JP2017027856A - Binder composition for nonaqueous secondary battery porous film, composition for nonaqueous secondary battery porous film, nonaqueous secondary battery porous film, and nonaqueous secondary battery - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a binder composition for a nonaqueous secondary battery porous film, by which the stability of a composition for a nonaqueous secondary battery porous film in shearing can be increased, and a nonaqueous secondary battery is allowed to exhibit superior battery characteristics.SOLUTION: A binder composition for a nonaqueous secondary battery porous film comprises: a particulate polymer including 0.1-5 mass% of a repeating unit expressed by the formula (I), 35 mass% or more of a (meth)acrylic acid alkyl ester monomer unit, and 20-60 mass% of an aromatic monovinyl monomer unit. In the formula (I), Rrepresents a hydrogen atom or methyl group; Rrepresents a phenyl group, an alkyl group with 1-6C, or a phenyl group having one to three alkyl groups with 1-6C; and "n" represents an integer of 3 or more.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、非水系二次電池多孔膜用バインダー組成物、非水系二次電池多孔膜用組成物、非水系二次電池用多孔膜および非水系二次電池に関するものである。   The present invention relates to a binder composition for a nonaqueous secondary battery porous film, a composition for a nonaqueous secondary battery porous film, a porous film for a nonaqueous secondary battery, and a nonaqueous secondary battery.

リチウムイオン二次電池などの非水系二次電池(以下、単に「二次電池」と略記することがある。)は、小型で軽量、且つエネルギー密度が高く、更に繰り返し充放電が可能という特性があり、幅広い用途に使用されている。そして二次電池は、一般に、電極(正極、負極)、および、正極と負極とを隔離して正極と負極との間の短絡を防ぐセパレータなどの電池部材を備えている。   Non-aqueous secondary batteries such as lithium ion secondary batteries (hereinafter sometimes simply referred to as “secondary batteries”) have the characteristics of being small and lightweight, having high energy density, and capable of repeated charge and discharge. Yes, it is used for a wide range of purposes. The secondary battery generally includes an electrode (positive electrode, negative electrode) and a battery member such as a separator that separates the positive electrode and the negative electrode to prevent a short circuit between the positive electrode and the negative electrode.

ここで、近年、二次電池においては、耐熱性や強度の向上を目的として、保護層としての多孔膜を備える電池部材が使用されている。
具体的な多孔膜としては、有機粒子や無機粒子などの非導電性粒子を、バインダーで結着して形成したものが挙げられる。このような多孔膜は、通常、非導電性粒子やバインダーなどの多孔膜材料を水などの分散媒に溶解または分散させたスラリー組成物(以下、「多孔膜用組成物」と称することがある)を用意し、この多孔膜用組成物を、集電体上に電極合材層を設けてなる電極基材上やセパレータ基材上に塗布し、乾燥させて形成される。
Here, in recent years, in secondary batteries, battery members including a porous film as a protective layer are used for the purpose of improving heat resistance and strength.
Specific examples of the porous film include those formed by binding non-conductive particles such as organic particles and inorganic particles with a binder. Such a porous film is usually referred to as a slurry composition in which a porous film material such as non-conductive particles or a binder is dissolved or dispersed in a dispersion medium such as water (hereinafter referred to as “a composition for a porous film”). The composition for porous membrane is applied on an electrode base material or a separator base material provided with an electrode mixture layer on a current collector and dried.

そして、近年、二次電池の更なる高性能化を目的として、多孔膜の形成に用いるバインダーの改良が盛んに行われている。
例えば特許文献1では、酸性官能基を含有する第1の単量体と、アミド基を含有する第2の単量体と、所定の第3の単量体とを共重合してなり、ガラス転移温度が−60℃〜60℃である重合体で構成された複数の粒子を含むバインダーが、電解液耐性に優れ、またこのバインダーを用いれば、密着性に優れる保護層としての多孔膜を形成することができるとの報告がされている。更に特許文献1によれば、上記第3の単量体としてポリオキシアルキレン基含有単量体(例えば、分子量約200のメトキシポリエチレングリコールメタクリレート)を使用することで、保護層としての多孔膜のイオン伝導性が向上する。
And in recent years, the improvement of the binder used for formation of a porous film is performed actively for the purpose of the further performance enhancement of a secondary battery.
For example, in Patent Document 1, a first monomer containing an acidic functional group, a second monomer containing an amide group, and a predetermined third monomer are copolymerized to form glass. A binder including a plurality of particles composed of a polymer having a transition temperature of −60 ° C. to 60 ° C. is excellent in resistance to electrolyte, and if this binder is used, a porous film as a protective layer having excellent adhesion is formed. It has been reported that it can. Furthermore, according to Patent Document 1, by using a polyoxyalkylene group-containing monomer (for example, methoxypolyethylene glycol methacrylate having a molecular weight of about 200) as the third monomer, ions of the porous film as a protective layer are used. Conductivity is improved.

特開2015−88484号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-88484

ここで、多孔膜の形成に用いられる多孔膜用組成物は、基材上に多孔膜を形成する際に、例えばグラビア塗工装置で塗布すると、グラビアロールの回転によりせん断力を受ける。しかし、上記従来のバインダーを含んでなる多孔膜用組成物は、せん断力を受けた際の分散安定性が低い。そのため当該多孔膜用組成物には、長時間に渡り多孔膜を形成したり、高速成形するためにグラビアロールの回転速度を高めたりすると、含有成分が凝集し、均一な厚みの多孔膜が得難くなるという問題があった。   Here, when the porous film composition used for forming the porous film is applied with, for example, a gravure coating apparatus when forming the porous film on the substrate, it receives a shearing force due to the rotation of the gravure roll. However, the composition for a porous membrane comprising the conventional binder described above has low dispersion stability when subjected to shearing force. Therefore, if the porous film composition is formed over a long period of time, or if the rotational speed of the gravure roll is increased for high-speed molding, the contained components aggregate to obtain a porous film with a uniform thickness. There was a problem that it became difficult.

また、上記従来のバインダーを用いても、多孔膜のイオン伝導性が十分に高いレベルで確保できているとは言えない場合があった。そして多孔膜のイオン伝導性が不十分であることを一因として、この多孔膜を用いて、レート特性や寿命特性などの電池特性に優れる二次電池を製造することは、依然として困難であった。   Moreover, even if the above conventional binder is used, it cannot be said that the ion conductivity of the porous membrane can be secured at a sufficiently high level. And due to insufficient ion conductivity of the porous membrane, it was still difficult to produce a secondary battery excellent in battery characteristics such as rate characteristics and life characteristics using the porous film. .

そこで、本発明は、上述した改善点を有利に解決する手段を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide means for advantageously solving the above-described improvements.

本発明者は、上記課題を解決することを目的として鋭意検討を行った。そして、本発明者は、オキシエチレン構造(−CH2CH2O−)が所定の個数以上連なってなるポリオキシエチレン基を有する繰り返し単位、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体単位、および芳香族モノビニル単量体単位をそれぞれ所定の割合で含む粒子状重合体を、バインダーとして用いれば、多孔膜用組成物のせん断下での安定性を向上させることが可能となるとともに、二次電池に優れた電池特性を発揮させうることを見出し、本発明を完成させた。 The present inventor has intensively studied for the purpose of solving the above problems. Then, the present inventor has disclosed a repeating unit having a polyoxyethylene group in which a predetermined number or more of oxyethylene structures (—CH 2 CH 2 O—) are connected, a (meth) acrylic acid alkyl ester monomer unit, and an aromatic When a particulate polymer containing a group of monovinyl monomer units at a predetermined ratio is used as a binder, it is possible to improve the stability of the composition for a porous membrane under shear, and to a secondary battery. The inventors have found that excellent battery characteristics can be exhibited, and have completed the present invention.

即ち、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の非水系二次電池多孔膜用バインダー組成物は、下記式(I):

Figure 2017027856
(式中、R1は水素原子又はメチル基を表し、R2はフェニル基、炭素原子数1以上6以下のアルキル基、又は炭素原子数1以上6以下のアルキル基を1つ以上3つ以下有するフェニル基を表し、そしてnは3以上の整数を表す。)で表される繰り返し単位を0.1質量%以上5質量%以下、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体単位を35質量%以上、および芳香族モノビニル単量体単位を20質量%以上60質量%以下含む粒子状重合体を含有することを特徴とする。このように、上述の式(I)の繰り返し単位、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体単位、および芳香族モノビニル単量体単位をそれぞれ上述の範囲内の割合で含む粒子状重合体を含有するバインダー組成物を用いれば、多孔膜用組成物のせん断下での安定性を高めつつ、二次電池に優れた電池特性を発揮させることができる。 That is, this invention aims at solving the said subject advantageously, The binder composition for non-aqueous secondary battery porous films of this invention is the following formula (I):
Figure 2017027856
(In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 2 represents a phenyl group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or one to three alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms. And n represents an integer of 3 or more.) A repeating unit represented by 0.1 to 5% by mass, and a (meth) acrylic acid alkyl ester monomer unit to 35% by mass. A particulate polymer containing 20% by mass or more and 60% by mass or less of an aromatic monovinyl monomer unit as described above is contained. Thus, the particulate polymer containing the repeating unit of the above-mentioned formula (I), the (meth) acrylic acid alkyl ester monomer unit, and the aromatic monovinyl monomer unit in a proportion within the above-mentioned range is contained. If the binder composition to be used is used, the battery characteristics excellent in the secondary battery can be exhibited while enhancing the stability of the porous membrane composition under shear.

そして、本発明の非水系二次電池多孔膜用バインダー組成物は、前記粒子状重合体の非水系電解液に対する膨潤度が1倍超3倍以下であることが好ましい。粒子状重合体の非水系電解液に対する膨潤度が上述の範囲内であれば、非水系電解液(以下、単に「電解液」と略記することがある。)中において粒子状重合体が良好な接着力を発揮して多孔膜と基材を密着させ、多孔膜の電解液浸漬後におけるピール強度を確保することができる。また二次電池の電池特性を一層高めることができる。
なお、本発明において、粒子状重合体の「非水系電解液に対する膨潤度」は、粒子状重合体を成形してなるフィルム(バインダーフィルム)を所定の非水系電解液に所定条件で浸漬した場合の浸漬後の重量を浸漬前の重量で除した値(倍)として求めることができ、具体的には、本明細書の実施例に記載の方法を用いてバインダーフィルムを成形し、同実施例に記載の測定方法を用いて測定する。
The binder composition for a nonaqueous secondary battery porous membrane of the present invention preferably has a degree of swelling of the particulate polymer with respect to the nonaqueous electrolyte of more than 1 time and 3 times or less. If the degree of swelling of the particulate polymer with respect to the nonaqueous electrolytic solution is within the above range, the particulate polymer is good in the nonaqueous electrolytic solution (hereinafter sometimes simply referred to as “electrolytic solution”). By exerting the adhesive force, the porous film and the substrate can be brought into close contact with each other, and the peel strength after the porous film is immersed in the electrolytic solution can be ensured. In addition, the battery characteristics of the secondary battery can be further enhanced.
In the present invention, the “swelling degree with respect to the non-aqueous electrolyte solution” of the particulate polymer is the case where a film (binder film) formed from the particulate polymer is immersed in a predetermined non-aqueous electrolyte solution under a predetermined condition. It is possible to obtain a value (times) obtained by dividing the weight after immersion by the weight before immersion. Specifically, a binder film is formed by using the method described in the examples of the present specification. Measured using the measurement method described in 1.

また、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の非水系二次電池多孔膜用組成物は、上述の何れかの非水系二次電池多孔膜用バインダー組成物、非導電性粒子および水を含有することを特徴とする。上述した何れかのバインダー組成物を含んでなる多孔膜用組成物は、せん断下での安定性に優れており、多孔膜の形成時に凝集し難い。そして、当該多孔膜用組成物を用いて得られる多孔膜は、二次電池に優れた電池特性を発揮させることができる。   Moreover, this invention aims at solving the said subject advantageously, The composition for non-aqueous secondary battery porous films of this invention is for any of the above-mentioned non-aqueous secondary battery porous films. It contains a binder composition, non-conductive particles and water. A composition for a porous membrane comprising any of the above-described binder compositions is excellent in stability under shear and hardly aggregates during formation of the porous membrane. And the porous film obtained using the said composition for porous films can exhibit the battery characteristic excellent in the secondary battery.

そして、本発明の非水系二次電池多孔膜用組成物は、前記非導電性粒子100質量部当たり、前記粒子状重合体を0.5質量部以上10質量部以下含むことが好ましい。多孔膜用組成物が上述の範囲内の量で粒子状重合体を含めば、二次電池への水分の持ち込み量を低減しつつ、二次電池のレート特性および多孔膜用組成物のせん断下での安定性を更に高めることができる。また多孔膜の電解液浸漬後におけるピール強度を向上させるのみならず、粒子状重合体が電解液に浸漬して膨潤する前であっても、多孔膜のピール強度を確保することができる。このように電解液浸漬前におけるピール強度に優れる多孔膜は、電解液浸漬前において多孔膜と基材とが良好に密着しているので、多孔膜製造後の巻き取りの際や、二次電池製造時に多孔膜を裁断および湾曲させる際に生じる粉落ち(多孔膜からの微小な粉体の脱落)を抑制することができる。   And it is preferable that the composition for non-aqueous secondary battery porous membranes of this invention contains 0.5 to 10 mass parts of the said particulate polymer per 100 mass parts of said nonelectroconductive particles. If the porous membrane composition contains the particulate polymer in an amount within the above range, the amount of moisture brought into the secondary battery is reduced, while the secondary battery rate characteristics and the porous membrane composition are under shear. It is possible to further improve the stability at the time. Moreover, not only the peel strength after immersion of the porous membrane in the electrolytic solution is improved, but also the peel strength of the porous membrane can be ensured even before the particulate polymer is immersed in the electrolytic solution and swells. In this way, the porous film having excellent peel strength before immersion in the electrolyte solution is in good contact with the porous film and the substrate before immersion in the electrolyte solution. It is possible to suppress powder falling (dropping of fine powder from the porous film) that occurs when the porous film is cut and curved during production.

更に、本発明の非水系二次電池多孔膜用組成物において、前記非導電性粒子の全固形分中に占める割合が70質量%以上であることが好ましい。多孔膜用組成物中の全固形分に占める非導電性粒子の割合が上述の値以上であれば、得られる多孔膜の耐久性を確保することができる。   Furthermore, in the composition for a nonaqueous secondary battery porous membrane of the present invention, the proportion of the nonconductive particles in the total solid content is preferably 70% by mass or more. When the ratio of the nonconductive particles in the total solid content in the composition for a porous membrane is equal to or higher than the above value, the durability of the obtained porous membrane can be ensured.

また、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の非水系二次電池用多孔膜は、上述の非水系二次電池多孔膜用組成物から形成されたことを特徴とする。当該多孔膜は、二次電池に優れた電池特性を発揮させることができる。   Moreover, this invention aims at solving the said subject advantageously, The porous film for non-aqueous secondary batteries of this invention is formed from the above-mentioned composition for non-aqueous secondary battery porous films. It is characterized by that. The said porous film can exhibit the battery characteristic excellent in the secondary battery.

また、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の非水系二次電池は、上述した非水系二次電池用多孔膜を備えることを特徴とする。当該非水系二次電池は、レート特性や寿命特性などの電池特性に優れる。   Moreover, this invention aims at solving the said subject advantageously, and the nonaqueous secondary battery of this invention is equipped with the porous film for nonaqueous secondary batteries mentioned above, It is characterized by the above-mentioned. The non-aqueous secondary battery is excellent in battery characteristics such as rate characteristics and life characteristics.

本発明によれば、非水系二次電池多孔膜用組成物のせん断下での安定性を高め、且つ非水系二次電池に優れた電池特性を発揮させ得る非水系二次電池多孔膜用バインダー組成物を提供することができる。
また、本発明によれば、せん断下での安定性に優れており、且つ非水系二次電池に優れた電池特性を発揮させ得る非水系二次電池多孔膜用組成物を提供することができる。
そして、本発明によれば、非水系二次電池に優れた電池特性を発揮させ得る非水系二次電池用多孔膜、および当該非水系二次電池用多孔膜を備え、電池特性に優れる非水系二次電池を提供することができる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the binder for nonaqueous secondary battery porous films which can improve the stability under the shear of the composition for nonaqueous secondary battery porous films, and can exhibit the battery characteristic excellent in the nonaqueous secondary battery. A composition can be provided.
In addition, according to the present invention, it is possible to provide a composition for a porous membrane of a nonaqueous secondary battery that is excellent in stability under shear and that can exhibit excellent battery characteristics in a nonaqueous secondary battery. .
According to the present invention, a nonaqueous secondary battery porous membrane capable of exhibiting excellent battery characteristics in a nonaqueous secondary battery, and a nonaqueous secondary battery comprising the porous membrane for a nonaqueous secondary battery and having excellent battery characteristics A secondary battery can be provided.

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
ここで、本発明の非水系二次電池多孔膜用バインダー組成物は、非水系二次電池多孔膜用組成物を調製する際の材料として用いられる。そして、本発明の非水系二次電池多孔膜用組成物は、本発明の非水系二次電池多孔膜用バインダー組成物を用いて調製される。また、本発明の非水系二次電池用多孔膜は、本発明の非水系二次電池多孔膜用組成物を用いて形成される。加えて、本発明の非水系二次電池は、少なくとも1つの電池部材が、本発明の非水系二次電池用多孔膜を備えるものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
Here, the binder composition for nonaqueous secondary battery porous membranes of the present invention is used as a material for preparing a nonaqueous secondary battery porous membrane composition. And the composition for non-aqueous secondary battery porous films of this invention is prepared using the binder composition for non-aqueous secondary battery porous films of this invention. Moreover, the porous film for nonaqueous secondary batteries of this invention is formed using the composition for nonaqueous secondary battery porous films of this invention. In addition, the non-aqueous secondary battery of the present invention is such that at least one battery member includes the porous membrane for a non-aqueous secondary battery of the present invention.

