JP2017183248A - Binder composition for electrode of lithium ion secondary battery - Google Patents
Binder composition for electrode of lithium ion secondary battery Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017183248A JP2017183248A JP2016073368A JP2016073368A JP2017183248A JP 2017183248 A JP2017183248 A JP 2017183248A JP 2016073368 A JP2016073368 A JP 2016073368A JP 2016073368 A JP2016073368 A JP 2016073368A JP 2017183248 A JP2017183248 A JP 2017183248A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lithium ion
- ion secondary
- secondary battery
- electrode
- active material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
Description
本発明は、リチウムイオン二次電池の電極用バインダー組成物に関する。さらに詳しくは、本発明は、低温での電池抵抗が低く、活物質層の外観に欠陥がなく、耐折り曲げ性に優れたリチウムイオン二次電池用電極、当該リチウムイオン二次電池用電極に好適に使用することができるリチウムイオン二次電池の電極用組成物、当該リチウムイオン二次電池の電極用組成物に好適に使用することができるリチウムイオン二次電池の電極用バインダー組成物、および前記リチウムイオン二次電池用電極を有するリチウムイオン二次電池に関する。 The present invention relates to a binder composition for an electrode of a lithium ion secondary battery. More specifically, the present invention is suitable for a lithium ion secondary battery electrode having a low battery resistance at low temperature, having no defects in the appearance of the active material layer, and having excellent bending resistance, and the lithium ion secondary battery electrode. A composition for an electrode of a lithium ion secondary battery that can be used for the electrode, a binder composition for an electrode of a lithium ion secondary battery that can be suitably used for the composition for an electrode of the lithium ion secondary battery, and the above The present invention relates to a lithium ion secondary battery having an electrode for a lithium ion secondary battery.
従来、リチウムイオン二次電池の電極用バインダーおよびバインダー組成物として種々のものが提案されている。それらのなかでエチレン性不飽和カルボン酸塩単量体由来の構造単位およびエチレン性不飽和カルボン酸エステル単量体由来の構造単位を含む水溶性高分子化合物を含有する電極組成物用バインダーは、活物質および導電助剤の分散性に優れるとともに活物質同士および活物質と集電体との結着性に優れていることから注目されている(例えば、特許文献1参照)。前記電極組成物用バインダーは、確かに活物質および導電助剤の分散性に優れるとともに活物質同士および活物質と集電体との結着性に優れている。 Conventionally, various binders and binder compositions for electrodes of lithium ion secondary batteries have been proposed. Among them, a binder for an electrode composition containing a water-soluble polymer compound containing a structural unit derived from an ethylenically unsaturated carboxylate monomer and a structural unit derived from an ethylenically unsaturated carboxylic acid ester monomer, It has been attracting attention because it is excellent in dispersibility of the active material and the conductive additive and has excellent binding properties between the active materials and between the active material and the current collector (see, for example, Patent Document 1). The binder for electrode compositions is excellent in the dispersibility of the active material and the conductive auxiliary agent, and is excellent in the binding properties between the active materials and between the active material and the current collector.
近年、リチウムイオン二次電池の電池容量を増大させるために活物質層の厚さを大きくすることが検討されている。しかし、正極に関しては、一般にリチウムイオン二次電池の活物質層の塗工量が12mg/cm2以上であるとき、レート特性が低下し、電池抵抗が高くなり、特に低温環境下では電池抵抗がさらに高くなることから、当該リチウムイオン二次電池の使用が環境温度によって制限されることがあるのみならず、当該活物質層の表面にピンホールまたは割れが生じたり、当該活物質層の耐折り曲げ性が低下したりするおそれがある。 In recent years, it has been studied to increase the thickness of the active material layer in order to increase the battery capacity of the lithium ion secondary battery. However, regarding the positive electrode, generally, when the coating amount of the active material layer of the lithium ion secondary battery is 12 mg / cm 2 or more, the rate characteristics are lowered and the battery resistance is increased. Further, since the use of the lithium ion secondary battery may be limited by the environmental temperature, pinholes or cracks may occur on the surface of the active material layer, or the active material layer may be bent. May deteriorate.
したがって、リチウムイオン二次電池の電池容量を増大させるために活物質層の塗工量を増加させた場合であっても低温での電池抵抗が低く、当該活物質層の表面にピンホールおよび割れが生じがたく、耐折り曲げ性に優れたリチウムイオン二次電池用電極の開発が待ち望まれている。 Therefore, even when the coating amount of the active material layer is increased in order to increase the battery capacity of the lithium ion secondary battery, the battery resistance at low temperature is low, and pinholes and cracks are formed on the surface of the active material layer. Therefore, development of an electrode for a lithium ion secondary battery excellent in bending resistance is awaited.
本発明は、前記従来技術に鑑みてなされたものであり、リチウムイオン二次電池の電池容量を増大させるために活物質層の塗工量を増加させた場合であっても低温での電池抵抗が低く、当該活物質層の表面にピンホールおよび割れが生じがたく、耐折り曲げ性に優れたリチウムイオン二次電池用電極、当該リチウムイオン二次電池用電極に好適に使用することができるリチウムイオン二次電池の電極用組成物、当該リチウムイオン二次電池の電極用組成物に好適に使用することができるリチウムイオン二次電池の電極用バインダー組成物、および前記リチウムイオン二次電池用電極を有するリチウムイオン二次電池を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above prior art, and battery resistance at a low temperature even when the coating amount of the active material layer is increased in order to increase the battery capacity of the lithium ion secondary battery. Lithium ion secondary battery electrode, which is low in resistance, hardly causes pinholes and cracks on the surface of the active material layer, and has excellent bending resistance, and lithium that can be suitably used for the lithium ion secondary battery electrode Composition for electrode of ion secondary battery, binder composition for electrode of lithium ion secondary battery that can be suitably used for electrode composition of lithium ion secondary battery, and electrode for lithium ion secondary battery It is an object of the present invention to provide a lithium ion secondary battery having:
本発明は、
(1) リチウムイオン二次電池用電極の活物質層を形成する電極用組成物に用いられるバインダー組成物であって、スルホニル基とオキシカルボニル基とを有する化合物、樹脂成分および溶媒を含有することを特徴とするリチウムイオン二次電池の電極用バインダー組成物、
(2) 前記(1)に記載の電極用バインダー組成物および活物質を含有してなるリチウムイオン二次電池の電極用組成物、
(3) 集電体および活物質層を有する電極であって、前記活物質層が前記(2)に記載のリチウムイオン二次電池の電極用組成物から形成されてなるリチウムイオン二次電池用電極、および
(4) 前記(3)に記載のリチウムイオン二次電池用電極を有するリチウムイオン二次電池に関する。
The present invention
(1) A binder composition used in an electrode composition for forming an active material layer of an electrode for a lithium ion secondary battery, comprising a compound having a sulfonyl group and an oxycarbonyl group, a resin component, and a solvent. A binder composition for an electrode of a lithium ion secondary battery,
(2) A composition for an electrode of a lithium ion secondary battery comprising the binder composition for an electrode according to (1) and an active material,
(3) An electrode having a current collector and an active material layer, wherein the active material layer is formed from the electrode composition for a lithium ion secondary battery according to (2). An electrode, and (4) The present invention relates to a lithium ion secondary battery having the electrode for a lithium ion secondary battery according to (3).
本発明によれば、リチウムイオン二次電池の電池容量を増大させるために活物質層の塗工量を増加させた場合であっても低温での電池抵抗が低く、当該活物質層の表面にピンホールおよび割れが生じがたく、耐折り曲げ性に優れたリチウムイオン二次電池用電極、当該リチウムイオン二次電池用電極に好適に使用することができるリチウムイオン二次電池の電極用組成物、当該リチウムイオン二次電池の電極用組成物に好適に使用することができるリチウムイオン二次電池の電極用バインダー組成物、および前記リチウムイオン二次電池用電極を有するリチウムイオン二次電池が提供される。 According to the present invention, even when the coating amount of the active material layer is increased in order to increase the battery capacity of the lithium ion secondary battery, the battery resistance at low temperature is low, and the surface of the active material layer is reduced. An electrode for a lithium ion secondary battery that does not easily cause pinholes and cracks and has excellent bending resistance, and a composition for an electrode of a lithium ion secondary battery that can be suitably used for the electrode for a lithium ion secondary battery, Provided are a binder composition for an electrode of a lithium ion secondary battery that can be suitably used for the electrode composition of the lithium ion secondary battery, and a lithium ion secondary battery having the electrode for a lithium ion secondary battery. The
本発明のリチウムイオン二次電池の電極用バインダー組成物は、前記したように、リチウムイオン二次電池用電極の活物質層を形成する電極用組成物に用いられるバインダー組成物であり、スルホニル基とオキシカルボニル基とを有する化合物、樹脂成分および溶媒を含有することを特徴とする。 As described above, the binder composition for an electrode of a lithium ion secondary battery of the present invention is a binder composition used for an electrode composition that forms an active material layer of an electrode for a lithium ion secondary battery, and is a sulfonyl group. And a compound having an oxycarbonyl group, a resin component, and a solvent.
本発明のリチウムイオン二次電池の電極用バインダー組成物は、スルホニル基とオキシカルボニル基とを有する化合物を含有しているので、リチウムイオン二次電池の電池容量を増大させるために活物質層の塗工量を増加させた場合であっても低温での電池抵抗が低く、活物質層の表面にピンホールおよび割れを発生させがたいことから、当該電極用バインダー組成物を用いることにより、低温での電池抵抗が低く、活物質層の表面にピンホールおよび割れが生じがたく、耐折り曲げ性に優れたリチウムイオン二次電池用電極を得ることができる。 Since the binder composition for an electrode of a lithium ion secondary battery of the present invention contains a compound having a sulfonyl group and an oxycarbonyl group, the active material layer of the lithium ion secondary battery is increased in order to increase the battery capacity of the lithium ion secondary battery. Even when the coating amount is increased, the battery resistance at low temperature is low, and it is difficult to generate pinholes and cracks on the surface of the active material layer. Thus, a lithium ion secondary battery electrode that has low battery resistance, hardly generates pinholes and cracks on the surface of the active material layer, and has excellent bending resistance can be obtained.
スルホニル基とオキシカルボニル基とを有する化合物としては、例えば、スルホニル基およびオキシカルボニル基を有する芳香族系化合物などが挙げられる。スルホニル基およびオキシカルボニル基を有する芳香族系化合物のなかでは、リチウムイオン二次電池の電池容量を増大させるために活物質層の塗工量を増加させた場合であっても低温での電池抵抗が低く、当該活物質層の表面にピンホールおよび割れが生じがたく、耐折り曲げ性に優れたリチウムイオン二次電池用電極を得る観点から、式(I): Examples of the compound having a sulfonyl group and an oxycarbonyl group include aromatic compounds having a sulfonyl group and an oxycarbonyl group. Among aromatic compounds having a sulfonyl group and an oxycarbonyl group, the battery resistance at low temperature even when the coating amount of the active material layer is increased in order to increase the battery capacity of the lithium ion secondary battery. From the viewpoint of obtaining an electrode for a lithium ion secondary battery that is low, does not easily cause pinholes and cracks on the surface of the active material layer, and has excellent bending resistance, the formula (I):
〔式中、R1およびR2は、それぞれ独立して水素原子、アルカリ金属原子、アンモニウム基、アルキルアンモニウム基またはアルカノールアンモニウム基を示し、−OR1と−OR2とは一体となってエーテル結合(−O−)を形成していてもよい〕
で表わされる化合物がより好ましい。
[Wherein, R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom, an alkali metal atom, an ammonium group, an alkylammonium group or an alkanolammonium group, and —OR 1 and —OR 2 are combined into an ether bond. (-O-) may be formed]
The compound represented by is more preferable.
式(I)において、R1およびR2は、リチウムイオン二次電池の電池容量を増大させるために活物質層の塗工量を増加させた場合であっても低温での電池抵抗が低く、当該活物質層の表面にピンホールおよび割れが生じがたく、耐折り曲げ性に優れたリチウムイオン二次電池用電極を得る観点から、それぞれ独立して水素原子、アルカリ金属原子、アンモニウム基、アルキルアンモニウム基またはアルカノールアンモニウム基であり、−OR1と−OR2とは一体となってエーテル結合(−O−)を形成していてもよい。 In the formula (I), R 1 and R 2 have low battery resistance at low temperature even when the coating amount of the active material layer is increased in order to increase the battery capacity of the lithium ion secondary battery. From the viewpoint of obtaining an electrode for a lithium ion secondary battery that is less prone to pinholes and cracks on the surface of the active material layer and has excellent bending resistance, each of them is independently a hydrogen atom, an alkali metal atom, an ammonium group, or an alkylammonium. A group or an alkanol ammonium group, and —OR 1 and —OR 2 may be combined to form an ether bond (—O—).
アルカリ金属原子としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウムなどが挙げられる。これらのなかでは、リチウムイオン二次電池の電池容量を増大させるために活物質層の塗工量を増加させた場合であっても低温での電池抵抗が低く、当該活物質層の表面にピンホールおよび割れが生じがたく、耐折り曲げ性に優れたリチウムイオン二次電池用電極を得る観点から、ナトリウムおよびリチウムが好ましく、リチウムがより好ましい。 Examples of the alkali metal atom include lithium, sodium, potassium, and the like. Among these, even when the coating amount of the active material layer is increased in order to increase the battery capacity of the lithium ion secondary battery, the battery resistance at low temperature is low, and the pin is not pinned on the surface of the active material layer. From the viewpoint of obtaining an electrode for a lithium ion secondary battery that hardly causes holes and cracks and has excellent bending resistance, sodium and lithium are preferable, and lithium is more preferable.
アルキルアンモニウム基としては、例えば、モノエチルアンモニウム基、ジエチルアンモニウム基、トリエチルアンモニウム基などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。 Examples of the alkylammonium group include a monoethylammonium group, a diethylammonium group, and a triethylammonium group, but the present invention is not limited to such examples.
アルカノールアンモニウム基としては、例えば、モノエタノールアンモニウム基、ジエタノールアンモニウム基、トリエタノールアンモニウム基などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。 Examples of the alkanol ammonium group include a monoethanol ammonium group, a diethanol ammonium group, a triethanol ammonium group, and the like, but the present invention is not limited to such examples.
R1およびR2のなかでは、リチウムイオン二次電池の電池容量を増大させるために活物質層の塗工量を増加させた場合であっても低温での電池抵抗が低く、当該活物質層の表面にピンホールおよび割れが生じがたく、耐折り曲げ性に優れたリチウムイオン二次電池用電極を得る観点から、R1およびR2は、それぞれ独立して、水素原子、アルカリ金属原子またはアンモニウム基であるか、または−OR1と−OR2とが一体となってエーテル結合(−O−)を形成していることが好ましく、R1およびR2がいずれも水素原子であるか、または−OR1と−OR2とが一体となってエーテル結合(−O−)を形成していることがより好ましい。 Among R 1 and R 2 , even when the coating amount of the active material layer is increased in order to increase the battery capacity of the lithium ion secondary battery, the battery resistance at low temperature is low, and the active material layer From the viewpoint of obtaining an electrode for a lithium ion secondary battery in which pinholes and cracks are unlikely to occur on the surface of the metal, R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom, an alkali metal atom or ammonium. Or —OR 1 and —OR 2 are preferably combined to form an ether bond (—O—), and R 1 and R 2 are both hydrogen atoms, or It is more preferable that —OR 1 and —OR 2 are integrated to form an ether bond (—O—).
式(I)において、ベンゼン環に結合している−SO2−OR1基と−CO−OR2とが結合している位置は、リチウムイオン二次電池の電池容量を増大させるために活物質層の塗工量を増加させた場合であっても低温での電池抵抗が低く、当該活物質層の表面にピンホールおよび割れが生じがたく、耐折り曲げ性に優れたリチウムイオン二次電池用電極を得る観点から、オルト位であることが好ましい。 In the formula (I), the position where the —SO 2 —OR 1 group bonded to the benzene ring and —CO—OR 2 are bonded is an active material for increasing the battery capacity of the lithium ion secondary battery. Even when the coating amount of the layer is increased, the battery resistance at low temperature is low, pinholes and cracks do not occur on the surface of the active material layer, and the lithium ion secondary battery has excellent bending resistance. From the viewpoint of obtaining an electrode, the ortho position is preferred.
