Da2/Da1)が1〜30である保護層形成用組成物を基材に吹き付けた後、さらに30〜100℃に加熱することにより、蓄電デバイスの正極と負極との間に配置される保護層の形成方法であることを特徴とする。
[Application Example 1]
One aspect of a film forming method for producing a protective layer disposed between the positive electrode and the negative electrode of the electricity storage device according to the present invention is as follows.
Containing binder particles (A1), filler particles (A2), and a liquid medium,
A protective layer forming composition in which the ratio (Da2 / Da1) of the average particle size (Da1) of the binder particles (A1) to the average particle size (Da2) of the filler particles (A2) is 1 to 30 After being sprayed on, a method of forming a protective layer disposed between the positive electrode and the negative electrode of the electricity storage device by further heating to 30 to 100 ° C. is characterized.

[適用例2]
適用例1の成膜方法において、
前記バインダー粒子(A1)の平均粒子径(Da1)が20nm以上450nm以下であることができる。
[Application Example 2]
In the film forming method of Application Example 1,
The binder particles (A1) may have an average particle diameter (Da1) of 20 nm to 450 nm.

[適用例3]
適用例1または適用例2の成膜方法において、
前記フィラー粒子(A2)100質量部に対して、前記バインダー粒子(A1)を0.1質量部以上15質量部以下含有することができる。
[Application Example 3]
In the film forming method of Application Example 1 or Application Example 2,
The binder particles (A1) can be contained in an amount of 0.1 parts by weight to 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the filler particles (A2).

[適用例4]
適用例1ないし適用例3のいずれか一例の成膜方法において、
前記バインダー粒子(A1)について、JIS K7121に準拠して示差走査熱量測定(DSC)を行ったときに、−50〜+80℃の温度範囲における吸熱ピークが少なくとも1つ観測される粒子であることができる。
[Application Example 4]
In the film forming method of any one of Application Examples 1 to 3,
The binder particles (A1) may be particles in which at least one endothermic peak is observed in a temperature range of −50 to + 80 ° C. when differential scanning calorimetry (DSC) is performed in accordance with JIS K7121. it can.

[適用例5]
適用例1ないし適用例4のいずれか一例の成膜方法において、
前記バインダー粒子(A1)が中実粒子であり、前記フィラー粒子(A2)が空孔を有する粒子であることができる。
[Application Example 5]
In the film forming method of any one of Application Examples 1 to 4,
The binder particles (A1) may be solid particles, and the filler particles (A2) may be particles having pores.

[適用例6]
本発明に係る保護層の一態様は、
適用例1ないし適用例5のいずれか一例の保護層の形成方法を用いて作製されることを特徴とする。
[Application Example 6]
One aspect of the protective layer according to the present invention is:
It is produced using the protective layer forming method of any one of Application Examples 1 to 5.

[適用例7]
本発明に係るセパレーターの一態様は、
適用例6に記載の保護層により被覆されたことを特徴とする。
[Application Example 7]
One aspect of the separator according to the present invention is:
It is covered with the protective layer described in Application Example 6.

[適用例8]
本発明に係る蓄電デバイスの一態様は、
正極と、負極と、前記正極と前記負極との間に配置された適用例6の保護層と、電解液と、を備えることを特徴とする。
[Application Example 8]
One aspect of the electricity storage device according to the present invention is:
It has a positive electrode, a negative electrode, the protective layer of the application example 6 arrange | positioned between the said positive electrode and the said negative electrode, and electrolyte solution, It is characterized by the above-mentioned.

[適用例9]
適用例8の蓄電デバイスにおいて、
前記保護層が、前記正極および前記負極の少なくとも一方の表面と接してなることができる。
[Application Example 9]
In the electricity storage device of Application Example 8,
The protective layer may be in contact with at least one surface of the positive electrode and the negative electrode.

[適用例10]
適用例8または適用例9の蓄電デバイスにおいて、
前記正極と前記負極との間に配置されたセパレータをさらに備えることができる。
[Application Example 10]
In the electricity storage device of Application Example 8 or Application Example 9,
A separator disposed between the positive electrode and the negative electrode can be further provided.

本発明に係る蓄電デバイスに使用可能な保護層を基材上に作製する保護層の形成方法によれば、広い製膜面積にわたり均質な保護層を作成することができる。さらに、保護膜が均質であるため充放電を充放電の繰り返しても局所的な保護膜の劣化が抑制できるため、本発明に係る蓄電デバイスは、良好な充放電特性を発現することができる。   According to the method for forming a protective layer in which a protective layer usable for the electricity storage device according to the present invention is formed on a substrate, a uniform protective layer can be formed over a wide film-forming area. Furthermore, since the protective film is homogeneous, local deterioration of the protective film can be suppressed even if charging / discharging is repeated, and thus the electricity storage device according to the present invention can exhibit good charge / discharge characteristics.

さらに、本発明の保護層の形成方法によれば、製膜時間や乾燥時間の短縮や、塗布の際の廃液量を抑制することができるため、製造特性に優れる。   Furthermore, according to the method for forming a protective layer of the present invention, the film forming time and drying time can be shortened, and the amount of waste liquid at the time of coating can be suppressed.

図1は、第1の実施形態に係る蓄電デバイスの断面を示した模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a cross section of the electricity storage device according to the first embodiment. 図2は、第2の実施形態に係る蓄電デバイスの断面を示した模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a cross section of the electricity storage device according to the second embodiment. 図3は、第3の実施形態に係る蓄電デバイスの断面を示した模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a cross section of the electricity storage device according to the third embodiment. 図4は、合成例3で得られたバインダー粒子(A1)のDSCチャートである。FIG. 4 is a DSC chart of the binder particles (A1) obtained in Synthesis Example 3. 図5は、合成例15で得られたフィラー粒子(A2)のTGAチャートである。FIG. 5 is a TGA chart of the filler particles (A2) obtained in Synthesis Example 15.

以下、本発明に係る好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は、以下に記載された実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において実施される各種の変形例も含むものとして理解されるべきである。   Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail. It should be understood that the present invention is not limited to only the embodiments described below, and includes various modifications that are implemented without departing from the scope of the present invention.

1.保護層の形成方法
本発明の保護層の形成方法は、保護層形成用組成物を基材に吹き付けて、前記基材上に多孔質保護層の形成方法である。
1. Method for Forming Protective Layer The method for forming a protective layer of the present invention is a method for forming a porous protective layer on the substrate by spraying the composition for forming a protective layer onto the substrate.

保護層形成用組成物を基材に吹き付ける方法としては、公知の方法が適用できる。例えばスプレー法やインクジェットプリント法、エアロゾルデポジション法(AD法)、静電力により混合粒子を加速する静電微粒子コーティング法、コールドスプレー法等が挙げられる。これらの方法のうち、形成する保護層の膜厚を調整することが容易であることから、スプレー法やインクジェットプリント法を好ましく用いることができる。ノズル形状は吐出量、噴霧パターンにより種々あるが、適時最適なものを使用することができる。   As a method for spraying the protective layer-forming composition onto the substrate, a known method can be applied. Examples thereof include a spray method, an inkjet printing method, an aerosol deposition method (AD method), an electrostatic fine particle coating method in which mixed particles are accelerated by electrostatic force, and a cold spray method. Among these methods, since it is easy to adjust the film thickness of the protective layer to be formed, a spray method or an ink jet printing method can be preferably used. There are various nozzle shapes depending on the discharge amount and the spray pattern, and the optimum nozzle shape can be used in a timely manner.

なお、スプレー法では保護層形成用組成物を噴霧するためには加圧したガスを用いてもよい。スプレー法を用いる場合は、スプレーコータを用いて、保護層形成用組成物を噴霧することになるため、保護層形成用組成物の液滴を小さくすることができる。このため、電極やセパレーターのより一層深部にまで保護層形成用組成物を染み込ませることが可能となる。インクジェットプリント法を用いる場合は、インクジェットプリンタを用いることにより、スプレーコータを使う場合と同様に、プレゲルの液滴を小さくすることができ、電極やセパレーターの深部まで保護層形成用組成物を染み込ませることができる。   In the spray method, pressurized gas may be used to spray the protective layer forming composition. In the case of using the spray method, since the protective layer forming composition is sprayed using a spray coater, the droplets of the protective layer forming composition can be made small. For this reason, it becomes possible to infiltrate the composition for protective layer formation to the deeper part of an electrode or a separator. When using the inkjet printing method, by using an inkjet printer, the droplets of the pregel can be made small as in the case of using the spray coater, and the protective layer forming composition is soaked deep into the electrodes and the separator. be able to.

スプレー法において保護層形成用組成物を噴霧するために加圧したガスを用いる場合、スプレー条件としては目的に応じて適時最適な条件を使用することができるが、例えばスプレーガンで圧力(液圧)5〜16MPa、液状媒体を除去あるいは添加して保護層形成用組成物の粘度を0.5〜10mPs・sに調整し、基材へ保護層形成用組成物をスプレーすることで塗布作業を行うことが好ましい。   When a pressurized gas is used for spraying the protective layer forming composition in the spray method, optimum conditions can be used as appropriate depending on the purpose as the spray conditions. For example, pressure (hydraulic pressure) can be used with a spray gun. ) 5-16 MPa, removing or adding the liquid medium to adjust the viscosity of the protective layer forming composition to 0.5-10 mPs · s, and spraying the protective layer forming composition onto the base material to carry out the coating operation. Preferably it is done.

スプレー法やインクジェットプリント法においては、単位面積当たりの塗布量を変えることによって、塗布層の厚さを調節することが容易であるため、その後の乾燥工程で液状媒体を除去して得られる保護層の膜厚を容易に制御することができる。   In the spray method and the inkjet printing method, it is easy to adjust the thickness of the coating layer by changing the coating amount per unit area, so that the protective layer obtained by removing the liquid medium in the subsequent drying step The film thickness can be easily controlled.

本実施の製造方法に係る保護層形成用組成物は、バインダー粒子(A1)(以下、「(A1)成分」ともいう)と、フィラー粒子(A2)(以下、「(A2)成分」ともいう)と、液状媒体とを含有し、前記バインダー粒子(A1)の平均粒子径(Da1)と前記フィラー粒子(A2)の平均粒子径(Da2)との比(Da2/Da1)は1〜30であり、好ましくは1.5〜20である。   The composition for forming a protective layer according to the production method of the present embodiment includes binder particles (A1) (hereinafter also referred to as “(A1) component”) and filler particles (A2) (hereinafter also referred to as “(A2) component”). ) And a liquid medium, and the ratio (Da2 / Da1) of the average particle size (Da1) of the binder particles (A1) to the average particle size (Da2) of the filler particles (A2) is 1-30. Yes, preferably 1.5-20.

一般的に、粉末を含有する分散液をスプレー法やインクジェット法のような方法で吹き付けて塗布膜を製造する場合、分散液中の粉末の分散性が悪化したり、粉末の粒子径が大きい場合にはノズルオリフィスおよびストレーナーでの目詰まりや粒子の凝集が発生しやすい。これを解消するために、例えば特公昭63−2996号公報には吸湿性のある脂肪族多価アルコール類、脂肪族多価アルコール類、アセテート誘導体類を塗布液に添加することが示されている。また、特開2003−73229号公報には抗菌剤、保湿剤を含有するのを添加したスプレー用組成物が開示されている。しかしながら、本願のように蓄電デバイスで用いられる保護層を作成する場合、これらの吹付特性を良好化する添加物を塗布性の向上だけのために添加してしまうと、保護膜中にこれら不必要な成分が残留するため、作成された保護層を用いて作成された蓄電デバイスの充放電特性を劣化させてしまう。   In general, when a coating film is produced by spraying a dispersion containing powder by a method such as a spray method or an inkjet method, when the dispersibility of the powder in the dispersion is deteriorated or the particle size of the powder is large Are likely to clog and agglomerate particles at the nozzle orifice and strainer. In order to solve this problem, for example, Japanese Patent Publication No. 63-2996 discloses the addition of hygroscopic aliphatic polyhydric alcohols, aliphatic polyhydric alcohols, and acetate derivatives to the coating solution. . JP-A-2003-73229 discloses a spray composition to which an antibacterial agent and a humectant are added. However, when creating a protective layer for use in an electricity storage device as in the present application, these additives are unnecessary in the protective film if additives that improve these spraying properties are added only to improve the coatability. Therefore, the charge / discharge characteristics of the electricity storage device produced using the produced protective layer are deteriorated.

しかしながら、保護層形成用組成物に含まれる前記バインダー粒子(A1)の平均粒子径(Da1)と前記フィラー粒子(A2)の平均粒子径(Da2)との比(Da2/Da1)が前記範囲にあると、前述したような問題の発生を抑制することができ、しかも蓄電デバイスの充放電特性に不必要な成分を添加する必要もないため、良好な電気的特性と広い面積に対して均質な保護層を作成することができる。   However, the ratio (Da2 / Da1) between the average particle size (Da1) of the binder particles (A1) and the average particle size (Da2) of the filler particles (A2) contained in the protective layer forming composition is in the above range. In this case, it is possible to suppress the occurrence of the above-mentioned problems, and it is not necessary to add a component unnecessary for the charge / discharge characteristics of the electricity storage device. A protective layer can be created.

さらに、広い面積にわたり均質な保護層を作成することにより、保護層の厚みムラに起因する、充放電に伴い局所的に保護層が劣化し、充放電特性を劣化させることを大幅に抑制することができる。なお、比(Da2/Da1)が前記範囲でないと、保護層形成用組成物を吹き付けて塗布膜を製造する際に用いるノズルオリフィスやストレーナーで凝集が発生しやすくなり、その異物が塗布層に埋没することにより、保護層が不均質となり、その結果、充放電に伴う不均質な保護層の劣化が発生するため好ましくない。   Furthermore, by creating a uniform protective layer over a large area, it is possible to greatly suppress the deterioration of the charge / discharge characteristics due to local deterioration of the protective layer due to charge / discharge due to uneven thickness of the protective layer. Can do. If the ratio (Da2 / Da1) is not within the above range, aggregation is likely to occur at the nozzle orifice or strainer used when the coating film is produced by spraying the protective layer forming composition, and the foreign matter is buried in the coating layer. By doing so, the protective layer becomes inhomogeneous, and as a result, the heterogeneous protective layer deteriorates due to charge / discharge, which is not preferable.

また、保護層形成用組成物に含まれる前記バインダー粒子(A1)の平均粒子径(Da1)と前記フィラー粒子(A2)を含有するため、このような二種類の粒子は吹き付けた際の飛距離に差が出やすい。その結果、塗布膜の膜厚方向で二種類の粒子が容易に偏在してしまう危険性がある。   Moreover, since it contains the average particle diameter (Da1) of the binder particles (A1) and the filler particles (A2) contained in the protective layer-forming composition, these two types of particles have a flying distance when sprayed. It is easy to make a difference. As a result, there is a risk that two types of particles are easily unevenly distributed in the film thickness direction of the coating film.

しかしながら、保護層形成用組成物に含まれる前記バインダー粒子(A1)の平均粒子径(Da1)と前記フィラー粒子(A2)の平均粒子径(Da2)との比(Da2/Da1)が前記範囲にあると、前述したような問題の発生を抑制することができ、良好な電気的特性と、膜厚方向でも均質な保護層を作成することができる。   However, the ratio (Da2 / Da1) between the average particle size (Da1) of the binder particles (A1) and the average particle size (Da2) of the filler particles (A2) contained in the protective layer forming composition is in the above range. If it exists, generation | occurrence | production of the above problems can be suppressed and a favorable protective layer can be produced also in a favorable electrical property and a film thickness direction.

本実施の製造方法は、上述した保護層形成用組成物を基材に吹き付けて、保護膜用組成物の塗布層を作成し、作成した塗布層を30〜100℃に加熱して保護層を作成する。   In the production method of the present embodiment, the protective layer-forming composition described above is sprayed onto a substrate to prepare a coating layer for the protective film composition, and the prepared coating layer is heated to 30 to 100 ° C. create.

上述のように保護層形成用組成物を基材に吹き付けて目的とする厚さの塗布層を形成し終えた後、作成した塗布層を30〜100℃、好ましくは40〜80℃、さらに好ましくは45〜70℃に加熱して液状媒体を除去し、保護層を作成する。加熱の際の雰囲気は基材の材質や、(A1)成分や(A2)成分の特性等で適時選択することができ、酸化雰囲気でも変質しない場合などは大気中でもよく、酸化雰囲気で変質しやすい成分である場合には窒素等の不活性雰囲気や0.01〜0.1Torr程度の真空雰囲気で液状媒体を除去してもよい。   After finishing forming the coating layer of the target thickness by spraying the protective layer-forming composition on the substrate as described above, the prepared coating layer is 30 to 100 ° C., preferably 40 to 80 ° C., more preferably Is heated to 45-70 ° C. to remove the liquid medium and create a protective layer. The atmosphere during heating can be selected in a timely manner depending on the material of the base material, the characteristics of the components (A1) and (A2), etc. If the atmosphere does not change even in an oxidizing atmosphere, it may be in the air, and easily changes in an oxidizing atmosphere. When it is a component, the liquid medium may be removed in an inert atmosphere such as nitrogen or a vacuum atmosphere of about 0.01 to 0.1 Torr.

加熱方法としては特に制限されない。たとえば温風、熱風、低湿風による乾燥、真空乾燥、(遠)赤外線や電子線等の照射による乾燥法が挙げられる。乾燥速度は、通常は応力集中によって活物質層に亀裂が入ったり、保護層が基材から剥離しない程度の速度範囲の中で、できるだけ速く液状媒体が除去できるように調整することが生産性向上のためには好ましい。   The heating method is not particularly limited. For example, drying by warm air, hot air, low-humidity air, vacuum drying, drying by irradiation with (far) infrared rays, electron beams or the like can be mentioned. The productivity is improved by adjusting the drying speed so that the liquid medium can be removed as quickly as possible within a range where the active material layer does not crack due to stress concentration or the protective layer does not peel from the substrate. Is preferred for.

保護層形成用組成物は液状媒体を含有しているため、基材の表面に当該保護層形成用組成物を塗布して乾燥させる工程において、(A1)成分および/または(A2)成分が表面張力の作用を受けることにより、乾燥により塗布層の厚み方向に沿って移動する(以下、この現象を「マイグレーション」ともいう)。具体的には、(A1)成分および/または(A2)成分が、塗布層の基材と接する面とは反対側、すなわち液状媒体が蒸発する気固界面側へと移動する傾向がある。   Since the protective layer-forming composition contains a liquid medium, the component (A1) and / or the component (A2) is the surface in the step of applying the protective layer-forming composition to the surface of the substrate and drying it. By being subjected to the action of tension, it moves along the thickness direction of the coating layer by drying (hereinafter, this phenomenon is also referred to as “migration”). Specifically, the component (A1) and / or the component (A2) tend to move to the side opposite to the surface in contact with the substrate of the coating layer, that is, the gas-solid interface side where the liquid medium evaporates.

その結果、(A1)成分及び(A2)成分の分布が乾燥後の保護層の厚み方向で不均一となるため、保護層の特性が劣化したり、基材と保護層との密着性が損なわれるなどの問題が発生する。たとえば、バインダーとして作用する(A1)成分が保護層の気固界面側へとブリード(移行)して、基材と保護層との界面における(A1)成分の量が相対的に少なくなる場合には、保護層への電解液の浸透が阻害されることにより電気的特性が劣化すると共に、基材と保護層との結着性が低下して剥離が発生する傾向がある。さらに、このように(A1)成分がブリードすることにより、保護層表面の平滑性が損なわれる傾向がある。   As a result, the distribution of the components (A1) and (A2) is not uniform in the thickness direction of the protective layer after drying, so that the properties of the protective layer are deteriorated and the adhesion between the substrate and the protective layer is impaired. Problems occur. For example, when the component (A1) acting as a binder bleeds (transfers) to the gas-solid interface side of the protective layer, and the amount of the component (A1) at the interface between the substrate and the protective layer becomes relatively small. The electrical characteristics deteriorate due to the inhibition of the electrolyte solution permeating into the protective layer, and the binding property between the base material and the protective layer tends to be lowered and peeling tends to occur. Furthermore, the smoothness of the surface of the protective layer tends to be impaired by bleeding of the component (A1).

しかしながら、比(Da2/Da1)が前記範囲であり、かつ乾燥温度が前記範囲にあると、前述したような問題の発生を抑制することができ、良好な電気的特性と基材への密着性とを両立させた保護層の作製が可能となる。なお、比(Da2/Da1)が前記範囲未満では、(A1)成分と(A2)成分との平均粒子径の差が小さくなるため、(A1)成分と(A2)成分とが接触する面積が小さくなり、(A2)成分を十分に保持できない傾向がある。一方、比(Da2/Da1)が前記範囲を超えると、(A1)成分と(A2)成分との平均粒子径の差が大きくなることにより、(A1)成分の接着力が不十分となり基材と保護層との結着性が低下する傾向がある。   However, when the ratio (Da2 / Da1) is within the above range and the drying temperature is within the above range, the occurrence of the above-described problems can be suppressed, and good electrical characteristics and adhesion to the substrate can be achieved. It is possible to produce a protective layer that balances the above. In addition, when the ratio (Da2 / Da1) is less than the above range, the difference in average particle diameter between the component (A1) and the component (A2) is small, so that the area where the component (A1) and the component (A2) are in contact with each other It tends to be smaller and the component (A2) cannot be sufficiently retained. On the other hand, when the ratio (Da2 / Da1) exceeds the above range, the difference in average particle diameter between the component (A1) and the component (A2) becomes large, and the adhesive strength of the component (A1) becomes insufficient. There is a tendency that the binding property between the protective layer and the protective layer decreases.

1.1.保護層を作製するための組成物
本実施の形態に係る保護層形成用組成物の第一の態様は、バインダー粒子(A1)と、フィラー粒子(A2)と、液状媒体と、を含有する。
1.1. The composition for producing a protective layer The 1st aspect of the composition for protective layer formation which concerns on this Embodiment contains binder particle | grains (A1), filler particle | grains (A2), and a liquid medium.

以下、本発明の保護層形成用組成物に含まれる各成分について詳細に説明する。以下の説明における「(メタ)アクリル酸」とは、アクリル酸およびメタクリル酸の双方を包含する概念である。「(メタ)アクリロニトリル」等の類似用語も、これと同様に理解されるべきである。   Hereinafter, each component contained in the composition for protective layer formation of this invention is demonstrated in detail. “(Meth) acrylic acid” in the following description is a concept including both acrylic acid and methacrylic acid. Similar terms such as “(meth) acrylonitrile” should be understood similarly.

1.1.1.バインダー粒子(A1)
本実施の形態に係る保護層形成用組成物は、前記バインダー粒子(A1)を含有する。
1.1.1. Binder particles (A1)
The composition for forming a protective layer according to the present embodiment contains the binder particles (A1).

上記バインダー粒子(A1)は、バインダー粒子(A1)100質量部中の重合性不飽和基を二つ以上有する化合物に由来する繰り返し単位の含有量が15質量部未満であることが好ましく、5質量部以下であることがより好ましく、0質量部、すなわち実質的に含有しないことがさらに好ましい。重合性不飽和基を二つ以上有する化合物に由来する繰り返し単位が前記範囲であると、バインダー粒子(A1)の柔軟性がより高くなり、重合体粒子同士の密着性や、セパレータおよび電極との接着性が良好になるため好ましい。   The binder particles (A1) preferably have a repeating unit content of less than 15 parts by mass derived from a compound having two or more polymerizable unsaturated groups in 100 parts by mass of the binder particles (A1). More preferably, it is more preferably 0 part by mass, that is, substantially no content. When the repeating unit derived from the compound having two or more polymerizable unsaturated groups is in the above range, the flexibility of the binder particles (A1) becomes higher, and the adhesion between the polymer particles and the separator and the electrode Since adhesiveness becomes favorable, it is preferable.

上記バインダー粒子(A1)は、後述するフィラー粒子(A2)同士を密着させるバインダーとして機能し、さらに、セパレータ、電極、および保護層のそれぞれの部材を密着させるバインダーとして機能することが好ましい。前記バインダー粒子(A1)がこのようなバインダーとして機能する場合、粒子内部に空孔を有しない中実粒子であることが好ましい。中実粒子であることにより、より良好なバインダー特性を発現することができる。   It is preferable that the binder particles (A1) function as a binder for closely adhering filler particles (A2), which will be described later, and further function as a binder for closely adhering the separator, electrode, and protective layer members. When the binder particles (A1) function as such a binder, they are preferably solid particles having no pores inside the particles. By being solid particles, better binder properties can be expressed.

以下、バインダー粒子(A1)に含有される繰り返し単位を構成する単量体、バインダー粒子(A1)の態様に関して詳述する。   Hereinafter, the aspect which comprises the monomer which comprises the repeating unit contained in binder particle | grains (A1) and binder particle | grains (A1) is explained in full detail.

1.1.2.1.重合性不飽和基を二つ以上有する化合物
重合性不飽和基を二つ以上有する化合物としては、特に制限されないが、例えば多官能(メタ)アクリル酸エステル、芳香族多官能ビニル化合物等が挙げられる。
1.1.2.1. Compound having two or more polymerizable unsaturated groups The compound having two or more polymerizable unsaturated groups is not particularly limited, and examples thereof include polyfunctional (meth) acrylic acid esters and aromatic polyfunctional vinyl compounds. .

多官能(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば下記一般式(2)で表される化合物、多価アルコールの(ポリ)(メタ)アクリル酸エステルおよびその他の多官能性単量体が挙げられる。   Examples of the polyfunctional (meth) acrylic acid ester include compounds represented by the following general formula (2), (poly) (meth) acrylic acid esters of polyhydric alcohols, and other polyfunctional monomers.

(上記一般式(2)中、Rは水素原子またはメチル基であり、Rは重合性の炭素−炭素不飽和結合、エポキシ基および水酸基よりなる群から選ばれる少なくとも1種の官能基を有する、炭素数1〜18の有機基である。)
上記一般式(2)中のRの好ましい具体例としては、例えばビニル基、イソプロペニル基、アリル基、(メタ)アクリロイル基、エポキシ基、グリシジル基、ヒドロキシアルキル基等を挙げることができる。
(In the general formula (2), R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 2 represents at least one functional group selected from the group consisting of a polymerizable carbon-carbon unsaturated bond, an epoxy group and a hydroxyl group. It is an organic group having 1 to 18 carbon atoms.)
Preferable specific examples of R 2 in the general formula (2) include, for example, vinyl group, isopropenyl group, allyl group, (meth) acryloyl group, epoxy group, glycidyl group, hydroxyalkyl group and the like.

なお、本願発明において「多官能(メタ)アクリル酸エステル」とは、(メタ)アクリロイル基を二以上有する(メタ)アクリル酸エステルの他、(メタ)アクリロイル基を一つ有し、さらに重合性の炭素−炭素不飽和結合、エポキシ基、および水酸基よりなる群から選ばれる少なくとも1種の官能基を有する(メタ)アクリル酸エステルも含まれる。   In the present invention, “polyfunctional (meth) acrylic acid ester” means (meth) acrylic acid ester having two or more (meth) acryloyl groups, one (meth) acryloyl group, and further polymerizable. (Meth) acrylic acid ester having at least one functional group selected from the group consisting of a carbon-carbon unsaturated bond, an epoxy group, and a hydroxyl group.