(非水系二次電池多孔膜用バインダー組成物)
本発明のバインダー組成物は、上述した式(I)で表されるポリオキシエチレン基含有繰り返し単位を0.1質量%以上5質量%以下、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体単位を35質量%以上、および芳香族モノビニル単量体単位を20質量%以上60質量%以下含む粒子状重合体が、水などの分散媒中に分散してなる組成物である。ここで、本発明において「単量体単位を含む」とは、「その単量体を用いて得た重合体中に単量体由来の繰り返し単位が含まれている」ことを意味する。また本発明において「(メタ)アクリル」とは、アクリル及び/又はメタクリルを意味する。
なお、本発明のバインダー組成物は、上述した粒子状重合体および分散媒以外に、任意に、その他の成分を含む。
そして、本発明のバインダー組成物は、式(I)の繰り返し単位を0.1質量%以上5質量%以下、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体単位を35質量%以上、および芳香族モノビニル単量体単位を20質量%以上60質量%以下含む粒子状重合体を含有しているため、本発明のバインダー組成物を用いれば、多孔膜用組成物のせん断下での安定性を高めつつ、二次電池に優れた電池特性を発揮させることができる。
(Binder composition for nonaqueous secondary battery porous membrane)
The binder composition of the present invention comprises a polyoxyethylene group-containing repeating unit represented by the formula (I) described above in an amount of 0.1% by mass to 5% by mass, and a (meth) acrylic acid alkyl ester monomer unit in an amount of 35%. A composition in which a particulate polymer containing 20% by mass or more and 20% by mass or less and 60% by mass or less of an aromatic monovinyl monomer unit is dispersed in a dispersion medium such as water. Here, in the present invention, “comprising a monomer unit” means “a repeating unit derived from a monomer is contained in a polymer obtained using the monomer”. In the present invention, “(meth) acryl” means acrylic and / or methacrylic.
Note that the binder composition of the present invention optionally contains other components in addition to the particulate polymer and the dispersion medium described above.
The binder composition of the present invention comprises a repeating unit of formula (I) of 0.1% by mass or more and 5% by mass or less, a (meth) acrylic acid alkyl ester monomer unit of 35% by mass or more, and an aromatic monovinyl. Since the particulate polymer containing 20% by mass or more and 60% by mass or less of the monomer unit is contained, the use of the binder composition of the present invention increases the stability of the porous membrane composition under shear. The battery characteristic which was excellent in the secondary battery can be exhibited.

このように、バインダーとして所定の粒子状重合体を含有するバインダー組成物を用いることで、多孔膜用組成物のせん断下での安定性および二次電池の電池特性を向上させることができる理由は定かではないが、以下の理由によるものと推察される。
すなわち、粒子状重合体は、上述した式(I)の繰り返し単位、すなわち十分な長さを有するポリオキシエチレン基を側鎖として有しており、このポリオキシエチレン基が粒子状重合体外側に向けて突出していると考えられる。この突出したポリオキシエチレン基が、せん断下における粒子状重合体同士の凝集を物理的に抑制するため、多孔膜用組成物のせん断下での安定性が向上すると推察される。そしてせん断下での安定性に優れる多孔膜用組成物を用いれば、均一な厚みを有する多孔膜が得られ、局所的なイオン伝導性の低下が抑制される。
また、ポリオキシエチレン基が粒子状重合体外側に向けて突出することで、粒子状重合体の表面付近には、その内部に比して低密度の外縁部が存在していると考えられる。この低密度の外縁部が、リチウムイオンなどのイオンを容易に通過させることでも多孔膜のイオン伝導性が高まると推察される。さらに、本発明者は、粒子状重合体がポリオキシエチレン基を有すれば、多孔膜の電解液浸漬前のピール強度を向上させることができる一方、粒子状重合体中のポリオキシエチレン基の量が過多となると、多孔膜の電解液浸漬後のピール強度が低下し、また多孔膜の水分含有量が上昇して二次電池中への水分の持ち込み量が高まるため、電池特性が低下するという不利益を被ることを見出した。
加えて、剛性が高い芳香族モノビニル単量体単位は、粒子状重合体のせん断による変形、そして凝集を抑制して、多孔膜用組成物のせん断下での安定性向上に寄与する。併せて芳香族モノビニル単量体単位は、電解液中での粒子状重合体の溶出を抑制することで多孔膜の電解液浸漬後のピール強度を確保して、二次電池の寿命特性の向上にも寄与するものと推察される。一方、粒子状重合体に、特に乾燥状態での接着力を付与し得る(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体単位は、多孔膜の電解液浸漬前のピール強度の向上に寄与して多孔膜の粉落ちを抑制することで、多孔膜の欠損箇所を減らし、二次電池の電池特性の向上に寄与すると推察される。
従って、粒子状重合体中に、所定の長さのポリオキシエチレン基を含有する繰り返し単位、芳香族モノビニル単量体単位、および(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体単位を、それぞれ所定の割合で存在させることで、せん断下での安定性に優れる多孔膜用組成物が得られ、加えて多孔膜のイオン伝導性が高まり、そして二次電池のレート特性および寿命特性が向上すると推察される
Thus, the reason why the stability under the shear of the porous membrane composition and the battery characteristics of the secondary battery can be improved by using the binder composition containing the predetermined particulate polymer as the binder is as follows. Although it is not certain, it is presumed that the reason is as follows.
That is, the particulate polymer has a repeating unit of the above-mentioned formula (I), that is, a polyoxyethylene group having a sufficient length as a side chain, and this polyoxyethylene group is present outside the particulate polymer. It is thought that it protrudes. This protruding polyoxyethylene group physically suppresses aggregation of the particulate polymers under shear, so that it is presumed that the stability of the porous membrane composition under shear is improved. And if the composition for porous films which is excellent in the stability under a shear is used, the porous film which has uniform thickness will be obtained and the local fall of ionic conductivity will be suppressed.
Moreover, it is thought that the outer edge part of low density compared with the inside exists near the surface of a particulate polymer because a polyoxyethylene group protrudes toward the outside of a particulate polymer. It is speculated that the ion conductivity of the porous membrane is increased by allowing the low-density outer edge to easily pass ions such as lithium ions. Furthermore, the present inventor can improve the peel strength before immersion of the porous membrane in the electrolyte solution if the particulate polymer has a polyoxyethylene group, while the polyoxyethylene group in the particulate polymer can be improved. If the amount is excessive, the peel strength after immersion of the porous membrane in the electrolyte will decrease, and the moisture content of the porous membrane will increase and the amount of moisture brought into the secondary battery will increase, so the battery characteristics will deteriorate. I found that I suffered a disadvantage.
In addition, the aromatic monovinyl monomer unit having a high rigidity contributes to improving the stability of the porous membrane composition under shear by suppressing deformation and aggregation due to shearing of the particulate polymer. In addition, the aromatic monovinyl monomer unit ensures the peel strength of the porous membrane after immersion in the electrolyte by suppressing the elution of the particulate polymer in the electrolyte, and improves the life characteristics of the secondary battery. It is presumed that this will also contribute. On the other hand, the (meth) acrylic acid alkyl ester monomer unit capable of imparting an adhesive force to the particulate polymer, particularly in a dry state, contributes to an improvement in peel strength of the porous membrane before immersion in the electrolyte solution. It is surmised that by suppressing powder omission, the defective portions of the porous film are reduced and the battery characteristics of the secondary battery are improved.
Therefore, the particulate polymer contains a repeating unit containing a polyoxyethylene group having a predetermined length, an aromatic monovinyl monomer unit, and a (meth) acrylic acid alkyl ester monomer unit, each in a predetermined ratio. It is presumed that the composition for porous membranes having excellent stability under shear can be obtained by making it exist in addition to improving ion conductivity of the porous membrane and improving the rate characteristics and life characteristics of the secondary battery.

<粒子状重合体>
粒子状重合体は、バインダーとして機能する成分であり、得られる多孔膜の強度を確保すると共に、多孔膜に含まれる成分が多孔膜から脱離しないように保持する。ここで、粒子状重合体は、分散媒中において粒子状で存在する。具体的には、粒子状重合体は、通常非水溶性の重合体で、水系媒体中において粒子状で存在する。なお、本発明において、重合体が「非水溶性」であるとは、25℃において、その重合体0.5gを100gの水に溶解した際に、不溶分が90質量%以上となることをいう。
そして、粒子状重合体は、下記式(I):

Figure 2017027856
(式中、R1は水素原子又はメチル基を表し、R2はフェニル基、炭素原子数1以上6以下のアルキル基、又は炭素原子数1以上6以下のアルキル基を1つ以上3つ以下有するフェニル基を表し、そしてnは3以上の整数を表す。)で表される繰り返し単位を0.1質量%以上5質量%以下、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体単位を35質量%以上、および芳香族モノビニル単量体単位を20質量%以上60質量%以下含む。ここで、粒子状重合体は、上述した式(I)で表される繰り返し単位、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体単位、および芳香族モノビニル単量体単位以外の繰り返し単位を含んでいてもよい。そのようなその他の繰り返し単位としては、酸性基含有単量体単位、架橋性単量体単位などが挙げられる。 <Particulate polymer>
The particulate polymer is a component that functions as a binder, ensures the strength of the obtained porous membrane, and holds the components contained in the porous membrane so as not to be detached from the porous membrane. Here, the particulate polymer exists in a particulate form in the dispersion medium. Specifically, the particulate polymer is usually a water-insoluble polymer and is present in particulate form in an aqueous medium. In the present invention, the polymer being “water-insoluble” means that at 25 ° C., when 0.5 g of the polymer is dissolved in 100 g of water, the insoluble content becomes 90% by mass or more. Say.
The particulate polymer has the following formula (I):
Figure 2017027856
(In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 2 represents a phenyl group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or one to three alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms. And n represents an integer of 3 or more.) A repeating unit represented by 0.1 to 5% by mass, and a (meth) acrylic acid alkyl ester monomer unit to 35% by mass. As mentioned above, 20 to 60 mass% of aromatic monovinyl monomer units are contained. Here, the particulate polymer contains a repeating unit other than the repeating unit represented by the above formula (I), the (meth) acrylic acid alkyl ester monomer unit, and the aromatic monovinyl monomer unit. Also good. Examples of such other repeating units include acidic group-containing monomer units and crosslinkable monomer units.

[式(I)で表される繰り返し単位]
式(I)で表される繰り返し単位において、nの値は3以上であることが必要であり、4以上であることが好ましく、5以上であることが更に好ましく、7以上であることが特に好ましく、また25以下であることが好ましく、15以下であることがより好ましい。nの値が3未満であると、多孔膜用組成物のせん断下での安定性が損なわれ、また多孔膜の電解液浸漬前のピール強度および二次電池のレート特性が低下する。一方、nの値が25以下であれば、多孔膜の水分含有量を低下させつつ多孔膜の電解液浸漬後のピール強度を確保して、二次電池の寿命特性を向上させることができる。またポリオキシエチレン基が過度に長くなることに因るバインダー組成物の粘度上昇を抑制することができ、バインダー組成物の調製や取り扱いが容易となる。
なお、粒子状重合体は、式(I)で表される繰り返し単位を1種のみ含んでいてもよいし、式(I)で表される繰り返し単位を2種以上含んでいてもよい。
[Repeating unit represented by formula (I)]
In the repeating unit represented by the formula (I), the value of n needs to be 3 or more, preferably 4 or more, more preferably 5 or more, and particularly preferably 7 or more. It is preferably 25 or less, more preferably 15 or less. When the value of n is less than 3, the stability of the porous membrane composition under shear is impaired, and the peel strength of the porous membrane before immersion in the electrolyte and the rate characteristics of the secondary battery are deteriorated. On the other hand, if the value of n is 25 or less, it is possible to secure the peel strength after immersion of the porous membrane in the electrolyte while reducing the water content of the porous membrane, and to improve the life characteristics of the secondary battery. Moreover, the increase in the viscosity of the binder composition due to the excessively long polyoxyethylene group can be suppressed, and the preparation and handling of the binder composition are facilitated.
The particulate polymer may contain only one type of repeating unit represented by the formula (I), or may contain two or more types of repeating units represented by the formula (I).

そして、式(I)で表される繰り返し単位を形成しうる単量体としては、以下の式(II):

Figure 2017027856
で表されるポリオキシエチレン基含有単量体が挙げられる。ここで、式(II)中、R1およびR2の構造は、対応する式(I)のそれらと同一である。そしてnの値は対応する式(I)のそれと同一であり、その好適な範囲も式(I)における範囲と同一である。
式(II)で表されるポリオキシエチレン基含有単量体としては、例えば、製品名「AM−90G」、「AM−130G」、「M−90G」、「M−230G」(何れも新中村化学社製)や、製品名「ブレンマー(登録商標)PME−200」(日油社製)などのポリオキシエチレン基含有(メタ)アクリレートが挙げられる。これらは1種単独で、または、2種以上を組み合わせて用いることができる。そしてこれらの中でも、M−90G、M−230G、ブレンマーPME−200などのポリエチレングリコールメタクリレートが好ましく、M−90Gが好ましい。なお、本発明において「(メタ)アクリレート」とは、アクリレートおよび/またはメタクリレートを意味する。 And as a monomer which can form the repeating unit represented by Formula (I), the following formula (II):
Figure 2017027856
The polyoxyethylene group containing monomer represented by these is mentioned. Here, in the formula (II), the structures of R 1 and R 2 are the same as those of the corresponding formula (I). The value of n is the same as that of the corresponding formula (I), and its preferred range is also the same as the range in formula (I).
Examples of the polyoxyethylene group-containing monomer represented by the formula (II) include product names “AM-90G”, “AM-130G”, “M-90G”, “M-230G” (all new Nakamura Chemical Co., Ltd.) and polyoxyethylene group-containing (meth) acrylates such as “Blemmer (registered trademark) PME-200” (manufactured by NOF Corporation). These can be used alone or in combination of two or more. Among these, polyethylene glycol methacrylates such as M-90G, M-230G, and Bremer PME-200 are preferable, and M-90G is preferable. In the present invention, “(meth) acrylate” means acrylate and / or methacrylate.

粒子状重合体における、式(I)で表される繰り返し単位の含有割合は、0.1質量%以上5質量%以下であることが必要であり、0.2質量%以上であることが好ましく、0.6質量%以上であることがより好ましく、また3.0質量%以下であることが好ましく、1.5質量%以下であることがより好ましい。式(I)で表される繰り返し単位の含有割合が0.1質量%未満であると、多孔膜用組成物のせん断下での安定性が損なわれ、また多孔膜の電解液浸漬前のピール強度および二次電池のレート特性が低下する。一方で、式(I)で表される繰り返し単位の含有割合が5質量%超であると、多孔膜の水分含有量が上昇し、また多孔膜の電解液浸漬後のピール強度が低下して、二次電池の寿命特性が低下する。加えて、ポリオキシエチレン基の数が増加することに因りバインダー組成物の粘度が過度に上昇し、バインダー組成物の調製やその取り扱いに支障をきたす虞がある。   The content of the repeating unit represented by the formula (I) in the particulate polymer needs to be 0.1% by mass or more and 5% by mass or less, and preferably 0.2% by mass or more. , 0.6% by mass or more, more preferably 3.0% by mass or less, and even more preferably 1.5% by mass or less. When the content ratio of the repeating unit represented by the formula (I) is less than 0.1% by mass, the stability of the porous membrane composition under shear is impaired, and the peel of the porous membrane before immersion in the electrolyte solution The strength and the rate characteristics of the secondary battery are degraded. On the other hand, if the content ratio of the repeating unit represented by the formula (I) is more than 5% by mass, the moisture content of the porous film increases, and the peel strength after immersion of the porous film in the electrolyte solution decreases. The life characteristics of the secondary battery are degraded. In addition, the viscosity of the binder composition increases excessively due to an increase in the number of polyoxyethylene groups, which may hinder the preparation and handling of the binder composition.

ここで、ポリオキシエチレン鎖部分が粒子状重合体中に占める存在割合に相関する指標として、以下の式で算出されるPを挙げることができる。
P=nAVE.×C
(式中、nAVE.は、粒子状重合体中の式(I)で表される繰り返し単位のnの値の加重平均値であり、Cは、粒子状重合体中の式(I)で表される繰り返し単位の含有割合(質量%)である。)
そして、Pの値は3以上であることが好ましく、5以上であることがより好ましく、7以上であることが更に好ましく、また50以下であることが好ましく、30以下であることがより好ましく、20以下であることが更に好ましい。Pの値が3以上であれば、多孔膜用組成物のせん断下での安定性、多孔膜の電解液浸漬前のピール強度、および二次電池のレート特性を向上させることができる。一方、Pの値が50以下であれば、多孔膜の水分含有量を低下させつつ多孔膜の電解液浸漬後のピール強度を確保して、二次電池の寿命特性を向上させることができる。またポリオキシエチレン基の存在割合が高まることに因るバインダー組成物の粘度上昇を抑制することができ、バインダー組成物の調製や取り扱いが容易となる。
Here, as an index correlating with the abundance ratio of the polyoxyethylene chain portion in the particulate polymer, P calculated by the following formula can be mentioned.
P = n AVE. × C
(In the formula, n AVE. Is a weighted average value of n values of repeating units represented by the formula (I) in the particulate polymer, and C is a formula (I) in the particulate polymer. (This is the content (% by mass) of the repeating unit represented.)
The value of P is preferably 3 or more, more preferably 5 or more, still more preferably 7 or more, and is preferably 50 or less, more preferably 30 or less, More preferably, it is 20 or less. If the value of P is 3 or more, the stability of the composition for a porous membrane under shear, the peel strength before immersion of the porous membrane in the electrolyte solution, and the rate characteristics of the secondary battery can be improved. On the other hand, if the value of P is 50 or less, it is possible to secure the peel strength after immersion of the porous membrane in the electrolyte while reducing the moisture content of the porous membrane, and to improve the life characteristics of the secondary battery. Moreover, the increase in the viscosity of the binder composition due to the increased proportion of polyoxyethylene groups can be suppressed, and the preparation and handling of the binder composition becomes easy.