式(I)で表わされる化合物の具体例としては、2−スルホ安息香酸、2−スルホ安息香酸モノナトリウム、2−スルホ安息香酸ジナトリウム、2−スルホ安息香酸モノリチウム、2−スルホ安息香酸ジリチウム、2−スルホ安息香酸モノアンモニウム、2−スルホ安息香酸ジアンモニウム、2−スルホ安息香酸無水物、3−スルホ安息香酸、3−スルホ安息香酸モノナトリウム、3−スルホ安息香酸ジナトリウム、3−スルホ安息香酸モノリチウム、3−スルホ安息香酸ジリチウム、4−スルホ安息香酸などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの化合物は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。これらの化合物のなかでは、リチウムイオン二次電池の電池容量を増大させるために活物質層の塗工量を増加させた場合であっても低温での電池抵抗が低く、当該活物質層の表面にピンホールおよび割れが生じがたく、耐折り曲げ性に優れたリチウムイオン二次電池用電極を得る観点から、2−スルホ安息香酸、2−スルホ安息香酸モノナトリウム、2−スルホ安息香酸ジナトリウム、2−スルホ安息香酸モノリチウム、2−スルホ安息香酸ジリチウム、2−スルホ安息香酸モノアンモニウム、2−スルホ安息香酸ジアンモニウムおよび2−スルホ安息香酸無水物が好ましく、2−スルホ安息香酸無水物がより好ましい。 Specific examples of the compound represented by the formula (I) include 2-sulfobenzoic acid, monosodium 2-sulfobenzoate, disodium 2-sulfobenzoate, monolithium 2-sulfobenzoate, and dilithium 2-sulfobenzoate. 2-sulfobenzoic acid monoammonium, 2-sulfobenzoic acid diammonium, 2-sulfobenzoic anhydride, 3-sulfobenzoic acid, 3-sulfobenzoic acid monosodium, 3-sulfobenzoic acid disodium, 3-sulfo Examples include monolithium benzoate, dilithium 3-sulfobenzoate, and 4-sulfobenzoic acid, but the present invention is not limited to such examples. These compounds may be used alone or in combination of two or more. Among these compounds, even when the coating amount of the active material layer is increased in order to increase the battery capacity of the lithium ion secondary battery, the battery resistance at low temperature is low, and the surface of the active material layer From the viewpoint of obtaining an electrode for a lithium ion secondary battery that is less prone to pinholes and cracks and has excellent bending resistance, 2-sulfobenzoic acid, monosodium 2-sulfobenzoate, disodium 2-sulfobenzoate, 2-sulfobenzoic acid monolithium, 2-sulfobenzoic acid dilithium, 2-sulfobenzoic acid monoammonium, 2-sulfobenzoic acid diammonium and 2-sulfobenzoic anhydride are preferred, and 2-sulfobenzoic anhydride is more preferred. preferable.
本発明の電極用バインダー組成物の不揮発分におけるスルホニル基とオキシカルボニル基とを有する化合物の含有率は、リチウムイオン二次電池の電池容量を増大させるために活物質層の塗工量を増加させた場合であっても低温での電池抵抗が低く、当該活物質層の表面にピンホールおよび割れが生じがたく、耐折り曲げ性に優れたリチウムイオン二次電池用電極を得る観点から、好ましくは1質量%以上、より好ましくは2質量%以上、さらに好ましくは3質量%以上であり、リチウムイオン二次電池の電池容量を増大させるために活物質層の塗工量を増加させた場合であっても低温での電池抵抗が低く、当該活物質層の表面にピンホールおよび割れが生じがたく、耐折り曲げ性に優れたリチウムイオン二次電池用電極を得る観点から、好ましくは30質量%以下、より好ましくは20質量%以下、さらに好ましくは15質量%以下、さらに一層好ましくは10質量%以下である。 The content of the compound having a sulfonyl group and an oxycarbonyl group in the nonvolatile content of the binder composition for an electrode of the present invention increases the coating amount of the active material layer in order to increase the battery capacity of the lithium ion secondary battery. From the viewpoint of obtaining a lithium ion secondary battery electrode that has low battery resistance at low temperatures, does not easily cause pinholes and cracks on the surface of the active material layer, and has excellent bending resistance. 1% by mass or more, more preferably 2% by mass or more, and further preferably 3% by mass or more, in the case where the coating amount of the active material layer is increased in order to increase the battery capacity of the lithium ion secondary battery. However, from the viewpoint of obtaining a lithium ion secondary battery electrode that has low battery resistance at low temperatures, does not easily cause pinholes and cracks on the surface of the active material layer, and has excellent bending resistance. Properly 30 wt% or less, more preferably 20 wt% or less, more preferably 15 wt% or less, even more preferably 10 mass% or less.
本発明の電極用バインダー組成物には、樹脂成分および溶媒が含まれる。樹脂成分および溶媒の形態としては、例えば、樹脂粒子を溶媒中に分散させた分散液、樹脂を溶媒に溶解させた樹脂溶液などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。樹脂成分および溶媒の形態なかでは、リチウムイオン二次電池の電池容量を増大させるために活物質層の塗工量を増加させた場合であっても、低温での電池抵抗が低く、当該活物質層の表面にピンホールおよび割れが生じがたく、耐折り曲げ性に優れたリチウムイオン二次電池用電極を得る観点から、樹脂粒子を溶媒中に分散させた分散液が好ましく、エマルション粒子を含有する樹脂エマルションがより好ましい。 The binder composition for electrodes of the present invention contains a resin component and a solvent. Examples of the form of the resin component and the solvent include a dispersion in which resin particles are dispersed in a solvent and a resin solution in which a resin is dissolved in a solvent. However, the present invention is limited only to such examples. is not. Among the resin components and solvents, even when the coating amount of the active material layer is increased in order to increase the battery capacity of the lithium ion secondary battery, the battery resistance at low temperature is low, and the active material From the viewpoint of obtaining an electrode for a lithium ion secondary battery that is resistant to pinholes and cracks on the surface of the layer and has excellent bending resistance, a dispersion in which resin particles are dispersed in a solvent is preferable, and contains emulsion particles. A resin emulsion is more preferable.
前記樹脂エマルションに含まれるエマルション粒子は、例えば、単量体成分を乳化重合させることによって得ることができる。単量体成分のなかでは、リチウムイオン二次電池の電池容量を増大させるために活物質層の塗工量を増加させた場合であっても低温での電池抵抗が低く、当該活物質層の表面にピンホールおよび割れが生じがたく、耐折り曲げ性に優れたリチウムイオン二次電池用電極を得る観点から、アルキル基の炭素数が1〜3であるアルキル(メタ)アクリレートおよび多官能単量体を含有する単量体成分が好ましい。 The emulsion particles contained in the resin emulsion can be obtained, for example, by emulsion polymerization of a monomer component. Among the monomer components, even when the coating amount of the active material layer is increased in order to increase the battery capacity of the lithium ion secondary battery, the battery resistance at low temperature is low, and the active material layer From the viewpoint of obtaining an electrode for a lithium ion secondary battery that is resistant to pinholes and cracks on the surface and has excellent bending resistance, an alkyl (meth) acrylate having 1 to 3 carbon atoms and a polyfunctional monomer Monomer components containing the body are preferred.
なお、本明細書において、「(メタ)アクリレート」は、「アクリレート」または「メタクリレート」を意味し、「(メタ)アクリル」は、「アクリル」または「メタクリル」を意味し、「(メタ)アクリロイル」は、「アクリロイル」または「メタクリロイル」を意味し、「(メタ)アクリロイルオキシ」は、「アクリロイルオキシ」または「メタクリロイルオキシ」を意味する。 In the present specification, “(meth) acrylate” means “acrylate” or “methacrylate”, “(meth) acryl” means “acryl” or “methacryl”, and “(meth) acryloyl”. "Means" acryloyl "or" methacryloyl "and" (meth) acryloyloxy "means" acryloyloxy "or" methacryloyloxy ".
炭素数が1〜3であるアルキル(メタ)アクリレートとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレートおよびプロピル(メタ)アクリレートが挙げられる。これらのアルキル(メタ)アクリレートは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。これらのアルキル(メタ)アクリレートのなかでは、リチウムイオン二次電池の電池容量を増大させるために活物質層の塗工量を増加させた場合であっても低温での電池抵抗が低く、当該活物質層の表面にピンホールおよび割れが生じがたく、耐折り曲げ性に優れたリチウムイオン二次電池用電極を得る観点から、メチル(メタ)アクリレートおよびエチル(メタ)アクリレートが好ましく、メチル(メタ)アクリレートがより好ましい。 Examples of the alkyl (meth) acrylate having 1 to 3 carbon atoms include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, and propyl (meth) acrylate. These alkyl (meth) acrylates may be used alone or in combination of two or more. Among these alkyl (meth) acrylates, even when the coating amount of the active material layer is increased in order to increase the battery capacity of the lithium ion secondary battery, the battery resistance at low temperature is low, and Methyl (meth) acrylate and ethyl (meth) acrylate are preferred from the viewpoint of obtaining an electrode for a lithium ion secondary battery that is resistant to pinholes and cracks on the surface of the material layer and has excellent bending resistance, and methyl (meth) Acrylate is more preferred.
単量体成分における炭素数が1〜3であるアルキル(メタ)アクリレートの含有率は、リチウムイオン二次電池の電池容量を増大させるために活物質層の塗工量を増加させた場合であっても低温での電池抵抗が低く、当該活物質層の表面にピンホールおよび割れが生じがたく、耐折り曲げ性に優れたリチウムイオン二次電池用電極を得る観点から、好ましくは25質量%以上、より好ましくは30質量%以上、さらに好ましくは35質量%以上であり、リチウムイオン二次電池の電池容量を増大させるために活物質層の塗工量を増加させた場合であっても低温での電池抵抗が低く、当該活物質層の表面にピンホールおよび割れが生じがたく、耐折り曲げ性に優れたリチウムイオン二次電池用電極を得る観点から、好ましくは80質量%以下、より好ましくは75質量%以下である。 The content of the alkyl (meth) acrylate having 1 to 3 carbon atoms in the monomer component was the case where the coating amount of the active material layer was increased in order to increase the battery capacity of the lithium ion secondary battery. However, from the viewpoint of obtaining a lithium ion secondary battery electrode that has low battery resistance at low temperatures, hardly generates pinholes and cracks on the surface of the active material layer, and is excellent in bending resistance, preferably 25% by mass or more. More preferably, it is 30% by mass or more, more preferably 35% by mass or more, even at a low temperature even when the coating amount of the active material layer is increased in order to increase the battery capacity of the lithium ion secondary battery. From the viewpoint of obtaining an electrode for a lithium ion secondary battery that has low battery resistance, does not easily cause pinholes and cracks on the surface of the active material layer, and is excellent in bending resistance, preferably 80% by mass or less, Ri is preferably not more than 75 wt%.
多官能単量体としては、例えば、(メタ)アクリロイル基および架橋性基を有する単量体、(メタ)アクリロイル基を2個以上有する単量体などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。なお、前記架橋性基は、加熱下、酸性下、塩基性下などの条件下で架橋反応が生じる官能基である。 Examples of the polyfunctional monomer include a monomer having a (meth) acryloyl group and a crosslinkable group, and a monomer having two or more (meth) acryloyl groups. It is not limited to only. The crosslinkable group is a functional group that undergoes a crosslinking reaction under conditions such as heating, acidity, and basicity.
(メタ)アクリロイル基および架橋性基を有する単量体としては、例えば、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−n−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミドなどのアミド基含有多官能単量体;グリシジル(メタ)アクリレートなどのエポキシ基含有多官能単量体;γ−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−(メタ)アクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−(メタ)アクリロイルオキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシランなどのアルコキシシリル基含有(メタ)アクリレートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 Examples of the monomer having a (meth) acryloyl group and a crosslinkable group include amide groups such as N-methylol (meth) acrylamide, N-methoxymethyl (meth) acrylamide, and Nn-butoxymethyl (meth) acrylamide. Containing polyfunctional monomer; epoxy group containing polyfunctional monomer such as glycidyl (meth) acrylate; γ- (meth) acryloyloxypropyltrimethoxysilane, γ- (meth) acryloyloxypropylmethyldimethoxysilane, γ- ( Alkoxysilyl group-containing (meth) acrylates such as (meth) acryloyloxypropylmethyldiethoxysilane, γ- (meth) acryloyloxypropyltriethoxysilane, and the like can be mentioned, but the present invention is not limited to such examples. Absent. These monomers may be used alone or in combination of two or more.
(メタ)アクリロイル基を2個以上有する単量体としては、例えば、エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 Examples of the monomer having two or more (meth) acryloyl groups include ethylene glycol diacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol diacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, tripropylene glycol diacrylate, and tripropylene glycol diacrylate. Examples include methacrylate, trimethylolpropane triacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, pentaerythritol tetramethacrylate, and the like, but the present invention is not limited to such examples. These monomers may be used alone or in combination of two or more.
多官能単量体のなかでは、リチウムイオン二次電池の電池容量を増大させるために活物質層の塗工量を増加させた場合であっても低温での電池抵抗が低く、当該活物質層の表面にピンホールおよび割れが生じがたく、耐折り曲げ性に優れたリチウムイオン二次電池用電極を得る観点から、アミド基含有多官能単量体が好ましく、N−メチロール(メタ)アクリルアミドがより好ましい。 Among the polyfunctional monomers, even when the coating amount of the active material layer is increased in order to increase the battery capacity of the lithium ion secondary battery, the battery resistance at low temperature is low, and the active material layer From the viewpoint of obtaining an electrode for a lithium ion secondary battery that is less prone to pinholes and cracks on the surface of the resin, an amide group-containing polyfunctional monomer is preferred, and N-methylol (meth) acrylamide is more preferred. preferable.
単量体成分における多官能単量体の含有率は、リチウムイオン二次電池の電池容量を増大させるために活物質層の塗工量を増加させた場合であっても低温での電池抵抗が低く、当該活物質層の表面にピンホールおよび割れが生じがたく、耐折り曲げ性に優れたリチウムイオン二次電池用電極を得る観点から、好ましくは0.5質量%以上、より好ましくは1質量%以上、さらに好ましくは1.5質量%以上であり、リチウムイオン二次電池の電池容量を増大させるために活物質層の塗工量を増加させた場合であっても低温での電池抵抗が低く、当該活物質層の表面にピンホールおよび割れが生じがたく、耐折り曲げ性に優れたリチウムイオン二次電池用電極を得る観点から、好ましくは5質量%以下、より好ましくは4質量%以下、さらに好ましくは3質量%以下である。 The content of the polyfunctional monomer in the monomer component is such that the battery resistance at low temperature is increased even when the coating amount of the active material layer is increased in order to increase the battery capacity of the lithium ion secondary battery. From the viewpoint of obtaining a lithium ion secondary battery electrode that is low and does not easily cause pinholes and cracks on the surface of the active material layer and has excellent bending resistance, it is preferably 0.5% by mass or more, more preferably 1% by mass. %, More preferably 1.5% by mass or more, and the battery resistance at low temperature is increased even when the coating amount of the active material layer is increased in order to increase the battery capacity of the lithium ion secondary battery. From the viewpoint of obtaining a lithium ion secondary battery electrode that is low and does not easily cause pinholes and cracks on the surface of the active material layer and has excellent bending resistance, it is preferably 5% by mass or less, more preferably 4% by mass or less. Even better It is properly 3 mass% or less.
