JP2017069006A - Binder composition for battery electrode and method for producing the same - Google Patents

Binder composition for battery electrode and method for producing the same Download PDF

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一博 高橋
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美和 中村
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孝 松尾
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秀昭 植田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a binder composition for a battery electrode with low internal resistance, which is excellent in coating properties of a slurry positive electrode material composition in forming a positive electrode, which is high in binding properties, which causes no oxidation degradation under a positive electrode environment, and which provides an aqueous binder with less environmental load.SOLUTION: A binder composition for a battery electrode contains: a polymer containing (A) a (meth)acrylic monomer and (B) a constituent unit derived from a multifunctional (meth)acrylate monomer; and a nonion-based surfactant and an anion-based surfactant, as (C) an emulsifier.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は電池の電極に用いられる電池電極用バインダー組成物に関する。本明細書において、電池とは、電気化学キャパシタを包含しており、一次電池または二次電池である。電池の具体例は、リチウムイオン二次電池およびニッケル水素二次電池である。   The present invention relates to a binder composition for battery electrodes used for battery electrodes. In this specification, the battery includes an electrochemical capacitor and is a primary battery or a secondary battery. Specific examples of the battery are a lithium ion secondary battery and a nickel metal hydride secondary battery.

電池の電極において、バインダーを用いることが知られている。バインダーを用いた電極を有する電池の代表例として、リチウムイオン二次電池が挙げられる。
リチウムイオン二次電池はエネルギー密度が高く、高電圧であるため、携帯電話やノートパソコン、カムコーダーなどの電子機器に用いられている。最近では環境保護への意識の高まりや関連法の整備により、電気自動車やハイブリッド電気自動車などの車載用途や家庭用電力貯蔵用の蓄電池としての応用も進んできている。
It is known to use a binder in the battery electrode. A typical example of a battery having an electrode using a binder is a lithium ion secondary battery.
Lithium ion secondary batteries have high energy density and high voltage, and are therefore used in electronic devices such as mobile phones, notebook computers, and camcorders. Recently, due to heightened awareness of environmental protection and the development of related laws, applications as in-vehicle applications such as electric vehicles and hybrid electric vehicles and storage batteries for household power storage are also progressing.

リチウムイオン二次電池は一般的に負極、正極、セパレータ、電解液、集電体で構成される。電極に関して、負極はリチウムイオンの挿入脱離が可能なグラファイトやハードカーボンなどの負極活物質と導電助剤、バインダー、溶媒からなる塗工液を銅箔に代表される集電体上に塗布、乾燥して得られる。現在一般的には、バインダーとしてスチレン−ブタジエンゴム( 以下、「SBR」と略す)を水に分散させたものが用いられている。   A lithium ion secondary battery is generally composed of a negative electrode, a positive electrode, a separator, an electrolytic solution, and a current collector. Regarding the electrode, the negative electrode is coated on a current collector typified by copper foil with a negative electrode active material such as graphite or hard carbon capable of inserting and removing lithium ions, a conductive additive, a binder, and a solvent. Obtained by drying. Currently, styrene-butadiene rubber (hereinafter abbreviated as “SBR”) dispersed in water is generally used as a binder.

一方、正極は層状のコバルト酸リチウムやスピネル型マンガン酸リチウム等の正極活物質とカーボンブラック等の導電助剤、ポリフッ化ビニリデンやポリ四フッ化エチレン等のバインダーを混合し、N-メチルピロリドンのような極性溶媒に分散させた塗工液をアルミニウム箔に代表される集電体箔上に負極と同様に塗布、乾燥して製造されている。   On the other hand, the positive electrode is made by mixing a layered positive electrode active material such as lithium cobaltate or spinel type lithium manganate with a conductive auxiliary such as carbon black, a binder such as polyvinylidene fluoride or polytetrafluoroethylene, and the like. The coating liquid dispersed in such a polar solvent is manufactured by applying and drying on a current collector foil represented by an aluminum foil in the same manner as the negative electrode.

これらのリチウムイオン電池のバインダーは、結着力を確保するためにバインダーの添加量を多くする必要があり、そのことによる性能の低下が課題として挙げられる。また、N-メチルピロリドンをスラリー溶媒に用いており、回収、コスト、毒性および環境負荷の観点から、水系バインダーが望まれている。しかしながら、水系であるSBR系バインダーを用いた場合では正極環境下において酸化劣化するといった課題が挙げられる。そのため、依然として正極のバインダーには現行のN-メチルピロリドンを分散溶媒に用いたポリフッ化ビニリデンやポリ四フッ化エチレンがバインダーとして用いられており、集電体と活物質や活物質同士の結着性に優れ、環境負荷が少ない水系であり、かつ耐酸化性の高い二次電池用の電極の製造に適したバインダーの開発が急務となっている。   The binder of these lithium ion batteries needs to increase the addition amount of the binder in order to ensure the binding force, and the performance degradation due to this is mentioned as a problem. Further, N-methylpyrrolidone is used as a slurry solvent, and an aqueous binder is desired from the viewpoint of recovery, cost, toxicity and environmental load. However, when an aqueous SBR binder is used, there is a problem that it is oxidized and deteriorated in a positive electrode environment. Therefore, the binder of the positive electrode still uses polyvinylidene fluoride or polytetrafluoroethylene using N-methylpyrrolidone as a dispersion solvent as a binder, and binds the current collector to the active material or between the active materials. There is an urgent need to develop a binder suitable for the production of an electrode for a secondary battery, which is superior in water quality, has a low environmental impact, and has high oxidation resistance.

最近、上記課題を解決するために特許文献1および2では、水系バインダー成分として、アクリルエマルジョンからなるバインダーが提案されている。しかしながら、これらのバインダーを正極に用いた場合、電極と集電体間の界面抵抗や電池の内部抵抗が高くなるという問題があり、電池特性が悪くなることが懸念されている。   Recently, in order to solve the above problems, Patent Documents 1 and 2 propose a binder made of an acrylic emulsion as an aqueous binder component. However, when these binders are used for the positive electrode, there is a problem that the interfacial resistance between the electrode and the current collector and the internal resistance of the battery become high, and there is a concern that the battery characteristics deteriorate.

特開2014−116265号公報JP 2014-116265 A 特開2006−260782号公報JP 2006-260782 A

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、結着性が高くかつ正極環境下で酸化劣化を起こさない、環境負荷の小さな水系のバインダーで、内部抵抗の低い電池電極用バインダー組成物を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a battery-based binder composition for battery electrodes that has a high binding property and does not cause oxidative deterioration in a positive electrode environment and has a low environmental load and a low internal resistance. The purpose is to provide.

本発明者らは、上記目的を達成するために検討を重ねた結果、特定の電池電極用バインダー組成物を用いることにより、上記課題を解決することを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち本発明は以下に関する。
項1.
(A)(メタ)アクリルモノマーから誘導される構成単位と
(B)多官能(メタ)アクリレートモノマーから誘導される構成単位と、を含む重合体と
(C)乳化剤として、ノニオン系界面活性剤およびアニオン系界面活性剤を含有することを特徴とするバインダー組成物。
項2.
(A)(メタ)アクリルモノマーが(A−1)水酸基を有する(メタ)アクリレートモノマー、(A−2)(メタ)アクリレートモノマーおよび(A−3)(メタ)アクリル酸モノマーである項1に記載のバインダー組成物。
項3.
(A−1)水酸基を有する(メタ)アクリルモノマーの分子量が100〜1000のアルキレングリコールモノ(メタ)アクリレートモノマーである項2記載のバインダー組成物。
項4.
(B)多官能(メタ)アクリレートモノマーが2〜5官能の(メタ)アクリレートである項1〜3のいずれかに記載のバインダー組成物。
項5.
アニオン系界面活性剤が硫酸エステル型、カルボン酸型、スルホン酸型、リン酸エステル型から選択されるアニオン系界面活性剤であり、ノニオン系界面活性剤がポリオキシアルキレン型ノニオン系界面活性剤である項1〜4のいずれかに記載のバインダー組成物。
項6.
アニオン系界面活性剤およびノニオン系界面活性剤の含有量が仕込みのモノマー量に対して0.01〜10重量%である項1〜5のいずれかに記載のバインダー組成物。
項7.
アニオン系界面活性剤とノニオン系界面活性剤の含有量の比が1:10〜10:1である項1〜6のいずれかに記載のバインダー組成物。
項8.
水中で(A)(メタ)アクリルモノマーと、(B)多官能(メタ)アクリレートモノマーを、ノニオン系界面活性剤およびアニオン系界面活性剤を用いて乳化させながら重合させてなるバインダー組成物の製造方法。
項9.
少なくとも項1〜7のいずれかに記載のバインダー組成物と活物質、導電助剤からなる電池用電極。
項10.
項9に記載の電極を用いて得られることを特徴とする電池。
As a result of repeated studies to achieve the above object, the present inventors have found that the above problems can be solved by using a specific binder composition for battery electrodes, and have completed the present invention. That is, the present invention relates to the following.
Item 1.
(A) a polymer containing a structural unit derived from a (meth) acrylic monomer and (B) a structural unit derived from a polyfunctional (meth) acrylate monomer; and (C) a nonionic surfactant as an emulsifier; A binder composition comprising an anionic surfactant.
Item 2.
Item (1) wherein (A) (meth) acrylic monomer is (A-1) a (meth) acrylate monomer having a hydroxyl group, (A-2) (meth) acrylate monomer, and (A-3) (meth) acrylic acid monomer. The binder composition described.
Item 3.
(A-1) The binder composition according to Item 2, wherein the (meth) acrylic monomer having a hydroxyl group is an alkylene glycol mono (meth) acrylate monomer having a molecular weight of 100 to 1,000.
Item 4.
(B) The binder composition according to any one of Items 1 to 3, wherein the polyfunctional (meth) acrylate monomer is a 2 to 5 functional (meth) acrylate.
Item 5.
The anionic surfactant is an anionic surfactant selected from sulfate ester type, carboxylic acid type, sulfonic acid type, and phosphate ester type, and the nonionic surfactant is a polyoxyalkylene type nonionic surfactant. Item 5. The binder composition according to any one of Items 1 to 4.
Item 6.
Item 6. The binder composition according to any one of Items 1 to 5, wherein the content of the anionic surfactant and the nonionic surfactant is from 0.01 to 10% by weight based on the amount of monomers charged.
Item 7.
Item 7. The binder composition according to any one of Items 1 to 6, wherein the ratio of the content of the anionic surfactant and the nonionic surfactant is 1:10 to 10: 1.
Item 8.
Production of a binder composition obtained by polymerizing (A) (meth) acrylic monomer and (B) polyfunctional (meth) acrylate monomer in water using a nonionic surfactant and an anionic surfactant. Method.
Item 9.
A battery electrode comprising at least the binder composition according to any one of Items 1 to 7, an active material, and a conductive additive.
Item 10.
A battery obtained by using the electrode according to Item 9.

本発明のノニオン系界面活性剤およびアニオン系界面活性剤を含有する電池電極用バインダー組成物は、屈曲性に優れる電極を提供する。
本発明のノニオン系界面活性剤およびアニオン系界面活性剤を含有する電池電極用バインダー組成物は、電解液への溶解が抑制されており、実質的に電解液に溶解しない。この非溶解性は、架橋剤成分に多官能(メタ)アクリレートモノマーから誘導される構成単位を用いることにより高度に架橋した構造であるためと考えられる。
バインダー組成物中に界面活性剤が含まれていると、電池電極用スラリーの顕著な増粘による塗工性の悪化や、電池の酸化還元反応に悪影響を及ぼし、電池特性を低下することが考えられるが、本発明のノニオン系界面活性剤およびアニオン系界面活性剤を含有する電池電極用バインダー組成物は、電池電極用スラリーの顕著な増粘を抑えられるため、塗工性が良好となり、またスラリーの分散性が良好な結果、電極の内部抵抗が低くなり電池の特性低下を抑え、高容量を有し、電池寿命が長く、充放電特性に優れた電池、特に二次電池を提供することができる。
本発明の二次電池は、高電圧で使用でき、かつ優れた耐熱性を有する。
電池電極用バインダー組成物は、水系(媒体が水)であるので、環境への負荷が少なく、有機溶媒の回収装置を必要としない。
The binder composition for battery electrodes containing the nonionic surfactant and the anionic surfactant of the present invention provides an electrode having excellent flexibility.
The binder composition for battery electrodes containing the nonionic surfactant and the anionic surfactant of the present invention is suppressed from being dissolved in the electrolytic solution, and is not substantially dissolved in the electrolytic solution. This insolubility is considered to be due to a highly crosslinked structure by using a structural unit derived from a polyfunctional (meth) acrylate monomer as a crosslinking agent component.
If a surfactant is contained in the binder composition, it is considered that the coating properties are deteriorated due to remarkable thickening of the battery electrode slurry, and the battery oxidation / reduction reaction is adversely affected to deteriorate the battery characteristics. However, the binder composition for battery electrodes containing the nonionic surfactant and the anionic surfactant of the present invention can suppress remarkable thickening of the slurry for battery electrodes, so that the coating property is improved. As a result of good dispersibility of the slurry, it is possible to provide a battery, particularly a secondary battery, which has low internal resistance of the electrode, suppresses deterioration of battery characteristics, has high capacity, has a long battery life, and excellent charge / discharge characteristics. Can do.
The secondary battery of the present invention can be used at a high voltage and has excellent heat resistance.
Since the binder composition for battery electrodes is aqueous (medium is water), it has a low environmental load and does not require an organic solvent recovery device.