[(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体単位]
(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体単位を形成しうる(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体としては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、t−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、n−ペンチルアクリレート、イソペンチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、ヘプチルアクリレート、オクチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、ノニルアクリレート、デシルアクリレート、ラウリルアクリレート、n−テトラデシルアクリレート、ステアリルアクリレートなどのアクリル酸アルキルエステル;メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n−プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、t−ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、n−ペンチルメタクリレート、イソペンチルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、ヘプチルメタクリレート、オクチルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、ノニルメタクリレート、デシルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、n−テトラデシルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、グリシジルメタクリレートなどのメタクリル酸アルキルエステル;などが挙げられる。これらは1種単独で、または、2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、多孔膜の電解液浸漬前後におけるピール強度を向上させる観点からは、2−エチルヘキシルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレートが好ましい。そして多孔膜の電解液浸漬液前後におけるピール強度を更に向上させ、また多孔膜の水分含有量を低下させて、二次電池の電池特性を向上させる観点からは、2−エチルヘキシルアクリレートがより好ましい。
[(Meth) acrylic acid alkyl ester monomer unit]
Examples of (meth) acrylic acid alkyl ester monomers that can form (meth) acrylic acid alkyl ester monomer units include methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, and t-butyl. Alkyl acrylates such as acrylate, isobutyl acrylate, n-pentyl acrylate, isopentyl acrylate, hexyl acrylate, heptyl acrylate, octyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, nonyl acrylate, decyl acrylate, lauryl acrylate, n-tetradecyl acrylate, stearyl acrylate Esters: methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, isopropyl methacrylate n-butyl methacrylate, t-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, n-pentyl methacrylate, isopentyl methacrylate, hexyl methacrylate, heptyl methacrylate, octyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, nonyl methacrylate, decyl methacrylate, lauryl methacrylate, n-tetradecyl methacrylate , Methacrylic acid alkyl esters such as stearyl methacrylate and glycidyl methacrylate; These can be used alone or in combination of two or more. Among these, 2-ethylhexyl acrylate, ethyl acrylate, and butyl acrylate are preferable from the viewpoint of improving the peel strength before and after immersion of the porous membrane in the electrolytic solution. And 2-ethylhexyl acrylate is more preferable from the viewpoint of further improving the peel strength before and after the electrolytic solution immersion liquid of the porous film and reducing the water content of the porous film to improve the battery characteristics of the secondary battery.

粒子状重合体における、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体単位の含有割合は、35質量%以上であることが必要であり、45質量%以上であることが好ましく、55質量%以上であることがより好ましく、また80質量%以下であることが好ましく、75質量%以下であることがより好ましく、70質量%以下であることが更に好ましい。(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体単位の含有割合が35質量%未満であると、多孔膜の電解液浸漬前のピール強度が確保できない。そのため多孔膜の粉落ちが十分に抑制できず、多孔膜の欠損箇所の存在により二次電池のレート特性および寿命特性が低下する。一方、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体単位の含有割合が80質量%以下であれば、二次電池の寿命特性を向上させることができる。   The content ratio of the (meth) acrylic acid alkyl ester monomer unit in the particulate polymer needs to be 35% by mass or more, preferably 45% by mass or more, and 55% by mass or more. More preferably, it is preferably 80% by mass or less, more preferably 75% by mass or less, and further preferably 70% by mass or less. When the content ratio of the (meth) acrylic acid alkyl ester monomer unit is less than 35% by mass, the peel strength of the porous membrane before immersion in the electrolyte cannot be ensured. Therefore, the powder falling of the porous film cannot be sufficiently suppressed, and the rate characteristic and life characteristic of the secondary battery are deteriorated due to the presence of the defective portion of the porous film. On the other hand, when the content ratio of the (meth) acrylic acid alkyl ester monomer unit is 80% by mass or less, the life characteristics of the secondary battery can be improved.

[芳香族モノビニル単量体単位]
芳香族モノビニル単量体単位を形成しうる芳香族モノビニル単量体としては、スチレン、スチレンスルホン酸およびその塩(例えば、スチレンスルホン酸ナトリウム、スチレンスルホン酸リチウムなど)、α−メチルスチレン、p-tert-ブトキシスチレン、ビニルトルエンなどが挙げられる。これらは1種単独で、または、2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、多孔膜用組成物のせん断下での安定性および多孔膜の電解液浸漬前のピール強度を高めつつ、多孔膜の水分含有量を低減する観点から、スチレンが好ましい。
[Aromatic monovinyl monomer unit]
Examples of the aromatic monovinyl monomer that can form an aromatic monovinyl monomer unit include styrene, styrene sulfonic acid and salts thereof (for example, sodium styrene sulfonate, lithium styrene sulfonate, etc.), α-methyl styrene, p- Examples include tert-butoxystyrene and vinyltoluene. These can be used alone or in combination of two or more. Among these, styrene is preferable from the viewpoint of reducing the moisture content of the porous film while increasing the stability of the composition for the porous film under shear and the peel strength before immersion of the porous film in the electrolyte solution.

粒子状重合体における、芳香族モノビニル単量体単位の含有割合は、20質量%以上60質量%以下であることが必要であり、25質量%以上であることが好ましく、また50質量%以下であることが好ましく、40質量%以下であることがより好ましい。芳香族モノビニル単量体単位の含有割合が20質量%未満であると、多孔膜用組成物のせん断下での安定性が損なわれ、また、多孔膜の電解液浸漬後のピール強度を確保できず、二次電池の寿命特性が低下する。一方、芳香族モノビニル単量体単位の含有割合が60質量%超であると、多孔膜の電解液浸漬前のピール強度を確保できないため粉落ちの抑制が困難となり、二次電池の電池特性(特にレート特性)が低下する。   The content of the aromatic monovinyl monomer unit in the particulate polymer needs to be 20% by mass or more and 60% by mass or less, preferably 25% by mass or more, and 50% by mass or less. It is preferable that the content is 40% by mass or less. When the content ratio of the aromatic monovinyl monomer unit is less than 20% by mass, the stability of the porous membrane composition under shearing is impaired, and the peel strength after immersion of the porous membrane in the electrolytic solution can be secured. Therefore, the life characteristics of the secondary battery are deteriorated. On the other hand, when the content ratio of the aromatic monovinyl monomer unit is more than 60% by mass, it is difficult to prevent the powder falling because the peel strength before immersion of the porous membrane in the electrolyte solution cannot be secured, and the battery characteristics of the secondary battery ( In particular, the rate characteristics are reduced.

[その他の繰り返し単位]
粒子状重合体は、上述した式(I)で表される繰り返し単位、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体単位、芳香族モノビニル単量体単位以外の繰り返し単位を含んでいてもよい。そのようなその他の繰り返し単位として、以下に酸性基含有単量体単位、架橋性単量体単位を例に挙げて説明するが、その他の繰り返し単位はこれらの例示に限定されるものではない。
[Other repeat units]
The particulate polymer may contain a repeating unit other than the repeating unit represented by the above formula (I), the (meth) acrylic acid alkyl ester monomer unit, and the aromatic monovinyl monomer unit. As such other repeating units, an acidic group-containing monomer unit and a crosslinkable monomer unit will be described below as examples, but the other repeating units are not limited to these examples.

[[酸性基含有単量体単位]]
酸性基含有単量体単位としては、カルボン酸基含有単量体単位、スルホン酸基含有単量体単位、リン酸基含有単量体単位などを挙げることができる。
[[Acid group-containing monomer unit]]
Examples of the acidic group-containing monomer unit include a carboxylic acid group-containing monomer unit, a sulfonic acid group-containing monomer unit, and a phosphoric acid group-containing monomer unit.

カルボン酸基含有単量体単位を形成しうるカルボン酸基含有単量体としては、エチレン性不飽和モノカルボン酸及びその誘導体、エチレン性不飽和ジカルボン酸及びその酸無水物並びにそれらの誘導体などが挙げられる。
エチレン性不飽和モノカルボン酸の例としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸などが挙げられる。そして、エチレン性不飽和モノカルボン酸の誘導体の例としては、2−エチルアクリル酸、イソクロトン酸、α−アセトキシアクリル酸、β−trans−アリールオキシアクリル酸、α−クロロ−β−E一メトキシアクリル酸、β−ジアミノアクリル酸などが挙げられる。
エチレン性不飽和ジカルボン酸の例としては、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、メサコン酸などが挙げられる。そして、エチレン性不飽和ジカルボン酸の酸無水物の例としては、無水マレイン酸、アクリル酸無水物、メチル無水マレイン酸、ジメチル無水マレイン酸などが挙げられる。更に、エチレン性不飽和ジカルボン酸の誘導体の例としては、メチルマレイン酸、ジメチルマレイン酸、フェニルマレイン酸、クロロマレイン酸、ジクロロマレイン酸、フルオロマレイン酸、マレイン酸ジフェニル、マレイン酸ノニル、マレイン酸デシル、マレイン酸ドデシル、マレイン酸オクタデシル、マレイン酸フルオロアルキルなどが挙げられる。
Examples of the carboxylic acid group-containing monomer that can form a carboxylic acid group-containing monomer unit include ethylenically unsaturated monocarboxylic acid and derivatives thereof, ethylenically unsaturated dicarboxylic acid and acid anhydrides thereof, and derivatives thereof. Can be mentioned.
Examples of the ethylenically unsaturated monocarboxylic acid include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid and the like. Examples of ethylenically unsaturated monocarboxylic acid derivatives include 2-ethylacrylic acid, isocrotonic acid, α-acetoxyacrylic acid, β-trans-aryloxyacrylic acid, α-chloro-β-E monomethoxyacrylic. Examples include acid and β-diaminoacrylic acid.
Examples of the ethylenically unsaturated dicarboxylic acid include maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, mesaconic acid and the like. Examples of acid anhydrides of ethylenically unsaturated dicarboxylic acids include maleic anhydride, acrylic anhydride, methyl maleic anhydride, dimethyl maleic anhydride, and the like. In addition, examples of ethylenically unsaturated dicarboxylic acid derivatives include methylmaleic acid, dimethylmaleic acid, phenylmaleic acid, chloromaleic acid, dichloromaleic acid, fluoromaleic acid, diphenyl maleate, nonyl maleate, decyl maleate , Dodecyl maleate, octadecyl maleate, fluoroalkyl maleate and the like.

スルホン酸基含有単量体単位を形成しうるスルホン酸基含有単量体としては、ビニルスルホン酸、メチルビニルスルホン酸、(メタ)アリルスルホン酸、(メタ)アクリル酸−2−スルホン酸エチル、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、3−アリロキシ−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸などが挙げられる。
なお、本発明において「(メタ)アリル」とは、アリルおよび/またはメタリルを意味する。
Examples of the sulfonic acid group-containing monomer that can form a sulfonic acid group-containing monomer unit include vinyl sulfonic acid, methyl vinyl sulfonic acid, (meth) allyl sulfonic acid, (meth) acrylic acid-2-ethyl sulfonate, Examples include 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid and 3-allyloxy-2-hydroxypropanesulfonic acid.
In the present invention, “(meth) allyl” means allyl and / or methallyl.

リン酸基含有単量体単位を形成しうるリン酸基含有単量体としては、リン酸−2−(メタ)アクリロイルオキシエチル、リン酸メチル−2−(メタ)アクリロイルオキシエチル、リン酸エチル−(メタ)アクリロイルオキシエチルなどが挙げられる。
なお、本発明において「(メタ)アクリロイル」とは、アクリロイルおよび/またはメタクリロイルを意味する。
Examples of the phosphoric acid group-containing monomer that can form a phosphoric acid group-containing monomer unit include phosphoric acid-2- (meth) acryloyloxyethyl phosphate, methyl-2- (meth) acryloyloxyethyl phosphate, and ethyl phosphate. -(Meth) acryloyloxyethyl etc. are mentioned.
In the present invention, “(meth) acryloyl” means acryloyl and / or methacryloyl.

これらの酸性基含有単量体は1種単独で、または、2種以上を組み合わせて用いることができる。そしてこれらの中でも、粒子状重合体の分散性を確保して多孔膜用組成物のせん断下での安定性を高めつつ、また二次電池のレート特性を向上させる観点からは、カルボン酸基含有単量体が好ましく、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸がより好ましく、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸が更に好ましく、アクリル酸が特に好ましい。   These acidic group-containing monomers can be used alone or in combination of two or more. Among these, from the viewpoint of ensuring the dispersibility of the particulate polymer and improving the stability of the composition for the porous membrane under shear, and improving the rate characteristics of the secondary battery, it contains a carboxylic acid group. Monomers are preferred, acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, maleic acid and fumaric acid are more preferred, acrylic acid, methacrylic acid and itaconic acid are more preferred, and acrylic acid is particularly preferred.

粒子状重合体における、酸性基含有単量体単位の含有割合は、0.1質量%以上であることが好ましく、2質量%以上であることがより好ましく、3質量%以上であることが更に好ましく、また、7質量%以下であることが好ましく、6質量%以下であることがより好ましく、5質量%以下であることが更に好ましい。酸性基含有単量体単位の含有割合が0.1質量%以上であれば、粒子状重合体の分散性が確保されて多孔膜用組成物のせん断下での安定性が高まり、また二次電池のレート特性を向上させることができる。一方、酸性基含有単量体単位の含有割合が7質量%以下であれば、多孔膜の水分含有量が低下することで二次電池中への水分の持ち込み量が減少し、二次電池の寿命特性が向上する。   The content ratio of the acidic group-containing monomer unit in the particulate polymer is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 2% by mass or more, and further preferably 3% by mass or more. It is preferably 7% by mass or less, more preferably 6% by mass or less, and further preferably 5% by mass or less. If the content ratio of the acidic group-containing monomer unit is 0.1% by mass or more, the dispersibility of the particulate polymer is ensured, and the stability of the composition for a porous membrane under shear is increased, and the secondary The rate characteristics of the battery can be improved. On the other hand, if the content ratio of the acidic group-containing monomer unit is 7% by mass or less, the moisture content in the secondary battery is reduced due to a decrease in the moisture content of the porous membrane. Life characteristics are improved.

[[架橋性単量体単位]]
架橋性単量体単位は、粒子状重合体内若しくは粒子状重合体間で、又は粒子状重合体と後述する水溶性重合体の間で架橋構造を形成する単量体単位である。具体的には、1分子当たり2つ以上のエチレン性不飽和結合を有する第一架橋性単量体から形成される第一架橋性単量体単位や、1分子当たり1つのエチレン性不飽和結合および1分子当たり1つ以上の熱架橋性基を有する第二架橋性単量体から形成される第二架橋性単量体単位を挙げることができる。なお、熱架橋性基としては、エポキシ基、N−メチロールアミド基、オキセタニル基、オキサゾリン基が挙げられる。
[[Crosslinkable monomer unit]]
The crosslinkable monomer unit is a monomer unit that forms a crosslinked structure within the particulate polymer or between the particulate polymers, or between the particulate polymer and a water-soluble polymer described later. Specifically, a first crosslinkable monomer unit formed from a first crosslinkable monomer having two or more ethylenically unsaturated bonds per molecule, or one ethylenically unsaturated bond per molecule. And a second crosslinkable monomer unit formed from a second crosslinkable monomer having one or more thermally crosslinkable groups per molecule. Examples of the thermally crosslinkable group include an epoxy group, an N-methylolamide group, an oxetanyl group, and an oxazoline group.

−第一架橋性単量体単位−
第一架橋性単量体単位は、主に粒子状重合体を調製する重合反応の際に粒子状重合体内および/または粒子状重合体間で架橋構造を形成し、電解液中における粒子状重合体の過度な膨潤を抑制しうる。
第一架橋性単量体単位を形成しうる第一架橋性単量体としては、アリル(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパン−トリ(メタ)アクリレートなどの多官能(メタ)アクリレート類;ジプロピレングリコールジアリルエーテル、ポリグリコールジアリルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、ヒドロキノンジアリルエーテル、テトラアリルオキシエタンなどの多官能アリル/ビニルエーテル類;ジビニルベンゼン、などが挙げられる。これらは1種単独で、または、2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、電解液中における粒子状重合体の過度な膨潤を抑制して多孔膜の電解液浸漬後のピール強度を高め、二次電池の寿命特性を向上させる観点から、アリルメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレートが好ましく、アリルメタクリレートがより好ましい。
-First crosslinkable monomer unit-
The first crosslinkable monomer unit mainly forms a crosslinked structure in the particulate polymer and / or between the particulate polymers during the polymerization reaction for preparing the particulate polymer, and the particulate weight in the electrolytic solution is increased. Excessive swelling of the coalescence can be suppressed.
As the first crosslinkable monomer capable of forming the first crosslinkable monomer unit, allyl (meth) acrylate, ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) Polyfunctional (meth) acrylates such as acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane-tri (meth) acrylate; dipropylene glycol diallyl ether, polyglycol diallyl ether, triethylene glycol divinyl ether, hydroquinone diallyl ether And polyfunctional allyl / vinyl ethers such as tetraallyloxyethane; divinylbenzene, and the like. These can be used alone or in combination of two or more. Among these, from the viewpoint of suppressing excessive swelling of the particulate polymer in the electrolytic solution to increase the peel strength after immersion of the porous membrane in the electrolytic solution and improving the life characteristics of the secondary battery, allyl methacrylate, ethylene glycol Dimethacrylate is preferred and allyl methacrylate is more preferred.