なお、単量体成分には、当該単量体成分に用いられる単量体の合計量が100質量%となるようにするために、アルキル基の炭素数が1〜3であるアルキル(メタ)アクリレートおよび多官能単量体以外の残部に、アルキル基の炭素数が1〜3であるアルキル(メタ)アクリレートおよび多官能単量体以外の他の単量体(以下、他の単量体という)を用いることができる。 The monomer component includes an alkyl (meth) having 1 to 3 carbon atoms in the alkyl group so that the total amount of monomers used in the monomer component is 100% by mass. In the remainder other than the acrylate and the polyfunctional monomer, other monomers (hereinafter referred to as other monomers) other than the alkyl (meth) acrylate having the alkyl group having 1 to 3 carbon atoms and the polyfunctional monomer. ) Can be used.
他の単量体としては、例えば、アルキル基の炭素数が4〜18であるアルキル(メタ)アクリレート、カルボキシル基含有単量体、ニトリル基含有単量体、ニトリル基含有単量体以外の窒素原子含有単量体、脂環構造を有する単量体、水酸基含有(メタ)アクリレート、カルボニル基含有単量体、芳香族系単量体、ケイ素原子含有単量体、フッ素原子含有単量体などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。これらの単量体のなかでは、リチウムイオン二次電池の電池容量を増大させるために活物質層の塗工量を増加させた場合であっても低温での電池抵抗が低く、当該活物質層の表面にピンホールおよび割れが生じがたく、耐折り曲げ性に優れたリチウムイオン二次電池用電極を得る観点から、アルキル基の炭素数が4〜18であるアルキル(メタ)アクリレート、カルボキシル基含有単量体およびニトリル基含有単量体が好ましい。 Other monomers include, for example, alkyl (meth) acrylates having an alkyl group with 4 to 18 carbon atoms, carboxyl group-containing monomers, nitrile group-containing monomers, and nitrogen other than nitrile group-containing monomers. Atom-containing monomer, monomer having alicyclic structure, hydroxyl group-containing (meth) acrylate, carbonyl group-containing monomer, aromatic monomer, silicon atom-containing monomer, fluorine atom-containing monomer, etc. However, the present invention is not limited to such examples. These monomers may be used alone or in combination of two or more. Among these monomers, even when the coating amount of the active material layer is increased in order to increase the battery capacity of the lithium ion secondary battery, the battery resistance at low temperature is low, and the active material layer From the viewpoint of obtaining an electrode for a lithium ion secondary battery in which pinholes and cracks are unlikely to occur on the surface of the resin, and the alkyl group contains 4 to 18 alkyl (meth) acrylates and carboxyl groups Monomers and nitrile group-containing monomers are preferred.
アルキル基の炭素数が4〜18であるアルキル(メタ)アクリレートとしては、例えば、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、sec−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、n−ラウリル(メタ)アクリレートなどのエステル基の炭素数が4〜18のアルキル(メタ)アクリレートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのアルキル(メタ)アクリレートは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。これらのアルキル(メタ)アクリレートのなかでは、リチウムイオン二次電池の電池容量を増大させるために活物質層の塗工量を増加させた場合であっても低温での電池抵抗が低く、当該活物質層の表面にピンホールおよび割れが生じがたく、耐折り曲げ性に優れたリチウムイオン二次電池用電極を得る観点から、アルキル基の炭素数が4〜12、なかでも4〜8であるアルキル(メタ)アクリレートが好ましく、n−ブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレートおよび2−エチルヘキシル(メタ)アクリレートがより好ましい。 Examples of the alkyl (meth) acrylate having an alkyl group having 4 to 18 carbon atoms include n-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate, and sec-butyl (meth) acrylate. And alkyl (meth) acrylates having 4 to 18 carbon atoms in the ester group such as 2-ethylhexyl (meth) acrylate, tridecyl (meth) acrylate, n-octyl (meth) acrylate, and n-lauryl (meth) acrylate. However, the present invention is not limited to such examples. These alkyl (meth) acrylates may be used alone or in combination of two or more. Among these alkyl (meth) acrylates, even when the coating amount of the active material layer is increased in order to increase the battery capacity of the lithium ion secondary battery, the battery resistance at low temperature is low, and From the viewpoint of obtaining an electrode for a lithium ion secondary battery that is resistant to pinholes and cracks on the surface of the material layer and has excellent bending resistance, an alkyl group having 4 to 12 carbon atoms, especially 4 to 8 carbon atoms. (Meth) acrylate is preferable, and n-butyl (meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate and 2-ethylhexyl (meth) acrylate are more preferable.
単量体成分におけるアルキル基の炭素数が4〜18であるアルキル(メタ)アクリレートの含有率は、リチウムイオン二次電池の電池容量を増大させるために活物質層の塗工量を増加させた場合であっても低温での電池抵抗が低く、当該活物質層の表面にピンホールおよび割れが生じがたく、耐折り曲げ性に優れたリチウムイオン二次電池用電極を得る観点から、好ましくは10質量%以上、より好ましくは15質量%以上、さらに好ましくは20質量%以上であり、リチウムイオン二次電池の電池容量を増大させるために活物質層の塗工量を増加させた場合であっても低温での電池抵抗が低く、当該活物質層の表面にピンホールおよび割れが生じがたく、耐折り曲げ性に優れたリチウムイオン二次電池用電極を得る観点から、好ましくは70質量%以下、より好ましくは65質量%以下、さらに好ましくは60質量%以下である。 The content of the alkyl (meth) acrylate having 4 to 18 carbon atoms of the alkyl group in the monomer component increased the coating amount of the active material layer in order to increase the battery capacity of the lithium ion secondary battery. Even in this case, the battery resistance at low temperature is low, pinholes and cracks are hardly generated on the surface of the active material layer, and from the viewpoint of obtaining an electrode for a lithium ion secondary battery excellent in bending resistance, preferably 10 It is a case where the coating amount of the active material layer is increased in order to increase the battery capacity of the lithium ion secondary battery, more preferably 15% by mass or more, more preferably 20% by mass or more. However, from the viewpoint of obtaining a lithium ion secondary battery electrode that has low battery resistance at low temperatures, hardly causes pinholes and cracks on the surface of the active material layer, and has excellent bending resistance, preferably 7 Mass% or less, more preferably 65 wt% or less, more preferably not more than 60 wt%.
カルボキシル基含有単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのカルボキシル基含有単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。カルボキシル基含有単量体のなかでは、リチウムイオン二次電池の電池容量を増大させるために活物質層の塗工量を増加させた場合であっても低温での電池抵抗が低く、当該活物質層の表面にピンホールおよび割れが生じがたく、耐折り曲げ性に優れたリチウムイオン二次電池用電極を得る観点から、(メタ)アクリル酸が好ましい。 Examples of the carboxyl group-containing monomer include (meth) acrylic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, and the like, but the present invention is not limited to such examples. These carboxyl group-containing monomers may be used alone or in combination of two or more. Among the carboxyl group-containing monomers, the battery resistance at low temperature is low even when the coating amount of the active material layer is increased in order to increase the battery capacity of the lithium ion secondary battery, and the active material (Meth) acrylic acid is preferred from the viewpoint of obtaining an electrode for a lithium ion secondary battery that hardly causes pinholes and cracks on the surface of the layer and has excellent bending resistance.
単量体成分におけるカルボキシル基含有単量体の含有率は、リチウムイオン二次電池の電池容量を増大させるために活物質層の塗工量を増加させた場合であっても低温での電池抵抗が低く、当該活物質層の表面にピンホールおよび割れが生じがたく、耐折り曲げ性に優れたリチウムイオン二次電池用電極を得る観点から、好ましくは0.3質量%以上、より好ましくは0.5質量%以上、さらに好ましくは1質量%以上であり、リチウムイオン二次電池の電池容量を増大させるために活物質層の塗工量を増加させた場合であっても低温での電池抵抗が低く、当該活物質層の表面にピンホールおよび割れが生じがたく、耐折り曲げ性に優れたリチウムイオン二次電池用電極を得る観点から、好ましくは15質量%以下、より好ましくは10質量%以下、さらに好ましくは5質量%以下である。 Even if the coating amount of the active material layer is increased in order to increase the battery capacity of the lithium ion secondary battery, the content of the carboxyl group-containing monomer in the monomer component is low battery resistance. From the viewpoint of obtaining an electrode for a lithium ion secondary battery that is low, does not easily cause pinholes and cracks on the surface of the active material layer, and has excellent bending resistance, it is preferably 0.3% by mass or more, more preferably 0%. 5% by mass or more, more preferably 1% by mass or more, and battery resistance at low temperature even when the coating amount of the active material layer is increased in order to increase the battery capacity of the lithium ion secondary battery. From the viewpoint of obtaining an electrode for a lithium ion secondary battery that is low, does not easily cause pinholes and cracks on the surface of the active material layer, and has excellent bending resistance, it is preferably 15% by mass or less, more preferably 10% by mass. , More preferably not more than 5 wt%.
ニトリル基含有単量体としては、例えば、(メタ)アクリロニトリルなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのニトリル基含有単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。ニトリル基含有単量体のなかでは、リチウムイオン二次電池の電池容量を増大させるために活物質層の塗工量を増加させた場合であっても低温での電池抵抗が低く、当該活物質層の表面にピンホールおよび割れが生じがたく、耐折り曲げ性に優れたリチウムイオン二次電池用電極を得る観点から、アクリロニトリルが好ましい。 Examples of the nitrile group-containing monomer include (meth) acrylonitrile, but the present invention is not limited to such examples. These nitrile group-containing monomers may be used alone or in combination of two or more. Among the nitrile group-containing monomers, the battery resistance at low temperature is low even when the coating amount of the active material layer is increased in order to increase the battery capacity of the lithium ion secondary battery, and the active material From the viewpoint of obtaining an electrode for a lithium ion secondary battery that hardly causes pinholes and cracks on the surface of the layer and has excellent bending resistance, acrylonitrile is preferred.
単量体成分におけるニトリル基含有単量体の含有率は、0質量%以上であるが、エマルション粒子の凝集力を高め、リチウムイオン二次電池の電池容量を増大させるために活物質層の塗工量を増加させた場合であっても低温での電池抵抗が低く、当該活物質層の表面にピンホールおよび割れが生じがたく、耐折り曲げ性に優れたリチウムイオン二次電池用電極を得る観点から、好ましくは0.3質量%以上、より好ましくは0.5質量%以上、さらに好ましくは1質量%以上であり、リチウムイオン二次電池の電池容量を増大させるために活物質層の塗工量を増加させた場合であっても低温での電池抵抗が低く、当該活物質層の表面にピンホールおよび割れが生じがたく、耐折り曲げ性に優れたリチウムイオン二次電池用電極を得る観点から、好ましくは15質量%以下、より好ましくは10質量%以下、さらに好ましくは5質量%以下である。 The content of the nitrile group-containing monomer in the monomer component is 0% by mass or more. However, in order to increase the cohesive strength of the emulsion particles and increase the battery capacity of the lithium ion secondary battery, the active material layer is applied. Even when the amount of work is increased, the battery resistance at low temperature is low, the pinhole and crack are hardly generated on the surface of the active material layer, and an electrode for a lithium ion secondary battery excellent in bending resistance is obtained. From the viewpoint, it is preferably 0.3% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more, and still more preferably 1% by mass or more. The coating of the active material layer is performed in order to increase the battery capacity of the lithium ion secondary battery. Even when the amount of work is increased, the battery resistance at low temperature is low, the pinhole and crack are hardly generated on the surface of the active material layer, and an electrode for a lithium ion secondary battery excellent in bending resistance is obtained. From the perspective Preferably 15 wt% or less, more preferably 10 wt% or less, more preferably not more than 5 wt%.
ニトリル基含有単量体以外の窒素原子含有単量体としては、例えば、(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミドなどの(メタ)アクリルアミド化合物、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレートなどの窒素原子含有(メタ)アクリレートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの窒素原子含有単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。前記窒素原子含有単量体のなかでは、リチウムイオン二次電池の電池容量を増大させるために活物質層の塗工量を増加させた場合であっても低温での電池抵抗が低く、当該活物質層の表面にピンホールおよび割れが生じがたく、耐折り曲げ性に優れたリチウムイオン二次電池用電極を得る観点から、(メタ)アクリルアミド化合物および窒素原子含有(メタ)アクリレートが好ましく、(メタ)アクリルアミド化合物がより好ましく、(メタ)アクリルアミドがさらに好ましい。 Examples of nitrogen atom-containing monomers other than nitrile group-containing monomers include (meth) acrylamide compounds such as (meth) acrylamide, N, N-dimethylaminopropyl (meth) acrylamide, and dimethylaminoethyl (meth) acrylate. And nitrogen atom-containing (meth) acrylates such as diethylaminoethyl (meth) acrylate, and the like, but the present invention is not limited to such examples. These nitrogen atom-containing monomers may be used alone or in combination of two or more. Among the nitrogen atom-containing monomers, the battery resistance at low temperature is low even when the coating amount of the active material layer is increased in order to increase the battery capacity of the lithium ion secondary battery, and From the viewpoint of obtaining an electrode for a lithium ion secondary battery that is resistant to pinholes and cracks on the surface of the material layer and has excellent bending resistance, a (meth) acrylamide compound and a nitrogen atom-containing (meth) acrylate are preferred, ) An acrylamide compound is more preferable, and (meth) acrylamide is more preferable.
単量体成分におけるニトリル基含有単量体以外の窒素原子含有単量体の含有率は、0質量%以上であるが、リチウムイオン二次電池の電池容量を増大させるために活物質層の塗工量を増加させた場合であっても低温での電池抵抗が低く、当該活物質層の表面にピンホールおよび割れが生じがたく、耐折り曲げ性に優れたリチウムイオン二次電池用電極を得る観点から、好ましくは0.3質量%以上、より好ましくは0.5質量%以上、さらに好ましくは1質量%以上であり、リチウムイオン二次電池の電池容量を増大させるために活物質層の塗工量を増加させた場合であっても低温での電池抵抗が低く、当該活物質層の表面にピンホールおよび割れが生じがたく、耐折り曲げ性に優れたリチウムイオン二次電池用電極を得る観点から、好ましくは20質量%以下、より好ましくは15質量%以下、さらに好ましくは10質量%以下である。 The content of the nitrogen atom-containing monomer other than the nitrile group-containing monomer in the monomer component is 0% by mass or more, but in order to increase the battery capacity of the lithium ion secondary battery, the active material layer is applied. Even when the amount of work is increased, the battery resistance at low temperature is low, the pinhole and crack are hardly generated on the surface of the active material layer, and an electrode for a lithium ion secondary battery excellent in bending resistance is obtained. From the viewpoint, it is preferably 0.3% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more, and still more preferably 1% by mass or more. The coating of the active material layer is performed in order to increase the battery capacity of the lithium ion secondary battery. Even when the amount of work is increased, the battery resistance at low temperature is low, the pinhole and crack are hardly generated on the surface of the active material layer, and an electrode for a lithium ion secondary battery excellent in bending resistance is obtained. From the viewpoint, preferred 20 mass% or less, more preferably 15 wt% or less, more preferably 10 mass% or less.
脂環構造を有する単量体において、脂環構造は、好ましくは炭素数が4〜20のシクロアルキル基、より好ましくは炭素数が4〜10のシクロアルキル基である。脂環構造を有する単量体としては、例えば、シクロアルキル(メタ)アクリレート、シクロアルキルアルキル(メタ)アクリレートなどが挙げられ、これらの単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。また、これらの単量体は、置換基を有していてもよい。置換基としては、例えば、メチル基、tert−ブチル基などのアルキル基、ニトロ基、ニトリル基、アルコキシル基、アシル基、スルホン基、ヒドロキシル基、ハロゲン原子などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。 In the monomer having an alicyclic structure, the alicyclic structure is preferably a cycloalkyl group having 4 to 20 carbon atoms, more preferably a cycloalkyl group having 4 to 10 carbon atoms. Examples of the monomer having an alicyclic structure include cycloalkyl (meth) acrylate and cycloalkylalkyl (meth) acrylate, and these monomers may be used alone or in combination of two or more. May be used in combination. Moreover, these monomers may have a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group such as a methyl group and a tert-butyl group, a nitro group, a nitrile group, an alkoxyl group, an acyl group, a sulfone group, a hydroxyl group, and a halogen atom. It is not limited to illustration only.