本発明の電池電極用バインダー組成物は
(A)(メタ)アクリレートモノマーから誘導される構成単位と、
(B)多官能(メタ)アクリレートモノマーから誘導される構成単位、
を含む重合体と、
(C)乳化剤としてノニオン系界面活性剤およびアニオン系界面活性剤を含有することを特徴する電池電極用バインダー組成物である。
The binder composition for battery electrodes of the present invention comprises (A) a structural unit derived from a (meth) acrylate monomer,
(B) a structural unit derived from a polyfunctional (meth) acrylate monomer,
A polymer comprising
(C) A binder composition for battery electrodes, comprising a nonionic surfactant and an anionic surfactant as an emulsifier.

(A)(メタ)アクリルモノマーとしては、(A−1)水酸基を有する(メタ)アクリレートモノマー、(A−2)(メタ)アクリレートモノマー、(A−3)(メタ)アクリル酸モノマーがありこれらのそれぞれが1種又は2種以上併用できる。   (A) (Meth) acrylic monomers include (A-1) (meth) acrylate monomers having a hydroxyl group, (A-2) (meth) acrylate monomers, and (A-3) (meth) acrylic acid monomers. Each of these can be used alone or in combination of two or more.

(A−1)水酸基を有する(メタ)アクリレート系モノマーとしては、分子量が100〜1000のアルキレングリコールモノ(メタ)アクリレートが好ましい。具体例としてはジエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、およびポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、テトラプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、およびポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。これらは1種又は2種以上併用できる。これらの中でも、テトラエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、テトラプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレートが好ましい。   (A-1) The (meth) acrylate monomer having a hydroxyl group is preferably an alkylene glycol mono (meth) acrylate having a molecular weight of 100 to 1,000. Specific examples include diethylene glycol mono (meth) acrylate, triethylene glycol mono (meth) acrylate, tetraethylene glycol mono (meth) acrylate, polyethylene glycol mono (meth) acrylate, dipropylene glycol mono (meth) acrylate, and tripropylene glycol. Examples thereof include mono (meth) acrylate, tetrapropylene glycol mono (meth) acrylate, and polypropylene glycol mono (meth) acrylate. These can be used alone or in combination of two or more. Among these, tetraethylene glycol mono (meth) acrylate, polyethylene glycol mono (meth) acrylate, tetrapropylene glycol mono (meth) acrylate, and polypropylene glycol mono (meth) acrylate are preferable.

(A−2)(メタ)アクリレートモノマーの具体例としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸n−アミル、(メタ)アクリル酸イソアミル、(メタ)アクリル酸n−ヘキシル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、および(メタ)アクリル酸ラウリルなどの(メタ)アクリル酸アルキルエステルが挙げられる。好ましくは、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピルである。これら(メタ)アクリル酸エステルモノマーは1種又は2種以上併用できる。   Specific examples of (A-2) (meth) acrylate monomers include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, and (meth) acrylic acid n. -Butyl, isobutyl (meth) acrylate, n-amyl (meth) acrylate, isoamyl (meth) acrylate, n-hexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, and (meth) acrylic acid Examples include (meth) acrylic acid alkyl esters such as lauryl. Preferred are methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, and isopropyl (meth) acrylate. These (meth) acrylic acid ester monomers can be used alone or in combination of two or more.

(A−3)(メタ)アクリル酸モノマーの具体例としては、メタクリル酸、アクリル酸が挙げられ、1種又は2種併用できる。メタクリル酸とアクリル酸の2種の組み合わせを重量比1:99〜99:1、例えば5:95〜95:5、特に20:80〜80:20で使用してもよい。   (A-3) Specific examples of the (meth) acrylic acid monomer include methacrylic acid and acrylic acid, which can be used alone or in combination of two or more. Two combinations of methacrylic acid and acrylic acid may be used in a weight ratio of 1:99 to 99: 1, for example 5:95 to 95: 5, in particular 20:80 to 80:20.

(B)多官能(メタ)アクリレー トモノマーは、架橋剤として働く。(B)多官能(メタ)アクリレートモノマーとしては2官能〜5官能(メタ)アクリレートが挙げられる。2官能〜5官能の架橋剤では、乳化重合での分散が良好であり、バインダーとしての物性(屈曲性、結着性)が優れている。(B)多官能(メタ)アクリレートモノマーは、好ましくは3官能または4官能(メタ)アクリレートである。   (B) The polyfunctional (meth) acrylate monomer serves as a crosslinking agent. (B) As a polyfunctional (meth) acrylate monomer, bifunctional-pentafunctional (meth) acrylate is mentioned. A bifunctional to pentafunctional cross-linking agent is excellent in dispersion by emulsion polymerization and has excellent physical properties (flexibility and binding properties) as a binder. (B) The polyfunctional (meth) acrylate monomer is preferably a trifunctional or tetrafunctional (meth) acrylate.

2官能(メタ)アクリレートの具体例としては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、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジオキサングリコールジ(メタ)アクリレート、ビス(メタ)アクリロイルオキシエチルフォスフェートなどが挙げられる。   Specific examples of the bifunctional (meth) acrylate include triethylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate, tetrapropylene glycol di Examples thereof include (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, polytetramethylene glycol di (meth) acrylate, dioxane glycol di (meth) acrylate, and bis (meth) acryloyloxyethyl phosphate.

3官能(メタ)アクリレートの具体例としては、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンEO付加トリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンPO付加トリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、2,2,2-トリス(メタ)アクリロイロキシメチルエチルコハク酸、エトキシ化イソシアヌル酸トリ(メタ)アクリレート、ε−カプロラクトン変性トリス−(2−(メタ)アクリロキシエチル)イソシアヌレート、グリセリンEO付加トリ(メタ)アクリレート、グリセリンPO付加トリ(メタ)アクリレートおよびトリス(メタ)アクリロイルオキシエチルフォスフェートなどが挙げられる。これらの中でも、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンEO付加トリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートが好ましい。   Specific examples of trifunctional (meth) acrylates include trimethylolpropane tri (meth) acrylate, trimethylolpropane EO-added tri (meth) acrylate, trimethylolpropane PO-added tri (meth) acrylate, and pentaerythritol tri (meth) acrylate. 2,2,2-tris (meth) acryloyloxymethylethyl succinic acid, ethoxylated isocyanuric acid tri (meth) acrylate, ε-caprolactone modified tris- (2- (meth) acryloxyethyl) isocyanurate, glycerin EO Addition tri (meth) acrylate, glycerin PO addition tri (meth) acrylate, tris (meth) acryloyloxyethyl phosphate, and the like can be mentioned. Among these, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, trimethylolpropane EO-added tri (meth) acrylate, and pentaerythritol tri (meth) acrylate are preferable.

4官能(メタ)アクリレートの具体例としては、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレートおよびペンタエリスリトールEO付加テトラ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。   Specific examples of the tetrafunctional (meth) acrylate include ditrimethylolpropane tetra (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, and pentaerythritol EO-added tetra (meth) acrylate.

5官能(メタ)アクリレートの具体例としては、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートが挙げられる。   Specific examples of the pentafunctional (meth) acrylate include dipentaerythritol penta (meth) acrylate.

多官能(メタ)アクリレートは1種であってよく又は2種以上を併用できる。   A polyfunctional (meth) acrylate may be 1 type or can use 2 or more types together.

多官能(メタ)アクリレートの構成単位の量は、(A)(メタ)アクリルモノマーの構成単位100重量部に対して、0.5〜70重量部、例えば1〜60重量部、特に2〜50重量部であってよい。   The quantity of the structural unit of polyfunctional (meth) acrylate is 0.5-70 weight part with respect to 100 weight part of structural unit of (A) (meth) acryl monomer, for example, 1-60 weight part, Especially 2-50. It may be part by weight.

本発明の重合体は、(A)(メタ)アクリルモノマーから誘導される構成単位、(B)多官能を有する(メタ)アクリレートモノマーから誘導される構成単位を含む重合体であり、(A)(メタ)アクリルモノマーには、(A−1)水酸基を有する(メタ)アクリレート系モノマーから誘導される構成単位、(A−2)(メタ)アクリレートモノマーから誘導される構成単位、(A−3)(メタ)アクリル酸モノマーから誘導される構成単位を有していてもよい。   The polymer of the present invention is a polymer containing (A) a structural unit derived from a (meth) acrylic monomer, (B) a structural unit derived from a polyfunctional (meth) acrylate monomer, and (A) The (meth) acrylic monomer includes (A-1) a structural unit derived from a (meth) acrylate monomer having a hydroxyl group, (A-2) a structural unit derived from a (meth) acrylate monomer, (A-3) ) It may have a structural unit derived from a (meth) acrylic acid monomer.

重合体において、(A−1)水酸基を有するモノマーから誘導される構成単位、(A−2)(メタ)アクリレートモノマーから誘導される構成単位、(A−3)(メタ)アクリル酸モノマーから誘導される構成単位、(B)多官能(メタ)アクリレートモノマーから誘導される構成単位の比が、(A−1)1〜99.9重量%、(A−2)80〜0重量%および(A−3)15〜0重量%、(B)20〜0.1重量%であり、好ましくは(A−1)5〜90重量%、(A−2)75〜5重量%および(A−3)13〜0重量%、(B)18〜1重量%である。   In the polymer, (A-1) a structural unit derived from a monomer having a hydroxyl group, (A-2) a structural unit derived from a (meth) acrylate monomer, and (A-3) derived from a (meth) acrylic acid monomer. The ratio of the structural units derived from the (B) polyfunctional (meth) acrylate monomer is (A-1) 1-99.9% by weight, (A-2) 80-0% by weight and ( A-3) 15 to 0 wt%, (B) 20 to 0.1 wt%, preferably (A-1) 5 to 90 wt%, (A-2) 75 to 5 wt% and (A- 3) 13 to 0 wt%, (B) 18 to 1 wt%.

その他のモノマーとして、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸、グルタコン酸、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロロアクリロニトリル、クロトンニトリル、α−エチルアクリロニトリル、α−シアノアクリレート、シアン化ビニリデン、フマロニトリル等を用いることができる。   Other monomers include fumaric acid, maleic acid, itaconic acid, citraconic acid, mesaconic acid, glutaconic acid, acrylonitrile, methacrylonitrile, α-chloroacrylonitrile, crotonnitrile, α-ethylacrylonitrile, α-cyanoacrylate, vinylidene cyanide Fumaronitrile or the like can be used.

本発明の重合体を得る方法としては一般的な乳化重合法、ソープフリー乳化重合法、シード重合法、シード粒子にモノマー等を膨潤させた後に重合する方法等を使用することができる。具体的には、攪拌機および加熱装置付きの密閉容器に室温でモノマー、乳化剤、重合開始剤、水、必要に応じて分散剤、連鎖移動剤、pH調整剤等を含んだ組成物を不活性ガス雰囲気下で攪拌することでモノマー等を水に乳化させる。乳化の方法は撹拌、剪断、超音波等による方法等が適用でき、撹拌翼、ホモジナイザー等を使用することができる。次いで、攪拌しながら温度を上昇させて重合を開始させることで、重合体が水に分散した球形の重合体のラテックスを得ることができる。重合時のモノマーの添加方法は、一括仕込みの他に、モノマー滴下やプレエマルジョン滴下等でもよく、これらの方法を2種以上併用してもよい。   As a method for obtaining the polymer of the present invention, there can be used a general emulsion polymerization method, a soap-free emulsion polymerization method, a seed polymerization method, a method in which a monomer or the like is swollen in seed particles and then polymerized. Specifically, a composition containing a monomer, an emulsifier, a polymerization initiator, water, and a dispersant, a chain transfer agent, a pH adjuster, etc. at room temperature in an airtight container equipped with a stirrer and a heating device is an inert gas. Monomers and the like are emulsified in water by stirring in an atmosphere. As a method of emulsification, a method using stirring, shearing, ultrasonic waves, or the like can be applied, and a stirring blade, a homogenizer, or the like can be used. Next, by starting the polymerization by raising the temperature while stirring, a spherical polymer latex in which the polymer is dispersed in water can be obtained. The monomer addition method at the time of polymerization may be monomer dropping, pre-emulsion dropping, or the like in addition to batch preparation, and two or more of these methods may be used in combination.

また本発明のバインダー中での重合体の粒子構造は特に限定されない。例えば、シード重合によって作製された、コア−シェル構造の複合重合体粒子を含む重合体のラテックスを用いることができる。シード重合法は、例えば、「分散・乳化系の化学」(発行元:工学図書(株))に記載された方法を用いることができる。具体的には、上記の方法で作製したシード粒子を分散した系にモノマー、重合開始剤、乳化剤を添加し、核粒子を成長させる方法であり、上記方法を1回以上繰り返してもよい。   The particle structure of the polymer in the binder of the present invention is not particularly limited. For example, a latex of a polymer containing composite polymer particles having a core-shell structure produced by seed polymerization can be used. As the seed polymerization method, for example, a method described in “Dispersion / Emulsification System Chemistry” (Publisher: Engineering Books Co., Ltd.) can be used. Specifically, this is a method in which a monomer, a polymerization initiator, and an emulsifier are added to a system in which seed particles produced by the above method are dispersed to grow core particles, and the above method may be repeated one or more times.