粒子状重合体における、第一架橋性単量体単位の含有割合は、0.1質量%以上であることが好ましく、また3質量%以下であることが好ましく、2質量%以下であることがより好ましく、1質量%以下であることが更に好ましい。第一架橋性単量体単位の含有割合が0.1質量%以上であれば、電解液中における粒子状重合体の過度な膨潤が抑制されて多孔膜の電解液浸漬後のピール強度が高まり、二次電池の寿命特性が向上する。一方、第一架橋性単量体単位の含有割合が3質量%以下であれば、多孔膜の電解液浸漬前のピール強度を確保することができる。   The content of the first crosslinkable monomer unit in the particulate polymer is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 3% by mass or less, and preferably 2% by mass or less. More preferably, it is more preferably 1% by mass or less. If the content ratio of the first crosslinkable monomer unit is 0.1% by mass or more, excessive swelling of the particulate polymer in the electrolytic solution is suppressed, and the peel strength after immersion of the porous membrane in the electrolytic solution is increased. The life characteristics of the secondary battery are improved. On the other hand, if the content ratio of the first crosslinkable monomer unit is 3% by mass or less, the peel strength of the porous membrane before immersion in the electrolyte solution can be ensured.

−第二架橋性単量体単位−
第二架橋性単量体単位は、主に多孔膜用組成物を乾燥して多孔膜を形成する際に、熱架橋性基が例えば後述する水溶性重合体中の官能基(水酸基、カルボン酸基など)と反応することで架橋構造を形成し、多孔膜の強度を高めうる。
第二架橋性単量体単位を形成しうる第二架橋性単量体としては、アリルグリシジルエーテル、ビニルグリシジルエーテル、N−メチロールアクリルアミド、などが挙げられる。これらは1種単独で、または、2種以上を組み合わせて用いることができる。
これらの中でも、架橋構造を良好に形成し多孔膜の強度を一層高める観点から、アリルグリシジルエーテルが好ましい。
-Second crosslinkable monomer unit-
The second crosslinkable monomer unit is a functional group in a water-soluble polymer (hydroxyl group, carboxylic acid) described later, for example, when the composition for a porous membrane is dried to form a porous membrane. And the like) can form a cross-linked structure and increase the strength of the porous membrane.
Examples of the second crosslinkable monomer that can form the second crosslinkable monomer unit include allyl glycidyl ether, vinyl glycidyl ether, N-methylolacrylamide, and the like. These can be used alone or in combination of two or more.
Among these, allyl glycidyl ether is preferable from the viewpoint of forming a good crosslinked structure and further enhancing the strength of the porous film.

粒子状重合体における、第二架橋性単量体単位の含有割合は、0.1質量%以上であることが好ましく、0.3質量%以上であることがより好ましく、0.5質量%以上であることが更に好ましく、また3質量%以下であることが好ましく、2質量%以下であることがより好ましく、1.8質量%以下であることが更に好ましい。第二架橋性単量体単位の含有割合が0.1質量%以上であれば、多孔膜の強度を高めることができ、3質量%以下であれば、過度な架橋が抑制され、多孔膜の脆化を防ぐことができる。   The content ratio of the second crosslinkable monomer unit in the particulate polymer is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.3% by mass or more, and 0.5% by mass or more. More preferably, it is 3% by mass or less, more preferably 2% by mass or less, and further preferably 1.8% by mass or less. If the content ratio of the second crosslinkable monomer unit is 0.1% by mass or more, the strength of the porous film can be increased, and if it is 3% by mass or less, excessive crosslinking is suppressed, Brittleness can be prevented.

[粒子状重合体の性状]
[[ランダム共重合体構造およびガラス転移温度]]
粒子状重合体の構造は、特に限定されず、ブロック共重合体、グラフト共重合体およびランダム共重合体などの何れであってもよいが、ランダム共重合体であることが好ましい。ここで、粒子状重合体がコア構造とシェル構造とを備える場合であっても、シェル構造がランダム共重合体である場合には、本発明の粒子状重合体は、ランダム共重合体に該当するものとする。
[Properties of particulate polymer]
[[Random copolymer structure and glass transition temperature]]
The structure of the particulate polymer is not particularly limited and may be any of a block copolymer, a graft copolymer, a random copolymer, and the like, but a random copolymer is preferable. Here, even when the particulate polymer has a core structure and a shell structure, when the shell structure is a random copolymer, the particulate polymer of the present invention corresponds to a random copolymer. It shall be.

粒子状重合体がランダム共重合体であることで、重合体が均質化でき、重合体の電解液に対する耐久性を高めることができ、また多孔膜用組成物中での分散性も高めることができる。更に、多孔膜用組成物の粘度を抑えることができるため、乾燥時に多孔膜から水分を除去し易くなる。結果として、多孔膜の電解液浸漬前後の双方におけるピール強度が高まり、また二次電池の寿命特性を向上させることができる。
そして本発明において、粒子状重合体がランダム共重合体であるか否かは、ガラス転移温度を測定することにより判断する。
具体的には、共重合体である粒子状重合体が、ガラス転移温度を一つ有する場合は、その粒子状重合体はランダム共重合体に該当する。一方、粒子状重合体がガラス転移温度を二つ以上有する場合は、その粒子状重合体はランダム共重合体構造を有さず、ブロック共重合体やグラフト共重合体などに該当する。
なお、本発明において、粒子状重合体の「ガラス転移温度」は、本明細書の実施例に記載の測定方法を用いて測定することができる。
When the particulate polymer is a random copolymer, the polymer can be homogenized, the durability of the polymer with respect to the electrolytic solution can be increased, and the dispersibility in the composition for a porous membrane can be improved. it can. Furthermore, since the viscosity of the composition for porous membrane can be suppressed, it becomes easy to remove moisture from the porous membrane during drying. As a result, the peel strength before and after immersion of the porous membrane in the electrolyte can be increased, and the life characteristics of the secondary battery can be improved.
In the present invention, whether or not the particulate polymer is a random copolymer is determined by measuring the glass transition temperature.
Specifically, when the particulate polymer that is a copolymer has one glass transition temperature, the particulate polymer corresponds to a random copolymer. On the other hand, when the particulate polymer has two or more glass transition temperatures, the particulate polymer does not have a random copolymer structure and corresponds to a block copolymer or a graft copolymer.
In the present invention, the “glass transition temperature” of the particulate polymer can be measured using the measuring method described in the examples of the present specification.

そして、粒子状重合体のガラス転移温度は、好ましくは10℃以下、より好ましくは0℃以下、更に好ましくは−5℃以下である。粒子状重合体のガラス転移温度が10℃以下であれば、二次電池組み立て時などの多孔膜の粉落ちを抑制して、二次電池の電池特性(特に寿命特性)を確保することができる。また、粒子状重合体のガラス転移温度の下限は特に限定されないが、通常−100℃以上である。   And the glass transition temperature of a particulate polymer becomes like this. Preferably it is 10 degrees C or less, More preferably, it is 0 degrees C or less, More preferably, it is -5 degrees C or less. If the glass transition temperature of the particulate polymer is 10 ° C. or lower, it is possible to suppress the powder falling off of the porous film at the time of assembling the secondary battery and to secure the battery characteristics (particularly the life characteristics) of the secondary battery. . Moreover, although the minimum of the glass transition temperature of a particulate polymer is not specifically limited, Usually, it is -100 degreeC or more.

[[非水系電解液に対する膨潤度]]
粒子状重合体の非水系電解液に対する膨潤度は、1倍超であることが好ましく、1.2倍以上であることがより好ましく、1.5倍以上であることが更に好ましく、また3倍以下であることが好ましく、2.5倍以下であることがより好ましく、2.3倍以下であることが更に好ましい。粒子状重合体の非水系電解液に対する膨潤度が1倍超であれば、二次電池のレート特性を向上させることができ、3倍以下であれば、多孔膜の電解液浸漬後のピール強度を高めて、二次電池の寿命特性を向上させることができる。
なお、粒子状重合体の非水系電解液に対する膨潤度は、使用する単量体の種類および量を変更することにより調整することができ、例えば、第一架橋性単量体や芳香族モノビニル単量体の量を増加させることや、重合温度を上げたり、重合反応時間を長くすることにより重合分子量を大きくすることで非水系電解液に対する膨潤度を低下させることができる。
[[Swelling degree with respect to non-aqueous electrolyte]]
The swelling degree of the particulate polymer with respect to the nonaqueous electrolytic solution is preferably more than 1 time, more preferably 1.2 times or more, further preferably 1.5 times or more, and 3 times. Is preferably 2.5 times or less, more preferably 2.5 times or less, and even more preferably 2.3 times or less. If the degree of swelling of the particulate polymer with respect to the non-aqueous electrolyte exceeds 1 time, the rate characteristics of the secondary battery can be improved, and if it is 3 times or less, the peel strength after immersion of the porous membrane in the electrolyte The life characteristics of the secondary battery can be improved.
The degree of swelling of the particulate polymer with respect to the non-aqueous electrolyte can be adjusted by changing the type and amount of the monomer used. For example, the first crosslinkable monomer or aromatic monovinyl monomer can be adjusted. The degree of swelling with respect to the non-aqueous electrolyte can be reduced by increasing the amount of the polymer, increasing the polymerization temperature, or increasing the polymerization reaction time to increase the polymerization molecular weight.

[[体積平均粒子径]]
粒子状重合体の体積平均粒子径は、好ましくは100nm以上、より好ましくは110nm以上、更に好ましくは120nm以上であり、好ましくは500nm以下、より好ましくは400nm以下、更に好ましくは300nm以下である。粒子状重合体の体積平均粒子径が100nm以上であると、粒子状重合体の凝集が抑制され、多孔膜用組成物のせん断下での安定性が向上する。一方、粒子状重合体の体積平均粒子径が500nm以下であると、多孔膜の電解液浸漬前後の双方におけるピール強度が確保される。
なお、粒子状重合体の「体積平均粒子径」は、レーザー回折法で測定された粒度分布(体積基準)において小径側から計算した累積体積が50%となる粒子径(D50)を表す。
[[Volume average particle size]]
The volume average particle diameter of the particulate polymer is preferably 100 nm or more, more preferably 110 nm or more, still more preferably 120 nm or more, preferably 500 nm or less, more preferably 400 nm or less, still more preferably 300 nm or less. When the volume average particle diameter of the particulate polymer is 100 nm or more, the aggregation of the particulate polymer is suppressed, and the stability of the porous membrane composition under shear is improved. On the other hand, if the volume average particle diameter of the particulate polymer is 500 nm or less, peel strength before and after immersion of the porous membrane in the electrolytic solution is secured.
The “volume average particle diameter” of the particulate polymer represents the particle diameter (D50) at which the cumulative volume calculated from the small diameter side is 50% in the particle size distribution (volume basis) measured by the laser diffraction method.

[粒子状重合体の調製]
粒子状重合体は、上述した単量体を含む単量体組成物を重合することにより調製される。
ここで、単量体組成物中の各単量体の含有割合は、通常、所望の粒子状重合体における、対応する各繰り返し単位の含有割合と同様にする。
粒子状重合体の重合様式は、特に限定はされず、例えば、溶液重合法、懸濁重合法、塊状重合法、乳化重合法などのいずれの方法を用いてもよい。重合反応としては、イオン重合、ラジカル重合、リビングラジカル重合などの付加重合を用いることができる。そして、重合に使用される乳化剤、分散剤、重合開始剤、重合助剤などは、一般に用いられるものを使用することができ、その使用量も、一般に使用される量とする。
ここで、ランダム共重合体よりなる粒子状重合体を調製する場合には、単量体組成物中の単量体をある程度重合したオリゴマーの状態でなく、単量体の状態で重合を開始することで、ブロック共重合体およびグラフト共重合体の生成を抑制すればよい。
[Preparation of particulate polymer]
The particulate polymer is prepared by polymerizing a monomer composition containing the above-described monomer.
Here, the content ratio of each monomer in the monomer composition is usually the same as the content ratio of each corresponding repeating unit in the desired particulate polymer.
The polymerization mode of the particulate polymer is not particularly limited, and any method such as a solution polymerization method, a suspension polymerization method, a bulk polymerization method, and an emulsion polymerization method may be used. As the polymerization reaction, addition polymerization such as ionic polymerization, radical polymerization, and living radical polymerization can be used. And generally used emulsifiers, dispersants, polymerization initiators, polymerization aids and the like used for the polymerization can be used, and the amount used is also generally used.
Here, when preparing a particulate polymer made of a random copolymer, the polymerization is started not in the state of an oligomer obtained by polymerizing the monomer in the monomer composition to some extent but in the state of the monomer. Thus, the generation of the block copolymer and the graft copolymer may be suppressed.

<非水系二次電池多孔膜用バインダー組成物の調製>
本発明のバインダー組成物の調製方法は特に限定されないが、例えば、粒子状重合体の調製を水系媒体中で実施し、粒子状重合体が水分散液として得られる場合には、粒子状重合体の水分散液をそのままバインダー組成物としてもよいし、粒子状重合体の水分散液に任意にその他の成分を加えてバインダー組成物としてもよい。ここでその他の成分としては、後述する「非水系二次電池多孔膜用組成物」の項で記載するその他の成分が挙げられる。
<Preparation of binder composition for nonaqueous secondary battery porous membrane>
The method for preparing the binder composition of the present invention is not particularly limited. For example, when the particulate polymer is prepared in an aqueous medium and the particulate polymer is obtained as an aqueous dispersion, the particulate polymer The aqueous dispersion may be used as it is as a binder composition, or other components may be optionally added to the aqueous dispersion of the particulate polymer to form a binder composition. Here, as other components, other components described in the section “Composition for non-aqueous secondary battery porous membrane” described later can be given.

(非水系二次電池多孔膜用組成物)
本発明の多孔膜用組成物は、上述した粒子状重合体および非導電性粒子が分散媒としての水に分散した水系のスラリー組成物である。
そして、本発明の多孔膜用組成物は、バインダーとして上述した粒子状重合体を使用しているため、せん断下での安定性に優れ、また当該多孔膜用組成物を用いれば、二次電池に優れた電池特性を発揮させる多孔膜を形成することができる。
(Composition for non-aqueous secondary battery porous membrane)
The composition for a porous membrane of the present invention is an aqueous slurry composition in which the above-mentioned particulate polymer and non-conductive particles are dispersed in water as a dispersion medium.
And since the composition for porous films of this invention uses the particulate polymer mentioned above as a binder, it is excellent in stability under shear, and if the composition for porous films is used, a secondary battery It is possible to form a porous film that exhibits excellent battery characteristics.

<非導電性粒子>
ここで、非導電性粒子は、水および二次電池の非水系電解液に溶解せず、それらの中においても、その形状が維持される粒子である。そして、非導電性粒子は、電気化学的にも安定であるため、二次電池の使用環境下で多孔膜中に安定に存在する。
<Non-conductive particles>
Here, the non-conductive particles are particles that do not dissolve in water and the non-aqueous electrolyte solution of the secondary battery, and maintain the shape thereof. And since a nonelectroconductive particle is electrochemically stable, it exists stably in a porous film under the use environment of a secondary battery.

そして、非導電性粒子としては、例えば各種の無機微粒子や有機微粒子を使用することができる。
具体的には、非導電性粒子としては、無機微粒子と、上述した粒子状重合体以外の有機微粒子との双方を用いることができるが、通常は無機微粒子が用いられる。なかでも、非導電性粒子の材料としては、非水系二次電池の使用環境下で安定に存在し、電気化学的に安定である材料が好ましい。このような観点から非導電性粒子の材料の好ましい例を挙げると、酸化アルミニウム(アルミナ)、水和アルミニウム酸化物(ベーマイト)、酸化ケイ素、酸化マグネシウム(マグネシア)、酸化カルシウム、酸化チタン(チタニア)、BaTiO3、ZrO、アルミナ−シリカ複合酸化物等の酸化物粒子;窒化アルミニウム、窒化ホウ素等の窒化物粒子;シリコン、ダイヤモンド等の共有結合性結晶粒子;硫酸バリウム、フッ化カルシウム、フッ化バリウム等の難溶性イオン結晶粒子;タルク、モンモリロナイト等の粘土微粒子;などが挙げられる。また、これらの粒子は必要に応じて元素置換、表面処理、固溶体化等が施されていてもよい。
上述した非導電性粒子は、1種類を単独で使用してもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。そして非導電性粒子としては、酸化アルミニウム、水和アルミニウム酸化物が好ましく、酸化アルミニウムがより好ましい。また非導電性粒子の粒径は、特に限定されることなく、従来使用されている非導電性粒子と同様とすることができる。
As the nonconductive particles, for example, various inorganic fine particles and organic fine particles can be used.
Specifically, as the non-conductive particles, both inorganic fine particles and organic fine particles other than the particulate polymer described above can be used, but inorganic fine particles are usually used. Especially, as a material of nonelectroconductive particle, the material which exists stably in the use environment of a non-aqueous secondary battery and is electrochemically stable is preferable. From this point of view, preferable examples of the non-conductive particle material include aluminum oxide (alumina), hydrated aluminum oxide (boehmite), silicon oxide, magnesium oxide (magnesia), calcium oxide, titanium oxide (titania). Oxide particles such as BaTiO 3 , ZrO, alumina-silica composite oxide; nitride particles such as aluminum nitride and boron nitride; covalently bonded crystal particles such as silicon and diamond; barium sulfate, calcium fluoride, barium fluoride Insoluble ion crystal particles such as; clay fine particles such as talc and montmorillonite; In addition, these particles may be subjected to element substitution, surface treatment, solid solution, and the like as necessary.
One type of non-conductive particles described above may be used alone, or two or more types may be used in combination. As the non-conductive particles, aluminum oxide and hydrated aluminum oxide are preferable, and aluminum oxide is more preferable. The particle size of the nonconductive particles is not particularly limited, and can be the same as that of the conventionally used nonconductive particles.