多官能(メタ)アクリル酸エステルとしては、(メタ)アクリル酸エチレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸エチレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸プロピレングリコール、トリ(メタ)アクリル酸トリメチロールプロパン、テトラ(メタ)アクリル酸ペンタエリスリトール、ヘキサ(メタ)アクリル酸ジペンタエリスリトール、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシメチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸アリル、ジ(メタ)アクリル酸エチレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸プロピレングリコール等を挙げることができ、これらから選択される1種以上であることができる。これらのうち、ジ(メタ)アクリル酸エチレングリコール、トリ(メタ)アクリル酸トリメチロールプロパンおよび(メタ)アクリル酸アリルよりなる群から選択される少なくとも1種以上であることが好ましく、ジ(メタ)アクリル酸エチレングリコールであることが特に好ましい。上記例示した多官能(メタ)アクリル酸エステルは、1種単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。   Polyfunctional (meth) acrylic acid esters include ethylene glycol (meth) acrylate, ethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, tetra (meta) ) Pentaerythritol acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, hydroxymethyl (meth) acrylate, hydroxyethyl (meth) acrylate, allyl (meth) acrylate, di (meth) An ethylene glycol acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, etc. can be mentioned, It can be 1 or more types selected from these. Among these, at least one selected from the group consisting of ethylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate and allyl (meth) acrylate is preferable. Particularly preferred is ethylene glycol acrylate. The polyfunctional (meth) acrylic acid ester exemplified above may be used alone or in combination of two or more.

芳香族多官能ビニル化合物としては、例えば下記一般式(2)で表される化合物を好ましく使用することができる。   As the aromatic polyfunctional vinyl compound, for example, a compound represented by the following general formula (2) can be preferably used.

(上記一般式(3)中、複数存在するRはそれぞれ独立に、重合性の炭素―炭素不飽和結合を有する有機基であり、複数存在するRはそれぞれ独立に、炭素数1〜18の炭化水素基である。nは2〜6の整数であり、mは0〜4の整数である。)
上記一般式(3)中のRとしては、例えば炭素数2〜12のビニレン基、アリル基、ビニル基、イソプロペニル基等を挙げることができ、これらの中でも炭素数2〜12のビニレン基であることが好ましい。上記一般式(3)中のRとしては、例えばメチル基、エチル基等を挙げることができる。
(In the general formula (3), a plurality of R 3 are each independently an organic group having a polymerizable carbon-carbon unsaturated bond, and a plurality of R 4 are each independently represented by 1 to 18 carbon atoms. And n is an integer of 2 to 6, and m is an integer of 0 to 4.)
Examples of R 3 in the general formula (3) include a vinylene group having 2 to 12 carbon atoms, an allyl group, a vinyl group, and an isopropenyl group, and among these, a vinylene group having 2 to 12 carbon atoms. It is preferable that Examples of R 4 in the general formula (3) include a methyl group and an ethyl group.

芳香族多官能ビニル化合物としては、ジビニルベンゼン、ジイソプロペニルベンゼン等の芳香族ジビニル化合物が挙げられるが、これらに制限されるものではない。これらのうち、ジビニルベンゼンであることが好ましい。上記例示した芳香族多官能ビニル化合物は、1種単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。   Examples of the aromatic polyfunctional vinyl compound include aromatic divinyl compounds such as divinylbenzene and diisopropenylbenzene, but are not limited thereto. Of these, divinylbenzene is preferred. The aromatic polyfunctional vinyl compounds exemplified above may be used alone or in combination of two or more.

1.1.2.2.フッ素原子を有する単量体
上記バインダー粒子(A1)は、フッ素原子を有する単量体に由来する繰り返し単位を含有することが好ましい。フッ素原子を有する単量体としては、例えばフッ素原子を有するオレフィン化合物、フッ素原子を有する(メタ)アクリル酸エステル等が挙げられる。フッ素原子を有するオレフィン化合物としては、例えばフッ化ビニリデン、四フッ化エチレン、六フッ化プロピレン、三フッ化塩化エチレン、パーフルオロアルキルビニルエーテル等が挙げられる。フッ素原子を有する(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば下記一般式(4)で表される化合物、(メタ)アクリル酸3[4[1−トリフルオロメチル−2,2−ビス[ビス(トリフルオロメチル)フルオロメチル]エチニルオキシ]ベンゾオキシ]2−ヒドロキシプロピル等が挙げられる。
1.1.2.2. Monomer having a fluorine atom The binder particle (A1) preferably contains a repeating unit derived from a monomer having a fluorine atom. Examples of the monomer having a fluorine atom include an olefin compound having a fluorine atom and a (meth) acrylic acid ester having a fluorine atom. Examples of the olefin compound having a fluorine atom include vinylidene fluoride, tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, ethylene trifluoride chloride, and perfluoroalkyl vinyl ether. As the (meth) acrylic acid ester having a fluorine atom, for example, a compound represented by the following general formula (4), (meth) acrylic acid 3 [4 [1-trifluoromethyl-2,2-bis [bis (tri Fluoromethyl) fluoromethyl] ethynyloxy] benzooxy] 2-hydroxypropyl and the like.

(上記一般式(4)中、Rは水素原子またはメチル基であり、R6はフッ素原子を含有する炭素数1〜18の炭化水素基である。)
上記一般式(4)中のRとしては、例えば炭素数1〜12のフッ化アルキル基、炭素数6〜16のフッ化アリール基、炭素数7〜18のフッ化アラルキル基等を挙げることができ、これらの中でも炭素数1〜12のフッ化アルキル基であることが好ましい。上記一般式(4)中のR6の好ましい具体例としては、例えば2,2,2−トリフルオロエチル基、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル基、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン−2−イル基、β−(パーフルオロオクチル)エチル基、2,2,3,3−テトラフルオロプロピル基、2,2,3,4,4,4−ヘキサフルオロブチル基、1H,1H,5H−オクタフルオロペンチル基、1H,1H,9H−パーフルオロ−1−ノニル基、1H,1H,11H−パーフルオロウンデシル基、パーフルオロオクチル基等を挙げることができる。フッ素原子を有する単量体としては、これらのうち、フッ素原子を有するオレフィン化合物が好ましく、フッ化ビニリデン、四フッ化エチレンおよび六フッ化プロピレンよりなる群から選ばれる少なくとも1種であることがより好ましい。上記フッ素原子を有する単量体は、1種のみを使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。
(In the general formula (4), R 5 is a hydrogen atom or a methyl group, and R 6 is a C 1-18 hydrocarbon group containing a fluorine atom.)
Examples of R 6 in the general formula (4) include a fluorinated alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a fluorinated aryl group having 6 to 16 carbon atoms, and a fluorinated aralkyl group having 7 to 18 carbon atoms. Among these, a fluorinated alkyl group having 1 to 12 carbon atoms is preferable. Preferred examples of R6 in the general formula (4) include, for example, 2,2,2-trifluoroethyl group, 2,2,3,3,3-pentafluoropropyl group, 1,1,1,3. , 3,3-hexafluoropropan-2-yl group, β- (perfluorooctyl) ethyl group, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl group, 2,2,3,4,4,4-hexa Fluorobutyl group, 1H, 1H, 5H-octafluoropentyl group, 1H, 1H, 9H-perfluoro-1-nonyl group, 1H, 1H, 11H-perfluoroundecyl group, perfluorooctyl group, etc. it can. Of these, the monomer having a fluorine atom is preferably an olefin compound having a fluorine atom, more preferably at least one selected from the group consisting of vinylidene fluoride, tetrafluoroethylene and hexafluoropropylene. preferable. The monomer having a fluorine atom may be used alone or in combination of two or more.

バインダー粒子(A1)100質量部におけるフッ素原子を有する単量体に由来する繰り返し単位の含有割合は、5〜50質量部であることが好ましく、15〜40質量部であることがより好ましく、20〜30質量部であることが特に好ましい。   The content ratio of the repeating unit derived from the monomer having a fluorine atom in 100 parts by mass of the binder particles (A1) is preferably 5 to 50 parts by mass, and more preferably 15 to 40 parts by mass. It is especially preferable that it is -30 mass parts.

1.1.2.3.不飽和カルボン酸
上記バインダー粒子(A1)には、前記フッ素原子を有する単量体に由来する繰り返し単位の他に、不飽和カルボン酸に由来する繰り返し単位を含有することが好ましい。不飽和カルボン酸としては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等の、モノカルボン酸またはジカルボン酸を挙げることができ、これらから選択される1種以上を使用することができる。不飽和カルボン酸としては、アクリル酸およびメタクリル酸から選択される1種以上を使用することが好ましく、アクリル酸がより好ましい。
1.1.2.3. Unsaturated carboxylic acid It is preferable that the binder particles (A1) contain a repeating unit derived from an unsaturated carboxylic acid in addition to the repeating unit derived from the monomer having a fluorine atom. Examples of the unsaturated carboxylic acid include monocarboxylic acids or dicarboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, maleic acid, fumaric acid, and itaconic acid, and one or more selected from these are used. can do. As the unsaturated carboxylic acid, it is preferable to use one or more selected from acrylic acid and methacrylic acid, and acrylic acid is more preferable.

バインダー粒子(A1)100質量部における不飽和カルボン酸に由来する繰り返し単位の含有割合は、1〜10質量部であることが好ましく、2.5〜7.5質量部であることがより好ましい。   The content ratio of the repeating unit derived from the unsaturated carboxylic acid in 100 parts by mass of the binder particles (A1) is preferably 1 to 10 parts by mass, and more preferably 2.5 to 7.5 parts by mass.

1.1.2.4.共役ジエン化合物
上記バインダー粒子(A1)は、共役ジエン化合物に由来する繰り返し単位をさらに含有してもよい。共役ジエン化合物としては、例えば1,3−ブタジエン、2−メチル−1,3−ブタジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、2−クロル−1,3−ブタジエンなどを挙げることができ、これらのうちから選択される1種以上であることができる。これらの中でも、1,3−ブタジエンが特に好ましい。
1.1.2.4. Conjugated Diene Compound The binder particles (A1) may further contain a repeating unit derived from a conjugated diene compound. Examples of the conjugated diene compound include 1,3-butadiene, 2-methyl-1,3-butadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 2-chloro-1,3-butadiene and the like. , One or more selected from these. Among these, 1,3-butadiene is particularly preferable.

バインダー粒子(A1)100質量部における共役ジエン化合物に由来する繰り返し単位の含有割合は、30〜60質量部であることが好ましく、40〜55質量部であることがより好ましい。共役ジエン化合物に由来する繰り返し単位の含有割合が前記範囲にあると、適度な柔軟性を付与することができ、重合体粒子同士の結着性が良好となるため好ましい。   The content ratio of the repeating unit derived from the conjugated diene compound in 100 parts by mass of the binder particles (A1) is preferably 30 to 60 parts by mass, and more preferably 40 to 55 parts by mass. When the content ratio of the repeating unit derived from the conjugated diene compound is within the above range, it is preferable because appropriate flexibility can be imparted and the binding property between the polymer particles becomes good.

1.1.2.5.その他の不飽和単量体
バインダー粒子(A1)には、上述の繰り返し単位の他に、これらと共重合可能な他の不飽和単量体に由来する繰り返し単位がさらに含まれていてもよい。
1.1.2.5. Other unsaturated monomer In addition to the above-mentioned repeating unit, the binder particle (A1) may further contain a repeating unit derived from another unsaturated monomer copolymerizable therewith.

このような不飽和単量体としては、例えば不飽和カルボン酸エステル(但し、上記重合性不飽和基を二つ以上有する化合物および上記フッ素原子を有する単量体に該当するものを除く。)、α,β−不飽和ニトリル化合物、芳香族ビニル化合物(但し、上記重合性不飽和基を二つ以上有する化合物に該当するものを除く。)およびその他の単量体が挙げられる。   As such an unsaturated monomer, for example, an unsaturated carboxylic acid ester (excluding those corresponding to the compound having two or more polymerizable unsaturated groups and the monomer having a fluorine atom), Examples include α, β-unsaturated nitrile compounds, aromatic vinyl compounds (excluding those corresponding to the compounds having two or more polymerizable unsaturated groups) and other monomers.

上記不飽和カルボン酸エステルとしては、(メタ)アクリル酸エステルを好ましく使用することができ、例えば(メタ)アクリル酸のアルキルエステル、(メタ)アクリル酸のシクロアルキルエステル等が挙げられる。上記(メタ)アクリル酸のアルキルエステルとしては、炭素数1〜10のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸のアルキルエステルが好ましく、例えば(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)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸デシル等が挙げられる。上記(メタ)アクリル酸のシクロアルキルエステルとしては、例えば(メタ)アクリル酸シクロヘキシル等が挙げられる。上記例示した不飽和カルボン酸エステルは、1種単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。これらのうち、(メタ)アクリル酸のアルキルエステルであることが好ましく、(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−ブチルおよびアクリル酸2−エチルヘキシルから選択される1種以上を使用することがより好ましい。   As the unsaturated carboxylic acid ester, a (meth) acrylic acid ester can be preferably used, and examples thereof include an alkyl ester of (meth) acrylic acid and a cycloalkyl ester of (meth) acrylic acid. The alkyl ester of (meth) acrylic acid is preferably an alkyl ester of (meth) acrylic acid having an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, (meth N-propyl acrylate, i-propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, i-butyl (meth) acrylate, n-amyl (meth) acrylate, i- (meth) acrylate Examples include amyl, hexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, n-octyl (meth) acrylate, nonyl (meth) acrylate, and decyl (meth) acrylate. Examples of the cycloalkyl ester of (meth) acrylic acid include cyclohexyl (meth) acrylate. The unsaturated carboxylic acid ester exemplified above may be used alone or in combination of two or more. Among these, it is preferable that it is an alkyl ester of (meth) acrylic acid, and is selected from methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate and 2-ethylhexyl acrylate. It is more preferable to use one or more.

上記α,β−不飽和ニトリル化合物としては、例えばアクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロルアクリロニトリル、α−エチルアクリロニトリル、シアン化ビニリデン等が挙げられ、これらから選択される1種以上を使用することができる。これらのうち、アクリロニトリルおよびメタクリロニトリルよりなる群から選択される1種以上が好ましく、特にアクリロニトリルが好ましい。   Examples of the α, β-unsaturated nitrile compound include acrylonitrile, methacrylonitrile, α-chloroacrylonitrile, α-ethylacrylonitrile, vinylidene cyanide, and one or more selected from these may be used. it can. Among these, at least one selected from the group consisting of acrylonitrile and methacrylonitrile is preferable, and acrylonitrile is particularly preferable.

上記芳香族ビニル化合物としては、例えばスチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、ビニルトルエン、クロルスチレンなどを挙げることができ、これらのうちから選択される1種以上であることができる。芳香族ビニル化合物としては、上記のうち特にスチレンであることが好ましい。   Examples of the aromatic vinyl compound include styrene, α-methylstyrene, p-methylstyrene, vinyltoluene, chlorostyrene, and the like, and can be one or more selected from these. Among the above, the aromatic vinyl compound is particularly preferably styrene.

上記その他の単量体としては、(メタ)アクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド等の不飽和カルボン酸のアルキルアミド;アミノエチルアクリルアミド、ジメチルアミノメチルメタクリルアミド、メチルアミノプロピルメタクリルアミドなどの不飽和カルボン酸のアミノアルキルアミド等を挙げることができ、これらから選択される1種以上を使用することができる。   Examples of the other monomers include alkyl amides of unsaturated carboxylic acids such as (meth) acrylamide and N-methylol acrylamide; unsaturated carboxylic acids such as aminoethyl acrylamide, dimethylaminomethyl methacrylamide and methylaminopropyl methacrylamide. An aminoalkylamide etc. can be mentioned and 1 or more types selected from these can be used.

1.1.2.6.バインダー粒子(A1)の平均粒子径(Da1)
上記バインダー粒子(A1)の平均粒子径(Da1)は、20〜450nmの範囲にあることが好ましく、30〜420nmの範囲にあることがより好ましく、50〜400nmの範囲にあることが特に好ましい。
1.1.2.6. Average particle diameter (Da1) of binder particles (A1)
The average particle diameter (Da1) of the binder particles (A1) is preferably in the range of 20 to 450 nm, more preferably in the range of 30 to 420 nm, and particularly preferably in the range of 50 to 400 nm.

上記バインダー粒子(A1)の平均粒子径(Da1)が前記範囲にあると、組成物自体の安定性が向上すると共に、蓄電デバイスに保護層が形成されても内部抵抗の上昇(抵抗上昇率)を低く抑えることができる。平均粒子径(Da1)が前記範囲未満では、バインダー粒子(A1)の表面積が過大となり、電解液に対する溶解性が増大するため、蓄電デバイスの充放電に伴って徐々に粒子(A1)バインダー粒子(A1)が電解液へ溶出し、内部抵抗の上昇の一因となる。一方、平均粒子径(Da1)が前記範囲を超えると、粒子の表面積が過小となり密着力が低下するため、強固な保護層を形成するのが困難となり、十分な蓄電デバイスの耐久性能が得られなくなる。   When the average particle diameter (Da1) of the binder particles (A1) is within the above range, the stability of the composition itself is improved, and the internal resistance is increased even when a protective layer is formed on the electricity storage device (resistance increase rate). Can be kept low. When the average particle diameter (Da1) is less than the above range, the surface area of the binder particles (A1) becomes excessive and the solubility in the electrolytic solution increases, so that the particles (A1) binder particles ( A1) elutes into the electrolyte and contributes to an increase in internal resistance. On the other hand, if the average particle diameter (Da1) exceeds the above range, the surface area of the particles becomes too small and the adhesion is reduced, so that it becomes difficult to form a strong protective layer, and sufficient durability performance of the electricity storage device is obtained. Disappear.

上記バインダー粒子(A1)の平均粒子径(Da1)とは、光散乱法を測定原理とする粒度分布測定装置を用いて粒度分布を測定し、小さい粒子から粒子を累積したときの粒子数の累積度数が50%となる粒子径(D50)の値である。このような粒度分布測定装置としては、例えばコールターLS230、LS100、LS13 320(以上、Beckman Coulter.Inc製)や、FPAR−1000(大塚電子株式会社製)等を挙げることができる。これらの粒度分布測定装置は、バインダー粒子(A1)の一次粒子だけを評価対象とするものではなく、一次粒子が凝集して形成された二次粒子をも評価対象とすることができる。従って、これらの粒度分布測定装置によって測定された粒度分布は、組成物中に含まれるバインダー粒子(A1)の分散状態の指標とすることができる。   The average particle size (Da1) of the binder particles (A1) is the cumulative number of particles when the particle size distribution is measured using a particle size distribution measuring apparatus based on the light scattering method and the particles are accumulated from small particles. This is the value of the particle diameter (D50) at which the frequency is 50%. Examples of such a particle size distribution measuring apparatus include Coulter LS230, LS100, LS13320 (above, manufactured by Beckman Coulter. Inc), FPAR-1000 (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.), and the like. These particle size distribution measuring devices are not intended to evaluate only the primary particles of the binder particles (A1), but can also evaluate the secondary particles formed by aggregation of the primary particles. Therefore, the particle size distribution measured by these particle size distribution measuring devices can be used as an indicator of the dispersion state of the binder particles (A1) contained in the composition.

1.1.2.7.トルエン不溶分
上記バインダー粒子(A1)のトルエン不溶分は、80%以上であることが好ましく、85%以上であることがより好ましい。トルエン不溶分は、蓄電デバイスに使用する電解液への不溶分量とほぼ比例すると推測される。このため、トルエン不溶分が前記範囲であれば、蓄電デバイスを作製して、長期間にわたり充放電を繰り返した場合でも電解液への重合体の溶出を抑制できるため良好であると推測できる。トルエン不溶分は、上述の重合体粒子(A)と同様の方法により算出することができる。
1.1.2.7. Toluene-insoluble content The toluene-insoluble content of the binder particles (A1) is preferably 80% or more, and more preferably 85% or more. It is presumed that the toluene insoluble content is approximately proportional to the amount of insoluble content in the electrolytic solution used in the electricity storage device. For this reason, if a toluene insoluble content is the said range, even if it manufactures an electrical storage device and it repeats charging / discharging over a long period of time, since it can suppress the elution of the polymer to electrolyte solution, it can be estimated that it is favorable. The toluene insoluble matter can be calculated by the same method as that for the polymer particles (A) described above.

1.1.2.8.空気雰囲気下で10重量%減量する温度(T10
上記バインダー粒子(A1)の重量が空気雰囲気下で10重量%減量する温度(T10)は、320℃以上であることが好ましく、350℃以上であることがより好ましい。バインダー粒子(A1)の重量が空気雰囲気下で10重量%減量する温度(T10)は、電池内部での高温・高電圧時の酸化に対する化学的安定性に相関すると推測される。このため、バインダー粒子(A1)の重量が空気雰囲気下で10重量%減量する温度(T10)が前記温度範囲であれば、電池内部での高温・高電圧時の酸化に対する安定性が向上して、重合体粒子の分解反応が起こりにくくなるため残存容量率が良好となる。
1.1.2.8. The temperature at which weight loss of 10 wt% in an air atmosphere (T 10)
The temperature (T 10 ) at which the weight of the binder particles (A1) is reduced by 10% by weight in an air atmosphere is preferably 320 ° C. or higher, and more preferably 350 ° C. or higher. The temperature (T 10 ) at which the weight of the binder particles (A1) is reduced by 10% by weight in an air atmosphere is estimated to correlate with the chemical stability against oxidation at high temperature and high voltage inside the battery. Therefore, if the temperature (T 10 ) at which the weight of the binder particles (A1) is reduced by 10% by weight in the air atmosphere is within the above temperature range, the stability against oxidation at high temperature and high voltage inside the battery is improved. As a result, the decomposition rate of the polymer particles is less likely to occur, so that the remaining capacity ratio is improved.

バインダー粒子(A1)の重量が空気雰囲気下で10重量%減量する温度(T10)は、以下のようにして測定することができる。重合体粒子(A1)を含む水分散体10gを直径8cmのテフロン(登録商標)シャーレへ秤り取り、120℃で1時間乾燥して成膜した。得られた膜(重合体)を粉砕して粉末化し、この粉体を熱分析装置(例えば、株式会社島津製作所製、型式「DTG−60A」)にて熱重量分析を行う。その結果、空気雰囲気下、昇温速度20℃/分で加熱したときに、重合体粒子(A)の重量が空気雰囲気下で10重量%減量する温度を(T10)とする。 The temperature (T 10 ) at which the weight of the binder particles (A1) is reduced by 10% by weight in an air atmosphere can be measured as follows. 10 g of an aqueous dispersion containing polymer particles (A1) was weighed into a Teflon (registered trademark) petri dish having a diameter of 8 cm and dried at 120 ° C. for 1 hour to form a film. The obtained film (polymer) is pulverized into powder, and this powder is subjected to thermogravimetric analysis with a thermal analyzer (for example, model “DTG-60A” manufactured by Shimadzu Corporation). As a result, the temperature at which the weight of the polymer particles (A) is reduced by 10% by weight in the air atmosphere when heated at a heating rate of 20 ° C./min in an air atmosphere is defined as (T 10 ).

1.1.2.9.粒子(A1)バインダー粒子(A1)の態様
上記バインダー粒子(A1)の具体的態様としては、フッ素原子を有する単量体を用いる場合、(1)フッ素原子を有する単量体に由来する繰り返し単位を有するバインダー粒子(A1)を一段階重合で合成して得られる共重合体粒子、(2)フッ素原子を有する単量体に由来する繰り返し単位を有する重合体Xと不飽和カルボン酸に由来する繰り返し単位を有する重合体Yとを有する複合粒子、の二態様が挙げられる。これらのうち、耐酸化性に優れる観点から、複合粒子であることが好ましく、該複合粒子がポリマーアロイ粒子であることがより好ましい。
1.1.2.9. Particle (A1) Aspect of Binder Particle (A1) As a specific aspect of the binder particle (A1), when a monomer having a fluorine atom is used, (1) a repeating unit derived from the monomer having a fluorine atom Copolymer particles obtained by synthesizing binder particles (A1) having a single-stage polymerization, (2) Polymer X having a repeating unit derived from a monomer having a fluorine atom and unsaturated carboxylic acid Two modes of composite particles having a polymer Y having a repeating unit are mentioned. Among these, from the viewpoint of excellent oxidation resistance, composite particles are preferable, and the composite particles are more preferably polymer alloy particles.

「ポリマーアロイ」とは、「岩波 理化学辞典 第5版.岩波書店」における定義によれば、「2成分以上の高分子の混合あるいは化学結合により得られる多成分系高分子の総称」であって「異種高分子を物理的に混合した重合体ブレンド、異種高分子成分が共有結合で結合したブロックおよびグラフト共重合体、異種高分子が分子間力によって会合した高分子錯体、異種高分子が互いに絡み合ったIPN(Interpenetrating Polymer Network、相互侵入高分子網目)など」をいう。しかしながら、本願発明の保護層形成用組成物に含有される重合体としてのポリマーアロイとは、「異種高分子成分が共有結合によって結合していないポリマーアロイ」のうちIPNからなる重合体である。   “Polymer alloy” is a “generic name for multi-component polymers obtained by mixing or chemical bonding of two or more components” according to the definition in “Iwanami Physical and Chemical Dictionary 5th edition. Iwanami Shoten”. “Polymer blends physically mixed with different polymers, block and graft copolymers in which different polymer components are covalently bonded, polymer complexes in which different polymers are associated by intermolecular forces, An entangled IPN (Interpenetrating Polymer Network, etc.) ”. However, the polymer alloy as a polymer contained in the composition for forming a protective layer of the present invention is a polymer made of IPN among “a polymer alloy in which different types of polymer components are not bonded by a covalent bond”.

重合体Xおよび重合体Yを含有するポリマーアロイ粒子を使用することにより、電解液の浸透性や保液性および耐酸化性、ならびに密着性および柔軟性を同時に発現することができ、抵抗上昇率の低い蓄電デバイスを製造することが可能となる。なお、ポリマーアロイ粒子が重合体Xおよび重合体Yのみからなる場合、耐酸化性をより向上させることができるため好ましい。   By using polymer alloy particles containing polymer X and polymer Y, it is possible to simultaneously exhibit electrolyte permeability, liquid retention and oxidation resistance, adhesion and flexibility, and a rate of increase in resistance. Can be manufactured. In addition, when a polymer alloy particle consists only of the polymer X and the polymer Y, since oxidation resistance can be improved more, it is preferable.

このようなポリマーアロイ粒子は、JIS K7121に準拠する示差走査熱量測定(DSC)によって測定した場合、−50〜250℃の温度範囲において吸熱ピークを1つのみ有するものであることが好ましい。この吸熱ピークの温度は、−30〜+80℃の範囲にあることがより好ましい。   Such polymer alloy particles preferably have only one endothermic peak in the temperature range of −50 to 250 ° C. when measured by differential scanning calorimetry (DSC) in accordance with JIS K7121. The temperature of this endothermic peak is more preferably in the range of −30 to + 80 ° C.