シード重合には本発明の重合体または公知のポリマーを用いた粒子を採用しても良い。公知のポリマーとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、ポリスチレン、ポリ(メタ)アクリレートおよびポリエーテルなどが例示できるが、限定されるものではなく、他の公知のポリマーを用いることができる。また、1種のホモポリマーまたは2種以上の共重合体またはブレンド体を用いても良い。   You may employ | adopt the particle | grains using the polymer of this invention, or a well-known polymer for seed polymerization. Examples of the known polymer include polyethylene, polypropylene, polyvinyl alcohol, polystyrene, poly (meth) acrylate, and polyether, but are not limited, and other known polymers can be used. Further, one kind of homopolymer or two or more kinds of copolymers or blends may be used.

本発明のバインダー中での重合体の粒子形状としては球形以外に、板状、中空構造、複合構造、局在構造、だるま状構造、いいだこ状構造、ラズベリー状構造等が挙げられ、本発明を逸脱しない範囲で2種類以上の構造および組成の粒子を用いることができる。   Examples of the particle shape of the polymer in the binder of the present invention include a plate shape, a hollow structure, a composite structure, a localized structure, a daruma-shaped structure, an octopus-like structure, a raspberry-like structure, etc. Particles having two or more types of structures and compositions can be used without departing from the scope.

本発明の電池電極用バインダー組成物中における上記重合体の粒子径は、動的光散乱法、透過型電子顕微鏡法や光学顕微鏡法などによって計測できる。動的光散乱法を用いて得た散乱強度により算出した平均粒径は、0.001μm〜1mm、好ましくは0.001μm〜0.500mmである。具体的な測定装置としてはスペクトリス製のゼータサイザーナノ等が例示できる。   The particle diameter of the polymer in the binder composition for battery electrodes of the present invention can be measured by a dynamic light scattering method, a transmission electron microscope method, an optical microscope method, or the like. The average particle diameter calculated from the scattering intensity obtained using the dynamic light scattering method is 0.001 μm to 1 mm, preferably 0.001 μm to 0.500 mm. Specific examples of the measuring device include Spectris Zetasizer Nano.

本発明の乳化剤としては、ノニオン系界面活性剤およびアニオン系界面活性剤を用いることが特徴となる。ノニオン界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルコールエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン単位とポリオキシプロピレン単位を有するポリアルキレングリコール等のポリオキシアルキレン型、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステルおよびポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル等があげられ、反応性ノニオン界面活性剤としては、ラテムルPD−420、430、450(花王社製)、アデカリアソープER(アデカ社製)、アクアロンRN(第一工業製薬社製)、アントックスLMA(日本乳化剤社製)、アントックスEMH(日本乳化剤社製)等が挙げられる。   As the emulsifier of the present invention, a nonionic surfactant and an anionic surfactant are used. Nonionic surfactants include, for example, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alcohol ether, polyoxyethylene alkyl phenyl ether, polyoxyethylene polycyclic phenyl ether, polyoxyalkylene alkyl ether, polyoxyethylene units and polyoxypropylene Examples include polyoxyalkylene types such as polyalkylene glycol having a unit, sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene fatty acid ester and polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, and reactive nonionic surfactants include Latemul PD-420, 430, 450 (manufactured by Kao Corporation), Adekaria soap ER (manufactured by Adeka company), Aqualon RN (manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), Antox LMA (manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd.), Antox MH (manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd.), and the like.

アニオン性界面活性剤としては、硫酸エステル型、カルボン酸型、スルホン酸型、リン酸エステル型の界面活性剤等を挙げることができ、硫酸エステル型、スルホン酸型、リン酸エステル型が好ましく、硫酸エステル型が特に好ましい。
硫酸エステル型としては、ラウリル硫酸、ドデシル硫酸等のアルキル硫酸、ポリオキシエチレンドデシルエーテル硫酸、ポリオキシエチレンイソデシルエーテル硫酸、ポリオキシエチレントリデシルエーテル硫酸等のポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル硫酸、それらのナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩、アンモニウム塩、トリエタノールアミン塩、アミノメチルプロパノール塩等のアミン塩が挙げられ、ナトリウム塩、アンモニウム塩、トリエタノールアミン塩であることが好ましい。硫酸エステル型の反応性アニオン界面活性剤の具体例としては、ラテムルPD−104、105(花王社製)、アデカリアソープSR(アデカ社製)、アクアロンHS(第一工業製薬社製)、アクアロンKH(第一工業製薬社製)が挙げられる。好ましくは、ラウリル硫酸ナトリウム、ドデシル硫酸アンモニウム、ドデシル硫酸トリエタノールアミン、ラテムルPD−104等が挙げられる。
カルボン酸型としては、ポリオキシエチレンラウリルエーテル酢酸塩、ラウリルスルホコハク酸塩、ポリオキシエチレンスルホコハク酸ラウリル塩、ポリオキシエチレンアルキルスルホコハク酸塩、高級脂肪酸塩、ナフテン酸塩等を挙げられ、それらのナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩、アンモニウム塩、トリエタノールアミン塩、アミノメチルプロパノール塩等のアミン塩であることが好ましく、ナトリウム塩、アンモニウム塩、トリエタノールアミン塩であることが特に好ましい。具体例としては、ネオハイテノールECL−30S、ECL−45(第一工業製薬製)、ネオハイテノールLS(第一工業製薬製) 、ネオハイテノールL−30S(第一工業製薬製)、ネオハイテノールS−70(第一工業製薬製) 、カリセッケンHY(第一工業製薬製)等を挙げることができる。
スルホン酸型としては、ジ−2−エチルヘキシルスルホ琥珀酸、2−エチルヘキシルジフェニルエーテルジスルホン酸、ドデシルスルホン酸、ドデカンスルホン酸、n−ヘキシルベンゼンスルホン酸、オクタデカンスルホン酸、テトラプロピレンベンゼンスルホン酸、直鎖又は分岐型のドデシルベンゼンスルホン酸、ポリナフチルメタンスルホン酸、リグニンスルホン酸、N−メチル−N−アシルタウリン酸、スチレンスルホン酸、ポリスチレンスルホン、それらのナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩、アンモニウム塩、トリエタノールアミン塩、アミノメチルプロパノール塩等のアミン塩が挙げられ、ナトリウム塩、アンモニウム塩、トリエタノールアミン塩であることが好ましい。具体例としては、ネオゲンS−20F、SC−F(第一工業製薬製)、SAS−12F(第一工業製薬製)、ネオゲンAO−90(第一工業製薬製)、ネオゲンPSA−C(第一工業製薬製)、ネオコールSW、SW−C、P、YSK(第一工業製薬製)、モノゲンY−100 、Y−500T(第一工業製薬製)等を挙げることができる。
リン酸エステル型としては、ポリオキシエチレントリデシルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテルリン酸エステル、ポリオキシアルキレンデシルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンラウリルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル、アルキルリン酸エステル、それらのナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩、アンモニウム塩、トリエタノールアミン塩、アミノメチルプロパノール塩等のアミン塩が挙げられる。具体例としては、プライサーフA212C、A215C(第一工業製薬製)、プライサーフAL、AL12−H(第一工業製薬製)、プライサーフA208F、A208N(第一工業製薬製)プライサーフM208F(第一工業製薬製)、プライサーフA208B、A210B、A219B(第一工業製薬製)、プライサーフDB−01(第一工業製薬製)、プライサーフA210D(第一工業製薬製)、プライサーフDBS、DOM(第一工業製薬製)等を挙げることができる。
Examples of the anionic surfactant include a sulfate ester type, a carboxylic acid type, a sulfonic acid type, and a phosphate ester type surfactant. A sulfate ester type, a sulfonic acid type, and a phosphate ester type are preferable, The sulfuric ester type is particularly preferred.
The sulfuric acid ester type includes alkyl sulfuric acid such as lauryl sulfuric acid and dodecyl sulfuric acid, polyoxyethylene alkyl ether sulfuric acid such as polyoxyethylene dodecyl ether sulfuric acid, polyoxyethylene isodecyl ether sulfuric acid, polyoxyethylene tridecyl ether sulfuric acid, and polyoxyalkylene. Examples include alkali metal salts such as alkenyl ether sulfuric acid, sodium salts and potassium salts thereof, ammonium salts such as ammonium salts, triethanolamine salts, and aminomethylpropanol salts, and sodium salts, ammonium salts, and triethanolamine salts. Is preferred. Specific examples of sulfate-type reactive anionic surfactants include Latemul PD-104, 105 (manufactured by Kao Corporation), Adekaria Soap SR (manufactured by Adeka Corporation), Aqualon HS (manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), Aqualon KH (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) is mentioned. Preferably, sodium lauryl sulfate, ammonium dodecyl sulfate, triethanolamine dodecyl sulfate, latemul PD-104 and the like can be mentioned.
Examples of the carboxylic acid type include polyoxyethylene lauryl ether acetate, lauryl sulfosuccinate, polyoxyethylene sulfosuccinate lauryl salt, polyoxyethylene alkylsulfosuccinate, higher fatty acid salt, naphthenate, etc., and sodium Preferred are alkali metal salts such as salts and potassium salts, and amine salts such as ammonium salts, triethanolamine salts, and aminomethylpropanol salts, and particularly preferred are sodium salts, ammonium salts, and triethanolamine salts. Specific examples include Neo Haitenol ECL-30S, ECL-45 (Daiichi Kogyo Seiyaku), Neo Haitenol LS (Daiichi Kogyo Seiyaku), Neo Haitenol L-30S (Daiichi Kogyo Seiyaku), Neo Hightenol S-70 (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), Calisetken HY (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) and the like can be mentioned.
As the sulfonic acid type, di-2-ethylhexylsulfosuccinic acid, 2-ethylhexyldiphenyl ether disulfonic acid, dodecylsulfonic acid, dodecanesulfonic acid, n-hexylbenzenesulfonic acid, octadecanesulfonic acid, tetrapropylenebenzenesulfonic acid, linear or Branched dodecylbenzenesulfonic acid, polynaphthylmethanesulfonic acid, ligninsulfonic acid, N-methyl-N-acyl tauric acid, styrenesulfonic acid, polystyrenesulfone, alkali metal salts such as sodium salt and potassium salt, ammonium salt Amine salts such as triethanolamine salt and aminomethylpropanol salt are preferable, and sodium salt, ammonium salt and triethanolamine salt are preferable. Specific examples include Neogen S-20F, SC-F (Daiichi Kogyo Seiyaku), SAS-12F (Daiichi Kogyo Seiyaku), Neogen AO-90 (Daiichi Kogyo Seiyaku), Neogen PSA-C (No. Ichi Kogyo Seiyaku), Neocor SW, SW-C, P, YSK (Daiichi Kogyo Seiyaku), Monogen Y-100, Y-500T (Daiichi Kogyo Seiyaku) and the like.
The phosphoric acid ester types include polyoxyethylene tridecyl ether phosphate, polyoxyethylene styrenated phenyl ether phosphate, polyoxyalkylene decyl ether phosphate, polyoxyethylene lauryl ether phosphate, polyoxyethylene alkyl Examples include ether phosphates, alkyl phosphates, alkali metal salts such as sodium salts and potassium salts thereof, and amine salts such as ammonium salts, triethanolamine salts, and aminomethylpropanol salts. Specific examples include Prisurf A212C, A215C (Daiichi Kogyo Seiyaku), Prisurf AL, AL12-H (Daiichi Kogyo Seiyaku), Prisurf A208F, A208N (Daiichi Kogyo Seiyaku) Prisurf M208F (No. 1) Ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), Prisurf A208B, A210B, A219B (Daiichi Kogyo Seiyaku), Prisurf DB-01 (Daiichi Kogyo Seiyaku), Prisurf A210D (Daiichi Kogyo Seiyaku), Prisurf DBS, DOM (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.).

これらのノニオン性界面活性剤とアニオン性界面活性剤は混合して用いられる。それぞれの種類の界面活性剤を1種または2種以上用いてもよい。ノニオン性界面活性剤とアニオン性界面活性剤を併用することにより、少ない添加量で処方される電池電極用スラリーの活物質や導電性助剤の分散性が向上し、スラリーの増粘を防止し電極形成時の塗工性が良好となる。また、相乗効果として電池の内部抵抗が低くなり、電池の特性低下を抑え、電池寿命が長く、充放電特性が向上する。これは、ノニオン性界面活性剤の親油的な効果と、アニオン性界面活性剤の電荷の反発的な効果がうまくバインダーや導電助剤の分散に寄与しているために分散性がよくなり、乾燥後の正極活物質と導電助剤とのパッキングが良くなって、導電パスが多くなったものと考えている。 These nonionic surfactants and anionic surfactants are used as a mixture. One type or two or more types of surfactants may be used. By using a nonionic surfactant and an anionic surfactant in combination, the dispersibility of the active material and conductive auxiliary of the battery electrode slurry formulated with a small addition amount is improved, and the thickening of the slurry is prevented. The coating property at the time of electrode formation becomes good. Further, as a synergistic effect, the internal resistance of the battery is lowered, the deterioration of the battery characteristics is suppressed, the battery life is long, and the charge / discharge characteristics are improved. This is because the lipophilic effect of the nonionic surfactant and the repulsive effect of the charge of the anionic surfactant are well contributing to the dispersion of the binder and the conductive auxiliary agent, and the dispersibility is improved. It is thought that the packing of the positive electrode active material and the conductive additive after drying is improved, and the conductive path is increased.