<非導電性粒子とバインダー組成物の配合比>
多孔膜用組成物中における、非導電性粒子とバインダー組成物の配合比は特に限定されない。例えば、多孔膜用組成物は、非導電性粒子100質量部当たり、粒子状重合体の配合量が、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1.5質量部以上、更に好ましくは2質量部以上、また好ましくは10質量部以下、より好ましくは6質量部以下、更に好ましくは5質量部以下となる量で、バインダー組成物を含む。粒子状重合体の配合量が非導電性粒子100質量部当たり0.5質量部以上であれば、多孔膜の電解液浸漬前後の双方におけるピール強度を確保することができる。一方、粒子状重合体の配合量が非導電性粒子100質量部当たり10質量部以下であれば、二次電池のレート特性を向上させることができる。また、粒子状重合体に起因する二次電池への水分の持ち込み量を減少させつつ、多孔膜用組成物のせん断下の安定性も向上させることができる。
<Combination ratio of non-conductive particles and binder composition>
The compounding ratio of the non-conductive particles and the binder composition in the porous film composition is not particularly limited. For example, in the composition for a porous membrane, the amount of the particulate polymer is preferably 0.5 parts by mass or more, more preferably 1.5 parts by mass or more, and still more preferably 2 per 100 parts by mass of the non-conductive particles. The binder composition is included in an amount that is at least part by mass, preferably at most 10 parts by mass, more preferably at most 6 parts by mass, and even more preferably at most 5 parts by mass. If the compounding amount of the particulate polymer is 0.5 parts by mass or more per 100 parts by mass of the non-conductive particles, it is possible to ensure the peel strength both before and after immersion of the porous membrane in the electrolyte solution. On the other hand, if the blending amount of the particulate polymer is 10 parts by mass or less per 100 parts by mass of the non-conductive particles, the rate characteristics of the secondary battery can be improved. Moreover, the stability under shear of the composition for porous membranes can be improved while reducing the amount of moisture brought into the secondary battery due to the particulate polymer.

<その他の成分>
多孔膜用組成物は、上述した成分以外にも、その他の任意の成分を含んでいてもよい。前記任意の成分は、多孔膜を用いた二次電池における電池反応に過度に好ましくない影響を及ぼさないものであれば、特に制限は無い。また、前記任意の成分の種類は、1種類でもよく、2種類以上でもよい。
前記任意の成分としては、例えば、水溶性重合体、濡れ剤、レベリング剤、電解液分解抑制剤、などが挙げられる。
そして、多孔膜用組成物は、水溶性重合体を含むことが好ましい。ここで、水溶性重合体としては、カルボキシメチルセルロース、キサンタンガム、およびそれらの塩などの水溶性多糖類が好ましく、カルボキシメチルセルロースがより好ましい。なお、本発明において、重合体が「水溶性」であるとは、25℃において、その重合体0.5gを100gの水に溶解した際に、不溶分が0.5質量%未満となることをいう。
多孔膜用組成物は、非導電性粒子100質量部当たり、水溶性重合体を、好ましくは0.1質量部以上、より好ましくは0.3質量部以上、更に好ましくは0.7質量部以上含み、また好ましくは5質量部以下、より好ましくは2質量部以下、さらに好ましくは1.5質量部以下含む。多孔膜用組成物中の水溶性重合体の配合量が非導電性粒子100質量部当たり0.1質量部以上であれば、多孔膜の電解液浸漬前のピール強度を向上させることができる。また粒子状重合体が第二架橋性単量体単位を含む場合には、第二架橋性単量体由来の熱架橋性基が、水溶性重合体の官能基(水酸基、カルボン酸基など)と反応して架橋構造が形成されるため、強度に優れる多孔膜を得ることができる。一方、多孔膜用組成物中の水溶性重合体の配合量が非導電性粒子100質量部当たり5質量部以下であれば、二次電池のレート特性を向上させることができる。
<Other ingredients>
The composition for porous films may contain other arbitrary components in addition to the components described above. The optional component is not particularly limited as long as it does not have an excessively unfavorable effect on the battery reaction in the secondary battery using the porous film. Further, the kind of the arbitrary component may be one kind or two or more kinds.
Examples of the optional component include a water-soluble polymer, a wetting agent, a leveling agent, an electrolytic solution decomposition inhibitor, and the like.
And it is preferable that the composition for porous films contains a water-soluble polymer. Here, as the water-soluble polymer, water-soluble polysaccharides such as carboxymethyl cellulose, xanthan gum, and salts thereof are preferable, and carboxymethyl cellulose is more preferable. In the present invention, the term “water-soluble” means that the insoluble content is less than 0.5% by mass when 0.5 g of the polymer is dissolved in 100 g of water at 25 ° C. Say.
The porous membrane composition is preferably 0.1 parts by mass or more, more preferably 0.3 parts by mass or more, and still more preferably 0.7 parts by mass or more, based on 100 parts by mass of the non-conductive particles. And preferably 5 parts by mass or less, more preferably 2 parts by mass or less, and still more preferably 1.5 parts by mass or less. If the compounding quantity of the water-soluble polymer in the composition for porous membranes is 0.1 mass part or more per 100 mass parts of nonelectroconductive particles, the peel strength before electrolyte solution immersion of a porous membrane can be improved. When the particulate polymer contains a second crosslinkable monomer unit, the thermally crosslinkable group derived from the second crosslinkable monomer is a functional group (hydroxyl group, carboxylic acid group, etc.) of the water-soluble polymer. Since a cross-linked structure is formed by the reaction, a porous film having excellent strength can be obtained. On the other hand, if the blending amount of the water-soluble polymer in the composition for a porous membrane is 5 parts by mass or less per 100 parts by mass of the non-conductive particles, the rate characteristics of the secondary battery can be improved.

<非水系二次電池多孔膜用組成物の調製>
多孔膜用組成物の調製方法は、特に限定はされないが、通常は、上述したバインダー組成物と、非導電性粒子と、水と、必要に応じて用いられる任意の成分とを混合して得られる。混合方法は特に制限されないが、各成分を効率よく分散させるべく、混合装置として分散機を用いて混合を行う。
分散機は、上記成分を均一に分散および混合できる装置が好ましい。例を挙げると、ボールミル、サンドミル、顔料分散機、擂潰機、超音波分散機、ホモジナイザー、プラネタリーミキサーなどが挙げられる。なかでも、高い分散シェアを加えることができることから、ビーズミル、ロールミル、フィルミックス等の高分散装置が特に好ましい。
<Preparation of composition for nonaqueous secondary battery porous membrane>
The method for preparing the composition for the porous membrane is not particularly limited, but it is usually obtained by mixing the binder composition described above, non-conductive particles, water, and any components used as necessary. It is done. The mixing method is not particularly limited, but in order to disperse each component efficiently, mixing is performed using a disperser as a mixing device.
The disperser is preferably an apparatus capable of uniformly dispersing and mixing the above components. Examples include a ball mill, a sand mill, a pigment disperser, a crusher, an ultrasonic disperser, a homogenizer, and a planetary mixer. Among them, a high dispersion apparatus such as a bead mill, a roll mill, or a fill mix is particularly preferable because a high dispersion share can be added.

そして、多孔膜用組成物の固形分濃度は、通常、多孔膜を製造する際に作業性を損なわない範囲の粘度を多孔膜用組成物が有する範囲で任意に設定すればよい。具体的には、多孔膜用組成物の固形分濃度は、通常10〜50質量%とすることができる。   And normally, what is necessary is just to arbitrarily set the solid content density | concentration of the composition for porous films in the range which the composition for porous films has the viscosity of the range which does not impair workability | operativity, when manufacturing a porous film. Specifically, the solid content concentration of the composition for a porous membrane can usually be 10 to 50% by mass.

(非水系二次電池用多孔膜)
本発明の多孔膜は、上述した多孔膜用組成物から水などの分散媒を除去することで形成することができる。すなわち、本発明の多孔膜は、通常、粒子状重合体と、非導電性粒子とを含有し、任意に、その他の成分を更に含有する。なお、本発明の多孔膜に含まれる各成分(水などの分散媒を除く)の存在比は、通常、上述した多孔膜用組成物中に含まれる各成分の存在比と同様となり、多孔膜中の各成分の好適な存在比も、上述した多孔膜用組成物中の各成分の好適な存在比と同様である。
そして、本発明の多孔膜は、例えば、上述した多孔膜用組成物を適切な基材の表面に塗布して塗膜を形成した後、形成した塗膜を乾燥することにより、多孔膜用組成物の乾燥物よりなる成形体として得ることができる。本発明の多孔膜は、本発明の多孔膜用組成物を用いて形成しているので、二次電池に優れた電池特性を発揮させることができる。
(Porous membrane for non-aqueous secondary batteries)
The porous membrane of the present invention can be formed by removing a dispersion medium such as water from the porous membrane composition described above. That is, the porous film of the present invention usually contains a particulate polymer and non-conductive particles, and optionally further contains other components. The abundance ratio of each component (excluding a dispersion medium such as water) contained in the porous membrane of the present invention is usually the same as the abundance ratio of each component contained in the above-described porous membrane composition. The suitable abundance ratio of each component in the same is the same as the preferred abundance ratio of each component in the composition for a porous membrane described above.
And the porous film of this invention is the composition for porous films by, for example, apply | coating the composition for porous films mentioned above to the surface of a suitable base material, forming a coating film, and drying the formed coating film. It can be obtained as a molded body made of a dried product. Since the porous film of the present invention is formed using the composition for porous film of the present invention, the battery characteristics excellent in the secondary battery can be exhibited.

<基材>
ここで、多孔膜用組成物を塗布する基材に制限は無く、例えば離型基材の表面に多孔膜用組成物の塗膜を形成し、その塗膜を乾燥して多孔膜を形成し、多孔膜から離型基材を剥がすようにしてもよい。このように、離型基材から剥がされた多孔膜を自立膜として二次電池の電池部材の形成に用いることもできる。具体的には、離型基材から剥がした多孔膜をセパレータ基材の上に積層して多孔膜を備えるセパレータを形成してもよいし、離型基材から剥がした多孔膜を電極基材の上に積層して多孔膜を備える電極を形成してもよい。
しかし、多孔膜を剥がす工程を省略して電池部材の製造効率を高める観点からは、基材としてセパレータ基材または電極基材を用いることが好ましい。セパレータ基材および電極基材上に設けられた多孔膜は、セパレータおよび電極の耐熱性や強度などを向上させる保護層として好適に使用することができる。
<Base material>
Here, there is no limitation on the substrate on which the porous film composition is applied. For example, a coating film of the porous film composition is formed on the surface of the release substrate, and the coating film is dried to form the porous film. The release substrate may be peeled off from the porous film. Thus, the porous film peeled off from the mold release substrate can be used as a self-supporting film for forming a battery member of a secondary battery. Specifically, the separator having a porous film may be formed by laminating the porous film peeled off from the release substrate on the separator substrate, or the porous film peeled off from the release substrate may be used as the electrode substrate. An electrode provided with a porous film may be formed by laminating on the substrate.
However, from the viewpoint of improving the production efficiency of the battery member by omitting the step of peeling the porous film, it is preferable to use a separator substrate or an electrode substrate as the substrate. The porous film provided on the separator substrate and the electrode substrate can be suitably used as a protective layer for improving the heat resistance and strength of the separator and the electrode.

[セパレータ基材]
ここで、セパレータ基材としては、特に限定されないが、有機セパレータ基材などの既知のセパレータ基材が挙げられる。有機セパレータ基材は、有機材料からなる多孔性部材であり、有機セパレータ基材の例を挙げると、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、芳香族ポリアミド樹脂などを含む微多孔膜または不織布などが挙げられ、強度に優れることからポリエチレン製の微多孔膜や不織布が好ましい。なお、有機セパレータ基材の厚さは、任意の厚さとすることができ、通常0.5μm以上、好ましくは5μm以上であり、通常40μm以下、好ましくは30μm以下、より好ましくは20μm以下である。
[Separator substrate]
Here, although it does not specifically limit as a separator base material, Known separator base materials, such as an organic separator base material, are mentioned. The organic separator substrate is a porous member made of an organic material. Examples of the organic separator substrate include a microporous membrane or a nonwoven fabric containing a polyolefin resin such as polyethylene and polypropylene, an aromatic polyamide resin, and the like. From the viewpoint of excellent strength, a polyethylene microporous film or nonwoven fabric is preferred. In addition, the thickness of an organic separator base material can be made into arbitrary thickness, Usually, 0.5 micrometer or more, Preferably it is 5 micrometers or more, Usually, 40 micrometers or less, Preferably it is 30 micrometers or less, More preferably, it is 20 micrometers or less.

[電極基材]
電極基材(正極基材および負極基材)としては、特に限定されないが、集電体上に電極合材層が形成された電極基材が挙げられる。
ここで、集電体、電極合材層中の電極活物質(正極活物質、負極活物質)および電極合材層用結着材(正極合材層用結着材、負極合材層用結着材)、並びに、集電体上への電極合材層の形成方法は、既知のものを用いることができ、例えば特開2013−145763号公報に記載のものが挙げられる。
[Electrode substrate]
Although it does not specifically limit as an electrode base material (a positive electrode base material and a negative electrode base material), The electrode base material with which the electrode compound-material layer was formed on the electrical power collector is mentioned.
Here, the current collector, the electrode active material in the electrode mixture layer (positive electrode active material, negative electrode active material) and the binder for electrode mixture layer (binder for positive electrode mixture layer, binder for negative electrode mixture layer) As a method for forming the electrode mixture layer on the current collector and the current collector, known methods can be used, and examples thereof include those described in JP2013-145663A.

<非水系二次電池用多孔膜の形成方法>
上述したセパレータ基材、電極基材などの基材上に多孔膜を形成する方法としては、以下の方法が挙げられる。
1)多孔膜用組成物をセパレータ基材または電極基材の表面(電極基材の場合は電極合材層側の表面、以下同じ)に塗布し、次いで乾燥する方法;
2)多孔膜用組成物にセパレータ基材または電極基材を浸漬後、これを乾燥する方法;
3)多孔膜用組成物を離型基材上に塗布、乾燥して多孔膜を製造し、得られた多孔膜をセパレータ基材または電極基材の表面に転写する方法;
これらの中でも、前記1)の方法が、多孔膜の膜厚制御をしやすいことから特に好ましい。前記1)の方法は、詳細には、多孔膜用組成物を基材上に塗布する工程(塗布工程)、基材上に塗布された多孔膜用組成物を乾燥させて多孔膜を形成する工程(多孔膜形成工程)を備える。
<Method for forming porous film for non-aqueous secondary battery>
Examples of a method for forming a porous film on a substrate such as the above-described separator substrate or electrode substrate include the following methods.
1) A method in which the composition for a porous membrane is applied to the surface of a separator substrate or an electrode substrate (in the case of an electrode substrate, the surface on the electrode mixture layer side, the same shall apply hereinafter) and then dried;
2) A method of drying a separator substrate or electrode substrate after immersing the separator substrate or electrode substrate in the composition for a porous membrane;
3) A method for producing a porous film by applying and drying a composition for a porous film on a release substrate, and transferring the obtained porous film to the surface of a separator substrate or an electrode substrate;
Among these, the method 1) is particularly preferable because the film thickness of the porous film can be easily controlled. Specifically, in the method 1), a porous film is formed by drying a porous film composition applied on a substrate (application step) and applying a porous film composition on the substrate. A process (porous film formation process) is provided.

[塗布工程]
塗布工程において、多孔膜用組成物を基材上に塗布する方法は、特に制限は無く、例えば、ドクターブレード法、リバースロール法、ダイレクトロール法、グラビア法、エクストルージョン法、ハケ塗り法などの方法が挙げられる。
[Coating process]
In the coating process, the method for coating the porous membrane composition on the substrate is not particularly limited, and examples thereof include a doctor blade method, a reverse roll method, a direct roll method, a gravure method, an extrusion method, and a brush coating method. A method is mentioned.

[多孔膜形成工程]
また、多孔膜形成工程において、基材上の多孔膜用組成物を乾燥する方法としては、特に限定されず公知の方法を用いることができ、例えば温風、熱風、低湿風による乾燥、真空乾燥、赤外線や電子線などの照射による乾燥法が挙げられる。乾燥条件は特に限定されないが、乾燥温度は好ましくは50〜100℃で、乾燥時間は好ましくは5〜30分である。
[Porous membrane formation process]
Further, in the porous film forming step, the method for drying the composition for the porous film on the substrate is not particularly limited, and a known method can be used, for example, drying with hot air, hot air, low-humidity air, or vacuum drying. And a drying method by irradiation with infrared rays or electron beams. The drying conditions are not particularly limited, but the drying temperature is preferably 50 to 100 ° C., and the drying time is preferably 5 to 30 minutes.

<多孔膜の厚み>
なお、基材上に形成された多孔膜の厚みは、好ましくは0.01μm以上、より好ましくは0.1μm以上、更に好ましくは1μm以上であり、好ましくは20μm以下、より好ましくは10μm以下、更に好ましくは5μm以下である。多孔膜の厚みが0.01μm以上であることで、多孔膜の強度を十分に確保することができ、20μm以下であることで、電解液の拡散性を確保し二次電池のレート特性を向上させることができる。
<Thickness of porous film>
The thickness of the porous film formed on the substrate is preferably 0.01 μm or more, more preferably 0.1 μm or more, still more preferably 1 μm or more, preferably 20 μm or less, more preferably 10 μm or less, and further Preferably it is 5 micrometers or less. When the thickness of the porous film is 0.01 μm or more, the strength of the porous film can be sufficiently secured, and when it is 20 μm or less, the diffusibility of the electrolyte is ensured and the rate characteristics of the secondary battery are improved. Can be made.