ポリマーアロイ粒子を構成する重合体Xは、これが単独で存在する場合には、一般的に−50〜250℃に吸熱ピーク(融解温度)を有する。また、ポリマーアロイ粒子を構成する重合体Yは、重合体Xとは異なる吸熱ピーク(ガラス転移温度)を有することが一般的である。このため、バインダー粒子(A1)中において重合体Xおよび重合体Yが、例えばコア−シエル構造のように相分離して存在する場合、−50〜250℃の温度範囲において2つの吸熱ピークが観察されるはずである。このことから、−50〜250℃の温度範囲における吸熱ピークが1つのみである場合には、該バインダー粒子(A1)はポリマーアロイ粒子であると推定することができる。   The polymer X constituting the polymer alloy particle generally has an endothermic peak (melting temperature) at −50 to 250 ° C. when it exists alone. In addition, the polymer Y constituting the polymer alloy particles generally has an endothermic peak (glass transition temperature) different from that of the polymer X. For this reason, when the polymer X and the polymer Y exist in the binder particles (A1) in phase separation as in, for example, a core-shell structure, two endothermic peaks are observed in the temperature range of −50 to 250 ° C. Should be done. From this, when there is only one endothermic peak in the temperature range of −50 to 250 ° C., it can be estimated that the binder particles (A1) are polymer alloy particles.

さらに、ポリマーアロイ粒子であるバインダー粒子(A1)の有する1つのみの吸熱ピークの温度が−30〜+80℃の範囲にある場合、該バインダー粒子(A1)は良好な柔軟性と粘着性とを付与することができ、従って密着性をより向上させることができることとなるため好ましい。   Furthermore, when the temperature of only one endothermic peak of the binder particles (A1) which are polymer alloy particles is in the range of −30 to + 80 ° C., the binder particles (A1) have good flexibility and adhesiveness. This is preferable because it can be imparted and, therefore, the adhesion can be further improved.

重合体Xには、フッ素原子を有する単量体に由来する繰り返し単位の他に、他の不飽和単量体に由来する繰り返し単位をさらに有していてもよい。ここで、他の不飽和単量体としては、上記例示した不飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸エステル、α,β−不飽和ニトリル化合物およびその他の単量体を使用することができる。   The polymer X may further include a repeating unit derived from another unsaturated monomer in addition to the repeating unit derived from the monomer having a fluorine atom. Here, as the other unsaturated monomer, the above-exemplified unsaturated carboxylic acid, unsaturated carboxylic acid ester, α, β-unsaturated nitrile compound and other monomers can be used.

重合体X100質量部におけるフッ素原子を有する単量体に由来する繰り返し単位の含有割合は、80質量部以上であることが好ましく、90質量部以上であることがより好ましい。かかる場合のフッ素原子を有する単量体は、その全てがフッ化ビニリデン、四フッ化エチレンおよび六フッ化プロピレンよりなる群から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。   The content ratio of the repeating unit derived from the monomer having a fluorine atom in 100 parts by mass of the polymer X is preferably 80 parts by mass or more, and more preferably 90 parts by mass or more. In such a case, the monomer having a fluorine atom is preferably at least one selected from the group consisting of vinylidene fluoride, tetrafluoroethylene, and propylene hexafluoride.

重合体Xのさらに好ましい態様は、以下の通りである。すなわち、重合体X100質量部におけるフッ化ビニリデンに由来する繰り返し単位の含有割合が、好ましくは50〜99質量部であり、より好ましくは80〜98質量部であり;四フッ化エチレンに由来する繰り返し単位の含有割合が、好ましくは50質量部以下であり、より好ましくは1〜30質量部であり、特に好ましくは2〜20質量部であり;そして六フッ化プロピレンに由来する繰り返し単位の含有割合は、好ましくは50質量部以下であり、より好ましくは1〜30質量部であり、特に好ましくは2〜25質量部である。なお、重合体Xは、フッ化ビニリデン、四フッ化エチレンおよび六フッ化プロピレンよりなる群から選ばれる少なくとも1種に由来する繰り返し単位のみからなるものであることが最も好ましい。   The more preferable aspect of the polymer X is as follows. That is, the content ratio of the repeating unit derived from vinylidene fluoride in 100 parts by mass of the polymer X is preferably 50 to 99 parts by mass, more preferably 80 to 98 parts by mass; the repetition derived from ethylene tetrafluoride. The content of the unit is preferably 50 parts by mass or less, more preferably 1 to 30 parts by mass, particularly preferably 2 to 20 parts by mass; and the content of the repeating unit derived from propylene hexafluoride. Is preferably 50 parts by mass or less, more preferably 1 to 30 parts by mass, and particularly preferably 2 to 25 parts by mass. The polymer X is most preferably composed of only a repeating unit derived from at least one selected from the group consisting of vinylidene fluoride, tetrafluoroethylene and hexafluoropropylene.

一方、重合体Yは、不飽和カルボン酸に由来する繰り返し単位の他に、他の不飽和単量体に由来する繰り返し単位をさらに有していてもよい。ここで、他の不飽和単量体としては、上記例示した不飽和カルボン酸エステル、α,β−不飽和ニトリル化合物およびその他の単量体を使用することができる。   On the other hand, the polymer Y may further have a repeating unit derived from another unsaturated monomer in addition to the repeating unit derived from the unsaturated carboxylic acid. Here, as the other unsaturated monomer, the unsaturated carboxylic acid ester, the α, β-unsaturated nitrile compound and other monomers exemplified above can be used.

重合体Y100質量部における不飽和カルボン酸に由来する繰り返し単位の含有割合は、2〜20質量部であることが好ましく、3〜15質量部であることがより好ましい。   The content ratio of the repeating unit derived from the unsaturated carboxylic acid in 100 parts by mass of the polymer Y is preferably 2 to 20 parts by mass, and more preferably 3 to 15 parts by mass.

上記ポリマーアロイ粒子は、上記のような構成を有する限り、その合成方法は特に限定されるものではないが、例えば公知の乳化重合工程またはこれを適宜に組み合わせることにより容易に合成することができる。   As long as the polymer alloy particles have the above-described configuration, the synthesis method is not particularly limited. For example, the polymer alloy particles can be easily synthesized by a known emulsion polymerization step or an appropriate combination thereof.

例えばまず、フッ素原子を有する単量体に由来する繰り返し単位を有する重合体Xを、公知の方法によって合成し、次いで該重合体Xに、重合体Yを構成するための単量体を加え、重合体Xからなる重合体粒子の編み目構造の中に、前記単量体を十分吸収させた後、重合体Xの編み目構造の中で、吸収させた単量体を重合して重合体Yを合成する方法により、ポリマーアロイ粒子を容易に製造することができる。このような方法によってポリマーアロイ粒子を製造する場合、重合体Xに重合体Yの単量体を十分に吸収させることが必須である。吸収温度が低すぎる場合または吸収時間が短すぎる場合には単なるコアシェル型の重合体または表層の一部のみがIPN型の構造である重合体となり、本発明におけるポリマーアロイ粒子を得ることができない場合が多い。但し、吸収温度が高すぎると重合系の圧力が高くなりすぎ、反応系のハンドリングおよび反応制御の面から不利となり、吸収時間を過度に長くしても、さらに有利な結果が得られるわけではない。   For example, first, a polymer X having a repeating unit derived from a monomer having a fluorine atom is synthesized by a known method, and then a monomer for constituting the polymer Y is added to the polymer X. After the monomer is sufficiently absorbed in the stitch structure of the polymer particles made of the polymer X, the absorbed monomer is polymerized in the stitch structure of the polymer X to obtain the polymer Y. The polymer alloy particles can be easily produced by the synthesis method. When polymer alloy particles are produced by such a method, it is essential that the polymer X sufficiently absorbs the monomer of the polymer Y. When the absorption temperature is too low or the absorption time is too short, only a core-shell type polymer or a part of the surface layer becomes a polymer having an IPN type structure, and the polymer alloy particles in the present invention cannot be obtained. There are many. However, if the absorption temperature is too high, the pressure of the polymerization system becomes too high, which is disadvantageous in terms of reaction system handling and reaction control, and even if the absorption time is excessively long, further advantageous results are not obtained. .

上記のような観点から、吸収温度は30〜100℃とすることが好ましく、40〜80℃とすることがより好ましく、吸収時間は1〜12時間とすることが好ましく、2〜8時間とすることがより好ましい。このとき、吸収温度が低い場合には吸収時間を長くすることが好ましく、吸収温度が高い場合には短い吸収時間で十分である。吸収温度(℃)と吸収時間(h)を乗じた値が、概ね120〜300(℃・h)、好ましくは150〜250(℃・h)の範囲となるような条件が適当である。   From the above viewpoint, the absorption temperature is preferably 30 to 100 ° C, more preferably 40 to 80 ° C, and the absorption time is preferably 1 to 12 hours, and 2 to 8 hours. It is more preferable. At this time, it is preferable to lengthen the absorption time when the absorption temperature is low, and a short absorption time is sufficient when the absorption temperature is high. Conditions under which the value obtained by multiplying the absorption temperature (° C.) and the absorption time (h) is approximately 120 to 300 (° C. · h), preferably 150 to 250 (° C. · h) are appropriate.

重合体Xの編み目構造の中に重合体Yの単量体を吸収させる操作は、乳化重合に用いられる公知の媒体中、例えば水中で行うことが好ましい。   The operation of absorbing the monomer of the polymer Y in the stitch structure of the polymer X is preferably performed in a known medium used for emulsion polymerization, for example, in water.

ポリマーアロイ粒子100質量部における重合体Xの含有割合は、5〜50質量部であることが好ましく、15〜40質量部であることがより好ましく、20〜30質量部であることが特に好ましい。ポリマーアロイ粒子が重合体Xを前記範囲で含有することにより、電解液の浸透性や保液性および耐酸化性と、密着性とのバランスがより良好となる。また、各単量体に由来する繰り返し単位の含有割合が上記の好ましい範囲にある重合体Yを用いた場合には、ポリマーアロイ粒子が重合体Xを前記範囲で含有することにより、該ポリマーアロイ粒子全体の各繰り返し単位の含有割合を上述の好ましい範囲に設定することが可能となり、このことによりエチレンカーボネート(EC)/ジエチルカーボネート(DEC)不溶分が適切な値となるため、得られる蓄電デバイスの抵抗上昇率が十分に低いものとなる。   The content ratio of the polymer X in 100 parts by mass of the polymer alloy particles is preferably 5 to 50 parts by mass, more preferably 15 to 40 parts by mass, and particularly preferably 20 to 30 parts by mass. When the polymer alloy particles contain the polymer X in the above range, the balance between the permeability, liquid retention and oxidation resistance of the electrolytic solution, and adhesion is improved. Further, when the polymer Y in which the content ratio of the repeating unit derived from each monomer is in the above preferable range is used, the polymer alloy particles contain the polymer X in the above range, so that the polymer alloy It becomes possible to set the content ratio of each repeating unit in the whole particle within the above-mentioned preferable range, and this makes the ethylene carbonate (EC) / diethyl carbonate (DEC) insoluble content an appropriate value. The rate of increase in resistance is sufficiently low.

1.1.2.10.バインダー粒子(A1)の製造方法
上記バインダー粒子(A1)がフッ素原子を有する単量体に由来する繰り返し単位を有する場合、その製造、すなわち、フッ素原子を有する単量体に由来する繰り返し単位を有する重合体を一段階重合で合成する場合の該重合、重合体Xの重合、ならびに重合体Xの存在下における重合体Yの重合は、それぞれ公知の重合開始剤、分子量調節剤、乳化剤(界面活性剤)等の存在下で行うことができる。
1.1.2.10. Production method of binder particle (A1) When the binder particle (A1) has a repeating unit derived from a monomer having a fluorine atom, its production, that is, having a repeating unit derived from a monomer having a fluorine atom. When the polymer is synthesized by one-step polymerization, the polymerization of the polymer X, and the polymerization of the polymer Y in the presence of the polymer X are respectively known polymerization initiators, molecular weight regulators, emulsifiers (surfactant) Agent) and the like.

また、上記バインダー粒子(A1)が共役ジエン化合物に由来する繰り返し単位を有する場合、一段重合で作製してもよく、二段重合、さらに多段重合で作製してもよく、それぞれの重合において公知の重合開始剤、分子量調節剤、乳化剤(界面活性剤)等の存在下で行うことができる。   Further, when the binder particles (A1) have a repeating unit derived from a conjugated diene compound, they may be prepared by one-stage polymerization, two-stage polymerization, or multistage polymerization. It can be carried out in the presence of a polymerization initiator, a molecular weight regulator, an emulsifier (surfactant) and the like.

上記重合開始剤としては、例えば過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の水溶性重合開始剤;過酸化ベンゾイル、ラウリルパーオキサイド、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル等の油溶性重合開始剤;重亜硫酸ナトリウム、鉄(II)塩、三級アミン等の還元剤と、過硫酸塩や有機過酸化物等の酸化剤との組合せからなるレドックス系重合開始剤等を挙げることができる。これらの重合開始剤は、1種単独または2種以上を組み合わせて用いることができる。   Examples of the polymerization initiator include water-soluble polymerization initiators such as sodium persulfate, potassium persulfate, and ammonium persulfate; oil-soluble polymerization such as benzoyl peroxide, lauryl peroxide, and 2,2′-azobisisobutyronitrile. Initiators: Redox polymerization initiators composed of a combination of a reducing agent such as sodium bisulfite, iron (II) salt, tertiary amine and the like, and an oxidizing agent such as persulfate and organic peroxide. . These polymerization initiators can be used singly or in combination of two or more.

重合開始剤の使用割合は、上記バインダー粒子(A1)がフッ素原子を有する単量体に由来する繰り返し単位を有する場合、使用する単量体の合計(バインダー粒子(A1)を一段階重合で合成する場合においては使用する単量体の合計、重合体Xの製造においては重合体Xを導く単量体の合計、重合体Xの存在下に重合体Yを重合する場合においては重合体Yを導く単量体の合計。以下同じ。)100質量部に対して、0.3〜3質量部とすることが好ましい。   When the binder particle (A1) has a repeating unit derived from a monomer having a fluorine atom, the total amount of monomers used (the binder particle (A1) is synthesized by one-step polymerization). The total amount of monomers used, the total number of monomers leading to the polymer X in the production of the polymer X, the polymer Y in the case of polymerizing the polymer Y in the presence of the polymer X, (The same applies hereinafter.) It is preferable that the amount is 0.3 to 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass.

上記分子量調節剤としては、例えばクロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素;n−ヘキシルメルカプタン、n−オクチルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、t−ドテジルメルカプタン、チオグリコール酸等のメルカプタン化合物;ジメチルキサントゲンジサルファイド、ジイソプロピルキサントゲンジサルファイド等のキサントゲン化合物;ターピノーレン、α−メチルスチレンダイマー等のその他の分子量調節剤を挙げることができる。これらの分子量調節剤は、1種単独または2種以上を組み合わせて用いることができる。分子量調節剤の使用割合は、使用する単量体の合計100質量部に対して、5質量部以下とすることが好ましい。   Examples of the molecular weight regulator include halogenated hydrocarbons such as chloroform and carbon tetrachloride; mercaptan compounds such as n-hexyl mercaptan, n-octyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan, t-dotezyl mercaptan, and thioglycolic acid; dimethyl Examples thereof include xanthogen compounds such as xanthogen disulfide and diisopropylxanthogen disulfide; other molecular weight regulators such as terpinolene and α-methylstyrene dimer. These molecular weight regulators can be used singly or in combination of two or more. The use ratio of the molecular weight regulator is preferably 5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass in total of the monomers used.

上記乳化剤としては、例えばアニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、両性界面活性剤、フッ素系界面活性剤等を挙げることができる。   Examples of the emulsifier include an anionic surfactant, a nonionic surfactant, an amphoteric surfactant, and a fluorosurfactant.

上記アニオン性界面活性剤としては、例えば高級アルコールの硫酸エステル、アルキルベンゼンスルホン酸塩、脂肪族スルホン酸塩、ポリエチレングリコールアルキルエーテルの硫酸エステル等を;上記ノニオン性界面活性剤としては、例えばポリエチレングリコールのアルキルエステル、ポリエチレングリコールのアルキルエーテル、ポリエチレングリコールのアルキルフェニルエーテル等を、それぞれ挙げることができる。   Examples of the anionic surfactant include sulfates of higher alcohols, alkylbenzene sulfonates, aliphatic sulfonates, sulfates of polyethylene glycol alkyl ethers, etc .; examples of the nonionic surfactants include polyethylene glycol Examples thereof include alkyl esters, alkyl ethers of polyethylene glycol, alkyl phenyl ethers of polyethylene glycol, and the like.

上記両性界面活性剤としては、例えば、アニオン部分が、カルボン酸塩、硫酸エステル塩、スルホン酸塩またはリン酸エステル塩等からなり、そしてカチオン部分が、アミン塩、第4級アンモニウム塩等からなるものを挙げることができる。このような両性界面活性剤の具体例としては、例えばラウリルベタイン、ステアリルベタイン等のベタイン化合物;ラウリル−β−アラニン、ラウリルジ(アミノエチル)グリシン、オクチルジ(アミノエチル)グリシン等のアミノ酸タイプの界面活性剤を挙げることができる。   As the amphoteric surfactant, for example, the anion portion is composed of a carboxylate salt, a sulfate ester salt, a sulfonate salt or a phosphate ester salt, and the cation portion is composed of an amine salt, a quaternary ammonium salt or the like. Things can be mentioned. Specific examples of such amphoteric surfactants include betaine compounds such as lauryl betaine and stearyl betaine; surface activity of amino acid types such as lauryl-β-alanine, lauryl di (aminoethyl) glycine, octyldi (aminoethyl) glycine, and the like. An agent can be mentioned.

上記フッ素系界面活性剤としては、例えばフルオロブチルスルホン酸塩、フルオロアルキル基を有するリン酸エステル、フルオロアルキル基を有するカルボン酸塩、フルオロアルキルエチレンオキシド付加物等を挙げることができる。このようなフッ素系界面活性剤の市販品としては、例えばエフトップEF301、EF303、EF352(以上、株式会社トーケムプロダクツ製);メガファックF171、F172、F173(以上、DIC株式会社製);フロラードFC430、FC431(以上、住友スリーエム株式会社製);アサヒガードAG710、サーフロンS−381、S−382、SC101、SC102、SC103、SC104、SC105、SC106、サーフィノールE1004、KH−10、KH−20、KH−30、KH−40(以上、旭硝子株式会社製);フタージェント250、251、222F、FTX−218(以上、株式会社ネオス製)等を挙げることができる。乳化剤としては、上記のうちから選択される1種または2種以上を使用することができる。   Examples of the fluorosurfactant include fluorobutyl sulfonate, phosphoric acid ester having a fluoroalkyl group, carboxylate having a fluoroalkyl group, and a fluoroalkylethylene oxide adduct. Examples of such commercially available fluorosurfactants include F-top EF301, EF303, EF352 (above, manufactured by Tochem Products Co., Ltd.); Megafac F171, F172, F173 (above, manufactured by DIC Corporation); FC430, FC431 (above, manufactured by Sumitomo 3M Limited); Asahi Guard AG710, Surflon S-382, S-382, SC101, SC102, SC103, SC104, SC105, SC106, Surfinol E1004, KH-10, KH-20, KH-30, KH-40 (above, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.); Footents 250, 251, 222F, FTX-218 (above, manufactured by Neos Co., Ltd.), and the like. As an emulsifier, the 1 type (s) or 2 or more types selected from the above can be used.

乳化剤の使用割合は、使用する単量体の合計100質量部に対して、0.01〜10質量部とすることが好ましく、0.02〜5質量部とすることがより好ましい。   The use ratio of the emulsifier is preferably 0.01 to 10 parts by mass and more preferably 0.02 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass in total of the monomers used.

乳化重合は適当な水性媒体中で行うことが好ましく、特に水中で行うことが好ましい。この水性媒体中におけるモノマーの合計の含有割合は、10〜50質量%とすることができ、20〜40質量%とすることが好ましい。   The emulsion polymerization is preferably carried out in a suitable aqueous medium, particularly preferably in water. The total content of the monomers in the aqueous medium can be 10 to 50% by mass, and preferably 20 to 40% by mass.

乳化重合の条件としては、重合温度40〜85℃において重合時間2〜24時間とすることが好ましく、重合温度50〜80℃において重合時間3〜20時間とすることがより好ましい。   The conditions for emulsion polymerization are preferably a polymerization time of 2 to 24 hours at a polymerization temperature of 40 to 85 ° C, and more preferably a polymerization time of 3 to 20 hours at a polymerization temperature of 50 to 80 ° C.

1.1.3.フィラー粒子(A2)
本実施の形態に係る保護層形成用組成物は、前記フィラー粒子(A2)を含有する。
1.1.3. Filler particles (A2)
The protective layer forming composition according to the present embodiment contains the filler particles (A2).

フィラー粒子(A2)は、無機粒子あるいは重合体粒子であることが好ましい。   The filler particles (A2) are preferably inorganic particles or polymer particles.

1.1.3.1.無機粒子
フィラー粒子(A2)が無機粒子である場合、形成される保護層のタフネスを向上させることができる。
1.1.3.1. Inorganic particles When the filler particles (A2) are inorganic particles, the toughness of the protective layer to be formed can be improved.

無機粒子としては、酸化チタン(チタニア)、酸化アルミニウム(アルミナ)、酸化ジルコニウム(ジルコニア)、酸化マグネシウム(マグネシア)、シリカ等を用いることができる。これらの中でも、保護層のタフネスをより向上させる観点から、酸化チタン及び酸化アルミニウムが好ましい。また、酸化チタンとしては、保護層のタフネスをさらに向上させる観点から、ルチル型の酸化チタンがより好ましい。   As the inorganic particles, titanium oxide (titania), aluminum oxide (alumina), zirconium oxide (zirconia), magnesium oxide (magnesia), silica, or the like can be used. Among these, titanium oxide and aluminum oxide are preferable from the viewpoint of further improving the toughness of the protective layer. Further, as the titanium oxide, rutile type titanium oxide is more preferable from the viewpoint of further improving the toughness of the protective layer.

無機粒子の平均粒子径(Db)は、1μm以下であることが好ましく、0.1〜0.8μmの範囲内であることがより好ましい。無機粒子の平均粒子径(Db)が前記範囲であると、平滑かつ柔軟な保護層を形成でき、蓄電デバイスを作製した場合に、保護層と隣接して配置されるセパレータや電極と接触しても、これらを破損する危険性が低くなるため、蓄電デバイスの耐久性が良好となる。なお、無機粒子の平均粒子径(Db)は、多孔質膜であるセパレータを使用する場合、該セパレータの平均孔径よりも大きいことが好ましい。これにより、セパレータへのダメージを軽減し、無機粒子がセパレータの微多孔に詰まることを防ぐことができる。   The average particle diameter (Db) of the inorganic particles is preferably 1 μm or less, and more preferably in the range of 0.1 to 0.8 μm. When the average particle diameter (Db) of the inorganic particles is in the above range, a smooth and flexible protective layer can be formed, and when an electricity storage device is produced, it comes into contact with a separator or an electrode disposed adjacent to the protective layer. However, since the risk of damaging them is reduced, the durability of the electricity storage device is improved. In addition, when using the separator which is a porous membrane, it is preferable that the average particle diameter (Db) of an inorganic particle is larger than the average pore diameter of this separator. Thereby, the damage to a separator can be reduced and it can prevent that an inorganic particle is clogged with the microporous of a separator.

ここで、無機粒子の平均粒子径(Db)とは、レーザー回折法を測定原理とする粒度分布測定装置を用いて粒度分布を測定し、小さい粒子から粒子を累積したときの粒子数の累積度数が50%となる粒子径(D50)の値である。このようなレーザー回折式粒度分布測定装置としては、例えばHORIBA LA−300シリーズ、HORIBA LA−920シリーズ(以上、株式会社堀場製作所製)などを挙げることができる。この粒度分布測定装置は、無機粒子の一次粒子だけを評価対象とするものではなく、一次粒子が凝集して形成された二次粒子をも評価対象とする。従って、この粒度分布測定装置によって得られた平均粒子径(Db)は、保護層形成用スラリー中に含まれる無機粒子の分散状態の指標とすることができる。なお、無機粒子の平均粒子径(Db)は、保護層形成用スラリーを遠心分離して無機粒子を沈降させた後、その上澄み液を除去し、沈降した無機粒子を上記の方法により測定することによっても測定することができる。   Here, the average particle diameter (Db) of the inorganic particles is the cumulative frequency of the number of particles when the particle size distribution is measured using a particle size distribution measuring apparatus based on the laser diffraction method and the particles are accumulated from small particles. Is the value of the particle diameter (D50) at which 50%. Examples of such a laser diffraction particle size distribution measuring apparatus include HORIBA LA-300 series, HORIBA LA-920 series (manufactured by Horiba, Ltd.) and the like. This particle size distribution measuring apparatus is not intended to evaluate only primary particles of inorganic particles, but also targets secondary particles formed by aggregation of primary particles. Therefore, the average particle diameter (Db) obtained by this particle size distribution measuring apparatus can be used as an indicator of the dispersion state of the inorganic particles contained in the protective layer forming slurry. The average particle diameter (Db) of the inorganic particles is measured by centrifuging the slurry for forming the protective layer to precipitate the inorganic particles, then removing the supernatant and measuring the precipitated inorganic particles by the above method. Can also be measured.

1.1.3.2.重合体粒子
フィラー粒子(A2)が重合体粒子である場合、重合体粒子100質量部中の重合性不飽和基を二つ以上有する化合物に由来する繰り返し単位の含有量が20〜100質量部であり、20質量部以上であることが好ましく、50質量部以上であることがより好ましく、80質量部以上であることがさらに好ましく、90質量部以上であることが特に好ましい。
1.1.3.2. Polymer particles When the filler particles (A2) are polymer particles, the content of repeating units derived from a compound having two or more polymerizable unsaturated groups in 100 parts by mass of the polymer particles is 20 to 100 parts by mass. Yes, preferably 20 parts by mass or more, more preferably 50 parts by mass or more, still more preferably 80 parts by mass or more, and particularly preferably 90 parts by mass or more.

重合性不飽和基を二つ以上有する化合物に由来する繰り返し単位の含有量が前記範囲であると、保護層形成用組成物から作製される保護層の耐熱性、耐溶剤性、デンドライトによる短絡を防止する機能が向上するため好ましい。さらに本実施の形態に係る保護層形成用組成物は、重合体粒子を含有することにより、形成される保護層のタフネスを向上させることができる。   When the content of the repeating unit derived from the compound having two or more polymerizable unsaturated groups is within the above range, the heat resistance, solvent resistance, and short circuit caused by dendrites of the protective layer prepared from the protective layer forming composition Since the function to prevent is improved, it is preferable. Furthermore, the composition for protective layer formation which concerns on this Embodiment can improve the toughness of the protective layer formed by containing a polymer particle.