反応性界面活性剤の反応性とは、反応性二重結合を含有し、重合時にモノマーと重合反応することを意味する。すなわち反応性界面活性剤は、重合体を作製する重合の際にモノマーの乳化剤として働くと共に、重合後は重合体の一部に共有結合して取り込まれた状態となる。そのため、乳化重合および作製した重合体の分散が良好であり、バインダーとしての物性(屈曲性、結着性)が優れている。また、反応性界面活性剤は重合体の一部となるため、反応性界面活性剤が遊離しないので、界面活性剤の電解液への溶解が抑制され、電池性能が向上すると考えられる。   The reactivity of the reactive surfactant means that it contains a reactive double bond and undergoes a polymerization reaction with the monomer during polymerization. That is, the reactive surfactant acts as an emulsifier for the monomer during the polymerization for producing the polymer, and is in a state of being covalently incorporated into a part of the polymer after the polymerization. Therefore, the emulsion polymerization and the dispersion of the produced polymer are good, and the physical properties (flexibility, binding property) as a binder are excellent. Further, since the reactive surfactant becomes a part of the polymer, the reactive surfactant is not liberated, so that it is considered that the dissolution of the surfactant in the electrolytic solution is suppressed, and the battery performance is improved.

乳化剤の構成単位の量は乳化重合法おいて一般的に用いられる量であればよい。具体的には、仕込みのモノマー量に対して、0.01〜25重量%の範囲であり、好ましくは0.05〜20重量%、更に好ましくは0.1〜20重量%である。   The amount of the constituent unit of the emulsifier may be an amount generally used in the emulsion polymerization method. Specifically, it is in the range of 0.01 to 25% by weight, preferably 0.05 to 20% by weight, and more preferably 0.1 to 20% by weight with respect to the charged monomer amount.

ノニオン性界面活性剤とアニオン性界面活性剤の混合比は具体的には1:10〜10:1であり、好ましくは1:5〜5:1、更に好ましくは4:1〜1:4である。ノニオン性界面活性剤の量が多すぎると却って内部抵抗が高くなってしまい、少なすぎると十分な相乗効果が発揮できないためである。   The mixing ratio of the nonionic surfactant and the anionic surfactant is specifically 1:10 to 10: 1, preferably 1: 5 to 5: 1, more preferably 4: 1 to 1: 4. is there. This is because if the amount of the nonionic surfactant is too large, the internal resistance increases, whereas if it is too small, a sufficient synergistic effect cannot be exhibited.

重合開始剤は、乳化重合法、懸濁重合法おいて一般的に用いられる重合開始剤を使用することができる。好ましくは乳化重合法である。乳化重合法では水溶性の重合開始剤、懸濁重合法では油溶性の重合開始剤が使われる。
その水溶性の重合開始剤の具体例としては、過硫酸アンモニウムなどの過硫酸塩に代表される水溶性の重合開始剤、2−2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン、またはその塩酸塩または硫酸塩、2,2'-アゾビス[2-メチル-N-(2-ヒドロキシエチル)プロピオンアミド]、2,2'-アゾビス(2-メチルプロパンアミジン)、又はその塩酸塩又は硫酸塩、3,3'-[アゾビス[(2,2-ジメチル-1-イミノエタン-2,1-ジイル)イミノ]]ビス(プロパン酸)、2,2'‐[アゾビス(ジメチルメチレン)]ビス(2‐イミダゾリン)などの水溶性のアゾ化合物の重合開始剤が好ましい。
油溶性の重合開始剤としては、クメンハイドロパーオキサイド、過酸化ベンゾイル、アセチルパーオキサイド、t-ブチルハイドロパーオキサイド等の有機過酸化物、アゾビスイソブチロニトリル、1,1’-アゾビス(シクロヘキサンカルボニトリル) などの油溶性のアゾ化合物の重合開始剤が好ましい。これら重合開始剤は1種または2種以上組み合わせて用いてもよい。
As the polymerization initiator, a polymerization initiator generally used in an emulsion polymerization method or a suspension polymerization method can be used. The emulsion polymerization method is preferred. In the emulsion polymerization method, a water-soluble polymerization initiator is used, and in the suspension polymerization method, an oil-soluble polymerization initiator is used.
Specific examples of the water-soluble polymerization initiator include water-soluble polymerization initiators represented by persulfates such as ammonium persulfate, 2-2′-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane. Or its hydrochloride or sulfate, 2,2'-azobis [2-methyl-N- (2-hydroxyethyl) propionamide], 2,2'-azobis (2-methylpropaneamidine), or its hydrochloride Or sulfate, 3,3 ′-[azobis [(2,2-dimethyl-1-iminoethane-2,1-diyl) imino]] bis (propanoic acid), 2,2 ′-[azobis (dimethylmethylene)] A polymerization initiator of a water-soluble azo compound such as bis (2-imidazoline) is preferred.
Examples of oil-soluble polymerization initiators include organic peroxides such as cumene hydroperoxide, benzoyl peroxide, acetyl peroxide, and t-butyl hydroperoxide, azobisisobutyronitrile, 1,1'-azobis (cyclohexane A polymerization initiator of an oil-soluble azo compound such as (carbonitrile) is preferable. These polymerization initiators may be used alone or in combination of two or more.

重合開始剤の使用量は乳化重合法または懸濁重合法おいて一般的に用いられる量であればよい。具体的には、仕込みのモノマー量に対して、0.01〜5重量%の範囲であり、好ましくは0.01〜3重量%、更に好ましくは0.02〜1重量%である。   The amount of the polymerization initiator used may be an amount generally used in the emulsion polymerization method or suspension polymerization method. Specifically, it is in the range of 0.01 to 5% by weight, preferably 0.01 to 3% by weight, and more preferably 0.02 to 1% by weight, with respect to the monomer amount charged.

連鎖移動剤は、必要に応じて用いることができる。連鎖移動剤の具体例としては、n−ヘキシルメルカプタン、n−オクチルメルカプタン、t−オクチルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタン、n−ステアリルメルカプタン等のアルキルメルカプタン、2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテン、2,4−ジフェニル−4−メチル−2−ペンテン、ジメチルキサントゲンジサルファイド、ジイソプロピルキサントゲンジサルファイド等のキサントゲン化合物、ターピノレン、テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラメチルチウラムモノスルフィド等のチウラム系化合物、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、スチレン化フェノール等のフェノール系化合物、アリルアルコール等のアリル化合物、ジクロルメタン、ジブロモメタン、四臭化炭素等のハロゲン化炭化水素化合物、α−ベンジルオキシスチレン、α−ベンジルオキシアクリロニトリル、α−ベンジルオキシアクリルアミド等のビニルエーテル、トリフェニルエタン、ペンタフェニルエタン、アクロレイン、メタアクロレイン、チオグリコール酸、チオリンゴ酸、2−エチルヘキシルチオグリコレート等が挙げられ、これらを1種または2種以上用いてもよい。これらの連鎖移動剤の量は特に限定されないが、通常、仕込モノマー量100重量部に対して0〜5重量部にて使用される。   A chain transfer agent can be used as needed. Specific examples of the chain transfer agent include n-hexyl mercaptan, n-octyl mercaptan, t-octyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan, t-dodecyl mercaptan, n-stearyl mercaptan and other alkyl mercaptans, 2,4-diphenyl-4 -Xanthogen compounds such as methyl-1-pentene, 2,4-diphenyl-4-methyl-2-pentene, dimethylxanthogen disulfide, diisopropylxanthogen disulfide, terpinolene, tetramethylthiuram disulfide, tetraethylthiuram disulfide, tetramethylthiuram mono Thiuram compounds such as sulfide, phenol compounds such as 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol and styrenated phenol, allyl compounds such as allyl alcohol, di Halogenated hydrocarbon compounds such as lormethane, dibromomethane, carbon tetrabromide, vinyl ethers such as α-benzyloxystyrene, α-benzyloxyacrylonitrile, α-benzyloxyacrylamide, triphenylethane, pentaphenylethane, acrolein, methacrolein , Thioglycolic acid, thiomalic acid, 2-ethylhexyl thioglycolate, and the like, and these may be used alone or in combination. The amount of these chain transfer agents is not particularly limited, but is usually 0 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the charged monomer.

重合時間および重合温度は特に限定されない。使用する重合開始剤の種類等から適宜選択できるが、一般的に、重合温度は20〜100℃であり、重合時間は0.5〜100時間である。   The polymerization time and polymerization temperature are not particularly limited. Although it can select suitably from the kind etc. of the polymerization initiator to be used, generally polymerization temperature is 20-100 degreeC and superposition | polymerization time is 0.5 to 100 hours.

さらに上記の方法によって得られた重合体は、必要に応じてpH調整剤として塩基を用いることでpHを調整することができる。塩基の具体例としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、アンモニア、無機アンモニウム化合物、有機アミン化合物等が挙げられる。pHの範囲はpH2〜11、好ましくはpH3〜10、更に好ましくはpH4〜9の範囲である。   Furthermore, the polymer obtained by the above method can be adjusted in pH by using a base as a pH adjuster as necessary. Specific examples of the base include sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, ammonia, inorganic ammonium compounds, organic amine compounds and the like. The pH range is pH 2-11, preferably pH 3-10, more preferably pH 4-9.

<電池電極用スラリーの調整方法>
電池電極用スラリーの調整方法としては特に限定されず、正極活物質あるいは負極活物質、本発明のバインダー組成物、増粘剤、導電助剤、水等を通常の攪拌機、分散機、混練機、遊星型ボールミル、ホモジナイザーなど用いて分散させればよい。分散の効率を上げるために材料に影響を与えない範囲で加温してもよい。
<Method for preparing slurry for battery electrode>
The method for preparing the battery electrode slurry is not particularly limited, and the positive electrode active material or the negative electrode active material, the binder composition of the present invention, the thickener, the conductive auxiliary agent, water and the like are used in a normal stirrer, disperser, kneader, What is necessary is just to disperse | distribute using a planetary ball mill, a homogenizer, etc. In order to increase the efficiency of dispersion, heating may be performed within a range that does not affect the material.

本発明のバインダー組成物を用いた電池電極用スラリーを作製する際に用いる水は特に限定されず、一般的に用いられる水を使用することができる。その具体例としては水道水、蒸留水、イオン交換水および超純水などが挙げられる。その中でも、好ましくは蒸留水、イオン交換水および超純水である。   The water used when preparing the slurry for battery electrodes using the binder composition of this invention is not specifically limited, The water generally used can be used. Specific examples thereof include tap water, distilled water, ion exchange water, and ultrapure water. Among these, distilled water, ion exchange water, and ultrapure water are preferable.

電池電極用スラリーの塗布性を改善するために、必要に応じて分散剤を、重合体を含むバインダー組成物に予め添加あるいは電池電極用スラリーに添加することもできる。分散剤であれば、種類および使用量は特に限定されず、一般的に用いられる分散剤を任意の量で自由に使用することができる。   In order to improve the applicability of the battery electrode slurry, a dispersant may be added in advance to the binder composition containing the polymer or added to the battery electrode slurry as necessary. If it is a dispersing agent, a kind and usage-amount will not be specifically limited, The dispersing agent generally used can be freely used in arbitrary quantity.

電池電極用スラリーの塗布性を改善するために消泡剤を、重合体を含むバインダー組成物に予め添加あるいは電池電極用スラリーに添加することもできる。消泡剤を添加すると電池電極用スラリー調整時に、各成分の分散性が良好になり、スラリーの塗布性が改善され、電極に気泡が残り欠陥となることを防ぐことができるため、結果として電池製造時の歩留まりが改善できる。消泡剤としては金属原子を含まない消泡剤が好ましく、シリコーン系消泡剤、鉱油系消泡剤、ポリエーテル系消泡剤などがある。シリコーン系および鉱油系消泡剤が好ましい。
シリコーン系消泡剤としてはジメチルシリコーン系、メチルフェニルシリコーン系、メチルビニルシリコーン系消泡剤があり、好ましくはジメチルシリコーン系である。また、消泡剤を界面活性剤と共に水中に分散してなるエマルジョン型消泡剤として用いることができる。これらの消泡剤は、それぞれ単独で、または2種以上を混合して使用できる。
In order to improve the applicability of the battery electrode slurry, an antifoaming agent may be added in advance to the binder composition containing the polymer, or may be added to the battery electrode slurry. When an antifoaming agent is added, the dispersibility of each component is improved when the slurry for the battery electrode is prepared, the coating properties of the slurry are improved, and it is possible to prevent bubbles from remaining in the electrode and causing defects, resulting in the battery Yield during manufacturing can be improved. As the antifoaming agent, an antifoaming agent containing no metal atom is preferable, and examples thereof include a silicone-based antifoaming agent, a mineral oil-based antifoaming agent, and a polyether-based antifoaming agent. Silicone and mineral oil defoamers are preferred.
Examples of the silicone-based antifoaming agent include dimethylsilicone-based, methylphenylsilicone-based, and methylvinylsilicone-based antifoaming agents, preferably dimethylsilicone-based. Moreover, it can be used as an emulsion type antifoaming agent formed by dispersing an antifoaming agent in water together with a surfactant. These antifoaming agents can be used alone or in admixture of two or more.

本発明の電池電極用バインダー組成物を用いたスラリー組成物の固形分濃度は、10〜90重量%、好ましくは20〜85重量%、より好ましくは30〜80重量%である。   The solid content concentration of the slurry composition using the binder composition for battery electrodes of the present invention is 10 to 90% by weight, preferably 20 to 85% by weight, and more preferably 30 to 80% by weight.