(多孔膜を備える電池部材)
上述した本発明の多孔膜を備える電池部材(セパレータおよび電極)は、本発明の効果を著しく損なわない限り、セパレータ基材または電極基材、並びに、上述した本発明の多孔膜以外の構成要素を備えていてもよい。ここで、本発明の多孔膜以外の構成要素としては、本発明の多孔膜に該当しないものであれば特に限定されることなく、本発明の多孔膜上に設けられて電池部材同士の接着に用いられる接着層などが挙げられる。ここで、接着層としては、特に限定されることなく、電解液膨潤度が5倍以上30倍以下の重合体からなるコア部と、電解液膨潤度が1倍超4倍以下の重合体からなるシェル部とを有するコアシェル構造の重合体を用いて形成した接着層、例えば特開2015−28842号公報に記載の接着層などが挙げられる。このような接着層は、電解液中において優れた接着力を発揮する。
(Battery member provided with porous film)
The battery member (separator and electrode) provided with the porous film of the present invention described above includes components other than the separator base material or the electrode base material and the porous film of the present invention described above unless the effects of the present invention are significantly impaired. You may have. Here, the constituent elements other than the porous film of the present invention are not particularly limited as long as they do not correspond to the porous film of the present invention, and are provided on the porous film of the present invention for bonding between battery members. Examples thereof include an adhesive layer used. Here, the adhesive layer is not particularly limited, and includes a core portion made of a polymer having an electrolyte solution swelling degree of 5 times or more and 30 times or less, and a polymer having an electrolyte solution swelling degree of more than 1 time and 4 times or less. An adhesive layer formed using a polymer having a core-shell structure having a shell portion, for example, an adhesive layer described in JP-A-2015-28842 can be used. Such an adhesive layer exhibits an excellent adhesive force in the electrolytic solution.

(非水系二次電池)
本発明の非水系二次電池は、上述した本発明の非水系二次電池用多孔膜を備えるものである。より具体的には、本発明の非水系二次電池は、正極、負極、セパレータ、および電解液を備え、上述した非水系二次電池用多孔膜が、電池部材である正極、負極およびセパレータの少なくとも一つに含まれる。そして、本発明の非水系二次電池は、本発明の多孔膜用組成物から得られる多孔膜を備えているので、優れた電池特性を発揮する。
(Non-aqueous secondary battery)
The non-aqueous secondary battery of the present invention includes the above-described porous membrane for a non-aqueous secondary battery of the present invention. More specifically, the non-aqueous secondary battery of the present invention includes a positive electrode, a negative electrode, a separator, and an electrolyte, and the above-described porous film for a non-aqueous secondary battery is a battery member of a positive electrode, a negative electrode, and a separator. Included in at least one. And since the non-aqueous secondary battery of this invention is equipped with the porous film obtained from the composition for porous films of this invention, it exhibits the outstanding battery characteristic.

<正極、負極およびセパレータ>
本発明の二次電池に用いる正極、負極およびセパレータは、少なくとも一つが本発明の多孔膜を含む。具体的には、多孔膜を有する正極および負極としては、集電体上に電極合材層を形成してなる電極基材の上に本発明の多孔膜を設けてなる電極を用いることができる。また、多孔膜を有するセパレータとしては、セパレータ基材の上に本発明の多孔膜を設けてなるセパレータを用いることができる。なお、電極基材およびセパレータ基材としては、「非水系二次電池用多孔膜」の項で挙げたものと同様のものを用いることができる。
また、多孔膜を有さない正極、負極およびセパレータとしては、特に限定されることなく、上述した電極基材よりなる電極および上述したセパレータ基材よりなるセパレータを用いることができる。
<Positive electrode, negative electrode and separator>
At least one of the positive electrode, the negative electrode, and the separator used for the secondary battery of the present invention includes the porous film of the present invention. Specifically, as a positive electrode and a negative electrode having a porous film, an electrode in which the porous film of the present invention is provided on an electrode substrate formed by forming an electrode mixture layer on a current collector can be used. . Moreover, as a separator which has a porous film, the separator which provides the porous film of this invention on a separator base material can be used. In addition, as an electrode base material and a separator base material, the thing similar to the thing quoted by the term of the "porous film for non-aqueous secondary batteries" can be used.
Moreover, as a positive electrode which does not have a porous film, a negative electrode, and a separator, it does not specifically limit, The electrode which consists of an electrode base material mentioned above, and the separator which consists of a separator base material mentioned above can be used.

<電解液>
電解液としては、通常、有機溶媒に支持電解質を溶解した有機電解液が用いられる。支持電解質としては、例えば、リチウムイオン二次電池においてはリチウム塩が用いられる。リチウム塩としては、例えば、LiPF6、LiAsF6、LiBF4、LiSbF6、LiAlCl4、LiClO4、CF3SO3Li、C49SO3Li、CF3COOLi、(CF3CO)2NLi、(CF3SO22NLi、(C25SO2)NLiなどが挙げられる。なかでも、溶媒に溶けやすく高い解離度を示すので、LiPF6、LiClO4、CF3SO3Liが好ましい。なお、電解質は1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。通常は、解離度の高い支持電解質を用いるほどリチウムイオン伝導度が高くなる傾向があるので、支持電解質の種類によりリチウムイオン伝導度を調節することができる。
<Electrolyte>
As the electrolytic solution, an organic electrolytic solution in which a supporting electrolyte is dissolved in an organic solvent is usually used. As the supporting electrolyte, for example, a lithium salt is used in a lithium ion secondary battery. Examples of the lithium salt include LiPF 6 , LiAsF 6 , LiBF 4 , LiSbF 6 , LiAlCl 4 , LiClO 4 , CF 3 SO 3 Li, C 4 F 9 SO 3 Li, CF 3 COOLi, (CF 3 CO) 2 NLi , (CF 3 SO 2 ) 2 NLi, (C 2 F 5 SO 2 ) NLi, and the like. Among these, LiPF 6 , LiClO 4 , and CF 3 SO 3 Li are preferable because they are easily dissolved in a solvent and exhibit a high degree of dissociation. In addition, electrolyte may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more types. Usually, the lithium ion conductivity tends to increase as the supporting electrolyte having a higher degree of dissociation is used, so that the lithium ion conductivity can be adjusted depending on the type of the supporting electrolyte.

電解液に使用する有機溶媒としては、支持電解質を溶解できるものであれば特に限定されないが、例えばリチウムイオン二次電池においては、ジメチルカーボネート(DMC)、エチレンカーボネート(EC)、ジエチルカーボネート(DEC)、プロピレンカーボネート(PC)、ブチレンカーボネート(BC)、メチルエチルカーボネート(MEC)等のカーボネート類;γ−ブチロラクトン、ギ酸メチル等のエステル類;1,2−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン等のエーテル類;スルホラン、ジメチルスルホキシド等の含硫黄化合物類;などが好適に用いられる。また、これらの溶媒の混合液を用いてもよい。中でも、誘電率が高く、安定な電位領域が広いので、カーボネート類が好ましい。通常、用いる溶媒の粘度が低いほどリチウムイオン伝導度が高くなる傾向があるので、溶媒の種類によりリチウムイオン伝導度を調節することができる。
なお、電解液中の電解質の濃度は適宜調整することができる。また、電解液には、既知の添加剤を添加してもよい。
The organic solvent used in the electrolytic solution is not particularly limited as long as it can dissolve the supporting electrolyte. For example, in a lithium ion secondary battery, dimethyl carbonate (DMC), ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC). Carbonates such as propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), and methyl ethyl carbonate (MEC); esters such as γ-butyrolactone and methyl formate; ethers such as 1,2-dimethoxyethane and tetrahydrofuran; sulfolane, Sulfur-containing compounds such as dimethyl sulfoxide; are preferably used. Moreover, you may use the liquid mixture of these solvents. Among these, carbonates are preferable because they have a high dielectric constant and a wide stable potential region. Usually, the lower the viscosity of the solvent used, the higher the lithium ion conductivity tends to be, so the lithium ion conductivity can be adjusted depending on the type of solvent.
The concentration of the electrolyte in the electrolytic solution can be adjusted as appropriate. Moreover, you may add a known additive to electrolyte solution.

<非水系二次電池の製造方法>
上述した本発明の非水系二次電池は、例えば、正極と負極とをセパレータを介して重ね合わせ、これを必要に応じて、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ことで製造することができる。なお、正極、負極、セパレータのうち、少なくとも一つの部材を多孔膜付きの部材とする。また、電池容器には、必要に応じてエキスパンドメタルや、ヒューズ、PTC素子などの過電流防止素子、リード板などを入れ、電池内部の圧力上昇、過充放電の防止をしてもよい。電池の形状は、例えば、コイン型、ボタン型、シート型、円筒型、角形、扁平型など、何れであってもよい。
<Method for producing non-aqueous secondary battery>
In the non-aqueous secondary battery of the present invention described above, for example, a positive electrode and a negative electrode are overlapped via a separator, and this is placed in a battery container by winding or folding as necessary. It can be manufactured by pouring and sealing. Of the positive electrode, the negative electrode, and the separator, at least one member is a member with a porous film. In addition, an expanded metal, an overcurrent prevention element such as a fuse or a PTC element, a lead plate, or the like may be placed in the battery container to prevent an increase in pressure inside the battery or overcharge / discharge. The shape of the battery may be any of a coin shape, a button shape, a sheet shape, a cylindrical shape, a square shape, a flat shape, and the like.

以下、本発明について実施例に基づき具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、以下の説明において、量を表す「%」および「部」は、特に断らない限り、質量基準である。
また、複数種類の単量体を共重合して製造される重合体において、ある単量体を重合して形成される繰り返し単位の前記重合体における割合は、別に断らない限り、通常は、その重合体の重合に用いる全単量体に占める当該繰り返し単位に対応する単量体の比率(仕込み比)と一致する。
実施例および比較例において、粒子状重合体のガラス転移温度、非水系電解液に対する膨潤度および体積平均粒子径、多孔膜用組成物のせん断下での安定性、多孔膜の水分含有量および電解液浸漬前後のピール強度、並びにリチウムイオン二次電池のレート特性および寿命特性は、下記の方法で測定および評価した。
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely based on an Example, this invention is not limited to these Examples. In the following description, “%” and “part” representing amounts are based on mass unless otherwise specified.
In addition, in a polymer produced by copolymerizing a plurality of types of monomers, the proportion of the repeating unit formed by polymerizing a certain monomer in the polymer is usually, unless otherwise specified. This corresponds to the ratio of monomer corresponding to the repeating unit in all the monomers used for polymerization of the polymer (preparation ratio).
In Examples and Comparative Examples, the glass transition temperature of the particulate polymer, the degree of swelling and the volume average particle diameter with respect to the non-aqueous electrolyte, the stability of the porous membrane composition under shear, the moisture content of the porous membrane and the electrolysis The peel strength before and after immersion and the rate characteristics and life characteristics of the lithium ion secondary battery were measured and evaluated by the following methods.