以下、重合体粒子に含有される繰り返し単位を構成する単量体と、重合体粒子の態様および製造方法等に関して詳述する。   Hereinafter, the monomer constituting the repeating unit contained in the polymer particles, the mode of the polymer particles, the production method, and the like will be described in detail.

1.3.2.1.重合性不飽和基を二つ以上有する化合物
重合性不飽和基を二つ以上有する化合物としては、バインダー粒子(A1)で例示した化合物を使用することができ、上記で説明した多官能(メタ)アクリル酸エステルおよび芳香族多官能ビニル化合物よりなる群から選ばれる少なくとも1種を好ましく使用することができる。これらの中でも芳香族ジビニル化合物であることがより好ましく、ジビニルベンゼンが特に好ましい。また、バインダー粒子(A1)が重合性不飽和基を二つ以上有する化合物に由来する繰り返し単位を有する場合、フィラーとして機能する重合体粒子はバインダー粒子(A1)と同じ重合性不飽和基を二つ以上有する化合物に由来する繰り返し単位を有することが好ましい。
1.3.2.1. Compound having two or more polymerizable unsaturated groups As the compound having two or more polymerizable unsaturated groups, the compound exemplified in the binder particles (A1) can be used, and the polyfunctional (meth) described above. At least one selected from the group consisting of acrylic acid esters and aromatic polyfunctional vinyl compounds can be preferably used. Among these, aromatic divinyl compounds are more preferable, and divinylbenzene is particularly preferable. Further, when the binder particle (A1) has a repeating unit derived from a compound having two or more polymerizable unsaturated groups, the polymer particle functioning as a filler has two polymerizable unsaturated groups identical to the binder particle (A1). It is preferable to have a repeating unit derived from a compound having at least one.

重合体粒子がジビニルベンゼンに由来する繰り返し単位を含有する場合、ジビニルベンゼンの含有割合は、全モノマーに対して、好ましくは20〜100質量%、より好ましくは50〜100質量%、特に好ましくは80〜100質量%である。ジビニルベンゼンの含有割合が20質量%未満の場合には、得られる重合体粒子は、耐熱性、耐電解液性などの点で劣ったものとなることがある。   When the polymer particles contain a repeating unit derived from divinylbenzene, the content ratio of divinylbenzene is preferably 20 to 100% by mass, more preferably 50 to 100% by mass, and particularly preferably 80%, based on all monomers. ˜100 mass%. When the content ratio of divinylbenzene is less than 20% by mass, the resulting polymer particles may be inferior in terms of heat resistance, resistance to electrolytic solution, and the like.

1.3.2.2.その他の不飽和単量体
重合体粒子には、上記重合性不飽和基を二つ以上有する化合物に由来する繰り返し単位の他に、これらと共重合可能な他の不飽和単量体に由来する繰り返し単位がさらに含まれていてもよい。
1.3.2.2. Other unsaturated monomers In addition to the repeating units derived from the compound having two or more polymerizable unsaturated groups, the polymer particles are derived from other unsaturated monomers copolymerizable therewith. Repeating units may be further included.

このような不飽和単量体としては、上述の重合体粒子で説明した不飽和カルボン酸エステル(但し、重合性不飽和基を二つ以上有する化合物を除く。)、芳香族ビニル化合物(但し、重合性不飽和基を二つ以上有する化合物を除く。)、不飽和カルボン酸、α,β−不飽和ニトリル化合物、その他の不飽和単量体等が挙げられる。なお、重合体粒子は、重合性不飽和基を二以上有する化合物に由来する繰り返し単位の他、不飽和カルボン酸エステルに由来する繰り返し単位、芳香族ビニル化合物に由来する繰り返し単位を有することが好ましい。   Examples of such unsaturated monomers include unsaturated carboxylic acid esters (excluding compounds having two or more polymerizable unsaturated groups) described in the above polymer particles, aromatic vinyl compounds (provided that Except for compounds having two or more polymerizable unsaturated groups), unsaturated carboxylic acids, α, β-unsaturated nitrile compounds, other unsaturated monomers, and the like. The polymer particles preferably have a repeating unit derived from a compound having two or more polymerizable unsaturated groups, a repeating unit derived from an unsaturated carboxylic acid ester, and a repeating unit derived from an aromatic vinyl compound. .

重合体粒子100質量部における不飽和カルボン酸エステルに由来する繰り返し単位の含有割合は、5〜80質量部であることが好ましく、10〜75質量部であることがより好ましい。   The content ratio of the repeating unit derived from the unsaturated carboxylic acid ester in 100 parts by mass of the polymer particles is preferably 5 to 80 parts by mass, and more preferably 10 to 75 parts by mass.

重合体粒子100質量部における芳香族ビニル化合物に由来する繰り返し単位の含有割合は、5〜85質量部であることが好ましく、10〜80質量部であることがより好ましい。   The content ratio of the repeating unit derived from the aromatic vinyl compound in 100 parts by mass of the polymer particles is preferably 5 to 85 parts by mass, and more preferably 10 to 80 parts by mass.

1.3.2.3.重合体粒子の平均粒子径(Da2)
上記重合体粒子の平均粒子径(Da2)は、100〜3000nmの範囲内であることが好ましく、100〜1500nmの範囲内であることがより好ましい。なお、重合体粒子の平均粒子径(Da2)は、多孔質膜であるセパレータの平均孔径よりも大きいことが好ましい。これにより、セパレータへのダメージを軽減し、重合体粒子がセパレータの微多孔に詰まることを防ぐことができる。
1.3.2.3. Average particle diameter of polymer particles (Da2)
The average particle diameter (Da2) of the polymer particles is preferably in the range of 100 to 3000 nm, and more preferably in the range of 100 to 1500 nm. In addition, it is preferable that the average particle diameter (Da2) of a polymer particle is larger than the average pore diameter of the separator which is a porous film. Thereby, the damage to a separator can be reduced and it can prevent that a polymer particle is clogged with the microporous of a separator.

上記重合体粒子の平均粒子径(Da2)は、上述のバインダー粒子(A1)と同様の方法により測定することができる。   The average particle diameter (Da2) of the polymer particles can be measured by the same method as that for the binder particles (A1).

1.1.3.2.4.トルエン不溶分
上記重合体粒子のトルエン不溶分は、90%以上であることが好ましく、95%以上であることがより好ましく、100%、すなわち溶解しないことが最も好ましい。トルエン不溶分は、蓄電デバイスで使用する電解液への不溶分量とほぼ比例すると推測される。このため、トルエン不溶分が前記範囲であれば、蓄電デバイスを作製して、長期間にわたり充放電を繰り返した場合でも電解液への重合体の溶出を抑制できるため、保護層の機械的な特性変化を抑制することができると推測される。なお、トルエン不溶分は、上述の重合体粒子(A)と同様の方法により算出することができる。
1.1.3.2.4. Toluene insoluble content The toluene insoluble content of the polymer particles is preferably 90% or more, more preferably 95% or more, and most preferably 100%, that is, not dissolved. It is presumed that the toluene insoluble content is approximately proportional to the amount of insoluble content in the electrolytic solution used in the electricity storage device. For this reason, if the toluene-insoluble content is within the above range, it is possible to suppress the elution of the polymer into the electrolytic solution even when the power storage device is produced and charging / discharging is repeated over a long period of time. It is estimated that the change can be suppressed. In addition, a toluene insoluble content is computable by the method similar to the above-mentioned polymer particle (A).

1.1.3.2.5.空気雰囲気下で10重量%減量する温度(T10
上記重合体粒子が空気雰囲気下で10重量%減量する温度(T10)は、320℃以上であることが好ましく、350℃以上であることがより好ましい。重合体粒子が空気雰囲気下で10重量%減量する温度(T10)は、電池内部での高温・高電圧時の酸化に対する化学的安定性に相関すると推測される。このため、重合体粒子が空気雰囲気下で10重量%減量する温度(T10)が前記温度範囲であれば、電池内部での高温・高電圧時の酸化に対する安定性が向上して、重合体粒子の分解反応が起こりにくくなるため残存容量率が良好となる。なお、重合体粒子が空気雰囲気下で10重量%減量する温度(T10)は、上述のバインダー粒子(A1)と同様の方法により算出することができる。
1.1.3.2.5. The temperature at which weight loss of 10 wt% in an air atmosphere (T 10)
The temperature (T 10 ) at which the polymer particles are reduced by 10% by weight in an air atmosphere is preferably 320 ° C. or higher, and more preferably 350 ° C. or higher. The temperature (T 10 ) at which the polymer particles are reduced by 10% by weight in an air atmosphere is presumed to correlate with the chemical stability against oxidation at high temperature and high voltage inside the battery. Therefore, if the temperature (T 10 ) at which the polymer particles are reduced by 10% by weight in the air atmosphere is within the above temperature range, the stability against oxidation at high temperature and high voltage inside the battery is improved, and the polymer Since the decomposition reaction of the particles is less likely to occur, the remaining capacity ratio is improved. The temperature (T 10 ) at which the polymer particles are reduced by 10% by weight in an air atmosphere can be calculated by the same method as that for the binder particles (A1).

1.1.3.2.6.重合体粒子の態様
上記重合体粒子をJIS K7121に準拠する示差走査熱量測定(DSC)によって測定した場合、−50℃〜+300℃の範囲内では吸熱ピークが観測されない。これは重合体粒子が前記重合性不飽和基を二つ以上有する化合物により架橋されていることを示している。これにより、保護層形成用組成物から得られる保護層に耐熱性と強度を付与することができる。
1.1.3.2.6. Embodiment of Polymer Particles When the polymer particles are measured by differential scanning calorimetry (DSC) according to JIS K7121, no endothermic peak is observed in the range of −50 ° C. to + 300 ° C. This indicates that the polymer particles are crosslinked with a compound having two or more polymerizable unsaturated groups. Thereby, heat resistance and intensity | strength can be provided to the protective layer obtained from the composition for protective layer formation.

また、上記重合体粒子は、その内部に1つ以上の空孔を有する粒子であることが好ましい。重合体粒子がその内部に1つ以上の空孔を有する場合、得られる保護層の電解液の浸透性や保液性が向上し、良好な充放電特性を発現させることができる。このような粒子の構造としては、例えば、粒子の内部に空孔を有する中空構造であってもよく、また粒子の表面から内部(コア)にかけて複数の空孔を有するコアシェル型の構造であってもよい。   The polymer particles are preferably particles having one or more pores therein. When the polymer particles have one or more pores therein, the permeability and liquid retention of the electrolytic solution of the protective layer obtained are improved, and good charge / discharge characteristics can be expressed. The particle structure may be, for example, a hollow structure having pores inside the particle, or a core-shell type structure having a plurality of pores from the surface of the particle to the inside (core). Also good.

重合体粒子がその内部に1つ以上の空孔を有する場合、容積空孔率は1%〜80%であることが好ましく、2%〜70%であることがより好ましく、5%〜60%であることが特に好ましい。容積空孔率がこの範囲にあることで、得られる保護層の電解液の浸透性や保液性と、タフネスの向上とを両立することができる。   When the polymer particles have one or more pores therein, the volume porosity is preferably 1% to 80%, more preferably 2% to 70%, and more preferably 5% to 60%. It is particularly preferred that When the volumetric porosity is within this range, it is possible to achieve both the permeability and liquid retention of the electrolytic solution of the protective layer obtained and the improvement of toughness.

上記重合体粒子の容積空孔率は、重合体粒子(A2)フィラー粒子(A2)について電子顕微鏡(株式会社日立ハイテクノロジーズ製、日立透過型電子顕微鏡 H−7650)により観察し、無作為に抽出した100個の粒子の平均粒子径および粒子内径を測定し、下記式(5)により算出した。   The volume porosity of the polymer particles was observed with an electron microscope (Hitachi High-Technologies Corporation, Hitachi Transmission Electron Microscope H-7650) for the polymer particles (A2) and filler particles (A2). The average particle diameter and particle inner diameter of the 100 particles were measured and calculated by the following formula (5).

容積空孔率(%)=((粒子内径)/(平均粒子径))×100 ・・・・(5)
1.1.3.2.7.重合体粒子の製造方法
本実施の形態に係る保護層形成用組成物に含まれる上記重合体粒子は、上記のような構成をとるものである限り、その合成方法は特に限定されないが、具体的には乳化重合、播種乳化重合、懸濁重合、播種懸濁重合、溶液析出重合等の方法を用いることが好ましい。このうち、乳化重合、播種乳化重合が好ましい。このうち粒子径分布を均一に制御しやすいことから播種乳化重合が特に好ましい。
Volume porosity (%) = ((particle inner diameter) 3 / (average particle diameter) 3 ) × 100 (5)
1.1.3.2.7. Production method of polymer particles The polymer particles contained in the composition for forming a protective layer according to the present embodiment are not particularly limited as long as the polymer particles have the above-described configuration. It is preferable to use methods such as emulsion polymerization, seeding emulsion polymerization, suspension polymerization, seeding suspension polymerization, and solution precipitation polymerization. Among these, emulsion polymerization and seeding emulsion polymerization are preferable. Of these, seeding emulsion polymerization is particularly preferred because the particle size distribution can be easily controlled uniformly.

また、上記重合体粒子が中空構造である場合には、特開2002−30113号公報や特開2009−120784号公報、特開昭62−127336号公報に記載されている方法に準じて作製することができ、コアシェル型である場合には特開平4−98201号公報に記載されている方法に準じて作製することができる。   Further, when the polymer particles have a hollow structure, they are prepared according to the methods described in JP-A No. 2002-30113, JP-A No. 2009-120784, and JP-A No. 62-127336. In the case of the core-shell type, it can be produced according to the method described in JP-A-4-98201.

1.1.4.液状媒体
本実施の形態に係る保護層形成用組成物は、さらに液状媒体を含有する。上記液状媒体は、水を含有する水性媒体であることが好ましい。この水性媒体は、水以外に少量の非水媒体を含有することができる。このような非水媒体としては、例えばアミド化合物、炭化水素、アルコール、ケトン、エステル、アミン化合物、ラクトン、スルホキシド、スルホン化合物等を挙げることができ、これらのうちから選択される1種以上を使用することができる。このような非水媒体の含有割合は、水性媒体の全部に対して、好ましくは10質量%以下であり、より好ましくは5質量%以下である。水性媒体は、非水媒体を含有せずに水のみからなるものであることが最も好ましい。
1.1.4. Liquid medium The protective layer forming composition according to the present embodiment further contains a liquid medium. The liquid medium is preferably an aqueous medium containing water. This aqueous medium can contain a small amount of non-aqueous medium in addition to water. Examples of such non-aqueous media include amide compounds, hydrocarbons, alcohols, ketones, esters, amine compounds, lactones, sulfoxides, sulfone compounds, and the like, and one or more selected from these are used. can do. The content ratio of such a non-aqueous medium is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, based on the entire aqueous medium. Most preferably, the aqueous medium is composed only of water without containing a non-aqueous medium.

本実施の形態に係る保護層形成用組成物は、液状媒体として水性媒体を使用し、好ましくは水以外の非水媒体を含有しないことにより、環境に対する悪影響を与える程度が低く、取扱作業者に対する安全性も高い。   The composition for forming a protective layer according to the present embodiment uses an aqueous medium as a liquid medium, and preferably does not contain a non-aqueous medium other than water, so that the degree of adverse effects on the environment is low, so High safety.

1.1.5.その他の成分
本実施の形態に係る保護層形成用組成物は、必要に応じて、増粘剤、界面活性剤等のその他の成分を含有することができる。
1.1.5. Other components The composition for protective layer formation concerning this Embodiment can contain other components, such as a thickener and surfactant, as needed.

1.1.5.1.増粘剤
本実施の形態に係る保護層形成用組成物は、その塗工性を改善する観点から、増粘剤を含有することができる。増粘剤としては、例えば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、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等のセルロース化合物;上記セルロース化合物のアンモニウム塩またはアルカリ金属塩;ポリ(メタ)アクリル酸、変性ポリ(メタ)アクリル酸等のポリカルボン酸;上記ポリカルボン酸のアルカリ金属塩;ポリビニルアルコール、変性ポリビニルアルコール、エチレン−ビニルアルコール共重合体等のポリビニルアルコール系(共)重合体;(メタ)アクリル酸、マレイン酸およびフマル酸等の不飽和カルボン酸と、ビニルエステルとの共重合体の鹸化物等の水溶性ポリマーを挙げることができる。これらの中でも特に好ましい増粘剤としては、カルボキシメチルセルロースのアルカリ金属塩、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリ(メタ)アクリル酸のアルカリ金属塩等である。
1.1.5.1. Thickener The composition for protective layer formation concerning this Embodiment can contain a thickener from a viewpoint of improving the coating property. Examples of the thickener include cellulose compounds such as carboxymethylcellulose, methylcellulose, hydroxypropylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, hydroxyethylcellulose; ammonium salts or alkali metal salts of the above cellulose compounds; poly (meth) acrylic acid, modified poly (meth) Polycarboxylic acids such as acrylic acid; alkali metal salts of the above polycarboxylic acids; polyvinyl alcohol (co) polymers such as polyvinyl alcohol, modified polyvinyl alcohol, and ethylene-vinyl alcohol copolymers; (meth) acrylic acid, maleic acid And a water-soluble polymer such as a saponified product of a copolymer of an unsaturated carboxylic acid such as fumaric acid and a vinyl ester. Among these, particularly preferred thickeners are alkali metal salts of carboxymethylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, hydroxyethylcellulose, alkali metal salts of poly (meth) acrylic acid, and the like.

これら増粘剤の市販品としては、例えばCMC1120、CMC1150、CMC2200、CMC2280、CMC2450(以上、株式会社ダイセル製)、メトローズSHタイプ、メトローズSEタイプ(以上、信越化学工業株式会社製)等のカルボキシメチルセルロースのアルカリ金属塩を挙げることができる。   Examples of commercially available thickeners include carboxymethyl cellulose such as CMC1120, CMC1150, CMC2200, CMC2280, CMC2450 (manufactured by Daicel Corporation), Metroles SH type, Metroles SE type (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), and the like. The alkali metal salt of can be mentioned.

本実施の形態に係る保護層形成用組成物が増粘剤を含有する場合、増粘剤の使用割合は、保護層形成用組成物の全固形分量に対して、5質量%以下であることが好ましく、0.1〜3質量%であることがより好ましい。   When the composition for protective layer formation which concerns on this Embodiment contains a thickener, the usage-amount of a thickener shall be 5 mass% or less with respect to the total solid content of the composition for protective layer formation. Is preferable, and it is more preferable that it is 0.1-3 mass%.

1.1.5.2.界面活性剤
本実施の形態に係る保護層形成用組成物は、その分散性および分散安定性を改善する観点から界面活性剤を含有することができる。界面活性剤としては、「1.2.10.バインダー粒子(A1)の製造方法」に記載されているものが挙げられる。
1.1.5.2. Surfactant The composition for forming a protective layer according to the present embodiment can contain a surfactant from the viewpoint of improving its dispersibility and dispersion stability. Examples of the surfactant include those described in “1.2.10. Method for producing binder particles (A1)”.

1.1.5.保護層形成用組成物の製造方法
本実施の形態に係る保護層形成用組成物は、バインダー粒子(A1)と、フィラー粒子(A2)と、液状媒体と、必要に応じて用いられる添加剤とを混合することにより作製することができる。これらの混合には通常の手法を用いて混合攪拌することができ、たとえば、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、保護層形成用組成物の調製は、減圧下で行うことが好ましい。これにより、得られる電極層内に気泡が生じることを防止することができる。
1.1.5. Method for Producing Protective Layer Forming Composition The protective layer forming composition according to the present embodiment includes binder particles (A1), filler particles (A2), a liquid medium, and additives used as necessary. Can be prepared by mixing. These can be mixed and stirred using a normal method, and for example, a stirrer, a defoaming machine, a bead mill, a high-pressure homogenizer, or the like can be used. The preparation of the protective layer forming composition is preferably performed under reduced pressure. Thereby, it can prevent that a bubble arises in the electrode layer obtained.

本実施の形態に係る保護層形成用組成物を調製するための混合撹拌には、スラリー中に活物質粒子の凝集体が残らない程度に撹拌し得る混合機と、必要にして十分な分散条件とを選択する必要がある。分散の程度は粒ゲージにより測定可能であるが、少なくとも100μmより大きい凝集物が無くなるように混合分散すべきである。混合機としては、ボールミル、サンドミル、顔料分散機、擂潰機、超音波分散機、ホモジナイザー、プラネタリーミキサー、ホバートミキサー等が例示される。   For mixing and stirring for preparing the protective layer forming composition according to the present embodiment, a mixer capable of stirring to such an extent that no agglomerates of active material particles remain in the slurry, and sufficient dispersion conditions as necessary. It is necessary to choose. The degree of dispersion can be measured with a particle gauge, but should be mixed and dispersed so that there are no aggregates larger than at least 100 μm. Examples of the mixer include a ball mill, a sand mill, a pigment disperser, a crusher, an ultrasonic disperser, a homogenizer, a planetary mixer, and a Hobart mixer.

2.蓄電デバイス
以下、本発明に係る蓄電デバイスの好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。本発明の一実施形態に係る蓄電デバイスは、正極と、負極と、前記正極および前記負極の間に配置された保護層と、電解液と、を備え、前記保護層が上述の保護層形成用組成物を用いて作製されたものであることを特徴とする。以下、第1ないし第3の実施形態について図面を参照しながら説明する。
2. Hereinafter, preferred embodiments of an electricity storage device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. An electricity storage device according to an embodiment of the present invention includes a positive electrode, a negative electrode, a protective layer disposed between the positive electrode and the negative electrode, and an electrolytic solution, and the protective layer is for forming the protective layer described above. It is produced using the composition. Hereinafter, first to third embodiments will be described with reference to the drawings.

2.1.第1の実施形態
図1は、第1の実施形態に係る蓄電デバイスの断面を示した模式図である。図1に示すように、蓄電デバイス1は、正極集電体12の表面に正極活物質層14を形成した正極10と、負極集電体22の表面に負極活物質層24を形成した負極20と、正極10と負極20との間に設けられた保護層30と、正極10と負極20の間を満たす電解液40と、を備えたものである。なお、蓄電デバイス1では、正極10と負極20との間にセパレータが設けられていない。正極10と負極20とが固体電解質等で完全に固定されていれば、正極10と負極20とが接触して短絡することはないからである。
2.1. First Embodiment FIG. 1 is a schematic view showing a cross section of an electricity storage device according to a first embodiment. As shown in FIG. 1, the electricity storage device 1 includes a positive electrode 10 in which a positive electrode active material layer 14 is formed on the surface of a positive electrode current collector 12 and a negative electrode 20 in which a negative electrode active material layer 24 is formed on the surface of a negative electrode current collector 22. And a protective layer 30 provided between the positive electrode 10 and the negative electrode 20, and an electrolyte solution 40 that fills between the positive electrode 10 and the negative electrode 20. In the electricity storage device 1, no separator is provided between the positive electrode 10 and the negative electrode 20. This is because if the positive electrode 10 and the negative electrode 20 are completely fixed with a solid electrolyte or the like, the positive electrode 10 and the negative electrode 20 do not come into contact with each other to cause a short circuit.

図1に示す正極10は、その長手方向に沿う一方の面において正極活物質層14が設けられておらず、正極集電体12が露出するように形成されているが、両面に正極活物質層14を設けてもよい。同様に、図1に示す負極20は、その長手方向に沿う一方の面において負極活物質層24が設けられておらず、負極集電体22が露出するように形成されているが、両面に負極活物質層24を設けてもよい。   The positive electrode 10 shown in FIG. 1 is formed so that the positive electrode active material layer 14 is not provided on one surface along the longitudinal direction and the positive electrode current collector 12 is exposed. A layer 14 may be provided. Similarly, the negative electrode 20 shown in FIG. 1 is formed such that the negative electrode active material layer 24 is not provided on one surface along the longitudinal direction and the negative electrode current collector 22 is exposed, A negative electrode active material layer 24 may be provided.

正極集電体12としては、例えば金属箔、エッチング金属箔、エキスパンドメタル等を用いることができる。これらの材料の具体例としては、例えばアルミニウム、銅、ニッケル、タンタル、ステンレス、チタン等の金属を挙げることができ、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。例えばリチウムイオン二次電池の正極を形成する場合には、正極集電体12としては上記のうちのアルミニウムを用いることが好ましい。かかる場合、正極集電体12の厚みは、5〜30μmとすることが好ましく、8〜25μmとすることがより好ましい。   As the positive electrode current collector 12, for example, a metal foil, an etching metal foil, an expanded metal, or the like can be used. Specific examples of these materials include metals such as aluminum, copper, nickel, tantalum, stainless steel, and titanium, and can be appropriately selected and used according to the type of the target power storage device. For example, when forming the positive electrode of a lithium ion secondary battery, it is preferable to use aluminum among the above as the positive electrode current collector 12. In such a case, the thickness of the positive electrode current collector 12 is preferably 5 to 30 μm, and more preferably 8 to 25 μm.

正極活物質層14は、リチウムをドープ/脱ドープ可能な正極材料の1種または2種以上の正極活物質を含んでおり、必要に応じてグラファイト等の導電付与剤を含んで構成されている。また、結着剤として、ポリフッ化ビニリデンやポリフッ化アクリル酸エステル等のフッ素含有ポリマーや正極活物質の分散に用いられる増粘剤、あるいはスチレンブタジエンゴム(SBR)や(メタ)アクリル酸エステル共重合体を含む重合体組成物を用いるようにしてもよい。   The positive electrode active material layer 14 includes one or more positive electrode active materials of a positive electrode material that can be doped / dedoped with lithium, and is configured to include a conductivity-imparting agent such as graphite as necessary. . In addition, as a binder, a thickener used for dispersion of a fluorine-containing polymer such as polyvinylidene fluoride or polyfluorinated acrylate or a positive electrode active material, or a styrene butadiene rubber (SBR) or (meth) acrylate copolymer A polymer composition containing a coalescence may be used.