シクロアルキル(メタ)アクリレートとしては、例えば、イソボルニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレートなどのシクロアルキル基の炭素数が好ましくは4〜20、より好ましくは4〜10のシクロアルキル(メタ)アクリレートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのシクロアルキル(メタ)アクリレートは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。シクロアルキルアルキル(メタ)アクリレートとしては、例えば、シクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシルエチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシルプロピル(メタ)アクリレート、4−メチルシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレートなどのシクロアルキル基の炭素数が好ましくは4〜20、より好ましくは4〜10であり、アルキル基の炭素数が1〜4であるシクロアルキルアルキル(メタ)アクリレートなどが挙げられ、これらのシクロアルキルアルキル(メタ)アクリレートは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 As the cycloalkyl (meth) acrylate, for example, a cycloalkyl group such as isobornyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate and the like preferably has 4 to 20 carbon atoms, more preferably 4 to 10 cycloalkyl (meth) acrylates. However, the present invention is not limited to such examples. These cycloalkyl (meth) acrylates may be used alone or in combination of two or more. Examples of the cycloalkylalkyl (meth) acrylate include carbon numbers of cycloalkyl groups such as cyclohexylmethyl (meth) acrylate, cyclohexylethyl (meth) acrylate, cyclohexylpropyl (meth) acrylate, and 4-methylcyclohexylmethyl (meth) acrylate. Is preferably 4 to 20, more preferably 4 to 10, and examples thereof include cycloalkylalkyl (meth) acrylates having 1 to 4 carbon atoms in the alkyl group. These cycloalkylalkyl (meth) acrylates are Each may be used alone or in combination of two or more.
脂環構造を有する単量体のなかでは、リチウムイオン二次電池の電池容量を増大させるために活物質層の塗工量を増加させた場合であっても低温での電池抵抗が低く、当該活物質層の表面にピンホールおよび割れが生じがたく、耐折り曲げ性に優れたリチウムイオン二次電池用電極を得る観点から、炭素数が4〜20のシクロアルキル基を有するシクロアルキル(メタ)アクリレートが好ましく、炭素数が4〜10のシクロアルキル基を有するシクロアルキル(メタ)アクリレートがより好ましく、イソボルニル(メタ)アクリレートおよびシクロヘキシル(メタ)アクリレートがさらに好ましい。 Among the monomers having an alicyclic structure, the battery resistance at low temperature is low even when the coating amount of the active material layer is increased in order to increase the battery capacity of the lithium ion secondary battery. From the viewpoint of obtaining an electrode for a lithium ion secondary battery that is resistant to pinholes and cracks on the surface of the active material layer and has excellent bending resistance, a cycloalkyl (meth) having a cycloalkyl group having 4 to 20 carbon atoms. An acrylate is preferable, a cycloalkyl (meth) acrylate having a cycloalkyl group having 4 to 10 carbon atoms is more preferable, and isobornyl (meth) acrylate and cyclohexyl (meth) acrylate are more preferable.
水酸基含有(メタ)アクリレートとしては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、グリセリンモノ(メタ)アクリレートなどのエステル基の炭素数が1〜18の水酸基含有(メタ)アクリレートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。これらの水酸基含有(メタ)アクリレートのなかでは、リチウムイオン二次電池の電池容量を増大させるために活物質層の塗工量を増加させた場合であっても低温での電池抵抗が低く、当該活物質層の表面にピンホールおよび割れが生じがたく、耐折り曲げ性に優れたリチウムイオン二次電池用電極を得る観点から、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートおよびグリセリンモノ(メタ)アクリレートが好ましく、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートがより好ましい。 Examples of the hydroxyl group-containing (meth) acrylate include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, and 4-hydroxy Examples include hydroxyl group-containing (meth) acrylates having 1 to 18 carbon atoms in ester groups such as butyl (meth) acrylate and glycerin mono (meth) acrylate, but the present invention is not limited to such examples. . These monomers may be used alone or in combination of two or more. Among these hydroxyl group-containing (meth) acrylates, even when the coating amount of the active material layer is increased in order to increase the battery capacity of the lithium ion secondary battery, the battery resistance at low temperature is low. 2-hydroxyethyl (meth) acrylate and glycerin mono (meth) acrylate are preferred from the viewpoint of obtaining an electrode for a lithium ion secondary battery that is resistant to pinholes and cracks on the surface of the active material layer and has excellent bending resistance. 2-hydroxyethyl (meth) acrylate is more preferable.
カルボニル基含有単量体としては、例えば、アクロレイン、メタクロレイン、ホウミルスチロール、ビニルエチルケトン、アクリルオキシアルキルプロペナール、メタクリルオキシアルキルプロペナール、アセトニルアクリレート、アセトニルメタクリレート、ダイアセトンアクリレート、ダイアセトンメタクリレート、ダイアセトンアクリルアミド、ダイアセトンメタクリルアミド、2−ヒドロキシプロピルアクリレートアセチルアセテート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレートアセチルアセテート、ブタンジオール−1,4−アクリレートアセチルアセテート、2−(アセトアセトキシ)エチルアクリレート、2−(アセトアセトキシ)エチルメタクリレートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのカルボニル基含有単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 Examples of the carbonyl group-containing monomer include acrolein, methacrolein, humylstyrene, vinyl ethyl ketone, acryloxyalkyl propenal, methacryloxyalkyl propenal, acetonyl acrylate, acetonyl methacrylate, diacetone acrylate, diacetone. Methacrylate, diacetone acrylamide, diacetone methacrylamide, 2-hydroxypropyl acrylate acetyl acetate, 2-hydroxypropyl methacrylate acetyl acetate, butanediol-1,4-acrylate acetyl acetate, 2- (acetoacetoxy) ethyl acrylate, 2- ( Acetoacetoxy) ethyl methacrylate and the like, but the present invention is not limited to such examples. . These carbonyl group-containing monomers may be used alone or in combination of two or more.
芳香族系単量体としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、tert−メチルスチレン、クロロスチレン、アラルキル(メタ)アクリレート、ビニルトルエン、ジビニルベンゼンなどのジビニル化合物などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。アラルキル(メタ)アクリレートとしては、例えば、ベンジル(メタ)アクリレート、フェニルエチル(メタ)アクリレート、メチルベンジル(メタ)アクリレート、ナフチルメチル(メタ)アクリレートなどの炭素数が7〜18のアラルキル基を有するアラルキル(メタ)アクリレートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの芳香族系単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 Examples of the aromatic monomer include divinyl compounds such as styrene, α-methylstyrene, p-methylstyrene, tert-methylstyrene, chlorostyrene, aralkyl (meth) acrylate, vinyltoluene, and divinylbenzene. However, the present invention is not limited to such examples. Examples of the aralkyl (meth) acrylate include aralkyl having 7 to 18 carbon atoms such as benzyl (meth) acrylate, phenylethyl (meth) acrylate, methylbenzyl (meth) acrylate, naphthylmethyl (meth) acrylate and the like. Although (meth) acrylate etc. are mentioned, this invention is not limited only to this illustration. These aromatic monomers may be used alone or in combination of two or more.
ケイ素原子含有単量体としては、例えば、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシランなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 Examples of the silicon atom-containing monomer include vinyltrichlorosilane, vinyltris (β-methoxyethoxy) silane, vinyltrimethoxysilane, and vinyltriethoxysilane, but the present invention is limited to such examples. It is not a thing. These monomers may be used alone or in combination of two or more.
フッ素原子含有単量体としては、例えば、トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、テトラフルオロプロピル(メタ)アクリレート、オクタフルオロペンチル(メタ)アクリレートなどのエステル基の炭素数が2〜6のフッ素原子含有アルキル(メタ)アクリレートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 Examples of the fluorine atom-containing monomer include fluorine atom-containing alkyl having 2 to 6 carbon atoms in an ester group such as trifluoroethyl (meth) acrylate, tetrafluoropropyl (meth) acrylate, and octafluoropentyl (meth) acrylate. Although (meth) acrylate etc. are mentioned, this invention is not limited only to this illustration. These monomers may be used alone or in combination of two or more.
単量体成分を乳化重合させる方法としては、例えば、メタノールなどの低級アルコールなどの水溶性有機溶媒と水とを含む水性媒体、水などの媒体中に乳化剤を溶解させ、加熱撹拌下で単量体成分および重合開始剤を滴下させる方法、乳化剤および水を用いてあらかじめ乳化させておいた単量体成分を水または水性媒体に滴下させる方法などが挙げられるが、本発明は、かかる方法のみに限定されるものではない。なお、媒体の量は、得られる樹脂エマルションに含まれる不揮発分量を考慮して適宜設定すればよい。 As a method for emulsion polymerization of the monomer component, for example, an aqueous medium containing a water-soluble organic solvent such as methanol and a lower alcohol, and water, an emulsifier is dissolved in a medium such as water, and a single amount is obtained under heating and stirring. A method of dropping a body component and a polymerization initiator, a method of dropping a monomer component previously emulsified with an emulsifier and water, into water or an aqueous medium, and the like. It is not limited. In addition, what is necessary is just to set the quantity of a medium suitably in consideration of the non volatile matter amount contained in the resin emulsion obtained.
乳化剤としては、アニオン性乳化剤、ノニオン性乳化剤、カチオン性乳化剤、両性乳化剤、高分子乳化剤、反応性乳化剤などが挙げられ、これらの乳化剤は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 Examples of the emulsifier include an anionic emulsifier, a nonionic emulsifier, a cationic emulsifier, an amphoteric emulsifier, a polymer emulsifier, and a reactive emulsifier. These emulsifiers may be used alone or in combination of two or more. May be.
アニオン性乳化剤としては、例えば、アンモニウムドデシルサルフェート、ナトリウムドデシルサルフェートなどのアルキルサルフェート塩;アンモニウムドデシルスルホネート、ナトリウムドデシルスルホネートなどのアルキルスルホネート塩;アンモニウムドデシルベンゼンスルホネート、ナトリウムドデシルナフタレンスルホネートなどのアルキルアリールスルホネート塩;ポリオキシエチレンアルキルサルフェート塩;ポリオキシエチレンアルキルアリールサルフェート塩;ジアルキルスルホコハク酸塩;アリールスルホン酸−ホルマリン縮合物;アンモニウムラウリレート、ナトリウムステアリレート、ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル硫酸エステル塩などの脂肪酸塩などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。 Examples of the anionic emulsifier include alkyl sulfate salts such as ammonium dodecyl sulfate and sodium dodecyl sulfate; alkyl sulfonate salts such as ammonium dodecyl sulfonate and sodium dodecyl sulfonate; alkyl aryl sulfonate salts such as ammonium dodecyl benzene sulfonate and sodium dodecyl naphthalene sulfonate; Polyoxyethylene alkyl sulfate salts; polyoxyethylene alkyl aryl sulfate salts; dialkyl sulfosuccinates; aryl sulfonic acid-formalin condensates; fatty acid salts such as ammonium laurate, sodium stearate, polyoxyethylene polycyclic phenyl ether sulfates However, the present invention is limited to such examples. Not intended to be.
ノニオン性乳化剤としては、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キルアリールエーテル、ポリエチレングリコールとポリプロピレングリコールとの縮合体、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、脂肪酸モノグリセライド、エチレンオキサイドと脂肪族アミンとの縮合体などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。 Nonionic emulsifiers include, for example, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl aryl ether, condensate of polyethylene glycol and polypropylene glycol, sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, fatty acid monoglyceride, ethylene oxide and aliphatic Although the condensate with an amine etc. are mentioned, this invention is not limited only to this illustration.
カチオン性乳化剤としては、例えば、ドデシルアンモニウムクロライドなどのアルキルアンモニウム塩などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。 Examples of the cationic emulsifier include alkylammonium salts such as dodecylammonium chloride, but the present invention is not limited to such examples.
両性乳化剤としては、例えば、ベタインエステル型乳化剤などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。 Examples of amphoteric emulsifiers include betaine ester type emulsifiers, but the present invention is not limited to such examples.
高分子乳化剤としては、例えば、ポリアクリル酸ナトリウムなどのポリ(メタ)アクリル酸塩;ポリビニルアルコール;ポリビニルピロリドン;ポリヒドロキシエチルアクリレートなどのポリヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート;これらの重合体を構成する単量体のうちの1種類以上の単量体を共重合成分とする重合体などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。 Examples of the polymer emulsifier include poly (meth) acrylates such as sodium polyacrylate; polyvinyl alcohol; polyvinyl pyrrolidone; polyhydroxyalkyl (meth) acrylates such as polyhydroxyethyl acrylate; single polymers constituting these polymers. Although the polymer etc. which use a 1 or more types of monomer of a monomer as a copolymerization component are mentioned, this invention is not limited only to this illustration.
反応性乳化剤としては、例えば、プロペニル−アルキルスルホコハク酸エステル塩、(メタ)アクリル酸ポリオキシエチレンスルホネート塩、(メタ)アクリル酸ポリオキシエチレンホスフォネート塩〔例えば、三洋化成工業(株)製、商品名:エレミノールRS−30など〕、ポリオキシエチレンアルキルプロペニルフェニルエーテルスルホネート塩〔例えば、第一工業製薬(株)製、商品名:アクアロンHS−10など〕、アリルオキシメチルアルキルオキシポリオキシエチレンのスルホネート塩〔例えば、第一工業製薬(株)製、商品名:アクアロンKH−10など〕、アリルオキシメチルノニルフェノキシエチルヒドロキシポリオキシエチレンのスルホネート塩〔例えば、(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープSE−10など〕、アリルオキシメチルアルコキシエチルヒドロキシポリオキシエチレン硫酸エステル塩〔例えば、(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープSR−10、SR−30など〕、ビス(ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル)メタクリレート化スルホネート塩〔例えば、日本乳化剤(株)製、商品名:アントックスMS−60など〕、アリルオキシメチルアルコキシエチルヒドロキシポリオキシエチレン〔例えば、(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープER−20など〕、ポリオキシエチレンアルキルプロペニルフェニルエーテル〔例えば、第一工業製薬(株)製、商品名:アクアロンRN−20など〕、アリルオキシメチルノニルフェノキシエチルヒドロキシポリオキシエチレン〔例えば、(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープNE−10など)などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。 As the reactive emulsifier, for example, propenyl-alkylsulfosuccinic acid ester salt, (meth) acrylic acid polyoxyethylene sulfonate salt, (meth) acrylic acid polyoxyethylene phosphonate salt [for example, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd., Product name: Eleminol RS-30, etc.], polyoxyethylene alkylpropenyl phenyl ether sulfonate salt [for example, product name: Aqualon HS-10, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.], allyloxymethylalkyloxypolyoxyethylene Sulfonate salt [eg, Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., trade name: Aqualon KH-10, etc.], Sulphonate salt of allyloxymethylnonylphenoxyethylhydroxypolyoxyethylene [eg, ADEKA Corporation, trade name: ADEKA Rear soap SE-10 Allyloxymethylalkoxyethylhydroxy polyoxyethylene sulfate ester salt [for example, manufactured by ADEKA, trade name: Adekaria soap SR-10, SR-30, etc.], bis (polyoxyethylene polycyclic phenyl ether) Methacrylated sulfonate salts [for example, manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd., trade name: Antox MS-60, etc.], allyloxymethylalkoxyethylhydroxypolyoxyethylene [for example, manufactured by ADEKA Corporation, trade name: Adeka Soap ER -20, etc.], polyoxyethylene alkylpropenyl phenyl ether [for example, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., trade name: Aqualon RN-20, etc.], allyloxymethylnonylphenoxyethylhydroxypolyoxyethylene [for example, Co., Ltd. Made by ADEKA, quotient Name: Adeka such REASOAP NE-10) but the like, the present invention is not limited only to those exemplified.