<ガラス転移温度>
粒子状重合体の水分散液を、50%湿度、23〜25℃の環境下で3日間乾燥させて、厚み1±0.3mmのフィルムを得た。このフィルムを、120℃の熱風オーブンで1時間乾燥させた。乾燥させたフィルムをサンプルとして、JIS K7121に準じて、測定温度−100℃〜180℃、昇温速度5℃/分にて、示差走査熱量分析計(DSC6220SII、ナノテクノロジー社製)を用いてガラス転移温度(℃)を測定した。
<非水系電解液に対する膨潤度>
粒子状重合体の水分散液を、50%湿度、23〜25℃の環境下で3日間乾燥させて、厚み1±0.3mmのフィルムを得た。このフィルムを1cm×1cmに切出しバインダーフィルムとし、重量M0を測定した。その後、得られたフィルムを非水系電解液(溶媒:EC/DEC/ビニレンカーボネート(VC)=68.5/30/1.5(体積比)、電解質:濃度1MのLiPF6)に60℃、72時間浸漬した。浸漬後のフィルムの表面の非水系電解液をふき取り重量M1を測定した。そして、下記式に従って、非水系電解液に対する膨潤度を算出した。
非水系電解液に対する膨潤度=M1/M0
<体積平均粒子径>
粒子状重合体の水分散液をイオン交換水で希釈して、固形分濃度2質量%の測定試料を作成し、レーザー回折・光散乱方式粒度分布測定装置(LS230、ベックマンコールター社製)を用いて、粒子状重合体の体積平均粒子径(D50)を測定した。
<多孔膜用組成物のせん断下での安定性>
多孔膜用組成物に、φ50mmのパラレルプレートを備えるレオメーター(アントンパール社製、「MCR502」)を用いて、せん断速度500,000sec-1でせん断を与え、せん断開始から30秒後のせん断粘度η1を、せん断を継続しながら読み取った。そして、せん断粘度がη1の3倍となるせん断開始からの所要時間Tを計測し、下記のように評価した。所要時間Tが長いほど、多孔膜用組成物がせん断下で安定であることを示す。
A:所要時間Tが80分以上
B:所要時間Tが60分以上80分未満
C:所要時間Tが20分以上40分未満
D:所要時間Tが20分未満
<多孔膜の水分含有量>
ポリエチレン製の多孔基材からなる有機セパレータ基材(セルガード社製、厚み16μm)を用意した。用意した有機セパレータ基材の片面に、多孔膜用組成物を塗布し、50℃で2分乾燥させて、厚み18μmのセパレータ(多孔膜:2μm、有機セパレータ基材:16μm)を得た。得られたセパレータを10cm×10cmに切り出し、試験片とした。この試験片を温度25℃、湿度50%で24時間放置し、その後、電量滴定式水分計を用い、カールフィッシャー法(JIS K−0068(2001)水分気化法、気化温度150℃)により試験片の水分含有量W(ppm)を測定し、下記のように評価した。この値が小さいほど、多孔膜中の水分含有量が少なく、二次電池への持ち込み水分量が少ないことを示す。
A:水分含有量Wが800ppm未満
B:水分含有量Wが800ppm以上1300ppm未満
C:水分含有量Wが1300ppm以上1700ppm未満
D:水分含有量Wが1700ppm以上2200ppm未満
E:水分含有量Wが2200ppm以上
<多孔膜の電解液浸漬前のピール強度>
ポリエチレン製の多孔基材からなる有機セパレータ基材(セルガード社製、厚み16μm)を用意した。用意した有機セパレータ基材の片面に、多孔膜用組成物を塗布し、50℃で2分乾燥させて、厚み18μmのセパレータ(多孔膜:2μm、有機セパレータ基材:16μm)を得た。得られたセパレータを長さ100mm、幅10mmの長方形に切り出して試験片とした。予め試験台にセロハンテープを固定した。このセロハンテープとしては、JIS Z1522に規定されるものを用いた。そして、セパレータから切り出した試験片を、多孔膜面を下にしてセロハンテープに貼り付けた。その後、試験片の一端を垂直方向に引張り速度100mm/分で引っ張って剥がしたときの応力を測定した。測定を3回行い、その平均値を求めてこれをピール強度(浸漬前)とし、下記のように評価した。ピール強度(浸漬前)が大きいほど、多孔膜が、電解液浸漬前における基材(セパレータ基材)との接着性に優れることを示す。
A:ピール強度(浸漬前)が70N/m以上
B:ピール強度(浸漬前)が50N/m以上70N/m未満
C:ピール強度(浸漬前)が30N/m以上50N/m未満
D:ピール強度(浸漬前)が30N/m未満
<多孔膜の電解液浸漬後のピール強度>
ポリエチレン製の多孔基材からなる有機セパレータ基材(セルガード社製、厚み16μm)を用意した。用意した有機セパレータ基材の片面に、多孔膜用組成物を塗布し、得られた塗膜の上に、上記と同様の有機セパレータ基材を重ねた。次いで、50℃で2分間乾燥し、厚み34μmの積層体を得た(多孔膜:2μm、有機セパレータ基材16μm×2)。得られた積層体を長さ100mm、幅10mmの長方形に切り出して試験片とした。この試験片を非水系電解液(溶媒:EC/DEC/VC=68.5/30/1.5(体積比)、電解質:濃度1MのLiPF6)に60℃、72時間浸漬した。電解液浸漬後の試験片を1MPa、80℃の条件で2分間プレスし、その後試験片の一方の有機セパレータ基材の端部を固定し、他方の有機セパレータの端部を多孔膜に対して垂直方向に引張り速度50mm/分で引っ張って剥がしたときの応力を測定した。測定を3回行い、その平均値を求めてこれをピール強度(浸漬後)とし、下記のように評価した。ピール強度(浸漬後)が大きいほど、多孔膜が、電解液浸漬後における基材(セパレータ基材)との接着性に優れることを示す。
A:ピール強度(浸漬後)が7.0N/m以上
B:ピール強度(浸漬後)が6.0N/m以上7.0N/m未満
C:ピール強度(浸漬後)が6.0N/m未満
<リチウムイオン二次電池のレート特性>
作製した二次電池を、25℃の環境下で24時間静置した後に、25℃の環境下で、4.35V、0.1Cの充電、2.75V、0.1Cの放電にて充放電の操作を行い、初期容量C0を測定した。その後、25℃の環境下で、4.35V、0.1Cの充電、2.75V、2Cの放電にて充放電の操作を行い、容量C1を測定した。そして、ΔC={C1/C0}×100(%)を算出し、下記の基準で評価した。ΔCが大きいほど、レート特性に優れていることを示す。
A:ΔCが90%以上
B:ΔCが85%以上90%未満
C:ΔCが80%以上85%未満
D:ΔCが80%未満
<寿命特性>
作製した二次電池を、25℃の環境下で24時間静置した後に、25℃の環境下で4.35V、0.1Cの充電、2.75V、0.1Cの放電にて充放電の操作を行った。その後、4.35V、0.1Cで充電し、そのまま60℃で168時間(7日間)放置し、その後25℃でセル電圧V1(V)を測定した。電圧降下ΔV(mV)をΔV={4.35−V1}×1000の式を用いて算出し、下記のように評価した。この値が小さいほど寿命特性(自己放電特性)に優れていることを示す。
A:電圧降下ΔVが200mV以下
B:電圧降下ΔVが200mV超400mV以下
C:電圧降下ΔVが400mV超600mV以下
D:電圧降下ΔVが600mV超800mV以下
E:電圧降下ΔVが800mV超
<Glass transition temperature>
The aqueous dispersion of the particulate polymer was dried for 3 days in an environment of 50% humidity and 23 to 25 ° C. to obtain a film having a thickness of 1 ± 0.3 mm. The film was dried in a 120 ° C. hot air oven for 1 hour. Using the dried film as a sample, a glass using a differential scanning calorimeter (DSC6220SII, manufactured by Nanotechnology) at a measurement temperature of −100 ° C. to 180 ° C. and a heating rate of 5 ° C./min according to JIS K7121. The transition temperature (° C.) was measured.
<Swelling degree with respect to non-aqueous electrolyte>
The aqueous dispersion of the particulate polymer was dried for 3 days in an environment of 50% humidity and 23 to 25 ° C. to obtain a film having a thickness of 1 ± 0.3 mm. This film was cut into 1 cm × 1 cm to form a binder film, and the weight M0 was measured. Thereafter, the obtained film was placed in a nonaqueous electrolytic solution (solvent: EC / DEC / vinylene carbonate (VC) = 68.5 / 30 / 1.5 (volume ratio), electrolyte: LiPF 6 having a concentration of 1 M) at 60 ° C., Soaked for 72 hours. The non-aqueous electrolyte solution on the surface of the film after immersion was wiped off, and the weight M1 was measured. And the swelling degree with respect to non-aqueous electrolyte solution was computed according to the following formula.
Swelling degree with respect to non-aqueous electrolyte = M1 / M0
<Volume average particle diameter>
Dilute the aqueous dispersion of the particulate polymer with ion-exchanged water to prepare a measurement sample with a solid content concentration of 2% by mass, and use a laser diffraction / light scattering particle size distribution analyzer (LS230, manufactured by Beckman Coulter). Then, the volume average particle diameter (D50) of the particulate polymer was measured.
<Stability of the porous membrane composition under shear>
The porous membrane composition was sheared at a shear rate of 500,000 sec −1 using a rheometer (“MCR502” manufactured by Anton Paar Co., Ltd.) equipped with a parallel plate with a diameter of 50 mm, and the shear viscosity 30 seconds after the start of shearing. η 1 was read while continuing shearing. Then, a required time T from the start of shearing at which the shear viscosity becomes 3 times η 1 was measured and evaluated as follows. The longer the required time T, the more stable the composition for a porous membrane under shear.
A: Required time T is 80 minutes or more B: Required time T is 60 minutes or more and less than 80 minutes C: Required time T is 20 minutes or more and less than 40 minutes D: Required time T is less than 20 minutes <Water content of porous membrane>
An organic separator substrate made of a polyethylene porous substrate (manufactured by Celgard, thickness 16 μm) was prepared. The porous membrane composition was applied to one side of the prepared organic separator substrate and dried at 50 ° C. for 2 minutes to obtain a separator having a thickness of 18 μm (porous membrane: 2 μm, organic separator substrate: 16 μm). The obtained separator was cut out into 10 cm x 10 cm, and it was set as the test piece. This test piece is left for 24 hours at a temperature of 25 ° C. and a humidity of 50%, and then a test piece is obtained by a Karl Fischer method (JIS K-0068 (2001) water vaporization method, vaporization temperature 150 ° C.) using a coulometric titration moisture meter. The water content W (ppm) was measured and evaluated as follows. The smaller this value, the smaller the water content in the porous film, and the smaller the amount of water brought into the secondary battery.
A: Water content W is less than 800 ppm B: Water content W is 800 ppm or more and less than 1300 ppm C: Water content W is 1300 ppm or more and less than 1700 ppm D: Water content W is 1700 ppm or more and less than 2200 ppm E: Water content W is 2200 ppm <Peel strength before immersion of electrolyte in porous membrane>
An organic separator substrate made of a polyethylene porous substrate (manufactured by Celgard, thickness 16 μm) was prepared. The porous membrane composition was applied to one side of the prepared organic separator substrate and dried at 50 ° C. for 2 minutes to obtain a separator having a thickness of 18 μm (porous membrane: 2 μm, organic separator substrate: 16 μm). The obtained separator was cut into a rectangle having a length of 100 mm and a width of 10 mm to obtain a test piece. A cellophane tape was fixed to the test stand in advance. As this cellophane tape, the one specified in JIS Z1522 was used. And the test piece cut out from the separator was affixed on the cellophane tape with the porous membrane surface down. Then, the stress when one end of the test piece was pulled in the vertical direction at a pulling speed of 100 mm / min and peeled was measured. The measurement was performed 3 times, the average value was calculated | required, this was made into peel strength (before immersion), and it evaluated as follows. It shows that a porous film is excellent in adhesiveness with the base material (separator base material) before electrolyte solution immersion, so that peel strength (before immersion) is large.
A: Peel strength (before immersion) is 70 N / m or more B: Peel strength (before immersion) is 50 N / m or more and less than 70 N / m C: Peel strength (before immersion) is 30 N / m or more and less than 50 N / m D: Peel Strength (before immersion) is less than 30 N / m <Peel strength after immersion of electrolyte in porous membrane>
An organic separator substrate made of a polyethylene porous substrate (manufactured by Celgard, thickness 16 μm) was prepared. The porous membrane composition was applied to one side of the prepared organic separator substrate, and the same organic separator substrate as described above was overlaid on the obtained coating film. Subsequently, it dried at 50 degreeC for 2 minute (s), and the 34-micrometer-thick laminated body was obtained (porous film: 2 micrometers, organic separator base material 16 micrometers x 2). The obtained laminate was cut into a rectangle having a length of 100 mm and a width of 10 mm to obtain a test piece. This test piece was immersed in a nonaqueous electrolytic solution (solvent: EC / DEC / VC = 68.5 / 30 / 1.5 (volume ratio), electrolyte: LiPF 6 having a concentration of 1 M) at 60 ° C. for 72 hours. The test piece after immersion in the electrolyte is pressed under conditions of 1 MPa and 80 ° C. for 2 minutes, and then the end of one organic separator substrate of the test piece is fixed, and the end of the other organic separator is fixed to the porous membrane. The stress was measured when the film was peeled off by pulling in the vertical direction at a pulling speed of 50 mm / min. The measurement was performed three times, the average value was obtained, and this was taken as the peel strength (after immersion) and evaluated as follows. It shows that a porous film is excellent in adhesiveness with the base material (separator base material) after electrolyte solution immersion, so that peel strength (after immersion) is large.
A: Peel strength (after immersion) is 7.0 N / m or more B: Peel strength (after immersion) is 6.0 N / m or more and less than 7.0 N / m C: Peel strength (after immersion) is 6.0 N / m <Rate characteristics of lithium ion secondary battery>
The prepared secondary battery was allowed to stand for 24 hours in a 25 ° C. environment, and then charged and discharged with a 4.35 V, 0.1 C charge, and a 2.75 V, 0.1 C discharge in a 25 ° C. environment. The initial capacity C0 was measured. Thereafter, in a 25 ° C. environment, 4.35 V, 0.1 C charge, 2.75 V, and 2 C discharge were performed, and the capacity C1 was measured. Then, ΔC = {C1 / C0} × 100 (%) was calculated and evaluated according to the following criteria. It shows that it is excellent in a rate characteristic, so that (DELTA) C is large.
A: ΔC is 90% or more B: ΔC is 85% or more and less than 90% C: ΔC is 80% or more and less than 85% D: ΔC is less than 80% <lifetime characteristics>
The prepared secondary battery was allowed to stand for 24 hours in an environment of 25 ° C., and then charged and discharged by charging at 4.35 V, 0.1 C, and discharging at 2.75 V, 0.1 C in an environment at 25 ° C. The operation was performed. Thereafter, the battery was charged at 4.35 V and 0.1 C, left as it was for 168 hours (7 days) at 60 ° C., and then the cell voltage V 1 (V) was measured at 25 ° C. The voltage drop ΔV (mV) was calculated using the equation: ΔV = {4.35−V1} × 1000 and evaluated as follows. It shows that it is excellent in the lifetime characteristic (self-discharge characteristic), so that this value is small.
A: Voltage drop ΔV is 200 mV or less B: Voltage drop ΔV is more than 200 mV to 400 mV or less C: Voltage drop ΔV is more than 400 mV to 600 mV or less D: Voltage drop ΔV is more than 600 mV to 800 mV or less E: Voltage drop ΔV is more than 800 mV

(実施例1)
<非水系二次電池多孔膜用バインダー組成物の調製>
攪拌機を備えた反応器に、イオン交換水90部、過硫酸アンモニウム0.5部を供給し、気相部を窒素ガスで置換し、80℃に昇温した。一方、別の容器にイオン交換水40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0.8部、そしてポリオキシエチレン基含有単量体としてメトキシポリエチレングリコール#400メタクリレート(新中村化学社製、「M−90G」、R1がメチル基、R2がメチル基、およびn=9の式(II)の化合物に相当。)1.0部、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体として2−エチルヘキシルアクリレート(2−EHA)64.1部、芳香族モノビニル単量体としてスチレン(ST)30部、酸性基含有単量体としてアクリル酸(AA)4.0部、第一架橋性単量体としてアリルメタクリルアミド(AMA)0.2部、第二架橋性単量体としてアリルグリシジルエーテル(AGE)0.7部を混合して単量体組成物を得た。この単量体組成物を4時間かけて前記反応器に連続的に添加して重合を行った。添加中は80℃で反応を行った。添加終了後、過硫酸アンモニウム0.5部を添加し、更に80℃で3時間攪拌して反応を終了し、粒子状重合体の水分散液(非水系二次電池多孔膜用バインダー組成物)を製造した。得られた粒子状重合体の体積平均粒子径は200nmであった。またこの水分散液を用いて、粒子状重合体のガラス転移温度および非水系電解液に対する膨潤度を測定した。結果を表1に示す。なお、ガラス転移温度は一つであり、得られた粒子状重合体がランダム共重合体であることが確認された。
<非水系二次電池多孔膜用組成物の調製>
非導電性粒子としてのアルミナフィラー(日本軽金属社製、「LS256」)100部に対して、上述のバインダー組成物を固形分相当で3部、水溶性重合体としてカルボキシメチルセルロースのナトリウム塩(CMC−Na、ダイセルファインケム社製、「ダイセル(登録商標)1220」)1部、ポリエチレングリコール型界面活性剤(サンノプコ社製、「サンノプコ(登録商標)SNウェット366」)0.2部を混合し、多孔膜用組成物を調製した。
得られた多孔膜用組成物を用いて、多孔膜用組成物のせん断下での安定性、多孔膜の水分含有量、および多孔膜の電解液浸漬前後のピール強度を評価した。結果を表1に示す。
Example 1
<Preparation of binder composition for nonaqueous secondary battery porous membrane>
To a reactor equipped with a stirrer, 90 parts of ion-exchanged water and 0.5 part of ammonium persulfate were supplied, the gas phase part was replaced with nitrogen gas, and the temperature was raised to 80 ° C. On the other hand, 40 parts of ion-exchanged water, 0.8 part of sodium dodecylbenzenesulfonate as an emulsifier, and methoxypolyethylene glycol # 400 methacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., “M- 90G ", R 1 is a methyl group, R 2 is a methyl group, and corresponds to a compound of formula (II) where n = 9.) 1.0 part, 2-ethylhexyl acrylate as a (meth) acrylic acid alkyl ester monomer (2-EHA) 64.1 parts, 30 parts of styrene (ST) as an aromatic monovinyl monomer, 4.0 parts of acrylic acid (AA) as an acidic group-containing monomer, allyl as a first crosslinkable monomer A monomer composition was obtained by mixing 0.2 part of methacrylamide (AMA) and 0.7 part of allyl glycidyl ether (AGE) as the second crosslinkable monomer. This monomer composition was continuously added to the reactor over 4 hours for polymerization. The reaction was carried out at 80 ° C. during the addition. After completion of the addition, 0.5 part of ammonium persulfate was added, and the reaction was terminated by further stirring at 80 ° C. for 3 hours, and an aqueous dispersion of particulate polymer (binder composition for nonaqueous secondary battery porous membrane) was obtained. Manufactured. The obtained particulate polymer had a volume average particle size of 200 nm. Moreover, using this aqueous dispersion, the glass transition temperature of the particulate polymer and the degree of swelling with respect to the non-aqueous electrolyte were measured. The results are shown in Table 1. The glass transition temperature was one, and it was confirmed that the obtained particulate polymer was a random copolymer.
<Preparation of composition for nonaqueous secondary battery porous membrane>
3 parts of the above binder composition corresponding to the solid content with respect to 100 parts of alumina filler (Nippon Light Metal Co., Ltd., “LS256”) as non-conductive particles, sodium salt of carboxymethyl cellulose (CMC-) as a water-soluble polymer 1 part of Na, manufactured by Daicel FineChem, "Daicel (registered trademark) 1220"), 0.2 part of a polyethylene glycol type surfactant (manufactured by San Nopco, "San Nopco (registered trademark) SN Wet 366") is mixed and porous. A film composition was prepared.
Using the obtained porous membrane composition, the stability of the porous membrane composition under shear, the moisture content of the porous membrane, and the peel strength before and after immersion of the porous membrane in the electrolytic solution were evaluated. The results are shown in Table 1.

<多孔膜およびセパレータの製造>
ポリエチレン製の多孔基材からなる有機セパレータ基材(セルガード社製、厚み16μm)を用意した。用意した有機セパレータ基材の片面に、上述のようにして得られた多孔膜用組成物を塗布し、50℃で2分乾燥させて多孔膜を形成した。さらに、接着層用スラリー(日本ゼオン社製、「BM−2500M」)を多孔膜の上に塗布し、50℃で2分間乾燥させた。これにより、厚み20μmのセパレータ(接着層:2μm、多孔膜:2μm、有機セパレータ基材:16μm)を得た。
<Manufacture of porous membrane and separator>
An organic separator substrate made of a polyethylene porous substrate (manufactured by Celgard, thickness 16 μm) was prepared. The porous membrane composition obtained as described above was applied to one side of the prepared organic separator substrate and dried at 50 ° C. for 2 minutes to form a porous membrane. Further, a slurry for adhesive layer (manufactured by Zeon Corporation, “BM-2500M”) was applied on the porous membrane and dried at 50 ° C. for 2 minutes. Thereby, a separator having a thickness of 20 μm (adhesive layer: 2 μm, porous film: 2 μm, organic separator substrate: 16 μm) was obtained.

<負極の製造>
攪拌機付き5MPa耐圧容器に、1,3−ブタジエン33部、IA3.5部、ST63.5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0.4部、イオン交換水150部及び重合開始剤として過硫酸カリウム0.5部を入れ、十分に攪拌した後、50℃に加温して重合を開始した。重合転化率が96%になった時点で冷却し反応を停止して、負極合材層用結着材(SBR)を含む混合物を得た。上記負極合材層用結着材を含む混合物に、5%水酸化ナトリウム水溶液を添加して、pH8に調整後、加熱減圧蒸留によって未反応単量体の除去を行った後、30℃以下まで冷却し、所望の負極合材層用結着材を含む水分散液を得た。
次に、負極活物質としての人造黒鉛(体積平均粒子径:15.6μm)100部、水溶性重合体(増粘剤)としてのカルボキシメチルセルロースのナトリウム塩(日本製紙ケミカル社製「MAC350HC」)の2%水溶液を固形分相当で1部、およびイオン交換水を混合して固形分濃度68%となるように調製した後、25℃で60分間混合した。更にイオン交換水を加えて固形分濃度を62%に調製した後、25℃で15分間更に混合し、混合液を得た。この混合液に、上記の負極合材層用結着材を固形分相当量で1.5部、及びイオン交換水を加え、最終固形分濃度が52%となるように調整し、10分間混合した。これを減圧下で脱泡処理して流動性の良い負極用スラリー組成物を得た。
得られた負極用スラリー組成物を、コンマコーターで、集電体である厚さ20μmの銅箔の上に、乾燥後の膜厚が150μm程度になるように塗布し、乾燥させた。この乾燥は、銅箔を0.5m/分の速度で60℃のオーブン内を2分間かけて搬送することにより行った。その後、120℃にて2分間加熱処理してプレス前の負極原反を得た。このプレス前の負極原反をロールプレスで圧延して、負極合材層の厚みが80μmのプレス後の負極を得た。
<Manufacture of negative electrode>
In a 5 MPa pressure vessel with a stirrer, 33 parts of 1,3-butadiene, 3.5 parts of IA, 63.5 parts of ST, 0.4 parts of sodium dodecylbenzenesulfonate as an emulsifier, 150 parts of ion-exchanged water and potassium persulfate as a polymerization initiator After adding 0.5 part and stirring sufficiently, it heated to 50 degreeC and superposition | polymerization was started. When the polymerization conversion rate reached 96%, the reaction was stopped by cooling to obtain a mixture containing the binder for negative electrode mixture layer (SBR). After adding a 5% aqueous sodium hydroxide solution to the mixture containing the binder for the negative electrode mixture layer and adjusting the pH to 8, the unreacted monomer is removed by heating under reduced pressure, and then up to 30 ° C. or lower. The mixture was cooled to obtain an aqueous dispersion containing the desired binder for the negative electrode mixture layer.
Next, 100 parts of artificial graphite (volume average particle diameter: 15.6 μm) as the negative electrode active material, carboxymethylcellulose sodium salt (“MAC350HC” manufactured by Nippon Paper Chemical Co., Ltd.) as the water-soluble polymer (thickener) A 2% aqueous solution was mixed with 1 part of solid content and ion-exchanged water to prepare a solid content concentration of 68%, and then mixed at 25 ° C. for 60 minutes. Further, ion exchange water was added to adjust the solid content concentration to 62%, and further mixed at 25 ° C. for 15 minutes to obtain a mixed solution. To this mixed solution, 1.5 parts of the above binder for the negative electrode mixture layer and an amount of ion-exchanged water corresponding to the solid content are added to adjust the final solid content concentration to 52% and mixed for 10 minutes. did. This was defoamed under reduced pressure to obtain a slurry composition for negative electrode having good fluidity.
The obtained negative electrode slurry composition was applied on a copper foil having a thickness of 20 μm, which was a current collector, with a comma coater so that the film thickness after drying was about 150 μm, and dried. This drying was performed by conveying the copper foil in an oven at 60 ° C. at a speed of 0.5 m / min for 2 minutes. Thereafter, heat treatment was performed at 120 ° C. for 2 minutes to obtain a negative electrode raw material before pressing. The negative electrode raw material before pressing was rolled with a roll press to obtain a negative electrode after pressing with a negative electrode mixture layer thickness of 80 μm.