正極活物質としては、リチウムをドープ/脱ドープ可能であり、十分な量のリチウムを含んでいる正極材料であれば特に制限されない。具体的には、一般式LiMO(但し、MはCo、Ni、Mn、Fe、Al、V、Tiのうち少なくとも1種類を含有する。)で表される、リチウムと遷移金属からなる複合金属酸化物や、リチウムを含んだ層間化合物等を用いることが好ましい。また、この他にLiMX(Mは遷移金属から選ばれる1種、XはS、Se、POから選ばれ、0<a、bは整数である。)を用いることもできる。特に正極活物質としてはLiまたはLiII2で表されるリチウム複合酸化物を用いれば、高電圧を発生させることができ、エネルギー密度を高くすることができるので好ましい。これらの組成式においてMは1種類以上の遷移金属元素を表しており、好ましくはコバルト(Co)およびニッケル(Ni)のうちの少なくとも1種である。MIIは1種類以上の遷移金属元素を表しており、好ましくはマンガン(Mn)である。また、xおよびyの値は電池の充放電状態によって異なり、通常0.05以上1.10以下の範囲内である。このようなリチウム複合酸化物の具体例としては、LiCoO、LiNiO、LiNiCo1−z(但し、0<z<1)あるいはLiMn等が挙げられる。 The positive electrode active material is not particularly limited as long as it is a positive electrode material that can be doped / undoped with lithium and contains a sufficient amount of lithium. Specifically, a composite metal composed of lithium and a transition metal represented by the general formula LiMO 2 (wherein M contains at least one of Co, Ni, Mn, Fe, Al, V, and Ti). It is preferable to use an oxide or an intercalation compound containing lithium. In addition, Li a MX b (M is one selected from transition metals, X is selected from S, Se, PO 4 and 0 <a, b is an integer) can also be used. In particular, when a lithium composite oxide represented by Li x M I O 2 or Li y M II 2 O 4 is used as the positive electrode active material, a high voltage can be generated and the energy density can be increased, which is preferable. . In these composition formulas, M I represents one or more transition metal elements, preferably at least one of cobalt (Co) and nickel (Ni). M II represents one or more transition metal elements, and is preferably manganese (Mn). The values of x and y vary depending on the charge / discharge state of the battery, and are usually in the range of 0.05 to 1.10. Specific examples of such a lithium composite oxide include LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiNi z Co 1-z O 2 (where 0 <z <1), LiMn 2 O 4, and the like.

負極集電体22としては、例えば金属箔、エッチング金属箔、エキスパンドメタル等を用いることができる。これらの材料の具体例としては、例えばアルミニウム、銅、ニッケル、タンタル、ステンレス、チタン等の金属を挙げることができ、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。負極集電体22としては上記のうちの銅を用いることが好ましい。かかる場合、集電体の厚みは、5〜30μmとすることが好ましく、8〜25μmとすることがより好ましい。   As the negative electrode current collector 22, for example, a metal foil, an etching metal foil, an expanded metal, or the like can be used. Specific examples of these materials include metals such as aluminum, copper, nickel, tantalum, stainless steel, and titanium, and can be appropriately selected and used according to the type of the target power storage device. Of the above, copper is preferably used as the negative electrode current collector 22. In such a case, the thickness of the current collector is preferably 5 to 30 μm, and more preferably 8 to 25 μm.

負極活物質層24は、リチウムをドープ/脱ドープ可能な負極材料のいずれか1種または2種以上を負極活物質として含んで構成されており、必要に応じて正極電極と同様の結着剤を含んで構成されている。   The negative electrode active material layer 24 is configured to include any one or two or more negative electrode materials that can be doped / undoped with lithium as a negative electrode active material, and if necessary, a binder similar to the positive electrode It is comprised including.

負極活物質としては、例えば炭素材料、結晶質または非結晶質金属酸化物等を好適に用いることができる。炭素材料としては、コークスやガラス状炭素等の難黒鉛化性炭素材料、結晶構造が発達した高結晶性炭素材料の黒鉛類等が挙げられ、具体的には、熱分解炭素類、コークス類(ピッチコークス、ニードルコークス、石油コークス等)、グラファイト、ガラス状炭素類、高分子化合物焼成体(フェノール樹脂、フラン樹脂等を適切な温度で焼成し炭素化したもの)、炭素繊維、および活性炭等が挙げられる。結晶質または非結晶質金属酸化物としては、マグネシウム(Mg)、ホウ素(B)、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)、ケイ素(Si)、ゲルマニウム(Ge)、スズ(Sn)、鉛(Pb)、ビスマス(Bi)、カドミウム(Cd)、銀(Ag)、亜鉛(Zn)、ハフニウム(Hf)、ジルコニウム(Zr)、イットリウム(Y)、パラジウム(Pd)あるいは白金(Pt)を構成元素として含むものが挙げられる。特にケイ素(Si)、スズ(Sn)を構成元素として含むものを好適に用いることができる。   As the negative electrode active material, for example, a carbon material, a crystalline or amorphous metal oxide, or the like can be suitably used. Examples of carbon materials include non-graphitizable carbon materials such as coke and glassy carbon, and graphites of highly crystalline carbon materials having a developed crystal structure. Specifically, pyrolytic carbons, cokes ( Pitch coke, needle coke, petroleum coke, etc.), graphite, glassy carbons, polymer compound fired bodies (phenol resins, furan resins, etc. fired and carbonized at an appropriate temperature), carbon fibers, activated carbon, etc. Can be mentioned. As crystalline or amorphous metal oxides, magnesium (Mg), boron (B), aluminum (Al), gallium (Ga), indium (In), silicon (Si), germanium (Ge), tin (Sn) ), Lead (Pb), bismuth (Bi), cadmium (Cd), silver (Ag), zinc (Zn), hafnium (Hf), zirconium (Zr), yttrium (Y), palladium (Pd) or platinum (Pt) ) As a constituent element. In particular, those containing silicon (Si) or tin (Sn) as constituent elements can be suitably used.

なお、上述した活物質層は、プレス加工に供されることが好ましい。このプレス加工を行うための手段としては、例えばロールプレス機、高圧スーパープレス機、ソフトカレンダー、1トンプレス機等を挙げることができる。プレス加工の条件は、用いる加工機の種類ならびに活物質層の所望の厚みおよび密度に応じて、適宜に設定される。リチウムイオン二次電池正極の場合、厚みが40〜100μmであり、密度が2.0〜5.0g/cmであることが好ましい。リチウムイオン二次電池負極の場合、厚みが40〜100μmであり、密度が1.3〜1.9g/cmであることが好ましい。 Note that the above-described active material layer is preferably subjected to press working. Examples of means for performing the press working include a roll press machine, a high-pressure super press machine, a soft calendar, and a 1-ton press machine. The conditions for the press working are appropriately set according to the type of processing machine used and the desired thickness and density of the active material layer. In the case of a lithium ion secondary battery positive electrode, the thickness is preferably 40 to 100 μm and the density is preferably 2.0 to 5.0 g / cm 3 . In the case of a lithium ion secondary battery negative electrode, the thickness is preferably 40 to 100 μm and the density is preferably 1.3 to 1.9 g / cm 3 .

保護層30は、正極10と負極20との間に配置されている。なお、図1に示す蓄電デバイス1では、正極10と負極20との間に、保護層30が正極活物質層14と接するように配置されているが、負極活物質層24と接するように配置されてもよい。また、保護層30は、正極10または負極20と接することなく、正極10と負極20との間に自立膜として配置されてもよい。これにより、充放電を繰り返してデンドライトが析出した場合であっても、保護層30でガードされるため短絡が発生しない。したがって、蓄電デバイスとしての機能を維持できる。   The protective layer 30 is disposed between the positive electrode 10 and the negative electrode 20. 1, the protective layer 30 is disposed between the positive electrode 10 and the negative electrode 20 so as to be in contact with the positive electrode active material layer 14, but is disposed so as to be in contact with the negative electrode active material layer 24. May be. Further, the protective layer 30 may be disposed as a self-supporting film between the positive electrode 10 and the negative electrode 20 without being in contact with the positive electrode 10 or the negative electrode 20. Thereby, even if it is a case where dendrites precipitate by repeating charging / discharging, since it is guarded by the protective layer 30, a short circuit does not occur. Therefore, the function as an electricity storage device can be maintained.

保護層30は、例えば正極10(または負極20)の表面に、上述の保護層形成用組成物を塗布して乾燥させることにより形成することができる。正極10(または負極20)の表面に保護層形成用組成物を塗布する方法としては、例えば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、ダイコート法等の方法を適用することができる。塗膜の乾燥処理は、好ましくは20〜250℃、より好ましくは50〜150℃の温度範囲において、好ましくは1〜120分間、より好ましくは5〜60分間の処理時間で行われる。   The protective layer 30 can be formed, for example, by applying the above-mentioned protective layer forming composition on the surface of the positive electrode 10 (or the negative electrode 20) and drying it. For example, a doctor blade method, a reverse roll method, a comma bar method, a gravure method, an air knife method, a die coating method, or the like is applied as a method for applying the protective layer forming composition to the surface of the positive electrode 10 (or the negative electrode 20). be able to. The drying treatment of the coating film is preferably performed in a temperature range of 20 to 250 ° C., more preferably 50 to 150 ° C., preferably for a processing time of 1 to 120 minutes, more preferably 5 to 60 minutes.

保護層30の膜厚は、特に限定されるものではないが、0.5〜4μmの範囲であることが好ましく、0.5〜3μmの範囲であることがより好ましい。保護層30の膜厚が前記範囲にあると、電極内部への電解液の浸透性および保液性が良好となると共に、電極の内部抵抗の上昇を抑制することもできる。   Although the film thickness of the protective layer 30 is not specifically limited, It is preferable that it is the range of 0.5-4 micrometers, and it is more preferable that it is the range of 0.5-3 micrometers. When the thickness of the protective layer 30 is in the above range, the permeability of the electrolytic solution into the electrode and the liquid retaining property are improved, and an increase in the internal resistance of the electrode can be suppressed.

電解液40は、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られる。電解液40としては、適当な電解質が溶媒中に溶解された溶液が用いられる。   The electrolytic solution 40 is appropriately selected and used according to the type of the target power storage device. As the electrolytic solution 40, a solution in which an appropriate electrolyte is dissolved in a solvent is used.

リチウムイオン二次電池を製造する場合には、電解質としてリチウム化合物が用いられる。具体的には、例えばLiClO、LiBF、LiI、LiPF、LiCFSO、LiAsF、LiSbF、LiAlCl、LiCl、LiBr、LiB(C、LiCHSO、LiCSO、Li(CFSON等を挙げることができる。この場合の電解質濃度は、好ましくは0.5〜3.0モル/Lであり、より好ましくは0.7〜2.0モル/Lである。 When manufacturing a lithium ion secondary battery, a lithium compound is used as an electrolyte. Specifically, for example LiClO 4, LiBF 4, LiI, LiPF 6, LiCF 3 SO 3, LiAsF 6, LiSbF 6, LiAlCl 4, LiCl, LiBr, LiB (C 2 H 5) 4, LiCH 3 SO 3, LiC 4 F 9 SO 3, Li ( CF 3 SO 2) can be cited 2 N or the like. The electrolyte concentration in this case is preferably 0.5 to 3.0 mol / L, more preferably 0.7 to 2.0 mol / L.

リチウムイオンキャパシタを製造する場合における電解質の種類および濃度は、リチウムイオン二次電池の場合と同様である。   The type and concentration of the electrolyte in the case of manufacturing a lithium ion capacitor are the same as in the case of the lithium ion secondary battery.

上記いずれの場合であっても、電解液に用いられる溶媒としては、例えばプロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート等のカーボネート;γ−ブチロラクトン等のラクトン;トリメトキシシラン、1,2−ジメトキシエタン、ジエチルエーテル、2−エトキシエタン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン等のエーテル;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド;1,3−ジオキソラン、4−メチル−1,3−ジオキソラン等のオキソラン誘導体;アセトニトリル、ニトロメタン等の窒素含有化合物;ギ酸メチル、酢酸メチル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、リン酸トリエステル等のエステル;ジグライム、トリグライム、テトラグライム等のグライム化合物;アセトン、ジエチルケトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン;スルホラン等のスルホン化合物;2−メチル−2−オキサゾリジノン等のオキサゾリジノン誘導体;1,3−プロパンスルトン、1,4−ブタンスルトン、2,4−ブタンスルトン、1,8−ナフタスルトン等のスルトン化合物を挙げることができる。   In any of the above cases, examples of the solvent used in the electrolytic solution include carbonates such as propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and methyl ethyl carbonate; lactones such as γ-butyrolactone; trimethoxy Silane, 1,2-dimethoxyethane, diethyl ether, 2-ethoxyethane, tetrahydrofuran, ether such as 2-methyltetrahydrofuran; Sulfoxide such as dimethyl sulfoxide; 1,3-dioxolane, 4-methyl-1,3-dioxolane, etc. Oxolane derivatives; nitrogen-containing compounds such as acetonitrile and nitromethane; esters such as methyl formate, methyl acetate, butyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, and phosphate triester Glyme compounds such as diglyme, triglyme and tetraglyme; ketones such as acetone, diethyl ketone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone; sulfone compounds such as sulfolane; oxazolidinone derivatives such as 2-methyl-2-oxazolidinone; 1,3-propane sultone; Examples include sultone compounds such as 1,4-butane sultone, 2,4-butane sultone, and 1,8-naphtha sultone.

2.2.第2の実施形態
図2は、第2の実施形態に係る蓄電デバイスの断面を示した模式図である。図2に示すように、蓄電デバイス2は、正極集電体112の表面に正極活物質層114を形成した正極110と、負極集電体122の表面に負極活物質層124を形成した負極120と、正極110と負極120との間に設けられた保護層130と、正極110と負極120の間を満たす電解液140と、正極110と負極120との間に設けられたセパレータ150と、を備えたものである。
2.2. Second Embodiment FIG. 2 is a schematic view showing a cross section of an electricity storage device according to a second embodiment. As shown in FIG. 2, the electricity storage device 2 includes a positive electrode 110 in which a positive electrode active material layer 114 is formed on the surface of a positive electrode current collector 112 and a negative electrode 120 in which a negative electrode active material layer 124 is formed on the surface of a negative electrode current collector 122. A protective layer 130 provided between the positive electrode 110 and the negative electrode 120, an electrolyte solution 140 that fills between the positive electrode 110 and the negative electrode 120, and a separator 150 provided between the positive electrode 110 and the negative electrode 120. It is provided.

蓄電デバイス2では、保護層130が正極110とセパレータ150と間に挟持されるように配置されている点で、上述した蓄電デバイス1とは相違する。なお、図2に示す蓄電デバイス2では、保護層130が正極110とセパレータ150との間に挟持されるように配置されているが、保護層130が負極120とセパレータ150との間に挟持されるように配置されてもよい。このような構成とすることにより、充放電を繰り返してデンドライトが析出した場合であっても、保護層130でガードされるため短絡が発生しない。したがって、蓄電デバイスとしての機能を維持できる。   The electricity storage device 2 is different from the electricity storage device 1 described above in that the protective layer 130 is disposed between the positive electrode 110 and the separator 150. In the power storage device 2 illustrated in FIG. 2, the protective layer 130 is disposed so as to be sandwiched between the positive electrode 110 and the separator 150, but the protective layer 130 is sandwiched between the negative electrode 120 and the separator 150. It may be arranged so that. By adopting such a configuration, even when dendrites are deposited by repeated charge and discharge, the protective layer 130 guards and no short circuit occurs. Therefore, the function as an electricity storage device can be maintained.

保護層130は、例えばセパレータ150の表面に後述する保護層形成用組成物を塗布した後、正極110(または負極120)と貼り合わせて、その後乾燥させることにより形成することができる。セパレータ150の表面に保護層形成用組成物を塗布する方法としては、例えば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、ダイコート法等の方法を適用することができる。塗膜の乾燥処理は、好ましくは20〜250℃、より好ましくは50〜150℃の温度範囲において、好ましくは1〜120分間、より好ましくは5〜60分間の処理時間で行われる。   The protective layer 130 can be formed by, for example, applying a protective layer forming composition described later on the surface of the separator 150, bonding the positive electrode 110 (or the negative electrode 120), and then drying. As a method for applying the protective layer forming composition to the surface of the separator 150, for example, a doctor blade method, a reverse roll method, a comma bar method, a gravure method, an air knife method, a die coating method, or the like can be applied. The drying treatment of the coating film is preferably performed in a temperature range of 20 to 250 ° C., more preferably 50 to 150 ° C., preferably for a processing time of 1 to 120 minutes, more preferably 5 to 60 minutes.

セパレータ150は、電気的に安定であると共に、正極活物質、負極活物質あるいは溶媒に対して化学的に安定であり、かつ電気伝導性を有していなければどのようなものを用いてもよい。例えば、高分子の不織布、多孔質フィルム、ガラスあるいはセラミックスの繊維を紙状にしたものを用いることができ、これらを複数積層して用いてもよい。特に多孔質ポリオレフィンフィルムを用いることが好ましく、これをポリイミド、ガラスあるいはセラミックスの繊維等よりなる耐熱性の材料と複合させたものを用いてもよい。   Any separator 150 may be used as long as it is electrically stable, chemically stable with respect to the positive electrode active material, the negative electrode active material, or the solvent, and has no electrical conductivity. . For example, a polymer nonwoven fabric, a porous film, glass or ceramic fibers in a paper shape can be used, and a plurality of these may be laminated. In particular, a porous polyolefin film is preferably used, and a composite of this with a heat-resistant material made of polyimide, glass, ceramic fibers or the like may be used.

第2の実施形態に係る蓄電デバイス2のその他の構成については、図1を用いて説明した第1の実施形態に係る蓄電デバイス1と同様であるので説明を省略する。   The other configuration of the power storage device 2 according to the second embodiment is the same as that of the power storage device 1 according to the first embodiment described with reference to FIG.

2.3.第3の実施形態
図3は、第3の実施形態に係る蓄電デバイスの断面を示した模式図である。図3に示すように、蓄電デバイス3は、正極集電体212の表面に正極活物質層214を形成した正極210と、負極集電体222の表面に負極活物質層224を形成した負極220と、正極210と負極220の間を満たす電解液240と、正極210と負極220との間に設けられたセパレータ250と、セパレータ250の表面を覆うようにして形成された保護層230と、を備えたものである。
2.3. Third Embodiment FIG. 3 is a schematic view showing a cross section of an electricity storage device according to a third embodiment. As shown in FIG. 3, the electricity storage device 3 includes a positive electrode 210 in which a positive electrode active material layer 214 is formed on the surface of a positive electrode current collector 212, and a negative electrode 220 in which a negative electrode active material layer 224 is formed on the surface of a negative electrode current collector 222. An electrolyte 240 filling between the positive electrode 210 and the negative electrode 220, a separator 250 provided between the positive electrode 210 and the negative electrode 220, and a protective layer 230 formed so as to cover the surface of the separator 250. It is provided.

蓄電デバイス3では、保護層230がセパレータ250の表面を覆うようにして形成されている点で、上述した蓄電デバイス1や蓄電デバイス2とは相違する。このような構成とすることにより、充放電を繰り返してデンドライトが析出した場合であっても、保護層230でガードされるため短絡が発生しない。したがって、蓄電デバイスとしての機能を維持できる。   The electricity storage device 3 is different from the electricity storage device 1 and the electricity storage device 2 described above in that the protective layer 230 is formed so as to cover the surface of the separator 250. By adopting such a configuration, even when dendrite is deposited by repeated charge and discharge, the protective layer 230 guards and no short circuit occurs. Therefore, the function as an electricity storage device can be maintained.

保護層230は、例えばセパレータ250の表面に、上述の保護層形成用組成物を塗布して乾燥させることにより形成することができる。セパレータ250の表面に保護層形成用組成物を塗布する方法としては、例えば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、ダイコート法等の方法を適用することができる。塗膜の乾燥処理は、好ましくは20〜250℃、より好ましくは50〜150℃の温度範囲において、好ましくは1〜120分間、より好ましくは5〜60分間の処理時間で行われる。   The protective layer 230 can be formed by, for example, applying the above-described protective layer forming composition on the surface of the separator 250 and drying it. As a method for applying the protective layer forming composition to the surface of the separator 250, for example, a doctor blade method, a reverse roll method, a comma bar method, a gravure method, an air knife method, a die coating method, or the like can be applied. The drying treatment of the coating film is preferably performed in a temperature range of 20 to 250 ° C., more preferably 50 to 150 ° C., preferably for a processing time of 1 to 120 minutes, more preferably 5 to 60 minutes.

第3の実施形態に係る蓄電デバイス3のその他の構成については、図1を用いて説明した第1の実施形態に係る蓄電デバイス1や図2を用いて説明した第2の実施形態に係る蓄電デバイス2と同様であるので説明を省略する。   Regarding other configurations of the power storage device 3 according to the third embodiment, the power storage device 1 according to the first embodiment described with reference to FIG. 1 and the power storage according to the second embodiment described with reference to FIG. Since it is the same as the device 2, the description thereof is omitted.

2.4.製造方法
上述したような蓄電デバイスの製造方法としては、例えば、2つの電極(正極および負極の2つ、またはキャパシタ用電極の2つ)を必要に応じて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。電池の形状は、コイン型、ボタン型、シート型、円筒型、角形、扁平型など、適宜の形状であることができる。
2.4. Manufacturing method As a manufacturing method of an electricity storage device as described above, for example, two electrodes (two of a positive electrode and a negative electrode or two of a capacitor electrode) are overlapped via a separator as necessary, and this is a battery. Examples of the method include a method of winding, folding, etc. in a battery container according to the shape, injecting an electrolyte into the battery container, and sealing. The shape of the battery can be an appropriate shape such as a coin shape, a button shape, a sheet shape, a cylindrical shape, a square shape, or a flat shape.

2.5.用途
上述したような蓄電デバイスは、電気自動車、ハイブリッドカー、トラック等の自動車に搭載される二次電池またはキャパシタとして好適であるほか、AV機器、OA機器、通信機器などに用いられる二次電池、キャパシタとしても好適である。
2.5. Applications The power storage device as described above is suitable as a secondary battery or a capacitor mounted on an automobile such as an electric vehicle, a hybrid car, and a truck, as well as a secondary battery used for AV equipment, OA equipment, communication equipment, It is also suitable as a capacitor.

3.実施例
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例、比較例中の「部」および「%」は、特に断らない限り質量基準である。
3. EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples, but the present invention is not limited to these examples. “Part” and “%” in Examples and Comparative Examples are based on mass unless otherwise specified.

3.1.バインダー粒子(A1)の合成
3.1.1.合成例1
<重合体Xの合成>
電磁式撹拌機を備えた内容積6L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2.5Lおよ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、単量体であるフッ化ビニリデン(VDF)70%および六フッ化プロピレン(HFP)30%からなる混合ガスを、内圧が20kg/cmに達するまで仕込んだ。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25gを窒素ガスを使用して圧入し、重合を開始した。重合中は内圧が20kg/cmに維持されるようVDF60.2%およびHFP39.8%からなる混合ガスを逐次圧入して、圧力を20kg/cmに維持した。また、重合が進行するに従って重合速度が低下するため、3時間経過後に、先と同じ重合開始剤溶液の同量を窒素ガスを使用して圧入し、さらに3時間反応を継続した。その後、反応液を冷却すると同時に撹拌を停止し、未反応の単量体を放出した後に反応を停止することにより、重合体Xの粒子を40%含有する水分散体を得た。得られた重合体Xにつき、19F−NMRにより分析した結果、各単量体の質量組成比はVDF/HFP=21/4であった。
3.1. Synthesis of binder particles (A1) 3.1.1. Synthesis example 1
<Synthesis of Polymer X>
The inside of an autoclave with an internal volume of 6 L equipped with an electromagnetic stirrer was sufficiently purged with nitrogen, then 2.5 L of deoxygenated pure water and 25 g of ammonium perfluorodecanoate as an emulsifier were charged, and the mixture was stirred at 350 rpm up to 60 ° C. The temperature rose. Next, a mixed gas composed of 70% of vinylidene fluoride (VDF) as a monomer and 30% of propylene hexafluoride (HFP) was charged until the internal pressure reached 20 kg / cm 2 . 25 g of 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 composed of 60.2% VDF and 39.8% HFP was sequentially injected so that the internal pressure was maintained at 20 kg / cm 2 to maintain the pressure at 20 kg / cm 2 . Further, since the polymerization rate decreased as the polymerization progressed, the same amount of the same polymerization initiator solution as that described above was injected using nitrogen gas after 3 hours, and the reaction was continued for 3 hours. Then, simultaneously with cooling the reaction liquid, the stirring was stopped and the reaction was stopped after releasing the unreacted monomer, whereby an aqueous dispersion containing 40% of the particles of the polymer X was obtained. As a result of analyzing the obtained polymer X by 19 F-NMR, the mass composition ratio of each monomer was VDF / HFP = 21/4.

<バインダー粒子(A1)の合成>
容量7Lのセパラブルフラスコの内部を十分に窒素置換した後、上記の工程で得られた重合体Xの粒子を含有する水分散体を重合体X換算で25質量部、乳化剤「アデカリアソープSR1025」(商品名、株式会社ADEKA製)0.5質量部、メタクリル酸メチル(MMA)30質量部、アクリル酸2−エチルヘキシル(EHA)40質量部およびメタクリル酸(MAA)5質量部ならびに水130質量部を順次仕込み、70℃で3時間攪拌し、重合体Xに単量体を吸収させた。次いで油溶性重合開始剤であるアゾビスイソブチロニトリル0.5質量部を含有するテトラヒドロフラン溶液20mLを添加し、75℃に昇温して3時間反応を行い、さらに85℃で2時間反応を行った。その後、冷却した後に反応を停止し、2.5N水酸化ナトリウム水溶液でpH7に調節することにより、重合体Xおよび重合体Yを含有するバインダー粒子(A1)を40%含有する水分散体S1を得た。
<Synthesis of binder particles (A1)>
After the inside of the 7-L separable flask was sufficiently purged with nitrogen, 25 parts by mass of an aqueous dispersion containing the particles of the polymer X obtained in the above step in terms of the polymer X was added to the emulsifier “ADEKA rear soap SR1025”. (Trade name, manufactured by ADEKA Corporation) 0.5 parts by mass, methyl methacrylate (MMA) 30 parts by mass, 2-ethylhexyl acrylate (EHA) 40 parts by mass and methacrylic acid (MAA) 5 parts by mass and water 130 parts by mass The portions were sequentially charged and stirred at 70 ° C. for 3 hours to allow the polymer X to absorb the monomer. Next, 20 mL of a tetrahydrofuran solution containing 0.5 part by mass of azobisisobutyronitrile, which is an oil-soluble polymerization initiator, is added, heated to 75 ° C., reacted for 3 hours, and further reacted at 85 ° C. for 2 hours. went. Then, after cooling, the reaction was stopped, and the aqueous dispersion S1 containing 40% of the binder particles (A1) containing the polymer X and the polymer Y was adjusted to pH 7 with a 2.5N aqueous sodium hydroxide solution. Obtained.

得られた水分散体S1について、動的光散乱法を測定原理とする粒度分布測定装置(大塚電子株式会社製、型式「FPAR−1000」)を用いて粒度分布を測定し、その粒度分布から平均粒子径(Da1)を求めたところ330nmであった。   About the obtained water dispersion S1, a particle size distribution is measured using the particle size distribution measuring apparatus (The model "FPAR-1000" by Otsuka Electronics Co., Ltd.) which makes a dynamic light scattering method a measurement principle, From the particle size distribution, The average particle size (Da1) was determined to be 330 nm.