本発明の電池電極用バインダー組成物を用いたスラリー組成物の固形分中の重合体量の割合は、0.1〜15重量%、好ましくは0.2〜10重量%、より好ましくは0.3〜7重量%である。   The ratio of the polymer amount in the solid content of the slurry composition using the binder composition for battery electrodes of the present invention is 0.1 to 15% by weight, preferably 0.2 to 10% by weight, more preferably 0.00. 3-7% by weight.

<電池用電極の作製方法>
電池用の電極の作製方法は特に限定されず一般的な方法が用いられる。電池電極用スラリー(塗工液)をドクターブレード法やアプリケーター法、シルクスクリーン法などにより集電体(金属電極基板)表面上に適切な厚さに均一に塗布することより行われる。
<Method for producing battery electrode>
The method for producing the battery electrode is not particularly limited, and a general method is used. The battery electrode slurry (coating solution) is uniformly applied to an appropriate thickness on the surface of the current collector (metal electrode substrate) by a doctor blade method, an applicator method, a silk screen method, or the like.

例えばドクターブレード法では、電池電極用スラリーを金属電極基板に塗布した後、所定のスリット幅を有するブレードにより適切な厚さに均一化する。電極は活物質塗布後、余分な有機溶剤および水を除去するため、例えば、100℃の熱風や80℃真空状態で乾燥する。乾燥後の電極はプレス装置によってプレス成型することで電極材が製造される。プレス後に再度熱処理を施して水、溶剤、乳化剤等を除去してもよい。   For example, in the doctor blade method, a battery electrode slurry is applied to a metal electrode substrate, and then uniformized to an appropriate thickness using a blade having a predetermined slit width. The electrode is dried in hot air at 100 ° C. or in a vacuum at 80 ° C., for example, in order to remove excess organic solvent and water after applying the active material. An electrode material is manufactured by press-molding the dried electrode with a pressing device. You may heat-process again after pressing, and may remove water, a solvent, an emulsifier, etc.

正極材料の金属電極基板には、例えばアルミニウムが用いられるが、これに限るものではなく、ニッケル、ステンレス、金、白金、チタン等であってもよい。   For example, aluminum is used for the metal electrode substrate of the positive electrode material, but is not limited thereto, and may be nickel, stainless steel, gold, platinum, titanium, or the like.

本発明で使用される正極活物質は、LiMO2、LiM24、Li2MO3、LiMEO4のいずれかの組成からなるリチウム金属含有複合酸化物粉末である。ここで式中のMは主として遷移金属からなり、Co、Mn、Ni、Cr、Fe、Tiの少なくとも一種を含んでいる。Mは遷移金属からなるが、遷移金属以外にもAl、Ga、Ge、Sn、Pb、Sb、Bi、Si、P、Bなどが添加されていてもよい。EはP、Siの少なくとも1種を含んでいる。正極活物質の粒子径には50μm以下が好ましく、更に好ましくは20μm以下のものを用いる。これらの活物質は、3V(vs. Li/Li+)以上の起電力を有するものである。 The positive electrode active material used in the present invention is a lithium metal-containing composite oxide powder having any composition of LiMO 2 , LiM 2 O 4 , Li 2 MO 3 , and LiMEO 4 . Here, M in the formula is mainly composed of a transition metal and includes at least one of Co, Mn, Ni, Cr, Fe, and Ti. M is made of a transition metal, but Al, Ga, Ge, Sn, Pb, Sb, Bi, Si, P, B, etc. may be added in addition to the transition metal. E contains at least one of P and Si. The particle diameter of the positive electrode active material is preferably 50 μm or less, more preferably 20 μm or less. These active materials have an electromotive force of 3 V (vs. Li / Li +) or more.

正極活物質の具体例としては、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、ニッケル/マンガン/コバルト酸リチウム(3元系)、スピネル型マンガン酸リチウム、リン酸鉄リチウムなどが挙げられる。   Specific examples of the positive electrode active material include lithium cobaltate, lithium nickelate, nickel / manganese / lithium cobaltate (ternary system), spinel type lithium manganate, and lithium iron phosphate.

負極材料の金属電極基板には、例えば銅が用いられるが、これに限るものではなく、ニッケル、ステンレス、金、白金、チタン等であってもよい。   For example, copper is used for the metal electrode substrate of the negative electrode material, but is not limited thereto, and may be nickel, stainless steel, gold, platinum, titanium, or the like.

本発明で使用される負極活物質としてはリチウムイオンを吸蔵・放出可能な構造(多孔質構造)を有する炭素材料(天然黒鉛、人造黒鉛、非晶質炭素等)か、リチウムイオンを吸蔵・放出可能なリチウム、アルミニウム系化合物、スズ系化合物、シリコン系化合物、チタン系化合物等の金属からなる粉末である。粒子径は10nm以上100μm以下が好ましく、更に好ましくは20nm以上20μm以下である。また、金属と炭素材料との混合活物質として用いてもよい。なお負極活物質にはその気孔率が、70%程度のものを用いるのが望ましい。   The negative electrode active material used in the present invention is a carbon material (natural graphite, artificial graphite, amorphous carbon, etc.) having a structure (porous structure) capable of occluding and releasing lithium ions, or occluding and releasing lithium ions. It is a powder made of a metal such as lithium, aluminum-based compound, tin-based compound, silicon-based compound, and titanium-based compound. The particle diameter is preferably from 10 nm to 100 μm, more preferably from 20 nm to 20 μm. Moreover, you may use as a mixed active material of a metal and a carbon material. It is preferable to use a negative electrode active material having a porosity of about 70%.

導電助剤の具体例としては、黒鉛、ファーネスブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラックなどの導電性カーボンブラック、カーボンナノチューブなどの炭素繊維、または金属粉末等が挙げられる。これら導電助剤は1種または2種以上用いてもよい。   Specific examples of the conductive assistant include conductive carbon black such as graphite, furnace black, acetylene black, and ketjen black, carbon fiber such as carbon nanotube, or metal powder. These conductive aids may be used alone or in combination of two or more.

<電池の製造方法>
本発明の電極を用いた電池、特に二次電池の製造方法は特に限定されず、正極、負極、セパレータ、電解液、集電体で構成され、公知の方法にて製造される。例えば、コイン型のリチウムイオン二次電池の場合、正極、セパレータ、負極を外装缶に挿入する。これに電解液を入れ含浸する。その後、封口体とタブ溶接などで接合して、封口体を封入し、カシメることで蓄電池が得られる。電池の形状は限定されないが、例としてはコイン型、円筒型、シート型などがあげられ、2個以上の電池を積層した構造でもよい。
<Battery manufacturing method>
The manufacturing method of the battery using the electrode of this invention, especially a secondary battery is not specifically limited, It is comprised with a positive electrode, a negative electrode, a separator, electrolyte solution, and an electrical power collector, and is manufactured by a well-known method. For example, in the case of a coin-type lithium ion secondary battery, a positive electrode, a separator, and a negative electrode are inserted into an outer can. This is impregnated with an electrolytic solution. Then, it joins with a sealing body by tab welding etc., a sealing body is enclosed, and a storage battery is obtained by crimping. The shape of the battery is not limited, but examples include a coin type, a cylindrical type, and a sheet type, and a structure in which two or more batteries are stacked may be used.

セパレータとしては正極と負極が直接接触して電池内でショートすることを防止するものであり、公知の材料を用いることができる。具体的には、ポリオレフィンなどの多孔質高分子フィルムあるいは紙などからなっている。この多孔質高分子フィルムとしては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのフィルムが電解液によって影響を受けないため好ましい。   As the separator, a positive electrode and a negative electrode are directly contacted to prevent short circuit in the battery, and a known material can be used. Specifically, it is made of a porous polymer film such as polyolefin or paper. As the porous polymer film, a film such as polyethylene or polypropylene is preferable because it is not affected by the electrolytic solution.

電解液は電解質リチウム塩化合物および溶媒として非プロトン性有機溶剤等からなる溶液である。電解質リチウム塩化合物としては、リチウムイオン電池に一般的に利用されているような、広い電位窓を有するリチウム塩化合物が用いられる。たとえば、LiBF4、LiPF6、LiClO4、LiCF3SO3、LiN(CF3SO22,LiN(C25SO22,LiN[CF3SC(C25SO23]2などを挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらは、単独で用いても、2種類以上を混合して用いても良い。 The electrolytic solution is a solution comprising an electrolyte lithium salt compound and an aprotic organic solvent as a solvent. As the electrolyte lithium salt compound, a lithium salt compound having a wide potential window, which is generally used in lithium ion batteries, is used. For example, LiBF 4 , LiPF 6 , LiClO 4 , LiCF 3 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiN [CF 3 SC (C 2 F 5 SO 2 ) 3 ] 2 and the like, but are not limited thereto. These may be used alone or in combination of two or more.

非プロトン性有機溶剤としてはプロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、1,3−ジオキソラン、ジプロピルカーボネート、ジエチルエーテル、スルホラン、メチルスルホラン、アセトニトリル、プロピルニトリル、アニソール、酢酸エステル、プロピオン酸エステル、ジエチルエーテルなどの直鎖エーテルを使用することができ、2種類以上混合して使用してもよい。   As aprotic organic solvents, propylene carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, γ-butyrolactone, tetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, Linear ethers such as dipropyl carbonate, diethyl ether, sulfolane, methyl sulfolane, acetonitrile, propyl nitrile, anisole, acetic acid ester, propionic acid ester, diethyl ether can be used. Good.

また、溶媒として、常温溶融塩を用いることができる。常温溶融塩とは、常温において少なくとも一部が液状を呈する塩をいい、常温とは電源が通常作動すると想定される温度範囲をいう。電源が通常作動すると想定される温度範囲とは、上限が120℃程度、場合によっては60℃程度であり、下限は−40℃程度、場合によっては−20℃程度である。   Moreover, room temperature molten salt can be used as a solvent. The room temperature molten salt refers to a salt that is at least partially in a liquid state at room temperature, and the room temperature refers to a temperature range in which the power supply is assumed to normally operate. The temperature range in which the power supply is assumed to normally operate has an upper limit of about 120 ° C. and in some cases about 60 ° C., and a lower limit of about −40 ° C. and in some cases about −20 ° C.

常温溶融塩はイオン性液体とも呼ばれており、ピリジン系、脂肪族アミン系、脂環族アミン系の4級アンモニウム有機物カチオンが知られている。4級アンモニウム有機物カチオンとしては、ジアルキルイミダゾリウム、トリアルキルイミダゾリウム、などのイミダゾリウムイオン、テトラアルキルアンモニウムイオン、アルキルピリジニウムイオン、ピラゾリウムイオン、ピロリジニウムイオン、ピペリジニウムイオンなどが挙げられる。特に、イミダゾリウムカチオンが好ましい。   The room temperature molten salt is also called an ionic liquid, and pyridine, aliphatic amine and alicyclic amine quaternary ammonium organic cations are known. Examples of the quaternary ammonium organic cation include imidazolium ions such as dialkylimidazolium and trialkylimidazolium, tetraalkylammonium ions, alkylpyridinium ions, pyrazolium ions, pyrrolidinium ions, and piperidinium ions. In particular, an imidazolium cation is preferable.

なお、テトラアルキルアンモニウムイオンとしては、トリメチルエチルアンモニウムイオン、トリメチルエチルアンモニウムイオン、トリメチルプロピルアンモニウムイオン、トリメチルヘキシルアンモニウムイオン、テトラペンチルアンモニウムイオン、トリエチルメチルアンモニウムイオンなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。   Examples of tetraalkylammonium ions include, but are not limited to, trimethylethylammonium ion, trimethylethylammonium ion, trimethylpropylammonium ion, trimethylhexylammonium ion, tetrapentylammonium ion, and triethylmethylammonium ion. is not.

また、アルキルピリジウムイオンとしては、N−メチルピリジウムイオン、N−エチルピリジニウムイオン、N−プロピルピリジニウムイオン、N−ブチルピリジニウムイオン、1−エチル−2メチルピリジニウムイオン、1−ブチル−4−メチルピリジニウムイオン、1−ブチル−2,4ジメチルピリジニウムイオンなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。   Examples of the alkyl pyridinium ion include N-methyl pyridinium ion, N-ethyl pyridinium ion, N-propyl pyridinium ion, N-butyl pyridinium ion, 1-ethyl-2methyl pyridinium ion, 1-butyl-4-methyl. Examples thereof include, but are not limited to, pyridinium ions and 1-butyl-2,4 dimethylpyridinium ions.

イミダゾリウムカチオンとしては、1,3−ジメチルイミダゾリウムイオン、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムイオン、1−メチル−3−エチルイミダゾリウムイオン、1−メチル−3−ブチルイミダゾリウムイオン、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムイオン、1,2,3−トリメチルイミダゾリウムイオン、1,2−ジメチル−3−エチルイミダゾリウムイオン、1,2−ジメチル−3−プロピルイミダゾリウムイオン、1−ブチル−2,3−ジメチルイミダゾリウムイオンなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。   Examples of the imidazolium cation include 1,3-dimethylimidazolium ion, 1-ethyl-3-methylimidazolium ion, 1-methyl-3-ethylimidazolium ion, 1-methyl-3-butylimidazolium ion, 1- Butyl-3-methylimidazolium ion, 1,2,3-trimethylimidazolium ion, 1,2-dimethyl-3-ethylimidazolium ion, 1,2-dimethyl-3-propylimidazolium ion, 1-butyl- Examples include 2,3-dimethylimidazolium ion, but are not limited thereto.