<正極の製造>
正極活物質としてのLiCoO2(体積平均粒子径:12μm)を100部、導電材としてのアセチレンブラック(電気化学工業社製、「HS−100」)を2部、正極合材層用結着材としてのポリフッ化ビニリデン(クレハ社製、「#7208」)を固形分相当で2部と、N−メチルピロリドンとを混合し全固形分濃度が70%となる量とした。これらをプラネタリーミキサーにより混合し、正極用スラリー組成物を調製した。
得られた正極用スラリー組成物を、コンマコーターで、集電体である厚さ20μmのアルミ箔の上に、乾燥後の膜厚が150μm程度になるように塗布し、乾燥させた。この乾燥は、アルミ箔を0.5m/分の速度で60℃のオーブン内を2分間かけて搬送することにより行った。その後、120℃にて2分間加熱処理して、プレス前の正極原反を得た。このプレス前の正極原反をロールプレスで圧延して、正極合材層の厚みが80μmのプレス後正極を得た。
<Production of positive electrode>
100 parts of LiCoO 2 (volume average particle diameter: 12 μm) as a positive electrode active material, 2 parts of acetylene black (“HS-100” manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) as a conductive material, binder for positive electrode mixture layer Polyvinylidene fluoride (Kureha Co., Ltd., “# 7208”) in an amount corresponding to the solid content and N-methylpyrrolidone were mixed so that the total solid content was 70%. These were mixed by a planetary mixer to prepare a positive electrode slurry composition.
The obtained positive electrode slurry composition was applied onto a 20 μm-thick aluminum foil as a current collector by a comma coater so that the film thickness after drying was about 150 μm and dried. This drying was performed by transporting the aluminum foil in an oven at 60 ° C. at a speed of 0.5 m / min for 2 minutes. Thereafter, heat treatment was performed at 120 ° C. for 2 minutes to obtain a positive electrode raw material before pressing. The positive electrode raw material before pressing was rolled with a roll press to obtain a positive electrode after pressing with a positive electrode mixture layer thickness of 80 μm.

<リチウムイオン二次電池の製造>
上記で得られたプレス後の正極を49cm×5cmに切り出して正極合材層側の表面が上側になるように置いた。そしてその上に、120cm×5.5cmに切り出したセパレータ(片面に接着層および多孔膜を備えるセパレータ)を、正極の正極合材層側の表面がセパレータの接着層に向かいあうように、かつ、正極がセパレータの長手方向左側に位置するように配置した。さらに、上記で得られたプレス後の負極を、50cm×5.2cmに切り出し、これをセパレータ上に、負極合材層側の表面がセパレータの有機セパレータ基材に向かい合うように、かつ、負極がセパレータの長手方向右側に位置するように配置した。これを捲回機により、セパレータの長手方向の真ん中を中心に捲回し、捲回体を得た。この捲回体を60℃、0.5MPaでプレスし、扁平体とした後、電池の外装としてのアルミ包材外装で包み、電解液(溶媒:EC/DEC/VC(体積比)=68.5/30/1.5、電解質:濃度1MのLiPF6)を空気が残らないように注入した。さらに、アルミ包材外装の開口を密封するために、150℃のヒートシールをしてアルミ包材外装を閉口し、その後、アルミ包材外装に封入した捲回体をアルミ包材外装ごと温度80℃、圧力1MPaで2分間プレスし、非水系二次電池として放電容量1000mAhの捲回型リチウムイオン二次電池を製造した。
そして、得られた二次電池について、レート特性および寿命特性を評価した。結果を表1に示す。
<Manufacture of lithium ion secondary batteries>
The positive electrode after pressing obtained above was cut into 49 cm × 5 cm and placed so that the surface on the positive electrode mixture layer side was on the upper side. On top of that, a separator (a separator having an adhesive layer and a porous film on one side) cut out to 120 cm × 5.5 cm is disposed so that the surface of the positive electrode mixture layer side of the positive electrode faces the adhesive layer of the separator. Was placed on the left side in the longitudinal direction of the separator. Furthermore, the negative electrode after pressing obtained above was cut out to 50 cm × 5.2 cm, and this was placed on the separator so that the surface on the negative electrode mixture layer side faced the organic separator substrate of the separator, and the negative electrode was It arrange | positioned so that it might be located in the longitudinal direction right side of a separator. This was wound with a winding machine around the center in the longitudinal direction of the separator to obtain a wound body. The wound body is pressed at 60 ° C. and 0.5 MPa to form a flat body, and then wrapped in an aluminum packaging exterior as the exterior of the battery, and an electrolytic solution (solvent: EC / DEC / VC (volume ratio) = 68. 5/30 / 1.5, electrolyte: LiPF 6 ) with a concentration of 1M was injected so that no air remained. Further, in order to seal the opening of the aluminum packaging material exterior, heat sealing at 150 ° C. is performed to close the aluminum packaging material exterior, and then the wound body enclosed in the aluminum packaging material exterior is heated to a temperature of 80 with the aluminum packaging material exterior. The wound lithium ion secondary battery having a discharge capacity of 1000 mAh was manufactured as a non-aqueous secondary battery by pressing at a pressure of 1 ° C. for 2 minutes.
And the rate characteristic and lifetime characteristic were evaluated about the obtained secondary battery. The results are shown in Table 1.

(実施例2〜8)
粒子状重合体の調製に用いる単量体の量および種類を表1のように変更した以外は、実施例1と同様にして、粒子状重合体の水分散液(バインダー組成物)、多孔膜用組成物、セパレータ、負極、正極、およびリチウムイオン二次電池を製造し、同様の項目について評価した。結果を表1に示す。
なお、実施例5においては、ポリオキシエチレン基含有単量体として、M−90Gに替えてメトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート(日油社製、「ブレンマーPME−200」、R1がメチル基、R2がメチル基、およびn=4の式(II)の化合物に相当。)を使用した。また実施例6においては、ポリオキシエチレン基含有単量体として、M−90Gに替えてメトキシポリエチレングリコール#1000メタクリレート(新中村化学社製、「M−230G」、R1がメチル基、R2がメチル基、およびn=23の式(II)の化合物に相当。)を使用した。
(Examples 2 to 8)
A particulate polymer aqueous dispersion (binder composition), porous membrane in the same manner as in Example 1 except that the amount and type of monomer used for the preparation of the particulate polymer were changed as shown in Table 1. Compositions, separators, negative electrodes, positive electrodes, and lithium ion secondary batteries were manufactured, and the same items were evaluated. The results are shown in Table 1.
In Example 5, as a polyoxyethylene group-containing monomer, methoxypolyethylene glycol monomethacrylate (manufactured by NOF Corporation, “Blenmer PME-200”, R 1 is a methyl group, R 2 instead of M-90G) Corresponds to a methyl group and a compound of formula (II) with n = 4). In Example 6, as a polyoxyethylene group-containing monomer, methoxypolyethylene glycol # 1000 methacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., “M-230G” instead of M-90G, R 1 is a methyl group, R 2 Corresponds to a methyl group and a compound of formula (II) with n = 23).

(実施例9)
多孔膜用組成物の調製の際に、粒子状重合体の配合量を表1のように変更した以外は、実施例1と同様にして、粒子状重合体の水分散液(バインダー組成物)、多孔膜用組成物、セパレータ、負極、正極、およびリチウムイオン二次電池を製造し、同様の項目について評価した。結果を表1に示す。
Example 9
In the same manner as in Example 1 except that the amount of the particulate polymer was changed as shown in Table 1 when the porous membrane composition was prepared, an aqueous dispersion of the particulate polymer (binder composition) A porous membrane composition, a separator, a negative electrode, a positive electrode, and a lithium ion secondary battery were produced, and the same items were evaluated. The results are shown in Table 1.

(比較例1〜3)
粒子状重合体の調製に用いる単量体の量および種類を表1のように変更した以外は、実施例1と同様にして、粒子状重合体の水分散液(バインダー組成物)、多孔膜用組成物、セパレータ、負極、正極、およびリチウムイオン二次電池を製造し、同様の項目について評価した。結果を表1に示す。
(Comparative Examples 1-3)
A particulate polymer aqueous dispersion (binder composition), porous membrane in the same manner as in Example 1 except that the amount and type of monomer used for the preparation of the particulate polymer were changed as shown in Table 1. Compositions, separators, negative electrodes, positive electrodes, and lithium ion secondary batteries were manufactured, and the same items were evaluated. The results are shown in Table 1.

Figure 2017027856
Figure 2017027856

上述の表1の実施例1〜9および比較例1〜3より、式(I)で表される繰り返し単位、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体単位、および芳香族モノビニル単量体単位をそれぞれ所定の範囲内の割合で含む粒子状重合体を多孔膜用のバインダーとして用いれば、せん断下での安定性に優れる多孔膜用組成物が得られ、またリチウムイオン二次電池に優れたレート特性および寿命特性を発揮させ得ることがわかる。また、実施例1〜9では、多孔膜の水分含有量が十分に低く、そして多孔膜の電解液浸漬前後のピール強度が優れていることがわかる。
ここで、上述の表1の実施例1〜4、並びに比較例1および2より、粒子状重合体中の式(I)で表される繰り返し単位の含有割合を変更することで、多孔膜用組成物のせん断下での安定性、多孔膜の電解液浸漬前後のピール強度、二次電池のレート特性および寿命特性を向上させ、また、多孔膜の水分含有量を低下させうることがわかる。
そして、上述の表1の実施例1、5、および6より、粒子状重合体の式(I)で表される繰り返し単位におけるnの値を変更することで、多孔膜用組成物のせん断下での安定性、多孔膜の電解液浸漬前後のピール強度、二次電池のレート特性および寿命特性を向上させ、また、多孔膜の水分含有量を低下させうることがわかる。特に、上述の表1の実施例1と5より、Pの値(ポリオキシエチレン鎖部分が粒子状重合体中に占める存在割合に相関する指標)が同程度であっても、nの値を変更することにより、多孔膜用組成物のせん断下での安定性、多孔膜の電解液浸漬前のピール強度、二次電池のレート特性および寿命特性を向上させうることがわかる。
更に、上述の表1の実施例1、9より、粒子状重合体の配合量を変更することで、多孔膜用組成物のせん断下での安定性および二次電池のレート特性を向上させ、また、多孔膜の水分含有量を低下させうることがわかる。
From Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 3 in Table 1 above, the repeating unit represented by the formula (I), the (meth) acrylic acid alkyl ester monomer unit, and the aromatic monovinyl monomer unit When a particulate polymer containing a proportion within a predetermined range is used as a binder for a porous membrane, a composition for a porous membrane having excellent stability under shear can be obtained, and an excellent rate for a lithium ion secondary battery. It can be seen that the characteristics and life characteristics can be exhibited. Moreover, in Examples 1-9, it turns out that the moisture content of a porous film is low enough, and the peel strength before and behind electrolyte solution immersion of a porous film is excellent.
Here, from Examples 1 to 4 in Table 1 and Comparative Examples 1 and 2, by changing the content ratio of the repeating unit represented by the formula (I) in the particulate polymer, for the porous membrane It can be seen that the stability of the composition under shear, the peel strength before and after immersion of the porous membrane in the electrolyte, the rate characteristics and life characteristics of the secondary battery can be improved, and the moisture content of the porous film can be reduced.
And from Examples 1, 5, and 6 in Table 1 above, by changing the value of n in the repeating unit represented by the formula (I) of the particulate polymer, under the shear of the porous membrane composition It can be seen that the stability of the porous film, the peel strength before and after immersion in the electrolyte solution, the rate characteristics and the life characteristics of the secondary battery can be improved, and the water content of the porous film can be reduced. In particular, from Examples 1 and 5 in Table 1 above, even if the value of P (an index correlating with the abundance ratio of the polyoxyethylene chain portion in the particulate polymer) is similar, the value of n is It can be seen that by changing the stability of the composition for the porous membrane under shear, the peel strength before immersion of the porous membrane in the electrolyte, the rate characteristics and the life characteristics of the secondary battery can be improved.
Furthermore, from Examples 1 and 9 in Table 1 above, by changing the blending amount of the particulate polymer, the stability of the composition for porous membranes under shear and the rate characteristics of the secondary battery are improved, It can also be seen that the moisture content of the porous membrane can be reduced.

本発明によれば、非水系二次電池多孔膜用組成物のせん断下での安定性を高め、且つ非水系二次電池に優れた電池特性を発揮させ得る非水系二次電池多孔膜用バインダー組成物を提供することができる。
また、本発明によれば、せん断下での安定性に優れており、且つ非水系二次電池に優れた電池特性を発揮させ得る非水系二次電池多孔膜用組成物を提供することができる。
そして、本発明によれば、非水系二次電池に優れた電池特性を発揮させ得る非水系二次電池用多孔膜、および当該非水系二次電池用多孔膜を備え、電池特性に優れる非水系二次電池を提供することができる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the binder for nonaqueous secondary battery porous films which can improve the stability under the shear of the composition for nonaqueous secondary battery porous films, and can exhibit the battery characteristic excellent in the nonaqueous secondary battery. A composition can be provided.
In addition, according to the present invention, it is possible to provide a composition for a porous membrane of a nonaqueous secondary battery that is excellent in stability under shear and that can exhibit excellent battery characteristics in a nonaqueous secondary battery. .
According to the present invention, a nonaqueous secondary battery porous membrane capable of exhibiting excellent battery characteristics in a nonaqueous secondary battery, and a nonaqueous secondary battery comprising the porous membrane for a nonaqueous secondary battery and having excellent battery characteristics A secondary battery can be provided.

Claims (7)

下記式(I):
Figure 2017027856
(式中、R1は水素原子又はメチル基を表し、R2はフェニル基、炭素原子数1以上6以下のアルキル基、又は炭素原子数1以上6以下のアルキル基を1つ以上3つ以下有するフェニル基を表し、そしてnは3以上の整数を表す。)で表される繰り返し単位を0.1質量%以上5質量%以下、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体単位を35質量%以上、および芳香族モノビニル単量体単位を20質量%以上60質量%以下含む粒子状重合体を含有する、非水系二次電池多孔膜用バインダー組成物。
The following formula (I):
Figure 2017027856
(In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 2 represents a phenyl group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or one to three alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms. And n represents an integer of 3 or more.) A repeating unit represented by 0.1 to 5% by mass, and a (meth) acrylic acid alkyl ester monomer unit to 35% by mass. The binder composition for nonaqueous secondary battery porous films containing the particulate polymer which contains the above and the aromatic monovinyl monomer unit 20 mass% or more and 60 mass% or less.
前記粒子状重合体の非水系電解液に対する膨潤度が1倍超3倍以下である、請求項1に記載の非水系二次電池多孔膜用バインダー組成物。   The binder composition for non-aqueous secondary battery porous membrane according to claim 1, wherein the degree of swelling of the particulate polymer with respect to the non-aqueous electrolyte is more than 1 time and 3 times or less. 請求項1または2に記載の非水系二次電池多孔膜用バインダー組成物、非導電性粒子および水を含有する、非水系二次電池多孔膜用組成物。   The composition for non-aqueous secondary battery porous films containing the binder composition for non-aqueous secondary battery porous films of Claim 1 or 2, a nonelectroconductive particle, and water. 前記非導電性粒子100質量部当たり、前記粒子状重合体を0.5質量部以上10質量部以下含む、請求項3に記載の非水系二次電池多孔膜用組成物。   The composition for a nonaqueous secondary battery porous membrane according to claim 3, comprising 0.5 to 10 parts by mass of the particulate polymer per 100 parts by mass of the nonconductive particles. 前記非導電性粒子の全固形分中に占める割合が70質量%以上である、請求項3又は4に記載の非水系二次電池多孔膜用組成物。   The composition for a non-aqueous secondary battery porous membrane according to claim 3 or 4, wherein a proportion of the non-conductive particles in the total solid content is 70% by mass or more. 請求項3〜5の何れかに記載の二次電池多孔膜用組成物から形成された、非水系二次電池用多孔膜。   A porous membrane for a non-aqueous secondary battery, formed from the composition for a secondary battery porous membrane according to any one of claims 3 to 5. 請求項6に記載の非水系二次電池用多孔膜を備える、非水系二次電池。   A non-aqueous secondary battery comprising the porous membrane for a non-aqueous secondary battery according to claim 6.
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