得られた水分散体S1の10gを直径8cmのテフロン(登録商標)シャーレへ秤り取り、120℃で1時間乾燥して成膜した。得られた膜(重合体)のうちの1gをトルエン400mL中に浸漬して50℃で3時間振とうした。次いで、トルエン相を300メッシュの金網で濾過して不溶分を分離した後、溶解分のトルエンを蒸発除去して得た残存物の重量(Y(g))を測定した値から、下記式(1)によってトルエン不溶分を求めたところ、上記バインダー粒子(A1)のトルエン不溶分は85%であった。   10 g of the obtained aqueous dispersion S1 was weighed into a Teflon (registered trademark) petri dish having a diameter of 8 cm and dried at 120 ° C. for 1 hour to form a film. 1 g of the obtained film (polymer) was immersed in 400 mL of toluene and shaken at 50 ° C. for 3 hours. Next, the toluene phase was filtered through a 300-mesh wire mesh to separate insoluble components, and the weight of the residue (Y (g)) obtained by evaporating and removing the dissolved toluene was measured from the following formula ( When the toluene insoluble content was determined by 1), the toluene insoluble content of the binder particles (A1) was 85%.

トルエン不溶分(%)=((1−Y)/1)×100 ・・・・・(1)
さらに、得られた膜(バインダー粒子(A1)から構成された膜)を示差走査熱量計(NETZSCH社製、DSC204F1 Phoenix)によって測定したところ、融解温度Tmは観察されず、単一のガラス転移温度Tgが−5℃に観測されたことから、得られたバインダー粒子(A1)はポリマーアロイ粒子であると推定される。
Toluene insoluble content (%) = ((1-Y) / 1) × 100 (1)
Furthermore, when the obtained film (film composed of binder particles (A1)) was measured by a differential scanning calorimeter (manufactured by NETZSCH, DSC204F1 Phoenix), the melting temperature Tm was not observed, and the single glass transition temperature. Since Tg was observed at −5 ° C., the obtained binder particles (A1) are presumed to be polymer alloy particles.

また、得られた膜(重合体)を熱分析装置(株式会社島津製作所製、型式「DTG−60A」)にて熱重量分析を行った。空気雰囲気下、昇温速度20℃/分で加熱したときに、重合体粒子A1が10重量%減量する温度(以下、この減量開始温度を「T10」と表す。)は338℃であった。   Further, the obtained film (polymer) was subjected to thermogravimetric analysis with a thermal analyzer (manufactured by Shimadzu Corporation, model “DTG-60A”). The temperature at which the polymer particles A1 were reduced by 10 wt% when heated in an air atmosphere at a rate of temperature increase of 20 ° C./min (hereinafter, this reduction start temperature is expressed as “T10”) was 338 ° C.

3.1.2.合成例2〜12、31
上記合成例1において、単量体ガスの組成と乳化剤量を適宜に変更した以外は、表1に示す組成でバインダー粒子(A1)を含有する水分散体を調製し、該水分散体の固形分濃度に応じて水を減圧除去または追加することにより、固形分濃度40%の水分散体S2〜S12およびS15を作製した。得られたバインダー粒子(A1)について合成例1と同様に行ったトルエン不溶分測定の結果、DSC測定の結果(ガラス転移温度Tg、融解温度Tm)およびTG測定の結果(減量開始温度T10)を、表1に併せて示した。なお、図4は、合成例3で得られたバインダー粒子(A1)のDSCチャートである。図4によれば、融解温度Tmは観察されず、単一のガラス転移温度Tgが−15℃に観測されていることから、得られたバインダー粒子(A1)はポリマーアロイ粒子であると推定される。
3.1.2. Synthesis Examples 2-12, 31
In the synthesis example 1, except that the composition of the monomer gas and the amount of the emulsifier were appropriately changed, an aqueous dispersion containing binder particles (A1) having the composition shown in Table 1 was prepared, and the solid of the aqueous dispersion was prepared. Water dispersions S2 to S12 and S15 having a solid content concentration of 40% were prepared by removing or adding water under reduced pressure according to the partial concentration. As a result of measurement of insoluble toluene in the same manner as in Synthesis Example 1 for the obtained binder particles (A1), results of DSC measurement (glass transition temperature Tg, melting temperature Tm) and results of TG measurement (weight reduction start temperature T10) are shown. These are also shown in Table 1. FIG. 4 is a DSC chart of the binder particles (A1) obtained in Synthesis Example 3. According to FIG. 4, since the melting temperature Tm is not observed and the single glass transition temperature Tg is observed at −15 ° C., it is estimated that the obtained binder particles (A1) are polymer alloy particles. The

3.1.3.合成例13
上記合成例1において、重合体Xを使用せずに表1に示す組成のバインダー粒子(A1)を含有する水分散体を調製し、該水分散体の固形分濃度に応じて水を減圧除去または追加することにより、固形分濃度40%の水分散体S13を作製した。得られたバインダー粒子(A1)について合成例1と同様に行ったトルエン不溶分測定の結果、DSC測定の結果(ガラス転移温度Tg、融解温度Tm)およびTG測定の結果(減量開始温度T10)を、表1に併せて示した。
3.1.3. Synthesis Example 13
In Synthesis Example 1, an aqueous dispersion containing binder particles (A1) having the composition shown in Table 1 was prepared without using polymer X, and water was removed under reduced pressure according to the solid content concentration of the aqueous dispersion. Alternatively, an aqueous dispersion S13 having a solid concentration of 40% was prepared by adding. As a result of measurement of insoluble toluene in the same manner as in Synthesis Example 1 for the obtained binder particles (A1), results of DSC measurement (glass transition temperature Tg, melting temperature Tm) and results of TG measurement (weight reduction start temperature T10) are shown. These are also shown in Table 1.

3.1.4.合成例14
攪拌機を備えた温度調節可能なオートクレーブ中に、水200質量部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.6質量部、過硫酸カリウム1.0質量部、重亜硫酸ナトリウム0.5質量部、α−メチルスチレンダイマー0.5質量部、ドデシルメルカプタン0.3質量部および表1の重合体(A1)の欄に示した単量体を一括して仕込み、70℃に昇温し8時間重合反応を行った。その後、温度を80℃に昇温し、さらに3時間反応を行なってラテックスを得た。このラテックスのpHを7.5に調節し、トリポリリン酸ナトリウム5質量部(固形分換算値、濃度10質量%の水溶液として添加)を加えた。その後、残留モノマーを水蒸気蒸留によって除去し、減圧下で濃縮することにより、バインダー粒子(A1)を50質量%含有する水分散体S14を得た。得られたバインダー粒子(A1)について合成例1と同様に行ったトルエン不溶分測定の結果、DSC測定の結果(ガラス転移温度Tg、融解温度Tm)およびTG測定の結果(減量開始温度T10)を、表1に併せて示した。
3.1.4. Synthesis Example 14
In a temperature-controllable autoclave equipped with a stirrer, water 200 parts by mass, sodium dodecylbenzenesulfonate 0.6 parts by mass, potassium persulfate 1.0 part by mass, sodium bisulfite 0.5 part by mass, α-methylstyrene The monomer shown in the column of 0.5 part by weight of dimer, 0.3 part by weight of dodecyl mercaptan and the polymer (A1) in Table 1 was charged all at once, and the temperature was raised to 70 ° C. to conduct a polymerization reaction for 8 hours. . Thereafter, the temperature was raised to 80 ° C., and the reaction was further performed for 3 hours to obtain a latex. The pH of this latex was adjusted to 7.5, and 5 parts by mass of sodium tripolyphosphate (added as an aqueous solution having a solid content conversion value and a concentration of 10% by mass) was added. Thereafter, the residual monomer was removed by steam distillation, and concentrated under reduced pressure to obtain an aqueous dispersion S14 containing 50% by mass of binder particles (A1). As a result of the measurement of insoluble toluene in the same manner as in Synthesis Example 1 for the obtained binder particles (A1), the result of DSC measurement (glass transition temperature Tg, melting temperature Tm) and the result of TG measurement (weight reduction start temperature T 10 ) Is also shown in Table 1.

3.2.フィラー粒子(A2)の合成
3.2.1.合成例15
スチレン100質量部、t−ドデシルメルカプタン10質量部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.8質量部、過硫酸カリウム0.4質量部、および水200質量部を、容量2Lのフラスコ中に入れ、撹拌しながら窒素ガス雰囲気下にて80℃に昇温して6時間重合を行った。これにより、重合収率98%で平均粒子径170nm、粒子径の標準偏差値が0.02μmの重合体粒子を含有する水分散体を得た。この重合体粒子は、トルエン溶解分98%、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定した分子量が、重量平均分子量(Mw)=5,000、数平均分子量(Mn)=3,100であった。
3.2. Synthesis of filler particles (A2) 3.2.1. Synthesis Example 15
100 parts by mass of styrene, 10 parts by mass of t-dodecyl mercaptan, 0.8 parts by mass of sodium dodecylbenzenesulfonate, 0.4 parts by mass of potassium persulfate, and 200 parts by mass of water were placed in a 2 L flask and stirred. Then, the temperature was raised to 80 ° C. in a nitrogen gas atmosphere, and polymerization was performed for 6 hours. As a result, an aqueous dispersion containing polymer particles having a polymerization yield of 98% and an average particle diameter of 170 nm and a standard deviation of the particle diameter of 0.02 μm was obtained. The polymer particles had a toluene dissolved content of 98%, and the molecular weight measured by gel permeation chromatography was weight average molecular weight (Mw) = 5,000 and number average molecular weight (Mn) = 3,100.

反応容器の内部を十分に窒素置換した後、上記の工程で得られた重合体粒子を含有する水分散体を、重合体粒子(固形分換算)5質量部、ラウリル硫酸ナトリウム1.0質量部、過硫酸カリウム0.5質量部、水400質量部、およびスチレン45質量部、ジビニルベンゼン50質量部を混合し、30℃で10分間撹拌して重合体粒子にモノマーを吸収させた。その後、70℃に昇温して3時間反応を行った。その後、冷却した後に反応を停止し、2.5N水酸化ナトリウム水溶液でpH7に調節し、フィラー粒子(A2)を20%含有する水分散体L1を得た。   After sufficiently substituting the inside of the reaction vessel with nitrogen, 5 parts by mass of polymer particles (in terms of solid content) and 1.0 part by mass of sodium lauryl sulfate were obtained. Then, 0.5 parts by mass of potassium persulfate, 400 parts by mass of water, 45 parts by mass of styrene, and 50 parts by mass of divinylbenzene were mixed and stirred at 30 ° C. for 10 minutes to allow the polymer particles to absorb the monomer. Then, it heated up at 70 degreeC and reacted for 3 hours. Then, after cooling, the reaction was stopped, the pH was adjusted to 7 with a 2.5N aqueous sodium hydroxide solution, and an aqueous dispersion L1 containing 20% filler particles (A2) was obtained.

動的光散乱法を測定原理とする粒度分布測定装置(大塚電子株式会社製、型式「FPAR−1000」)を用いて粒度分布を測定し、その粒度分布からフィラー粒子(A2)の平均粒子径(Da2)を求めたところ380nmであった。   The particle size distribution is measured using a particle size distribution measuring apparatus (model “FPAR-1000” manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) having a dynamic light scattering method as a measurement principle, and the average particle diameter of filler particles (A2) is determined from the particle size distribution. When (Da2) was determined, it was 380 nm.

このフィラー粒子(A2)の水分散体の100gをシャーレ秤り取り、120℃で1時間乾燥した。得られた固形物をめのう乳鉢で粉砕し粉体(フィラー粒子(A2))を得た。   100 g of this filler particle (A2) aqueous dispersion was weighed and dried at 120 ° C. for 1 hour. The obtained solid was pulverized in an agate mortar to obtain a powder (filler particles (A2)).

得られた粉体(フィラー粒子(A2)から構成された粉体)のトルエン不溶分測定、DSC測定ならびにTG測定を合成例1と同様に行った結果、トルエン不溶分は99%であり、ガラス転移温度Tgおよび融解温度Tmは観測できず、減量開始温度T10は379℃であった。なお、図5は、合成例15で得られたフィラー粒子(A2)のTGAチャートである。図5によれば、合成例15で得られたフィラー粒子(A2)の重量が空気雰囲気下で10重量%減量する温度(T10)は、379℃であることが読み取れる。 As a result of performing toluene insoluble content measurement, DSC measurement and TG measurement of the obtained powder (powder composed of filler particles (A2)) in the same manner as in Synthesis Example 1, the toluene insoluble content was 99%. The transition temperature Tg and the melting temperature Tm could not be observed, and the weight loss starting temperature T10 was 379 ° C. FIG. 5 is a TGA chart of the filler particles (A2) obtained in Synthesis Example 15. According to FIG. 5, it can be read that the temperature (T 10 ) at which the weight of the filler particles (A2) obtained in Synthesis Example 15 is reduced by 10% by weight in an air atmosphere is 379 ° C.

3.2.2.合成例16〜25
上記合成例15において、組成と乳化剤量を適宜に変更したほかは表2に示す組成のフィラー粒子(A2)を含有する水分散体を調製し、該水分散体の固形分濃度に応じて水を減圧除去または追加することにより、固形分濃度20%の水分散体L2〜L11を得た。得られたフィラー粒子(A2)について合成例1と同様に行ったトルエン不溶分測定の結果、DSC測定の結果(ガラス転移温度Tg、融解温度Tm)およびTG測定の結果(減量開始温度T10)を、表2に併せて示した。
3.2.2. Synthesis Examples 16-25
In the synthesis example 15, except that the composition and the amount of the emulsifier were appropriately changed, an aqueous dispersion containing filler particles (A2) having the composition shown in Table 2 was prepared, and water was added according to the solid content concentration of the aqueous dispersion. Were removed or added under reduced pressure to obtain aqueous dispersions L2 to L11 having a solid concentration of 20%. As a result of toluene insoluble matter measurement performed on the obtained filler particles (A2) in the same manner as in Synthesis Example 1, DSC measurement results (glass transition temperature Tg, melting temperature Tm) and TG measurement results (weight loss start temperature T 10 ) Is also shown in Table 2.

3.2.3.合成例26
撹拌装置および温度調節器を備えた容量2リットルの耐圧反応容器に水109.5質量部、乳化剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.2質量部、分子量調節剤としてオクチルグリコール0.5質量部および重合開始剤として過硫酸ナトリウム0.5質量部を投入した。次にメタクリル酸20質量部とメタクリル酸メチル80質量部とを混合したモノマー混合物の20%を耐圧反応容器に投入した。その後、撹拌しながら温度75℃まで昇温し、75℃到達後1時間、重合反応を行い、その後、温度を75℃に保ちながら残りのモノマー混合物を連続的に2時間かけて耐圧反応容器に添加した。その後、さらに2時間熟成を行い、固形分40%、平均粒子径が200nmの重合体粒子(A2a)の水分散体を得た。
3.2.3. Synthesis Example 26
In a pressure-resistant reaction vessel having a capacity of 2 liters equipped with a stirrer and a temperature controller, 109.5 parts by mass of water, 0.2 part by mass of sodium dodecylbenzenesulfonate as an emulsifier, 0.5 part by mass of octyl glycol as a molecular weight regulator and polymerization As an initiator, 0.5 part by mass of sodium persulfate was added. Next, 20% of a monomer mixture obtained by mixing 20 parts by mass of methacrylic acid and 80 parts by mass of methyl methacrylate was charged into a pressure resistant reactor. Thereafter, the temperature is raised to 75 ° C. while stirring, and a polymerization reaction is carried out for 1 hour after reaching 75 ° C., and then the remaining monomer mixture is continuously put into a pressure-resistant reaction vessel over 2 hours while maintaining the temperature at 75 ° C. Added. Thereafter, aging was further performed for 2 hours to obtain an aqueous dispersion of polymer particles (A2a) having a solid content of 40% and an average particle diameter of 200 nm.

撹拌装置および温度調節器を備えた容量2リットルの耐圧反応容器に、水186質量部を投入し、これに前述の粒子径200nmの重合体粒子(A2a)を固形分で10質量部、重合開始剤として過硫酸ナトリウム0.5質量部を投入し撹拌しながら温度80℃まで昇温した。次に、メタクリル酸30質量部、メタクリル酸メチル69.5質量部およびジビニルベンゼン0.5質量部を混合したモノマー混合物を耐圧反応容器に、温度80℃を保持し、撹拌しながら連続的に3時間かけて投入した。その後、さらに2時間熟成を行い、固形分31%、平均粒子径400nmの重合体粒子(A2b)の水分散体を得た。   186 parts by mass of water is put into a pressure-resistant reaction vessel having a capacity of 2 liters equipped with a stirrer and a temperature controller, and 10 parts by mass of the polymer particles (A2a) having a particle size of 200 nm are solidified. Sodium persulfate 0.5 part by mass was added as an agent, and the temperature was raised to 80 ° C. with stirring. Next, a monomer mixture obtained by mixing 30 parts by weight of methacrylic acid, 69.5 parts by weight of methyl methacrylate and 0.5 parts by weight of divinylbenzene was kept in a pressure-resistant reaction vessel at a temperature of 80 ° C. and continuously 3 with stirring. I put it in over time. Thereafter, aging was further performed for 2 hours to obtain an aqueous dispersion of polymer particles (A2b) having a solid content of 31% and an average particle diameter of 400 nm.

撹拌装置および温度調節器を備えた容量2リットルの耐圧反応容器に、水350質量部を投入し、これに前述の粒子径400nmの重合体粒子(A2b)を固形分で15質量部、重合開始剤として過硫酸ナトリウム0.4質量部を投入し、撹拌しながら温度80℃まで昇温した。次に、スチレン50質量部およびジビニルベンゼン25質量部、エチルビニルベンゼン25質量部を混合したモノマー混合物を、撹拌しながら耐圧反応容器に連続的に4時間かけて投入した。モノマー混合物を投入する間、耐圧反応容器の温度は80℃に保持した。モノマー混合物の連続投入終了後、80℃に保持した耐圧反応容器内に25%アンモニウム水を5質量部投入して3時間熟成を行い、フィラー粒子(A2)を20%含有する水分散体L12を得た。   350 parts by mass of water is put into a pressure-resistant reaction vessel having a capacity of 2 liters equipped with a stirrer and a temperature controller, and 15 parts by mass of the polymer particles (A2b) having a particle diameter of 400 nm as described above are started. As an agent, 0.4 part by mass of sodium persulfate was added, and the temperature was raised to 80 ° C. while stirring. Next, a monomer mixture obtained by mixing 50 parts by mass of styrene, 25 parts by mass of divinylbenzene, and 25 parts by mass of ethylvinylbenzene was continuously added to the pressure resistant reactor over 4 hours while stirring. While the monomer mixture was charged, the temperature of the pressure resistant reactor was maintained at 80 ° C. After completion of continuous addition of the monomer mixture, 5 parts by mass of 25% ammonium water was introduced into a pressure resistant reactor maintained at 80 ° C. and aged for 3 hours to obtain an aqueous dispersion L12 containing 20% filler particles (A2). Obtained.

得られたフィラー粒子(A2)について合成例1と同様に行ったトルエン不溶分測定の結果、DSC測定の結果(ガラス転移温度Tg、融解温度Tm)およびTG測定の結果(減量開始温度T10)を、表2に併せて示した。 As a result of toluene insoluble matter measurement performed on the obtained filler particles (A2) in the same manner as in Synthesis Example 1, DSC measurement results (glass transition temperature Tg, melting temperature Tm) and TG measurement results (weight loss start temperature T 10 ) Is also shown in Table 2.

動的光散乱法を測定原理とする粒度分布測定装置(大塚電子株式会社製、型式「FPAR−1000」)を用いて粒度分布を測定し、その粒度分布からフィラー粒子(A2)の平均粒子径(Da2)を求めたところ1000nmであった。   The particle size distribution is measured using a particle size distribution measuring apparatus (model “FPAR-1000” manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) having a dynamic light scattering method as a measurement principle, and the average particle diameter of filler particles (A2) is determined from the particle size distribution. When (Da2) was determined, it was 1000 nm.

さらに詳細に粒子の構造を分析するために得られたフィラー粒子(A2)を20%含有の重合体粒子の水分散体を乾燥固化し、固形分に対して20倍量のpH10に調整したアンモニア水で3回洗浄し、さらにイオン交換水で4回洗浄することで水溶性成分を完全に除去し、再度乾燥固化させることでフィラー粒子(A2)の粉末を得た。この粉末を日立透過型電子顕微鏡 H−7650(株式会社日立ハイテクノロジーズ製)を使用して観察したところ、観察された粒子100個の平均粒子径が1,000nm、粒子内径が600nmの中空重合体粒子であり、容積空孔率は22%であった。   Aqueous dispersion of polymer particles containing 20% filler particles (A2) obtained for analyzing the particle structure in more detail was dried and solidified, and adjusted to pH 10 that was 20 times the solid content. Water-soluble components were completely removed by washing with water three times and further with ion-exchanged water four times, and dried and solidified again to obtain a powder of filler particles (A2). When this powder was observed using a Hitachi transmission electron microscope H-7650 (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation), a hollow polymer having an average particle diameter of 1,000 particles and a particle inner diameter of 600 nm was observed. The particles had a volume porosity of 22%.

3.2.4.合成例27
上記合成例26において、重合体粒子(A2b)を固形分で15質量部、スチレン50質量部およびジビニルベンゼン25質量部、エチルビニルベンゼン25質量部に代えて、重合体粒子(A2b)を固形分で50質量部、スチレン77質量部およびジビニルベンゼン22質量部、アクリル酸1質量部を用いたこと以外は、合成例26と同様にフィラー粒子(A2)を20%含有する水分散体L13を得た。
3.2.4. Synthesis Example 27
In the above synthesis example 26, the polymer particles (A2b) were replaced with 15 parts by mass of solids, 50 parts by mass of styrene, 25 parts by mass of divinylbenzene, and 25 parts by mass of ethylvinylbenzene. In the same manner as in Synthesis Example 26, except that 50 parts by mass, 77 parts by mass of styrene, 22 parts by mass of divinylbenzene, and 1 part by mass of acrylic acid were used, an aqueous dispersion L13 containing 20% filler particles (A2) was obtained. It was.

得られたフィラー粒子(A2)について合成例1と同様に行ったトルエン不溶分測定の結果、DSC測定の結果(ガラス転移温度Tg、融解温度Tm)およびTG測定の結果(減量開始温度T10)を、表2に併せて示した。 As a result of toluene insoluble matter measurement performed on the obtained filler particles (A2) in the same manner as in Synthesis Example 1, DSC measurement results (glass transition temperature Tg, melting temperature Tm) and TG measurement results (weight loss start temperature T 10 ) Is also shown in Table 2.

動的光散乱法を測定原理とする粒度分布測定装置(大塚電子株式会社製、型式「FPAR−1000」)を用いて粒度分布を測定し、その粒度分布からフィラー粒子(A2)の平均粒子径(Da2)を求めたところ810nmであった。   The particle size distribution is measured using a particle size distribution measuring apparatus (model “FPAR-1000” manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) having a dynamic light scattering method as a measurement principle, and the average particle diameter of filler particles (A2) is determined from the particle size distribution. When (Da2) was determined, it was 810 nm.

さらに詳細に粒子の構造を分析するために得られたフィラー粒子(A2)を20%含有の重合体粒子の水分散体を乾燥固化し、固形分に対して20倍量のpH10に調整したアンモニア水で3回洗浄し、さらにイオン交換水で4回洗浄することで水溶性成分を完全に除去し、再度乾燥固化させることでフィラー粒子(A2)の粉末を得た。この粉末を日立透過型電子顕微鏡 H−7650(株式会社日立ハイテクノロジーズ製)を使用して観察したところ、観察された粒子100個の平均粒子径が810nm、粒子内径が700nmの中空重合体粒子であり、容積空孔率は65%であった。   Aqueous dispersion of polymer particles containing 20% filler particles (A2) obtained for analyzing the particle structure in more detail was dried and solidified, and adjusted to pH 10 that was 20 times the solid content. Water-soluble components were completely removed by washing with water three times and further with ion-exchanged water four times, and dried and solidified again to obtain a powder of filler particles (A2). When this powder was observed using a Hitachi transmission electron microscope H-7650 (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation), the observed 100 particles were hollow polymer particles having an average particle diameter of 810 nm and a particle inner diameter of 700 nm. Yes, the volume porosity was 65%.

3.2.5.合成例28
撹拌装置および温度調節器を備えた容量2リットルの耐圧反応容器に、スチレン99質量部、メタクリル酸1質量部およびt−ドデシルメルカプタン8質量部を、水200質量部にラウリル硫酸ナトリウム0.4質量部および過硫酸カリウム1.0質量部を溶かした水溶液に入れ、攪拌しながら70℃で8時間重合して、平均粒子径が250nmの重合体粒子の水分散体を得た。
3.2.5. Synthesis Example 28
In a pressure-resistant reaction vessel having a capacity of 2 liters equipped with a stirrer and a temperature controller, 99 parts by mass of styrene, 1 part by mass of methacrylic acid and 8 parts by mass of t-dodecyl mercaptan, 0.4 parts by mass of sodium lauryl sulfate in 200 parts by mass of water And an aqueous solution in which 1.0 part by mass of potassium persulfate was dissolved and polymerized at 70 ° C. for 8 hours with stirring to obtain an aqueous dispersion of polymer particles having an average particle diameter of 250 nm.

次に、この重合体粒子を固形分で10質量部、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル0.1質量部、ラウリル硫酸ナトリウム0.3質量部および過硫酸カリウム0.5質量部を水900質量部に分散した。これにメタクリル酸メチル60質量部、ジビニルベンゼン30質量部、スチレン10質量部およびトルエン20質量部の混合物を加えて30℃で1時間攪拌し、続いて70℃で5時間撹拌した後に冷却し、スチームストリップ処理を行なったところ、中空のフィラー粒子(A2)を含む水分散体L14が得られた。   Next, 10 parts by mass of the polymer particles, 0.1 part by mass of polyoxyethylene nonylphenyl ether, 0.3 part by mass of sodium lauryl sulfate and 0.5 part by mass of potassium persulfate are added to 900 parts by mass of water. Distributed. A mixture of 60 parts by weight of methyl methacrylate, 30 parts by weight of divinylbenzene, 10 parts by weight of styrene and 20 parts by weight of toluene was added thereto and stirred at 30 ° C. for 1 hour, followed by stirring at 70 ° C. for 5 hours and cooling. When the steam strip treatment was performed, an aqueous dispersion L14 containing hollow filler particles (A2) was obtained.

得られたフィラー粒子(A2)について合成例1と同様に行ったトルエン不溶分測定の結果、DSC測定の結果(ガラス転移温度Tg、融解温度Tm)およびTG測定の結果(減量開始温度T10)を、表2に併せて示した。 As a result of toluene insoluble matter measurement performed on the obtained filler particles (A2) in the same manner as in Synthesis Example 1, DSC measurement results (glass transition temperature Tg, melting temperature Tm) and TG measurement results (weight loss start temperature T 10 ) Is also shown in Table 2.

動的光散乱法を測定原理とする粒度分布測定装置(大塚電子株式会社製、型式「FPAR−1000」)を用いて粒度分布を測定し、その粒度分布からフィラー粒子(A2)の平均粒子径(Da2)を求めたところ490nmであった。この重合体粒子を乾燥させた後に日立透過型電子顕微鏡 H−7650(株式会社日立ハイテクノロジーズ製)を使用して観察したところ、観察された粒子100個の平均粒子径が490nm、粒子内径が350nmの中空の重合体粒子であり、容積空孔率は36%であった。   The particle size distribution is measured using a particle size distribution measuring apparatus (model “FPAR-1000” manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) having a dynamic light scattering method as a measurement principle, and the average particle diameter of filler particles (A2) is determined from the particle size distribution. When (Da2) was determined, it was 490 nm. When the polymer particles were dried and then observed using a Hitachi transmission electron microscope H-7650 (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation), the average particle diameter of 100 particles observed was 490 nm, and the particle inner diameter was 350 nm. The hollow polymer particles had a volume porosity of 36%.