なお、これらのカチオンを有する常温溶融塩は、単独で用いてもよく、または2種以上を混合して用いても良い。   In addition, the normal temperature molten salt which has these cations may be used independently, or may mix and use 2 or more types.

電解液には必要に応じて種々の添加剤を使用することができる。例えば、難燃剤や不燃剤として、臭素化エポキシ化合物、ホスファゼン化合物、テトラブロムビスフェノールA 、塩素化パラフィン等のハロゲン化物、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、リン酸エステル、ポリリン酸塩、及びホウ酸亜鉛等が例示できる。負極表面処理剤としてはビニレンカーボネート、フルオロエチレンカーボネート、ポリエチレングリコールジメチルエーテル等が例示できる。正極表面処理剤として炭素や金属酸化物(MgОやZrO等)の無機化合物やオルト−ターフェニル等の有機化合物等が例示できる。過充電防止剤としてはビフェニルや1−(p−トリル)アダマンタン等が例示できる。 Various additives can be used in the electrolytic solution as necessary. Examples of flame retardants and flame retardants include brominated epoxy compounds, phosphazene compounds, tetrabromobisphenol A, halides such as chlorinated paraffin, antimony trioxide, antimony pentoxide, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, phosphate esters, Examples thereof include polyphosphate and zinc borate. Examples of the negative electrode surface treatment agent include vinylene carbonate, fluoroethylene carbonate, and polyethylene glycol dimethyl ether. Examples of the positive electrode surface treatment agent include inorganic compounds such as carbon and metal oxides (such as MgO and ZrO 2 ), and organic compounds such as ortho-terphenyl. Examples of the overcharge inhibitor include biphenyl and 1- (p-tolyl) adamantane.

本発明を実施するための具体的な形態を以下に実施例を挙げて説明する。但し、本発明はその要旨を逸脱しない限り、以下の実施例に限定されるものではない。   Specific modes for carrying out the present invention will be described below with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples without departing from the gist thereof.

本実施例では、本発明の電池電極用バインダー組成物を用いて電極及びコイン電池を作製し、電極の評価として剥離試験、コイン電池の評価として内部抵抗測定、充放電サイクル特性試験を以下の実験にて行った。   In this example, an electrode and a coin battery were prepared using the binder composition for battery electrodes of the present invention, a peel test as an evaluation of the electrode, an internal resistance measurement and a charge / discharge cycle characteristic test as an evaluation of the coin battery as follows. I went there.

[作製した電極の物性評価]
作製した電極の物性評価としては、屈曲試験と結着性試験を行った。評価結果を表1にまとめて示した。
<屈曲試験>
屈曲試験はマンドレル屈曲試験にて行った。具体的には電極を幅3cm×長さ8cmに切り、長さ方向の中央(4cm部分)の基材側(電極表面が外側を向くように)に直径2mmのステンレス棒を支えにして180°
折り曲げたときの折り曲げ部分の塗膜の状態を観察した。この方法で5回測定を行い、5回とも電極表面のひび割れまたは剥離や集電体からの剥がれが全く生じていない場合を○、1回でも1箇所以上のひび割れまたは剥がれが生じた場合を×と評価した。
[Evaluation of physical properties of fabricated electrodes]
As an evaluation of the physical properties of the produced electrodes, a bending test and a binding test were performed. The evaluation results are summarized in Table 1.
<Bending test>
The bending test was performed by a mandrel bending test. Specifically, the electrode is cut into a width of 3 cm and a length of 8 cm, and 180 ° with a stainless steel rod having a diameter of 2 mm on the base side (the electrode surface faces the outside) at the center (4 cm portion) in the length direction.
The state of the coating film at the bent portion when bent was observed. Measurement is performed 5 times by this method, and the case where the electrode surface is not cracked or peeled off or peeled off from the current collector at all 5 times. The case where one or more cracks or peeling occurs even once. It was evaluated.

<結着性試験>
結着性試験はクロスカット試験にて行った。具体的には電極を幅3cm×長さ4cmに切り、1マスの1辺が1mmとなるように直角の格子パターン状にカッターナイフで切れ込みを入れ、縦5マス×横5マスの25マスからなる碁盤目にテープ(粘着テープ:ニチバン製)を貼り付け、電極を固定した状態でテープを一気に引き剥がしたとき、電極から剥がれずに残ったマスの数を計測した。試験は5回実施し、その平均値を求めた。
<Binding test>
The binding test was performed by a cross cut test. Specifically, the electrode is cut to a width of 3 cm × length of 4 cm, and a grid pattern is cut with a cutter knife so that one side of one square is 1 mm, and from 25 squares of vertical 5 squares × horizontal 5 squares. When a tape (adhesive tape: manufactured by Nichiban) was applied to the grid and the tape was peeled off at a stretch with the electrode fixed, the number of cells remaining without peeling from the electrode was measured. The test was performed 5 times, and the average value was obtained.

[作製した電池の特性評価]
作製したコイン電池の特性評価としては、充放電による内部抵抗の測定と、充放電装置を用いて充放電サイクル特性試験を行い、容量維持率を求めた。評価結果を表2にまとめて示した。
<内部抵抗の測定>
作製したリチウムイオン電池を、定電流−定電圧充電により、4.2Vまで充電した。終止電流は2C相当であった。充電後、電池を10分間休止させた。次いで定電流放電を実施し、電流値I(mA)及び10秒後の電圧降下ΔE(mV)より、リチウムイオン電池の内部抵抗R(Ω)=ΔE/Iを測定した。
[Characteristic evaluation of the fabricated battery]
As characteristic evaluation of the produced coin battery, the internal resistance was measured by charging and discharging, and a charge / discharge cycle characteristic test was performed using a charging / discharging device, and a capacity retention rate was obtained. The evaluation results are summarized in Table 2.
<Measurement of internal resistance>
The produced lithium ion battery was charged to 4.2 V by constant current-constant voltage charging. The end current was equivalent to 2C. After charging, the battery was paused for 10 minutes. Next, constant current discharge was performed, and the internal resistance R (Ω) = ΔE / I of the lithium ion battery was measured from the current value I (mA) and the voltage drop ΔE (mV) after 10 seconds.

<容量維持率>
正極活物質としてスピネル型マンガン酸リチウムを使用した場合、電気化学特性は東洋システム(株)製の充放電装置を用い、4.3Vを上限、3.0Vを下限とし、初回から3回目において8時間で所定の充電および放電が行える試験条件(C/8)、4回目以降1Cにて一定電流通電により正極の充放電サイクル特性を評価した。試験温度は25℃環境とした。容量維持率は充放電を100サイクル行った後の容量と4サイクル目の容量の比で評価した。
<Capacity maintenance rate>
When spinel type lithium manganate is used as the positive electrode active material, the charge and discharge device manufactured by Toyo System Co., Ltd. is used for the electrochemical characteristics, with 4.3 V as the upper limit and 3.0 V as the lower limit. Test conditions (C / 8) in which predetermined charging and discharging can be performed over time, the charge / discharge cycle characteristics of the positive electrode were evaluated by constant current application at 1C for the fourth and subsequent times. The test temperature was a 25 ° C. environment. The capacity retention rate was evaluated by the ratio between the capacity after 100 cycles of charge and discharge and the capacity at the fourth cycle.

<バインダー組成物の合成例>
[バインダー組成物の実施合成例1]
攪拌機付き反応容器に、ポリエチレングリコールモノアクリレート(日油製:ブレンマーAE−400)30重量部、アクリル酸−2−エチルヘキシル55重量部、アクリル酸2重量部、トリメチロールプロパントリアクリレート(新中村化学製:A−TMPT)13重量部、乳化剤としてラウリル硫酸ナトリウム(花王製:エマール10G)の固形分として1重量部、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール(日油製:プロノン208)の有効成分として2重量部、イオン交換水150重量部および重合開始剤として過硫酸アンモニウム0.1重量部を入れ、ホモジナイザーを用いて十分乳化させた後、窒素雰囲気下で60℃に加温し5時間重合し、その後冷却した。冷却後、28%アンモニア水溶液を用いて、重合液のpHを8.2に調整し、バインダーA(重合転化率99%以上)(固形分濃度40wt%)を得た。得られた重合体の平均粒子径は0.237μmであった。
<Synthesis example of binder composition>
[Exemplary Synthesis Example 1 of Binder Composition]
In a reaction vessel equipped with a stirrer, 30 parts by weight of polyethylene glycol monoacrylate (manufactured by NOF: BLEMMER AE-400), 55 parts by weight of 2-ethylhexyl acrylate, 2 parts by weight of acrylic acid, trimethylolpropane triacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical) : 13 parts by weight of A-TMPT), 1 part by weight as a solid content of sodium lauryl sulfate (Kao: Emar 10G) as an emulsifier, and 2 parts by weight as an active ingredient of polyoxyethylene polyoxypropylene glycol (manufactured by NOF: Pronon 208) Part, 150 parts by weight of ion-exchanged water and 0.1 part by weight of ammonium persulfate as a polymerization initiator, sufficiently emulsified using a homogenizer, heated to 60 ° C. in a nitrogen atmosphere, polymerized for 5 hours, and then cooled. did. After cooling, the pH of the polymerization solution was adjusted to 8.2 using a 28% aqueous ammonia solution to obtain Binder A (polymerization conversion rate 99% or more) (solid content concentration 40 wt%). The average particle size of the obtained polymer was 0.237 μm.

[バインダー組成物の実施合成例2]
攪拌機付き反応容器に、メタアクリル酸メチル47重量部、ポリプロピレングリコールモノアクリレート(日油製:ブレンマーAP−400)33重量部、アクリル酸1重量部、メタアクリル酸4重量部、トリメチロールプロパントリアクリレート(新中村化学製:A−TMPT)15重量部、乳化剤としてポリオキシアルキレンアルケニルエーテル硫酸アンモニウム水溶液(花王製:PD−104)の固形分として2重量部、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール(日油製:プロノン235)の有効成分として1重量部、イオン交換水150重量部および重合開始剤として過硫酸アンモニウム0.1重量部を入れ、ホモジナイザーを用いて十分乳化させた後、窒素雰囲気下で60℃に加温し5時間重合し、その後冷却した。冷却後、28%アンモニア水溶液を用いて、重合液をpH8.1に調整し、バインダーB(重合転化率99%以上)(固形分濃度41wt%)を得た。得られた重合体の平均粒子径は0.215μmであった。
[Exemplary Synthesis Example 2 of Binder Composition]
In a reaction vessel equipped with a stirrer, 47 parts by weight of methyl methacrylate, 33 parts by weight of polypropylene glycol monoacrylate (manufactured by NOF: Blemmer AP-400), 1 part by weight of acrylic acid, 4 parts by weight of methacrylic acid, trimethylolpropane triacrylate (Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd .: A-TMPT) 15 parts by weight, polyoxyalkylene alkenyl ether ammonium sulfate aqueous solution (Kao: PD-104) as an emulsifier, 2 parts by weight, polyoxyethylene polyoxypropylene glycol (manufactured by NOF Corporation) : 1 part by weight as an active ingredient of Pronon 235), 150 parts by weight of ion-exchanged water and 0.1 part by weight of ammonium persulfate as a polymerization initiator, sufficiently emulsified using a homogenizer, and then heated to 60 ° C. in a nitrogen atmosphere. The mixture was heated and polymerized for 5 hours, and then cooled. After cooling, the polymerization solution was adjusted to pH 8.1 using a 28% aqueous ammonia solution to obtain Binder B (polymerization conversion rate 99% or more) (solid content concentration 41 wt%). The average particle diameter of the obtained polymer was 0.215 μm.

[バインダー組成物の実施合成例3]
攪拌機付き反応容器に、メタアクリル酸メチル58.5重量部、ポリプロピレングリコールモノアクリレート(日油製:ブレンマーAP−400)19重量部、アクリル酸1.5重量部、メタアクリル酸4重量部、トリメチロールプロパントリアクリレート(新中村化学製:A−TMPT)17重量部、乳化剤としてラウリル硫酸ナトリウム(花王製:エマール10G)の固形分として3重量部、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール(日油製:プロノン208)の有効成分として1重量部、イオン交換水150重量部および重合開始剤として過硫酸アンモニウム0.1重量部を入れ、ホモジナイザーを用いて十分乳化させた後、窒素雰囲気下で60℃に加温し5時間重合し、その後冷却した。冷却後、28%アンモニア水溶液を用いて、重合液をpH8.1に調整し、バインダーC(重合転化率99%以上)(固形分濃度40wt%)を得た。得られた重合体の平均粒子径は0.153μmであった。
[Exemplary Synthesis Example 3 of Binder Composition]
In a reaction vessel equipped with a stirrer, 58.5 parts by weight of methyl methacrylate, 19 parts by weight of polypropylene glycol monoacrylate (manufactured by NOF: Blenmer AP-400), 1.5 parts by weight of acrylic acid, 4 parts by weight of methacrylic acid, tri 17 parts by weight of methylolpropane triacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd .: A-TMPT), 3 parts by weight as a solid content of sodium lauryl sulfate (Kao: Emar 10G) as an emulsifier, polyoxyethylene polyoxypropylene glycol (manufactured by NOF: 1 part by weight as an active ingredient of Pronon 208), 150 parts by weight of ion exchange water and 0.1 part by weight of ammonium persulfate as a polymerization initiator were sufficiently emulsified using a homogenizer, and then added to 60 ° C. in a nitrogen atmosphere. Warm and polymerize for 5 hours, then cool. After cooling, the polymerization solution was adjusted to pH 8.1 using a 28% aqueous ammonia solution to obtain binder C (polymerization conversion rate 99% or more) (solid content concentration 40 wt%). The average particle size of the obtained polymer was 0.153 μm.