単量体成分100質量部あたりの乳化剤の量は、単重合安定性を向上させる観点から、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1質量部以上であり、リチウムイオン二次電池の電池容量を増大させるために活物質層の塗工量を増加させた場合であっても低温での電池抵抗が低く、当該活物質層の表面にピンホールおよび割れが生じがたく、耐折り曲げ性に優れたリチウムイオン二次電池用電極を得る観点から、好ましくは10質量部以下、より好ましくは7質量部以下、さらに好ましくは5質量部以下である。 The amount of the emulsifier per 100 parts by mass of the monomer component is preferably 0.5 parts by mass or more, more preferably 1 part by mass or more from the viewpoint of improving the monopolymerization stability. The battery of the lithium ion secondary battery Even when the coating amount of the active material layer is increased in order to increase the capacity, battery resistance at low temperature is low, pinholes and cracks do not easily occur on the surface of the active material layer, and bending resistance is improved. From the viewpoint of obtaining an excellent electrode for a lithium ion secondary battery, it is preferably 10 parts by mass or less, more preferably 7 parts by mass or less, and still more preferably 5 parts by mass or less.
重合開始剤としては、例えば、アゾビスイソブチロニトリル、2,2−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、2,2−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2−アゾビス(2―ジアミノプロパン)ハイドロクロライド、4,4−アゾビス(4−シアノ吉草酸)、2,2−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)などのアゾ化合物;過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウムなどの過硫酸塩;過酸化水素、ベンゾイルパーオキサイド、パラクロロベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、過酸化アンモニウムなどの過酸化物などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの重合開始剤は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 Examples of the polymerization initiator include azobisisobutyronitrile, 2,2-azobis (2-methylbutyronitrile), 2,2-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2-azobis ( Azo compounds such as 2-diaminopropane) hydrochloride, 4,4-azobis (4-cyanovaleric acid), 2,2-azobis (2-methylpropionamidine); persulfates such as ammonium persulfate and potassium persulfate; Examples of the peroxide include peroxides such as hydrogen peroxide, benzoyl peroxide, parachlorobenzoyl peroxide, lauroyl peroxide, and ammonium peroxide. However, the present invention is not limited to such examples. These polymerization initiators may be used alone or in combination of two or more.
単量体成分100質量部あたりの重合開始剤の量は、重合速度を高め、未反応の単量体成分の残存量を低減させる観点から、好ましくは0.05質量部以上、より好ましくは0.1質量部以上であり、リチウムイオン二次電池の電池容量を増大させるために活物質層の塗工量を増加させた場合であっても低温での電池抵抗が低く、当該活物質層の表面にピンホールおよび割れが生じがたく、耐折り曲げ性に優れたリチウムイオン二次電池用電極を得る観点から、好ましくは1質量部以下、より好ましくは0.5質量部以下である。 The amount of the polymerization initiator per 100 parts by mass of the monomer component is preferably 0.05 parts by mass or more, more preferably 0 from the viewpoint of increasing the polymerization rate and reducing the residual amount of the unreacted monomer component. .1 part by mass or more, and even when the coating amount of the active material layer is increased in order to increase the battery capacity of the lithium ion secondary battery, the battery resistance at low temperature is low, From the viewpoint of obtaining an electrode for a lithium ion secondary battery that hardly causes pinholes and cracks on the surface and has excellent bending resistance, it is preferably 1 part by mass or less, more preferably 0.5 part by mass or less.
重合開始剤の添加方法は、特に限定されない。その添加方法としては、例えば、一括仕込み、分割仕込み、連続滴下などが挙げられる。また、重合反応の終了時期を早める観点から、単量体成分を反応系内に添加する終了前またはその終了後に、重合開始剤の一部をフラスコ内に添加してもよい。 The method for adding the polymerization initiator is not particularly limited. Examples of the addition method include batch charging, divided charging, and continuous dripping. From the viewpoint of advancing the completion time of the polymerization reaction, a part of the polymerization initiator may be added to the flask before or after the monomer component is added to the reaction system.
なお、重合開始剤の分解を促進するために、例えば、二亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウムなどの還元剤、硫酸第一鉄などの遷移金属塩などの重合開始剤の分解剤を反応系内に適量で添加してもよい。 In order to accelerate the decomposition of the polymerization initiator, for example, an appropriate amount of a reducing agent such as sodium disulfite or sodium hydrogen sulfite, or a decomposition agent of a polymerization initiator such as transition metal salt such as ferrous sulfate in the reaction system. May be added.
また、反応系内には、必要により、例えば、tert−ドデシルメルカプタンなどのチオール基を有する化合物などの連鎖移動剤、pH緩衝剤、キレート剤、造膜助剤などの添加剤をフラスコ内に添加してもよい。単量体成分100質量部あたりの添加剤の量は、その種類によって異なるので一概には決定することができないが、通常、好ましくは0.01〜5質量部、より好ましくは0.1〜3質量部である。 In addition, if necessary, additives such as chain transfer agents such as compounds having a thiol group such as tert-dodecyl mercaptan, pH buffering agents, chelating agents, and film-forming aids are added to the reaction system. May be. The amount of the additive per 100 parts by mass of the monomer component varies depending on the type and cannot be determined unconditionally, but is usually preferably 0.01 to 5 parts by mass, more preferably 0.1 to 3 parts. Part by mass.
単量体成分を乳化重合させる際の雰囲気は、特に限定されないが、重合開始剤の効率を高める観点から、窒素ガスなどの不活性ガスであることが好ましい。 The atmosphere for emulsion polymerization of the monomer component is not particularly limited, but is preferably an inert gas such as nitrogen gas from the viewpoint of increasing the efficiency of the polymerization initiator.
単量体成分を乳化重合させる際の重合温度は、特に限定がないが、通常、好ましくは50〜100℃、より好ましくは60〜95℃である。重合温度は、一定であってもよく、重合反応の途中で変化させてもよい。 Although the polymerization temperature at the time of carrying out emulsion polymerization of a monomer component does not have limitation, Usually, Preferably it is 50-100 degreeC, More preferably, it is 60-95 degreeC. The polymerization temperature may be constant or may be changed during the polymerization reaction.
単量体成分を乳化重合させる重合時間は、特に限定がなく、重合反応の進行状況に応じて適宜設定すればよいが、通常、2〜9時間程度である。 The polymerization time for emulsion polymerization of the monomer component is not particularly limited and may be appropriately set according to the progress of the polymerization reaction, but is usually about 2 to 9 hours.
以上のようにして単量体成分を乳化重合させることにより、エマルション粒子が得られる。 Emulsion particles are obtained by emulsion polymerization of the monomer component as described above.
前記エマルション粒子を構成している重合体は、架橋構造を有していてもよい。重合体の重量平均分子量は、活物質同士および活物質と集電体との結着性を向上させる観点から、好ましくは10万以上、より好ましくは30万以上、さらに好ましくは55万以上、さらに一層好ましくは60万以上である。重合体の重量平均分子量の上限値は、架橋構造を有する場合、その重量平均分子量を測定することが困難なため、特に限定されないが、架橋構造を有しない場合には、500万以下であることが好ましい。 The polymer constituting the emulsion particles may have a crosslinked structure. The weight average molecular weight of the polymer is preferably 100,000 or more, more preferably 300,000 or more, further preferably 550,000 or more, from the viewpoint of improving the binding properties between the active materials and the active material and the current collector. More preferably, it is 600,000 or more. The upper limit of the weight average molecular weight of the polymer is not particularly limited because it is difficult to measure the weight average molecular weight when it has a crosslinked structure, but when it does not have a crosslinked structure, it should be 5 million or less. Is preferred.
なお、本明細書において、重合体の重量平均分子量は、ゲルパーミエイションクロマトグラフィー〔東ソー(株)製、品番:HLC−8120GPC、カラム:TSKgel G−5000HXLとTSKgel GMHXL−Lとを直列に使用〕を用いて測定された重量平均分子量(ポリスチレン換算)を意味する。 In addition, in this specification, the weight average molecular weight of a polymer uses gel permeation chromatography [manufactured by Tosoh Corporation, product number: HLC-8120GPC, column: TSKgel G-5000HXL and TSKgel GMHXL-L in series. ] Is used to mean the weight average molecular weight (in terms of polystyrene) measured.
エマルション粒子の平均粒子径は、エマルション粒子自体の機械的安定性を向上させる観点から、好ましくは50nm以上、より好ましくは100nm以上であり、活物質同士および活物質と集電体との結着性を向上させる観点から、好ましくは300nm以下、より好ましくは200nm以下である。 The average particle diameter of the emulsion particles is preferably 50 nm or more, more preferably 100 nm or more, from the viewpoint of improving the mechanical stability of the emulsion particles themselves, and the binding properties between the active materials and between the active material and the current collector. From the viewpoint of improving the thickness, it is preferably 300 nm or less, more preferably 200 nm or less.
なお、本明細書において、エマルション粒子の平均粒子径は、動的光散乱法による粒度分布測定器〔パーティクル・サイジング・システムズ(Particle Sizing Systems)社製、商品名:NICOMP Model 380)を用いて測定された体積平均粒子径を意味する。 In the present specification, the average particle size of the emulsion particles is measured using a particle size distribution measuring instrument (manufactured by Particle Sizing Systems, trade name: NICOMP Model 380) by a dynamic light scattering method. It means the volume average particle diameter.
樹脂エマルションにおける不揮発分量は、生産性を向上させる観点から、好ましくは30質量%以上、より好ましくは40質量%以上であり、取り扱い性を向上させる観点から、好ましくは70質量%以下、より好ましくは60質量%以下である。 The nonvolatile content in the resin emulsion is preferably 30% by mass or more, more preferably 40% by mass or more from the viewpoint of improving productivity, and preferably 70% by mass or less, more preferably from the viewpoint of improving handleability. 60% by mass or less.
なお、樹脂エマルションにおける不揮発分量は、樹脂エマルション1gを秤量し、熱風乾燥機で150℃の温度で30分間乾燥させ、得られた残渣を不揮発分とし、式:
〔樹脂エマルションにおける不揮発分量(質量%)〕
=(〔残渣の質量〕÷〔樹脂エマルション1g〕)×100
に基づいて求められた値を意味する。
The non-volatile content in the resin emulsion was determined by weighing 1 g of the resin emulsion and drying it with a hot air dryer at a temperature of 150 ° C. for 30 minutes.
[Non-volatile content in resin emulsion (mass%)]
= ([Residue mass] / [resin emulsion 1 g]) × 100
Means the value obtained based on
本発明の電極用バインダー組成物の不揮発分における前記エマルション粒子の含有率は、リチウムイオン二次電池の電池容量を増大させるために活物質層の塗工量を増加させた場合であっても低温での電池抵抗が低く、当該活物質層の表面にピンホールおよび割れが生じがたく、耐折り曲げ性に優れたリチウムイオン二次電池用電極を得る観点から、好ましくは70質量%以上、より好ましくは80質量%以上、さらに好ましくは85質量%以上、さらに一層好ましくは90質量%以上であり、リチウムイオン二次電池の電池容量を増大させるために活物質層の塗工量を増加させた場合であっても低温での電池抵抗が低く、当該活物質層の表面にピンホールおよび割れが生じがたく、耐折り曲げ性に優れたリチウムイオン二次電池用電極を得る観点から、好ましくは99質量%以下、より好ましくは98質量%以下、さらに好ましくは97質量%以下である。 The content of the emulsion particles in the nonvolatile content of the binder composition for an electrode of the present invention is low even when the coating amount of the active material layer is increased in order to increase the battery capacity of the lithium ion secondary battery. From the viewpoint of obtaining an electrode for a lithium ion secondary battery that has low battery resistance, has no pinholes and cracks on the surface of the active material layer, and has excellent bending resistance, it is preferably 70% by mass or more, more preferably Is 80% by mass or more, more preferably 85% by mass or more, and still more preferably 90% by mass or more, when the coating amount of the active material layer is increased in order to increase the battery capacity of the lithium ion secondary battery Even in such a case, the battery resistance at low temperature is low, the surface of the active material layer is hard to cause pinholes and cracks, and an electrode for a lithium ion secondary battery having excellent bending resistance is obtained. From the viewpoint, preferably 99 wt% or less, more preferably 98 wt% or less, more preferably not more than 97 wt%.
以上のようにしてエマルション粒子を含有する樹脂エマルションを得ることができる。 As described above, a resin emulsion containing emulsion particles can be obtained.
本発明の電極用バインダー組成物は、例えば、式(I)で表わされるスルホニル基とオキシカルボニル基とを有する化合物、樹脂成分および溶媒の形態としてエマルション粒子を含有する樹脂エマルションおよび必要により他の成分などを混合することにより、容易に調製することができる。 The electrode binder composition of the present invention includes, for example, a compound having a sulfonyl group and an oxycarbonyl group represented by the formula (I), a resin component and a resin emulsion containing emulsion particles in the form of a solvent and optionally other components. Etc. can be easily prepared by mixing them.
なお、本発明の電極用バインダー組成物には、本発明の目的が阻害されない範囲内で、他の樹脂成分、エマルション粒子などが含まれていてもよい。 The electrode binder composition of the present invention may contain other resin components, emulsion particles, and the like as long as the object of the present invention is not impaired.
本発明のリチウムイオン二次電池の電極用組成物は、本発明の電極用バインダー組成物および活物質を含有する。本発明のリチウムイオン二次電池の電極用組成物は、本発明の電極用バインダー組成物および活物質を含有することから、リチウムイオン二次電池の電池容量を増大させるために活物質層の塗工量を増加させた場合であっても低温での電池抵抗が低く、当該活物質層の表面にピンホールおよび割れが生じがたく、耐折り曲げ性に優れている。 The composition for electrodes of the lithium ion secondary battery of the present invention contains the binder composition for electrodes of the present invention and an active material. Since the composition for an electrode of a lithium ion secondary battery of the present invention contains the binder composition for an electrode of the present invention and an active material, the active material layer is applied to increase the battery capacity of the lithium ion secondary battery. Even when the amount of work is increased, battery resistance at low temperatures is low, pinholes and cracks are hardly generated on the surface of the active material layer, and the bending resistance is excellent.
本発明のリチウムイオン二次電池の電極用組成物は、例えば、本発明の電極用バインダー組成物、活物質および必要により他の成分を混合することによって調製することができる。 The composition for electrodes of the lithium ion secondary battery of the present invention can be prepared, for example, by mixing the binder composition for electrodes of the present invention, an active material, and other components as necessary.
本発明のリチウムイオン二次電池の電極用組成物には、正極用組成物および負極用組成物がある。本発明の電極用バインダー組成物は、リチウムイオン二次電池の電池容量を増大させるために活物質層の塗工量を増加させた場合であっても低温での電池抵抗が低く、当該活物質層の表面にピンホールおよび割れが生じがたく、耐折り曲げ性に優れたリチウムイオン二次電池用電極を得る観点から、いずれの組成物にも好適に用いることができる。 The composition for electrodes of the lithium ion secondary battery of the present invention includes a composition for positive electrodes and a composition for negative electrodes. The binder composition for an electrode of the present invention has a low battery resistance at a low temperature even when the coating amount of the active material layer is increased in order to increase the battery capacity of the lithium ion secondary battery. From the viewpoint of obtaining an electrode for a lithium ion secondary battery that is less prone to pinholes and cracks on the surface of the layer and has excellent bending resistance, it can be suitably used for any composition.
リチウムイオン二次電池の正極用組成物には、本発明の電極用バインダー組成物および導電助剤を用いることができる。導電助剤は、リチウムイオン二次電池の出力を向上させるために用いられる。導電助剤には、主として導電性カーボンが用いられる。導電性カーボンとしては、例えば、カーボンブラック、ファイバー状カーボン、黒鉛などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの導電助剤なかでは、カーボンブラックが好ましい。カーボンブラックとしては、例えば、ケッチェンブラック、アセチレンブラックなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。 The binder composition for electrodes and the conductive additive of the present invention can be used for the positive electrode composition of the lithium ion secondary battery. A conductive support agent is used in order to improve the output of a lithium ion secondary battery. As the conductive assistant, conductive carbon is mainly used. Examples of the conductive carbon include carbon black, fiber-like carbon, and graphite. However, the present invention is not limited to such examples. Among these conductive assistants, carbon black is preferable. Examples of carbon black include ketjen black and acetylene black, but the present invention is not limited to such examples.