3.2.6.合成例29
上記合成例28において、メタクリル酸メチル60質量部、ジビニルベンゼン30質量部、スチレン10質量部およびトルエン20質量部に代えて、メタクリル酸メチル60質量部、メタクリル酸アリル40質量部およびトルエン15質量部を用いたこと以外は合成例28と同様にしてフィラー粒子(A2)を含む水分散体L15を得た。
3.2.6. Synthesis Example 29
In Synthesis Example 28, instead of 60 parts by mass of methyl methacrylate, 30 parts by mass of divinylbenzene, 10 parts by mass of styrene and 20 parts by mass of toluene, 60 parts by mass of methyl methacrylate, 40 parts by mass of allyl methacrylate and 15 parts by mass of toluene An aqueous dispersion L15 containing filler particles (A2) was obtained in the same manner as in Synthesis Example 28 except that was used.

得られたフィラー粒子(A2)について合成例1と同様に行ったトルエン不溶分測定の結果、DSC測定の結果(ガラス転移温度Tg、融解温度Tm)およびTG測定の結果(減量開始温度T10)を、表2に併せて示した。 As a result of toluene insoluble matter measurement performed on the obtained filler particles (A2) in the same manner as in Synthesis Example 1, DSC measurement results (glass transition temperature Tg, melting temperature Tm) and TG measurement results (weight loss start temperature T 10 ) Is also shown in Table 2.

動的光散乱法を測定原理とする粒度分布測定装置(大塚電子株式会社製、型式「FPAR−1000」)を用いて粒度分布を測定し、その粒度分布からフィラー粒子(A2)の平均粒子径(Da2)を求めたところ420nmであった。この重合体粒子を乾燥させた後に日立透過型電子顕微鏡 H−7650(株式会社日立ハイテクノロジーズ製)を使用して観察したところ、観察された粒子100個の平均粒子径が420nm、粒子内径が220nmの中空重合体粒子であり、容積空孔率は14%であった。   The particle size distribution is measured using a particle size distribution measuring apparatus (model “FPAR-1000” manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) having a dynamic light scattering method as a measurement principle, and the average particle diameter of filler particles (A2) is determined from the particle size distribution. When (Da2) was determined, it was 420 nm. When the polymer particles were dried and observed using a Hitachi transmission electron microscope H-7650 (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation), the average particle diameter of 100 particles observed was 420 nm, and the particle inner diameter was 220 nm. The hollow polymer particles had a volume porosity of 14%.

3.2.7.合成例30
撹拌装置および温度調節器を備えた容量2リットルの耐圧反応容器に水109.5質量部、乳化剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.2質量部、分子量調節剤としてオクチルグリコール0.5質量部および重合開始剤として過硫酸ナトリウム0.5質量部を投入した。次にメタクリル酸15質量部とメタクリル酸メチル85質量部とを混合したモノマー混合物の20%を耐圧反応容器に投入した。その後、撹拌しながら温度75℃まで昇温し、75℃到達後1時間、重合反応を行い、その後、温度を75℃に保ちながら残りのモノマー混合物を連続的に2時間かけて耐圧反応容器に添加した。その後、さらに2時間熟成を行い、固形分40%、平均粒子径が200nmの重合体粒子の水分散体を得た。
3.2.7. Synthesis Example 30
In a pressure-resistant reaction vessel having a capacity of 2 liters equipped with a stirrer and a temperature controller, 109.5 parts by mass of water, 0.2 part by mass of sodium dodecylbenzenesulfonate as an emulsifier, 0.5 part by mass of octyl glycol as a molecular weight regulator and polymerization As an initiator, 0.5 part by mass of sodium persulfate was added. Next, 20% of a monomer mixture obtained by mixing 15 parts by mass of methacrylic acid and 85 parts by mass of methyl methacrylate was charged into a pressure resistant reactor. Thereafter, the temperature is raised to 75 ° C. while stirring, and a polymerization reaction is carried out for 1 hour after reaching 75 ° C., and then the remaining monomer mixture is continuously put into a pressure-resistant reaction vessel over 2 hours while maintaining the temperature at 75 ° C. Added. Thereafter, aging was further performed for 2 hours to obtain an aqueous dispersion of polymer particles having a solid content of 40% and an average particle size of 200 nm.

撹拌装置および温度調節器を備えた容量2リットルの耐圧反応容器に、水186質量部を投入し、これに前述の粒子径200nmの重合体粒子を固形分で10質量部、重合開始剤として過硫酸ナトリウム0.5質量部を投入し撹拌しながら温度80℃まで昇温した。次に、メタクリル酸30質量部、メタクリル酸メチル69.5質量部およびジビニルベンゼン0.5質量部を混合したモノマー混合物を耐圧反応容器に、温度80℃を保持し、撹拌しながら連続的に3時間かけて投入した。その後、さらに2時間熟成を行い、固形分31%、平均粒子径400nmの重合体粒子の水分散体を得た。   Into a pressure-resistant reaction vessel having a capacity of 2 liters equipped with a stirrer and a temperature controller, 186 parts by mass of water is charged, and 10 parts by mass of the polymer particles having a particle diameter of 200 nm as described above are added as a polymerization initiator. Sodium sulphate (0.5 parts by mass) was added and the temperature was raised to 80 ° C. with stirring. Next, a monomer mixture obtained by mixing 30 parts by weight of methacrylic acid, 69.5 parts by weight of methyl methacrylate and 0.5 parts by weight of divinylbenzene was kept in a pressure-resistant reaction vessel at a temperature of 80 ° C. and continuously 3 with stirring. I put it in over time. Thereafter, aging was further performed for 2 hours to obtain an aqueous dispersion of polymer particles having a solid content of 31% and an average particle diameter of 400 nm.

撹拌装置および温度調節器を備えた容量2リットルの耐圧反応容器に、水350質量部を投入し、これに前述の粒子径400nmの重合体粒子を固形分で20質量部、重合開始剤として過硫酸ナトリウム0.4質量部を投入し、撹拌しながら温度80℃まで昇温した。次に、スチレン90質量部およびジビニルベンゼン9質量部、アクリル酸1質量部を混合したモノマー混合物を、撹拌しながら耐圧反応容器に連続的に4時間かけて投入した。モノマー混合物を投入する間、耐圧反応容器の温度は80℃に保持した。モノマー混合物の連続投入終了後、80℃に保持した耐圧反応容器内に25%アンモニウム水を5質量部投入して3時間熟成を行い、フィラー粒子(A2)を20%含有する水分散体L16を得た。   350 parts by mass of water was put into a pressure-resistant reaction vessel having a capacity of 2 liters equipped with a stirrer and a temperature controller, and 20 parts by mass of the polymer particles having a particle diameter of 400 nm as a polymerization initiator were added thereto as a polymerization initiator. 0.4 parts by mass of sodium sulfate was added, and the temperature was raised to 80 ° C. while stirring. Next, a monomer mixture obtained by mixing 90 parts by mass of styrene, 9 parts by mass of divinylbenzene, and 1 part by mass of acrylic acid was continuously added to the pressure resistant reactor over 4 hours while stirring. While the monomer mixture was charged, the temperature of the pressure resistant reactor was maintained at 80 ° C. After the completion of the continuous addition of the monomer mixture, 5 parts by mass of 25% ammonium water was placed in a pressure resistant reactor maintained at 80 ° C., and aged for 3 hours to obtain an aqueous dispersion L16 containing 20% filler particles (A2). Obtained.

得られたフィラー粒子(A2)について合成例1と同様に行ったトルエン不溶分測定の結果、DSC測定の結果(ガラス転移温度Tg、融解温度Tm)およびTG測定の結果(減量開始温度T10)を、表2に併せて示した。 As a result of toluene insoluble matter measurement performed on the obtained filler particles (A2) in the same manner as in Synthesis Example 1, DSC measurement results (glass transition temperature Tg, melting temperature Tm) and TG measurement results (weight loss start temperature T 10 ) Is also shown in Table 2.

動的光散乱法を測定原理とする粒度分布測定装置(大塚電子株式会社製、形式「FPAR−1000」)を用いて粒度分布を測定し、その粒度分布からフィラー粒子(A2)の平均粒子径(Da2)を求めたところ1000nmであった。   The particle size distribution is measured using a particle size distribution measuring apparatus (model “FPAR-1000”, manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) using the dynamic light scattering method as a measurement principle, and the average particle diameter of filler particles (A2) is determined from the particle size distribution. When (Da2) was determined, it was 1000 nm.

さらに詳細に粒子の構造を分析するために得られたフィラー粒子(A2)を20%含有の重合体粒子の水分散体を乾燥固化し、固形分に対して20倍量のpH10に調整したアンモニア水で3回洗浄し、さらにイオン交換水で4回洗浄することで水溶性成分を完全に除去し、再度乾燥固化させることでフィラー粒子(A2)の粉末を得た。この粉末を日立透過型電子顕微鏡 H−7650(株式会社日立ハイテクノロジーズ製)を使用して観察したところ、観察された粒子100個の平均粒子径が1,000nm、粒子内径が800nmの中空重合体粒子であり、容積空孔率は51%であった。   Aqueous dispersion of polymer particles containing 20% filler particles (A2) obtained for analyzing the particle structure in more detail was dried and solidified, and adjusted to pH 10 that was 20 times the solid content. Water-soluble components were completely removed by washing with water three times and further with ion-exchanged water four times, and dried and solidified again to obtain a powder of filler particles (A2). When this powder was observed using a Hitachi transmission electron microscope H-7650 (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation), a hollow polymer having an average particle size of 1,000 nm and a particle inner diameter of 800 nm was observed for 100 particles. The volume porosity was 51%.

表1および表2における各成分の略称または名称は、それぞれ以下の化合物を意味する。   The abbreviations or names of the respective components in Table 1 and Table 2 mean the following compounds, respectively.

<重合性不飽和基を二つ以上有する化合物>
・AMA:メタクリル酸アリル
・EDMA:エチレングリコールジメタクリレート
・DVB:ジビニルベンゼン
<フッ素原子を有する単量体>
・VDF:フッ化ビニリデン
・HFP:六フッ化プロピレン
・TFE:四フッ化エチレン
<不飽和カルボン酸>
・MAA:メタクリル酸
・TA:イタコン酸
・AA:アクリル酸
<不飽和カルボン酸エステル>
・MMA:メタクリル酸メチル
・EHA:アクリル酸2−エチルヘキシル
・BMA:メタクリル酸n−ブチル
・CHMA:メタクリル酸シクロヘキシル
<芳香族ビニル化合物>
・ST:スチレン
・EVB:エチルビニルベンゼン
<共役ジエン化合物>
・BD:1,3−ブタジエン
<ニトリル化合物>
・AN:アクリロニトリル
なお、表1および表2における「−」の表記は、該当する成分を使用しなかったことを示す。
<Compound having two or more polymerizable unsaturated groups>
AMA: Allyl methacrylate EDMA: Ethylene glycol dimethacrylate DVB: Divinylbenzene <Monomer having a fluorine atom>
-VDF: Vinylidene fluoride-HFP: Propylene hexafluoride-TFE: Tetrafluoroethylene <Unsaturated carboxylic acid>
MAA: methacrylic acid TA: itaconic acid AA: acrylic acid <unsaturated carboxylic acid ester>
MMA: Methyl methacrylate EHA: 2-ethylhexyl acrylate BMA: n-butyl methacrylate CHMA: cyclohexyl methacrylate <Aromatic vinyl compound>
ST: Styrene EVB: Ethyl vinyl benzene <Conjugated diene compound>
BD: 1,3-butadiene <nitrile compound>
-AN: Acrylonitrile In addition, the notation of "-" in Table 1 and Table 2 shows that the applicable component was not used.

3.3.実施例1
3.3.1.保護層形成用組成物の調製
水分散体S1と水分散体L1を、フィラー粒子(A2)100質量部に対して、バインダー粒子(A1)が10質量部になるように混合し、さらに増粘剤(株式会社ダイセル製、商品名「CMC1120」)1質量部、水275質量部をT.K.フィルミックス(R)56−50型(プライミクス株式会社製)を用いて混合分散処理を行い、保護層形成用組成物を調製した。
3.3. Example 1
3.3.1. Preparation of composition for forming protective layer The aqueous dispersion S1 and the aqueous dispersion L1 are mixed so that the binder particles (A1) are 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the filler particles (A2). 1 part by weight of an agent (manufactured by Daicel Corporation, trade name “CMC1120”) and 275 parts by weight of water K. Mixing and dispersing treatment was performed using Fillmix (R) 56-50 type (manufactured by PRIMIX Co., Ltd.) to prepare a protective layer forming composition.

得られた保護層形成用組成物について、「3.2.1.合成例15」と同様の方法によりトルエン不溶分測定、DSC測定(ガラス転移温度Tg、融解温度Tm)およびTG測定(減量開始温度T10)を行った結果、トルエン不溶分は99%であり、転移温度Tgは−4℃であり、融解温度Tmは観測されず、減量開始温度T10は360℃であった。 About the obtained composition for protective layer formation, toluene insoluble content measurement, DSC measurement (glass transition temperature Tg, melting temperature Tm) and TG measurement (start of weight loss) by the same method as “3.2.1. Synthesis Example 15” As a result of performing the temperature T10), the insoluble content in toluene was 99%, the transition temperature Tg was −4 ° C., the melting temperature Tm was not observed, and the weight loss starting temperature T 10 was 360 ° C.

3.3.2.正極の製造
<正極活物質の調製>
市販のリン酸鉄リチウム(LiFePO)をめのう乳鉢で粉砕し、ふるいを用いて分級することにより、粒子径(D50値)が0.5μmである活物質粒子を調製した。
3.3.2. Production of positive electrode <Preparation of positive electrode active material>
Commercially available lithium iron phosphate (LiFePO 4 ) was pulverized in an agate mortar and classified using a sieve to prepare active material particles having a particle diameter (D50 value) of 0.5 μm.

<正極用スラリーの調製>
二軸型プラネタリーミキサー(プライミクス株式会社製、商品名「TKハイビスミックス 2P−03」)にポリフッ化ビニリデン(PVDF)4質量部(固形分換算)、上記活物質粒子100質量部、アセチレンブラック5質量部およびN−メチルピロリドン(NMP)68質量部を投入し、60rpmで1時間攪拌を行った。さらに、NMP32質量部を投入し、1時間攪拌してペーストを得た。得られたペーストを、攪拌脱泡機(株式会社シンキー製、商品名「あわとり練太郎」)を使用して、200rpmで2分間、1,800rpmで5分間、さらに真空下(5.0×10Pa)において1,800rpmで1.5分間攪拌混合することにより、正極用スラリーを調製した。
<Preparation of slurry for positive electrode>
A biaxial planetary mixer (trade name “TK Hibismix 2P-03” manufactured by PRIMIX Corporation), 4 parts by mass of polyvinylidene fluoride (PVDF) (in terms of solid content), 100 parts by mass of the above active material particles, and acetylene black 5 Part by mass and 68 parts by mass of N-methylpyrrolidone (NMP) were added and stirred at 60 rpm for 1 hour. Further, 32 parts by mass of NMP was added and stirred for 1 hour to obtain a paste. The resulting paste was stirred at 200 rpm for 2 minutes, 1,800 rpm for 5 minutes, and further under vacuum (5.0 ×) using a stirring defoaming machine (trade name “Awatori Nertaro” manufactured by Shinky Co., Ltd.). The slurry for positive electrode was prepared by stirring and mixing at 1,800 rpm for 1.5 minutes at 10 3 Pa).

<正極用電極の作製>
アルミニウム箔からなる集電体の表面に、上記正極用スラリーを、乾燥後の膜厚が100μmとなるようにドクターブレード法によって均一に塗布し、120℃で20分間乾燥した。その後、膜(活物質層)の密度が2.0g/cmとなるようにロールプレス機によりプレス加工することにより、集電体の表面に正極活物質層が形成された正極を得た。
<Preparation of electrode for positive electrode>
The positive electrode slurry was uniformly applied to the surface of a current collector made of aluminum foil by a doctor blade method so that the film thickness after drying was 100 μm, and dried at 120 ° C. for 20 minutes. Then, the positive electrode with the positive electrode active material layer formed on the surface of the current collector was obtained by pressing with a roll press so that the density of the film (active material layer) was 2.0 g / cm 3 .

3.3.3.保護層の作製(保護層付き正極の作製)
上記で得られた正極の正極活物質層表面に、上記で得られた保護層形成用組成物をステンレス容器に入れ、内圧0.1MPaに加圧し、1流体ノズル(ユニジェットTGフルコーン、流量サイズ0.3、スプレーイングシステムスジャパン(株)製)から噴霧して塗布した後、60℃、5分で乾燥し、正極活物質層表面に保護層を形成した。なお、上記保護層の厚みは3μmであった。
3.3.3. Production of protective layer (production of positive electrode with protective layer)
The protective layer-forming composition obtained above is placed in a stainless steel container on the surface of the positive electrode active material layer of the positive electrode obtained above, pressurized to an internal pressure of 0.1 MPa, and a one-fluid nozzle (unijet TG full cone, flow size) 0.3, manufactured by Spraying Systems Japan Co., Ltd.) and then dried at 60 ° C. for 5 minutes to form a protective layer on the surface of the positive electrode active material layer. The protective layer had a thickness of 3 μm.

3.3.4.負極の製造
<負極用スラリーの調製>
二軸型プラネタリーミキサー(プライミクス株式会社製、商品名「TKハイビスミックス 2P−03」)に、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)4質量部(固形分換算)、負極活物質としてグラファイト100質量部(固形分換算)、N−メチルピロリドン(NMP)80質量部を投入し、60rpmで1時間撹拌を行った。その後、さらにNMP20質量部を投入した後、撹拌脱泡機(株式会社シンキー製、製品名「あわとり練太郎」)を使用して、200rpmで2分間、次いで1,800rpmで5分間、さらに真空下において1,800rpmで1.5分間撹拌・混合することにより、負極用スラリーを調製した。
3.3.4. Production of negative electrode <Preparation of slurry for negative electrode>
A biaxial planetary mixer (product name “TK Hibismix 2P-03” manufactured by PRIMIX Corporation), 4 parts by mass of polyvinylidene fluoride (PVDF) (in terms of solid content), and 100 parts by mass of graphite as a negative electrode active material (solid) Minute conversion), 80 parts by mass of N-methylpyrrolidone (NMP) was added, and the mixture was stirred at 60 rpm for 1 hour. Then, after adding 20 parts by mass of NMP, using a stirring defoaming machine (product name “Awatori Netaro” manufactured by Shinky Co., Ltd.) for 2 minutes at 200 rpm, then for 5 minutes at 1,800 rpm, further vacuum Below, the slurry for negative electrodes was prepared by stirring and mixing for 1.5 minutes at 1,800 rpm.

<負極用電極の作製>
銅箔からなる集電体の表面に、上記負極用スラリーを、乾燥後の膜厚が150μmとなるようにドクターブレード法によって均一に塗布し、120℃で20分間乾燥した。その後、膜の密度が1.5g/cmとなるようにロールプレス機を使用してプレス加工することにより、集電体の表面に負極活物質層が形成された負極を得た。
<Preparation of electrode for negative electrode>
The negative electrode slurry was uniformly applied to the surface of a current collector made of copper foil by a doctor blade method so that the film thickness after drying was 150 μm, and dried at 120 ° C. for 20 minutes. Then, the negative electrode in which the negative electrode active material layer was formed on the surface of the current collector was obtained by pressing using a roll press machine so that the film density was 1.5 g / cm 3 .

3.3.5.リチウムイオン電池セルの組立て
露点が−80℃以下となるようAr置換されたグローブボックス内で、上記で製造した負極を直径16.16mmに打ち抜き成形したものを、2極式コインセル(宝泉株式会社製、商品名「HSフラットセル」)上に載置した。次いで、直径24mmに打ち抜いたポリプロピレン製多孔膜からなるセパレータ(セルガード株式会社製、商品名「セルガード#2400」)を載置し、さらに、空気が入らないように電解液を500μL注入した後、上記で製造した保護層つき正極を直径15.95mmに打ち抜き成形したものを上記セパレータと正極に形成された保護層とが相対するように載置し、上記2極式コインセルの外装ボディーをネジで閉めて封止することにより、リチウムイオン電池セル(蓄電デバイス)を組み立てた。なお、ここで使用した電解液は、エチレンカーボネート/エチルメチルカーボネート=1/1(質量比)の溶媒に、LiPFを1モル/Lの濃度で溶解した溶液である。
3.3.5. Assembly of Lithium Ion Battery Cell A bipolar coin cell (Hosen Co., Ltd.) obtained by punching and molding the negative electrode produced above to a diameter of 16.16 mm in an Ar-substituted glove box with a dew point of −80 ° C. or lower. And product name “HS flat cell”). Next, a separator made of a polypropylene porous film punched to a diameter of 24 mm (product name “Celguard # 2400” manufactured by Celgard Co., Ltd.) was placed, and after injecting 500 μL of electrolyte so that air did not enter, The positive electrode with a protective layer manufactured in step 1 is punched and molded to a diameter of 15.95 mm, and placed so that the separator and the protective layer formed on the positive electrode face each other, and the outer body of the bipolar coin cell is closed with a screw. The lithium ion battery cell (electric storage device) was assembled by sealing. The electrolytic solution used here is a solution obtained by dissolving LiPF 6 at a concentration of 1 mol / L in a solvent of ethylene carbonate / ethyl methyl carbonate = 1/1 (mass ratio).

3.3.6.残存容量率および抵抗上昇率の測定
上記で製造した電池セルを25℃の恒温槽に入れ、定電流(0.2C)にて充電を開始し、電圧が4.1Vになった時点で引き続き定電圧(4.1V)にて充電を続行し、電流値が0.01Cとなった時点を充電完了(カットオフ)とした。次いで、定電流(0.2C)にて放電を開始し、電圧が2.5Vになった時点を放電完了(カットオフ)とした(エージング充放電)。
3.3.6. Measurement of remaining capacity rate and resistance increase rate The battery cell produced above was placed in a constant temperature bath at 25 ° C., charging was started at a constant current (0.2 C), and when the voltage reached 4.1 V, it was continuously determined. Charging was continued at a voltage (4.1 V), and charging was completed (cut off) when the current value reached 0.01C. Next, discharging was started at a constant current (0.2 C), and the time when the voltage reached 2.5 V was regarded as discharging completion (cut-off) (aging charge / discharge).

上記エージング充放電後のセルを25℃の恒温槽に入れ、定電流(0.2C)にて充電を開始し、電圧が4.1Vになった時点で引き続き定電圧(4.1V)にて充電を続行し、電流値が0.01Cとなった時点を充電完了(カットオフ)とした。次いで、定電流(0.2C)にて放電を開始し、電圧が2.5Vになった時点を放電完了(カットオフ)とし、0.2Cにおける放電容量(初期)の値であるC1を測定した。   The cell after the aging charge / discharge is put in a thermostat at 25 ° C., and charging is started at a constant current (0.2 C). When the voltage reaches 4.1 V, the cell is continuously maintained at a constant voltage (4.1 V). Charging was continued, and charging was completed (cut off) when the current value reached 0.01C. Next, discharge was started at a constant current (0.2 C), and when the voltage reached 2.5 V, the discharge was completed (cut off), and C1 which was the value of the discharge capacity (initial) at 0.2 C was measured. did.

上記放電容量(初期)測定後のセルを25℃の恒温槽に入れ、定電流(0.2C)にて充電を開始し、電圧が4.1Vになった時点で引き続き定電圧(4.1V)にて充電を続行し、電流値が0.01Cとなった時点を充電完了(カットオフ)とした。   The cell after the discharge capacity (initial) measurement was placed in a constant temperature bath at 25 ° C., charging was started at a constant current (0.2 C), and when the voltage reached 4.1 V, the constant voltage (4.1 V) was continued. The charging was continued at), and the time when the current value reached 0.01 C was defined as the completion of charging (cut-off).

この充電状態のセルについてEIS測定(“Electrochemical Inpedance Spectroscopy”、「電気化学インピーダンス測定」)を行い、初期の抵抗値EISaを測定した。   An EIS measurement ("Electrochemical Impedance Spectroscopy", "electrochemical impedance measurement") was performed on the charged cell, and an initial resistance value EISA was measured.

次に、初期の抵抗値EISaを測定したセルを60℃の恒温槽に入れ、定電流(0.2C)にて充電を開始し、電圧が4.4Vになった時点で引き続き定電圧(4.4V)にて充電を168時間続行した(過充電の加速試験)。   Next, the cell in which the initial resistance value EISa was measured was placed in a constant temperature bath at 60 ° C., and charging was started at a constant current (0.2 C). When the voltage reached 4.4 V, the constant voltage (4 4V), charging was continued for 168 hours (overcharge acceleration test).

その後、この充電状態のセルを25℃の恒温槽に入れてセル温度を25℃に低下してから、定電流(0.2C)にて放電を開始し、電圧が2.5Vになった時点を放電完了(カットオフ)として、0.2Cにおける放電容量(試験後)の値であるC2を測定した。   After that, the charged cell was placed in a constant temperature bath at 25 ° C., the cell temperature was lowered to 25 ° C., and then discharging was started at a constant current (0.2 C), and the voltage became 2.5V. Was completed (cutoff), and C2 as a value of the discharge capacity at 0.2 C (after the test) was measured.

上記放電容量(試験後)のセルを25℃の恒温槽に入れ、定電流(0.2C)にて充電を開始し、電圧が4.1Vになった時点で引き続き定電圧(4.1V)にて充電を続行し、電流値が0.01Cとなった時点を充電完了(カットオフ)とした。次いで、定電流(0.2C)にて放電を開始し、電圧が2.5Vになった時点を放電完了(カットオフ)とした。このセルのEIS測定を行い、熱ストレスおよび過充電ストレス印加後の抵抗値であるEISbを測定した。   The cell having the above discharge capacity (after the test) is placed in a constant temperature bath at 25 ° C., and charging is started at a constant current (0.2 C). When the voltage reaches 4.1 V, the constant voltage (4.1 V) continues. The charging was continued at, and the time when the current value reached 0.01 C was regarded as charging completion (cut-off). Next, discharging was started at a constant current (0.2 C), and the time when the voltage reached 2.5 V was regarded as completion of discharging (cut-off). EIS measurement of this cell was performed, and EISb which is a resistance value after application of thermal stress and overcharge stress was measured.

上記の各測定値を下記式(6)に代入して求めた残存容量率は93%であり、上記の各測定値を下記式(7)に代入して求めた抵抗上昇率は150%であった。   The remaining capacity rate obtained by substituting the above measured values into the following formula (6) is 93%, and the resistance increase rate obtained by substituting the above measured values into the following formula (7) is 150%. there were.