[バインダー組成物の実施合成例4]
攪拌機付き反応容器に、メタアクリル酸メチル70重量部、ポリエチレングリコールモノメタアクリレート(日油製:ブレンマーAE−90)5重量部、アクリル酸1重量部、メタアクリル酸4重量部、トリメチロールプロパントリアクリレート(新中村化学製:A−TMPT)20重量部、乳化剤としてポリオキシアルキレンアルケニルエーテル硫酸アンモニウム水溶液(花王製:PD−104)の固形分として1重量部、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール(日油製:プロノン208)の有効成分として3重量部、イオン交換水150重量部および重合開始剤として過硫酸アンモニウム0.1重量部を入れ、ホモジナイザーを用いて十分乳化させた後、窒素雰囲気下で60℃に加温し5時間重合し、その後冷却した。冷却後、28%アンモニア水溶液を用いて、重合液をpH8.1に調整し、バインダーD(重合転化率99%以上)(固形分濃度40wt%)を得た。得られた重合体の平均粒子径は0.203μmであった。
[Exemplary Synthesis Example 4 of Binder Composition]
In a reaction vessel equipped with a stirrer, 70 parts by weight of methyl methacrylate, 5 parts by weight of polyethylene glycol monomethacrylate (manufactured by NOF: Blenmer AE-90), 1 part by weight of acrylic acid, 4 parts by weight of methacrylic acid, trimethylolpropane tri 20 parts by weight of acrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd .: A-TMPT), 1 part by weight as a solid content of an aqueous solution of polyoxyalkylene alkenyl ether ammonium sulfate (manufactured by Kao: PD-104) as an emulsifier, polyoxyethylene polyoxypropylene glycol (NOF) Manufactured by Pronon 208), 3 parts by weight as active ingredients, 150 parts by weight of ion-exchanged water and 0.1 parts by weight of ammonium persulfate as a polymerization initiator were sufficiently emulsified using a homogenizer, and then at 60 ° C. in a nitrogen atmosphere. And polymerized for 5 hours, and then cooled. After cooling, the polymerization solution was adjusted to pH 8.1 using a 28% aqueous ammonia solution to obtain binder D (polymerization conversion rate 99% or more) (solid content concentration 40 wt%). The average particle diameter of the obtained polymer was 0.203 μm.

[バインダー組成物の実施合成例5]
攪拌機付き反応容器に、メタアクリル酸メチル57重量部、ポリエチレングリコールモノアクリレート(日油製:ブレンマーAE−200)20重量部、アクリル酸1.5重量部、メタアクリル酸4.5重量部、トリメチロールプロパントリアクリレート(新中村化学製:A−TMPT)17重量部、乳化剤としてラウリル硫酸ナトリウム溶液(花王製:エマール2F−30)の固形分として1重量部、反応性ノニオン界面活性剤(花王製:ラテムルPD−420)の有効成分として1重量部、イオン交換水150重量部および重合開始剤として過硫酸アンモニウム0.1重量部を入れ、ホモジナイザーを用いて十分乳化させた後、窒素雰囲気下で60℃に加温し5時間重合し、その後冷却した。冷却後、28%アンモニア水溶液を用いて、重合液をpH8.1に調整し、バインダーE(重合転化率99%以上)(固形分濃度41wt%)を得た。得られた重合体の平均粒子径は0.186μmであった。
[Exemplary Synthesis Example 5 of Binder Composition]
In a reaction vessel equipped with a stirrer, 57 parts by weight of methyl methacrylate, 20 parts by weight of polyethylene glycol monoacrylate (manufactured by NOF: Blemmer AE-200), 1.5 parts by weight of acrylic acid, 4.5 parts by weight of methacrylic acid, tri 17 parts by weight of methylolpropane triacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd .: A-TMPT), 1 part by weight as a solid content of a sodium lauryl sulfate solution (manufactured by Kao: Emar 2F-30) as an emulsifier, a reactive nonionic surfactant (manufactured by Kao) : 1 part by weight as an active ingredient of Latemul PD-420), 150 parts by weight of ion-exchanged water and 0.1 part by weight of ammonium persulfate as a polymerization initiator, sufficiently emulsified with a homogenizer, and then added in a nitrogen atmosphere to 60 The mixture was heated to 0 ° C., polymerized for 5 hours, and then cooled. After cooling, the polymerization solution was adjusted to pH 8.1 using a 28% aqueous ammonia solution to obtain Binder E (polymerization conversion rate 99% or more) (solid content concentration 41 wt%). The average particle diameter of the obtained polymer was 0.186 μm.

[バインダー組成物の比較合成例1]
攪拌機付き反応容器に、ポリエチレングリコールモノアクリレート(日油製:ブレンマーAE−400)30重量部、アクリル酸−2−エチルヘキシル55重量部、アクリル酸2重量部、トリメチロールプロパントリアクリレート(新中村化学製:A−TMPT)13重量部、乳化剤としてラウリル硫酸ナトリウム(花王製:エマール10G)の固形分として3重量部、イオン交換水150重量部および重合開始剤として過硫酸アンモニウム0.1重量部を入れ、ホモジナイザーを用いて十分乳化させた後、窒素雰囲気下で60℃に加温し5時間重合し、その後冷却した。冷却後、28%アンモニア水溶液を用いて、重合液のpHを8.2に調整し、バインダーF(重合転化率99%以上)(固形分濃度41wt%)を得た。得られた重合体の平均粒子径は0.157μmであった。
[Comparative Synthesis Example 1 of Binder Composition]
In a reaction vessel equipped with a stirrer, 30 parts by weight of polyethylene glycol monoacrylate (manufactured by NOF: BLEMMER AE-400), 55 parts by weight of 2-ethylhexyl acrylate, 2 parts by weight of acrylic acid, trimethylolpropane triacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical) : A-TMPT) 13 parts by weight, 3 parts by weight as solid content of sodium lauryl sulfate (Kao: EMAL 10G) as an emulsifier, 150 parts by weight of ion-exchanged water and 0.1 part by weight of ammonium persulfate as a polymerization initiator, The mixture was sufficiently emulsified using a homogenizer, heated to 60 ° C. under a nitrogen atmosphere, polymerized for 5 hours, and then cooled. After cooling, the pH of the polymerization solution was adjusted to 8.2 using a 28% aqueous ammonia solution to obtain Binder F (polymerization conversion rate 99% or more) (solid content concentration 41 wt%). The average particle size of the obtained polymer was 0.157 μm.

[バインダー組成物の比較合成例2]
攪拌機付き反応容器に、ポリエチレングリコールモノアクリレート(日油製:ブレンマーAE−400)30重量部、アクリル酸−2−エチルヘキシル55重量部、アクリル酸2重量部、トリメチロールプロパントリアクリレート(新中村化学製:A−TMPT)13重量部、乳化剤としてポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール(日油製:プロノン208)の有効成分として5重量部、イオン交換水150重量部および重合開始剤として過硫酸アンモニウム0.1重量部を入れ、ホモジナイザーを用いて十分乳化させた後、窒素雰囲気下で60℃に加温し5時間重合し、その後冷却した。冷却後、28%アンモニア水溶液を用いて、重合液のpHを8.2に調整し、バインダーG(重合転化率99%以上)(固形分濃度39wt%)を得た。得られた重合体の平均粒子径は0.258μmであった。
[Comparative Synthesis Example 2 of Binder Composition]
In a reaction vessel equipped with a stirrer, 30 parts by weight of polyethylene glycol monoacrylate (manufactured by NOF: BLEMMER AE-400), 55 parts by weight of 2-ethylhexyl acrylate, 2 parts by weight of acrylic acid, trimethylolpropane triacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical) : A-TMPT) 13 parts by weight, polyoxyethylene polyoxypropylene glycol (manufactured by NOF Corporation: Pronon 208) as an emulsifier as an active ingredient 5 parts by weight, ion-exchanged water 150 parts by weight, and polymerization initiator 0.1 ammonium persulfate After adding a weight part and fully emulsifying using a homogenizer, it heated at 60 degreeC under nitrogen atmosphere, superposed | polymerized for 5 hours, and cooled after that. After cooling, the pH of the polymerization solution was adjusted to 8.2 using a 28% aqueous ammonia solution to obtain a binder G (polymerization conversion rate of 99% or more) (solid content concentration 39 wt%). The average particle diameter of the obtained polymer was 0.258 μm.

[バインダー組成物の比較合成例3]
攪拌機付き反応容器に、メタクリル酸メチル80重量部、アクリル酸3重量部、メタアクリル酸5重量部、トリメチロールプロパントリアクリレート(新中村化学製:A−TMPT)12重量部、乳化剤としてラウリル硫酸ナトリウム(花王製:エマール10G)の有効成分として2重量部、イオン交換水150重量部および重合開始剤として過硫酸アンモニウム0.1重量部を入れ、ホモジナイザーを用いて十分乳化させた後、窒素雰囲気下で60℃に加温し5時間重合し、その後冷却した。冷却後、28%アンモニア水溶液を用いて、重合液のpHを8.2に調整し、バインダーH(重合転化率99%以上)(固形分濃度39wt%)を得た。得られた重合体の平均粒子径は0.145μmであった。
[Comparative Synthesis Example 3 of Binder Composition]
In a reaction vessel equipped with a stirrer, 80 parts by weight of methyl methacrylate, 3 parts by weight of acrylic acid, 5 parts by weight of methacrylic acid, 12 parts by weight of trimethylolpropane triacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd .: A-TMPT), sodium lauryl sulfate as an emulsifier 2 parts by weight as active ingredients of Kao (Emal 10G), 150 parts by weight of ion-exchanged water and 0.1 part by weight of ammonium persulfate as a polymerization initiator were sufficiently emulsified using a homogenizer, and then in a nitrogen atmosphere. The mixture was heated to 60 ° C., polymerized for 5 hours, and then cooled. After cooling, the pH of the polymerization solution was adjusted to 8.2 using a 28% aqueous ammonia solution to obtain binder H (polymerization conversion rate 99% or more) (solid content concentration 39 wt%). The average particle diameter of the obtained polymer was 0.145 μm.

<電極の作製例>
[電極の実施作製例1]
正極活物質としてスピネル型マンガン酸リチウム95重量部に、導電助剤としてアセチレンブラック3重量部、バインダー組成物の実施合成例1で得られたバインダーAの固形分として2重量部を加え、さらにスラリーの固形分濃度が55重量%となるように水を加えて遊星型ミルを用いて十分に混合して正極用スラリーを得た。
得られた正極スラリーを厚さ20μmのアルミ集電体上に100μmギャップのベーカー式アプリケーターを用いて塗布し、110℃真空状態で12時間以上乾繰後、ロールプレス機にてプレスを行い、厚さ32μmの正極を作製した。屈曲試験と結着性試験の評価結果を表1の実施例1に示す。
<Example of electrode production>
[Example 1 of electrode production]
Add 95 parts by weight of spinel type lithium manganate as a positive electrode active material, add 3 parts by weight of acetylene black as a conductive additive, and add 2 parts by weight as a solid content of the binder A obtained in Example 1 of the binder composition. Water was added so that the solid content concentration of the mixture became 55% by weight and mixed well using a planetary mill to obtain a positive electrode slurry.
The obtained positive electrode slurry was applied onto a 20 μm thick aluminum current collector using a 100 μm gap Baker type applicator, dried at 110 ° C. in a vacuum state for 12 hours or more, and then pressed with a roll press machine. A positive electrode having a thickness of 32 μm was produced. The evaluation results of the bending test and the binding test are shown in Example 1 of Table 1.

[電極の実施作製例2]
バインダー組成物の実施合成例2で得られたバインダーBを使用した以外は、電極の実施作製例1と同様にして正極を作製した。得られた正極の厚みは33μmであった。屈曲試験と結着性試験の評価結果を表1の実施例2に示す。
[Example 2 of electrode production]
A positive electrode was produced in the same manner as in Example 1 for producing an electrode electrode, except that the binder B obtained in Example 2 of the binder composition was used. The thickness of the positive electrode obtained was 33 μm. The evaluation results of the bending test and the binding property test are shown in Example 2 of Table 1.

[電極の実施作製例3]
バインダー組成物の実施合成例3で得られたバインダーCを使用した以外は、電極の実施作製例1と同様にして正極を作製した。得られた正極の厚みは32μmであった。屈曲試験と結着性試験の評価結果を表1の実施例3に示す。
[Example 3 of electrode production]
A positive electrode was produced in the same manner as in Example 1 for producing electrodes except that the binder C obtained in Example 3 for binder composition was used. The thickness of the positive electrode obtained was 32 μm. The evaluation results of the bending test and the binding test are shown in Example 3 in Table 1.

[電極の実施作製例4]
バインダー組成物の実施合成例4で得られたバインダーDを使用した以外は、電極の実施作製例1と同様にして正極を作製した。得られた正極の厚みは32μmであった。屈曲試験と結着性試験の評価結果を表1の実施例4に示す。
[Example 4 of electrode production]
A positive electrode was produced in the same manner as in Example 1 for producing an electrode except that the binder D obtained in Example 4 of the binder composition was used. The thickness of the positive electrode obtained was 32 μm. The evaluation results of the bending test and the binding test are shown in Example 4 of Table 1.