リチウムイオン二次電池の正極用組成物に用いられる正極活物質は、リチウムイオンを吸蔵ないし放出することができる正極活物質であることが好ましい。リチウムイオンを吸蔵ないし放出することができる化合物としては、リチウムを含有する金属酸化物が挙げられる。リチウムを含有する金属酸化物としては、例えば、コバルト酸リチウム、リン酸鉄リチウム、リン酸マンガンリチウム、マンガン酸リチウム、ニッケルマンガンコバルト酸リチウム、リチウムニッケルコバルトアルミニウム複合酸化物などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの正極活物質は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 The positive electrode active material used for the positive electrode composition of the lithium ion secondary battery is preferably a positive electrode active material capable of occluding or releasing lithium ions. Examples of the compound capable of inserting or extracting lithium ions include lithium-containing metal oxides. Examples of the metal oxide containing lithium include lithium cobalt oxide, lithium iron phosphate, lithium manganese phosphate, lithium manganate, lithium nickel manganese cobalt oxide, and lithium nickel cobalt aluminum composite oxide. The invention is not limited to such examples. These positive electrode active materials may be used alone or in combination of two or more.
リチウムイオン二次電池の正極用組成物には、他の成分として、必要により、例えば、(メタ)アクリル系ポリマー、ニトリル系ポリマー、ジエン系ポリマーなどの非フッ素系ポリマー、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素系ポリマーなどのポリマー、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤などの界面活性剤;スチレン−マレイン酸共重合体、ポリビニルピロリドンなどの高分子分散剤などの分散剤、増粘剤、防腐剤などを含有させてもよい。 In the composition for the positive electrode of the lithium ion secondary battery, as other components, if necessary, for example, (meth) acrylic polymer, nitrile polymer, non-fluorine polymer such as diene polymer, polytetrafluoroethylene, etc. Polymers such as fluoropolymers, surfactants such as anionic surfactants, nonionic surfactants, and cationic surfactants; dispersants such as polymer dispersants such as styrene-maleic acid copolymers and polyvinylpyrrolidone , Thickeners, preservatives and the like may be included.
リチウムイオン二次電池用水系正極組成物の不揮発分における電極用バインダー組成物の不揮発分の含有率は、リチウムイオン二次電池の出力特性および電気特性を向上させる観点から、好ましくは0.2〜7質量%、より好ましくは0.5〜5質量%であり、正極活物質の含有率は、好ましくは60〜98.9質量%、より好ましくは70〜98.8質量%、さらに好ましくは80〜98.3質量%である。リチウムイオン二次電池用水系正極組成物の不揮発分における導電助剤の含有率は、リチウムイオン二次電池の出力特性および電気特性を向上させる観点から、好ましくは0.5〜30質量%、より好ましくは1〜20質量%、さらに好ましくは1.5〜10質量%である。リチウムイオン二次電池用水系正極組成物の不揮発分における他の成分の含有率は、リチウムイオン二次電池の出力特性および電気特性を向上させる観点から、好ましくは0〜20質量%、より好ましくは0〜15質量%、さらに好ましくは0〜10質量%である。 From the viewpoint of improving the output characteristics and electrical characteristics of the lithium ion secondary battery, the content of the nonvolatile content of the electrode binder composition in the nonvolatile content of the aqueous positive electrode composition for a lithium ion secondary battery is preferably 0.2 to 7 mass%, More preferably, it is 0.5-5 mass%, The content rate of a positive electrode active material becomes like this. Preferably it is 60-98.9 mass%, More preferably, it is 70-98.8 mass%, More preferably, it is 80 ˜98.3 mass%. The content of the conductive assistant in the nonvolatile content of the aqueous positive electrode composition for a lithium ion secondary battery is preferably 0.5 to 30% by mass from the viewpoint of improving the output characteristics and electrical characteristics of the lithium ion secondary battery. Preferably it is 1-20 mass%, More preferably, it is 1.5-10 mass%. The content of other components in the nonvolatile content of the aqueous positive electrode composition for a lithium ion secondary battery is preferably 0 to 20% by mass, more preferably from the viewpoint of improving the output characteristics and electrical characteristics of the lithium ion secondary battery. It is 0-15 mass%, More preferably, it is 0-10 mass%.
粘度計〔東機産業(株)製、品番:TVB−10〕を用い、25±1℃の温度で30rpmの条件で測定したときのリチウムイオン二次電池の電極用組成物の粘度は、電極用組成物の分散安定性と所望の塗工量を精度よく塗工する観点から、好ましくは500〜5000mPa・sであり、より好ましくは1000〜3000mPa・sである。 The viscosity of the electrode composition for a lithium ion secondary battery measured using a viscometer [manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd., product number: TVB-10] at a temperature of 25 ± 1 ° C. and 30 rpm is the electrode From the viewpoint of accurately coating the dispersion stability of the composition and the desired coating amount, the viscosity is preferably 500 to 5000 mPa · s, more preferably 1000 to 3000 mPa · s.
また、リチウムイオン二次電池の正極用組成物の25℃でのpHは、集電体の腐食を抑制する観点から、好ましくは5〜11、より好ましくは6〜10である。なお、前記pHは、ガラス電極式水素イオン温度計〔(株)堀場製作所製、品番:F−21〕を用いて測定したときの値である。 Moreover, the pH at 25 ° C. of the positive electrode composition of the lithium ion secondary battery is preferably 5 to 11 and more preferably 6 to 10 from the viewpoint of suppressing corrosion of the current collector. The pH is a value measured using a glass electrode type hydrogen ion thermometer [manufactured by Horiba, Ltd., product number: F-21].
リチウムイオン二次電池の正極用組成物は、例えば、電極用バインダー組成物、活物質、導電助剤および必要により他の成分を混合し、ビーズミル、ボールミル、攪拌型混合機などを用いて分散させることによって得ることができる。 The composition for the positive electrode of the lithium ion secondary battery is, for example, mixed with a binder composition for an electrode, an active material, a conductive additive and other components as necessary, and dispersed using a bead mill, a ball mill, a stirring type mixer, or the like. Can be obtained.
リチウムイオン二次電池の負極用組成物には、本発明の電極用バインダー組成物および前記導電助剤を用いることができる。 The binder composition for electrodes of the present invention and the conductive auxiliary agent can be used for the negative electrode composition of the lithium ion secondary battery.
リチウムイオン二次電池の負極用組成物に用いられる負極活物質としては、例えば、グラファイト、天然黒鉛、人造黒鉛などの炭素材料、ポリアセン系導電性ポリマー、チタン酸リチウムなどの複合金属酸化物、リチウム合金などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの負極活物質は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。これらの負極活物質のなかでは、炭素材料およびチタン酸リチウムが好ましい。負極活物質における炭素材料および/またはチタン酸リチウムの含有率は、好ましくは50〜100質量%、より好ましくは70〜100質量%、さらに好ましくは80〜100質量%である。 Examples of the negative electrode active material used in the negative electrode composition of a lithium ion secondary battery include carbon materials such as graphite, natural graphite, and artificial graphite, polyacene conductive polymers, composite metal oxides such as lithium titanate, lithium Although an alloy etc. are mentioned, this invention is not limited only to this illustration. These negative electrode active materials may be used alone or in combination of two or more. Among these negative electrode active materials, a carbon material and lithium titanate are preferable. The content of the carbon material and / or lithium titanate in the negative electrode active material is preferably 50 to 100% by mass, more preferably 70 to 100% by mass, and still more preferably 80 to 100% by mass.
リチウムイオン二次電池の負極用組成物には、必要により、例えば、導電助剤、分散剤、増粘剤、防腐剤などを含有させてもよい。 If necessary, the composition for negative electrode of a lithium ion secondary battery may contain, for example, a conductive additive, a dispersant, a thickener, a preservative, and the like.
リチウムイオン二次電池の負極用組成物の不揮発分における電極用バインダー組成物の不揮発分の含有率は、リチウムイオン二次電池のレート特性および電気特性を向上させる観点から、好ましくは0.3〜7質量%、より好ましくは0.5〜5質量%である。リチウムイオン二次電池の負極用組成物の不揮発分における負極活物質の含有率は、リチウムイオン二次電池のレート特性および電気特性を向上させる観点から、好ましくは60〜99.9質量%、より好ましくは70〜99.7質量%、さらに好ましくは80〜99.5質量%である。リチウムイオン二次電池の負極用組成物の不揮発分における導電助剤の含有率は、リチウムイオン二次電池のレート特性および電気特性を向上させる観点から、好ましくは0.5〜30質量%、より好ましくは1〜20質量%、より好ましくは1.5〜10質量%である。リチウムイオン二次電池の負極用組成物の不揮発分における他の成分の含有率は、リチウムイオン二次電池のレート特性および電気特性を向上させる観点から、好ましくは0〜20質量%、より好ましくは0〜15質量%、さらに好ましくは0〜10質量%である。 The content of the non-volatile content of the electrode binder composition in the non-volatile content of the negative electrode composition of the lithium ion secondary battery is preferably 0.3 to from the viewpoint of improving the rate characteristics and electrical characteristics of the lithium ion secondary battery. It is 7 mass%, More preferably, it is 0.5-5 mass%. The content of the negative electrode active material in the nonvolatile content of the negative electrode composition of the lithium ion secondary battery is preferably 60 to 99.9% by mass from the viewpoint of improving the rate characteristics and electrical characteristics of the lithium ion secondary battery. Preferably it is 70-99.7 mass%, More preferably, it is 80-99.5 mass%. The content of the conductive additive in the nonvolatile content of the negative electrode composition of the lithium ion secondary battery is preferably 0.5 to 30% by mass from the viewpoint of improving rate characteristics and electrical characteristics of the lithium ion secondary battery. Preferably it is 1-20 mass%, More preferably, it is 1.5-10 mass%. The content of other components in the nonvolatile content of the negative electrode composition of the lithium ion secondary battery is preferably 0 to 20% by mass, more preferably from the viewpoint of improving the rate characteristics and electrical characteristics of the lithium ion secondary battery. It is 0-15 mass%, More preferably, it is 0-10 mass%.
また、リチウムイオン二次電池の負極用組成物の25℃でのpHは、活物質の分散状態を安定させる観点から、5〜11好ましくは6〜10である。なお、前記pHは、ガラス電極式水素イオン温度計〔(株)堀場製作所製、品番:F−21〕を用いて測定したときの値である。 Moreover, the pH at 25 degreeC of the composition for negative electrodes of a lithium ion secondary battery is 5-11, preferably 6-10 from a viewpoint of stabilizing the dispersion state of an active material. The pH is a value measured using a glass electrode type hydrogen ion thermometer [manufactured by Horiba, Ltd., product number: F-21].
リチウムイオン二次電池の負極用組成物は、例えば、電極用バインダー組成物、負極活物質、導電助剤および必要により他の成分を混合し、ビーズミル、ボールミル、攪拌型混合機などを用いて分散させることによって得ることができる。 The composition for the negative electrode of the lithium ion secondary battery is, for example, mixed with a binder composition for an electrode, a negative electrode active material, a conductive auxiliary agent and other components as necessary, and dispersed using a bead mill, a ball mill, a stirring type mixer, etc. Can be obtained.
本発明のリチウムイオン二次電池用電極は、集電体および活物質層を有する電極であり、前記活物質層が本発明のリチウムイオン二次電池の電極用組成物から形成される。 The electrode for a lithium ion secondary battery of the present invention is an electrode having a current collector and an active material layer, and the active material layer is formed from the composition for an electrode of the lithium ion secondary battery of the present invention.
本発明のリチウムイオン二次電池用電極は、当該電極を構成する活物質層に本発明のリチウムイオン二次電池の電極用組成物が用いられていることから、リチウムイオン二次電池の電池容量を増大させるために活物質層の塗工量を増加させた場合であっても低温での電池抵抗が低く、当該活物質層の表面にピンホールおよび割れが生じがたく、耐折り曲げ性に優れている。 Since the electrode composition for a lithium ion secondary battery of the present invention is used for the active material layer constituting the electrode, the electrode for the lithium ion secondary battery of the present invention has a battery capacity of the lithium ion secondary battery. Even when the coating amount of the active material layer is increased in order to increase the resistance, the battery resistance at low temperature is low, pinholes and cracks do not easily occur on the surface of the active material layer, and the bending resistance is excellent. ing.
なお、本発明のリチウムイオン二次電池には、正極および負極が用いられる。正極は、正極集電体の表面に正極活物質層が形成されており、負極は、負極集電体の表面に負極活物質層が形成されている。正極集電体としては、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、SUS(ステンレス鋼)、チタンなどの導電性金属などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのなかでは、加工性および経済性の観点から、アルミニウムが好ましい。負極集電体としては、例えば、銅、鉄、ニッケル、銀、ステンレス鋼(SUS)などの導電性金属などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのなかでは、加工性の観点から、銅が好ましい。 In addition, a positive electrode and a negative electrode are used for the lithium ion secondary battery of this invention. The positive electrode has a positive electrode active material layer formed on the surface of the positive electrode current collector, and the negative electrode has a negative electrode active material layer formed on the surface of the negative electrode current collector. Examples of the positive electrode current collector include aluminum, aluminum alloys, SUS (stainless steel), and conductive metals such as titanium. However, the present invention is not limited to such examples. Among these, aluminum is preferable from the viewpoints of workability and economy. Examples of the negative electrode current collector include conductive metals such as copper, iron, nickel, silver, and stainless steel (SUS). However, the present invention is not limited to such examples. Among these, copper is preferable from the viewpoint of workability.
本発明のリチウムイオン二次電池用電極は、例えば、集電体の表面上に本発明のリチウムイオン二次電池の電極用組成物からなる活物質層を形成させることによって製造することができる。 The electrode for a lithium ion secondary battery of the present invention can be produced, for example, by forming an active material layer made of the composition for an electrode of the lithium ion secondary battery of the present invention on the surface of a current collector.
集電体の表面上に本発明のリチウムイオン二次電池の電極用組成物からなる活物質層が形成された電極を製造する方法としては、例えば、キャストコート法、スピンコート法、ブレードコート法、ディップコート法、ロールコート法、バーコート法、ダイコート法、インクジェット法、凸版、凹版、平版、スクリーン印刷などの印刷法などによって、本発明のリチウムイオン二次電池の電極用組成物を集電体の一方の面に塗工し、塗膜を形成させた後、必要に応じてホットプレート、オーブンなどを用いて乾燥させ、さらにロールプレス機などを用いて一軸または多軸方向に延伸することにより、電極を製造する方法などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。 Examples of a method for producing an electrode in which an active material layer made of the composition for an electrode of the lithium ion secondary battery of the present invention is formed on the surface of a current collector include, for example, a cast coating method, a spin coating method, and a blade coating method. The electrode composition of the lithium ion secondary battery of the present invention is collected by a printing method such as dip coating method, roll coating method, bar coating method, die coating method, ink jet method, relief printing, intaglio printing, planographic printing, screen printing After coating on one side of the body and forming a coating film, it is dried using a hot plate, oven, etc. if necessary, and further stretched uniaxially or multiaxially using a roll press etc. However, the present invention is not limited to such examples.