残存容量率(%)=(C2/C1)×100 ・・・(6)
抵抗上昇率(%)=(EISb/EISa)×100 ・・・(7)
この残存容量率が75%以上である場合には良好と判断して○と表中に表記し、75%未満の場合には不良と判断して×と表中に表記した。また、抵抗上昇率300%以下であるとき、耐久性は良好であると判断して○と表中に表記し、300%を超える場合には不良と判断して×と表中に表記した。
Remaining capacity ratio (%) = (C2 / C1) × 100 (6)
Resistance increase rate (%) = (EISb / EISa) × 100 (7)
When this residual capacity ratio was 75% or more, it was judged as good and indicated as ◯ in the table, and when it was less than 75%, it was judged as defective and indicated as × in the table. Further, when the resistance increase rate was 300% or less, it was judged that the durability was good and indicated in the table as ○, and when exceeding 300%, it was judged as defective and indicated as × in the table.

なお、上記測定条件において「1C」とは、ある一定の電気容量を有するセルを定電流放電して1時間で放電終了となる電流値を示す。例えば「0.1C」とは、10時間かけて放電終了となる電流値のことであり、「10C」とは0.1時間かけて放電完了となる電流値のことをいう。   In the above measurement conditions, “1C” indicates a current value at which discharge is completed in one hour after constant current discharge of a cell having a certain electric capacity. For example, “0.1 C” is a current value at which discharge is completed over 10 hours, and “10 C” is a current value at which discharge is completed over 0.1 hours.

3.5.実施例2〜10および23、1b〜10bおよび23b、比較例1〜9および20〜23、1b〜9bおよび20b〜23b
表3、表3b、表4または表4bに示す水分散体を表3、表3b、表4または表4bに示す使用割合で配合し、塗布方法を表に記載の方法に変更した以外は、上記実施例1と同様にして表3および表4に記載の保護層形成用組成物を作製した。得られた保護層形成用組成物について、「3.2.1.合成例15」と同様の方法により得られたトルエン不溶分測定の結果、DSC測定の結果(ガラス転移温度Tg、融解温度Tm)およびTG測定の結果(減量開始温度T10)を、表3、表3b、表4および表4bに併せて示した。さらに、調製した保護層形成用組成物を用いて実施例1と同様にして蓄電デバイスを製造し、評価した。その評価結果を、表3、表3b、表4および表4bに併せて示した。
3.5. Examples 2 to 10 and 23, 1b to 10b and 23b, Comparative Examples 1 to 9 and 20 to 23, 1b to 9b and 20b to 23b
Except for blending the aqueous dispersions shown in Table 3, Table 3b, Table 4 or Table 4b in the proportions shown in Table 3, Table 3b, Table 4 or Table 4b, and changing the coating method to the method described in the table, In the same manner as in Example 1, the protective layer forming compositions described in Table 3 and Table 4 were prepared. About the obtained composition for protective layer formation, the result of the toluene insoluble content obtained by the same method as “3.2.1. Synthesis Example 15”, the result of DSC measurement (glass transition temperature Tg, melting temperature Tm ) And TG measurement results (weight loss start temperature T 10 ) are shown in Table 3, Table 3b, Table 4, and Table 4b. Furthermore, an electricity storage device was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 using the prepared protective layer forming composition. The evaluation results are shown in Table 3, Table 3b, Table 4, and Table 4b.

なお、インクジェット法ではマイクロジェット株式会社製の型番NanoPrinter―900を用いてスラリーおよびノズルヘッドを23℃に保持し、インク1滴あたり100ピコリットルの設定で吐出することで塗布を行った。ダイコート法ではヨシミツ精機製の型番YBA―5型を用いて掃引速度100mm/秒で塗布を行った。バーコート法では安田精機製の型式#8を用いて掃引速度100mm/秒で塗布を行った。ディップコート法ではあすみ技研製の型番M300を用いて引き上げ速度20mm/秒で塗布を行った。   In the ink jet method, coating was performed by using a model No. NanoPrinter-900 manufactured by Microjet Co., Ltd., holding the slurry and the nozzle head at 23 ° C., and discharging at a setting of 100 picoliters per drop of ink. In the die coating method, coating was performed using a model number YBA-5 manufactured by Yoshimitsu Seiki at a sweep rate of 100 mm / sec. In the bar coat method, coating was performed at a sweep speed of 100 mm / sec using model # 8 manufactured by Yasuda Seiki. In the dip coating method, coating was performed using a model number M300 manufactured by Asumi Giken at a lifting speed of 20 mm / second.

<無機粒子>
・酸化チタン:製品名「KR380」(チタン工業株式会社製、ルチル型、数平均粒子径0.38μm)をそのまま使用に供するか、または製品名「KR380」をめのう乳鉢で粉砕し、ふるいを用いて分級することにより、数平均粒子径が0.08μm、0.12μmである酸化チタンをそれぞれ調製して使用に供した。
・酸化アルミニウム:製品名「AKP‐3000」(住友化学株式会社製、数平均粒子径0.74μm)、または製品名「AKP‐50」(住友化学株式会社製、数平均粒子径0.22μm)を使用に供した。
・酸化ジルコニウム:製品名「UEP酸化ジルコニウム」(第一希元素化学工業株式会社製、数平均粒子径0.67μm)
・シリカ:製品名「シーホスター(R) KE−S50」(株式会社日本触媒製、数平均粒子径0.54μm)、または製品名「シーホスター(R) KE−S100」(株式会社日本触媒製、数平均粒子径0.98μm)を使用に供した。
・酸化マグネシウム:製品名「PUREMAG(R) FNM−G」(タテホ化学工業株式会社製、数平均粒子径0.50μm)
なお、表3、表3b、表4および表4bにおける「−」の表記は、該当する成分を使用しなかったことを示す。また、比較例8においてバインダー粒子(A1)の水分散体の種類の欄に「S7/S9」、水分散体の使用量の欄に「10/100」と表記されているが、これは水分散体S7とS9を混合して使用したことを示し、水分散体S7に含有されるバインダー粒子(A1)を10質量部と、水分散体S9に含有されるバインダー粒子(A1)を100質量部と、を混合して使用したことを示す。比較例8b、比較例9、比較例9bにおける表記も同様である。
<Inorganic particles>
-Titanium oxide: The product name “KR380” (manufactured by Titanium Industry Co., Ltd., rutile type, number average particle size 0.38 μm) is used as it is, or the product name “KR380” is ground in an mortar and sieved. Thus, titanium oxide having a number average particle size of 0.08 μm and 0.12 μm was prepared and used.
Aluminum oxide: Product name “AKP-3000” (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., number average particle size 0.74 μm), or product name “AKP-50” (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., number average particle size 0.22 μm) Was used.
・ Zirconium oxide: Product name “UEP zirconium oxide” (manufactured by Daiichi Elemental Chemical Co., Ltd., number average particle diameter 0.67 μm)
Silica: Product name “Seahoster (R) KE-S50” (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., number average particle size 0.54 μm), or product name “Seahoster (R) KE-S100” (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., number An average particle size of 0.98 μm) was used.
Magnesium oxide: Product name “PUREMAG® FNM-G” (manufactured by Tateho Chemical Co., Ltd., number average particle size 0.50 μm)
In Table 3, Table 3b, Table 4, and Table 4b, the notation “−” indicates that the corresponding component was not used. In Comparative Example 8, “S7 / S9” is written in the column of the type of the aqueous dispersion of the binder particles (A1), and “10/100” is written in the column of the amount of the aqueous dispersion used. It shows that the dispersions S7 and S9 were mixed and used, and 10 parts by mass of binder particles (A1) contained in the aqueous dispersion S7 and 100 parts by mass of binder particles (A1) contained in the aqueous dispersion S9. It is shown that the mixture was used. The notation in Comparative Example 8b, Comparative Example 9, and Comparative Example 9b is the same.

3.5.実施例11
3.5.1.正極および負極の製造
上記実施例1と同様にして正極および負極を製造した。
3.5. Example 11
3.5.1. Production of Positive Electrode and Negative Electrode A positive electrode and a negative electrode were produced in the same manner as in Example 1.

3.5.2.保護層の作製(保護層付きセパレータの作製)
ポリプロピレン製多孔膜からなるセパレータ(セルガード株式会社製、商品名「セルガード#2400」)の両面に、上記「3.3.1.保護層形成用組成物の調製」で得られた保護層形成用組成物をステンレス容器に入れ、内圧0.1MPaに加圧し、1流体ノズル(ユニジェットTGフルコーン、流量サイズ0.3、スプレーイングシステムスジャパン(株)製)から噴霧して塗布した後、60℃、10分で乾燥し、セパレータの両面に保護層を形成した。なお、得られた保護層の厚みは片面2μm(表・裏の両面で合計4μm)であった。
3.5.2. Production of protective layer (production of separator with protective layer)
For forming a protective layer obtained in the above “3.3.1. Preparation of protective layer-forming composition” on both sides of a separator made of polypropylene porous film (trade name “Celguard # 2400” manufactured by Celgard Co., Ltd.) The composition was placed in a stainless steel container, pressurized to an internal pressure of 0.1 MPa, sprayed from a single fluid nozzle (Unijet TG full cone, flow rate size 0.3, manufactured by Spraying Systems Japan Co., Ltd.), and then applied to 60 Drying was performed at 10 ° C. for 10 minutes to form protective layers on both sides of the separator. The thickness of the protective layer obtained was 2 μm on one side (total of 4 μm on both the front and back sides).

3.5.3.リチウムイオン電池セルの組立て
露点が−80℃以下となるようAr置換されたグローブボックス内で、上記で製造した負極を直径16.16mmに打ち抜き成形したものを、2極式コインセル(宝泉株式会社製、商品名「HSフラットセル」)上に載置した。次いで、直径24mmに打ち抜いた上記「3.5.2.保護層の作製(保護層付きセパレータの作製)」において作製された保護層付きセパレータを載置し、さらに、空気が入らないように電解液を500μL注入した後、上記で製造した正極を直径15.95mmに打ち抜き成形したものを載置し、前記2極式コインセルの外装ボディーをネジで閉めて封止することにより、リチウムイオン電池セル(蓄電デバイス)を組み立てた。なお、ここで使用した電解液は、エチレンカーボネート/エチルメチルカーボネート=1/1(質量比)の溶媒に、LiPFを1モル/Lの濃度で溶解した溶液である。
3.5.3. Assembly of Lithium Ion Battery Cell A bipolar coin cell (Hosen Co., Ltd.) obtained by punching and molding the negative electrode produced above to a diameter of 16.16 mm in an Ar-substituted glove box with a dew point of −80 ° C. or lower. And product name “HS flat cell”). Next, the separator with the protective layer prepared in “3.5.2. Preparation of protective layer (preparation of separator with protective layer)” punched to a diameter of 24 mm is placed, and electrolysis is performed so that air does not enter. After injecting 500 μL of the liquid, the positive electrode manufactured above was punched and molded to a diameter of 15.95 mm, and the outer body of the two-pole coin cell was closed with a screw and sealed, so that a lithium ion battery cell (Electric storage device) was assembled. The electrolytic solution used here is a solution obtained by dissolving LiPF 6 at a concentration of 1 mol / L in a solvent of ethylene carbonate / ethyl methyl carbonate = 1/1 (mass ratio).

3.5.4.残存容量率および抵抗上昇率の測定
上記実施例1と同様にして残存容量率および抵抗上昇率を測定した。
3.5.4. Measurement of Residual Capacity Rate and Resistance Increase Rate Residual capacity rate and resistance increase rate were measured in the same manner as in Example 1 above.

3.5.5.保護層と電極との接着性
上記で製造した負極、保護層付きセパレータ、および正極から、それぞれ幅2cm×長さ5cmの試験片を切り出し、負極活物質層および正極活物質層がそれぞれ保護層付きセパレータに相対するように、負極/保護層付きセパレータ/正極を積層した。得られた積層体にエチレンカーボネート/エチルメチルカーボネート=1/1(質量比)の溶媒を含浸させ、ポリエステルフィルム(東レ株式会社製、ルミラーS10、250μm厚)に挟み、80℃×5分間、0.1MPaにて加熱加圧した。この後、溶媒が乾燥する前に負極および正極を保護層付きセパレータから剥がし、以下のように評価した。
◎:負極、正極ともに剥がした時に抵抗があり、活物質層の一部または全部が保護層に接着して転写されている場合
○:負極、正極ともに剥がした時に抵抗があるが、活物質層が保護層に転写されていない場合
×:負極および正極のいずれかを剥がした時に抵抗がなく、既に剥がれている場合
3.6.実施例12〜22、1b〜22b、比較例10〜19、10b〜19b
表5および表5bに示す水分散体を表5および表5bに示す使用割合で配合し、塗布方法を表に記載の方法に変更した以外は、上記実施例1と同様にして表5および表5bに記載の保護層形成用組成物を作製した。得られた保護層形成用組成物について、「3.2.1.合成例15」と同様の方法により得られたトルエン不溶分測定の結果、DSC測定の結果(ガラス転移温度Tg、融解温度Tm)およびTG測定の結果(減量開始温度T10)を、表5に併せて示した。さらに、得られた保護層形成用組成物を用いて上記実施例11と同様にして蓄電デバイスを製造し、評価した。その評価結果を、表5および表5bに併せて示した。
3.5.5. Adhesiveness between protective layer and electrode From the negative electrode, separator with protective layer, and positive electrode produced above, test pieces each having a width of 2 cm and a length of 5 cm were cut out, and the negative electrode active material layer and the positive electrode active material layer were each provided with a protective layer. A negative electrode / a separator with a protective layer / a positive electrode was laminated so as to face the separator. The obtained laminate was impregnated with a solvent of ethylene carbonate / ethyl methyl carbonate = 1/1 (mass ratio) and sandwiched between polyester films (Toray Industries, Lumirror S10, 250 μm thickness), 80 ° C. × 5 minutes, 0 Heated and pressurized at 1 MPa. Thereafter, before the solvent was dried, the negative electrode and the positive electrode were peeled off from the separator with the protective layer, and evaluated as follows.
A: When both the negative electrode and the positive electrode are peeled off, there is resistance, and a part or all of the active material layer is adhered and transferred to the protective layer. ○: When both the negative electrode and the positive electrode are peeled off, there is resistance, but the active material layer Is not transferred to the protective layer x: When either the negative electrode or the positive electrode is peeled off, there is no resistance, and it is already peeled 3.6. Examples 12-22, 1b-22b, Comparative Examples 10-19, 10b-19b
Tables 5 and 5b were prepared in the same manner as in Example 1 except that the aqueous dispersions shown in Tables 5 and 5b were blended in the usage ratios shown in Tables 5 and 5b and the coating method was changed to the method described in the table. The protective layer forming composition described in 5b was prepared. About the obtained composition for protective layer formation, the result of the toluene insoluble content obtained by the same method as “3.2.1. Synthesis Example 15”, the result of DSC measurement (glass transition temperature Tg, melting temperature Tm ) And the results of TG measurement (reduction start temperature T 10 ) are shown together in Table 5. Furthermore, an electricity storage device was produced and evaluated in the same manner as in Example 11 using the obtained protective layer forming composition. The evaluation results are shown in Table 5 and Table 5b.

上記表3〜表4および表3b〜表4bから明らかなように、実施例1〜10および23、1b〜10bおよび23bに示した本願発明に係る保護層を有する正極を具備する蓄電デバイス(リチウムイオン電池)は、耐久試験後の残存容量、および抵抗上昇の抑制に優れたものであった。一方、比較例1〜5、8および20〜23、比較例1b〜5b、8bおよび20b〜23bでは、良好な残存容量および抵抗上昇率の抑制の両方を満たす蓄電デバイスは得られなかった。また比較例6および6bでは電池として機能しなかったため、残存容量率および抵抗上昇率の測定において評価不可能であった。この理由としてバインダー機能を有するバインダー粒子(A1)のみで形成した保護層により正極および負極間が完全に遮断されたためと考えられる。比較例7、9比較例7bおよび9bでは結着力に乏しい保護層であったために、電池を作製する際に保護層が脱落し、保護層を有する電池を作製できなかった。   As apparent from Tables 3 to 4 and Tables 3b to 4b, an electricity storage device (lithium) having a positive electrode having a protective layer according to the present invention shown in Examples 1 to 10 and 23, 1b to 10b and 23b. The ion battery was excellent in the remaining capacity after the durability test and the suppression of the increase in resistance. On the other hand, in Comparative Examples 1 to 5, 8 and 20 to 23, and Comparative Examples 1b to 5b, 8b and 20b to 23b, an electricity storage device satisfying both good residual capacity and suppression of the resistance increase rate was not obtained. Further, since Comparative Examples 6 and 6b did not function as a battery, it was impossible to evaluate the measurement of the remaining capacity rate and the resistance increase rate. The reason for this is considered that the positive electrode and the negative electrode are completely blocked by the protective layer formed only of the binder particles (A1) having a binder function. Comparative Examples 7 and 9 Since Comparative Examples 7b and 9b had a protective layer with poor binding force, the protective layer dropped off when the battery was produced, and a battery having a protective layer could not be produced.

上記表5および表5bから明らかなように、実施例11〜22および11b〜22bに示した本願発明に係る保護層を有するセパレータを具備する蓄電デバイス(リチウムイオン電池)は、耐久試験後の残存容量および抵抗上昇の抑制に優れると共に、保護層と電極との接着性が良好であることが確認できた。一方、比較例11、12、15、17、11b、12b、15bおよび17bでは、良好な残存容量および抵抗上昇率の抑制の両方を満たす蓄電デバイスは得られなかった。また、比較例13、18、13bおよび18bでは電池として機能しなかったため、残存容量率および抵抗上昇率の測定において評価不可能であった。この理由としてバインダー機能を有するバインダー粒子(A1)のみで形成した保護層により正極および負極間が完全に遮断されたためと考えられる。比較例10、14、19、10b、14bおよび19bでは結着力に乏しい保護層であったために、電池を作製する際に保護層が脱落し、保護層を有する電池を作製できなかった。   As apparent from Table 5 and Table 5b above, the electricity storage device (lithium ion battery) including the separator having the protective layer according to the present invention shown in Examples 11 to 22 and 11b to 22b remains after the durability test. It was confirmed that the capacity and resistance increase were excellent, and the adhesion between the protective layer and the electrode was good. On the other hand, in Comparative Examples 11, 12, 15, 17, 11b, 12b, 15b, and 17b, an electricity storage device that satisfies both good residual capacity and suppression of the resistance increase rate was not obtained. Further, Comparative Examples 13, 18, 13b, and 18b did not function as a battery, and thus could not be evaluated in the measurement of the remaining capacity rate and the resistance increase rate. The reason for this is considered that the positive electrode and the negative electrode are completely blocked by the protective layer formed only of the binder particles (A1) having a binder function. In Comparative Examples 10, 14, 19, 10b, 14b, and 19b, since the protective layer had a poor binding force, the protective layer dropped off when the battery was produced, and the battery having the protective layer could not be produced.

本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成)を包含する。また本発明は、上記の実施形態で説明した構成の本質的でない部分を他の構成に置き換えた構成を包含する。さらに本発明は、上記の実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成をも包含する。さらに本発明は、上記の実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成をも包含する。   The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. The present invention includes configurations that are substantially the same as the configurations described in the embodiments (for example, configurations that have the same functions, methods, and results, or configurations that have the same objects and effects). The present invention also includes a configuration in which a non-essential part of the configuration described in the above embodiment is replaced with another configuration. Furthermore, the present invention includes a configuration that achieves the same effects as the configuration described in the above embodiment or a configuration that can achieve the same object. Furthermore, the present invention includes a configuration obtained by adding a known technique to the configuration described in the above embodiment.

1,2,3…蓄電デバイス、10,110,210…正極、12,112,212…正極集電体、14,114,214…正極活物質層、20,120,220…負極、22,122,222…負極集電体、24,124,224…負極活物質層、30,130,230…保護層、40,140,240…電解液、150,250…セパレータ   1, 2, 3 ... Electric storage device 10, 110, 210 ... Positive electrode, 12, 112, 212 ... Positive electrode current collector, 14, 114, 214 ... Positive electrode active material layer, 20, 120, 220 ... Negative electrode, 22, 122 222, negative electrode current collector, 24, 124, 224 ... negative electrode active material layer, 30, 130, 230 ... protective layer, 40, 140, 240 ... electrolyte, 150, 250 ... separator

Claims (10)

バインダー粒子(A1)と、フィラー粒子(A2)と、液状媒体と、を含有し、
前記バインダー粒子(A1)の平均粒子径(Da1)と前記フィラー粒子(A2)の平均粒子径(Da2)との比(Da2/Da1)が1〜30である保護層形成用組成物を基材に吹き付けた後、さらに40〜80℃に加熱することにより、蓄電デバイスの正極と負極との間に配置される保護層の形成方法。
Containing binder particles (A1), filler particles (A2), and a liquid medium,
A protective layer forming composition in which the ratio (Da2 / Da1) of the average particle size (Da1) of the binder particles (A1) to the average particle size (Da2) of the filler particles (A2) is 1 to 30 The method of forming the protective layer arrange | positioned between the positive electrode and negative electrode of an electrical storage device by further heating to 40-80 degreeC after spraying on.
前記バインダー粒子(A1)の平均粒子径(Da1)が20nm以上450nm以下である、請求項1に記載の保護層の形成方法。   The formation method of the protective layer of Claim 1 whose average particle diameter (Da1) of the said binder particle | grain (A1) is 20 nm or more and 450 nm or less. 前記フィラー粒子(A2)100質量部に対して、前記バインダー粒子(A1)を0.1質量部以上15質量部以下含有する、請求項1または請求項2に記載の保護層の形成方法。   The formation method of the protective layer of Claim 1 or Claim 2 which contains the said binder particle (A1) 0.1-15 mass parts with respect to 100 mass parts of said filler particles (A2). 前記バインダー粒子(A1)について、JIS K7121に準拠して示差走査熱量測定(DSC)を行ったときに、−50〜+80℃の温度範囲における吸熱ピークが少なくとも1つ観測される、請求項1ないし3のいずれか一項に記載の保護層の形成方法。   When the differential scanning calorimetry (DSC) is performed on the binder particles (A1) in accordance with JIS K7121, at least one endothermic peak in a temperature range of −50 to + 80 ° C. is observed. 4. The method for forming a protective layer according to any one of 3 above. 前記バインダー粒子(A1)が中実粒子であり、前記フィラー粒子(A2)が空孔を有する粒子である、請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の保護層の形成方法。   The method for forming a protective layer according to any one of claims 1 to 4, wherein the binder particles (A1) are solid particles and the filler particles (A2) are particles having pores. 請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載の保護層の形成方法を用いて作製される保護層。   The protective layer produced using the formation method of the protective layer as described in any one of Claims 1 thru | or 5. 請求項6に記載の保護層によって被覆された、セパレーター。   A separator coated with the protective layer according to claim 6. 正極と、負極と、前記正極と前記負極との間に配置された請求項6に記載の保護層と、電解液と、を備えた蓄電デバイス。   An electricity storage device comprising: a positive electrode; a negative electrode; the protective layer according to claim 6 disposed between the positive electrode and the negative electrode; and an electrolytic solution. 前記保護層が、前記正極および前記負極の少なくとも一方の表面と接してなる、請求項8に記載の蓄電デバイス。   The electricity storage device according to claim 8, wherein the protective layer is in contact with at least one surface of the positive electrode and the negative electrode. 請求項7のセパレーターを備えた蓄電デバイス。
An electricity storage device comprising the separator according to claim 7.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019065130A1 (en) 2017-09-28 2019-04-04 日本ゼオン株式会社 Non-aqueous secondary battery functional layer composition, non-aqueous secondary battery functional layer, and non-aqueous secondary battery
WO2019065416A1 (en) 2017-09-28 2019-04-04 日本ゼオン株式会社 Non-aqueous secondary battery functional layer composition, non-aqueous secondary battery functional layer, and non-aqueous secondary battery
JP2019517109A (en) * 2016-05-20 2019-06-20 シオン・パワー・コーポレーション Protective layer for electrode and electrochemical cell
JP2019110110A (en) * 2017-12-19 2019-07-04 株式会社リコー Electrode and manufacturing method therefor, electrode element, nonaqueous electrolyte power storage element
WO2019176932A1 (en) * 2018-03-12 2019-09-19 積水化学工業株式会社 Electrode and secondary battery
US11239504B2 (en) 2015-05-20 2022-02-01 Sion Power Corporation Protective layers for electrochemical cells

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11239504B2 (en) 2015-05-20 2022-02-01 Sion Power Corporation Protective layers for electrochemical cells
US11742477B2 (en) 2016-05-20 2023-08-29 Sion Power Corporation Protective layers for electrodes and electrochemical cells
JP2019517109A (en) * 2016-05-20 2019-06-20 シオン・パワー・コーポレーション Protective layer for electrode and electrochemical cell
US11581530B2 (en) 2016-05-20 2023-02-14 Sion Power Corporation Protective layers for electrodes and electrochemical cells
JP7049269B2 (en) 2016-05-20 2022-04-06 シオン・パワー・コーポレーション Protective layer for electrodes and electrochemical battery
KR20200060391A (en) 2017-09-28 2020-05-29 니폰 제온 가부시키가이샤 Composition for functional layer of non-aqueous secondary battery, functional layer for non-aqueous secondary battery, and non-aqueous secondary battery
WO2019065130A1 (en) 2017-09-28 2019-04-04 日本ゼオン株式会社 Non-aqueous secondary battery functional layer composition, non-aqueous secondary battery functional layer, and non-aqueous secondary battery
KR20200060365A (en) 2017-09-28 2020-05-29 니폰 제온 가부시키가이샤 Composition for functional layer of non-aqueous secondary battery, functional layer for non-aqueous secondary battery, and non-aqueous secondary battery
US11430992B2 (en) 2017-09-28 2022-08-30 Zeon Corporation Composition for non-aqueous secondary battery functional layer including first organic particles, second organic particles and solvent, functional layer for non-aqueous secondary battery, and non-aqueous secondary battery
US11710821B2 (en) 2017-09-28 2023-07-25 Zeon Corporation Composition for non-aqueous secondary battery functional layer, functional layer for non-aqueous secondary battery, and non-aqueous secondary battery
WO2019065416A1 (en) 2017-09-28 2019-04-04 日本ゼオン株式会社 Non-aqueous secondary battery functional layer composition, non-aqueous secondary battery functional layer, and non-aqueous secondary battery
JP7206762B2 (en) 2017-12-19 2023-01-18 株式会社リコー Electrode and its manufacturing method, electrode element, non-aqueous electrolyte storage element
JP2019110110A (en) * 2017-12-19 2019-07-04 株式会社リコー Electrode and manufacturing method therefor, electrode element, nonaqueous electrolyte power storage element
JPWO2019176932A1 (en) * 2018-03-12 2021-02-25 積水化学工業株式会社 Electrodes and rechargeable batteries
WO2019176932A1 (en) * 2018-03-12 2019-09-19 積水化学工業株式会社 Electrode and secondary battery

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