[電極の実施作製例5]
バインダー組成物の実施合成例5で得られたバインダーEを使用した以外は、電極の実施作製例1と同様にして正極を作製した。得られた正極の厚みは33μmであった。屈曲試験と結着性試験の評価結果を表1の実施例5に示す。
[Example 5 of electrode production]
A positive electrode was produced in the same manner as in Example 1 for producing electrodes except that the binder E obtained in Example 5 for binder composition was used. The thickness of the positive electrode obtained was 33 μm. The evaluation results of the bending test and the binding test are shown in Example 5 of Table 1.

[電極の比較作製例1]
バインダー組成物の比較合成例1で得られたバインダーFを使用した以外は、電極の実施作製例1と同様にして正極を作製した。得られた正極の厚みは32μmであった。屈曲試験と結着性試験の評価結果を表1の比較例1に示す。
[Electrode Comparative Production Example 1]
A positive electrode was produced in the same manner as in Example 1 of production of the electrode except that the binder F obtained in Comparative Synthesis Example 1 of the binder composition was used. The thickness of the positive electrode obtained was 32 μm. The evaluation results of the bending test and the binding test are shown in Comparative Example 1 in Table 1.

[電極の比較作製例2]
バインダー組成物の比較合成例2で得られたバインダーGを使用した以外は、電極の実施作製例1と同様にして正極を作製した。得られた正極の厚みは33μmであった。屈曲試験と結着性試験の評価結果を表1の比較例2に示す。
[Electrode Comparison Preparation Example 2]
A positive electrode was produced in the same manner as in Example 1 for producing an electrode except that the binder G obtained in Comparative Synthesis Example 2 for the binder composition was used. The thickness of the positive electrode obtained was 33 μm. The evaluation results of the bending test and the binding test are shown in Comparative Example 2 in Table 1.

[電極の比較作製例3]
バインダー組成物の比較合成例3で得られたバインダーHを使用した以外は、電極の実施作製例1と同様にして正極を作製した。得られた正極の厚みは32μmであった。屈曲試験と結着性試験の評価結果を表1の比較例2に示す。
[Electrode Comparative Production Example 3]
A positive electrode was produced in the same manner as in Example 1 of production of the electrode except that the binder H obtained in Comparative Synthesis Example 3 of the binder composition was used. The thickness of the positive electrode obtained was 32 μm. The evaluation results of the bending test and the binding test are shown in Comparative Example 2 in Table 1.

<電池の製造例>
[コイン電池の実施製造例1]
アルゴンガスで置換されたグローブボックス内において、電極の実施作製例1で得た正極、セパレータとして厚み18μmのポリプロピレン/ポリエチレン/ポリプロピレン多孔質膜を入れ、更に対極として厚さ300μmの金属リチウム箔を貼り合わせた積層物に、電解液として1mol/Lの6フッ化リン酸リチウムのエチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートとジエチルカーボネート(体積比3:5:2)を十分に含浸させてかしめ、試験用2032型コイン電池を製造した。試作したコイン電池を用いた内部抵抗の測定値と100サイクル後の容量維持率の評価結果を表2の実施例1に示す。
<Example of battery production>
[Example of coin battery production 1]
In the glove box substituted with argon gas, the positive electrode obtained in Example 1 of electrode fabrication, a 18 μm thick polypropylene / polyethylene / polypropylene porous membrane as the separator, and a 300 μm thick metallic lithium foil as a counter electrode are attached. The combined laminate is sufficiently impregnated with 1 mol / L of lithium hexafluorophosphate ethylene carbonate, ethyl methyl carbonate, and diethyl carbonate (volume ratio 3: 5: 2) as an electrolytic solution, and caulked to test 2032 type. A coin battery was manufactured. The measured value of the internal resistance using the prototype coin battery and the evaluation result of the capacity maintenance rate after 100 cycles are shown in Example 1 of Table 2.

[コイン電池の実施製造例2]
電極の実施作製例2で得た正極を用いた以外は、電極の実施作製例1と同様にしてコイン電池を作製した。試作したコイン電池を用いた内部抵抗の測定値と100サイクル後の容量維持率の評価結果を表2の実施例2に示す。
[Example of coin battery production 2]
A coin battery was fabricated in the same manner as in the electrode fabrication example 1 except that the positive electrode obtained in the electrode fabrication example 2 was used. Table 2 shows the measured value of the internal resistance using the prototype coin battery and the evaluation result of the capacity retention rate after 100 cycles.

[コイン電池の実施製造例3]
電極の実施作製例3で得た正極を用いた以外は、電極の実施作製例1と同様にしてコイン電池を作製した。試作したコイン電池を用いた内部抵抗の測定値と100サイクル後の容量維持率の評価結果を表1の実施例3に示す。
[Example 3 of coin battery production]
A coin battery was produced in the same manner as in Example 1 of electrode production except that the positive electrode obtained in Example 3 of electrode production was used. Table 3 shows the measured value of the internal resistance using the prototype coin battery and the evaluation result of the capacity retention rate after 100 cycles.

[コイン電池の実施製造例4]
電極の実施作製例4で得た正極を用いた以外は、電極の実施作製例1と同様にしてコイン電池を作製した。試作したコイン電池を用いた内部抵抗の測定値と100サイクル後の容量維持率の評価結果を表2の実施例4に示す。
[Example of coin battery production 4]
A coin battery was fabricated in the same manner as in the electrode fabrication example 1 except that the positive electrode obtained in the electrode fabrication example 4 was used. The measured value of the internal resistance using the prototype coin battery and the evaluation result of the capacity maintenance rate after 100 cycles are shown in Example 4 of Table 2.

[コイン電池の実施製造例5]
電極の実施作製例5で得た正極を用いた以外は、電極の実施作製例1と同様にしてコイン電池を作製した。内部抵抗の測定値と100サイクル後の容量維持率の評価結果を表2の実施例5に示す。
[Example 5 of coin battery production]
A coin battery was fabricated in the same manner as in the electrode fabrication example 1 except that the positive electrode obtained in the electrode fabrication example 5 was used. The measured value of the internal resistance and the evaluation result of the capacity retention rate after 100 cycles are shown in Example 5 of Table 2.

[コイン電池の比較製造例1]
電極の比較作製例1で得た正極を用いた以外は、電極の実施作製例1と同様にしてコイン電池を作製した。試作したコイン電池を用いた内部抵抗の測定値と100サイクル後の容量維持率の評価結果を表2の比較例1に示す。
[Comparison example 1 of coin battery]
A coin battery was produced in the same manner as in Example 1 of electrode production except that the positive electrode obtained in Comparative Production Example 1 of electrode was used. Comparative Example 1 in Table 2 shows the measured value of the internal resistance using the prototype coin cell and the evaluation result of the capacity retention rate after 100 cycles.

[コイン電池の比較製造例2]
電極の比較作製例2で得た正極を用いた以外は、電極の実施作製例1と同様にしてコイン電池を作製した。試作したコイン電池を用いた内部抵抗の測定値と100サイクル後の容量維持率の評価結果を表2の比較例2に示す。
[Comparison example 2 of coin battery]
A coin battery was produced in the same manner as in Example 1 of electrode production except that the positive electrode obtained in Comparative Production Example 2 of electrode was used. Comparative Example 2 in Table 2 shows the measured value of the internal resistance using the prototype coin cell and the evaluation result of the capacity retention rate after 100 cycles.

[コイン電池の比較製造例3]
電極の比較作製例3で得た正極を用いた以外は、電極の実施作製例1と同様にしてコイン電池を作製した。試作したコイン電池を用いた内部抵抗の測定値と100サイクル後の容量維持率の評価結果を表2の比較例3に示す。
[Comparison example 3 of coin battery]
A coin battery was produced in the same manner as in Example 1 of electrode production except that the positive electrode obtained in Comparative Production Example 3 of electrode was used. The measured value of the internal resistance using the prototype coin battery and the evaluation result of the capacity retention rate after 100 cycles are shown in Comparative Example 3 of Table 2.

表1及び表2に実施例および比較例の結果を示す。
Tables 1 and 2 show the results of Examples and Comparative Examples.

本発明の電池電極用バインダー組成物を用いたリチウムイオン電池である実施例1〜実施例5は比較例1〜3と比べて、結着性が優れており、特に比較例3に比べると格段に結着性が向上している。また、比較例1〜3に比べてコイン電池の内部抵抗が低く、その結果、100サイクル後の容量維持率においても、非常に優れていることが示された。 Examples 1 to 5 which are lithium ion batteries using the binder composition for battery electrodes of the present invention are superior in binding properties compared to Comparative Examples 1 to 3, and are particularly superior to Comparative Example 3. The binding property is improved. Moreover, compared with Comparative Examples 1-3, the internal resistance of a coin battery was low, and as a result, it was shown that it is very excellent also in the capacity maintenance rate after 100 cycles.

本発明の電池電極用バインダー組成物は、高い結着力、環境負荷の小さい水系であるという利点、温度に性能が影響しないという利点を有する。本発明の電池電極用バインダー組成物を用いた携帯電話やノートパソコン、カムコーダーなどの電子機器など小型の電池から、電気自動車やハイブリッド電気自動車などの車載用途や家庭用電力貯蔵用の蓄電池といった大型の電池用途に好適に利用可能である。   The binder composition for battery electrodes of the present invention has the advantage that it is an aqueous system with a high binding force and a small environmental load, and that the performance does not affect the temperature. From small batteries such as mobile phones, laptop computers, and electronic devices such as camcorders using the binder composition for battery electrodes of the present invention, to large-sized batteries such as electric vehicles and hybrid electric vehicles, and storage batteries for household power storage. It can be suitably used for battery applications.

Claims (10)

(A)(メタ)アクリルモノマーから誘導される構成単位と、
(B)多官能(メタ)アクリレートモノマーから誘導される構成単位と、を含む重合体と
(C)乳化剤として、ノニオン系界面活性剤およびアニオン系界面活性剤を含有することを特徴とする電池電極用バインダー組成物。
(A) a structural unit derived from a (meth) acrylic monomer;
(B) A polymer electrode comprising a structural unit derived from a polyfunctional (meth) acrylate monomer, and (C) a battery electrode comprising a nonionic surfactant and an anionic surfactant as an emulsifier Binder composition.
(A)(メタ)アクリルモノマーが(A−1)水酸基を有する(メタ)アクリレートモノマー、(A−2)(メタ)アクリレートモノマーおよび(A−3)(メタ)アクリル酸モノマーであることを特徴とする請求項1に記載の電池電極用バインダー組成物。   The (A) (meth) acrylic monomer is (A-1) a (meth) acrylate monomer having a hydroxyl group, (A-2) a (meth) acrylate monomer, and (A-3) a (meth) acrylic acid monomer. The battery electrode binder composition according to claim 1. (A−1)水酸基を有する(メタ)アクリルモノマーの分子量が100〜1000のアルキレングリコールモノ(メタ)アクリレートモノマーであることを特徴とする請求項2に記載の電池電極用バインダー組成物。   (A-1) The binder composition for battery electrodes according to claim 2, wherein the (meth) acrylic monomer having a hydroxyl group is an alkylene glycol mono (meth) acrylate monomer having a molecular weight of 100 to 1,000. (B)多官能(メタ)アクリレートモノマーが2〜5官能の(メタ)アクリレートであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の電池電極用バインダー組成物。   (B) Polyfunctional (meth) acrylate monomer is 2-5 functional (meth) acrylate, The binder composition for battery electrodes in any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. アニオン系界面活性剤が硫酸エステル型、カルボン酸型、スルホン酸型、リン酸エステル型から選択されるアニオン系界面活性剤であり、ノニオン系界面活性剤がポリオキシアルキレン型ノニオン系界面活性剤であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の電池電極用バインダー組成物。   The anionic surfactant is an anionic surfactant selected from sulfate ester type, carboxylic acid type, sulfonic acid type, and phosphate ester type, and the nonionic surfactant is a polyoxyalkylene type nonionic surfactant. The binder composition for battery electrodes according to claim 1, wherein the binder composition is for battery electrodes. アニオン系界面活性剤およびノニオン系界面活性剤の含有量が仕込みのモノマー量に対して0.01〜10重量%であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の電池電極用バインダー組成物。 6. The battery electrode according to claim 1, wherein the content of the anionic surfactant and the nonionic surfactant is 0.01 to 10% by weight with respect to the charged monomer amount. Binder composition. アニオン系界面活性剤とノニオン系界面活性剤の含有量の比が1:10〜10:1であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の電池電極用バインダー組成物。 The battery electrode binder composition according to any one of claims 1 to 6, wherein the content ratio of the anionic surfactant to the nonionic surfactant is 1:10 to 10: 1. 水中で(A)(メタ)アクリルモノマーと、(B)多官能(メタ)アクリレートモノマーから誘導される構成単位とを、ノニオン系界面活性剤およびアニオン系界面活性剤を用いて乳化させながら重合させてなる電池電極用バインダー組成物の製造方法。 In water, (A) (meth) acrylic monomer and (B) structural unit derived from polyfunctional (meth) acrylate monomer are polymerized while emulsifying using nonionic surfactant and anionic surfactant. The manufacturing method of the binder composition for battery electrodes obtained. 少なくとも請求項1〜7のいずれかに記載のバインダー組成物と活物質、導電助剤からなることを特徴とする電池用電極。 A battery electrode comprising at least the binder composition according to any one of claims 1 to 7, an active material, and a conductive additive. 請求項9に記載の電極を用いて得られることを特徴とする電池。 A battery obtained by using the electrode according to claim 9.
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