集電体の表面上に形成された正極活物質層の乾燥後の塗工重量は、リチウムイオン二次電池の電池容量を増大させる観点から、好ましくは12mg/cm2以上、より好ましくは14mg/cm2以上であり、リチウムイオン二次電池の電池容量を増大させるために活物質層の塗工重量を大きくした場合であっても、低温での電池抵抗が低く、当該活物質層の表面にピンホールや割れが生じがたく、耐折り曲げ性に優れたリチウムイオン二次電池用電極を得る観点から、好ましくは30mg/cm2以下、より好ましくは26mg/cm2以下である。本発明の正極用電極では、このように活物質層の塗工重量が大きくても、当該活物質層の表面にピンホールや割れが生じがたく、耐折り曲げ性に優れていることから、従来の活物質層の塗工重量(8〜10mg/cm2程度)と対比して大きくすることができるので、リチウムイオン二次電池の電池容量を増大させることができる。 From the viewpoint of increasing the battery capacity of the lithium ion secondary battery, the coating weight after drying of the positive electrode active material layer formed on the surface of the current collector is preferably 12 mg / cm 2 or more, more preferably 14 mg / cm 2. cm 2 or more, even when increasing the coat weight of the active material layer in order to increase the battery capacity of the lithium ion secondary battery, low battery resistance at low temperatures, the surface of the active material layer From the viewpoint of obtaining an electrode for a lithium ion secondary battery that hardly causes pinholes or cracks and has excellent bending resistance, it is preferably 30 mg / cm 2 or less, more preferably 26 mg / cm 2 or less. In the positive electrode of the present invention, even if the coating weight of the active material layer is large as described above, pinholes and cracks do not easily occur on the surface of the active material layer and are excellent in bending resistance. Therefore, the battery capacity of the lithium ion secondary battery can be increased because the coating weight of the active material layer can be increased as compared with the coating weight (about 8 to 10 mg / cm 2 ).
集電体の表面上に形成された負極活物質層の乾燥後の塗工重量は、リチウムイオン二次電池の電池容量を増大させる観点から、好ましくは6mg/cm2以上、より好ましくは8mg/cm2以上であり、リチウムイオン二次電池の電池容量を増大させるために活物質層の塗工重量を大きくした場合であっても、低温での電池抵抗が低く、当該活物質層の表面にピンホールや割れが生じがたく、耐折り曲げ性に優れたリチウムイオン二次電池用電極を得る観点から、好ましくは15mg/cm2以下、より好ましくは12mg/cm2以下である。本発明の負極用電極では、このように活物質層の塗工重量が大きくても、当該活物質層の表面にピンホールや割れが生じがたく、耐折り曲げ性に優れていることから、従来の活物質層の塗工重量(3〜5mg/cm2程度)と対比して大きくすることができるので、リチウムイオン二次電池の電池容量を増大させることができる。 The coating weight after drying of the negative electrode active material layer formed on the surface of the current collector is preferably 6 mg / cm 2 or more, more preferably 8 mg / cm 2 from the viewpoint of increasing the battery capacity of the lithium ion secondary battery. cm 2 or more, even when increasing the coat weight of the active material layer in order to increase the battery capacity of the lithium ion secondary battery, low battery resistance at low temperatures, the surface of the active material layer From the viewpoint of obtaining an electrode for a lithium ion secondary battery that hardly causes pinholes or cracks and has excellent bending resistance, it is preferably 15 mg / cm 2 or less, more preferably 12 mg / cm 2 or less. In the negative electrode according to the present invention, even if the coating weight of the active material layer is large as described above, the surface of the active material layer hardly causes pinholes and cracks, and has excellent bending resistance. can be increased in comparison with the coat weight of the active material layer (3-5 mg / cm 2 or so), it is possible to increase the battery capacity of the lithium ion secondary battery.
以上のようにして得られる本発明の電極は、活物質層の表面にピンホールおよび割れが生じがたく、耐折り曲げ性に優れているのみならず、低温での電池抵抗が低いので、リチウムイオン二次電池の電極に好適に用いることができる。 The electrode of the present invention obtained as described above is not liable to cause pinholes and cracks on the surface of the active material layer, and is excellent not only in bending resistance but also in low battery resistance at low temperatures. It can use suitably for the electrode of a secondary battery.
本発明のリチウムイオン二次電池は、前記リチウムイオン二次電池用電極を有する。本発明のリチウムイオン二次電池の電極に、前記リチウムイオン二次電池用電極が用いられているので、リチウムイオン二次電池の電池容量が大きく、低温での電池抵抗が低いリチウムイオン二次電池を得ることができる。 The lithium ion secondary battery of this invention has the said electrode for lithium ion secondary batteries. Since the electrode for a lithium ion secondary battery is used as the electrode of the lithium ion secondary battery of the present invention, the lithium ion secondary battery has a large battery capacity and a low battery resistance at low temperatures. Can be obtained.
本発明のリチウムイオン二次電池においては、前記リチウムイオン二次電池用電極は、正極または負極に用いてもよく、正極および負極の双方に用いてもよいが、リチウムイオン二次電池の電池容量が大きく、低温での電池抵抗が低いリチウムイオン二次電池を得る観点から、少なくとも正極に用いることが好ましい。 In the lithium ion secondary battery of the present invention, the lithium ion secondary battery electrode may be used for the positive electrode or the negative electrode, and may be used for both the positive electrode and the negative electrode. From the viewpoint of obtaining a lithium ion secondary battery that is large and has low battery resistance at low temperatures, it is preferably used for at least the positive electrode.
本発明のリチウムイオン二次電池は、例えば、電解液を含浸させたセパレーターを介して本発明のリチウムイオン二次電池用電極と対向電極とが対向するように設置したものを電池ケース内に収納することによって製造することができるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。 The lithium ion secondary battery of the present invention is, for example, stored in a battery case with the electrode for the lithium ion secondary battery of the present invention and the counter electrode facing each other through a separator impregnated with an electrolytic solution. However, the present invention is not limited to such examples.
電解液として、支持電解質を有機溶媒に溶解させた電解液を用いることができる。支持電解質としては、例えば、リチウム塩などが挙げられる。リチウム塩としては、例えば、LiPF6、LiAsF6、LiBF4、LiSbF6、LiAlCl4、LiClO4、CF3SO3Li、C4F9SO3Li、CF3COOLi、(CF3CO)2NLi、(FSO2)2NLi、(CF3SO2)2NLi、(C2F5SO2)2NLiなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの支持電解質は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 As the electrolytic solution, an electrolytic solution in which a supporting electrolyte is dissolved in an organic solvent can be used. Examples of the supporting electrolyte include lithium salts. 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 , (FSO 2 ) 2 NLi, (CF 3 SO 2 ) 2 NLi, (C 2 F 5 SO 2 ) 2 NLi, and the like, but the present invention is not limited to such examples. These supporting electrolytes may be used alone or in combination of two or more.
前記有機溶媒としては、例えば、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、メチルエチルカーボネートなどのカーボネート、γ−ブチロラクトン、ギ酸メチルなどのエステル、1,2−ジメトキシエタン、テトラヒドロフランなどのエーテルなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの有機溶媒は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 Examples of the organic solvent include carbonates such as dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, ethylene carbonate, diethyl carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, and methyl ethyl carbonate, esters such as γ-butyrolactone and methyl formate, and 1,2-dimethoxyethane. And ethers such as tetrahydrofuran, and the like, but the present invention is not limited to such examples. These organic solvents may be used alone or in combination of two or more.
また、前記溶媒として、例えば、粘度調整用ポリマーやゲル化剤を含有させて粘稠性が高いもの、ゲル化させたものなどを用いることもできる。粘度調整用ポリマーとしては、例えば、ポリアクリロニトリル、カルボキシメチルセルロース、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリウレタン、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリアミド、ポリアクリルアミド、ポリエステル、ポリフッ化ビニリデンなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの粘度調整用ポリマーは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 In addition, as the solvent, for example, a viscosity-adjusting polymer or a gelling agent and a highly viscous one or a gelled one can be used. Examples of the viscosity adjusting polymer include polyacrylonitrile, carboxymethylcellulose, polyvinyl chloride, polyethylene oxide, polypropylene oxide, polyurethane, polyacrylate, polymethacrylate, polyamide, polyacrylamide, polyester, and polyvinylidene fluoride. The invention is not limited to such examples. These polymers for adjusting viscosity may be used alone or in combination of two or more.
セパレーターとしては、例えば、綿、レーヨン、アセテート、ナイロン、ガラス、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイミド、フッ素樹脂、エポキシ樹脂などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。 Examples of the separator include cotton, rayon, acetate, nylon, glass, polyester, polyethylene, polypropylene, polyimide, fluororesin, and epoxy resin, but the present invention is not limited to such examples.
以上のようにして得られる本発明のリチウムイオン二次電池は、本発明のリチウムイオン二次電池用電極が用いられているので、リチウムイオン二次電池の電池容量が大きく、低温での電池抵抗が低いという利点を有する。 Since the lithium ion secondary battery of the present invention obtained as described above uses the lithium ion secondary battery electrode of the present invention, the battery capacity of the lithium ion secondary battery is large and the battery resistance at low temperature is high. Has the advantage of low.
なお、本発明のリチウムイオン二次電池の充放電を50回繰り返した50サイクル後の電気容量維持率は、好ましくは85%以上、より好ましくは95%以上である。 In addition, the electric capacity maintenance factor after 50 cycles after repeating 50 times of charge / discharge of the lithium ion secondary battery of this invention becomes like this. Preferably it is 85% or more, More preferably, it is 95% or more.
次に本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明は、かかる実施例のみに限定されるものではない。 EXAMPLES Next, although this invention is demonstrated further in detail based on an Example, this invention is not limited only to this Example.
調製例1
攪拌機、温度計、冷却器、窒素ガス導入管および滴下ロートを備えた4つ口セパラブルフラスコ内に、イオン交換水494.5質量部を投入した。フラスコの内温を75℃に維持しながら攪拌下で緩やかに窒素ガスをフラスコ内に流し、フラスコ内を完全に窒素ガス置換した。
Preparation Example 1
In a four-necked separable flask equipped with a stirrer, a thermometer, a cooler, a nitrogen gas inlet tube and a dropping funnel, 494.5 parts by mass of ion-exchanged water was charged. While maintaining the internal temperature of the flask at 75 ° C., nitrogen gas was gently allowed to flow into the flask under stirring to completely replace the inside of the flask with nitrogen gas.
2.7質量%ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル硫酸エステル塩水溶液366.3質量部と、メチルアクリレート705質量部、ブチルアクリレート250質量部、アクリル酸20質量部およびN−メチロールアクリルアミド25質量部からなる単量体成分とを均一な組成となるように混合することにより、プレエマルションを調製した。 It consists of 366.3 parts by mass of an aqueous 2.7% by mass polyoxyethylene polycyclic phenyl ether sulfate ester salt, 705 parts by mass of methyl acrylate, 250 parts by mass of butyl acrylate, 20 parts by mass of acrylic acid and 25 parts by mass of N-methylolacrylamide. A pre-emulsion was prepared by mixing the monomer components so as to have a uniform composition.
重合開始剤として過硫酸アンモニウムを用い、過硫酸アンモニウム3.5質量部をイオン交換水66.5質量部に溶解させ、過硫酸アンモニウム水溶液を調製した。また、還元剤として二亜硫酸ナトリウムを用い、二亜硫酸ナトリウム1.5質量部をイオン交換水58.5質量部に溶解させ、二亜硫酸ナトリウム水溶液を調製した。 Using ammonium persulfate as a polymerization initiator, 3.5 parts by mass of ammonium persulfate was dissolved in 66.5 parts by mass of ion-exchanged water to prepare an aqueous ammonium persulfate solution. Moreover, using sodium disulfite as a reducing agent, 1.5 parts by mass of sodium disulfite was dissolved in 58.5 parts by mass of ion-exchanged water to prepare a sodium disulfite aqueous solution.
フラスコ内の温度を75℃に保ちながら、前記で得られたプレエマルション、過硫酸アンモニウム水溶液および二亜硫酸ナトリウム水溶液を2時間にわたって均一にフラスコ内に滴下した。滴下終了後、フラスコの内温を75℃に保ちながら、さらに1.5時間攪拌を続けた後、冷却することにより、反応を終了し、不揮発分含量が50質量%である樹脂エマルションXを得た。 While maintaining the temperature in the flask at 75 ° C., the pre-emulsion, the ammonium persulfate aqueous solution and the sodium disulfite aqueous solution obtained above were uniformly dropped into the flask over 2 hours. After completion of the dropwise addition, stirring was continued for 1.5 hours while maintaining the internal temperature of the flask at 75 ° C., and then the reaction was terminated by cooling to obtain a resin emulsion X having a nonvolatile content of 50% by mass. It was.
製造例1
前記で得られた樹脂エマルションXを撹拌しながら、10質量%スルホ安息香酸無水物水溶液を樹脂エマルションXとスルホ安息香酸無水物水溶液との質量比(樹脂エマルションX/スルホ安息香酸無水物水溶液)が100/25となるように混合した後、得られた混合物と5%水酸化リチウム一水和物水溶液とイオン交換水とを混合することにより、25℃におけるpHが6.7である電極用バインダー組成物Aを得た。
Production Example 1
While stirring the resin emulsion X obtained above, the mass ratio of the resin emulsion X to the sulfobenzoic anhydride aqueous solution (resin emulsion X / sulfobenzoic anhydride aqueous solution) is 10 mass% sulfobenzoic anhydride aqueous solution. After mixing so that it may become 100/25, the binder for electrodes whose pH in 25 degreeC is 6.7 is mixed by mixing the obtained mixture, 5% lithium hydroxide monohydrate aqueous solution, and ion-exchange water. Composition A was obtained.
なお、電極用バインダー組成物Aの25℃におけるpHは、ガラス電極式水素イオン温度計〔(株)堀場製作所製、品番:F−21〕を用いて測定した。 In addition, pH at 25 degreeC of the binder composition A for electrodes was measured using the glass electrode type hydrogen ion thermometer [Corporation | KK Horiba, product number: F-21].
また、前記で得られた電極用バインダー組成物Aにおける不揮発分含量を測定したところ、当該不揮分含量は33質量%であった。 Moreover, when the non volatile matter content in the electrode binder composition A obtained above was measured, the said non volatile matter content was 33 mass%.
なお、各樹脂エマルションおよび各電極用バインダー組成物における不揮発分量は、樹脂エマルションまたは電極用バインダー組成物約1gをアルミニウム製の皿に秤量し、150℃の熱風乾燥機中で30分間乾燥させ、乾燥前後の質量から、式:
[不揮発分量(質量%)]=[(乾燥後の質量)÷(乾燥前の質量)]×100
に基づいて求めたときの値である。
The nonvolatile content in each resin emulsion and each electrode binder composition was measured by weighing about 1 g of the resin emulsion or electrode binder composition in an aluminum dish and drying it in a hot air dryer at 150 ° C. for 30 minutes. From the mass before and after, the formula:
[Non-volatile content (mass%)] = [(mass after drying) ÷ (mass before drying)] × 100
It is a value when calculated based on.
次に、前記で得られた電極用バインダー組成物Aの粘度を25±1℃の温度で30rpmの条件下で粘度計〔東機産業(株)製、品番:TVB−10〕を用いて測定した。その結果、電極用バインダー組成物Aの粘度は、50mPa・sであった。 Next, the viscosity of the electrode binder composition A obtained above was measured using a viscometer [manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd., product number: TVB-10] under the condition of 30 rpm at a temperature of 25 ± 1 ° C. did. As a result, the viscosity of the binder composition A for electrodes was 50 mPa · s.
比較製造例1
前記で得られた樹脂エマルションXに5%水酸化リチウム一水和物の水溶液およびイオン交換水を添加し、撹拌することにより、電極用バインダー組成物Bを得た。
Comparative production example 1
An electrode binder composition B was obtained by adding an aqueous solution of 5% lithium hydroxide monohydrate and ion-exchanged water to the resin emulsion X obtained above and stirring.
前記で得られた電極用バインダー組成物Bの25℃におけるpHを製造例1と同様にして測定したところ、6.7であった。前記で得られた電極用バインダー組成物Bの25±1℃における粘度を製造例1と同様にして測定したところ、当該粘度は2310mPa・sであった。また、前記で得られた電極用バインダー組成物Bの不揮発分含量を製造例1と同様にして測定したところ、当該不揮発分含量は40質量%であった。 It was 6.7 when pH at 25 degrees C of the binder composition B for electrodes obtained above was measured like manufacture example 1. When the viscosity at 25 ± 1 ° C. of the electrode binder composition B obtained above was measured in the same manner as in Production Example 1, the viscosity was 2310 mPa · s. Moreover, when the non-volatile content of the binder composition B for electrodes obtained above was measured in the same manner as in Production Example 1, the non-volatile content was 40% by mass.
実施例1
2質量%カルボキシメチルセルロース〔第一工業製薬(株)製、商品名:セロゲンBSH−6〕水溶液75質量部とアセチレンブラック粉末〔電気化学工業(株)製〕7質量部とを均一な組成となるように混合することにより、混合物を得た。
Example 1
2 parts by mass of carboxymethylcellulose [Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., trade name: Cellogen BSH-6] 75 parts by mass of aqueous solution and 7 parts by mass of acetylene black powder [Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.] have a uniform composition. To obtain a mixture.
前記で得られた混合物にニッケルマンガンコバルト酸リチウム〔日本化学工業(株)製、商品名:セルシードNMC111〕100質量部を添加し、均一な組成となるように混合し、イオン交換水を添加することにより、混合物の不揮発分含量が50〜60質量%になるように調整した後、当該混合物に電極用バインダー組成物A4.5質量部を添加することにより、電極用組成物を得た。 100 parts by mass of lithium nickel manganese cobaltate [trade name: Cellseed NMC111] manufactured by Nippon Kagaku Kogyo Co., Ltd. is added to the mixture obtained above, and mixed to obtain a uniform composition, and ion-exchanged water is added. After adjusting so that the non-volatile content of a mixture might be 50-60 mass%, the composition for electrodes was obtained by adding 4.5 mass parts of binder composition A for electrodes to the said mixture.
次に、集電体としてアルミニウム箔を用い、当該アルミニウム箔の一方の表面に前記で得られた電極用組成物を塗布時の厚さが180μmとなるようにアプリケーターで塗布し、庫内温度を80℃に設定した熱風オーブンの中で10分間乾燥させた後、ロールプレス機にて線圧5kNでプレスすることにより、アルミニウム箔の表面に乾燥後の塗工量が12mg/cm2の活物質層が形成されたシート状の電極を得た。 Next, using an aluminum foil as a current collector, the electrode composition obtained above was applied to one surface of the aluminum foil with an applicator so that the thickness at the time of application was 180 μm, and the inside temperature was After drying for 10 minutes in a hot air oven set at 80 ° C., the active material having a coating amount of 12 mg / cm 2 after drying on the surface of the aluminum foil is pressed with a roll press at a linear pressure of 5 kN. A sheet-like electrode having a layer formed thereon was obtained.
比較例1
実施例1において、電極用バインダー組成物Aの代わりに電極用バインダー組成物Bを用いたこと以外は、実施例1と同様にしてシート状の電極を作製した。
Comparative Example 1
In Example 1, a sheet-like electrode was produced in the same manner as in Example 1 except that the electrode binder composition B was used instead of the electrode binder composition A.
次に、実施例1および比較例1で得られた電極を用い、電極の活物質層の外観、耐折り曲げ性および低温での電池抵抗を以下の方法に基づいて調べた。 Next, using the electrodes obtained in Example 1 and Comparative Example 1, the appearance, bending resistance and battery resistance at low temperature of the active material layer of the electrodes were examined based on the following methods.
〔活物質層の外観〕
電極の活物質層の外観を目視にて観察し、以下の評価基準に基づいて評価した。
[Appearance of active material layer]
The appearance of the active material layer of the electrode was visually observed and evaluated based on the following evaluation criteria.
(評価基準)
◎:活物質層の外観に異常なし
○:活物質層の外観にピンホール状の欠陥が認められる。
△:活物質層の外観にピンホール状の欠陥以外にも、小さなひび割れが認められる。
×:活物質層の外観にピンホール状の欠陥以外にも、大きなひび割れが認められる。
(Evaluation criteria)
A: No abnormality in the appearance of the active material layer B: Pinhole-like defects are observed in the appearance of the active material layer.
Δ: In addition to pinhole-like defects, small cracks are observed in the appearance of the active material layer.
X: In addition to pinhole-like defects, large cracks are recognized in the appearance of the active material layer.
〔耐折り曲げ性〕
電極を縦3cm、横5cmの長方形に切り出すことにより、試験片を作製した。試験片を180度の角度に折り曲げた後、元の状態に戻し、そのときの外観を目視にて観察し、以下の評価基準に基づいて耐折り曲げ性を評価した。
[Bending resistance]
A test piece was produced by cutting the electrode into a rectangle 3 cm long and 5 cm wide. After the test piece was bent at an angle of 180 degrees, it was returned to its original state, the appearance at that time was visually observed, and the bending resistance was evaluated based on the following evaluation criteria.
(評価基準)
◎:試験片の折り曲げによる塗膜の脱落がない。
○:試験片の折り曲げによる塗膜の脱落がわずかに認められる。
×:試験片の折り曲げによる塗膜の脱落が明らかに認められる。
(Evaluation criteria)
(Double-circle): The coating film does not fall off by bending a test piece.
○: Slight dropout of the coating film due to bending of the test piece is observed.
X: The fall of the coating film by bending of a test piece is clearly recognized.
〔低温での電池抵抗〕
(1)コインセル型リチウムイオン二次電池の作製
前記で得られた電極を直径12mmの円形に打抜くことによって正極を作製し、金属リチウム板を直径14mmの円形に打抜くことによって負極を作製し、ポリエチレンフィルム(厚さ:16μm)を直径16mmの円形に打抜くことによってセパレーターを作製した。
[Battery resistance at low temperature]
(1) Production of coin cell type lithium ion secondary battery A positive electrode is produced by punching the electrode obtained above into a circle having a diameter of 12 mm, and a negative electrode is produced by punching a metal lithium plate into a circle having a diameter of 14 mm. A separator was prepared by punching a polyethylene film (thickness: 16 μm) into a circle having a diameter of 16 mm.
次に、コイン型電池用部品〔宝泉(株)製、品番:CR2032、正極ケース(材質:SUS304L)、負極キャップ(材質:SUS316L)、スペーサー(厚さ:1mm、材質:SUS316L)、ウェーブワッシャー(材質:SUS316L)、ガスケット(材質:ポリプロピレン)〕を用いてコイン型リチウム電池を作製した。 Next, coin-type battery parts [manufactured by Hosen Co., Ltd., product number: CR2032, positive electrode case (material: SUS304L), negative electrode cap (material: SUS316L), spacer (thickness: 1 mm, material: SUS316L), wave washer (Material: SUS316L), gasket (material: polypropylene)] was used to produce a coin-type lithium battery.
より具体的には、ガスケットを装着した負極キャップ、ウェーブワッシャー、スペーサー、負極の順に重ね、非水電解液〔キシダ化学(株)製、品番:LBG−94893、電解質:LiPF6(1mol/L)、溶媒:エチレンカーボネート30容量%およびエチルメチルカーボネート70容量%からなる混合溶媒〕35μLを負極表面に滴下した後、ポリエチレン製のセパレーターを設置し、さらに当該セパレーターの表面に前記非水電解液35μLを滴下した。 More specifically, a negative electrode cap equipped with a gasket, a wave washer, a spacer, and a negative electrode are stacked in this order, non-aqueous electrolyte [manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd., product number: LBG-94893, electrolyte: LiPF 6 (1 mol / L) Solvent: mixed solvent consisting of 30% by volume of ethylene carbonate and 70% by volume of ethyl methyl carbonate] After 35 μL was dropped on the negative electrode surface, a polyethylene separator was placed, and 35 μL of the non-aqueous electrolyte solution was placed on the surface of the separator. It was dripped.
次に、正極を活物質層がセパレーターと対向するように設置し、その上に正極ケースを重ね、加締め機で加締めることにより、コインセル型リチウムイオン二次電池を作製した。 Next, the positive electrode was placed so that the active material layer faced the separator, and the positive electrode case was stacked thereon and crimped with a crimping machine, thereby producing a coin cell type lithium ion secondary battery.
(2)低温での電池抵抗の測定
充放電測定装置〔アスカ電子(株)製、品番:ACD−001〕を用い、25℃の雰囲気中にて前記で得られたコインセル型リチウムイオン二次電池をCレート0.2の電流値および4.2Vの定電圧でCレート0.02に電流値が垂下するまで充電した後、Cレート0.2の電流値で2.7Vまで定電流放電を行なった。
(2) Measurement of battery resistance at low temperature Using a charge / discharge measuring device [manufactured by Asuka Electronics Co., Ltd., product number: ACD-001], the coin cell type lithium ion secondary battery obtained above in an atmosphere at 25 ° C. Is charged at a current value of C rate 0.2 and a constant voltage of 4.2V until the current value drops to C rate 0.02, and then a constant current discharge is performed to a current value of C rate 0.2 to 2.7V. I did it.
次に、前記条件で再度充電を行なった後、Cレート1.0で0.5時間定電流放電を行ない、充電容量の状態が50%となるように調整した。その後、雰囲気の温度を−20℃に変更し、十分に温度が安定する時間をとってからCレート0.2で10秒間放電することにより、電流と電圧の測定データを得た。前記と同様にして、Cレート0.5で10秒間放電、Cレート1で10秒間放電、Cレート2で10秒間放電およびCレート3で10秒間放電することにより、各Cレートにおける電流と電圧の測定データを得た。 Next, after charging again under the above conditions, constant current discharge was performed for 0.5 hour at a C rate of 1.0, and the state of charge capacity was adjusted to 50%. Thereafter, the temperature of the atmosphere was changed to −20 ° C., and after sufficient time for the temperature to stabilize, discharging was performed at a C rate of 0.2 seconds for 10 seconds, thereby obtaining current and voltage measurement data. In the same manner as described above, by discharging for 10 seconds at C rate 0.5, discharging for 10 seconds at C rate 1, discharging for 10 seconds at C rate 2, and discharging for 10 seconds at C rate 3, current and voltage at each C rate Measurement data was obtained.
前記で得られた各Cレートの電流をx軸に、各Cレートで放電したときの電圧をy軸にプロットし、プロットした点から線形近似曲線(y=Ax+B)を作成し、当該線形近似曲線の傾きAの絶対値から抵抗値を求めた。 The current of each C rate obtained above is plotted on the x-axis, the voltage when discharged at each C rate is plotted on the y-axis, and a linear approximation curve (y = Ax + B) is created from the plotted points. The resistance value was determined from the absolute value of the slope A of the curve.
従来の比較例1で得られた電極の低温での電池抵抗を基準としたときの実施例1で得られた電極の低温での電池抵抗を以下の評価基準に基づいて相対評価した。 The battery resistance at low temperature of the electrode obtained in Example 1 based on the battery resistance at low temperature of the electrode obtained in the conventional Comparative Example 1 was relatively evaluated based on the following evaluation criteria.
(評価基準)
◎:低温抵抗値が比較例1の低温抵抗値の65%未満
○:低温抵抗値が比較例1の低温抵抗値の65%以上、75%未満
△:低温抵抗値が比較例1の低温抵抗値の75%以上、100%未満
×:低温抵抗値が比較例1の低温抵抗値の100%以上
(Evaluation criteria)
A: Low temperature resistance value is less than 65% of the low temperature resistance value of Comparative Example 1. B: Low temperature resistance value is 65% or more and less than 75% of the low temperature resistance value of Comparative Example 1. Δ: Low temperature resistance value is the low temperature resistance of Comparative Example 1. 75% or more of value, less than 100% x: Low temperature resistance value is 100% or more of low temperature resistance value of Comparative Example 1
以上の結果から、実施例1で得られた電極では、外観の評価が◎であり、耐折り曲げ性の評価が◎であり、比較例1で得られた電池と対比した低温抵抗性の評価が◎であるのに対し、比較例1で得られた電極では、外観の評価が×であり、耐折り曲げ性の評価が×であった。 From the above results, in the electrode obtained in Example 1, the external appearance evaluation is ◎, the bending resistance evaluation is ◎, and the low-temperature resistance evaluation compared with the battery obtained in Comparative Example 1 is Whereas, the electrode obtained in Comparative Example 1 had an evaluation of the appearance of x, and the evaluation of the bending resistance was x.
したがって、実施例1で得られた電極は、比較例1で得られた電極と対比して、リチウムイオン二次電池の電池容量を増大させるために活物質層の塗工量を増加させた場合であっても低温での電池抵抗が低く、当該活物質層の表面にピンホールおよび割れが生じがたく、耐折り曲げ性に優れていることから、リチウムイオン二次電池に好適に使用することができることがわかる。 Therefore, the electrode obtained in Example 1 is compared with the electrode obtained in Comparative Example 1 when the coating amount of the active material layer is increased in order to increase the battery capacity of the lithium ion secondary battery. However, the battery resistance at low temperature is low, pinholes and cracks do not easily occur on the surface of the active material layer, and it is excellent in bending resistance. Therefore, it can be suitably used for a lithium ion secondary battery. I understand that I can do it.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016073368A JP2017183248A (en) | 2016-03-31 | 2016-03-31 | Binder composition for electrode of lithium ion secondary battery |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016073368A JP2017183248A (en) | 2016-03-31 | 2016-03-31 | Binder composition for electrode of lithium ion secondary battery |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017183248A true JP2017183248A (en) | 2017-10-05 |
Family
ID=60006569
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016073368A Pending JP2017183248A (en) | 2016-03-31 | 2016-03-31 | Binder composition for electrode of lithium ion secondary battery |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2017183248A (en) |
-
2016
- 2016-03-31 JP JP2016073368A patent/JP2017183248A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3721727B2 (en) | Battery electrode binder | |
JP5943602B2 (en) | Acrylic aqueous dispersion and aqueous paste for electrochemical cell, and method for producing electrode / battery comprising the same | |
JP5912814B2 (en) | Aqueous electrode binder for secondary battery | |
KR101148564B1 (en) | Binder composition for cathode | |
JP5567429B2 (en) | Conductive layer for lithium ion secondary battery | |
JP6504179B2 (en) | Adhesive composition for electrochemical device, adhesive layer for electrochemical device, and electrochemical device | |
JP6760074B2 (en) | Binder composition for lithium ion secondary battery positive electrode, slurry composition for lithium ion secondary battery positive electrode, positive electrode for lithium ion secondary battery and lithium ion secondary battery | |
JP2020189770A (en) | Carbon nanotube dispersion and utilization thereof | |
JP2012150905A (en) | Resin current collector and secondary battery | |
KR20150032943A (en) | Slurry for lithium ion secondary battery negative electrodes, electrode for lithium ion secondary batteries, method for producing electrode for lithium ion secondary batteries, and lithium ion secondary battery | |
JP2012234703A (en) | Metal salt-containing binder | |
JP7185504B2 (en) | Raw material for coating material for secondary battery separator, method for producing raw material for coating material for secondary battery separator, coating material for secondary battery separator, secondary battery separator, method for producing secondary battery separator, and secondary battery | |
JP5854867B2 (en) | Method for producing electrode composition | |
JP2015018776A (en) | Binder for aqueous electrode composition for battery | |
WO2013011936A1 (en) | Electrochemical element electrode composite particle, electrochemical element electrode material, and electrochemical element electrode | |
WO2019155773A1 (en) | Binder for secondary battery electrode, and application thereof | |
US20190148731A1 (en) | Binder for nonaqueous electrolyte secondary battery and use thereof | |
JP2018181487A (en) | Aqueous coating liquid for electrode, and utilization thereof | |
JP2015106489A (en) | Binder composition for electricity storage device electrode, slurry for electricity storage device electrode, electricity storage device electrode, and electricity storage device | |
TW201710308A (en) | Copolymer, electrode binder for secondary battery, electrode composition for secondary battery, and electrode for secondary battery | |
JP6070266B2 (en) | Slurry composition for positive electrode of lithium ion secondary battery, method for producing positive electrode for lithium ion secondary battery, positive electrode for lithium ion secondary battery, and lithium ion secondary battery | |
JP6051080B2 (en) | Binder for battery electrode composition | |
JP6450453B2 (en) | Binder for electrode of lithium ion secondary battery | |
US20220302455A1 (en) | Composition for electricity storage devices, slurry for electricity storage device electrodes, electricity storage device electrode, and electricity storage device | |
JP2020009651A (en) | Composition for power storage device, slurry for power storage device electrode, power storage device electrode and power storage device |